JP6224409B2 - 自動車用の空気案内装置 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求項１の前提部による自動車用の空気案内装置に関する。

上記空気案内装置は、（特許文献１）または（特許文献２）、および（特許文献３）または（特許文献４）から公知である。ここで、上記各空気案内装置は、車両の前部で車両の横方向に延在するスポイラーリップを含む。上記スポイラーリップはエラストマーからなり、空気式駆動装置により、格納された静止位置と展開した最大位置との間で移動可能である。これにより、特に、自動車の出力値を最適化することを目的とする空気力学的効果が得られる。先行技術から公知の空気案内装置の空気式駆動装置は、チャンバを有する空気式アクチュエータを含む。上記チャンバは、空気を充填するか排出して空にすることで、スポイラーリップを格納静止位置と展開最大位置との間で移動させることができる。スポイラーリップのエラストマーは、充填動作時に弾性変形して復元力を蓄積する。この復元力により、排出動作時に、スポイラーリップが静止位置に戻る方向に移動する。

米国特許出願公開第２００３／０１１６９９６Ａ１号明細書 独国特許第１０１ ６０ ７４８Ｂ４号明細書 米国特許出願公開第２００５／００１２３５９Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０３ ２５ ６５４Ａ１号明細書

スポイラーリップを形成し得るエラストマーは、低温時にヒステリシスが大きくなる。このため、スポイラーリップが静止位置の方向に自動的に戻るのが困難になる。さらに、低温時、エラストマーの応力緩和特性が変化する。その結果、スポイラーリップが低温中で長時間にわたって展開した場合、スポイラーリップが、展開位置から格納静止位置に再度移動できるためには長い時間が必要になる。スポイラーリップのこの低温格納挙動は不都合である。

上記に基づき、本発明の目的は、自動車用の新規の空気案内装置を提供することである。

上記目的は、特許請求項１で請求した空気案内装置によって達成される。

本発明によれば、スポイラーリップは、格納静止位置において、静止位置から展開位置へのスポイラーリップの移動と対抗する予圧がかかるようにアダプタ装置に取り付けられる。格納静止位置において、スポイラーリップに前もって予圧をかけることにより、スポイラーリップの低温格納挙動を改善することができる。

本発明の有利な発展形態によれば、アダプタ装置から取り外された状態にあるスポイラーリップは、アダプタ装置に取り付けられた状態で静止位置にあるスポイラーリップよりも曲がりが大きい。スポイラーリップの静止位置でスポイラーリップの曲がりによって生じる予圧成分は、格納静止位置から展開位置へのスポイラーリップの移動時に、スポイラーリップの自由端の湾曲路に沿った移動に対抗する。

本発明のさらに有利な発展形態によれば、スポイラーリップには、曲げ弾性を有するロッド部材の近傍領域に、静止位置に向かってスポイラーリップに予圧をかける少なくとも１つのスプリング要素が配置される。スポイラーリップの静止位置で、当該スプリング要素または各スプリング要素によって生じる、スポイラーリップに対する予圧成分は、格納静止位置から展開位置へのスポイラーリップの移動時に、スポイラーリップの自由端の長さの変化に対抗する。

上記スプリング要素または各スプリング要素は、ロッド部材のまわりに螺旋状に延びる螺旋スプリングとして設計されるのが好ましい。上記螺旋スプリングまたは各螺旋スプリングは、好ましくは予圧がかかった状態でスポイラーリップ内に加硫接着される。ロッド部材のまわりに案内された螺旋形のスプリング要素により、静止位置で車両の横方向に作用する予圧成分をスポイラーリップに特に有利に付与することができる。

本発明の好ましい発展形態は、従属請求項および以下の説明から明らかになる。本発明の例示的な実施形態は、図面を参照してより詳細に説明されるが、当該実施形態に限定されることはない。

本発明の空気案内装置を有する自動車の前方領域の斜視図を示す。 空気案内装置が第１の状態にある、図１の本発明による空気案内装置近傍領域での図１の断面図を示す。 空気案内装置が第２の状態にある、図２の断面図を示す。 空気案内装置のスポイラーリップの異なる湾曲を示す。

図１は、自動車の前方部分２を示す。前方部分２は、横ウイング４、間に配置されたボンネット６、ならびにボンネット６およびウイング４の前方に取り付けられた前部８を含む。前部８は、自動車の前方部分２の前端部を形成している。

本図ではスポイラーリップ１２だけが見える本発明による空気案内装置１０は、前部８の下に配置されている。本図において、スポイラーリップ１２は格納静止位置にある。スポイラーリップ１２は、実質的に車両の横方向ＦＱに延び、前部８の側部長手部分１８の下側の自由端１４、１６で終端している。

図２および図３は、本発明による空気案内装置１０の近傍領域での図１の自動車の前方部分の断面を示す。図２および図３の断面は、自動車の長手方向に延びている。図２は、格納された水平状態または静止位置にある空気案内装置１０を示す。図３は、最大限に展開した、垂直状態の空気案内装置１０を示す。

本発明による空気案内装置１０のスポイラーリップ１２は、エラストマーから製造されるのが好ましく、図示した静止位置から展開位置へのスポイラーリップの移動時に、車両の横方向ＦＱに長さが変化することがある。

スポイラーリップ１２の自由端２０に隣接して、スポイラーリップ１２はチャネル２２を有する。上記チャネル２２は、車両の横方向ＦＱに延びており、当該チャネル２２に曲げ弾性を有するロッド部材２４が挿入されている。

曲げ弾性を有するロッド部材２４は、案内装置２６内を案内されて移動することができる。上記案内装置２６は、スポイラーリップの全長にわたって延びる、長手方向に弾性のウエザーストリップからなるのが好ましい。

曲げ弾性を有するロッド部材２４は、最小限の静止摩擦および滑り摩擦で案内装置２６内を案内され得るように、ＰＴＦＥ、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）で被覆されたＰＴＦＥ、または異なるプラスチックから製造されるのが好ましい。

格納静止位置と展開位置との間でスポイラーリップ１２を移動させるために、空気案内装置１０は、空気式駆動装置２８を有する。上記空気式駆動装置２８は、空気を充填することも空気を排出して空にすることもできる空気式アクチュエータ３０を有する。

空気案内装置１０はアダプタ装置３２を有する。スポイラーリップ１２は、自由端２０と反対の側にある、加硫処理された端部３４でアダプタ装置３２に取り付けられている。スポイラーリップ１２の上記加硫処理された端部３４およびアダプタ装置３２は、クリップ固着によって連結されるのが好ましい。

アダプタ装置３２に加えて、空気案内装置１０は固定装置３６をさらに含む。第１に、アダプタ装置３２および固定装置３６は互いに連結される。第２に、空気案内装置１０は、アダプタ装置３２および固定装置３６を介して、自動車の前部８のフロントパネル３８に連結可能である。

空気式アクチュエータ３０は、空気を充填可能な複数のチャンバ４０を有する。図示した例示的な実施形態では、アクチュエータ３０は、この種の５つのチャンバ４０を含む。第１の外側チャンバ４０は、自由端２０に近接してスポイラーリップ１２に作用し、第２の外側チャンバ４０は、アダプタプレート３２に作用する。

複数の中央チャンバ４０は、上記２つの外側チャンバ４０間に配置され、中央チャンバはそれぞれ、外側チャンバ４０の１つに隣接し、かつ／または少なくとも１つの中央チャンバ４０に隣接する。

格納位置でスポイラーリップ１２をアダプタプレート３２に保持および固定するために、アダプタ装置３２およびスポイラーリップ１２には共に、磁気的に作用する保持要素４２、４４が配置されている。この場合、磁気的に作用する保持要素４２はアダプタ装置３２に配置され、磁気的に作用する保持要素４４はスポイラーリップ１２に配置されている。

ここで、低い外気温でのスポイラーリップ１２の低温格納挙動と呼ばれるものを改善するために、本発明によれば、スポイラーリップ１２が、格納静止位置（図２を参照のこと）において前もって予圧をかけられる態様で、スポイラーリップ１２をアダプタ装置３２に取り付けることが提案される。スポイラーリップ１２の上記予圧は、スポイラーリップ１２を静止位置に移動させ、静止位置から展開位置へのスポイラーリップ１２の移動に対抗する。

図示した好ましい例示的な実施形態では、上記予圧は、２つの予圧成分によってもたらされるが、下記に説明する上記予圧成分の１つのみを使用することも可能である。

スポイラーリップ１２の静止位置において、スポイラーリップ１２への第１の予圧成分は、アダプタ装置３２から取り外した状態のスポイラーリップ１２が、アダプタ装置３２に取り付けた状態で静止位置にあるスポイラーリップ１２よりも曲がりが大きいことで生じる。

上記より、図４は、２つの異なる曲がり状態のスポイラーリップ１２を示す。図４から、スポイラーリップ１２が取り外された場合に、スポイラーリップ１２の自由端２０’は、スポイラーリップ１２がアダプタ装置３２に取り付けられた場合よりも端部３４に対してより鋭角に湾曲していることがわかる。スポイラーリップ１２の静止位置において、スポイラーリップ１２の上記曲がりによって生じるスポイラーリップ１２の予圧成分は、格納静止位置から展開位置へのスポイラーリップ１２の移動時に、スポイラーリップ１２の自由端２０の湾曲路に沿った移動に対抗する。格納静止位置から展開位置への移動時に、スポイラーリップ１２の自由端２０は、湾曲路に沿って後方上部から前方底部に移動することが図２および図３の比較から分かる。

図示した好ましい例示的な実施形態では、スポイラーリップ１２にかけられるさらなる予圧成分は、スポイラーリップ１２において、曲げ弾性を有するロッド部材２４の近傍領域に、少なくとも１つのスプリング要素４６が配置されることにより生じる。上記スプリング要素４６は、静止位置にあるスポイラーリップ１２に第２の予圧成分を作用させる。上記スプリング要素４６または各スプリング要素４６により、静止位置にあるスポイラーリップ１２に作用する上記第２の予圧成分は、格納静止位置から展開位置へのスポイラーリップ１２の移動時に生じる、スポイラーリップ１２の自由端２０の長さの変化に対抗する。

螺旋スプリングとして設計され、ロッド部材２４のまわりに螺旋状に延びる単一のスプリング要素４６が好ましい。上記螺旋スプリング４６は、予圧がかかった状態でスポイラーリップ１２に加硫接着されるか、または他の態様でスポイラーリップ１２に固定して連結される。

スポイラーリップ１２が格納静止位置から展開されると、螺旋スプリングが伸びるので、スポイラーリップ１２に作用する復元力が大きくなる。

スポイラーリップ１２の静止位置で、スポイラーリップ１２に前もって予圧をかける第１の予圧成分および／または第２の予圧成分を用いて、展開位置から格納静止位置へのスポイラーリップ１２の移動時に、スポイラーリップ１２の低温格納挙動を改善することができる。従って、外気温が低い状態で、スポイラーリップ１２が長時間にわたって展開していたために、スポイラーリップ材料の弾性復元力が低下しているとしても、スポイラーリップ１２は、確実に、かつ短時間のうちに静止位置に移動することができる。

２ 前方部分
４ ウイング
６ ボンネット
８ 前部
１０ 空気案内装置
１２ スポイラーリップ
１４、１６、２０ 自由端
１８ 側部長手部分
２２ チャネル
２４ ロッド部材
２６ 案内装置
２８ 空気式駆動装置
３０ 空気式アクチュエータ
３２ アダプタ装置
３４ 端部
３６ 固定装置
３８ フロントパネル
４０ チャンバ
４６ スプリング要素
ＦＱ 横方向

Claims (5)

1. アダプタ装置（３２）により、自動車の前部（８）に取り付けることができ、前記車両の横方向（ＦＱ）に延在するスポイラーリップ（１２）と、前記スポイラーリップ（１２）用の空気式駆動装置（２８）とを有する自動車用の空気案内装置（１０）であって、前記スポイラーリップ（１２）は、前記空気式駆動装置（２８）を用いて、格納静止位置と展開位置との間を移動可能であり、前記スポイラーリップ（１２）は、前記スポイラーリップ（１２）の自由端（２０）の近傍領域に、案内装置（２６）内を案内される曲げ弾性を有するロッド部材（２４）を有する、空気案内装置（１０）において、
   前記スポイラーリップ（１２）は、前記格納静止位置にある場合であっても、前記静止位置から展開位置への前記スポイラーリップ（１２）の移動に対抗する予圧をかけられるような態様で、前記アダプタ装置（３２）に取り付けられており、
   前記スポイラーリップ（１２）には、前記曲げ弾性を有するロッド部材（２４）の近傍領域に、前記静止位置に向かって前記スポイラーリップ（１２）に予圧をかける少なくとも１つのスプリング要素（４６）が配置され、
   前記スプリング要素（４６）は、前記ロッド部材（２４）のまわりに螺旋状に延びる螺旋スプリング（４６）として設計され、
   前記螺旋スプリング（４６）は、予圧がかかった状態で前記スポイラーリップ（１２）内に固定されている、ことを特徴とする、空気案内装置。
2. 前記アダプタ装置（３２）から取り外された状態にある前記スポイラーリップ（１２）は、前記アダプタ装置（３２）に取り付けられた状態で静止位置にある前記スポイラーリップ（１２）よりも曲がりが大きいことを特徴とする。請求項１に記載の空気案内装置。
3. 前記スポイラーリップ（１２）の静止位置で、前記スポイラーリップ（１２）の曲がりによって生じる、前記スポイラーリップ（１２）の予圧成分は、前記格納静止位置から前記展開位置への前記スポイラーリップ（１２）の移動時に、前記スポイラーリップ（１２）の前記自由端（２０）の湾曲路に沿った移動に対抗することを特徴とする、請求項２に記載の空気案内装置。
4. 前記スポイラーリップの前記静止位置で、前記スプリング要素（４６）によって生じる、前記スポイラーリップ（１２）に対する予圧成分は、前記格納静止位置から展開位置への前記スポイラーリップ（１２）の移動時に、前記スポイラーリップ（１２）の前記自由端（２０）の長さの変化に対抗することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の空気案内装置。
5. 前記螺旋スプリング（４６）は、予圧がかかった状態で前記スポイラーリップ（１２）内に加硫接着されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の空気案内装置。

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