(57)【要約】【課題】走行中に発生するダウンフォースを増大させる。【解決手段】走行中の車両１０の床下を流れる空気流Ｋは、高温になった加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２によって、急激に加熱され、流速が上がる。そして、車両１０の床下を流れる空気流Ｋの流速が上がることで、ヴェンチュリ効果による車両１０と路面９９とが吸い付こうとする力が増大し、ダウンフォース（グランドエフェクト）が増大する。ダウンフォース（グランドエフェクト）が増大することによって、特に高速走行時における前輪タイヤ９４及び後輪タイヤ９６のグリップ力が向上され、旋回性能や直進安定性能などの操縦性能が向上される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の床下に設けられたアンダーカバーと、
前記アンダーカバーの下面の一部領域又は全領域を構成し、前記下面に沿って流れる空気流を加熱する加熱部と、
を備えることを特徴とする車両用整流装置。
【請求項２】
車両後部の上部側に設けられ、上面に沿って流れる空気流の流速よりも下面に沿って流れる空気流の流速の方を速くさせるリアウイングスポイラーと、
前記リアウイングスポイラーの下面の一部領域又は全領域を構成し、前記下面に沿って流れる空気流を加熱する加熱部と、
を備えることを特徴とする車両用整流装置。
【請求項３】
エンジンから排出される排気ガスが流れる排気経路の熱を、前記加熱部に伝熱させる伝熱経路を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用整流装置。
【請求項４】
前記伝熱経路中に、前記加熱部への伝熱を遮断させる遮断手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の車両用整流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用整流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の空力特性は、特に高速走行時における直進安定性や操縦性能などの車の走行性能に多大な影響を及ぼす重要な特性であり、空力特性がより優れた車両を得るための開発が続けられている。
【０００３】
例えば、車両後部の床下に設けられたアンダーカバーの切上げ角度を、車速に応じて制御し、アンダーカバーに沿って流れる空気流を制御することで、最適な空力特性を得る空力装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００６−２９２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、車の走行性能を向上させる空力要素としてダウンフォースがある。ダウンフォースを増大させることで、特に高速走行時におけるタイヤのグリップ力が向上され、旋回性能や直進安定性能などの操縦性能が向上される。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、走行中に発生するダウンフォースを増大させることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車両用整流装置は、車両の床下に設けられたアンダーカバーと、前記アンダーカバーの下面の一部領域又は全領域を構成し、前記下面に沿って流れる空気流を加熱する加熱部と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の車両用整流装置では、車両の床下に設けられたアンダーカバーの下面の一部領域又は全領域を構成する加熱部によって、アンダーカバーの下面に沿って流れる空気流が急激に加熱され、体積が急激に膨張する（密度が低下する）。空気流の体積が急激に膨張する（密度が低下する）と、空気流の質量流量が一定とすると体積流量が増加するので、車両の床下を流れる空気流の流速が上がる。そして、車両の床下を流れる空気流の流速が上がることで、主にヴェンチュリ効果による車両と路面とが吸い付こうとする力が増大し、ダウンフォース（グランドエフェクト）が増大する。
【０００８】
請求項２に記載の車両用整流装置は、車両後部の上部側に設けられ、上面に沿って流れる空気流の流速よりも下面に沿って流れる空気流の流速の方を速くさせるリアウイングスポイラーと、前記リアウイングスポイラーの下面の一部領域又は全領域を構成し、前記下面に沿って流れる空気流を加熱する加熱部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の車両用整流装置では、リアウイングスポイラーの下面の一部領域又は全領域を構成する加熱部によって、リアウイングスポイラーの下面に沿って流れる空気流が急激に加熱され、体積が急激に膨張する（密度が低下する）。空気流の体積が急激に膨張する（密度が低下する）と、空気流の質量流量が一定とすると体積流量が増加するので、リアウイングスポイラーの下面に沿って流れる空気流の流速が上がる。これにより、リアウイングスポイラーの上面に沿って流れる空気流の流速と下面に沿って流れる空気流の流速の流速差が拡大される。その結果、リアウイングスポイラーの上面（圧力大）と下面（圧力小）との圧力差が拡大し、ダウンフォースが増大する。
【００１０】
請求項３に記載の車両用整流装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、エンジンから排出される排気ガスが流れる排気経路の熱を、前記加熱部に伝熱させる伝熱経路を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の車両用整流装置では、エンジンから排出される排気ガスが流れる排気経路の熱が伝熱経路によって加熱部に伝熱されることで、加熱部が加熱される。よって、別途加熱部を加熱させる加熱手段を設ける必要がない。また、排気経路の温度は、エンジンが高負荷になるほど高温になる。すなわち、走行速度が高速になるほど高温になる。よって、加熱部の温度も走行速度が高速になるほど高温になり、アンダーカバーの下面又はリアウイングスポイラーの下面に沿って流れる空気流の流速が上がる。したがって、電子制御などを用いることなく、走行速度が高速になるほどダウンフォースが自動的に増大する。
【００１２】
請求項４に記載の車両用整流装置は、請求項３に記載の構成において、前記伝熱経路中に、前記加熱部への伝熱を遮断させる遮断手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の車両用整流装置では、伝熱経路中に設けた遮断手段で、加熱部への伝熱を遮断すると加熱部が加熱されない。つまり、ダウンフォースが増大されない。したがって、必要に応じてダウンフォースの増大を停止させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１に記載の車両用整流装置によれば、車両の床下を流れる空気流の流速を上げ、ダウンフォースを増大させることができる、という優れた効果を有する。
【００１５】
請求項２に記載の車両用整流装置によれば、リアウイングスポイラーの下面に沿って流れる空気流の流速を上げることで、リアウイングスポイラーの上面に沿って流れる空気流の流速と下面に沿って流れる空気流の流速の流速差を拡大させ、ダウンフォースを増大させることができる、という優れた効果を有する。
【００１６】
請求項３に記載の車両用整流装置によれば、電子制御などを用いることなく、走行速度が高速になるほど、自動的にダウンフォースを増大させることができる、という優れた効果を有する。
【００１７】
請求項４に記載の車両用整流装置によれば、必要に応じて、ダウンフォースの増大を停止することがきる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明における車両用整流装置の第一実施形態を図１〜図３を用いて説明する。なお、図中の矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側方向を示す。
【００１９】
図１と図２とに示すように、車両１０には、床下に第一実施形態の車両用整流装置１００が備えられている。図１に示すように、車両１０には、走行時に床下を、車両１０の前方から後方に向かって流れる空気流Ｋ（図２参照）をコントロールするための整流部材として、複数のアンダーカバーが設けられている。なお、本実施形態において、アンダーカバーは、車両前部のエンジンルームの床下（フロントタイヤ９４の間）にエンジンアンダーカバー１１０、１１５が配置され、車両前後方向略中央の幅方向外側の床下にフロントフロアアンダーカバー１２０、１２５が配置され、車両後方の床下にリアフロアアンダーカバー１３０が配置されている。
【００２０】
エンジンアンダーカバー１１０、１１５の一部領域は、金属製の加熱板１１２、１１７で構成されている。同様に、フロントフロアアンダーカバー１２０、１２５の一部領域は金属製の加熱板１２２、１２７で構成されており、リアフロアアンダーカバー１３０の一部領域は金属製の加熱板１３２で構成されている。
【００２１】
図１と図２とに示すように、車両１０の床下には、車両前部に設けられたエンジン１２（図２参照）から排出される排気ガスが流れる排気経路を構成する排気管１４が配設されている。排気管１４には、先端部分にマフラー（消音器）１８が取り付けられている。
【００２２】
排気管１４には、棒状の伝熱部材５０が接合されている。伝熱部材５０は、排気管１４との接合部分から車両前方側に取り回され、先端部５０Ａ（図３（Ａ）参照）が加熱板１１２に当接されている。
【００２３】
また、伝熱部材５０は途中から伝熱部材５２が下方に枝分かれすると共に、先端部５２Ａ（図３（Ａ）参照）が加熱板１１７に当接されている。
【００２４】
また、更に排気管１４には、棒状の伝熱部材６２、６４が接合されている。伝熱部材６２、６４は、接合部分から車両幅方向外側方向に取り回され、先端部６２Ａ，６４Ａ（図３（Ａ）参照）が加熱板１２２、１２７に当接されている。
【００２５】
また、マフラー１８には、棒状の伝熱部材７０が接合されている。伝熱部材７０は接合部分から車両下側方向に取り回され、先端部７０Ａ（図３（Ａ）参照）が加熱板１３２に当接されている。
【００２６】
なお、伝熱部材５０、５２、６２、６４、７０は、金属などの熱伝導効率の良い材料で構成されている。
【００２７】
図３に示すように、伝熱部材５０、５２、６２、６４、７０の先端部分には、先端部５０Ａ、５２Ａ、６２Ａ、６４Ａ、７０Ａを回動させる回動機構８０が設けられている。よって、図３（Ａ）に示す先端部５０Ａ、５２Ａ、６２Ａ、６４Ａ、７０Ａが加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２に当接する当接位置と、図３（Ｂ）に示す先端部５０Ａ、５２Ａ、６２Ａ、６４Ａ、７０Ａが加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２から離接した離接位置と、に切り替え可能とされている。なお、この回動機構８０は、車室内のインパネに設けたスイッチ（図示略）を運転者が操作することで動作し、先端部５０Ａ、５２Ａ、６２Ａ、６４Ａ、７０Ａが回動する（図３（Ａ）の当接位置と図３（Ｂ）の離説位置とに切り替えられる）。
【００２８】
なお、本実施形態の車両用整流装置１００は、エンジンアンダーカバー１１０、１１５、フロントフロアアンダーカバー１２０、１２５、リアフロアアンダーカバー１３０、加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２、伝熱部材５０、５２、６２、６４、７０、及び回動機構８０で構成される。
【００２９】
つぎに、本実施形態の作用について説明する。
【００３０】
図２に示すように、走行中の車両１０の床下を、車両１０の前方から後方に向かって、空気流Ｋが流れる。床下を流れる空気流Ｋは、エンジンアンダーカバー１１０、１１５の下面１１０Ａ，１１５Ａ、フロントフロアアンダーカバー１２０、１２５の下面１２０Ａ，１２５Ａ、リアフロアアンダーカバー１３０の下面１３０Ａに沿って流れることで、整流され、例えば、乱流の発生が抑制される（図１も参照）。
【００３１】
走行中の排気管１４及びマフラー１８は、排気ガスによって高温となる。そして、伝熱部材５０、５２、６２、７０によって加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２に伝熱され、加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２が高温となる。
【００３２】
エンジンアンダーカバー１１０、１１５、フロントフロアアンダーカバー１２０、１２５、リアフロアアンダーカバー１３０の下面１１０Ａ、１１５Ａ、フロントフロアアンダーカバー１２０Ａ、１２５Ａ、リアフロアアンダーカバー１３０の下面１３０Ａ（図２参照）に沿って流れる空気流Ｋは、高温になった加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２によって、急激に加熱され膨張する。空気流Ｋの体積が急激に膨張する（密度が低下する）と、空気流Ｋの質量流量が一定とすると体積流量が増加するので、車両１０の床下を流れる空気流Ｋの流速が上がる。そして、車両１０の床下を流れる空気流Ｋの流速が上がることで、主にヴェンチュリ効果による車両１０と路面９９とが吸い付こうとする力が増大し、ダウンフォース（グランドエフェクト）が増大する。
【００３３】
ダウンフォース（グランドエフェクト）が増大することによって、特に高速走行時における前輪タイヤ９４及び後輪タイヤ９６のグリップ力が向上され、旋回性能や直進安定性能などの操縦性能が向上される。
【００３４】
更に、車両１０の床下を流れる空気流Ｋの流速を上げることで、空気流Ｋが、車両１０の上面に沿って流れる空気流Ｌや側面に沿って流れる空気流（図示略）と、車両後方（車両背面）で合流する合流部分での流速差が小さくなる（空気流Ｋの流速が増大されていない場合を点線Ｍで示している）。この結果、車両後方（車両背面）における渦（負圧）の発生が抑制され、空気抵抗が低下する。
【００３５】
また、排気管１４及びマフラー１８の表面温度は、エンジン１２が高負荷になるほど高温になる。すなわち、走行速度が高速になるほど高温になる。よって、加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３０の温度も走行速度が高速になるほど高温になり、空気流Ｋの流速を上げる。したがって、電子制御など用いることなく、走行速度が高速になるほど、自動的にダウンフォースが増大する。また、走行速度が高速になるほど、流速差によって車両後方に発生する渦（負圧）が抑制され、空気抵抗が低下する。
【００３６】
また、排気管１４及びマフラー１８の熱は、加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２によって放熱されることになるので、排気管１４及びマフラー１８が高温になることが防止される（排気管１４及びマフラー１８を冷却する冷却効果を有する）。その結果、例えば、触媒性能の低下が防止される。
【００３７】
また、先端部５０Ａ、５２Ａ、６２Ａ、６４Ａ、７０Ａが加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２から離接した離接位置（図３（Ｂ））に切り替えることで、加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２への伝熱が遮断される。よって、必要に応じて、ダウンフォースの増大を停止させることができる。或いは、必要なときのみ当接位置（図３（Ａ）にして、ダウンフォースを増大させることができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２は、排気管１４及びマフラー１８の熱を伝熱することで加熱していたが、これに限定されない。電熱線などの排気管１４及びマフラー１８以外の加熱手段（熱源）によって加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２を加熱する構成であってもよい。また、この場合、加熱温度（加熱板の温度）は、一定であってもよいし、走行速度に応じて加熱温度が変化するように制御されていてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、加熱板１１２、１１７、１２２、１２７、１３２は、エンジンアンダーカバー１１０、１１５、フロントフロアアンダーカバー１２０、１２５、リアフロアアンダーカバー１３０の一部領域を構成していたが、これに限定されない。エンジンアンダーカバー１１０、１１５、フロントフロアアンダーカバー１２０、１２５、リアフロアアンダーカバー１３０の下面１１０Ａ、１１５Ａ、１２０Ａ、１２５Ａ、１３０Ａの全領域を加熱する構成、例えば、エンジンアンダーカバー１１０、１１５、フロントフロアアンダーカバー１２０、１２５、リアフロアアンダーカバー１３０自体を加熱する構成であってもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、車両１０の床下には、エンジンアンダーカバー１１０、１１５、フロントフロアアンダーカバー１２０、１２５、リアフロアアンダーカバー１３０設けられていたが、これに限定されない。車両の床下に設けられるアンダーカバーは、車種等に応じた構成であってよい。また、車両の床下に設けられるアンダーカバーの全てに加熱板（加熱部）を設ける必要はない。車両の床下に設けられたアンダーカバーの少なくとも一つに加熱板（加熱部）を設ければよい。
【００４１】
つぎに、本発明における車両用整流装置の第二実施形態を図４〜図６を用いて説明する。なお、図中の矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側方向を示す。また、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４２】
図４と図５とに示すように、車両１０は、車両後部に第二実施形態の車両用整流装置５００が備えられている。図４に示すように、車両後部のトランクルームを開閉するラゲッジドア１１の上方に、リアウイングスポイラー３００が設けられている。なお、リアウイングスポイラー３００は、ラゲッジドア１１の車両幅方向端部（図５を参照）に設けられた支柱３０２の上端に支持されている。
【００４３】
リアウイングスポイラー３００は、車両前後方向に沿った断面形状が、飛行機の翼を上下逆にした下方が膨らんだ形状とされている。換言すると、下面３００Ａに沿った長さは、上面３００Ｂに沿った長さよりも長い。また、車両後方側が若干上方に傾斜して設けられている。そして、リアウイングスポイラー３００の下面３００Ａの一部領域は、金属製の加熱板３１２で構成されている（図５も参照）。
【００４４】
棒状の伝熱部材３７０がマフラー１８に接合されている。伝熱部材３７０は接合部分から車両上方側に取り回され、先端部３７０Ａが加熱板３１２に当接されている。なお、伝熱部材３７０は、左右両方に設けられ、左右の支柱３０２の中を配設されている。また、伝熱部材３７０は、金属などの熱伝導効率のよい材料で構成されている。
【００４５】
図６に示すように、伝熱部材３７０の先端部分には、先端部３７０Ａを回動させる回動機構８２が設けられている。よって、伝熱部材３７０の先端部３７０Ａを回動させて、図６（Ａ）に示す先端部３７０Ａが加熱板３１２に当接する当接位置と、図６（Ｂ）に示す先端部３７０Ａが加熱板３１２から離接した離接位置と、に切り替えことが可能とされている。なお、この回動機構８２は、車室内のインパネに設けたスイッチ（図示略）を運転者が操作することで動作し、先端部３７０Ａが回動する（図６（Ａ）に示す当接位置と図６（Ｂ）に示す離説位置とに切り替えられる）。
【００４６】
なお、本実施形態の車両用整流装置５００は、リアウイングスポイラー３００、加熱板３１２、伝熱部材３７０、及び回動機構８２で構成される。
【００４７】
つぎに、本実施形態の作用について説明する。
【００４８】
リアウイングスポイラー３００は、車両１０の前方から後方に向かって車両後部の上面に沿って流れる空気流Ｌを整流し、例えば、車両後方（車両背面）にできる渦の発生を抑え、スムーズに気流を受け流す整風効果を有する。また、リアウイングスポイラー３００は、下面３００Ａを上面３００Ｂよりも長くすることによって、下面３００Ａに沿って流れる空気流Ｓの流速を上面３００Ｂに沿って流れる空気流Ｔの流速よりも速くし、その圧力差によってダウンフォースを発生させている。
【００４９】
更に、リアウイングスポイラー３００の下面３００Ａの一部領域を構成する加熱板３１２によって、リアウイングスポイラー３００の下面３００Ａに沿って流れる空気流Ｓが急激に加熱され、体積が急激に膨張する（密度が低下する）。空気流Ｓの体積が急激に膨張する（密度が低下する）と、空気流Ｓの質量流量が一定とすると体積流量が増加するので、リアウイングスポイラー３００の下面３００Ａに沿って流れる空気流Ｓの流速が上がる。これにより、リアウイングスポイラー３００の上面３００Ｂに沿って流れる空気流Ｔの流速と下面に沿って流れる空気流Ｓの流速の流速差が拡大される。その結果、リアウイングスポイラー３００の上面３００Ｂ（圧力大）と下面３００Ａ（圧力小）との圧力差が拡大され、ダウンフォースが増大する。ダウンフォースが増大することによって、主に後輪タイヤ９６のグリップ力が向上される。
【００５０】
また、マフラー１８の表面温度は、エンジン１２が高負荷になるほど高温になる。すなわち、走行速度が高速になるほど高温になる。よって、加熱板３１２の温度も走行速度が高速になるほど高温になり、空気流Ｓの流速を上げる。したがって、電子制御など用いることなく、走行速度が高速になるほど、自動的にダウンフォースが増大する。
【００５１】
また、マフラー１８の熱は、加熱板３１２によって放熱されることになるので、排気管１４及びマフラー１８が高温になることが防止される（排気管１４及びマフラー１８を冷却する冷却効果を有する）。その結果、例えば、触媒性能の低下が防止される。
【００５２】
また、先端部３７０Ａが加熱板３１２から離接した離接位置（図６（Ｂ））に切り替えることで、加熱板３１２への伝熱が遮断される。よって、必要に応じて、ダウンフォースの増大を停止させることできる。或いは、必要なときのみ当接位置（図６（Ｂ））にして、ダウンフォースを増大させることができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、加熱板３１２はマフラー１８の熱を伝熱することで加熱していたが、これに限定されない。電熱線などのマフラー１８以外の加熱手段（熱源）によって加熱板３１２を加熱する構成であってもよい。また、この場合、加熱温度（加熱板の温度）は、一定であってもよいし、走行速度に応じて加熱温度が変化するように電子制御されていてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、加熱板３１２は、リアウイングスポイラー３００の下面３００Ａの一部領域を構成していたが、これに限定されない。リアウイングスポイラー３００の下面３００Ａの全領域を加熱する構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第一実施形態の車両用整流装置が備えられた車両の床下を示す平面図である。
【図２】本発明の第一実施形態の車両用整流装置が備えられた車両の側面図である。
【図３】車両用整流装置の回動機構を示し、（Ａ）は当接状態を模式的に示す模式図であり、（Ｂ）は離説状態を模式的に示す模式図である。
【図４】本発明の第二実施形態の車両用整流装置が備えられた車両の後部を示す側面図である。
【図５】本発明の第二実施形態の車両用整流装置が備えられた車両の後部を示す平面図である。
【図６】車両用整流装置の回動機構を示し、（Ａ）は当接状態を模式的に示す模式図であり、（Ｂ）は離説状態を模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０      車両
１４      排気管（排気経路）
１８      マフラー（排気経路）
５０      伝熱部材（伝熱経路）
５２      伝熱部材（伝熱経路）
６２      伝熱部材（伝熱経路）
６４      伝熱部材（伝熱経路）
７０      伝熱部材（伝熱経路）
８０      回動機構（遮断手段）
８２      回動機構（遮断手段）
１１０      エンジンアンダーカバー（アンダーカバー）
１１２      加熱板（加熱部）
１１５      エンジンアンダーカバー（アンダーカバー）
１１７      加熱板（加熱部）
１２０      フロントフロアアンダーカバー（アンダーカバー）
１２２      加熱板（加熱部）
１２５      フロントアンダーカバー（アンダーカバー）
１２７      加熱板（加熱部）
１３０      リアフロアアンダーカバー（アンダーカバー）
１３２      加熱板（加熱部）
１００      車両用整流装置
３００      リアウイングスポイラー
３００Ａ    下面
３００Ｂ    上面
３１２      加熱板（加熱部）
３７０      伝熱部材（伝熱経路）
５００      車両用整流装置
【図１】
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【図２】
2009107399.tif 000004
【図３】
2009107399.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009107399.tif 000007
【図６】
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