JP7060783B2 - 車両用整流装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両の前輪の前方に車体に対して昇降自在に配置される整流部材を含む車両用整流装置に関する。

従来、この種の車両用整流装置として、車両の前輪前方に配置されたスパッツ（整流部材）と、当該スパッツを前輪直前に位置させると共にその位置から外す駆動装置と、速度センサと、駆動装置の制御装置とを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用整流装置の制御装置は、速度センサにより検出された車速が一定値以上のときに前輪直前にスパッツを位置させるように駆動装置を制御する。これにより、車両の高速走行時に前輪に当たる気流を排除して前輪前方の圧力増加を抑制し、車両に対する空気抵抗や揚力を低減化することができる。また、車両用整流装置としては、前輪の前方に配置されて車体に回動可能に軸支される整流部材と、整流部材を車体下方側の垂下位置（整流位置）と車体側の収納位置との間で回動させる駆動装置と、駆動装置を制御する制御部とを含むものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０５－１０５１２４号公報 特開２０１７－５２３３８号公報

上述のような車両用整流装置が搭載された車両では、整流部材を整流位置に位置させた際に、前輪に当たる気流を排除して車両の空力性能を向上させ、燃費等を改善することができる。ただし、車両の走行中には、整流位置にある整流部材に障害物との衝突等による外力が作用する可能性もあり、整流部材への外力の作用により駆動装置にダメージを与えてしまうおそれがある。

そこで、本開示は、整流部材を車体に対して昇降させる駆動装置を良好に保護することができる車両用整流装置の提供を主目的とする。

本開示の車両用整流装置は、車両の前輪の前方に車体に対して昇降自在に配置される整流部材と、前記整流部材を前記車体側の格納位置と該整流部材が前記車体から下方に突出する整流位置との間で前記車体に対して昇降させる駆動装置とを含む車両用整流装置において、前記整流部材と前記駆動装置とを連結すると共に、前記整流位置にある前記整流部材に外力が作用した際に該整流部材と前記駆動装置との連結を解除する連結機構を含むものである。

この車両用整流装置では、整流部材と駆動装置とが連結機構により連結されている際に、駆動装置により整流部材を車体側の格納位置と整流位置との間で車体に対して昇降させることができる。また、整流位置にある整流部材に障害物との衝突等による外力が作用すると、整流部材と駆動装置との連結が連結機構により解除される。これにより、整流部材に加えられた衝撃（荷重）が当該整流部材から駆動装置に伝わるのを抑制することが可能となる。この結果、整流部材を車体に対して昇降させる駆動装置を良好に保護することができる。

また、前記整流部材は、車両後部側の端部が前記車体に対して昇降するように該車体により回動自在に支持されてもよく、前記連結機構は、前記整流部材を前記整流位置側から前記格納位置側に回動させる外力が該整流部材に作用した際に前記整流部材と前記駆動装置との連結を解除してもよい。これにより、整流位置にある整流部材が前方の障害物等に衝突したとしても、当該整流部材に加えられた衝撃（荷重）が整流部材から駆動装置に伝わるのを抑制し、当該駆動装置を良好に保護することが可能となる。

更に、前記整流部材は、前記駆動装置により回転駆動される回転軸の周りに回動自在であってもよく、前記連結機構は、前記回転軸と一体に回転すると共に該回転軸に対して軸方向に移動可能となるように前記回転軸により支持される連結部材と、前記連結部材と回転方向に係合可能であると共に前記整流部材と一体になって前記回転軸の周りに回転する係合部と、前記連結部材を前記係合部と係合するように前記軸方向に付勢する付勢部材とを含んでもよく、前記係合部は、前記整流部材が外力により前記整流位置側から前記格納位置側に回動した際に、前記付勢部材の付勢力に抗して前記連結部材を該係合部から離間するように押圧してもよい。これにより、整流部材に外力が作用していないときに整流部材と駆動装置とを連結すると共に、整流部材を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材に作用した際に、整流部材と駆動装置との連結を解除することが可能となる。

また、前記連結部材および前記係合部の一方は、該係合部の回転方向に沿って延在する斜面を含んでもよく、前記連結部材および前記係合部の他方は、前記斜面に当接する当接部を含んでもよく、前記付勢部材は、前記斜面と前記当接部とが当接するように前記連結部材を前記係合部に対して付勢してもよい。これにより、整流部材を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材に作用した際に、係合部に作用した回転方向の力を斜面および当接部により回転軸の軸方向に力に変換し、当該軸方向の力により連結部材を付勢部材の付勢力に抗して係合部から離間させることが可能となる。

更に、前記連結部材は、前記整流部材が前記整流位置側から前記格納位置側に回動する際の前記係合部の回転方向における前側から後側に向かうにつれて該係合部に近接するように前記連結部材の軸心の周りで螺旋状に延在する螺旋面を含んでもよく、前記係合部は、前記整流部材が前記整流位置側から前記格納位置側に回動する際の該係合部の回転方向における前側から後側に向かうにつれて前記連結部材から離間するように前記係合部の軸心の周りで前記連結部材の前記螺旋面に沿って螺旋状に延在する螺旋面を含んでもよく、前記付勢部材は、前記連結部材の前記螺旋面が前記係合部の前記螺旋面に当接するように前記連結部材を前記係合部に対して付勢してもよい。これにより、整流部材を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材に作用した際に、係合部に作用した回転方向の力を効率よく回転軸の軸方向の力に変換して連結部材に伝達し、当該連結部材を係合部から速やかに離間させて整流部材と駆動装置との連結を解除することが可能となる。

また、前記連結部材の前記螺旋面と、前記係合部の前記螺旋面とは、それぞれ周方向に間隔をおいて複数形成されてもよく、前記連結部材は、前記螺旋面の頂部から前記軸方向における前記係合部側とは反対側かつ前記回転軸の径方向に延在するトルク伝達面を含んでもよく、前記係合部は、前記螺旋面の底部から前記軸方向における前記連結部材側かつ前記回転軸の径方向に延在するトルク伝達面を含んでもよい。これにより、連結機構により整流部材と駆動装置とが連結されている際、連結部材および係合部のトルク伝達面を介して駆動装置からのトルクを整流部材に伝達しながら当該整流部材を整流位置から格納位置まで回動させることができるので、整流部材を重力に抗してスムースに格納位置まで戻すことが可能となる。

更に、前記係合部は、前記整流部材に回転不能に固定されるカラー部材に形成されてもよい。これにより、連結機構を構成する係合部を容易に整流部材に一体化させることが可能となる。

また、前記駆動装置は、アクチュエータと、前記アクチュエータにより回動させられる原動節、前記回転軸に固定される従動節、および前記原動節と前記従動節とを連結する中間節を含むリンク機構を含んでもよく、前記車両用整流装置は、前記整流部材が前記格納位置から前記整流位置に向けて回動するように前記原動節が前記アクチュエータにより回動させられる際に該原動節に対する前記中間節の回転方向が変化した位置で前記原動節の回動を規制するストッパを更に含んでもよい。これにより、整流部材が格納位置から整流位置まで回動するようにアクチュエータを作動させた後に当該アクチュエータを停止させた際に、原動節は、整流部材、係合部、連結部材、回転軸、従動節および中間節を介して伝達される当該整流部材に作用する重力に基づく力によりストッパに押し付けられる。この結果、整流位置でリンク機構を拘束して、整流部材を整流位置に良好に保持することが可能となる。そして、整流部材が整流位置にある際には、原動節の回動がストッパにより規制されることでリンク機構が拘束され、それに伴って回転軸および連結部材の回転も規制される。従って、かかる車両用整流装置では、整流部材を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材に作用した際に、連結部材の回転を規制しながら当該連結部材を係合部から速やかに離間させて整流部材と駆動装置との連結を解除することができる。

更に、前記車両用整流装置は、前記整流部材が前記整流位置から前記格納位置に向けて回動するように前記原動節が前記アクチュエータにより回動させられる際に該原動節に対する前記中間節の回転方向が変化した位置で前記原動節の回動を規制する第２のストッパを更に含んでもよい。これにより、整流部材が整流位置から格納位置まで回動するようにアクチュエータを作動させた後に当該アクチュエータを停止させた際に、原動節は、整流部材、係合部、連結部材、回転軸、従動節および中間節を介して伝達される当該整流部材に作用する重力に基づく力により第２のストッパに押し付けられる。この結果、格納位置でリンク機構を拘束して、整流部材を格納位置に良好に保持することが可能となる。

また、前記車両用整流装置は、前記車両の車速が予め定められた整流開始速度に達してから予め定められた整流終了速度以下になるまでの間、前記整流部材が前記整流位置に位置するように前記駆動装置を制御する制御装置を更に含んでもよい。

本開示の車両用整流装置を示す概略構成図である。 本開示の車両用整流装置を示す概略構成図である。 本開示の車両用整流装置の要部を示す拡大図である。 本開示の車両用整流装置の要部を示す拡大図である。 本開示の車両用整流装置の連結機構の要部を示す斜視図である。 本開示の車両用整流装置の連結機構の要部を示す斜視図である。 本開示の車両用整流装置の連結機構の要部を示す斜視図である。 本開示の車両用整流装置の連結機構の要部を示す斜視図である。 本開示の車両用整流装置の動作を説明するための概略構成図である。 本開示の車両用整流装置の動作を説明するための概略構成図である。 本開示の車両用整流装置の動作を説明するための概略構成図である。

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

図１および図２は、本開示の車両用整流装置１０を示す概略構成図である。これらの図に示す車両用整流装置１０は、車両１の各前輪Ｗｆに対して設けられ、対応する前輪Ｗｆ（タイヤ）に前方からの空気が当たることによる圧力増加を抑制して車両１の空気抵抗や揚力を低減化するものである。図１に示すように、車両用整流装置１０は、車両１の前輪Ｗｆの前方に車体２（本実施形態では、バンパー）に対して昇降自在に配置される整流部材（スパッツ）１１と、整流部材１１を車体２に対して昇降させる駆動装置１２と、駆動装置１２を制御する制御装置２０とを含む。

整流部材１１は、樹脂により形成されており、車両１の前部側に位置する前端部１１ｆから車両１の後部側に位置する後端部１１ｒ（図２参照）に向かうにつれて下側（路面側）および車幅方向における外側に拡がるように形成された整流面を有する。図２および図３に示すように、整流部材１１の前端部１１ｆは、車体２（バンパー）に固定されるフレームＦ（図３参照）により回転自在に支持される回転軸１５を介して、後端部１１ｒが車体２に対して昇降するように当該車体２により回動自在に支持される。なお、整流部材１１（整流面）の形状は、任意に定めることが可能である。

駆動装置１２は、何れも図示しないモータ（ＤＣモータ）やギヤ機構等を含むと共にフレームＦ（あるいは車体２）に固定されるアクチュエータ１３と、整流部材１１とアクチュエータ１３とを連結するリンク機構１４とを含む。リンク機構１４は、図４に示すように、アクチュエータ１３により回動させられる原動節１４１、一端が原動節１４１の遊端に回動自在に連結（ピン結合）された中間節１４２、および中間節１４２の他端に回動自在に連結（ピン結合）された従動節１４３を含む。本実施形態のリンク機構１４では、原動節１４１のリンク長さが最も短く定められている。また、従動節１４３の中間節１４２側とは反対側の端部には、回転軸１５が固定されている。本実施形態において、回転軸１５は、略正方形状の断面形状を有する四角テーパーシャフトであり、その一端部は、従動節１４３の端部に形成された断面略正方形状の孔部に嵌合（固定）される。

更に、車両用整流装置１０は、整流部材１１と駆動装置１２とを連結する連結機構１６を含む。連結機構１６は、図３に示すように、チャンネル状（コの字枠状）に形成された整流部材１１の前端部１１ｆの内部に配置され、整流部材１１の係合部を構成する第１カラー部材１７と、第２カラー部材（連結部材）１８と、圧縮コイルばねであるスプリング（付勢部材）１９とを含む。なお、スプリング１９は、皿ばね等の圧縮コイルばね以外の他の弾性体であってもよい。

連結機構１６の第１カラー部材１７は、図５および図６に示すように、中心部を貫通する円孔１７０を有する樹脂または金属製の環状部材であり、何れも短尺の大径筒状部１７１および小径筒状部１７２を含む。本実施形態において、円孔１７０の内径は、四角テーパーシャフトである回転軸１５の最大径（互いに対向する角部（Ｒ部）間の距離）よりも若干大きく定められている。また、大径筒状部１７１の小径筒状部１７２側とは反対側の端部には、環状の縮径部１７３と、当該縮径部１７３の外周面から径方向外側に突出する複数（本実施形態では、例えば４個）の突部１７４とが形成されている。

第１カラー部材１７の小径筒状部１７２は、図６に示すように、当該第１カラー部材１７の軸心と直交する平坦な端面１７５を含む。また、小径筒状部１７２には、筒状の壁部の一部を切り欠くことにより、複数（本実施形態では、例えば３個）の押圧部１７６が当該小径筒状部１７２の周方向に間隔をおいて（等間隔に）形成されており、各押圧部１７６には、螺旋面（常螺旋面）１７７が形成されている。螺旋面１７７は、小径筒状部１７２を端面１７５側から正面視した際の時計方向における前側（上流側）から後側（下流側）に向かうにつれて端面１７５から離間して大径筒状部１７１に近接するように第１カラー部材１７の軸心の周りで螺旋状に延在する斜面（曲面）である。更に、小径筒状部１７２は、それぞれ対応する螺旋面１７７の底部から端面１７５まで第１カラー部材１７の軸方向に延在すると共に円孔１７０に向けて第１カラー部材１７の径方向に延在する複数（本実施形態では、例えば３個）の平坦なトルク伝達面１７８を含む。

連結機構１６の第２カラー部材１８は、図５および図６に示すように、中央部を貫通する断面略正方形状の連結孔１８０を有する樹脂または金属製の環状部材である。連結孔１８０には、四角テーパーシャフトである回転軸１５が軸方向に移動自在に嵌合される。また、第２カラー部材１８は、当該第２カラー部材１８の軸心と直交する平坦な背面１８１と、背面１８１の反対側に位置すると共に当該軸心と直交する平坦な内面１８２とを含む。更に、第２カラー部材１８には、当該第２カラー部材１８の周方向に間隔をおいて（等間隔に）内面１８２から軸方向に突出するように複数（本実施形態では、例えば３個）の被押圧部（当接部）１８３が形成されている。各被押圧部１８３には、第１カラー部材１７の螺旋面１７７に密に当接可能な螺旋面（常螺旋面）１８４が形成されている。螺旋面１８４は、第２カラー部材１８を内面１８２側から正面視した際の反時計方向における前側（上流側）から後側（下流側）に向かうにつれて内面１８２から離間するように第２カラー部材１８の軸心の周りで螺旋状に延在する斜面（曲面）である。加えて、第２カラー部材１８は、それぞれ対応する螺旋面１８４の頂部から内面１８２まで当該第２カラー部材１８の軸方向に延在すると共に連結孔１８０に向けて第２カラー部材１８の径方向に延在する複数（本実施形態では、例えば３個）の平坦なトルク伝達面１８５を含む。

図３に示すように、連結機構１６の第１カラー部材１７は、整流部材１１の前端部１１ｆ内に位置するように当該前端部１１ｆを形成する一対の壁部１１ｗの一方（図中左側の壁部１１ｗ）に固定される。すなわち、当該一方の壁部１１ｗには、第１カラー部材１７の縮径部１７３および複数の突部１７４の輪郭に合致した開口形状を有する孔部が形成されており、縮径部１７３および複数の突部１７４は、当該壁部１１ｗの孔部に嵌合（圧入）される。これにより、第１カラー部材１７は、整流部材１１に回転不能に固定される。また、連結機構１６の第２カラー部材１８は、図７および図８からわかるように、各被押圧部１８３の螺旋面１８４が第１カラー部材１７の対応する押圧部１７６の螺旋面１７７と対向し、各トルク伝達面１８５が第１カラー部材１７の対応するトルク伝達面１７８と対向し、かつ内面１８２が第１カラー部材１７の端面１７５と対向するように整流部材１１の前端部１１ｆ内に配置される。更に、連結機構１６のスプリング１９は、第２カラー部材１８の背面１８１と上記一対の壁部１１ｗの他方（図中右側の壁部１１ｗ）との間に配置される。当該他方の壁部１１ｗには、上記一方の壁部１１ｗに形成された孔部と対向するように円孔１１ｈが形成されている。当該円孔１１ｈの内径は、四角テーパーシャフトである回転軸１５の最大径よりも若干大きく定められている。

また、整流部材１１に固定された第１カラー部材１７の円孔１７０、第２カラー部材１８の連結孔１８０、スプリング１９の内部および上記他方の壁部１１ｗの円孔１１ｈには、回転軸１５が挿通され、回転軸１５の両端部は、フレームＦにより回転自在に支持される。上述のように、第１カラー部材１７の円孔１７０および上記他方の壁部１１ｗの円孔１１ｈは、何れも回転軸１５の最大径よりも若干大きい内径を有する。これにより、整流部材１１の前端部１１ｆ（および第１カラー部材１７）は、回転軸１５の周りに回転自在となり、整流部材１１は、後端部１１ｒが車体２に対して昇降するようにフレームＦ（車体２）により回動自在に支持されることになる。更に、第２カラー部材１８は、回転軸１５に対して軸方向に移動可能となると共に、連結孔１８０に回転軸１５が嵌まり込むことで当該回転軸１５と一体に回転可能となる。また、第２カラー部材１８は、各螺旋面１８４が第１カラー部材１７の対応する螺旋面１７７に当接し、各トルク伝達面１８５が第１カラー部材１７の対応するトルク伝達面１７８に当接し、かつ内面１８２が第１カラー部材１７の端面１７５に当接するようにスプリング１９により第１カラー部材１７に向けて回転軸１５の軸方向に付勢される。

このように、スプリング１９によって第２カラー部材１８が第１カラー部材１７に対して付勢されることで、第１および第２カラー部材１７，１８は一体回転可能に係合し、第２カラー部材１８および回転軸１５は、第１カラー部材１７を介して整流部材１１に連結される。更に、リンク機構１４の従動節１４３は、上記一対の壁部１１ｗの一方とフレームＦとの間に配置され、当該従動節１４３の端部に形成された孔部には、回転軸１５の端部（図中左側の端部）が嵌合（固定）される。これにより、従動節１４３すなわちリンク機構１４は、回転軸１５、第１および第２カラー部材１７，１８すなわち連結機構１６を介して整流部材１１に連結される。

そして、整流部材１１、リンク機構１４、および当該整流部材１１とアクチュエータ１３とを支持するフレームＦは、図４からわかるように、フレームＦ（車体２）を固定節とした４節リンク機構（４節回転連鎖）を構成する。これにより、アクチュエータ１３を作動させてリンク機構１４の原動節１４１を正方向または逆方向に回動させることで、回転軸１５を回転させて整流部材１１をそれぞれ予め定められた格納位置と整流位置との間で車体２に対して昇降させることが可能となる。

本実施形態において、リンク機構１４は、図４に示すように、原動節１４１と中間節１４２とが互いに重なり合うことなく略一直線に延在する際に、整流部材１１が図４に示す格納位置に位置して車体２内に格納されるように設計されている。更に、車両用整流装置１０は、整流部材１１を車体２側の格納位置に保持するための格納側ストッパ（第２のストッパ）Ｓｔ０を含む。本実施形態において、格納側ストッパＳｔ０は、フレームＦの内面から回転軸１５の軸方向に突出する突起である。格納側ストッパＳｔ０は、原動節１４１がアクチュエータ１３により図中反時計方向（格納方向）に回動させられる際に当該原動節１４１に対する中間節１４２の回転方向が変化した位置、すなわち原動節１４１が格納方向に回動する際のリンク機構１４の思案点を若干超えた位置で当該原動節１４１の一方の側面に当接するように配置される。

また、本実施形態のリンク機構１４は、図９に示すように、原動節１４１と中間節１４２とが互いに重なり合った状態で略一直線に延在する際に整流部材１１が車体２（バンパー）から下方に突出して前輪Ｗｆの前方に遮るように設計されている。更に、車両用整流装置１０は、整流部材１１を車体２の下方の整流位置（図９参照）に保持するための整流側ストッパＳｔ１を含む。本実施形態において、整流側ストッパＳｔ１も、フレームＦの内面から回転軸１５の軸方向に突出する突起である。整流側ストッパＳｔ１は、原動節１４１がアクチュエータ１３により図中時計方向（整流方向）に回動させられる際に当該原動節１４１に対する中間節１４２の回転方向が変化した位置、すなわち原動節１４１が整流方向に回動する際のリンク機構１４の思案点を若干超えた位置で当該原動節１４１の他方の側面に当接するように配置される。

制御装置２０は、何れも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータ（マイコン）や、アクチュエータ１３（モータ）の駆動回路等を含む。また、制御装置２０には、図１に示すように、車両１の車速Ｖを検出する車速センサ２１が接続されている。制御装置２０は、整流部材１１が車体２側の格納位置と車体２の下方の整流位置との間で回動するように車速センサ２１からの車速Ｖに基づいて駆動装置１２のアクチュエータ１３を制御する。

次に、上述の車両１における車両用整流装置１０の動作について説明する。

車両１の停車中（駐車中）や、車両１の発進後に車速Ｖが予め定められた整流開始速度Ｖ１（例えば、６０ｋｍ／ｈ前後の車速）に達するまでの間、整流部材１１は、図４に示す格納位置に位置する。上述のように、整流部材１１は、リンク機構１４の原動節１４１が格納側ストッパＳｔ０に当接することで格納位置に保持される。また、格納側ストッパＳｔ０は、原動節１４１がアクチュエータ１３により格納方向に回動させられる際に当該原動節１４１に対する中間節１４２の回転方向が変化した位置（思案点を若干超えた位置）で原動節１４１の回動を規制する。これにより、リンク機構１４の原動節１４１が格納側ストッパＳｔ０に当接しており、かつアクチュエータ１３が停止させられている際、原動節１４１は、整流部材１１、第１および第２カラー部材１７，１８、回転軸１５、従動節１４３および中間節１４２を介して伝達される当該整流部材１１に作用する重力に基づく力により格納側ストッパＳｔ０に押し付けられる。従って、車両用整流装置１０では、格納位置でリンク機構１４を拘束して、整流部材１１を格納位置に良好に保持することが可能となる。

また、車両用整流装置１０の制御装置２０は、車両１の発進後に車速Ｖが予め定められた整流開始速度Ｖ１以上になると、図９に示すように、リンク機構１４の原動節１４１が整流側ストッパＳｔ１に当接するまで上記整流方向（図９中時計方向）に回動するようにアクチュエータ１３を制御し、整流部材１１を格納位置から整流位置まで回動させる。上述のように、整流部材１１は、リンク機構１４の原動節１４１が整流側ストッパＳｔ１に当接することで整流位置に保持される。更に、整流側ストッパＳｔ１は、原動節１４１がアクチュエータ１３により整流方向に回動させられる際に当該原動節１４１に対する中間節１４２の回転方向が変化した位置（思案点を若干超えた位置）で原動節１４１の回動を規制する。これにより、リンク機構１４の原動節１４１が整流側ストッパＳｔ１に当接しており、かつアクチュエータ１３が停止させられている際、原動節１４１は、整流部材１１、第１および第２カラー部材１７，１８、回転軸１５、従動節１４３および中間節１４２を介して伝達される当該整流部材１１に作用する重力に基づく力により整流側ストッパＳｔ１に押し付けられる。従って、車両用整流装置１０では、整流位置でリンク機構１４を拘束して、整流部材１１を整流位置に良好に保持することが可能となる。

更に、制御装置２０は、車両１の車速Ｖが上記整流開始速度Ｖ１以上になった後に当該整流開始速度Ｖ１よりも低く定められた整流終了速度Ｖ０（例えば、４０ｋｍ／ｈ前後の車速）以下になると、図４に示すように、リンク機構１４の原動節１４１が格納側ストッパＳｔ０に当接するまで上記格納方向に回動するようにアクチュエータ１３を制御し、整流部材１１を整流位置から格納位置まで回動させる。これにより、車両１では、車速Ｖが整流開始速度Ｖ１に達してから整流終了速度Ｖ０以下になるまでの間、すなわち、当該車両１が比較的高速で走行している際に、整流部材１１により前輪Ｗｆに前方からの空気が当たるのを抑制し、車両１の空力性能を向上させることが可能となる。

このように、車両１が比較的高速で走行している際には、整流部材１１が車体２から下方に突出することになるが、この際に、整流部材１１が路面上に存在している前方の障害物等に衝突してしまうこともあり得る。整流位置にある整流部材１１が前方の障害物等に衝突した場合、整流部材１１には、当該整流部材１１を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が作用する。これにより、整流部材１１は、外力の作用により整流位置から格納位置に向けて回動し、整流部材１１に固定された連結機構１６の第１カラー部材１７は、整流部材１１と一体になって回転軸１５の周りに回転する。一方、整流部材１１が整流位置に位置している際、整流側ストッパＳｔ１の作用によりリンク機構１４が拘束されることで、回転軸１５を介してリンク機構１４の従動節１４３に連結された連結機構１６の第２カラー部材１８の回転が規制される。より詳細には、整流位置で原動節１４１の回動が整流側ストッパＳｔ１により規制されている際、第２カラー部材１８は、整流部材１１に作用する重力に基づく力により当該整流部材１１を格納位置側から整流位置側に回動させる方向に付勢されている。

従って、整流位置にある整流部材１１に障害物との衝突等による外力が作用すると、図１０に示すように、整流部材１１に固定された第１カラー部材１７は、その場に留まろうとする第２カラー部材１８に対して回転する（滑る）。ここで、車両用整流装置１０において、第１カラー部材１７の各押圧部１７６に形成された螺旋面１７７は、整流部材１１が整流位置側から格納位置側に回動する際の第１カラー部材１７の回転方向における前側から後側に向かうにつれて第２カラー部材１８から離間するように延在する。また、第２カラー部材１８の各被押圧部１８３に形成された螺旋面１８４は、整流部材１１が整流位置側から格納位置側に回動する際の第１カラー部材１７の回転方向における前側から後側に向かうにつれて第１カラー部材１７に近接するように延在する。これにより、整流部材１１を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材１１に作用した際、第１カラー部材１７に作用した回転方向の力は、各押圧部１７６の螺旋面１７７で効率よく回転軸１５の軸方向に力に変換され、第２カラー部材１８の対応する螺旋面１８４（被押圧部１８３）に伝達される。

すなわち、整流位置にある整流部材１１に上記外力が作用すると、整流部材１１の第１カラー部材１７（各押圧部１７６）は、図１０に示すように、整流部材１１と一体に回転しながらスプリング１９の付勢力に抗して第２カラー部材１８を軸方向に押圧し、第２カラー部材１８は、回転軸１５により回転を規制されながら速やかに第１カラー部材１７から離間する。そして、第１カラー部材１７の端面１７５が第２カラー部材１８の螺旋面１８４の頂部に当接するようになると、第１および第２カラー部材１７，１８の回転方向における係合が完全に解除される。この結果、整流部材１１が外力により整流位置側から格納位置側に回動した際には、第２カラー部材１８を第１カラー部材１７から速やかに離間させ、両者の回転方向の係合すなわち整流部材１１と駆動装置１２すなわちリンク機構１４およびアクチュエータ１３との連結を解除することが可能となる。また、整流部材１１への外力の作用に応じて、第２カラー部材１８が回転軸１５により回転を規制されながら第１カラー部材１７から速やかに離間させられることで、リンク機構１４は、図１１に示すように、整流部材１１が整流位置に位置していた際の姿勢を概ね維持する。従って、車両用整流装置１０によれば、整流部材１１に加えられた衝撃（荷重）が当該整流部材１１から駆動装置１２のリンク機構１４やアクチュエータ１３に伝わるのを抑制することができる。

以上説明したように、車両用整流装置１０では、整流部材１１と駆動装置１２のリンク機構１４とが連結機構１６により連結されている際に、駆動装置１２のアクチュエータ１３を作動させて整流部材１１を車体２側の格納位置と整流位置との間で車体２に対して昇降させることができる。また、整流位置にある整流部材１１に障害物との衝突等による外力が作用すると、整流部材１１と駆動装置１２のリンク機構１４との連結が連結機構１６により解除される。これにより、整流部材１１に加えられた衝撃（荷重）が当該整流部材１１から駆動装置１２のリンク機構１４やアクチュエータ１３に伝わるのを抑制することが可能となる。この結果、整流部材１１を車体２に対して昇降させる駆動装置１２を良好に保護することができるので、車両１の走行中に整流部材１１が障害物に衝突等しても、整流部材１１に比べて高額であるリンク機構１４やアクチュエータ１３の交換を抑制可能となり、部品交換に要するコスト等を大幅に低減化することができる。

また、車両用整流装置１０において、整流部材１１は、後端部１１ｒが車体２に対して昇降するように当該車体２により回動自在に支持され、連結機構１６は、整流部材１１を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材１１に作用した際に整流部材１１とリンク機構１４との連結を解除する。これにより、整流位置にある整流部材１１が前方の障害物等に衝突したとしても、当該整流部材１１に加えられた衝撃（荷重）が整流部材１１からリンク機構１４やアクチュエータ１３に伝わるのを抑制し、両者を良好に保護することが可能となる。

更に、車両用整流装置１０において、整流部材１１は、駆動装置１２により回転駆動される回転軸１５の周りに回動自在である。また、連結機構１６は、整流部材１１と一体になって回転軸１５の周りに回転する第１カラー部材１７と、当該第１カラー部材１７と回転方向に係合可能であって、回転軸１５と一体に回転すると共に当該回転軸１５に対して軸方向に移動可能となるように回転軸１５により支持される第２カラー部材１８と、第２カラー部材１８を第１カラー部材１７と係合するように軸方向に付勢するスプリング１９とを含む。更に、第１カラー部材１７は、整流部材１１が外力により整流位置側から格納位置側に回動した際に、スプリング１９の付勢力に抗して第２カラー部材１８を当該第１カラー部材１７から離間するように押圧する。これにより、整流部材１１に外力が作用していないときに整流部材１１とリンク機構１４（駆動装置１２）とを連結すると共に、整流部材１１を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材１１に作用した際に、整流部材１１とリンク機構１４との連結を解除することが可能となる。

また、第１カラー部材１７は、整流部材１１が整流位置側から格納位置側に回動する際の当該第１カラー部材１７の回転方向における前側から後側に向かうにつれて第２カラー部材１８から離間するように第１カラー部材１７の軸心の周りで螺旋状に延在する螺旋面を含む。更に、第２カラー部材１８は、整流部材１１が整流位置側から格納位置側に回動する際の第１カラー部材１７の回転方向における前側から後側に向かうにつれて当該第１カラー部材１７に近接するように第２カラー部材１８の軸心の周りで第１カラー部材１７の螺旋面１７７に沿って螺旋状に延在する螺旋面１８４を含む。また、スプリング１９は、第２カラー部材１８の螺旋面１８４が第１カラー部材１７の螺旋面１７７に当接するように第２カラー部材１８を第１カラー部材１７に対して付勢する。これにより、整流部材１１を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材１１に作用した際に、第１カラー部材１７に作用した回転方向の力を効率よく回転軸１５の軸方向に力に変換して第２カラー部材１８に伝達し、当該第２カラー部材１８を第１カラー部材１７から速やかに離間させて整流部材１１とリンク機構１４（駆動装置１２）との連結を解除することが可能となる。

更に、車両用整流装置１０において、第１カラー部材１７の螺旋面１７７と、第２カラー部材１８の螺旋面１８４とは、それぞれ周方向に間隔をおいて複数形成される。加えて、第１カラー部材１７は、それぞれ対応する螺旋面１７７の底部から軸方向における第２カラー部材１８側かつ回転軸１５の径方向に延在する複数のトルク伝達面１７８を含み、第２カラー部材１８は、それぞれ対応する螺旋面１８４の頂部から軸方向における第１カラー部材１７側とは反対側かつ回転軸１５の径方向に延在する複数のトルク伝達面１８５を含む。これにより、連結機構１６により整流部材１１とリンク機構１４（駆動装置１２）とが連結されている際、第１および第２カラー部材１７，１８のトルク伝達面１７８，１８５を介して駆動装置１２からの回転トルクを整流部材１１に伝達しながら当該整流部材１１を整流位置から格納位置まで回動させることができるので、整流部材１１を重力に抗してスムースに格納位置まで戻すことが可能となる。

また、駆動装置１２は、アクチュエータ１３と、アクチュエータ１３により回動させられる原動節１４１、回転軸１５に固定された従動節１４３および原動節１４１と従動節１４３とを連結する中間節１４２を含むリンク機構１４とを含む。加えて、車両用整流装置１０は、整流部材１１が格納位置から整流位置に向けて回動するように原動節１４１がアクチュエータ１３により回動させられる際に当該原動節１４１に対する中間節１４２の回転方向が変化した位置で原動節１４１の回動を規制する整流側ストッパＳｔ１を含む。これにより、整流位置でリンク機構１４の運動を規制して、整流部材１１を整流位置に良好に保持することが可能となる。そして、整流部材１１が整流位置にある際には、原動節１４１の回動が整流側ストッパＳｔ１により規制されることでリンク機構１４が拘束され、それに伴って回転軸１５および第２カラー部材１８の回転も規制される。従って、車両用整流装置１０では、整流部材１１を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材１１に作用した際に、第２カラー部材１８の回転を規制しながら当該第２カラー部材１８を第１カラー部材１７から速やかに離間させて整流部材１１と駆動装置１２との連結を解除することができる。

更に、車両用整流装置１０は、整流部材１１が整流位置から格納位置に向けて回動するように原動節１４１がアクチュエータ１３により回動させられる際に当該原動節１４１に対する中間節１４２の回転方向が変化した位置で原動節１４１の回動を規制する格納側ストッパＳｔ０を含む。これにより、格納位置でリンク機構１４の運動を規制して、整流部材１１を格納位置に良好に保持することが可能となる。

また、上記車両用整流装置１０において、第２カラー部材１８と係合する螺旋面１７７やトルク伝達面１７８等（係合部）は、整流部材１１とは別体に形成されて当該整流部材１１に回転不能に固定されるカラー部材に形成されている。これにより、連結機構１６の第２カラー部材１８と係合する螺旋面１７７やトルク伝達面１７８等を容易に整流部材１１に一体化させることが可能となる。ただし、第２カラー部材１８と係合する螺旋面やトルク伝達面等は、整流部材１１自体に形成されてもよい。

なお、上記車両用整流装置１０では、第１および第２カラー部材１７，１８の双方が当該第１カラー部材１７の回転方向に沿って延在する斜面としての螺旋面１７７または１８４を含むが、これに限られるものではない。すなわち、第１および第２カラー部材１７，１８の何れか一方に当該斜面としての螺旋面を設けると共に、第１および第２カラー部材１７，１８の他方に当該螺旋面に当接する突起等の当接部を設け、スプリング１９によって螺旋面と当接部とが当接するように第２カラー部材１８を第１カラー部材１７に対して付勢してもよい。かかる構成を採用しても、整流部材１１を整流位置側から格納位置側に回動させる外力が当該整流部材１１に作用した際に、第１カラー部材１７に作用した回転方向の力を螺旋面および当接部により回転軸１５の軸方向に力に変換して第２カラー部材１８に伝達し、当該軸方向の力により第２カラー部材１８をスプリング１９の付勢力に抗して第１カラー部材１７から離間させることが可能となる。また、上記実施形態において、制御装置２０は、１体の整流部材１１に対応した駆動装置１２を制御するものであるが、これに限られるものではない。すなわち、左右の一対の整流部材１１（および駆動装置１２）に対して１体の制御装置２０が設けられてもよい。更に、上述の連結機構１６は、車体２（バンパー）により車両１の高さ方向（上下方向）に移動自在に支持される板状の整流部材を含む車両用整流装置に適用されてもよい。

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

本開示の発明は、車両用整流装置の製造産業等において利用可能である。

１ 車両、２ 車体、１０ 車両用整流装置、１１ 整流部材、１１ｆ 前端部、１１ｈ 円孔、１１ｒ 後端部、１１ｗ 壁部、１２ 駆動装置、１３ アクチュエータ、１４ リンク機構、１４１ 原動節、１４２ 中間節、１４３ 従動節、１５ 回転軸、１６ 連結機構、１７ 第１カラー部材、１７０ 円孔、１７１ 大径筒状部、１７２ 小径筒状部、１７３ 縮径部、１７４ 突部、１７５ 端面、１７６ 押圧部、１７７ 螺旋面、１７８ トルク伝達面、１８ 第２カラー部材、１８０ 連結孔、１８１ 背面、１８２ 内面、１８３ 被押圧部、１８４ 螺旋面、１８５ トルク伝達面、１９ スプリング、２０ 制御装置、２１ 車速センサ、Ｆ フレーム、Ｓｔ０ 格納側ストッパ、Ｓｔ１ 整流側ストッパ、Ｗｆ 前輪。

Claims (9)

1. 車両の前輪の前方に車体に対して昇降自在に配置される整流部材と、前記整流部材を前記車体側の格納位置と該整流部材が前記車体から下方に突出する整流位置との間で前記車体に対して昇降させる駆動装置とを含む車両用整流装置において、
   前記整流部材と前記駆動装置とを連結すると共に、前記整流位置にある前記整流部材に外力が作用した際に該整流部材と前記駆動装置との連結を解除する連結機構を備え、
   前記整流部材は、車両後部側の端部が前記車体に対して昇降するように前記駆動装置によって回転駆動される回転軸の周りに回動自在に支持され、
   前記連結機構は、前記回転軸に対して軸方向に移動可能な連結部材と、前記連結部材と回転方向に係合可能な係合部と、前記連結部材を前記係合部と係合するように前記軸方向に付勢する付勢部材とを含み、
   前記整流部材が外力により前記整流位置側から前記格納位置側に回動した際に、前記係合部が前記付勢部材の付勢力に抗して前記連結部材を該係合部から離間するように押圧することで前記整流部材と前記駆動装置との連結が解除される車両用整流装置。
2. 請求項１に記載の車両用整流装置において、
   前記連結部材は、前記回転軸と一体に回転するように前記回転軸により支持され、
   前記係合部は、前記整流部材と一体になって前記回転軸の周りに回転する車両用整流装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用整流装置において、
   前記連結部材および前記係合部の一方は、該係合部の回転方向に沿って延在する斜面を含み、前記連結部材および前記係合部の他方は、前記斜面に当接する当接部を含み、
   前記付勢部材は、前記斜面と前記当接部とが当接するように前記連結部材を前記係合部に対して付勢する車両用整流装置。
4. 請求項３に記載の車両用整流装置において、
   前記連結部材は、前記整流部材が前記整流位置側から前記格納位置側に回動する際の前記係合部の回転方向における前側から後側に向かうにつれて該係合部に近接するように前記連結部材の軸心の周りで螺旋状に延在する螺旋面を含み、
   前記係合部は、前記整流部材が前記整流位置側から前記格納位置側に回動する際の該係合部の回転方向における前側から後側に向かうにつれて前記連結部材から離間するように前記係合部の軸心の周りで前記連結部材の前記螺旋面に沿って螺旋状に延在する螺旋面を含み、
   前記付勢部材は、前記連結部材の前記螺旋面が前記係合部の前記螺旋面に当接するように前記連結部材を前記係合部に対して付勢する車両用整流装置。
5. 請求項４に記載の車両用整流装置において、
   前記連結部材の前記螺旋面と、前記係合部の前記螺旋面とは、それぞれ周方向に間隔をおいて複数形成され、
   前記連結部材は、前記螺旋面の頂部から前記軸方向における前記係合部側とは反対側かつ前記回転軸の径方向に延在するトルク伝達面を含み、
   前記係合部は、前記螺旋面の底部から前記軸方向における前記連結部材側かつ前記回転軸の径方向に延在するトルク伝達面を含む車両用整流装置。
6. 請求項１から５の何れか一項に記載の車両用整流装置において、
   前記係合部は、前記整流部材に回転不能に固定されるカラー部材に形成されている車両用整流装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の車両用整流装置において、
   前記駆動装置は、
   アクチュエータと、
   前記アクチュエータにより回動させられる原動節、前記回転軸に固定される従動節、および前記原動節と前記従動節とを連結する中間節を含むリンク機構を含み、
   前記整流部材が前記格納位置から前記整流位置に向けて回動するように前記原動節が前記アクチュエータにより回動させられる際に該原動節に対する前記中間節の回転方向が変化した位置で前記原動節の回動を規制するストッパを更に備える車両用整流装置。
8. 請求項７に記載の車両用整流装置において、
   前記整流部材が前記整流位置から前記格納位置に向けて回動するように前記原動節が前記アクチュエータにより回動させられる際に該原動節に対する前記中間節の回転方向が変化した位置で前記原動節の回動を規制する第２のストッパを更に備える車両用整流装置。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載の車両用整流装置において、
   前記車両の車速が予め定められた整流開始速度に達してから予め定められた整流終了速度以下になるまでの間、前記整流部材が前記整流位置に位置するように前記駆動装置を制御する制御装置を更に備える車両用整流装置。
   
   
   

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