JPS60234076A - 車両用エアスポイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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って変化し、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
状態に応して、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か所定値より低いことを判定
する重連判定回路で、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ッチで、イグニッション端子へ
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・ノド１５
の後端部の両端および中央に前後方向に立役固着され、
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３１Ｃ１３２Ｃ
１３３Ｃとされ、該ヒンジ部から後縁側は後方に向かっ
て上がる傾斜した本体座面３１Ｄ、３２Ｄ、３３Ｄとさ
れた３枚の翼下状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３０Ａには前記翼下状３１
．３２．３３のヒンジ部３１Ｃ１３２Ｃ１３３Ｃ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。

翼下状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
の翼下状３１〜３３のトランクリッド１５への固着は接
着剤、両面テープなどによる接着、翼下状下面に埋設し
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
ッド１５に形成した穴に挿通させるとともにトランクリ
ッド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。また中央の翼下状３２は内部が中空と
されると共に金属製内壁材３４Ａ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
リット（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、リアスポイラ本体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
ともに各直列接続紐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６８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６
３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、Ｇ
ａＡｓ系、ＤｄＳ系、アモルファスシリコン、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ックス板、
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。トランクリッド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
して接続されバッテリ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３
０の駆動手段５０、リアスポイラ本体３０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ァス太陽電池を用
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　ｆｌｌで充分である。前記太陽電池６
１と同様に光セン号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ッド
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
上面スリットを介して差込まれ、下端に位置決め爪５２
Ｂが突設された円弧状の被動ギア５２、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５５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
ッチ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、
これをバッテリ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ッテリ７１の光電荷の消費
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を前記トランクリッド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。従っ
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、エンジンキースイッチ２１のイグニッ
ショ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
制御回路袋ｆ５６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ュ
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６２の出力をフィードバンクして、
前記太陽電池６１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、従って、エンジンをオフにした駐車時にはバッ
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。従って、
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。従って前記リアスポイラ本体３０を
前記トランクリッド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。従って、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
クロスイッチ５５Ｂを装着し、こうすることによって前
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３ｏ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３ｏ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Ｇｏおよび揚力係数Ｃしと
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
動車と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はでき
る。空力特性の改善という点に関しては前記マイクロス
イッチ５５Ａを第５図の迎角がα＋（＋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ＤＤを若干
低減させながら、かつ揚力係数Ｃし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６１０表面に直角に
入射している場合で、迎角が大きくなっても小さくなっ
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、光セン号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３０に装着し、前記光センサ６
２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
うに制御を行っていた。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ＩＩＴＩＡ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
っている。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（、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３
０部分は第１実施例と類似の構造であるが、光センサ６
２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って出
力も変化する。

すなわち、ルーフ表面に取付けた光センサ６２の出力を
検知すれば太陽光の入射角度がわかり、これによって制
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っ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って充
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、２０・
・・車速判定回路、２１・・・エンジンキースイ・７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、７
１・・・ハソテリ。 代理人弁理士　岡　部　隆 第３図 ６ 第４図 第５図 逸％１．１（康） 第６図 迎、％、、Ｌ（度う 第７図 第８図 ２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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。