接地性向上装置
【課題】汎用性が高く、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことを防止することができる接地性向上装置を提供すること。
【解決手段】接地性向上装置１は、車両の接地荷重を増加する接地性向上装置であって、タイヤと同軸のドライブシャフト２の外周面に径方向に突出する突起３、４を備えることにより、下側の走行風の方が上側の走行風よりも流速が大となり、ベルヌーイの定理により、車両にダウンフォースが作用し、接地性が向上する。
【解決手段】接地性向上装置１は、車両の接地荷重を増加する接地性向上装置であって、タイヤと同軸のドライブシャフト２の外周面に径方向に突出する突起３、４を備えることにより、下側の走行風の方が上側の走行風よりも流速が大となり、ベルヌーイの定理により、車両にダウンフォースが作用し、接地性が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適な接地性向上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両を安定して走行させるための、走行中の車両の空気抵抗を低減する技術としては、種々のものが存在する。走行中の車両の空気抵抗の内、寄与率の大きなものは、走行中の空気の流れが車両側面及び車両上面から車両背面に回り込むときに車両の背面に負圧が作用することに起因して発生する空気抵抗が挙げられる。また、車両前面や車両側面、車両上面において車両から空気の流れが剥離することにより発生する空気抵抗も挙げられる。
【０００３】
この前者の空気抵抗を低減する技術として、車両側面と車両背面との境界部をなすＣピラー部及び車両上面と車両背面との境界部をなすルーフ後端部に車両に対して隙間無くスポイラーを設けたりして、車両側面及び車両上面の空気の流れをＣピラー部及びルーフ後端部から剥離させて、車両側面及び車両上面から車両背面への空気の回り込みを抑制することが行われている。
【０００４】
さらに、車両を安定して走行させるためには、車両にダウンフォースを発生させて、車両のタイヤの路面に対する接地荷重を高めて接地を確保して、接地性を向上することが要求される。ダウンフォースを向上させる技術としては車体の後端部にウィングを設けることが行われるが、これとは別の技術として、車体の下側に位置するサスペンション装置に関連する装置にダウンフォースを発生させる技術が提案されている。
【０００５】
このようなダウンフォースを発生させる技術としては特許文献１及び特許文献２に記載されているようなものがある。特許文献１に記載の従来技術においては、トーションビーム型サスペンション装置の含む車幅方向に延びるトーションビームにＵ字形状の翼状部材を構成してダウンフォースを発生させて接地荷重を向上させることが提案されている。また、特許文献２に記載の従来技術においても、翼状部材をトーションビームの後端に設けることが記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２９７７８３号公報
【特許文献２】特開２００６−７６４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、このような従来技術は、車幅方向において左右のサスペンション装置をトーションビームで連結する形態の車両にしか適用することができず、しかも、翼状部材をトーションビームに別途追加する形態にて構成する必要が生じるため、適用できる車両が限定されて汎用性に欠けるとともに、実質的にトーションビームに対して部品を追加することとなるので部品点数の増大と製造工程の煩雑化を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、汎用性が高く、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことを防止することができる接地性向上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】
【０００８】
上記の問題を解決するため、本発明による接地性向上装置は、
車両の接地荷重を増加する接地性向上装置であって、
タイヤと同軸のシャフトの外周面に径方向に突出する突起を備えることを特徴とする。
【０００９】
なお、前記シャフトとは、前記車両の駆動系統をなすエンジン又はモータからトランスミッションを介して回転されるプロペラシャフトの車両前後方向の回転を、車幅方向の回転に変換するとともに車両の左右の車輪の回転速度の差を吸収する目的で設置されるデファレンシャルを介して、前記プロペラシャフトに駆動結合されるドライブシャフトを指すものとする。このドライブシャフトにより、前記車両の駆動輪は駆動及び制動が可能となるように回転される。なお、前記シャフトは前記車両の車幅方向に延在するものとし、前記シャフトの径方向は前記車両の前後方向ひいては進行方向にほぼ一致するものとする。
【００１０】
これによれば、前記車両の駆動時において、前記シャフトが回転するにあたって、前記車両が進行する方向と逆方向に、前記車両のフロアの下側に位置する前記シャフトに、前記車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、前記突起が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の上側に位置している場合において、前記突起が前記車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、前記突起が前記車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、前記シャフトの上側の前記車速風に伴う空気流の流速が減少することとなる。
【００１１】
さらに、前記シャフトが回転するに当たって、前記車両が進行する方向と逆方向に、前記車両のフロアの下側に位置する前記シャフトに、前記車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、前記突起が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の下側に位置している場合において、前記突起が前記車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、前記突起が前記車速風による空気の流れの流速を増加させる作用を行うため、前記シャフトの下側の前記車速風に伴う空気流の流速が増加することとなる。
【００１２】
このため、空気の密度ρと車速風の速度すなわち流速Ｖ、空気の圧力ｐを含む所謂ベルヌーイの定理の式である数１に示すように、１／２ρＶ＾２＋ｐ＝一定となることに基づいて、前記シャフトの上側の圧力に対して、前記シャフトの下側の空気の圧力が相対的に低くなり、回転する前記シャフトに対してダウンフォースが発生して、前記車両にダウンフォースを作用させることができる。
【００１３】
【数１】
ここで、前記突起は前記シャフトの外周面において主に軸方向に延在させることとし、前記シャフトの全長に対してなるべく大きな割合において延在させることが好ましい。なお、軸方向に対し多少の傾斜角度を有する形態としても良い。
【００１４】
これによれば、前記シャフトの軸方向により広い範囲に延在させた突起により、前記突起が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の上側に位置している場合において、前記突起が前記車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、前記突起が前記車速風による空気の流れを阻害する機能を発揮して抵抗としての機能を発揮するため、前記シャフトの上側の前記車速風に伴う空気流の流速を減少させる効果をさらに高めることができる。
【００１５】
加えて、前記シャフトの軸方向により広い範囲に延在させた突起により、前記車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、前記突起が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の下側に位置している場合において、前記車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、前記車速風による空気の流れの流速を増加させる作用を行うため、前記シャフトの下側の前記車速風に伴う空気流の流速が増加することとする効果をさらに高めることができる。
【００１６】
このことにより、前述した数１に示したベルヌーイの定理に基づいて、前記シャフトの上側の圧力に対して、前記シャフトの下側の空気の圧力を相対的に低くして、回転する前記シャフトに対してダウンフォースを発生させる効果をより高めることができる。
【００１７】
ここで、前記接地性向上装置において、
前記突起を前記シャフトの中心に対して一対設けることが好ましい。
【００１８】
これによれば、前記シャフトの中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の前記突起の一方により、前記突起の一方が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の上側に位置している場合において、前記車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、前記車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、前記シャフトの上側の前記車速風に伴う空気流の流速が減少することとする効果をさらに高めることができる。
【００１９】
さらに、前記シャフトの中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の前記突起の他方により、前記車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、前記突起の他方が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の下側に位置している場合において、前記車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、前記車速風による空気の流れの流速を増加させる作用を行うため、前記シャフトの下側の前記車速風に伴う空気流の流速が増加することとする効果をさらに高めることができる。
【００２０】
このように、前記シャフトの中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の前記突起の一方と他方とは、前記シャフトの回転に伴い、前記シャフトの上側に位置する一方と、前記シャフトの下側に位置する他方とが交互に入れ替わることとなる。
【００２１】
このため、上述したような、前記一対の突起の一方が、前記車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、前記車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、前記シャフトの上側の前記車速風に伴う空気流の流速が減少することとする効果と、前記一対の突起の他方が、前記車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、前記車速風による空気の流れの流速を増加させる作用を行うため、前記シャフトの下側の前記車速風に伴う空気流の流速が増加することとする効果とを同時にかつ、時系列的に継続して発生させることができ、前記ダウンフォースを時系列的に継続させて発生させることができる。
【００２２】
これにより前記車両においてダウンフォースを発生させる効果をさらに高めることができるとともに、前記車両により効果的にダウンフォースを発生させることができる。
【００２３】
さらに本発明の接地性向上装置においては、前記車両において必須の構成要件であるドライブシャフトすなわち前記シャフトを利用してダウンフォースを発生しているため、従来技術のように、車幅方向において左右のサスペンション装置をトーションビームで連結する形態の車両にしか適用することができないという問題を解消することができる。すなわち車両の車体の姿勢制御をスタビライザによらずに自律的に制御するような車両においても、本発明の接地性向上装置を適用することができる。
【００２４】
さらに、従来技術においては、翼状部材をトーションビームに別途追加する形態にて構成する必要が生じるため、適用できる車両が限定されて汎用性に欠けるとともに、実質的にトーションビームに対して部品を追加することとなって、部品点数の増大と製造工程の煩雑化を招いていたが、本発明の接地性向上装置においては、前記シャフトの製造工程に当たり前記突起を鋳造、鍛造、切削加工等の周知の技術により付加的に追加形成することのみにより構成することができるので、より汎用性を高め、部品点数の増大や製造工程の煩雑化を解消することができる。
【００２５】
さらに、本発明の接地性向上装置においては、前記車両の後端部やルーフ等においてスポイラー等のエアロパーツを備えることを廃することができるので、車両の意匠上の要求を満足しつつ、車両の接地性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、汎用性が高く、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことを防止することができる接地性向上装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００２８】
図１は、本発明に係る接地性向上装置の一実施形態を示す模式図であり、図２は、従来のドライブシャフトを示す模式斜視図である。
【００２９】
図１に示すように、接地性向上装置１は、車両のエンジン又はモータにより駆動される図示しないトランスミッションと、トランスミッションの動力を車両前後方向に伝達する図示しないプロペラシャフトと、プロペラシャフトの動力を車幅方向かつ左右に振り分けて伝達する図示しないデファレンシャルと、デファレンシャルに連結されて左右一対のタイヤ及びホイールを駆動する左右一対のドライブシャフト２と、ドライブシャフト２の外周面に、ドライブシャフト２の中心に対して径方向に一対設けられて、ドライブシャフト２の軸方向の全体にわたって直線的に延在される一方の突状部分３及び他方の突状部分４を備えて構成される。
【００３０】
ドライブシャフト２は本発明の接地性向上装置１のシャフトを構成し、突状部分３及び突状部分４は本発明の接地性向上装置１の一対の突起の内、一方及び他方を構成する。
【００３１】
本実施例の接地性向上装置１においては、車両の駆動及び制動時において、ドライブシャフト２の回転に伴って、車両が進行する方向と逆方向に、車両のフロアの下側に位置するドライブシャフト２に、図１に示すような、車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなる。
【００３２】
このため、突状部分３がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の上側に位置している場合において、突状部分３が車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、突状部分３が車速風による空気の流れを阻害する抵抗として機能することとなるため、突状部分３は、ドライブシャフト２の上側の車速風に伴う空気流の流速Ｖを減少させる方向に機能する。
【００３３】
さらに、ドライブシャフト２が回転するに当たって、車両が進行する方向と逆方向に、車両のフロアの下側に位置するドライブシャフト２に、車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、突状部分４がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の下側に位置している場合において、突状部分４が車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、突状部分４が車速風による空気の流れの流速を増加させる機能を発揮するため、ドライブシャフト２の下側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが増加することとなる。
【００３４】
このため、空気の密度ρと車速風の速度すなわち流速Ｖ、空気の圧力ｐを含む所謂ベルヌーイの定理の式である前述した数１に示すように、１／２ρＶ＾２＋ｐ＝一定となることに基づいて、ドライブシャフト２の上側の圧力ｐｕに対して、ドライブシャフト２の下側の空気の圧力ｐｂが相対的に低くなり、回転するドライブシャフト２に対して周囲の空気からダウンフォースが作用して、車両にダウンフォースを作用させることができる。
【００３５】
さらに、本実施例の接地性向上装置１においては、突状部分３及び突状部分４を、ドライブシャフト２の外周面において、主に軸方向に延在させることとし、ドライブシャフト２の全長に対してなるべく大きな割合において延在させることとしているので、さらに以下のような作用効果が得られる。
【００３６】
すなわち、ドライブシャフト２の軸方向により広い範囲に延在させた突状部分３により、突状部分３がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の上側に位置している場合において、突状部分３が車速風による空気の流れに逆らう向きに回転して動作して、突状部分３が車速風による空気の流れを阻害する機能を発揮して抵抗としての機能を発揮するため、ドライブシャフト２の上側の車速風に伴う空気流の流速Ｖを減少させる効果をさらに高めることができる。
【００３７】
加えて、ドライブシャフト２の軸方向により広い範囲に延在させた突状部分４により、車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、突状部分４がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の下側に位置している場合において、車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くことに伴い、車速風による空気の流れの流速Ｖを増加させる作用を行うため、ドライブシャフト２の下側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが増加することとする効果をさらに高めることができる。
【００３８】
これらのことにより、前述した数１に示したベルヌーイの定理に基づいて、ドライブシャフト２の上側の圧力ｐｕに対して、ドライブシャフト２の下側の空気の圧力ｐｂを相対的に低くして、回転するドライブシャフト２に対してダウンフォースを発生させる効果をより高めることができる。
【００３９】
なお、通常のドライブシャフト２２においては、図２に示すように、突状部分３及び突状部分４を有していないため、ドライブシャフト２２の上側の流速と、ドライブシャフト２２の下側の流速は、ともに、車速風による空気の流れの流速Ｖと同等となるため、ドライブシャフト２の上側の空気の圧力と、ドライブシャフト２２の下側の空気の圧力は同等となり、本実施例の接地性向上装置１におけるドライブシャフト２において発生するようなダウンフォースは生じない。
【００４０】
さらに、本実施例の接地性向上装置１においては、突起すなわち突状部分３及び突状部分４をドライブシャフト２の中心に対して径方向反対側に位置するように一対設けることとしているので、さらに以下のような作用効果が得られる。
【００４１】
すなわち、ドライブシャフト２の中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の突起の一方である突状部分３により、突状部分３がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の上側に位置している場合において、車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、ドライブシャフト２の上側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが減少することとする効果をさらに高めることができる。
【００４２】
さらに、ドライブシャフト２の中心を挟んで突状部分３に対して径方向反対側に位置する突状部分４に対して、車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、突状部分４がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の下側に位置している場合において、突状部分４が車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、車速風による空気の流れの流速Ｖを増加させる作用を行うため、ドライブシャフト２の下側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが増加することとする効果をさらに高めることができる。
【００４３】
このことにより、本実施例の接地性向上装置１においてはより効率的により大きなダウンフォースを得ることができ、これにより、車両の操縦安定性、走行安定性を高めることができる。
【００４４】
なお、本実施例における接地性向上装置１においては、図示の便宜上、突状部分３と突状部分４とを異なる符号を付して区別したが、突状部分３と突状部分４とはドライブシャフト２の中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の突起の一方と他方を構成するものであり、ドライブシャフト２の回転に伴い、突状部分３と突状部分４とは、ドライブシャフト２の上側に位置する突起の一方と、ドライブシャフト２の下側に位置する他方の突起を交互に入れ替わるように構成することとなる。
【００４５】
すなわち、本実施例における接地性向上装置１においては、上述したような、一対の突起の一方が、車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、ドライブシャフト２の上側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが減少することとする効果と、一対の突起の他方が、車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、車速風による空気の流れの流速Ｖを増加させる作用を行うこととなるため、ドライブシャフト２の下側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが増加することとする効果とを同時にかつ、時系列的に継続して発生させることができる。
【００４６】
このため、本実施例における接地性向上装置１においては、ダウンフォースを時系列的に継続させて発生させることができる。これにより車両においてダウンフォースを発生させる効果をさらに高めることができるとともに、車両により効果的にダウンフォースを発生させることができる。
【００４７】
さらに本実施例の接地性向上装置１においては、エンジン又はモータを備えた車両において必須の構成要件であるドライブシャフト２を利用してダウンフォースを発生しているため、従来技術のように、車幅方向において左右のサスペンション装置をトーションビームで連結する形態の車両にしか適用することができないという問題を解消することができる。つまり、車両の車体の姿勢制御をトーションビームにより構成されるスタビライザによらずに自律的に制御するような車両においても、本発明の接地性向上装置１を適用することができる。
【００４８】
さらに、従来技術においては、翼状部材をトーションビームに別途追加する形態にて構成する必要が生じていたため、適用できる車両が限定されて汎用性に欠けるという課題を有していたとともに、実質的にトーションビームに対して部品を追加することとなって、部品点数の増大と製造工程の煩雑化を招くという課題を有していたが、本実施例の接地性向上装置１においては、ドライブシャフト２の製造工程に当たり突状部分３及び突状部分４を鋳造、鍛造、切削加工等の周知の技術によりドライブシャフト２の外周面に付加的に追加形成することのみにより構成することができるので、より汎用性を高め、部品点数の増大や製造工程の煩雑化を解消することができる。
【００４９】
さらに、本実施例の接地性向上装置１においては、車両の後端部やルーフ等においてダウンフォースを車両に作用させるためのスポイラー等のエアロパーツを備えることを廃することができるので、車両の意匠上の要求を満足しつつ、車両の接地性を向上することができる。
【００５０】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、車両に適用して好適な接地性向上装置に関するものであり、意匠上制約となるスポイラー等のエアロパーツを設けることなく、車両の接地性を向上することができるとともに、汎用性が高く、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことを防止することができる接地性向上装置を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用しても有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る接地性向上装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る接地性向上装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 接地性向上装置
２ ドライブシャフト（シャフト）
３ 突状部分（一方の突起）
４ 突状部分（他方の突起）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適な接地性向上装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両を安定して走行させるための、走行中の車両の空気抵抗を低減する技術としては、種々のものが存在する。走行中の車両の空気抵抗の内、寄与率の大きなものは、走行中の空気の流れが車両側面及び車両上面から車両背面に回り込むときに車両の背面に負圧が作用することに起因して発生する空気抵抗が挙げられる。また、車両前面や車両側面、車両上面において車両から空気の流れが剥離することにより発生する空気抵抗も挙げられる。
【０００３】
この前者の空気抵抗を低減する技術として、車両側面と車両背面との境界部をなすＣピラー部及び車両上面と車両背面との境界部をなすルーフ後端部に車両に対して隙間無くスポイラーを設けたりして、車両側面及び車両上面の空気の流れをＣピラー部及びルーフ後端部から剥離させて、車両側面及び車両上面から車両背面への空気の回り込みを抑制することが行われている。
【０００４】
さらに、車両を安定して走行させるためには、車両にダウンフォースを発生させて、車両のタイヤの路面に対する接地荷重を高めて接地を確保して、接地性を向上することが要求される。ダウンフォースを向上させる技術としては車体の後端部にウィングを設けることが行われるが、これとは別の技術として、車体の下側に位置するサスペンション装置に関連する装置にダウンフォースを発生させる技術が提案されている。
【０００５】
このようなダウンフォースを発生させる技術としては特許文献１及び特許文献２に記載されているようなものがある。特許文献１に記載の従来技術においては、トーションビーム型サスペンション装置の含む車幅方向に延びるトーションビームにＵ字形状の翼状部材を構成してダウンフォースを発生させて接地荷重を向上させることが提案されている。また、特許文献２に記載の従来技術においても、翼状部材をトーションビームの後端に設けることが記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２９７７８３号公報
【特許文献２】特開２００６−７６４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、このような従来技術は、車幅方向において左右のサスペンション装置をトーションビームで連結する形態の車両にしか適用することができず、しかも、翼状部材をトーションビームに別途追加する形態にて構成する必要が生じるため、適用できる車両が限定されて汎用性に欠けるとともに、実質的にトーションビームに対して部品を追加することとなるので部品点数の増大と製造工程の煩雑化を招くという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑み、汎用性が高く、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことを防止することができる接地性向上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】
【０００８】
上記の問題を解決するため、本発明による接地性向上装置は、
車両の接地荷重を増加する接地性向上装置であって、
タイヤと同軸のシャフトの外周面に径方向に突出する突起を備えることを特徴とする。
【０００９】
なお、前記シャフトとは、前記車両の駆動系統をなすエンジン又はモータからトランスミッションを介して回転されるプロペラシャフトの車両前後方向の回転を、車幅方向の回転に変換するとともに車両の左右の車輪の回転速度の差を吸収する目的で設置されるデファレンシャルを介して、前記プロペラシャフトに駆動結合されるドライブシャフトを指すものとする。このドライブシャフトにより、前記車両の駆動輪は駆動及び制動が可能となるように回転される。なお、前記シャフトは前記車両の車幅方向に延在するものとし、前記シャフトの径方向は前記車両の前後方向ひいては進行方向にほぼ一致するものとする。
【００１０】
これによれば、前記車両の駆動時において、前記シャフトが回転するにあたって、前記車両が進行する方向と逆方向に、前記車両のフロアの下側に位置する前記シャフトに、前記車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、前記突起が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の上側に位置している場合において、前記突起が前記車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、前記突起が前記車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、前記シャフトの上側の前記車速風に伴う空気流の流速が減少することとなる。
【００１１】
さらに、前記シャフトが回転するに当たって、前記車両が進行する方向と逆方向に、前記車両のフロアの下側に位置する前記シャフトに、前記車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、前記突起が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の下側に位置している場合において、前記突起が前記車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、前記突起が前記車速風による空気の流れの流速を増加させる作用を行うため、前記シャフトの下側の前記車速風に伴う空気流の流速が増加することとなる。
【００１２】
このため、空気の密度ρと車速風の速度すなわち流速Ｖ、空気の圧力ｐを含む所謂ベルヌーイの定理の式である数１に示すように、１／２ρＶ＾２＋ｐ＝一定となることに基づいて、前記シャフトの上側の圧力に対して、前記シャフトの下側の空気の圧力が相対的に低くなり、回転する前記シャフトに対してダウンフォースが発生して、前記車両にダウンフォースを作用させることができる。
【００１３】
【数１】
ここで、前記突起は前記シャフトの外周面において主に軸方向に延在させることとし、前記シャフトの全長に対してなるべく大きな割合において延在させることが好ましい。なお、軸方向に対し多少の傾斜角度を有する形態としても良い。
【００１４】
これによれば、前記シャフトの軸方向により広い範囲に延在させた突起により、前記突起が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の上側に位置している場合において、前記突起が前記車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、前記突起が前記車速風による空気の流れを阻害する機能を発揮して抵抗としての機能を発揮するため、前記シャフトの上側の前記車速風に伴う空気流の流速を減少させる効果をさらに高めることができる。
【００１５】
加えて、前記シャフトの軸方向により広い範囲に延在させた突起により、前記車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、前記突起が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の下側に位置している場合において、前記車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、前記車速風による空気の流れの流速を増加させる作用を行うため、前記シャフトの下側の前記車速風に伴う空気流の流速が増加することとする効果をさらに高めることができる。
【００１６】
このことにより、前述した数１に示したベルヌーイの定理に基づいて、前記シャフトの上側の圧力に対して、前記シャフトの下側の空気の圧力を相対的に低くして、回転する前記シャフトに対してダウンフォースを発生させる効果をより高めることができる。
【００１７】
ここで、前記接地性向上装置において、
前記突起を前記シャフトの中心に対して一対設けることが好ましい。
【００１８】
これによれば、前記シャフトの中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の前記突起の一方により、前記突起の一方が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の上側に位置している場合において、前記車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、前記車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、前記シャフトの上側の前記車速風に伴う空気流の流速が減少することとする効果をさらに高めることができる。
【００１９】
さらに、前記シャフトの中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の前記突起の他方により、前記車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、前記突起の他方が前記シャフトの回転に伴い前記車両の上下方向の下側に位置している場合において、前記車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、前記車速風による空気の流れの流速を増加させる作用を行うため、前記シャフトの下側の前記車速風に伴う空気流の流速が増加することとする効果をさらに高めることができる。
【００２０】
このように、前記シャフトの中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の前記突起の一方と他方とは、前記シャフトの回転に伴い、前記シャフトの上側に位置する一方と、前記シャフトの下側に位置する他方とが交互に入れ替わることとなる。
【００２１】
このため、上述したような、前記一対の突起の一方が、前記車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、前記車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、前記シャフトの上側の前記車速風に伴う空気流の流速が減少することとする効果と、前記一対の突起の他方が、前記車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、前記車速風による空気の流れの流速を増加させる作用を行うため、前記シャフトの下側の前記車速風に伴う空気流の流速が増加することとする効果とを同時にかつ、時系列的に継続して発生させることができ、前記ダウンフォースを時系列的に継続させて発生させることができる。
【００２２】
これにより前記車両においてダウンフォースを発生させる効果をさらに高めることができるとともに、前記車両により効果的にダウンフォースを発生させることができる。
【００２３】
さらに本発明の接地性向上装置においては、前記車両において必須の構成要件であるドライブシャフトすなわち前記シャフトを利用してダウンフォースを発生しているため、従来技術のように、車幅方向において左右のサスペンション装置をトーションビームで連結する形態の車両にしか適用することができないという問題を解消することができる。すなわち車両の車体の姿勢制御をスタビライザによらずに自律的に制御するような車両においても、本発明の接地性向上装置を適用することができる。
【００２４】
さらに、従来技術においては、翼状部材をトーションビームに別途追加する形態にて構成する必要が生じるため、適用できる車両が限定されて汎用性に欠けるとともに、実質的にトーションビームに対して部品を追加することとなって、部品点数の増大と製造工程の煩雑化を招いていたが、本発明の接地性向上装置においては、前記シャフトの製造工程に当たり前記突起を鋳造、鍛造、切削加工等の周知の技術により付加的に追加形成することのみにより構成することができるので、より汎用性を高め、部品点数の増大や製造工程の煩雑化を解消することができる。
【００２５】
さらに、本発明の接地性向上装置においては、前記車両の後端部やルーフ等においてスポイラー等のエアロパーツを備えることを廃することができるので、車両の意匠上の要求を満足しつつ、車両の接地性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、汎用性が高く、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことを防止することができる接地性向上装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００２８】
図１は、本発明に係る接地性向上装置の一実施形態を示す模式図であり、図２は、従来のドライブシャフトを示す模式斜視図である。
【００２９】
図１に示すように、接地性向上装置１は、車両のエンジン又はモータにより駆動される図示しないトランスミッションと、トランスミッションの動力を車両前後方向に伝達する図示しないプロペラシャフトと、プロペラシャフトの動力を車幅方向かつ左右に振り分けて伝達する図示しないデファレンシャルと、デファレンシャルに連結されて左右一対のタイヤ及びホイールを駆動する左右一対のドライブシャフト２と、ドライブシャフト２の外周面に、ドライブシャフト２の中心に対して径方向に一対設けられて、ドライブシャフト２の軸方向の全体にわたって直線的に延在される一方の突状部分３及び他方の突状部分４を備えて構成される。
【００３０】
ドライブシャフト２は本発明の接地性向上装置１のシャフトを構成し、突状部分３及び突状部分４は本発明の接地性向上装置１の一対の突起の内、一方及び他方を構成する。
【００３１】
本実施例の接地性向上装置１においては、車両の駆動及び制動時において、ドライブシャフト２の回転に伴って、車両が進行する方向と逆方向に、車両のフロアの下側に位置するドライブシャフト２に、図１に示すような、車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなる。
【００３２】
このため、突状部分３がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の上側に位置している場合において、突状部分３が車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、突状部分３が車速風による空気の流れを阻害する抵抗として機能することとなるため、突状部分３は、ドライブシャフト２の上側の車速風に伴う空気流の流速Ｖを減少させる方向に機能する。
【００３３】
さらに、ドライブシャフト２が回転するに当たって、車両が進行する方向と逆方向に、車両のフロアの下側に位置するドライブシャフト２に、車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、突状部分４がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の下側に位置している場合において、突状部分４が車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、突状部分４が車速風による空気の流れの流速を増加させる機能を発揮するため、ドライブシャフト２の下側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが増加することとなる。
【００３４】
このため、空気の密度ρと車速風の速度すなわち流速Ｖ、空気の圧力ｐを含む所謂ベルヌーイの定理の式である前述した数１に示すように、１／２ρＶ＾２＋ｐ＝一定となることに基づいて、ドライブシャフト２の上側の圧力ｐｕに対して、ドライブシャフト２の下側の空気の圧力ｐｂが相対的に低くなり、回転するドライブシャフト２に対して周囲の空気からダウンフォースが作用して、車両にダウンフォースを作用させることができる。
【００３５】
さらに、本実施例の接地性向上装置１においては、突状部分３及び突状部分４を、ドライブシャフト２の外周面において、主に軸方向に延在させることとし、ドライブシャフト２の全長に対してなるべく大きな割合において延在させることとしているので、さらに以下のような作用効果が得られる。
【００３６】
すなわち、ドライブシャフト２の軸方向により広い範囲に延在させた突状部分３により、突状部分３がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の上側に位置している場合において、突状部分３が車速風による空気の流れに逆らう向きに回転して動作して、突状部分３が車速風による空気の流れを阻害する機能を発揮して抵抗としての機能を発揮するため、ドライブシャフト２の上側の車速風に伴う空気流の流速Ｖを減少させる効果をさらに高めることができる。
【００３７】
加えて、ドライブシャフト２の軸方向により広い範囲に延在させた突状部分４により、車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、突状部分４がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の下側に位置している場合において、車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くことに伴い、車速風による空気の流れの流速Ｖを増加させる作用を行うため、ドライブシャフト２の下側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが増加することとする効果をさらに高めることができる。
【００３８】
これらのことにより、前述した数１に示したベルヌーイの定理に基づいて、ドライブシャフト２の上側の圧力ｐｕに対して、ドライブシャフト２の下側の空気の圧力ｐｂを相対的に低くして、回転するドライブシャフト２に対してダウンフォースを発生させる効果をより高めることができる。
【００３９】
なお、通常のドライブシャフト２２においては、図２に示すように、突状部分３及び突状部分４を有していないため、ドライブシャフト２２の上側の流速と、ドライブシャフト２２の下側の流速は、ともに、車速風による空気の流れの流速Ｖと同等となるため、ドライブシャフト２の上側の空気の圧力と、ドライブシャフト２２の下側の空気の圧力は同等となり、本実施例の接地性向上装置１におけるドライブシャフト２において発生するようなダウンフォースは生じない。
【００４０】
さらに、本実施例の接地性向上装置１においては、突起すなわち突状部分３及び突状部分４をドライブシャフト２の中心に対して径方向反対側に位置するように一対設けることとしているので、さらに以下のような作用効果が得られる。
【００４１】
すなわち、ドライブシャフト２の中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の突起の一方である突状部分３により、突状部分３がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の上側に位置している場合において、車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、ドライブシャフト２の上側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが減少することとする効果をさらに高めることができる。
【００４２】
さらに、ドライブシャフト２の中心を挟んで突状部分３に対して径方向反対側に位置する突状部分４に対して、車両の前方から後方に向かう走行風すなわち車速風が流れることとなるため、突状部分４がドライブシャフト２の回転に伴い車両の上下方向の下側に位置している場合において、突状部分４が車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、車速風による空気の流れの流速Ｖを増加させる作用を行うため、ドライブシャフト２の下側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが増加することとする効果をさらに高めることができる。
【００４３】
このことにより、本実施例の接地性向上装置１においてはより効率的により大きなダウンフォースを得ることができ、これにより、車両の操縦安定性、走行安定性を高めることができる。
【００４４】
なお、本実施例における接地性向上装置１においては、図示の便宜上、突状部分３と突状部分４とを異なる符号を付して区別したが、突状部分３と突状部分４とはドライブシャフト２の中心に対してそれぞれ径方向反対側に位置する一対の突起の一方と他方を構成するものであり、ドライブシャフト２の回転に伴い、突状部分３と突状部分４とは、ドライブシャフト２の上側に位置する突起の一方と、ドライブシャフト２の下側に位置する他方の突起を交互に入れ替わるように構成することとなる。
【００４５】
すなわち、本実施例における接地性向上装置１においては、上述したような、一対の突起の一方が、車速風による空気の流れに逆らう向きに動き、車速風による空気の流れを阻害して抵抗となるため、ドライブシャフト２の上側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが減少することとする効果と、一対の突起の他方が、車速風による空気の流れに対して同方向かつ後方向に漕ぐように動くため、車速風による空気の流れの流速Ｖを増加させる作用を行うこととなるため、ドライブシャフト２の下側の車速風に伴う空気流の流速Ｖが増加することとする効果とを同時にかつ、時系列的に継続して発生させることができる。
【００４６】
このため、本実施例における接地性向上装置１においては、ダウンフォースを時系列的に継続させて発生させることができる。これにより車両においてダウンフォースを発生させる効果をさらに高めることができるとともに、車両により効果的にダウンフォースを発生させることができる。
【００４７】
さらに本実施例の接地性向上装置１においては、エンジン又はモータを備えた車両において必須の構成要件であるドライブシャフト２を利用してダウンフォースを発生しているため、従来技術のように、車幅方向において左右のサスペンション装置をトーションビームで連結する形態の車両にしか適用することができないという問題を解消することができる。つまり、車両の車体の姿勢制御をトーションビームにより構成されるスタビライザによらずに自律的に制御するような車両においても、本発明の接地性向上装置１を適用することができる。
【００４８】
さらに、従来技術においては、翼状部材をトーションビームに別途追加する形態にて構成する必要が生じていたため、適用できる車両が限定されて汎用性に欠けるという課題を有していたとともに、実質的にトーションビームに対して部品を追加することとなって、部品点数の増大と製造工程の煩雑化を招くという課題を有していたが、本実施例の接地性向上装置１においては、ドライブシャフト２の製造工程に当たり突状部分３及び突状部分４を鋳造、鍛造、切削加工等の周知の技術によりドライブシャフト２の外周面に付加的に追加形成することのみにより構成することができるので、より汎用性を高め、部品点数の増大や製造工程の煩雑化を解消することができる。
【００４９】
さらに、本実施例の接地性向上装置１においては、車両の後端部やルーフ等においてダウンフォースを車両に作用させるためのスポイラー等のエアロパーツを備えることを廃することができるので、車両の意匠上の要求を満足しつつ、車両の接地性を向上することができる。
【００５０】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、車両に適用して好適な接地性向上装置に関するものであり、意匠上制約となるスポイラー等のエアロパーツを設けることなく、車両の接地性を向上することができるとともに、汎用性が高く、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことを防止することができる接地性向上装置を提供することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用しても有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る接地性向上装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係る接地性向上装置の一実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 接地性向上装置
２ ドライブシャフト（シャフト）
３ 突状部分（一方の突起）
４ 突状部分（他方の突起）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の接地荷重を増加する接地性向上装置であって、
タイヤと同軸のシャフトの外周面に径方向に突出する突起を備えることを特徴とする接地性向上装置。
【請求項２】
前記突起を前記シャフトの中心に対して一対設けることを特徴とする請求項１に記載の接地性向上装置。
【請求項１】
車両の接地荷重を増加する接地性向上装置であって、
タイヤと同軸のシャフトの外周面に径方向に突出する突起を備えることを特徴とする接地性向上装置。
【請求項２】
前記突起を前記シャフトの中心に対して一対設けることを特徴とする請求項１に記載の接地性向上装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−１１５９４８（Ｐ２０１０−１１５９４８Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８８７７８（Ｐ２００８−２８８７７８）
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１１日（２００８．１１．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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