床下空気流制御装置
【課題】機械的な機構を用いずに車体の床下に発生する空気流を制御することができるようにする。
【解決手段】車体２の前部下面に配設された弾性を有するアンダーパネル２１と、アンダーパネル２１の弾性変形を所定の変化量で規制するストッパー部２２とを備えている。そして、アンダーパネル２１は、通風口１３から導入された走行風圧力によって車体２の下面から下方に向けて変形する。これにより、機械的な機構を用いずに空気の圧力によってアンダーパネル２１を変形させることができ、車体２の床下に生じる空気流を制御することができる。
【解決手段】車体２の前部下面に配設された弾性を有するアンダーパネル２１と、アンダーパネル２１の弾性変形を所定の変化量で規制するストッパー部２２とを備えている。そして、アンダーパネル２１は、通風口１３から導入された走行風圧力によって車体２の下面から下方に向けて変形する。これにより、機械的な機構を用いずに空気の圧力によってアンダーパネル２１を変形させることができ、車体２の床下に生じる空気流を制御することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行時に車両の周りに発生する空気流、特に車両の床下と地面の間に生じる空気流を制御する床下空気流制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両の挙動安定を向上させるために車体周りにおける走行中の空気の流れを整流にすることで得られる外力、例えば抗力や揚力を利用した空気抵抗低減部材が車体各所に取り付けられている。従来の空気抵抗低減部材としては、例えば、車体前部のバンパーの下端に設けられるフロントアンダスポイラや、車体後部に設けられるリアアンダスポイラ等がある。
【０００３】
また、車両が時速８０ｋｍ以上の高速で走行する際には、車体の周りに発生する空気抵抗は、摩擦抵抗が比較的少なく、圧力抗力が９０％以上占めている。そのため、車体の外装には、各部形状や部品によって圧力をさげるための工夫がされている。例えば、フロントスポイラや車体下面にアンダーパネル等の床下空気流制御装置を設けて車両と路面との隙間を少なくすることが行われている。
【０００４】
このように、車両と路面との隙間を小さくすると、地表面と車両の床下間には、負圧域が生じる。その結果、この地表面と車両の床下間に生じる負圧域によって、車両に対する地表面への押し付け効果を高めることができ、車両の挙動安定を向上させることができる。
【０００５】
なお、特許文献１や特許文献２では、車体の前部下面に設けたアンダーパネルをリンク機構やアクチュエータからなる機械式の可動機構によって動かすことで、車両の床下部分を流れる空気を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２５５５４２号公報
【特許文献２】特開昭６２−２５１２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されている技術では、アンダーパネルを可動させる可動機構が車体の前端下部、又は車体の床下前部（いわゆるアプローチアングルの近傍）に設けられている。このように、従来技術では、可動機構等の機械的構造物が最低地上高近傍と地面から近い場所で、且つ車体の先端付近に位置しているため、この可動機構やアンダーパネルが角度の急な坂道の入口又は出口などの路面や輪留め等の障害物と干渉し易かった。更に、干渉した際の外力によって、可動機構自体の破損や故障を招く確率が高い、という問題があった。
【０００８】
また、走行中に可動機構が破損した場合、アンダーパネルが車体の下方に下がった状態で可動機構が故障するとアンダーパネルが路面と接触して破損したり、車両が走行不能になったりするという問題もあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、高速走行時の走行及び操縦安定性を高めるために、機械的な機構を用いずに車体に発生する空気流を制御することができる床下空気流制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の床下空気流制御装置は、車体の前部に通風口を有する車両に設けられる床下空気流制御装置である。そして、車体の前部下面に配設され、通風口より導入される走行風圧力によって前記車体の下面から下方に向けて変形可能な弾性を有するアンダーパネルと、アンダーパネルの弾性変形を所定の変化量で規制するストッパー部と、を備えている。
【００１１】
また、本発明のもう一つの床下空気流制御装置は、車両における車体の前部下面に配設され、車体の下面から下方に向けて変形可能な弾性を有するアンダーパネルと、アンダーパネルの弾性変形を所定の変形量で規制するストッパー部と、を備えている。更に、アンダーパネルの上方に配設され、膨らむことによりアンダーパネルを弾性変形させるエアバッグと、エアバッグに空気を送るエアタンクと、車両の速度に応じてエアタンクを制御し、エアバッグに送る作動圧力を調整する制御部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の床下空気流制御装置によれば、故障が生じ易いリンク機構やアクチュエータ等の機械式の可動機構を用いずに空気の力によって、アンダーパネルを車体の下面から下方に向けて弾性変形させている。その結果、走行時に生じる衝撃力によってアンダーパネルの可動機構の故障や破損を防止することができ、装置の安全性を高めることが可能である。更に、本発明の床下空気流制御装置は、アンダーパネルの制御機構の構造が極めて簡単な構造であるため、装置全体の重量を軽減することができると共に、部品点数の削減を図ることができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両を正面から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のアンダーパネルが変形した状態における車両の要部の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のアンダーパネルが変形した状態における車両の側面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のアンダーパネルが変形した状態における車両の正面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置におけるアンダーパネルの変形量と通風口を通る空気の風速との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両を示す側面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両の要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置の要部を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のエアバッグが膨らんだ状態における車両の要部の断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のエアバッグが膨らんだ状態における車両の側面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態例に係る床下空気流制御装置の変形機構を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の床下空気流制御装置の実施の形態例について、図１〜図１４を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
また、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態例
１−１．床下空気流制御装置の構成例
１−２．床下空気流制御装置の動作
２．第２の実施の形態例
３．第３の実施の形態例
【００１５】
＜１．第１の実施の形態例＞
１−１．床下空気流制御装置の構成例
まず、図１〜図３を参照して本発明の第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる床下空気流制御装置の構成例について説明する。
図１は、本例の床下空気流制御装置を備えた車両を示す側面図、図２は、車両の要部を正面から見た斜視図である。また、図３は、車両の要部を示す断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本例の床下空気流制御装置を備えた車両である自動車１は、全体の外殻を形成するセダン形式の車体２と、車体２の骨格を成しシャシー等を支持するフレーム３と、車体２の前後左右の下部に取り付けた４個の車輪４とで構成されている。
【００１７】
車体２は、前後中間部の左右両側面を構成する左右一対のドア６と、左右一対のフロントフェンダ７と、ボンネット８と、後部に設けたトランク９とを備えている。フロントフェンダ７は、両ドア６に隣接して車体２の前部左右両側面を構成している。このフロントフェンダ７の上部からボンネット８が連続し、車体２の前部上面を構成している。
【００１８】
ボンネット８は、開閉自在に設けられており、ボンネット８を上側に開放した車体２の前部には、各種部品を区分けして内蔵する搭載空間１１が構成されている。また、トランク９の上部には、空気抵抗低減部材であるリアテールゲートスポイラ１０が取り付けられている。
【００１９】
図２に示すように、車体２の前部には、通風口１３を有するフロントカバー１２が取り付けられている。また、図３に示すように、フロントカバー１２の通風口１３の後方には、ラジエータ１４と、ＡＣコンデンサ１６がラジエータコアサポート１７に支持された状態で搭載空間１１に固定されている。そして、フロントカバー１２の通風口１３から、ラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６に冷却風が導入される。
【００２０】
更に、車体２の前部には、床下空気流制御装置２０が設けられている。この床下空気流制御装置は、弾性を有するアンダーパネル２１と、アンダーパネル２１を車体２に変形可能に支持すると共にアンダーパネル２１の変形を規制するストッパー部２２と、走行風導入ガイド１５とを有している。ストッパー部２２は、アンダーパネル２１を支持する規制板２３と、アンダーパネル２１の変形を規制する複数のストッパー片２４とから構成されている。
【００２１】
図３に示すように、規制板２３は、アンダーパネル２１とラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６の間に配置されている。この規制板２３は、略平板状に形成されており、複数の挿通孔２３ａが設けられている。そして、規制板２３は、２つの取付ステー３３，３３（図２参照）に支持された状態で、車体２の前部に配置されている。図３に示すように、この規制板２３には、固定ネジ３１とバネ３２を介してアンダーパネル２１が弾性変形可能に取り付けられている。
【００２２】
アンダーパネル２１は、弾性を有する略平板状の部材として形成されており、通風口１３の近傍である車体２の前部の下面に配置されている。このアンダーパネル２１は、ストッパー部２２を構成する規制板２３に支持されて車体２に搭載されたラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６の下方に配置されている。具体的には、アンダーパネル２１における車体２の前方側の一端が、固定ネジ３１を介して規制板２３と共にフロントカバー１２に固定されており、他端が規制板２３にバネ３２を介して固定されている。
【００２３】
このアンダーパネル２１の材質としては、例えば熱可塑性樹脂が挙げられるが、これに限定されるものではなく、その他各種の弾性を有する平板状の材料を用いることができる。
【００２４】
また、アンダーパネル２１には、ストッパー部２２を構成する複数のストッパー片２４が設けられている。複数のストッパー片２４は、アンダーパネル２１の一面から車体２の搭載空間１１に向けて突出している。ストッパー片２４は、棒状の軸部２４ａと、軸部２４ａの先端に設けられた略円形状の当接部２４ｂとから構成されている。
【００２５】
この複数のストッパー片２４の軸部２４ａは、規制板２３に設けられた挿通孔２３ａに上下方向に移動可能に挿通している。また、当接部２４ｂの外径は、規制板２３の挿通孔２３ａの直径よりも大きく設定されている。そして、この複数のストッパー片２４の当接部２４ｂが規制板２３の挿通孔２３ａの周囲に当接することで、アンダーパネル２１における下方への変形を所定量で規制している（図４参照）。
【００２６】
なお、当接部２４ｂは、通常は略円形状に形成されるが、この形状は必ずしも略円形状に限定されるものではなく、例えば四角形や六角形に形成してもよい。すなわち、当接部２４ｂの形状は、規制板２３の挿通孔２３ａの周囲に当接し、アンダーパネル２１の変形を止めることができるものであれば種々に設定できるものである。
【００２７】
複数のストッパー片２４における軸部２４ａの長さは、ラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６の近傍に配置されたストッパー片２４が一番長く設定されており、ラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６から離れるにつれて短くなるように設定されている。この複数のストッパー片２４における軸部２４ａの長さによって、アンダーパネル２１の最大変形時の形状が決まる。
【００２８】
すなわち、複数のストッパー片２４の長さを調整することで、アンダーパネル２１の最大変形時の形状及び最大の変形量を任意に設定することができる。例えば、法律で定められている路面からの最低の高さや、車体２と路面との距離等に設定される。
【００２９】
なお、複数のストッパー片２４のうちラジエータコアサポート１７の下方に配置される上部規制ストッパー片２４Ａは、他のストッパー片２４よりもその長さが短く設定されている。そして、この上部規制ストッパー片２４Ａは、アンダーパネル２１とラジエータコアサポート１７との間に介在され、アンダーパネル２１の上方への移動を制限している。
【００３０】
また、アンダーパネル２１の上方には、アーチ状に形成された走行風導入ガイド１５が設けられている。この走行風導入ガイド１５は、通風口１３を通過した走行風をアンダーパネル２１側へ導くものである。これにより、通風口１３からの走行風を走行風導入ガイド１５によって効率良くアンダーパネル２１に導くことができる。
【００３１】
１−２．床下空気流制御装置の動作
次に、図４〜図６を参照して本例の床下空気流制御装置の動作について説明する。
図４は、アンダーパネルが変形した状態を示す車両の要部の断面図である。図５は、アンダーパネルが変形した状態を示す車両の側面図、図６は、アンダーパネルが変形した状態を示す車両の正面図である。
【００３２】
図４に示すように、自動車１が例えば時速８０ｋｍ以上の高速で走行すると、フロントカバー１２の通風口１３からラジエータ１４と、ＡＣコンデンサ１６に向けて空気が流れ込む。そして、アンダーパネル２１へ走行風をガイドする走行風導入ガイド１５にも通風口１３から空気が流れ込む。そのため、アンダーパネル２１は、通風口１３から導入される走行風の圧力によって、車体２の下方に押される。これにより、ストッパー片４４が規制板４３の挿通孔４３ａに沿って下方に下がると共に、アンダーパネル２１は、その弾性力に抗して車体２の下方に向けて略円弧状に弾性変形する。
【００３３】
このように、本例では、機械式な機構を用いずに、自動車１が走行する際に生じる通風口１３を通過する空気、すなわち自動車１の走行風によってアンダーパネル２１を変形させている。これにより、リンク機構やアクチュエータ等の機械式の可動機構を用いない極めて簡単な構成であるため、路面の凹凸の段差等によって生じる衝撃力によって故障や破損が起こりにくい床下空気流制御装置２０を提供することが可能である。その結果、装置の安全性を高めることができると共にアクチュエータやギア等の可動機構の部品点数を削減することが可能である。
【００３４】
また、図５に示すように、アンダーパネル２１が車体２の下方に向けて弾性変形することで、アンダーパネル２１と路面との隙間が狭まる。そして、アンダーパネル２１と路面との間に負圧が発生し、アンダーパネル２１が路面側に引っ張られる力が作用する。そのため、アンダーパネル２１には、内側から通風口１３から導入される走行風からの圧力によって押し下げる力と、路面との負圧によって路面側に引っ張られる力が作用する。これにより、アンダーパネル２１を極めて容易に変形させることが可能である。
【００３５】
更に、自動車１の速度が上がり、アンダーパネル２１が車体２の下方に変形すると、ストッパー片２４の当接部２４ｂが規制板２３の挿通孔２３ａの周囲に当接する（図４参照）。これにより、アンダーパネル２１における下方への変形を所定の変形量で規制することができる。更に、この時のアンダーパネル２１の形状を複数のストッパー片２４の軸部２４ａの長さによって設定することが可能である。
【００３６】
また、図５及び図６に示すように、アンダーパネル２１が車体２の下方に向けて変形することで、アンダーパネル２１と路面との間に流れる空気の流速が増加する。ベルヌーイの定理により、流速が増加することで、車体２の床下と路面との圧力が低下する。その結果、路面と車体２の床下間に負圧域が得られ、自動車１に対する路面への押し付け効果が高まり、自動車１の挙動安定性を高めることができる。
【００３７】
また、自動車１の速度が遅くなると、通風口１３から導入される走行風からの圧力が減少し、走行風によってアンダーパネル２１を押す力が低下する。すると、アンダーパネル２１の弾性力と、アンダーパネル２１と規制板２３とを接続するバネ３２の弾性力によって、アンダーパネル２１は車体２の上方に向けて変形し、図３に示す初期状態に戻る。
【００３８】
このように、アンダーパネル２１は、それ自身の弾性力によって初期状態に戻ることができる。その結果、従来の機械式の装置のように可動機構が故障した場合に、アンダーパネル２１が常に車体２の下方に突出した状態のままとなるという不具合を解消される。
【００３９】
次に、図７及び表１を参照して、自動車１の速度とアンダーパネル２１の変形量の関係について説明する。
図７は、アンダーパネルの変形量と通風口を通る風速との関係を示すグラフである。また、表１は、自動車１の時速（ｋｍ／ｈ）、通風口１３を通過する空気の風速（ｍ／ｓ）、アンダーパネル２１に作用する動圧（ｋｇｆ／ｍ３）及びアンダーパネル２１の変形量（ｍｍ）を示す表である。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１に示すように、自動車１の速度が上昇すると、通風口１３を通過する風速も上昇していることが分かる。また、風速の上昇に伴って、アンダーパネル２１に作用する動圧も略比例して増加する。このアンダーパネル２１に作用する動圧が風速に比例して増加することで、アンダーパネル２１の変形量も風速に略比例して増加する。すなわち、アンダーパネル２１は、自動車１の速度に比例して変化するので、極めて簡単な構成で、アンダーパネル２１と路面との距離を変化させることができる。
【００４２】
更に、自動車１の速度が１００ｋｍ／ｈを超えると、アンダーパネル２１の変形量は、約７０ｍｍ付近で停止していることが分かる。これは、アンダーパネル２１の変形量が約７０ｍｍに達すると、ストッパー部２２によってアンダーパネル２１の変形が規制されるためである。そのため、自動車１の速度が１００ｋｍ／ｈを超えてもアンダーパネル２１は、約７０ｍｍ以上変形することはない。これにより、アンダーパネル２１が車体２と路面との間隔よりも大きく変形して、アンダーパネル２１と路面とが接触することを防止することができる。
【００４３】
なお、通風口１３を通過する風速、アンダーパネル２１に作用する動圧及びアンダーパネル２１の変形量は、通風口１３の位置及び開口面積、通風口１３の後方の内部空間Ｓ（図４参照）の大きさやアンダーパネル２１の弾性係数によって種々に変化するものである。
【００４４】
また、本例の床下空気流制御装置２０によれば、車体２の外観デザインに関係なく、車体２の前部に通風口１３を有する自動車１に備えることができる。
【００４５】
＜２．第２の実施の形態例＞
次に、図８〜図１１を参照して本発明の第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置の構成例について説明する。
図８は、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置を備えた車両を示す側面図、図９は、車両の要部を示す断面図である。図１０は、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御機構の要部を示す模式図、図１１は、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御機構の回路構成を示すブロック図である。
【００４６】
この第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置４０と第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置２０と異なるところは、アンダーパネルを変形させる変形機構である。ここでは、床下空気流制御装置２０と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００４７】
図８に示すように、第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置４０は、第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置２０と同様に、自動車１における車体２の前部下面に配置されている。図９に示すように、床下空気流制御装置４０は、アンダーパネル２１と、アンダーパネルの弾性変形を所定の変形量で規制するストッパー部４２と、アンダーパネル２１を変形させる変形機構４６（図１０参照）とを有している。
【００４８】
この第２の実施の形態例では、アンダーパネル２１は、車体２の前方側の一端が、固定ネジ３１を介してフロントカバー１２に固定されており、他端が車体２の床板１８に不図示のバネを介して固定されている。
【００４９】
ストッパー部４２は、車体２の床板１８に固定された規制板４３と、アンダーパネル２１から車体２の搭載空間１１に向けて突出する複数のストッパー片４４とから構成されている。複数のストッパー片４４は、後述する変形機構４６のエアバッグ４７を間に挟むようにして、アンダーパネル２１における前側と後側に配置されている。
【００５０】
図１０Ａに示すように、変形機構４６は、アンダーパネル２１を変形させるエアバッグ４７と、エアタンク４８と、コンプレッサ５１と、制御部５２と、制御ソレノイドバルブ５３と、タンク圧力センサ５４と、２つのライン圧力センサ５６とを有している。
【００５１】
エアバッグ４７の一面には、エアバッグ４７の膨らむ方向を規制する押え板４９が取り付けられている。このエアバッグ４７は、２つの配管５８を介してエアバッグ４７に空気を供給するエアタンク４８に接続されている。２つの配管５８には、エアバッグ４７の空気の圧力を検出するライン圧力センサ５６がそれぞれ設けられている。また、２つの配管５８におけるエアタンク４８側の一端には、制御ソレノイドバルブ５３が設けられている。
【００５２】
この制御ソレノイドバルブ５３を開閉することで、エアタンク４８からエアバッグ４７へ空気を送ったり、エアバッグ４７内に溜まった空気を抜いたりすることができる。エアタンク４８には、エアタンク４８内の圧力を検出するタンク圧力センサ５４が設けられている。更に、エアタンク４８は、配管５９を介してエアタンク４８に圧縮空気を送るコンプレッサ５１に接続されている。
【００５３】
図１１に示すように、制御部５２は、２つのライン圧力センサ５６と、タンク圧力センサ５４と、コンプレッサ５１と、制御ソレノイドバルブ５３に接続されている。そして、制御部５２には、２つのライン圧力センサ５６からエアバッグ４７の圧力情報が入力されると共にタンク圧力センサ５４からエアタンク４８の圧力情報が入力される。また、制御部５２は、車両ＥＣＵ６１と電気的に接続されている。そして、制御部５２には、この車両ＥＣＵ６１に接続されている車速センサ６２によって検出された自動車１の速度信号が入力される。
【００５４】
このように、制御部５２は、自動車１の速度信号、エアバッグ４７及びエアタンク４８の圧力情報に基づいて、コンプレッサ５１及び制御ソレノイドバルブ５３に制御信号を出力する。そして、コンプレッサ５１は、制御部５２からの制御信号に基づいて、制御ソレノイドバルブ５３の開閉制御を行い、エアタンク４８に圧縮空気を供給している。すなわち、この制御ソレノイドバルブ５３の開閉制御によって、エアバッグ４７に供給する空気量が調整されるようになっている。
【００５５】
再び図９に戻って説明すると、エアバッグ４７は、規制板４３側に押え板４９を接触させた状態でアンダーパネル２１の上方に配置されている。つまり、エアバッグ４７は、規制板４３とアンダーパネル２１の間に介在されている。また、エアタンク４８は、車体２の前部に配置されている。なお、エアタンク４８の配置する箇所は、車体２の前部に限定されるものではなく、車体２のトランク９や搭載空間１１（図２参照）等に配置してもよい。
【００５６】
その他の構成は、上述した第１の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置２０と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する床下空気流制御装置４０によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置２０と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００５７】
なお、この第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０によれば、車体２の前部に通風口１３を有していない自動車１にも搭載することができる。
【００５８】
次に、図１０Ｂ、図１２及び図１３を参照して第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０の動作について説明する。
図１０Ｂは、エアバッグ４７が膨らんだ状態を示す変形機構の模式図、図１２は、エアバッグ４７が膨らんだ状態の自動車１の要部を示す断面図、図１３は、エアバッグ４７が膨らんだ状態の自動車１の側面図である。
【００５９】
まず、変形機構４６を構成する制御部５２は、車両ＥＣＵ６１から自動車１の速度信号と、タンク圧力センサ５４及びライン圧力センサ５６からエアバッグ４７及びエアタンク４８の圧力情報を取得する。次に、制御部５２は、取得した速度信号及び圧力情報からエアバッグ４７に供給する作動空気圧力を算出する。この算出した作動空気圧力に応じて制御部５２は、制御ソレノイドバルブ５３及びコンプレッサ５１を制御する。この制御ソレノイドバルブ５３及びコンプレッサ５１から、エアバッグ４７に空気が供給され、エアバック４７に作動圧力が発生するする。これにより、図１０Ｂに示すように、エアバッグ４７が膨らむ。
【００６０】
ここで、図１２に示すように、エアバッグ４７は、規制板４３とアンダーパネル２１の間に介在されている。更に、エアバッグ４７における規制板４３側にはエアバッグ４７の膨らむ方向を規制する押え板４９が設けられている。そのため、エアバッグ４７は、アンダーパネル２１側へ膨らむ。これにより、エアバッグ４７によって下方に押されることにより、アンダーパネル２１は、その弾性力に抗して車体２の下方に向けて略円弧状に弾性変形する。その結果、図１３に示すように、アンダーパネル２１が車体２の下方に向けて変形することで、路面と自動車１の床下間に負圧域が得られる。
【００６１】
また、自動車１の速度が遅くなると、制御部５２は、制御ソレノイドバルブ５３を開放させてエアバッグ４７の空気圧を低下させる。すると、エアバッグ４７の空気圧がアンダーパネル２１の弾性力よりも小さくなり、エアバッグ４７は、アンダーパネル２１に押されて内部に溜まった空気が抜けてしぼむ。その結果、アンダーパネル２１は、図９に示す初期状態に戻るように車体２の上方に向けて変形する。
【００６２】
なお、本例では、エアバッグ４７の空気圧とアンダーパネル２１の弾性係数によって、アンダーパネル２１の変形量を推定し、エアバッグ４７に供給する作動空気圧力を調整した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ストッパー片４４の軸部４４ａと規制板４３の挿通孔４３ａに位置センサを設け、このストッパー片４４の軸部４４ａの移動量によってアンダーパネル２１の変形量を推定するようにしてもよい。これにより、エアバッグ４７に供給する空気量及び／又はエアバッグ４７の空気圧を調整することもできる。
【００６３】
＜３．第３の実施の形態例＞
次に、図１４を参照して本発明の第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置について説明する。
図１４は、第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置の変形機構を示すブロック図である。
【００６４】
この第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置７０と第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０と異なるところは、変形機構の構成である。そのため、ここでは、変形機構について説明する。なお、床下空気流制御装置７０の変形機構以外の構成は、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０と同じであるので、重複した説明は省略する。
【００６５】
図１４に示すように、第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置７０の変形機構７６は、エアタンク７８と、エアバッグ７７と、コンプレッサ８１と、ソレノイドバルブ８３とを有している。エアタンク７８とソレノイドバルブ８３は、配管８８によって接続されている。更に、エアタンク７８と、ソレノイドバルブ８３との間には、減圧バルブ９１と、リリーフバルブ９２が設けられている。そして、減圧バルブ９１とリリーフバルブ９２には、それぞれ圧力センサ９３，９３が接続されている。
【００６６】
減圧バルブ９１は、一次側であるエアタンク７８側から通過する空気を弁体の開度を変化させることによって二次側であるエアバッグ７７へ減圧するバルブであり、エアバッグ７７へ作動空気圧力供給するためのものである。
【００６７】
また、リリーフバルブ９２は、所定の圧力（設定圧）になると自動的に弁が開き流体を放出し、圧力が降下すれば弁が閉じる機能を有している。そのため、このリリーフバルブ９２によって、所定値以上の圧力が加わった際に、その圧力を下げることができ、エアバッグ７７が破裂したり、ソレノイドバルブ８３が故障することを防ぐことができる。更に、このリリーフバルブ９２と圧力センサ９３によって、エアバック７７の減圧時における作動空気圧力の速度をコントロールしている。その結果、車両の速度が遅くなった際に、エアバッグ７７の圧力を速やかに減圧することができる。
【００６８】
また、ソレノイドバルブ８３とエアバッグ７７は、２つの配管８９，８９で接続されている。そして、この２つの配管８９，８９には、エアバッグ７７に供給する空気の流量を一定に保つ２つの流量制御バルブ９４，９４と、エアバッグ７７の圧力を検出する２つの圧力センサ８６，８６が設けられている。
【００６９】
その他の構成は、上述した第１の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置２０と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する床下空気流制御装置７０によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置２０と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００７０】
なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０及び第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置７０において、エアバッグ及び／又はエアタンクを複数設けてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…自動車（車両）、 ２…車体、 １１…搭載空間、 １２…フロントカバー、 １３…通風口、 １５…走行風導入ガイド、 １８…床板、 ２０，５０，７０…床下空気流制御装置、 ２１…アンダーパネル、 ２２…ストッパー部、 ２３，４３…規制板、 ２４，４４…ストッパー片、 ２４Ａ…上部規制ストッパー片、 ２４ａ…軸部、 ２４ｂ…当接部、 ３１…固定ネジ、 ３２…バネ、 ３３…取付ステー、 ４６…変形機構、 ４７…エアバッグ、 ４８…エアタンク、 ４９…押え板、 ５１…コンプレッサ、 ５２…制御部、 ５３…制御ソレノイドバルブ、 ５４…タンク圧力センサ、 ５６…ライン圧力センサ、 ５８，５９…配管、 ６１…車両ＥＣＵ、 ６２…車速センサ、 Ｓ…内部空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行時に車両の周りに発生する空気流、特に車両の床下と地面の間に生じる空気流を制御する床下空気流制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両の挙動安定を向上させるために車体周りにおける走行中の空気の流れを整流にすることで得られる外力、例えば抗力や揚力を利用した空気抵抗低減部材が車体各所に取り付けられている。従来の空気抵抗低減部材としては、例えば、車体前部のバンパーの下端に設けられるフロントアンダスポイラや、車体後部に設けられるリアアンダスポイラ等がある。
【０００３】
また、車両が時速８０ｋｍ以上の高速で走行する際には、車体の周りに発生する空気抵抗は、摩擦抵抗が比較的少なく、圧力抗力が９０％以上占めている。そのため、車体の外装には、各部形状や部品によって圧力をさげるための工夫がされている。例えば、フロントスポイラや車体下面にアンダーパネル等の床下空気流制御装置を設けて車両と路面との隙間を少なくすることが行われている。
【０００４】
このように、車両と路面との隙間を小さくすると、地表面と車両の床下間には、負圧域が生じる。その結果、この地表面と車両の床下間に生じる負圧域によって、車両に対する地表面への押し付け効果を高めることができ、車両の挙動安定を向上させることができる。
【０００５】
なお、特許文献１や特許文献２では、車体の前部下面に設けたアンダーパネルをリンク機構やアクチュエータからなる機械式の可動機構によって動かすことで、車両の床下部分を流れる空気を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−２５５５４２号公報
【特許文献２】特開昭６２−２５１２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されている技術では、アンダーパネルを可動させる可動機構が車体の前端下部、又は車体の床下前部（いわゆるアプローチアングルの近傍）に設けられている。このように、従来技術では、可動機構等の機械的構造物が最低地上高近傍と地面から近い場所で、且つ車体の先端付近に位置しているため、この可動機構やアンダーパネルが角度の急な坂道の入口又は出口などの路面や輪留め等の障害物と干渉し易かった。更に、干渉した際の外力によって、可動機構自体の破損や故障を招く確率が高い、という問題があった。
【０００８】
また、走行中に可動機構が破損した場合、アンダーパネルが車体の下方に下がった状態で可動機構が故障するとアンダーパネルが路面と接触して破損したり、車両が走行不能になったりするという問題もあった。
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、高速走行時の走行及び操縦安定性を高めるために、機械的な機構を用いずに車体に発生する空気流を制御することができる床下空気流制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の床下空気流制御装置は、車体の前部に通風口を有する車両に設けられる床下空気流制御装置である。そして、車体の前部下面に配設され、通風口より導入される走行風圧力によって前記車体の下面から下方に向けて変形可能な弾性を有するアンダーパネルと、アンダーパネルの弾性変形を所定の変化量で規制するストッパー部と、を備えている。
【００１１】
また、本発明のもう一つの床下空気流制御装置は、車両における車体の前部下面に配設され、車体の下面から下方に向けて変形可能な弾性を有するアンダーパネルと、アンダーパネルの弾性変形を所定の変形量で規制するストッパー部と、を備えている。更に、アンダーパネルの上方に配設され、膨らむことによりアンダーパネルを弾性変形させるエアバッグと、エアバッグに空気を送るエアタンクと、車両の速度に応じてエアタンクを制御し、エアバッグに送る作動圧力を調整する制御部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の床下空気流制御装置によれば、故障が生じ易いリンク機構やアクチュエータ等の機械式の可動機構を用いずに空気の力によって、アンダーパネルを車体の下面から下方に向けて弾性変形させている。その結果、走行時に生じる衝撃力によってアンダーパネルの可動機構の故障や破損を防止することができ、装置の安全性を高めることが可能である。更に、本発明の床下空気流制御装置は、アンダーパネルの制御機構の構造が極めて簡単な構造であるため、装置全体の重量を軽減することができると共に、部品点数の削減を図ることができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両を正面から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のアンダーパネルが変形した状態における車両の要部の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のアンダーパネルが変形した状態における車両の側面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のアンダーパネルが変形した状態における車両の正面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置におけるアンダーパネルの変形量と通風口を通る空気の風速との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両を示す側面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置を備えた車両の要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置の要部を示す説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のエアバッグが膨らんだ状態における車両の要部の断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置のエアバッグが膨らんだ状態における車両の側面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態例に係る床下空気流制御装置の変形機構を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の床下空気流制御装置の実施の形態例について、図１〜図１４を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
また、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態例
１−１．床下空気流制御装置の構成例
１−２．床下空気流制御装置の動作
２．第２の実施の形態例
３．第３の実施の形態例
【００１５】
＜１．第１の実施の形態例＞
１−１．床下空気流制御装置の構成例
まず、図１〜図３を参照して本発明の第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）にかかる床下空気流制御装置の構成例について説明する。
図１は、本例の床下空気流制御装置を備えた車両を示す側面図、図２は、車両の要部を正面から見た斜視図である。また、図３は、車両の要部を示す断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本例の床下空気流制御装置を備えた車両である自動車１は、全体の外殻を形成するセダン形式の車体２と、車体２の骨格を成しシャシー等を支持するフレーム３と、車体２の前後左右の下部に取り付けた４個の車輪４とで構成されている。
【００１７】
車体２は、前後中間部の左右両側面を構成する左右一対のドア６と、左右一対のフロントフェンダ７と、ボンネット８と、後部に設けたトランク９とを備えている。フロントフェンダ７は、両ドア６に隣接して車体２の前部左右両側面を構成している。このフロントフェンダ７の上部からボンネット８が連続し、車体２の前部上面を構成している。
【００１８】
ボンネット８は、開閉自在に設けられており、ボンネット８を上側に開放した車体２の前部には、各種部品を区分けして内蔵する搭載空間１１が構成されている。また、トランク９の上部には、空気抵抗低減部材であるリアテールゲートスポイラ１０が取り付けられている。
【００１９】
図２に示すように、車体２の前部には、通風口１３を有するフロントカバー１２が取り付けられている。また、図３に示すように、フロントカバー１２の通風口１３の後方には、ラジエータ１４と、ＡＣコンデンサ１６がラジエータコアサポート１７に支持された状態で搭載空間１１に固定されている。そして、フロントカバー１２の通風口１３から、ラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６に冷却風が導入される。
【００２０】
更に、車体２の前部には、床下空気流制御装置２０が設けられている。この床下空気流制御装置は、弾性を有するアンダーパネル２１と、アンダーパネル２１を車体２に変形可能に支持すると共にアンダーパネル２１の変形を規制するストッパー部２２と、走行風導入ガイド１５とを有している。ストッパー部２２は、アンダーパネル２１を支持する規制板２３と、アンダーパネル２１の変形を規制する複数のストッパー片２４とから構成されている。
【００２１】
図３に示すように、規制板２３は、アンダーパネル２１とラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６の間に配置されている。この規制板２３は、略平板状に形成されており、複数の挿通孔２３ａが設けられている。そして、規制板２３は、２つの取付ステー３３，３３（図２参照）に支持された状態で、車体２の前部に配置されている。図３に示すように、この規制板２３には、固定ネジ３１とバネ３２を介してアンダーパネル２１が弾性変形可能に取り付けられている。
【００２２】
アンダーパネル２１は、弾性を有する略平板状の部材として形成されており、通風口１３の近傍である車体２の前部の下面に配置されている。このアンダーパネル２１は、ストッパー部２２を構成する規制板２３に支持されて車体２に搭載されたラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６の下方に配置されている。具体的には、アンダーパネル２１における車体２の前方側の一端が、固定ネジ３１を介して規制板２３と共にフロントカバー１２に固定されており、他端が規制板２３にバネ３２を介して固定されている。
【００２３】
このアンダーパネル２１の材質としては、例えば熱可塑性樹脂が挙げられるが、これに限定されるものではなく、その他各種の弾性を有する平板状の材料を用いることができる。
【００２４】
また、アンダーパネル２１には、ストッパー部２２を構成する複数のストッパー片２４が設けられている。複数のストッパー片２４は、アンダーパネル２１の一面から車体２の搭載空間１１に向けて突出している。ストッパー片２４は、棒状の軸部２４ａと、軸部２４ａの先端に設けられた略円形状の当接部２４ｂとから構成されている。
【００２５】
この複数のストッパー片２４の軸部２４ａは、規制板２３に設けられた挿通孔２３ａに上下方向に移動可能に挿通している。また、当接部２４ｂの外径は、規制板２３の挿通孔２３ａの直径よりも大きく設定されている。そして、この複数のストッパー片２４の当接部２４ｂが規制板２３の挿通孔２３ａの周囲に当接することで、アンダーパネル２１における下方への変形を所定量で規制している（図４参照）。
【００２６】
なお、当接部２４ｂは、通常は略円形状に形成されるが、この形状は必ずしも略円形状に限定されるものではなく、例えば四角形や六角形に形成してもよい。すなわち、当接部２４ｂの形状は、規制板２３の挿通孔２３ａの周囲に当接し、アンダーパネル２１の変形を止めることができるものであれば種々に設定できるものである。
【００２７】
複数のストッパー片２４における軸部２４ａの長さは、ラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６の近傍に配置されたストッパー片２４が一番長く設定されており、ラジエータ１４及びＡＣコンデンサ１６から離れるにつれて短くなるように設定されている。この複数のストッパー片２４における軸部２４ａの長さによって、アンダーパネル２１の最大変形時の形状が決まる。
【００２８】
すなわち、複数のストッパー片２４の長さを調整することで、アンダーパネル２１の最大変形時の形状及び最大の変形量を任意に設定することができる。例えば、法律で定められている路面からの最低の高さや、車体２と路面との距離等に設定される。
【００２９】
なお、複数のストッパー片２４のうちラジエータコアサポート１７の下方に配置される上部規制ストッパー片２４Ａは、他のストッパー片２４よりもその長さが短く設定されている。そして、この上部規制ストッパー片２４Ａは、アンダーパネル２１とラジエータコアサポート１７との間に介在され、アンダーパネル２１の上方への移動を制限している。
【００３０】
また、アンダーパネル２１の上方には、アーチ状に形成された走行風導入ガイド１５が設けられている。この走行風導入ガイド１５は、通風口１３を通過した走行風をアンダーパネル２１側へ導くものである。これにより、通風口１３からの走行風を走行風導入ガイド１５によって効率良くアンダーパネル２１に導くことができる。
【００３１】
１−２．床下空気流制御装置の動作
次に、図４〜図６を参照して本例の床下空気流制御装置の動作について説明する。
図４は、アンダーパネルが変形した状態を示す車両の要部の断面図である。図５は、アンダーパネルが変形した状態を示す車両の側面図、図６は、アンダーパネルが変形した状態を示す車両の正面図である。
【００３２】
図４に示すように、自動車１が例えば時速８０ｋｍ以上の高速で走行すると、フロントカバー１２の通風口１３からラジエータ１４と、ＡＣコンデンサ１６に向けて空気が流れ込む。そして、アンダーパネル２１へ走行風をガイドする走行風導入ガイド１５にも通風口１３から空気が流れ込む。そのため、アンダーパネル２１は、通風口１３から導入される走行風の圧力によって、車体２の下方に押される。これにより、ストッパー片４４が規制板４３の挿通孔４３ａに沿って下方に下がると共に、アンダーパネル２１は、その弾性力に抗して車体２の下方に向けて略円弧状に弾性変形する。
【００３３】
このように、本例では、機械式な機構を用いずに、自動車１が走行する際に生じる通風口１３を通過する空気、すなわち自動車１の走行風によってアンダーパネル２１を変形させている。これにより、リンク機構やアクチュエータ等の機械式の可動機構を用いない極めて簡単な構成であるため、路面の凹凸の段差等によって生じる衝撃力によって故障や破損が起こりにくい床下空気流制御装置２０を提供することが可能である。その結果、装置の安全性を高めることができると共にアクチュエータやギア等の可動機構の部品点数を削減することが可能である。
【００３４】
また、図５に示すように、アンダーパネル２１が車体２の下方に向けて弾性変形することで、アンダーパネル２１と路面との隙間が狭まる。そして、アンダーパネル２１と路面との間に負圧が発生し、アンダーパネル２１が路面側に引っ張られる力が作用する。そのため、アンダーパネル２１には、内側から通風口１３から導入される走行風からの圧力によって押し下げる力と、路面との負圧によって路面側に引っ張られる力が作用する。これにより、アンダーパネル２１を極めて容易に変形させることが可能である。
【００３５】
更に、自動車１の速度が上がり、アンダーパネル２１が車体２の下方に変形すると、ストッパー片２４の当接部２４ｂが規制板２３の挿通孔２３ａの周囲に当接する（図４参照）。これにより、アンダーパネル２１における下方への変形を所定の変形量で規制することができる。更に、この時のアンダーパネル２１の形状を複数のストッパー片２４の軸部２４ａの長さによって設定することが可能である。
【００３６】
また、図５及び図６に示すように、アンダーパネル２１が車体２の下方に向けて変形することで、アンダーパネル２１と路面との間に流れる空気の流速が増加する。ベルヌーイの定理により、流速が増加することで、車体２の床下と路面との圧力が低下する。その結果、路面と車体２の床下間に負圧域が得られ、自動車１に対する路面への押し付け効果が高まり、自動車１の挙動安定性を高めることができる。
【００３７】
また、自動車１の速度が遅くなると、通風口１３から導入される走行風からの圧力が減少し、走行風によってアンダーパネル２１を押す力が低下する。すると、アンダーパネル２１の弾性力と、アンダーパネル２１と規制板２３とを接続するバネ３２の弾性力によって、アンダーパネル２１は車体２の上方に向けて変形し、図３に示す初期状態に戻る。
【００３８】
このように、アンダーパネル２１は、それ自身の弾性力によって初期状態に戻ることができる。その結果、従来の機械式の装置のように可動機構が故障した場合に、アンダーパネル２１が常に車体２の下方に突出した状態のままとなるという不具合を解消される。
【００３９】
次に、図７及び表１を参照して、自動車１の速度とアンダーパネル２１の変形量の関係について説明する。
図７は、アンダーパネルの変形量と通風口を通る風速との関係を示すグラフである。また、表１は、自動車１の時速（ｋｍ／ｈ）、通風口１３を通過する空気の風速（ｍ／ｓ）、アンダーパネル２１に作用する動圧（ｋｇｆ／ｍ３）及びアンダーパネル２１の変形量（ｍｍ）を示す表である。
【００４０】
【表１】
【００４１】
表１に示すように、自動車１の速度が上昇すると、通風口１３を通過する風速も上昇していることが分かる。また、風速の上昇に伴って、アンダーパネル２１に作用する動圧も略比例して増加する。このアンダーパネル２１に作用する動圧が風速に比例して増加することで、アンダーパネル２１の変形量も風速に略比例して増加する。すなわち、アンダーパネル２１は、自動車１の速度に比例して変化するので、極めて簡単な構成で、アンダーパネル２１と路面との距離を変化させることができる。
【００４２】
更に、自動車１の速度が１００ｋｍ／ｈを超えると、アンダーパネル２１の変形量は、約７０ｍｍ付近で停止していることが分かる。これは、アンダーパネル２１の変形量が約７０ｍｍに達すると、ストッパー部２２によってアンダーパネル２１の変形が規制されるためである。そのため、自動車１の速度が１００ｋｍ／ｈを超えてもアンダーパネル２１は、約７０ｍｍ以上変形することはない。これにより、アンダーパネル２１が車体２と路面との間隔よりも大きく変形して、アンダーパネル２１と路面とが接触することを防止することができる。
【００４３】
なお、通風口１３を通過する風速、アンダーパネル２１に作用する動圧及びアンダーパネル２１の変形量は、通風口１３の位置及び開口面積、通風口１３の後方の内部空間Ｓ（図４参照）の大きさやアンダーパネル２１の弾性係数によって種々に変化するものである。
【００４４】
また、本例の床下空気流制御装置２０によれば、車体２の外観デザインに関係なく、車体２の前部に通風口１３を有する自動車１に備えることができる。
【００４５】
＜２．第２の実施の形態例＞
次に、図８〜図１１を参照して本発明の第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置の構成例について説明する。
図８は、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置を備えた車両を示す側面図、図９は、車両の要部を示す断面図である。図１０は、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御機構の要部を示す模式図、図１１は、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御機構の回路構成を示すブロック図である。
【００４６】
この第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置４０と第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置２０と異なるところは、アンダーパネルを変形させる変形機構である。ここでは、床下空気流制御装置２０と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００４７】
図８に示すように、第２の実施の形態例に係る床下空気流制御装置４０は、第１の実施の形態例に係る床下空気流制御装置２０と同様に、自動車１における車体２の前部下面に配置されている。図９に示すように、床下空気流制御装置４０は、アンダーパネル２１と、アンダーパネルの弾性変形を所定の変形量で規制するストッパー部４２と、アンダーパネル２１を変形させる変形機構４６（図１０参照）とを有している。
【００４８】
この第２の実施の形態例では、アンダーパネル２１は、車体２の前方側の一端が、固定ネジ３１を介してフロントカバー１２に固定されており、他端が車体２の床板１８に不図示のバネを介して固定されている。
【００４９】
ストッパー部４２は、車体２の床板１８に固定された規制板４３と、アンダーパネル２１から車体２の搭載空間１１に向けて突出する複数のストッパー片４４とから構成されている。複数のストッパー片４４は、後述する変形機構４６のエアバッグ４７を間に挟むようにして、アンダーパネル２１における前側と後側に配置されている。
【００５０】
図１０Ａに示すように、変形機構４６は、アンダーパネル２１を変形させるエアバッグ４７と、エアタンク４８と、コンプレッサ５１と、制御部５２と、制御ソレノイドバルブ５３と、タンク圧力センサ５４と、２つのライン圧力センサ５６とを有している。
【００５１】
エアバッグ４７の一面には、エアバッグ４７の膨らむ方向を規制する押え板４９が取り付けられている。このエアバッグ４７は、２つの配管５８を介してエアバッグ４７に空気を供給するエアタンク４８に接続されている。２つの配管５８には、エアバッグ４７の空気の圧力を検出するライン圧力センサ５６がそれぞれ設けられている。また、２つの配管５８におけるエアタンク４８側の一端には、制御ソレノイドバルブ５３が設けられている。
【００５２】
この制御ソレノイドバルブ５３を開閉することで、エアタンク４８からエアバッグ４７へ空気を送ったり、エアバッグ４７内に溜まった空気を抜いたりすることができる。エアタンク４８には、エアタンク４８内の圧力を検出するタンク圧力センサ５４が設けられている。更に、エアタンク４８は、配管５９を介してエアタンク４８に圧縮空気を送るコンプレッサ５１に接続されている。
【００５３】
図１１に示すように、制御部５２は、２つのライン圧力センサ５６と、タンク圧力センサ５４と、コンプレッサ５１と、制御ソレノイドバルブ５３に接続されている。そして、制御部５２には、２つのライン圧力センサ５６からエアバッグ４７の圧力情報が入力されると共にタンク圧力センサ５４からエアタンク４８の圧力情報が入力される。また、制御部５２は、車両ＥＣＵ６１と電気的に接続されている。そして、制御部５２には、この車両ＥＣＵ６１に接続されている車速センサ６２によって検出された自動車１の速度信号が入力される。
【００５４】
このように、制御部５２は、自動車１の速度信号、エアバッグ４７及びエアタンク４８の圧力情報に基づいて、コンプレッサ５１及び制御ソレノイドバルブ５３に制御信号を出力する。そして、コンプレッサ５１は、制御部５２からの制御信号に基づいて、制御ソレノイドバルブ５３の開閉制御を行い、エアタンク４８に圧縮空気を供給している。すなわち、この制御ソレノイドバルブ５３の開閉制御によって、エアバッグ４７に供給する空気量が調整されるようになっている。
【００５５】
再び図９に戻って説明すると、エアバッグ４７は、規制板４３側に押え板４９を接触させた状態でアンダーパネル２１の上方に配置されている。つまり、エアバッグ４７は、規制板４３とアンダーパネル２１の間に介在されている。また、エアタンク４８は、車体２の前部に配置されている。なお、エアタンク４８の配置する箇所は、車体２の前部に限定されるものではなく、車体２のトランク９や搭載空間１１（図２参照）等に配置してもよい。
【００５６】
その他の構成は、上述した第１の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置２０と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する床下空気流制御装置４０によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置２０と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００５７】
なお、この第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０によれば、車体２の前部に通風口１３を有していない自動車１にも搭載することができる。
【００５８】
次に、図１０Ｂ、図１２及び図１３を参照して第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０の動作について説明する。
図１０Ｂは、エアバッグ４７が膨らんだ状態を示す変形機構の模式図、図１２は、エアバッグ４７が膨らんだ状態の自動車１の要部を示す断面図、図１３は、エアバッグ４７が膨らんだ状態の自動車１の側面図である。
【００５９】
まず、変形機構４６を構成する制御部５２は、車両ＥＣＵ６１から自動車１の速度信号と、タンク圧力センサ５４及びライン圧力センサ５６からエアバッグ４７及びエアタンク４８の圧力情報を取得する。次に、制御部５２は、取得した速度信号及び圧力情報からエアバッグ４７に供給する作動空気圧力を算出する。この算出した作動空気圧力に応じて制御部５２は、制御ソレノイドバルブ５３及びコンプレッサ５１を制御する。この制御ソレノイドバルブ５３及びコンプレッサ５１から、エアバッグ４７に空気が供給され、エアバック４７に作動圧力が発生するする。これにより、図１０Ｂに示すように、エアバッグ４７が膨らむ。
【００６０】
ここで、図１２に示すように、エアバッグ４７は、規制板４３とアンダーパネル２１の間に介在されている。更に、エアバッグ４７における規制板４３側にはエアバッグ４７の膨らむ方向を規制する押え板４９が設けられている。そのため、エアバッグ４７は、アンダーパネル２１側へ膨らむ。これにより、エアバッグ４７によって下方に押されることにより、アンダーパネル２１は、その弾性力に抗して車体２の下方に向けて略円弧状に弾性変形する。その結果、図１３に示すように、アンダーパネル２１が車体２の下方に向けて変形することで、路面と自動車１の床下間に負圧域が得られる。
【００６１】
また、自動車１の速度が遅くなると、制御部５２は、制御ソレノイドバルブ５３を開放させてエアバッグ４７の空気圧を低下させる。すると、エアバッグ４７の空気圧がアンダーパネル２１の弾性力よりも小さくなり、エアバッグ４７は、アンダーパネル２１に押されて内部に溜まった空気が抜けてしぼむ。その結果、アンダーパネル２１は、図９に示す初期状態に戻るように車体２の上方に向けて変形する。
【００６２】
なお、本例では、エアバッグ４７の空気圧とアンダーパネル２１の弾性係数によって、アンダーパネル２１の変形量を推定し、エアバッグ４７に供給する作動空気圧力を調整した例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ストッパー片４４の軸部４４ａと規制板４３の挿通孔４３ａに位置センサを設け、このストッパー片４４の軸部４４ａの移動量によってアンダーパネル２１の変形量を推定するようにしてもよい。これにより、エアバッグ４７に供給する空気量及び／又はエアバッグ４７の空気圧を調整することもできる。
【００６３】
＜３．第３の実施の形態例＞
次に、図１４を参照して本発明の第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置について説明する。
図１４は、第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置の変形機構を示すブロック図である。
【００６４】
この第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置７０と第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０と異なるところは、変形機構の構成である。そのため、ここでは、変形機構について説明する。なお、床下空気流制御装置７０の変形機構以外の構成は、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０と同じであるので、重複した説明は省略する。
【００６５】
図１４に示すように、第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置７０の変形機構７６は、エアタンク７８と、エアバッグ７７と、コンプレッサ８１と、ソレノイドバルブ８３とを有している。エアタンク７８とソレノイドバルブ８３は、配管８８によって接続されている。更に、エアタンク７８と、ソレノイドバルブ８３との間には、減圧バルブ９１と、リリーフバルブ９２が設けられている。そして、減圧バルブ９１とリリーフバルブ９２には、それぞれ圧力センサ９３，９３が接続されている。
【００６６】
減圧バルブ９１は、一次側であるエアタンク７８側から通過する空気を弁体の開度を変化させることによって二次側であるエアバッグ７７へ減圧するバルブであり、エアバッグ７７へ作動空気圧力供給するためのものである。
【００６７】
また、リリーフバルブ９２は、所定の圧力（設定圧）になると自動的に弁が開き流体を放出し、圧力が降下すれば弁が閉じる機能を有している。そのため、このリリーフバルブ９２によって、所定値以上の圧力が加わった際に、その圧力を下げることができ、エアバッグ７７が破裂したり、ソレノイドバルブ８３が故障することを防ぐことができる。更に、このリリーフバルブ９２と圧力センサ９３によって、エアバック７７の減圧時における作動空気圧力の速度をコントロールしている。その結果、車両の速度が遅くなった際に、エアバッグ７７の圧力を速やかに減圧することができる。
【００６８】
また、ソレノイドバルブ８３とエアバッグ７７は、２つの配管８９，８９で接続されている。そして、この２つの配管８９，８９には、エアバッグ７７に供給する空気の流量を一定に保つ２つの流量制御バルブ９４，９４と、エアバッグ７７の圧力を検出する２つの圧力センサ８６，８６が設けられている。
【００６９】
その他の構成は、上述した第１の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置２０と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する床下空気流制御装置７０によっても、上述した第１の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置２０と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００７０】
なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、第２の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置４０及び第３の実施の形態例にかかる床下空気流制御装置７０において、エアバッグ及び／又はエアタンクを複数設けてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１…自動車（車両）、 ２…車体、 １１…搭載空間、 １２…フロントカバー、 １３…通風口、 １５…走行風導入ガイド、 １８…床板、 ２０，５０，７０…床下空気流制御装置、 ２１…アンダーパネル、 ２２…ストッパー部、 ２３，４３…規制板、 ２４，４４…ストッパー片、 ２４Ａ…上部規制ストッパー片、 ２４ａ…軸部、 ２４ｂ…当接部、 ３１…固定ネジ、 ３２…バネ、 ３３…取付ステー、 ４６…変形機構、 ４７…エアバッグ、 ４８…エアタンク、 ４９…押え板、 ５１…コンプレッサ、 ５２…制御部、 ５３…制御ソレノイドバルブ、 ５４…タンク圧力センサ、 ５６…ライン圧力センサ、 ５８，５９…配管、 ６１…車両ＥＣＵ、 ６２…車速センサ、 Ｓ…内部空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前部に通風口を有する車両に設けられる床下空気流制御装置であって、
前記車体の前部下面に配設され、前記通風口から導入された走行風圧力によって前記車体の下面から下方に向けて変形可能な弾性を有するアンダーパネルと、
前記アンダーパネルの弾性変形を所定の変化量で規制するストッパー部と、
を備えたことを特徴とする床下空気流制御装置。
【請求項２】
前記アンダーパネルに作用する前記走行風圧力は、前記車両の速度に応じて変化する
ことを特徴とする請求項１に記載の床下空気流制御装置。
【請求項３】
前記通風口は、前記車両に搭載される冷却装置用の冷却風導入口を兼ねる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の床下空気流制御装置。
【請求項４】
車両における車体の前部下面に配設され、前記車体の下面から下方に向けて変形可能な弾性を有するアンダーパネルと、
前記アンダーパネルの弾性変形を所定の変形量で規制するストッパー部と、
前記アンダーパネルの上方に配設され、膨らむことにより前記アンダーパネルを弾性変形させるエアバッグと、
前記エアバッグに空気を送るエアタンクと、
前記車両の速度に応じて前記エアタンクを制御し、前記エアバッグに送る空気作動圧力を調整する制御部と、
を備えたことを特徴とする床下空気流制御装置。
【請求項５】
前記ストッパー部は、
前記アンダーパネルから上方に向けて突出する複数のストッパー片と、
前記複数のストッパー片における下方への移動を制限する規制板と、からなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の床下空気流制御装置。
【請求項６】
前記アンダーパネルは、熱可塑性樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の床下空気流制御装置。
【請求項１】
車体の前部に通風口を有する車両に設けられる床下空気流制御装置であって、
前記車体の前部下面に配設され、前記通風口から導入された走行風圧力によって前記車体の下面から下方に向けて変形可能な弾性を有するアンダーパネルと、
前記アンダーパネルの弾性変形を所定の変化量で規制するストッパー部と、
を備えたことを特徴とする床下空気流制御装置。
【請求項２】
前記アンダーパネルに作用する前記走行風圧力は、前記車両の速度に応じて変化する
ことを特徴とする請求項１に記載の床下空気流制御装置。
【請求項３】
前記通風口は、前記車両に搭載される冷却装置用の冷却風導入口を兼ねる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の床下空気流制御装置。
【請求項４】
車両における車体の前部下面に配設され、前記車体の下面から下方に向けて変形可能な弾性を有するアンダーパネルと、
前記アンダーパネルの弾性変形を所定の変形量で規制するストッパー部と、
前記アンダーパネルの上方に配設され、膨らむことにより前記アンダーパネルを弾性変形させるエアバッグと、
前記エアバッグに空気を送るエアタンクと、
前記車両の速度に応じて前記エアタンクを制御し、前記エアバッグに送る空気作動圧力を調整する制御部と、
を備えたことを特徴とする床下空気流制御装置。
【請求項５】
前記ストッパー部は、
前記アンダーパネルから上方に向けて突出する複数のストッパー片と、
前記複数のストッパー片における下方への移動を制限する規制板と、からなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の床下空気流制御装置。
【請求項６】
前記アンダーパネルは、熱可塑性樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の床下空気流制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−３７４１３（Ｐ２０１１−３７４１３Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８９４１３（Ｐ２００９−１８９４１３）
【出願日】平成２１年８月１８日（２００９．８．１８）
【出願人】（０００１５１２７６）株式会社東京アールアンドデー (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１８日（２００９．８．１８）
【出願人】（０００１５１２７６）株式会社東京アールアンドデー (34)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]