KR20160090384A

KR20160090384A - 자동차용 리트랙터블 휠 페어링

Info

Publication number: KR20160090384A
Application number: KR1020167017083A
Authority: KR
Inventors: 마이클 프렌티스
Original assignee: 마이클 프렌티스
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-07-29
Also published as: CA2931728A1; EP3074300A4; US8979102B1; EP3074300A1; JP2016538185A; WO2015081074A1; CN106163905A

Abstract

차량의 공기 저항 감소 및/또는 다운포스 증가를 위한 리트랙터블 휠 페어링 장치가 기술된다. 장치는 페어링 몸체가 펼쳐졌을 때 차량의 바퀴와 대응하여 위아래로 왕복운동하도록 서스펜션-장착 지지 시스템을 갖는 페어링 몸체를 포함한다. 서스펜션-장착 지지 시스템은 별도의 리트랙션 시스템으로 휠 페어링 장치를 들어올림에 따라 차량의 서스펜션으로부터 휠 페어링 장치를 기능적 또는 물리적으로 이탈시키도록 적합화된다.

Description

자동차용 리트랙터블 휠 페어링{Retractable Wheel Fairings for Motor Vehicles}

이 PCT 출원은 2013년 11월 27일에 출원된 미국 특허출원 제14/092,548호의 우선권을 주장한다.

이 출원은 자동차 공기역학 및 저항 감소에 관한 것이며, 구체적으로 리트랙터블 휠 페어링을 이용하는 바퀴와 연관된 저항의 감소에 관한 것이다.

운행중인 자동차의 바퀴 및 휠 하우징은 상당한 양의 공기 저항을 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 저항 중 일부는 운행중인 자동차의 바퀴 앞에 모이는 고압 영역에 의해 발생한다. 이 고압 영역은 운행중인 자동차의 바퀴의 측면으로 난기류를 밀어내는 경향이 있으며, 이에 따라 공기 저항이 증가하고 자동차 하부의 공기 흐름과 간섭하여 다운포스(downforce)를 감소시키는 결과를 가져온다. 바퀴 앞의 이러한 고압 영역은 또한 난기류의 위로 향하는 흐름이 휠 하우징의 전면(휠 웰(wheel well))으로 들어가게 하여, 휠 하우징 내에 난류 및 고압을 생성하고 이에 따라 공기 저항이 증가하고 다운포스가 감소하게 된다.

본 발명은 다른 효과들 중에서도 바퀴 주위 및/또는 휠 하우징 위의 공기 흐름을 매끄럽게 할 수 있고 차량 운행 동안 바퀴의 앞에 고압 영역이 모이는 것을 줄일 수 있는 리트랙터블 적응형 휠 페어링 장치(retractable and adaptive wheel fairing device)를 사용함에 의하여 운행중인 자동차의 바퀴 및/또는 휠 하우징과 연관된 공기 저항을 줄인다. 장치는 또한 공기 저항을 줄이기 위하여 회전하는 바퀴와 직접 접촉하는 공기의 양을 줄이도록 구성될 수 있다. 이들 방법으로 공기 저항을 줄임으로써, 특히 개선된 연비와 줄어든 배기가스의 면에서 차량 성능이 개선된다. 휠 페어링 장치는 또한 브레이크 냉각을 강화하고 운행중인 차량의 바퀴에 의해 뿌려지는 도로 물질을 제한하도록 구성될 수 있다.

휠 페어링 장치는 펼쳐진(deployed) 모드와 접어 넣어진(retracted) 모드로 사용될 수 있다. 펼쳐질 때, 휠 페어링 장치는 차량의 서스펜션에 연결되고 차량 바퀴와 함께 움직인다. 접어 넣어질 때, 휠 페어링 장치는 차량 몸체에 대해 상승되고 고정된 위치에 유지되며 차량 바퀴와 함께 움직이지 않는다. 휠 페어링 장치는 차량의 몸체 아래로 연장되어 바퀴의 노출된 부분 주위의 공기 흐름을 매끄럽게 하는 것을 돕는 공기역학적 요소를 포함할 수 있다. 펼쳐진 위치에서 휠 페어링 장치는 또한 바퀴의 주변부 주위에 가깝게 위치하여 회전하는 바퀴와 직접 접촉하는 공기의 양을 분리하는 것을 도울 수 있어, 공기 저항을 더욱 감소시킨다.

휠 페어링 장치는, 펼쳐질 때, 차량의 서스펜션과 물리적으로 맞물리고 이에 의해 지지되어 페어링 몸체가 연관된 차량 바퀴와 함께 왕복운동한다. "왕복운동(reciprocate)"은 차량이 도로를 횡단함에 따라, 페어링 몸체가 바퀴와 동시에 위아래로 움직여 페어링 몸체가 차량 몸체에 의해 유지되는 것에 비하여 도로 위로 더 일정한 거리를 유지하는 것을 의미한다. 이는 휠 페어링 장치가 도로에 매우 가깝게 위치하는 때에도 휠 페어링 장치가 도로와 접촉하는 것을 방지한다. 따라서 본 발명의 휠 페어링 장치는 도로에 매우 가깝게 적합화하도록 만들어질 수 있으며, 공기역학적 요소가 바퀴 주변과 차량 아래의 기류에 영향을 미치고 매끄럽게 하는 데 특히 효과적이게 한다. 이는 공기 저항을 줄이고 다운포스를 증가시키는 경향이 있다.

휠 페어링 장치에 대한 전형적인 서스펜션-장착 지지 시스템은 자동차의 바퀴를 자동차의 몸체에 연결하는 서스펜션에 부착된 지지 받침대(support bracket)를 포함한다. 그 지지 받침대는 휠 페어링 장치에 연결되는 대향하는 지지 받침대를 지지한다. 휠 페어링 장치의 서스펜션-장착 지지 시스템 은 서스펜션과 차량의 바퀴에 대한 휠 페어링 장치의 상방 이동을 막지 않는다. 이 특징은 휠 페어링 장치의 리트랙션을 용이하게 하며 휠 페어링 장치의 질량이 차량의 서스펜션에 고정 부착되지 않는 것을 의미한다. 이 특징 때문에, 휠 페어링 장치는, 펼쳐진 때에도, 차량의 스프링 구조가 아닌 질량(unsprung mass)을 추가하지 않는다. 연관된 바퀴는 휠 페어링 장치의 질량에 의해 방해받지 않고 하방으로 도로에 자유롭게 적합화할 수 있다. 이는 차량 조작에 도움이 된다. 추가로, 휠 페어링 장치가 제한 없이 수직으로 움직일 수 있으므로, 이 시스템은 휠 페어링 장치가 도로 또는 그 위의 물체의 충격에 유연하도록 한다.

휠 페어링 장치는 차량 몸체로부터 휠 페어링 장치로 연장되는 리트랙션 링크 세트 또는 리트랙션 링크 및 리트랙션 엑추에이터에 의하여 접어 넣어지고 차량의 서스펜션으로부터 이탈될 수 있다. 리트랙션 엑추에이터는 차량의 서스펜션으로부터 장치를 물리적으로 들어올림으로써 휠 페어링 장치를 접어 넣는다. 접어 넣어졌을 때, 휠 페어링 장치는 차량 몸체에 대해 고정된 위치로 유지되며 연관된 바퀴와 함께 왕복운동하지 않는다. 이는 지상고를 높여 휠 페어링 장치를 더 높은 지상고가 필요한 상황에서 손상으로부터 보호한다. 휠 페어링 장치는 또한 그 접어 넣어진 위치에서 완전히 숨겨져 휠 페어링 장치가 자동차의 시각적 외관을 훼손하지 않는다.

차량 바퀴와 함께 왕복운동하고 차량의 몸체를 향해 접어 넣어질 때 페어링 몸체의 이동 경로는 페어링 몸체로부터 차량 몸체로 연장되는 가이드 링크, 또는 가이드 링크 쌍 또는 세트에 의해 결정된다. 가이드 링크는 페어링 몸체가 차량 몸체에 대해 수직으로 움직일 수 있도록 하며 상술한 리트랙션 링크 또는 링크들과 동일할 수 있다.

휠 페어링 장치의 구현예들은 도로용 차량(road car) 또는 다른 유형의 자동차에 대해 펼쳐지고 왕복운동하는 휠 페어링으로 차량의 스프링 구조가 아닌 질량을 추가하지 않으면서 도로 또는 그 위의 물체의 충격에 유연한 유선형으로 되고(streamlined) 낮은 지상고 모드와 완전히 숨겨지고 손상으로부터 보호되는 접어 넣어지고 고정된 휠 페어링으로 덜 유선형으로 되고 높은 지상고 모드를 갖도록 허용한다.

본 발명의 다른 이점 및 새로운 특징이 이하의 본 발명의 기본 구현예와 몇몇 추가 구현예의 상세한 설명에서 기술된다.

이하의 도면의 설명에서, 바로 설명하고 있는 특정한 도면 내에서 나타나지 않는 임의의 특정한 표지는 도면의 다른 곳에 존재한다. 따라서, 도면들은 전체로서 고려되어야 한다.
도 1a 는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(101)를 갖는 본 발명의 기본 구현예의 후방 단면도이다. 이 도면은 도 2a의 1-1 선을 따른다.
도 1b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(101)를 갖는 본 발명의 기본 구현예의 후방 단면도이다. 이 도면은 도 2a의 1-1 선을 따른다.
도 2a는 차량의 좌후방 바퀴에 적합화된 기본 구현예의 휠 페어링 장치를 갖는 자동차의 좌측 입면도이다.
도 2b는 펼쳐진 위치의 휠 페어링 장치를 갖는 본 발명의 기본 구현예의 좌측 입면도이다.
도 2c는 접어 넣어진 위치의 휠 페어링 장치를 갖는 본 발명의 기본 구현예의 좌측 입면도이다.
도 3a는 본 발명의 기본 구현예의 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 제1 추가 구현예의 평면도이다.
도 3c는 다른 구성요소와 분리된 기본 구현예의 페어링 몸체(101)의 3/4 정면도이다.
도 3d는 다른 구성요소와 분리된 다른 구현예의 페어링 몸체(701)의 3/4 정면도이다.
도 4a는 자동차의 좌후방 바퀴에 대한 기본 구현예의 휠 페어링 장치의 하부 가이드 링크(105)와 회전 리트랙션 엑추에이터(110)의 좌후방 위쪽으로부터 본 3/4 도이다.
도 4b는 휠 페어링 상방 제약부(155)의 후방 단면도이다. 이 도면은 도 4a의 4B-4B선을 따른다.
도 5a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(201)를 갖는 본 발명의 제1 추가 구현예(도 3b에 도시)의 좌측 입면도이다.
도 5b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(201)를 갖는 본 발명의 제1 추가 구현예(도 3b및 5a에 도시)의 좌측 입면도이다.
도 6a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(301)를 갖는 본 발명의 제2 추가 구현예의 좌측 입면도이다.
도 6b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(301)를 갖는 본 발명의 제2 추가 구현예(도 6a에 도시)의 좌측 입면도이다.
도 6c는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(301)를 갖는 본 발명의 제2 추가 구현예(도 6a 및 6b에 도시)의 후방 단면도이다. 이 도면은 도 6a의 6C-6C 선을 따른다.
도 6d는 연장된 위치의 본 발명의 제2 추가 구현예(도 6a, 6b및 6c에 도시)의 팬토그래픽 가이드 링크(304)의 3/4 전방 투시도이다.
도 7a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(401)를 갖는 본 발명의 제3 추가 구현예의 좌측 입면도이다.
도 7b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(401)를 갖는 본 발명의 제3 추가 구현예(도 7a에 도시)의 좌측 입면도이다.
도 8a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(501)를 갖는 본 발명의 제4 추가 구현예의 3/4 전방 투시도이다.
도 8b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(501)를 갖는 본 발명의 제4 추가 구현예(도 8a에 도시)의 3/4 전방 투시도이다.
도 9a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(601)를 갖는 본 발명의 제5 추가 구현예의 좌측 입면도이다.
도 9b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(601)를 갖는 본 발명의 제5 추가 구현예(도 9a에 도시)의 좌측 입면도이다.
도 10a는 본 발명에 따른 자동 휠 페어링 리트랙션 제어 시스템의 블록도이다.
도 10b는 본 발명에 따른 휠 페어링 리트랙션 제어 ECU의 흐름도이다.

도 1a, 1b, 2a, 2b, 2c, 3a, 3c, 4a, 4b, 10a, 10b.

(설명의 편의를 위하여) 본 발명의 기본 구현예로 칭하는 것은 모터(115)를 포함하며 바퀴가 달린 차량(198)(도 2a)의 휠 하우징(wheel housing)(116) 내의 페어링 몸체(fairing body)(101)(도 1a)를 포함한다. 페어링 몸체(101)(도 3c)는, 이 예에서는, 하부 제어 아암(lower control arm)(119), 상부 제어 아암(upper control arm)(120) 및 서스펜션 업라이트(suspension upright)(121)를 포함하는, 서스펜션 시스템을 통해 차량 몸체(118)에 연결되는 바퀴(117) 주위의 공기 흐름을 매끄럽게 하도록 적합화된다. 상부 제어 아암(120)은 상부 제어 아암 기부 힌지(upper control arm basal hinge)(130)를 통해 차량 몸체(118)에 피봇 가능하게(pivotably) 부착되고 하부 제어 아암은 하부 제어 아암 기부 힌지(131)를 통해 차량 몸체(118)에 피봇 가능하게 부착된다.

이 기술에 숙련된 독자에게는 명백한 바와 같이, 스프링(springs), 댐퍼(dampers), 토 링크(toe links), 스티어링 아암(steering arms) 및 구동축(driveshafts)을 포함하는 차량의 통상적인 서스펜션 구성요소의 일부가 존재하지만 명료한 묘사를 위하여 도시되지 않았다. 이 개시 전체에 걸쳐 더블 위시본식 서스펜션 시스템 (double wishbone suspension system)을 갖는 차량이 나타나지만, 예를 들면, 맥퍼슨/채프먼 스트럿 서스펜션 시스템 (McPherson/Chapman strut suspension systems), 트레일링 아암 서스펜션 (trailing arm suspensions), 멀티링크 서스펜션(multilink suspensions) 및 차축식 서스펜션 시스템 (solid axle suspension systems)를 포함하는, 다른 유형의 서스펜션 시스템을 갖춘 차량에 본 발명의 장치를 장착하는 것도 본 발명에 따른 것이다.

이 개시 전체에 걸쳐 돌려지지 않은(non-steered) 바퀴가 나타나 있지만, 본 발명의 휠 페어링 장치를 자동차의 돌려진 바퀴에 맞추는 것도 본 발명에 따른 것이다. 휠 페어링 장치가 돌려진 바퀴에 맞추어질 때, 휠 페어링 장치는, 당연히, 돌려진 바퀴의 돌려지는 움직임의 범위를 수용하도록 구성된다. 본 발명에 따른 대안적인 구현예는 돌려진 바퀴의 돌려지는 움직임을 따르는 수직 축을 중심으로 회전하는 페어링 몸체에 적합화된다.

이 개시 전체에 걸쳐, 장치는 4개의 바퀴를 구비한 차량의 왼쪽 후방 바퀴에 적합하도록 나타나 있지만, 이 장치가 또한 반대쪽 바퀴에 맞추어질 수도 있음을 이해하여야 한다. 선택적으로 장치는 4개의 바퀴를 구비한 차량의 하나 또는 두 개의 전방 바퀴 또는 모든 바퀴에 맞추어질 될 수 있다. 이러한 장치는 또한 트럭을 포함하여 4개 이상의 바퀴를 갖는 차량 및 가깝게 장착된 쌍을 이룬 바퀴를 갖는 차량에 맞추어질 될 수도 있다.

이 개시의 목적을 위하여, 차량 몸체(118)는 차량의 서스펜션 시스템의 충격 감쇠 시스템에 의하여 차량 바퀴 및 서스펜션 단부의 움직임으로부터 분리되는 차량의 완전한 스프링 구조의(fully-sprung) 구성요소 모두를 포함한다. 이는 차량의 섀시(chassis)를 포함한다. 자동차의 스프링 구조가 아닌 구성요소는 바퀴 및 서스펜션 업라이트(121)와 같이 바퀴와 함께 긴밀하게 상시 왕복 운동하는 서스펜션 시스템의 부품을 포함한다. 이 개시의 목적을 위하여, "서스펜션 시스템"은 바퀴(117)를 완전한 스프링 구조의 차량 몸체(118)에 연결하고 차량 몸체(118)에 대한 바퀴(117)의 상대적인 수직 이동을 허용하는 구성요소들을 말한다.

도 1a 및 도 1b는 도 2a의 1-1 선을 따르는 기본 구현예의 펼쳐진(deployed)(도 1a) 및 접어 넣어진(retracted)(도 1b) 위치의 후방 단면도이다. 도시를 단순하게 하기 위하여, 도 1a 및 도 1b에서는, 바퀴(117)는 단면이 아닌 윤곽선으로 나타나 있다. 동일한 규칙이 본 발명의 추가적인 구현예를 묘사하고 있는 도 6c에서 유지된다.

도 2b는 차량의 좌측 휠 하우징(116) 내의 펼쳐진 위치의 기본 구현예의 좌측 입면도이다. 도 2c는 같은 것의 접어 넣어진 위치이다. 도 3a는 차량의 왼쪽 바퀴(117)와 서스펜션에 대한 페어링 몸체(101)의 위치를 나타내는 휠 페어링 장치(100)의 평면도이다.

도 1a에 나타난 바와 같이, 페어링 몸체(101)는 한 쌍의 평행 가이드 링크, 즉 상부 가이드 링크(upper guide linkage)(104)와 하부 가이드 링크(lower guide linkage)(105)를 통해 차량 몸체(118)에 연결된다. 도 4a는 하부 가이드 링크(105) 위로부터 본 3/4 후방 투시도이다. 상부 가이드 링크(104)와 하부 가이드 링크(105)는 알루미늄, 유리 강화 플라스틱 또는 탄소섬유 복합재료와 같은 충분히 강성이며, 바람직하게는 경량인 임의의 재료로 만들어질 수 있다. 다른 재료가 또한 적합할 수 있다. 가이드 링크의 다른 구현예가 여기에서 개시되며 대신 사용될 수 있다.

하부 가이드 링크(105)는, 이 구현예에서는, 차량 서스펜션 바로 위에 위치한 하부 가이드 링크 기부 힌지(108)를 통해 차량 몸체(118)에 축을 따라 회전할 수 있도록 부착되어 있다. 유사하게, 상부 가이드 링크(104)는 하부 가이드 링크 기부 힌지(108) 위에 위치한 상부 가이드 링크 기부 힌지(106)를 통해 차량 몸체(118)에 축을 따라 회전할 수 있도록 부착되어 있다..

도 4a에 도시된 바와 같이, 하부 가이드 링크(105)의 기부와 하부 가이드 링크 기부 힌지(108)는 분리되어 있다. 이는, 이 예시적인 구현예에서, 충격 감쇠 유닛(shock damper unit)과 같은 서스펜션 구성요소에 대한 공간을 제공한다. 상부 가이드 링크 기부 힌지(106)와 하부 가이드 링크 기부 힌지(108) 양자의 회전축은 세로 방향이다. 다른 형태의 가이드 링크가 또한 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 장치가 차량에 맞추어지는 방법에 따라, 하부 가이드 링크(105) 및/또는 상부 가이드 링크(104)는 차량의 서스펜션에 대해 다른 위치에 배치될 수 있다(추가적인 구현예 중 다른 실시예 참조). 또는, 가이드 링크가 차량의 서스펜션의 기부 또는 차량의 서스펜션 기부와 차량 몸체(118)의 조합에 축을 따라 회전할 수 있도록 부착되어 있다.

상부 가이드 링크(104)는 상부 가이드 링크 첨단부 힌지(upper guide linkage apical hinge)(107)를 통해 페어링 몸체(101)에 축을 따라 회전할 수 있도록 부착되어 있다. 유사하게, 하부 가이드 링크(105)는 하부 가이드 링크 첨단부 힌지(109)를 통해 페어링 몸체(101)에 축을 따라 회전할 수 있도록 부착되어 있다. 상부 가이드 링크 첨단부 힌지(107)의 회전축과 하부 가이드 링크 첨단부 힌지(109)의 회전축은 모두 세로 방향이다. 두 개의 가이드 링크의 사용으로, 페어링 몸체(101)의 방향은, 바퀴의 캠버(camber)가 더블 위시본식 서스펜션을 갖는 자동차 내의 한 쌍의 제어 아암에 의해 유지되고 제어될 수 있는 것과 같이, 그 이동 범위에 걸쳐 유지되고 제어될 수 있다.

본 발명의 휠 페어링 장치(100)(도 3a)는, 페어링 몸체(101), 상부 가이드 링크(104), 하부 가이드 링크(105), 상부 지지 받침대(upper support bracket)(102), 하부 지지 받침대(lower support bracket)(103) 및 휠 페어링 리트랙터(wheel fairing retractor)(190)를 포함하는, 장치의 모든 구조를 포함하는 어셈블리이다.

휠 페어링 장치(100)는 서스펜션의 상부 제어 아암(120) 상에 장착된 하부 지지 받침대(103)를 누르는 하부 가이드 링크(105) 상에 장착된 상부 지지 받침대(102)에 의해 서스펜션의 상부 제어 아암(120) 상에 지지된다. 상부 지지 받침대(102)의 하단부는 대응하는 유사 형태의 하부 지지 받침대(124)의 베어링 표면과 대향하는 상부 지지 받침대(123)의 매끄럽고 둥근 베어링 표면으로 뻗어있다.

차량 운행 동안 페어링 몸체(101)가 바퀴(117)와 함께 충분히 잘 왕복운동할 수 있으면, 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)는 휠 페어링 장치(100) 및 차량 서스펜션의 다른 위치에 배치될 수 있다.

발명의 다른 구현예에서, 페어링 몸체(101)가 펼쳐져 있을 때 차량 서스펜션의 일부가 휠 페어링 장치(100)의 일부를 지지할 수 있으면, 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)는 생략될 수 있다. 하부 가이드 링크(105)와 상부 제어 아암(120)의 상대 위치에 따라, 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)의 대향하는 표면들은 서로 미끄러질 수 있도록 되어야 할 수 있다. 이 경우, 이들 대향 표면이 둥글고 매끄러운 것이 유용하다. 또한 이들 두 구성요소 사이의 미끄러짐을 보조하기 위하여 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103) 사이의 계면에 윤활유를 칠 수 있다. 상술한 것은 본 발명의 휠 페어링 장치(100)에 대한 "서스펜션-장착 지지대(suspension-mounted support)"로 여기에서 지칭되는 일 실시예이다. 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)는 기본 구현예의 서스펜션-장착 지지대(195)를 구성한다.

기본 구현예에서 나타난 더블 위시본식 시스템이 아닌 다른 서스펜션 유형을 갖는 차량에 리트랙터블 휠 페어링 장치를 적용할 때, 휠 페어링 장치 상의 상부 지지 받침대(102)의 적합한 위치와 서스펜션 시스템 상의 하부 지지 받침대(103) 의 적합한 위치가 선택되어야 한다. 이들 구성요소의 위치는 차량 운행 중에 페어링 몸체(101)가 펼쳐져 있을 때 페어링 몸체(101)가 차량 바퀴(117)와 충분히 잘 왕복운동을 할 수 있도록 선택되어야 한다. 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)는 크로몰리 스틸(chromoly steel)과 같은 충분히 강하고 내구적인 재료로 구성되어야 한다. 다른 재료가 대신 사용될 수도 있다.

하부 가이드 링크(105)는 그 기부에서 가이드 레버(112)와 연결되어 있다(도 4a). 가이드 레버(112)의 회전축은 하부 가이드 링크 기부 힌지(108)에 의해 정의되며 세로 방향이다. 가이드 레버(112)는 그 선단에서 리트랙션 레버 베어링(133)과 맞추어지는 리트랙션 레버(111)에 의해 회전한다. 리트랙션 레버(111)는 차량 몸체(118) 내에 위치하는 회전 리트랙션 엑추에이터(110)에 연결되며 이에 의해 회전한다. 회전 리트랙션 엑추에이터(110)는 운전자-조작 리트랙션 스위치(122)를 통해 차량의 운전자에 의해 작동할 수 있다(도 4a). 대안적으로 또는 부가적으로, 센서 수단에 응답하는 자동 제어 수단이 회전 리트랙션 엑추에이터(110)를 구동하는 데 사용될 수 있다. 회전 리트랙션 엑추에이터(110)는 리트랙션 레버 베어링(133)이 가이드 레버(112)와 맞물릴 때까지 리트랙션 레버(111)를 아래쪽으로 회전시켜, 가이드 레버(112)가 아래쪽으로 회전되도록 하고, 이에 따라 하부 가이드 링크(105)를 위쪽으로 회전시킨다. 하부 가이드 링크(105)의 위쪽으로의 회전은 동시에 페어링 몸체(101)를 들어올리고 장치를 서스펜션으로부터 풀리게 하여 페어링 몸체(101)가 접어 넣어져 있을 때 페어링 몸체(101)가 차량 바퀴(117)와 왕복운동하지 않도록 한다.

회전 리트랙션 엑추에이터(110)는 전기 또는 다른 유형일 수 있다. 이 기본 구현예에서, 가이드 레버(112), 리트랙션 레버(111), 리트랙션 레버 베어링(133) 및 회전 리트랙션 엑추에이터(110)는 전형적인 "휠 페어링 리트랙터"(190)를 구성한다. 이는 휠 페어링 리트랙터의 단지 하나의 실시예이다. 휠 페어링 리트랙터의 다른 예시적인 구현예가 가능하며 대신 사용될 수 있다. 휠 페어링 리트랙터(190)는 페어링 몸체(101)가 접히지 않는 것(non-retractable)인 경우에는 또한 생략될 수 있다.

회전 리트랙션 엑추에이터(110)와 맞물리지 않은 때에는, 하부 가이드 링크는 그 기부에서 동축 토션 스프링(coaxial torsion spring)(129)에 의해 아래쪽으로 회전한다(도 4a). 하부 가이드 링크(105)를 아래쪽으로 회전시키고 이에 따라 페어링 몸체(101)를 그 펼쳐진 위치로 움직여 차량의 서스펜션을 누르도록 하기 위하여 다른 수단이 제공될 수 있다. 장치의 질량 및 중력이 그 자체로 페어링 몸체(101)를 그 펼쳐진 위치로 빠르게 움직이고 완전히 펼쳐져서 유지되도록 충분하여 동축 토션 스프링(129)이 생략될 수도 있다. 공기역학 구조 또는 구조들이 또한 휠 페어링 장치를 펼치도록 돕고 휠 페어링 장치(100)를 완전치 펼쳐진 위치에서 유지되도록 돕는 역할을 할 수 있다(이하 참조).

도 2b에 도시된 바와 같이, 페어링 몸체(101)의 전면부는, 접어 넣어진 위치에서, 차량 몸체(118)의 하부 표면 상의 휠 하우징(116)과 연속되고 그 앞쪽에 있는 리딩 요소 오목부(leading element depression)(126)에 의해 수용되는 리딩 요소(leading element)(113)로 뻗어 있다. 리딩 요소(113)는 차량 운행 동안 휠 페어링을 완전히 펼쳐진 위치로 유지하는 것을 돕는 다운포스의 양을 제공하는 다이브 평면(dive plane)(139)을 갖는다. 더 큰 다운포스 생성과 개선된 타이어 그립(tire grip)을 위하여 더 큰 윙(wing)이 추가적으로 또는 대안적으로 페어링 몸체(101) 상에 포함될 수 있다. 아래방향의 힘을 생성하는 것에 추가하여, 다이브 평면(139)은 바퀴(117)의 기부에서 바퀴(117) 주위의 공기 흐름을 매끄럽게 하는 것을 도울 수 있는 공기 소용돌이를 발생시킬 수 있다. 페어링 몸체(101)의 다른 구성요소뿐 아니라 리딩 요소(113)는 또한 그 하부 가장자리에서 개선된 공기역학 성능을 위하여 차량 운행 동안 도로(199)와 접촉하도록 설계된 스커트 또는 브러시를 가질 수 있다. 페어링 몸체(101) 상에 형태를 변화시키는 접는 요소 또는 부분을 포함하는 것도 또한 가능하며 이에 따라 페어링 몸체(101)가 휠 하우징(116) 내에 접어 넣어질 때 차량 몸체(118)에 더 긴밀하게 맞추어질 수 있다. 페어링 몸체(101) 상에 더 직접적인 다운포스 또는 차량 디퓨저(143)의 개선된 작동 또는 하부 벤추리(venturi) 터널과 같은 유용한 효과를 발생하는 다른 공기역학 요소를 포함하는 것 또한 가능하다.

페어링 몸체(101)의 후방은, 장치가 접어 넣어져 있을 때, 차량 몸체(118)의 하부 표면 상의 휠 하우징(116)과 연속되고 그 뒤쪽에 있는 트레일링 요소 오목부(trailing element depression)(127)에 의해 수용되는 매끄러운 곡선의 트레일링 요소(trailing element)(114)로 뻗어 있다.

리딩 요소(113)와 트레일링 요소(114) 사이에는 휠 팬트(wheel pant)(128)가 있다. 휠 팬트(128)는 휠 페어링 장치(100)의 움직임 범위 및 차량 서스펜션의 움직임 범위에 걸쳐 바퀴(117) 및 서스펜션의 구성요소들을 수용하고 긴밀히 맞추어지는 형태이다. 운행 중인 자동차의 회전하는 바퀴(117) 주위의 난기류의 양을 줄임으로써, 휠 팬트(128)는 차량의 공기 저항을 줄일 수 있다. 이 개시에 나타나 있지는 않지만, 휠 팬트(128)는 개선된 공기역학 효과를 위하여 바퀴(117)의 외면을 일부 둘러싸는 외부면을 포함할 수도 있다. 이러한 휠 팬트의 외부면은 떼어낼 수 있도록 만들어질 수 있다. 휠 팬트(128)는 또한 브레이크 냉각을 강화하기 위하여 적절하게 배치되고 형태가 갖추어진 오리피스 및/또는 덕트를 갖추도록 구성될 수 있다(이하 참조). 펼쳐진 위치에서 휠 팬트(128)가 바퀴에 긴밀하게 맞추어지기 때문에, 이는 또한 운행중인 차량의 바퀴(117)에 의해 집어 올려져 튀어나가는 도로 물질의 양을 제한하는 데 도움이 될 수 있다. 이러한 물질은 물, 진흙, 먼지, 돌 및 도로 표면을 덮을 수 있는 다른 물질을 포함할 수 있다. 이 개시에서, 운행중인 차량의 바퀴(117)에 의해 집어 올려져 바퀴(117)로부터 튀어나가는 물질을 "휠 스프레이(wheel spray)"라고 부른다. 트레일링 요소(114)와 리딩 요소(113)를 포함하는 페어링 몸체(101)의 다른 구성요소들이 또한 휠 스프레이를 줄이는 것을 도울 수 있다.

리딩 요소(113), 트레일링 요소(114) 및 휠 팬트(128)가 하나의 연속적인 구조 또는 분리된 부분들로 구성될 수 있는 페어링 몸체(101)를 구성한다. 페어링 몸체(101)는, 예를 들면, 플라스틱, 유리 강화 플라스틱, 탄소 섬유 라미네이트, 알루미늄, 또는 바람직하게는 가볍고 강한 다른 적절한 재료나 재료의 조합으로 구성될 수 있다. 페어링 몸체(101)의 다른 구현예의 실시예들이 여기에서 개시되며 대신 사용될 수 있다.

리딩 요소(113)와 트레일링 요소(114)는 모두 바퀴(117) 주위의 공기흐름을 매끄럽게 하고 바퀴(117)에 의해 발생하는 공기 저항을 줄이는 것을 돕도록 형태가 이루어진다. 특히, 리딩 요소(113)는 바퀴(117)의 기부 바로 앞의 고압 영역을 줄이는 경향이 있다. 바퀴(117)의 기부 바로 앞의 고압 영역을 줄임으로써 바퀴(117) 측면에서 나타나는 난기류의 양(소위 "타이어 스쿼트(tire squirt)")가 감소되고, 다운포스를 증가시키는 경향이 있는 차량 하부의 속도의 증가와 공기 저항의 감소를 가져온다. 추가로, 휠 하우징(116) 내로 위쪽 방향으로 올라오는 힘을 받는 난기류의 양이 감소하여, 휠 하우징(116) 내의 난기류를 줄이고 공기 저항을 줄이게 된다. 리딩 요소(113)와 트레일링 요소(114)는 단순한 플랫 스커트 형태를 포함하는 다양한 형태일 수 있다. 다른 구현예에서, 리딩 요소는 전방을 향하는 흡입구와 고압 공기를 다른 위치로 방향을 바꾸게 하는 덕트를 포함할 수 있다. 브레이크 냉각을 증진하기 위하여 적합화된 페어링 몸체(701)의 이러한 리딩 요소 흡입구(750)가 도 3d에 나타나 있다. 이 실시예에서 리딩 요소 흡입구(750)는 휠 팬트(728) 상의 공기 배출구로 이끄는 덕트와 연속적이다. 이 배열은 냉각 공기를 차량 브레이크로 향하게 한다.

공기 저항에 대한 효과 외에도, 트레일링 요소(114)는 또한 디퓨터(143) 측면으로부터의 공기의 유입을 제한함으로써 자동차 후방의 디퓨저(143)의 작동 (또는 휠 페어링 장치(100)가 전방 바퀴에 장착되면 전방 디퓨터의 작동)을 개선할 수 있다. 이는 차량 하부의 공기흐름의 속도를 증가시킬 수 있으며 따라서 다운포스 발생을 증가시킨다.

상부 지지 받침대(102)는 차량 서스펜션과 하부 가이드 링크(105) 사이의 움직임을 완화하기 위하여 상부 지지 받침대의 베어링 표면(123) 아래에 고무로 된 얇은 쿠션 패드(cushioning pad)(135)를 포함한다. 예컨대 상부 지지 받침대(102) 또는 하부 지지 받침대(103)로 포함될 수 있는 작은 스프링과 댐퍼 유닛 또는 스프링과 같이, 이러한 완화가 제공될 수 있는 많은 다른 방법이 있다. 이러한 완화 장치는 생략될 수 있다. 페어링 몸체(101)가 접어 넣어질 때 페어링 몸체(101)와 휠 하우징(116) 사이의 완화된 접촉을 돕기 위하여 휠 하우징(116)의 상부 표면 상에 리트랙션 패드(147)가 배치된다. 리트랙션 패드(147) 또한 생략될 수 있다.

작용

펼쳐진 위치에서, 도 1a의 후방 단면도에서 나타난 바와 같이, 페어링 몸체(101)는 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103) 사이의 물리적 접촉에 의해 지지된다. 이 방법으로, 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(101)는 차량 운행 동안 발생하는 도로 상의 차량 몸체(118)의 높이 및 방향 변화와 무관하게 도로(199)에 대해 실질적으로 일정한 위치 관계를 유지한다. 차량의 서스펜션으로부터 페어링 몸체(101)를 지지하기 위하여 둘 이상의 상부 지지 받침대(102)와 하나의 하부 지지 받침대(103)를 사용하는 것 또한 가능하다. 이 개시의 전체에 걸쳐, 휠 페어링 장치(100)가 연관된 바퀴와 함께 왕복운동하기 위하여 차량의 서스펜션에 의해 지지될 때, 휠 페어링 장치(100)는 서스펜션과 "맞물린(engaged)" 것으로 기술된다. 휠 페어링 장치(100)가 접어 넣어지고 차량의 서스펜션에 의해 지지되지 않을 때, 휠 페어링 장치(100)는 서스펜션으로부터 "이탈된(disengaged)" 것으로 기술된다.

페어링 몸체(101)는 회전 리트랙션 엑추에이터(110)의 구동에 의해 접어 넣어진다. 구동될 때, 회전 리트랙션 엑추에이터(110)는 리트랙션 레버(111)를 아래쪽으로 회전시켜 가이드 레버(112)를 아래쪽으로 회전시킨다. 이는 하부 가이드 링크(105)를 위쪽으로 회전시키고 페어링 몸체(101)가 바퀴(117)로부터 멀어지고 페어링 몸체(101)가 리트랙션 패드(147)에 대해 단단히 기대어 있을 수 있는 차량 몸체(118)를 향하도록 위쪽으로 이동하게 한다. 접어 넣어진 위치에 있을 때, 페어링 몸체(101)는 서스펜션으로부터 이탈되고 더 이상 서스펜션과 함께 움직이지 않는다. 대신, 접어 넣어진 위치에서, 도 1b의 후방 단면도에서 도시된 바와 같이, 회전 리트랙션 엑추에이터(110)에 의해 전해지는 장력에 의해, 리트랙션 패드(147)에 의해 가해지는 반대 압력에 의해, 및 그 수평 위치를 고정하는 상부 가이드 링크(104)와 하부 가이드 링크(105)에 의해 휠 하우징(116) 내부에 대해 고정된다. 휠 페어링 장치(100)는 또한 전자석을 포함하는 원격 조작되는 래치 또는 다른 수단에 의하여 접어 넣어진 위치로 유지될 수도 있다.

페어링 몸체(101)를 접어 넣을 수 있는 능력은 도로(199)의 특성이 저지상고(low-ground-clearance) 차량의 통행을 허용하지 않거나 차량이 낮은 속도로 주행중이고 차량을 유선형으로 하는 것(streamlining)이 덜 중요할 때 지상고를 높일 수 있다. 휠 페어링 리트랙터(190)가 포함되지 않으면, 페어링 몸체(101)는 상시 펼쳐져 있을 것이다. 휠 페어링 리트랙터(190)를 갖지 않는 본 발명의 구현예는 여전히 휠 페어링 장치(100)가 차량의 서스펜션에 고정 부착되어 있지 않은 이점을 가질 것이며 차량의 스프링 구조가 아닌 질량을 증가시키지 않을 것이다. 또한, 이러한 휠 페어링 장치(100)는 여전히 도로 또는 그 위의 물체의 충격에 따를 것이다.

대안적인 구현예로서, 페어링 몸체(101)가 차량 운행 중에 바퀴(117)로부터 분리되지 않도록, 또는 적어도 바로 분리되지 않도록 펼쳐진 페어링 몸체(101)를 위쪽 방향으로 제약하는 구조 또는 구조들(여기에서는 "휠 페어링 상방 제약부(wheel fairing upward constraint)"로 지칭)을 포함하는 것이 고려된다. "분리된(separate)"은 페어링 몸체(101)와 바퀴(117) 사이의 거리 증가를 의미한다. 이러한 휠 페어링 상방 제약부(155)은, 예를 들면, 상부 제어 아암(120)에 부착된 대응하는 휠 페어링 유지 후크(134)와 맞물리는 하부 가이드 링크(105)에 부착되는 휠 페어링 유지 래치(146)(도 4b)의 사용에 의할 수 있다. 휠 페어링 유지 래치(146)는 하부 가이드 링크(105)에 피봇 가능하게 부착되며 휠 페어링 유지 래치 스프링(136)에 의해 잠금 위치로 유지된다. 휠 페어링 유지 후크(134)와 맞물려 있을 때, 펼쳐짐에 따라, 휠 페어링 유지 래치(146)는 자동으로 열린다.

휠 페어링 유지 래치(146)는 회전 리트랙션 엑추에이터(110)의 초기 구동에 의하여 휠 페어링 유지 후크(134)로부터 이탈된다. 래치는 그 반대쪽 단부가 리트랙션 레버(111)에 인접하여 배치된 휠 페어링 유지 래치 캠(138)에 의해 밀리는 휠 페어링 유지 래치 보덴 케이블(wheel fairing retaining latch Bowden cable)(137)에 의해 가해지는 미는 힘에 의해 열린다. 회전 리트랙션 엑추에이터(110)가 구동될 때, 휠 페어링 유지 래치 캠(wheel fairing retaining latch cam)(138)이 회전하고, 결과적으로, 휠 페어링 유지 래치 보덴 케이블(137)의 단부를 끌어내려, 다시 휠 페어링 유지 래치(146)를 연다. 이는 페어링 몸체(101)가 회전 리트랙션 엑추에이터(110)의 추가적인 구동에 의하여 접어 넣어지도록 한다. 보덴 케이블(137)의 기부 단부는 케이블 복귀 스프링(cable return spring)(140)에 의해 휠 페어링 유지 래치 캠(138)에 대해 유지된다.

이하의 것들은 차량의 서스펜션으로부터 페어링 몸체(101)의 위를 향한 움직임을 일시적으로 제약하기 위하여 사용될 수 있는 것으로 고려되는 다른 종류의 휠 페어링 상방 제약부들로서, 예를 들면, 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)의 대향면 상에 장착된 대향하는 벨크로 스트립, 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)의 대향면 상에 장착된 끌어당기는 자석, 상부 지지 받침대(102) 상에 장착되고 전류에 의해 구동될 때 하부 지지 받침대(103)를 끌어당기도록 적합화된 전자석을 포함한다. 이들은 휠 페어링 상방 제약 유형의 단순한 실시예이다. 이 목적을 위하여 다른 메커니즘이 대신 사용될 수 있다. 기본 구현예 및 여기에서 개시된 다른 구현예에서와 같은 본 발명의 다른 구현예에서, 이러한 휠 페어링 상방 제약부은 생략될 수 있다.

본 발명을 구현할 때 휠 페어링 장치(100)의 질량이 차량의 스프링 구조가 아닌 질량에 추가된다는 휠 페어링 상방 제약부(155)을 사용하는 것의 결과를 고려하여야 한다. 이러한 휠 페어링 상방 제약부(155)을 사용하는 것의 다른 결과는 페어링 몸체(101)가 도로(199) 또는 그 위의 물체의 충격에 따르지 않을 수 있다는 점이다.

페어링 몸체(101)의 펼침은 회전 리트랙션 엑추에이터(110)의 반전(reversing)에 의해 수행되며, 이에 따라 리트랙션 레버(111)를 위쪽으로 회전시키고 따라서 가이드 레버(112)를 위쪽으로 회전시킨다. 이는 하부 가이드 링크(105)가 아래쪽으로 회전되도록 하고 따라서 페어링 몸체(101)를 바퀴(117)를 향해 움직인다. 회전 리트랙션 엑추에이터(110)는 리트랙션 레버 베어링(133)이 가이드 레버(112)와 이탈되도록 충분히 멀리 회전하여 휠 페어링 장치(100)가 펼쳐질 때 페어링 몸체(101)의 수직 이동이 제약되지 않는다. 휠 페어링 장치(100)의 펼침은 중력의 힘과 기부에서 동축 토션 스프링(129)에 의해 가해지는 하부 가이드 링크(105) 상의 아래쪽을 향하는 토크에 의해 용이하게 된다. 이 목적을 위하여 다른 유형의 스프링이 사용될 수 있다. 리딩 요소(113) 상의 다이브 평면(139)이 또한 페어링 몸체(101) 상에 공기역학적 하방 힘을 가한다. 이 하방 움직임의 결과로, 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103) 사이의 접촉을 통해 하부 가이드 링크(105)는 서스펜션의 상부 제어 아암(120) 상에서 지지되게 된다. 이는 기능적으로 휠 페어링 장치(100)를 서스펜션 시스템과 맞물리게 하여 페어링 몸체(101)가 차량 바퀴(117)와 함께 왕복운동한다.

휠 페어링 장치(100)가 서스펜션에 고정되지 않으므로, 휠 페어링 장치(100)의 질량은 차량의 스프링 구조가 아닌 질량에 고정되지 않는다. 이는 서스펜션이 도로(199)에서의 불규칙성을 더 빨리 조정할 수 있도록 하므로 차량 조작에 유리하다. 이 배열은 또한 페어링 몸체(101)가 도로(199) 또는 그 위의 물체의 충격에 따르도록 한다.

상부 가이드 링크(104)와 하부 가이드 링크(105)는 페어링 몸체(101)를 단일 경로의 움직임으로 제한하고 차량 바퀴(117)의 움직임과 방향의 경로를 따르도록 한다. 임의의 주어진 수직 위치에 대하여, 상부 가이드 링크(104)와 하부 가이드 링크(105)는 페어링 몸체(101)를 차량 몸체(118)에 대한 세로 위치, 가로 위치 및 방향의 면에서 고정한다.

페어링 몸체(101)의 움직임을 안정화하는 것을 돕는 추가의 가이드 링크를 포함하는 배열을 포함하여 다른 가이드 링크 배열이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 가이드 링크는 다양한 멀티링크 배열 내에서 볼 조인트(ball joints)를 통해 페어링 몸체(101) 또는 차량 몸체(118)로 또한 연결될 수 있다. 가이드 링크가 배열되는 방법에 따라, 볼 조인트에 의해 가능하게 되는 추가의 자유로운 움직임이 페어링 몸체(101)가 휠 하우징(116) 내로 접혀 들어갈 때 방향을 바꾸도록 허용한다. 이는 페어링 몸체(101)가 휠 하우징(116) 내로 더 잘 맞도록 하는 것을 포함하여 다양한 이유로 수행될 수 있다.

본 발명의 추가적인 구현예에서 예시된 바와 같이, 페어링 몸체(101)가 수직으로 움직이도록 허용하면서 페어링 몸체(101)의 이동 경로를 제한하기 위해 사용될 수 있는 다른 메커니즘들이 있다. 이 개시에서는, 페어링 몸체(101)가 수직으로 움직이도록 허용하면서 페어링 몸체(101)의 이동 경로를 제한하고 결정하는 역할을 하는 임의의 구조 또는 구조의 어셈블리가 "페어링 몸체 가이드(fairing body guide)"로 지칭된다. 상부 가이드 링크(104)와 하부 가이드 링크(105)가 기본 구현예의 페어링 몸체 가이드(150)를 구성한다.

바퀴(117)의 전체 이동을 따르지 않도록 페어링 몸체(101)의 하방 연장을 제한하는 구조 또는 구조들이 제공될 수 있다. 예를 들면, 페어링 몸체(101)는 서스펜션 압축의 상부 범위에서만 바퀴(117)의 움직임을 따르도록 설계될 수 있다. 이는, 예를 들면, 하부 가이드 링크(105)의 이동의 하단부에서 하부 가이드 링크(105)를 지지하도록 설계된 몸체-장착 지지 받침대를 포함시키는 것에 의하여 쉽게 이루어질 수 있다.

휠 페어링 리트랙터(190)는 운전자-조작 리트랙션 스위치(driver-operable retraction switch)(122)의 사용에 의해 작동될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 센서 또는 다른 프로세서 입력에 기반하여 자동으로 휠 페어링 리트랙터(190)를 구동할 수 있는 휠 페어링 리트랙션 제어 ECU(electronic control unit)(125) (도 10a)가 제공될 수 있다. 예를 들면, 이러한 휠 페어링 리트랙션 제어 ECU(125)가 차량 속도 센서(132)에 응답하고 차량 속도에 기반하여 휠 페어링 리트랙터(190)를 구동하도록 만들어질 수 있다. 예를 들면, 휠 페어링 리트랙션 제어 ECU(125)는 70 km/h의 차량 속도 기준점 이상에서 휠 페어링 장치(100)를 펼칠 수 있다. 차량 속도 기준점 주위에서 계속적으로 펼침과 접힘이 되풀이되는 것을 방지하기 위하여, 휠 페어링 리트랙션 제어 ECU(125)는 차량 속도가 펼침 기준점보다 매우 아래의 기준 값까지 떨어지거나 그 아래일 때에만 휠 페어링 장치(100)를 접어 넣도록 프로그램될 수 있다. 이 실시예에서는, 60 km/h의 접힘 속도 기준점이 휠 페어링 장치(100)의 연속적인 빠른 펼침 및 접힘 상태를 방지할 수 있다.

도 10b는 직전에 기술한 원하는 출력을 생성하는 휠 페어링 리트랙션 제어 ECU의 흐름도이다.

단계 1000에서 차량 속도 센서(132)에 의해 발생하는 출력으로부터 차량 속도가 탐지된다. 이제 과정은 단계 1001로 진행한다.

단계 1000에서 결정된 차량 속도가 단계 1001에서 70 km/h의 저장된 값과 비교된다. 차량 속도가 70 km/h보다 크거나 같으면, 과정은 단계 1002로 진행하고, 그렇지 않으면 과정은 단계 1000으로 진행한다.

단계 1002에서 휠 페어링 장치(100)는 리트랙션 엑추에이터(110)에 대한 적절한 출력에 의해 펼쳐진다. 이제 과정은 단계 1003으로 진행한다.

단계 1003에서 차량 속도 센서(132)에 의해 발생하는 출력으로부터 차량 속도가 탐지된다. 이제 과정은 단계 1004로 진행한다.

단계 1003에서 결정된 차량 속도가 단계 1004에서 60 km/h의 저장된 값과 비교된다. 차량 속도가 60 km/h보다 작거나 같으면, 과정은 단계 1005로 진행하고, 그렇지 않으면 과정은 단계 1003으로 진행한다.

단계 1005에서 휠 페어링 장치(100)는 리트랙션 엑추에이터(110)에 대한 적절한 출력에 의해 접어 넣어진다. 이제 과정은 단계 1000으로 진행한다.

제1 추가 구현예 -도 3b, 5a, 5b

도 3b는 본 발명에 따른 휠 페어링 장치(200)의 제1 추가 구현예의 평면도이다. 도 5a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(201)를 갖는 본 발명에 따른 제1 추가 구현예의 좌측 입면도이다. 도 5b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(201)를 갖는 같은 구현예의 대응하는 도면이다.

이 제1 추가 구현예는 일부 예외를 제외하면 상술한 기본 구현예와 구조상 및 운영상 동일하다. 이들 예외는 페어링 몸체(201)가 주로 차량 바퀴(117) 앞의 리딩 요소(213)로 구성된 점이다. 이 제1 추가 구현예의 페어링 몸체(201)는 트레일링 요소를 포함하지 않으며, 휠 팬트(228)는 리딩 요소(213)의 내측 후방 가장자리와 연속적인 짧은 길이의 스커트로 나타난다.

리딩 요소(213)는 다이브 평면(239)을 가지며 휠 페어링이 접어 넣어질 때 리딩 요소 오목부(226)에 의해 수용된다. 페어링 몸체(201)는 페어링 몸체(201)에 고정되도록 부착되고 상대적으로 넓은 형태의 단순 가이드 링크(204)를 통해 차량 몸체(118)와 연결된다. 단순 가이드 링크(204)는 단순 가이드 링크 기부 힌지(206)를 통해 피봇 가능하게 차량 몸체(118)에 부착된다. 단순 가이드 링크 기부 힌지(206)는 하부 제어 아암(131)의 기부 힌지의 회전축과 동축이다.

단순 가이드 링크(204)는 단순 가이드 링크(204)의 후방에 위치하며 서스펜션의 하부 제어 아암(119)의 전방 가장자리의 상부 표면에 장착된 하부 지지 받침대(203)에 대향하도록 설계된 상부 지지 받침대(202)를 가진다. 단순 가이드 링크 기부 힌지(206)와 하부 제어 아암(131)의 기부 힌지가 동축이므로, 상부 지지 받침대(202)와 하부 지지 받침대(203)는 서스펜션이 움직이더라도 상대적으로는 서로 실질적으로 움직이지 않는다.

상부 지지 받침대(202) 상에 쿠션 패드(248)가 배치된다. 쿠션 패드는 하부 지지 받침대(203) 상에 대신 배치되어 서스펜션과 휠 페어링 장치(200) 사이의 접촉을 완화할 수 있다. 제1 추가적 구현예의 휠 페어링 리트랙터(290)는 기본 구현예에 대해 기술한 것과 동일ㄹ하며 운전자-조작 리트랙션 스위치(222)에 의해 작동하는 회전 리트랙션 엑추에이터(210), 리트랙션 레버(211), 리트랙션 레버 베어링(233) 및 가이드 레버(212)를 포함한다. 휠 페어링 장치(200)는 또한 휠 페어링 장치(200)가 펼쳐질 때 휠 페어링 장치(200)가 완전히 펼쳐지고 하부 제어 아암(119)에 대해 유지되는 것을 돕기 위한 동축 토션 스프링(229)을 포함한다.

단순 페어링 몸체(201)는 공기 저항을 줄이기 위하여 차량 바퀴(117) 전방 주위의 공기 흐름을 매끄럽게 하도록 설계된다. 휠 페어링 장치(200)가 펼쳐질 때 단순 가이드 링크(204)가 휠 하우징(116)의 하부, 수평 부분의 일부를 덮도록 확장하여 휠 하우징(116)의 이 하부 위와 서스펜션의 하부 제어 아암(119)을 가로지르는 공기 흐름을 유선형으로 하고, 공기 저항을 줄이고 다운포스를 증가시키는 것이 가능하다.

제2 추가 구현예 -도 6a, 6b, 6c, 6d

도 6a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(301)를 갖는 본 발명에 따른 휠 페어링 장치(300)의 제2 추가 구현예의 좌측 입면도이다. 도 6b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(201)를 갖는 대응하는 도면이다. 도 6c는 펼쳐진 위치의 제2 추가 구현예의 후방 단면도이다. 도 6d는 이 구현예에서 사용되는 전방 팬토그래픽 가이드 링크(304)의 3/4 후면 투시도이다.

이 제2 추가 구현예는 일부 예외를 제외하면 상술한 기본 구현예와 구조상 및 운영상 동일하다. 이들 예외는 페어링 몸체 가이드(350)가 한 쌍의 팬토그래픽 가이드 링크(pantographic guide linkages), 즉 리딩 요소(313) 위에 위치하는 전방 팬토그래픽 가이드 링크(304)와 휠 팬트(328) 상에 위치하는 후방 팬토그래픽 가이드 링크(305)로 구성되는 점이다. 추가로 상부 지지 받침대(302)는 페어링 몸체(301)에 직접 장착되며, 페어링 몸체(301)는 트레일링 요소를 포함하지 않는다.

도 6d에 나타난 바와 같이, 전방 팬토그래픽 가이드 링크(304)는 두 세트의 접힘 지지 막대 쌍, 즉 내부 접힘 지지 막대 쌍(362)과 외부 접힘 지지 막대 쌍(363)에 의해 연결되는 상부 플레이트(360)와 하부 플레이트(361)를 포함한다. 각 접힘 지지 막대 쌍의 각 부분의 후단부는 지지 막대 힌지(364)를 통해 상부 플레이트(360) 또는 하부 플레이트(361)로 이어져 있으며, 각 접힘 지지 막대의 각 부분의 전단부는 지지 막대 슬라이드(365)를 통해 상부 플레이트(360) 또는 하부 플레이트(361)로 이어져 있다. 후방 팬토그래픽 가이드 링크(305)는 전방 팬토그래픽 가이드 링크(304)에 대해 설명한 것과 같은 형태의 것이다.

전방 팬토그래픽 가이드 링크(304)의 상부 플레이트(360)는 리딩 요소 오목부(326)의 정상에 고정되며, 후방 팬토그래픽 가이드 링크(305)의 상부 플레이트(360)는 휠 하우징(116)의 정상에 고정된다. 전방 팬토그래픽 가이드 링크(304)의 하부 플레이트(361)는 리딩 요소(313)의 정상에 고정되며, 후방 팬토그래픽 가이드 링크(305)의 하부 플레이트(361)는 페어링 몸체(301)의 휠 팬트(328)의 정상에 고정된다.

상부 지지 받침대(302)는 페어링 몸체(301)에 직접 부착되며 서스펜션의 상부 제어 아암(120)의 단부에 장착되는 하부 지지 받침대(303)과 맞물리도록 설계된다. 상부 지지 받침대(302)가 수직으로 움직이므로(전방 팬토그래픽 가이드 링크(304)와 후방 팬토그래픽 가이드 링크(305)의 움직임과 일치), 하부 지지 받침대(303)는 상부 제어 아암(120)의 길이 및 방향에 의해 결정되는 얕은 호 내에서 움직이며, 상부 지지 받침대(302)와 하부 지지 받침대(303)는 각각의 베어링 표면 사이의 작은 정도의 움직임을 수용하도록 설계되어야 한다.

휠 페어링 리트랙터(390)는 페어링 몸체(301)를 수직으로 들어올리는 풀리(pulley)(352)를 통해 리트랙션 케이블(351)을 당기도록 적합화된 차량 몸체(118) 내에 장착된 선형 리트랙션 엑추에이터(310)로 구성된다. 기본 구현예와 달리, 페어링 몸체(301)는 짧은 호를 통해서가 아니라 직선 내에서 움직인다. 페어링 몸체(301)가 펼쳐질 때, 리트랙션 케이블(351)은 페어링 몸체(301)가 펼쳐진 위치에서 전체 범위의 움직임을 수용하기에 충분한 느슨함을 가져야 한다.

페어링 몸체(301)가 수직으로 자유롭게 움직이도록 허용하면서 페어링 몸체(301)의 수평 위치를 실질적으로 제약하는 유사한 결과를 획득할 수 있는 다른 형태의 가이드 링크들이 있다. 예를 들면, 여러 가능한 유형의 페어링 몸체 가이드 중에서 수직-배향 신축성 막대 또는 막대와 트랙 또는 막대와 선형 베어링이 사용될 수 있다. 기본 구현예에서와 같이 피봇 가능하게 장착된 가이드 링크가 또한, 맥퍼슨 스트럿 서스펜션 시스템 내에서 볼 수 있는 배열과 유사한 페어링 몸체 가이드를 생성하기 위하여 예를 들면, 적합하게 장착된, 수직 배향 신축성 막대와 결합될 수 있다.

제3 추가 구현예 -도 7a, 7b

도 7a와 도 7b는 펼쳐진(도 7a) 및 접어 넣어진(도 7b) 위치의 페어링 몸체(401)를 갖는 본 발명에 따른 휠 페어링 장치(400)의 제3 추가 구현예의 좌측 입면도이다. 이 제3 추가 구현예는 약간의 예외를 제외하면 상술한 제1 추가 구현예와 구조상 및 운영상 동일하다. 이들 예외는, 펼쳐졌을 때, 단순 페어링 몸체(401)가 여기에서 기술된 기본 구현예 및 다른 추가 구현예에서 서스펜션을 누르는 대신, 서스펜션의 상부 제어 아암(120)에 매달린 지지 링크(440)에 의해 서스펜션으로부터 지지되는 점이다. 따라서 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)가 없다.

지지 링크(440)는 그 상단에서 지지 링크 상부 장착 받침대(441)를 통해 상부 제어 아암(120)에 고정되고 그 하단에서 지지 링크 하부 장착 받침대(442)를 통해 단순 가이드 링크(404)에 고정되는 일정 길이의 케블라 끈(Kevlar webbing)으로 구성된다. 단순 가이드 링크(404)는 상부 제어 아암(120) 아래에 배치된다. 단순 페어링 몸체(401)가 접어 넣어질 때, 단순 페어링 몸체(401)가 단순 휠 페어링 오목부(426) 내로 고정 유지되는 한편 지지 링크(440)는 느슨해지고 차량 서스펜션은 수직으로 움직일 수 있다. 다른 적합한 지지 링크는, 다른 가능성들 중에서, 예를 들면, 케이블, 롤러 체인, 또는 접합된 아암 쌍과 같은 다른 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 지지 링크는 팽팽할 때에는 힘을 전달하지만 압축 시에는 실질적인 힘을 전달하지 않는 특성을 가져야 한다. 적합한 지지 링크는 또한 접어 넣어질 때 휠 페어링 장치(400)의 기능적 이탈을 허용하여야 한다. 지지 링크로 사용될 때, 스프링은 이러한 목적을 잘 달성할 수 없는데, 차량의 서스펜션으로부터 휠 페어링 장치(400)의 완전한 기능적 이탈을 허용하지 않기 때문이다.

이 구현예의 지지 링크(440), 지지 링크 상부 장착 받침대(441) 및 지지 링크 하부 장착 받침대(442)는 여기에서 기술된 휠 페어링 장치(400)에 대한 서스펜션-장착 지지부(495)의 추가 실시예를 구성한다. 여기에서 기술된 다른 서스펜션-장착 지지부는 기본 구현예의 상부 지지 받침대(102)와 하부 지지 받침대(103)에 의해 예시된다.

여기에서 기술된 다른 구현예들과는 달리, 이 추가 구현예에서는 휠 페어링 장치(400)가 접어 넣어질 때 휠 페어링 장치(400)와 서스펜션 시스템 사이에 지지 링크(440)를 통한 물리적 연결이 항상 존재한다. 지지 링크(440)는 또한 여기에서 기술된 다른 구현예에서 휠 페어링과 서스펜션을 기능적으로 맞물리게 하는 데 사용될 수 있다.

제4 추가 구현예 -도 8a, 8b

도 8a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(501)를 갖는 본 발명에 따른 휠 페어링 장치(500)의 제4 추가 구현예의 3/4 전방 투시도다. 도 8b는 접어 넣어진 위치에서 휠 페어링 장치(500)를 갖는 동일한 구현예의 대응하는 도면이다.

이 제4 추가 구현예는 상부 가이드 링크 기부 힌지(506)를 통해 차량 몸체에 연결되고 상부 가이드 링크 첨단부 힌지(507)를 통해 페어링 몸체(501)에 연결되는 상부 가이드 링크(504)를 포함한다. 제4 추가 구현예는 또한 하부 가이드 링크 기부 힌지(508)를 통해 차량 몸체(118)에 연결되고 하부 가이드 링크 첨단부 힌지(509)를 통해 페어링 몸체(501)에 연결되는 하부 가이드 링크(505)를 포함한다. 두 가이드 링크는 페어링 몸체가 수직으로 움직일 때 차량의 몸체에 대한 페어링 몸체(501)의 방향을 유지한다.

페어링 몸체(501)는 페어링 몸체(501)가 접어 넣어진 위치에 있을 때에도 항상 자동차(198)의 운행에 의해 발생하는 공기흐름에 노출되는 두드러지게 큰 다이브 평면(539)을 갖는다. 여기에서 기술된 본 발명의 다른 구현예들과 달리, 휠 페어링 리트랙터(590)는 리트랙션 반대 중량(retraction counter weight)(580)에 의해 보완되는 리트랙션 스프링(510)으로 구성된다. 리트랙션 스프링(510)과 리트랙션 반대 중량(580)은 휠 페어링 장치(500)의 질량에 의해 가해지는 하방 토크에 반대하도록 충분한 상방 토크를 가함에 의하여 휠 페어링 장치(500)를 접어 넣어진 위치로 유지하도록 적합화된다. 리트랙션 스프링(510)은 하부 가이드 링크(505)의 기부에서 상방 토크를 가하는 한편 리트랙션 반대 중량(580)은 하부 가이드 링크 기부 힌지(508)에서 하부 가이드 링크(504)의 기부에 연결된다.

다이브 평면(539)은 자동차(198)의 전진속도가 증가함에 따라 증가하는 하방 힘을 발생하도록 설계된다. 이는 공기역학적 힘이 공기 속도의 제곱에 비례하여 증가하므로 가능하다. 특정한 전진속도 기준점을 넘으면, 다이브 평면(539)에 의해 가해지는 하방 토크가 리트랙션 스프링(510)과 리트랙션 반대 중량(580)에 의해 가해지는 상방 토크를 초과한다. 이 결과는 단순 페어링 몸체(501)가 설계된 차량 속도 기준점을 넘으면 자동으로 펼쳐지는 것이다. 이 목적을 위하여 유용한 속도 기준점의 예는 70 km/h이다. 70 km/h 이하에서는 종종 도로가 펼침에 적합하지 않을 수 있으며 공기역학적 힘이 덜 현저할 수 있는 반면, 70 km/h 또는 그 이상에서는 도로는 더 매끄러운 경향이 있고 휠 페어링 장치(500)의 펼침에 적합하다. 다른 차량 속도 기준점이 물론 사용될 수 있다.

펼쳐진 상태에서, 페어링 몸체(501)는 차량의 서스펜션에 의해 정상적으로 지지된다. 그러므로, 그 펼쳐진 상태에서, 페어링 몸체(501)는 차량 바퀴(117)와 함께 왕복운동한다. 따라서, 본 발명의 다른 구현예들과는 달리 페어링 몸체(501)의 펼침은 차량 속도에 의존하며 공기역학적으로 유도된다.

리트랙션 스프링(510)은 이 구현예에서 도시된 바와 같이 토션 스프링의 형태이지만, 코일 스프링, 가스 스프링과 같은 다른 유형의 스프링이나 페어링 몸체(501)에 상방 리트랙션 힘을 가할 수 있는 다른 적합한 수단이 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 또는, 리트랙션 반대 중량(580)이 없는 적합한 세기의 리트랙션 스프링(510)만을 사용하거나, 리트랙션 스프링(510)이 없이 적합한 질량의 리트랙션 반대 중량(580)만을 사용할 수 있음을 고려한다.

추가로, 다이브 평면(539)은 페어링 몸체(501)를 펼치기에 충분한 적합한 수준의 다운포스를 발생할 수 있는 임의의 형태의 것일 수 있음을 고려한다. 이러한 다운포스는, 선택적으로, 페어링 몸체(501)의 전체 형태 또는 페어링 몸체(501)의 다른 공기역학적 요소에 의해 가해질 수 있다. 하방 힘을 발생하는 공기역학적 요소는 이 구현예의 하부 가이드 링크(505)를 포함하여 휠 페어링 장치(500)의 하나 또는 그 이상의 구성요소 상에 또는 휠 페어링 장치(500)에 물리적으로 연결된 하나 또는 그 이상의 구조 상에 배치될 수 있다. 공기역학적 힘을 통해 휠 페어링 장치(500)를 펼칠 수 있도록 적합화된 구조 또는 구조 세트는 여기에서 "공기역학적 디플로이어(aerodynamic deployer)"로 지칭된다.

펼침을 막는 메커니즘이 포함될 수 있다. 이러한 메커니즘은 속도에 의존하도록 만들어져 차량 속도가 휠 페어링 장치(500)의 자동 펼침을 위한 전진속도 기준값을 훨씬 넘을 때까지 휠 페어링 장치(500)가 펼쳐지지 않도록 한다. 이는 휠 페어링 장치(500)가 지나치게 빠르게 연속적으로 펼쳐지고 접어 넣어지는 것을 반복하는 것을 막을 것이다.

제5 추가 구현예 -도 9a, 9b

도 9a는 펼쳐진 위치의 페어링 몸체(601)를 갖는 본 발명에 따른 휠 페어링 장치(600)의 제5 추가 구현예의 좌측 입면도이다. 도 9b는 접어 넣어진 위치의 페어링 몸체(601)를 갖는 동일한 구현예의 대응하는 도면이다. 바퀴(117)와 함께 왕복운동하기 위하여 차량의 서스펜션에 의해 기계적으로 움직이는 여기에서 기술된 본 발명의 다른 구현예들과 달리, 제5 추가 구현예의 페어링 몸체(601)는 서스펜션 위치 센서(671)에 응답하는 페어링 몸체 위치 엑추에이터(670)에 의해 움직인다.

여기에서 기술된 본 발명의 다른 구현예들과 달리, 페어링 몸체(601)와 차량의 서스펜션 사이에 직접적인 접촉이 없다. 서스펜션 위치 센서(671)는 차량 몸체(118)와 하부 제어 아암(119) 상의 지점에 연결된 선형 전위차계(potentiometer)이다. 서스펜션 위치와 이에 따라 바퀴(117)에 인접한 차량 몸체(118)의 지상고(ride height)를 감지하기 위하여 다른 적합한 센서 수단이 대신 사용될 수 있다.

더 일반적으로, 기술된 바와 같은 서스펜션 위치 센서(671)를 포함하여, 바퀴(117)에 인접한 차량 몸체(118)의 지상고를 감지하도록 적합화된 지상고 센서가 사용될 수 있다. 이러한 지상고 센서는, 예를 들면, 바퀴(117)에 인접한 차량 몸체(118)와 도로 사이의 거리를 측정하도록 적합화된 몸체-장착 레이저 거리 센서일 수 있다. 다른 지상고 센서 수단이 대신 사용될 수 있다.

페어링 몸체 위치 엑추에이터(670)는 페어링 몸체(601)와 연결되는 지지 링크(672)에 연결된다. 지지 링크는 이 구현예에서는 휠 페어링 위치 엑추에이터(670)의 끌어올리는 힘을 페어링 몸체(601)로 전달하지만 페어링 몸체(601)로부터 실질적인 상방 힘을 페어링 몸체 위치 엑추에이터(670)로 전달하지는 않는 케이블의 형태이다. 이는 페어링 몸체 위치 엑추에이터(670)를 페어링 몸체(601)가 예를 들면 도로(199) 또는 그 위의 물체와의 접촉에 의해 받는 상방 힘으로부터 보호하는 역할을 한다.

페어링 몸체의 수직 이동은 팬토그래픽 가이드 링크(604)에 의해 그 움직임 범위 전체에 걸쳐 안내된다. 다른 유형의 페어링 몸체 가이드가 사용될 수도 있다. 또는 지지 링크(672)나 그 자체 상에서 페어링 몸체(601)의 이동 경로를 결정하고 따라서 지지 링크 및 페어링 몸체 가이드 모두의 역할을 수행할 수도 있다. 이러한 지지 링크(672)는 페어링 몸체 위치 엑추에이터(670)에 고정 부착되고 페어링 몸체(101)에 고정 부착된 구부러지지 않는 막대의 형태일 수 있다. 페어링 몸체 위치 엑추에이터(670)는 전기 선형 엑추에이터를 포함하여, 대부분의 서스펜션 움직임의 속도를 근사하는 움직임이 가능한 적합한 유형의 임의의 것일 수 있다.

서스펜션 위치 센서(671)는 서스펜션의 위치를 감지하고 대응하는 값을 페어링 몸체 높이 ECU(electronic control unit)(673)로 출력한다. 페어링 몸체 높이 ECU(673)는 페어링 몸체 위치 엑추에이터(670)로 적절한 신호를 출력하도록 적합화되어 페어링 몸체(601)가 대응하는 차량 바퀴(117)의 위치 또는 차량 바퀴(117)에 인접하는 차량 몸체(118)의 지상고에 대응하는 위치를 가정하도록 한다. 페어링 몸체 높이 ECU(673)는 또한 속도 센서와 같은 다른 센서 수단, 운전자-조작 리트랙션 스위치 및 차체 자세 제어 시스템(vehicle stability assist system)과 같은 다른 프로세서 수단에 응답하도록 만들어질 수 있으며, 그 입력에 따라 페어링 몸체(601)의 지상고에 관련된 적절한 출력을 발생하도록 적합화될 수 있다.

상기 자세한 설명이 많은 구체사항을 포함하지만, 이들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 대신, 상세한 설명은 현재로서 바람직한 구현예의 일부를 예시하는 것으로 독해되어야 한다. 개시된 청구대상의 범위는, 그러므로, 위에서 주어진 구현예들에 의해서만이 아니라 첨부된 청구범위 및 그 법적 균등물에 의해 결정된다.

100 휠 페어링 장치
101 페어링 몸체
102 상부 지지 받침대
103 하부 지지 받침대
104 상부 가이드 링크
105 하부 가이드 링크
106 상부 가이드 링크 기부 힌지
107 상부 가이드 링크 첨단부 힌지
108 하부 가이드 링크 기부 힌지
109 하부 가이드 링크 첨단부 힌지
110 회전 리트랙션 액추에이터
111 리트랙션 레버
112 가이드 레버
113 리딩 요소
114 트레일링 요소
115 모터
116 휠 하우징
117 바퀴
118 차량 몸체
119 하부 제어 아암
120 상부 제어 아암
121 서스펜션 업라이트
122 리트랙션 스위치
123 상부 지지 받침대의 베어링 표면
124 하부 지지 받침대의 베어링 표면
125 휠 페어링 리트랙션 제어 ECU
126 리딩 요소 오목부
127 트레일링 요소 오목부
128 휠 팬트
129 동축 토션 스프링
130 상부 제어 아암의 기부 힌지
131 하부 제어 아암의 기부 힌지
132 차량 속도 센서
133 리트랙션 레버 베어링
134 휠 페어링 유지 후크
135 쿠션 패드
136 휠 페어링 유지 래치 스프링
137 휠 페어링 유지 래치 보덴 케이블
138 휠 페어링 유지 래치 캠
139 다이브 평면
140 케이블 복귀 스프링
143 디퓨져
146 휠 페어링 유지 래치
147 리트랙션 패드
150 페어링 몸체 가이드
155 휠 페어링 상방 제약부
190 휠 페어링 리트랙터
195 서스펜션-장착 지지부
198 자동차
199 도로
200 휠 페어링 장치
201 페어링 몸체
202 상부 지지 받침대
203 하부 지지 받침대
204 단순 가이드 링크
206 단순 가이드 링크 기부 힌지
210 회전 리트랙션 엑추에이터
211 리트랙션 레버
212 가이드 레버
213 리딩 요소
222 리트랙션 스위치
226 자유 리딩 요소 오목부
228 휠 팬트
229 동축 토션 스프링
233 리트랙션 레버 베어링
239 다이브 평면
248 쿠션 패드
290 휠 페어링 리트랙터
300 휠 페어링 장치
301 페어링 몸체
302 상부 지지 받침대
303 하부 지지 받침대
304 전방 팬토그래픽 가이드 링크
305 후방 팬토그래픽 가이드 링크
310 선형 리트랙션 엑추에이터
313 리딩 요소
326 리딩 요소 오목부
328 휠 팬트
350 페어링 몸체 가이드
351 리트랙션 케이블
352 풀리
360 상부 플레이트
361 하부 플레이트
362 내부 접힘 지지 막대 쌍
363 외부 접힘 지지 막대 쌍
364 지지 막대 힌지
365 지지 막대 슬라이드
390 휠 페어링 리트랙터
400 휠 페어링 장치
401 페어링 몸체
404 단순 가이드 링크
426 단순 휠 페어링 오목부
440 지지 링크
441 지지 링크 상부 장착 받침대
442 지지 링크 하부 장착 받침대
495 서스펜션-장착 지지부
500 휠 페어링 장치
501 페어링 몸체
504 상부 가이드 링크
505 하부 가이드 링크
506 상부 가이드 링크 기부 힌지
507 상부 가이드 링크 첨단부 힌지
508 하부 가이드 링크 기부 힌지
509 하부 가이드 링크 첨단부 힌지
510 리트랙션 스프링
539 다이브 평면
580 리트랙션 반대 중량
590 휠 페어링 리트랙터
600 휠 페어링 장치
601 페어링 몸체
604 팬토그래픽 가이드 링크
670 페어링 몸체 위치 엑추에이터
671 서스펜션 위치 센서
672 지지 링크
673 페어링 몸체 높이 ECU
701 페어링 몸체
728 휠 팬트
750 리딩 요소 흡입구

Claims

자동차의 바퀴(wheel)와 함께 왕복운동하도록(reciprocate with) 적합화된 휠 페어링(fairing) 장치에 있어서, 상기 바퀴는 상기 자동차의 몸체와 상기 바퀴 사이의 상대 수직 변위를 허용하도록 적합화된 서스펜션 시스템을 통해 상기 자동차의 몸체에 연결되고, 상기 휠 페어링 장치는:
a. 상기 바퀴에 인접하며, 공기 저항 감소; 다운포스 증가; 브레이크로의 기류 증가; 휠 스프레이 감소 중 적어도 하나의 효과를 생성하도록 적합화된 페어링 몸체,
b. 상기 자동차의 상기 몸체에 대한 상기 페어링 몸체의 이동 경로를 결정하도록 적합화되며, 상기 자동차의 상기 몸체에 대한 상기 페어링 몸체의 수직 이동을 실질적으로 제한하지 않는 페어링 몸체 가이드, 및
c. 상기 휠 페어링 장치가 상기 서스펜션 시스템과 맞물릴 때 상기 휠 페어링 장치를 동적으로 지지하고, 상기 휠 페어링 장치가 상기 서스펜션 시스템과 맞물려 있을 때 상기 휠 페어링 장치가 상기 자동차의 상기 몸체에 의해 유지되는 것보다 횡단되는 도로 위에서 더 일정한 거리를 유지하도록 상기 휠 페어링 장치가 상기 바퀴와 함께 왕복운동하도록 적합화되는, 서스펜션-장착 지지부를 포함하며, 상기 휠 페어링 장치는 상기 바퀴에 대해 하방으로 제약되고(constrained) 상기 바퀴에 대해 상방으로는 실질적으로 제약되지 않는,
휠 페어링 장치.
제1항에 있어서,
상기 자동차의 상기 몸체에 대해 상기 휠 페어링 장치를 상승 및 하강시키는 휠 페어링 리트랙터를 더 포함하며, 상기 휠 페어링 장치의 상기 자동차의 상기 몸체로의 상승은 상기 휠 페어링 장치를 상기 서스펜션 시스템으로부터 기능상 이탈시켜 상기 휠 페어링 장치가 상기 자동차의 상기 몸체에 대해 상기 바퀴와 함께 왕복운동하지 않게 하고, 상기 휠 페어링 장치의 상기 자동차의 상기 몸체로부터의 하강은 상기 휠 페어링 장치를 상기 서스펜션 시스템과 기능상 맞물리게 하여 상기 휠 페어링 장치가 상기 자동차의 상기 몸체에 대해 상기 바퀴와 함께 왕복운동하게 하는,
휠 페어링 장치.
제2항에 있어서,
상기 휠 페어링 리트랙터는 상기 페어링 몸체 가이드를 통해 상기 휠 페어링 장치를 상승 및 하강시키는,
휠 페어링 장치.
제2항에 있어서,
상기 자동차의 운전자에 의해 구동되도록 적합화되며 상기 휠 페어링 리트랙터에 작동상 연결되는(operatively connected) 운전자-조작 리트랙션 스위치를 더 포함하는,
휠 페어링 장치.
제2항에 있어서,
리트랙션 제어 ECU 및 차량 속도 센서를 더 포함하며, 상기 리트랙션 제어 ECU는 상기 휠 페어링 리트랙터에 작동상 연결되고 상기 차량 속도 센서로부터의 출력에 응답하고, 상기 리트랙션 제어 ECU는 상기 자동차의 속도가 프로그램된 차량 속도 기준값 이상일 때 상기 휠 페어링 장치를 펼치도록(deploy) 적합화된,
휠 페어링 장치.
제2항에 있어서,
상기 휠 페어링 장치가 상기 서스펜션 시스템과 맞물려 있을 때 상기 휠 페어링 장치의 상기 바퀴에 대한 상방 이동을 제약하도록 적합화된 휠 페어링 상방 제약부(constraint)를 더 포함하는,
휠 페어링 장치.
제2항에 있어서,
상기 페어링 몸체 가이드는 상기 페어링 몸체에 고정 부착되고, 상기 자동차의 상기 몸체; 상기 자동차의 상기 서스펜션 시스템의 기부 중 적어도 하나에 피봇 가능하게(pivotably) 부착되는 링크를 포함하는,
휠 페어링 장치.
제2항에 있어서,
상기 페어링 몸체 가이드는 각각 상기 페어링 몸체에 피봇 가능하게 부착되고, 상기 자동차의 상기 몸체; 상기 자동차의 상기 서스펜션 시스템의 기부 중 적어도 하나에 피봇 가능하게 부착되는 두 개의 링크를 포함하는,
휠 페어링 장치.
제8항에 있어서,
상기 페어링 몸체 가이드는 상기 페어링 몸체가 수직 이동함에 따라 상기 자동차의 상기 몸체에 대한 상기 페어링 몸체의 방향을 실질적으로 유지하도록 적합화되는,
휠 페어링 장치.
제1항에 있어서,
a. 상기 휠 페어링 장치를 상기 자동차의 상기 몸체에 대해 상승시키는 휠 페어링 리트랙터로서, 상기 휠 페어링 장치의 상기 자동차의 상기 몸체로의 상승은 상기 휠 페어링 장치를 상기 서스펜션 시스템으로부터 기능상 이탈시켜 상기 휠 페어링 장치가 상기 자동차의 상기 몸체에 대해 상기 바퀴와 함께 왕복운동하지 않게 하고, 상기 휠 페어링 리트랙터는 상기 휠 페어링 장치가 상기 휠 페어링 장치의 구성요소에 대해 작용하는 충분한 하방 공기역학적 힘을 받지 않을 때 상기 휠 페어링 장치를 접어 넣어진 위치에서(in a retracted position) 유지하기에 충분한 상방 힘을 제공하도록 적합화된, 상기 휠 페어링 리트랙터,
b. 상기 휠 페어링 장치를 상기 자동차의 상기 몸체로부터 하강시키는 공기역학적 디플로이어(aerodynamic deployer)로서, 상기 휠 페어링 장치의 상기 자동차의 상기 몸체로부터의 하강은 상기 휠 페어링 장치를 상기 서스펜션 시스템과 기능상 맞물리게 하여 상기 휠 페어링 장치가 상기 자동차의 상기 몸체에 대해 상기 바퀴와 함께 왕복운동하게 하고, 상기 공기역학적 디플로이어는 상기 자동차의 속도가 차량 속도 기준값 이상일 때 상기 휠 페어링 장치를 펼치기에 충분한 하방을 향하는, 공기역학적으로 유도된 힘을 생성하도록 적합화된 상기 휠 페어링 장치의 공기역학적 요소를 포함하는, 상기 공기역학적 디플로이어
를 더 포함하는 휠 페어링 장치.
제10항에 있어서,
상기 휠 페어링 리트랙터는 상기 자동차의 속도가 상기 속도 기준값 아래일 때 상기 휠 페어링 장치를 접어 넣어진 위치로 유지하도록 적합화된 스프링을 포함하는,
휠 페어링 장치.
자동차의 바퀴와 함께 왕복운동하도록 적합화된 휠 페어링 장치에 있어서, 상기 바퀴는 상기 자동차의 상기 몸체와 상기 바퀴 사이의 상대 수직 변위를 허용하도록 적합화된 서스펜션 시스템을 통해 상기 자동차의 몸체에 연결되고, 상기 휠 페어링 장치는:
a. 상기 바퀴에 인접하며, 공기 저항 감소; 다운포스 증가; 브레이크로의 기류 증가; 휠 스프레이 감소 중 적어도 하나의 효과를 생성하도록 적합화된 페어링 몸체,
b. 상기 페어링 몸체의 높이를 변경하도록 적합화된 페어링 몸체 높이 조정 엑추에이터,
c. 상기 바퀴 가까이의 상기 자동차의 상기 몸체의 지상고를 감지하도록 적합화된 지상고(ride height) 센서,
d. 상기 지상고 센서에 응답하고 상기 페어링 몸체 높이 조정 엑추에이터에 작동상 연결되는 페어링 몸체 높이 전자 제어 유닛으로서, 상기 자동차가 도로를 횡단함에 따라 상기 페어링 몸체가 상기 바퀴 가까이의 상기 자동차의 상기 몸체에 비해 도로 위로 더 일정한 높이를 유지하는 방식으로 상기 페어링 몸체가 상기 바퀴와 함께 왕복운동하도록 상기 페어링 몸체 높이 조정 엑추에이터로 출력을 발생하도록 적합화되는, 상기 페어링 몸체 높이 전자 제어 유닛,
e. 상기 페어링 몸체 높이 조정 엑추에이터와 상기 페어링 몸체를 연결하는 지지 링크로서, 상기 페어링 몸체 높이 조정 엑추에이터로부터 상기 페어링 몸체로 수직 이동 출력을 전달하도록 적합화된, 상기 지지 링크, 및
f. 상기 페어링 몸체의 이동 경로를 결정하도록 적합화된 페어링 몸체 가이드로서 상기 자동차의 상기 몸체에 대한 상기 페어링 몸체의 수직 이동을 실질적으로 제한하지 않는, 상기 페어링 몸체 가이드
를 포함하는 휠 페어링 장치.
제12항에 있어서,
상기 지지 링크와 상기 페어링 몸체 가이드는 동일한 구조인,
휠 페어링 장치.
제12항에 있어서,
상기 지상고 센서는 서스펜션 위치 센서인,
휠 페어링 장치.
제12항에 있어서,
상기 페어링 몸체 가이드는 상기 페어링 몸체가 수직으로 이동함에 따라 상기 자동차의 상기 몸체에 대한 상기 페어링 몸체의 방향을 실질적으로 유지하도록 적합화된,
휠 페어링 장치.