JPH0351623B2

JPH0351623B2 -

Info

Publication number: JPH0351623B2
Application number: JP59089899A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Kobayashi; Akira Fukami; Junji Mizuno; Hideaki Sasaya
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1984-05-04
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1991-08-07
Also published as: JPS60234076A; US4660879A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は自動車などの車両の車体外面に装着し
て空力特性を改善する車両用エアスポイラに関す
る。

〔従来の技術〕

従来、車両の車体に取付けられるエアスポイラ
は、車体まわりの気流を調整して走行時に気流に
より車体に生じる空気抵抗係数や揚力係数などの
空力特性を調整し、操縦性を安定化すると共に、
タイヤと地面と接触性を向上させたり、空気抵抗
係数を低減させて燃費を低減させると共に高速走
行性能を向上させたりするのに有効である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このようなエアスポイラに単に
太陽電池を取付けた場合には、その太陽電池と太
陽光との相対角度が車両の向き、太陽の位置など
によつて変化し、太陽電池の発電効率が低下して
しまうという問題がある。

本発明はこのような問題を解消するもので、車
両の空力特性が重要となる比較的高速の走行中に
おいてはエアスポイラの向きをその空力特性の改
善に適合した角度に調整し、また停車或いは低速
走行までは前記エアスポイラの向きをそれに取付
けた太陽電池の発電効率を高めるように角度調整
しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために、本発明では車両の車体外面に装着
されるエアスポイラ本体と、この本体の表面側に
取付け、太陽光を受けて発電する太陽電池と、車
両の走行状態を検出する走行検出手段と、この走
行検出手段による車両の走行状態に応じて、停車
或いは低速走行までは前記太陽電池の発電効率を
高める方向に前記本体の迎角を増減させる迎角調
整手段とを設ける構成にしている。

〔実施例〕

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。

第１図乃至第４図に本発明なる車両用エアスポ
イラの第１実施例を示す。この実施例では車両の
後部に取付けるリアスポイラを迎角可変としたも
のを示している。

１０は車両の走行状態となる車速を検出する車
速センサで、車両の車速に比例した周波数の車速
パルスを発生するものであり、走行検出手段を構
成している。２０はその車速パルスに基いて車速
が所定値より低いことを判定する車速判定回路
で、車両の停車或いは低速走行までを判定してい
る。２１はエンジンキースイツチで、イグニツシ
ヨン端子への投入をしていないときに判定信号を
発生している。

リアスポイラは、断面翼型を呈しトランクリツ
ド１５の後端部の両端および中央に前後方向に立
設固着され、上端面３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂは前
縁部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａがやや上方に突出し
たヒンジ部３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃとされ、該ヒ
ンジ部から後縁側は後方に向かつて上がる傾斜し
た本体座面３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄとされた３枚
の翼下駄３１，３２，３３と、その前縁部３１
Ａ，３２Ａ，３３Ａに取付けられた丸棒状の支軸
３５と、該支軸３５に前縁部３０Ａがヒンジ結合
された略矩形状の平面と翼状断面形を呈するリア
スポイラ本体３０とこの本体３０表面に装着され
た光センサ６２からの信号を入力としてリアスポ
イラ本体３０の迎角αを増減する迎角調整機構５
からなる。

リアスポイラ本体３０は内部は軟質発泡ウレタ
ンなどの軽量成形材で形成され、外表部は緻密性
ウレタンなど強靭な表層材で形成され前縁部３０
Ａには前記翼下駄３１，３２，３３のヒンジ部３
１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃに対応した切欠き３０１，
３０２，３３が形成されると共に支軸３５を挿通
させるための貫通穴３０４が形成されている。

翼下駄３１，３２，３３は前記本体３０と同様
に内部は軟質の発泡ウレタンなど軽量成形材で形
成され外表部は緻密性ウレタンなど強靭な表層材
で形成されている。この翼下駄３１〜３３のトラ
ンクリツド１５への固着は接着剤、両面テープな
どによる接着、翼下駄下面に埋設した補強用帯状
鉄板（図示せず）に一端が固着され、他端が下面
から突設されたボルト（図示せず）をトランクリ
ツド１５に形成した穴に挿通させるとともにトラ
ンクリツド１５内面からナツトで締結する方法な
ど所望の手段でなされて良い。また中央の翼下駄
３２は内部が中空とされると共に金属製内壁材３
４Ａが埋設され、内部は前記迎角調整機構５の取
付ルーム３４とされ、上面にはスリツト（図示せ
ず）が形成されている。

また、リアスポイラ本体３０はその表面に太陽
電池機構６が装着され、リアスポイラ３０内部に
は太陽電池の出力取出用リード線６５が埋設され
ている。太陽電池機構６は、本実施例では前記本
体前面の凹所６４の底面６４ａにマトリクス状に
敷詰めて設けられた多数の太陽電池６１と、光発
電時所定の電圧および電流が得られるよう所定数
ごとに一組として電気的に直列接続されるととも
に各直列接続組を並列接続する電気的接続手段
（図示せず）と、前記本体前面の凹所６４に対応
した平面形状を有し、該凹所６４の入口部に嵌着
され、周辺が凹所６４の周辺に形成された段部６
８に係止され、凹所６４を蓋するとともに、本体
の前面を形成する透明カバー６３とからなる。

本体３０内に埋設されている前記太陽電池６１
の出力取出用リード線６５は、一端は前記太陽電
池６１を直列接続するとともに並列接続している
電気的接続手段に接続され、他端はトランク内へ
導かれる。

太陽電池６１は、単結晶シリコン、多結晶シリ
コン、GaAs系、DdS系、アモルフアスシリコ
ン、有機半導体などの他に湿式光電池などが使用
できる。透明カバー６３は、アクリル、塩化ビニ
ルなどプラスチツク板、HPR板合せガラス板な
どの透明または半透明の板材が使用でき、リアス
ポイラ本体３０への固着は透明カバー６３の周辺
部と凹所の段部６８との当接面を接着剤で接着す
るかビスで締結するかまたはその両方の手段の併
用によりなされる。トランクリツド１５内部へ導
かれたリード線６５は更に制御回路装置５６をリ
ード線６７を介して接続されバツテリ７１および
付属電気機器７０へ導かれる。

迎角調整機構５は、光センサ６２、リアスポイ
ラ本体３０の駆動手段５０、リアスポイラ本体３
０の迎角検出手段５５および制御回路装置５６か
らなる。光センサ６２は本実施例では単結晶また
はアモルフアス太陽電池を用い、前述のようにリ
アスポイラ本体３０表面、たとえば前記本体３０
中央の後方表面に前記太陽電池６１と同様の方法
で装着する。ただし、前記光センサ６２は発電用
ではなく迎角調整用として太陽電池を用いるもの
であり大出力用の太陽電池は必要ではなく、たと
えば電卓用程度の太陽電池１個で充分である。前
記太陽電池６１と同様に光センサ６２の出力取出
用リード線６６はリアスポイラ本体３０内に埋設
されておりトランクリツド１５内部へ導かれ、制
御回路装置５６に接続される。リアスポイラ本体
３０の駆動手段５０は、前記本体３０の中間より
やや後縁がわの下面に上端フランジ５２Ａが固着
され、前記中間翼下駄３２の取付ルーム３４内に
前記上面スリツトを介して差込まれ、下端に位置
決め爪５２Ｂが突設された円弧状の被動ギア５
２、該被動ギア５２と噛み合うウオームギア５４
が出力軸５３Ａに取付けられた駆動用電動式サー
ボモータ５３からなり、前記取付ルーム３４内に
配設されている。

また、リアスポイラ本体３０の迎角検出手段５
５は前記被動ギア５２の位置決め爪５２Ｂの位置
を検出してリアスポイラ本体３０の迎角を検出す
るためのマイクロスイツチ５５Ａおよび５５Ｂか
らなり、前記翼下駄３３の取付ルーム内の所定位
置に設けられている。

次に、上記構成においてその作動を説明する。
今、リアスポイラ本体３０は、自動車が駐車して
いる時、太陽電池による発電で電気エネルギが得
られるので、これをバツテリ７１の充電付属電気
機器７０への電気の供給、その他所望の作業がバ
ツテリ７１の充電荷の消費を伴わず可能となる。
駐車時においては、自動車の空力特性および前記
リアスポイラ本体３０を前記トランクリツド１５
上に装着したことによる後方視界の２点は考慮す
る必要がない。従つて、前記リアスポイラ本体３
０に装着された前記太陽電池６１の発電のみを考
えると、駐車時、太陽が時々刻々その位置を変
え、リアスポイラ本体３０に装着された太陽電池
６１の動作効率が常に変化することになり最大の
動作点で太陽電池６１を使用できないという問題
を解決するものである。すなわち、太陽電池は太
陽光の入射角が太陽電池表面に対して90度の時、
最良の動作を行うが、自動車と太陽光の位置関係
が変化しても、太陽電池６１表面を太陽光に対し
て常に90度近辺に保てるように太陽電池６１を装
着したリアスポイラ本体３０の向きを変化させれ
ばより良い動作効率で発電できる。これを行うの
が迎角調整機構５である。

つぎに、この迎角調整機構５の作用を第１図お
よび第２図で説明する。リアスポイラ本体３０の
表面に装着した前記光センサ６２の出力は、太陽
光と自動車すなわちリアスポイラ本体３０との位
置関係により前述のように変化する。そこで、エ
ンジンキースイツチ２１のイグニツシヨン端子へ
の投入がないときを判定し、前記光センサ６２の
出力を光センサ出力取出用リード線６６を介して
制御回路装置５６へ送り、その出力が最良の値か
どうかを前記制御回路装置５６に内蔵されたマイ
クロコンピユータで判断させる。すなわち、サー
ボモータ５３を駆動してリアスポイラ本体３０を
支軸３５まわりに回転させ、その時の光センサ６
２の出力をフイードバツクして、前記太陽電池６
１の動作効率が最良となるリアスポイラ本体３０
の角度を自動的に決める。

以上説明してきたように、リアスポイラは、太
陽電池機構６、迎角調整機構５を装着することに
より、リアスポイラ本体３０の迎角を自動的に迎
角調整機構で変化させ、常に太陽電池６１の発電
状態を最良の状態に保つことができ、従つて、エ
ンジンをオフにした駐車時にはバツテリ７１に一
切負担をかけることなく、リアスポイラ本体３０
に装着した太陽電池６１の出力をより有効に使う
ことができる。

次にリアスポイラを駐車時ではなく、信号待ち
状態のような停止時あるいは低速走行時において
使用する場合について説明する。この場合、車速
センサ１０および車速判定回路２０による判定信
号が発生している。従つて、停車時においては空
力特性を考える必要は全く無くまた低速走行時に
おいてもリアスポイラの効果は小さいため考える
必要は無い。従つて前記リアスポイラ本体３０を
前記トランクリツド１５上に装着した場合に問題
になると考えられるのは後方視界と前記太陽電池
６１の動作特性だけである。後方視界に関しては
前記リアスポイラ本体３０の迎角αが±30度以内
程度であれば操縦性にあまり大きな影響を及ぼさ
ないと考えられる。従つて、前記リアスポイラ本
体３０に装着された前記太陽電池６１を前記迎角
調整機構５で迎角調整を行い動作を制御する場
合、α₂（−30度〜＋30度）のところに前記マイク
ロスイツチ５５Ｂを装着し、こうすることによつ
て前記太陽電池６１の動作特性の制御と後方視界
性の確保の両者を両立させる。すなわち、停車時
または低速走行時においては、駐車時のように前
記太陽電池６１の動作特性のみを考慮して前記リ
アスポイラ本体３０の迎角を無制限に変化させる
のではなく、前記太陽電池６１の動作特性を制御
する範囲を若干犠牲にしても後方視界を確保でき
るような使い方をする。この場合、第５図に示す
ように前記リアスポイラ本体３０の迎角変化の範
囲はα₂（−30度〜＋30度）とし、この範囲内で前
記リアスポイラ本体３０の迎角を変化させ、前記
太陽電池６１の動作を制御する。

次に、自動車が高速走行を行う場合について説
明する。高速走行時においては、まず第１に空力
特性と後方視界を考慮する必要がある。第５図に
前記リアスポイラ本体３０の進角αと空気抵抗係
数C_Dおよび揚力係数C_Lとの関係を示す。後方視
界に関しては、前述のように迎角α₂（−30度〜＋
30度）をその範囲として用いるのが良い。また、
空力特性に関しては、前記リアスポイラ本体３０
は、高速走行時においては、主として空力特性の
改善、また従として太陽電池による発電の２種類
の使い方がある。ただし、前記太陽電池６１の動
作を制御するという使い方は、高速走行時におい
ては前記リアスポイラ本体３０の空力特性と前記
太陽電池６１の動作特性とが、自動車の太陽の位
置関係および高速走行という面から、両者を同時
に充分満足させることは非常に困難であるため、
前記太陽電池６１の動作の制御は高速走行時にお
いては空力特性の改善ということと比較した場
合、その比重は小さいと考えられる。ただし、前
記太陽電池６１の動作の制御は本来の意味では遂
行されないが、発電機能は空力特性を主として考
えた場合にも使用することができる。空力特性の
改善という点に関しては前記マイクロスイツチ５
５Ａを第５図の迎角がα₁（＋10度〜＋25度）の位
置に装着して、前記リアスポイラ本体３０をこの
迎角の範囲内に保持すれば、空気抵抗係数D_Dを
若干低減させながら、かつ揚力係数C_Lを大きく
低減することができ非常に有効である。迎角α位
置（＋10度〜＋25度）は当然、後方視野を考慮し
た迎角α₂（−30度〜＋30度）の範囲内であり両方
満足するものである。

なお、第６図に前記リアスポイラ本体３０に装
着した前記太陽電池６１の出力特性を前記リアス
ポイラ本体３０の迎角を変化させた場合について
示す。これは、迎角αが０度の時が太陽光が前記
太陽電池６１の表面に直角に入射している場合
で、迎角が大きくなつても小さくなつても動作効
率が減少するため出力の低下しているのがわか
る。

次に、第２実施例を第７図に示す。第１図（第
１実施例）に示すものと類似の構造であるが、光
センサ６２部が無いのが相異点である。第１実施
例の場合には光センサ６２をリアスポイラ本体３
０に装着し、前記光センサ６２の出力を入力信号
としてリアスポイラ本体３０の迎角を変化させ前
記太陽電池６１の動作特性が最良となるように制
御を行つていた。第２実施例の場合には、前記光
センサ６２を省略し、これに代えて発電用として
リアスポイラ本体３０に装着していた前記太陽電
池６１の任意の１個または複数個または全部の出
力をリアスポイラ本体３０の迎角制御を行うため
の入力信号として使つている。すなわち、前記太
陽電池６１をそのまま光センサとしても使用し、
発電と制御の両方の役割をもたせたものである。
この場合には前記太陽電池６１以外に光センサを
別途設ける必要がなく、製作的な面およびコスト
的な面でも有効である。

次に、第３実施例を第８図に示す。リアスポイ
ラ本体３０部分は第１実施例と類似の構造である
が、光センサ６２部分を自動車のルーフ表面に装
着しているところが、相異点である。太陽電池は
前述のように、太陽光の入射角度が太陽電池表面
に対して変化するとそれに伴つて出力も変化す
る。すなわち、ルーフ表面に取付けた光センサ６
２の出力を検知すれば太陽光の入射角度がわか
り、これによつて制御回路装置５６を介してリア
スポイラ本体３０の迎角を変化させる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明においては、車両の車
体表面に装着したエアスポイラに太陽電池を取付
け、その迎角を走行状態および太陽光の向きに従
つて調整しているため、車両の停車或いは低速走
行までは前記エアスポイラに取付けた太陽電池の
発電効率に基く迎角制御を行つて充分な発電電力
を得ることができ、かつ車両の高速走行中は空力
特性の改善に適合した前記エアスポイラの角度制
御を確保することができるという優れた効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す全体構成
図、第２図はその要部詳細構成を示す部分断面斜
視図、第３図はそのエアスポイラ本体の断面斜視
図、第４図はそのエアスポイラ本体の要部断面
図、第５図はその作動説明に供する迎角−空力特
性図、第６図はその太陽電池の迎角−発電特性
図、第７図は本発明の第２実施例を示す要部断面
斜視図、第８図は本発明の第３実施例を示す構成
図である。５……迎角調整機構、１０……車速センサ、２
０……車速判定回路、２１……エンジンキースイ
ツチ、３０……エアスポイラ本体、６１……太陽
電池、５６……制御回路装置、７０……付属電気
機器、７１……バツテリ。

Claims

【特許請求の範囲】１車体外面に設置され、車体まわりの気流を調
整して車両の空力特性を改善するための車両用エ
アスポイラにおいて、車体外面に装着される本体と、この本体の表面側に取付け、太陽光を受けて発
電する太陽電池と、車両の走行状態を検出する走行検出手段と、この走行検出手段による車両の走行状態に応じ
て、停車或いは低速走行までは前記太陽電池の発
電効率を高める方向に前記本体の迎角を増減させ
る迎角調整手段とを設けたことを特徴とする車両用エアスポイラ。２前記迎角調整手段は、前記本体の角度を調整する角度調整機構と、太陽光の方向を車体外面で検出する光検出手段
と、この光検出手段の検出信号により前記角度調整
機構に迎角調整の制御信号を加える制御回路とを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の車両用エアスポイラ。