JPH09511466A - 自動車に使用される空気力学的安定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、自動車の屋根の中に取付けられる空気力学的安定器組立に関する。この組立は組立骨組を具備し、前記組立骨組は前縁を有し、前記組立骨組は、２つの別個の開口の境界を定めるように分割されている。一対の細長エアディフレクタパネルがそれぞれ、前記骨組開口のうちの１つを覆うように寸法決めされ、それぞれの前記エアディフレクタパネルは、長手軸沿って前記組立骨組の前縁で枢転可能に取付けられ、これによりそれぞれの前記エアディフレクタパネルは、それぞれの骨組開口を覆う下方受動位置と、上方能動位置との間で枢転可能である。組立骨組は、前記上方能動位置を越えてそれぞれの前記細長エアディフレクタパネルの後縁が上方へ回転運動するのを制限する制限手段も具備する。ディフレクタプレートも設けられ、ディフレクタプレートは組立骨組の左側に沿って取付けられ、後部エアディフレクタは後部窓の上にかつ後部窓に隣接して取付けられ、屋根から後部デッキへ延在する。自動車が高速で動きスピンアウトしている場合、屋根全体に及んで流れる空気の低圧が圧力作動を発生し、前記圧力作動はパネルに作用して、パネルを前記受動位置から前記能動位置に回転させ、これにより下方力が前記パネルに作用し、このようにして下方力が、空気が屋根全体に及んで流れ自動車を道路へ強制的に向かわせる。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車に使用される空気力学的安定器 発明の分野 本発明は、例えばレースカー等の自動車に使用される空気力学的安定器に関す る。とりわけ、本発明は、高速でのスピンアウトの間に路面に留まるように自動 車を援助する装置に関する。 従来の技術 レースカーがレーストラックの上で適切に配向されている場合、それらのタイ ヤは、レースカーが後部デッキスポイラ等のウインドディフレクタを使用する際 に高速であってもトラック表面に留まる傾向を有する。しかし、しばしばレース カーが高速でスピンアウトする、すなわちレースカーは回転し、通常は時計の針 とは反対の方向に回転する。例えば時速１４０マイル以上等の高速では、スピン アウトの間のある角度の空気力学的力により自動車が、トラックから持上げられ 、これによりドライバは自動車を制御できなくなる。 自動車がスピンする際、フード、屋根及び後部デッキの上を通過する空気は空 気圧力を充分に低め、これにより自動車は、航空機の翼に作用する揚力の場合と 同様、トラックから持上げられる。自動車がスピンアウトのあいだに９０°を越 えて回転すると、自動車の後部が、丁度航空機の翼の前縁の作用を行う。自動車 が時速１４０マイルを越えて走行している際にヨー角が７０°から約１５０°ま での範囲で変動すると、スピンアウトの間に自動車の水平表面に上から作用する 空気圧力が突然低下し、これにより自動車がトラック表面から持上げられる。 従って、最大速度を維持する間にわたり、揚力（圧力）を除去することにより スピンアウトの間の安全性を高め、空気力学的抗力（速度）を増加し、タイヤト ラクションを再び得るか又は維持する装置を内蔵することが望ましい。例えば１ ９９４年１月１４日出願の米国特許同時係属出願第１８２４１１号、発明の名称 「自動車に使用される空気力学的安定器("Aerodynamic Stabilizer For Use Wit h A Motor Vehicle")」に開示されている自動車の屋根の後部の中に取付けられ ている空気力学的安定器組立では、一対の枢転可能に取付けられているエアディ フレクタパネルが、下方受動位置と上方能動位置すなわち乱流形成位置との間で 枢転される。エアディフレクタパネルは、屋根領域全体に及ぶ大きい空気乱流を 発生し、これにより揚力の大部分が除去され、空気力学的抗力が増加する。しか し、スピンアウトの間にある角度で自動車のフード、屋根及び後部デッキの上を 通過する空気流が、エアディフレクタパネルにより作用されないいくつかの領域 が残る。 従って本発明の課題は、スピンアウトの間に自動車とりわけレースカーの安全 性を高める改善された空気力学的安定器を提供することにある。 本発明の別の１つの課題は、走行している自動車の屋根全体に及ぶ空気の運動 を反らせる改善された装置を提供することにある。 本発明の更に別の１つの課題は、空気がスピンアウトの間に自動車の後部窓全 体に及んで流れる際に空気乱流を発生するように位置決めされているエアディフ レクタを提供することにある。 本発明の更に別の１つの課題は、空気がスピンアウトの間に自動車のフード全 体に及んで流れる間に空気乱流を発生する装置を提供することにある。 発明の要約 本発明ではこれらの及びその他の目標、特徴、利点は、本明細書の中に説明さ れている実施の形態により、自動車の屋根パネルの中に取付けられる改善された 空気力学的安定器を設けることにより達成される。自動車が高速で走行しスピン アウトすると、屋根全体に及んで流れる空気圧力差動により、空気力学的安定器 に取付けられている一対の細長エアディフレクタパネルが、自動的に上方能動位 置に回転して、空気をせき止めるダムとして作用し、これにより空気乱流が発生 し、これにより自動車は強制的に道路に向かわせられる。空気力学的安定器組立 は有利には、自動車の屋根の後部の中に配置されている開口に固定されている。 それぞれの開口は、互いに角度を成して配置されている。意外な発見は、高速で のスピンアウトの間で自動車の上面にわたり最低の空気圧力の領域が屋根パネル の後部にあることである。 空気力学的安定器組立は、前縁を有する骨組を有し、２つの別個の開口の境界 を定める。一対の細長ディフレクタパネルはそれぞれ、それぞれの骨組開口を覆 うように寸法決めされ、それぞれのエアディフレクタパネルは長手軸に沿って組 立骨組の前縁で骨組に枢転可能に取付けられ、それぞれのエアディフレクタパネ ルは下方受動位置と上方能動位置との間で枢転可能である。細長ディフレクタパ ネルは有利には、ディフレクタパネルが下方受動位置にある際に抗力が屋根全体 に及んで増加して発生しないように屋根パネル開口に対して適合調整されて配置 されている。ばねがそれぞれの長手軸に取付けられ、これらのばねは、それぞれ のエアディフレクタパネルを下方受動位置に向かってバイアス変位する。組立枠 は、上方能動位置を越えてそれぞれの細長エアディフレクタパネルの後縁が上方 へ回転運動するのを制限する制限手段も有する。１つの実施の形態では細長エア ディフレクタパネルのうちの１つが、前記屋根開口の中に屋根の前部から後部へ の中心線に垂直に配置されている。 別の１つの実施の形態ではエアディフレクタプレートが、組立骨組の中で左側 骨組開口の左側（ドライバの側）に枢転可能に取付けられている。エアディフレ クタプレートは、エアディフレクタパネルが上方能動位置に枢転して到達すると 上昇する。その上、スピンアウトの間に更なる空気乱流が、後部窓の左側に取付 けられているエアディフレクタにより発生される。 更に別の１つの実施の形態では、カウル開口を覆うパネルに枢転可能に取付け られているカウルが、フードの後部に及び風よけの前に設けられている。カウル は、自動車の下面へ開いている。これらのパネルは屋根パネルと同様に開いて、 自動車の下方の空気圧力によりフードの上の空気圧力を迅速に均一化する。 図面の簡単な説明 本発明のその他の目標、特徴及び利点は、添付図面と併せて本発明の詳細な説 明を読むと明かになる。 第１図は受動位置の本発明の空気力学的安定器組立のエアディフレクタパネル を示し自動車の後部から見た自動車屋根の斜視図、第２図は能動位置の本発明の 空気力学的安定器のエアディフレクタパネルを示し自動車の後部から見た自動車 の斜視図、第３図は本発明の空気力学的安定器骨組の斜視図、第４図は自動車が トラックから持上げられた時点のヨー角及び速度を示す線図、第５図は本発明の 空気力学的安定器に使用されるエアディフレクタカウルを示し自動車の前部を示 す斜視図、第６図は上方能動位置の本発明のカウルカバーの斜視図である。 有利な実施の形態の説明 本発明では自動車の屋根の中に空気力学的安定器１０が設けられている。第１ 図の自動車は、屋根１３、前端１３、後端１４及びエアディフレクタサイドレー ル１８を有する。この斜視図は、空気力学的安定器組立１０のエアディフレクタ パネル１１を示し、エアディフレクタパネル1１は開口１５ａ，１５ｂの中に配 置され、開口１５ａ，１５ｂは屋根１２の後部に位置し、エアディフレクタパネ ル１１は引っ込み位置すなわち受動位置にある。空気力学的安定器組立１０のパ ネル１１は、第１図の受動位置と第２図の能動位置との間で回転可能である。 第２図に明瞭に示されているように空気力学的安定器組立１０は、自動車の屋 根の後部の中の開放骨組の中に配置され、空気力学的安定器組立１０は、２つの 部分に分割されており、これら２つの部分は互いに角度を成して配置されている 。 意外な発見は、動いている自動車の上面にわたり最低の空気圧力の領域は、屋根 パネルの後部にあることである。一対の屋根開口１５ａ，１５ｂのそれぞれは、 前縁を有し、自動車屋根１２の後部の中に配置されている。それぞれの開口は有 利には、互いに角度を成して配置されている。 第３図の組立枠２０は前縁２１及び後縁２２を有する。組立枠２０は、左側部 分Ａと右側部分Ｂとに分割され、これらの部分は互いに角度を成して配置されて いる。組立枠２０の部分ＡとＢとは互いに５〜６０°の角度を成して配置されて いる。この組立枠２０はフランジ２３を有し、フランジ２３は周辺に回りに延在 し、フランジ２３は、組立枠２０を屋根に、前記屋根開口のそれぞれの下で固定 するために用いることができる。部分Ａ及びＢのそれぞれは、閉鎖底面２４と側 面２５とを有する凹部を形成することもある。それぞれの凹部の深さは異なるこ ともあるが、しかし一般的に、約１〜２インチである、すなわち、組立の機能形 態を収容するのに充分な深さである。 一対の細長いエアディフレクタパネル１１が設けられている。それぞれのパネ ル１１は一般的に方形であるが、しかし骨組開口のうちの１つを覆うように寸法 決めされている。それぞれのエアディフレクタパネル1１は、長手軸２６に沿っ て組立骨組２０の前縁で骨組に枢転可能に取付られている（２８，２９）。１つ の有利な実施の形態では細長エアディフレクタパネル１１は、屋根の上面と１つ の平面を形成するように適合して位置する。別の１つの実施の形態では、細長エ アディフレクタパネル１１のうちの１つは前記屋根の中に、屋根の前部から後部 へ向かう中心線に垂直に取付けられている。細長エアディフレクタパネル１１は 、互いに５〜６０°の角度を成して配置されている。 細長エアディフレクタパネル１１は、それぞれの長手軸を中心にして受動位置 へ向かってバイアス変位されている。バイアス変位手段は有利にはばね２７であ る。前記エアディフレクタパネル１１のそれぞれの上方運動を制限する手段が設 けられている。前記細長エアディフレクタパネル１１のそれぞれの上方運動を制 限する１つの有利な手段は、ケーブル３０，３１であり、ケーブル３０，３１は 、持上げられている能動位置を越えてパネル１１の後縁が上方回転運動するのを 制限する。ケーブル３０，３１の一端は、細長エアディフレクタパネル１１の後 縁の近辺に取付けられ、他端は、組立骨組の後部に取付けられている。 空気がスピンアウトの間に自動車の屋根及び後部デッキを通過する際に形成さ れる乱流が大きい程、より迅速に揚力が除去され、空気力学的抗力が増加する。 このようにして、付加的な空気乱流が、エアディフレクタプレート４０が組立骨 組２０の部分Ａの左側に枢転可能に取付けられている場合に形成されることも発 見された。寸法により制限されないが、しかし、左側パネルすなわち部分Ａの中 の開口の左側側縁の長手方向に約２インチの幅で走行して位置決めされている細 長の剛性プレート４０は、第２図の能動位置で空気乱流を発生するのに効果的で ある。剛性プレート４０は、例えばピアノヒンジ（連続蝶番）により凹部領域に 取付けることもできる。剛性プレート４０は、パネル１１が持上がると自動的に 上がって能動位置をとる。空気圧力が均一になると、剛性プレート４０は、凹部 の中の受動位置に戻る。 本発明の別の１つの実施の形態では定置後部エアディフレクタ４２が設けられ ている。第１図及び第２図に示されているように後部エアディフレクタ４２は、 空気がスピンアウトの間に右側から左側へ向かって後部窓全体に及んで流れる際 に空気乱流を発生する。細長エアディフレクタ４２は、例えばプラスチック等か ら成る剛性ストリップであり、この剛性ストリップは車両に、後部窓１６の左側 に又は左側に隣接して固定されている。定置エアディフレクタは有利には長手方 向で屋根１２の後部から組立骨組２０に追従して後部デッキ１９へ延在している 。定置エアディフレクタ１２の高さは異なることができるが、しかし一般的に約 １／２〜２インチである。エアディフレクタも、第２図に示されているように１ つ より多くのセクションの中で固定されている。 第４図にはヨー角と、レースカーがレーストラックを離れた時点のレースカー の速度との間の関係が示されている。この角度及び速度において空気圧力差動が 充分に小さい、すなわち、エアディフレクタパネルを下方の受動位置から上方の 能動位置に回転させる程に充分に小さい。空気圧力が一旦均一になると、エアデ ィフレクタパネルは自動的に、バイアス手段に起因して下方受動位置に戻る。 第５図及び第６図の本発明の別の１つの実施の形態ではカウル５０が設けられ 、カウル５０は、枢転可能に取付けられているパネル５４を有し、パネル５４は カウル開口５５を覆っている。カウル５０はフード５２の後部に取付けられ、風 よけ５１の前に位置する。パネル５４は開き、空気力学的安定器１０のパネル１ １と同様の仕方で動作し、自動車の下方の空気圧力によりフードの上方の空気圧 力を迅速に均一化するのに用いられる。 第５図に示されているようにカウル５０は、空気入口５３の側面に取付けられ ている。カウル開口５５は下方へ延在して自動車を貫通している。それぞれのパ ネルは一般的に方形であり、カウル開口を覆うように寸法決めされており、その 長手軸線を中心に、第５図の閉鎖位置すなわち受動位置へ向かってバイアス回転 変位されている。受動位置のそれぞれのパネルは、回りを取囲む表面と同一の平 面の中に位置するように適合されて位置し、これにより、空気がパネルの上を通 過する際に抗力を阻止する。 動作中は空気力学的安定器は、自動車が高速で動きスピンアウトしている場合 に動作し始める。パネルは、自動車全体に及んで流れる空気の低圧が圧力差動を 発生し、この圧力作動がパネルに作用して、パネルを下方受動位置から上方能動 位置へ回転させ、これにより下方力がパネルに作用し、このようにして下方力が 、空気が屋根及びフード全体に及んで流れ自動車を道路へ強制的に向かわせよう とすることに起因して自動車の屋根及びフードに上から作用する場合に作動する 。 以上において本発明は、有利な実施の形態及びそれらの動作を参照して詳細に 説明されたが、しかし、変形、変更及び同等の手段による代替が、本発明の精神 を逸脱することなしに実現可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ 【要約の続き】 て、パネルを前記受動位置から前記能動位置に回転さ せ、これにより下方力が前記パネルに作用し、このよう にして下方力が、空気が屋根全体に及んで流れ自動車を 道路へ強制的に向かわせる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 自動車の屋根の中に取付けられる空気力学的安定器組立において、 組立骨組を具備し、前記組立骨組は前縁を有し、前記組立骨組は、２つの別 個の開口の境界を定めるように分割され、 一対の細長エアディフレクタパネルを有し、それぞれの前記エアディフレク タパネルは前縁及び後縁を有し、それぞれの前記エアディフレクタパネルは、前 記骨組開口のうちの１つを覆うように寸法決めされ、それぞれの前記エアディフ レクタパネルは、長手軸沿って前記組立骨組の前縁で枢転可能に取付けられ、こ れによりそれぞれの前記エアディフレクタパネルは、それぞれの骨組開口を覆う 下方受動位置と、上方能動位置との間で枢転可能であり、 長手軸に取付けられ、前記受動位置に向かってそれぞれの前記エアディフレ クタパネルをバイアス回転変位するバイアス手段を具備し、 前記上方能動位置を越えてそれぞれの前記細長エアディフレクタパネルの後 縁が上方へ回転運動するのを制限する制限手段を具備し、前記自動車が高速で動 きスピンアウトしている場合、屋根全体に及んで流れる空気の低圧が圧力作動を 発生し、前記圧力作動はパネルに作用して、パネルを前記受動位置から前記能動 位置に回転させ、これにより下方力が前記パネルに作用し、このようにして下方 力が、空気が屋根全体に及んで流れ自動車を道路へ強制的に向かわせることに起 因して自動車屋根に上から作用することを特徴とする空気力学的安定器組立。 ２． 組立が自動車の屋根の後部の中に取付けられていることを特徴とする請 求の範囲第１項に記載の空気力学的安定器組立。 ３． 一対の細長エアディフレクタパネルが、屋根の上面と１つの平面の中に 位置するように適合されて配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の空気力学的安定器組立。 ４． それぞれの細長エアディフレクタパネルの後縁の上方回転運動を制限す る手段がケーブルであり、前記ケーブルの一端は前記細長エアディフレクタパネ ルの後端の近辺に取付けられ、他端は組立骨組の後部に取付けられていることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の空気力学的安定器組立。 ５． 細長エアディフレクタパネルが互いに５〜６０°の角度を成して配置さ れていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の空気力学的安定器組立。 ６． 細長エアディフレクタパネルのうちの１つが、自動車の屋根の中にかつ 屋根の前部から後部への中心線に垂直に配置されていることを特徴とする請求の 範囲第１項に記載の空気力学的安定器組立。 ７． エアディフレクタプレートが左側開口の左側側面に枢転可能に取付けら れ、エアディフレクタパネルが受動位置から能動位置に回転すると、これにより 前記ディフレクタプレートも前記能動位置に回転され、これにより自動車が強制 的に道路へ向かわせられることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の空気力学 的安定器組立。 ８． 細長後部エアディフレクタが設けられ、前記細長後部エアディフレクタ は自動車の後部に取付けられ、前記細長後部エアディフレクタは屋根の後部と後 部デッキとの間を後部窓の左側で延在することを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の空気力学的安定器組立。 ９． 一対のカウルパネルが設けられ、それぞれの前記カウルパネルは前縁及 び後縁を有し、それぞれの前記カウルパネルは、カウル開口を覆うように寸法決 めされ、前記カウル開口は下方へ延在して自動車を貫通し、それぞれの前記カウ ルパネルは、長手軸に沿って前記カウル開口の前縁に枢転可能に取付けられ、こ れによりそれぞれの前記パネルは、それぞれの前記カウル開口を覆う下方受動位 置と、上方能動位置との間で枢転可能であることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の空気力学的安定器組立。 １０． 自動車の屋根の中に取付けられる空気力学的安定器組立において、 組立骨組を具備し、前記組立骨組は前縁、後縁、側縁を有し、前記組立骨組 は、左側開口と右側開口との開口の境界を定めるように分割され、 一対の細長エアディフレクタパネルを有し、それぞれの前記エアディフレク タパネルは前縁及び後縁を有し、それぞれの前記エアディフレクタパネルは、前 記骨組開口のうちの１つを覆うように寸法決めされ、それぞれの前記エアディフ レクタパネルは、長手軸沿って前記組立骨組の前縁で枢転可能に取付けられ、こ れによりそれぞれの前記エアディフレクタパネルは、それぞれの骨組開口を覆う 下方受動位置と、上方能動位置との間で枢転可能であり、 長手軸に取付けられ、前記受動位置に向かってそれぞれの前記エアディフレ クタパネルをバイアス回転変位するバイアス手段を具備し、 前記上方能動位置を越えてそれぞれの前記細長エアディフレクタパネルの後 縁が上方へ回転運動するのを制限する制限手段を具備し、前記自動車が高速で動 きスピンアウトしている場合、屋根全体に及んで流れる空気の低圧が圧力作動を 発生し、前記圧力作動はパネルに作用して、パネルを前記受動位置から前記能動 位置に回転させ、これにより下方力が前記パネルに作用し、このようにして下方 力が、空気が屋根全体に及んで流れ自動車を道路へ強制的に向かわせ、 エアディフレクタプレートが左側開口の左側側面に枢転可能に取付けられ、エ アディフレクタパネルが受動位置から能動位置に回転すると、これにより前記デ ィフレクタプレートも前記能動位置に回転され、これにより自動車が強制的に道 路へ向かわせられることに起因して自動車屋根に上から作用することを特徴とす る空気力学的安定器組立。 １１． 一対のカウルパネルが設けられ、それぞれの前記カウルパネルは前縁 及び後縁を有し、それぞれの前記カウルパネルは、カウル開口を覆うように寸法 決めされ、前記カウル開口は下方へ延在して自動車を貫通し、それぞれの前記カ ウルパネルは、長手軸に沿って前記カウル開口の前縁に枢転可能に取付けられ、 これによりそれぞれの前記パネルは、それぞれの前記カウル開口を覆う下方受動 位置と、上方能動位置との間で枢転可能であることを特徴とする請求の範囲第１ ０項に記載の空気力学的安定器組立。