(57)【要約】展開可能車両後部ウイングは、組み込まれたガーニーフラップを有する高効率翼断面を提供するように展開位置においてその断面を適応的に変化させながら、格納又は収用位置における車体のスタイル表面に緊密に適合する。更に、主展開システムの駆動機構を利用するリンク機構を介して適応的断面変化及びガーニーフラップ展開が提供される。
2019505434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主上面及びヒンジ式下面から構築される後部設置型可動要素であって、第１の構成において、車体の周囲スタイル表面に緊密に適合し、第２の構成において、組み込みガーニーフラップを有する翼断面を提供する、可動要素と、
回転式リンク機構及びスライド式コンポーネントの配置を含むリフト機構であって、第１のアクチュエータが、収容位置と展開位置との間で前記可動要素を移動させるために一対の固定アームを駆動するように構成され、前記リフト機構は、前記可動要素及び前記回転式リンク機構に相互接続される一対の第２のアクチュエータを含み、前記第２のアクチュエータは、前記展開位置と空気ブレーキ位置との間で前記可動要素を移動させるように構成される、リフト機構と、
前記可動要素の中に包含され且つ前記主上面と前記ヒンジ式下面との間に結合されるフラップリンク機構であって、前記フラップリンク機構は前記固定アームに対して固定されるカムを組み込んでおり、前記フラップリンク機構は、前記カムと前記フラップリンク機構との間の相対位置の変化に応答して、前記ガーニーフラップが拡張位置に有る前記第２の構成に前記ヒンジ式下面を移動させるように構成される、フラップリンク機構と
を備える、展開可能車両後部ウイング。
【請求項２】
前記リフト機構は、支持構造を含み、一対のリフトレバーが前記支持構造に枢動可能に取り付けられ、前記一対の固定アームは前記リフトレバーに相互接続され、一対のガイドカラーが前記支持構造に枢動可能に取り付けられ、前記第１のアクチュエータは、前記リフトレバー及び前記支持構造に相互接続され、且つ前記リフトレバーを回転させて、前記固定アームが前記ガイドカラーを通して上昇させられることにより、前記収容位置と前記展開位置との間で前記可動要素を移動させるように構成され、前記一対の第２のアクチュエータは、前記可動要素及び前記リフトレバーに相互接続される、請求項１に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項３】
前記カムは、前記可動要素に回転可能に取り付けられる前記固定アームの遠位端に結合され、駆動リンクが、一方端において前記主上面に枢動可能に取り付けられ且つ他方端においてスロット付き回転ジョイントを介して前記ヒンジ式下面に枢動可能に取り付けられ、前記リフト機構が前記可動要素を展開するときに、最初に前記第１の構成において、前記フラップリンク機構が前記主上面に向かって前記ヒンジ式下面を枢動させて、前記第２の構成をもたらし、前記第１の構成の鈍角後部断面を有する翼断面が、前記鈍角後部断面を垂直に向けられたガーニーフラップに変形する、請求項１に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項４】
前記リフト機構は、前記収容位置から前記展開位置に弓状経路に沿って上方及び後方に前記可動要素を移動させるように構成される、請求項１に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項５】
前記リフト機構は、前記収容位置から前記展開位置に弓状経路に沿って上方及び後方に前記可動要素を移動させるように構成される、請求項２に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項６】
前記リフト機構が前記展開位置と前記空気ブレーキ位置との間で前記可動要素を移動させるときに、前記フラップ機構の前記カムは、前記第１の構成に戻るように前記ヒンジ式下面を駆動する、請求項１に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項７】
前記リフト機構が前記展開位置と前記収容位置との間で前記可動要素を移動させるときに、前記フラップ機構の前記カムは、前記第１の構成に戻るように前記ヒンジ式下面を駆動する、請求項１に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項８】
前記可動要素の平面図形状は、減少した中央断面を含み、前記ヒンジ式下面は、前記可動要素の外側端部において２つの部分に分けられ、２つの同一のフラップリンク機構が２つの固定アームの各々によって個別に利用され且つ駆動される、請求項１に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項９】
前記第１及び第２のアクチュエータは油圧式である、請求項１に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項１０】
前記第２のアクチュエータの各々は、フランジを含むシリンダに固定されるカバーの下に配置されるバネを含み、前記第２のアクチュエータの各々のロッドは、各第２のアクチュエータの前記シリンダに対して伸縮自在に配置され、前記バネは、拡張されたアクチュエータ位置において各第２のアクチュエータの前記カバーと前記フランジとの間で圧縮状態に有り、前記バネは、前記空気ブレーキ位置を提供する折り畳み位置へと各ロッドを各シリンダに押し込むように構成される、請求項１に記載の展開可能車両後部ウイング。
【請求項１１】
主上面及びヒンジ式下面から構築される後部設置型可動要素であって、第１の構成において、車体の周囲スタイル表面に緊密に適合し、第２の構成において、拡張位置を提供するように構成される組み込みガーニーフラップを有する翼断面を提供する、可動要素と、
支持構造、前記支持構造に枢動可能に取り付けられる一対のリフトレバー、前記リフトレバーに相互接続され且つ前記支持構造に枢動可能に取り付けられる一対のガイドカラーと協働する一対の固定アーム、前記リフトレバー及び前記支持構造に相互接続され、且つ前記リフトレバーを回転させて、前記固定アームが前記ガイドカラーを通して上昇させられることにより、収容位置と展開位置との間で前記可動要素を移動させるように構成される第１のアクチュエータ、並びに前記可動要素及び前記リフトレバーに相互接続される一対の第２のアクチュエータであって、前記展開位置と空気ブレーキ位置との間で前記可動要素を移動させるように構成される第２のアクチュエータを含む、リフト機構と、
前記可動要素に回転可能に取り付けられる前記固定アームの遠位端に結合されるカム、一方端において前記主上面に回転可能に取り付けられ且つ他方端においてスロット付き回転ジョイントを介して前記ヒンジ式下面に回転可能に取り付けられる駆動リンクを含む前記可動要素の中に包含されるフラップリンク機構であって、前記リフト機構が前記可動要素を展開するときに、最初に前記第１の構成において、前記フラップリンク機構が前記主上面に向かって前記ヒンジ式下面を枢動させて、前記第２の構成をもたらし、前記第１の構成の鈍角後部断面を有する翼断面が、前記鈍角後部断面を垂直に向けられたガーニーフラップに変形する、フラップリンク機構と
を備える、展開可能車両後部ウイング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後縁ガーニーフラップを拡張しながら同時にその断面形状を適応的に最適化する展開可能車両後部ウイングに関する。
【０００２】
（関連出願への相互参照）
本願は、２０１６年１月１１日に出願された米国仮出願第６２／２７７，０４５号への優先権を主張し、それは参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
展開可能後部空力要素は、一般には、幾何学的断面が典型的には車両スタイルによって制限されるので、高動作効率を提供することができない。本願は、単純な機械的リンクを使用して、拡張されるガーニーフラップによって高効率翼断面をもたらすように、展開されるときに空力要素の幾何学的形状を自動的に修正することによりこの制限を克服する。
【０００４】
車両の後部に設置されるウイング断面は、最終的にハンドリング性能を向上させる空力ダウンフォースを増加させるのが望ましいことが理解されるであろう。しかしながら、補助ウイングが空力ドラッグを増加させるため、車両の燃費及び最高速度能力を悪化させることも知られている。従って、相対的に低いドラッグを達成するために格納され且つより高い車両力学性能が要求される場合に展開され得る展開可能空力要素を利用することが一般的になってきている。しかしながら、殆どの展開可能な空力要素の制限は、幾何学的断面が典型的には効率を制限する車両スタイルに適合されなければならないということである。ウイング要素の場合、空力効率は、揚抗比又はＬ／Ｄのことを言う。ここで、揚力はダウンフォースの反対であり、車両における負数として表される。所与のドラッグに対して負の揚力又はダウンフォースが高くされ得るほど、計算される効率は高くなる。反対に、所与のダウンフォースに対してドラッグが低くなるほど、計算される効率は高くなり得る。航空機産業は、ベルヌーイの原理及び連続流動場の性質によって記述される基礎流体力学を利用してウイングの断面形状を最適化するのに相当な労力を費やしてきた。固定ウイングの車両応用において、断面及び翼幅形状の慎重な開発によって最大４のＬ／Ｄ効率が達成された。しかしながら、こうした断面及び形状は目的のために高度に専用化され、そのため道路車両のスタイル形状には適合しない。
【０００５】
ＤｅａｖｅｒのＵＳ４５５８８９８及びＭｕｒｋｅｔｔ等のＵＳ５６７８８８４は共に、車両における固定ウイングの応用を記載しており、高効率のウイング断面に必要とされる専用形状を明示している。これらの断面及び形状は、これらが取り付けられる車体のスタイル面に明確に適合しない。ＷｉｌｌｉａｍｓのＵＳ７２１３８７０は、車両に固定される新規な調節可能な後部ウイングを記載しており、アクチュエータ及びコントローラを使用してコード長及び断面の迎え角が適応的に変更され得る。このようにして、後部ウイングのＬ／Ｄは、車両操作中に自動的に修正され得る。一般には、ウイング断面のコード長の増加は、ドラッグに対して最小の効果を有するより大きなダウンフォースを生成し、より効率的なＬ／Ｄをもたらし、ウイング断面の迎え角の増加は、ドラッグに対する大きな効果を有するより大きなダウンフォースを生成し、効率の低いＬ／Ｄをもたらす。‘８９８、‘８８４及び‘８７０の特許は、これらが設置される車体のスタイル形状に適合せず、関連するドラッグが常に車両に与えられるように恒久的に展開される目的で開発された断面を利用することに留意するべきである。
【０００６】
Ｓｃｈｌｅｉｃｈｅｒ等のＵＳ４７７３６９２は、車体から離れて傾斜位置に展開可能後部スポイラ又は風向板を移動させる二重モーションを生成する新規な機構配置を使用して、格納位置と拡張位置との間で移動され得る展開可能後部スポイラを記載している。機構配置は、電気モータ及びケーブルドライブと併せて弓状調節装置及びガイドチャネルから成る。しかしながら、風向板の断面は、その格納位置に有る場合に、車体のスタイル形状に適合するように設計されているので、明確に最適化された翼形状を有していない。展開されると、それは、車体のスタイル形状に一致しなくてはならないことにより決定される、その収容位置から増加した迎え角によって方向付けられるという利点を提供し、それにより単純な垂直変換がもたらすよりも大きなダウンフォースを生成する。しかしながら、潜在的に適切なダウンフォースを生成することができるが、‘６９２のスポイラの非翼断面は、非常に非効率なＬ／Ｄを有するため、展開時に大きなドラッグを生み出すであろう。
【０００７】
Ｄｕｒｍ等のＵＳ４８５４６３５は、格納された静止位置から拡張された動作位置へと車両の後部における空気誘導配置の動きに関する独自の駆動機構を特に請求している。空気誘導デバイス自体は、翼断面に類似せずに、車両の傾斜した後部側における可動パネルとして明確に示されており、車体上を移動する空気の流動場に非連続性を生み出す方法として純粋に機能するように見える。スポイラは、車体のスタイル形状が生み出す正の揚力を消去するように単純に構成されるという点で、ウイングとは大きく異なる機能を実行する。‘６３５の空気誘導配置の場合、拡張位置において可動パネルの下に気流が無く、これはウイングの重大な動作要件である。従って、パネルは、スタイル形状が生成する揚力を消去するように、車両の後側部における気流を撹乱することができるだけであり、車両揚力に正の変化をもたらすが、それは実際に測定可能なＬ／Ｄ効率を生成しないであろう。
【０００８】
ＧｏｅｎｕｅｌｄｉｎｅのＵＳ８１１３５７１は、位置決め機構を使用して後端に対して可動な車両の後端における空気誘導デバイスを記載している。‘５７１特許は、その空気力学的及び航空音響学的性能を改善するのに役立つように空気誘導デバイスの下側に位置決め機構を取り付けるための新規なやり方を請求しているが、ウイング及びスポイラの両方として記載された空気誘導デバイスの断面は、明確に完全に最適化された翼形状ではない。しかしながら、可動式空気誘導デバイスが展開時に最適断面により近づくように、車体のスタイル形状は空気力学的に効率的な形状を有するように作成されているように見える。車体に一致するように構成される鈍角の後縁（ｂｌｕｎｔ  ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）等の形状の態様は、空気誘導デバイスのＬ／Ｄ効率を大きく低下させる。
【０００９】
Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ等のＵＳ８９４４４８９は、車体に対して、及び追加的に必要であれば第３の空気ブレーキ状態に対して、上昇位置と下降位置との間でウイング要素を移動させるように構成される車両のための可変空気力学デバイスを請求している。展開機構は、下降位置における小さな迎え角、上昇位置における大きな迎え角、空気ブレーキ位置における極めて大きなドラッグの迎え角をもたらす新規な誘導支柱及びリンク機構配置を介して油圧アクチュエータによって駆動されるように構成される。このようにして、ウイング要素は、下降位置において最小のドラッグ及びダウンフォース、上昇位置において増加したダウンフォースと共にドラッグ、並びにダウンフォースの多少の増加と共に空気ブレーキ位置において極めて高いドラッグを生成する。しかしながら、この第３の位置のＬ／Ｄ効率は、ウイング要素の下側における気流が表面から分離して、流動場に大きな撹乱を引き起こすことでベルヌーイの原理が当てはまらなくなるストールとして知られる望ましくない空気力学的特性のために極めて不十分であろう。また、‘４８９特許のウイング要素は、下降位置における車体のスタイル面に一致するように伝統的な翼断面に適合しないことが例示から明らかである。そのため、ウイング要素のＬ／Ｄ効率は最適からはほど遠いであろう。
【００１０】
一般に、最適化されたウイング断面の揚力及びドラッグは、フラップ又はスラットとして知られる主表面への拡張を加えることにより修正され得ることが理解される。航空機では、こうした拡張は展開可能であり、離陸及び着陸の支援としてより低い対気速度で増加して揚力を生み出すように構成される。こうしたデバイスの展開は、一般には、比例的にドラッグを増加させ、殆どの場合、ウイングのＬ／Ｄ効率を実際に低下させる。デバイスは、追加の揚力が必要とされず、増加したドラッグが非常に望ましくないときは通常飛行のために格納される。こうしたタイプのデバイスの特定のサブセットでは、ウイング断面の後縁における比較的小型で直立した薄片フラップの追加が、ドラッグの増加よりも不均衡に大きなダウンフォースの増加を生み出し、より高いＬ／Ｄ効率をもたらすことが発見された。Ｌ／Ｄの増加を達成するために最も高い制限及び厚みに関係付けられるパラメータは周知であり、デバイスは、一般には、ガーニーフラップと呼ばれている。競争車両における固定ウイングは、ガーニーフラップ無しでは滅多に実装されない。しかしながら、直立フラップは格納位置において大きなドラッグを生み出すと共に車体のスタイル面に一致するのが困難なので、展開可能な車両後部ウイングにおけるガーニーフラップの使用は採用されなかった。
【００１１】
Ｅｇｅｒ等のＵＳ５１４１２８１は、車体と面一な非動作位置から車両の傾斜した後側又はファーストバックを通る気流の分離を生み出す動作位置にフラップが動かされる車両用の新規な後端スポイラの配置を請求している。デバイスはスポイラとして技術的に記載されるべきであるので、特許の明細書及び請求項における移動要素を定義するためのフラップと言う用語の使用は適切ではない。この移動要素は、先に参照したＤｕｒｍ等の‘６３５特許に記載されたのと同様に働く。‘６３５及び‘２８１の両特許のフラップ又はスポイラは、車体のスタイル形状が生み出す正の揚力を除去するが、翼形ウイングの重大な動作要件であるその動作位置における要素の下の気流を有さない。‘２８１の発明の更なる新規性は、フラップとは別に構築され、車両の横断方向に独立して延びる気流分離要素の包含であり、スポイラ配置の動作位置において、分離要素はフラップの後端に隣接して延びる。この分離要素は主スポイラの後縁において垂直に向けられた薄い断面の特徴であるが、それが修正する主断面は翼ではないのでそれはガーニーフラップではなく、隔離された要素に関係付けられる効率性が無いので空気力学的効果はＬ／Ｄ効率を増加させないであろう。
【発明の概要】
【００１２】
１つの例示的な実施形態では、展開可能車両後部ウイングは、主上面及びヒンジ式下面から構築される後部設置型可動要素であって、第１の構成において、車体の周囲スタイル表面に緊密に適合し、第２の構成において、拡張位置を提供するように構成される組み込みガーニーフラップを有する翼断面を提供する、可動要素を含む。リフト機構は、回転式リンク機構及びスライド式コンポーネントの配置を含み、第１のアクチュエータが、収容位置と展開位置との間で可動要素を移動させるために一対の固定アームを駆動するように構成される。リフト機構は、可動要素及び回転式リンク機構に相互接続される一対の第２のアクチュエータを含む。第２のアクチュエータは、展開位置と空気ブレーキ位置との間で可動要素を移動させるように構成される。フラップリンク機構は、可動要素の中に包含され、主上面とヒンジ式下面との間で結合される。フラップリンク機構は、固定アームに対して固定されるカムを組み込んでおり、フラップリンク機構は、カムとフラップリンク機構との間の相対位置の変化に応答して、ガーニーフラップが拡張位置に有る第２の構成にヒンジ式下面を移動させるように構成される。
【００１３】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構は、支持構造を含む。一対のリフトレバーが、支持構造に枢動可能に取り付けられる。一対の固定アームは、リフトレバーに相互接続される。一対のガイドカラーが、支持構造に枢動可能に取り付けられる。第１のアクチュエータは、リフトレバー及び支持構造に相互接続され、且つリフトレバーを回転させて、固定アームがガイドカラーを通して上昇させられることにより、収容位置と展開位置との間で可動要素を移動させるように構成される。一対の第２のアクチュエータは、可動要素及びリフトレバーに相互接続される。
【００１４】
上記の任意の更なる実施形態では、カムは、可動要素に回転可能に取り付けられる固定アームの遠位端に結合される。駆動リンクは、リフト機構が可動要素を展開するように、一端において主上面に及び他方端においてスロット付き回転ジョイントを介してヒンジ式下面に枢動可能に取り付けられる。最初に第１の構成において、フラップリンク機構は、主上面に向かってヒンジ式下面を枢動させて、第２の構成をもたらす。第１の構成の鈍角後部断面を有する翼断面は、鈍角後部断面を垂直に向けられたガーニーフラップに変形する。
【００１５】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構は、収容位置から展開位置に弓状経路に沿って上方及び後方に可動要素を移動させるように構成される。
【００１６】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構は、収容位置から展開位置に弓状経路に沿って上方及び後方に可動要素を移動させるように構成される。
【００１７】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構が展開位置と空気ブレーキ位置との間で可動要素を移動させるときに、フラップ機構のカムは、第１の構成に戻るようにヒンジ式下面を駆動する。
【００１８】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構が展開位置と収容位置との間で可動要素を移動させるときに、フラップ機構のカムは、第１の構成に戻るようにヒンジ式下面を駆動する。
【００１９】
上記の任意の更なる実施形態では、可動要素の平面図形状は、減少した中央断面を含む。ヒンジ式下面は、可動要素の外端において２つの部分に分けられる。２つの同一のフラップリンク機構は、２つの固定アームの各々によって個別に利用及び駆動される。
【００２０】
上記の任意の更なる実施形態では、第１及び第２のアクチュエータは油圧式である。
【００２１】
上記の任意の更なる実施形態では、第２のアクチュエータの各々は、フランジを含むシリンダに固定されるカバーの下に配置されるバネを含む。第２のアクチュエータの各々のロッドは、各第２のアクチュエータのシリンダに対して伸縮自在に配置される。バネは、拡張アクチュエータ位置において、各第２のアクチュエータのカバーとフランジとの間で圧縮状態に有る。バネは、空気ブレーキ位置を提供する折り畳み位置へと各ロッドを各シリンダに押し込むように構成される。
【００２２】
別の例示的な実施形態では、展開可能車両後部ウイングは、主上面及びヒンジ式下面から構築される後部設置型可動要素を含む。それは、第１の構成において、車体の周囲スタイル表面に緊密に適合し、第２の構成において、拡張位置を提供するように構成される組み込みガーニーフラップを有する翼断面を提供する。リフト機構は、支持構造を含む。一対のリフトレバーが、支持構造に枢動可能に取り付けられる。一対の固定アームが、リフトレバーに相互接続され且つ支持構造に枢動可能に取り付けられる一対のガイドカラーと協働する。第１のアクチュエータは、リフトレバー及び支持構造に相互接続され、且つリフトレバーを回転させて、固定アームがガイドカラーを通して上昇させられることにより、収容位置と展開位置との間で可動要素を移動させるように構成される。一対の第２のアクチュエータは、可動要素及びリフトレバーに相互接続される。第２のアクチュエータは、展開位置と空気ブレーキ位置との間で可動要素を移動させるように構成される。フラップリンク機構が、可動要素に回転可能に取り付けられる固定アームの遠位端に結合されるカムを含む可動要素の中に包含される。駆動リンクは、リフト機構が可動要素を展開するように、一端において主上面に及び他方端においてスロット付き回転ジョイントを介してヒンジ式下面に回転可能に取り付けられる。最初に第１の構成において、フラップリンク機構は、主上面に向かってヒンジ式下面を枢動させて、第２の構成をもたらす。第１の構成の鈍角後部断面を有する翼断面は、鈍角後部断面を垂直に向けられたガーニーフラップに変形させる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本開示は、以下の詳細な記載を参照して添付の図面と併せて検討すると更に理解され得る。
【図１】車体の収容位置で示された展開可能車両後部ウイングの斜視図である。
【図２】その支持構造を含む収容位置で分離された示された展開可能車両後部ウイングの斜視図である。
【図３】その支持構造を除外した収容位置で分離して示された展開可能車両後部ウイングの斜視図である。
【図４】収容位置で示された展開可能車両後部ウイングの部分断面側面図である。
【図５】展開位置で示された展開可能車両後部ウイングの部分断面側面図である。
【図６】空気ブレーキ位置で示された展開可能車両後部ウイングの部分断面側面図である。
【図７】空気ブレーキ位置で分離して示された展開可能車両後部ウイングの斜視図である。
【図８Ａ】それぞれ収容及び展開位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【図８Ｂ】それぞれ収容及び展開位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【図９Ａ】それぞれ収容、展開及び空気ブレーキ位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【図９Ｂ】それぞれ収容、展開及び空気ブレーキ位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【図９Ｃ】それぞれ収容、展開及び空気ブレーキ位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
様々な態様又は個々の特徴の何れかを含む前の段落、請求項又は以下の記載及び図面の実施形態、例示及び代替物は、独立して又は任意の組み合わせで理解されてもよい。一実施形態に関連して記載された特徴は、このような特徴が非互換性でない限り、全ての実施形態に適用可能である。
【００２５】
従って、先行技術の制限に鑑みて、組み込まれたガーニーフラップを有する高効率翼断面を提供するように展開位置においてその断面を適応的に変化させながら、格納又は収用位置における車体のスタイル表面に緊密に適合する展開可能車両後部ウイングを提供することが有利であろう。更に、主展開システムの駆動機構を利用するリンク機構を介して適応的断面変化及びガーニーフラップ展開を提供することが非常に望ましい。
【００２６】
本発明の最初の実施形態において、車体のスタイル表面に緊密に一致する可動要素の下面が、収容及び展開位置の間で可動要素が動かされるように既定点の周りでヒンジ式で動くように適合され、下面は、垂直に延びるガーニーフラップを有する非常に望ましい鋭角の後縁を生み出すために、車体によって定義される断面の鈍角の後縁を無くすようにヒンジ軸の周りで回転する。主リフト機構は、その迎え角を増加させながら、車両を通過する空気の自由流の中に可動要素を持ち上げる結合運動経路を生み出す。断面変化は、関連する垂直揚力及び増加した迎え角によって、可動要素が完全に展開されるときに、それが関連するＬ／Ｄ効率を有する完全に最適化された翼断面になるように、主展開運動に結合されるリンク機構配置によって駆動される。このようにして、可動要素は、車体のスタイル表面に適合する審美的に優れた形状を提供すると共に、その収容位置において非常に少ないドラッグ又はダウンフォースを生み出す。更に、展開位置において、可動要素は、効率的なＬ／Ｄを有する高レベルのダウンフォースを提供するために最適化された迎え角で車両上の自由流の気流の中に位置付けられる組み込みガーニーフラップを有する高効率翼断面を提供する。
【００２７】
リフト機構の更なる特徴は、空気力学的ドラッグが車両を減速させるのを支援するように、高いブレーキ要求等の選択イベント時に極端な迎え角を生成する能力である。この空気ブレーキ位置の結果は、空気力学的ストールであるが極端に大きなドラッグをもたらす非常に非効率的な要素である。この状態では、可動要素の下面は、ガーニーフラップが格納された収容位置の形状に戻る。
【００２８】
図１は、車体１０のスタイル表面に適合するように設計されている組み込み可動要素１６を有する車体１０の後部を示す。図２は、可動要素１６と、図４に示されている収容位置から図５に示されている展開位置に弓状経路に沿って後方、上方及び正の迎え角へと可動要素１６を移動させるリフト機構２２の斜視図を示す。リフト機構２２は、図２に最良に示されるように、車体に固定される支持構造２４を含む。支持構造２４は、第１及び第２のブラケット２９、３１を含む。第１のブラケット２９によって提供される第１の枢動可能接続２８によって、リフトレバー２６が支持構造２４に対して回転するように設置される。
【００２９】
シリンダ３３及びロッド３５を含む第１のアクチュエータ３０（例えば、油圧式）が、第２の枢動可能接続３４においてバー３２を介して支持構造２４とリフトレバー２６との間に相互接続される。動作時に、ロッド３５は、可動要素１６を動かすための収容位置から展開位置へと格納され、これは第１の枢動接続２８の周りで後方にリフトレバー２６を回転させる。
【００３０】
第３の枢動可能接続３８においてリフトレバー２６の各対の間で一対の固定アーム３６が固定される。一対のガイドカラー４０が、各固定アーム３６において摺動可能に受け止められ、第４の枢動可能接続４２において第２のブラケット３１を介して支持構造２４に固定される。リフトレバー２６とは反対の固定アーム３６の端部は、第５の枢動可能接続４４において可動要素１６に接続される。
【００３１】
第６の枢動可能接続５０において固定される脚部４８によってリフトレバー２６の各対の間で一対の第２のアクチュエータ４６（例えば、油圧式）が固定される。第２のアクチュエータ４６は、各脚部４８に固定されるシリンダ５２を含み、ロッド５４が、シリンダ５２から延びて、第７の枢動可能接続５６において可動要素１６に接続される。第２のアクチュエータ４６は、格納及び展開された位置を通して拡張位置に有る。
【００３２】
可動要素１６は、後縁６８を有する主上面５８及びヒンジ式下面６０を含む。可動要素は、その内部容積の中で横方向に延びる補強リブ６２を含む。ヒンジ式下面６０は、後縁６８の付近に配置されるリップ７０を含む。ヒンジ式下面６０は、補強リブ６２におけるヒンジ６４を介して主上面５８に回転可能に固定される。主上面５８及びヒンジ式下面６０は共に、図８Ａに最良に示されている第１の構成では、車体の周囲スタイル表面に適合し、図８Ｂに最良に示されている第２の構成では、組み込みガーニーフラップを有する高効率の翼断面を提供する外面６６をもたらす。
【００３３】
第１の構成から第２の構成への可動要素１６の外面６６の遷移は、図４に示された収容位置から図５に示された展開位置へのリフト機構２２の移動に直接結合される。動作時に、第１のアクチュエータ３０が格納されると、リフトレバー２６は、上方及び後方に回転されて、ガイドカラー４０を通して固定アーム３６を上方にスライドさせる。リフト機構２２のコンポーネントの形状のために、可動要素１６が後方及び上方に移動すると、その迎え角も増加される。
【００３４】
例示の実施形態では、ヒンジ式下面６０は、別個のアクチュエータを使用せずに第１の構成と第２の構成との間で駆動されるが、それは所望の場合には使用されてもよい。その代わり、ヒンジ止め下面は、リフト機構２２の変化する形状のために動かされる連結コンポーネントを使用して受動的に駆動され、これは図８Ａ−８Ｂに関連してより詳細に記載される。図５に示されるように、可動要素１６が展開位置に到達すると、ヒンジ式下面６０は、後縁６８を超えてリップ７０を延ばしている第２の構成に移動する。このようにして、リップ７０は、展開された可動要素の空気力学的効率を大きく高める鋭角の後縁の翼におけるガーニーフラップの効果を生み出す。
【００３５】
図３、４及び５を参照すると、第２のアクチュエータ４６の各々が、シリンダ５２に固定されるカバー７３の下に配置されるバネ７４を含んでいる。ロッド５４は、シリンダ５２と協働し、且つフランジ７２を含む。バネ７４は、拡張位置において第２のアクチュエータ４６によってカバー７３とフランジ７２との間で圧縮状態に有る。動作時に、展開位置（図５）から空気ブレーキ位置（図６）に可動要素１６を移動させるために、シリンダ５２に関係付けられる油圧式バルブが開き、これはバネ７４がシリンダ５２の中にロッド５４を押し込んで、第２のアクチュエータ４６を折り畳むことを可能にする。可動要素１６における空気力学的な力が、固定アーム３６の枢動可能接続４４の前に位置付けられる枢動可能接続５６において取り付けられる第２のアクチュエータ４６の折り畳みを支援する。例示的な実施形態では、可動要素１６が空気ブレーキ位置に移動すると、ガーニーフラップが格納されることによって、ヒンジ式下面６０は第１の構成に戻る。
【００３６】
ヒンジ式下面６０の作動は、図９Ａ−９Ｃに関連してより詳細に説明される。シャフト７６は、枢動可能接続４４と同軸に各固定アーム３６から外側に横方向に延びる。各シャフト７６は、インターロック機能によって枢動可能接続４４に対して回転可能に固定される。
【００３７】
図９Ａを参照すると、第１の支持ブラケット８２が主上面５８に固定され、第２の支持ブラケット８４がヒンジ式下面６０に固定されている。フラップリンク機構８６が、第１及び第２の支持ブラケット８２、８４の間に結合される。ヒンジ式下面６０は、図７の陰線によって示されるように、可動要素１６の外端において２つの部分に分けられる。可動要素１６の平面図の形状は、減少した中央断面１２０を含んでいる。２つの同一のフラップリンク機構８６は、２つの固定アーム３６の各々によって個別に利用及び駆動される。
【００３８】
フラップリンク機構８６は、旋回軸９０によって一端が第１の支持ブラケット８２に取り付けられる駆動リンク８８を含む。第２の支持ブラケット８４は、駆動リンク８８の他端において第１のピン９４を受け入れるスロット９５を含む。スロット９５は、第１の支持ブラケット８２上に既に設置されている駆動リンク８８が組み立てられている間、ヒンジ式下面６０が主上面５８に固定されることを可能にする。
【００３９】
フラップリンク機構８６は、シャフト７６に固定されるカム９２を含む。駆動リンク８８から延びる第２のピン９６は、傾斜面１００を含むスロット付き回転ジョイントを提供するためにカム９２におけるスロット９８の中に受け入れられる。図９Ａ、９Ｂ及び９Ｃを参照すると、可動要素１６が収容、展開及び空気ブレーキ位置に有ることにそれぞれ対応する３つの位置で第２のピン９６が示されている。図示のように、シャフト７６は、可動要素１６の全ての動作位置を通してカム９２の位置を維持する。しかしながら、可動要素１６は、リフト機構２２の形状が変化するときにカム９２に対して関節接合する。可動要素１６が収容位置（図９Ａ）から展開位置（図９Ｂ）に関節接合すると、駆動リンク８８は上方に傾いて、第２のピン９６によって傾斜面１００を上に移動させて、これは、第１のピン９４が第２の支持ブラケット８４上で上方に引っ張られるときに主上面５８に向かってヒンジ６４の周囲でヒンジ式下面６０を回転させる。
【００４０】
可動要素１６が展開位置（図９Ｂ）から空気ブレーキ位置（図９Ｃ）に関節接合し続けると、第２のピン９６は、傾斜面１００からスライドしてスロット９８に戻り、これはヒンジ式下面６０が格納位置に戻ることを可能にする。
【００４１】
また、例示の実施形態には特定のコンポーネントの配置が開示されているが、それによって他の配置も利益を得ることが理解されるべきである。特定のステップシーケンスが示され且つ記載されているが、ステップは特段の定めが無ければ任意の順番で行われ、分離され又は組み合わされてもよく、本発明から利益を得ることが理解されるべきである。
【００４２】
異なる例は例示された特定のコンポーネントを有するが、本発明の実施形態は、こうした特定の組合せに限定されない。一例によるコンポーネント又は特徴の一部を別の例による特徴又はコンポーネントと組み合わせて使用することも可能である。
【００４３】
例示の実施形態が開示されているが、当業者であれば所定の修正が特許請求の範囲内に入ることを認識するであろう。この理由のために、以下の請求項は真の範囲及び内容を決定するよう検討されるべきである。
【図１】
2019505434.tif 000003
【図２】
2019505434.tif 000004
【図３】
2019505434.tif 000005
【図４】
2019505434.tif 000006
【図５】
2019505434.tif 000007
【図６】
2019505434.tif 000008
【図７】
2019505434.tif 000009
【図８Ａ】
2019505434.tif 000010
【図８Ｂ】
2019505434.tif 000011
【図９Ａ】
2019505434.tif 000012
【図９Ｂ】
2019505434.tif 000013
【図９Ｃ】
2019505434.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月7日(2018.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後縁ガーニーフラップを拡張しながら同時にその断面形状を適応的に最適化する展開可能車両後部ウイングに関する。
【０００２】
（関連出願への相互参照）
本願は、２０１６年１月１１日に出願された米国仮出願第６２／２７７，０４５号への優先権を主張し、それは参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
展開可能後部空力要素は、一般には、幾何学的断面が典型的には車両スタイルによって制限されるので、高動作効率を提供することができない。本願は、単純な機械的リンクを使用して、拡張されるガーニーフラップによって高効率翼断面をもたらすように、展開されるときに空力要素の幾何学的形状を自動的に修正することによりこの制限を克服する。
【０００４】
車両の後部に設置されるウイング断面は、最終的にハンドリング性能を向上させる空力ダウンフォースを増加させるのが望ましいことが理解されるであろう。しかしながら、補助ウイングが空力ドラッグを増加させるため、車両の燃費及び最高速度能力を悪化させることも知られている。従って、相対的に低いドラッグを達成するために格納され且つより高い車両力学性能が要求される場合に展開され得る展開可能空力要素を利用することが一般的になってきている。しかしながら、殆どの展開可能な空力要素の制限は、幾何学的断面が典型的には効率を制限する車両スタイルに適合されなければならないということである。ウイング要素の場合、空力効率は、揚抗比又はＬ／Ｄのことを言う。ここで、揚力はダウンフォースの反対であり、車両における負数として表される。所与のドラッグに対して負の揚力又はダウンフォースが高くされ得るほど、計算される効率は高くなる。反対に、所与のダウンフォースに対してドラッグが低くなるほど、計算される効率は高くなり得る。航空機産業は、ベルヌーイの原理及び連続流動場の性質によって記述される基礎流体力学を利用してウイングの断面形状を最適化するのに相当な労力を費やしてきた。固定ウイングの車両応用において、断面及び翼幅形状の慎重な開発によって最大４のＬ／Ｄ効率が達成された。しかしながら、こうした断面及び形状は目的のために高度に専用化され、そのため道路車両のスタイル形状には適合しない。
【０００５】
ＤｅａｖｅｒのＵＳ４５５８８９８及びＭｕｒｋｅｔｔ等のＵＳ５６７８８８４は共に、車両における固定ウイングの応用を記載しており、高効率のウイング断面に必要とされる専用形状を明示している。これらの断面及び形状は、これらが取り付けられる車体のスタイル面に明確に適合しない。ＷｉｌｌｉａｍｓのＵＳ７２１３８７０は、車両に固定される新規な調節可能な後部ウイングを記載しており、アクチュエータ及びコントローラを使用してコード長及び断面の迎え角が適応的に変更され得る。このようにして、後部ウイングのＬ／Ｄは、車両操作中に自動的に修正され得る。一般には、ウイング断面のコード長の増加は、ドラッグに対して最小の効果を有するより大きなダウンフォースを生成し、より効率的なＬ／Ｄをもたらし、ウイング断面の迎え角の増加は、ドラッグに対する大きな効果を有するより大きなダウンフォースを生成し、効率の低いＬ／Ｄをもたらす。‘８９８、‘８８４及び‘８７０の特許は、これらが設置される車体のスタイル形状に適合せず、関連するドラッグが常に車両に与えられるように恒久的に展開される目的で開発された断面を利用することに留意するべきである。
【０００６】
Ｓｃｈｌｅｉｃｈｅｒ等のＵＳ４７７３６９２は、車体から離れて傾斜位置に展開可能後部スポイラ又は風向板を移動させる二重モーションを生成する新規な機構配置を使用して、格納位置と拡張位置との間で移動され得る展開可能後部スポイラを記載している。機構配置は、電気モータ及びケーブルドライブと併せて弓状調節装置及びガイドチャネルから成る。しかしながら、風向板の断面は、その格納位置に有る場合に、車体のスタイル形状に適合するように設計されているので、明確に最適化された翼形状を有していない。展開されると、それは、車体のスタイル形状に一致しなくてはならないことにより決定される、その収容位置から増加した迎え角によって方向付けられるという利点を提供し、それにより単純な垂直変換がもたらすよりも大きなダウンフォースを生成する。しかしながら、潜在的に適切なダウンフォースを生成することができるが、‘６９２のスポイラの非翼断面は、非常に非効率なＬ／Ｄを有するため、展開時に大きなドラッグを生み出すであろう。
【０００７】
Ｄｕｒｍ等のＵＳ４８５４６３５は、格納された静止位置から拡張された動作位置へと車両の後部における空気誘導配置の動きに関する独自の駆動機構を特に請求している。空気誘導デバイス自体は、翼断面に類似せずに、車両の傾斜した後部側における可動パネルとして明確に示されており、車体上を移動する空気の流動場に非連続性を生み出す方法として純粋に機能するように見える。スポイラは、車体のスタイル形状が生み出す正の揚力を消去するように単純に構成されるという点で、ウイングとは大きく異なる機能を実行する。‘６３５の空気誘導配置の場合、拡張位置において可動パネルの下に気流が無く、これはウイングの重大な動作要件である。従って、パネルは、スタイル形状が生成する揚力を消去するように、車両の後側部における気流を撹乱することができるだけであり、車両揚力に正の変化をもたらすが、それは実際に測定可能なＬ／Ｄ効率を生成しないであろう。
【０００８】
ＧｏｅｎｕｅｌｄｉｎｅのＵＳ８１１３５７１は、位置決め機構を使用して後端に対して可動な車両の後端における空気誘導デバイスを記載している。‘５７１特許は、その空気力学的及び航空音響学的性能を改善するのに役立つように空気誘導デバイスの下側に位置決め機構を取り付けるための新規なやり方を請求しているが、ウイング及びスポイラの両方として記載された空気誘導デバイスの断面は、明確に完全に最適化された翼形状ではない。しかしながら、可動式空気誘導デバイスが展開時に最適断面により近づくように、車体のスタイル形状は空気力学的に効率的な形状を有するように作成されているように見える。車体に一致するように構成される鈍角の後縁（ｂｌｕｎｔ  ｔｒａｉｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）等の形状の態様は、空気誘導デバイスのＬ／Ｄ効率を大きく低下させる。
【０００９】
Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ等のＵＳ８９４４４８９は、車体に対して、及び追加的に必要であれば第３の空気ブレーキ状態に対して、上昇位置と下降位置との間でウイング要素を移動させるように構成される車両のための可変空気力学デバイスを請求している。展開機構は、下降位置における小さな迎え角、上昇位置における大きな迎え角、空気ブレーキ位置における極めて大きなドラッグの迎え角をもたらす新規な誘導支柱及びリンク機構配置を介して油圧アクチュエータによって駆動されるように構成される。このようにして、ウイング要素は、下降位置において最小のドラッグ及びダウンフォース、上昇位置において増加したダウンフォースと共にドラッグ、並びにダウンフォースの多少の増加と共に空気ブレーキ位置において極めて高いドラッグを生成する。しかしながら、この第３の位置のＬ／Ｄ効率は、ウイング要素の下側における気流が表面から分離して、流動場に大きな撹乱を引き起こすことでベルヌーイの原理が当てはまらなくなるストールとして知られる望ましくない空気力学的特性のために極めて不十分であろう。また、‘４８９特許のウイング要素は、下降位置における車体のスタイル面に一致するように伝統的な翼断面に適合しないことが例示から明らかである。そのため、ウイング要素のＬ／Ｄ効率は最適からはほど遠いであろう。
【００１０】
一般に、最適化されたウイング断面の揚力及びドラッグは、フラップ又はスラットとして知られる主表面への拡張を加えることにより修正され得ることが理解される。航空機では、こうした拡張は展開可能であり、離陸及び着陸の支援としてより低い対気速度で増加して揚力を生み出すように構成される。こうしたデバイスの展開は、一般には、比例的にドラッグを増加させ、殆どの場合、ウイングのＬ／Ｄ効率を実際に低下させる。デバイスは、追加の揚力が必要とされず、増加したドラッグが非常に望ましくないときは通常飛行のために格納される。こうしたタイプのデバイスの特定のサブセットでは、ウイング断面の後縁における比較的小型で直立した薄片フラップの追加が、ドラッグの増加よりも不均衡に大きなダウンフォースの増加を生み出し、より高いＬ／Ｄ効率をもたらすことが発見された。Ｌ／Ｄの増加を達成するために最も高い制限及び厚みに関係付けられるパラメータは周知であり、デバイスは、一般には、ガーニーフラップと呼ばれている。競争車両における固定ウイングは、ガーニーフラップ無しでは滅多に実装されない。しかしながら、直立フラップは格納位置において大きなドラッグを生み出すと共に車体のスタイル面に一致するのが困難なので、展開可能な車両後部ウイングにおけるガーニーフラップの使用は採用されなかった。
【００１１】
Ｅｇｅｒ等のＵＳ５１４１２８１は、車体と面一な非動作位置から車両の傾斜した後側又はファーストバックを通る気流の分離を生み出す動作位置にフラップが動かされる車両用の新規な後端スポイラの配置を請求している。デバイスはスポイラとして技術的に記載されるべきであるので、特許の明細書及び請求項における移動要素を定義するためのフラップと言う用語の使用は適切ではない。この移動要素は、先に参照したＤｕｒｍ等の‘６３５特許に記載されたのと同様に働く。‘６３５及び‘２８１の両特許のフラップ又はスポイラは、車体のスタイル形状が生み出す正の揚力を除去するが、翼形ウイングの重大な動作要件であるその動作位置における要素の下の気流を有さない。‘２８１の発明の更なる新規性は、フラップとは別に構築され、車両の横断方向に独立して延びる気流分離要素の包含であり、スポイラ配置の動作位置において、分離要素はフラップの後端に隣接して延びる。この分離要素は主スポイラの後縁において垂直に向けられた薄い断面の特徴であるが、それが修正する主断面は翼ではないのでそれはガーニーフラップではなく、隔離された要素に関係付けられる効率性が無いので空気力学的効果はＬ／Ｄ効率を増加させないであろう。
【発明の概要】
【００１２】
１つの例示的な実施形態では、展開可能車両後部ウイングは、主上面及びヒンジ式下面から構築される後部設置型可動要素であって、第１の構成において、車体の周囲スタイル表面に緊密に適合し、第２の構成において、拡張位置を提供するように構成される組み込みガーニーフラップを有する翼断面を提供する、可動要素を含む。リフト機構は、回転式リンク機構及びスライド式コンポーネントの配置を含み、第１のアクチュエータが、収容位置と展開位置との間で可動要素を移動させるために一対の固定アームを駆動するように構成される。リフト機構は、可動要素及び回転式リンク機構に相互接続される一対の第２のアクチュエータを含む。第２のアクチュエータは、展開位置と空気ブレーキ位置との間で可動要素を移動させるように構成される。フラップリンク機構は、可動要素の中に包含され、主上面とヒンジ式下面との間で結合される。フラップリンク機構は、固定アームに対して固定されるカムを組み込んでおり、フラップリンク機構は、カムとフラップリンク機構との間の相対位置の変化に応答して、ガーニーフラップが拡張位置に有る第２の構成にヒンジ式下面を移動させるように構成される。
【００１３】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構は、支持構造を含む。一対のリフトレバーが、支持構造に枢動可能に取り付けられる。一対の固定アームは、リフトレバーに相互接続される。一対のガイドカラーが、支持構造に枢動可能に取り付けられる。第１のアクチュエータは、リフトレバー及び支持構造に相互接続され、且つリフトレバーを回転させて、固定アームがガイドカラーを通して上昇させられることにより、収容位置と展開位置との間で可動要素を移動させるように構成される。一対の第２のアクチュエータは、可動要素及びリフトレバーに相互接続される。
【００１４】
上記の任意の更なる実施形態では、カムは、可動要素に回転可能に取り付けられる固定アームの遠位端に結合される。駆動リンクは、リフト機構が可動要素を展開するように、一端において主上面に及び他方端においてスロット付き回転ジョイントを介してヒンジ式下面に枢動可能に取り付けられ、最初に第１の構成において、フラップリンク機構は、主上面に向かってヒンジ式下面を枢動させて、第２の構成をもたらす。第１の構成の鈍角後部断面を有する翼断面は、鈍角後部断面を垂直に向けられたガーニーフラップに変形する。
【００１５】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構は、収容位置から展開位置に弓状経路に沿って上方及び後方に可動要素を移動させるように構成される。
【００１６】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構が展開位置と空気ブレーキ位置との間で可動要素を移動させるときに、フラップ機構のカムは、第１の構成に戻るようにヒンジ式下面を駆動する。
【００１７】
上記の任意の更なる実施形態では、リフト機構が展開位置と収容位置との間で可動要素を移動させるときに、フラップ機構のカムは、第１の構成に戻るようにヒンジ式下面を駆動する。
【００１８】
上記の任意の更なる実施形態では、可動要素の平面図形状は、減少した中央断面を含む。ヒンジ式下面は、可動要素の外端において２つの部分に分けられる。２つの同一のフラップリンク機構は、２つの固定アームの各々によって個別に利用及び駆動される。
【００１９】
上記の任意の更なる実施形態では、第１及び第２のアクチュエータは油圧式である。
【００２０】
上記の任意の更なる実施形態では、第２のアクチュエータの各々は、フランジを含むシリンダに固定されるカバーの下に配置されるバネを含む。第２のアクチュエータの各々のロッドは、各第２のアクチュエータのシリンダに対して伸縮自在に配置される。バネは、拡張アクチュエータ位置において、各第２のアクチュエータのカバーとフランジとの間で圧縮状態に有る。バネは、空気ブレーキ位置を提供する折り畳み位置へと各ロッドを各シリンダに押し込むように構成される。
【００２１】
別の例示的な実施形態では、展開可能車両後部ウイングは、主上面及びヒンジ式下面から構築される後部設置型可動要素を含む。それは、第１の構成において、車体の周囲スタイル表面に緊密に適合し、第２の構成において、拡張位置を提供するように構成される組み込みガーニーフラップを有する翼断面を提供する。リフト機構は、支持構造を含む。一対のリフトレバーが、支持構造に枢動可能に取り付けられる。一対の固定アームが、リフトレバーに相互接続され且つ支持構造に枢動可能に取り付けられる一対のガイドカラーと協働する。第１のアクチュエータは、リフトレバー及び支持構造に相互接続され、且つリフトレバーを回転させて、固定アームがガイドカラーを通して上昇させられることにより、収容位置と展開位置との間で可動要素を移動させるように構成される。一対の第２のアクチュエータは、可動要素及びリフトレバーに相互接続される。第２のアクチュエータは、展開位置と空気ブレーキ位置との間で可動要素を移動させるように構成される。フラップリンク機構が、可動要素に回転可能に取り付けられる固定アームの遠位端に結合されるカムを含む可動要素の中に包含される。駆動リンクは、リフト機構が可動要素を展開するように、一端において主上面に及び他方端においてスロット付き回転ジョイントを介してヒンジ式下面に回転可能に取り付けられ、最初に第１の構成において、フラップリンク機構は、主上面に向かってヒンジ式下面を枢動させて、第２の構成をもたらす。第１の構成の鈍角後部断面を有する翼断面は、鈍角後部断面を垂直に向けられたガーニーフラップに変形させる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本開示は、以下の詳細な記載を参照して添付の図面と併せて検討すると更に理解され得る。
【図１】車体の収容位置で示された展開可能車両後部ウイングの斜視図である。
【図２】その支持構造を含む収容位置で分離された示された展開可能車両後部ウイングの斜視図である。
【図３】その支持構造を除外した収容位置で分離して示された展開可能車両後部ウイングの斜視図である。
【図４】収容位置で示された展開可能車両後部ウイングの部分断面側面図である。
【図５】展開位置で示された展開可能車両後部ウイングの部分断面側面図である。
【図６】空気ブレーキ位置で示された展開可能車両後部ウイングの部分断面側面図である。
【図７】空気ブレーキ位置で分離して示された展開可能車両後部ウイングの斜視図である。
【図８Ａ】それぞれ収容及び展開位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【図８Ｂ】それぞれ収容及び展開位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【図９Ａ】それぞれ収容、展開及び空気ブレーキ位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【図９Ｂ】それぞれ収容、展開及び空気ブレーキ位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【図９Ｃ】それぞれ収容、展開及び空気ブレーキ位置で示された展開可能車両後部ウイングの分離された部分断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
様々な態様又は個々の特徴の何れかを含む前の段落、請求項又は以下の記載及び図面の実施形態、例示及び代替物は、独立して又は任意の組み合わせで理解されてもよい。一実施形態に関連して記載された特徴は、このような特徴が非互換性でない限り、全ての実施形態に適用可能である。
【００２４】
従って、先行技術の制限に鑑みて、組み込まれたガーニーフラップを有する高効率翼断面を提供するように展開位置においてその断面を適応的に変化させながら、格納又は収用位置における車体のスタイル表面に緊密に適合する展開可能車両後部ウイングを提供することが有利であろう。更に、主展開システムの駆動機構を利用するリンク機構を介して適応的断面変化及びガーニーフラップ展開を提供することが非常に望ましい。
【００２５】
本発明の最初の実施形態において、車体のスタイル表面に緊密に一致する可動要素の下面が、収容及び展開位置の間で可動要素が動かされるように既定点の周りでヒンジ式で動くように適合され、下面は、垂直に延びるガーニーフラップを有する非常に望ましい鋭角の後縁を生み出すために、車体によって定義される断面の鈍角の後縁を無くすようにヒンジ軸の周りで回転する。主リフト機構は、その迎え角を増加させながら、車両を通過する空気の自由流の中に可動要素を持ち上げる結合運動経路を生み出す。断面変化は、関連する垂直揚力及び増加した迎え角によって、可動要素が完全に展開されるときに、それが関連するＬ／Ｄ効率を有する完全に最適化された翼断面になるように、主展開運動に結合されるリンク機構配置によって駆動される。このようにして、可動要素は、車体のスタイル表面に適合する審美的に優れた形状を提供すると共に、その収容位置において非常に少ないドラッグ又はダウンフォースを生み出す。更に、展開位置において、可動要素は、効率的なＬ／Ｄを有する高レベルのダウンフォースを提供するために最適化された迎え角で車両上の自由流の気流の中に位置付けられる組み込みガーニーフラップを有する高効率翼断面を提供する。
【００２６】
リフト機構の更なる特徴は、空気力学的ドラッグが車両を減速させるのを支援するように、高いブレーキ要求等の選択イベント時に極端な迎え角を生成する能力である。この空気ブレーキ位置の結果は、空気力学的ストールであるが極端に大きなドラッグをもたらす非常に非効率的な要素である。この状態では、可動要素の下面は、ガーニーフラップが格納された収容位置の形状に戻る。
【００２７】
図１は、車体１０のスタイル表面に適合するように設計されている組み込み可動要素１６を有する車体１０の後部を示す。図２は、可動要素１６と、図４に示されている収容位置から図５に示されている展開位置に弓状経路に沿って後方、上方及び正の迎え角へと可動要素１６を移動させるリフト機構２２の斜視図を示す。リフト機構２２は、図２に最良に示されるように、車体に固定される支持構造２４を含む。支持構造２４は、第１及び第２のブラケット２９、３１を含む。第１のブラケット２９によって提供される第１の枢動可能接続２８によって、リフトレバー２６が支持構造２４に対して回転するように設置される。
【００２８】
シリンダ３３及びロッド３５を含む第１のアクチュエータ３０（例えば、油圧式）が、第２の枢動可能接続３４においてバー３２を介して支持構造２４とリフトレバー２６との間に相互接続される。動作時に、ロッド３５は、可動要素１６を動かすための収容位置から展開位置へと格納され、これは第１の枢動接続２８の周りで後方にリフトレバー２６を回転させる。
【００２９】
第３の枢動可能接続３８においてリフトレバー２６の各対の間で一対の固定アーム３６が固定される。一対のガイドカラー４０が、各固定アーム３６において摺動可能に受け止められ、第４の枢動可能接続４２において第２のブラケット３１を介して支持構造２４に固定される。リフトレバー２６とは反対の固定アーム３６の端部は、第５の枢動可能接続４４において可動要素１６に接続される。
【００３０】
第６の枢動可能接続５０において固定される脚部４８によってリフトレバー２６の各対の間で一対の第２のアクチュエータ４６（例えば、油圧式）が固定される。第２のアクチュエータ４６は、各脚部４８に固定されるシリンダ５２を含み、ロッド５４が、シリンダ５２から延びて、第７の枢動可能接続５６において可動要素１６に接続される。第２のアクチュエータ４６は、格納及び展開された位置を通して拡張位置に有る。
【００３１】
可動要素１６は、後縁６８を有する主上面５８及びヒンジ式下面６０を含む。可動要素は、その内部容積の中で横方向に延びる補強リブ６２を含む。ヒンジ式下面６０は、後縁６８の付近に配置されるリップ７０を含む。ヒンジ式下面６０は、補強リブ６２におけるヒンジ６４を介して主上面５８に回転可能に固定される。主上面５８及びヒンジ式下面６０は共に、図８Ａに最良に示されている第１の構成では、車体の周囲スタイル表面に適合し、図８Ｂに最良に示されている第２の構成では、組み込みガーニーフラップを有する高効率の翼断面を提供する外面６６をもたらす。
【００３２】
第１の構成から第２の構成への可動要素１６の外面６６の遷移は、図４に示された収容位置から図５に示された展開位置へのリフト機構２２の移動に直接結合される。動作時に、第１のアクチュエータ３０が格納されると、リフトレバー２６は、上方及び後方に回転されて、ガイドカラー４０を通して固定アーム３６を上方にスライドさせる。リフト機構２２のコンポーネントの形状のために、可動要素１６が後方及び上方に移動すると、その迎え角も増加される。
【００３３】
例示の実施形態では、ヒンジ式下面６０は、別個のアクチュエータを使用せずに第１の構成と第２の構成との間で駆動されるが、それは所望の場合には使用されてもよい。その代わり、ヒンジ止め下面は、リフト機構２２の変化する形状のために動かされる連結コンポーネントを使用して受動的に駆動され、これは図８Ａ−８Ｂに関連してより詳細に記載される。図５に示されるように、可動要素１６が展開位置に到達すると、ヒンジ式下面６０は、後縁６８を超えてリップ７０を延ばしている第２の構成に移動する。このようにして、リップ７０は、展開された可動要素の空気力学的効率を大きく高める鋭角の後縁の翼におけるガーニーフラップの効果を生み出す。
【００３４】
図３、４及び５を参照すると、第２のアクチュエータ４６の各々が、シリンダ５２に固定されるカバー７３の下に配置されるバネ７４を含んでいる。ロッド５４は、シリンダ５２と協働し、且つフランジ７２を含む。バネ７４は、拡張位置において第２のアクチュエータ４６によってカバー７３とフランジ７２との間で圧縮状態に有る。動作時に、展開位置（図５）から空気ブレーキ位置（図６）に可動要素１６を移動させるために、シリンダ５２に関係付けられる油圧式バルブが開き、これはバネ７４がシリンダ５２の中にロッド５４を押し込んで、第２のアクチュエータ４６を折り畳むことを可能にする。可動要素１６における空気力学的な力が、固定アーム３６の枢動可能接続４４の前に位置付けられる枢動可能接続５６において取り付けられる第２のアクチュエータ４６の折り畳みを支援する。例示的な実施形態では、可動要素１６が空気ブレーキ位置に移動すると、ガーニーフラップが格納されることによって、ヒンジ式下面６０は第１の構成に戻る。
【００３５】
ヒンジ式下面６０の作動は、図９Ａ−９Ｃに関連してより詳細に説明される。シャフト７６は、枢動可能接続４４と同軸に各固定アーム３６から外側に横方向に延びる。各シャフト７６は、インターロック機能によって枢動可能接続４４に対して回転可能に固定される。
【００３６】
図９Ａを参照すると、第１の支持ブラケット８２が主上面５８に固定され、第２の支持ブラケット８４がヒンジ式下面６０に固定されている。フラップリンク機構８６が、第１及び第２の支持ブラケット８２、８４の間に結合される。ヒンジ式下面６０は、図７の陰線によって示されるように、可動要素１６の外端において２つの部分に分けられる。可動要素１６の平面図の形状は、減少した中央断面１２０を含んでいる。２つの同一のフラップリンク機構８６は、２つの固定アーム３６の各々によって個別に利用及び駆動される。
【００３７】
フラップリンク機構８６は、旋回軸９０によって一端が第１の支持ブラケット８２に取り付けられる駆動リンク８８を含む。第２の支持ブラケット８４は、駆動リンク８８の他端において第１のピン９４を受け入れるスロット９５を含む。スロット９５は、第１の支持ブラケット８２上に既に設置されている駆動リンク８８が組み立てられている間、ヒンジ式下面６０が主上面５８に固定されることを可能にする。
【００３８】
フラップリンク機構８６は、シャフト７６に固定されるカム９２を含む。駆動リンク８８から延びる第２のピン９６は、傾斜面１００を含むスロット付き回転ジョイントを提供するためにカム９２におけるスロット９８の中に受け入れられる。図９Ａ、９Ｂ及び９Ｃを参照すると、可動要素１６が収容、展開及び空気ブレーキ位置に有ることにそれぞれ対応する３つの位置で第２のピン９６が示されている。図示のように、シャフト７６は、可動要素１６の全ての動作位置を通してカム９２の位置を維持する。しかしながら、可動要素１６は、リフト機構２２の形状が変化するときにカム９２に対して関節接合する。可動要素１６が収容位置（図９Ａ）から展開位置（図９Ｂ）に関節接合すると、駆動リンク８８は上方に傾いて、第２のピン９６によって傾斜面１００を上に移動させて、これは、第１のピン９４が第２の支持ブラケット８４上で上方に引っ張られるときに主上面５８に向かってヒンジ６４の周囲でヒンジ式下面６０を回転させる。
【００３９】
可動要素１６が展開位置（図９Ｂ）から空気ブレーキ位置（図９Ｃ）に関節接合し続けると、第２のピン９６は、傾斜面１００からスライドしてスロット９８に戻り、これはヒンジ式下面６０が格納位置に戻ることを可能にする。
【００４０】
また、例示の実施形態には特定のコンポーネントの配置が開示されているが、それによって他の配置も利益を得ることが理解されるべきである。特定のステップシーケンスが示され且つ記載されているが、ステップは特段の定めが無ければ任意の順番で行われ、分離され又は組み合わされてもよく、本発明から利益を得ることが理解されるべきである。
【００４１】
異なる例は例示された特定のコンポーネントを有するが、本発明の実施形態は、こうした特定の組合せに限定されない。一例によるコンポーネント又は特徴の一部を別の例による特徴又はコンポーネントと組み合わせて使用することも可能である。
【００４２】
例示の実施形態が開示されているが、当業者であれば所定の修正が特許請求の範囲内に入ることを認識するであろう。この理由のために、以下の請求項は真の範囲及び内容を決定するよう検討されるべきである。
【国際調査報告】
2019505434.tif 000015
2019505434.tif 000016