JP6631416B2 - ホイールハウス構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両のホイールハウス構造に関する。

特許文献１は、車両のホイールハウスの中を前方から後方に流れる空気流をホイールハウスの外側に排出する技術を開示している。より詳細には、ダクト状のガイド部が、ホイールハウスの後方の位置に形成される。そのガイド部の空気導入口は、ホイールハウスに向けて開口している。また、そのガイド部の空気排出口は、空気導入口よりも後方の位置において、車両下側に向けて開口している。それら空気導入口と空気排出口との間を結ぶように、ガイド部がダクト状に形成されている。

特許文献２は、ホイールハウスの中を前方から後方に流れる空気流が車体の側方に向かって吹き出す際の勢いを弱くする技術を開示している。

特開２０１４−２０８５１４号公報 特開２０１５−００９７４９号公報

上述の通り、車両のホイールハウスの中を流れる空気流をホイールハウスの外側に排出する技術として、特許文献１が知られている。しかし、特許文献１において着目されているのは、ホイールハウスの中を前方から後方に流れる空気流である。

一方、本願発明者は、新たに、車両の前進時にタイヤの回転によってホイールハウス内に引き込まれる空気流に着目した。そのようにして引き込まれた空気流は、ホイールハウス内において、タイヤの回転方向に沿って後方から前方に流れる。

本発明の１つの目的は、車両の前進時にタイヤの回転によってホイールハウス内に引き込まれた空気流を、ホイールハウスの外側に積極的に排出することができる技術を提供することにある。

本発明の１つの観点において、ホイールハウス構造が提供される。ホイールハウス構造は、車両のタイヤを覆い、ホイールハウスを挟んでタイヤと対向するホイールハウス構成部材を備えている。ホイールハウス構成部材は、ホイールハウスのうちタイヤの回転中心よりも後方側の空間に突出する突出部を有している。車両の下側から上側に向かう方向は第１方向である。突出部は、第１方向に向かうほど車両の側面に近づくように延在している。

本発明のホイールハウス構造によれば、車両の前進時にタイヤの回転によってホイールハウス内に引き込まれる空気流を、ホイールハウスの外側に積極的に排出することが可能となる。その結果、ホイールハウス内の圧力が低下する。ホイールハウス内の圧力が低下すると、ダウンフォースが発生するため、タイヤの接地荷重が向上し、車両の安定性が向上する。

本発明の実施の形態において着目される空気流を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態に係るホイールハウス構造を示す概略図である。 図２中のＡ点から見たときの突出部の配置の一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係るホイールハウス構造の作用及び効果を要約的に示す概略図である。 バンパシールに突出部が設けられた場合の構造例を概略的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．概略構成
まず、図１を参照して、本実施の形態において着目される空気流を説明する。図１には、車両側方から見た左側のタイヤ（車輪）１とその周辺構造が概略的に示されている。以下の説明において、ＦＲ方向は、車両の後方から前方に向かう方向である。ＵＰ方向は、車両の下側から上側に向かう方向である。ＬＨ方向は、車両の右側から左側に向かう方向、つまり、車両の側面に向かう方向である。

車両が前進する際、タイヤ１は、図１において左回りに回転する。そのようなタイヤ１の回転によって、タイヤ１の周囲のホイールハウス２内に空気流ＡＦが引き込まれる。そのようにして引き込まれた空気流ＡＦは、ホイールハウス２内において、タイヤ１の回転方向に沿って後方から前方に流れる。特にホイールハウス２の中でも後方側の空間では、空気流ＡＦはＵＰ方向に流れる。本実施の形態では、このような空気流ＡＦをホイールハウス２の外側に積極的に排出するための「ホイールハウス構造」が提供される。

図２は、本実施の形態に係るホイールハウス構造を示す概略図である。図１の場合と同様に、図２には、車両側方から見た左側のタイヤ１とその周辺構造が概略的に示されている。

タイヤ１の周りにはホイールハウス２が形成されている。より詳細には、タイヤ１を覆うようにホイールハウス構成部材１０が配置されている。このホイールハウス構成部材１０とタイヤ１との間の空間が、ホイールハウス２である。言い換えれば、ホイールハウス構成部材１０は、ホイールハウス２を挟んでタイヤ１と対向している。

図２に示されるタイヤ１は、例えばリヤタイヤである。この場合、ホイールハウス構成部材１０は、例えば、フェンダライナ１１とバンパシール１２を含んでいる。フェンダライナ１１は、タイヤ１の上方に配置されており、タイヤ１を車両上側から覆っている。バンパシール１２は、タイヤ１の後方に配置されており、泥や小石がリヤバンパカバーに当たることを防止する役割を果たす。典型的には、フェンダライナ１１とバンパシール１２とは互いに連結されている。

本実施の形態によれば、ホイールハウス構成部材１０は、ホイールハウス２に突出する「突出部１５」を有している。特に、突出部１５は、ホイールハウス２の中でも後方側の空間に突出している。

より詳細には、図２に示されるように、ホイールハウス２は、中心線ＣＬによって、前方側空間２Ｆと後方側空間２Ｒとに区分けされる。ここで、中心線ＣＬとは、タイヤ１の回転中心Ｃを通り、且つ、ＵＰ方向と平行な線である。前方側空間２Ｆは、ホイールハウス２のうち、回転中心Ｃ（中心線ＣＬ）よりも前方側の空間である。一方、後方側空間２Ｒは、ホイールハウス２のうち、回転中心Ｃ（中心線ＣＬ）よりも後方側の空間である。本実施の形態に係るホイールハウス構成部材１０の突出部１５は、ホイールハウス２の後方側空間２Ｒに向けて突出している。

突出部１５は、ホイールハウス構成部材１０を構成する他の部品（フェンダライナ１１、バンパシール１２、等）とは別に作製された部品であってもよい。この場合、突出部１５は、当該他の部品の内面（後方側空間２Ｒに向かう面）上に配置される。あるいは、突出部１５は、ホイールハウス構成部材１０を構成する部品の一部として最初から形成されてもよい。いずれの場合であっても、ホイールハウス構成部材１０が、ホイールハウス２の後方側空間２Ｒに突出する突出部１５を有していると言える。

図３は、図２中のＡ点から見たときの突出部１５の配置の一例を示している。尚、図３には、２つの突出部１５が示されている。図３に示されるように、各々の突出部１５は、細長い形状を有しており、その延在方向はＵＰ方向（車両の下側から上側に向かう方向）から傾いている。より詳細には、各々の突出部１５は、ＵＰ方向に向かうほど車両の側面に近づくように延在している。このような突出部１５の配置の結果、後方側空間２Ｒ中の空気流ＡＦの向きが、ＵＰ方向からＬＨ方向（車両の側面に向かう方向）に変えられる。すなわち、突出部１５は、後方側空間２Ｒ中の空気流ＡＦを車両側面方向にガイドする役割を果たす。言い換えれば、突出部１５は、後方側空間２Ｒ中の空気流ＡＦをホイールハウス２の外側に積極的に排出する役割を果たす。

図４は、本実施の形態に係るホイールハウス構造の作用及び効果を要約的に示している。本実施の形態によれば、ホイールハウス構成部材１０が、ホイールハウス２の後方側空間２Ｒに突出する突出部１５を有している。更に、その突出部１５は、ＵＰ方向に向かうほど車両の側面に近づくように延在している。そのような突出部１５の配置により、後方側空間２Ｒに引き込まれた空気流ＡＦの少なくとも一部を、ホイールハウス２の外側に排出することが可能となる。

また、後方側空間２Ｒに引き込まれた空気流ＡＦがホイールハウス２の外側に排出されるため、突出部１５が設けられない場合と比較して、ホイールハウス２内の圧力が低下する。ホイールハウス２内の圧力の低下の結果、図４に示されるようにダウンフォースが発生する。特に、突出部１５が後方側空間２Ｒに配置されているため、ダウンフォースが効果的に発生する。なぜなら、後方側空間２Ｒに引き込まれた空気流ＡＦが前方側空間２Ｆに到達することが抑制され、ホイールハウス２の頂部を含む比較的大きな領域において圧力が低下するからである。ダウンフォースの発生により、タイヤ１の接地荷重が向上する。結果として、車両の安定性及び運動性能が向上する。

２．具体例及び変形例
図５は、一例として、突出部１５が設けられたバンパシール１２を概略的に示している。図５に示されるバンパシール１２は、車両の右側のリヤタイヤの後方に設けられるものであり、図中の左方向が車両の側面に向かう方向となっている。

図５に示される例では、突出部１５は、ホイールハウス構成部材１０のうちバンパシール１２の内面（後方側空間２Ｒに向く面）上に設けられている。その突出部１５は、山型のフィンである。つまり、突出部１５の延在方向に直交する面における突出部１５の断面形状は、三角形である。その三角形の頂部が後方側空間２Ｒに向くように、突出部１５は形成されている。更に、突出部１５は、ＵＰ方向に向かうほど車両の側面に近づくように延在している。これにより、空気流ＡＦを車両側面方向にガイドすることが可能となる。

突出部１５の形状は、図５に示されるものに限られない。空気流ＡＦを車両側面方向にガイドすることができるのであれば、突出部１５の形状はどのようなものでも構わない。例えば、突出部１５は、板状のフィンであってもよい。その板状のフィンは、ホイールハウス構成部材１０の内面（後方側空間２Ｒに向く面）から後方側空間２Ｒに向けて立ち上がるように設けられる。好適には、板状のフィンとホイールハウス構成部材１０の内面とのなす角は９０度である。あるいは、突出部１５は、ビードで形成されてもよい。

突出部１５は、ホイールハウス構成部材１０のうちバンパシール１２以外の部品の内面上に設けられていてもよい。例えば、突出部１５は、ホイールハウス構成部材１０のフェンダライナ１１の内面上に設けられてもよい。要するに、後方側空間２Ｒに面するホイールハウス構成部材１０の部品であれば、いかなる部品の内面上に突出部１５が設けられてもよい。

突出部１５は、ホイールハウス構成部材１０を構成する他の部品（フェンダライナ１１、バンパシール１２、等）とは別の部品である必要はない。突出部１５は、ホイールハウス構成部材１０を構成する部品の一部として最初から形成されてもよい。例えば、突出部１５は、バンパシール１２の一部として形成されてもよい。

突出部１５は、図３や図５で示されたように直線的に延びている必要はない。突出部１５は、曲線的に延びていてもよい。

１つのホイールハウス２内に設けられる突出部１５の個数はいくつでもよい。突出部１５の個数は、所望の機能及びコストの観点から適宜決定すればよい。

ハンドリングや走行感をアレンジするため、突出部１５の有効面積を動的に制御してもよい。例えば、車速に応じて、突出部１５の有効面積を動的に制御してもよい。あるいは、走行モードスイッチにより、突出部１５の有効面積を切り替えてもよい。

本実施の形態に係るホイールハウス構造は、フロントタイヤ及びリヤタイヤのいずれにも適用可能である。

３．比較例との対比
＜特許文献１（特開２０１４−２０８５１４号公報）との対比＞
特許文献１は、車両のホイールハウスの中を前方から後方に流れる空気流をホイールハウスの外側に排出する技術を開示している。より詳細には、ダクト状のガイド部が、ホイールハウスの後方の位置に形成される。そのガイド部の空気導入口は、ホイールハウスに向けて開口している。また、そのガイド部の空気排出口は、空気導入口よりも後方の位置において、車両下側に向けて開口している。それら空気導入口と空気排出口との間を結ぶように、ガイド部がダクト状に形成されている。

しかしながら、当該ダクト状のガイド部が、車室内外をつなぐ通気ダクト（ベントダクト）と連通する場合、ガイド部及び通気ダクトを介して車室内に埃が入るおそれがある。特に過酷地では、そのような埃入りが顕著となるため、ダクト形状のガイド部を設けることは難しい。一方、本実施の形態にかかるホイールハウス構造には、ダクト形状のガイド部は設けられないため、埃入りの懸念は軽減される。本実施の形態に係るホイールハウス構造は、過酷地で使用される車両にも適用可能である。

また、ダクト状のガイド部の場合、雪や泥の付着・堆積によって、ガイド部が詰まってしまうおそれがある。ガイド部が詰まると、所望の性能が得られなくなる。よって、ガイド部の詰まりを取り除くメンテナンス作業が必要である。しかしながら、狭いホイールハウス内では、ダクト状のガイド部の詰まりを取り除くメンテナンス作業は煩雑となる。一方、本実施の形態に係るホイールハウス構造の突出部１５の場合、そのような詰まりは発生しない。よって、メンテナンス性が向上する。

また、本実施の形態に係る突出部１５の設計自由度は高い。そのため、突出部１５を雪や泥が付着しにくい形状とすることが可能である。また、たとえ突出部１５の表面に雪や泥が付着したとしても、ダクト形状の場合と比較して、メンテナンスは容易である。

雪や泥の付着の観点から、突出部１５を洗浄する洗浄機構を設けてもよい。例えば、洗浄機構は、突出部１５に液体をスプレーする。定期的に突出部１５を洗浄することにより、安定した性能を維持することができる。

あるいは、突出部１５に対する着氷が発生した場合に備えて、突出部１５に加熱機構を設けてもよい。加熱の方法としては、電熱や温水分配が考えられる。

＜特許文献２（特開２０１５−００９７４９号公報）との対比＞
特許文献２は、車両の側方における空気乱れの発生を抑制することを課題としている。そのために、特許文献２は、ホイールハウスの中を前方から後方に流れる空気流が車体の側方に向かって吹き出す際の勢いを弱くしている。つまり、特許文献２は、ホイールハウスの中を流れる空気流をホイールハウスの外側に排出しにくくしている。この技術思想は、ホイールハウスの中を流れる空気流をホイールハウスの外側に積極的に排出するという本実施の形態の技術思想とは正反対である。

また、特許文献２では、上記の課題を達成するために、フェンダライナ上にフィンが設けられている。しかし、そのフィンは、車両の下側から上側に向かうにつれて、車両内側方向に近づくように傾斜している。この傾斜方向は、本実施の形態における突出部１５の傾斜方向と正反対である。このような傾斜方向の違いは、本発明と特許文献２との間の技術思想の差異を顕著に表していると言える。

１ タイヤ
２ ホイールハウス
２Ｆ 前方側空間
２Ｒ 後方側空間
１０ ホイールハウス構成部材
１１ フェンダライナ
１２ バンパシール
１５ 突出部
ＡＦ 空気流
Ｃ 回転中心
ＣＬ 中心線

Claims (1)

1. 車両のタイヤを覆い、ホイールハウスを挟んで前記タイヤと対向するホイールハウス構成部材を備え、
   前記ホイールハウス構成部材は、
   前記タイヤの後方に配置された第１部材と、
   前記第１部材上に配置され、あるいは、前記第１部材の一部として形成され、且つ、前記ホイールハウスのうち前記タイヤよりも後方側の空間に突出する突出部と
   を有し、
   前記車両の下側から上側に向かう方向は第１方向であり、
   前記突出部は、前記第１方向に向かうほど前記車両の外側に近づくように延在している
   ホイールハウス構造。

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