JPH06234373A - 可動フロントウイング付き自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の前面を流線型にすると、並走車が轍
に溜まった水を撥ね飛ばした場合、此の水をフロントウ
インド迄掬い上げて、全く前方が見えなくなる様な著し
く危険な状態を始め、種々の問題が発生する。本発明
は、この様な主として安全上の問題を防止する事にあ
る。 【構成】 自動車の前部形状を、空気抵抗は少ないが危
険な場面のある形状と、空気抵抗は若干増大するがその
危険を軽減または防止する形状とを、時分割で選択し得
る様にする事に依り、解決を計る。危険な場面では走行
速度を落とす為、空気抵抗係数が若干増加しても、空気
抵抗や燃費が増加する可能性は少ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の省燃費化の
為、前部の形状を流線型にした場合に発生する、特に安
全上の問題点の解決を計るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の特にボンネット型乗用自動車は、
燃費節減の一手段として、ボンネットの前部を低くし、
更にボンネット上面からフロントウインド迄、滑らかな
流線型とし、空気抵抗係数の軽減を計る事が行われて来
た。しかし是に伴って、下記の様に安全性が低下する場
面が発生する事と成った。

【０００３】第一は、雨中、特に高速道路で、豪雨の
際、または路面が傷んで轍が出来ていて、その窪みに雨
水が溜まっている場合に、此処を大型のトラックやバス
が走行する際、隣の車線上に此の水を射出する。射出さ
れた水の上端は乗用車の運転者の目の高さより低い為、
乗用車が隣の車線上で後方に追尾する時には実害は無い
が、横に並んで走行する場合には、ボンネットが此の水
をフロントウインド迄掬い上げる為、全く前方が見えな
く成る。是に依る危険は、流線型に依り並走期間中に節
減する燃料と比較し得る物ではない。

【０００４】第二は、湿路を走行中、前車の後部の水し
ぶきの内、比較的細粒の部分は落下が遅い為、上記と同
様にフロントウインド迄掬い上げられる。フロントウイ
ンドの勾配はボンネットより大の為、気流はウインドに
沿って立ち上がるが、水滴は空気より慣性力が大の為、
ウインドガラスに当たって付着する機会が多い。上空か
らの降雨量が多い場合には、此の下からの水滴は実害は
少ないが、雨が止み、他車がワイパーを停止した際に
も、流線型車は止める事が出来ず、しかも雨が止んだ
為、路上の水の中の泥が濃縮され、是がウインドガラス
に付着して走行風に依り乾燥する為、頻繁にウインドウ
オッシャーを使用する必要があり、雪溶け道では更にひ
どい場面に遭遇する機会が多く、安全性を阻害する。更
に泥水の為ワイパーブレードのゴムのリップが傷み易
く、降雨時の拭き取り能力が低下し、拭き取り後のガラ
ス面に多数の筋が生じて、前方の景色がぽやけて見える
為危険である。

【０００５】第三に、上記の掬い上げ現象は、夏期の虫
の衝突に依るウインドの汚損に付いても、相当不利と成
り、是はワイパーでは掃除出来ない為、折角流線型で早
く走れても、停車して掃除する必要が生ずる様では意味
がない。

【０００６】第四に、他車の跳ねた石、野性動物等との
衝突についても、ボンネットが低い場合は、ボンネット
の先端で主衝突が起こらず、掬い上げられて、フロント
ウインドで主衝突が発生し、ガラスを貫通して運転者と
衝突する危険性がある。

【０００７】第五に、光の光度は光源からの距離の冪乗
で減衰する。前照灯は反射鏡やレンズで集光している
が、距離に依る減衰は避けられない為、安全上必要な前
方の照度に比し、至近距離の路面は明る過ぎる事に成
る。ポンネットの低い車は、此の至近距離の路面が見え
る為、運転者の瞳孔が閉じて、高速走行に必要な遠方が
見にくく成って危険で有り、運転者の疲労も招く。降雪
時や霧中走行では、空中からも反射光が帰って来る為、
更に危険である。格納式前照灯では、使用状態では左右
の灯体の間が空間と成っている為、更に危険である。

【０００８】第六に、ボンネットとフロントウインドが
一体の流線型を形成する所迄、フロントウインドを寝か
せる事は、ボンネット型実用車では多くの理由から困難
である。例えば、一体の流線型ではフロントガラスの下
端はボンネット前端迄延長する必要があり、重量増、製
造困難、コスト増、前方、側方景色の歪み、ワイパー払
拭面積確保困難等の他、太陽光受光面積の大巾増に加
え、ガラスの下は反射防眩の為黒色にする必要がある事
も有って、折角空気抵抗が多少減っても、冷房負荷が大
巾に増大する。従って、実用車はボンネットを流線型に
しても、それは車体全体を包む流線型面とは異なる為、
フロントガラス部で気流の衝突が起こり、完全な流線型
に比して空気抵抗が増大する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】現行の、前部を流線型
とした自動車は、是に伴い上記の様な種々の安全上の問
題点が発生する。一方、流線型としても、上記の如く中
途半端で、充分な空気抵抗の低減が出来ない。本発明
は、此の両方の解決を計るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】自動車のフロントウイン
ドからボンネットに至る部分の、最優先の設計条件は、
発進から低速走行時迄の前下方視界である。是は前方直
近の障害物や小児の頭部等が容易に確認し得る事が求め
られる。一方高速走行時は、至近距離の視界は安全上必
要なく、逆に自動制御理論上、運転者に有害である事も
知られている。本発明は、中高速で走行中に、天候等に
依り、中高速に必要な範囲の視界が阻害されようとした
際、上記中高速時の視界には不要なスペースを使用し、
更に走行抵抗も若干犠牲にする事に依り、中高速時に必
要な視界の悪化を防ぐ。

【００１１】一方、高速走行中に、上記視界の阻害の恐
れの無い場合は、上記中高速時の視界には不要なスペー
スを使用し、より一層の走行抵抗の軽減を計る。

【００１２】具体的には、第一に、上記並走車の跳ねた
水の掬い上げについては、必要な時だけボンネット上に
水路を突出させて、掬い上げた水を主として側方に誘導
し、フロントウインドに至るのを阻止する。突出部の材
質は、歩行者衝突時の安全性確保の為、エネルギー吸収
式バンパーと同様の樹脂材等を使用する。

【００１３】第二に、上記泥水粒の掬い上げについて
は、上記水路を使用する場合もあるが、是と共用または
単独で、主としてボンネット前端部とフロントウインド
との中央付近に、ボンネット面から突出した導風部を設
けて、上昇気流を作り、泥水粒がフロントウインドに達
する前に、フロントウインドのワイパー払拭範囲より上
方に吹き上げる場合もある。充分な上昇気流を作れば、
是に依る空気抵抗の増大は避けられない為、抵抗の増大
分を必要最少限に抑える為、走行速度に応じて突出高さ
を自動的に調節する場合もある。

【００１４】第三の虫の衝突については上記手段で突出
量を変更する。

【００１５】第四の動物等の衝突についても同様である
が、市街地を低速走行時は、発進時に比して、若干前下
方視野が減少しても支障がなく、又，上記ボンネット中
央部が若干突出しても、視野に影響しない場合もある
為、此のスペースを利用し歩行者衝突時の安全対策を行
う。低速で歩行者に衝突した場合、歩行者はバンパーで
足を払われて転倒し、ボンネットで頭部を打つモードが
一般的である。此の際バンパー上に、エネルギー吸収用
ストロークを持つ部材を設ければ、安全性向上に寄与す
る事が出来る。

【００１６】第五の雪、霧からの反射光を防ぐ場合は、
主として最も前下方視界を狭めた位置とし、遠方の視認
性の確保を計る必要がある。

【００１７】第六の空気抵抗については、空気抵抗は速
度の自乗に比例する為、高速走行時に効果がある。高速
時は空気の慣性力の影響に依り、車体に若干凹凸が有っ
ても、気流はその最突出部の包絡線に沿って流れる傾向
がある為、上記ボンネット中央の突出部で、気流をボン
ネットとフロントウインドの勾配の中間値程度迄立ち上
げる事に依り、走行抵抗の軽減を計る事が出来る。更に
速度に応じて突出量を変える場合もある。此の際、予め
各速度時の最適位置をコンピューターに記憶させて置く
が、風速等の影響もある為、クルーズコントロール装置
の発行するアクセル開度指令値等を参照して、リアルタ
イムの微調を行う場合もある。

【００１８】上記に依り、空気抵抗を増大させる事な
く、フロントウインドの勾配を大きくする事も可能であ
り、是に依ってフロントガラスの軽量化、冷房容量の節
減、計器盤上面の防眩惑性向上等の効果もある。

【００１９】

【作用】上記のように構成された自動車は、発進、およ
び低速走行時は前下方に必要な視界を有し、高速走行時
は、高速走行の操作性に有害な前下方視野を遮蔽し、安
全性の向上を計ると共に、此のスペースを活用する事に
依り、通常は空気抵抗を低減させ、燃費の節減を行い、
天候条件が悪化し必要な視野が阻害される場合には、此
のスペースの活用の外に空気抵抗係数も若干犠牲にする
事に依り、視野の改善を計る事が出来る。視界不良時は
車速を落とす為、空気抵抗係数が若干増大しても、空気
抵抗は速度の自乗に比例する為、空気抵抗や燃費の絶対
値が増大する可能性は少なく、時間便益が速度に比例し
て減少する丈けである。

【００２０】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１において、１は路面、２はボンネット型自動車の車
体の前部で、左方が進行方向である。３は前車輪、４は
フロントバンパー、５は非格納式前照灯、６は前部を低
くした流線型ボンネット、７はルーフ、８はフロントウ
インドで、上述の如く、実用車ではフロントウインド８
の勾配は、ボンネット６に比して相当大きくせざるを得
ない為、６、８、７は一体の流線型を形成する事が出来
ず、６が流線型で有っても、８で気流の衝突が起きる
為、本発明手段に依らなければ、空気抵抗係数の充分な
低減が出来ないのである。９は本発明の可動式フロント
ウイングで、ボンネット上に固定されたピン１０に回動
自在に支持され、９は上述の様に泥水粒がフロントウイ
ンドに当たらない様に、ルーフ方向に吹き上げる為の上
昇気流を発生させる為の位置を示す。１２は上述の並走
車からの飛水防護用位置で、飛水は１２とボンネット６
の上面との成す鋭角の水路に遮られて、左右に放出され
る。１３は豪雨時に、ボンネットの前部に降った雨が、
ボンネット沿いにウインドに達するのを阻止すると同時
に、ボンネットの後部とウインドに降る雨を、極力ルー
フ迄吹き上げようとするものである。１４は上述の降
雪、霧中の防眩位置、１５は１４よりも激しい降雪時の
位置で、ウインドの雪溜まりに依るワイパーの作動不良
を防止する。但し１３の位置の様にウイングを前傾させ
ず、若干後傾させて、遮られた雪の溜まり込みを防ぐと
共に、それでも雪が溜まった場合には、一時角度を変更
して除去する場合もある。１６は動物衝突と歩行者安全
位置、１７は虫よけ位置で、１８は上述の高速走行時の
空気抵抗の軽減用位置、１９は上述の至近距離視界を必
要とする、発進、低速走行用位置で、ウイング９は、断
面図で示したボンネット上の凹み１１内に格納される。
上述の図示位置の全部または一部は車速に応じて自動的
に変更される場合もある。

【００２１】図２は上記のウイングの駆動方法を示す、
車体中心面で切った断面図で、図の左方が進行方向であ
る。９は図１と同じウイングで、ボンネットに結合され
たピン１０に回動自在に支持され、９の進行方向に向か
って左右両端付近には、扇型板２０が直角に結合され、
２０の側面には内歯歯車２１が結合されている。２２は
デジタルサーボモーター、２３は是に連なるウオームギ
ア減速機で、ボンネットの裏側に結合されている。２４
はそのギア側に結合された軸で、ギアボックスを貫通し
て両側に出力軸が出ている。２４の進行右卸こはピニオ
ン２５が結合され、内歯歯車２１に噛み合っている。軸
２４の進行左側端には、図示されないピニオン２５が結
合され、対象の機構でウイング９に結合されている。ウ
イング９の揺動ストロークの両端には、図示されないリ
ミットスイッチを設ける。モーター２２は、是を同期信
号として利用するステップモーターや油圧シリンダーを
使用する場合もある。

【００２２】ボンネットの上面が、進行方向に直角な方
向に深い曲面をなしている場合には、図２の機構では、
ウイング９を大きく回転させようとすると、ボンネット
との合わせ部が複雑に成る為、図３の機構を用いる場合
もある。図３は左方が進行方向で、９ａはウイングで、
２６、２７はその前後端の左右両端に結合されたブラケ
ットで、ピン２８、２９が結合されている。３０はフロ
ント、リアの２個のギアードモーターを内蔵するケース
で、ボンネットの裏側に結合される。支柱３１はフロン
トモーターに依り上下に移動し、上端はピン２８に回動
自在に支持されている。アーム３２の前端は、リアモー
ターの出力軸３３に結合され、軸３３の周りに揺動し、
後端にはピン３４が結合されている。ロッド３５の上端
はピン２９に、下端はピン３４に回動自在に支持されて
いる。従って、ウイング９ａを、前上がりにする場合
は、支柱３１を押し上げ、後上がりにする場合は、アー
ム３２を反時計方向に回転させる。但し、ボンネットの
曲面との干渉を避ける為、反対側も若干持ち上げる場合
もある。

【００２３】図４は、他の実施例の自動車の前部の上面
図で、図の左方が進行方向である。図１では進行方向に
直角に１枚のウイングを設けたのに比し、本例では、ボ
ンネット６ｂ上に、右ウイング９ｂｒと左ウイング９ｂ
１をＶ字型に配置したもので、是に依り、特に図１の１
２に示す並走車飛水防護位置に於いて、待ち受け時は、
ウイングに遮られた空気を左右に誘導する事に依って、
此の位置での空気抵抗の増加を抑え、飛水が来た場合
も、是を積極的に左右に誘導する事に依り、ウイングの
高さを出来る丈け低くしても飛水がウイングを越えない
様にする事に依り、走行抵抗の増化を抑える。

【００２４】制御手段は、角度手動、速度連動、全自動
の３つのモードを有し、運転者は先ず切替えスイッチに
依り、好みのモードを選択する。角度手動モードは、運
転者がウイングの開度を直接指示し、速度連動モード
は、運転者が上記の様な各目的を指示し、開度は車速に
応じて予めコンピューターに記憶された最適値が自動的
に選択される。全自動モードは、目的の選択もコンピュ
ーターで行う。

【００２５】全自動モードが選択された場合は、先ず車
速に依って目的の自動選択が成される。すなわち、停車
時は図１の１９の発進位置、低速時は図示されない歩行
者衝突安全位置、主として自動車専用道路の速度域で
は、１８の高速走行抵抗低減位置とする。是に対し、他
の目的は優先割り込みを行わせる。図４のカメラ４２
は、フロントウインド８ｂ内に有って前向きに車体に結
合され、その画像情報を分析してウインドの透過度から
各目的位置を判断するが、前方の景色はコントラストや
照度が安定しない為、ボンネット上のウイングの後方に
マーカーを設ける場合もある。４０のマーカーＰはパル
ス入力を与える物で、受信された映像信号の周波数特性
からの高周波帯域の欠落の程度と、マーカーのコントラ
スト等から、並走車の飛水を始めとする、視界不良の理
由を判定する。４１のマーカーＬは、ビデオの走査線間
のデーターの比較から、直接周波数特性の判定を行わせ
る。図１の１２の並走位置は、上記の様にカメラで事態
が発生したのを検知してからモーターを作動させたので
は遅い為、専用スイッチに依る最優先の割り込みも可能
とする。

【００２６】図５は格納式前照灯を有する自動車に対す
る一実施例で、５ｃは、車体の左右両端に装着された前
照灯を格納したケースを、ボンネット６ｃ面から点灯可
能位置迄突出させた状態を示し、９ｃは両ケース間を埋
める様に配置されたウイングで、図示の９ｃの位置は、
ボンネットの１０ｃの位置の下部に設けられた、図示さ
れていないヒンジの周りに回転して、並走車からの飛水
を防護する位置に展開した状態を示し、受け止められた
飛水は開口部３６より左右に噴出される。

【００２７】図６は流線型の全部を持つキャブオーバー
型車の前部の側面図で、ウイング９ｄは、高速走行時は
ボンネット６ｄの表面と略同一面を形成する様に格納さ
れており、図の位置は、飛水、泥水粒等が、フロントウ
インド８ｄに達するのを防ぐ為に、格納位置から水平前
方に突出し、導水溝３７が形成された状態を示す。図７
は、同車を前面から見た形状を示し、ウイング９ｄは中
央部が下がっていて、水流を左右に誘導し易く成ってい
る。

【００２８】図８は他の実施例で、図の左方が進行方向
である。ウイング９ｅの進行方向の左右にはラック２１
ｅが結合され、図２の２２、２３と同じモーター、ギア
ボックスに結合された、図８の出力軸２４ｅに結合され
たピニオン２５ｅと噛み合っており、図示の位置は飛水
等がウインドに達するのを防止する為の位置、および歩
行者安全用位置で、高速走行抵抗の軽減が目的の際は、
モーターに依りパッド３８の前面をボンネット６ｅと略
同一面迄引き込む。ウイング９ｅが図示の位置では、溝
部３７ｅから入った水は、ボンネット６ｅ内に設けたダ
クト３９に依り、車体の両端や下部に誘導される。此の
実施例の場合は、必ずしも図７の様に中央部を下げる必
要はない。キャブオーバー型車は、歩行者と衝突した
際、衝突の初期に頭部が車体に当たる可能性が大きい
為、危険の大きい事が知られている。此の為、歩行者衝
突時は、ウイング９ｅが格納位置まで後退するストロー
クを利用し、軸２４ｅに取りつけられた図示されないト
ルクリミッターに依り、衝突エネルギーを吸収させる。
此の際パッド３８は、ウイング９ｅが衝突に依り後方に
加速される際の慣性抵抗に依る荷重を緩和させる事と、
球形の歩行者の頭部に対し接触面積を稼ぐ事を目的とし
ている。パッド３８やダクト３９は図１から４迄の実施
例についても使用する場合もあり、一方、キャブオーバ
ー型車についても図２、図３の様な揺動式ウイングを使
用する場合もある。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を発揮する。

【００３０】好天下で高速走行時は、極力省燃費化を計
り、悪天候下では安全上必要な視界の確保を計り、低速
時は歩行者衝突時の安全を計り、発進時、徐行時は至近
距離の視界を確保し、各条件下での最優先目的の為の手
段を時分割で達成する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のボンネット型自動車の前部を示す側面
図である。

【図２】ウイング部の駆動機構の実施例を示す断面図で
ある。

【図３】ウイング部の駆動機構の他の実施例を示す断面
図である。

【図４】本発明の他の実施例のボンネット型自動車の前
部を示す上面図である。

【図５】本発明の他の実施例のボンネット型自動車の前
部を示す側面図である。

【図６】本発明の他の実施例のキャブオーバー型自動車
の前部を示す側面図である。

【図７】図６の自動車の前面図である。

【図８】本発明の他の実施例のキャブオーバー型自動車
のウイング部を示す断面図である。

【符合の説明】

６、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ ボンネット ７、７ｄ ルーフ ８、８ｂ、８ｃ、８ｄ フロントウインド ９、９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｅ ウイング ９ｂｒ ウイング右 ９ｂ１ ウイング左 １０、２８、２９、３３、３４ ピン ２２ モーター ２３ ギアボツクス ２４、２４ｅ 出力軸 ２５、２５ｅ ピニオン ４２ カメラ ３８ パッド ３９ ダクト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車のフロントバンパーとウインド間
   に可動ウイングを設け、空気抵抗は少ないが危険な場面
   のある形状と、空気抵抗は増大するがその危険を軽減ま
   たは防止する形状とを、時分割で選択し得る自動車。
2. 【請求項２】 外部環境条件に応じ、複数の環境別安全
   対策形状が選択出来る、請求項１の自動車。
3. 【請求項３】 走行速度に応じて自動的に形状を変更す
   る事を特徴とする請求項１の自動車
4. 【請求項４】 前部形状が前下がりの自動車に於いて、
   他車の車輪の撥ねた水が、前部形状に誘導されてフロン
   トウインドに至るのを阻止しする為、前方、または前下
   方に向かって、車体前部の面より突出する開口部を有す
   る水路を設けると共に、此の水路が不要の場合には、開
   口部を突出を縮小する方向に移動させ、走行抵抗の軽減
   を計る、格納式水路を有する自動車。