JP6514137B2 - 可動式フロントスポイラ装置 - Google Patents

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本発明は、可動式フロントスポイラ装置に関する。
従来、車両走行時における空気抵抗が小さくなるように車両の内部に格納される格納位置と格納位置よりも車両の下側へと展開された展開位置との間でフロントスポイラが動作可能な可動式フロントスポイラ装置が提案されている。例えば、特許文献1の可動式フロントスポイラ装置は、フロントスポイラがエアシリンダに連結されている。そして、エアシリンダの駆動に基づき、フロントスポイラが車体の内部に格納された格納位置とフロントスポイラが車体の下部から下方に突出した展開位置との間を動作する。
特開昭62−221978号公報
可動式フロントスポイラ装置において、展開位置におけるフロントスポイラにスポイラとしての機能を適切に発揮させるためには、車幅方向におけるフロントスポイラの寸法が相応の長さになっている必要がある。その一方で、車体内部において、フロントスポイラの格納スペースとして確保できる車幅方向の寸法には限りがある。そのため、車両の下部構造のレイアウトによっては、フロントスポイラの車幅方向の寸法として十分な寸法を確保できないおそれがある。
上記課題を解決するため、本発明は、車両の内部に格納される格納位置、及び当該格納位置よりも車両の下側へと展開される展開位置の間で動作可能なフロントスポイラと、前記フロントスポイラを前記格納位置及び前記展開位置の間で動作させる駆動機構とを備えた可動式フロントスポイラ装置であって、前記フロントスポイラは、板状の第1スポイラと、前記第1スポイラに対して車両の車幅方向にスライド移動可能な板状の第2スポイラとを備え、前記フロントスポイラの前記格納位置において、前記第2スポイラは、当該第2スポイラの少なくとも一部が前記第1スポイラに対して厚み方向に重複する重複位置に配置され、前記フロントスポイラが前記格納位置から前記展開位置へと動作する際に、前記第2スポイラが前記車幅方向にスライド移動し、前記フロントスポイラの前記展開位置において、前記第2スポイラは、前記重複位置よりも前記第1スポイラに対して厚み方向に重複する部分が少ない露出位置に配置されることを特徴とする。
上記の構成によれば、フロントスポイラの格納位置において、第2スポイラが第1スポイラに対して厚み方向に重複しており、その重複している部分に応じてフロントスポイラ全体の車幅方向の寸法を短くできる。そのため、フロントスポイラの格納スペースとして確保するべき車幅方向の寸法を短くできる。
その一方で、フロントスポイラの展開位置において、第2スポイラは、重複位置よりも第1スポイラに対して厚み方向に重複する部分が少なくて、第1スポイラから車幅方向に露出した部分が大きくなっている。そのため、展開位置においては、フロントスポイラ全体の車幅方向の寸法を格納位置にある場合よりも長くすることができ、スポイラとしての機能を十分に発揮できる。
フロントスポイラが展開位置にある場合の車両の正面図。 フロントスポイラが格納位置にある場合の可動式フロントスポイラ装置の正面図。 フロントスポイラが展開位置にある場合の可動式フロントスポイラ装置の正面図。 可動式フロントスポイラ装置の側面図。 第2スポイラが重複位置にある場合のスライド機構の原理モデル図。 第2スポイラが露出位置にある場合のスライド機構の原理モデル図。 図6における7−7線断面図。
以下、可動式フロントスポイラ装置の実施形態を、図1〜図7にしたがって説明する。
先ず、可動式フロントスポイラ装置が搭載された車両の概略構成について説明する。
図1に示すように、車両Cの前方側の下部には、バンパーカバーBが設けられている。バンパーカバーBの車幅方向中央には、バンパーカバーBの下面に開口するスポイラ格納空間Sが設けられている。スポイラ格納空間Sの車幅方向の寸法は、下側から上側へと向かうにつれて徐々に短くなっていて、下端(開口縁)における寸法L1よりも上端における寸法L2の方が短くなっている。
車両Cの前部には、可動式フロントスポイラ装置FSが搭載されている。図2に示すように、可動式フロントスポイラ装置FSにおけるフロントスポイラ10は、格納位置にある場合には、バンパーカバーBのスポイラ格納空間S内に格納されている。その結果として、フロントスポイラ10は、格納位置にある場合には、バンパーカバーBの下面よりも下側に突出しないようになっている。また、図3に示すように、可動式フロントスポイラ装置FSにおけるフロントスポイラ10は、展開位置にある場合には、全体がバンパーカバーBの下面よりも下側に展開される。また、展開位置にある場合のフロントスポイラ10全体の車幅方向の寸法は、格納位置にある場合のフロントスポイラ10全体の車幅方向の寸法よりも長くなっている。なお、図2及び図3では、車両CにおけるバンパーカバーBの下面の位置を2点鎖線で図示している。
次に、可動式フロントスポイラ装置FSのフロントスポイラ10について説明する。
図2及び図3に示すように、可動式フロントスポイラ装置FSにおけるフロントスポイラ10は、四角板状の第1スポイラ11と、その第1スポイラ11の車幅方向両側に配置された一対の四角板状の第2スポイラ12とで構成されている。第1スポイラ11の上下方向(図2及び図3において上下方向)の寸法は、可動式フロントスポイラ装置FSが搭載される車両Cに設けられたスポイラ格納空間Sの上下方向の寸法よりもわずかに短くなっている。また、第1スポイラ11の車幅方向(図2及び図3において左右方向)の寸法は、スポイラ格納空間Sの上端における車幅方向の寸法L2よりもわずかに短くなっている。
各第2スポイラ12の上下方向の寸法は、第1スポイラ11の上下方向の寸法よりも短くなっている。また、各第2スポイラ12の車幅方向の寸法は、第1スポイラ11の車幅方向の寸法の2分の1未満になっている。この実施形態では、各第2スポイラ12の車幅方向の寸法は、第1スポイラ11の車幅方向の寸法の3分の1未満である。
図4に示すように、第1スポイラ11の裏面(車両Cに搭載された場合に後方側を向く面、図4では左側の面)には、第1スポイラ11の裏面に対して直角に突出する板状の上側ガイド部材15が設けられている。上側ガイド部材15は、第1スポイラ11の上縁に沿って第1スポイラ11の車幅方向全域に亘って設けられている。上側ガイド部材15の下面には、下方に向かって突出する一対の上側ガイド突条16が設けられている。一対の上側ガイド突条16は、上側ガイド部材15の車幅方向全域に亘って互いに平行に延びている。一対の上側ガイド突条16の間隔は、第2スポイラ12の厚み寸法よりも、わずかに長くなっている。
第1スポイラ11の裏面には、第1スポイラ11の裏面に対して直角に突出する板状の下側ガイド部材17が設けられている。下側ガイド部材17は、第1スポイラ11の下縁に沿って第1スポイラ11の車幅方向全域に亘って設けられている。また、下側ガイド部材17は、上側ガイド部材15との間隔が第2スポイラ12の上下方向の寸法よりもわずかに長くなるように配置されている。下側ガイド部材17の上面には、上方に向かって突出する一対の下側ガイド突条18が設けられている。一対の下側ガイド突条18は、下側ガイド部材17の車幅方向全域に亘って互いに平行に延びている。一対の下側ガイド突条18の間隔は、一対の上側ガイド突条16の間隔と同じであり、第2スポイラ12の厚み方向よりもわずかに長くなっている。
第1スポイラ11の裏面側において上側ガイド部材15と下側ガイド部材17との間には、第2スポイラ12が配置されている。第2スポイラ12は、上部において一対の上側ガイド突条16に厚み方向両側から挟まれているとともに、下部において一対の下側ガイド突条18に厚み方向両側から挟まれている。したがって、第2スポイラ12は、上側ガイド部材15及び下側ガイド部材17によって上下方向に位置決めされているとともに、上側ガイド突条16及び下側ガイド突条18によって、車両Cの前後方向に位置決めされている。第2スポイラ12は、上側ガイド部材15と下側ガイド部材17との間において、第1スポイラ11の車幅方向両側に1つずつ設けられている。
なお、第2スポイラ12は、上側ガイド部材15、上側ガイド突条16、下側ガイド部材17、下側ガイド突条18に対して固定されていない。したがって、第2スポイラ12は、第1スポイラ11に対して、上側ガイド突条16及び下側ガイド突条18の延設方向、すなわち車幅方向に沿ってスライド移動可能になっている。この実施形態では、第2スポイラ12は、図2に示すようにその全体が第1スポイラ11に対して厚み方向に重複する重複位置と、図3に示すように重複位置よりも第1スポイラ11に対して厚み方向に重複する部分が少ない露出位置との間をスライド移動する。
次に、可動式フロントスポイラ装置FSにおいて、フロントスポイラ10を格納位置及び展開位置の間で上下移動させる駆動機構20について説明する。
図2及び図3に示すように、可動式フロントスポイラ装置FSの駆動機構20は、車両Cの内部に搭載される駆動部21を備えている。駆動部21は、駆動源として電動モータを含んで構成されている。駆動部21の出力回転軸21aには、リンク部22が連結されている。リンク部22は、全体として駆動部21の出力回転軸21aの径方向外側に向かって延びている。リンク部22は、複数のアーム22aが互いに回動可能に連結されることによって構成されている。そして、複数のアーム22aが互いに回動することにより、リンク部22において駆動部21の出力回転軸21aが連結されている部分から、リンク部22の径方向外側の先端部分22bまでの距離が変わるようになっている。
駆動部21には、上下方向に延びる中央レール部23が固定されている。中央レール部23には、当該中央レール部23に対して上下方向に移動可能に中央ロッド部24が取り付けられている。中央ロッド部24は、全体として上下方向に延びる棒状をなしている。中央ロッド部24の上端部には、リンク部22の先端部分22bが回動可能に連結されている。また、中央ロッド部24の下端部には、第1スポイラ11の上端部のうちの車幅方向中央部分が固定されている。
駆動機構20は、車両Cに搭載される一対の側方レール部25を備えている。一対の側方レール部25は、駆動部21を挟んで車幅方向両側に搭載されている。各側方レール部25は、上下方向に延びている。各側方レール部25には、それぞれ側方レール部25に対して上下方向に移動可能に側方ロッド部26が取り付けられている。側方ロッド部26は、全体として90度に屈曲された棒状をなしており、一方の端部が車幅方向外側を向き、他方の端部が下側を向くように配置されている。そして、側方ロッド部26における車幅方向外側の端部が側方レール部25に取り付けられている。側方ロッド部26の下端部は、第1スポイラ11の上端部に固定されている。一対の側方ロッド部26の下端部は、中央ロッド部24の下端部の取り付け位置を挟んで車幅方向両側に取り付けられている。
上記のように構成された駆動機構20においては、駆動部21が駆動するのに応じて、中央ロッド部24が中央レール部23に沿って上下動するとともに、各側方ロッド部26が各側方レール部25に沿って上下動する。その結果、これら中央ロッド部24及び側方ロッド部26に固定されている第1スポイラ11が第2スポイラ12とともに上下動する。すなわち、駆動機構20によって、フロントスポイラ10が格納位置と展開位置との間で上下動する。
次に、可動式フロントスポイラ装置FSにおいて、第2スポイラ12を第1スポイラ11に対してスライド移動させるスライド機構30について説明する。なお、以下の説明では、一対の第2スポイラ12のうちの一方側の第2スポイラ12をスライド移動させるスライド機構30について説明するが、他方側の第2スポイラ12をスライド移動させるスライド機構についても同様である。また、図5及び図6では、スライド機構30について、車両Cの前方側から見て視認できない部分も実線で図示している。
図5〜図7に示すように、第1スポイラ11の裏面には、スライド機構30の第1滑車31が取り付けられている。第1滑車31の中心軸31aは、第1スポイラ11の裏面に対して垂直に延びている。第1スポイラ11の裏面において第1滑車31よりも、車幅方向外側には、第2滑車32が取り付けられている。第2滑車32の中心軸32aは、第1スポイラ11の裏面に対して垂直に延びている。第2滑車32は、上下方向において第1滑車31と同じ高さ位置に取り付けられている。
図5及び図6に示すように、スライド機構30は、第1滑車31及び第2滑車32に掛け回されたワイヤWを備えている。ワイヤWの一端は、格納位置におけるフロントスポイラ10よりも上側で車両Cに固定されている。ワイヤWは、上側から第1滑車31の下側へ至るように掛け回され、第1滑車31から第2滑車32へと至っている。そして、ワイヤWは、第2滑車32において第1滑車31側から車幅方向外側を経て再び第1滑車31側へ向かうように、略半周に亘って第2滑車32に掛け回されている。そして、ワイヤWの他端は、第2スポイラ12の車幅方向中央側の端部に固定されている。ワイヤWの長さは、第2スポイラ12が重複位置にある場合において、第2スポイラ12の車幅方向中央側の端部から第2滑車32までの距離、第2滑車32から第1滑車31までの距離、及び第1滑車31から車両CにおけるワイヤWの固定箇所までの距離を加算した値に応じた長さになっている。
図7に示すように、第1スポイラ11の裏面には、車両Cの後方側に向かって突出するばね支持部材33が設けられている。ばね支持部材33の固定位置から第1スポイラ11の車幅方向外側の端縁のうち近い側の端縁までの距離L3は、第2スポイラ12の車幅方向の寸法よりも長くなっている。
ばね支持部材33には、第2スポイラ12を車幅方向中央側へスライド移動するように付勢するつる巻きばね34の一端が固定されている。つる巻きばね34の他端は、第2スポイラ12における車幅方向中央側の端部に固定されている。つる巻きばね34の第2スポイラ12に対する上下方向の固定位置は、そのつる巻きばね34が固定されているばね支持部材33の高さ位置と同じになっている。上記ばね支持部材33及びつる巻きばね34の組は、第1滑車31及び第2滑車32よりも上側に1組、下側に1組、合計2組設けられている。
次に、可動式フロントスポイラ装置FSの作用及び効果について説明する。
図2に示すように、フロントスポイラ10(第1スポイラ11)が格納位置にある場合には、駆動機構20における中央ロッド部24及び側方ロッド部26は、上側に位置している。フロントスポイラ10を格納位置から展開位置へと動作させる際には、駆動機構20の駆動部21が駆動してその出力回転軸21aが回転する。それに伴って、リンク部22が出力回転軸21aを中心軸として所定の方向(図2及び図3では反時計回り)に回転する。すると、図3に示すように、リンク部22の先端部分22bに連結されている中央ロッド部24が、中央レール部23に沿って下側に移動する。そのため、中央ロッド部24によって支持されている第1スポイラ11が、その裏面側に配置されている第2スポイラ12と共に下方に移動して、展開位置に位置するようになる。
ここで、第1スポイラ11の上端部には、一対の側方ロッド部26が固定されており、これら側方ロッド部26は、それぞれ側方レール部25に上下方向に移動可能に取り付けられている。したがって、第1スポイラ11(フロントスポイラ10)が格納位置から展開位置へと動作する際には、第1スポイラ11の車幅方向両側は、それぞれ側方ロッド部26に支持されつつ側方レール部25によって上下方向に案内される。その結果、第1スポイラ11(フロントスポイラ10)が格納位置から展開位置へと動作する際に、第1スポイラ11の姿勢が車幅方向に対して傾斜してしまうことを抑制できる。
ところで、図5に示すように、第2スポイラ12は、つる巻きばね34によって、第1スポイラ11に対して、車幅方向中央側(図5では右側)に向かってスライド移動するように付勢されている。また、上述したとおり、スライド機構30のワイヤWの長さは、フロントスポイラ10が格納位置にある場合において第2スポイラ12が重複位置に位置できるに足る長さになっている。したがって、フロントスポイラ10が格納位置にある場合には、第2スポイラ12は、その全体が第1スポイラ11に対して厚み方向に重複する重複位置に位置している。
図6に示すように、フロントスポイラ10が格納位置から展開位置へと動作すると、第1スポイラ11に取り付けられているスライド機構30における第1滑車31も、第1スポイラ11とともに下方に移動していくことになる。そのため、第1滑車31から、車両CにおけるワイヤWの固定箇所までの距離が、フロントスポイラ10が格納位置にある場合に比較して長くなっていく。すると、ワイヤWの第2スポイラ12側の端部が第2滑車32側へと引っ張られることになる。その結果、ワイヤWが固定されている第2スポイラ12も、つる巻きばね34の付勢力に抗して車幅方向外側にスライド移動する。そして、フロントスポイラ10が展開位置にある場合には、第2スポイラ12は、重複位置よりも第1スポイラ11に対して厚み方向に重複する部分が少ない露出位置に配置される。
なお、フロントスポイラ10が展開位置から格納位置に動作する場合には、第2スポイラ12は、上述したのと反対に、つる巻きばね34の付勢力に抗して露出位置に配置された状態から、つる巻きばね34の付勢力に従ってスライド移動して重複位置に配置された状態へと動作する。
上記一連の動作によれば、フロントスポイラ10が格納位置にある場合には、第2スポイラ12が第1スポイラ11に対して厚み方向に重複しているのに応じて、フロントスポイラ10全体の車幅方向の寸法を短くできる。そのため、図1に示すように、車両Cのスポイラ格納空間Sについて、上端における車幅方向の寸法L2を下端における車幅方向の寸法L1よりも短くできる。
その一方で、フロントスポイラ10が展開位置にある場合には、第2スポイラ12は、第1スポイラ11から車幅方向に露出した部分が大きくなっている。そのため、フロントスポイラが展開位置にある場合には、フロントスポイラ10全体の車幅方向の寸法を格納位置にある場合よりも長くすることができる。その結果、フロントスポイラ10は、スポイラとしての機能を十分に発揮できる。
また、フロントスポイラ10において第2スポイラ12が重複位置から露出位置へと動作するにあたっては、フロントスポイラ10(第1スポイラ11)が格納位置から展開位置へと下方に移動する力を利用している。すなわち、第2スポイラ12が重複位置から露出位置へと動作する駆動力の駆動源は、フロントスポイラ10を格納位置から展開位置へと動作させるための駆動機構20の駆動部21と同一である。したがって、第2スポイラ12をスライド移動させるために、駆動機構20の駆動部21とは別の駆動源を車両Cに搭載する必要はない。
上記実施形態は、次のように変更してもよい。
・フロントスポイラ10における第1スポイラ11の形状は、全体として板状をなしていれば、四角板状に限らない。例えば、四角形以外の多角形板状であってもよい。また、第1スポイラ11は、部分的に湾曲していたり屈曲していたりしていてもよい。また、第1スポイラ11に、開口部やスリット等が形成されていてもよい。
・同様に、フロントスポイラ10における第2スポイラ12の形状も、全体として板状をなしていれば、四角板状に限らない。四角形以外の多角形板状であってもよいし、部分的に湾曲していたり屈曲していたりしていてもよい。第2スポイラ12が第1スポイラ11に対してスライド移動可能であり、そのスライド移動に干渉しないような形状であれば、第2スポイラ12の形状としてどのような板形状であっても許容でき得る。また、第2スポイラ12に、開口部やスリット等が形成されていてもよい。
・上記実施形態では、第1スポイラ11の車幅方向両側に第2スポイラ12を設けたが、第1スポイラ11の車幅方向片側にのみ第2スポイラ12を設けてもよい。すなわち、フロントスポイラ10が1つの第1スポイラ11と1つの第2スポイラ12とで構成されていてもよい。この変更例の場合、例えば、フロントスポイラ10が展開位置にある場合に、車両Cの車幅方向一方側に第1スポイラ11が配置され、他方側に第2スポイラ12が配置されることになる。第1スポイラ11と第2スポイラ12とでは寸法に違いがあるため、この変更例の場合には、フロントスポイラ10が展開位置にある場合に、車両Cの車幅方向の一方側と他方側とで空力性能に違いが生じるおそれがある。そこで、例えば、第1スポイラ11に対して第2スポイラ12が車幅方向一方側にスライド移動する第1フロントスポイラと、第1スポイラ11に対して第2スポイラ12が車幅方向他方側にスライド移動する第2フロントスポイラとを、車幅方向に対称的に車両Cに取り付けることが好ましい。このように構成することで、車両Cの車幅方向の一方側と他方側とで空力性能に違いが生じるおそれを低減できる。
・フロントスポイラ10を格納位置と展開位置との間で上下移動させる駆動機構20の構成は、上記実施形態で例示したものに限らない。例えば、駆動部21に設けられる駆動源として、電動モータに代えてエアシリンダ等の流体圧シリンダを採用してもよい。なお、流体圧シリンダのように駆動力を直線運動として出力する場合には、リンク部22を省略して、流体圧シリンダの出力軸を中央ロッド部24に接続すればよい。
・駆動機構20において、側方レール部25及び側方ロッド部26は省略してもよい。フロントスポイラ10の車幅方向の寸法や重量などの事情を勘案して、側方レール部25及び側方ロッド部26を採用するか否かを決定すればよい。
・第2スポイラ12のスライド方向は、完全に車幅方向に一致している必要はなく、車幅方向に対して多少傾斜していてもよい。第2スポイラ12のスライド方向に、車幅方向成分が相応に含まれていれば、そのスライド方向は車幅方向であると言える。
・第2スポイラ12を第1スポイラ11に対してスライド移動させるスライド機構30は、上記実施形態で例示したものに限らない。例えば、第1滑車31や第2滑車32等に代えて、各種の歯車機構やリンク機構を用いてもよい。フロントスポイラ10が格納位置から展開位置に動作する際に、第2スポイラ12を第1スポイラ11に対して車幅方向外側にスライド移動できるのであれば、どのような機構であってもよい。
・スライド機構30において、駆動機構20の駆動源(電動モータ)とは別の駆動源を設けてもよい。なお、この変更例の場合、フロントスポイラ10が格納位置から展開位置に動作する際に、第2スポイラ12を第1スポイラ11に対して車幅方向外側にスライド移動させるためには、駆動機構20の駆動源とスライド機構30の駆動源とが連動して動作するように制御する必要がある。
・上記実施形態では、第2スポイラ12が重複位置にある場合には、その全体が第1スポイラ11に対して厚み方向に重複していたが、これに限らない。すなわち、第2スポイラ12が重複位置にある場合において、第2スポイラ12の少なくとも一部が第1スポイラ11に対して厚み方向に重複していればよい。なお、重複位置において第2スポイラ12の一部が第1スポイラ11から露出していたとしても、第2スポイラ12が、重複位置にある場合よりも重複している部分が少なくて露出している部分が大きいのであれば、その位置は露出位置であると言える。
C…車両、B…バンパーカバー、S…スポイラ格納空間、L1…スポイラ格納空間の下端における車幅方向の寸法、L2…スポイラ格納空間の上端における車幅方向の寸法、L3…ばね支持部材から第1スポイラの車幅方向外側の端縁までの距離、FS…可動式フロントスポイラ装置、W…ワイヤ、10…フロントスポイラ、11…第1スポイラ、12…第2スポイラ、15…上側ガイド部材、16…上側ガイド突条、17…下側ガイド部材、18…下側ガイド突条、20…駆動機構、21…駆動部、21a…出力回転軸、22…リンク部、22a…アーム、22b…リンク部の先端部分、23…中央レール部、24…中央ロッド部、25…側方レール部、26…側方ロッド部、30…スライド機構、31…第1滑車、31a…中心軸、32…第2滑車、32a…中心軸、33…ばね支持部材、34…つる巻きばね。

Claims (1)

  1. 車両の内部に格納される格納位置、及び当該格納位置よりも車両の下側へと展開される展開位置の間で動作可能なフロントスポイラと、前記フロントスポイラを前記格納位置及び前記展開位置の間で動作させる駆動機構とを備えた可動式フロントスポイラ装置であって、
    前記フロントスポイラは、板状の第1スポイラと、前記第1スポイラに対して車両の車幅方向にスライド移動可能な板状の第2スポイラとを備え、
    前記フロントスポイラの前記格納位置において、前記第2スポイラは、当該第2スポイラの少なくとも一部が前記第1スポイラに対して厚み方向に重複する重複位置に配置され、
    前記フロントスポイラが前記格納位置から前記展開位置へと動作する際に、前記第2スポイラが前記車幅方向にスライド移動し、
    前記フロントスポイラの前記展開位置において、前記第2スポイラは、前記重複位置よりも前記第1スポイラに対して厚み方向に重複する部分が少ない露出位置に配置される
    ことを特徴とする可動式フロントスポイラ装置。
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