(57)【要約】【課題】所望の操縦安定性を得ることができるダウンフォース発生装置を提供すること。【解決手段】本発明によるダウンフォース発生装置１は、走行風により渦流を発生させる渦流発生手段２を車両床下に対して上下方向を軸として揺動自在に設けるとともに、渦流発生手段２の指向方向の車両前後方向に対する角度を車両の操舵装置の操舵角に一致させるように渦流発生手段２を揺動させる揺動手段を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2010047190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行風により渦流を発生させる渦流発生手段を車両床下に対して上下方向を軸として揺動自在に設けるとともに、前記渦流発生手段の指向方向の車両前後方向に対する角度を車両の操舵装置の操舵角に一致させるように前記渦流発生手段を揺動させる揺動手段を備えることを特徴とするダウンフォース発生装置。
【請求項２】
前記渦流発生手段が螺旋構造を有した円錐形状部材であることを特徴とする請求項１に記載のダウンフォース発生装置。
【請求項３】
前記螺旋構造は前記円錐形状部材の円錐面上において前記円錐形状部材の中心軸線回りに巻回しながら頂点から底面に向けて延在される板状部材により構成されることを特徴とする請求項２に記載のダウンフォース発生装置。
【請求項４】
前記渦流発生手段が長手方向を中心として捻られた平板状部材により構成されることを特徴とする請求項１に記載のダウンフォース発生装置。
【請求項５】
前記渦流発生手段がプロペラにより構成されることを特徴とする請求項１に記載のダウンフォース発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適なダウンフォース発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、走行中の車両の路面に対する浮き上がりを抑制して、車輪の路面に対する接地を確保して操縦安定性を高めるために、車両を地面に接近する方向に付勢するダウンフォースを発生させる目的で、主として車両の後端部にスポイラーを設けることが行われている。ところがこのようなスポイラーは車両に対する設置角度に制限があるとともに、スポイラーを含めた車両高においても制限があるため、例えば特許文献１に記載されているように、車両の床下を有効に活用してダウンフォースを発生させる床下構造が提案されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された床下構造は、以下の通りである。車両の床下の両側に渦流を発生させる、左の渦流発生手段と、右の渦流発生手段とを、車両前後方向に対して前方から後方に向かって車幅方向外側に指向するようにハの字形状に並列させて床下に設けられており、車両の走行に伴って発生する走行風により渦流が発生して車体の下部に負圧領域が形成されて、この負圧領域が車体に対して上方から下方に指向する力すなわちダウンフォースを作用させる。
【特許文献１】特開２００７−６２６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述したような特許文献１に記載の渦流発生手段は、車両の床下の車両前後方向及び車幅方向に延在する壁面により構成されており、車両の直進走行又は旋回走行に伴って壁面に吹き付ける走行風の角度が変化して、所望の渦流を発生させることができないことに起因して、所望のダウンフォースを得ることができず、従って、所望の操縦安定性を得ることができないという問題が生じた。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、所望の操縦安定性を得ることができるダウンフォース発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の問題を解決するため、本発明によるダウンフォース発生装置は、
走行風により渦流を発生させる渦流発生手段を車両床下に対して上下方向を軸として揺動自在に設けるとともに、前記渦流発生手段の指向方向の車両前後方向に対する角度を車両の操舵装置の操舵角に一致させるように前記渦流発生手段を揺動させる揺動手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
これによれば、前記渦流発生手段の指向方向の車両前後方向に対する角度を車両の操舵装置の操舵角すなわち車両の旋回方向に一致させることができるので、前記走行風が前記渦流発生手段に吹き付ける角度を前記指向方向に一致させることができ、前記渦流発生手段により所望の渦流（trailing  vortex）を安定的に発生させて、前記渦流により発生する負圧の作用に基づいて所望のダウンフォースを安定的に得ることができ、これにより所望の操縦安定性を得ることができる。つまり、前記ダウンフォースの急激な変動を抑制することができる。
【０００８】
加えて、前記渦流は車両前方から車両後方に延びる形態を有するため、前記車両床下の前記渦流発生手段に吹き付ける走行風以外の走行風の流れを阻害することを回避して、前記車両の空気抵抗を低減することができる。さらに、前記渦流により前記走行風を前記車両の車両前方から車両後方に沿って誘導することができるので、前記走行風が前記車両床下から車両側方に吹き出すことを防止して、これによっても前記車両の空気抵抗を低減することができる。
【０００９】
ここで、前記ダウンフォース発生装置において、
前記渦流発生手段が螺旋構造を有した円錐形状部材であることを特徴としてもよい。
【００１０】
加えて、前記螺旋構造は前記円錐形状部材の円錐面上において前記円錐形状部材の中心軸線回りに巻回しながら頂点から底面に向けて延在される板状部材により構成されることとする。この場合において前記指向方向は前記円錐形状部材の中心軸線と一致する。
【００１１】
これによれば、前記渦流発生手段を容易に構成することができる。また、前記円錐形状部材は前記渦流を発生するとともに、前記渦流を車両前方から車両後方に向かって拡径させることができるので、前記渦流発生手段を前記車両の前端部分に位置させれば、所望の渦流に対して前記渦流発生手段をなるべく小さなものとすることができる。
【００１２】
あるいは、前記ダウンフォース発生装置において、
前記渦流発生手段が長手方向を中心として捻られた平板状部材により構成されることを特徴としてもよい。この場合において前記指向方向は前記長手方向と一致する。
【００１３】
これによっても、前記渦流発生手段を容易に構成することができる。
【００１４】
あるいは、前記ダウンフォース発生装置において、
前記渦流発生手段がプロペラにより構成されることを特徴としてもよい。この場合において前記指向方向は前記プロペラの中心軸線と一致する。
【００１５】
これによっても、前記渦流発生手段を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、所望の操縦安定性を得ることができるダウンフォース発生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明に係るダウンフォース発生装置の一実施形態を示す模式図であり、図２及び図３は、本発明に係るダウンフォース発生装置の一実施形態による渦流の発生態様を示す模式斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、ダウンフォース発生装置１は、車両床下の前端部に設けられた左右一対の円錐形状部材２と、円錐形状部材２を、上下方向を軸として揺動自在に支持するＬ字状金具３と、Ｌ字状金具３の車両床上に突出する部分に駆動結合される図示しないアクチュエータと、アクチュエータを制御する図示しないＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）とから構成されている。
【００２０】
円錐形状部材２はその円錐面２ａ上において円錐形状部材２の中心軸線Ｃ１回りに巻回しながら頂点から底面に向けて延在される板状部材が設けられて、この板状部材により螺旋構造２ｂが構成されて、円錐形状部材２は渦流発生手段を構成する。
【００２１】
Ｌ字状金具３はその車両前方側端部が円錐形状部材２の底面に結合され、車両後方側端部が上方にＬ字状に折り曲げられて構成されて、その車両後方側端部が車両床下から車両床上に貫通されて図示しない軸受により上下方向を軸として揺動自在に支持される。
【００２２】
Ｌ字状金具３の車両後方側端部の車両床上に突出する部分は、図示しないアクチュエータのロータが駆動結合され、アクチュエータのステータ側は車両床上の構造部材に適宜固定される。
【００２３】
ＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller  Area  Network）等の通信規格により操舵装置を構成する図示しないＥＰＳＥＣＵ（Electronic  Power  Steering  Electronic  Control  Unit）に接続されて、操舵角を取得して、前述したアクチュエータを制御して、円錐形状部材２の指向方向すなわち中心軸線Ｃ１の車両前後方向に対する角度を車両の操舵装置の操舵角に一致させる。
【００２４】
つまり、円錐形状部材２の中心軸線Ｃ１は操舵角が零である場合に車両の前方に位置するようにアクチュエータのステータに対するロータの初期位置が設定され、ＥＣＵはＣＡＮ上で取得した操舵角がロータの回転角度となるようにアクチュエータを制御する。すなわち、ＥＣＵ及びアクチュエータは渦流発生手段すなわち円錐形状部材２を揺動させる揺動手段を構成する。
【００２５】
このような制御により、図２に示すように、操舵角が零で車両が直進走行している場合には、円錐形状部材２の中心軸線Ｃ１を車両前後方向に一致させて、車両前方から車両後方に向かって流れる走行風の流線方向Ｌ１に対して、円錐形状部材２の中心軸線Ｃ１を一致させて、左右一対の円錐形状部材２の車両後方に向かって拡径する左右一対の渦流ＴＶを発生させる。
【００２６】
また、図３に示すように、操舵角が零以外の値で車両が旋回走行している場合には、円錐形状部材２の中心軸線Ｃ１を、旋回方向に一致させて、車両前方から車両後方に向かって旋回方向に沿って流れる走行風の流線方向Ｌ２に対して、円錐形状部材２の中心軸線Ｃ１を一致させて、左右一対の円錐形状部材２の車両前方から車両後方に向かって拡径する左右一対の渦流ＴＶを発生させる。
【００２７】
これらのことにより、以上述べた実施例のダウンフォース発生装置１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、円錐形状部材２の指向方向の車両前後方向に対する角度を車両の操舵装置の操舵角すなわち車両の旋回方向に一致させることができるので、走行風が円錐形状部材２に吹き付ける角度を指向方向つまりは中心軸線Ｃ１に一致させることができる。
【００２８】
これにより、渦流発生手段である円錐形状部材２により所望の渦流（trailing  vortex）を安定的に発生させて、渦流により発生する負圧の作用に基づいて所望のダウンフォースを安定的に得ることができる。これにより所望の操縦安定性を得ることができる。これとともに、ダウンフォースの急激な変動を抑制することができる。
【００２９】
加えて、円錐形状部材２により形成される渦流は車両前方から車両後方に延びる形態を有するため、車両床下の円錐形状部材２に吹き付ける走行風以外の走行風の流れを阻害することを回避して、車両の空気抵抗を低減することができる。
【００３０】
さらに、渦流により走行風を車両の車両前方から車両後方に沿って誘導することができるので、走行風が車両床下から車両側方に吹き出すことを防止して、これによっても車両の空気抵抗を低減することができる。
【００３１】
また、ダウンフォース発生装置１において、渦流発生手段を螺旋構造２ｂを有した円錐形状部材２とし、螺旋構造２ｂが円錐形状部材２の円錐面２ａ上において円錐形状部材２の中心軸線Ｃ１回りに巻回しながら頂点から底面に向けて延在される板状部材により構成されることとすることによれば、渦流発生手段を容易に構成することができる。
【００３２】
また、円錐形状部材２は渦流を発生するとともに、車両前方から車両後方に向けて拡径する円錐面２ａを有することにより、渦流を車両前方から車両後方に向かって拡径させることができるので、円錐形状部材２を車両床下の前端部分に位置させれば、所望の渦流に対して円錐形状部材２をなるべく小さなものとすることができる。
【００３３】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００３４】
例えば、渦流発生手段である円錐形状部材２については、車両床下の前端部のみに位置する形態に限られず、例えば図４に示すように、前端部に一つ、車両前後方向の中間部に左右一対設ける構成としてもよい。設置箇所と設置数については所望のダウンフォースがどの程度であるかにより適宜決定することができる。
【００３５】
さらに、渦流発生手段については、図５に示すように、長手方向Ｌ３を中心として捻られた平板状部材４により構成されることを特徴としてもよい。この場合において渦流発生手段指向方向は長手方向と一致する。これによっても、渦流発生手段を容易に構成することができる。ここでも、平板状部材４の車両後方側は図１に示したようなＬ字状金具３の車両前方端に接合され、Ｌ字状金具３の車両後方側は車両床下から車両床上に貫通され、ＥＣＵの制御の元、アクチュエータにより揺動される。
【００３６】
あるいは、渦流発生手段は、図６に示すようなプロペラ５により構成されてもよい。この場合において渦流発生手段の指向方向はプロペラ５の中心軸線Ｃ２と一致する。これによっても、渦流発生手段を容易に構成することができる。ここでも、プロペラ５の車両後方側は図１に示したようなＬ字状金具３の車両前方端に接合され、Ｌ字状金具３の車両後方側は車両床下から車両床上に貫通され、ＥＣＵの制御の元、アクチュエータにより揺動される。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、車両に適用して好適なダウンフォース発生装置に関するものであり、所望の操縦安定性を得ることができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用しても有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るダウンフォース発生装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係るダウンフォース発生装置の一実施形態による渦流の発生態様を示す模式図である。
【図３】本発明に係るダウンフォース発生装置の一実施形態による渦流の発生態様を示す模式図である。
【図４】本発明に係るダウンフォース発生装置の一実施形態を示す模式図である。
【図５】本発明に係るダウンフォース発生装置の一実施形態を示す模式図である。
【図６】本発明に係るダウンフォース発生装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      ダウンフォース発生装置
２      円錐形状部材
２ａ    円錐面
２ｂ    螺旋構造
３      Ｌ字状金具
４      平板状部材
５      プロペラ
【図１】
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【図４】
2010047190.tif 000004
【図６】
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【図２】
2010047190.tif 000006
【図３】
2010047190.tif 000007
【図５】
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