(57)【要約】【課題】簡単な構造で、車体の下に入り込む空気を整流することができる整流装置を提供する。【解決手段】整流装置１は、誘導部１０と、誘導部１０に配置されたプラズマアクチュエータ２０とを備えている。誘導部１０は、車体３０の前部に設けられている。また、誘導部１０は、走行する際に車体３０の下に入り込む空気を誘導する。プラズマアクチュエータ２０は、上記の空気を整流する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前部に設けられ、走行する際に前記車体の下に入り込む空気を誘導する誘導部と、
前記誘導部に配置され、前記空気を整流する少なくとも１つのプラズマアクチュエータとを備えたことを特徴とする整流装置。
【請求項２】
前記誘導部は、前記車体の前後方向に前記誘導部を貫通する第１の導風孔を有し、
前記少なくとも１つのプラズマアクチュエータは、前記第１の導風孔の内周面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の整流装置。
【請求項３】
前記誘導部は、更に、前記第１の導風孔から路面に向かう方向に前記誘導部を貫通する第２の導風孔を有することを特徴とする請求項２に記載の整流装置。
【請求項４】
前記内周面は、前記第１の導風孔の、前記車体の上下方向における中心よりも上方に位置する上部を含み、
前記少なくとも１つのプラズマアクチュエータは、前記上部に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の整流装置。
【請求項５】
前記第１の導風孔は、前記車体の幅方向に長い形状を有し、前記車体の幅方向の中心と交差することを特徴とする請求項２に記載の整流装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのプラズマアクチュエータは、１つのプラズマアクチュエータであり、
前記１つのプラズマアクチュエータは、前記車体の幅方向に長い形状を有し、前記車体の幅方向の中心と交差することを特徴とする請求項５に記載の整流装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのプラズマアクチュエータは、複数のプラズマアクチュエータであり、
前記複数のプラズマアクチュエータは、前記車体の幅方向に一列に並ぶように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の整流装置。
【請求項８】
前記誘導部は、前記車体のフロントバンパーの下部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の整流装置。
【請求項９】
前記誘導部は、前記車体のフロントバンパーの一部分であることを特徴とする請求項１に記載の整流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する際に車体の下に入り込む空気を整流する整流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両では、走行時に車体が受ける空気抵抗が、走行安定性や燃費に大きく影響する。この空気抵抗を低減する手段の一つとして、走行する際に車体の下に入り込む空気の流れを抑制する整流装置が知られている。
【０００３】
例えば、特開２０１１−６８２４０号公報には、自動車の速度に応じて上下に駆動する翼状整流板を備え、車体の下に入り込む空気の流れを抑制する整流装置が記載されている。
【０００４】
また、特開２００７−３１７６５６号公報には、放電プラズマの作用により気流を発生させる気流発生装置が記載されている。この気流発生装置は、自動車などの気体中を移動する移動体の側面と同一面になるように配設される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６８２４０号公報
【特許文献２】特開２００７−３１７６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特開２０１１−６８２４０号公報に開示された技術では、翼状整流板を上下に駆動させる可動部を設ける必要があり、その結果、整流装置の構造が複雑になったり、車体の重量が増加したりするという問題がある。
【０００７】
そこで、車体の下に入り込む空気の流れを抑制する代わりに、この空気を整流して、渦流の発生を抑制し、これにより、空気抵抗を低減することが考えられる。しかしながら、特開２００７−３１７６５６号公報に開示された技術では、車体の下に入り込む空気を整流することは考慮されていない。
【０００８】
そこで、本発明は、簡単な構造で、車体の下に入り込む空気を整流することができる整流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】
本発明の一態様の整流装置は、車体の前部に設けられ、走行する際に前記車体の下に入り込む空気を誘導する誘導部と、前記誘導部に配置され、前記空気を整流する少なくとも１つのプラズマアクチュエータとを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単な構造で、車体の下に入り込む空気を整流することができる整流装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る整流装置が設けられた自動車の車体を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る整流装置を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る整流装置を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における１つのプラズマアクチュエータを示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるプラズマアクチュエータの構成の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態における複数のプラズマアクチュエータを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。始めに、図１ないし図３を参照して、本発明の実施の形態に係る整流装置の構成について説明する。図１は、整流装置が設けられた自動車の車体を示す正面図である。図２および図３は、整流装置を示す断面図である。なお、図２および図３は、自動車の車体の幅方向の中心における断面を示している。
【００１３】
本実施の形態に係る整流装置１は、誘導部１０と、誘導部１０に配置された少なくとも１つのプラズマアクチュエータとを備えている。図１に示したように、誘導部１０は、車体３０の前部に設けられている。本実施の形態では特に、誘導部１０は、自動車の車体３０のフロントバンパー３１の下部に取り付けられている。
【００１４】
ここで、図１ないし図３を参照して、本実施の形態における方向の定義について説明する。本実施の形態では、車体３０の幅方向を記号Ｄ１で表し（図１参照）、車体３０の前後方向を記号Ｄ２で表す（図２および図３参照）。方向Ｄ１と方向Ｄ２は、互いに直交する。方向Ｄ２は、自動車の進行方向の前後方向でもある。また、基準の位置に対して、路面４０（図１参照）から遠ざかる方向にある位置を「上方」と言い、基準の位置に対して、路面４０に近づく方向にある位置を「下方」と言う。
【００１５】
図１ないし図３に示したように、誘導部１０は、第１の導風孔１１を有している。第１の導風孔１１は、車体３０の前後方向Ｄ２に誘導部１０を貫通している。図１において、記号Ｃを付した直線は、車体３０の幅方向Ｄ１の中心を表している。第１の導風孔１１は、車体３０の幅方向Ｄ１に長い形状を有し、車体３０の幅方向Ｄ１の中心Ｃと交差する。第１の導風孔１１は、車体３０の幅方向Ｄ１の中心Ｃに対して対称な形状を有することが好ましい。
【００１６】
また、図２および図３に示したように、誘導部１０は、更に、第２の導風孔１２を有している。第２の導風孔１２は、第１の導風孔１１から路面４０（図１参照）に向かう方向に誘導部１０を貫通している。図示しないが、第２の導風孔１２は、車体３０の幅方向Ｄ１に長い形状を有し、車体３０の幅方向Ｄ１の中心Ｃと交差する。第２の導風孔１２は、車体３０の幅方向Ｄ１の中心Ｃに対して対称な形状を有することが好ましい。
【００１７】
誘導部１０は、走行する際に車体３０の下に入り込む空気を誘導する機能を有している。図２および図３において、符号５１，５２を付した矢印は、走行時の空気の流れを表している。本実施の形態では、符号５１を付した矢印で表されるように、車体３０の前方から誘導部１０に向かって流れてくる空気の一部は、第１の導風孔１１によって誘導される。また、符号５２を付した矢印で表されるように、車体３０の前方から誘導部１０に向かって流れてくる空気の他の一部は、第２の導風孔１２によって誘導される。
【００１８】
なお、図２および図３において、符号３２を付した破線は、エンジンの下方に設けられたアンダーカバーを模式的に示している。図２に示したように、整流装置１とアンダーカバー３２の位置関係は、第１の導風孔１１がアンダーカバー３２の前端部よりも下方に位置するような関係であってもよい。この場合、第１および第２の導風孔１１，１２によって誘導された空気は、アンダーカバー３２の下側に入り込む。
【００１９】
あるいは、図３に示したように、整流装置１とアンダーカバー３２の位置関係は、第１の導風孔１１がアンダーカバー３２の前端部よりも上方に位置するような関係であってもよい。この場合、第１および第２の導風孔１１，１２によって誘導された空気は、アンダーカバー３２の上面に沿って流れた後、アンダーカバー３２の後端部（図示せず）から車体３０の下に入り込む。
【００２０】
図１ないし図３に示したように、本実施の形態では、少なくとも１つのプラズマアクチュエータは、１つのプラズマアクチュエータ２０である。図４は、プラズマアクチュエータ２０を示す正面図である。図４に示したように、プラズマアクチュエータ２０は、車体３０の幅方向Ｄ１に長い形状を有し、車体３０の幅方向Ｄ１の中心Ｃと交差する。プラズマアクチュエータ２０は、車体３０の幅方向Ｄ１の中心Ｃに対して対称な形状を有することが好ましい。
【００２１】
また、図２ないし図４に示したように、プラズマアクチュエータ２０は、第１の導風孔１１の内周面１１ａに配置されている。以下、プラズマアクチュエータ２０の配置について詳しく説明する。第１の導風孔１１の内周面１１ａは、第１の導風孔１１の、車体３０の上下方向における中心よりも上方に位置する上部１１ａ１と、前記中心よりも下方に位置する下部１１ａ２とを含んでいる。プラズマアクチュエータ２０は、上部１１ａ１に配置されている。なお、第２の導風孔１２は、下部１１ａ２において開口している。プラズマアクチュエータ２０は、第２の導風孔１２に対向している。
【００２２】
次に、図５を参照して、プラズマアクチュエータ２０の構成の一例について説明する。プラズマアクチュエータ２０は、誘電体材料よりなる誘電体層２１と、誘電体層２１の上面に配置された導電材料よりなる電極２２と、誘電体層２１の下面に配置された導電材料よりなる電極２３と、誘電体層２１の上面および電極２２を覆う絶縁材料よりなる絶縁層２４と、電源２５と、電源２５と電極２２，２３とを電気的に接続する配線２６とを有している。電極２２，２３は、それぞれ、平板状の形状を有している。電極２３は、電極２２よりも前方に配置されている。なお、電極２３は、誘電体層２１に埋め込まれていてもよい。
【００２３】
図５に示したプラズマアクチュエータ２０は、誘電体層２１の下面が路面４０（図１参照）に向くような姿勢で、第１の導風孔１１の内周面１１ａの上部１１ａ１に取り付けられている。
【００２４】
次に、プラズマアクチュエータ２０の動作について説明する。プラズマアクチュエータ２０は、その表面に沿って後方に流れる気流を発生させるものである。図５に示した構造のプラズマアクチュエータ２０の場合、電源２５によって、電圧が数〜数十ｋＶであり周波数が数〜数十ｋＨｚの交流電圧を電極２２，２３に印加すると、誘電体バリア放電が発生する。これにより、電極２３から電極２２に向かう方向に外力が発生する。その結果、誘電体層２１の下面に沿って、後方に流れる気流が発生する。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る整流装置１の作用および効果について説明する。本実施の形態では、プラズマアクチュエータ２０は、前述のように発生される気流によって、誘導部１０によって誘導された空気を整流する。具体的には、前記気流によって、第１の導風孔１１内を流れる空気の境界層の速度分布を変化させて、空気の剥離を抑制する。これにより、本実施の形態によれば、渦流の発生を抑制することができ、その結果、空気抵抗を低減して、走行安定性や燃費を改善することが可能になる。
【００２６】
また、本実施の形態では、電極２２，２３に印加させる交流電圧を変化させることによって、気流の速度を制御することができる。これにより、本実施の形態によれば、自動車の車速に応じた適切な整流を実行することが可能になる。
【００２７】
また、本実施の形態では、プラズマアクチュエータ２０は、可動部を含んでいない。これにより、本実施の形態によれば、可動部を含む構造の整流装置に比べて、構造が簡単になると共に、車体３０の重量の増加を抑制することができる。
【００２８】
また、本実施の形態では、プラズマアクチュエータ２０は、誘導部１０の第１の導風孔１１内に配置されている。これにより、本実施の形態によれば、車体３０の表面にプラズマアクチュエータ２０が配置されている場合に比べて、プラズマアクチュエータ２０への異物の付着や、小石等の飛来物および障害物とプラズマアクチュエータ２０との接触を防止することができる。
【００２９】
また、本実施の形態では、誘導部１０には、第１の導風孔１１に加えて、第２の導風孔１２が設けられている。これにより、本実施の形態によれば、第２の導風孔１２が設けられていない場合に比べて、誘導部１０によって誘導される空気の量を十分に多くすることができる。その結果、本実施の形態によれば、プラズマアクチュエータ２０による整流効果を十分に大きくすることができる。
【００３０】
また、本実施の形態では、プラズマアクチュエータ２０は、第１の導風孔１１の内周面１１ａの上部１１ａ１に配置されている。これにより、本実施の形態によれば、誘導部１０に、第２の導風孔１２を設けることができる。また、主に、第１の導風孔１１の内周面１１ａの上部１１ａ１によって受けた空気が、車体３０の下に入り込むように誘導される。そのため、本実施の形態によれば、プラズマアクチュエータ２０が第１の導風孔１１の内周面１１ａの下部１１ａ２に配置されている場合に比べて、より効果的に、車体３０の下に入り込む空気を整流することができる。
【００３１】
［変形例］
次に、図６を参照して、本実施の形態に係る整流装置１の変形例について説明する。変形例では、整流装置１は、プラズマアクチュエータ２０の代わりに、複数のプラズマアクチュエータ１２０を備えている。図６は、複数のプラズマアクチュエータ１２０を示す正面図である。図６に示したように、複数のプラズマアクチュエータ１２０は、車体３０の幅方向Ｄ１に一列に並ぶように配置されている。また、複数のプラズマアクチュエータ１２０は、第１の導風孔１１の内周面１１ａの上部１１ａ１に配置され、第２の導風孔１２（図２および図３参照）に対向している。
【００３２】
なお、複数のプラズマアクチュエータ１２０の各々の構造は、例えば、図５に示したプラズマアクチュエータ２０の構造と同様である。
【００３３】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。例えば、プラズマアクチュエータ２０または１２０の構造は、図５に示した例に限られず、任意である。
【００３４】
また、プラズマアクチュエータ２０または１２０は、その表面が、第１の導風孔１１の内周面１１ａに一致するように、誘導部１０に埋め込まれていてもよい。
【００３５】
また、誘導部１０は、フロントバンパー３１の一部分であってもよい。この場合、第１および第２の導風孔１１，１２は、フロントバンパー３１に設けられる。
【符号の説明】
【００３６】
１…整流装置、１０…誘導部、１１…第１の導風孔、１２…第２の導風孔、２０…プラズマアクチュエータ、２１…誘電体層、２２，２３…電極、２４…絶縁層、２５…電源、２６…配線、３０…車体、３１…フロントバンパー、３２…アンダーカバー、４０…路面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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