JPH0769250A

JPH0769250A - 自動車の車体構造

Info

Publication number: JPH0769250A
Application number: JP22148493A
Authority: JP
Inventors: Koichi Inagaki; 行一稲垣; Katsutoshi Iwamoto; 勝敏岩本
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-09-06
Filing date: 1993-09-06
Publication date: 1995-03-14

Abstract

(57)【要約】【目的】自動車の外板を形成する弾性部材が熱膨張し
てもシワや弛みが発生せず、さらに、弾性部材が可動フ
レームの膨出作用によっても破損しない自動車の車体構
造を提供することを目的とする。【構成】自動車の後部を形成する剛体からなる枠３１
と、枠３１に周縁を支持される弾性部材からなる外板１
と、外板１の内側に配置され、外板１を内方から外方へ
可動フレーム３２で膨出させてリアスポイラ３３を形成
するエアシリンダ３４とを有する自動車の車体構造にお
いて、外板１は、温度変化による伸びにかかわらず弛み
が生じないように張力を付与されて枠３１に支持され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の車体構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車が空気から受ける空気力は、走る
速さの２乗に比例している。したがって、空気力を弱め
ることは高速走行になる程重要になり、また上手に空気
力を調整できる車体を作れば経済的、高性能、かつ安全
な自動車を作ることができる。

【０００３】この空気力は、車体の全表面にわたって加
えられるが、大きく分けると揚力、抗力、横力、ピッチ
ングモーメント、ローリングモーメント、ヨーイングモ
ーメントの６つの力に分けられる。

【０００４】このうち、揚力を減らす方法としては、車
体の前後にスポイラを取り付け、このスポイラで空気整
流を行って揚力を減らす方法が採られており、リヤ側の
スポイラは一般に車体後部より後方斜め上側に向かって
ウイング状に常に突き出した状態で、高速走行に適した
状態に設定して設けられている。

【０００５】上述した従来のリアスポイラは、車体後部
より常に突き出した状態で高速走行時に適した状態に設
定して設けられている。このため、市街地走行等、比較
的低速な走行をしている場合には、エアスポイラ本来の
機能を十分に生かしきれないという問題がある。これ
は、低速の市街地走行を行う方が多い現状を考慮すると
無視できない問題である。よって、自動車の走行速度等
の走行条件に合わせて変位するリアスポイラが望まれて
いた。

【０００６】そこで、自動車の後部の外板を塗装を施し
た一定の厚さの弾性部材で形成し、この弾性部材を枠に
支持させて三角形状の可動フレームで弾性部材を内部か
ら外方へ向かって、自動車の速度に応じて膨出させて略
三角錐形状のリアスポイラを形成する方式が提案されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の弾性部材を可動
フレームで膨出させる方式には、三角形状の可動フレー
ムの頂部と接触する弾性部材の接触部に応力が集中し、
この接触部における膨出量が他の部位に比べて大きくな
り、接触部付近の弾性部材とその表面の塗装とが破損し
やすくなるという問題がある。また、外板を弾性部材で
形成しているので、弾性部材が直射日光等により熱膨張
してシワや弛みが発生し見映えが悪くなるという問題が
ある。

【０００８】従って、本発明は、上述の問題点に鑑みて
なされたものであり、自動車の外板を形成する弾性部材
が熱膨張してもシワや弛みが発生せず、さらに、弾性部
材が可動フレームの膨出作用によっても破損しない自動
車の車体構造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
自動車の後部を形成する剛体からなる枠と、枠に周縁を
支持される弾性部材からなる外板と、外板の内側に配置
され、外板を内方から外方へ可動フレームで膨出させて
リアスポイラを形成する突出手段とを有する自動車の車
体構造において、外板は、温度変化による伸びにかかわ
らず弛みが生じないように張力を付与されて枠に支持さ
れる。

【００１０】請求項２記載の発明は、自動車の後部を形
成する剛体からなる枠と、枠に周縁を支持される弾性部
材からなる外板と、外板の内側に配置され、外板を内方
から外方へ可動フレームで膨出させてリアスポイラを形
成する突出手段とを有する自動車の車体構造において、
外板は、可動フレームによる膨出作用を受けたときに、
応力の比較的集中する部位が他の部位より肉厚に形成さ
れている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明によれば、弾性部材により
形成された外板は、自動車の後部を形成する剛体からな
る枠に張力を付与されて支持され、温度変化により生じ
る伸びを吸収する。

【００１２】請求項２記載の発明によれば、弾性部材に
より形成され、且つ、可動フレームと接触する接触部を
肉厚に形成された外板は、略三角形状の可動フレームに
よる膨出作用を受けたとき、応力が均一に作用される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１において、符号１は、自動車の外板を示す。
外板１は、例えばポリスチレン系熱可塑性エラストマ等
の弾性部材で形成され、その表面には、ウレタン系の塗
装膜が形成されている。エラストマと塗装膜とは化学的
に結合しており、両者は一体的に伸縮自在に形成されて
いる。外板１は、自動車の後部を形成する剛体からなる
枠３１に所定の張力を保ってその周縁を張設・支持され
ている。外板１の内側には、外板１を内方から外方へ可
動フレーム３２で膨出させ、リアスポイラ３３を形成す
る突出手段としての複数のエアシリンダ３４が車体の幅
方向に並べられて配置されている。

【００１４】枠３１は、鉄板等の剛体を折り曲げて形成
され、図示しないボルトなどの締結部材により車体３５
の後部に固定されている。枠３１には、可動フレーム３
２が通過する開口３１ａが設けられている。可動フレー
ム３２は、図１において、紙面に対して垂直をなす方向
（車体の幅方向）に棒状に長く形成されている。可動フ
レーム３２の膨出作用により外板１が破損しないよう
に、可動フレーム３２は、外板１に接触する面を部分円
筒状に形成されている。可動フレーム３２には、可動フ
レーム３２を車体３５の外方へ向けて変位させるエアシ
リンダ３４が結合されている。エアシリンダ３４は、そ
の一端が枠３１の傾斜壁を貫通して車体３５に取り付け
られ、その他端が開口３１ａに対向して枠３１の内部に
臨むように設けられている。

【００１５】エアシリンダ３４は、その作動を制御手段
３９に制御され、速度センサ４０で検出された車速度が
低速度の場合には、図１に実線で示す退却位置に可動フ
レーム３２を変位させる。また、車速度が高速度の場合
には、図１に仮想線で示す膨出位置に可動フレーム３２
を変位させてリアスポイラ３３を形成する。

【００１６】外板１を枠３１に張設・支持するときに付
与される張力について説明する。ポリスチレン系熱可塑
性エラストマにウレタン系の塗装膜を形成した外板１の
２３〜８０℃における線膨張係数αは、 α＝２２．８×１０~⁵/℃である。

【００１７】ポリスチレン系熱可塑性エラストマにウ
レタン系の塗装膜を形成した外板１と、ポリスチレン
系熱可塑性エラストマのみの板とを用いて張力変化によ
る寸法変化率の実験を行った。

【００１８】ポリスチレン系熱可塑性エラストマのみの
板の２３〜８０℃における線膨張係数α’は、 α’＝２０．５×１０~⁵/℃である。

【００１９】まず、外板１との板とをそれぞれ図２に
示すような自動車の後部形状に倣って複数成型し、その
成型時におけるポリスチレン系熱可塑性エラストマの流
れの方向と平行に長いテストピースＰと、その成型時に
おけるポリスチレン系熱可塑性エラストマの流れの方向
に直交する方向に長いテストピースＯとを切り出した。
成型時の内部歪を除くために、各テストピースＰ、Ｏを
８０℃で１５時間以上の前熱処理を行った。

【００２０】その後、テストピースＯ、Ｐに様々な張力
を付与して図３に示す治具３６に固定し、標線Ｌを書き
込んだ。治具３６は、その上面にテストピースを載置さ
れる長方形状のアルミのプレート３７と、プレート３８
の両端部に配置され、プレート３７と共にテストピース
を挾持する挾持部３８とからなる。

【００２１】次に、治具３６に固定したテストピース
Ｏ、Ｐを−３０〜８０℃中に３時間放置し、その雰囲気
中で、テストピースＯ、Ｐ上の標線Ｌ−Ｌ間の寸法ｌを
測定し、シワの観察を行った。

【００２２】図４は、８０℃における上記の結果をグラ
フに示したものである。横軸は、治具３６に固定すると
きに付与する張力による伸び率を表している。縦軸は、
標線Ｌ−Ｌ間の寸法変化率を表している。

【００２３】なお、図中に示す○は、外板１のテストピ
ースＰ、●は、外板１のテストピースＯ、△はの板の
テストピースＰ、また、斜線で示す範囲は、外板１、
の板の線膨張により発生する伸びの範囲をそれぞれ表し
ている。

【００２４】寸法変化率は、治具３６に固定時のテスト
ピースの標線Ｌ−Ｌ間の寸法をｌ、雰囲気中での標線Ｌ
−Ｌ間の寸法をｌ’とすると、寸法変化率＝（ｌ’−ｌ）／ｌ×１００となる。

【００２５】線膨張により発生する伸びεは、寸法変化
量をΔｌ、温度８０℃をｔ’温度２３℃をｔとすると、 ε＝Δｌ／ｌ＝α（ｔ’−ｔ）／ｌ×１００＝α（ｔ’
−ｔ）＝５７００αとなる。

【００２６】図４から明らかなように、外板１及びの
板は、３％以上の伸びが生じる張力を付与して枠３１に
支持させることにより寸法がほとんど変化しなかった。

【００２７】よって、本実施例において、外板１は、弛
みが生じないように、常温において５７００α％以上の
伸びが生じる張力を付与されて枠３１に支持されてい
る。すなわち、外板１及びの板には、１．５％以上の
伸びが生じる張力が付与されて枠３１に支持している。

【００２８】図５に本発明の別の実施例を示す。図５に
おいて、符号１は、自動車の後部の外板を示す。外板１
は、上述の実施例と同様に、ポリスチレン系熱可塑性エ
ラストマ等の弾性部材で形成され、その表面には、ウレ
タン系の塗装が施されている。外板１は、自動車の後部
を形成する剛体から成る枠３０（図６参照）に支持され
ている。外板１の内側には、外板１を内方から外方へ可
動フレーム２で膨出させ略三角錐形状のリアスポイラ２
２（図７参照）を形成する突出手段３が配置されてい
る。外板１と可動フレーム２とが接触する外板１の接触
部分には、外板１の強度を保つために厚肉部１ａが形成
されている。以下厚肉部１ａについて説明する。

【００２９】図７に示すように、エアスポイラ２２が形
成された時の外板１のＸ、Ｙ、Ｚの各位置における、可
動フレーム２の膨出作用による荷重（Ｗｘ，Ｗｙ，Ｗ
ｚ）の関係は、上記各位値における変形量の大小に応じ
て、Ｗｘ＞Ｗｙ，Ｗｘ＞Ｗｚとなる。外板１の各位置Ｘ，Ｙ，Ｚにおける、断面積をＡｘ，Ａ
ｙ，Ａｚ、外板１の弾性率をＥとすると、上記各点Ｘ，
Ｙ，Ｚにおける応力σｘ，σｙ，σｚ，は、 σｘ＝Ｗｘ／Ａｘ、σｙ＝Ｗｙ／Ａｙ、σｚ＝Ｗｚ／Ａ
ｚとなる。

【００３０】ここで、外板１の各点Ｘ、Ｙ、Ｚにおける
応力がσｘ＝σｙ＝σｚとなるように各位置Ｘ、Ｙ、Ｚ
の断面積を設定すると、断面積の関係は、Ａｘ＞Ａｙ、Ａｘ＞Ａｚとなる。この場合の外板１の全体の伸びをεとすると、 ε＝σｘ／Ｅ＝σｙ／Ｅ＝σｚ／Ｅとなり、一定にな
る。

【００３１】したがって、厚肉部１ａは、可動フレーム
２の膨出作用による応力が外板１に均等に加えられるよ
うに、また、外板１の表面の伸びが均等になるように、
可動フレーム２と接触して荷重が加えられる部分が相対
的に厚く形成されている。

【００３２】図８は、上記関係を定性的にグラフで示し
たものである。横軸は左端がＸ位置、右端が位置Ｙ，Ｚ
を表している。荷重及び断面積は、破線で示すようにＸ
位置からＹ，Ｚ位置へ向かうにつれて、単調に減少して
いる。表面の伸びすなわち（ε）は、実線で示すように
Ｘ位置からＹ，Ｚ位置への変位にかかわらず一定となる
ようになっている。

【００３３】可動フレーム２は、図５、９に示すよう
に、略三角形状の第１のフレーム４と、この第１のフレ
ーム４の頂部４ａに固着された連結部材１８に結合され
た棒状の第２のフレーム５とからなる。第１のフレーム
４の頂部４ａと対抗する辺４ｂの一側面には、通し軸１
７が固着されている。通し軸１７は、その両端部をトラ
ンクルームの底板１４に固定された各軸受１６で軸支さ
れている。第２のフレーム５の一端５ａは、連結部材１
８の穴２３に挿入されピン６で連結部材１８に対して搖
動自在に結合されている。第２のフレーム５の他端５ｂ
には、その長手方向と直行する方向に突出して軸８が固
着され、軸８は、図示しないトランクルームの内側に固
定されたガイド部材７に摺動自在に支持されている。ガ
イド部材７には、その長手方向に長孔７ａが設けられ、
長孔７ａに沿って第２のフレーム５の軸８が摺動するよ
うになっている。

【００３４】突出手段３は、第１のフレーム４の連結部
材１８に軸２５で連結された移動部材１０と、移動部材
１０に接続され、トランクルームの底板１４に固定され
たモータブラケット１５に固着された正逆転可能なモー
タ１１とからなる。

【００３５】移動部材１０は、モータ１１側に配置され
た筒部１０ａと、連結部材１８の凹部２４に接続された
腕部１０ｂとで構成されている。腕部１０ｂは、凹部２
４に挿入され上述の第２のフレーム５の一端５ａと同様
に連結部材１８に対して搖動自在に軸２５で結合されて
いる。筒部１０ａの内周面には、雌ねじ部が形成されて
いる。モータ１１の出力軸１１ａには、出力軸１１ａと
一体に回転するねじ１２が固定されている。ねじ１２
は、上述の筒部１０ａの雌ねじ部に螺合されている。

【００３６】モータ１１には、自動車の適宜の位置に設
けられ、自動車の走行速度に応じてモータ１１を制御し
て可動フレーム２の突出量を制御し、外板１の膨出量を
制御する制御手段１９が接続されている。制御手段１９
には、ユーザーの意思により自動車の走行速度と無関係
に、可動フレーム２を突出させて外板１を膨出させるス
イッチ２０と、自動車の走行速度を検知し速度に応じた
信号を制御手段１９に出力する速度センサ２１とが接続
されている。

【００３７】モータ１１は、制御手段１９からの出力信
号に基づいて正逆回転することにより、ねじ１２を筒部
１０ａに対して螺進又は螺退し、第１のフレーム４を通
し軸１７を中心として矢印Ｒ方向へ変位させる。この第
１のフレーム４の頂部４ａの変位に連動して、第２のフ
レーム５もガイド部材７の長孔７ａに沿ってスライドす
る。外板１の内側に配置された第１、第２のフレーム
４、５が変位することにより、外板１は、図５の実線で
示す退却位置と仮想線で示す突出位置との間で変形す
る。第１、第２のフレーム４、５が、図５に仮想線で示
す突出位置にある場合には、第１、第２のフレーム４、
５の形状に倣った略三角錐状のリアスポイラ２２が形成
される。

【００３８】この時、外板１には、上述した肉厚部１ａ
が形成されていることにより、可動フレーム２の膨出
作用による応力が均等に加えられ、また、その表面の伸
びが均等になっている。

【００３９】以下、リアスポイラの動作について、自動
車の低速走行時と高速走行時とに分けて説明する。制御
手段１９は、速度センサ２１から入力される速度信号
と、制御手段１９に予め設定されている速度とを比較
し、自動車が市街地走行のごとく比較的低速度で走行し
ていると判断した場合には、可動フレーム２を、退却位
置に位置させて、外板１を図５の実線で示す位置に配置
させ、さらに、自動車が高速走行時であると判断した場
合には、上述のごとく、モータ１１を所定方向へ回転し
て、ねじ１２を筒部１０ａに対して螺進し、可動フレー
ム２を図５に仮想線で示す突出位置に変位させ、外板１
を図５の仮想線で示す位置に膨出させ、図７に示すよう
に略三角錐形状のリアスポイラ２２を形成する。自動車
の走行速度が遅い場合には、第１、第２フレームが退却
位置にあり、リアスポイラが形成されないので、後方の
視界が遮られず、安全性が向上する。

【００４０】また、ユーザーが、自動車の走行速度に関
係なく外板１を膨出させてリアスポイラ２２を形成した
い場合には、スイッチ２０を操作し、所望の大きさのリ
アスポイラ２２を形成すればよい。よって、ユーザーの
好みに合わせたリアスポイラを形成できる。

【００４１】この実施例の動作では、便宜的に可動フレ
ーム２の位置が、退却位置と突出位置とにある場合につ
いてのみ説明したが、自動車の速度に応じて可動フレー
ム２の位置は、退却位置と突出位置との間で無段階的に
変位すること勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、外板に所定の張力を付与して外板を枠に支
持したので、外板が熱膨張してもシワや弛みが発生しな
くなり、見映えがよくなる。

【００４３】請求項２記載の発明によれば、外板が可動
フレームによる膨出作用を受けたときに、応力の比較的
集中する部位が他の部位より肉厚に形成されているの
で、外板に加えられる応力が均一になり外板が破損しな
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す自動車の車体構造を示
す要部の断面図である。

【図２】自動車の後部の形状を示す正面図である。

【図３】治具を示す平面図である。

【図４】付与伸び率と寸法変化率との関係を示すグラフ
である。

【図５】本発明の別の実施例を示す自動車の車体構造を
示す要部の断面図である。

【図６】外板と枠とを示す斜視図である。

【図７】リアスポイラを示す斜視図である。

【図８】外板の各位置における可動フレームの膨出作用
による荷重と外板の表面の伸びとの関係を示すグラフで
ある。

【図９】可動フレームと突出手段とを示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１外板２，３２可動フレーム３突出手段４第１のフレーム５第２のフレーム６ピン７ガイド部材８軸１０移動部材１１モータ１２ねじ１４底板１５モータブラケット１６軸受１７通し軸１８連結部材１９，３９制御手段２０スイッチ２１，４０速度センサ２２，３３リアスポイラ３４エアシリンダ３５車体３６治具Ｐ，Ｏテストピース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車の後部を形成する剛体からなる枠
と、上記枠に周縁を支持される弾性部材からなる外板
と、上記外板の内側に配置され、上記外板を内方から外
方へ可動フレームで膨出させてリアスポイラを形成する
突出手段とを有する自動車の車体構造において、上記外板は、温度変化による伸びにかかわらず弛みが生
じないように張力を付与されて上記枠に支持されること
を特徴とする自動車の車体構造。
【請求項２】自動車の後部を形成する剛体からなる枠
と、上記枠に周縁を支持される弾性部材からなる外板
と、上記外板の内側に配置され、上記外板を内方から外
方へ可動フレームで膨出させてリアスポイラを形成する
突出手段とを有する自動車の車体構造において、上記外板は、上記可動フレームによる膨出作用を受けた
ときに、応力の比較的集中する部位が他の部位より肉厚
に形成されていることを特徴とする自動車の車体構造。