JPH04237685A - エアスポイラ装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワンボックスカーに
備えられるエアスポイラ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のワンボックスカー用スポイラとし
ては、特開昭６３−６１６８７号公報や実公平２−３１
３５３号公報等に示されており、これらは主に横風走行
時のヨーイングモーメントを低減し横風安定性を向上す
ることを狙いとしている。又、その際に空気抵抗を上昇
させないように種々の工夫や形状の最適化が行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、横風安定性と
空気抵抗の低減の両立を狙ったものは低減効果が少なく
、又、横風安定性の向上を狙ったものは空気抵抗が増大
しているものが多い。又、横風時ではなくても、ワンボ
ックスカーは一般の他の乗用車に比べて高速直進安定性
が劣っている事実があり空力的な面からの改良が望まれ
ている。

【０００４】この発明の目的は、横風安定性と空気抵抗
の低減と高速直進安定性とを図ることができるエアスポ
イラ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、ワンボック
スカーに設けられるものであって、車両の前側底部にお
いて収納及び下方に展開自在に配置された第１のエアス
ポイラと、前記第１のエアスポイラの側面部において収
納及び下方に展開自在に配置されるとともに、相対風の
流れに沿った状態と相対風の流れをせき止める状態とに
変更可能な第２のエアスポイラと、前記第１及び第２の
エアスポイラを展開させる第１のアクチュエータと、前
記第２のエアスポイラの状態を変更させる第２のアクチ
ュエータと、車速を検出する車速センサと、横風を検出
する横風センサと、前記車速センサにより検出された車
速が所定速度より大きく、かつ、前記横風センサにより
検出された横風が所定の強さより弱いと、前記第１のア
クチュエータを制御して前記第１及び第２のエアスポイ
ラを車両の下方に展開させるとともに、前記第２のアク
チュエータを制御して前記第２のエアスポイラを相対風
の流れに沿った状態にする第１の制御手段と、前記車速
センサにより検出された車速が所定速度より大きく、か
つ、前記横風センサにより検出された横風が所定の強さ
より強いと、前記第１のアクチュエータを制御して前記
第１及び第２のエアスポイラを車両の下方に展開させる
とともに、前記第２のアクチュエータを制御して前記第
２のエアスポイラを相対風の流れをせき止める状態にす
る第２の制御手段とを備えたエアスポイラ装置をその要
旨とするものである。

【０００６】

【作用】第１の制御手段は、車速センサにより検出され
た車速が所定速度より大きく、かつ、横風センサにより
検出された横風が所定の強さより弱いと、第１のアクチ
ュエータを制御して第１及び第２のエアスポイラを車両
の下方に展開させるとともに、第２のアクチュエータを
制御して第２のエアスポイラを相対風の流れに沿った状
態にする。又、第２の制御手段は、車速センサにより検
出された車速が所定速度より大きく、かつ、横風センサ
により検出された横風が所定の強さより強いと、第１の
アクチュエータを制御して第１及び第２のエアスポイラ
を車両の下方に展開させるとともに、第２のアクチュエ
ータを制御して第２のエアスポイラを相対風の流れをせ
き止める状態にする。その結果、第１及び第２のエアス
ポイラの展開動作と第２のエアスポイラを相対風の流れ
に沿う状態にすることにより車両下部の相対風の流速を
上げ圧力を低減する力を働かせ高速直進安定性を確保で
きるとともに、車両下部への円滑なる相対風の流れを作
り空気抵抗の低減となる。又、第１及び第２のエアスポ
イラの展開動作と第２のエアスポイラを相対風の流れを
せき止める状態にすることにより横風の風下車両側面に
作られる付着領域をなくすことができ横風安定性を確保
できる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１，２には、本実施例のワンボッ
クスカー（即ち、エンジンスペースと居住スペースとト
ランクスペースとが一体となった一つの箱形スタイルを
もつ車両）の前側部分を示す。車両１の前側下部に設け
られたフロントバンパ２の下部には、第１のエアスポイ
ラとしてのフロントスカート３が装着されている。

【０００８】図３（車両を底面側から見た図）に示すよ
うに、フロントスカート３はフロントバンパ２に沿った
帯板形状をなしている。又、図４に示すように、車両１
に固定されたスポイラホルダ４が左右両側に設けられ、
そのスポイラホルダ４の下端部には正逆転可能な第１の
アクチュエータとしての展開・収納モータ５が取り付け
られている。展開・収納モータ５の出力軸にはリンク６
が固定され、リンク６の他端にはアタッチメント１７を
介してフロントスカート３が連結されている。そして、
展開・収納モータ５の駆動によりフロントスカート３が
サブリンク７の案内を受けながら、車両１内（フロント
バンパ２内）に収納、及び車両１の下面から突出（展開
）させることができる。即ち、図４で一点鎖線で示すよ
うに車両１内に収納されるとともに、図４で実線で示す
ように車両１の下面から下方に突出した展開状態にする
ことができるようになっている。尚、フロントスカート
３の位置決めは、リミットスイッチや回転式ポテンショ
メータ等を用いて行われるようになっている。又、フロ
ントスカート３の展開時の地上面からの高さは最低地上
高を越えない範囲となっている。

【０００９】図３，５に示すように、フロントスカート
３の両端には第２のエアスポイラとしてのフロントサイ
ドフィン８が設けられている（図５には片側のみ示す）
。フロントサイドフィン８の形状は、下端がフロントス
カート３の下端とほぼ同じであり、上端はフロントバン
パ２の形状に沿っている。又、図５に示すように、フロ
ントスカート３の両端部には上下に支持アーム９が突設
され、支持アーム９には回動軸１０がベアリングを介し
て回動可能に支持されている。この回動軸１０にはフロ
ントサイドフィン８が一体回動可能に支持されている。 又、フロントスカート３の両端下部には正逆回転可能な
第２のアクチュエータとしてのフィン用モータ１１がそ
れぞれ内蔵され、フィン用モータ１１の出力軸にはウォ
ームギヤ１２が設けられている。ウォームギヤ１２は、
回動軸１０に固定されたウォームホイール１３と噛み合
っている。そして、フィン用モータ１１が駆動すると、
ウォームギヤ１２とウォームホイール１３を介してフロ
ントサイドフィン８を回動させる。このフロントサイド
フィン８の回動にて、図３，６に示すようにフロントサ
イドフィン８が相対風の流れＦ１　に沿った状態と、図
７，８に示すようにフロントサイドフィン８を相対風の
流れＦ２　をせき止める状態とに変更できるようになっ
ている。

【００１０】尚、このフロントサイドフィン８の回動動
作の際に、フロントサイドフィン８の外端は車両１（フ
ロントバンパ２）の外端面から出ないようになっている
。本実施例では、図５に示すように、フロントスカート
３の高さを１５０ｍｍ、フロントサイドフィン８の幅を
７０ｍｍ、高さを３００ｍｍとしている。これらフロン
トスカート３、フロントサイドフィン８の厚さは３０ｍ
ｍ程度とし、材質はＦＲＰもしくはポリウレタン系の樹
脂が使用されている。

【００１１】さらに、図１に示すように、車両１内には
第１及び第２の制御手段としての電子制御ユニット（以
下、ＥＣＵという）１４が内蔵されるとともに、車両１
内には車速を検出する車速センサ１５が設けられている
。又、車両１の屋根には横風センサ１６が装着され、同
センサ１６は車両の横方向の風速、即ち、横風の強さを
検出するものである。

【００１２】図９には、エアスポイラ装置の電気的構成
を示す。ＥＣＵ１４は車速センサ１５からの信号と横風
センサ１６からの信号を入力するとともに、展開・収納
モータ５及びフィン用モータ１１を駆動制御する。次に
、エアスポイラ装置の作用を図１０のフローチャートを
用いて説明する。まず、ＥＣＵ１４はステップ１００で
車速センサ１５からの信号により車速Ｖを読み込み、ス
テップ１０１で車速Ｖが設定速度Ｖｏ（例えば、Ｖｏ＝
８０Ｋｍ／ｈ）より大きいか否か判断する。ＥＣＵ１４
は検出した車速Ｖが設定速度Ｖｏより小さい（低速域）
と、ステップ１０２で展開・収納モータ５を制御してフ
ロントスカート３及びフロントサイドフィン８を収納状
態にする。これは、低速域では風の影響は少なく、逆に
アプローチアングルを小さくする弊害を回避している。

【００１３】ＥＣＵ１４はステップ１０１において車速
Ｖが設定速度Ｖｏより大きいと判断すると、ステップ１
０３でフロントスカート３及びフロントサイドフィン８
を下方に展開する。そして、ＥＣＵ１４はステップ１０
４で横風センサ１６から横風の強さＷを読み取り、横風
の強さＷが予め設定した強さＷｏより強いか否か判断す
る。ＥＣＵ１４は横風の強さＷが設定強さＷｏより弱い
と、ステップ１０５でフロントサイドフィン８を図３，
６に示すように相対風の流れＦ１に沿った状態にする。

【００１４】その結果、車両１の下面に流れ込んでいる
空気の流れの一部を遮ることが可能となる。ここで、こ
の車両１の下面の空気の流れは、車両１の下部に配置す
るラジエータ等に当たって乱流となり、車両の空気抵抗
を増加させる要因の一つとなる。しかしながら、フロン
トスカート３及びフロントサイドフィン８を展開しフロ
ントサイドフィン８を相対風の流れに沿った状態にする
ことにより、車両１の下面への流れが遮られ空気抵抗を
３％低減することができた。さらに、車両１の前側下面
の圧力が下がるため、揚力係数を低減（例えば、「０．
０５」から「−０．０４」に低減）することにもなる。

【００１５】ここで、車両挙動への反映として操舵角と
ヨーレートの関係を図１１，１２に示す。図１１はスカ
ート３及びフィン８を展開しない場合であり、図１２は
スカート３及びフィン８を展開した場合である。これら
の図は、車両が直進走行の状態にあるとき、所定の時間
間隔をおいて操舵角とヨーレートをプロットしたもので
ある。本来、直進走行時においては、ハンドルは操作を
必要としないしヨーレートも生じないから、プロットは
原点位置に集中するはずである。しかし、実走行におい
ては、路面の凹凸や横風等の外乱を受けヨーレートが生
じるとともに、ハンドル操作においてもドライバが無意
識のうちに操作してしまったり外乱によって生じたヨー
レートをキャンセルするための操作を行っているのでプ
ロット点はあるバラツキを示す。図１１，１２から分か
るように、スカート３及びフィン８を展開することによ
り、プロット点が操舵角、ヨーレートとも原点付近に集
まっている。従って、車両が外乱の影響を受けにくく、
ハンドル操作も安定することが確認できた。

【００１６】一方、図１０におけるステップ１０４にお
いて、ＥＣＵ１４は横風の強さＷが設定強さＷｏより強
いと、ステップ１０６でフロントサイドフィン８を図７
，８に示すように相対風の流れＦ２　をせき止める状態
にする。その結果、スポイラ（フロントスカート３及び
フロントサイドフィン８）を収納した場合においては、
図１３に示すように、横風を受けると横風により車両は
大きな回転力（ヨーイングモーメント）Ｍｙ　を受ける
（図１４参照）。これは、図１５，１６に示すように、
横風を受けるとその横風が車両１の前面の底部を通り、
車両の側面下部から吹きあがり、この横風の流れＦ３　
により大きな負圧領域Ａ１を生じさせるのが大きな要因
となっている。つまり、横風の風下車両側面に付着領域
が作られる。これに対し、フロントサイドフィン８を逆
方向に展開した場合、図７，１７に示すように横風の流
れＦ３　は剥離し、負圧を非常に少なくできる。これは
、フロントスカート３を装着することによっても確認で
きるがフロントサイドフィン８を装着することにより、
剥離がより促進するものである。その結果、図１４に示
すように、実車により風を受けた場合に、ヨーレートを
４０％低減できた。

【００１７】このように本実施例では、車両１の前側底
部にフロントスカート３（第１のエアスポイラ）を収納
及び下方に展開自在に配置するとともに、フロントスカ
ート３の側面に相対風の流れに沿った状態と相対風の流
れをせき止める状態とに変更可能なフロントサイドフィ
ン８（第２のエアスポイラ）を設けた。つまり、フロン
トサイドフィン８はフロントスカート３とともに移動し
て収納状態と展開状態とを作ることができる。又、展開
・収納モータ５（第１のアクチュエータ）によりフロン
トスカート３及びフロントサイドフィン８の収納・展開
状態を、又、フィン用モータ１１（第２のアクチュエー
タ）によりフロントサイドフィン８の気流への向きの状
態を変更できるようにした。そして、ＥＣＵ１４（第１
及び第２の制御手段）が車速センサ１５により検出され
た車速が所定速度より大きく、かつ、横風センサ１６に
より検出された横風が所定の強さより弱いと、展開・収
納モータ５を制御してスカート３及びフィン８を車両の
下方に展開させるとともに、フィン用モータ１１を制御
してフロントサイドフィン８を相対風の流れに沿った状
態にする。又、ＥＣＵ１４が、車速センサ１５により検
出された車速が所定速度より大きく、かつ、横風センサ
１６により検出された横風が所定の強さより強いと、展
開・収納モータ５を制御してスカート３及びフィン８を
車両の下方に展開させるとともに、フィン用モータ１１
を制御してフロントサイドフィン８を相対風の流れをせ
き止める状態にする。

【００１８】その結果、スカート３及びフィン８の展開
動作とフロントサイドフィン８を相対風の流れに沿う状
態にすることにより車両下部の相対風の流速を上げ圧力
を低減する力を働かせ高速直進安定性を確保できるとと
もに、車両下部への円滑なる相対風の流れを作り空気抵
抗の低減となる。又、スカート３及びフィン８の展開動
作とフロントサイドフィン８を相対風の流れをせき止め
る状態にすることにより、横風の風下車両側面に作られ
る付着領域をなくすことができ横風安定性を確保できる
。

【００１９】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、横風センサ１６の代わりに、車両
の両側面にそれぞれ圧力センサを設けそのセンサによる
検出圧力の差により横風の強さを検出するようにしても
よい。この場合には圧力差の正負により横風の方向が検
出できる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
横風安定性と空気抵抗の低減と高速直進安定性とを図る
ことができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の車両の前部を示す斜視図である。

【図２】車両の前面下部を示す斜視図である。

【図３】底面側から見た車両の前面下部を示す図である
。

【図４】車両の前面下部を示す側面図である。

【図５】フロントスカート及びフロントサイドフィンを
示す斜視図である。

【図６】フロントスカート・フロントサイドフィンの動
きを示す斜視図である。

【図７】底面側から見た車両の前面下部を示す図である
。

【図８】フロントスカート・フロントサイドフィンの動
きを示す斜視図である。

【図９】エアスポイラ装置の電気的構成を示す図である
。

【図１０】フローチャートを示す図である。

【図１１】操舵角とヨーレートの分布を示す図である。

【図１２】操舵角とヨーレートの分布を示す図である。

【図１３】横風を受けたときの状態を示す図である。

【図１４】横風を受けた際のヨーレイトの時間的変化を
示す図である。

【図１５】横風を受けた際の空気の流れを説明するため
の斜視図である。

【図１６】底面側から見た車両の前面下部を示す図であ
る。

【図１７】横風を受けた際の空気の流れを説明するため
の斜視図である。

【符号の説明】

１　　車両、３　　第１のエアスポイラとしてのフロン
トスカート、５　　第１のアクチュエータとしての展開
・収納モータ、８　　第２のエアスポイラとしてのフロ
ントサイドフィン、１１　　第２のアクチュエータとし
てのフィン用モータ、１４　　第１及び第２の制御手段
としてのＥＣＵ、１５　　車速センサ、１６　　横風セ
ンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワンボックスカーに設けられるもので
   あって、車両の前側底部において収納及び下方に展開自
   在に配置された第１のエアスポイラと、前記第１のエア
   スポイラの側面部において収納及び下方に展開自在に配
   置されるとともに、相対風の流れに沿った状態と相対風
   の流れをせき止める状態とに変更可能な第２のエアスポ
   イラと、前記第１及び第２のエアスポイラを展開させる
   第１のアクチュエータと、前記第２のエアスポイラの状
   態を変更させる第２のアクチュエータと、車速を検出す
   る車速センサと、横風を検出する横風センサと、前記車
   速センサにより検出された車速が所定速度より大きく、
   かつ、前記横風センサにより検出された横風が所定の強
   さより弱いと、前記第１のアクチュエータを制御して前
   記第１及び第２のエアスポイラを車両の下方に展開させ
   るとともに、前記第２のアクチュエータを制御して前記
   第２のエアスポイラを相対風の流れに沿った状態にする
   第１の制御手段と、前記車速センサにより検出された車
   速が所定速度より大きく、かつ、前記横風センサにより
   検出された横風が所定の強さより強いと、前記第１のア
   クチュエータを制御して前記第１及び第２のエアスポイ
   ラを車両の下方に展開させるとともに、前記第２のアク
   チュエータを制御して前記第２のエアスポイラを相対風
   の流れをせき止める状態にする第２の制御手段とを備え
   たことを特徴とするエアスポイラ装置。