JPH02144264A - 車両用エアスポイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両の後部に設けられるエアスポイラに係り、
特に車両に働くヨーイングモーメントを低減して走行安
定性を向上させるエアスポイラに関する。

〔従来の技術〕

従来の車両用エアスポイラに横風走行時のヨーイングモ
ーメントを低減し、車両の走行安定性の向上に寄与する
ことを目的とするものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このエアスポイラは横風走行時のヨーイ
ングモーメントを低減することが可能である一方、空気
抵抗を増加させる傾向があった。

このため特に高速走行時においてこのエアスポイラを装
着したことにより空気抵抗が増加し、燃費妻＝七が低下
する場合がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、−！　−
−−−（ングモーメントを低減し゛つつ、かつ空気抵抗
の増加を抑制することが可能な車両用エアスポイラを提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、車両の後部に
左右にそれぞれ分かれて設けられた車両用エアスポイラ
において、 このエアスポイラは車両の後部側面から後部上面へまわ
り込む空気流を遮ぎるように、車両の高さ方向に対して
所定角度をもって車両の外方へ斜めに延在するように設
けられ、かつこのスポイラを貫通する通風孔を設ける構
成とする。

〔作用〕

上記構成によれば、各エアスポイラが車両の高さ方向ム
二対して所定角度をもって車両の外方に斜めに延在する
ことによって車両の後部側面から後部上面へまわり込む
空気流を遮る。このため、車両の側面から後部へまわり
込む空気流の流速が低下し、車両後部の負圧域が減少す
る。さらに、エアスポイラによって車両後部の側方面積
が増大するために、車両後部側面に作用する動圧が増加
する。これらの作用により車体重心口りに生ずるヨーイ
ングモーメントが減少され、車両の走行安定性を向上す
ることができる。

このとき本発明においては、各エアスポイラには通風孔
が設けられている。この通風孔がない場合には、エアス
ポイラ全体が車両の側面から後部上面に沿って流れる空
気流を遮り、空気抵抗の増加を招いてしまう。ここで、
粘性により、車両側面に沿って流れてきた空気流は、慣
性によりその後も車両の表面に沿って流れようとする。

このため、本発明のように空気流の流路であるエアスポ
イラに通風孔を設けた場合はこの通風孔が前記空気流の
一部の通り道となり、空気抵抗の増加を抑制することが
できる。−力積風走行時には、横風による空気流が直接
エアスポイラに衝突するため、この空気流は抵抗の小さ
い、つまり流れやすいスポイラの回りを回って流れよう
とする。このため、エアスポイラに通風孔が形成されて
いても、実質的に通風孔がない場合と同程度のヨーイン
グモーメントの低減を図ることができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図、第２図を用いて本実施例の構成を説明す
る。第１図に示すように、横風スポイラ２−ａ、ｂは車
両１のトランク上部の車両側面側両端に車両の前後方向
に沿う軸と所定角度αをもって装着される。横風スポイ
ラ２−ａ、ｂはポリウレタン系の樹脂、もしくは繊維強
化プラスチック（Ｆ、Ｒ６Ｐ）で形成され、その形状は
第２図に示すように長方形状である。第２図において横
風スポイラ２−ａ、ｂの全長２はほぼトランク長に相当
し、ここでは全長ｊ！＝５００ａｎである。また横風ス
ポイラ２−ａ、ｂの高さｈは車両表面から１６５ｍｍ以
内という法規を満足する高さであり、本実施例では横風
スポイラ２−ａ、ｂが車両の高さ方向より傾けて装着さ
れる為、高さｈ＝２００鮒としている。また厚みＷは３
０ｍｍ程度である。

横風スポイラ２−ａ、ｂの中央部には横風スポイラ２−
ａ、ｂに対し９０°回転させた長方形状の通風孔３−ａ
、ｂが設けてあり、通風孔３−ａ。

ｂの横幅２Ｉは１５０ｍｍ、高さｈｌは１ＢＯｎ＋ｍで
ある。

なお、第２図に示すように通風孔３−ａ、ｂは横風スポ
イラ２−ａ、ｂに対し角度β傾けて設けである。

以上の構成において、その作用を説明する。第３図（ａ
）、　（ｂ）に示すように車両１が車速■。で走行中に
横風■、を受けると車両の前後方向に沿う軸に対して入
射角（ヨー角）φをもった合成風Ｖにより負圧域５が生
じ車両１の重心にはヨーイングモーメント４がかかる。

このヨーイングモーメント４は、車両１の直進運動を乱
し走行安定性を損なわせる働きをもっている。このとき
の車両風上側面部の圧力分布を第４図に示す。第４図中
の数字は圧力係数Ｃｐの値を表している。圧力係数ＣＰ
はＣＰ＝Ｐ／（１／２・ρ・ｙｚ）で無次元化された数
である。ここでＰは車両の表面圧力、ρは空気密度、■
は合成風速である。第４図より車両後部に負圧域５が発
生していることがわかる。

この負圧域５は、横風が車両側面からトランク上面に回
り込むとき流速が速くなる為に生じるものである。この
負圧域５は車両後部を風上側に引っ張る為に、ヨーイン
グモーメント４を発生させる大きな要因の一つになって
いる。これに対し第５図に示す様に、横風スポイラ２−
ａ、ｂを装着することによってトランク上部へ急速に回
り込んでいた横風の流れが遮られ、大回りで緩やかな流
れｌＯとなる。その結果、負圧域５は減少し、ヨーイン
グモーメント４も減少する。また横風スポイラ２−ａ、
ｂは第３図Φ）に示す合成風Ｖを動圧として受け、ヨー
イングモーメント４と逆回りのモーメントを生じさせる
ため、ヨーイングモーメント４はさらに減少する。

ここで横風スポイラ２−ａ、ｂは風の流れを変化させる
為のものであるから風の流れとの相対角度、即ち車両へ
の取付角度によりヨーイングモーメント係数ＣＹＭＯ値
が異なってくる。そこで、横風スポイラ２−ａ、ｂの車
両の前後方向の軸に対する取り付は角度αとヨーイング
モーメント係数Ｃ’ｆＨ低減率、空気抵抗係数ＣＤ増加
率との関係を第６図に示す。なお、この実験は、合成風
■の風速を２０ｍ／ｓ、ヨー角を３０°としｌ／１０縮
尺模型を用いて行ったものであり、このとき横風スポイ
ラ２−ａ、ｂに通風孔３−ａ、ｂは設けられていない。

第６図に示される実験結果を見ると、取り付は角度α＝
２０°のときのヨーイングモーメント係数ＣＶＸが取り
付は角度α＝０°の場合と比べ約６％減少していること
がわかる。しかし、スポイラ２−ａ、ｂが風の流れを変
化させるとき、風の流れを直接さえぎる為に空気抵抗係
数００も増加している。従って、ヨーイングモーメント
係数ＣＶＩＩを減少させたとき空気抵抗係数ＣＤの増加
を抑える方法が必要となる。空気抵抗係数ＣＤの増加を
押さえる為には、第２図に示す横風スポイラ２−ａ、ｂ
の高さｈや全長ｌを小さくするとよいが、この場合ヨー
イングモーメント係数ｃｖｎがあまり減少しなくなって
しまう。従って本実施例では第２図に示すように横風ス
ポイラ２−ａ、ｂに通風孔３−ａ、ｂを設けることによ
って横風スポイラ２−ａ、ｂによってその流れが遮られ
ていた車両側面から後部上面に沿った空気流の一部を円
滑に流れるようにした。このため、空気抵抗係ＤＣｏの
増加を抑制しつつ、ヨーイングモーメント係数ＣＹＭを
減少させることができる。

さらに本実施例においては、通風孔３−ａ、ｂを横風ス
ポイラ２−ａ、ｂに対し角度β傾けて設けている為に、
ヨー角の小さい風が一層流れやすくなっている。この結
果、ヨー角が小さい風の流れが通風孔３−ａ、ｂを通過
し、ヨー角が大きい風の流れは横風スポイラ２−ａ、ｂ
により遮られ大回りして流れることになる。従ってより
一層のヨーイングモーメント係数ＣＶＨの減少および空
気抵抗係数ＣＤの増加の抑制を図ることができる。

ここで、第７図に横風スポイラ２−ａ、ｂに通風孔３−
ａ、ｂを設けた場合と設けない場合のヨーイングモーメ
ント係数ＣＶＭ低減率と空気抵抗係数ＣＤ増加率を示す
。なおこの実験はｌ／１０縮尺模型を用いて行ったもの
で、このときの横風スポイラ２−ａ、ｂの取り付は角度
αは０度である。

第７図において、Ａ、Ｃは通風孔３−ａ、ｂがない場合
、Ｂは通風孔３−ａ、ｂがある場合のｃｙＭ低減率とＣ
０増加率をそれぞれ示している。この結果から通風孔３
−ａ、ｂを設けたことにより空気抵抗係数ＣＤは、全長
ｌが通風孔の長さだけ短くなった程度減少しているのに
対しくつまりＢのＣＤ増加率がＣのＣ０増加率と同程度
まで減少している）ヨーイングモーメント係数ｑ７Ｍは
通風孔の無い状態のものとはほとんど変化がないことが
確認できる。（つまりＢの０７，４低減率とＡのＣ’ｆ
Ｈ低減率とはほとんど変化がない） ここで、第８図を用いて横風スポイラ２−ａ。

ｂに形成される通風孔３−ａ、ｂの角度について説明す
る。

Ｗｏｌｆ−Ｈｅｉｎｒｉｃｈ　）ｌｕｃｈｏ　５集の’
Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ　ｏｆＲｏａｄ　Ｖｅｈｉｃ
ｌｅｓ　Ｊによれば、空気流のヨー角が±１０°以下の
場合は空気抵抗係数ＣＤを押さえることを優先し、空気
流のヨー角が±１０°より大きい場合はヨーイングモー
メント係数ＣＶ、４を低減させることを優先すべきだと
著している。従って空気抵抗係数ＣＤの増加を押さえる
のは、横風があまり強く無い場合を考えればよい。以上
から通風孔３−ａ、ｂの傾きは第８図で示すように車両
の前後方向の軸と一定の角度γをもたせ、車速によって
生じる風の流れを通しやすく、横風による風の流れを妨
げるように通風孔を設けてやる。従って通風孔３−ａ、
ｂの傾きの角度Ｔは車軸に対し１０〜２０°に設定する
。

なお、本実施例の横風スポイラ２−ａ、ｂは特に高速走
行時にその結果を発運するので車速に応じて展開、収納
するようにしても良い。この場合横風スポイラ２−ａ、
ｂは公知の車速センサからの車速信号に応じて高速走行
時に展開、中・低速走行時に収納するように制御する。

さらに、横風スポイラ２−ａ、ｂを収納した場合に横風
スポイラ２−ａ、ｂがトランク上面に収まるように取り
付は角度を車両の前後方向の軸に近づけてもよい。

なお、横風スポイラ２−ａ、ｂの展開、収納は運転者が
手動スイッチにて制御するようにしても良い。これによ
り運転者の判断に基づいて任意に横風スポイラ２−ａ、
ｂの効果を得ることができる。

また、横風スポイラ２−ａ、ｂの外観、又は剛性上の都
合から通風孔３−ａ、ｂを設けることが困難なとき、通
風孔３−ａ、ｂは設けずに取り付は角度αのみ設定して
もよい。

また、例えば特開昭６２−１８２６７１号公報に示され
る風向検出装置を用いて風向を検出し横風スポイラ２−
ａ、ｂの取り付は角度αを制御しても良い。つまり、空
気流のヨー角の変化に伴いヨーイングモーメント係数０
７．４を低減させるのに最適な取り付は角度αは変化す
るので、上述の制御により横風スポイラ２−ａ、ｂをそ
の時点において最適な取り付は角度αに制御することが
できる。

また、本実施例においては、通風孔３−ａ、ｂの断面形
状を長方形としたが通風孔３−ａ、ｂはヨー角が小さい
時の風の流れを逃がしてやるものであるので、断面形状
は長方形である必要はなく、例えば円形あるいは他の多
角形、楕円等でも良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、車両の後部に設けら
れて車両の側面から後部へまわり込む空気流を遮る自動
車用エアスポイラにその空気流の一部を円滑に流すため
の通風孔を設けたために、ヨーインドモーメントを低減
しつつ、かつ空気抵抗の増加を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成図、第２図
（ａ）、　（ｂ）は横風スポイラの構造を示す正面図お
よび上方から見た断面図、第３図（ａ）、　（ｂ）は横
風走行時のヨーイングモーメントの発生原理を説明する
説明図、第４図は横風走行時の自動車風上側面における
圧力分布図、第５図は横風スポイラの作動を説明する説
明図、第６図は横風スポイラの車両の前後方向の軸に対
する取付は角度と、ヨーイングモーメント係数低減率及
び空気抵抗係数増加率との関係を示す特性図、第７図は
横風スポイラに通風孔を設けた場合と設けない場合とに
おけるヨーイングモーメント係数低減率及び空気抵抗係
数増加率を示す特性図、第８図は車両の前後方向の軸に
対して設定する通風孔の角度を説明するための説明図で
ある。 ■・・・車両、２−ａ、ｂ・・・横風スポイラ、　　３
−ａ。 ｂ・・・通風孔。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の後部に左右にそれぞれ分かれて設けられた
   車両用エアスポイラにおいて、 このエアスポイラは車両の後部側面から後部上面へまわ
   り込む空気流を遮ぎるように、車両の高さ方向に対して
   所定角度をもって車両の外方へ斜めに延在するように設
   けられ、かつこのスポイラを貫通する通風孔を設けるこ
   とを特徴とする車両用エアスポイラ。
2. （２）前記エアスポイラが、車両の前後方向の軸と所定
   角度をもって装着されることを特徴とする請求項１記載
   の車両用エアスポイラ。