(57)【要約】      （修正有）【課題】車両が走行する際の空気抵抗を低減することを可能にしたホイールハウス減圧装置を提供する。【解決手段】炭化燃料の爆発燃焼力を用いた原動機２と、該原動機２からの排気ガスＧを排出するマフラー９と、空気入りタイヤが装着された車輪３を収容するホイールハウス４とを備えた車両１において、マフラー９に排気ガスＧの排気流によるエジェクター効果を利用した減圧室を付設すると共に、ホイールハウス４に車輪３の収容空間に連通する開口部を設け、該開口部と減圧室とを繋ぐ配管２４を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化燃料の爆発燃焼力を用いた原動機と、該原動機からの排気ガスを排出するマフラーと、空気入りタイヤが装着された車輪を収容するホイールハウスとを備えた車両において、前記マフラーに前記排気ガスの排気流によるエジェクター効果を利用した減圧室を付設すると共に、前記ホイールハウスに前記車輪の収容空間に連通する開口部を設け、該開口部と前記減圧室とを繋ぐ配管を設けたことを特徴とするホイールハウス減圧装置。
【請求項２】
前記車輪の中心軸位置で前記ホイールハウスを車両前後方向に区分したとき、前記開口部を車両前方側の区域に配置したことを特徴とする請求項１に記載のホイールハウス減圧装置。
【請求項３】
前記開口部を各ホイールハウスに対して２つ以上設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のホイールハウス減圧装置。
【請求項４】
前記開口部の開口面積を前記配管の断面積よりも大きくし、該開口部にフィルターを設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のホイールハウス減圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のホイールハウス内を減圧する装置に関し、更に詳しくは、車両が走行する際の空気抵抗を低減することを可能にしたホイールハウス減圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両が走行する際には空気抵抗を生じ、その空気抵抗が車両の燃費を低下させる要因となる。そのため、車両の空気抵抗係数（Ｃｄ値）を低減することが強く求められている。
【０００３】
車両の空気抵抗係数はタイヤ回転に伴って生じる気流によっても影響される。そこで、空気入りタイヤの側面に凹凸部を設け、その凹凸部により乱流を形成することにより、タイヤ周りを通過する空気の膨張を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように空気入りタイヤの形状を工夫することで車両の空気抵抗係数を低減する試みも有効ではあるが、必ずしも十分ではない。
【０００４】
他方、車両の空気抵抗係数を低減する手法として、アンダーフラットパネル、ディフューザー、カナード等の整流板を車両に取り付けることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、整流板を取り付ける手法は、車両の外観にも影響を及ぼすため汎用性が低いという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−７１６３８号公報
【特許文献２】特開平１−６２９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、車両が走行する際の空気抵抗を低減することを可能にしたホイールハウス減圧装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明のホイールハウス減圧装置は、炭化燃料の爆発燃焼力を用いた原動機と、該原動機からの排気ガスを排出するマフラーと、空気入りタイヤが装着された車輪を収容するホイールハウスとを備えた車両において、前記マフラーに前記排気ガスの排気流によるエジェクター効果を利用した減圧室を付設すると共に、前記ホイールハウスに前記車輪の収容空間に連通する開口部を設け、該開口部と前記減圧室とを繋ぐ配管を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明者の知見によれば、タイヤ回転に伴って生じる気流は、ホイールハウスの前方側では高圧の状態にあり、後方側では低圧の状態にある。車両走行時において低圧の渦流を纏ったタイヤは、高圧状態にあるタイヤハウスの前方側へ回転移動する際に後方側への引き戻し抗力を受ける。このような引き戻し抗力は空気入りタイヤの回転抵抗を増大させ、延いては、車両の空気抵抗を増大させる要因となる。また、ホイールハウスの側方に流出する気流は、車両の側面に沿って流れる気流を乱すため、このようなホイールハウスの側方への気流を生じさせることも車両の空気抵抗を増大させる要因となる。
【０００９】
これに対して、本発明では、マフラーに排気ガスの排気流によるエジェクター効果を利用した減圧室を付設し、ホイールハウスに車輪の収容空間に連通する開口部を設け、その開口部と減圧室とを配管で繋ぐことにより、走行時にホイールハウス内を減圧し、ホイールハウス内に定常的に滞留する圧縮空気を排除するので、空気入りタイヤの回転抵抗を低減し、延いては、車両の空気抵抗を低減することができる。また、走行時にホイールハウスの側方に流出する気流が抑制されるので、このことも車両の空気抵抗の低減に大きく寄与する。しかも、ホイールハウスに開口部を設けることは車両の外観を大きく変更するものではないので、整流板に依存する場合とは異なって、その汎用性が高い。
【００１０】
更に、走行時においてホイールハウス内に圧縮空気が滞留していると、その圧縮空気が車両におけるダウンフォースの発生を阻害するが、上述のように走行時にホイールハウス内を減圧することにより、車両におけるダウンフォースの発生を促進し、高速走行時の操縦安定性を改善するという副次的な効果を得ることができる。
【００１１】
本発明において、車輪の中心軸位置でホイールハウスを車両前後方向に区分したとき、開口部は車両前方側の区域に配置することが好ましい。これにより、走行時にホイールハウス内に定常的に滞留する圧縮空気を効果的に排除し、その結果、車両の空気抵抗を効果的に低減することができる。
【００１２】
開口部は各ホイールハウスに対して２つ以上設けることが好ましい。これにより、ホイールハウス内の広範な領域から圧縮空気を排除することができる。また、開口部の開口面積は配管の断面積よりも大きくし、その開口部にフィルターを設けることが好ましい。開口部の開口面積を配管の断面積よりも大きくした場合、ホイールハウス内の空気を効果的に吸入することが可能になるが、開口部に異物が侵入した際に配管が詰まってしまう恐れがある。そこで、開口部にフィルターを設けることにより、開口部を大きくした場合であっても配管の詰まりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態からなるホイールハウス減圧装置を備えた車両を概略的に示す平面図である。
【図２】減圧室が付設されたマフラーを示す平面図である。
【図３】マフラーに付設された減圧室を示す断面図である。
【図４】ホイールハウスの一例を示す側面図である。
【図５】ホイールハウスに形成された開口部を示す断面図である。
【図６】ホイールハウスの変形例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図５は本発明の実施形態からなるホイールハウス減圧装置を示すものである。
【００１５】
図１において、車両１の前方側には、炭化燃料の爆発燃焼力を用いた原動機２（エンジン）が搭載されている。この車両２には空気入りタイヤが装着された車輪３が配設されており、これら車輪３のうち一対の前輪及び一対の後輪の少なくとも一方に原動機２の動力が伝達されるようになっている。また、車輪３はそれぞれホイールハウス４内に収容され、各ホイールハウス４により覆われている。ホイールハウス４の構造は特に限定されるものではなく、一般に普及している種々の構造を採用することができる。
【００１６】
原動機２の排気口は、エキゾーストマニホールド５、触媒６、サブマフラー７及びエキゾーストパイプ８を介してメインマフラー９に接続されている。これにより、原動機２の排気ガスＧはメインマフラー８から排出される。
【００１７】
上記車両１において、図２に示すように、メインマフラー９には排気ガスＧの排気流によるエジェクター効果を利用した減圧室１１が付設されている。より具体的には、図３に示すように、メインマフラー９は、消音装置を内包するマフラー本体１２と該マフラー本体１２から後方に向かって突き出した排気用のパイプ１３とを備えているが、更にパイプ１３の周辺領域を覆うように減圧室１１が付設されている。減圧室１１にはパイプ１３よりも太いパイプ１４が該パイプ１３に対して同軸的に重なるように配設され、そのパイプ１３とパイプ１４との間に隙間が形成されている。そのため、パイプ１３から排気ガスＧが排出されると、その排気ガスＧの排気流によるエジェクター効果により減圧室１１が減圧状態になる。減圧室１１には一対の吸気用のパイプ１５が形成されており、減圧室１１が減圧状態になると一対のパイプ１５を介して吸気が行われる。
【００１８】
一方、図４に示すように、ホイールハウス４は車輪３を収容するための収容空間２１を備えているが、その収容空間２１に連通する開口部２２が配設されている。車輪３の中心軸Ｏの位置でホイールハウス４を車両前後方向に区分したとき、即ち、ホイールハウス４を車両前方側区域Ａ１と車両後方側区域Ａ２とに区分したとき、開口部２２は車両前方側区域Ａ１に配置されている。図５に示すように、開口部２２は外側に向かって開口面積が徐々に増大するようなラッパ状の構造を有している。開口部２２の開口端には、メッシュや不織布等から構成されたフィルター２３が設置されている。そして、開口部２２と減圧室１１との間には両者を繋ぐ配管２４が設置されている。配管２４としては、軽量であって伸縮性及び耐久性に優れたゴム組成物から構成されるゴムホースを使用することができる。減圧室１１の吸気用パイプ１５に接続された配管２４は途中で分岐して複数のホイールハウス４の開口部２２に連結されている。
【００１９】
上述したホイール減圧装置を備えた車両１においては、メインマフラー９に排気ガスＧの排気流によるエジェクター効果を利用した減圧室１１を付設する一方で、ホイールハウス４に車輪３の収容空間２１に連通する開口部２２を設け、その開口部２２と減圧室１１とを配管２４で繋いでいるので、走行時にメインマフラー９のパイプ１３から排気ガスＧが排出されると、それに伴って減圧室１１内が減圧され、更にはホイールハウス４内が減圧される。その結果、走行時にホイールハウス４内に定常的に滞留する圧縮空気が排除されるので、車輪３に装着された空気入りタイヤの回転抵抗を低減し、延いては、車両１の空気抵抗を低減することができる。
【００２０】
特に、排気ガスＧの排気流を利用して減圧効果を得ているので、この減圧効果はアクセル開度に比例して大きくなる。そのため、アクセル開度が大きくなって車両１の走行速度が上昇し、ホイールハウス４内での空気の圧縮が強くなるとき、減圧室１１からホイールハウス４に作用する減圧効果も増大するので、特定のギヤ比で走行速度が異なる状態を対比したとき、その走行速度に対応した適切な減圧効果を得ることができる。或いは、車両の空気抵抗が刻々と増大する加速状態にあっても、エンジン回転数に対応した適切な減圧効果を得ることができる。
【００２１】
なお、ホイールハウス４内から空気を吸引しても、ホイールハウス４は開放系であるため空気の供給源が断たれるわけではないが、上記減圧効果はあくまでも圧力分布の均衡を崩すことを主眼としたものであり、そのような圧力分布の均衡を崩すことが空気抵抗の低減に寄与するのである。
【００２２】
また、上述した減圧効果により、走行時にホイールハウス４の側方に流出する気流が抑制されるので、このことも車両１の空気抵抗の低減に大きく寄与する。しかも、ホイールハウス４に開口部２２を設けることは車両１の外観を大きく変更するものではないので、整流板に依存する場合とは異なって、その汎用性が高い。つまり、アンダーフラットパネル、ディフューザー、カナード等の整流板を取り付けたスポーツタイプの車両以外の一般車両についても、上述したホイールハウス減圧装置を適用することができる。
【００２３】
更に、上述したホイール減圧装置を備えた車両１においては、走行時においてホイールハウス４内を減圧することにより、車両１におけるダウンフォースの発生を促進し、高速走行時の操縦安定性を改善することができる。
【００２４】
上記ホイール減圧装置を備えた車両１において、車輪３の中心軸Ｏの位置でホイールハウス４を車両前後方向に区分したとき、開口部２２は車両前方側区域Ａ１に配置すると良い。タイヤ回転に伴って生じる気流はホイールハウス４の前方側で高圧状態になる傾向があるので、開口部２２は車両前方側区域Ａ１に配置することにより、走行時にホイールハウス４内に定常的に滞留する圧縮空気を効果的に排除し、車両１の空気抵抗を効果的に低減することができる。
【００２５】
また、上記ホイール減圧装置を備えた車両１において、開口部２２の開口面積（ｃｍ2）を配管２４の断面積（ｃｍ2）よりも大きくすることが好ましい。例えば、開口部２２及び配管２４の形状が円形である場合、開口部２２の開口端の内径を配管２４の内径よりも大きくすることが望ましい。これにより、ホイールハウス４内の空気を効果的に吸入することが可能になる。しかしながら、開口部２２の開口面積を大きくした場合、開口部２２に侵入した異物が配管２４に詰まってしまう恐れがある。そこで、開口部２２にはフィルター２３を設けると良い。これにより、開口部２２を大きくした場合であっても配管２４の詰まりを確実に防止することができる。
【００２６】
図６はホイールハウスの変形例を示すものである。図６において、開口部２２は各ホイールハウス４に対して２つ設けられている。これにより、ホイールハウス４内の広範な領域から圧縮空気を排除することができる。勿論、各ホイールハウス４に設置する開口部２２の設置数を更に増やすことも可能である。
【００２７】
上述した実施形態においては、メインマフラー９の消音装置を内包するマフラー本体１２に対して更に減圧室１１を追加した構造を採用した場合について説明したが、本発明では減圧室１１をメインマフラー９のマフラー本体１２の内部に一体的に形成することも可能である。
【実施例】
【００２８】
ガソリンを燃料とする排気量２０００ｃｃの４ストロークエンジンを搭載したセダンタイプの車両において、マフラーに排気ガスの排気流によるエジェクター効果を利用した減圧室を付設すると共に、ホイールハウスに車輪の収容空間に連通する開口部を設け、該開口部と減圧室とを繋ぐ配管を設けたホイール減圧装置を搭載し、開口部の位置、各開口部の開口面積、各ホイールハウスにおける開口部の設置数を表１のように設定した実施例１〜４の車両を製作した。
【００２９】
比較のため、ホイール減圧装置を搭載していない従来の車両（従来例）を用意した。なお、実施例１〜４において、開口部と減圧室とを繋ぐ配管（ゴムホース）の内部断面積は０．７９ｃｍ2である。
【００３０】
これら試験車両について、下記の評価方法により、航続距離を評価し、その結果を表１に併せて示した。
【００３１】
航続距離：
各試験車両について、タイヤの空気圧や荷重等の諸条件を共通にすると共に満タン状態にし、周回路からなるテストコース（２．６ｋｍ／周）にて１００ｋｍ／ｈで巡航走行を行った際の航続可能距離を計測した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど小さいほど航続距離が長く、燃費が良好であることを意味する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
この表１から明らかなように、実施例１〜４の車両は、従来例との対比において、航続距離が長く、燃費が優れていた。即ち、実施例１〜４の車両は、空気抵抗係数（Ｃｄ値）が小さいものであった。
【符号の説明】
【００３４】
１  車両
２  原動機
３  車輪
４  ホイールハウス
９  メインマフラー
１１  減圧室
１２  マフラー本体
２１  収容空間
２２  開口部
２３  フィルター
２４  配管
Ｇ  排気ガス
Ｏ  車輪の中心軸
Ａ１  車両前方側区域
Ａ２  車両後方側区域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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