カムテール

カムテール（英語: Kamm tail）は、自動車の外観デザイン要素の1つである。車の後方が下向きに傾斜し、突然垂直またはほぼ垂直の面によって切り落とされる。カムバック（Kammback）、K-テール（K-tail）、コーダトロンカ（イタリア語: coda tronca）とも呼ばれる。カムテールは、車両の実用的形状を保ちながら、空気力学的抗力を最小化し、性能と燃費が向上する^[1]。

名称は1930年代にカムテールデザインを開発したドイツの空気力学研究者ヴニバルト・カム（英語版）に由来する。

空気力学的原理に基づいてカムテールデザインを取り入れている車もあれば、単にデザインまたはマーケティング要素として切り落とし（カットオフ）テールを使用する車もある。

起源

1920年代と1930年代に車の速度が上がったため、設計者らは自動車の空気力学（英語版）の原理を適用し始めた^[2]。空気力学的抗力が増大するにつれて、車両を前進させるためにより多くのエネルギー、つまりより多くの燃料が必要となる^[3]。

1922年、パウル・ヤーライがより高い速度で生み出される空気力学的抗力を最小化するために涙滴断面（すなわち丸みを帯びたノーズと、長く、先細のテール）に基づく車の特許を取った^[4]^[5]。1930年代中頃の流線形車両（タトラ・T77、クライスラー・エアフロウ（英語版）、リンカーン・ゼファーなど）はこれらの発見に基づいて設計された。

しかしながら、長いテールは車にとって実用的な形状ではなかったため、自動車設計者らは別の解決策を探した。1935年、ドイツの航空機設計者ゲオルク・ハンス・マデルンク（英語版）はロングテールなしに抗力を最小化する代替策を示した^[6]。ラインハルト・フォン・ケーニヒ＝ファハゼンフェルト（英語版）は垂直面で突然終わる滑らかルーフライン（流線形のボディと同様に低い抗力が達成される）を開発し、1936年に同様の理論が車に適用された^[5]^[7]^[8]。ケーニヒ＝ファハゼンフェルトはバスでの空気力学的設計を研究し、特許を取得した^[9]。また、シュトゥットガルト大学のヴニバルト・カムと協力して、「日常的な実用性（例えば、車両の長さや内装の寸法）と魅力的な抵抗係数（英語版）との間のまずまずの妥協案を提供する」ための車両形状について調べた^[5]^[7]。空気力学的効率に加えて、カムは自身の設計における車両安定性を強調し^[7]、数学的、経験的に設計の有効性を証明した^[10]。

1938年、カムはBMW・328（英語版）に基づいてカムテール形状を使ったプロトタイプを生産した^[11]。カムテールとその他の空気力学的修正によって、プロトタイプの抵抗係数は0.25になった^[12]。

カムテール原理を使った最初期の量産車には、米国の1949年-1951年式ナッシュ・エアフライト、欧州の1952年-1955年式ボルグヴァルト・ハンザ2400がある^[7]。

空気力学的理論

抗力を最小化するための理想的形状は「涙滴」（滑らかな翼型様形状）であるが、サイズの制約のため道路車両にとっては実用的ではない^[1]。しかしながら、カムを含む研究者らはテールを突然切り落とすことで抗力が最低限しか増大しないことを見出した^[5]。この理由は、乱れた曳き波領域が車の後方の垂直面の背後に形成されるためである。この曳き波領域が傾斜した尾部の効果（自由流がこの領域に入らず、境界層剥離が回避される）を模倣する。そのため、滑らかな空気の流れが維持され、抗力が最小化される^[11]。

カムの設計では断面積が車の最大断面の50%になる点でテールが途切れている^[5]^[13]。この点までに、平らな後部を持つ車両に典型的な乱流が典型的な速度においてほとんど取り除かれる。

カムテールは揚力の問題に対する部分的な解決策を提示した。揚力問題は1950年代にスポーツカーレースの速度が増大したため深刻になってきていた。抗力を低減するためにテールを傾斜させるという設計パラダイムはカニンガム・C-5R（英語版）といった車で極端にやられるようになり^[14]、結果として速度が出た車の後部が揚がる翼形効果が起こり、不安定性あるいは制御を失う危険性が高まっていた。カムテールはテール直下に低圧領域を生成しながら、揚力を受ける表面積を減少させる。

いくつかの研究では、カムテール設計へのリアスポイラーの追加は、全体の抗力を増大するため、有益ではないことが示されている^[1]。

使用

1959年、抗揚力方策としてフルボディレーシングカーでカムテールが使用されるようになり、数年内にはこういった車両の事実上全てで使われるようになった。カムテール設計は2000年代初頭に、ハイブリッド電気自動車（英語版）において燃費を改善する方法として復活した。

いくつかの車種は、それらの形状が真のカムテールの空気力学的哲学を忠実に守っていないにもかかわらず、カムテール（カムバック）として売り込まれてきた。これらのモデルには、1971年-1977年式シボレー・ベガ（英語版）・カムバックワゴン^[15]、1981年-1982年式AMC・イーグル・カムバック^[16]^[17]^[18]^[19]、AMC・AMX-GT、ポンティアック・ファイヤーバードを基にした「Type K」コンセプトカーがある^[20]^[21]^[22]^[23]^[24]。

「クーペ（英語版）」として売り込まれている一部のモデル（BMW・X6やGLCクーペのようなBMWやメルセデス・ベンツのSUV）は「ある種のカムテール形状を使用しているが、それらのテールエンドには適切なカムテールが持っているべきよりさらにいくつかの塊や突起を有している」^[25]。

以下はカムテールを持つ車種の不完全な一覧である。

1940年式BMW・328 "ミッレミリア"・カム・クーペ^[26]^[27]
1952年式カニンガム・C-4RK
1961年式フェラーリ・250GT SWBブレッドバン（英語版）
1962年–1964年式フェラーリ・250GTO
1963年式アストンマーティン・DP215
1963年-1964年式ポルシェ・904カレラGTS
1963年-1967年式アルファロメオ・ジュリアTZ
1963年–1974年式ビッザリーニ・イソ・グリフォ^[28]
1964年-1965年式シェルビー・デイトナ
1964年-1968年式フェラーリ・275 GTB
1965年–1968年式フォード・GT40^[29]
1965年–1970年式アストンマーティン・DB6
1965年–1996年、2005年–現在ミニ・マーコス（英語版）
1966年式ポルシェ・906
1966年-1970年式ユニパワー・GT（英語版）
1966年-1974年式サーブ・ソネットIIおよびIII^[30]
1967年-1977年式アルファロメオ・ティーポ33（英語版）
1967年-1970年式トヨタ・2000GT
1968年–1973年式フェラーリ・365GTB/4（"デイトナ"）
1968年–1976年式フェラーリ・ディーノ（英語版）^[31]
1968年-1978年式ランボルギーニ・エスパーダ
1969年–1971年式フィアット・850クーペおよびスポーツクーペ
1970年–1975年式シトロエン・SM
1970年–1977年式アルファロメオ・モントリオール
1970年–1986年式シトロエン・GS^[32]
1970年–1978年式日産・フェアレディZ・240Z/260Z/280Z（英語版）
1971年–1989年式アルファロメオ・アルファスッド^[32]
1971年–1973年式フォード・マスタングファストバック^[33]
1972年–1982年式マセラティ・カムシン
1972年-1984年式アルファロメオ・アルフェッタ
1973年-1977年式ダットサン・サニークーペ（B210）
1974年–1991年式シトロエン・CX
1983年-1991年式ホンダ・CR-X
1985年-1995年式アウトビアンキY10 / ランチア・Y10
1986年-1990年式日産・EXAキャノピー
1986年-2016年式大宇・ルマン（英語版）
1991年–1998年式ユーノス・プレッソ / マツダ・MX-3
1994年–1998年式マツダ・ファミリアNEO/323C
1999年-2005年式アウディ・A2
2000年–2006年式ホンダ・インサイト^[34]
2004年–現在トヨタ・プリウス^[35]
2009年–2014年式ホンダ・インサイト（第2世代）^[36]
2010年-2016年式ホンダ・CR-Z
2010年–現在アウディ・A7
2016年-現在トヨタ・C-HR
2017年–現在ヒュンダイ・アイオニック^[37]
2020年–現在テスラ・モデルY
2020年–現在フォード・マスタング Mach-E^[38]^[39]
2021年-現在ホンダ・シビック
2022年-現在ホンダ・シビックタイプR

出典

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起源

空気力学的理論

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関連項目