CN105263728B - 车辆用空气阻力降低结构以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用空气阻力降低结构以及车辆,在将充气轮胎(1)安装到车辆上,配置充气轮胎的旋转轴(P),使车辆(100)直进的状态下,在轮胎罩一侧,从充气轮胎上的车辆内侧的轮胎剖面宽度(S)的一端至车辆外侧的范围内,设置朝向旋转轴一侧从轮胎罩的内壁面(101a)突出的突起部(101b),在充气轮胎一侧,至少一个轮胎侧部(11)上设置多个凸部以及/或者凹部,将凸部的从轮胎侧部的表面起算的最大距离设为Hp,凹部的从轮胎侧部的表面起算的最大距离设为Hd,充气轮胎的轮胎剖面宽度设为S时,满足0.005≤Hp/S≤0.05以及/或者0.001≤Hd/S≤0.01的范围。

Description

车辆用空气阻力降低结构以及车辆
技术领域
本发明涉及一种改善轮胎周围的空气流的车辆用空气阻力降低结构以及车辆。
背景技术
以往,例如,专利文献1中公开的充气轮胎,其在安装于车辆时,在作为车辆宽度方向内侧的轮胎侧部即轮胎侧面上,将向轮胎径向延伸的多个凸部即突部在轮胎周向上互相以指定间隔设置,且在安装于车辆时,在作为车辆宽度方向外侧的轮胎侧部上,在轮胎周向以及轮胎径向上设置多个凹部。在安装于车辆状态下,车辆宽度方向外侧会有空气向后方均匀地流过,但是,车辆宽度方向内侧因为配置在轮胎罩(Tire House)内,且其周围配置有车轴等其他构件,因此空气流动容易被打乱。在此,根据本充气轮胎,通过在空气流动容易被打乱的车辆宽度方向内侧的轮胎侧部上设置凸部,获得空气流通促进效果以及整流效果,从而降低空气阻力,进一步,通过设置在车辆宽度方向外侧的轮胎侧部上的凹部,使车辆行驶时在轮胎的周围产生乱流,通过行使时产生在轮胎后方的低压部而使要拉回至后方的阻力变小,改善耗油率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2010-260378号公报
发明内容
要解决的技术问题
根据上述专利文献1的发明,可通过设置在充气轮胎上的凸部和凹部,改善车辆行驶时的轮胎周围的空气流。但是,通过发明者们的研究,发现充气轮胎是配置在车辆的轮胎罩内的,因此轮胎罩一侧也有改善的余地。
本发明的目的在于,鉴于上述问题而提供一种车辆用空气阻力降低结构以及车辆,其可改善设置在轮胎罩内的充气轮胎的轮胎周围的空气流,且可降低车辆的空气阻力。
技术方案
为了解决上述课题,实现上述目的,本发明的车辆用空气阻力降低结构,其具有车辆的轮胎罩,以及配置在所述轮胎罩内的充气轮胎,其特征在于,在将所述充气轮胎安装在所述车辆上,配置所述充气轮胎的旋转轴,使所述车辆直进的状态下,在所述轮胎罩一侧,从所述充气轮胎上的车辆内侧的轮胎剖面宽端部向车辆外侧的范围内,设置朝向所述旋转轴一侧从所述轮胎罩的内壁面突出的突起部,在所述充气轮胎一侧,至少一个轮胎侧部上设置多个凸部以及/或者凹部,将所述凸部的从轮胎侧部的表面起算的最大距离设为Hp,所述凹部的从所述轮胎侧部的表面起算的最大距离设为Hd,所述充气轮胎上的轮胎剖面宽度设为S时,满足0.005≤Hp/S≤0.05以及/或者0.001≤Hd/S≤0.01的范围。
根据该车辆用空气阻力降低结构,在充气轮胎的轮胎侧部上设置满足0.005≤Hp/S≤0.05的范围的凸部和满足0.001≤Hd/S≤0.01的范围的凹部,在轮胎罩的内壁面突出设置突起部,因此从车辆的前侧向后侧的空气流动,由于凸部而产生空气流通促进效果以及整流效果。此外,从车辆的前侧向后侧的空气流动,被凹部乱流化,从而通过行使时产生在充气轮胎后方的低压部而使要拉回至后方的阻力变小。进一步,利用轮胎罩的突起部,防止车辆内侧的空气流动相对于该突起部流出至车辆外侧,通过向轮胎罩的内部封闭空气,有助于凸部的空气流通促进效果以及整流效果和凹部的空气乱流化。因此,在充气轮胎的周围发生乱流界限层,车辆内侧抑制在车辆后方向车辆外侧穿过的空气膨胀,车辆外侧抑制通过充气轮胎的车辆外侧的空气膨胀。其结果,抑制了通过空气的膨胀,可降低车辆的空气阻力。由此,可改善车辆的耗油率。
此外,本发明的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,在从所述充气轮胎上的车辆内侧的轮胎剖面宽端部向车辆外侧的范围内,将从所述突起部的突出端到所述旋转轴为止的最短距离设为O,从所述轮胎罩的内壁面到所述旋转轴为止的最短距离的最大值设为L,轮胎半径设为r时,满足0.01≤(L-O)/r≤0.5的范围。
根据该车辆用空气阻力降低结构,通过将(L-O)/r设为0.01以上,而具有充分的从内壁面突起的突起部的突出高度,利用突起部,抑制车辆内侧的空气流动向车辆外侧流出,通过向轮胎罩的内部封闭空气,可获得显著的有助于凸部的空气流通促进效果以及整流效果,有助于凹部的空气乱流化的效果。另一方面,通过将(L-O)/r设为0.5以下,抑制从内壁面突起的突起部过于突出,利用突起部,可防止妨碍空气流动的事态发生。即,若(L-O)/r超过0.5,则有轮胎罩内部的空气的封闭效果变得过大的倾向,相对于突起部而车辆内侧空间上的空气流动容易产生沉淀,可能存在凸部的空气流通促进效果以及整流效果,凹部的空气乱流化的效果降低的问题。
此外,本发明的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凸部,在轮胎径向内外延伸为长形状,并且在轮胎周向上隔开间隔配置有多个,将从所述轮胎侧部的表面突出的高度设为hp,短边方向的宽度设为wp,一个所述轮胎侧部中的个数设为Np时,满足5≤Np·hp/wp≤200的范围。
若凸部的突出高度hp相对于短边方向的宽度wp过小,则有凸部的突出高度hp过低的倾向,因为凸部接触空气流动的范围小,因此很难获得更显著的凸部的空气流通促进效果以及整流效果。另一方面,若凸部的突出高度hp相对于短边方向的宽度wp过大,则有凸部的突出高度hp过高的倾向,因为凸部接触空气流动的范围大,因此凸部成为空气阻力,空气流通促进效果以及整流效果变小。此外,若凸部的个数Np相对于短边方向的宽度wp过少,则因为凸部接触空气流动的范围小,因此很难获得更显著的空气流通促进效果以及整流效果。另一方面,若凸部的个数Np相对于短边方向的宽度wp过多,则因为凸部接触空气流动的范围大,因此凸部成为空气阻力,空气流通促进效果以及整流效果变小。因此,通过使凸部的突出高度hp,凸部的短边方向的宽度wp,一个轮胎侧部上的凸部的个数Np的关系优化,能够获得显著的空气流通促进效果以及整流效果。
此外,本发明的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凹部,将从所述轮胎侧部的表面凹进去的深度设为hd,开口部的直径尺寸设为wd,一个所述轮胎侧部上的个数设为Nd时,满足1≤Nd·hd/wd≤10000的范围。
若凹部的深度hd相对于直径尺寸wd过小,则有凹部的深度hd过浅的倾向,通过凹部的使空气乱流化的效果变小。另一方面,若凹部的深度hd相对于直径尺寸wd过大,则有凹部的深度hd过深的倾向,凹部的落差可能成为空气阻力。此外,若凹部的个数Nd相对于直径尺寸过少,则因为凹部接触空气流动的范围小,因此通过凹部的使空气乱流化的效果变小。另一方面,若凹部的个数Nd相对于直径尺寸过多,则因为凹部接触空气流动的范围大,因此凹部可能成为空气阻力。因此,通过使凹部的深度hd,凹部的开口部的直径尺寸wd,一个轮胎侧部上的凹部的个数Nd的关系优化,能够获得通过凹部的使空气乱流化的显著效果。
此外,本发明的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凸部,从所述轮胎侧部的表面突出的高度hp,满足1mm以上10mm以下的范围。
凸部的突出高度hp不到1mm时,很难获得显著的凸部的空气流通促进效果以及整流效果。另一方面,凸部的突出高度hp超过1mm时,则因为凸部接触空气流动的范围大,因此凸部成为空气阻力,空气流通促进效果以及整流效果变小。因此,通过将凸部的突出高度hp设在1mm以上10mm以下的范围内,可获得显著的凸部的空气流通促进效果以及整流效果。
此外,本发明的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凹部,从所述轮胎侧部的表面凹进去的深度hd,满足0.3mm以上2mm以下的范围。
凹部的深度hd不到0.3mm时,通过凹部的使空气乱流化的效果变小。另一方面,凹部的深度hd超过2mm时,存在凹部的落差成为空气阻力的问题。因此,通过将凹部的深度hd设定在0.3mm以上2mm以下的范围内,可获得通过凹部的使空气乱流化的显著效果。
此外,本发明的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凸部,配置在所述轮胎侧部上,所述轮胎侧部是将所述空气轮胎安装在所述车辆上后的车辆内侧。
根据该车辆用空气阻力降低结构,通过将凸部配置在将充气轮胎安装到车辆上后的车辆内侧的轮胎侧部上,可对经由充气轮胎与车辆之间从车辆前侧向车辆后侧穿过的空气流动,利用凸部的空气流通促进效果以及整流效果,显著地抑制在车辆后方向车辆外侧穿过的空气膨胀。
此外,本发明的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凹部,配置在所述轮胎侧部上,所述轮胎侧部是将所述空气轮胎安装在所述车辆上后的车辆外侧。
根据该车辆用空气阻力降低结构,通过将凹部配置在将充气轮胎安装到车辆上后的车辆外侧的轮胎侧部上,可对经由充气轮胎的车辆外侧从车辆前侧向车辆后侧穿过的空气流动,利用凹部的使空气乱流化的效果,空气流通促进效果以及整流效果,显著地抑制通过充气轮胎的车辆外侧的空气膨胀。
为了解决上述课题,实现上述目的,本发明的车辆,其特征在于,具有轮胎罩,在该轮胎罩内配置有充气轮胎的车辆上,适用上述的任意一个车辆用空气阻力降低结构。
根据该车辆,从车辆的前侧向后侧的空气流通,通过充气轮胎的凸部而产生空气流通促进效果以及整流效果。此外,从车辆的前侧向后侧的空气流动,被充气轮胎的凹部乱流化,从而通过行使时产生在充气轮胎后方的低压部而使要拉回至后方的阻力变小。进一步,利用轮胎罩的突起部,防止车辆内侧的空气流动相对于该突起部流出至车辆外侧,通过向轮胎罩的内部封闭空气,有助于凸部的空气流通促进效果以及整流效果和凹部的空气乱流化。因此,在充气轮胎的周围发生乱流界限层,车辆内侧抑制在车辆后方向车辆外侧穿过的空气膨胀,车辆外侧抑制通过充气轮胎的车辆外侧的空气膨胀。其结果,抑制了通过空气的膨胀,可降低车辆的空气阻力。由此,可改善车辆的耗油率。
有益效果
本发明所涉及的车辆用空气阻力降低结构以及车辆,可改善设置在轮胎罩内的充气轮胎的轮胎周围的空气流,且可降低车辆的空气阻力。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的适用有车辆用空气阻力降低结构的车辆的一部分的概略侧面图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的一个例子的子午线剖面图。
图3是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的轮胎罩的概略平面图。
图4是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的轮胎罩的概略平面图。
图5是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的轮胎罩的概略平面图。
图6是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的轮胎罩的概略平面图。
图7是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的概略侧面图。
图8是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的概略侧面图。
图9是凸部的短边方向的剖面图。
图10是凸部的短边方向的剖面图。
图11是凸部的短边方向的剖面图。
图12是凸部的短边方向的剖面图。
图13是凸部的短边方向的剖面图。
图14是凸部的短边方向的剖面图。
图15是凸部的短边方向的剖面图。
图16是表示凸部的配置的平面图。
图17是表示凸部的配置的平面图。
图18是表示凸部的配置的平面图。
图19是表示凸部的配置的平面图。
图20是表示凸部的配置的平面图。
图21是表示普通的充气轮胎附近的空气流动的说明图。
图22是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的空气流动的说明图。
图23是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图24是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图25是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图26是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图27是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图28是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图29是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图30是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图31是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图32是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图33是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图34是本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
图35是表示本发明的实施方式所涉及的模拟试验的结果的图表。
图36是表示本发明的实施方式所涉及的模拟试验的结果的图表。
具体实施方式
下面,根据附图详细说明本发明的实施方式。另外,本发明并不限定于该实施方式。此外,该实施方式的构成要素中,含有本领域的技术人员能够且容易置换的构成要素,或者实质上相同的构成要素。此外,该实施方式中所记载的多个变形例,能在本领域的技术人员不言自明的范围内进行任意组合。
图1是表示本实施方式所涉及的适用有车辆用空气阻力降低结构的车辆的一部分的概略侧面图,图2是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的一个例子的子午线剖面图。
在以下说明中,轮胎径向是指与充气轮胎1的旋转轴P正交的方向,轮胎径向内侧是指轮胎径向中朝向旋转轴P的一侧,轮胎径向外侧是指轮胎径向中远离旋转轴P的一侧。此外,轮胎周向是指以旋转轴P为中心轴的围绕方向。此外,轮胎宽度方向是指与旋转轴P平行的方向,轮胎宽度方向内侧是指轮胎宽度方向中朝向轮胎赤道面CL即轮胎赤道线的一侧,轮胎宽度方向外侧是指轮胎宽度方向中远离轮胎赤道面CL的一侧。轮胎赤道面CL是指与充气轮胎1的旋转轴P正交,并且通过充气轮胎1的轮胎宽度中心的平面。轮胎宽度是指位于轮胎宽度方向外侧的部分在轮胎宽度方向上的宽度,即,是指轮胎宽度方向上距离轮胎赤道面CL最远的部分之间的距离。轮胎赤道线是指,在轮胎赤道面CL上,且沿着充气轮胎1的轮胎周向的线。本实施方式中,轮胎赤道线与轮胎赤道面一样,都标以符号“CL”。
此外,将充气轮胎1安装到车辆100时,在充气轮胎1的轮胎宽度方向上,朝向车辆100的内侧的一侧称为车辆内侧,朝向车辆的外侧的一侧称为车辆外侧。
本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,如图1所示,具有车辆100的轮胎罩101,以及配置在轮胎罩101内的充气轮胎1。另外,图1显示了乘用车的车辆前侧部分的轮胎罩101以及充气轮胎1。图中虽未显示,但本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,同样具有乘用车的车辆后侧部分的轮胎罩101以及充气轮胎1。
轮胎罩101设置在车辆100的挡泥板的内侧,是用来在组装在轮辋上的充气轮胎1被安装到车辆100的状态下,确保旋转该充气轮胎1的空间。轮胎罩101具有车辆外侧以及下侧有开口,且覆盖除了充气轮胎1的下方部以外的周边的内壁面101a,参照图3。轮胎罩101设置在支持旋转轴P的车辆100一侧。
充气轮胎1如图2所示,具有胎面部2、其两侧的胎肩部3、从各胎肩部3依序连接的侧壁部4以及胎圈部5。此外,该充气轮胎1具备帘布层6、带束层7、以及带束增强层8。
胎面部2由橡胶材料即胎面胶构成,露出于充气轮胎1的轮胎径向最外侧,其表面成为充气轮胎1的轮廓。在胎面部2的外周表面,即行驶时与路面接触的踏面上,形成有胎面21。胎面21设有多根主槽22,本实施方式中为4根,其为沿轮胎周向延伸,且和轮胎赤道线CL平行的直线主槽。而且,通过这些多根主槽22,胎面21形成多个沿轮胎周向延伸,且与轮胎赤道线CL平行的条状环岸部23。此外,图中虽未显示,但胎面21在各环岸部23上,设有与主槽22交叉的凸型花纹槽。环岸部23在轮胎周向上被凸型花纹槽分割成多个。此外,凸型花纹槽在胎面部2的轮胎宽度方向最外侧向轮胎宽度方向的外侧开口而形成。另外,凸型花纹槽可以是连通主槽22或不连通主槽22中的任意一种形态。
胎肩部3是胎面部2的轮胎宽度方向两外侧的部位。此外,侧壁部4是在充气轮胎1的轮胎宽度方向最外侧露出的部位。此外,胎圈部5具有胎圈芯51和胎圈填胶52。胎圈芯51通过将钢丝即胎圈钢丝卷成环状而形成。胎圈填胶52是帘布层6的轮胎宽度方向端部在胎圈芯51的位置折返而形成的空间中所配置的橡胶材料。
帘布层6中,各轮胎宽度方向端部在一对胎圈芯51处从轮胎宽度方向内侧向轮胎宽度方向外侧折返,且在轮胎周向上绕成环状而构成轮胎的架构。该帘布层6中,多个并列设置的未图示的帘布层帘线经涂胶覆盖而成,所述帘布层帘线相对于轮胎周向的角度为,沿着轮胎子午线方向且在轮胎周向上具有一定的角度。帘布层帘线由有机纤维即聚酯、人造丝、尼龙等组成。该帘布层6至少设置有1层。
带束层7是至少层叠了2层带束71、72的多层结构,在胎面部2上配置于帘布层6的外周即轮胎径向外侧,并在轮胎周向上覆盖帘布层6。带束71、72是多个并列设置的未图示的帘线经涂胶覆盖而成的,所述帘线相对于轮胎周向成规定角度,例如20度至30度。帘线由钢铁或有机纤维即聚酯、人造丝、尼龙等组成。此外,重合的带束71、72中,彼此的带束层帘线交叉配置。
带束增强层8配置于带束层7的外周即轮胎径向外侧,在轮胎周向上覆盖带束层7。带束增强层8是多根并列设置在轮胎宽度方向上的未图示的帘线经涂胶覆盖而成的,所述帘线与轮胎周向大致平行(±5度)。帘线由钢铁或有机纤维即聚酯、人造丝、尼龙等组成。图2所示带束增强层8配置为覆盖带束层7的轮胎宽度方向端部。带束增强层8的结构不仅限于上述形式,图中虽未显示,但也可配置为覆盖带束层7整体,或者,例如含有2层增强层,轮胎径向内侧的增强层形成为在轮胎宽度方向上较带束层7更大,且配置为覆盖带束层7整体,而轮胎径向外侧的增强层配置为只覆盖带束层7的轮胎宽度方向端部,又或者,例如含有2层增强层,各增强层配置为只覆盖带束层7的轮胎宽度方向端部。即,带束增强层8至少和带束层7的轮胎宽度方向端部重叠。此外,带束增强层8设为将例如宽度10[mm]的带状的条状型材缠绕在轮胎周向上。
图3至图6是本实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的轮胎罩的概略平面图。关于上述的轮胎罩101的结构,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,如图3至图6所示,轮胎罩101的内壁面101a上,设置有向充气轮胎1突出的突起部101b。突起部101b优选为沿着覆盖充气轮胎1周围的轮胎罩101的形状形成为板状。突起部101b,在图1中,具有沿着覆盖充气轮胎1周围的轮胎罩101的形状连续设置的形状,或沿着覆盖充气轮胎1周围的轮胎罩101的形状断续设置的形状,或在覆盖充气轮胎1周围的轮胎罩101的形状上部分设置的形状。
图3表示,突起部101b设置在将充气轮胎1的旋转轴P夹在中间的车辆前侧和车辆后侧的相向位置的局部上的形态。此外,图4表示,突起部101b设置在车辆前侧局部上的形态。此外,图5表示,突起部101b设置在车辆后侧局部上的形态。另外,图中虽未显示,突起部101b也可设置在覆盖充气轮胎1周围的轮胎罩101的上方的局部。
此外,图3至图5显示了在轮胎罩101的车辆外侧的开口部的边缘部设置了突起部101b的形态,但如图6所示,也可以是在轮胎罩101内设置突起部101b的形态。在轮胎罩101内设置突起部101b时,设置突起部101b的范围只要是,将充气轮胎1安装到车辆100上,在配置充气轮胎1的旋转轴P使车辆100直进的状态下,从充气轮胎1上的车辆内侧即轮胎剖面宽度S的一端向车俩外侧的范围即可。此外,突起部101b优选为配置在轮胎罩101的车辆外侧的开口部的边缘。
如上所述设置的突起部101b,设置在从充气轮胎1的车辆内侧即轮胎剖面宽度S的一端向车辆外侧的范围内,将从突起部101b的突出端到旋转轴P为止的最短距离设为O,从轮胎罩101的内壁面101a到旋转轴P为止的最短距离的最大值设为L时,具有O<L的关系。
在此,轮胎剖面宽度S是指,在将充气轮胎1轮辋组装到正规轮辋上,且填充了正规内压的无负荷状态下,从在轮胎宽度方向上最大的轮胎总宽度上除去轮胎侧面的图案、文字等后的宽度。另外,在设置有保护轮辋的轮辋保护条,即沿轮胎周向设置的向轮胎宽度方向外侧突出的部分的轮胎上,该轮辋保护条将成为在轮胎宽度方向上最大的部分,但实施方式所定义的轮胎剖面宽度S是除去轮辋保护条的。
另外,正规轮辋是指JATMA所规定的“标准轮辋”、TRA所规定的“Design Rim”、或ETRTO所规定的“Measuring Rim”。此外,正规内压是指JATMA所规定的“最高空气压”、TRA所规定的“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中记载的最大值、或ETRTO所规定的“INFLATION PRESSURES”。此外,正规负载是指JATMA所规定的“最大负载能力”、TRA所规定的“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”中记载的最大值、或ETRTO所规定的“LOAD CAPACITY”。
图7以及图8是本实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的概略侧面图。关于上述的充气轮胎1的结构,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,如图7所示,在充气轮胎1的轮胎侧部11上,设置有从该轮胎侧部11的表面向轮胎的外侧突出的多个凸部9。此外,如图8所示,在充气轮胎1的轮胎侧部11上,设置有从该轮胎侧部11的表面向轮胎的内侧陷入的多个凹部10。
此处,轮胎侧部11是指,在图2中,从胎面部2接地端T向轮胎宽度方向外侧,以及从轮辋检测线R向轮胎径向外侧的范围内连成一片的面。此外,接地端T是指将充气轮胎1轮辋组装到正规轮辋,且充填正规内压,施加正规负载70%时,该充气轮胎1胎面部2的胎面21与路面的接地区域中,轮胎宽度方向的两个最外端,其在轮胎周向上连续。此外,轮辋检测线R是指用于确认轮胎的轮辋组装有无正常实施的线,一般而言,其在胎圈部5的表侧面上,作为相对于轮辋凸缘在轮胎径向外侧,并沿着轮辋凸缘附近部分在轮胎周向上连续的环状凸线来表示。
凸部9在轮胎侧部11的范围中,作为由橡胶材料组成的突条来形成,并且在轮胎周向上以指定间隔配置有多个,该橡胶材料在轮胎径向内外延伸为长形状而形成,且可以是构成轮胎侧部11的橡胶材料,也可以是与该橡胶材料不同的橡胶材料。此外,凸部9在设置有轮辋保护条的轮胎上,具有轮胎径向内侧的端部未到达轮辋保护条的结构、轮胎径向内侧的端部到达轮辋保护条的突出的中途的结构、轮胎径向内侧的端部到达轮辋保护条的顶部的结构等。图7中,凸部9在轮胎侧部11的范围内,含有轮胎最大宽度位置,在轮胎径向内外延伸为长形状而形成。轮胎最大宽度位置是指,轮胎剖面宽度S的一端,在轮胎宽度方向上最大的位置。此外,图中虽未显示,凸部9也可以在轮胎径向上分割而设置。
凸部9,其短边方向的剖面形状,例如,形成为如图9至图15的凸部的短边方向的剖面形状所示。图9所示凸部9,短边方向的剖面形状为四角形。图10所示凸部9,短边方向的剖面形状为三角形。图11所示凸部9,短边方向的剖面形状为梯形。其他,图中虽未显示,凸部9的短边方向的剖面形状,也可以是四角形的顶部为三角形,或者四角形的顶部为锯齿状等各种形状。此外,凸部9的短边方向的剖面形状,也可以是基于曲线的外形。图12所示凸部9,短边方向的剖面形状为半圆形。其他,图中虽未显示,凸部9的短边方向的剖面形状,例如,也可以是半椭圆形,或者半长圆形等各种形状。此外,凸部9的短边方向的剖面形状,也可以是混合直线和曲线的外形。图13所示凸部9,短边方向的剖面形状将四角形的角设为曲线。图14所示凸部9,短边方向的剖面形状将三角形的角设为曲线。其他,图中虽未显示,四角形的顶部也可以是波形等各种形状。此外,凸部9的短边方向的剖面形状,如图13至图15所示,也可以是将从轮胎侧部11突出的根部设为曲线的形状。此外,凸部9可以在长边方向上剖面形状形成为相同,或者也可以在长边方向上剖面形状发生变化而形成。
凹部10例如图8所示,在轮胎侧部11的范围内,沿轮胎径向及轮胎周向以指定间隔配置。
凹部10向轮胎侧部11表面开口的开口形状,形成为圆形、椭圆形、长圆形、以及多边形等。此外,凹部10,剖面形状可以形成为半圆形、半椭圆形、半长圆形、擂钵形或矩形等。另外,在图3中,虽然凹部10是在轮胎径向及轮胎周向上交错状配置,但也可以在轮胎径向上并排配置,或者也可以在轮胎周向上并排配置。
这些凸部9以及凹部10,如图16以及图17的表示凸部配置的平面图、图18以及图19的表示凹部配置的平面图,以及图20的表示凸部以及凹部配置的平面图,设置在轮胎侧部11上。图16所示的凸部9,设置在充气轮胎1的单侧轮胎侧部11上。图17所示的凸部9,设置在充气轮胎1的两侧轮胎侧部11上。图18所示的凹部10,设置在充气轮胎1的单侧轮胎侧部11上。图19所示的凹部10,设置在充气轮胎1的两侧轮胎侧部11上。图20所示的凸部9以及凹部10,分别设置在充气轮胎1的单侧轮胎侧部11上。另外,图中虽未显示,凸部9以及凹部10,也可以混合设置在充气轮胎1的轮胎侧部11上。
此外,如图16、图17以及图20所示,在凸部9中,将从轮胎侧部11的表面起算的最大距离设为Hp,其与充气轮胎1的轮胎剖面宽度S之比为0.005≤Hp/S≤0.05。最大距离Hp,如图17所示,两轮胎侧部11上有凸部9时,为从凸部9的轮胎侧部11的表面起算的最大高度hp之和。此外,如图18至图20所示,在凹部9中,将从轮胎侧部11的表面起算的最大距离设为Hd,其与充气轮胎1的轮胎剖面宽度S之比为0.001≤Hd/S≤0.01。最大距离Hd,如图19所示,两轮胎侧部11上有凹部9时,为从凹部9的轮胎侧部11的表面起算的最大深度hp之和。
如上所述,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,其具有车辆100的轮胎罩101,以及配置在轮胎罩101内的充气轮胎1,其特征在于,在将充气轮胎1安装到车辆100上,配置充气轮胎1的旋转轴P,使车辆100直进的状态下,在轮胎罩101一侧,从充气轮胎1上的车辆内侧的轮胎剖面宽度S的一端向车辆外侧的范围内,设置朝向旋转轴P一侧从轮胎罩101的内壁面101a突出的突起部101b,在充气轮胎1一侧,至少一个轮胎侧部11上设置多个凸部9以及/或者凹部10,将凸部9的从轮胎侧部的表面起算的最大距离设为Hp,凹部10的从轮胎侧部11的表面起算的最大距离设为Hd,充气轮胎1的轮胎剖面宽度设为S时,满足0.005≤Hp/S≤0.05以及/或者0.001≤Hd/S≤0.01的范围。
图21是表示普通的充气轮胎附近的空气流动的说明图,图22是表示本发明的实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的空气流动的说明图。如图21所示,将不具有凸部9和凹部10的普通的充气轮胎110安装到车辆100上时,由于车辆100的行驶,向图中箭头A方向会产生从车辆前侧向后侧的空气流动。该空气流动A,在充气轮胎110的车辆内侧,经由充气轮胎110和车辆100之间向车辆外侧膨胀而穿过。此外,在充气轮胎110的车辆外侧,空气流动向车辆外侧膨胀而通过。这些空气流动成为车辆阻力。
对此,根据本实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构,在充气轮胎1的轮胎侧部11上设置满足0.005≤Hp/S≤0.05的范围的凸部9和满足0.001≤Hd/S≤0.01的范围的凹部10,在轮胎罩101的内壁面101a突出设置突起部101b,因此从车辆100的前侧向后侧的空气流动A,由于凸部9而产生空气流通促进效果以及整流效果。此外,从车辆100的前侧向后侧的空气流动A,被凹部100乱流化,从而通过行使时产生在充气轮胎1后方的低压部而使要拉回至后方的阻力变小。进一步,利用轮胎罩101的突起部101b,防止车辆内侧的空气流动相对于该突起部101b流出至车辆外侧,通过向轮胎罩101的内部封闭空气,有助于凸部9的空气流通促进效果以及整流效果和凹部10的空气乱流化。因此,在充气轮胎1的周围发生乱流界限层,如图22所示,车辆内侧抑制在车辆后方向车辆外侧穿过的空气膨胀,车辆外侧抑制通过充气轮胎1的车辆外侧的空气膨胀。其结果,抑制了通过空气的膨胀,可降低车辆100的空气阻力。由此,可改善车辆100的耗油率。
此外,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,优选为在从充气轮胎1上的车辆内侧的轮胎剖面S的一端向车辆外侧的范围内,将从突起部101b的突出端到旋转轴P为止的最短距离设为O,从轮胎罩101的内壁面101a到旋转轴P为止的最短距离的最大值设为L,轮胎半径设为r时,满足0.01≤(L-O)/r≤0.5的范围。
在此,轮胎半径r是指,从充气轮胎1的旋转轴P到轮胎径向最大尺寸为止的距离。通过将(L-O)/r设为0.01以上,而具有充分的从内壁面101a突起的突起部101b的突出高度,利用突起部101b,抑制车辆内侧的空气流动向车辆外侧流出,通过向轮胎罩101的内部封闭空气,可获得显著的有助于凸部9的空气流通促进效果以及整流效果,有助于凹部10的空气乱流化的效果。另一方面,通过将(L-O)/r设为0.5以下,抑制从内壁面101a突起的突起部101b过于突出,利用突起部101b,可防止妨碍空气流动的事态发生。即,若(L-O)/r超过0.5,具有轮胎罩101内部的空气的封闭效果变得过大的倾向,相对于突起部101b车辆内侧空间上的空气流动更容易产生沉淀,存在凸部9的空气流通促进效果以及整流效果,凹部10的空气乱流化的效果降低的问题。
此外,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,优选为设置在充气轮胎1上的凸部9,在轮胎径向内外延伸为长形状,并且在轮胎周向上隔开间隔配置有多个,将从轮胎侧部11的表面突出的高度设为hp,短边方向的宽度设为wp,一个轮胎侧部11中的个数设为Np时,满足5≤Np·hp/wp≤200的范围。
若凸部9的突出高度hp相对于短边方向的宽度wp过小,则有凸部9的突出高度hp过低的倾向,因为凸部9接触空气流动的范围小,因此很难获得更显著的凸部9的空气流通促进效果以及整流效果。另一方面,若凸部9的突出高度hp相对于短边方向的宽度wp过大,则有凸部9的突出高度hp过高的倾向,因为凸部9接触空气流动的范围大,因此凸部9成为空气阻力,空气流通促进效果以及整流效果变小。此外,若凸部9的个数Np相对于短边方向的宽度wp过少,则因为凸部9接触空气流动的范围小,因此很难获得更显著的凸部9的空气流通促进效果以及整流效果。另一方面,若凸部9的个数Np相对于短边方向的宽度wp过多,则因为凸部9接触空气流动的范围大,因此凸部9成为空气阻力,空气流通促进效果以及整流效果变小。因此,通过使凸部9的突出高度hp,凸部9的短边方向的宽度wp,一个轮胎侧部11上的凸部9的个数Np的关系优化,能够获得显著的凸部9的空气流通促进效果以及整流效果。
此外,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,优选为设置在充气轮胎1上的凹部10,将从轮胎侧部11的表面凹进去的深度设为hd,开口部的直径尺寸设为wd,一个轮胎侧部11中的个数设为Nd时,满足1≤Nd·hd/wd≤10000的范围。
若凹部10的深度hd相对于直径尺寸wd过小,则有凹部10的深度hd过浅的倾向,凹部10的使空气乱流化的效果变小。另一方面,若凹部10的深度hd相对于直径尺寸wd过大,则有凹部10的深度hd过深的倾向,存在凹部10的落差成为空气阻力的问题。此外,若凹部10的个数Nd相对于直径尺寸过少,则因为凹部10接触空气流动的范围小,因此凹部10的使空气乱流化的效果变小。另一方面,若凹部10的个数Nd相对于直径尺寸过多,则因为凹部10接触空气流动的范围大,因此存在凹部10成为空气阻力的问题。因此,通过使凹部10的深度hd,凹部10的开口部的直径尺寸wd,一个轮胎侧部11上的凹部10的个数Nd的关系优化,能够获得显著的凹部10的使空气乱流化的效果。
此外,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,优选为设置在充气轮胎1上的凸部9,从轮胎侧部11的表面突出的高度hp,满足1mm以上10mm以下的范围。
凸部9的突出高度hp不到1mm时,很难获得显著的凸部9的空气流通促进效果以及整流效果。另一方面,凸部9的突出高度hp超过1mm时,则因为凸部9接触空气流动的范围大,因此凸部9成为空气阻力,空气流通促进效果以及整流效果变小。因此,通过将凸部9的突出高度hp设在1mm以上10mm以下的范围内,可获得显著的凸部9的空气流通促进效果以及整流效果。
另外,凸部9优选为从轮胎侧部11的表面突出的高度hp满足1mm以上10mm以下的范围,此外,一个轮胎侧部11中的个数Np满足10个以上50个以下的范围,且短边方向的宽度wp满足0.5mm以上5mm以下的范围。
凸部9的个数Np未达10个时,很难获得空气流通促进效果以及整流效果。另一方面,凸部9的个数Np超过50个时,凸部9成为空气阻力从而空气流通促进效果以及整流效果变小,此外具有轮胎质量增加滚动阻力增加的倾向。因此,凸部9的个数Np优选设置在10个以上50个以下的范围内。进一步,若凸部9的宽度wp未达0.5mm,凸部9容易变形,很难获得空气流通促进效果以及整流效果。另一方面,凸部9的宽度wp超过5mm时,凸部9成为空气阻力从而空气流通促进效果以及整流效果变小,此外具有轮胎质量增加滚动阻力增加的倾向。因此,凸部9的宽度wp优选设置在0.5mm以上5mm以下的范围内。
此外,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,优选为设置在充气轮胎1上的凹部10,从轮胎侧部11的表面凹进去的深度hd,满足0.3mm以上2mm以下的范围。
凹部10的深度hd不到0.3mm时,凹部10的使空气乱流化的效果变小。另一方面,凹部10的深度hd超过2mm时,存在凹部10的落差成为空气阻力的问题。因此,通过将凹部10的深度hd设定在0.3mm以上2mm以下的范围内,可获得显著的凹部10的使空气乱流化的效果。
另外,凹部10优选为深度hd满足0.3mm以上2mm以下的范围,此外,开口部的直径尺寸wd满足0.5mm以上10mm以下的范围。
如果凹部10的开口部的直径尺寸为0.5mm以上,且深度为0.3mm以上的话,可获得充分的乱流发生效果。另一方面,如果凹部10的开口部的直径尺寸为10mm以下,且深度为2mm以下的话,不会增大空气阻力且可获得乱流发生效果。
此外,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构中,设置在充气轮胎1上的凸部9,优选配置在将充气轮胎1安装到车辆100上的车辆内侧的轮胎侧部11上。
这里的充气轮胎1安装到车辆100上时,在轮胎宽度方向上,指定了相对于车辆内侧及外侧的方向。方向指定在图中虽未显示,但例如会通过设置在侧壁部4上的标识来表示。因此,安装到车辆100上时面向车辆100内侧的一侧成为车辆内侧,面向车辆100外侧的一侧成为车辆外侧。另外,车辆内侧及车辆外侧的指定不仅限于安装到车辆100上的情况。例如,已组装在轮辋上时,在轮胎宽度方向上,已确定了相对于车辆100内侧及外侧的轮辋方向。因此,充气轮胎1,在组装到轮辋上后,在轮胎宽度方向上,将指定好相对于车辆内侧及车辆外侧的方向。
通过将凸部9配置在将充气轮胎1安装到车辆100上后的车辆内侧的轮胎侧部11上,可对经由充气轮胎1与车辆100之间从车辆前侧向车辆后侧穿过的空气流动,利用凸部9的空气流通促进效果以及整流效果,显著地抑制在车辆后方向车辆外侧穿过的空气膨胀。
此外,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构中,设置在充气轮胎1上的凹部10,优选配置在将充气轮胎1安装在车辆100上的车辆外侧的轮胎侧部11上。
通过将凹部10配置在将充气轮胎1安装到车辆100上后的车辆外侧的轮胎侧部11上,可对经由充气轮胎1的车辆外侧从车辆前侧向车辆后侧穿过的空气流动,利用凹部10的使空气乱流化的效果,空气流通促进效果以及整流效果,显著地抑制通过充气轮胎1的车辆外侧的空气膨胀。
此外,本实施方式的车辆用空气阻力降低结构,优选为指定有充气轮胎1的安装于车辆时的车辆内外的方向,在车辆内侧的轮胎侧部11上配置有上述凸部9,在车辆外侧的轮胎侧部11上配置有凹部10。
在这种情况下,从车辆100的前侧向后侧的空气流动,在充气轮胎1的车辆内侧,通过凸部9被促进的同时被整流。因此,可抑制通过充气轮胎1的车辆内侧的空气流动被打乱。另一方面,从车辆100的前侧向后侧的空气流动,在充气轮胎1的车辆外侧,通过凹部10被乱流化,充气轮胎1的周围发生乱流界限层,且可抑制从充气轮胎1剥离。因此,可抑制通过充气轮胎1的车辆外侧的空气膨胀。其结果,通过空气的膨胀被抑制,因此车辆100的空气阻力进一步减小,可进一步改善车辆100的耗油率。
此外,本实施方式的车辆100,具有轮胎罩101,且在轮胎罩101内配置有充气轮胎1的车辆100上,适用了上述的车辆用空气阻力降低结构。
根据该车辆100,从车辆100的前侧向后侧的空气流通,由于充气轮胎1的凸部9而产生空气流通促进效果以及整流效果。此外,从车辆100的前侧向后侧的空气流动,被充气轮胎1的凹部10乱流化,从而通过行使时产生在充气轮胎1后方的低压部而使要拉回至后方的阻力变小。进一步,利用轮胎罩101的突起部101b,防止车辆内侧的空气流动相对于该突起部101b流出至车辆外侧,通过向轮胎罩101的内部封闭空气,有助于凸部9的空气流通促进效果以及整流效果和凹部10的空气乱流化。因此,在充气轮胎1的周围发生乱流界限层,如图22所示,车辆内侧抑制在车辆后方向车辆外侧穿过的空气膨胀,车辆外侧抑制通过充气轮胎1的车辆外侧的空气膨胀。其结果,抑制了通过空气的膨胀,可降低车辆100的空气阻力。由此,可改善车辆100的耗油率。
以下,对设置在充气轮胎1上的凸部9的变形例进行说明。图23至图34是本实施方式所涉及的车辆用空气阻力降低结构的充气轮胎的凸部的变形例的概略侧面图。
如图23至图34所示,凸部9被配置为,含有轮胎最大宽度位置S’,在轮胎径向内外延伸为长形状,且其延伸方向相对于轮胎径向倾斜。此外,在轮胎周向上相邻的各凸部9,将相对于轮胎径向倾斜的方向朝相反方向配置。
具体而言,图23所示的凸部9,在长边方向上形成为直线状的突条,其延伸方向即长边方向相对于轮胎径向倾斜,同时在轮胎周向上邻接的各凸部9,将相对于轮胎径向倾斜的方向朝相反方向配置。此外,图24所示的凸部9,在长边方向上形成为S形状的突条,其延伸方向即长边方向相对于轮胎径向倾斜,同时在轮胎周向上邻接的各凸部9,将相对于轮胎径向倾斜的方向朝相反方向配置。另外,图24所示的凸部9,在轮胎周向上相邻的各凸部9的形状为,在轮胎径向上反转的对称形状。此外,图25所示的凸部9,在长边方向上形成为S形状的突条,其延伸方向即长边方向相对于轮胎径向倾斜,同时在轮胎周向上邻接的各凸部9,将相对于轮胎径向倾斜的方向朝相反方向配置。另外,图25所示的凸部9,在轮胎周向上相邻的各凸部9的形状为,在轮胎径向上没有反转的相同形状。另外,在如图23所示的直线状的凸部9的情况下,其延伸方向是沿直线状的方向,但是其他如图24及25所示的S形状的凸部9,或者图中虽未显示,例如,Z形状、L形状,或者弯曲成锯齿状的形状,或者弯曲成C形状、波状的情况下,将轮胎径向内侧一端的短边方向中央,即与长边方向交差的方向的中央和轮胎径向外侧的一端的短边方向中央连接的直线作为延伸方向。
如上所述,通过在轮胎侧部11中包含轮胎最大宽度位置S’而设置的凸部9,获得作为增大车辆100的空气阻力的主要原因的轮胎最大宽度位置S’中的空气流通促进效果以及整流效果,从而维持降低安装有该充气轮胎1的车辆100的空气阻力的效果,可改善车辆100的耗油率。但是,凸部9的延伸方向在相对于轮胎径向倾斜的同时,在轮胎周向上邻接的各凸部9,将相对于轮胎径向倾斜的方向朝相反方向配置,因此在降低凸部9在轮胎径向上的刚性的同时,抑制轮胎径向上的刚性出现偏差,由此与路面接地的接地部分中不会出现轮胎径向的刚性在轮胎周向上局部变高,因此改善充气轮胎1的均匀性,且可抑制行驶时发生振动。
此外,如图23及24所述,在轮胎周向上邻接的各凸部9,优选配置成相对于轮胎径向而对称。
如上所述,在轮胎周向上邻接的各凸部9,通过配置成相对于轮胎径向而对称,进一步抑制因凸部9在轮胎径向上的刚性出现偏差,且可获得显著的充气轮胎1的均匀性得到改善的效果。
此外,凸部9中,将轮胎径向内侧一端作为基点的相对于轮胎径向的角度θ,相对于轮胎旋转方向优选为满足+1°≤θ≤+60°,或者-60°≤θ≤-1°的范围。
具体而言,如图26所示,延伸方向为直线状的各凸部9的延伸方向相对于轮胎径向倾斜,同时在轮胎周向上邻接的各凸部9,将相对于轮胎径向倾斜的方向朝相反方向配置,在轮胎周向上邻接的各凸部9,将轮胎径向内侧一端作为基点的相对于轮胎径向的角度θ,相对于轮胎旋转方向,一方面满足+1°≤θ≤+60°,另一方面满足-60°≤θ≤-1°。此外,如上所述,凸部9将连接轮胎径向内侧一端的短边方向中央,即与长边方向交差的方向的中央和轮胎径向外侧的一端的短边方向中央的直线作为延伸方向。因此,例如,在如图27所示,在延伸方向上弯曲成S形状的凸部9,或者如图28所示,在延伸方向上弯曲成C形状的凸部9,或者如图29所示,在延伸方向上弯曲成L形状的凸部9的情况下,同样其延伸方向相对于轮胎径向倾斜,同时在轮胎周向上邻接的各凸部9,将相对于轮胎径向倾斜的方向朝相反方向配置,在轮胎周向上邻接的各凸部9,将轮胎径向内侧一端作为基点的相对于轮胎径向的角度θ,相对于轮胎旋转方向,一方面满足+1°≤θ≤+60°,另一方面满足-60°≤θ≤-1°。
如上所述,凸部9的相对于轮胎径向的角度θ为+60°以下或者-60°以上,因此可获得显著的降低空气阻力的效果。此外,凸部9的相对于轮胎径向的角度θ为+1°以上或者-1°以下,因此可获得显著的改善充气轮胎1的均匀性的效果。
此外,如图30至34所示,凸部9是被形成为,在长边方向上被分割成多个翅片91的翅片列9A,该翅片列9A优选为至少最邻近的各翅片91互相在轮胎周向上重叠,整体上包含轮胎最大宽度位置S’且在轮胎径向内外延伸。另外,在将凸部9分割成多个翅片91的情况下,翅片91之间只要比翅片91即凸部9的突出高度低即可,无论是从轮胎侧部11突出,或是与轮胎侧部11一致都可以。
图30中,凸部9被形成为,在长边方向上被分割成直线状的5个翅片91的翅片列9A,最邻近的翅片91以轮胎周向上的投影重叠的形态,端部重复,整体上向轮胎径向内外延伸。在这种情况下,形成凸部9的翅片列9A的相对于轮胎径向的角度θ为,将连接配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向内侧一端的短边方向中央,即与长边方向交差的方向的中央和配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向外侧一端的短边方向中央的直线作为延伸方向,将该延伸方向的相对于轮胎径向的倾斜作为角度θ。
图31中,直线状的凸部9被形成为,在长边方向上被分割成2个翅片91的翅片列9A,最邻近的翅片91以轮胎周向上的投影重叠的形态,端部由凹凸重复,整体上向轮胎径向内外延伸。在这种情况下,形成凸部9的翅片列9A的相对于轮胎径向的角度θ为,将连接配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向内侧一端的短边方向中央,即与长边方向交差的方向的中央和配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向外侧一端的短边方向中央的直线作为延伸方向,将该延伸方向的相对于轮胎径向的倾斜作为角度θ。
图32中,直线状的凸部9被形成为,在长边方向上被分割成2个翅片91的翅片列9A,最邻近的翅片91以轮胎周向上的投影重叠的形态,端部将斜面对准而重复,整体上向轮胎径向内外延伸。在这种情况下,形成凸部9的翅片列9A的相对于轮胎径向的角度θ为,将连接配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向内侧一端的短边方向中央,即与长边方向交差的方向的中央和配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向外侧一端的短边方向中央的直线作为延伸方向,将该延伸方向的相对于轮胎径向的倾斜作为角度θ。
图33中,凸部9被形成为,在长边方向上被分割成直线状的5个翅片91的翅片列9A,在轮胎径向内外排列成直线状的3个翅片91和在轮胎径向内外排列成直线状的2个翅片91,其直线状相互被平行而配置,最邻近的翅片91彼此以轮胎周向上的投影重叠的形态,相对于1个翅片91重复2个翅片91的端部,整体上在轮胎径向内外以直线状延伸而设置。在这种情况下,形成凸部9的翅片列9A的相对于轮胎径向的角度θ为,将连接配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向内侧一端的短边方向中央,即与长边方向交差的方向的中央和配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向外侧一端的短边方向中央的直线作为延伸方向,将该延伸方向的相对于轮胎径向的倾斜作为角度θ。
图34中,凸部9被形成为,在长边方向上被分割成直线状的5个翅片91的翅片列9A,在轮胎径向内外排列成直线状的3个翅片91和在轮胎径向内外排列成直线状的2个翅片91之间,在轮胎径向内外排列成直线状的2个翅片91,互相将直线状平行而配置,最邻近的翅片91以轮胎周向上的投影重叠的形态,相对于1个翅片91重复2个翅片91的端部,整体上轮胎径向内外延伸为直线状。在这种情况下,形成凸部9的翅片列9A的相对于轮胎径向的角度θ为,将连接配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向内侧一端的短边方向中央,即与长边方向交差的方向的中央和配置在最轮胎径向内侧的翅片91的轮胎径向外侧一端的短边方向中央的直线作为延伸方向,将该延伸方向的相对于轮胎径向的倾斜作为角度θ。
另外,成为凸部9的翅片列9A的翅片91的性外和配置,并不仅限于如图30至图34所示的形态。
如上所述,通过凸部9被形成为,被分割成多个翅片91的翅片列9A,对于轮胎侧部11的挠曲可向各个翅片91分散应变,因此可进一步压低凸部9的刚性,从而可获得显著的改善充气轮胎1的均匀性的效果,且可提高凸部9的耐久性。
实施例
本实施方式中,对于条件各异的多种类的车辆用空气阻力降低结构,进行了关于空气阻力改善率的模拟试验,参照图35、图36。
该模拟试验中,在载有马达辅助的乘用车车身模型上安装轮胎尺寸195/65R15的轮胎模型的车辆模型中,利用采用格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method)的流体解析软件,算出以行驶速度80km/h行使时的车辆模型的空气动力阻力系数。该系数评估,系数越大就表示空气阻力改善率越佳。
在图35中,传统例在轮胎罩上没有突起部,在充气轮胎的轮胎侧部上没有凸部和凹部。此外,比较例1在轮胎罩上没有突起部,在充气轮胎的车辆内侧的轮胎侧部上具有凸部。比较例2在轮胎罩上具有突起部,在充气轮胎的轮胎侧部上没有凸部和凹部。另外,在具有突起部的情况下,突起部是沿着覆盖充气轮胎1的周围的轮胎罩101的形状连续设置的。
在图35及36中,实施例1至实施例20,在轮胎罩具有突起部,且在充气轮胎的轮胎侧部上具有凸部和凹部,并且规定有从轮胎侧部表面起算的凸部的最大距离Hp和轮胎剖面宽度S的关系Hp/S,以及凹部的最大距离Hd和轮胎剖面宽度S的关系Hd/S。另外,在具有突起部的情况下,突起部是沿着覆盖充气轮胎1的周围的轮胎罩101的形状连续设置的。实施例1,在充气轮胎的车辆内侧的轮胎侧部上具有凸部。实施例2,在充气轮胎的车辆外侧的轮胎侧部上具有凸部。实施例3,在充气轮胎的车辆内侧的轮胎侧部上具有凹部。实施例4,在充气轮胎的车辆外侧的轮胎侧部上具有凹部。实施例5及实施例6,在充气轮胎的车辆外侧的轮胎侧部上具有凸部,在车辆内侧的轮胎侧部上具有凹部。实施例7及实施例20,在充气轮胎的车辆内侧的轮胎侧部上具有凸部,在车辆外侧的轮胎侧部上具有凹部。
而且,如图35及图36的模拟实验的结果所示,实施例1至实施例20,其车辆的空气阻力得到了改善。
符号说明
1 充气轮胎
9 凸部
10 凹部
11 轮胎侧部
100 车辆
101 轮胎罩
101a 内壁面
101b 突起部
P 旋转轴
S 轮胎剖面宽度
r 轮胎半径。

Claims (9)

1.一种车辆用空气阻力降低结构,其具有车辆的轮胎罩,以及配置在所述轮胎罩内的充气轮胎,其特征在于,
在将所述充气轮胎安装在所述车辆上,配置所述充气轮胎的旋转轴,使所述车辆直进的状态下,
在所述轮胎罩一侧,比所述充气轮胎上的车辆外侧的轮胎剖面宽端部向车辆外侧的范围内,设置朝向所述旋转轴一侧从所述轮胎罩的内壁面突出的突起部,所述突起部配置在所述轮胎罩的车辆外侧的开口部的边缘,
在所述充气轮胎一侧,至少一个轮胎侧部上设置多个凸部以及/或者凹部,将所述凸部的从轮胎侧部的表面起算的最大距离设为Hp,所述凹部的从所述轮胎侧部的表面起算的最大距离设为Hd,所述充气轮胎上的轮胎剖面宽度设为S时,满足0.005≤Hp/S≤0.05以及/或者0.001≤Hd/S≤0.01的范围,
所述突起部设置在将充气轮胎的旋转轴夹在中间的车辆前侧和车辆后侧的相向位置的局部上;或者所述突起部设置在车辆前侧局部上;或者所述突起部设置在车辆后侧局部上;或者所述突起部设置在覆盖充气轮胎周围的轮胎罩的上方。
2.根据权利要求1所述的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,在从所述充气轮胎上的车辆内侧的轮胎剖面宽端部至车辆外侧的范围内,将从所述突起部的突出端到所述旋转轴为止的最短距离设为O,从所述轮胎罩的内壁面到所述旋转轴为止的最短距离的最大值设为L,轮胎半径设为r时,满足0.01≤(L-O)/r≤0.5的范围。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凸部,在轮胎径向内外延伸为长形状,并且在轮胎周向上配置有多个隔开间隔,将从所述轮胎侧部的表面突出的高度设为hp,短边方向的宽度设为wp,一个所述轮胎侧部中的个数设为Np时,满足5≤Np·hp/wp≤200的范围。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凹部,将从所述轮胎侧部的表面凹进去的深度设为hd,开口部的直径尺寸设为wd,一个所述轮胎侧部上的个数设为Nd时,满足1≤Nd·hd/wd≤10000的范围。
5.根据权利要求1或2所述的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凸部,从所述轮胎侧部的表面突出的高度hp,满足1mm以上10mm以下的范围。
6.根据权利要求1或2所述的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凹部,从所述轮胎侧部的表面凹进去的深度hd,满足0.3mm以上2mm以下的范围。
7.根据权利要求1或2所述的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凸部,配置在所述轮胎侧部上,所述轮胎侧部是将所述充气轮胎安装在所述车辆上后的车辆内侧。
8.根据权利要求1或2所述的车辆用空气阻力降低结构,其特征在于,设置在所述充气轮胎上的所述凹部,配置在所述轮胎侧部上,所述轮胎侧部是将所述充气轮胎安装在所述车辆上后的车辆外侧。
9.一种车辆,其具有轮胎罩,在该轮胎罩内配置有充气轮胎,其特征在于,适用权利要求1至8中任意一项所述的车辆用空气阻力降低结构。
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