JPS6012380A - 自動車 - 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】 本発明は車体の受ける揚力を利用した自動車に関する。

自動車の低熱費化を促進するためには自動車の軽量化、
及び空力特性の向上が大きな要因となる。

そこで、最近に於ては軽量化を図る一環として最も重要
な要素となる材料の見直しが行われている。これはエン
ジン等を含めた自動車全体の重量を軽減しころが９抵抗
を減少させようとするもので使用する桐料金新素材に置
換していくものである。例えば内装品にプラスチック製
のものを多く使用したり、成るいは構造部材（フレーム
、パネル等）を合成樹脂化するいわば非金属化の促進で
ある。

また、空力特性の向上を図る一環としてはボディ表面の
平坦化が行われ、例えばボディ表面に存在する段差、成
るいはエツジ形状を極力減らすことにより空気抵抗を減
少させるもので、いわゆるフラッシュサーフェイスボデ
ィ及び流線形ボディがこれに当たる。

しかしながら、これらは技術的な側面、成るいはコスト
的な側面等で特に軽量化は今−歩の観があり今後に期待
されている。

本発明の目的は斯かる実情から全く新たな発想に基づき
、逆に空気抵抗を利用することにより車体の軽量化、更
には低熱費化を図った高性能な画期的自動車を提供する
ものである。

本発明は以上の目的を達成すべく自動車の外形の一部又
は全部を翼形（揚力発生形状）に形成するとともに、こ
の翼形の揚力係数を可変する揚力可変手段と、自動車の
速度を検出する車速検出手段と、この車速検出手段から
の検出結果により前記揚力可変手段を制御する制御手段
とを備え、翼形の受ける揚力を利用しつつ車体の軽量化
を図ったことを特徴とする。

先ず、本発明に係る自動車の原理について説明する。

最近の自動車、特に高速走行を目的としたウィングカー
にはボディ側面に翼を設けている。この翼は→参通常の
翼とは正反対（上面下面が反対となる）に付設するもの
で高速走行中負の揚力を発生させる。そして、この負の
揚力を利用してボディを路面に押しつけて高速安定性、
操縦性、更に駆動力の伝達同上を図っている。

したがって、このようなウィングカーをはじめ、最近の
自動車開発に於て揚力を減少させようとすることは」二
連する高速安定性、操縦性等の向」二を図る上で必要で
ある。

ところで、車速に着目した場合、揚力が問題となるのは
高速走行時のみである。自動車の種類、形状等によって
一概には言えないが少なくとも通常市街地の中を法定速
度で走行している状態では問題とならない。

そこで、本発明は揚力がほとんど問題とならない中・低
速走行時には逆にこの揚力を利用しようとするものであ
る。

さて、一般に自動車が水平な道路を定速走行している状
態で、その自動車が受ける走行抵抗は次のようになる。

（走行抵抗）＝にろが９抵抗）＋（突気抵抗ル・・・・
・・（１）一（ｗす）＋（）・ρ・ψ・５−ＣＤ）・・
・・・（１１）Ｗ：自動車の重量 μ：路面の摩擦係数 ρ：空気密度 Ｖ二車速 Ｓ：自動車の正面投影面積 ｃＤ：自動車の形状等によって決寸ろ 抵抗係数 走行抵抗は走行中に受ける抵抗で、この値が太きければ
燃費も大きくなる。なお、上記（１１）式において車速
（Ｖ）を変数としてグラフ化すると第９図のようになる
。同図から明らかなように、ころがり抵抗は車速（Ｖ）
に関係なく一定（厳密には高速時増大する場合があるが
説明上一定であると想定する）であるが、空気抵抗は車
速の二乗、即ち（Ｖアに比例して大きくなる。

したがって、低速走行のときはころがり抵抗の方が太き
いが、ある車速以上になると今度は空気抵抗の方が大き
くなる。両者の抵抗が同一になる車速は通常６０〜８０
ｋｍ／Ｈであり、この値より速い場合はを気抵抗を、他
方この値より遅い場合はころがり抵抗を軽減させるよう
にすればよい。

ところで、今、飛行機の飛行原理について考えてみる。

通常の翼の揚力係数は１０程度であるが、飛行機のそれ
は高揚力装置によって３．０〜３５、更にはこれ以上に
大きくされろ。

飛行機の離陸性能を計算するときに用いる馬力（Ｐ）の
４算式は Ｐ−−（（Ｗ−−ρψ５ＣＬ）μｖ＋１ρＶ３ＳＣＤ〕
・・・・・・・・・・・・・・価）５２２ ＣＬ：揚力係数 となる。

そして、上記０１１）式の両辺ｉＶ／７５で割ると、Ｄ
＝（Ｗ−工・ρ−Ｖ２・５−ＣＬ）μ十−・ρ・ψ・Ｓ
ゆＣＤ・・・・・・・ＯＶ）２ となる。

ここで、（ｌＶ）式において、自動車の場合には翼がな
いので揚力の項（−工・ρ・ｖ２・Ｓ　＠ＣＬ）は零と
なり、結局、前記した自動車の走行抵抗の式（１１）は
飛行機の離陸時の馬力の４算式から導くことができろ。

このように、飛行機の離陸時に於て、離陸するまでは通
常の自動車と同様に路面をタイヤで走行するものである
から、翼形の揚力を最大限に利用すれば低燃費な自動車
をつくることができろ。

なお、車速によって、揚力が異なるので車速を検出し、
これにより揚力係数を制御すれば車速に関係なく常に一
定の揚力を作用させることができる。

以下には本発明を更に具体化した好適な実施例を挙げ図
面を参照して詳述する。

第１図は本発明を具現化する自動車の外観斜視図、第２
図は同自動車の正面図、第３図は同自動車の翼形部の断
面形状を明示する側面図である。

先ず、第１図乃至第３図を参照して本発明に係る自動車
の全体的構成について説明する。図中符号１で示された
自動車は中間部に翼形部２全備える。この翼形部２は第
３図の如く断面形状の外郭を翼形に形成し揚力発生形状
とする。また、翼形部２は更に中間の固定部３、固定部
３の前側に上下方向へ回動可能に取付けたスラット（補
助翼）４、固定部３の後側に上下方向回動可能に取付け
たエルロン（調整翼）５から構成する。

一方、翼形部２の両１１）］端には左右一対の車体部６
及びγを設り゛る。そして、この車体部６及び７の下部
には夫々前輪８及び９、それに後輪１０゜１１を備え四
輪自動車として構成する。この車体部６及び７の前上部
にはフロントガラス１２及び１３にて夫々キャビン１４
及び１５を配設し、他方、後上部には垂直翼１６及び１
７を配設する。

なお、一方のキャビン１４又は１５は運転室としての機
能をもたせるとともに、車体部６及び７内には操舵手段
、電気的又は機械的方法による駆動手段等の通常の自動
車に要求される装置類及び機構を備えている。また、図
中符号１８は一方の垂直翼１γの頂部に設けた対気速度
センサ（ピトー管等）である。

次に、第４図乃至第６図を参照して、揚力調整システム
について説明する。なお、第４図は揚力調整システムの
構成図、第５図は前部の揚力調整部を示す側面構成図、
第６図は後部の揚力調整部を示す側面構成図である。ま
た、各図に於て第１図と同一部分には同一符号を付しそ
の構成を明確にした。

先ず、前記対気速度センサ１８は検知した対気圧力を車
速に比例した電気的検出信号として出力するコンバータ
１８ａを含む。対気速度センサ１８はケーブル１９にて
制御装置２０と接続する。この制御装置２０はマイクロ
コンピュータ等を含み、主に前記検出信号に対応した所
要の制御信号を生成し出力する。

一方、翼形部２の固定部３にはその前部に揚力調整装置
２１を配設し、前ｉ己スラット４を可動せしめる。この
揚力調整装置２１は第５図のように、モータを含む駆動
部２２、これの駆動軸２３に軸止したクランクアーム２
４、この先端に枢着し前方へ延出した駆動ロッド２５に
て構成し、このロッド２５はスラット４の後上部に枢着
する。また、スラット３の後下部はリンク２６にて固定
部３の前下部に揺動自在に連結する。以って、駆動軸２
３０回転によりスラット４を実線の位置又は仮想線で示
すスラット４′の位置の範囲で連続的に上下動すべく構
成する。なお、駆動部２２はケーブル２７を介して前記
制御装置２０に接続する。

他方、固定部３の後部には揚力調整装置２８を配設し、
前記エルロン５を可動せしめる。この揚力調整装置２８
は第６図のように、モータを含む駆動部２９、これの駆
動軸３０に軸止したクランクアーム３１、この画先端に
枢着し後方へ延出した駆動ロッド３２．３３にて構成し
、この各ロツ）”３２．３３Ｕエルロン５の後上下部に
各枢着スる。′＝１．た、エルロン５の前部中央は固定
部３の後部端中夫に上下方向へ回動自在に枢着する。以
って、駆動軸３００回転により実線で示すエルロン５を
仮想線で示す上方に位置するエルロン５′から下方に位
置するエルロン５“の範囲で連続的に上下動すべく構成
する。なお、駆動部２９はケーブル３４ｆ：介して前記
制御装置２０に接続する。

次に、斯かる構成を有する揚力調整システムの機能につ
いて説明する。

今、自動車１が停止している状態から所定の定常速度ま
で加速した状態を想定する。

停止している状態に於ては対気速度センサ１８は車速が
零の状態を検出し、この検出結果により制御装置２０は
スラット４′及びエルロン５″の位置（双方とも下方）
にセットする。

そして、徐々に加速し、低速走行状態に於ては的下方）
を維持することにより最大限の揚力を受けるようにする
。やがて速度を増加し中速走行状態に於てはスラット４
及びエルロン５の位置（双方とも略水平）に可動せしめ
、ある程度揚力を弱める。そして更に、速度を増加し高
速走行状態に於てはエルロン５の位置（エルロンのみ比
較的上方）Ｋ可動せしめ、更に揚力を弱める。なお、以
上の機能はセンサ１８によろ車速検出結果により制御装
置２０が各駆動部２２及び２９を制御することにより実
行し、その制御は好ましくは連続的に行われる。

よって、車速が大きくなれば受ける揚力も大きくなるが
揚力調整装置２１及び２８は揚力を弱める方向ヘスラッ
ト及びエルロンの角度を調整し、常に一定の揚力を受け
るように動作する。

第７図及び第８図は本発明に係る変更実施例を示し、第
７図は変更実施例に係る自動車の正面図、第８図は同自
動車の側面図である。

変更実施例と第１図に示した実施例（第１実施例）の異
なる点は第１実施例は車体の一部である中間部のみを翼
形部２として構成するが、変更実施例は自動車全体を翼
形部７０として構成したもので、その機能は第１実施例
と同様である。なお、符号７１は可動のスラット、７２
は可動のエルロン、７３．７４は前輪、γ５，１６は後
輪、７７は車体前部略全幅に設けたキャビンである。

以上の変更実施例をはじめ、要は自動車の外郭の一部又
は全部を翼形に形成すればよく、その他側部の形状、更
には細部の構成に於て、要旨を逸脱しない任意変更実施
は本発明範囲に許容されるものである。

さて、このように構成した自動車に於て、重量軽減効果
をどの程度得ることができるが、−例を挙げて以下に述
べろ。

（モデル車の諸元） 全長：４ｍ 全　幅：　１５ｍ 全　高：１３ｍ 重　ｆｔ：９００にり 抵抗係数二０３５ 揚力係数：３゜５ ころが９摩擦係数＝００３ 空気密度：０．１２５ （１）時速４０ｋｍ／Ｈ（Ｖ＝１．１．１ｍ／ｓ）のと
き、揚力Ｌ４０−１・ρ＠、Ｖ２＠　Ｓ　１１　ＣＬ＝
１６２Ｋｇ 、１６２Ｋｇ （Ｍ蓋好減）、７酊「＝１８％ （２）　時速５０ｋｍ／Ｈ（Ｖ＝１３．９ｍ／ｓ）のと
き揚力Ｌ５Ｇ−２５３Ｋ９ ．２５３に９ （ｆｉ　ｍ　ｎｉＪ減）、９ｏｏＫ、＝２８％（３）時
速６０　ｋｍ／）ｉ　（Ｖ＝　１６．７　ｍ／ｓ　）の
とき揚力ｋｏ　”　３６４　Ｋｇ 、３６４Ｋｇ （重量軽減）、９ｏｏＫ、＝４０％ なお、以上の算出は揚力係数を一定にした場合について
のものであるが、実際は本発明に従って揚力係数は可変
制御され車速に関係なく一定又は所要の重量軽減が行わ
れることになる。

以上の説明から明らかなように、本発明に係る自動車は
従来有害と考えられていた車体に作用する揚力（空気抵
抗）を走行時に於て逆に有益なものとして利用するため
、車体の軽量化、更には低熱費化を効果的に達成するこ
とができ、画期的な高性能自動車として提供することが
できろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具現化する自動車の外観斜視図、第２
図は同自動車の正面図、第３図は同自動車の翼形部の断
面形状を明示する側面図、第４図は揚力調整システムの
構成図、第５図は前部の（易力調整部を示す側面構成図
、第６図は後部の揚力調整部を示す側面構成図、第７図
は本発明の変更実施例に係る自動車の正面図、第８図は
同自動車の側面図、第９図は車速対走行抵抗特性図であ
る。 尚図面中、２．γ０は翼形部、４はスラット、５はエル
ロン、１８は対気速度センサ、２０は制御装置、２１．
２８は揚力調整装置である。 特許出願人　本田技研工業株式会社 代理人弁理士　下　１）　容−即 問　弁理士　大　橋　邦　意 向　弁理士　／」・　山　有 第２図 第３図 第７図 第８図 １．３　°ｌｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動車の外郭の一部又は全部を翼形（揚力発生形状）Ｖ
   Ｃ形成するとともに、この翼形の揚力係数を可変する揚
   力可変手段と、自動車の速度を検出する車速検出手段と
   、この車速検出手段からの検出結果により前記揚力可変
   手段を制御する制御手段を具備することを特徴とする自
   動車。