ドアミラーの付け根やテールランプに、3~4センチほどの筋状の小さな突起物が付いているクルマがあります。「ボルテックスジェネレーター」と呼ばれるもので、走行安定性に効果があるアイテムです。トヨタ車を始めとして多くの国産車に装備されていますが、欧州車ではあまり採用されていません。
「ボルテックスジェネレーター」とはどんなアイテムなのかご紹介しつつ、なぜ欧州車では採用例が少ないのか、考察します。
文:吉川賢一
写真:TOYOTA
高速直進安定性を改善するアイテム
ボルテックスジェネレーター(渦巻発生器)は、その名が示すとおり、空気の渦を生み出すことが目的です。元々は航空機の飛行安定性向上のために開発された技術アイテムですが、高速走行中の自動車にも効果があるということで、昨今は多くの量販車に採用されており、なかでも、背の高い国産ミニバンや軽自動車、商用バンへの事例が多いです。
特に積極的に導入しているのがトヨタです。「エアロスタビライジングフィン」という商標で、2010年頃から多くのモデルに採用しており、新型ランドクルーザーや新型ノア/ヴォクシーにも採用されています。
「ボルテックスジェネレーター」とネットで検索すると、ゴルフボール表面の突起や、新幹線のパンタグラフについた模様などが出てきますが、ゴルフボールの場合は空気抵抗を下げて飛距離を伸ばすこと、新幹線の場合は風切り音といったノイズを低減することが目的であり、どれも原理的には同じですが、空気の力を使って、高速直進安定性を改善することが狙い、というクルマの場合とは目的が異なります。
具体的には、リアの尻振りを改善
クルマが高速走行をしているとき、空気は、フロントからリアへとボディ表面に沿って流れていきます。その際、サイドミラーなどの凹凸がある場所や、流れてきた空気が剥がれるルーフエンドでは、空気の流れが複雑になり(乱流)、これがクルマの後方で渦として残ってしまいます。この渦は、ボディを後方へ引っ張る力を発生させるため、ボディ後端が左右に振られてしまい、クルマがまっすぐに走らず、不安定な運転フィールとなってしまいます。
クルマが空気中を走っている限り、この乱流は防ぎようがありません。そこで、渦を意図的にコントロールして、空気抵抗にならないように流れを変えようと開発されたのが、ボルテックスジェネレーターです。
ボルテックスジェネレーターは、装備される部位によって渦の形状は異なりますが、突起物によって空気を縦に回すような、螺旋階段のような流れを発生させています。これによって、高速走行したときの空気抵抗を減らし、リアの尻振りが改善されるのです。
トヨタは「エアロスタビライジングフィン」の効能として、操舵時の応答性や、手応え向上、ヨーダンピング向上などがあるとしていますが、それらは直進性向上をしたことで、副産物として得られた効能とも考えられます。
また、ボルテックスジェネレーターには市販品もありますが、どの位置に、どれくらいのサイズで、いくつ付けたらよいのかは、空力シミュレーション等で空気の流れを正確に把握できなければ、効果的に取り付けることはできません。簡単な形状に見えますが、緻密な計算によって装備されているものなので、空力シミュレーションなしに効果を再現することは難しいです。
欧州車が採用していないのは、性能設計の考え方が違うから
ボルテックスジェネレーターが「高速走行の安定性を高めるアイテム」なのであれば、日本よりも高速での性能が求められる欧州車には必須アイテムのように思えますが、冒頭で触れたように、欧州車での採用例はごくわずかです。
かつては、ルノー・ルーテシアスポールのリアスポイラーに装備されていましたが、現在はメルセデスやBMW、アウディ、フォルクスワーゲンなどで採用事例がありません。その理由は、欧州車と国産車では、高速直進安定性の性能設計の考え方が、まったく異なるからです。
日本では、燃費を稼ぐために、幅が細めの低燃費タイヤが主流です。そのため、一般道では世界一ともいえる低燃費を実現しますが、高速走行が苦手でフラフラしやすいことが稀に課題となります。そうしたクルマにおいては、シャシー(タイヤやサス等)はそのままでも、直進安定性を改善できるボルテックスジェネレーターは、たいへん価値があります。
一方の欧州車は、幅が太めでしっかりとグリップするタイヤを装着します。時には200km/hオーバーという超高速で走行するシーンもある欧州車では、シャシーがしっかりしないと不安で走れないからです。
フォルクスワーゲンの「ゴルフ」も、17インチは225幅(安いグレードの16インチだと205幅)と、車格に対しては立派なサイズを履いていますが、このしっかりとしたシャシーのおかげで、高速直進安定性は、ボルテックスジェネレーターに頼らずとも、高い安定性が確保されています。おそらく、欧州車メーカーでは、足りない直進安定性を空力で補填するのは非常に危険(空気の流れなんて不安定なものなので)、と考えているのでしょう。
ボルテックスジェネレーターで高速直進安定性を確保することはしていない欧州車ですが、空気抵抗を下げて燃費を改善することには注力しており、フロントタイヤ横の整流をするエアカーテンや、リフトフォースを減らすためのリアディフューザーなどを採用しています。また、ごく一部のスポーツモデルでは、電動リアスポイラーなども積極的に採用しています。
コストをかけずに性能向上できる「賢いアイテム」
ボルテックスジェネレーターがあるから高速直進安定性が優れている、というわけでもなく、これがなくても欧州車はしっかりとしたシャシーで高速直進安定性を確保できていますし、低燃費タイヤを履きながらも、ボルテックスジェネレーターによって高速直進安定性を確保している国産車も、日本の事情にあった賢い設計がなされている、といえます。
デザインがイマイチ、汚れが溜まりやすい(水が流れた跡ができやすい)など、デメリットもあるボルテックスジェネレーターですが、コストをかけずに性能向上できる「賢いアイテム」として、国産車では今後も採用されていくことでしょう。
【画像ギャラリー】高速直進安定性を向上させる「エアロスタビライジング」を装備する主なトヨタ車たち(30枚)画像ギャラリー投稿 ブレーキランプ側方にある謎の突起 その名も「ボルテックスジェネレーター(渦巻発生器)」の役割とは? は 自動車情報誌「ベストカー」 に最初に表示されました。