(57)【要約】【課題】旋回中の車体床下に気圧差を発生させ、ロール安定性を向上させることができる車両用空力制御装置を提供する。【解決手段】前輪３０に対して操舵方向すなわち右（Ｒ）方向に舵角が付与されたとき、操舵方向（図中Ｒ方向）の排気口１４Ｒは開閉弁１６Ｒによって閉鎖されるため、操舵方向のみ排気が行われない。そのため気流２０は排気によって流速が落ちることなく、速度を保ったまま流速の速い気流２８として床１１と路面の間を通過する。これにより操舵方向（図中Ｒ方向）側の床１１と路面との間では、反対側（図中Ｌ方向）と比較して気圧が低く、ダウンフォースを得ることができる。操舵方向外側（図中Ｌ側）では開閉弁１６Ｌは作動せず、排気口１４Ｌは開放されたままなので、排気は直進時と同様に排出され、前方からの気流２０は排気２４と合流することによって流速が低下し、気圧が高まるのでダウンフォースは失われる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部に設けられた吸気口と、
車体底面に設けられ、前記吸気口より導入された走行風が排出される左右同数の排気口と、
開閉自在に設けられ前記排気口をそれぞれ開閉する開閉弁と、
前記開閉弁を駆動する開閉手段と、
を備え、
旋回時には前記開閉手段が作動し旋回方向内側の開閉弁が閉止され、旋回方向外側の開閉弁が開放されることを特徴とする車両用空力制御装置。
【請求項２】
車体前部に設けられたエンジンルームの車体後方底面をカバーするエンジンアンダーカバーを備え、
前記開閉弁は前記エンジンアンダーカバーに設けられ前記エンジンルーム内の熱気を車体底面より排出することを特徴とする請求項１に記載の車両用空力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用空力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両下側に突出した空力的付加物を可動させることで旋回中の車体の挙動を安定させる構造が存在する（例えば、特許文献１参照）。あるいはフロントスカートの角度を車速に応じて変化させ、空力性能を向上させる構成が存在する（例えば、特許文献２参照）。さらに車両外表面より突出した空力的付加物を可動させることで旋回中の車体の挙動を安定させる構造が存在する（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
また、エンジン下の車体底面に設けた冷却風排出口でエンジンの冷却性を向上させる構造が存在する（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】実開平０３−０７８６８６号公報
【特許文献２】実開平０３−０６０１８３号公報
【特許文献３】特開２００７−２８３８６９号公報
【特許文献４】特開平０３−０００５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
操舵輪に舵角を与えて車両を旋回させる際、旋回方向外側（アウト側）に荷重が移動するため、車両全体がアウト側に傾き（ロールし）、イン側の荷重が減少する。この左右荷重差により旋回中の車体のロール安定性が低下する可能性がある。
【０００５】
しかし、上記特許文献１の構成による効果は直進安定性、横風への耐性、および操舵時における車体のヨーイング低減であって、車体のロール安定性に寄与するものではない。
【０００６】
さらに、上記特許文献３の構成では車体外表面より突出した空力的付加物を設ける必要があるため、意匠上の制限を受けたり、車体外形寸法の大型化や構造の複雑化、重量やコストの増大といった問題があり、効果は左右均等に発生するため、旋回中の車体に起こる左右不均等な空力特性の変動に対処することができない。
【０００７】
特許文献４の構成ではエンジンルームより車体床下へ排出される気流は低速であり、車体前方からの気流を減速させる。このため床下の気圧が高くなり、ダウンフォースを減少させてしまう。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、旋回中の車体床下に気圧差を発生させ、ロール安定性を向上させることができる車両用空力制御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】
【０００９】
請求項１に記載の本発明における車両用空力制御装置は、車体前方に設けられた吸気口と、車体底面に設けられ、前記吸気口より導入された走行風が排出される左右同数の排気口と、開閉自在に設けられ前記排気口をそれぞれ開閉する開閉弁と、前記開閉弁を駆動する開閉手段と、を備え、前記開閉手段は操舵時に旋回方向内側の開閉弁を閉止し、旋回方向外側の開閉弁を開放することを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、走行中に車体が旋回すると、車体底面に左右同数設けられた排気口を旋回方向内側のみ閉鎖し、車体前方より床下に流入する気流を、旋回方向外側（外周側）のみ開放された排気口からの排気で減速させることにより、内周側の床下の気流の流速を相対的に高めることで外周側よりも気圧を低下させ、旋回中の車体床下に気圧差を発生させて車体のロール安定性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の本発明における車両用空力制御装置は、請求項１に記載の構成において、車体前方に設けられたエンジンルームと、前記エンジンルームの車体後方底面をカバーするエンジンアンダーカバーと、を備え、前記開閉弁は前記エンジンアンダーカバーに設けられ前記エンジンルーム内の熱気を車体底面より排出することを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、車体前方に設けられたエンジンルーム内の熱気を排出する排熱手段として排気口を利用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る車両用空力制御装置は上記構成としたので、旋回中の車体床下に気圧差を発生させ、ロール安定性を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜構造の概要＞
本発明に係る車両用空力制御装置の実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１５】
なお各図において、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＲＥは車体後方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車体内側方向を、矢印ＯＵＴは車体外側方向を、矢印Ｒは右側方向を、矢印Ｌは左側方向を示す。
【００１６】
図１、図２には、本発明が適用された第１実施形態に係る車両用空力制御装置が示されている。
【００１７】
すなわち車両１０の車体下方の面を形成する床１１には、エンジンアンダーカバー１２が設けられ、床１１の一部分を覆っている。エンジンアンダーカバー１２には車幅方向に対称となるように、左右一対の排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌが開口している。車体前方には、図示しない操舵機構で舵角が付与される前輪（操舵輪）３０Ｒおよび前輪３０Ｌが設けられ、運転者による操舵機構の操作によって付与された舵角に従い、走行中の車両１０を旋回させる。
【００１８】
排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌはエンジンアンダーカバー１２の車体前方に設けられた図示しないエンジンルーム内に連通しており、車体前方からエンジンルーム内に導入される走行風が排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌより車体床下に抜けることでエンジンルーム内の熱気を排出する。
【００１９】
図２には、車体下側（路面側）から見た車両１０の車体前側部分が示されている。図２（Ａ）に示すように、車体下側（路面側）から見てエンジンアンダーカバー１２は車幅方向について略対称に車体下側をカバーし、排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌはエンジンアンダーカバー１２の、車幅方向（左右）対称な位置に対をなして設けられている。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、車両１０の直進時、すなわち前輪（操舵輪）３０Ｒおよび前輪３０Ｌが車体前後方向を向いて走行中は、排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌはともに開口し、車体前端より導入され図示しないエンジンルーム内を通過した走行風が排気される。
【００２１】
排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌには開閉弁１６がそれぞれ設けられ、図２（Ｂ）に示すようにそれぞれ独立して排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌを開閉できる構成とされている。
【００２２】
開閉弁１６は図示しない開閉機構で排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌを開閉可能に支持されており、開閉機構は図示しない操舵機構と連動している。
【００２３】
図２（Ｂ）に示されるように運転者が操舵機構を操作し右（矢印Ｒ）へ操舵すると、開閉機構はこれに連動し、操舵された方向（右方向）の開閉弁１６Ｒを閉鎖する。これにより本発明の実施形態に係る車両用空力制御装置においては、操舵時には操舵方向のみ開閉弁１６が閉鎖され、排気口１４からの排気が車体床下に排気されない構成とされている。
【００２４】
開閉弁１６を開閉させる開閉機構としては、例えば開閉弁１６自体がギロチンシャッター構造を構成していても、あるいはロータリーシャッター機構で開閉弁１６が開閉可能とされていても、または油圧や空気圧、あるいは電磁式アクチュエータなど、その他の方法で開閉可能とされていてもよい。
【００２５】
具体的には、前輪３０Ｒと前輪３０Ｌとを結ぶ操舵機構の一部を形成する車軸３２に設けられたステアリングギア部分のラックギア、あるいはタイロッド等より操舵力を機械的に伝達することで開閉機構に動力を伝達する構成とすることができる。あるいは開閉弁１６を開閉させるギアをモータで駆動する、もしくはパワーステアリングに用いられる油圧機構を利用して、油圧で開閉弁１６を車幅方向あるいは車体前後方向に押し引きすることで開閉させる構成とされていてもよい。
【００２６】
また開閉弁１６は車体床と平行に延設された板状部材に代えて複数箇所にスリットの設けられた円筒状の部材としてもよく、これを回転させて排気口１４を封止または開放する機構とすることもできる。あるいは複数の板状部材を車幅方向または車体前後方向に連ねてルーバーを形成し、リンク機構で開閉させるような構成でもよい。または開閉弁１６自体を可撓性のある素材で形成し、前輪３０に付与された舵角に応じて曲げるようにしてもよい。
【００２７】
＜作用効果＞
次に本発明の実施形態の作用および効果について説明する。図３では気流２２〜気流２８の矢印の長さが流速を示している。
【００２８】
図３に示すように、本実施形態においては、車両１０を旋回させるために前輪３０が舵角を与えられたとき、エンジンアンダーカバー１２に左右対称に設けられた排気口１４Ｒおよび排気口１４Ｌのうち、車両１０が旋回する方向の排気口のみ開閉弁１６で閉鎖される構成とされている。
【００２９】
車両１０の車体前方より、床１１と路面との間に吹き込む気流２０は、車幅方向両端部では直進時において気流２２のように速度を保ったまま車両１０と路面との間を通過する。また直進時には排気口１４が開放されているので、排気口１４より排出される排気２４は気流２０と合流する。このとき排気２４はエンジンなど障害物の多いエンジンルーム（図示せず）内部を通過するため流速が低く、結果として後方では気流２６のように流速の遅い気流となる。ベルヌーイの法則に従って、流速の低下により気圧が上昇するので、排気口１４の後方では気圧が上昇し、ダウンフォースが失われる。
【００３０】
このとき図３（Ｂ）に示されているように、前輪３０に対して操舵方向すなわち右（Ｒ）方向に舵角が付与されたとき、操舵方向（図中Ｒ方向）の排気口１４Ｒは開閉弁１６Ｒによって閉鎖されるため、操舵方向のみ排気が行われない。閉鎖される排気口は一方だけであり、且つ旋回中のみ閉鎖される構成なので、エンジンルーム内の排熱が阻害される虞はない。
【００３１】
上記のように操舵方向（図中Ｒ方向）では気流２０は排気によって流速が落ちることなく、速度を保ったまま流速の速い気流２８として床１１と路面の間を通過する。これにより操舵方向（図中Ｒ方向）側の床１１と路面との間では、反対側（図中Ｌ方向）と比較して気圧が低く、ダウンフォースを得ることができる。
【００３２】
これに対して操舵方向外側（図中Ｌ側）では開閉弁１６Ｌは作動せず、排気口１４Ｌは開放されたままなので、排気は直進時と同様に排出され、前方からの気流２０は排気２４と合流することによって流速が低下し、気圧が高まるのでダウンフォースは失われる。
【００３３】
前輪３０に舵角が付与され、車両１０の旋回中（コーナリング中）は操舵方向外側（図中Ｌ側）に車両１０の加重が移動するので、車両１０が操舵方向外側（図中Ｌ側）に傾き、いわゆるロールが発生する。
【００３４】
本実施形態では操舵方向（図中Ｒ方向）の排気口１４Ｒが閉鎖され、流速の高い気流２８が床１１と路面との間を通過するので、操舵方向（コーナー内側）にダウンフォースが発生する。また操舵方向外側（コーナー外側）では排気口１４Ｌは開放されているので、気流２０は排気２４と合流し流速の低い気流２６となり、ダウンフォースが低下するため、コーナー内側ではダウンフォースが得られることにより車両１０が路面に押し付けられ、コーナー外側ではダウンフォースが失われることにより車両１０が路面から浮き上がる方向に力が働く。
【００３５】
これにより旋回中であっても車両１０を水平に保つ方向に力が働き、車両１０のロールは低減され、車両１０のロール安定性を高めることができ、走行安定性を向上させることができる。この効果を最大限に得るためには、排気口１４は左右対称かつ車幅方向両端に近い箇所であることが望ましい。さらに、左右対称であれば２箇所に限定されず４箇所、あるいはそれ以上の排気口が設けられていてもよい。
【００３６】
また開閉弁１６は車両１０の床１１に設けられたエンジンアンダーカバー１２に設けられるため車両外形意匠に影響しないので、スポイラーやサイドスカートなど他の空力デバイスと干渉することなく採用することができる。このため空力特性の優れたスポーツカーなどの車両に応用することにより特に効果を発揮する。
【００３７】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【００３８】
すなわち、上記実施形態では車両１０の前方にエンジンを搭載する、いわゆるフロントエンジン車を例に挙げたが、これに限定せずミッドエンジンあるいはリアエンジン車であっても本発明を適用することができる。例えばミッドエンジン車で車体前方にラジエターが設けられている場合は、排気口を開閉することによりラジエターの冷却風を床１１に排気する場合としない場合とを切り替えることで、左右のダウンフォースを制御することができる。
【００３９】
また車体前方の二輪を操舵輪とする車両の空力制御装置を例としたが、これに限定せず本発明を応用することができる。すなわち、例えば四輪操舵方式や後輪操舵方式の車両であっても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用空力制御装置を備える車両を示す斜視図である。
【図２】図１に示される車両用空力制御装置の構造と動作を示した平面図である。
【図３】図１に示される車両用空力制御装置の作用効果を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０   車両
１１   床
１２   エンジンアンダーカバー
１４Ｒ 排気口
１４Ｌ 排気口
１６   開閉弁
２０   気流
２２   気流
２４   排気
２６   気流
２８   気流
３０   前輪
３２   車軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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