車体デザイン

記事数:(3)

車の開発

自動車デザインの要、テンプレート

自動車の外観は、平面の設計図から立体的な車体へと形作る、複雑で緻密な工程を経て生まれます。この工程で、設計者の思い描いた形を正確に再現し、出来上がりを確かめるために欠かせない道具が「型板」です。型板は、設計図に描かれた断面図の形を精密に切り抜いた板で、主に粘土模型を作る際に使われます。 粘土で作った車体の模型に型板を当ててみて、設計図通りの形になっているか、曲線や面の繋がりは滑らかかを確かめ、細かな調整を加えていきます。人の目と手で確認するこの作業は、計算機で作った立体画像だけでは捉えきれない微妙な差異や全体の釣り合いを掴むためにとても重要で、熟練した技術と経験が必要とされます。 型板は様々な材質で作られます。初期の段階では薄い金属板やプラスチック板などが用いられ、最終段階に近づくにつれて木製のものが用いられることもあります。型板の形状も様々で、車体の断面を示すものや、特定の部品の形状を示すものなど、用途に合わせて使い分けられます。 設計者の頭の中にあるイメージを現実のものへと繋ぐ型板は、まさに「翻訳機」のような役割を担っています。設計図に描かれた線が、型板を通して粘土という素材と対話し、立体的な形へと変換されていくのです。そして、この型板による確認と修正の繰り返しを経て、最終的に美しく、機能的な車が完成するのです。設計図上の二次元の線が、型板という媒介を経て三次元の命を吹き込まれる、その過程はまさに、ものづくりの醍醐味と言えるでしょう。
エアロパーツ

車の後端部:トレーリングエッジ

自動車の設計において、空気との摩擦を少なくすることは、燃費を良くし、安定した走りを実現するために欠かせません。空気は自動車の先端でぶつかり、側面を通り過ぎ、最終的に後部で車体から離れます。この後部、つまり車体後端の形状は、空気がスムーズに離れるか、乱れた流れを作るかで、空気との摩擦に大きく影響します。空気がスムーズに離れれば摩擦は小さくなり、燃費の向上に繋がります。逆に、空気が乱れた流れを作ると、摩擦が増加し、燃費が悪化するだけでなく、安定した走りにも悪影響を与える可能性があります。 自動車の後端部で空気が乱れる原因の一つに、渦の発生が挙げられます。渦は、空気の流れが急激に変化する際に発生しやすく、後端部で空気が車体から剥離する際に発生しやすい傾向があります。この渦は、自動車の後ろに引きずるように発生し、まるで自動車が空気を引きずっているような状態を作り出します。これが空気抵抗を増大させる要因となります。この渦の発生を抑えるためには、後端部の形状を滑らかにすることが重要です。例えば、後端部を緩やかに傾斜させる、角を丸くするなどの工夫が有効です。 また、自動車の底面の形状も空気の流れに影響を与えます。底面が平らでなく、凹凸があると、空気の流れが乱れやすくなります。底面を平らにする、あるいはカバーで覆うことで、空気の流れをスムーズにすることができます。最近では、自動車メーカー各社が、これらの点を考慮した空気力学に基づいた設計を行い、空気抵抗を極限まで低減した自動車を開発しています。その結果、燃費が向上し、環境性能にも貢献しています。空気の流れを制御することは、自動車の性能向上に欠かせない要素と言えるでしょう。
車の構造

車の揚力:安定性への影響

車は地面を走る乗り物ですが、空気の中を走っているため、空気の影響を受けます。その影響の一つが揚力と呼ばれる、車を浮き上がらせる力です。揚力は、飛行機が空を飛ぶために必要な力と同じ原理で発生します。 飛行機の翼は、上面が緩やかな曲線を描いており、下面は比較的平らになっています。この形状により、翼の上面を流れる空気は、下面を流れる空気よりも速く流れます。空気の流れが速くなると、その部分の圧力は低くなります。これをベルヌーイの定理といいます。翼の上面と下面の圧力差によって、翼は上に持ち上げられる力を受けるのです。これが揚力です。 車は飛行機の翼のような形状ではありませんが、車体の上面も下面も空気の流れに影響を与えます。車の上面は緩やかな曲線を描いているため、飛行機の翼と同様に、上面の空気の流れは下面よりも速くなります。その結果、車体の上面に低い圧力が生じ、車を持ち上げようとする力が発生します。 この揚力は、車の速度が速くなるほど大きくなります。高速道路などでスピードを出すと、揚力が大きくなり、車が地面をしっかりと捉える力が弱くなります。タイヤの接地感が薄れ、ハンドル操作が不安定になる可能性があります。また、ブレーキの効きが悪くなることもあります。 そのため、車の設計では、揚力を小さく抑える工夫が凝らされています。例えば、車体の底面をなるべく平らにする、車体後部に小さな翼(スポイラーと呼ばれる)を取り付ける、などが挙げられます。これらの工夫によって、空気の流れを制御し、車体を地面に押し付ける力を発生させることで、揚力による悪影響を軽減し、走行安定性を高めているのです。