JP2018130984A - 自動車用スポイラ構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】フロントスポイラが路上障害物と干渉した場合において、フロントスポイラの破損が抑制される自動車用スポイラ構造を得る。
【解決手段】自動車用スポイラ構造10は、フロントバンパ14の底部(下壁部14C)とフロントスポイラ20とに接続され、膨張することによりフロントスポイラ20を展開状態とし、収縮することによりフロントスポイラ20を格納状態とするエアバッグ40と、フロントスポイラ20に対する障害物Xの干渉により、エアバッグ40の内圧が上昇した場合にエアバッグ40の内圧を下降させるリリーフバルブ50と、を有している。
【選択図】図2

Description

本発明は、自動車用スポイラ構造に関する。
例えば、特許文献1には、フロントバンパの車両下方側に設けられる可倒式のフロントスポイラが開示されている。このフロントスポイラは、フロントバンパの底部との間に設けられた空気袋を膨張又は収縮させることにより、フロントスポイラを展開位置(展開状態)と格納静止位置(格納状態)との間で変化させている。
特開2014−084104号公報
ここで、特許文献1のフロントスポイラを備えた自動車が路上障害物を通過する際、展開位置のフロントスポイラに当該路上障害物が干渉する場合がある。そして、干渉時にフロントスポイラに対する負荷が小さい場合はフロントスポイラ及び空気袋の変形により干渉が解消されるが、負荷が大きい場合はフロントスポイラ及び空気袋の変形量が足りず、フロントスポイラが破損してしまう。
本発明は、上記事実を考慮し、フロントスポイラが路上障害物と干渉した場合において、フロントスポイラの破損が抑制される自動車用スポイラ構造を得ることが目的である。
請求項1に記載された本発明に係る自動車用スポイラ構造は、フロントバンパの車両下方側に設けられるフロントスポイラと、前記フロントバンパの底部と前記フロントスポイラとに接続され、膨張することにより前記フロントスポイラを展開状態とし、収縮することにより前記フロントスポイラを格納状態とする空気袋と、前記フロントスポイラに対する路上障害物の干渉により、前記空気袋の内圧が上昇した場合に前記空気袋の内圧を下降させるリリーフバルブと、を有している。
請求項1に記載された本発明に係る自動車用スポイラ構造は、フロントバンパの車両下方側に設けられ、車両下方側に展開される展開位置と、例えば、フロントバンパの下部に格納される格納位置との間で変化可能なフロントスポイラに係る。この自動車用スポイラ構造では、フロントバンパの底部とフロントスポイラに渡り空気袋が接続されており、この空気袋の膨張によってフロントスポイラは展開状態となり、空気袋の収縮によってフロントスポイラは格納状態となる。また、この自動車用スポイラ構造には、フロントスポイラに対する路上障害物の干渉により、空気袋の内圧が上昇した場合に当該空気袋の内圧を下降させるリリーフバルブが設けられている。
この自動車用スポイラ構造によれば、展開状態のフロントスポイラに対して路上障害物が干渉することにより、膨張されている空気袋の内圧が上昇した場合、この空気袋から空気を逃がして内圧を下降させることにより、格納状態に変化させることが可能である。すなわち、路上障害物との干渉時に展開状態から格納状態に変化させることで、フロントスポイラの破損が抑制される。
請求項2に記載された本発明に係る自動車用スポイラ構造では、請求項1に記載された本発明に係る自動車用スポイラ構造の前記リリーフバルブは、前記空気袋の車両上方側に設けられている。
リリーフバルブが空気袋の車両下方側に突出するように設けられている場合、路上障害物との干渉により破損する恐れが生ずるが、この自動車用スポイラ構造によれば、リリーフバルブの路上障害物との干渉による破損を抑制できる。
請求項3に記載された本発明に係る自動車用スポイラ構造では、請求項2に記載された本発明に係る自動車用スポイラ構造の前記リリーフバルブは、前記展開状態において、前記フロントスポイラと、前記フロントバンパの底部と、前記空気袋とによって囲まれた空間内に配置される。
この自動車用スポイラ構造によれば、リリーフバルブがフロントスポイラ、フロントバンパの底部、及び空気袋により閉塞された空間内に配置されているため、リリーフバルブに対する異物混入を抑制できる。
請求項4に記載された本発明に係る自動車用スポイラ構造は、請求項1〜3の何れか1項に記載された本発明に係る自動車用スポイラ構造の前記リリーフバルブは、前記空気袋において、前記フロントスポイラとの接続部寄りに設けられている。
空気袋では外力が入力されるフロントスポイラとの接続部に近いほど、外力の変動に対して内圧が早期に変動する。すなわち、この自動車用スポイラ構造によれば、フロントスポイラの路上障害物との干渉に対してリリーフバルブが直ぐに開弁するため、フロントスポイラは格納状態に向けて早期に変化する。
本発明によれば、フロントスポイラが路上障害物と干渉した場合において、フロントスポイラの破損が抑制される自動車用スポイラ構造を得ることができる。
本発明の実施形態に係る自動車用スポイラ構造が適用された自動車の前部を示す車両斜め前方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る自動車用スポイラ構造におけるフロントスポイラの展開状態の断面図(図1の2−2線に沿って切断したときの断面図)である。 本発明の実施形態に係る自動車用スポイラ構造におけるフロントスポイラの格納状態の断面図である。 本発明の実施形態に係る自動車用スポイラ構造におけるエアバッグの(A)平面図、(B)正面図である。 変形例1に係る自動車用スポイラ構造におけるフロントスポイラの展開状態の断面図である。 変形例2に係る自動車用スポイラ構造におけるフロントスポイラの展開状態の断面図である。
本発明の実施形態に係る自動車用スポイラ構造10について、図1〜図4に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印FR、矢印UP、矢印RH、及び矢印LHは、それぞれ自動車用スポイラ構造10が適用された自動車(車両)12の前方向、上方向、車幅方向である右方向、左方向を示しており、以下、単に上下前後及び車幅方向を示す場合は上記各矢印方向に対応している。
(自動車用スポイラ構造の構成)
まず、自動車用スポイラ構造の構成について説明する。図1に示されるように、自動車12の前端部12Aには、フロントバンパ14が車両幅方向に沿って設けられている。フロントバンパ14は、図示しない固定手段によって車体側に固定されている。
フロントバンパ14は、例えば、樹脂で形成されており、図示しないが、車両前後方向に沿って切断したときの断面形状が、車両後方側を開口とする略U字状を成している。フロントバンパ14は、意匠面とされる前壁部14Aと、前壁部14Aの上端部から車両後方側へ屈曲し車体側に固定される上壁部14Bと、前壁部14Aの下端部から車両後方側へ屈曲する下壁部14C(図2参照)と、を含んで構成されている。
前壁部14Aは、車両幅方向に沿って形成され、車両前方側へ向かって僅かに膨らむなだらかな曲面を成している。前壁部14Aの車両幅方向の中央部には、フロントグリル18が設けられている。また、前壁部14Aは、外端部が車両側部に回り込み車両前後方向に沿って形成されており、後端部がホイールハウス17の一部を構成する。
ここで、図2に示されるように、フロントバンパ14の底部である下壁部14Cは、車両後方側へ向けて水平の壁面を構成している。下壁部14Cから車両下方側に向けて車幅方向に沿って樹脂製で板状のフロントスポイラ20が設けられている。車両前方から正面視した場合、フロントスポイラ20は、中央部20Aは略矩形状であり、中央部20Aの両端側に連続して形成される右端部20B及び左端部20Cは、車幅方向外側に向かうにつれて車両上下方向の幅が狭くなる台形状に形成されている(図1参照)。ここで、本実施形態のフロントスポイラ20は、フロントバンパ14の下壁部14Cに対して車両下方側に向けてほぼ直立となるように展開される展開状態(図2参照)と、下壁部14Cに沿ってほぼ水平に格納される格納状態(図3参照)との間で変化が可能である。フロントスポイラ20が展開状態となることにより、フロントタイヤ15(図1参照)よりも車両前方側では、自動車12の床下への空気の流入が抑制される。
図2に展開状態のフロントスポイラ20の断面を示す。フロントスポイラ20は、意匠面を構成する前面部22と、前面部22の車両上方側に複数設けられる係止爪24と、前面部22の車両下方側に設けられる接続部26と、を備えている。前面部22は、正面視した場合、中央部20Aでは略矩形状であり、右端部20B及び左端部20Cでは、車幅方向外側に向かうにつれて車両上下方向の幅が狭くなる台形状に形成されている。また、前面部22は、車幅方向から断面視した場合、ほぼ直線状から略L字状(図3参照)となるように折れ曲がることが可能に形成されている。係止爪24は、中央部20A、右端部20B及び左端部20Cに複数個ずつ設けられており、係止爪24は、前面部22の上端から車両上方に向けて突出している。この係止爪24が、フロントバンパ14の下壁部14Cに形成された孔に挿入されて係止されることにより、フロントスポイラ20の車両上方側がフロントバンパ14に対して固定されている。一方、接続部26は、前面部22から車両後方に向けて断面略三角状に突出形成されており、突出部分の先端部において、後述するエアバッグ40が固定されている。
また、図3に格納状態のフロントスポイラ20の断面を示す。格納状態におけるフロントスポイラ20は、係止爪24から車両下方側に向けて延出された前面部22が車両後方に向けて折れ曲がり、そのまま、車両後方に向けて延出されている。ここで、前面部22の下面(展開状態における前面)は、エアバッグ40の固定部材である後縁部28の下面とほぼ同一の平面をなしている。
なお上述のとおり、本実施形態のフロントスポイラ20は樹脂製であるが、成型する際は格納状態の形状、すなわち、側面視において前面部22が折れ曲がった状態で成型されている。したがって、フロントスポイラ20は、接続部26に対して車両下方かつ前方への押圧力が加えられることで前面部22がほぼ直線状となり、接続部26に対する押圧力が解放されることで、前面部22は復元力により元の折れ曲がった状態となる。
図2及び図3に示されるように、エアバッグ40は、フロントバンパ14の下壁部14Cと、フロントスポイラ20とに接続された空気袋であって、膨張することによりフロントスポイラ20を展開状態とし、収縮することによりフロントスポイラ20を格納状態とする機能を有している。図4(A)及び(B)に示されるように、エアバッグ40は、フロントスポイラ20の中央部20Aに対応する中央エアバッグ40A、右端部20Bに対応する右エアバッグ40B、及び左端部20Cに対応する左エアバッグ40Cと、を含んで構成されている。
図2に示されるように、エアバッグ40は、車両後方側かつ上方側に設けられた複数の固定穴42A(図4(A)参照)にフロントバンパ14の下壁部14Cに設けられた固定爪14Dが挿通されている。そして、固定穴42Aの周囲がフロントバンパ14と別部材である後縁部28に挟持されることにより、エアバッグ40はフロントバンパ14に接続される。また、エアバッグ40は、車両前方側かつ下方側の固定端42Bがフロントスポイラ20に設けられた接続部26において固定されることにより、フロントスポイラ20に接続されている。なお、エアバッグ40のフロントスポイラ20に対する接続方法としては、ボルト、リベット、接着などのいずれの方法を採用してもよい。エアバッグ40のフロントバンパ14に対する接続方法についても同様である。
以上のように、フロントバンパ14の下壁部14C、及びフロントスポイラ20に接続されたエアバッグ40は、膨張することにより、フロントスポイラ20から下壁部14Cに向けて車両後方かつ上方に渡って配置される(図2参照)。また、エアバッグ40は、収縮することにより、フロントスポイラ20の前面部22とフロントバンパ14の下壁部14Cとの間で折り畳まれるように配置される(図3参照)。
図4(A)及び(B)に示されるように、中央エアバッグ40A、右エアバッグ40B及び左エアバッグ40Cの車両上方側には、それぞれ管部46と、リリーフバルブ50が設けられている。管部46は、中央エアバッグ40Aにおいては車幅方向右方側寄りに、右エアバッグ40Bにおいては車幅方向内側(左方側)寄りに、左エアバッグ40Cにおいては車幅方向内側(右方側)寄りに、それぞれ設けられている。この管部46には、後述する制御弁52から延出される配管56が接続されている(図2参照)。
図2及び図4に示されるように、リリーフバルブ50は、中央エアバッグ40A、右エアバッグ40B及び左エアバッグ40Cの車幅方向略中央で、フロントスポイラ20との接続部(固定端42B)がある車両前方側に、それぞれ設けられている。また、エアバッグ40の展開状態において車幅方向から断面視した場合、リリーフバルブ50は、フロントスポイラ20と、フロントバンパ14の下壁部14Cと、エアバッグ40とによって囲まれた空間内に配置されている(図2参照)。
リリーフバルブ50は、各エアバッグ40の内圧が所定値を超える場合に開弁するように設定されている。具体的に、リリーフバルブ50は、フロントスポイラ20に対する路上障害物(例えば、図2に示す障害物X)の干渉により、エアバッグ40の内圧が上昇した場合に当該エアバッグ40の内圧を下降させるべく開弁される。また、リリーフバルブ50は、自動車12の走行時においてフロントスポイラ20が受ける風圧によりエアバッグ40の内圧が上昇した場合には開弁されない。すなわち、本実施形態において、リリーフバルブ50が開弁される所定値は、フロントスポイラ20が風圧を受けることにより上昇したエアバッグ40の内圧よりも大きい値に設定される。以上、本実施形態では、リリーフバルブ50は、風圧では開弁することなく、路上障害物との干渉時のみ開弁される。
図2に示されるように、エアバッグ40は、配管56を介して制御弁52に接続されている。また、制御弁52は、配管56を介してポンプ54に接続されている。制御弁52及びポンプ54は、それぞれ制御部60に電気的に接続されており、この制御部60により制御弁52は開弁及び閉弁が制御され、ポンプ54は駆動が制御される。本実施形態では、制御部60が制御弁52を開弁させると共に、ポンプ54を駆動させることにより、エアバッグ40を膨張させる、換言するとエアバッグ40の内圧を上昇させる(図2参照)。また、制御部60がポンプ54を停止させたまま、制御弁52を開弁させることにより、エアバッグ40を収縮させる、換言するとエアバッグ40の内圧を下降させる(図3参照)。なお、本実施形態のフロントスポイラ20では、前面部22が成形時の折れ曲がった状態に戻ろうとする復元力を受けるため、制御弁52を開弁させるだけでエアバッグ40は収縮される。そして、制御部60が制御弁52を閉弁することによりエアバッグ40の内圧は維持される。すなわち、展開状態や格納状態が維持される。
(自動車用スポイラ構造の作用・効果)
次に、自動車用スポイラ構造の作用・効果について説明する。
自動車12の高速走行時においては、フロントスポイラ20が車両下方に展開されることにより床下への空気の流入が抑制され、揚力が低減されて走行安定性が向上する。他方、フロントスポイラ20が車両下方に展開された場合、路面とのクリアランスが減少するため路上障害物と干渉する可能性が生じる。そこで、本実施形態は、車速に応じてフロントスポイラ20の展開状態と格納状態とを変化させると共に、フロントスポイラ20の展開状態において、路上障害物と干渉した場合には格納状態となるように変化させる。以下、作用について説明する。
(1)展開動作
展開動作は、制御部60の制御により、フロントスポイラ20を格納状態から展開状態に変化させる動作である。本実施形態では、制御部60において自動車12の速度が所定値(例えば、時速60km)を上回ったと判断された場合に展開動作が行われる。
具体的には、図3に示される格納状態において、制御部60が制御弁52を開弁させると共に、ポンプ54を駆動させることにより、収縮され折り畳まれているエアバッグ40に空気を送り込む。そして、エアバッグ40の内圧が上昇しエアバッグ40が膨張されることにより、フロントスポイラ20の接続部26に対して車両下方かつ前方への押圧力が加えられ、前面部22がほぼ直線状となる。すなわち、フロントスポイラ20は図2に示される展開状態となる。そして、制御部60が制御弁52を閉弁させると共に、ポンプ54の駆動を停止させることにより展開状態は維持される。フロントスポイラ20が展開状態になることにより、自動車12の床下への空気の流入が抑制され、揚力が低減されて走行安定性が向上する。
(2)格納動作
格納動作は、制御部60の制御により、フロントスポイラ20を展開状態から格納状態に変化させる動作である。本実施形態では、制御部60において自動車12の速度が所定値(例えば、時速50km)を下回ったと判断された場合に格納動作が行われる。
具体的には、図2に示される展開状態において、制御部60がポンプ54を停止させたまま、制御弁52を開弁させることにより、膨張されているエアバッグ40から空気を抜く。上述のように、本実施形態のフロントスポイラ20では、前面部22が成形時の折れ曲がった状態に戻ろうとする復元力を受けるため、制御弁52を開弁させるだけでエアバッグ40は収縮される。そして、エアバッグ40の内圧が下降しエアバッグ40が収縮されることにより、フロントスポイラ20の接続部26に対する車両下方かつ前方への押圧力が解放されて、前面部22が元の折れ曲がった状態となる。すなわち、フロントスポイラ20は図3に示される格納状態となる。そして、制御部60が制御弁52を閉弁させることにより格納状態は維持される。フロントスポイラ20が格納状態になることにより、路面とのクリアランスを確保して路上障害物と干渉を抑制する。
(3)変形動作
変形動作は、展開状態のフロントスポイラ20が路上障害物と干渉した場合に格納状態に向けて変化させる動作である。変形動作は、制御部60の制御によらずに実行される。
具体的には、図2に示される展開状態において、走行中の自動車12のフロントスポイラ20が障害物Xと干渉すると、フロントスポイラ20では接続部26に対して車両後方への外力が作用すると共に、固定端42Bから外力が入力されたエアバッグ40では内圧が上昇する。すると、リリーフバルブ50が開弁し、エアバッグ40の内圧が下降すると共に、エアバッグ40の収縮に合わせてフロントスポイラ20では前面部22が折れ曲がる。すなわち、フロントスポイラ20は展開状態から格納状態に向けて変化する。そしてフロントスポイラ20では、障害物Xとの干渉が解消されるまで接続部26に対して車両後方への外力が作用することから、障害物Xとの干渉が解消されるまでリリーフバルブ50が開弁し、フロントスポイラ20の格納状態への変化が継続される。
以上、本実施形態では、フロントスポイラ20が展開状態のまま走行している場合、フロントスポイラ20は、風圧によっては格納状態に変化しないが、路上障害物との干渉が生じた場合は、格納状態に変化する。すなわち、展開状態のフロントスポイラ20が路上障害物と干渉した場合でも、フロントスポイラ20の損傷は抑制される。
(変形例)
なお、本実施形態では、図2に示されるように、エアバッグ40の車両上方側にリリーフバルブ50が設けられているが、リリーフバルブ50の配置についてはこの限りではない。
例えば、変形例1として、図5に示されるように、エアバッグ40の車両下方側にリリーフバルブ50を設けてもよい。また例えば、変形例2として、図6に示されるように、エアバッグ40と制御弁52とを接続する配管56の途中にリリーフバルブ50を設けてもよい。変形例1及び変形例2についても、本実施形態と同様にフロントスポイラ20の損傷を抑制することができる。
(まとめ)
本実施形態では、フロントバンパ14の車両下方側に設けられ、車両下方側に展開される展開位置と、フロントバンパ14の下部に格納される格納位置との間で変化可能なフロントスポイラ20を備えている。本実施形態のフロントスポイラ20は板状の樹脂製部材であって、板状面が折れ曲がることにより、下端部が車両後方かつ上方に移動し、格納状態とすることができる。また、本実施形態では、フロントバンパ14の下壁部14Cとフロントスポイラ20に渡りエアバッグ40が接続されている。このエアバッグ40の膨張によってフロントスポイラ20は展開状態となり、空気袋の収縮によってフロントスポイラ20は格納状態となる。そして、本実施形態では、フロントスポイラ20に対する路上障害物の干渉により、エアバッグ40の内圧が上昇した場合にエアバッグ40の内圧を下降させるリリーフバルブ50が設けられている。
本実施形態の自動車用スポイラ構造10によれば、展開状態のフロントスポイラ20に対して路上障害物が干渉することにより、膨張されているエアバッグ40の内圧が上昇した場合、このエアバッグ40から空気を逃がして内圧を下降させることにより、格納状態に変化させることが可能である。すなわち、路上障害物との干渉時に展開状態から格納状態に変化させることで、フロントスポイラ20の破損が抑制される。
また、本実施形態の自動車用スポイラ構造10によれば、リリーフバルブ50の配置に関して次の特徴を有している。
第1に、本実施形態のリリーフバルブ50は、エアバッグ40の車両上方側に設けられている点である。リリーフバルブ50がエアバッグ40の車両下方側に突出するように設けられている場合、路上障害物との干渉により破損する恐れが生ずるが、本実施形態によれば、リリーフバルブ50の路上障害物との干渉による破損を抑制できる。
第2に、本実施形態のリリーフバルブ50は、展開状態において、フロントスポイラ20と、フロントバンパ14の下壁部14Cと、エアバッグ40とによって囲まれた空間内に配置される点である。本実施形態によれば、リリーフバルブ50が閉塞された空間内に配置されているため、リリーフバルブ50に対する埃や雨水などの異物混入を抑制できる。
第3に、本実施形態のリリーフバルブ50は、エアバッグ40とフロントスポイラ20との接続部(固定端42B)寄りに設けられている。ここで、エアバッグ40では外力が入力されるフロントスポイラ20との接続部(固定端42B)に近いほど、外力の変動に対して内圧が早期に変動する。すなわち、本実施形態によれば、路上障害物との干渉に対してリリーフバルブ50が直ぐに開弁するため、フロントスポイラ20は格納状態に向けて早期に変化する。
なお、本実施形態のフロントスポイラ20は、樹脂製であって、折れ曲がることにより下端部が車両後方かつ上方に移動するが、フロントスポイラ20の材質はこの限りではない。例えば、硬質樹脂製のような曲がりの生じない材質としてもよい。この場合、フロントスポイラの上端側にヒンジを設けることにより、下端部を車両後方かつ上方に移動させることができる。
また、本実施形態のエアバッグ40は、車幅方向に3分割されているが、分割数や配置はこれに限らない。
また、本実施形態のリリーフバルブ50は、各エアバッグ40(中央エアバッグ40A、右エアバッグ40B及び左エアバッグ40C)毎に1個ずつ設けられているがこれに限らない。例えば、1のエアバッグに複数個のリリーフバルブ50を配置してもよいし、複数のエアバッグに1個のリリーフバルブ50を配置してもよい。さらに、エアバッグ毎にリリーフバルブ50の配置数を変えてもよい。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
10 自動車用スポイラ構造
12 自動車
14 フロントバンパ
14C 下壁部(フロントバンパの底部)
20 フロントスポイラ
40 エアバッグ(空気袋)
50 リリーフバルブ
X 障害物(路上障害物)

Claims (4)

  1. フロントバンパの車両下方側に設けられるフロントスポイラと、
    前記フロントバンパの底部と前記フロントスポイラとに接続され、膨張することにより前記フロントスポイラを展開状態とし、収縮することにより前記フロントスポイラを格納状態とする空気袋と、
    前記フロントスポイラに対する路上障害物の干渉により、前記空気袋の内圧が上昇した場合に前記空気袋の内圧を下降させるリリーフバルブと、
    を有する自動車用スポイラ構造。
  2. 前記リリーフバルブは、前記空気袋の車両上方側に設けられている請求項1に記載の自動車用スポイラ構造。
  3. 前記リリーフバルブは、前記展開状態において、前記フロントスポイラと、前記フロントバンパの底部と、前記空気袋とによって囲まれた空間内に配置される請求項2に記載の自動車用スポイラ構造。
  4. 前記リリーフバルブは、前記空気袋において、前記フロントスポイラとの接続部寄りに設けられている請求項1〜3の何れか1項に記載の自動車用スポイラ構造。
JP2017024090A 2017-02-13 2017-02-13 自動車用スポイラ構造 Active JP6627796B2 (ja)

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