特許 7498629 リアスポイラーの空気力学的効率を高めるためにリアスポイラー及び空力要素を備える車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-04

(45)【発行日】2024-06-12

(54)【発明の名称】リアスポイラーの空気力学的効率を高めるためにリアスポイラー及び空力要素を備える車

(51)【国際特許分類】

   B62D 35/00 20060101AFI20240605BHJP

   B62D 37/02 20060101ALI20240605BHJP

【ＦＩ】

B62D35/00 C

B62D37/02 C

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020151675

(22)【出願日】2020-09-09

(65)【公開番号】P2021041920

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2023-06-15

(31)【優先権主張番号】102019000016160

(32)【優先日】2019-09-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】519463178

【氏名又は名称】フェラーリ エッセ．ピー．アー．

【氏名又は名称原語表記】ＦＥＲＲＡＲＩ Ｓ．ｐ．Ａ．

【住所又は居所原語表記】Ｖｉａ Ｅｍｉｌｉａ Ｅｓｔ， １１６３， ４１１００ ＭＯＤＥＮＡ， Ｉｔａｌｙ

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マッテオ ビアンカラナ

(72)【発明者】

【氏名】サルヴァトーレ セッダ

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２０１８／０５５８７１（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２２４７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３３８１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６２－０５２０１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０１－１４５７１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３０５４７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開昭５３－０１６２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２２８７７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１６０２１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ３５／００

Ｂ６２Ｄ ３７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搭乗室と、
前記搭乗室を取り囲むとともに、ルーフ（３）と、リアバンパーが設けられるテール（４）と、前記ルーフ（３）を前記テール（４）に接続する接合部（５）とを有する車体（２）と、
前記テール（４）の領域で前記接合部（５）の端部に配置されるリアスポイラー（６）と、
走行中に前記接合部（５）を軽くかすめる空気流を遮ることにより前記リアスポイラー（６）の上流側の空気流に渦を生成するべく前記接合部（５）から突出する複数の空力要素（７）と
を備える車（１）であって、
前記各空力要素（７）は、平面図で湾曲状に延在し、長手方向（ＤＬ）に対してアプローチアングル（α）を成す前部（８）を有するとともに、長手方向（ＤＬ）に対して前記アプローチアングル（α）よりも大きいデパーチャーアングル（β）を成す後部（９）を有することを特徴とする車（１）。

【請求項2】

前記各空力要素（７）は、垂直に方向付けられるとともに、前記接合部（５）と鋭角を成す、請求項１に記載の車（１）。

【請求項3】

前記各空力要素（７）は、前記前部（８）から前記後部（９）に向かって次第に増大する角度を、長手方向（ＤＬ）に対して成す、請求項１又は２に記載の車（１）。

【請求項4】

前記アプローチアングル（α）が０°～１５°の範囲である、請求項１～３のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項5】

前記デパーチャーアングル（β）が３０°～７５°の範囲である、請求項１～４のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項6】

前記各空力要素（７）は、前記前部（８）から前記後部（９）に向かって次第に減少する垂直高さを有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項7】

前記各空力要素（７）において、前記前部（８）及び前記後部（９）が互いに対して鈍角を成す、請求項１～６のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項8】

前記各空力要素（７）は、平面図において、「カンマ」又は「口ひげ」の形状を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項9】

前記空力要素（７）が対を成して配置され、それぞれの対は、互いに横方向で位置合わせされて、互いに横方向に離間されるとともに、互いに対して鏡のように向き合う態様で方向付けられる２つの空力要素（７）から成る、請求項１～８のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項10】

前記空力要素（７）が２つの列を成して配設され、これらの列は、互いに平行であり、長手方向に延在するとともに、ゼロ以外の互いからの横方向距離を有し、それにより、完全に滑らかな中央チャネルが前記２つの列間に存在する、請求項１～９のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項11】

同じ列の前記空力要素（７）は全て、同じ向きを有するとともに、他方の列の前記空力要素（７）に対して鏡状であり、１つの列の前記各空力要素（７）は、他方の列の前記空力要素（７）と位置合わせされて隣り合って配置される、請求項１０に記載の車（１）。

【請求項12】

それぞれの前記空力要素（７）ごとに、前記接合部（５）は前記空力要素（７）の領域で終端する対応する窪みを有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項13】

デフレクターパネル（１０）を備え、このデフレクターパネル（１０）は、前記接合部（５）上に配置され、走行中に前記接合部（５）を軽くかすめる空気流が直接に当たるとともに、前記デフレクターパネル（１０）が前記接合部（５）上に載置される休止位置と、前記デフレクターパネル（１０）が上昇されて前記接合部（５）から離間される作用位置との間で移動するように、可動態様で取り付けられる、請求項１～１２のいずれか一項に記載の車（１）。

【請求項14】

前記デフレクターパネル（１０）は、前記空力要素（７）の領域にも延在し、前記空力要素（７）を支持する、請求項１３に記載の車（１）。

【請求項15】

前記デフレクターパネル（１０）は、下側にある前記接合部（５）に固定される前記空力要素（７）の領域にも延在し、それぞれの前記空力要素（７）ごとに、前記空力要素（７）を内側に収容する対応する貫通スリット（１３）を有する、請求項１３に記載の車（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願への相互参照
この特許出願は、２０１９年９月１２日に出願されたイタリア特許出願第１０２０１９００００１６１６０号による優先権を主張し、その開示内容全体は参照により本願に組み入れられる。

【0002】

本発明は、リアスポイラーを備える車に関する。

【背景技術】

【0003】

現代の高性能車は、抗力係数（「ＣＸ」としても知られている）を減らすとともに車輪に作用する垂直力を高めるために、空気力学に細心の注意を払っている。

【0004】

後輪に作用する垂直力を高めるために、車体の後部には、一般に、車の動きによって上向きに引き起こされる空気流を偏向させることによってダウンフォース（すなわち、下向きの揚力）を生成するリアスポイラー（すなわち、「フローデフレクター」）がある。リアスポイラーは、３ボックス車では車体の第３ボックスに取り付けられ、又は２ボックス車ではリアウィンドウに取り付けられる。

【0005】

一部のスポーツカーにおいて、リアスポイラーは、リアスポイラーと同じ機能を有するが車体とは別個であって適切な支持体によって車体に接続されるリアスタビライザーに置き換えられる。

【0006】

リアスポイラーの寸法が大きくなるにつれてリアスポイラーにより生成されるダウンフォースが増大するが、リアスポイラーの寸法が増大すると、リアスポイラーにより生成される抗力も増大する。

【0007】

つまり、リアスポイラーが大きければきいほど、ダウンフォースも大きくなる（プラスの効果）が、抗力も大きくなる（マイナスの効果）。更に、リアスポイラーの寸法の増大は、重量及びサイズの必然的な増大を意味し、これは多くの場合に審美的な問題にもつながり、実際に、リアスポイラーは、それが車体の外側の要素であるため、特にそれが大型の場合、非常に目立つことになり得る。

【0008】

リアスポイラーの設計が良いか否かは、一般に、その空気力学的効率に基づいて、すなわち、リアスポイラーによって生成されるダウンフォースとリアスポイラーによって生成される対応する抗力との間の比率に基づいて評価され、この比率が大きければ大きいほど、空気力学的効率、つまり、リアスポイラーの設計の質が高くなる。

【0009】

更に、一方では、リアホイールに作用する垂直力を増大させることにより、リアスポイラーの動作は、主なニーズがグリップである運転状態（例えば、ブレーキをかけている間、加速中、及び、カーブに沿って運転している間）における性能の向上を可能にするが、他方では、リアスポイラーの動作は、主なニーズが滑らかさである運転状態（例えば、直線道路に沿って運転している間、非常に高速に到達する必要がある場合や燃料消費量を最適化する必要がある場合）における性能を悪化させる。

【0010】

必要なときにのみ大きな垂直力（したがって、避けられないほど大きな抗力）を得るために、その迎え角を増大させる及び／又は所定の条件下でのみそのハウジングから出てくるモータ駆動の可動リアスポイラーが提案された。しかしながら、モータ駆動の可動リアスポイラーの設置は、スペースの問題だけでなく、機械的な問題も引き起こす。特に、リアスポイラーの可動部材の位置決めは、この解決策の適用を特に複雑にする。

【0011】

フランス特許出願第３０５９９６４号は、後部窓に配置されるリアスポイラーを支持する後部ドアを備える２ボックスカーについて記載し、リアスポイラーは、該リアスポイラーの上壁を貫通して得られるとともにそれぞれのダクトに結合される複数の開口を備え、ダクトは、後部窓に向かって空気流を案内するためにリアスポイラーの下壁を貫通する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の目的は、スポイラーが高い空気力学的効率を有すると同時に製造が容易且つ経済的である、リアスポイラーを備える車を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明によれば、添付の特許請求の範囲に係るリアスポイラーを備える車が提供される。

【0014】

添付の特許請求の範囲は、本発明の好ましい実施形態を記載し、本明細書の一体部分を形成する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係るリアスポイラーを備える車の背面斜視図である。

【図2】図１の車の後部の平面図である。

【図3】図２の細部の拡大図である。

【図4】図１の車の後部の側面図である。

【図5】図１の車の背面図である。

【図6】図５の細部の拡大図である。

【図7】デフレクターパネルが上昇位置にある、図１の車の後部の側面図である。

【図8】デフレクターパネルが上昇位置にある、図１の車の背面図である。

【図9】上昇位置にあるデフレクターパネルの概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

ここで、本発明の非限定的な実施形態を示す添付図面を参照して、本発明について説明する。
図１において、番号１は、全体として、内燃機関及び／又は１つ以上の電気モータを備える車を示す。

【0017】

車１は、電気モータによって駆動されるか駆動輪にされる２つの前輪（本明細書中では図示せず）と、内燃機関及び／又は１つ以上の電気モータから動作を受けるときに常に駆動輪である２つの後輪とを備える。

【0018】

更に、車１は、運転者及び想定し得る搭乗者を収容するように設計される２人乗りの搭乗室と、搭乗室を取り囲む車体２とを備える。

【0019】

車体２は、とりわけ、フロントバンパーが設けられる前部（ここでは図示せず）と、前部から始まって搭乗室へ向けて延びるフロントフード（ここでは図示せず）と、上部で搭乗室を覆うルーフ３と、リアバンパーが設けられるテール４と、ルーフ３をテール４に接続して次第に下方に傾斜する接合部５（それが透明ではないため、「ブラインドリアウィンドウ」とも呼ばれる）とを備える。

【0020】

側方において、車体２は、それぞれのドアが設けられる２つの車体側面を有する。

【0021】

車１は、テール４の領域で接合部５の端部に配置されるリアスポイラー６（すなわち、「フローデフレクター」）を備え、リアスポイラー６の機能は、車１の動きによって引き起こされる空気流が上方に偏向されるときに生み出される下向きの揚力（すなわち、ダウンフォース）によって後輪に作用する垂直力を増大させる機能である。

【0022】

車１は、走行中に接合部５を軽くかすめる空気流を遮り、したがってリアスポイラー６よりも上流側の空気流に渦を発生させるために、接合部５から突出する複数の突出空力要素７（空力要素７という場合もある）を備える。突出空力要素７は、接合部５を軽くかすめる空気流の移動領域内で集中した渦巻運動をもたらすことにより空力要素７の下流側の空気流の速度領域に下向きの垂直成分を生成する空力渦生成器である。

【0023】

実際のところ、接合部５を流れる空気は、突出空力要素７の存在に起因して、より下向きに入射させられ、空気流のこのより下向きの力がリアスポイラー６によって利用されて、リアスポイラーの力（すなわち、ダウンフォース）の生成可能性が高められる。

【0024】

言い換えると、突出空力要素７の存在のおかげにより、抗力の適度な増大に伴ってリアスポイラー６により生成されるダウンフォースを大幅に増大させることができ、結果として、空力要素７の存在により、リアスポイラー６の空気力学的効率を著しく増大させることができる。

【0025】

添付の図面に示される実施形態では、２列を成して配置される６つの空力要素７が設けられ、それぞれの列に３つの空力要素７を伴い、また、本明細書中に示されない他の実施形態によれば、空力要素７の数、配置、及び／又は、形状が異なり得る。

【0026】

図４によれば、各空力要素７は、垂直に方向付けられ、したがって、（下方に傾斜される）接合部５と鋭角を成す。

【0027】

図２及び図３によれば、各空力要素７は、平面図で湾曲状に延在するとともに、平面図において「カンマ」、すなわち「口ひげ」の形状を有する。

【0028】

図３によれば、各空力要素７は、前部８（すなわち、空気流にぶつかる空力要素７の最初の部分）と、後部９（すなわち、空気流により軽くかすめられる空力要素７の最後の部分）とを有し、言い換えると、各空力要素７は前部８から後部９へと延びる。

【0029】

各空力要素７は、前部８から後部９に向けて次第に増大する角度を、長手方向ＤＬに対して成す。特に、各空力要素７は、前部８が非常に小さなアプローチアングルαを長手方向ＤＬに対して成すとともに、後部９がアプローチアングルαよりもかなり大きいデパーチャーアングルβを長手方向ＤＬに対して成す。アプローチアングルαは好ましくは０°～１５°の範囲であり、デパーチャーアングルβは好ましくは３０°～７５°の範囲である。結果として、各空力要素７において、前部８及び後部９が互いに対して鈍角を成す。

【0030】

図６によれば、各空力要素７は、前部８から後部９に向かって次第に減少する垂直高さを有し、すなわち、前部８は接合部５から大きく突出し、一方、後部９は、空力要素７の垂直高さを連続的に且つ漸進的に減少させて、接合部５から小さく突出する。添付の図面に示される実施形態において、各空力要素７の後部９は、基本的にゼロに等しい垂直高さを有し、すなわち、各空力要素７は、後部９の端でゼロ値に達するまで前部８から後部９に向かって次第に減少する垂直高さを有する。好ましい実施形態によれば、各空力要素７において、前部８の領域における垂直高さは、後部９の領域における垂直高さの少なくとも３倍である。

【0031】

図２によれば、空力要素７が対を成して配置され、それぞれの対は、互いに横方向で位置合わせされて、互いに横方向に離間するとともに、互いに対して鏡のように向き合う態様で方向付けられる（すなわち、右側の空力要素７が右の方を向き、左側の空力要素７が左の方を向く）２つの空力要素７から成る。添付の図面に示される実施形態では、３対の空力要素７が設けられ、それにより、各列に３つの空力要素７を伴う２つの列が形成される。

【0032】

図２によれば、空力要素７が２つの列を成して配設され、これらの列は、互いに平行であり、長手方向に延在するとともに、ゼロ以外の互いからの横方向距離を有し、それにより、完全に滑らかな中央チャネルが２つの列間に存在する。同じ（右又は左）列の空力要素７は全て、同じ向きを有するとともに、他方の（左又は右）列の空力要素７に対して鏡状である。更に、（右又は左）列の各空力要素７は、それが対を形成する他方の（左又は右）列の空力要素７と位置合わせされて隣り合うように配置される。

【0033】

想定し得る実施形態によれば、それぞれの空力要素７ごとに、接合部５は空力要素７の領域で終端する対応する窪みを有する。すなわち、接合部５は、空力要素７の上流側で下方に凹まされて、空力要素７の領域で終端する窪み（凹部）を形成する。

【0034】

図１によれば、デフレクターパネル１０が設けられ、このデフレクターパネル１０は、接合部５上に配置され、走行中に接合部５を軽くかすめる空気流が直接に当たる（デフレクターが上部で接合部５を覆うため）とともに、デフレクターパネル１０が接合部５上に載置される休止位置（図１～図６に示される）と、デフレクターパネル１０が上昇されて接合部５から離間した作用位置（図７～図９に示される）との間で移動するように、可動態様で取り付けられる。

【0035】

図９によれば、デフレクターパネル１０は、それが作用位置にあるときに、リアスポイラー６上に空気力学的に影を落とすために、リアスポイラー６の上方の空気流を偏向させるように形成される。すなわち、デフレクターパネル１０が作用位置にあるとき、車１の動きによって生成される空気流は、デフレクターパネル１０によって上方に押し上げられ、それにより、全体的にリアスポイラー６の上方で流れ、そのため、リアスポイラー６に空気流が当たらない（したがって、リアスポイラー６は、ダウンフォースの減少をもたらすとともに、適度な抗力ももたらす）。

【0036】

図４によれば、デフレクターパネル１０は、それが休止位置にあるときに、リアスポイラー６上に空気力学的に影を落とさないようにするべくリアスポイラー６の上方の空気流を偏向させないように形成される。すなわち、デフレクターパネル１０が休止位置にあるとき、車１の動きによって生成される空気流はリアスポイラー６に完全に当たる（したがって、リアスポイラー６は、大きなダウンフォースを生み出すとともに、大きな抗力ももたらす）。

【0037】

添付の図面に示される好ましい実施形態によれば、デフレクターパネル１０は、デフレクターパネル１０の前縁の領域に配置される横方向回転軸１１（図２に示される）を中心として回転するように車体２にヒンジ結合される。

【0038】

デフレクターパネル１０に作用してデフレクターパネルを休止位置から作用位置へ及びその逆へ移動させる機械的アクチュエータ１２（一般に図９に概略的に示される電気モータ）が存在する。

【0039】

好ましくは、必須ではないが、機械的アクチュエータ１２は、デフレクターパネル１０を休止位置と作用位置との間の一連の中間位置で停止及び保持するように設計される。

【0040】

車１の動きによってもたらされる必要性に基づいてデフレクターパネル１０の位置を調整する制御ユニットが設けられ、より大きなダウンフォース（つまり、後輪に作用するより大きな垂直力）が必要とされる際、制御ユニットは、デフレクターパネル１０を休止位置に向けて移動させ、一方、より大きな抗力（すなわち、より大きな滑らかさ）が必要とされる際、制御ユニットは、デフレクターパネル１０を作用位置に向けて移動させる。

【0041】

添付の図面に示される想定し得る実施形態によれば、デフレクターパネル１０は、車１の動きによって生み出される空気流を効果的にリアスポイラー６の上方に偏向できるように、最終的にリアスポイラー６に近接するようになる（リアスポイラー６に近い）。

【0042】

添付の図面に示される想定し得る実施形態によれば、デフレクターパネル１０の下面は、デフレクターパネル１０の下方に位置する接合部５の上面の形状をネガ状態で再現するように形成される。

【0043】

添付の図面に示す実施形態によれば、デフレクターパネル１０は、下側にある接合部５に固定される空力要素７の領域にも延在し、それぞれの空力要素７ごとに、空力要素７を内側に収容する対応する貫通スリット１３（図３及び図６においてより良く見える）を有する。

【0044】

すなわち、デフレクターパネル１０は、それぞれが対応する空力要素７の形状及び寸法を（一定のクリアランスを伴って）再現するとともに、対応する空力要素７によって（一定のクリアランスを伴って）交差される６つの貫通スリット１３を有する。結果として、空力要素７は、常に静止している（空力要素が接合部５に拘束されているため）とともに、デフレクターパネル１０と共に移動しない（貫通スリット１３の存在のおかげにより空力要素７と接触しない）。この実施形態は、リアスポイラー６上に空気力学的に影を落とすことに加えて、（図７によれば）デフレクターパネル１０が（全体的又は部分的に）空力要素７上にも空気力学的に影を落とすため、デフレクターパネル１０が作用位置にあるときの抗力の更なる低減を可能にする。

【0045】

本明細書中に示されない異なる実施形態によれば、デフレクターパネル１０は、空力要素７の領域にも延在し、空力要素７を支持し、すなわち、空力要素７は、デフレクターパネル１０に固定されて、デフレクターパネル１０と共に移動する。

【0046】

本明細書中に示されない更なる実施形態によれば、デフレクターパネル１０は、空力要素７の領域に延在せず、したがって、空力要素７間の中央チャネルにのみ延在する。

【0047】

添付の図面に示される好ましい実施形態では、空力要素７及び可動デフレクターパネル１０の両方が存在する。本明細書中に示されない更なる実施形態によれば、可動デフレクターパネル１０だけが設けられる（すなわち、空力要素７がない）。本明細書中に示されない更なる実施形態によれば、空力要素７だけが設けられる（すなわち、可動デフレクターパネル１０がない）。

【0048】

この理由で本発明の保護の範囲を超えることなく、本明細書中に記載される実施形態を互いに組み合わせることができる。

【0049】

上記の車１は多くの利点を有する。

【0050】

第一に、上記の車１に空力要素７が存在するおかげにより、リアスポイラー６は、高い空気力学的効率、つまり、リアスポイラー６によって生み出されるダウンフォースとリアスポイラー６によって生み出される対応する抗力との間の高い比率を有する。

【0051】

更に、上記の車１に可動デフレクターパネル１０が存在するおかげにより、後輪の領域で大きなダウンフォースを生み出す必要がない場合にリアスポイラー６によって生み出される抗力を低減するべくリアスポイラー６上に空気力学的に影を落とすことができる（完全に固定される、すなわち、完全に可動部品がない）。

【0052】

最後に、上記の車１は、空力要素７が接合部５に簡単に適用され得る付属物であるため、また、デフレクターパネル１０が非常に小さなストロークを有することからモータによって容易に駆動され得るため、製造するのが簡単で経済的である。

【符号の説明】

【0053】

１ 車
２ 車体
３ ルーフ
４ テール
５ 接合部
６ リアスポイラー
７ 空力要素
８ 前部
９ 後部
１０ デフレクターパネル
１１ 回転軸
１２ 機械的アクチュエータ
１３ 貫通スリット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】