(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪の車両前方側に設けられ、車両上下方向に案内されて移動可能とされ、かつ車両前方側の端部に車両前方側の斜め下方を向く荷重受け面が設けられたスパッツと、
前記荷重受け面に車両前方側から荷重が入力された際に前記スパッツを車両上方に移動させるリンク機構を有し、
前記リンク機構は、
車両側に設けられ、車両上下方向に延び、前記スパッツを案内する第１案内部と、
前記スパッツに設けられ、車両前後方向に延びる第２案内部と、
前記車両側に設けられた軸部に一端が取り付けられて前記車両側に対して相対回転可能とされ、他端が該他端に対して回動自在なスライダを介して前記第２案内部に案内され、前記スライダの回転軸が前記軸部の中心の直下から外れた位置に下死点が設定されたアームと、
を有する車両用スパッツ装置。
【請求項２】
前記車両側と前記アームとの間に、前記アームの前記他端が下降する方向に前記アームを回転付勢する付勢手段が設けられている請求項１に記載の車両用スパッツ装置。
【請求項３】
前記軸部を回転駆動して、前記スパッツを上下動させる駆動源を有する請求項１又は請求項２に記載の車両用スパッツ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用スパッツ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪の車両前方側に設けられたスパッツを、車速等に応じて車両上下方向に移動させる装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４１６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の空力性能を高めるためには、スパッツをなるべく路面に近い位置まで下げることが望ましい。しかしながら、スパッツが路面に接近していると、路面の障害物と干渉し易くなる。上記した従来例では、このような障害物とスパッツとの干渉について何ら考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、スパッツが路面の障害物と干渉した際の、該スパッツの損傷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る車両用スパッツ装置は、車輪の車両前方側に設けられ、車両上下方向に案内されて移動可能とされ、かつ車両前方側の端部に車両前方側の斜め下方を向く荷重受け面が設けられたスパッツと、前記荷重受け面に車両前方側から荷重が入力された際に前記スパッツを車両上方に移動させるリンク機構とを有し、前記リンク機構は、車両側に設けられ、車両上下方向に延び、前記スパッツを案内する第１案内部と、前記スパッツに設けられ、車両前後方向に延びる第２案内部と、前記車両側に設けられた軸部に一端が取り付けられて前記車両側に対して相対回転可能とされ、他端が該他端に対して回動自在なスライダを介して前記第２案内部に案内され、前記スライダの回転軸が前記軸部の中心の直下から外れた位置に下死点が設定されたアームと、を有する。
【０００７】
この車両用スパッツ装置では、路面の障害物からスパッツの荷重受け面に対して車両前方側から荷重が入力されると、リンク機構の作用により該スパッツが車両上方に移動する。
【０００９】
すなわち、スパッツが、リンク機構の第１案内部により案内されて車両上下方向に移動することができる。スパッツにはリンク機構の第２案内部が設けられており、該第２案内部により、スライダが案内される。スライダはアームの他端に回動自在に設けられており、アームの一端は、車両側に設けられた軸部に取り付けられ、アームが車両側に対して相対回転可能とされている。従って、アームの回転と、第２案内部におけるスライダの移動と、該第２案内部の上下動とが互いに連動する。
【００１０】
スパッツが路面の障害物と干渉し、スパッツの荷重受け面に車両前方側から荷重が入力されると、該荷重における車両上方向きの分力により、スパッツが車両上方に押される。この分力は、第２案内部及びスライダを介してアームに伝達される。アームの他端の下死点は、該他端におけるスライダの回転軸が軸部の中心の直下から外れた位置に設定されているので、アームには回転トルクが作用する。これにより、アームは、車両側に対して相対回転し始める。
【００１１】
アームが回転すると、アームの他端のスライダは、スパッツに設けられた第２案内部に沿って移動しつつ、該第２案内部と共に車両上方に移動する。つまり、アームの回転と、第２案内部におけるスライダの移動と、該第２案内部自体の上昇とが互いに連動することで、上記分力により車両上方に押されたスパッツが車両上方に移動する。これにより、スパッツと障害物との干渉が抑制される。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用スパッツ装置において、前記車両側と前記アームとの間に、前記アームの前記他端が下降する方向に前記アームを回転付勢する付勢手段が設けられている。
【００１３】
この車両用スパッツ装置では、付勢手段により、アームの他端が下降する方向に、該アームが回転付勢されているので、障害物とスパッツとの干渉により車両上方に移動していたスパッツが、該干渉が解消した後、自動的に元の高さに復帰する。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両用スパッツ装置において、前記軸部を回転駆動して、前記スパッツを上下動させる駆動源を有する。
【００１５】
この車両用スパッツ装置では、駆動源により軸部を回転駆動することにより、スパッツの車両上方への格納と車両下方への展開を行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の車両用スパッツ装置によれば、スパッツが路面の障害物と干渉した際の、該スパッツの損傷を軽減することができる、という優れた効果が得られる。
【００１７】
請求項２に記載の車両用スパッツ装置によれば、障害物とスパッツとの干渉が解消した後、スパッツの機能を速やかに回復することができる、という優れた効果が得られる。
【００１８】
請求項３に記載の車両用スパッツ装置によれば、車両の空力性能を適宜変化させることができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係る車両用スパッツ装置を示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る車両用スパッツ装置を示す平面図である。
【図３】スパッツを展開した状態を示す、図２における３−３矢視側断面図である。
【図４】スパッツを格納した状態を示す側断面図である。
【図５】スパッツに路面の障害物が当接し、スパッツが図３の状態から車両上方に移動した状態を示す側断面図である。
【図６】車両の進行に伴い、スパッツが更に車両上方に移動し、障害物に乗り上げた状態を示す図である。
【図７】（Ａ）は、アームが下死点にある状態を示す拡大側面図である。（Ｂ）は、アームが軸部に対して車両後方側に相対回転した状態を示す拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１、図２において、本実施形態に係る車両用スパッツ装置１０は、スパッツ１２と、リンク機構１４と、駆動源１６を有している。
【００２１】
スパッツ１２は、車輪１８の車両前方側に設けられ、後述する第１案内部２１により車両上下方向に案内されて移動可能とされた空力部材である。車輪１８は、例えば前輪である。スパッツ１２により、車両走行時に車輪１８に向かう空気の流れを該車輪１８の左右に導いて、空気抵抗を低減できるようになっている。図２に示されるように、スパッツ１２は、平面視で例えば三角形に形成され、車幅方向の幅が、車両後方に向かうに従って広がっている。スパッツ１２は、底部１２Ａと、右側壁部１２Ｒと、左側壁部１２Ｌと、後壁部１２Ｂと、荷重受け面１２Ｃと、を有し、車両上方側が開口した有底形状とされている。
【００２２】
底部１２Ａは、平面視で台形に形成され、該台形の上底に相当する前端に荷重受け面１２Ｃの下端が位置している。右側壁部１２Ｒは、底部１２Ａの車両右側の辺から車両上方に立設されている。左側壁部１２Ｌは、底部１２Ａの車両左側の辺から車両上方に立設されている。後壁部１２Ｂは、底部１２Ａのうち台形の下底に相当する車両後方側の辺から車両上方に立設されている。後壁部１２Ｂの左端は左側壁部１２Ｌの後端と結合され、後壁部１２Ｂの右端は右側壁部１２Ｒの後端と結合されている。右側壁部１２Ｒ及び左側壁部１２Ｌの上辺同士は、スパッツ１２の前端で互いに結合されている。
【００２３】
図１、図３に示されるように、荷重受け面１２Ｃは、スパッツ１２の車両前方側の端部に設けられ、車両前方側の斜め下方を向いている。荷重受け面１２Ｃは、例えば略三角形の平面状に構成されている。従って、荷重受け面１２Ｃの車幅方向の幅は、下端が最も広く、上端に向かうに従って狭まっている。荷重受け面１２Ｃの三辺は、底部１２Ａ、右側壁部１２Ｒ及び左側壁部１２Ｌに夫々結合されている。
【００２４】
図１から図３において、リンク機構１４は、荷重受け面１２Ｃに車両前方側から荷重Ｆ（図５）が入力された際にスパッツ１２を車両上方に移動させる機構である。具体的には、リンク機構１４は、第１案内部２１と、第２案内部２２と、アーム２０と、を有している。
【００２５】
第１案内部２１は、車両２４側に設けられ、車両上下方向に延び、スパッツ１２を案内するガイドレールである。車両２４側に設けられるとは、車両２４の固定部位に設けられることを意味する。本実施形態では、第１案内部２１は、駆動源１６を収容しているケース２６の前面に、ねじ２８（図１）により締結固定されている。このケース２６は、車両２４に固定されるフロントスポイラ３０や車両骨格（図示せず）等に固定される。よって、第１案内部２１は、車両２４の固定部位に設けられていることになる。
【００２６】
第１案内部２１には、スライダ３２が摺動可能に取り付けられており、該スライダ３２に取付けブラケット３４が結合されている。取付けブラケット３４は、スライダ３２に固定されており、該スライダ３２に対して相対回転しない。また、取付けブラケット３４は、車両上下方向に延び、車幅方向に折り曲げられた下端部３４Ａが、スパッツ１２の底部１２Ａにねじ３６を用いて締結固定されている。
【００２７】
第２案内部２２は、スパッツ１２に設けられ、車両前後方向に延びる一対のガイドレールである。この第２案内部２２は、例えば取付けブラケット３８を介して、スパッツ１２の底部１２Ａの車両上方で、例えば右側壁部１２Ｒ、左側壁部１２Ｌ及び後壁部１２Ｂを越えない高さに配置されている。取付けブラケット３８は、車幅方向に折り曲げられた下端部３８Ａが、スパッツ１２の底部１２Ａにねじ４０を用いて締結固定されている。
【００２８】
アーム２０は、例えば左右一対設けられ、リンク機構１４におけるクランクとして機能する部材であり、車両２４側に設けられた軸部４４に一端２０Ａが取り付けられ、駆動源１６の停止時に車両２４側に対して相対回転可能とされている。アーム２０の他端２０Ｂは、該他端２０Ｂに対して回動自在なスライダ４２を介して第２案内部２２に案内されている。図７（Ａ）は、アーム２０が下死点にある状態を示しており、アーム２０の下死点は、スライダ４２の回転軸（ピン４６の中心）が軸部４４の中心の直下から外れた位置に設定されている。換言すれば、アーム２０の下死点は、スライダ４２の回転軸（ピン４６の中心）と軸部４４の中心とを結ぶ線分Ｌが、鉛直方向Ｖと一致しない位置に設定されている。また本実施形態では、アーム２０の下死点が、軸部４４の車両後方側に設定されている。図７（Ａ）における線分Ｌの位置がアーム２０の下死点に相当する。
【００２９】
軸部４４は、例えば駆動源１６により回転駆動される部位であり、ケース２６の側面から突出している。軸部４４の外周には、例えば１箇所の突起４４Ａが設けられている。アーム２０には、所定の角度範囲で突起４４Ａと干渉せず、軸部４４に対するアーム２０の相対回転を許容する溝部２０Ｃが形成されている。アーム２０が下死点にあるとき、溝部２０Ｃの一端が突起４４Ａに当接している。また、後述する駆動源１６により軸部４４を回転駆動して、スパッツ１２を車両上方へ格納する際には、突起４４Ａが溝部２０Ｃの一端と係合することで、アーム２０を回転駆動できるようになっている。つまり、突起４４Ａは、アーム２０の下死点を定めるストッパとしての機能と、アーム２０を回転駆動するためのキーの機能とを有している。溝部２０Ｃが形成される角度範囲は、例えば９０°以上である。
【００３０】
車両２４側とアーム２０との間には、アーム２０の他端２０Ｂが下降する方向にアーム２０を回転付勢する付勢手段の一例たるねじりコイルばね４８が設けられている。ねじりコイルばね４８は、例えば軸部４４と略同軸上に配置されている。ねじりコイルばね４８の一端４８Ａは、アーム２０に設けられたピン２０Ｄに係止されている。ねじりコイルばね４８の他端４８Ｂは、ケース２６に係止されている。具体的には、ケース２６における軸部４４の径方向外側には、一部に切欠き５０を有する円形の段部５２が設けられており、ねじりコイルばね４８の他端４８Ｂは、該切欠き５０に係止されている。ケース２６は車両２４の固定部位であるので、ねじりコイルばね４８の他端４８Ｂは、車両２４側に係止されていることになる。なお、ねじりコイルばね４８の他端４８Ｂを軸部４４に係止するようにしてもよい。
【００３１】
図１から図３において、駆動源１６は、軸部４４を回転駆動して、スパッツ１２を上下動させるものである。具体的には、駆動源１６は、ケース２６内に搭載された、例えばモータ（図示せず）及び減速機であり、モータの回転を減速機により減速して軸部４４に伝達する構成となっている。
【００３２】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１、図３において、本実施形態に係る車両用スパッツ装置１０では、駆動源１６により軸部４４を回転駆動することにより、スパッツ１２の車両上方への格納と車両下方への展開を行うことができる。車両下方へ展開させたスパッツ１２により、車両走行時に車輪１８に向かう空気の流れを該車輪１８の左右に導いて、空気抵抗を低減することができる。
【００３３】
また、駆動源１６により軸部４４を回転駆動することにより、スパッツ１２の車両上方への格納（図４）と車両下方への展開（図３）を行うことができる。スパッツ１２を格納する際には、軸部４４の突起４４Ａがアーム２０における溝部２０Ｃの一端と係合するので（図７（Ａ））、アーム２０を回転駆動することができる。ねじりコイルばね４８の他端４８Ｂが段部５２の切欠き５０に係止されているため、アーム２０を回転駆動すると、ねじりコイルばね４８が変形し、付勢力が変化するが、アーム２０の回転は駆動源１６で制御されるので、通常時のスパッツ１２の格納及び展開に影響はない。
【００３４】
なお、軸４４とアーム２０は共に回転することから、ねじりコイルばね４８の他端４８Ｂが軸部４４に係止される構造にすると、アーム２０の回転駆動時にねじりコイルばね４８が変形しなくなる。これにより、付勢力の変化を抑制できる。
【００３５】
具体的には、スパッツ１２は、リンク機構１４の第１案内部２１により案内されて車両上下方向に移動することができる。スパッツ１２にはリンク機構１４の第２案内部２２が設けられており、該第２案内部２２により、スライダ４２が案内される。スライダ４２は、アーム２０の他端２０Ｂに回動自在に設けられており、アーム２０の一端２０Ａは、車両側に設けられた軸部４４に取り付けられている。アーム２０は、駆動源１６により回転駆動される。従って、アーム２０の回転と、第２案内部２２におけるスライダ４２の移動と、該第２案内部２２の上下動とは、互いに連動する。
【００３６】
次に、図５、図６において、スパッツ１２が路面５４の障害物５６と干渉した場合の作用について説明する。スパッツ１２を車両下方へ展開させた状態で、該スパッツ１２が障害物５６と干渉した場合には、該障害物５６からスパッツ１２の荷重受け面１２Ｃに対して車両前方側から荷重Ｆが入力され、スパッツ１２は、リンク機構１４の作用により車両上方に移動する。
【００３７】
具体的には、スパッツ１２が路面５４の障害物５６と干渉し、スパッツ１２の荷重受け面１２Ｃに車両前方側から荷重Ｆ（荷重受け面１２Ｃの法線方向の荷重）が入力されると、該荷重における車両上方向きの分力Ｆ１により、スパッツ１２が車両上方に押される。この分力Ｆ１は、第２案内部２２及びスライダ４２を介してアーム２０に伝達される。図７（Ａ）に示されるように、アーム２０の他端２０Ｂの下死点は、該他端２０Ｂにおけるスライダ４２の回転軸（ピン４６の中心）が軸部４４の中心の直下から外れた位置に設定されているので、アーム２０には回転トルクが作用する。アーム２０は、駆動源１６の停止時に車両２４側に対して相対回転可能とされているので、回転トルクによりアーム２０が車両２４側に対して相対回転し始める（図５）。図７（Ｂ）に示されるように、本実施形態では、駆動源１６の停止時に軸部４４が回転せず、突起４４Ａの角度位置も変化しないが、アーム２０には溝部２０Ｃが形成されているので、軸部４４に対するアーム２０の相対回転が許容される。
【００３８】
なお、スパッツ１２は第１案内部２１により車両前後方向に案内されており、スライダ３２と取付けブラケット３４は互いに固定されていて互いに相対回転しないので、荷重Ｆの水平方向の分力Ｆ２により、スパッツ１２が車両後方に移動したり、傾いたりすることはない。
【００３９】
アーム２０が回転すると、アーム２０の他端２０Ｂのスライダ４２は、スパッツ１２に設けられた第２案内部２２に沿って車両後方へ移動しつつ、該第２案内部２２と共に車両上方に移動する。つまり、アーム２０の回転と、第２案内部２２におけるスライダ４２の移動と、該第２案内部２２自体の上昇とが互いに連動することで、上記分力Ｆ１により車両上方に押されたスパッツ１２が車両上方に移動する。これにより、スパッツ１２と障害物５６との干渉が抑制される。スパッツ１２と障害物５６との車両上下方向の干渉量が、該スパッツ１２の可動範囲に収まる場合には、図６に示されるように、スパッツ１２が障害物５６を乗り越えて行くことができる。
【００４０】
本実施形態では、ねじるコイルばね４８により、アーム２０の他端２０Ｂが下降する方向に該アーム２０が回転付勢されている。従って、障害物５６とスパッツ１２との干渉により車両上方に移動していたスパッツ１２は、該干渉が解消した後、自動的に元の高さに復帰する。
【００４１】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【００４２】
車輪１８の一例として前輪を挙げたが、後輪の車両前方側に本実施形態に係る車両用スパッツ装置１０を適用してもよい。
【００４３】
荷重受け面１２Ｃが略三角形であるものとしたが、台形等の多角形や円形等、その他の形状であってもよい。また、荷重受け面１２Ｃが平面状であるものとしたが、荷重Ｆが入力された際に、車両上方向きの分力Ｆ１を生じさせるために、車両前方側の斜め下方を向く部分を有していればよい。従って、荷重受け面１２Ｃは、例えば車両前方側に凸となる曲面であってもよい。
【００４４】
リンク機構１４において、アーム２０が軸部４４に対して相対回転するものとしたが、アーム２０及び軸部４４が一体となって、車両２４側に対して相対回転する構成であってもよい。この場合、駆動源１６と軸部４４との間に、ワンウェイクラッチ等、駆動源１６の停止時に軸部４４の回転を許容する機構が設けられる。
【００４５】
リンク機構１４が、第１案内部２１と、第２案内部２２と、アーム２０とを有するものとしたが、リンク機構１４はこれに限られず、荷重受け面１２Ｃに車両前方側から荷重Ｆが入力された際にスパッツ１２を車両上方に移動させることができる機構であればよい。従って、例えば平行クランク機構を用いてもよい。
【００４６】
車両用スパッツ装置１０が駆動源１６を有するものとしたが、駆動源１６を省略した構造としてもよい。この場合、スパッツ１２は通常時は展開状態とされ、障害物５６との干渉時に車両上方へ移動するように構成される。またこの場合、軸部４４が駆動源１６により回転駆動されなくなるので、軸部４４を車両２４側に固定し、該軸部４４が回転しないようにしてもよい。
【００４７】
付勢手段はねじりコイルばね４８に限られず、巻きばね等、他の弾性体やアクチュエータ等、アーム２０の他端２０Ｂが下降する方向にアーム２０を回転付勢できるものであればよい。また、付勢手段を設けず、スパッツ１２が障害物５６を乗り越えた後、スパッツ１２が自重により元の位置に復帰する構造としてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０    車両用スパッツ装置
１２    スパッツ
１２Ｃ  荷重受け面
１４    リンク機構
１６    駆動源
１８    車輪
２０    アーム
２０Ａ  一端
２０Ｂ  他端
２１    第１案内部
２２    第２案内部
２４    車両
４４    軸部
４８    ねじりコイルばね（付勢手段）
５４    路面
５６    障害物
Ｆ      荷重
【図１】
0006269448.tif 000002
【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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【図７】
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