タイヤ昇温装置
【課題】本発明の課題は、タイヤの温度を高め、その高めた温度を維持する熱効率に優れ、エンジン（原動機）に対して余分な負担を掛けることなく自動車の燃費を確実に向上させることができるタイヤ昇温装置を提供することにある。
【解決手段】本発明のタイヤ昇温装置Ａは、ラジエータ１０の後方に集熱カバー１を設けて集熱したエンジン排熱を、自動車Ｍの前部におけるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ（車体骨格）の中空部を介してホイールハウスＨ，Ｈ内に導いて滞留させることを特徴とする。このタイヤ昇温装置Ａは、従来のタイヤ昇温装置と異なって、ホイールハウスＨ，Ｈ内に滞留させたエンジン排熱によってタイヤＴの温度を高め、そしてその高めた温度を維持するので、温風をタイヤＴの表面に噴き付けるためのファンや圧縮装置を必要としない。
【解決手段】本発明のタイヤ昇温装置Ａは、ラジエータ１０の後方に集熱カバー１を設けて集熱したエンジン排熱を、自動車Ｍの前部におけるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ（車体骨格）の中空部を介してホイールハウスＨ，Ｈ内に導いて滞留させることを特徴とする。このタイヤ昇温装置Ａは、従来のタイヤ昇温装置と異なって、ホイールハウスＨ，Ｈ内に滞留させたエンジン排熱によってタイヤＴの温度を高め、そしてその高めた温度を維持するので、温風をタイヤＴの表面に噴き付けるためのファンや圧縮装置を必要としない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のタイヤの温度を高めるタイヤ昇温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、省エネルギや低環境負荷の要請から従来よりも増して自動車の燃費の向上が求められている。そして、タイヤに係る技術分野においては、自動車の燃費の向上を目的としたタイヤ昇温装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
このタイヤ昇温装置は、タイヤの表面に温風を噴き付けるように構成されており、タイヤの温度を高めることでタイヤの転がり抵抗を低減するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９０９１６号公報
【特許文献２】実開平４−３１６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、タイヤ周りにおいては、走行風と、高速で回転するタイヤに引っ張られてタイヤの表面で回転方向に流れる表面気流とが存在する。
したがって、従来のタイヤ昇温装置では、噴射した温風がタイヤ周りの走行風や表面気流に抗してタイヤに到達するように、ファンや圧縮装置を使用して温風を加速しなければならない。その結果、ファンや圧縮装置の駆動に費やされる電力を供給するためにエンジンに余分な負荷を掛けることとなって、却って燃費が悪化する恐れがある。
また、従来のタイヤ昇温装置では、主にタイヤのトレッド部の表面に温風を噴き付けることでタイヤの表面の温度を高めているために、タイヤの表面の熱は路面やタイヤ周りの雰囲気に逃げやすい。言い換えれば、従来のタイヤ昇温装置では、タイヤの温度を高める加熱効率が悪い。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、タイヤの温度を高め、その高めた温度を維持する熱効率に優れ、エンジン等の原動機に対して余分な負担を掛けることなく自動車の燃費を確実に向上させることができるタイヤ昇温装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決した本発明のタイヤ昇温装置は、ラジエータの後方に集熱カバーを設けて集熱した原動機排熱を、車両の前部における車体骨格の中空部を介してホイールハウス内に導いて滞留させることを特徴とする。
本発明のタイヤ昇温装置を搭載した自動車が走行すると、自動車の前側で受けた走行風の一部はラジエータを通過する。そして、ラジエータを通過した走行風は、原動機排熱を伴うと共に集熱カバーに向かう。
そして、集熱カバーから原動機排熱を伴った走行風が集熱カバーから車体骨格の中空部を介してホイールハウス内に導かれて滞留する。この際、車体骨格の中空部を流れる原動機排熱を伴った走行風は、その流れに対する外乱が殆ど無いので的確にホイールハウス内に導かれて滞留する。
その結果、タイヤ昇温装置は、ホイールハウス内に滞留した原動機排熱でタイヤの温度を高め、そして高めたタイヤの温度を維持するという２つの機能を発揮することによってタイヤの転がり抵抗を低減する。
【０００７】
また、本発明のタイヤ昇温装置は、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）のようにタイヤの表面に温風を噴き付けてタイヤの温度を高めるものと異なって、ホイールハウス内に滞留させた原動機排熱によってタイヤの温度を高め、そしてその高めた温度を維持するので、温風をタイヤの表面に噴き付けるためのファンや圧縮装置を必要としない。したがって、本発明のタイヤ昇温装置によれば、ファンや圧縮装置の駆動による余分な負荷を原動機に掛けることがない。
【０００８】
そして、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）は、前記したように、温風を噴き付けることでタイヤの表面の温度を高めているために、タイヤの表面の熱が路面やタイヤ周りの雰囲気に逃げやすい。これに対して、本発明のタイヤ昇温装置によれば、ホイールハウス内に滞留させた原動機排熱によってタイヤの温度を高め、そして高めたタイヤの温度を維持するので、タイヤに寄与する総熱量が大きく、かつタイヤに熱を連続的に（間断なく）安定して供給することができる。
【０００９】
また、本発明のタイヤ昇温装置は、原動機排熱を伴う走行風を、集熱カバーから車両の前部に配置された車体骨格の中空部を経由してホイールハウス内に導く。したがって、車体骨格の中空部を利用する区間は、走行風の案内部材（例えば、整流板やダクト等）を省略することができるので、タイヤ昇温装置の製造コストを低減することができる。
また、車体骨格の中空部を利用する区間は、走行風の案内部材（例えば、整流板やダクト等）を省略することができるので、この走行風の案内部材がエンジンルーム内で、バッテリ、エアコン配管、吸気レゾネータ等の補機と干渉し合うこともない。その結果、このタイヤ昇温装置によれば、例えば走行風の案内部材を設けたものと比較して、エンジンルーム内におけるレイアウトの自由度が広がる。
【００１０】
このような本発明のタイヤ昇温装置においては、前記原動機排熱を導く前記車体骨格は、前記ホイールハウス内を区画するインナフェンダと直結しており、前記車体骨格の前記中空部と前記ホイールハウス内とはインナフェンダに形成された開口を介して連通しているように構成することができる。
このタイヤ昇温装置では、車体骨格とインナフェンダとが直結していると共に、車体骨格の中空部とホイールハウス内とが直接的に連通しているので、車体骨格とホイールハウスとを繋ぐための走行風の案内部材（例えば、整流板やダクト等）を別途に設ける必要がない。したがって、このタイヤ昇温装置によれば、製造コストを更に低減することができると共に、エンジンルーム内のレイアウトの自由度が更に広がる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のタイヤ昇温装置は、従来のタイヤ昇温装置と異なって温風を加速する必要がなくエンジンに余分な負荷を掛けることがないので自動車の燃費を確実に向上させることができる。また、本発明のタイヤ昇温装置は、タイヤに寄与する総熱量が大きく、かつタイヤに熱を連続的に（間断なく）安定して供給することができるので、タイヤの温度を高め、そしてその高めた温度を維持するための熱効率に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のタイヤ昇温装置を搭載する自動車の前側を部分的に示す斜視図であり、自動車の左斜め後方から自動車の前側を見下ろした図である。
【図２】本発明のタイヤ昇温装置を構成する集熱カバーの斜視図である。
【図３】本発明のタイヤ昇温装置を構成する車体骨格の配置位置を説明するための斜視図であり、自動車の左斜め前方から自動車の前側を見下ろした図である。
【図４】図３のIV方向からホイールハウスに形成された開口を見上げた様子を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、走行する自動車のタイヤ周りにおける気流を模式的に示す自動車の前側の部分側面図、（ｂ）は、走行する自動車のホイールハウス内における気流を模式的に示す自動車の前側の部分側面図、（ｃ）は、ホイールハウス内における気流の分布を模式的に示す図であって、図１のＶ−Ｖ断面に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明のタイヤ昇温装置の実施形態について図を参照しながら詳細に説明する。本発明のタイヤ昇温装置は、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）と異なって、温風をタイヤにアクティブ（能動的）に噴き付けるためのファンや圧縮装置を使用せずにエンジン排熱（原動機排熱）をホイールハウス内に導くように構成されている。更に具体的に説明すると、本発明のタイヤ昇温装置は、ホイールハウスの位置よりも前方の位置で集めたエンジン排熱を走行風によってパッシブ（受動的）に左右に振り分けてホイールハウス内に導くと共に滞留させるように構成されている。
以下の説明において、前後上下左右の方向は自動車の前後上下左右の方向に一致させた図１に示す前後上下左右の方向を基準とする。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態のタイヤ昇温装置Ａは、ラジエータ１０の後方に配置された集熱カバー１と、この集熱カバー１と一体に形成されたダクト２とを有する一対の集熱部材３を備えている。
ちなみに、ラジエータ１０は、自動車Ｍ（車両）のフロントサイドフレーム１２ａ，１２ａの前端に配置されたバルクヘッドロアクロスメンバ１２ｂの上方に配置されており、フロントサイドフレーム１２ａ，１２ａの車幅方向の外側に配置されるホイールハウスＨ，Ｈよりも前方に位置することとなる。図１中、符号ＴはホイールハウスＨ内に配置されるタイヤを示している。
【００１５】
次に、前記集熱部材３について図２を参照しながら更に詳しく説明するが、本実施形態における一対の集熱部材３は、それぞれ左右対称であるほかは同一の構造を有しているので、ここでは右側の集熱部材３の構造についてのみ説明し、左側の集熱部材３についてはその説明を省略する。
集熱部材３は、前記したように、集熱カバー１と、ダクト２とを有している。
集熱カバー１は、ラジエータ１０（図１参照）と対向するように配置される集熱板１ａと、集熱板１ａの周縁から前側（ラジエータ１０側）に向かって立ち上がる壁部１ｂ，１ｃ，１ｄとを備えている。つまり、集熱カバー１は、集熱板１ａと、この集熱板１ａの周縁に設けられた壁部１ｂ，１ｃ，１ｄによって、ラジエータ１０の裏側を覆うフード状に形成されている。そして、集熱板１ａの右側縁に設けられた壁部１ｃには、ダクト２の一端が接続されており、ダクト２は、フード状に形成された集熱カバー１の内側に連通している。
【００１６】
本実施形態での集熱カバー１は、図１に示すように、ラジエータ１０の裏側面に対向するように配置することによって、エンジン排熱を効率よく集めるようになっている。なお、本発明においては、ラジエータ１０の放熱維持ができるように集熱板１ａの面積と、ラジエータ１０と集熱板１ａの間の距離を調整しながら必要な集熱量が確保できるようにすれば集熱板１ａの形状は任意に決めてよい。
ちなみに、本実施形態では、図２に示すように、集熱板１ａの上縁に設けられた壁部１ｂに、複数の放熱孔５が形成されている。この放熱孔５は、例えば走行中の自動車Ｍ（図１参照）が停止した際に、ラジエータ１０（図１参照）から放散されるエンジン排熱が集熱カバー１内で篭ることを、より確実に防止するものである。
また、壁部１ｂには、図２に示すように、前側に向かって延出する取り付けフランジ１ｅが形成されている。フランジ１eは車体の生産組立工程に応じて、集熱カバー１と別部品であっても、一体構造であってもかまわない。
また、本実施形態では、集熱板１ａの下縁に設けられた壁部１ｄの立ち上がりの高さが、集熱板１ａの上縁に設けられた壁部１ｂ、及び側縁に設けられた壁部１ｃの立ち上がりの高さよりも低くなっており、このことによってもエンジン排熱が集熱カバー１内で篭ることを更に確実に防止している。
【００１７】
本実施形態での集熱カバー１は、図１に示すように、車体（例えば、車体骨格としてのバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃ）に対して前記した取り付けフランジ１ｅがボルト等で固定されることによって取り付けられこととなる。なお、取り付けフランジ１ｅは、車体に上側から他の部材（例えば、バンパカウル１３）を取り付ける際に、当該他の部材と共締めされることが望ましい。
ちなみに、本実施形態でのタイヤ昇温装置Ａでは、前記したように車体側に集熱カバー１が固定されるので、例えばラジエータ１０のような振動部材に集熱カバー１が固定される場合と比較して、より強固にタイヤ昇温装置Ａを自動車Ｍに取り付けることができる。
【００１８】
前記ダクト２は、図２に示すように、集熱カバー１から右側（車幅方向の外側）に延びている。
そして、ダクト２は、図１に示すように、次に説明する中空の車体骨格であるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄに接続されると共に、このバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部に連通している。更に具体的に説明すると、本実施形態でのダクト２の先端は、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの前部内側に形成された開口１２ｈに挿嵌されている。
なお、このバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄは、特許請求の範囲にいう「車体骨格」に相当する。
【００１９】
図３に示すように、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ，１２ｄは、前記した各フロントサイドフレーム１２ａ，１２ａの略上方で自動車Ｍの前後方向に延設された中空部材であって、その後端はフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅ，１２ｅに接続されている。ちなみに、このフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅ，１２ｅは、ホイールハウスＨ，Ｈを区画するインナフェンダ６，６における前側の一部を構成すると共に、車体骨格でもある。
【００２０】
そして、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ，１２ｄの前端には、前記したバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃが配置されている。ちなみに、ラジエータ１０の上端は、このバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃの後でこれに沿うように配置されている。なお、図３中、符号１２ｆはバルクヘッドサイドステイであり、バルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃと、前記したバルクヘッドロアクロスメンバ１２ｂとを接続している。これらのフロントサイドフレーム１２ａ、バルクヘッドロアクロスメンバ１２ｂ、バルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃ、及びバルクヘッドサイドステイ１２ｆは、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ及びフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅと共に、自動車Ｍの前側における車体骨格を構成している。
【００２１】
そして、図３に示すように、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの後端は、アッパメンバ１２ｊ（ホイールハウスアッパメンバ）と接続されている。このアッパメンバ１２ｊは、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの後端から車両Ｍの更に後側に向かって延設された中空部材である。なお、本実施形態でのアッパメンバ１２ｊの前側は、中空部が仕切り壁１２ｇで封止されている。つまり、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄは、その前がバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃで封止され、その後が仕切り壁１２ｇで封止されることによって、集熱部材３のダクト２の一端が挿嵌される開口１２ｈと、次に説明するフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅに形成された開口７とを除いて、中空部が閉空間となっている。
【００２２】
フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅは中空部材であって、前記したように、ホイールハウスＨを区画するインナフェンダ６における前側の一部を構成している。
フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅは、図３及び図４に示すように、フロントサイドフレーム１２ａの前側に設けられたフロントサイドガゼット１２ｋに前端が接続されると共に、ホイールハウスＨを区画するように、自動車Ｍの後上方に向かって延設されている。そして、その後端はバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの後端と接続されており、フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅの中空部と、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部同士は、連通し合っている。なお、図３及び図４中、符号Ｔは、タイヤであり、図４中、符号１２ｇは仕切り壁である。
【００２３】
そして、フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅの後端の下面には、図４に示すように、ホイールハウスＨ内に臨む開口７が形成されている。この開口７は、特許請求の範囲にいう「インナフェンダに形成された開口」に相当する。
この開口７は、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部とホイールハウスＨ内とを連通させることとなる。つまり、図３に示すように、集熱カバー１とホイールハウスＨ内とは、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を介して連通している。ちなみに、本実施形態での開口７は一つのホイールハウスＨあたりに３つ形成されており、ホイールハウスＨの前側寄りの上方で前後に並ぶように配置されている。そして、これらの開口７は、車幅方向（図４の左右方向）の内側寄りに形成されており、後記するように、ホイールハウスＨ内において気流の速度が著しく小さい気流領域Ｃ３（図５（ｃ）参照）に臨むように形成されている。
【００２４】
本実施形態でのタイヤ昇温装置Ａは、図３に示すように、ストレーキ１４を更に備えている。このストレーキ１４は、タイヤＴの直前に配置される空力デバイスであって、本実施形態でのストレーキ１４は、タイヤＴの直前で下垂する板状体で形成されている。このストレーキ１４は、本来、タイヤＴのトレッド部に走行風が直接当たることによって生じるドラッグ（Ｃｄ値）を低減するものとして知られている。そして、本実施形態におけるストレーキ１４は、後記するように、この作用に加えてエンジン排熱を伴わない走行風がタイヤＴの前方及びタイヤＴの内側方部（ホイールハウスＨ内のタイヤＴが存在しないゾーン）からホイールハウスＨ内に流入する風量を減少させる。その結果、ストレーキ１４は、エンジン排熱をホイールハウスＨ内に、より安定して滞留させることができる。
【００２５】
次に、本実施形態に係るタイヤ昇温装置Ａの作用効果について説明する。
図３に示すように、タイヤ昇温装置Ａを搭載した自動車Ｍが走行すると、自動車Ｍの前側で受ける走行風Ｗの一部は、ラジエータ１０を通過する。そして、ラジエータ１０を通過した走行風Ｗは、エンジン排熱を伴うと共に集熱カバー１，１に向かう。
集熱カバー１，１からそれぞれ左右に延びたダクト２，２を通過した走行風Ｗは、開口１２ｈ，１２ｈを介してバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ，１２ｄの中空部に入り込む。
次いで、図４に示すように、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部に入り込んだ走行風Ｗは、フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅに形成された開口７を介してホイールハウスＨ内に導かれる。この際、ダクト２を経由してバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を流れるエンジン排熱を伴った走行風Ｗは、その流れに対する外乱が殆ど無いので的確にホイールハウスＨ内に導かれる。
【００２６】
一方、図５（ａ）に示すように、走行する自動車ＭのタイヤＴ周りにおいては、走行風Ｗが流入する。また、タイヤＴ周りには、高速で回転するタイヤＴに引っ張られてその表面で回転方向に流れる表面気流Ｓが存在する。
【００２７】
これに対して、図５（ｂ）に示すように、ホイールハウスＨ内においては、ハブ２０の車幅方向の内側で、走行風Ｗが図示しないバンパ下部や床下から流入する。
しかしながら、走行中の自動車Ｍであっても、ホイールハウスＨの上部（後記する気流領域Ｃ３（図５（ｃ）参照））における気流Ｆは、その速度が著しく小さく、流れる方向も無秩序な渦流に似た流れを形成することを本発明者らは確認している。具体的には、本発明者らが行ったシミュレーションによる計測では、３０ｋｍ／ｈで走行する自動車のホイールハウスＨ内の上部における気流の速度は、１．０〜２．０ｍ／ｓ程度であり、９０ｋｍ／ｈで走行する自動車のホイールハウスＨ内の上部における気流の速度は、３．０〜５．０ｍ／ｓ程度であった。
【００２８】
つまり、図５（ｃ）に示すように、ホイールハウスＨ内においては、主に、タイヤＴ周りに形成される気流領域Ｃ１と、ハブ２０の内側で走行風Ｗ（図５（ｂ）参照）が流れ込む気流領域Ｃ２と、気流の速度が著しく小さい気流領域Ｃ３とに分れている。
なお、図５（ｃ）中、符号２１はタイヤＴを装着するホイールを示し、符号２２はドライブシャフトを示し、符号２３はナックルを示し、符号２４はロアアームを示し、符号２５はアッパアームを示し、符号２６はダンパを示している。
そして、前記したように、開口７は、気流の速度が著しく小さい気流領域Ｃ３に臨むように形成されている。
【００２９】
その結果、図４に示す開口７を介して図５（ｃ）に示す気流領域Ｃ３に流れ込んだ走行風Ｗは、エンジン排熱を気流領域Ｃ３に滞留させる。
つまり、本実施形態のタイヤ昇温装置Ａでは、図５（ｃ）に示すように、気流領域Ｃ３に滞留したエンジン排熱がタイヤＴの温度を高める。特に、タイヤＴの内側面（車両の幅方向内側のサイドウォール部）が効率的に加熱される。ちなみに、トレッド部よりもゴム厚が薄いサイドウォール部は、熱容量を大きく確保できるタイヤ空気室内に対する熱移動を容易にしている。そして、気流領域Ｃ３に滞留したエンジン排熱は、高めたタイヤＴの温度を維持する。
【００３０】
以上のようなタイヤ昇温装置Ａによれば、ホイールハウスＨ内に滞留したエンジン排熱によってタイヤＴの温度を高め、そして高めたタイヤＴの温度を維持するので、タイヤＴの転がり抵抗を低減することができる。その結果、自動車Ｍの燃費が向上する。
【００３１】
また、タイヤ昇温装置Ａは、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）のようにタイヤの表面に温風を噴き付けてタイヤの温度を高めるものと異なって、ホイールハウスＨ内に滞留させたエンジン排熱によってタイヤＴの温度を高め、そしてその温度を維持するので、温風をタイヤの表面に噴き付けるために加速するファンや圧縮装置を必要としない。したがって、タイヤ昇温装置Ａによれば、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）と異なって、温風を加速するファンや圧縮装置の駆動に費やされる電力を供給するためにエンジンに余分な負荷を掛けることがないので、自動車Ｍの燃費を確実に向上させることができる。
【００３２】
また、タイヤ昇温装置Ａは、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）と異なって、温風を加速するファンや圧縮装置を必要としないので、これらのファンや圧縮装置の制御システムも必要としない。その結果、タイヤ昇温装置Ａによれば、従来のタイヤ昇温装置よりも簡素な構成となるので、部品点数や製造コストを低減することができる。そして、部品点数を少なくして自動車Ｍの重量を低減することによってもタイヤ昇温装置Ａは燃費の向上に寄与することができる。
【００３３】
また、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）では、温風を噴き付けることでタイヤの表面の温度を高めているために、タイヤの表面の熱は路面やタイヤを取り巻く雰囲気に逃げやすい。これに対して、タイヤ昇温装置Ａは、ホイールハウスＨ内に滞留させたエンジン排熱によって、常時タイヤＴの温度を高め、そして高めたタイヤＴの温度を維持するので、タイヤＴに寄与する総熱量（気流領域Ｃ３での総熱量）が大きく、タイヤＴに対し熱を連続的に（間断なく）安定して供給することができる。その結果、タイヤ昇温装置Ａは、従来のタイヤ昇温装置と比較して、タイヤＴの温度をそしてその高めた温度を維持する熱効率が優れている。
【００３４】
また、タイヤ昇温装置Ａは、車体骨格であるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を利用してエンジン排熱を伴う走行風ＷをホイールハウスＨ内に導く。したがって、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を利用する区間は、走行風Ｗの案内部材（例えば、整流板やダクト等）を省略することができるので、タイヤ昇温装置Ａの製造コストを低減することができる。
また、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を利用する区間は、走行風Ｗの案内部材（例えば、整流板やダクト等）を省略することができるので、この走行風Ｗの案内部材がエンジンルーム内で、バッテリ、エアコン配管、吸気レゾネータ等の補機と干渉し合うこともない。その結果、このタイヤ昇温装置Ａによれば、例えば走行風Ｗの案内部材を設けたものと比較して、エンジンルーム内におけるレイアウトの自由度が広がる。
【００３５】
また、タイヤ昇温装置Ａは、車体骨格であるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を利用してエンジン排熱を伴う走行風ＷをホイールハウスＨ内に導く。したがって、このタイヤ昇温装置Ａでは、走行風Ｗがバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を通過する際に、エンジンやトランスミッション等からの熱伝達（対流熱伝達）、及び熱放射（輻射）によって更にエンジン排熱を受け取ることとなる。その結果、このタイヤ昇温装置Ａによれば、更に効率よくタイヤＴの温度を高め、そして高めたタイヤＴの温度を維持することができる。
【００３６】
また、このタイヤ昇温装置Ａは、車体骨格であるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄがインナフェンダ６の一部を構成するフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅと直結していると共に、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部とホイールハウスＨ内とが開口７を介して直接的に連通しているので、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄとホイールハウスＨとを繋ぐ走行風Ｗの案内部材（例えば、整流板やダクト等）を別途に設ける必要がない。したがって、このタイヤ昇温装置Ａによれば、製造コストを更に低減することができると共に、エンジンルーム内のレイアウトの自由度が更に広がる。
【００３７】
また、タイヤ昇温装置Ａは、図３に示すように、タイヤＴの直前にストレーキ１４を有しているので、バンパ下部や床下等を流れることでエンジン排熱を伴わない走行風がタイヤＴの正面から当たることを回避している。つまり、ストレーキ１４は、エンジン排熱を伴わない走行風がタイヤＴに衝突し、かつその後にホイールハウスＨ内に流入する風量を減少する。更に詳しく説明すると、ストレーキ１４は、図５（ａ）に示すタイヤＴ周りに流入するエンジン排熱を伴わない走行風Ｗを減少させることにより、表面気流Ｓと走行風Ｗが衝突し、乱流となってホイールハウスＨの外部に漏れ出る流量を減少させる。また、ストレーキ１４は、図５（ｂ）に示す場合においても、エンジン排熱を伴わない走行風ＷがホイールハウスＨの上部に流入する流量を抑制することができる。これを言い換えれば、図５（ｃ）に示す気流領域Ｃ２が縮小すると共に、ホイールハウスＨ内で気流の速度が著しく小さい気流領域Ｃ３が拡大する。その結果、このタイヤ昇温装置Ａは、エンジン排熱をホイールハウスＨ内に、より大きな領域で、より安定して滞留させる。したがって、このタイヤ昇温装置Ａによれば、タイヤＴの温度を高め、そして高めたタイヤの温度を維持する熱効率が更に優れることとなる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態では、インナフェンダ６の一部を構成するフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅに形成した開口７を介してバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部とホイールハウスＨ内とを連通させているが、本発明はバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部とホイールハウスＨ内とを連通させるダクト等の走行風Ｗの案内部材を備えるものであってもよい。
【００３９】
また、前記実施形態では、集熱カバー１を車体骨格であるバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃに取り付けているが、本発明は集熱カバー１をラジエータ１０に取り付けるものであてもよい。この場合、集熱部材３のダクト２は、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄに向かって延びる途中に蛇腹ブーツ等で形成された振動緩衝部を設けるのが望ましい。
【００４０】
また、前記実施形態では、集熱部材３のダクト２がバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの開口１２ｈに挿嵌されているが、本発明はダクト２が開口１２ｈの開口縁に機械的締結具や溶着等によって接続されたものであってもよい。
【００４１】
また、前記実施形態では、エンジン排熱を伴った走行風Ｗを、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を介してホイールハウス内に導いているが、本発明は自動車Ｍの前部における車体骨格であればバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄに限定するものではなく、例えば中空のフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅ等の他の車体骨格を介して走行風ＷをホイールハウスＨ内に導くものであってもよい。
また、前記実施形態では、左右対称となる以外は同一構造の集熱部材３を有するものについて説明したが、一対の集熱部材３は左右非対称のものであってもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、エンジン自動車に適用するタイヤ昇温装置について説明したが、本発明は原動機がモータである電気自動車（ハイブリッド車及び燃料電池車を含む）に適用されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ 集熱カバー
２ ダクト
３ 集熱部材
５ 放熱孔
６ インナフェンダ
７ 開口
１０ ラジエータ
１２ｄ バルクヘッドアッパサイドフレーム（車体骨格）
１４ ストレーキ
Ａ タイヤ昇温装置
Ｍ 自動車（車両）
Ｈ ホイールハウス
Ｔ タイヤ
Ｗ 走行風
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のタイヤの温度を高めるタイヤ昇温装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、省エネルギや低環境負荷の要請から従来よりも増して自動車の燃費の向上が求められている。そして、タイヤに係る技術分野においては、自動車の燃費の向上を目的としたタイヤ昇温装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
このタイヤ昇温装置は、タイヤの表面に温風を噴き付けるように構成されており、タイヤの温度を高めることでタイヤの転がり抵抗を低減するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２９０９１６号公報
【特許文献２】実開平４−３１６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、タイヤ周りにおいては、走行風と、高速で回転するタイヤに引っ張られてタイヤの表面で回転方向に流れる表面気流とが存在する。
したがって、従来のタイヤ昇温装置では、噴射した温風がタイヤ周りの走行風や表面気流に抗してタイヤに到達するように、ファンや圧縮装置を使用して温風を加速しなければならない。その結果、ファンや圧縮装置の駆動に費やされる電力を供給するためにエンジンに余分な負荷を掛けることとなって、却って燃費が悪化する恐れがある。
また、従来のタイヤ昇温装置では、主にタイヤのトレッド部の表面に温風を噴き付けることでタイヤの表面の温度を高めているために、タイヤの表面の熱は路面やタイヤ周りの雰囲気に逃げやすい。言い換えれば、従来のタイヤ昇温装置では、タイヤの温度を高める加熱効率が悪い。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、タイヤの温度を高め、その高めた温度を維持する熱効率に優れ、エンジン等の原動機に対して余分な負担を掛けることなく自動車の燃費を確実に向上させることができるタイヤ昇温装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決した本発明のタイヤ昇温装置は、ラジエータの後方に集熱カバーを設けて集熱した原動機排熱を、車両の前部における車体骨格の中空部を介してホイールハウス内に導いて滞留させることを特徴とする。
本発明のタイヤ昇温装置を搭載した自動車が走行すると、自動車の前側で受けた走行風の一部はラジエータを通過する。そして、ラジエータを通過した走行風は、原動機排熱を伴うと共に集熱カバーに向かう。
そして、集熱カバーから原動機排熱を伴った走行風が集熱カバーから車体骨格の中空部を介してホイールハウス内に導かれて滞留する。この際、車体骨格の中空部を流れる原動機排熱を伴った走行風は、その流れに対する外乱が殆ど無いので的確にホイールハウス内に導かれて滞留する。
その結果、タイヤ昇温装置は、ホイールハウス内に滞留した原動機排熱でタイヤの温度を高め、そして高めたタイヤの温度を維持するという２つの機能を発揮することによってタイヤの転がり抵抗を低減する。
【０００７】
また、本発明のタイヤ昇温装置は、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）のようにタイヤの表面に温風を噴き付けてタイヤの温度を高めるものと異なって、ホイールハウス内に滞留させた原動機排熱によってタイヤの温度を高め、そしてその高めた温度を維持するので、温風をタイヤの表面に噴き付けるためのファンや圧縮装置を必要としない。したがって、本発明のタイヤ昇温装置によれば、ファンや圧縮装置の駆動による余分な負荷を原動機に掛けることがない。
【０００８】
そして、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）は、前記したように、温風を噴き付けることでタイヤの表面の温度を高めているために、タイヤの表面の熱が路面やタイヤ周りの雰囲気に逃げやすい。これに対して、本発明のタイヤ昇温装置によれば、ホイールハウス内に滞留させた原動機排熱によってタイヤの温度を高め、そして高めたタイヤの温度を維持するので、タイヤに寄与する総熱量が大きく、かつタイヤに熱を連続的に（間断なく）安定して供給することができる。
【０００９】
また、本発明のタイヤ昇温装置は、原動機排熱を伴う走行風を、集熱カバーから車両の前部に配置された車体骨格の中空部を経由してホイールハウス内に導く。したがって、車体骨格の中空部を利用する区間は、走行風の案内部材（例えば、整流板やダクト等）を省略することができるので、タイヤ昇温装置の製造コストを低減することができる。
また、車体骨格の中空部を利用する区間は、走行風の案内部材（例えば、整流板やダクト等）を省略することができるので、この走行風の案内部材がエンジンルーム内で、バッテリ、エアコン配管、吸気レゾネータ等の補機と干渉し合うこともない。その結果、このタイヤ昇温装置によれば、例えば走行風の案内部材を設けたものと比較して、エンジンルーム内におけるレイアウトの自由度が広がる。
【００１０】
このような本発明のタイヤ昇温装置においては、前記原動機排熱を導く前記車体骨格は、前記ホイールハウス内を区画するインナフェンダと直結しており、前記車体骨格の前記中空部と前記ホイールハウス内とはインナフェンダに形成された開口を介して連通しているように構成することができる。
このタイヤ昇温装置では、車体骨格とインナフェンダとが直結していると共に、車体骨格の中空部とホイールハウス内とが直接的に連通しているので、車体骨格とホイールハウスとを繋ぐための走行風の案内部材（例えば、整流板やダクト等）を別途に設ける必要がない。したがって、このタイヤ昇温装置によれば、製造コストを更に低減することができると共に、エンジンルーム内のレイアウトの自由度が更に広がる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のタイヤ昇温装置は、従来のタイヤ昇温装置と異なって温風を加速する必要がなくエンジンに余分な負荷を掛けることがないので自動車の燃費を確実に向上させることができる。また、本発明のタイヤ昇温装置は、タイヤに寄与する総熱量が大きく、かつタイヤに熱を連続的に（間断なく）安定して供給することができるので、タイヤの温度を高め、そしてその高めた温度を維持するための熱効率に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のタイヤ昇温装置を搭載する自動車の前側を部分的に示す斜視図であり、自動車の左斜め後方から自動車の前側を見下ろした図である。
【図２】本発明のタイヤ昇温装置を構成する集熱カバーの斜視図である。
【図３】本発明のタイヤ昇温装置を構成する車体骨格の配置位置を説明するための斜視図であり、自動車の左斜め前方から自動車の前側を見下ろした図である。
【図４】図３のIV方向からホイールハウスに形成された開口を見上げた様子を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は、走行する自動車のタイヤ周りにおける気流を模式的に示す自動車の前側の部分側面図、（ｂ）は、走行する自動車のホイールハウス内における気流を模式的に示す自動車の前側の部分側面図、（ｃ）は、ホイールハウス内における気流の分布を模式的に示す図であって、図１のＶ−Ｖ断面に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明のタイヤ昇温装置の実施形態について図を参照しながら詳細に説明する。本発明のタイヤ昇温装置は、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）と異なって、温風をタイヤにアクティブ（能動的）に噴き付けるためのファンや圧縮装置を使用せずにエンジン排熱（原動機排熱）をホイールハウス内に導くように構成されている。更に具体的に説明すると、本発明のタイヤ昇温装置は、ホイールハウスの位置よりも前方の位置で集めたエンジン排熱を走行風によってパッシブ（受動的）に左右に振り分けてホイールハウス内に導くと共に滞留させるように構成されている。
以下の説明において、前後上下左右の方向は自動車の前後上下左右の方向に一致させた図１に示す前後上下左右の方向を基準とする。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態のタイヤ昇温装置Ａは、ラジエータ１０の後方に配置された集熱カバー１と、この集熱カバー１と一体に形成されたダクト２とを有する一対の集熱部材３を備えている。
ちなみに、ラジエータ１０は、自動車Ｍ（車両）のフロントサイドフレーム１２ａ，１２ａの前端に配置されたバルクヘッドロアクロスメンバ１２ｂの上方に配置されており、フロントサイドフレーム１２ａ，１２ａの車幅方向の外側に配置されるホイールハウスＨ，Ｈよりも前方に位置することとなる。図１中、符号ＴはホイールハウスＨ内に配置されるタイヤを示している。
【００１５】
次に、前記集熱部材３について図２を参照しながら更に詳しく説明するが、本実施形態における一対の集熱部材３は、それぞれ左右対称であるほかは同一の構造を有しているので、ここでは右側の集熱部材３の構造についてのみ説明し、左側の集熱部材３についてはその説明を省略する。
集熱部材３は、前記したように、集熱カバー１と、ダクト２とを有している。
集熱カバー１は、ラジエータ１０（図１参照）と対向するように配置される集熱板１ａと、集熱板１ａの周縁から前側（ラジエータ１０側）に向かって立ち上がる壁部１ｂ，１ｃ，１ｄとを備えている。つまり、集熱カバー１は、集熱板１ａと、この集熱板１ａの周縁に設けられた壁部１ｂ，１ｃ，１ｄによって、ラジエータ１０の裏側を覆うフード状に形成されている。そして、集熱板１ａの右側縁に設けられた壁部１ｃには、ダクト２の一端が接続されており、ダクト２は、フード状に形成された集熱カバー１の内側に連通している。
【００１６】
本実施形態での集熱カバー１は、図１に示すように、ラジエータ１０の裏側面に対向するように配置することによって、エンジン排熱を効率よく集めるようになっている。なお、本発明においては、ラジエータ１０の放熱維持ができるように集熱板１ａの面積と、ラジエータ１０と集熱板１ａの間の距離を調整しながら必要な集熱量が確保できるようにすれば集熱板１ａの形状は任意に決めてよい。
ちなみに、本実施形態では、図２に示すように、集熱板１ａの上縁に設けられた壁部１ｂに、複数の放熱孔５が形成されている。この放熱孔５は、例えば走行中の自動車Ｍ（図１参照）が停止した際に、ラジエータ１０（図１参照）から放散されるエンジン排熱が集熱カバー１内で篭ることを、より確実に防止するものである。
また、壁部１ｂには、図２に示すように、前側に向かって延出する取り付けフランジ１ｅが形成されている。フランジ１eは車体の生産組立工程に応じて、集熱カバー１と別部品であっても、一体構造であってもかまわない。
また、本実施形態では、集熱板１ａの下縁に設けられた壁部１ｄの立ち上がりの高さが、集熱板１ａの上縁に設けられた壁部１ｂ、及び側縁に設けられた壁部１ｃの立ち上がりの高さよりも低くなっており、このことによってもエンジン排熱が集熱カバー１内で篭ることを更に確実に防止している。
【００１７】
本実施形態での集熱カバー１は、図１に示すように、車体（例えば、車体骨格としてのバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃ）に対して前記した取り付けフランジ１ｅがボルト等で固定されることによって取り付けられこととなる。なお、取り付けフランジ１ｅは、車体に上側から他の部材（例えば、バンパカウル１３）を取り付ける際に、当該他の部材と共締めされることが望ましい。
ちなみに、本実施形態でのタイヤ昇温装置Ａでは、前記したように車体側に集熱カバー１が固定されるので、例えばラジエータ１０のような振動部材に集熱カバー１が固定される場合と比較して、より強固にタイヤ昇温装置Ａを自動車Ｍに取り付けることができる。
【００１８】
前記ダクト２は、図２に示すように、集熱カバー１から右側（車幅方向の外側）に延びている。
そして、ダクト２は、図１に示すように、次に説明する中空の車体骨格であるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄに接続されると共に、このバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部に連通している。更に具体的に説明すると、本実施形態でのダクト２の先端は、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの前部内側に形成された開口１２ｈに挿嵌されている。
なお、このバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄは、特許請求の範囲にいう「車体骨格」に相当する。
【００１９】
図３に示すように、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ，１２ｄは、前記した各フロントサイドフレーム１２ａ，１２ａの略上方で自動車Ｍの前後方向に延設された中空部材であって、その後端はフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅ，１２ｅに接続されている。ちなみに、このフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅ，１２ｅは、ホイールハウスＨ，Ｈを区画するインナフェンダ６，６における前側の一部を構成すると共に、車体骨格でもある。
【００２０】
そして、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ，１２ｄの前端には、前記したバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃが配置されている。ちなみに、ラジエータ１０の上端は、このバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃの後でこれに沿うように配置されている。なお、図３中、符号１２ｆはバルクヘッドサイドステイであり、バルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃと、前記したバルクヘッドロアクロスメンバ１２ｂとを接続している。これらのフロントサイドフレーム１２ａ、バルクヘッドロアクロスメンバ１２ｂ、バルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃ、及びバルクヘッドサイドステイ１２ｆは、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ及びフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅと共に、自動車Ｍの前側における車体骨格を構成している。
【００２１】
そして、図３に示すように、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの後端は、アッパメンバ１２ｊ（ホイールハウスアッパメンバ）と接続されている。このアッパメンバ１２ｊは、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの後端から車両Ｍの更に後側に向かって延設された中空部材である。なお、本実施形態でのアッパメンバ１２ｊの前側は、中空部が仕切り壁１２ｇで封止されている。つまり、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄは、その前がバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃで封止され、その後が仕切り壁１２ｇで封止されることによって、集熱部材３のダクト２の一端が挿嵌される開口１２ｈと、次に説明するフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅに形成された開口７とを除いて、中空部が閉空間となっている。
【００２２】
フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅは中空部材であって、前記したように、ホイールハウスＨを区画するインナフェンダ６における前側の一部を構成している。
フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅは、図３及び図４に示すように、フロントサイドフレーム１２ａの前側に設けられたフロントサイドガゼット１２ｋに前端が接続されると共に、ホイールハウスＨを区画するように、自動車Ｍの後上方に向かって延設されている。そして、その後端はバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの後端と接続されており、フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅの中空部と、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部同士は、連通し合っている。なお、図３及び図４中、符号Ｔは、タイヤであり、図４中、符号１２ｇは仕切り壁である。
【００２３】
そして、フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅの後端の下面には、図４に示すように、ホイールハウスＨ内に臨む開口７が形成されている。この開口７は、特許請求の範囲にいう「インナフェンダに形成された開口」に相当する。
この開口７は、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部とホイールハウスＨ内とを連通させることとなる。つまり、図３に示すように、集熱カバー１とホイールハウスＨ内とは、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を介して連通している。ちなみに、本実施形態での開口７は一つのホイールハウスＨあたりに３つ形成されており、ホイールハウスＨの前側寄りの上方で前後に並ぶように配置されている。そして、これらの開口７は、車幅方向（図４の左右方向）の内側寄りに形成されており、後記するように、ホイールハウスＨ内において気流の速度が著しく小さい気流領域Ｃ３（図５（ｃ）参照）に臨むように形成されている。
【００２４】
本実施形態でのタイヤ昇温装置Ａは、図３に示すように、ストレーキ１４を更に備えている。このストレーキ１４は、タイヤＴの直前に配置される空力デバイスであって、本実施形態でのストレーキ１４は、タイヤＴの直前で下垂する板状体で形成されている。このストレーキ１４は、本来、タイヤＴのトレッド部に走行風が直接当たることによって生じるドラッグ（Ｃｄ値）を低減するものとして知られている。そして、本実施形態におけるストレーキ１４は、後記するように、この作用に加えてエンジン排熱を伴わない走行風がタイヤＴの前方及びタイヤＴの内側方部（ホイールハウスＨ内のタイヤＴが存在しないゾーン）からホイールハウスＨ内に流入する風量を減少させる。その結果、ストレーキ１４は、エンジン排熱をホイールハウスＨ内に、より安定して滞留させることができる。
【００２５】
次に、本実施形態に係るタイヤ昇温装置Ａの作用効果について説明する。
図３に示すように、タイヤ昇温装置Ａを搭載した自動車Ｍが走行すると、自動車Ｍの前側で受ける走行風Ｗの一部は、ラジエータ１０を通過する。そして、ラジエータ１０を通過した走行風Ｗは、エンジン排熱を伴うと共に集熱カバー１，１に向かう。
集熱カバー１，１からそれぞれ左右に延びたダクト２，２を通過した走行風Ｗは、開口１２ｈ，１２ｈを介してバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄ，１２ｄの中空部に入り込む。
次いで、図４に示すように、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部に入り込んだ走行風Ｗは、フロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅに形成された開口７を介してホイールハウスＨ内に導かれる。この際、ダクト２を経由してバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を流れるエンジン排熱を伴った走行風Ｗは、その流れに対する外乱が殆ど無いので的確にホイールハウスＨ内に導かれる。
【００２６】
一方、図５（ａ）に示すように、走行する自動車ＭのタイヤＴ周りにおいては、走行風Ｗが流入する。また、タイヤＴ周りには、高速で回転するタイヤＴに引っ張られてその表面で回転方向に流れる表面気流Ｓが存在する。
【００２７】
これに対して、図５（ｂ）に示すように、ホイールハウスＨ内においては、ハブ２０の車幅方向の内側で、走行風Ｗが図示しないバンパ下部や床下から流入する。
しかしながら、走行中の自動車Ｍであっても、ホイールハウスＨの上部（後記する気流領域Ｃ３（図５（ｃ）参照））における気流Ｆは、その速度が著しく小さく、流れる方向も無秩序な渦流に似た流れを形成することを本発明者らは確認している。具体的には、本発明者らが行ったシミュレーションによる計測では、３０ｋｍ／ｈで走行する自動車のホイールハウスＨ内の上部における気流の速度は、１．０〜２．０ｍ／ｓ程度であり、９０ｋｍ／ｈで走行する自動車のホイールハウスＨ内の上部における気流の速度は、３．０〜５．０ｍ／ｓ程度であった。
【００２８】
つまり、図５（ｃ）に示すように、ホイールハウスＨ内においては、主に、タイヤＴ周りに形成される気流領域Ｃ１と、ハブ２０の内側で走行風Ｗ（図５（ｂ）参照）が流れ込む気流領域Ｃ２と、気流の速度が著しく小さい気流領域Ｃ３とに分れている。
なお、図５（ｃ）中、符号２１はタイヤＴを装着するホイールを示し、符号２２はドライブシャフトを示し、符号２３はナックルを示し、符号２４はロアアームを示し、符号２５はアッパアームを示し、符号２６はダンパを示している。
そして、前記したように、開口７は、気流の速度が著しく小さい気流領域Ｃ３に臨むように形成されている。
【００２９】
その結果、図４に示す開口７を介して図５（ｃ）に示す気流領域Ｃ３に流れ込んだ走行風Ｗは、エンジン排熱を気流領域Ｃ３に滞留させる。
つまり、本実施形態のタイヤ昇温装置Ａでは、図５（ｃ）に示すように、気流領域Ｃ３に滞留したエンジン排熱がタイヤＴの温度を高める。特に、タイヤＴの内側面（車両の幅方向内側のサイドウォール部）が効率的に加熱される。ちなみに、トレッド部よりもゴム厚が薄いサイドウォール部は、熱容量を大きく確保できるタイヤ空気室内に対する熱移動を容易にしている。そして、気流領域Ｃ３に滞留したエンジン排熱は、高めたタイヤＴの温度を維持する。
【００３０】
以上のようなタイヤ昇温装置Ａによれば、ホイールハウスＨ内に滞留したエンジン排熱によってタイヤＴの温度を高め、そして高めたタイヤＴの温度を維持するので、タイヤＴの転がり抵抗を低減することができる。その結果、自動車Ｍの燃費が向上する。
【００３１】
また、タイヤ昇温装置Ａは、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）のようにタイヤの表面に温風を噴き付けてタイヤの温度を高めるものと異なって、ホイールハウスＨ内に滞留させたエンジン排熱によってタイヤＴの温度を高め、そしてその温度を維持するので、温風をタイヤの表面に噴き付けるために加速するファンや圧縮装置を必要としない。したがって、タイヤ昇温装置Ａによれば、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）と異なって、温風を加速するファンや圧縮装置の駆動に費やされる電力を供給するためにエンジンに余分な負荷を掛けることがないので、自動車Ｍの燃費を確実に向上させることができる。
【００３２】
また、タイヤ昇温装置Ａは、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）と異なって、温風を加速するファンや圧縮装置を必要としないので、これらのファンや圧縮装置の制御システムも必要としない。その結果、タイヤ昇温装置Ａによれば、従来のタイヤ昇温装置よりも簡素な構成となるので、部品点数や製造コストを低減することができる。そして、部品点数を少なくして自動車Ｍの重量を低減することによってもタイヤ昇温装置Ａは燃費の向上に寄与することができる。
【００３３】
また、従来のタイヤ昇温装置（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）では、温風を噴き付けることでタイヤの表面の温度を高めているために、タイヤの表面の熱は路面やタイヤを取り巻く雰囲気に逃げやすい。これに対して、タイヤ昇温装置Ａは、ホイールハウスＨ内に滞留させたエンジン排熱によって、常時タイヤＴの温度を高め、そして高めたタイヤＴの温度を維持するので、タイヤＴに寄与する総熱量（気流領域Ｃ３での総熱量）が大きく、タイヤＴに対し熱を連続的に（間断なく）安定して供給することができる。その結果、タイヤ昇温装置Ａは、従来のタイヤ昇温装置と比較して、タイヤＴの温度をそしてその高めた温度を維持する熱効率が優れている。
【００３４】
また、タイヤ昇温装置Ａは、車体骨格であるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を利用してエンジン排熱を伴う走行風ＷをホイールハウスＨ内に導く。したがって、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を利用する区間は、走行風Ｗの案内部材（例えば、整流板やダクト等）を省略することができるので、タイヤ昇温装置Ａの製造コストを低減することができる。
また、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を利用する区間は、走行風Ｗの案内部材（例えば、整流板やダクト等）を省略することができるので、この走行風Ｗの案内部材がエンジンルーム内で、バッテリ、エアコン配管、吸気レゾネータ等の補機と干渉し合うこともない。その結果、このタイヤ昇温装置Ａによれば、例えば走行風Ｗの案内部材を設けたものと比較して、エンジンルーム内におけるレイアウトの自由度が広がる。
【００３５】
また、タイヤ昇温装置Ａは、車体骨格であるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を利用してエンジン排熱を伴う走行風ＷをホイールハウスＨ内に導く。したがって、このタイヤ昇温装置Ａでは、走行風Ｗがバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を通過する際に、エンジンやトランスミッション等からの熱伝達（対流熱伝達）、及び熱放射（輻射）によって更にエンジン排熱を受け取ることとなる。その結果、このタイヤ昇温装置Ａによれば、更に効率よくタイヤＴの温度を高め、そして高めたタイヤＴの温度を維持することができる。
【００３６】
また、このタイヤ昇温装置Ａは、車体骨格であるバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄがインナフェンダ６の一部を構成するフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅと直結していると共に、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部とホイールハウスＨ内とが開口７を介して直接的に連通しているので、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄとホイールハウスＨとを繋ぐ走行風Ｗの案内部材（例えば、整流板やダクト等）を別途に設ける必要がない。したがって、このタイヤ昇温装置Ａによれば、製造コストを更に低減することができると共に、エンジンルーム内のレイアウトの自由度が更に広がる。
【００３７】
また、タイヤ昇温装置Ａは、図３に示すように、タイヤＴの直前にストレーキ１４を有しているので、バンパ下部や床下等を流れることでエンジン排熱を伴わない走行風がタイヤＴの正面から当たることを回避している。つまり、ストレーキ１４は、エンジン排熱を伴わない走行風がタイヤＴに衝突し、かつその後にホイールハウスＨ内に流入する風量を減少する。更に詳しく説明すると、ストレーキ１４は、図５（ａ）に示すタイヤＴ周りに流入するエンジン排熱を伴わない走行風Ｗを減少させることにより、表面気流Ｓと走行風Ｗが衝突し、乱流となってホイールハウスＨの外部に漏れ出る流量を減少させる。また、ストレーキ１４は、図５（ｂ）に示す場合においても、エンジン排熱を伴わない走行風ＷがホイールハウスＨの上部に流入する流量を抑制することができる。これを言い換えれば、図５（ｃ）に示す気流領域Ｃ２が縮小すると共に、ホイールハウスＨ内で気流の速度が著しく小さい気流領域Ｃ３が拡大する。その結果、このタイヤ昇温装置Ａは、エンジン排熱をホイールハウスＨ内に、より大きな領域で、より安定して滞留させる。したがって、このタイヤ昇温装置Ａによれば、タイヤＴの温度を高め、そして高めたタイヤの温度を維持する熱効率が更に優れることとなる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態では、インナフェンダ６の一部を構成するフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅに形成した開口７を介してバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部とホイールハウスＨ内とを連通させているが、本発明はバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部とホイールハウスＨ内とを連通させるダクト等の走行風Ｗの案内部材を備えるものであってもよい。
【００３９】
また、前記実施形態では、集熱カバー１を車体骨格であるバルクヘッドアッパセンタフレーム１２ｃに取り付けているが、本発明は集熱カバー１をラジエータ１０に取り付けるものであてもよい。この場合、集熱部材３のダクト２は、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄに向かって延びる途中に蛇腹ブーツ等で形成された振動緩衝部を設けるのが望ましい。
【００４０】
また、前記実施形態では、集熱部材３のダクト２がバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの開口１２ｈに挿嵌されているが、本発明はダクト２が開口１２ｈの開口縁に機械的締結具や溶着等によって接続されたものであってもよい。
【００４１】
また、前記実施形態では、エンジン排熱を伴った走行風Ｗを、バルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄの中空部を介してホイールハウス内に導いているが、本発明は自動車Ｍの前部における車体骨格であればバルクヘッドアッパサイドフレーム１２ｄに限定するものではなく、例えば中空のフロントホイールハウスロアエクステンション１２ｅ等の他の車体骨格を介して走行風ＷをホイールハウスＨ内に導くものであってもよい。
また、前記実施形態では、左右対称となる以外は同一構造の集熱部材３を有するものについて説明したが、一対の集熱部材３は左右非対称のものであってもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、エンジン自動車に適用するタイヤ昇温装置について説明したが、本発明は原動機がモータである電気自動車（ハイブリッド車及び燃料電池車を含む）に適用されるものであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１ 集熱カバー
２ ダクト
３ 集熱部材
５ 放熱孔
６ インナフェンダ
７ 開口
１０ ラジエータ
１２ｄ バルクヘッドアッパサイドフレーム（車体骨格）
１４ ストレーキ
Ａ タイヤ昇温装置
Ｍ 自動車（車両）
Ｈ ホイールハウス
Ｔ タイヤ
Ｗ 走行風
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジエータの後方に集熱カバーを設けて集熱した原動機排熱を、車両の前部における車体骨格の中空部を介してホイールハウス内に導いて滞留させることを特徴とするタイヤ昇温装置。
【請求項２】
前記原動機排熱を導く前記車体骨格は、前記ホイールハウス内を区画するインナフェンダと直結しており、前記車体骨格の前記中空部と前記ホイールハウス内とはインナフェンダに形成された開口を介して連通していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ昇温装置。
【請求項１】
ラジエータの後方に集熱カバーを設けて集熱した原動機排熱を、車両の前部における車体骨格の中空部を介してホイールハウス内に導いて滞留させることを特徴とするタイヤ昇温装置。
【請求項２】
前記原動機排熱を導く前記車体骨格は、前記ホイールハウス内を区画するインナフェンダと直結しており、前記車体骨格の前記中空部と前記ホイールハウス内とはインナフェンダに形成された開口を介して連通していることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ昇温装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１８８９２７（Ｐ２０１０−１８８９２７Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３６８３３（Ｐ２００９−３６８３３）
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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