JP2018135054A - 車両用空気抵抗低減装置及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、最低地上高を確保して悪路走破性を高めながら空気抵抗の低減による燃費の向上を促進できるようにする車両用空気抵抗低減装置を提供する。【解決手段】車両１の車体１０の前部１１に下方へ出没可能に装備された可動式のフロントスポイラ２０と、フロントスポイラ２０を出没駆動する第１アクチュエータ２１と、車体１０の両側部１２に下方へ出没可能に装備された可動式のサイドスポイラ３０と、サイドスポイラ３０を出没駆動する第２アクチュエータ３１と、第１アクチュエータ２１と第２アクチュエータ３１とを制御する制御手段５０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空気抵抗低減装置及びこれを装備した車両に関するものである。

近年、比較的車高が高く、最低地上高も高く確保されたスポーティーな多目的乗用車（いわゆるSUV；sports utility vehicle）が広く生産されている。このような車両では、車高が高く最低地上高も高いため、運転席からの車両前方の視認性がよく、路面の凹凸が激しい悪路でも最低地上高を生かして走破することが可能になり、外観上の見栄えも向上する。

しかし、最低地上高が高いと、走行時に車体の前方から車体下部へ流れ込んだ空気が車両の走行抵抗（いわゆる空気抵抗）になる。特に高速時ほど空気抵抗が増大し、燃費の低下を招くことになる。この点から、車高調整により最低地上高を調整可能な車両も開発されているが、サスペンション構造が特有なものになりコスト増を招く。
そこで、より低コストで悪路走破性と空気抵抗の低減とを両立させる技術が要望される。

車両の前方から車体下部への空気の流れ込みを抑制する技術として、フロントバンパの下方に装備するフロントスポイラがある。また、このフロントスポイラを可動にして、車両の高速時にはフロントスポイラをフロントバンパの下方に下げて車両の前方から車体下部への空気の流れ込みを抑制し、車両の低速時にはフロントスポイラを上昇させてフロントバンパの裏側に格納するようにして走破性を確保できるようにする技術も開発されている（特許文献１参照）。

特開平０７−１３７６６８号公報

しかしながら、上記のＳＵＶのように悪路走破性を確保するために最低地上高を大きくとると、上記のような可動のフロントスポイラを装備して、高速時にフロントスポイラをフロントバンパの下方に下げて車両の前方から車体下部への空気の流れ込みを抑制しても、空気抵抗は依然として大きく、燃費向上効果が十分に得られない。このため、車体下部への空気の流れ込みによる空気抵抗の抑制には、開発の余地がある。

本発明は、このような課題にかんがみ創案されたもので、大きなコスト増を招かないようにしつつ、最低地上高を確保して悪路走破性を高めながら空気抵抗の低減による燃費の向上を促進することができるようにした、車両用空気抵抗低減装置を提案することを目的としている。

（１）上記の目的を達成するために、本発明の車両用空気抵抗低減装置は、車両の車体の前部に下方へ出没可能に装備された可動式のフロントスポイラと、前記フロントスポイラを出没駆動する第１アクチュエータと、前記車体の両側部に下方へ出没可能に装備された可動式のサイドスポイラと、前記サイドスポイラを出没駆動する第２アクチュエータと、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。

（２）前記フロントスポイラは、そのスポイラ前縁部を前記車体の前部下縁に第１支持軸によって回動可能に支持され、前記第１アクチュエータによって、そのスポイラ後縁部の側を上下に揺動されて、前記車体の前部下縁から下方に突出した使用状態と、前記車体の前部下縁に没入した格納状態との間で、出没駆動されることが好ましい。

（３）前記フロントスポイラには、前記車両の走行時に風圧を受ける表面から裏面に貫通する水抜け穴が穿設されていることが好ましい。

（４）前記サイドスポイラは、そのスポイラ外縁部を前記車体の側部下縁に第２支持軸によって回動可能に支持され、前記第２アクチュエータによって、そのスポイラ内縁部の側を上下に揺動されて、前記車体の側部下縁から下方に突出した使用状態と、前記車体の側部下縁に没入した格納状態との間で、出没駆動されることが好ましい。

（５）前記車両の車速を検出する車速センサを備え、前記制御手段は、前記車速センサで検出された車速が設定車速以上の高車速時には、前記フロントスポイラ及び前記サイドスポイラを前記車体から下方に突出させ、前記車速が前記設定車速未満の低車速時には、前記フロントスポイラ及び前記サイドスポイラを前記車体に没入させるように、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御することが好ましい。

（６）前記車両が走行する路面の凹凸を検知する路面センサを備え、前記制御手段は、前記路面センサで検出された路面の凹凸が基準レベル以上の場合には、前記車両の車速に関係なく、前記フロントスポイラ及び前記サイドスポイラを前記車体に没入させるように、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御することが好ましい。

（７）前記車体の後部下縁に格納された格納状態と、前記車体の後部下縁から後方へ突出した使用状態との間で出没可能な可動式のリヤスポイラと、前記リヤスポイラを出没駆動する第３アクチュエータと、を備え、前記制御手段は前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータと連動して出没するように前記第３アクチュエータをも制御することが好ましい。

（８）本発明の車両は、（１）〜（７）の何れか１項に記載の車両用空気抵抗低減装置を装備していることを特徴としている。

本発明によれば、車両の走行時に、フロントスポイラ及びサイドスポイラを車体の下方へ突出させることで、車体前方から車体下部へ流れ込もうとする空気をフロントスポイラが車体下部側方へ案内する。これに伴って車体下部側方へ流れ込んだ空気が車体下部側方から車体下部へ向けて流入しようとするが、サイドスポイラがこの車体下部側方から車体下部への空気の流れ込もうとする空気を車体後方へ案内する。したがって、最低地上高が比較的高い車両であっても、ロントスポイラ及びサイドスポイラによって、大きなコスト増を招かずに車体下部への空気の流入を抑制し、車両の走行に伴う空気抵抗を低減することがでる。

一実施形態にかかる車両の側面図であって、（ａ）は各スポイラが使用状態に突出した状態を示し、（ｂ）は各スポーラが格納状態に没入した状態を示す。 一実施形態にかかるフロントスポイラの構成を示すブロック図であって、フロントスポイラについては車両装着状態での横断面図で示す。 一実施形態にかかるサイドスポイラを示す図であって、（ａ）はサイドスポイラの車両装着状態での斜視図、（ｂ）はサイドスポイラの構成を示すブロック図（サイドスポイラについては車両装着状態での横断面図）である。 一実施形態にかかるリヤポイラを示す図であって、（ａ）はリヤスポイラの車両装着状態での斜視図、（ｂ）はリヤスポイラの構成を車両装着状態で示す平面図である。 一実施形態にかかる車両の前部斜視図であって、（ａ）はフロントスポイラ及びサイドスポイラが使用状態の場合の空気（走行風）の流れを示し、（ｂ）はフロントスポイラ及びサイドスポイラが格納状態の場合の空気（走行風）の流れを示す。 一実施形態にかかる車両の車体下部の平面図であって、（ａ）はフロントスポイラ，サイドスポイラ及びリヤスポイラが使用状態の場合の空気（走行風）の流れを示し、（ｂ）はフロントスポイラ，サイドスポイラ及びリヤスポイラが格納状態の場合の空気（走行風）の流れを示す。 一実施形態にかかる車両の空気抵抗特性，走行抵抗特性を示すグラフである。 一実施形態にかかるフロントスポイラの脱落防止機能を説明する車両装着状態での横断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態としての車両及び車両用空気抵抗低減装置について説明する。また、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

〔概略構成〕
図１（ａ），（ｂ）の車両の側面図に示すように、本実施形態にかかる車両１の車体１０には、車体１０の前部１１に下方へ出没可能に装備された可動式のフロントスポイラ２０と、車体１０の両側部１２にそれぞれ下方へ出没可能に装備された可動式のサイドスポイラ３０と、車体１０の後部１３に後方へ出没可能に装備された可動式のリヤスポイラ４０とが、装備されている。なお、図中、Ｗは車輪（タイヤ）を示す。

各スポイラ２０，３０，４０は、路面に凹凸がなく滑らかな舗装路２上を高速走行している時には、図１（ａ）に示すように、突出状態となって、走行時に車両に当たる空気の流れ（走行風）を車両から引き離すように案内する。このうち、フロントスポイラ２０及びサイドスポイラ３０は、車体１０の前方から車体下部１４への空気の流れ込みを抑制するために装備されている。また、リヤスポイラ４０は、車体１０の両側方や車体下部１４から車体１０の後方への空気の巻き込みを抑制するために装備されている。

また、各スポイラ２０，３０，４０は、路面に凹凸がある悪路３上を走行している時や低速走行している時には、図１（ｂ）に示すように、車体側への没入状態となって、路面との干渉を回避できるようにする。路面が滑らかな舗装路２上を低速走行している時には、路面との干渉のおそれを考慮する必要はないが、低速走行時には、空気抵抗が小さいため、スポイラ２０，３０，４０による空気抵抗の低減の必要は小さく、いつでも悪路走行が可能なように、各スポイラ２０，３０，４０は、没入状態とされる。なお、ここでいう「没入」とは「突出」と対比させる意味で使用しており、車体に埋没状態であることを意味するのではなく、車体１０から離隔せずに車体に沿った状態を意味する。

このため、図１（ａ）に示すように、各スポイラ２０，３０，４０には、それぞれを出没駆動するアクチュエータ２１，３１，４１が備えられ、車両１には、アクチュエータを制御して各スポイラ２０，３０，４０を出没操作する電子制御装置（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）５０が設けられる。また、車両１には、車速Ｖを検出する車速センサ６１及び車両が走行する道路２，３の路面の凹凸を検知する路面センサ６２が備えられ、各センサ６１，６２の検出信号がＥＣＵ５０に入力されるようになっている。

なお、路面センサ６２は、音波又は電波を利用した公知のセンサを適用でき、車体１０の前部１１に、その検出方向を車両１の前方路面に向けて設置され、車体１０が悪路に進入する際に、悪路への進入前にこれを検知することができる。また、車速センサ６１は、車両に通常設置されているものを利用することができる。

本実施形態にかかる車両用空気抵抗低減装置は、上記の可動式のフロントスポイラ２０と、このフロントスポイラ２０を出没駆動する第１アクチュエータ２１と、上記の可動式のサイドスポイラ３０と、このサイドスポイラ３０を出没駆動する第２アクチュエータ３１と、上記の可動式のリヤスポイラ４０と、このリヤスポイラ４０を出没駆動する第３アクチュエータ４１と、各アクチュエータ２１，３１，４１を制御するＥＣＵ（制御手段）５０とを備えて構成される。

以下、各スポイラ２０，３０，４０についてさらに説明する。
〔フロントスポイラ〕
図２に示すように、フロントスポイラ２０は、車体１０の前部１１のフロントパンパ１１ＢＰの下部に設置される。フロントスポイラ２０は細長いプレート状の部材であり、その長手方向を車両の幅方向に向けフロントパンパ１１ＢＰに沿うようにして設置される。フロントスポイラ２０は、側面視において前上がり後ろ傾斜の姿勢で設置され、フロントスポイラ２０の設置時に車体１０の前方に位置するスポイラ前縁部２０ｆを、回転軸（第１支持軸）２２を介して車体１０に搖動自在に支持されている。なお、路面センサ６２はフロントパンパ１１ＢＰ付近に探索波を斜め前方の路面に向けるように設置される。また、ＡＦは空気流（走行風）を示す。

つまり、スポイラ前縁部２０ｆの裏面（車体１０の後方向きの面）側には、車幅方向（長手方向）に離隔して左右一対の取付アーム２３が突設され、各取付アーム２３の先端には、車幅方向に延びた回転軸２２が連結され、回転軸２２が車体１０の前部１１のフロントパンパ１１ＢＰの下部に回転自在に支持されている。

フロントスポイラ２０の裏面のスポイラ後縁部２０ｒの側は、連結リンク２４を介してフロントスポイラ２０を出没駆動する第１アクチュエータ２１に連結されている。第１アクチュエータ２１は電動モータであり、モータの回転中心Ｏ_１から偏心した偏心ピン２５を備えている。フロントスポイラ２０の裏面には、連結ピン２６を支持するピン支持部２７が突設されている。また、偏心ピン２５及び連結ピン２６のピン軸は車幅方向に沿って配置されている。

連結リンク２４は、一端（下端）を連結ピン２６に結合され、他端（上端）を偏心ピン２５に結合されている。第１アクチュエータである電動モータ２１が回転し、偏心ピン２５が回転中心Ｏ_１の周りを公転すると、フロントスポイラ２０が連結リンク２４を介して回転軸２２の軸心周りに揺動回転する。これによって、フロントスポイラ２０は、図２に実線で示す格納状態と、図２に二点鎖線で示す使用状態とに駆動される。
なお、フロントスポイラ２０を格納状態及び使用状態でそれぞれ固定する機械式のロック機構（図示略）が装備され、格納状態及び使用状態に保持するために第１アクチュエータ２１に負担が加わらないようになっている。

フロントスポイラ２０は、格納状態では、フロントパンパ１１ＢＰの下部の車体１０の下縁（前方及び下方を向いた傾斜外面）の収容凹所１１Ｒに没入状態に格納される。フロントスポイラ２０は、この格納状態では、側面視において僅かに前上がり後ろ傾斜の姿勢となる。また、フロントスポイラ２０は、使用状態では、車体１０の下縁の収容凹所１１Ｒから下方に突出する。フロントスポイラ２０は、この使用状態では、側面視において格納状態よりも傾斜状態が起立した、前上がり後ろ傾斜の姿勢となる。この時の鉛直方向に対する傾斜角度はθ１とされる。

この使用状態でのフロントスポイラ２０の傾斜角度θ１は、大き過ぎると（つまり、水平に近くなり過ぎると）走行時に車両の前方からの空気の流れ（走行風）の車体下部１４へ流入を抑制する効果が得難くなる。また、小さ過ぎると（つまり、鉛直に近く起立し過ぎると）空気の流れを滑らかに車体１０の側部後方に案内することができず、フロントスポイラ２０自体が走行抵抗になってしまう。この様な観点から、傾斜角度θ１を設定する。
また、傾斜角度がθ１とされると、フロントスポイラ２０の後縁は格納状態よりも高低差Ｈ１だけ低下する。高低差Ｈ１を大きくした方がフロントスポイラ２０による車体下部１４への空気の流れ込み抑制効果は高まるが、路面と干渉するおそれも高まるので、こうした観点から高低差Ｈ１を設定する。

また、フロントスポイラ２０には、車両の走行時に風圧を受ける表面から裏面に貫通する水抜け穴２８が穿設されている。この水抜け穴２８は、走行中に空気も通過するが、走行中に降雨時などにより車両の前方かの空気の流れとともに水がフロントスポイラ２０の表面にぶつかると、フロントスポイラ２０自体が大きな走行抵抗になってしまうのを抑制するために設けられている。つまり、雨水の一部が水抜け穴２８を通過することにより、フロントスポイラ２０にぶつかる雨水の運動エネルギが低下し走行抵抗が軽減される。

〔サイドスポイラ〕
図３（ａ），（ｂ）に示すように、サイドスポイラ３０は、車体１０の両側部１２のフロアサイドシル１２ＦＳの下部に設置される。このサイドスポイラ３０も細長いプレート状の部材であり、その長手方向を車両の前後方向に向けフロアサイドシル１２ＦＳに沿うようにして設置される。サイドスポイラ３０は、側面視において車体１０の側部外方に向けて上がり内方に向けて下がった傾斜姿勢で設置され、サイドスポイラ３０の設置時に車体１０の側部外方に位置するスポイラ側縁部３０ｓを、回転軸（第２支持軸）３２を介して車体１０に揺動自在に支持されている。

つまり、スポイラ側縁部３０ｓの裏面（車体１０の内方向きの面）側には、車長方向（長手方向）に離隔して前後一対の取付アーム３３が突設され、各取付アーム３３の先端には、車幅方向に延びた回転軸３２が連結され、回転軸３２が車体１０の側部１２のフロアサイドシル１２ＦＳの下部に回転自在に支持されている。

サイドスポイラ３０の裏面のスポイラ内縁部３０ｒの側は、連結リンク３４を介してサイドスポイラ３０を出没駆動する第２アクチュエータ３１に連結されている。第２アクチュエータ３１は電動モータであり、モータの回転中心Ｏ_２から偏心した偏心ピン３５を備えている。サイドスポイラ３０の裏面には、連結ピン３６を支持するピン支持部３７が突設されている。また、偏心ピン３５及び連結ピン３６のピン軸は車長方向に沿って配置されている。

連結リンク３４は、一端（下端）を連結ピン３６に結合され、他端（上端）を偏心ピン３５に結合されている。第２アクチュエータである電動モータ３１が回転し、偏心ピン３５が回転中心Ｏ_２の周りを公転すると、サイドスポイラ３０が連結リンク３４を介して回転軸３２の軸心周りに揺動回転する。これによって、サイドスポイラ３０は、図３（ａ），（ｂ）に実線で示す格納状態とに、又は、二点鎖線で示す使用状態に駆動される。
なお、サイドスポイラ３０にも、格納状態及び使用状態でそれぞれ固定する機械式のロック機構（図示略）が装備され、格納状態及び使用状態に保持するために第２アクチュエータ３１に負担が加わらないようになっている。

サイドスポイラ３０は、格納状態では、フロアサイドシル１２ＦＳの外側下部の車体１０の下縁（側方及び下方を向いた傾斜外面）の収容凹所２１Ｒに没入状態に格納される。サイドスポイラ３０は、この格納状態では、後面視において僅かに外側上がり内側下がりの傾斜姿勢となる。また、サイドスポイラ３０は、使用状態では、車体１０の下縁の収容凹所２１Ｒから下方に突出する。サイドスポイラ３０は、この使用状態では、後面視において格納状態よりも起立し、外側上がり内側下がりの傾斜姿勢となる。この時の鉛直方向に対する傾斜角度はθ２とされる。

この使用状態でのサイドスポイラ３０の傾斜角度θ２は、その上方のドアアウタパネルの下部等の外面と略滑らかに連続し、車体１０の側方下部から車体下部１４への空気の流入を抑制するのに有効な程度に起立した角度に設定する。
傾斜角度がθ２とされると、サイドスポイラ３０の後縁は格納状態よりも高低差Ｈ２だけ低下する。高低差Ｈ２を大きくした方がサイドスポイラ３０による車体下部１４への空気の流れ込み抑制効果は高まるが、路面と干渉するおそれも高まるので、こうした観点から高低差Ｈ２を設定する。

〔リヤスポイラ〕
図４（ａ），（ｂ）に示すように、リヤスポイラ４０は、車体１０の後部１３のリヤバンパ１３ＢＰの下部に設置される。このリヤスポイラ４０も平面視がほぼ長方形のプレート状の部材であり、その長手方向を車両の幅方向に向けリヤバンパ１３ＢＰに沿うようにして設置される。リヤスポイラ４０は、側面視において略水平な姿勢で設置され、左右一対のレール４３を介して車体１０に前後スライド自在に支持されている。

つまり、車体１０側には、前後方向に略水平に延びた左右一対のレール４３が設置され、リヤスポイラ４０はこのレール４３，４３に案内されて前後方向に略水平にスライド可能になっている。
また、リヤスポイラ４０の設置時に車体１０の前方に位置するスポイラ前縁部４０ｆと、車体１０側との間には、パンタグラフ式駆動装置（第３アクチュエータ）４１が介装され、この駆動装置４１によってリヤスポイラ４０が前後方向に駆動されるようになっている。

駆動装置４１は、車体１０に設置されたモータ４１Ｍと、車体１０に支持されたパンタグラフ機構４２とを有している。パンタグラフ機構４２は、支持ピン４４ａを介して中間部を車体に揺動自在に支持された第１リンク４４と、連結ピン４５ａを介して中間部を第１リンク４４に対して揺動自在に支持された第２リンク４４とを有している。支持ピン４４ａ及び連結ピン４５ａは鉛直方向（車体１０の上下方向）に軸心が向いている。

第１リンク４４の一端（車両前方側）にはセクターギヤ４４ｂが形成され、第１リンク４４の他端（車両後方側）は連結ピン４４ｃを介してリヤスポイラ４０に連結されている。
また、第２リンク４５の一端（車両前方側）は連結ピン４５ｂを介して車体１０に連結され、第２リンク４５の他端（車両後方側）は連結ピン４５ｃを介してリヤスポイラ４０に連結されている。連結ピン４４ｃ，４５ｂ，４５ｃも鉛直方向に軸心が向いている。

連結ピン４５ｂは、車体１０側に設けられたガイドレール４６に沿って車幅方向に水平移動が可能に連結され、連結ピン４４ｃ，４５ｃは、リヤスポイラ４０側に設けられたガイドレール４７に沿って車幅方向に水平移動が可能に連結されている。
また、第１リンク４４のセクターギヤ４４ｂは、モータ４１Ｍの回転軸に連結されたギヤ４１ａと噛み合っている。

したがって、モータ４１Ｍが回転すると、ギヤ４１ａがセクターギヤ４４ｂを旋回駆動し、第１リンク４４が支持ピン４４ａを中心に回転する。これにより、連結ピン４５ａが移動し、第１リンク４４，第２リンク４５が平面視の傾斜角度を変更させながら、連結ピン４４ｃ，４５ｃが車両前後方向に移動する。

連結ピン４４ｃ，４５ｃが車両前方に移動すれば、リヤスポイラ４０も車両前方に移動し、リヤバンパ１３ＢＰの下部の車体１０の下縁（前方及び下方を向いた傾斜外面）の収容凹所１３Ｒに格納される格納状態になる。連結ピン４４ｃ，４５ｃが車両後方に移動すれば、リヤスポイラ４０も車両後方に移動し、リヤバンパ１３ＢＰの後方に突出して使用状態となる。
なお、リヤスポイラ４０にも、格納状態及び使用状態でそれぞれ固定する機械式のロック機構（図示略）が装備され、格納状態及び使用状態に保持するために第３アクチュエータ４１に負担が加わらないようになっている。

〔作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかる車両及び車両用空気抵抗低減装置は、このように構成されるので、車両１の走行中には、ＥＣＵ５０が、車速センサ６１及び路面センサ６２の検出情報に基づいて、フロントスポイラ２０，サイドスポイラ３０及びリヤスポイラ４０を突出した使用位置又は没入した格納位置に出没制御する。

つまり、ＥＣＵ５０は、路面センサ６２が、走行している道路が路面に凹凸がなく滑らかである（すなわち、舗装路２である）ことを検出し、車速センサ６１で検出された車速Ｖが設定車速Ｖ_０以上であることを検出した場合（舗装路２等の高車速時）には、フロントスポイラ，サイドスポイラ３０及びリヤスポイラ４０を、車体１０から下方又は後方に突出させて使用状態とする。

また、ＥＣＵ５０は、路面センサ６２が、走行している道路が路面に凹凸がある（すなわち、悪路３である）ことを検出した場合、又は、車速センサ６１で検出された車速Ｖが設定車速Ｖ_０未満の低車速の場合には、フロントスポイラ，サイドスポイラ３０及びリヤスポイラ４０を、車体１０に没入させて格納状態とする。

したがって、舗装路２等の高車速時には、各スポイラ２０，３０，４０が突出状態となって、走行時に車両１に当たる空気の流れ（走行風）を車両１から引き離すように案内する。このうち、フロントスポイラ２０及びサイドスポイラ３０は、車体１０の前方から車体下部１４への空気の流れ込みを抑制する。また、リヤスポイラ４０は、車体１０の両側方や車体下部１４から車体１０の後、方への空気の巻き込みを抑制する。

図５，図６は、走行時に車体１０の周囲の空気の流れを示す図であり、図５（ａ），図６（ａ）は、各スポイラ２０，３０，４０が突出状態（使用状態）となっている場合を示し、図５（ｂ），図６（ｂ）は、各スポイラ２０，３０，４０が没入状態（格納状態）となっている場合又はスポイラ２０，３０，４０が何れも装備されない場合を示す。

図１（ｂ），図５（ｂ），図６（ｂ）に示すように、各スポイラ２０，３０，４０が没入状態（格納状態）となっているかスポイラ２０，３０，４０が何れも装備されない場合には、車体１０の前部１１に前方から流れ込む空気流の一部は、矢印ＡＦ１で示すように、フード上面からフロントウインドウに沿ってルーフ上に流れていくが、当該空気流の残りの多くは、矢印ＡＦ２´で示すように、車体１０の下部１４に流れ込む。この車体１０の下部１４に流れ込んだ空気は、図６（ｂ）に示すように、乱流（渦流）が発生して車体１０に作用し、空気抵抗となり、燃費悪化の要因となる。

一方、図１（ａ），図５（ａ），図６（ａ）に示すように、各スポイラ２０，３０，４０が突出状態（使用状態）となっている場合には、車体１０の前部１１に前方から流れ込む空気流のうち、車体１０の下部１４に流れ込もうとする空気流は、フロントスポイラ２０によって車体１０の下部１４への流れ込みを抑えられて、矢印ＡＦ３で示すように、車体１０の両側部１２に向けて案内される。この結果、車体１０の下部１４に流れ込む空気流は、矢印ＡＦ２で示すように、大幅に抑制される。

しかし、車体１０の両側部１２に向けて案内された空気（矢印ＡＦ３参照）は、サイドスポイラ３０がない（またか格納されている）と、車体１０の両側部１２から車体１０の下部１４に流れ込もうとする（図６（Ａ）の矢印ＡＦ６参照）。こうして空気が車体１０の側部１２から下部１４に流れ込んだ場合も、乱流（渦流）を形成して車体１０に作用し、空気抵抗となり、燃費悪化の要因となる。これに対して、本装置では、サイドスポイラ３０を突出状態（使用状態）とすることにより、車体１０の側部１２から下部１４への空気の流れ込が抑えられる（矢印ＡＦ４参照）。

このようにして、車体１０の下部１４への空気の流れ込みが抑えられることによって、ＳＵＶのような最低地上高が比較的高い車両であっても、車体１０の下部１４における乱流（渦流）の発生が抑制されて、乱流発生による空気抵抗の増大が抑えられ、燃費悪化を抑制することができる。しかも、可動式のスポイラ２０，３０の場合、車高を調整する装置に比べて、大きなコスト増を招くこともない。

また、リヤスポイラ４０がないか又は格納されていると、図６（ｂ）に示すように、車体１０の後部１３において、乱流（渦流）が発生して車体１０に作用し、空気抵抗となり、これも燃費悪化の要因となる。特に、サイドスポイラ３０によって、車体１０の側部１２から下部１４へ案内された空気（矢印ＡＦ４参照）も、この車体１０の後部１３における乱流の発生を促進する。

これに対して、本装置では、リヤスポイラ４０を突出状態（使用状態）とすることにより、車体１０の後部１３において、リヤスポイラ４０によって空気の流れが整流されて、乱流（渦流）の発生が抑制される。これにより、車体１０の後部１３における乱流発生による空気抵抗の増大が抑えられ、燃費悪化を抑制することができる。

また、各スポイラ２０，３０，４０は、路面に凹凸がある悪路３上を走行している時や低速走行している時には、図１（ｂ）に示すように、車体側への没入状態とされるので、路面との干渉を回避できる。路面が滑らかな舗装路２上を低速走行している時には、路面との干渉のおそれを考慮する必要はないが、低速走行時には、空気抵抗が小さいため、スポイラ２０，３０，４０による空気抵抗の低減の必要は小さく、各スポイラ２０，３０，４０を没入状態とすることによりいつでも悪路走行が可能となる。

図７は本装置（フロントスポイラ２０及びサイドスポイラ３０）による走行抵抗低減効果を例示すもので、車両の重量を仮定し、タイヤと路面の摩擦係数を仮定し、車体形状をある形状に設定し、各スポイラ２０，３０を本発明に沿った形状に設定した場合の理論特性を示している。また、ここでは、車速Ｖが設定車速Ｖ_０未満ではスポイラ２０，３０を使用しないで、車速Ｖが設定車速Ｖ_０以上になったらスポイラ２０，３０を使用するという切り替え制御を実施しているものを例示する。

図７において、横軸は車速Ｖ、縦軸は抵抗力ｄｆである。また、太い破線はタイヤの回転抵抗（転がり抵抗）ｒｄを示し、下方の太い実線は本切り替え制御を適用した場合の空気抵抗ｃｄｃを示し、上方の太い実線は本切り替え制御を適用した場合の合計抵抗ｔｄｃ（＝ｒｄ＋ｃｄｃ）を示す。なお、細い二点鎖線の一方は、スポイラ２０，３０を使用しない場合の空気抵抗ｃｄ１を示し、細い二点鎖線の他方は、スポイラ２０，３０を使用した場合の空気抵抗ｃｄ２を示す。

図７に示すように、タイヤの回転抵抗ｒｄは車速Ｖの増加に対して緩やかに上昇し車速Ｖの影響は小さいが、空気抵抗ｃｄ（ここでは、ｃｄ１又はｃｄ２）は車速Ｖの増加に対して二次関数的に上昇し車速Ｖの影響が大きい。空気抵抗ｃｄは、車体形状に依存し、本装置（フロントスポイラ２０及びサイドスポイラ３０）を適用した場合の空気抵抗ｃｄ２は、適用しない場合の空気抵抗ｃｄ１に比べて車速Ｖの増加に対する上昇が抑えられる。

低車速時には空気抵抗ｃｄ１は小さく走行抵抗への影響は少ないが、車速Ｖが上昇すると空気抵抗ｃｄ１は大きくなって走行抵抗に影響してくる。ここでは、車速Ｖが設定車速Ｖ_０以上に上昇し空気抵抗ｃｄ１がタイヤの回転抵抗ｒｄを超えたところで、本装置を適用して、空気抵抗ｃｄをｃｄ１からｃｄ２へと減少させている。
これにより、空気抵抗ｃｄｃが抑えられ合計抵抗ｔｄｃも抑えられる。例えば高速域の車速Ｖ_１では、図７に白抜き矢印で示すように大幅な抵抗低減効果が得られる。

また、フロントスポイラ２０は、その前縁側を回転軸２２に支持されており、使用状態でも角度θ１だけ後ろ下がり状態に傾斜しており、フロントスポイラ２０を使用状態に固定するロック機構（図示略）が、フロントスポイラ２０の前縁の回転軸２２との連結部の耐強度以内で解除されるように強度設定しておけば、フロントスポイラ２０が使用状態で路面３の突起３Ａに衝突したとしても、フロントスポイラ２０は格納位置側に揺動して、車体１尾からの離脱が防止される。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を種々変形して適用することが可能である。

例えば、上記実施形態では、可動式のフロントスポイラ２０と、可動式のサイドスポイラ３０と、可動式のリヤスポイラ４０とを何れも装備しているが、車体１０の前方から車体下部１４への空気の流れ込みを抑制するためには、フロントスポイラ２０及びサイドスポイラ３０を装備することは必須であるが、リヤスポイラ４０は省略可能である。

また、フロントスポイラ２０，サイドスポイラ３０，リヤスポイラ４０の各アクチュエータ２１，３１，４１は、それぞれを車体から突出した使用状態と車体に没入した格納状態との間で出没駆動できるものであればよく、上記実施形態のものに限定されない。

また、フロントスポイラ２０，サイドスポイラ３０，リヤスポイラ４０は、シンプルな平板状のものを例示したが曲面状など適宜の形状のものを適用しうる。

本実施形態では、車速センサ６１と路面センサ６２とを共に用いてフロントスポイラ２０，サイドスポイラ３０，リヤスポイラ４０の各アクチュエータ２１，３１，４１を制御しているが、車速センサ６１のみを用いて、高速走行時（Ｖ≧Ｖ_０）には使用状態とし、低速走行時（Ｖ＜Ｖ_０）には格納状態としたり、路面センサ６２のみを用いて、舗装路等の路面に大きな凹凸のない道路では使用状態とし、路面に大きな凹凸のある悪路では格納状態としたりしてもよい。

１ 車両
１０ 車体
１１ 車体１０の前部
１２ 車体１０の側部
１３ 車体１０の後部
１４ 車体下部
２０ フロントスポイラ
２０ｆ スポイラ前縁部
２０ｒ スポイラ後縁部
２１ 第１アクチュエータ
２２ 回転軸（第１支持軸）
３０ サイドスポイラ
３０ｒ スポイラ内縁部
３０ｓ スポイラ側縁部
３１ 第２アクチュエータ
４０ リヤスポイラ
４１ 第３アクチュエータ
５０ 制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）
６１ 車速センサ
６２ 路面センサ

Claims (8)

1. 車両の車体の前部に下方へ出没可能に装備された可動式のフロントスポイラと、
   前記フロントスポイラを出没駆動する第１アクチュエータと、
   前記車体の両側部にそれぞれ下方へ出没可能に装備された可動式のサイドスポイラと、
   前記サイドスポイラを出没駆動する第２アクチュエータと、
   前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御する制御手段と、を備えている
   ことを特徴とする車両用空気抵抗低減装置。
2. 前記フロントスポイラは、そのスポイラ前縁部を前記車体の前部下縁に第１支持軸によって回動可能に支持され、前記第１アクチュエータによって、そのスポイラ後縁部の側を上下に揺動されて、前記車体の前部下縁から下方に突出した使用状態と、前記車体の前部下縁に没入した格納状態との間で、出没駆動される
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用空気抵抗低減装置。
3. 前記フロントスポイラには、前記車両の走行時に風圧を受ける表面から裏面に貫通する水抜け穴が穿設されている
   ことを特徴とする請求項２記載の車両用空気抵抗低減装置。
4. 前記サイドスポイラは、そのスポイラ外縁部を前記車体の側部下縁に第２支持軸によって回動可能に支持され、前記第２アクチュエータによって、そのスポイラ内縁部の側を上下に揺動されて、前記車体の側部下縁から下方に突出した使用状態と、前記車体の側部下縁に没入した格納状態との間で、出没駆動される
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用空気抵抗低減装置。
5. 前記車両の車速を検出する車速センサを備え、
   前記制御手段は、前記車速センサで検出された車速が設定車速以上の高車速時には、前記フロントスポイラ及び前記サイドスポイラを前記車体から下方に突出させ、前記車速が前記設定車速未満の低車速時には、前記フロントスポイラ及び前記サイドスポイラを前記車体に没入させるように、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用空気抵抗低減装置。
6. 前記車両が走行する路面の凹凸を検知する路面センサを備え、
   前記制御手段は、前記路面センサで検出された路面の凹凸が基準レベル以上の場合には、前記車両の車速に関係なく、前記フロントスポイラ及び前記サイドスポイラを前記車体に没入させるように、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御する
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用空気抵抗低減装置。
7. 前記車体の後部下縁に格納された格納状態と、前記車体の後部下縁から後方へ突出した使用状態との間で出没可能な可動式のリヤスポイラと、
   前記リヤスポイラを出没駆動する第３アクチュエータと、を備え、
   前記制御手段は前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータと連動して出没するように前記第３アクチュエータをも制御する
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の車両用空気抵抗低減装置。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用空気抵抗低減装置を装備している
   ことを特徴とする車両。

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