JP7335766B2

JP7335766B2 - 整流装置

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Description

本発明は、物体表面に沿って流れる気流を制御する整流装置に関するものである。

自動車等の車両の走行時に、車体の周辺には自車両の走行に起因して、自車両に対して相対的に発生する気流（いわゆる走行風）が形成される。
このような走行風が車体周辺の一部で渦流を伴う乱流を形成すると、空気抵抗や空力騒音（風切音）、空力振動などが悪化する原因となる。
車両周囲の整流に関する従来技術として、例えば特許文献１には、車体のリアウインドウ近傍に発生する空気の流れの剥離現象に起因する空気抵抗を低減するため、ルーフ後端部領域に複数の凸状バンプ（ボーテックスジェネレータ）を配列することが記載されている。
特許文献２には、誘電体を介して配置された複数の電極に高電圧を印加した際に発生するプラズマを利用して気流を発生させるプラズマアクチュエータを車両に取り付けて構成した整流装置が記載されている。

特開２００４－３４５５６２号公報国際公開ＷＯ２０１１／０２４７３６Ａ１

特許文献１に記載された技術のような突起等からなるボーテックスジェネレータは、その下流側に形成される渦の制御には有効であるものの、それ自体が抵抗を発生する原因となっている。また、限られた気流の条件下でなければ良好な効果を得ることが難しい。
また、特許文献２に記載された技術も、プラズマアクチュエータが発生する気流の風向は一定であって、例えば車両表面に設けた場合に、車両の走行状態に応じて適切な方向に走行風が誘導される方向を変化させることはできない。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、物体の周囲の気流の状態が変化した場合であっても適切な整流効果が得られる整流装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、物体の表面部に沿った第１の方向、及び、前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ沿って周期的に配列され、前記表面部に沿って進行する気流を発生する複数の気流発生部と、前記複数の気流発生部の出力を個別に制御する制御部とを備え、前記制御部は、気流発生方向に沿って配置された一群の前記気流発生部の総出力を、隣接する他の群の前記気流発生部の総出力よりも高くすることを特徴とする整流装置である。
これによれば、第１の気流発生列の気流発生部の総出力を、隣接する第２の気流発生列の気流発生部の総出力よりも高くすることにより、第１の気流発生列の気流発生部に沿って流れる気流の流速を、第２の気流発生列の気流発生部に沿って流れる気流の流速よりも高くすることができる。
このとき、粘性を有する空気等の気流は流速が高い側に引き寄せられる性質（ベルヌーイの定理）を有するため、低速側の気流は高速側の気流側へ偏向し、その結果、高速側の気流と低速側の気流とが合成された気流の進行方向も偏向されることになる。
このため、本発明によれば、各気流発生列の停止される気流発生部の数を適宜切り替えることにより、表面部に沿って流れる気流を異なった状態で偏向することが可能となり、整流対象物の周囲の気流を適切に制御することができる。

請求項２に係る発明は、前記気流発生部は、誘電体を挟んで配置された少なくとも一対の電極及び前記電極に交流電圧を印加する電源を有するプラズマアクチュエータを有することを特徴とする請求項１に記載の整流装置である。
これによれば、可動部分を持たないシンプルな構成により応答性良く気流を発生させることが可能であり、上述した効果を確実に得ることができる。

請求項３に係る発明は、複数の前記気流発生部の気流発生方向を、前記第１の方向に沿わせて配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の整流装置である。
これによれば、第１の方向に沿って比較的高速で進行する気流を確実に形成することができ、上述した効果を適切に得ることができる。

請求項４に係る発明は、前記気流発生部は、前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ沿って格子状に配列されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の整流装置である。
請求項５に係る発明は、前記気流発生部は、前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ沿って千鳥状に配列されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の整流装置である。
これらの各発明によれば、簡単な構成により上述した効果を適切に得ることができる。

請求項６に係る発明は、前記気流発生部は、第１の気流発生部と、前記第１の気流発生部に対して気流発生方向と直交する方向の寸法が大きく形成された第２の気流発生部とを有し、前記第１の気流発生部は、前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ沿って千鳥状に配列され、前記第２の気流発生部は、前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ沿って千鳥状に配列され、前記第１の気流発生部とは互い違いになるように配置されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の整流装置である。
これによれば、気流の進行方向に沿って第１の気流発生部と第２の気流発生部とが重畳する箇所と重畳しない箇所とを設定することが可能となり、重畳する箇所においては流速を局所的に高めて、周囲の気流を引き寄せる効果を高めることができる。
このため、より強力に気流の偏向を図ることができる。

請求項７に係る発明は、前記気流発生部は、車両の外表面の一部に設けられることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の整流装置である。
これによれば、車両の走行時に車体に対して相対的に流れる気流である走行風を任意の方向に偏向させることが可能となり、例えば過流を伴う乱流の発生を防止して車両の空気抵抗、空力騒音（風切音）、空力振動や、直進性などの操縦安定性の悪化を抑制することができる。

請求項８に係る発明は、前記車両の外表面は、フロントシールドの前方側に配置されるフードであることを特徴とする請求項７に記載の整流装置である。
これによれば、フード上面に沿って流れる気流を車幅方向外側に偏向させることにより、フロントシールドやその側端部に設けられるピラーに走行風が干渉し、ピラーの後方で過流を伴う乱流を形成することを防止できる。
請求項９に係る発明は、前記制御部は、前記第１の方向へ周期的間隔で配列された複数の前記気流発生部を含む気流発生列であって、前記第２の気流発生列に対して前記第１の気流発生列よりも前記第２の方向と逆方向に離れて配置される第３の気流発生列に含まれる停止した前記気流発生部の数をさらに増やして、前記第１の方向へ発生する気流を前記第２の方向へ偏向させることを特徴とする請求項１に記載の整流装置である。
請求項１０に係る発明は、前記制御部は、前記第３の気流発生列に含まれる気流発生部の少なくとも１つは、前記第１の気流発生列に含まれる停止した前記気流発生部よりも前記第１の方向側に位置する前記気流発生部を停止させることを特徴とする請求項９に記載の整流装置である。
請求項１１に係る発明は、前記制御部は、前記第１の気流発生列に含まれる前記気流発生部の総出力を、前記第２の気流発生列に含まれる前記気流発生部の総出力よりも高くし、
前記第２の気流発生列に含まれる前記気流発生部は、一部が停止されることにより総出力を低くされ、前記第１の気流発生列に含まれかつ停止される前記気流発生部と前記第２の気流発生列に含まれかつ停止される前記気流発生部とを前記第１の方向にオフセットさせて配置したことを特徴とする請求項１に記載の整流装置である。

以上説明したように、本発明によれば、物体の周囲の気流の状態が変化した場合であっても適切な整流効果が得られる整流装置を提供することである。

本発明を適用した整流装置の第１実施形態が設けられる車両の前部の外観斜視図である。第１実施形態の気流発生装置におけるプラズマアクチュエータの配置を示す図である。第１実施形態の整流装置に設けられる２極式のプラズマアクチュエータの模式的断面図である。第１実施形態の整流装置におけるプラズマアクチュエータの制御システムの構成を示すブロック図である。第１実施形態の整流装置における気流偏向の原理を示す模式図である。本発明を適用した整流装置の第２実施形態におけるプラズマアクチュエータの配置を示す図である。本発明を適用した整流装置の第３実施形態におけるプラズマアクチュエータの配置を示す図である。本発明を適用した整流装置の第４実施形態に設けられる３極式のプラズマアクチュエータの模式的断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用した整流装置の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の整流装置は、例えば、乗用車等の自動車に設けられ、車両の走行時に車体の周囲を車体に対して相対的に流れる気流である走行風Ｗを整流するものである。
第１実施形態の整流装置は、以下説明するプラズマアクチュエータを用いて気流を発生させ、走行風を所望の方向へ誘導し、整流を図っている。

図１は、第１実施形態の整流装置が設けられる車両の前部の外観斜視図である。
車両１は、キャビン１０、エンジンコンパートメント２０を有する例えば２ボックス型の乗用車である。
キャビン１０は、乗員が収容される空間部を有する。
キャビン１０は、フロントガラス１１、Ａピラー１２、フロントドア１３、フロントドアガラス１４、ドアミラー１５等を備えている。

フロントガラス（フロントシールド）１１は、キャビン１０の前部における上半部に設けられている。
フロントガラス１１は、上端部が下端部に対して車両後方側となるように傾斜して配置されている。
また、フロントガラス１１は、車両前方が凸となるように湾曲して形成されている。
Ａピラー１２は、フロントガラス１１の左右両端部に沿って配置された柱状の部分である。
フロントドア１３は、キャビン１０の前方側における側部に設けられた扉状体である。
フロントドア１３は、前端部に設けられたヒンジ回りに揺動して開閉可能に取り付けられている。
フロントドアガラス１４は、フロントドア１３の上部に設けられた昇降式のガラスである。
フロントドアガラス１４が閉じられた（最も上昇した）状態において、フロントドアガラス１４の前端部は、Ａピラー１２の後部に沿って配置されている。
ドアミラー１５は、フロントドア１３の前端部近傍かつ上部から、車幅方向外側に突出して設けられたサイドビューミラーである。

エンジンコンパートメント２０は、車両の走行用動力源である図示しないエンジン等が収容される部分である。
エンジンコンパートメント２０は、キャビン１０の前端部における下半部（フロントガラス１１の下端部よりも下方の領域・バルクヘッド及びトーボード部）から、車両前方側へ突出して配置されている。
エンジンコンパートメント２０は、フード２１、フロントフェンダ２２、ホイルハウス２３、フロントコンビネーションランプ２４、フロントグリル２５、フロントバンパ２６、カウル部２７等を有する。

フード２１は、エンジンコンパートメント２０の上部に開閉可能に設けられた扉状体である。
フード２１は、上方が凸となる曲面状に形成されるとともに、前端部近傍において、その曲率が大きくなっている。
フード２１の車幅方向における両端部は、稜線２１ａよりも外側の領域で下方に屈曲し、フロントフェンダ２２の表面部と接続されている。
稜線２１ａは、凸曲面の曲率が局所的に大きくなる箇所であって、フード２１の側端部において車両前後方向に延在している。

フロントフェンダ２２は、エンジンコンパートメント２０の側面部を構成する外装部材である。
フロントフェンダ２２の後縁部は、フロントドア１３の前縁部に沿って形成されている。
フロントフェンダ２２の下部には、車両側面視におけるホイルハウス２３の上縁部となる円弧状のホイルアーチ２２ａが形成されている。

ホイルハウス２３は、車両の前輪ＦＷが収容される空間部である。
ホイルハウス２３は、エンジンコンパートメント２０の側部における下部に設けられ、ホイルアーチ２２ａの内側において車幅方向外側に開口している。

フロントコンビネーションランプ２４は、車両前方を照射するヘッドランプや、ターンシグナルランプ、ポジションランプ、デイライトランニングランプ等の灯火類を共通のハウジング内に収容しユニット化したものである。
フロントコンビネーションランプ２４は、車幅方向に離間して一対設けられ、フード２１の前端部における左右両端部近傍の下部に配置されている。

フロントグリル２５は、図示しないラジエータコア、エアコンディショナ装置のコンデンサ等に空気を導入する開口部に設けられた外装部材である。
フロントグリル２５は、左右のフロントコンビネーションランプ２４の間に配置されている。

フロントバンパ２６は、車体前端部を構成する外装部材であって、フロントコンビネーションランプ２４、フロントグリル２５の下方に設けられている。
フロントバンパ２６の左右側端部は、フロントフェンダ２２の前部の下側に回り込んでホイルハウス２３の前部に隣接して配置されている。

カウル部２７は、フロントガラス１１を払拭する図示しないフロントワイパ装置や、歩行者保護エアバッグ装置が設けられる領域である。
カウル部２７は、フード２１の後縁部とフロントガラス１１の下端部（前端部）との間に配置されている。
カウル部２７は、フード２１の表面に対して下方に凹んだトレイ状に形成されている。

フード２１には、以下説明する気流発生装置３０が設けられている。
図２は、第１実施形態の気流発生装置におけるプラズマアクチュエータの配置を示す図である。
図２は、フード２１の法線方向から見た状態を示している。
図２に示すように、気流発生装置３０は、車両前後方向（第１の方向）と、これと直交する車幅方向（第２の方向）とに沿って、それぞれ６列（６×６＝３６個）のプラズマアクチュエータ１００を、格子状（マトリクス状）に配列して構成されている。
プラズマアクチュエータ１００は、その主な気流発生方向が、車両後方側となるように配置されている。

以下、気流発生装置に用いられる２極式のプラズマアクチュエータの構成について説明する。
図３は、第１実施形態の整流装置に設けられる２極式のプラズマアクチュエータの模式的断面図である。
気流発生装置３０の外向流発生部３１として用いられる２極式のプラズマアクチュエータ１００は、誘電体１１０、上部電極１２０、下部電極１３０、絶縁体１４０等を有して構成されている。

誘電体１１０は、例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ化炭素樹脂などからなるシート状の部材である。
上部電極１２０、下部電極１３０は、例えば銅などの金属薄膜からなる導電テープにより構成されている。
上部電極１２０は、誘電体１１０の表面側（車体等に取り付けた際、外部に露出する側）に貼付されている。
下部電極１３０は、誘電体１１０の裏面側に貼付されている。
上部電極１２０と下部電極１３０とは、誘電体１１０の面方向にオフセットして配置されている。
絶縁体１４０は、プラズマアクチュエータ１００の基部となるシート状の部材であって、誘電体１１０の裏面側に、下部電極１３０を覆って設けられている。

プラズマアクチュエータ１００の上部電極１２０と下部電極１３０に、電源ＰＳによって所定の波形を有する交流電圧を印加すると、電極間にプラズマ放電Ｐが発生する。
印加電圧は絶縁破壊が生じてプラズマ放電Ｐが発生する程度の高圧とする必要があり、例えば、１乃至１０ｋＶ程度とすることができる。
また、印加電圧の周波数は、例えば、１乃至１０ｋＨｚ程度とすることができる。
このとき、プラズマアクチュエータ１００の表面側の空気がプラズマ放電Ｐに誘引され、壁面噴流状の気流Ｆが発生する。
また、プラズマアクチュエータ１００は、印加される交流電圧の波形を制御することにより、気流Ｆの方向を逆転することも可能となっている。

第１実施形態の整流装置は、上述したプラズマアクチュエータ１００に駆動電力を供給して気流Ｆを発生させ、フード２１上部の走行風Ｗの整流（偏向）を行うため、以下説明する制御システムを備えている。
図４は、第１実施形態の整流装置におけるプラズマアクチュエータの制御システムの構成を示すブロック図である。

制御システム２００は、電源ユニット２１０、整流制御ユニット２２０等を有して構成されている。
電源ユニット２１０は、気流発生装置３０を構成する複数のプラズマアクチュエータ１００の各電極間に独立して電力を供給する電源ＰＳをユニット化したものである。
電源ユニット２１０は、各プラズマアクチュエータ１００を個別に作動、停止させるとともに、作動させる場合の気流の方向、強度を制御する機能を備えている。

整流制御ユニット２２０は、車両周囲の気流の状態に応じて電源ユニット２１０に指令を与え、気流発生装置３０の各プラズマアクチュエータ１００の作動、停止を制御するものである。
上述した各ユニットは、例えばＣＰＵ等の情報処理部、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶部、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を有して構成され、相互に通信可能となっている。

整流制御ユニット２２０は、気流状態推定部２２１を有する。
気流状態推定部２２１は、フード２１の上部を通過する走行風の状態を推定する気流状体検出部である。
気流状態推定部２２１には、圧力センサ２２２が接続されている。
圧力センサ２２２は、フード２１の上面部に、例えば車両前後方向及び車幅方向にそれぞれ分布して格子状に配列され、フード２１の表面が受ける圧力（動圧）を検出するものである。
気流状態推定部２２１は、圧力センサ２２２が検出するフード２１上面の圧力分布に基づいて、フード２１上面部の走行風の方向及び強度を推定する。

以下、第１実施形態の整流装置における気流偏向の原理について説明する。
図５は、第１実施形態の整流装置における気流偏向の原理を示す模式図である。
以下、気流発生装置３０に設けられるプラズマアクチュエータ１００が車両前後方向に沿って６個並んだ列を、車幅方向右側の列から、順に第１列Ｌ１、第２列Ｌ２、第３列Ｌ３、第４列Ｌ４、第５列Ｌ５、第６列Ｌ６と称して説明する。
また、図５において、作動しているプラズマアクチュエータ１００を、実線輪郭かつ白色で示し、停止しているプラズマアクチュエータ１００を、破線輪郭かつ網掛けで示している。

図５は、車体から見たときに車両前方側から進入する気流である走行風を、車幅方向右側へ偏向させる際の状態を示している。
第１列Ｌ１のプラズマアクチュエータ１００は、全て作動し、車両後方側へ気流を発生する状態となっている。
これにより、第１列Ｌ１の近傍を通過する走行風は加速され、他の領域よりも高速の状態となる。

第２列Ｌ２のプラズマアクチュエータ１００は、前方から２個目が停止されている。
第３列Ｌ３のプラズマアクチュエータ１００は、前方から３個目が停止されている。
これにより、第２列Ｌ２、第３列Ｌ３の近傍を通過する走行風は、気流発生装置３０近傍への流入時に対しては加速されるが、第１列Ｌ１の近傍に対しては比較的低速となる。
ここで、作動している各プラズマアクチュエータ１００の出力が同等である場合、第１列Ｌ１において作動するプラズマアクチュエータ１００の総出力（走行風に与えるエネルギの総和）は、第２列Ｌ２、第３列Ｌ３において作動するプラズマアクチュエータ１００の総出力よりも高くなっている。

第４列Ｌ４のプラズマアクチュエータ１００は、前方から２個目、４個目が停止されている。
第５列Ｌ５のプラズマアクチュエータ１００は、前方から３個目、５個目が停止されている。
第６列Ｌ６のプラズマアクチュエータ１００は、前方から４個目、６個目が停止されている。
これにより、第４列Ｌ４、第５列Ｌ５、第６列Ｌ６の近傍を通過する走行風は、気流発生装置３０近傍への流入時に対しては加速されるが、第２列Ｌ２、第３列Ｌ３の近傍に対しては比較的低速となるため、第２列Ｌ２、第３列Ｌ３側へ偏向する。
なお、第２列Ｌ２乃至第６列Ｌ６において、停止するプラズマアクチュエータ１００を車両前後方向にオフセットさせて配置したことにより、気流の偏向及び合流をスムースに行うことができる。

気流発生装置３０近傍を通過する走行風に、通過箇所に応じて上述した流速差が存在する場合、ベルヌーイの定理として周知であるように、低速の気流は高速の気流側に引き寄せられる。
これにより、第２列Ｌ２乃至第６列Ｌ６の近傍を通過する気流は、最も流速が速い第１列Ｌ１の近傍を流れる気流に引き寄せられて合流し、合流した気流は、その車幅方向の圧力バランスによって右側へ偏向する。

以上説明したように、気流発生装置３０は、近傍を通過する走行風を偏向させる機能を有する。
例えば、図１に示すように、フード２１の上方を通過する走行風Ｗを、車幅方向外側に偏向させ、フロントフェンダ２２の側方へ誘導することができる。
これによって、走行風Ｗがフロントガラス１１やＡピラー１２に干渉し、あるいは、カウル部２７の内部を通ってＡピラー１２の後方側へ巻き込まれ、フロントドアガラス１４の側方で過流を伴う乱流を発生、成長させることを抑制できる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）気流発生装置３０における格子状に配列されたプラズマアクチュエータ１００の一部を停止させることにより、気流発生装置３０の近傍の気流の流速に変化を設け、高速の気流側に低速の気流を引き寄せて、走行風Ｗの偏向を図ることができる。
（２）気流発生装置３０がプラズマアクチュエータ１００を有することにより、可動部分を持たないシンプルな構成により応答性良く気流を発生させることが可能であり、上述した効果を確実に得ることができる。
（３）複数のプラズマアクチュエータ１００を車両前後方向に沿って配置するとともに、各プラズマアクチュエータ１００の気流発生方向を車両後方側に向けたことにより、車両前後方向に沿って比較的高速で進行する気流を確実に形成することができ、上述した効果を適切に得ることができる。
（４）複数のプラズマアクチュエータ１００を、車両前後方向及び車幅方向に沿った格子状に配列することにより、簡単な構成により上述した効果を確実に得ることができる。
（５）気流発生装置３０をフード２１に設けて、フード２１の上方を通過する走行風Ｗを車幅方向外側へ誘導することにより、走行風Ｗがフロントガラス１０、Ａピラー１２と干渉したり、カウル部２７の内部を通ってＡピラー１２の後方側に吹き出され、フロントドアガラス１４の側方で過流を伴う乱流を発生、成長させることを防止できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した整流装置の第２実施形態について説明する。
図６は、第２実施形態の気流発生装置におけるプラズマアクチュエータの配置を示す図である。
第２実施形態においては、車両前方側からみて偶数列となるプラズマアクチュエータ１００の配列を、車幅方向に１／２ピッチだけオフセットしている。すなわち、複数列の各プラズマアクチュエータ１００は、奇数列のプラズマアクチュエータ１００の中間部の後方側に配置されている。
その結果、気流発生装置３０全体としてのプラズマアクチュエータ１００の配置は、いわゆる千鳥状、食い違い状（staggered）となっている。
以上説明した第２実施形態においても、上述した第１実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明を適用した整流装置の第３実施形態について説明する。
図７は、第３実施形態の気流発生装置におけるプラズマアクチュエータの配置を示す図である。
第３実施形態における気流発生装置におけるプラズマアクチュエータの配置を示す図である。
第３実施形態においては、プラズマアクチュエータ１００として、平面視における気流発生方向と直交する方向（長手方向）の寸法（気流発生幅）が比較的短いプラズマアクチュエータ１００Ｓと、比較的長いプラズマアクチュエータ１００Ｌとを用いている。
プラズマアクチュエータ１００Ｓとプラズマアクチュエータ１００Ｌとは、車幅方向、車両前後方向において、それぞれ交互に配列されている。
すなわち、車幅方向の並びにおいて、プラズマアクチュエータ１００Ｓとプラズマアクチュエータ１００Ｌとは、交互に（互い違いに）配列されている。
上述した構成により、車両前後方向においても、車幅方向においても、プラズマアクチュエータ１００Ｓとプラズマアクチュエータ１００Ｌとは、交互に配列されるようになっている。
また、車両前方側から奇数列と偶数列とは、車幅方向にオフセットされ、前列のプラズマアクチュエータ１００Ｓの直後に後列のプラズマアクチュエータ１００Ｌが配置され、前列のプラズマアクチュエータ１００Ｌの直後に後列のプラズマアクチュエータ１００Ｓが配置されるようになっている。
以上説明した第３実施形態によれば、比較的短尺のプラズマアクチュエータ１００Ｓと長尺のプラズマアクチュエータ１００Ｌとを互い違いに組み合わせて配列することにより、上述した第１実施形態の効果と同様の効果に加えて、より複雑な気流の流速分布を形成し、気流の偏向効果を促進することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明を適用した整流装置の第４実施形態について説明する。
第４実施形態においては、気流発生装置３０において、第１実施形態等の２極式のプラズマアクチュエータ１００に代えて、以下説明する３極式のプラズマアクチュエータ１００Ａを用いる。

図８は、第４実施形態の整流装置に設けられる３極式のプラズマアクチュエータの模式的断面図である。
図８に示す３極式のプラズマアクチュエータ１００Ａは、下部電極１３０を挟んだ両側に一対の上部電極１２０（１２０Ａ，１２０Ｂ）を対称的に配置し、個々の上部電極１２０Ａ、１２０Ｂに独立した電源ＰＳを設けている。

このような３極式のプラズマアクチュエータ１００Ａは、例えば、上部電極１２０Ａと下部電極１３０、上部電極１２０Ｂと下部電極１３０との間にそれぞれ形成されるプラズマＰを用いて、相互に対向する気流Ｆを発生させることができる。
この場合、対向する気流Ｆは衝突して合流しつつ偏向し、プラズマアクチュエータ１００Ａの主平面から離間する方向（典型的には法線方向等）に沿って流れる気流を形成（合成）することができる。
また、３極式のプラズマアクチュエータ１００Ａは、一方の上部電極１２０（１２０Ａ又は１２０Ｂ）のみに通電することによって、上述した２極式のプラズマアクチュエータ１００と同様に、その表面に沿って進行する気流を形成することができる。
さらに、上部電極１２０Ａ、１２０Ｂに印加される電圧等を制御することにより、合流した後の気流の進行方向を制御することもできる。
以上説明した第４実施形態によれば、気流発生装置３０が発生する気流Ｆに、フード２１の表面から離間する成分を有する速度ベクトルを与えて、フード２１から上方へ吹き上げることが可能となる。
これにより、気流Ｆの進行方向を最適化し、走行風Ｗをより適切に誘導して整流効果を促進することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した各実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）整流装置及び車両の構成は、上述した各実施形態に限定されることなく、適宜変更することができる。
例えば、車両の車形や、整流装置の設置個所は、適宜変更することができる。
例えば、本発明の整流装置は、フードに限らず、例えば、ルーフ、フェンダ、ドアパネル、テールゲート、トランクリッド、フロアアンダーパネル、バンパフェイスなど、他の部分に設けることもできる。
また、視界が確保可能であれば、キャビンの窓部（フロントウインドウ、リアウインドウ、サイドドアウインドウ、リアクォータウインドウ）などに設けてもよい。
（２）気流発生装置を構成するプラズマアクチュエータの個数や配列は上述した実施形態に限定されず、適宜偏向することができる。また、気流の偏向時に停止されるプラズマアクチュエータ１００の配置パターンも特に限定されない。
（３）第１実施形態等においては、フード２１の上面の圧力分布に基づいて気流発生装置３０を制御しているが、これに限らず、例えばドップラレーザ等を用いて気流の挙動を直接検出し、検出された気流の挙動に応じて気流発生装置３０を制御してもよい。
また、各車速におけるフード２１の上面部の気流を風洞実験や数値解析により事前に把握している場合には、車速に応じて走行風の偏向方向を設定してもよい。
（４）第１実施形態等においては、第１列Ｌ１のプラズマアクチュエータ１００と第２列Ｌ２のプラズマアクチュエータ１００との作動する個体の数を異ならせて気流の流速差を生じさせているが、これに限らず、他の手法を用いて気流の流速差を生じさせてもよい。
例えば、ある一群に含まれる気流発生部（プラズマアクチュエータ）の総出力と、隣接する他の群に含まれる気流発生部の総出力とを、個々の気流発生部の出力を抑制することによって異ならせてもよい。

１車両１０キャビン
１１フロントガラス１２Ａピラー
１３フロントドア１４フロンドドアガラス
１５ドアミラー
２０エンジンコンパートメント２１フード
２１ａ稜線
２２フロントフェンダ２２ａホイルアーチ
２３ホイルハウス２４フロントコンビネーションランプ
２５フロントグリル２６フロントバンパ
２７カウル部３０気流発生装置
１００プラズマアクチュエータ（２極式）
１００Ｓプラズマアクチュエータ（短）
１００Ｌプラズマアクチュエータ（長）
１００Ａプラズマアクチュエータ（３極式）
１１０誘電体１２０（１２０Ａ，１２０Ｂ）上部電極
１３０下部電極１４０絶縁体
２００整流制御システム２１０電源ユニット
２２０整流制御ユニット２２１気流状態推定部
２２２圧力センサ
ＰプラズマＦ気流
ＦＷ前輪Ｗ走行風

Claims

物体の表面部に沿って第１の方向へ進行する気流を発生するように前記表面部に配置された気流発生部であって、前記第１の方向、及び、前記第１の方向と交差する第２の方向にそれぞれ沿って周期的間隔で配列された複数の気流発生部と、
複数の前記気流発生部とそれぞれ接続し、複数の前記気流発生部それぞれに対して独立して電力の供給または停止を行うことができる電源と、
前記電源を制御して前記複数の気流発生部へ与える電力の供給または停止を個別に切り替える制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第１の方向へ周期的間隔で配列された複数の前記気流発生部を含む第１の気流発生列に含まれる停止した前記気流発生部の数を、前記第１の方向へ周期的配列で配列された複数の前記気流発生部を含む気流発生列であって前記第１の気流発生列に対して前記第２の方向に隣接する第２の気流発生列に含まれる停止した前記気流発生部の数より少なくして、前記第１の方向へ発生する気流を前記第２の方向へ偏向させること
を特徴とする整流装置。
前記気流発生部は、誘電体を挟んで配置された少なくとも一対の電極及び前記電極に交流電圧を印加する電源を有するプラズマアクチュエータを有すること
を特徴とする請求項１に記載の整流装置。
複数の前記気流発生部の気流発生方向を、前記第１の方向に沿わせて配置したこと
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の整流装置。
前記気流発生部は、前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ沿って格子状に配列されたこと
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の整流装置。
前記気流発生部は、前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ沿って千鳥状に配列されたこと
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の整流装置。
前記気流発生部は、第１の気流発生部と、前記第１の気流発生部に対して気流発生方向と直交する方向の寸法が大きく形成された第２の気流発生部とを有し、
前記第１の気流発生部は、前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ沿って千鳥状に配列され、
前記第２の気流発生部は、前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ沿って千鳥状に配列され、前記第１の気流発生部とは互い違いになるように配置されること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の整流装置。
前記気流発生部は、車両の外表面の一部に設けられること
を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の整流装置。
前記車両の外表面は、フロントシールドの前方側に配置されるフードであること
を特徴とする請求項７に記載の整流装置。
前記制御部は、前記第１の方向へ周期的間隔で配列された複数の前記気流発生部を含む気流発生列であって、前記第２の気流発生列に対して前記第１の気流発生列よりも前記第２の方向と逆方向に離れて配置される第３の気流発生列に含まれる停止した前記気流発生部の数をさらに増やして、前記第１の方向へ発生する気流を前記第２の方向へ偏向させること
を特徴とする請求項１に記載の整流装置。
前記制御部は、前記第３の気流発生列に含まれる気流発生部の少なくとも１つは、前記第１の気流発生列に含まれる停止した前記気流発生部よりも前記第１の方向側に位置する前記気流発生部を停止させること
を特徴とする請求項９に記載の整流装置。
前記制御部は、前記第１の気流発生列に含まれる前記気流発生部の総出力を、前記第２の気流発生列に含まれる前記気流発生部の総出力よりも高くし、
前記第２の気流発生列に含まれる前記気流発生部は、一部が停止されることにより総出力を低くされ、
前記第１の気流発生列に含まれかつ停止される前記気流発生部と前記第２の気流発生列に含まれかつ停止される前記気流発生部とを前記第１の方向にオフセットさせて配置したこと
を特徴とする請求項１に記載の整流装置。