CN107405946B - 用于车辆的车轮 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的车轮(1)设置有盘(10)和轮辋(20)并且具有容纳在其中的制动装置(30)。沿着车轮(1)的径向方向从胎圈座部(22)向内突出的环形凸缘部(41)设置在与盘(10)相反的一侧上的轮辋(20)的端部。凸缘部(41)具有与盘(10)相反的一侧上的倾斜表面(41a)。凸缘部(41)沿着朝向车轮(1)的中心轴线(L)的方向朝向盘(10)倾斜。在车辆行驶时，倾斜表面(41a)用于减少在车轮(1)处的空气阻力并将地面气流的一部分引导到车轮(1)的内部空间，以确保用于冷却制动装置(30)的空气的量。

Description

用于车辆的车轮

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的车轮。

背景技术

当物体在空气中移动时，在物体表面附近产生气流涡流。随着涡流的尺寸增大，空气阻力增加。已知空气阻力与物体运动速度的平方成比例地增加。

以下基于上述原理描述抵抗车辆的车轮的空气阻力。车轮具有盘和轮辋。盘沿车轮轴向方向设置在轮辋的外端(与车身相反的一侧上的端部)。轮胎安装在轮辋的外周上。

当车辆行驶时，来自前面的气流撞击旋转的轮胎的前端。气流穿过车轮的相对侧(沿着车轮轴向方向的外侧和内侧)向后流动。沿着车轮外侧流动的气流称为侧气流。沿着车轮内侧(车身侧)在车身下流动的气流称为地面气流。

侧气流沿着轮胎的一个侧表面和盘的设计表面相对平滑地流动。另一方面，从地面气流产生涡流。特别地，当穿过轮胎的另一侧表面的地面气流到达车轮的大开口时，地面气流的一部分被分离且被引导到开口的内部。从而产生涡流。包含涡流的气流被下一个涡流推出并且从盘的开口通过车轮的内部空间吹出。然后，气流接合侧气流，干扰侧气流并引起涡流产生。

如上所述，由涡流引起的空气阻力相对于车轮产生。空气阻力也会由地面气流对车轮后面部分中的轮辋的内壁表面的撞击产生。

抑制涡流产生的措施之一可以是减小盘开口的开口面积，从而限制接合侧气流的地面气流的一部分的量。然而，以这种措施可能会损坏盘的设计。此外，由于在车轮的内部空间中流动的空气量的减少，容纳在车轮内的制动装置可能不会充分冷却。

专利文献1公开了一种用于车辆的车轮，其中抑制涡流的产生并减小空气阻力。具体地，环形整流构件(flow straightening member)附接到车身侧上的轮辋的端部(与盘相反的一侧上的端部)。整流构件从胎圈座部沿着径向方向向内突出，覆盖车身侧上的车轮的开口的一部分(邻近开口周缘的部分)。整流构件具有车身侧上的环形平坦表面。环形平坦表面正交于车轮的中心轴线。

在专利文献1中的车轮中，地面气流沿着上文所述的整流构件的平坦表面得到整流，且抑制了地面气流在开口中的分离。因此，产生的涡流的量可以减少，且可以减少由朝向侧气流吹出的地面气流的一部分产生的涡流的量。从而可以减少相对于车轮的空气阻力。

专利文献

专利文献1：日本特开2009-51248。

发明内容

本发明要解决的问题

在专利文献1公开的装置中，相对于车轮的空气阻力减少。然而，存在的问题是由于流入车轮内部空间的空气量减少，所以冷却容纳在车轮中的制动装置的冷却性能可能下降。

专利文献1公开了另一实施例，其中在整流构件中形成进气口以将空气引导到车轮的内部空间中来冷却制动装置。然而，由于进气口对于与车轮的中心轴线正交的平坦表面开放，所以通过进气口流入车轮内部空间的部分地面气流的量较小。因此，在该实施例中不能充分地冷却制动装置。

解决问题的方法

为了解决以上所述的问题，本发明提供了一种用于车辆的车轮，包括：盘；轮辋；容纳在其中的制动装置，环形整流器设置在与盘相反的一侧上的轮辋的端部；且整流器具有从轮辋的胎圈座沿着车轮径向方向向内突出的环形突出部，其中突出部在与盘相反的一侧上具有环形倾斜表面，倾斜表面沿着朝向车轮中心轴线的方向朝向盘倾斜。

根据上述特征，由于地面气流的分离而产生的涡流可以由整流器突出部的倾斜表面抑制。从而可以减小空气阻力。此外，用于冷却制动装置的足够量的空气可被整流器的倾斜表面引导至车轮的内部空间。

优选地，整流器具有沿着轮辋的轮辋凸缘部延伸的环形壁部；在与盘相反的一侧上的壁部的侧表面是与车轮的中心轴线正交的平坦表面；且侧表面连续到倾斜表面。

根据上述特征，由于正交于车轮中心轴线的平坦侧表面连续到倾斜表面，所以可以进一步减少空气阻力。

优选地，倾斜表面相对于与车轮中心轴线正交的平面倾斜5到15度。

根据上述特征，减少空气阻力的效果和冷却制动装置的效果可以以良好平衡的方式实现。如果倾斜角度小于5度，则不能确保用于冷却制动装置的充足气流量。如果倾斜角度大于15度，则空气阻力将会增大，因此尽管用于冷却制动装置的充足气流量可以得到确保，但整流器的效果将会减弱。

优选地，整流器的突出部具有环形凸缘的构造。

根据上述特征，可以抑制车轮重量的增加。

优选地，突出部的倾斜表面设置为第一倾斜表面；突出部还具有第二倾斜表面，该第二倾斜表面具有环形结构并朝向盘定向；第二倾斜表面沿着朝向车轮中心轴线的方向远离盘倾斜；且环形顶部形成在第一倾斜表面和第二倾斜表面彼此相交的位置。

根据上述特征，可以抑制由于地面气流在车轮前面部中的分离产生的涡流。此外，可以进一步减少空气阻力，因为当地面气流撞击车轮后部中的轮辋的内壁表面时，地面气流在整流器的顶部被分开且沿着第一和第二倾斜表面平滑流动。

在本发明的一个方面，整流器与轮辋一体形成。

在本发明的另一个方面，整流器是与轮辋分离的部件；且整流器附接到轮辋。

优选地，整流器设置为环形构件，其是与轮辋分离的部件；环形构件一体地具有突出部、壁部和沿着车轮的轴向方向从突出部和壁部的边界突出的附接部；且附接部装配在胎圈座部的内周中。

根据上述特征，作为与轮辋分离的部件的环形构件可以相对容易地安装到轮辋上。

本发明的有益效果

在根据本发明的用于车辆的车轮中，可以减小空气阻力，同时可以确保车轮中用于冷却制动装置的气流的量。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的用于车辆的车轮的平面剖视图。

图2是作为用于车辆的车轮的重要部分的整流器的放大剖视图。

图3是根据本发明的第二实施例的用于车辆的车轮的整流器的放大剖视图。

图4是根据本发明的第三实施例的用于车辆的车轮的平面剖视图。

图5是根据本发明的第四实施例的用于车辆的车轮的整流器的放大剖视图。

图6是根据本发明的第五实施例的用于车辆的车轮的整流器的放大剖视图。

图7是根据本发明的第六实施例的用于车辆的车轮的整流器的放大剖视图。

具体实施方式

下面将参照图1和图2对根据本发明的第一实施例的用于车辆的车轮进行描述。

图1示出的用于车辆的车轮1例如由铸铝合金(轻金属)制成。用于车辆的车轮1一体地包括具有大致圆盘构造的盘10和具有从盘10的周缘连续的大致圆柱形构造的轮辋20。轮胎T安装在轮辋20的外周上。

盘10具有在其中心部分有圆盘构造的轮毂附接部11、具有环形构造的周缘部12和用于连接轮毂附接部11和周缘部12的径向延伸的轮辐部14。

轮毂孔11a和多个螺栓孔11b形成在轮毂附接部11中。开口15形成在轮辐部14之间。

同车轮的标准轮辋一样，轮辋20包括轮辋落下部21、从轮辋落下部21的相对端部连续的一对胎圈座部22和一对轮辋凸缘部23。

盘10设置在位于车轮的轴向方向外侧(与车身相反的侧)的轮辋20的端部。车轮1的内部空间2由盘10和轮辋20形成。开口3沿着车轮的轴向方向形成在轮辋20的内侧(车身侧)。

车辆的轮毂(未示出)通过开口3延伸到内部空间2中。盘10的轮毂附接部11固定到轮毂。制动装置30容纳在内部空间2中。

制动装置30包括固定到轮毂(未示出)的制动转子31和制动钳32。制动钳32具有由液压缸移动的一对制动片(未示出)。通过摩擦的制动可以通过将制动片压靠着制动转子31来实现。

开口15不仅改善设计，而且还释放由制动装置30产生的热量。

本发明的特别特征将在以下描述。如图1和图2所示，环形整流器40设置在车辆车身侧(与盘10相反的侧)上的轮辋20的端部。整流器40与轮辋20一体形成。整流器40具有环形凸缘部41(有凸缘构造的突出部)和环形壁部42。凸缘部41沿着车轮1的径向方向从胎圈座部22向内突出。壁部42沿着轮辋凸缘部23延伸并且与轮辋凸缘部23一体形成。

车身侧上的凸缘部41的侧表面是沿着朝向中心轴线L的方向朝向盘10倾斜的倾斜表面41a(锥面、锥形面)。车身侧上的壁部42的侧表面是正交于车轮1的中心轴线L的环形平坦表面42a。平坦表面42a从倾斜表面41a连续。

整流器40沿车轮的径向方向的宽度a和倾斜表面41a的角度b被确定成以便抑制地面气流(通过开口3进入的气流)的部分分离，同时确保用于在车轮1内部冷却制动装置30所需的气流量。优选地，宽度a是从50mm到80mm。优选地，倾斜表面41a的角度b是从5度到15度。如果角度b小于5度，则难以确保用于冷却制动装置30的气流量。如果角度b大于15度，则空气阻力增加且整流器40的效果减小，尽管可以确保用于冷却的气流量。

在本实施例中，车轮1和整流器40一体形成。具体地，在车轮1被铸造之后，整流器40通过流动成形和机械加工形成。

下面描述车轮1的作用。

如图1中箭头A所示，当车辆行驶时，地面气流被壁部42的平坦表面42a和从车轮1的前部中的平坦表面42a连续的凸缘部41的倾斜表面41a矫直。因此，气流的分离受到抑制且涡流的产生受到限制。因而减小空气阻力。此外，因为地面气流A被矫直以向后流动，所以地面气流A被限制在车轮1的后部中撞击轮辋20的内壁表面。因而，由地面气流A通过撞击内壁表面引起的空气阻力同样得到减小。

地面气流A的一部分由倾斜表面41a引导到车轮1的内部并冷却制动装置30。然后地面气流A通过盘10的开口15流出车轮1并且接合在车轮1的外部流动的侧气流B。

整流器40设置在轮辋20的车身侧上，因此从外部看不到整流器40。不需要改变诸如减小盘10的开口15的开口面积来减小空气阻力。因此，车轮的设计不受影响。

下面参照附图对本发明的其他实施例进行描述。在这些实施例的描述中，将使用相同的附图标记来表示与前述实施例相对应的特征，并且将省略其说明。

在图3示出的第二实施例中，整流器40A由是与轮辋20分离的部件的环形构件49制成。环形构件49包括具有倾斜表面41a的凸缘部41、具有平坦表面42a的壁部42和在车轮的轴向方向上从凸缘部41和壁部42的边界附近向外突出的多个附接部43。多个附接部43在圆周方向上彼此间隔地形成。突起43a沿着车轮的径向方向形成在附接部43的远端部的外侧。当环形构件49按压到轮辋20中时，附接部43弹性变形，且突起43a越过胎圈座部22。当环形构件49进一步按压到轮辋20中时，突起43a被装入形成于邻近胎圈座部22的轮辋20的内周表面中的凹口24，且附接部43弹性地返回。

在环形构件49被附接的状态下，凸缘部41沿着车轮的径向方向从胎圈座部22向内突出。壁部42与车身侧上的轮辋凸缘部23的侧表面接触并且壁部42的平坦表面42a与车身侧上的轮辋凸缘部23的外周缘的侧表面23a齐平。

由于在车辆行驶时整流器40A的作用与第一实施例中的整流器类似，所以将忽略对其进行描述。

在图4所示的第三实施例中，环形整流器50形成在车身侧上的轮辋20的端部。整流器50包括环形突出部51和壁部52。突出部51具有三角形横截面的构造，并且沿着车轮1的径向方向从胎圈座部22向内突出。壁部52设置在轮辋凸缘部23的车身侧上且与轮辋凸缘部23一体形成。

如图4所示，突出部51具有离盘10较远的环形第一倾斜表面51a(锥面、锥形面)和离盘10较近的环形第二倾斜表面51b(锥面、锥形面)。与第一和第二实施例中的倾斜表面41a一样，第一倾斜表面51a沿着朝向车轮1的中心轴线L的方向朝向盘10倾斜。第二倾斜表面51b沿着朝向车轮1的中心轴线L的方向远离盘10倾斜。

第一倾斜表面51a和第二倾斜表面51b的横截面轮廓可以是直的或弯曲的。

环形顶部51c形成在第一倾斜表面51a和第二倾斜表面51b彼此相交的位置。顶部51c的横截面轮廓可以是尖的。然而，优选的是顶部51c的横截面轮廓是具有相对较小曲率半径的凸曲线。

与车轮的中心轴线正交的平坦表面52a设置在壁部52的车身侧上。平坦表面52a从倾斜表面51a连续。

与第一和第二实施例一样，如图4中的箭头A所示，地面气流被车轮1的前面部分中的平坦表面52a和倾斜表面51a矫直，且地面气流的一部分由倾斜表面51a引导以冷却制动装置30。

在第三实施例中，还可以实现以下效果。在车轮的后面部分中，当地面气流A撞击轮辋20的内壁表面时，地面气流A在突出部51的顶部51c分成沿着倾斜表面51a的气流和沿着倾斜表面51b的气流。沿着倾斜表面51a流动的气流被平坦表面52a矫直并向后流动。沿着倾斜表面51b流动的气流由车轮的内部引导并冷却制动装置30。然后气流通过盘10的开口15流出车轮1，并且与流过车轮1的外侧的气流接合。

如上所述，由于地面气流的一部分被分割并沿着倾斜表面51a、51b平滑地流动，所以可以减少空气阻力。

与第一和第二实施例一样，在第三实施例中，倾斜表面51a的倾斜角度优选地为从5度到15度。然而，较大的倾斜角度是可以接受的，因为由于上述气流的分割而导致的空气阻力的减小抵消了因倾斜角度的增加而引起的空气阻力增加的一部分。

在图5所示的第四实施例中，第一倾斜表面51a的横截面轮廓是凸形弯曲的，并且平滑地连续到车身侧上的轮辋凸缘部23的倾斜侧表面23a。

在图6所示的第五实施例中，整流器50A的突出部51由环形构件55和盖56组成，它们是与轮辋20分离的部件。具有大致山形横截面的环形构件55包括环形槽55a和在圆周方向上彼此间隔开地形成在槽55a的底部表面中的螺钉插入孔55b。通过将插入穿过螺钉插入孔55b的螺钉57拧入形成在胎圈座部22的内周表面中，环形构件55被固定到轮辋20的胎圈座部22。

盖56具有的半环形构造具有弯曲横截面。通过将盖56固定到环形构件55的顶部来封闭凹槽55a。

第一倾斜表面51a和第二倾斜表面51b形成在环形构件55和盖56中。顶部51c形成在盖56中。第一倾斜表面51a从车身侧上的轮辋凸缘部23的侧表面23a连续。

可以在螺栓孔的位置设置具有大于螺栓头的直径的埋头孔来代替凹槽55a。在这种情况下，为每个埋头孔设置盖56。

在图7所示的第六实施例中，整流器50B的突出部51是与轮辋29分离的部件的环形构件58。环形构件58有第一和第二倾斜表面51a、51b及顶部51c。具有环形构造的浅凹部58形成在环形构件58的外周表面中。环形构件58通过填充在凹部58a中的粘合剂59固定到胎圈座部22的内周表面。

凹部58a可以在圆周方向上连续或间断地形成。

本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以采用各种修改。

在第一和第二实施例中，整流器具有的壁部具有平坦表面。可替代地，整流器可以不具有壁部。在这种情况下，凸缘部的倾斜表面连续到轮辋凸缘部的侧表面。

工业实用性

本发明可以应用到需要减少空气阻力和冷却制动装置的用于车辆的车轮中。

Claims (6)

1.一种用于车辆的车轮，包括：

盘(10)；

轮辋(20)；

容纳在其中的制动装置(30)，

环形整流器(50；50A；50B)，设置在与盘(10)相反的一侧上的轮辋(20)的端部；并且

所述整流器(50；50A；50B)具有沿着车轮的径向方向从轮辋(20)的胎圈座部(22)向内突出的突出部(51)，

其中，所述突出部(51)具有在与盘(10)相反的一侧上的环形倾斜表面(51a)，所述倾斜表面(51a)沿着朝向车轮的中心轴线(L)的方向朝向所述盘倾斜；并且

其中，所述突出部(51)的倾斜表面(51a)设置为第一倾斜表面；

所述突出部(51)还包括具有环形构造且朝向盘(10)定向的第二倾斜表面(51b)；

所述第二倾斜表面(51b)沿着朝向车轮的中心轴线(L)的方向远离盘(10)倾斜；以及

环形顶部(51c)形成在所述第一倾斜表面(51a)与第二倾斜表面(51b)彼此相交的位置。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的车轮，其中：

所述整流器(50)具有沿轮辋(20)的轮辋凸缘部(23)延伸的环形壁部(52)；

在与所述盘(10)相反的一侧上的壁部(52)的侧表面(52a)是与车轮的中心轴线(L)正交的平坦表面；并且

所述侧表面(52a)连续到所述第一倾斜表面(51a)。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的车轮，其中，所述第一倾斜表面(51a)相对于与车轮的中心轴线(L)正交的平面倾斜5到15度。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的车轮，其中，所述第一倾斜表面(51a)相对于与车轮的中心轴线(L)正交的平面倾斜5到15度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于车辆的车轮，其中，所述整流器(50)与轮辋(20)一体形成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于车辆的车轮，其中：

所述整流器(50A；50B)是与轮辋(20)分离的部件；以及

所述整流器(50A；50B)附接到轮辋(20)。

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