JP2023503752A

JP2023503752A - ホイールフェアリングを備えた自動車

Info

Publication number: JP2023503752A
Application number: JP2021566464A
Authority: JP
Inventors: ファブリツィオファヴァレット
Original assignee: Ferrari SpA
Current assignee: Ferrari SpA
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2023-02-01
Also published as: IT201900023112A1; CN114222697A; US20220289305A1; EP3959118A1; WO2021111402A1; EP3959118B1

Abstract

２つの前輪（２）、２つの後輪（３）、それぞれ対応する前輪（２）を内部に収容する２つの前輪ホイールハウス（５）と、それぞれ対応する後輪（３）を内部に収容する２つの後輪ホイールハウス（６）とを有している車体（４）、およびそれぞれ対応するホイールハウス（５、６）の領域に配置されてホイールハウス（５、６）を閉じる２つのカバーパネル（７、８）を有する自動車（１）。各々のカバーパネル（７、８）は、カバーパネル（７、８）が車体（４）と完全に同一平面になる収縮位置と、カバーパネル（７、８）が車体（４）から少なくとも部分的に離れる拡張位置との間を可動であるように車体（４）に取り付けられる。それぞれ対応するカバーパネル（７、８）に結合し、カバーパネル（７、８）を収縮位置と拡張位置との間で動かす２つのアクチュエータ装置（９）が設けられる。【選択図】図３

Description

関連出願の相互参照

本特許出願は、２０１９年１２月５日に出願されたイタリア特許出願第１０２０１９００００２３１１２号の優先権を主張し、このイタリア特許出願の全開示が、本明細書に援用される。

本発明は、ホイールフェアリングを備えた自動車に関する。

高い速度において（すなわち、高速道路を走行しているとき）、自動車が吸収するエネルギーの最大の部分は、空気力学的抵抗に打ち勝つ必要性に起因し、結果として、（燃料または電力の）消費を削減し、したがって自律性を高める（自動車の始動時に同じ量の燃料または電力が蓄えられているとして）ために、自動車の空気力学的抵抗を小さくする必要がある。

自動車の空気力学的抵抗を小さくするために、ホイールの回転が車体の側面をかすめて流れる気流を妨げることがないように、（例えば、米国特許第２１２８６８６号のように）ホイールハウスを閉じることが有用である。しかしながら、後輪ホイールハウスをそれぞれの取り外し可能なカバーパネル（タイヤを交換できるように）で閉じても、否定的な結果にはつながらないが、前輪ホイールハウスをそれぞれの取り外し可能なカバーパネル（タイヤを交換できるように）で閉じると、前車軸の幅（すなわち、前輪の外側の間の距離）を大幅に減らす必要があるため、否定的な結果となる。換言すると、前輪は、自動車の操舵を可能にするために枢動できる必要があり（前輪は、通常は、操舵時に自動車の外形から突出するサイズを有する）、したがって、前輪の枢動に必要な空間を確保するために、前輪をそれぞれのカバーパネルから適切に離しておく必要がある（したがって、結果として、前車軸の幅が小さくなる）が、前車軸の幅が小さくなると、自動車の動的性能に著しい悪影響があり、前部トランクに利用することができる空間が少なくなる。

米国特許出願公開第２０１９２１０６５７号、第２０１３０９６７８１号、および第２０１２０１３１１３号が、前輪の操舵が必要なときに外側に広がるように移動することができるそれぞれのカバーパネルによる前輪のホイールハウスのフェアリングを有する自動車を開示している。

本発明の目的は、空気力学的抵抗を小さくすると同時に、動的性能および前部トランクに利用することができる空間に関して悪影響を伴わない前輪フェアリングを備える自動車を提供することである。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲による前輪フェアリングを備えた自動車が提供される。

添付の特許請求の範囲は、本発明の好ましい実施形態を説明し、本明細書の一体の一部分を形成する。

次に、本発明を、本発明の実施形態（ただし、これに限られるわけではない）を示す添付の図面を参照して説明する。
本発明による前輪フェアリングを備えた自動車の概略の平面図である。前輪がわずかに左に操舵された図１の自動車の概略の平面図である。前輪が大きく左に操舵された図１の自動車の概略の平面図である。ホイールハウスのカバーが所定の位置にある図１の自動車の概略の側面図である。ホイールハウスのカバーがない図１の自動車の概略の側面図である。図１の自動車によって使用される空気圧アクチュエータの概略図である。

図１において、番号１が、自動車を全体として示している。

自動車１は、２つの前輪２（従動輪）および２つの後輪３（駆動輪）を支持するフレームを備えるが、代案の実施形態によれば、前輪２も（後輪３に加えて）駆動輪であってよく、または前輪２だけが（後輪３に代わって）駆動輪であってもよい。フレームは、前輪２と後輪３との間に配置された客室を定める車体４によって覆われ、客室には、それぞれがそれぞれの乗客を受け入れるよう設計された２つ以上の座席が備えられる。前輪２は、操舵輪であり、例えば図２（操舵角が小さい場合）および図３（操舵角が大きい場合）に示されるように、それぞれの操舵角を変化させる（したがって、自動車１の方向を変更できるようにする）ために、それぞれの垂直枢支軸を中心にして枢動するように取り付けられている。後輪３は、操舵輪ではなく、すなわち常にゼロの操舵角を有する。

前部位置に、後輪３（駆動輪）へと駆動系によって伝達されるトルクを生み出す内燃機関が存在する。

図６によれば、２つの前輪２の領域において、車体４は、各々がそれぞれの前輪２を内部に収容する２つの前輪ホイールハウス５を有し、同様に、２つの後輪３の領域において、車体４は、各々がそれぞれの後輪３を内部に収容する２つの後輪ホイールハウス６を有する。

図５によれば、後輪ホイールハウス６を閉じる（覆う）ために、後輪ホイールハウス６の領域において車体４と同一平面に取り付けられた２つの後部カバーパネル７（一方だけが図５に示されている）が設けられている。換言すると、各々の後部カバーパネル７は、それぞれの後輪ホイールハウス６の外側を閉じる（カバーする、平らにする）ように、車体４と同一平面にある。当然ながら、タイヤの交換またはメンテナンスが必要なときに該当の後輪３にアクセスできるようにするために、各々の後部カバーパネル７は（容易に）取り外し可能である。好ましい実施形態によれば、２つの後部カバーパネル７は剛体であり、すなわち変形可能ではなく（例えば、アルミニウム、プラスチック材料、または複合材料で作られ）、使用時に車体４に対して動くことがないように車体４に固定される。

図５によれば、前輪ホイールハウス５を閉じる（覆う、平らにする）ために、前輪ホイールハウス５の領域において通常は車体４と同一平面に取り付けられた２つの前部カバーパネル８（一方だけが図５に示されている）が設けられている。換言すると、各々の前部カバーパネル８は、それぞれの前輪ホイールハウス５の外側を閉じる（カバーする、平らにする）ように、通常は車体４と同一平面にある。当然ながら、タイヤの交換またはメンテナンスが必要なときに該当の前輪２にアクセスできるようにするために、各々の前部カバーパネル８は（容易に）取り外し可能である。

図１、図２、および図３によれば、各々の前部カバーパネル８は、前部カバーパネル８が車体４と完全に同一平面にある収縮位置（図１および図２に示されている）と前部カバーパネル８が車体４から少なくとも部分的に離れている拡張位置（図３に示されている）との間で移動可能であるように車体４に取り付けられる。前部カバーパネル８を収縮位置（図１および２に示されている）と拡張位置（図３に示されている）との間で移動させるために、それぞれの前部カバーパネル８にそれぞれ接続された２つのアクチュエータ装置９が設けられる。

換言すると、前輪２の操舵を可能にするために、前部カバーパネル８が外側に（収縮位置から拡張位置へと）移動する。

図１、図２、および図３によれば、前輪２の操舵角を検出し、前輪２の操舵角に応じて前部カバーパネル８を収縮位置と拡張位置との間で移動させるように構成された制御ユニット１０が設けられる。とくには、制御ユニット１０は、前輪２の操舵角が第１のしきい値を超えるときに前部カバーパネル８を収縮位置から拡張位置へと移動させ、前輪２の操舵角が第１のしきい値よりも小さいときに前部カバーパネル８を拡張位置から収縮位置へと移動させるように構成され、当然ながら、制御ユニット１０は、互いに近すぎる作動を回避するために、第１のしきい値に所与の程度のヒステリシス（時間的にも）を適用する。

第１のしきい値は、好ましくは、小さいがゼロに等しくはなく（例えば、２～５°であり）、すなわち、第１のしきい値は０°よりも大きい。実際、図２によれば、前輪２は、前部カバーパネル８に当たることなく小さな操舵角（すなわち、第１のしきい値よりも小さい操舵角）をとることができる。したがって、自動車１が比較的高い速度で走行しているときには、前部カバーパネル８を収縮位置から拡張位置へと動かさなくても、自動車１がたどる軌道を（前輪２を小さな操舵角で操舵することによって）徐々に変化させることができ、実際に、自動車１が比較的高い速度で走行しているとき、運転者は、通常は、自動車１を不安定にしないために、ハンドルを小さな操舵角を与えるように回転させるだけである。

自動車１が低い速度で走行しているとき（または、停止しているときも）、運転者は、（典型的には、駐車操作中に）大きな操舵角を与えるようにハンドルを回転させることもでき、この場合、前部カバーパネル８を収縮位置から拡張位置へと移動させる必要が常にある。

可能な一実施形態によれば、制御ユニット１０は、縦方向の速度が第２のしきい値（例えば、９０～１１０ｋｍ／ｈ）を超えない限り、前輪２の操舵角が第１のしきい値を超えた後に所定の時間（例えば、３０～３００秒）にわたって前部カバーパネル８を拡張位置に保つように構成される。換言すると、操舵角２が第１のしきい値を超えると、制御ユニット１０は、前部カバーパネル８を拡張位置に移動させ、所定の時間（例えば、３０～３００秒）が終わるまで、または縦方向の速度が第２のしきい値を超えない限りにおいて、前部カバーパネル８を拡張位置に維持する。

好ましい（ただし、これに限られるわけではない）実施形態によれば、制御ユニット１０は、（図３に示されるように）前輪２の操舵角が第１のしきい値を超える場合に常に両方の前部カバーパネル８を収縮位置から拡張位置へと移動させるように構成され、実際に、カーブの内側に位置する前輪２（図３の左前輪２）は、前方において前輪ホイールハウス５からはみ出す傾向にあるのに対し、カーブの外側に位置する前輪２（図３の右前輪２）は、後方において前輪ホイールハウス５からはみ出す傾向にある。

好ましい（ただし、これに限られるわけではない）実施形態によれば、各々の前部カバーパネル８は、車体４に恒久的に接続された（すなわち、車体４にヒンジで取り付けられた）前部と、車体４に対して可動である後部とを有し、各々のアクチュエータ装置９が、対応する前部カバーパネル８の後部に結合し、後部を車体４から遠ざけるか、または車体４に近づけるように設計される。

好ましい（ただし、これに限られるわけではない）実施形態によれば、各々の前部カバーパネル８は、変形可能な材料で作られ、とくには、各々の前部カバーパネル８は、テキスタイル材料で作られる。代案の実施形態によれば、２つの前部カバーパネル８は剛体であり、すなわち変形可能ではない（例えば、アルミニウム、プラスチック材料、または複合材料で作られる）。

好ましい（ただし、これに限られるわけではない）実施形態によれば、各々のアクチュエータ装置９は、通常は、電源がない場合に前部カバーパネル８を拡張位置に位置させるように拡張する。このようにして、アクチュエータ装置９の故障の場合に、対応する前部カバーパネル８は、「最も安全」な位置（前輪２の最大の操舵角を可能にするがゆえに）である拡張位置に自動的に位置する。

好ましい（ただし、これに限られるわけではない）実施形態によれば、各々のアクチュエータ装置９は、空気圧アクチュエータ装置である。とくには、図６によれば、各々のアクチュエータ装置９は、大気圧に曝されたときに膨張してサイズが大きくなり、真空に曝されたときに収縮してサイズが小さくなる変形可能な本体１１を備え、さらには、各々のアクチュエータ装置９は、真空を生成するように設計された真空源１２と、変形可能な本体１１を真空源１２または大気圧に交互に接続するように設計され、ダクト１４によって変形可能な本体１１に接続された空気圧セレクタ１３とを備える。

好ましい（ただし、これに限られるわけではない）実施形態によれば、各々の変形可能な本体１１は、海綿状材料１５と、海綿状材料１５を内側に収容する密封バッグ１６とを備え、密封バッグ１６が大気圧にあるとき、海綿状材料１５は最大サイズ（図６に示されている）を有する一方で、密封バッグ１６が真空下にあるとき、密封バッグ１６の外壁に作用する大気圧の空気圧によって押されて、海綿状材料１５は最小サイズ（図示せず）へと圧縮される。

好ましい（ただし、これに限られるわけではない）実施形態によれば、２つのアクチュエータ装置９は、空気圧セレクタ１３および真空源１２を共有し、すなわち、両方のアクチュエータ装置９に共通である単一の空気圧セレクタ１３および単一の真空源１２が存在する（したがって、両方のアクチュエータ装置９が常に一緒に同じやり方で作動する）。

添付の図に示されている実施形態においては、前輪２のみが操舵輪であり、したがって２つの後輪３は操舵輪ではなく、結果として、後輪ホイールハウス６を閉じる２つの後部カバーパネル７が固定されている（すなわち、可動ではない）のに対し、前輪ホイールハウス５を閉じる２つの前部カバーパネル８は、収縮位置と拡張位置との間を可動である。本明細書には示されない代案の実施形態によれば、後輪３も（前輪２に加えて）操舵輪であり、この場合、後輪ホイールハウス６を閉じる２つの後部カバーパネル７は、後輪３の最大操舵角が小さい場合にはやはり固定されていて（すなわち、非可動であって）よく、または（前部カバーパネル８と同様に）収縮位置と拡張位置との間で可動であってもよい。

本明細書に記載の実施形態は、この理由のために、本発明の保護の範囲を超えることなく、互いに組み合わせることが可能である。

上述の自動車１は、多数の利点を有する。

まず第一に、上述の自動車１は、空気力学的効率を高める（すなわち、抗力係数を小さくする）ための前輪２のフェアリング（したがって、前輪２が前部カバーパネル８によって覆われる）を特徴とする。

さらに、上述の自動車１は、前輪２を覆う前部カバーパネル８の存在に影響されることがない標準的な前車軸の幅（すなわち、前輪２の外側間の距離）を有し、この結果は、前部カバーパネル８が収縮位置と拡張位置との間で移動可能であり、すなわち前輪２の操舵を可能にするために外側に移動するという事実のおかげで得られる。

前部カバーパネル８（とくには、ファブリックなどで作られる場合）およびアクチュエータ装置９（とくには、真空を使用して動きを生み出す場合）は、全体としての重量がきわめて小さい。

最後に、上述の自動車１は、前部カバーパネル８（とくには、ファブリックなどで作られる場合）およびアクチュエータ装置９（とくには、真空を使用して動きを生み出す場合）が比較的低コストであるため、容易かつ経済的に製造することが可能である。

１自動車
２前輪
３後輪
４車体
５前輪ホイールハウス
６後輪ホイールハウス
７後部カバーパネル
８前部カバーパネル
９アクチュエータ装置
１０制御ユニット
１１変形可能な本体
１２真空源
１３空気圧セレクタ
１４ダクト
１５海綿状材料
１６密封バッグ

Claims

２つの前輪（２）と、
２つの後輪（３）と、
それぞれ対応する前輪（２）を内部に収容する２つの前輪ホイールハウス（５）と、それぞれ対応する後輪（３）を内部に収容する２つの後輪ホイールハウス（６）とを有している車体（４）と、
少なくとも２つのカバーパネル（７、８）であって、それぞれ対応するホイールハウス（５、６）の領域に配置されて前記ホイールハウス（５、６）を閉じ、前記カバーパネル（７、８）が前記車体（４）と完全に同一平面になる収縮位置と、前記カバーパネル（７、８）が前記車体（４）から少なくとも部分的に離れる拡張位置との間を可動であるように前記車体（４）に取り付けられた、少なくとも２つのカバーパネル（７、８）と、
それぞれ対応するカバーパネル（７、８）に結合し、前記カバーパネル（７、８）を前記収縮位置と前記拡張位置との間で動かす２つのアクチュエータ装置（９）と
を備える自動車（１）であって、
各々のアクチュエータ装置（９）は、空気圧装置であって、
大気圧に曝されたときに膨張してサイズが大きくなり、真空に曝されたときに収縮してサイズが小さくなる変形可能な本体（１１）と、
真空を生成するように設計された真空源（１２）と、
前記変形可能な本体（１１）を前記真空源（１２）または大気圧に交互に接続するように設計された空気圧セレクタ（１３）と
を備えることを特徴とする自動車（１）。
前記対応する車輪（２、３）の操舵角を検出し、前記対応する車輪（２、３）の前記操舵角に応じて前記カバーパネル（７、８）を前記収縮位置と前記拡張位置との間で動かすように構成された制御ユニット（１０）を備える、請求項１に記載の自動車（１）。
前記制御ユニット（１０）は、前記対応する車輪（２、３）の前記操舵角が第１のしきい値を超えるときに前記カバーパネル（７、８）を前記収縮位置から前記拡張位置へと移動させ、前記操舵角（２、３）が前記第１のしきい値よりも小さいときに前記カバーパネル（７、８）を前記収拡張位置から前記収縮位置へと移動させるように構成されている、請求項２に記載の自動車（１）。
前記第１のしきい値は、０°よりも大きく、とくには２°よりも大きい、請求項３に記載の自動車（１）。
前記制御ユニット（１０）は、縦方向の速度が第２のしきい値を超えない限り、前記対応する車輪（２、３）の前記操舵角が前記第１のしきい値を超えた後に所与の時間にわたって前記カバーパネル（７、８）を前記拡張位置に保つように構成されている、請求項３または４に記載の自動車（１）。
各々のカバーパネル（７、８）は、前記車体（４）に恒久的に接続された前部を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の自動車（１）。
各々のアクチュエータ装置（９）は、前記対応するカバーパネル（７、８）の後部に結合し、前記後部を前記車体（４）から遠ざけるか、または前記車体（４）に近づけるように設計されている、請求項６に記載の自動車（１）。
各々のカバーパネル（７、８）は、変形可能な材料で作られている、請求項１～７のいずれか一項に記載の自動車（１）。
各々のカバーパネル（７、８）は、テキスタイル材料で作られている、請求項８に記載の自動車（１）。
各々のアクチュエータ装置（９）は、動力が供給されていないときに前記対応するカバーパネル（７、８）を前記拡張位置に位置させるように、常時は拡張している、請求項１～９のいずれか一項に記載の自動車（１）。
各々の変形可能な本体（１１）は、
海綿状材料（１５）と、
前記海綿状材料（１５）を内部に収容する密封バッグ（１６）と
を備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の自動車（１）。
前記密封バッグ（１６）が大気圧にあるとき、前記海綿状材料（１５）は最大サイズを有する一方で、前記密封バッグ（１６）が真空下にあるとき、前記密封バッグ（１６）の外壁に作用する大気圧の空気圧によって押されて、前記海綿状材料（１５）は最小サイズに圧縮される、請求項１１に記載の自動車（１）。
両方のアクチュエータ装置（９）に共通の１つの空気圧セレクタ（１３）および１つの真空源（１２）が存在し、したがって前記両方のアクチュエータ装置（９）が常に一緒に同じやり方で作動するように、前記２つのアクチュエータ装置（９）は、前記空気圧セレクタ（１３）および前記真空源（１２）を共有する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の自動車（１）。