JPH0535565U - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、自動車の後部における空力特性を走
行条件に合わせて調整でき、理想的な空力特性が得られ
るようにした自動車の車体構造を提供することにある。 【構成】車速等所定の条件に応じて、エアシリンダ８を
作動させ、車体１の後部を形成する補強用インナ３に、
それ自身の収縮力で密着していたエラスチック表皮６の
一部を斜め後方に突出変形させ、同時に真空ポンプ１１
を作動して、補強用インナ３と離間するエラスチック表
皮６の突出部内を真空引きし、鋭角ウイング状に形成し
たエアスポイラ２を得る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車の車体後部における空力特性を調整可能にした自動車の車体 構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車が走行することによって、その正面から受ける空気抵抗は車体形状と走 行速度の２乗によって変化する。すなわち、走行速度が２倍になれば空気抵抗は ４倍になり、走行速度が３倍になれば空気抵抗は９倍になってしまう。

【０００３】 高速走行すれば、エンジン出力は、その大半を空気抵抗を押しのけるだけに費 やすこととなり、より空気抵抗を減少させた車体構造が必要とされる所以である 。理想は、上手に空気抵抗を調整できることであり、そのような車体であれば、 経済性が良く、高性能で、かつ安全な自動車の条件になり得る。

【０００４】 自動車の走行に悪影響を与える風は３つの方向に分けられる。すなわち、後ろ 向きに加わる抗力（空気抵抗＝ドラック）、横方向から加わる横力（サイドフォ ース）、上向きに加わる揚力（リフト）である。

【０００５】 それぞれの力の方向に沿って軸をたて、これら各軸のまわりに回転するモーメ ント（運動量）としてみると、抗力軸を中心に車体をまわそうとする力をローリ ングモーメント（横ゆれ）、横力軸を中心に車体をまわそうとする力をピッチン グモーメント（縦ゆれ）、揚力軸を中心に車体をまわそうとする力をヨーイング モーメント（方向の不安定）と呼んでいる。

【０００６】 特に、揚力を減少させる手段として、車体の後部にエアスポイラを取付け、走 行にともなって空気整流を行わせている。エアスポイラが発揮する純粋な負の揚 力、すなわち車体を路面に押さえ込む力は、車速が時速２００Kmのとき、スポイ ラに流れる風速が５５，６ｍ／秒とすると、スポイラの長さ１．５ｍ、幅２０cm では、約４０Kgの重力に等しい計算結果が得られている。

【０００７】 このエアスポイラは、一般に、車体の後部に、後部より後方斜め上方に向かっ てウイング状に突出した状態で取付けられている。しかも、その目的から、高速 走行に適した形態に設定してある。また、車速によって傾き角度を調整できるエ アスポイラや、左右に分離され、それぞれ傾き角度が別々に調整できるようにし たエアスポイラもあり、安全性および操縦性の向上に寄与する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

このように、エアスポイラは、車体の後部に、後部より後方斜め上方に向かっ てウイング状に突出して取付けられ、しかも、高速走行に適した形態に設定して ある。

【０００９】 しかしながら、自動車のほとんど大部分の走行は、市街地走行など、中低速走 行で占められるのが、一般的な現状である。このことは、上記エアスポイラは極 くまれにしか機能を発揮しないこととなり、利用者にとって無視できない問題で ある。

【００１０】 本考案は、上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは 、自動車の後部における空力特性を走行条件に合わせて調整でき、理想的な空力 特性が得られるようにした自動車の車体構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、補強用インナで自動車の車体後部を形成し、この補強用インナ表面 に弾性表皮体をそれ自身の収縮力で密着させ、上記補強用インナを介して弾性表 皮体の内面側に突出作動手段の作動先端部を当接し、車速等所定の条件に応じて 弾性表皮体の一部を外側に突出変形させ、この突出作動手段の作動とともに真空 引き手段が作動して、補強用インナと離間する弾性表皮体の突出部内を真空引き し、弾性表皮体を鋭角ウイング状に形成させエアスポイラとして作用させること を特徴とする自動車の車体構造である。

【００１２】

【作用】

このような構成によれば、自動車後部における車体一部を、必要に応じて、走 行条件に合ったエアスポイラに変形でき、自動車の走行安定性および操縦性が良 好となる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を、図面を参照して説明する。

【００１４】 図１は、たとえば市街地を走行する中低速走行時など、エアスポイラを必要と しない状態での自動車の車体構造を示す。このとき、車体１は何らの変化もない 、通常の形態である。

【００１５】 図２は、所定の車速を超えた高速走行時における、同一自動車の車体構造を示 す。車体１の後部が自動的に変形して、エアスポイラ２が一体に形成される。し たがって、エアスポイラ２は高速走行にともなう負の揚力を得て、理想の空力特 性を有することとなる。 上記エアスポイラ２を形成するために、車体１の後部は、図３に示す構造が採 用され、図４に示すように変形する。 図３および図４において、車体１の一部は、厚肉の、たとえばＦＲＰからなる 補強用インナ３で形成されていて、車体１の形状がそのまま出されている。

【００１６】 この補強用インナ３の角部は車幅方向に沿って開口している。この開口部４に は、同方向に沿って多数のリンク部材を連結した多関節部材５が、上記エアスポ イラ２を形成しないときに位置するよう、後述するエアシリンダ８の作動杆８ａ 先端部に設けられる。

【００１７】 車体１を形成する補強用インナ３表面全体は、伸縮自在な弾性表皮体であるエ ラスチック表皮６で覆われる。このエラスチック表皮６は、たとえばポリオレフ ィン系熱可塑性エラストマ材からなり、言わば、ゴム材特性と樹脂材特性との中 間の特性を有する素材として開発されたものである。

【００１８】 上記エラスチック表皮６は弾性を有し、補強用インナ３表面を覆うところから 、エアスポイラ２を形成しない状態、すなわち図３の状態で、それ自身の収縮力 で補強インナ３表面に密着する。

【００１９】 上記開口部４に対向する部分は、ここに挿入される多関節部材５に密着し、車 体１後部のライン形状を損なわない。当然、表面は車体１の塗装色と同一であり 、外観的に何らの異質も感じさせないことは、勿論である。

【００２０】 上記補強用インナ３は、車体１内部において、車幅方向に密閉した空間室７を 形成する。この空間室７の底板である上記開口部４と対向する補強用インナ３の 内部板３ａには、突出作動手段としてのエアシリンダ８が支持され、その一部は 空間室７内に挿入される。

【００２１】 このエアシリンダ８は、軸方向を開口部４に対向するよう向けられ、かつ車幅 方向に所定間隔を存して多数本、直列的に設けられる。その作動杆８ａは空間室 ７内に位置するとともに、作動杆８ａ先端部は上記多関節部材５のそれぞれの関 節部に連結される。

【００２２】 さらに、補強用インナ３の内部板３ａには透孔９が設けられ、ここにパイプ１ ０が接続される。このパイプ１０は、真空引き手段としての真空ポンプ１１に連 通される。

【００２３】 上記真空ポンプ１１および上記複数本のエアシリンダ８は、制御部（ＣＰＵ） を介して制御されるようになっており、また制御部では、車速センサ、舵角セン サ、Ｇセンサ（いずれも図示しない）からの情報を読み込んで、これらの情報に もとづいて真空ポンプ１１と複数のエアシリンダ８を個別に制御するようになっ ている。

【００２４】 しかして、中低速走行時など、エアスポイラ２が不要である状態では、制御部 は、図３に示すように、全てのエアシリンダ８にエアを供給せず、全ての作動杆 ８ａは最も後退した位置にある。真空ポンプ１１も停止状態にあり、空間室７に 少しの負圧もかからない。 上記エラスチック表皮６は、それ自身の収縮力で補強用インナ３の表面に密着 して、補強用インナ３とともに車体１後部を形成する。 各センサからの検知信号を受けた制御部が、予め設定された条件を越えたこと を判断すると、エアシリンダ８および真空ポンプ１１に駆動指令を送る。

【００２５】 図４に示すように、エアシリンダ８の作動杆８ａが突出し、多関節部材５を介 してエラスチック表皮６を斜め後方に突き出す。エラスチック表皮６は、弾性的 に伸長変形して、補強用インナ３から離間する。

【００２６】 同時に、真空ポンプ１１が駆動され、空間室７内を真空引きして、室内を負圧 化する。補強用インナ３は剛体であるから、何らの変形もない。真空引きは、開 口部４を介して、新たに形成されたエラスチック表皮６と補強用インナ３との間 の空間部７ａに作用する。

【００２７】 エラスチック表皮６は伸縮自在な弾性シートであるから、ここに負圧がかかっ て、多関節部材５に接触する部分を除いて内側に収縮変形する。結局、エラスチ ック表皮６は、車体１の斜め後方に突き出るとともに鋭角ウイング状に形成され 、エアスポイラ２としての機能を得られる。

【００２８】 上記制御部は、エアシリンダ作動杆８ａの突出量を制御する。必要に応じて作 動杆８ａの突出量が漸次異なるよう制御できるし、この先端部に設けられる多関 節部材５は相互に連結されるから、エラスチック表皮６が突出することによる車 体１の形態が見苦しくならずにすむ。

【００２９】 そしてまた、このような制御が可能であることにより、特に旋回時における負 の揚力発生に役立つ。すなわち、自動車がほとんど直進状態での高速走行時は、 車幅方向に亘って略同一高さのエアスポイラを形成すれば、車体１の後部全体の 揚力を抑えられる。

【００３０】 しかしながら、高速走行で、かつ旋回状態にあるときは、車体１後部の旋回方 向とは逆の部位に揚力が働いて、浮き上がり易くなる。たとえば、右旋回時には 、車体１後部の左側端部に揚力が働いて浮き上がり易く、左旋回時には、車体１ 後部の右側端部に揚力が働いて浮き上がり易くなる。

【００３１】 制御部に、車速センサによる検出値が入力され、これを読み込んで、予め設定 された走行速度より大きいと判断したとき、すなわち設定速度より早い高速走行 であると判断すると、次のステップに移る。

【００３２】 そして、現在のＧセンサの値が設定値より小さいか否かを判断し、小さい場合 は次のステップに移って、舵角センサの値から自動車が右または左旋回状態にあ るかを判断する。

【００３３】 上記舵角センサからの検出値が所定値以下である場合は、直進状態であると判 断して、上述したように、全てのエアシリンダ８の作動杆８ａ突出量が略同一に 制御される。

【００３４】 右旋回状態であると判断したときは、中央部から左側に備えられるエアシリン ダ８の作動杆８ａ突出量を最大としてエアスポイラ２を形成し、右側のエアシリ ンダ８の作動杆８ａの突出量をゼロもしくは条件に応じて漸次突出量を減少させ る制御をなす。これにより、右旋回中における車体１の後部左側の揚力を抑制し て、浮き上がりを防止できる。

【００３５】 これとは逆に、左旋回状態であると判断したときは、中央部から右側に備えら れるエアシリンダ８の作動杆８ａ突出量を最大としてエアスポイラ２を形成し、 左側のエアシリンダ８の作動杆８ａの突出量をゼロもしくは条件に応じて漸次突 出量を減少させる制御をなす。これにより、左旋回中における車体１の右側の揚 力を抑制して、浮き上がりを防止できる。

【００３６】 このように、車体１の後部を必要に応じて突出変形させ、エアスポイラ２とし て機能でき、種々の走行条件下で理想的な空気特性が得られ、経済性、走行性、 および安全性の向上に寄与するところとなる。

【００３７】 また、走行条件に合わせて車体１後部が部分的に伸縮変形されて、その形状が 切換え可能になっているので、走行条件に合わせてその都度車体１のスタイリン グを変えられる。

【００３８】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、車体後部を必要に応じて突出変形させ、 エアスポイラとして機能でき、種々の走行条件下で理想的な空気特性が得られ、 経済性、走行性、および安全性の向上に寄与する。また、走行条件に合わせて車 体後部が部分的に伸縮変形され、その形状の切換えが可能であるので、走行条件 に合わせてその都度車体のスタイリングを変えられるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す、自動車の一部省略し
た側面図。

【図２】同実施例の、図１とは異なる状態の自動車の一
部省略した側面図。

【図３】同実施例の、車体構造の一部側面図。

【図４】同実施例の、車体構造の一部縦断面図。

【符号の説明】

１…車体、３…補強用インナ、６…弾性表皮体（エラス
チック表皮）、８…突出作動手段（エアシリンダ）、８
ａ…作動杆、１１…真空引き手段（真空ポンプ）、２…
エアスポイラ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車の車体後部として形成される補強用
   インナと、この補強用インナ表面にそれ自身の収縮力で
   密着する伸縮自在な弾性表皮体と、上記補強用インナを
   介して弾性表皮体の内面側に作動先端部を当接させ車速
   等所定の条件に応じて弾性表皮体の一部を外側に突出変
   形させる突出作動手段と、この突出作動手段の作動とと
   もに補強用インナと離間する弾性表皮体の突出部内を真
   空引きして弾性表皮体を鋭角ウイング状に形成させエア
   スポイラとして作用させる真空引き手段とを具備したこ
   とを特徴とする自動車の車体構造。