JPH0631014B2 - 空力自動車 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、現行の自動車よりも走行中の空気抵抗が少
なく、回転及び横風走行中を含めて安定して走れる逆揚
力の発生する部分が多い自動車に関するものである。

「従来の技術」 近年、自動車の側面形状はクサビ型に近くなり、上面か
ら見て車体の前後を絞り込み、更に外板や窓などの段差
を少なくする等、空気抵抗と揚力の少ない外形の自動車
が増加し、各種の空力部材の装着も一般化した。

更に進んだ技術思想としては、車体の一部分を貫通する
空気流通路を設け、空気抵抗と揚力とを減少させると云
う提案もある。また、高速時と停車時では車体の外形が
変化し、逆揚力を強める技術思想も公開され、海外では
高速時に下がる、可動式エヤダムスカートが量産車に適
用された。

しかしながら、最新の技術思想を含めても、タイヤの大
きさを縮小することなく、タイヤハウスの容積を縮小し
て空力性能を高める工夫はない。

また、揚力の少ない車体は多くなつたが、フォーミュラ
ーマシーンの様に、走行気流で逆揚力が発生し、わずか
なリフトさえも発生しない乗用車が量産された事は無
い。

更に、横風やコーナリングで傾く車体を、空気流を利用
して安定させる技術は、まつたく未開発である。

「解決しようとする問題点」 自動車の空力性能向上の最大の障害物はタイヤであり、
その下半分は、露出して空気抵抗を増大させる。 タイ
ヤの上部は、フェンダーで覆われているが、そのフェン
ダーは、タイヤよりかなり高い位置まで設けなければな
らない。タイヤの上方には、タイが上に大きく動く最高
限度よりも大きな空間を設けなければならない。 平坦
な道路での通常の走行では、余分と言えるが、時には必
要なこの大きな空間が、車体の前後を大きく絞り込むの
を妨害している。

タイヤを上方から見て菱形に配置したり、現行のタイヤ
サイズを縮小すれば、車体の前後を強く絞り込み、空気
抵抗の少ない自動車ができる。

しかしながら、タイヤの極端な縮小や配置の変更は、動
力の伝達、接地力、操作性能、サスペンション能力等で
の悪影響が大きく、実用性が無くなる。

本発明は、現行のタイヤ配置と、タイヤサイズのまま、
タイヤハウスの容積を縮小する技術の開発を目標とす
る。即ち車体上半分の前後を大きく絞り込む車体の造形
と、現在より合理的な車体構造に関する技術の開発とを
目標とする。

現行技術で、タイヤとタイヤハウスを縮小して差体上半
部を絞り込めば、空力性能の高い自動車が製造できる
が、その外形は現行車と著しく変わり、異様な形状とな
る。自動車の歴史では、高度に先進的な空力車体の販売
が成功した例が無い。

自動車の空力性能向上の最大の障害はタイヤだか、二番
目は、一般人の自動車の外形に対する固定観念であり、
変化が大き過ぎる車体は売れない事が多い。

したがつて、目の見える外形としては現行車とほぼ同様
とし、その内側に、前後を強く絞り込んだ風に対する車
体を、空力部材で覆い隠す。

この方法によれば空力性能の高い自動車を多数の人々に
普及するチャンスが生ずる。

このような車体の製造方法は、外形デザインや、外板の
取り扱いについての現行常識からは、異質のコンセプト
に基づくものだが、本発明の開発目標の一つは、見かけ
は現行車に類似しているが、空力性能の優れた自動車を
作る事である。

すなわち、タイヤハウスを空気流に対しては縮小し、前
後を強く絞り込んだ車体を作り、次にその車体を整流板
を兼ねる逆揚力部材で覆い隠す。

車体の外形とタイヤサイズは現行のまま、回転時と横風
走行時も空力性能が高い自動車を安価に製造する。

または、前後に風が吹き抜けるフェンダーで空力性能を
高める技術の開発等が、本発明の目標であると言える。

「問題点を解決するための手段」 （Ａ）タイヤハウスパネル(６)は、タイヤ上方のパネル
を切り欠きた形状とし、タイヤが自在に上方に動く切り
欠き部(１)と呼ぶ空間を設け、タイヤ上方に配置された
部材をタイヤ内側か下側に移して、タイヤの軸位置での
高さを出来るだけ低くしたタイヤハウスパネルを設け
る。

（Ｂ）切り欠き部(１)に、タイヤの大きな突き上げと連
動する薄板状の上部連動部材(７)を、タイヤの上方に数
センチ離して設け、棒状のステー(８)の上端に取り付け
る。

(Ｃ)上下ステー(８)の下端を、タイヤ軸近辺のバネ下部
材(９)と呼ぶタイヤと共に上下動する部材に取り付け
る。

(Ｄ)タイヤの前方と後方などタイヤハウスパネル(６)
に、復元力のある合成ゴム等のタイヤカバー(10)を取り
付け、上部連動部材(７)の上方に設ける。上記の構成
の、高さを最低にしたタイヤハウスパネルにより、車体
上半部前後の側面を大きく削り落とし、車体を空力形状
とする。

上下ステー(８)は、サスペンションの前後に二本取り付
けた場合は、上部連動部材(７)が安定する。

前輪の上方のボンネツトまたはフェンダーの外板の一部
分を、柔軟な復元力のある部材とした場合は、フロント
デツキの両肩を大きく削り落す事ができる。 或は、フ
ロントデツキ、リヤデツキ、前後フェンダー、または車
体側面の外板の裏側に、空気流通路(４)を設ける事がで
きる。

上記の外板を、逆揚力部材(12)と呼び、その空気整流板
を兼ねる外板で覆われた内側に、走行気流と接触する車
体の実体が存在する。

この逆揚力部材(12)は、表裏両面を空気流が触れる為、
その造形と取り付け方法には、細心の注意が必要とな
る。 その一方では、空気流通路(４)を覆う逆揚力部材
(12)は外板であり、その周辺の外板と段差なく取り付
け、できるだけ現行車と似た外形とする事も必要であ
る。

空気流入部(２)は、その後方の空気流出部(３)よりも低
い位置か、ほぼ同じ高さに設け、車体上面の空気流通路
(４)は、斜め後上方に向けて設ける。

当然ながら、空気流入部(２)に、走行により車体表面の
空気圧の高くなる部分に、空気流出部(３)は空気圧の低
くなる位置に設け、車体各部分の空気圧の急激な変化を
少なくし、境界層流の車体表面からの剥離を、できるだ
け抑制する作用について、十分に留意して設ける必要が
ある。 また空気流通路(４)を覆う外板は、その大部分
を斜め後上方向に向けて取り付け、逆揚力部材(12)とし
ての作用が得られる事が望ましい。

すなわち、空気流入部(２)は、車体の前面と側面に、空
気流出部(３)は、その後方の車体の上面と側面、後面な
どに、外板の切れ目や、折れ目等を利用し、できるだけ
目立たないようにデザインを考慮して設ける。

空気流出部(３)の中には、その開口部を覆い、前縁を下
げ、後縁を上げて開く逆揚力板(５)を、回動自在に軸着
したものがあり、開口部である事を停車中は削り難くす
る。 逆揚力板(５)は整流板を兼ねる軸着された部材
で、変化する走行風力と風量に応じて、その角度を変
え、また開閉する。

逆揚力板(５)の中には、その前縁から突出するガイドス
テー(13)の前端に、前縁が後縁より低い薄板状で、逆翼
型断面の逆揚力ガイド(14)を取り付けたものがあり、空
気流のみで逆揚力板(５)を容易に開く事ができる。

空気流通路(４)の中には、その一部分では周囲が閉ざさ
れて筒状となつたものと、完全に解放され、空気が通り
抜ける単なる空気に過ぎないものとがある。

前照燈による空気抵抗を減少させる為、前照燈は、でき
るだけ上下の幅が少ない薄型のものを使用する事が望ま
しい。その薄型の前照燈及びその他の照明具は、逆揚力
部材(12)またはその他の外板に、空力デザインを考慮し
た一体の部材として設ける事が望ましい。

また前照燈の後方の外板に空気流出部(３)を設け、そこ
に逆揚力板(５)を軸着する方法がある。

グリーンハウス後方等での空気抵抗を減少させる為、最
後部ピラー側面に空気流通路(４)を設け、空気流出部
(３)に整流板(15)を設ける方法がある。

また前輪の近辺で上下動自在に軸着し、バネ等で係止し
た可動式エヤダムスカートを設け、その前方中央部の空
気流入部(２)に、前端が後端より低い逆揚力部材(12)を
設ける事は、特に空力効果を大きくし、また実用性も高
い。

上記の車体外板を兼ねる各種の空力部材の装着により、
切り欠き部(１)で低められたタイヤハウスパネル(６)
で、車体上半部を絞り込んだ空気流と接触する内側の小
さな空力車体を、一見は現行車と類似の外観にする事が
できる。

上記の通り、本発明では切欠き部(１)と呼ぶタイヤ上方
の水平方向の空間に設けられた空気流通路(４)が基本的
な要件である。 即ち、車体の上半部の前後を強く絞り
込んだ空気に接触する車体を、一回り小さく構成する事
である。 この小さな車体の構成は、既にかなり空気抵
抗を減少させた現在の自動車に残された、効果のある空
力手法であり、本発明の基本的な技術的手段である。

「作 用」 現行車のフェンダーは、通常はタイヤから少なくとも約
１５セチ以上は高い位置に設けられているが、タイヤ上
方の固定部材の除去で、約１０センチ程、フェンダーを
低く設けるのが可能となる。

低められたフェンダー、すなわち上方に切り欠き部(１)
と呼ぶ水平な空間が設けられたタイヤハウスパネルによ
り、タイヤ軸位置で切断した車体上半部の断面積（前面
投影面積）を大幅に縮小する事ができる。

すなわち、タイヤを縮小する事なく、現行車より強く車
体上半部の前後を絞り込み、特に車体を上から見た場合
には、より理想に近い形状にする事ができる。

あるいは、タイヤを縮小して、車体の前後を絞り込んだ
形状の車体に、大きなタイヤ着け、接地力、サスペンシ
ョン、タイヤの転がり、および空気抵抗減少などで、確
実に性能を向上できる。

タイヤが大きく突き上げられた場合は、タイヤ軸と連動
するバネ下部材(９)が上がり、上下ステー(８)を介して
上部連動部材(７)が上方に動くので、タイヤが上部連動
部材(７)に接触する事はない。

また前輪のオープニングとタイヤとの間を狭くした場合
でも、フェンダーの外板の一部分を復元力のある部材と
した場合は、その両者の接触を防止できる。通常、前輪
のホイールオープニングは、後輪より大きく、タイヤハ
ウス内の横風走行の空気流が流入しやすいが、上記の可
動式のフェンダーを装着した場合は、その流入量を減少
させ、空気効果の低下を防止できる。

上部連動部材(７)と上下ステー(８)は、バネ下重量とな
るので、軽量とする必要があるが、サスペンションの能
力は、現行車と殆ど変わらない。

タイヤカバー(10)は、タイヤ表面に粘着して回転する乱
流状態の空気流や、飛散する泥などを遮断する。 その
一方では、空気流に接触する内側の車体の上面の一部
分、すなわち空気流通路(４)の底面と車体側の一部分を
構成する。

このタイヤカバー(10)は、その上方の空気流通路(４)の
層流状態に近い空気流が、タイヤの回転による乱流と接
触して、空気抵抗が増加する事を防ぐ。 したがつて、
このタイヤカバー(10)はタイヤの上方と車体側とを覆え
ば足り、タイヤの上方の全体を覆う必要は無い。 低圧
の乱流が、正常圧に近い空気流通路(４)内への流入を防
止す為には、タイヤ上方全体までをタイヤカバー(10)で
覆う必要は無く、空気流通路(４)の空気圧の維持に留意
すれば良い。

ところで、切り欠き部(１)と呼ぶ空間を設ける車体構造
は、現行通常の車体構造とは大きく異なるものとなる。

しかしながら、現在でも主要なメンバーがサスペンショ
ンの取り付け部は必ず車体の内側にあるので、車体強度
が不足す事はない。 その反対に、車体骨材を内側と下
側に集中して配置し、軽くて剛性の高い合理的な構造に
する事ができる。

また、極めて僅かだが、車体の重心を低くするメリツト
までが得られるこの構造は、より軽く丈夫な車体構造を
追求した場合には必然の形態である。

エンジンルームの上部の横幅が狭くなるのが欠点だか、
少なくとも、現行の慣行的な車体構造より、力学的には
合理性があり、軽くて頑丈である。

四個のタイヤが、底面から見た車体前後の絞り込みの最
大の障害である事は、本発明車も現行車と同じである。

しかしながら、車体のほぼ上半分では、容積を最少とし
たタイヤハウスの構成で、車体前後を大きく絞り込む事
ができる。

大きく絞り込まれた車体の空気抵抗は、現行車より、か
なり少なくさせる事が可能で、グリーンハウス部分まで
も、その下の車体に合わせて空力的に造形し、車体全体
としての形状を、高度に空力的なデザインにする事がで
きる。

即ち、カウルを僅かに短縮し、前後のピラーも僅かに内
側に配置して、空気流通路(４)のスペースを確保する事
で、その内側に、空気流に接触する軽く丈で小さい空力
車体を構成する事ができる。

空気流に触れる車体の実際の容積は現行車より小さい
が、空気流通路(４)の外側に、空気流を層流状態で流す
整流板を兼ねる逆揚力部材(12)等を取り付ける事で、現
行車に近い違和感の無い外見にする事ができる。

空気流通路(４)を覆う外板は、その大部分を、前端を後
端より低く取り付け、前方の空気流入部(２)から空気流
出部(３)に抜ける空気を、斜め後上方向へ流出させる整
流板でもある逆揚力部材(12)とする事が望ましい。

この逆揚力部材(12)の上面を流れる空気は、流速が遅く
圧力が高くなり、下面を流れる空気は、流速が速く、圧
力が低くなる。 したがつて、圧力の高い逆揚力部材(1
2)の上面は下に押され、下面は下に吸い寄せられる。

この逆揚力効果を十分に得る為には、空気流通路(４)を
流れる空気が、できるだけ層流状態を保持できるよう
に、逆揚力部材の裏側の造形に、細心の注意を払う必要
がある。 その造形が不適当で、空気流が層流状態を保
持できない場合は、上記の逆揚力作用を十分に期待する
事ができない。

ところで、この空力自動車の場合、回転または横風走行
中に風上となる車体側に設けた空気流入部(２)から、空
気流通路(４)内に流入する空気流は、風下側の空気流通
路(４)内よりも、流量が多い。

したがつて、横風や回転走行中に風上側の空気流通路
(４)に働く逆揚力は、風下側の側面に働く逆揚力より、
遥かに強大となる。

したがつて、現行車を風下側に傾ける風圧は、この空力
自動車の場合は、上方に逃され、風上側の車体側面を下
に押す逆揚力へと変質する。

回転または横風走行中の現行車の場合は、強い慣性力に
より、回転の外側に車体が傾き、横風走行による風力
は、更にその傾きを増大させるが、本発明によれば、走
行風圧を逆揚力に転換させ、回転内側のタイヤの浮き上
がりを、空気圧の働きで抑制する事ができる。

この空力自動車に逆揚力バンパー(23)を取り付けた場合
は、車体の前方で空気流が上下に分離する空気の分岐点
を下げ、逆揚力を強める。

更に高速時に逆揚力部材の表裏両面に働く風圧の差で下
降する可動式エヤダムスカート (18)を装着した場合
は、更に車体の前部両側から、車体の底面に流入する空
気量を減少させ、逆揚力作用を強くする事ができる。

したがつて、この空力自動車には、逆揚力が現行車より
も強く働き、回転及び横風走行中の場合には、特に現行
車より走行を安全にできる。

また車体上半分の空力形状の造形に加え、さらに車体
や、グリーンハウス後部その他各所に設けた整流板(15)
が、境界層流の流速を速め、空気流の車体からの剥離点
を後方にずらし、空気抵抗を減少させる事ができる。

この空力自動車をデザインする場合は、車体を走行風の
方向に沿う無数の平面で切断し、逆揚力部材(12)を含
む、全部の切断面での形状を、できるだけ空力的に造形
する。 したがつて、現行車より、デザイン作業は複雑
であり、困難でもある。

［実施例」 以下本発明の実施例の図面により説明する。

第１図は、本発明を適用した実施例のフレームの斜視図
で、エンジンその他の補機類が省略して示されている。
タイヤの前後に合成ゴムその他の復元力のある部材の
タイヤカバー(10)が、タイヤ上方のパネルを切り欠いた
形状のタイヤハウスパネル(６)の上部に取り付けられて
いる。

タイヤカバー(10)の下には、上部連動部材(７)が、タイ
ヤ(19)から数センチ離れて取り付けられている。

第２図は、第１図のＡ−Ａ′線上での断面図だが、バネ
下部材(９)と呼ぶ、タイヤ(19)と共に上下動するサスペ
ンションの部材に取り付けた上下ステー(８)は、その上
端で、上部連動部材(７)に取り付けられている。

上部連動部材(７)への、上下ステー(８)の取り付けに
は、極めて多様な方法があるが、タイヤ(19)が大きく突
き上げられた場合に、上方に上部連動部材(７)が動く事
が必要である。

タイヤが大きく突き上げられた場合に、上部連動部材
(７)と、上下ステー(８)は、バネ下部材(９)に押し上げ
られるが、タイヤ(19)の前後等でタイヤハウスパネル
(６)に固定されたタイヤカバー(10)が伸びる為、タイヤ
(19)上方は、その大部分が常にカバーされている。

フェンダーまたはボンネツトの外板が、上部連動部材
(７)に近接して設けらている場合は、それらの外板の一
部分を、柔軟な復元力のある部材とする方法がある。

第２図でのボンネツトの鎖線は、現行車の外板の位置を
示し、実線は一部分が復元力のある外板で作られたボン
ネツトであり、実施例の一つを示すものである。

第３図は本発明を、高速車に摘要した実施例の一つの側
面図であり、第４図はその上面図、第５図は前面図、第
６図は後面図である。 ただし、第４図の下半分、第５
図の左半分、第６図の左半分は現行車を示したものであ
る。

第３図を見ると、ドアから後面まで、後輪の上の車体側
面に、凹部が長く設けられている。 この凹部の前部が
空気流入部(２)で、凹部が空気流通路(４)である。空気
は圧力の低い方へ流れる為、走行気流は凹部の周辺から
凹部へ流れ込み、空気圧が最低となる後面の空気流出部
(３)から流出する。

第６図の右半分を見ると、車体の後部側面に凹部があ
り、空気流出部(３)が示されている。

第４図の上半分は本発明適用車で、第３図のＡ−Ａ′線
の上から見た断面を鎖線で示している。

第４図の下半分の鎖線は、現行車のＡ−Ａ′線上の上面
断面図を示したものである。

この第４図で、同じＡ−Ａ′線の断面図でも、上から見
た鎖線上の車体側面に沿う空気流の形状が、本発明車と
現行車とでは、大きな差異がある事が判る。側面図では
同じに見えても、車体前後の上半分の両肩を削り落とす
と、Ａ−Ａ′線上の断面形状を大きく変える事ができ
る。

空気流は、立体的な六面体の表面に沿つて流れるので、
両側面と上面と底面から見る、立体物の形状が流線形に
近く、前面と後面から見て円形に近い程、空気抵抗が少
ない。 自動車の場合、車輪の前後、機械と人の空間の
確保などの配慮が必要で、最適の空力形状の追求は容易
でなく、経験に頼る事が多い。 しかしながら、車体各
部の最適の前面投影面積と、空気圧の変化での最小の原
則による本発明適用の効果は、格別に大きい。

第５図の右半分は、本発明の実施例の一つを示すもの
で、一部分が復元力のある材質の大形ボンネツト(16)の
肩は、タイヤを覆い、大きく削り落されている。 一
方、第５図の左半分は、現行車を示し、ボンネツトの肩
は高く盛り上がつている。

したがつて、仮に前輪の外側と内側とを垂直な二枚の平
面で分割し、その側面形状を見ると、現行車と本発明車
との差が大きく現れる。

この第５図が示し、また示唆する通り、前輪の上を低く
走行気流が抜ける本発明車と、前輪の上を高く空気が通
り抜ける現行車とでは、車体に沿う空気流の形状が大き
く異なるものとなる。

第３図の後輪の上方を通過し、第６図の後面に至る、車
体側面の空気流通路(４)の上面を構成するリヤウイング
(11)は、後方が僅かに高く、空気流を斜後上方に向けて
流出させる。 空気流の方向を上方に向ける事で、逆揚
力が発生し、空気流が車体を安定させ、急激な車体姿勢
の変化を防ぐ作用も得られる。 また、ルーフから吹き
おろす走行気流と、車体から吹きあげる走行気流とが、
車体の後方で干渉して生ずるカルマン渦の増加を抑制
し、空気抵抗を減少させる。

このリヤウイング(11)の後尾の一部分を切り離し、その
両側で軸着して、前端を下げ、後端を上げる逆揚力板
(５)とする事ができる。

第７図と第８図で、逆揚力板(５)と、風圧を利用するそ
の開閉機構の一例を示す。

第７図は、リヤウイング(11)の後尾に軸着した逆揚力板
(５)の側面図で、実線で開いた状態、鎖線で閉じた状態
を示している。

第８図は、逆揚力板(５)の拡大斜視図で、閉じた状態で
は、リヤウイング(11)と周辺部が一平面で連続し、その
存在が目立たない事を示す。

第７図と第８図で示す様に、逆揚力板(５)の前端から斜
め下方に突き出すガイドステー(13)の先端に、前縁が後
縁より低く傾斜した、薄板状の逆揚力ガイド(14)が取り
付けられている。空気流通路(４)内の気流量が増大した
時は、逆揚力ガイドに働く逆揚力が、逆揚力板(５)の静
止時の状態を保つ重力バランスや、バネ等の保持力より
強くなる。

したがつて、逆揚力ガイド(14)が下がり、逆揚力板(５)
の後端が上がる。また逆揚力ガイド(14)が、空気流通路
(４)の底面まで下がると、空気流通路(４)後端では、底
部の傾斜角度が急になる。

この空気流通路(４)と、逆揚力板(５)の角度の変化で、
空気流の方向が上向きとなり、逆揚力を増大させる事が
できる。 横風走行の風上側、または回転内側の逆揚力
板(５)は開くが、風下側、または回転外側の空気流通路
(４)内の気流量は少なく、逆揚力板(５)の静止状態を保
つバネ等の力で、逆揚力板(５)は閉じたままにする事が
できる。

したがつて、横風走行の風上側、回転内側の側面の逆揚
力板(５)と、空気流通路(４)とに働く逆揚力作用のみが
増大し。車体の傾きで浮き上がろうとするタイヤを下に
押し、車体を安定させる。

この逆揚力ガイド(14)を取り付けた場合は、空気流通路
(４)の外側をカバーし、筒状にする必要がある。

第９図は、空気流通路(４)をカバーした実施例の斜視図
で、ガイドステー(13)と逆揚力ガイド(14)は、覆われて
見えない。

この第９図の実施例の外観は、エンジンを後輪の近くに
乗せた現行の高速自動車に類似している。

しかしながら、空力自動車の後尾は強く絞り込まれ、空
気流の形状では、現行車と大きく異なる。

第１０図は、第９図の実施例の後面の斜視図で、空気流
出部(３)の内側の風に触れる車体は、絞り込まれて小さ
く、空気抵抗を減少させているにも拘わらず、リヤウイ
ング(11)等を含めた外形では、現行車と同様に見える。

現行車のトランクルーム内には、タイヤハウスパネル
(６)が凸出し、その上方部分は使いがたいが、空力自動
車の空気流通路(４)は、そのトランクルームの左右上方
の空間に設けられる。

したがつて、現行車より、その部分だけトランクルーム
容積は減少するが、現実の使い勝手では、大きな差がな
い。 またトラクルームの空気流通路(４)に接する内壁
を、サスペンション空間を除く部分では、復元力のある
柔軟な部材で構成する事で、同じ容積とする事が可能と
なる。

車体前部では、空気流通路(４)を、フェンダーや、ボン
ネツトの裏側に設けることができる。

第１１図は、大形ボンネツト(16)とフェンダー(20)との
外板の切れ目を利用し、前面から側面にわたる長い空気
流入部(２)を設けた実施例の一つの斜視図で、逆揚力バ
ンパー(23)も装着されている。 大形ボンネツト(16)の
周辺部の裏側には、大きな空気流通路(４)が設けられて
いる。 大形ボンネツト(16)は、前照燈の後上の位置に
空気流出部(３)が設けられ、逆揚力板(５)が軸着されて
いる。

逆揚力板(５)は、走行風圧により前端を下げ、後端を上
げて開き、前照燈に当たる風を後上方へ逃す。

第１２図は、第１１図の実施例の上面図で、大形ボンネ
ツト(16)の左半分に設けた空気流出部(３)を示す。

第１３図は第１２図のＡ−Ａ′線上の側面断面図で、タ
イヤ外側位置の上方の空気流通路(４)を示す。

第１４図は、第１２図のＢ−Ｂ′線上の側面断面図でタ
イヤ内側の上方の空気流通路(４)を示す。

前照燈は、空気流通路(４)の上に設ける事もできる。
この第１３図と第１４図とにより、空力自動車は、第４
図で示す上面形状のみならず、側面の断面形状でも、現
行車より空気抵抗を減少できる事を示している。

例えば、無風時に直進した場合は、車体の前面から側面
にかけて設けられた空気流入部(２)から流入した空気
は、タイヤ外側位置を示す第１３図では、大形ボンネツ
ト(16)と、ドアの間に設けられた空気流出部(３)から流
出し、またタイヤ内側位置を示す第１４図では、内側の
空気流が、空気流出部(３)からボンネツト上に、逆揚力
板(５)の後端を上げて流出する。

当然の事だが、上記の大形ボンネツト(16)に設けた空気
流出部(3)や空気導入路(４)等は、フェンダーに設ける
事もできる。

第１２図の矢印は、左回転、または左横風走行中での空
気流の方向を示したものである。

左側面の空気流入部(３)から流入した空気は、その大部
分が、前照等後方の空気流出部(３)から逆揚力板(５)の
後端を上げ、その上下両面に沿い流出する。 逆揚力板
(５)の上面に沿う空気流の速度は遅く圧力は増加し、下
面に沿う空気流の速度は速く圧力は減少する。

したがつて、左回転、左横風側では、左側の空気流通路
(４)の流量が増加し、逆揚力板(５)の後端が上がる事
で、逆揚力が強くなる。

一方、風下側の空気流通路(４)の流量は少なく、逆揚力
板(５)の後端が上がらない為、逆揚力の発生も弱い。
また空気流通路(４)は、タイヤが上方に大きく突き上げ
られる空間に設けられている為、回転走行や横風で車体
が傾くと、空気流通路(４)は挟まり、その逆揚力作用も
弱くなる。

したがつて、回転走行の外側の空気流通路(４)の逆揚力
作用は、内側よりも、かなり弱くなる。回転走行中は、
慣性力と風圧の双方が車体を外側に傾けるが、この空力
自動車の場合、回転内側の空気導入路(４)内では、風圧
が逆揚力に変質し、浮き上がろうとする車体を地面に引
き付ける。

第１６図は、車体前部またはフェンダーを逆揚力部材(1
2)とした実施例の前面断面図で、その作用は上記の逆揚
力板(５)と同じである。

空力自動車は、直進走行中の空気抵抗と揚力とが少ない
が、回転及び横風走行中の車体の傾斜を、抑制できる作
用に、大きな特徴がある。

第１７図は、４ドアセダンに本発明を適用した側面図
で、第１８図はその上面図である。

空気流入部(２)、空気流出部(３)等は目立たずに設けら
れ、一見現行車と外観は変わらない。

「効 果」 空力自動車では、逆揚力部材(12)と逆揚力板(５)の上下
両面に沿つて空気が流れる。 走行気流は、その裏面
と、その下の、風に触れる車体の上面、即ちカバーされ
た空気流通路(４)による車体表面積増大分だけ、空気の
摩擦抵抗が増加する。

飛行機より速度の劣る自動車の空気抵抗では、空気の摩
擦抵抗が5-7％と言われるが、空力自動車の摩擦抵抗で
は、その5-7％の摩擦抵抗の中では僅かに増加する事と
なる。

しかしながら、残る95-95％の形状抵抗は、カルマン渦
の抑制などで、大幅な減少が期待できる。

したがつて、全体としては、空力自動車の空気抵抗は、
現行車より、はるかに少ない事となる。

自動車の空気抵抗の減少による燃料節約の効果は、無視
できない。

現行の乗用車は、時速60キロでの走行抵抗の約50％を空
気抵抗が占めている。 最新式の乗用車でも時速80キロ
走行では、全抵抗の約50％は、空気抵抗が占めると推定
される。 空気抵抗を減少させる為、車体前後の絞り込
みの効果が大きい事は、近年では、自動車デザイナーの
常識となつた。この発明の空気抵抗減少の効果は、上記
までの説明の通り確実である。

ところで、現行の自動車では、走行中に必ず揚力が発生
している。 したがつて、高速走行での回転または強い
横風を原因とする事故は、確実な資料は無いが、その多
発を推定する十分な根拠がある。

空力自動車の車体安定効果が、風による事故の減少に有
効な事は、上記の通り確実である。

空力自動車に装着する逆揚力部材(12)の為、その部分の
外板は二重となるが、塗装によりコストが８倍になると
言われる、目に見える高価な塗装が必要な外板の使用量
は、現行車と同じである。

空力自動車のデザイン作業は、内側の車体に、外側の逆
揚力部材(12)が加わるので、簡単ではない。 しかしな
がら、その内側の車体構造は、現行車よりむしろ単純
で、軽く、しかも剛性が高い。

軽く、丈夫な車体が、衝突衝撃の吸収効果による安全面
や、運転感覚等に及ぼす効果は大きい。

また、外側の逆揚力部材(12)のデザイン変更のみで、モ
デルチェンジが可能となる事は、コスト低減に有効であ
る。

本発明の実施方法は多数だが、上記の通り、内側の車体
構造は現行車よりむしろ単純で、僅かに小さく、製造コ
ストは安価である。 また空力部材は、製造当初からの
装着の方が安価である。

外見が現行車と大差なく、異和感が無い為、広く一般に
利用され、走行を安定させ、安全性が高く、燃料と公害
とを減少させる効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はタイヤハウスパネル(６)の斜視図。 第２図は第１図のＡ−Ａ′線上の断面図。 第３図は本発明の一実施例の側面図。 第４図の上半分は第３図の実施例の上面図。 第５図の右半分は第３図の実施例の前面図。 第６図の右半分は第３図の実施例の後面図。 第７図は逆揚力板(５)の動作を示す側面図。 第８図は逆揚力板(５)の拡大斜視図。 第９図は逆揚力板(５)の外見斜視図。 第10図は第９図の実施例の後面斜視図。 第11図は大形ボンネツト(16)の斜視図。 第12図は第11図の実施例の上面図。 第13図は第12図のＡ−Ａ′線上の側面断面図。 第14図は第12図のＢ−Ｂ′線上の側面断面図。 第15図は第12図のＣ−Ｃ′線上の前面断面図。 第16図はフロントイングを逆揚力部材(12)とした実施例
の前面断面図。 第17図は４ドアセダンの実施例の側面断面図。 第18図は第17図の実施例の上面図。 図面は本発明の多様な実施例の一部を示したものであ
る。 (１)は切欠き部、(２)は空気流入部 (３)は空気流出部、(４)は空気流通路 (５)は逆揚力板、(６)はタイヤハウスパネル (７)は上部連動部材、(８)は上下ステー (９)はバネ下部材、(10)はタイヤカバー (11)はリヤウイング、(12)は逆揚力部材 (13)はガイドステー、(14)は逆揚力ガイド (15)は整流板、(16)はボンネツト (17)は前照燈カバー、(18)はエヤダムスカート (19)はタイヤ、(20)はフェンダー、(21)は前照燈 (22)は軸部、(23)は逆揚力バンパー、(24)は車幅燈 (25)はターンシグナルランプ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ａ．タイヤ上方に、切欠き部(１)と呼ぶほ
   ぼ水平な空間を設け、その前方の空気流入部(２)から空
   気流出部(３)に至る空気流通路(４)を設ける。 Ｂ．空気流入部(２)は、自動車の前面または側面の空気
   流出部(３)より低い位置か、ほぼ同じ高さに設ける。車
   体の上面の空気流通路(４)は、斜め後上方向に傾けて設
   ける。 Ｃ．切欠き部(１)に設けた薄板状の上部連動部材(７)
   を、上下ステー(８)でバネ下部材(９)に連結し、上部連
   動部材(７)の上方に、復元力のあるタイヤカバー(10)
   を、タイヤの前後で車体に取り付ける。 Ｄ．空気流通路(４)を覆う外板は、その周辺の外板と著
   しい段差がなく、自動車外形全体に調和して目立たずに
   取り付ける。 上記Ａ−Ｄの構成よりなる空力自動車。
2. 【請求項２】空気流出部(３)に、ほぼ空気の進行方向に
   沿う薄板状の整流板(15)を設けた特許請求の範囲第一項
   記載の空力自動車。
3. 【請求項３】タイヤ上方、またはその周辺の外板を柔軟
   な復元力のある部材とした特許請求の範囲第一項記載の
   空力自動車。
4. 【請求項４】自動車の側面から後面まで、後輪の上方
   に、ほぼ水平に長い凹部を設けて空気流通路(４)とし、
   空気流通路(４)の上部材である側方への凸出部をリヤウ
   イング(11)とした特許請求の範囲第一項記載の空力自動
   車。
5. 【請求項５】リヤウイング(11)の後端に、前縁を下げ後
   縁を上げて開く逆揚力板(５)を回動自在に軸着し、逆揚
   力板(５)の前端から斜め前下方に突出するガイドステー
   (13)の前端に、前縁が後縁より低い逆揚力ガイド(14)を
   取り付け、空気流通路(４)の一部分を筒状に覆つた特許
   請求の範囲第一項記載の空力自動車。
6. 【請求項６】自動車の前面または側面に設けた空気流入
   部(２)から、ボンネツト(16)またはフェンダー上部に設
   けた空気流出部(３)へ通じる空気流通路(４)を、ボンネ
   ツト(16)またはフェンダーの裏側に設けた特許請求の範
   囲第一項記載の空力自動車。
7. 【請求項７】自動車の前面または側面に設けた空気流入
   部(２)から、ボンネツト(16)またはフェンダー後端、ま
   たはドア前部付近の空気流出部(３)へ通じる空気流通路
   (４)を、ボンネツト(16)またはフェンダーの裏側に設け
   た特許請求の範囲第一項記載の空力自動車。
8. 【請求項８】ボンネツト(16)を設けた空気流出部(３)
   に、前端を下げ後端を上げて開く逆揚力板(５)を回動自
   在に軸着した特許請求の範囲第一項記載の空力自動車。
9. 【請求項９】グリーンハウスの両側面に設けた空気流入
   部(２)から、グリーンハウス後面の両側に設けた空気流
   出部(３)に通じる空気流通路(４)を設けた特許請求の範
   囲第一項記載の空力自動車。
10. 【請求項１０】フロントバンパの上方に板状の逆揚力バ
    ンパー(23)を設け、フロントバンパとの間に、その前方
    の空気流入部(２)から、その後方の空気流出部(３)に通
    じる空気流通路(４)を設けた特許請求の範囲第一項記載
    の空力自動車。
11. 【請求項１１】フロントバンパの上方に板状の逆揚力バ
    ンパー(23)を設け、フロントバンパとの間には、その前
    方の空気流入部(２)から、その後方の空気流出部(３)に
    通じる空気導入路(４)が設けられ、逆揚力バンパー(23)
    に、車幅燈(24)とターンシグナルランプ(25)を設けた特
    許請求の範囲第一項記載の空力自動車。
12. 【請求項１２】タイヤが突き上げられる空間を除く、空
    気流通路(４)に接するトランクルーム内部材を、柔軟な
    復元力のある部材とした特許請求の範囲第一項記載の空
    力自動車。