JP2008230585A

JP2008230585A - 空気内封形タイヤ車輪に於ける回転増幅機構

Info

Publication number: JP2008230585A
Application number: JP2007110974A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nakamura; 重雄中村
Original assignee: ASUKA JAPAN KK; Aska Japan Inc
Current assignee: ASUKA JAPAN KK; Aska Japan Inc
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】車輪に高度な技術を付帯させ、回転することで、大きな回転トルクを発生させ、省エネや環境技術に大きな貢献を果す。
【解決手段】空気内封型タイヤ車輪に、タイヤ内圧力や別個の圧力タンク９により、アーム部３に受圧面５を設け、この加圧によって車輪軸に回転力を別個に付加、発生させる構成を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は空気内封形タイヤ車輪にあって、ホイールリム、アーム部、或いは、車輪ボス外周部に付帯させた回転増幅機構に関する。

従来より存在するような、タイヤとホイール、にて構成される空気内封形タイヤ車輪は、主として自動車に使用されるが、政府が、近年に示されたものは、２０１５年度までに、自動車の燃費を現状消費量より、約２０％改善する新基準を自動車メーカに義務づける方針のようである。燃費の規制や改善は、京都議定書の発効や、地球温暖化の深刻さに深慮されて、更に改善を進める必要があると判断されていて、日本はもとより、世界に於いても厳しい燃費規制は必至となっている。

従って、メーカは技術開発に向けた、一層の投資を迫られるが、これらの省エネを目的に、研究し、開発される方法は、エンジンの各機構を改良し、燃費を少なくすることに盡力されつつあるが、開発費や生産切替の設備費、等に期間と経費が大きく嵩んでくる。

自動車に於ける燃費基準は、車両重量ごとに設定される。乗用車の場合、２００６年代、基準では９段階に分けられているが、新基準の２０１５年までの案では１５〜２０段階に細分化し、小型車から大型車まで、すべての車両で、約２０％改善アップの燃費基準の達成を求められるようである。故に、メーカはエンジンとモータを組合わせ、ハイブリッド方式の駆動形態を投入すれば、その重量で基準を達成しやすくなるため、ハイブリッド車の開発に重点を置いてくるようになる。

然し、ハイブリッド車は、スタート時等の減速時は、モータ駆動のために、バッテリーが毎時使用され、そのためバッテリーの消耗寿命が短くなり、逆にバッテリーの交換に費用が高くなる。その上、自動車自体の駆動構成が複雑に推移し、コスト高を招き、故障の頻度が増え、ハイブリッド構成のメンテナンス費が増加し、購入者にはメリットが少ないものとなっている。

又、自動車にあっては、エンジン以外の、省エネは殆ど実施されておらず、コスト安で、且、故障の確率の低いエンジン以外の省エネは皆無に近いのが現状である。故に、エンジン部門以外で、簡単に、安価な省エネ機構を出現させることが課題となっている。

上記に示した、自動車が抱える省エネに関する解決すべき課題を説明する。
背景技術に示した如く、自動車における解決すべき課題は、どのようにして簡単な構成で、大きな省エネが達成されるかであり、この問題に対して今迄、全く目標としていなかった技術部門は、車輪構成である。すなわち、自動車エンジンは、自動車架台に装着した場合のネット回転力によって、車輪自体は、タイヤが地表面の摩擦に打勝って、エンジンの回転エネルギーを伝達し、車体を効率よく、高速度で前進させる機能を要求されるが、自動車のエンジン回転力以外で、ハイブリッドの省エネ技術に匹敵するエネルギー効果を、自動車車輪リム、アーム部、並びに車輪ボス外周部を活用し、自動車エンジンのネット回転力と、同等及び以上の回転力たる省エネ効果を出したのが、本発明構造であり、背景技術に示した課題を大きく克服したものであると考察している。

本発明は、自動車の空気を封入したタイヤ車輪では、考え得なかった構成で、機械的な操作を必要とせず、従って摩耗や、機能の問題で支障をきたすことは皆無で、加工や組立の工程を極力、少なくなる如くに構成し、これによって更に絶大な信頼と、効果を得るべく構造化したものである。

本発明は、上述せる課題を克服し、達成させる方法として、自動車にあって、全車輪のホイール部、リム内周の一部から、アームの反回転方向に当たる側面の受圧面へ、タイヤ内の封入空気圧を、直角に作用する空気圧力として、得るべく接続部材で連結して構成する方法と、車輪ホイールに受圧面を一体で鋳造、成形する方法で構造化する。そして空気圧力が作用する、このホイール部アーム側面の受圧面と、この受圧面中心から、車輪軸心までの、距離とのモーメントトルクとして作用させる。又、別の構成としては、車輪ボス外周に、圧力タンク部を設け、この軸心と直角となる圧力タンク外周の一点から、ホイール部アームの反回転方向に当たる側面の受圧面へ、該、圧力タンク部の封入空気圧を、直角に作用する空気圧力として、得るべく、接続部材で連結して構成する方法と、接続部材を使わず、受圧面を車両ホイールに一体鋳造して構造化する方法をとる。そしてこの空気圧力は作用する、ホイール部アーム側面の受圧面、中心から、車輪軸心までの、距離とのモーメントトルクとして作用させる、これ等の、２つの構成により、車輪軸心を矢印、回転方向に増幅する回転力に変換する構造にした。
尚、この作用個所は、ホイール、アーム部毎に構成され、その合計圧をモーメントトルクとして作用させている。

上述したように、本発明構成は、図１より図６に示すが、本発明のもたらす効果は次の通りである。
図１、図２及び図５による、タイヤ内の空気圧力を利用する方法は、タイヤ内の空気圧力をホイール部アームの、反回転方向に当たる側面、受圧面に、直接に作用する如くし、該、受圧面の１８０°位置には、相殺する受圧面が構成しない構造にしているので、簡単な接続部材や、一体とした鋳造成形部で抜群の効果を得る構成である。

又、図３、図４及び図６による圧力タンク部を、車輪軸ボス外周に設ける構成は、［００１０］項による構成、利点と同様の効果を保持しているが、この圧力タンク部には、タイヤ内空気圧力より高い圧力を保ち得ることも可能なので、車輪軸心に作用させるモーメントトルクは、前記に比較し、１．５〜２倍、大とすることも出来得る、有効な効果も合せて保持している。

自動車に、この機能を用いれば、各、車輪ホイール部、アーム側面、受圧面に複数の回転増幅機構を備えることになり、各、車輪毎に、車軸に大きなモーメントトルクが発生し、車輪数の合計モーメントトルクは、補助エネルギーとなって、大きな省エネ力として、エンジンの回転を助ける。故に燃費が節約できることで経済的に出費が抑えられ、更にＣＯ_２の発生も大きく減少させ、地球温暖化の防止に貢献できる、非常に付加価値の高い構造をもち合わせ、有効な効果を発揮するものである。

本発明の実施例を図１〜図６に基づいて説明する。

本発明の図１は、空気内封形タイヤ車輪の回転増幅機構の構成を示す正面図と、図２はその側面断面図を示す。又、図５はホイールと一体、鋳造成形した構成を示す構造図である。
図１、図２、図５にあって、１は車輪ボス、２は外輪で、タイヤ装着部は寸法、Ｄで表わすが、タイヤ、外輪の大きさにて変化する。３は車輪アームで、反回転側、側面に５、受圧面を設ける。４は車輪リムに設けた給気ポートで、６接続部材若しくは、一体鋳造成形部で、５受圧面に空気圧を供給する。７はタイヤで、８は回転走行方向を示す。１０はタイヤ内吸気バルブで、１１は車輪回転中心を示す。ｄは、６接続部材及び、一体鋳造成形部の送気内径で、Ｌは、５受圧面のトルク作用半径である。Ｇは車輪リム巾を示す。

以下に上記、構成の作動を説明する。今、タイヤ内空気圧力は、Ｐ＝２１５．６〜２３５．２ｋＰａ（２．２〜２．４ｋｇｆ／ｃｍ^２）を保持し、ｄ＝２．２ｃｍ、Ｌ＝１５ｃｍ、Ｐ＝３８０ｃｍ（１５ｉｎ）とすれば、５受圧面に掛る圧力は、Ｐ′＝０．７８５×２．２^２×２．４＝４．１４４８ｋｇｆとなる。故に車輪軸に作用するトルクは、Ｔ＝Ｐ′・Ｌ＝４．１４４８×０．１５＝０．６２１７２ｋｇｆ−ｍのモーメントトルクを得ることになる。このトルク、Ｔは、３車輪アームで、本、実施例では６ヶ所具備した、５受圧面に作用するので、合計トルク、Ｔｔ＝６Ｔ＝６×０．６２１７２＝３．７３０３２ｋｇｆ−ｍのトルクが一つの車輪に作動し、４車輪で走行するので、合計、１４．９２１２８ｋｇｆ−ｍのトルクが、該、自動車に回転増幅力として、プラスされる。

本、実施例のＤ＝３８０ｃｍ（１５ｉｎ）のタイヤを装着した自動車にあっては、一般的には、エンジントルクは、エンジンを車輌に搭載した状態に等しい「ネット値」として、１４．１〜１４．４ｋｇｆ−ｍと主要諸元には示されているので、殆んど、この数値に等しい回転増幅力としてトルクが付加されることになる。

尚、５受圧面への供給圧力は、６接続部材、若しくは一体鋳造成形部の内部をパイプ状等にして、５受圧面と１８０°位置に、相殺する受圧面を構成させない構造を、本、作動のポイントとして考察、実施している。

次に、本発明の図３は、車輪ボス外周に圧力タンクを構成した、空気内封形タイヤ車輪の回転増幅機構の構造を示す正面図と、図４はその側面断面図である。又、図６は一体鋳造成形した構造図である。
図３、図４及び図６にあって、９は圧力タンクで、１車輪ボス外周に設ける。４Ａは圧力タンクに備えた給気ポート、１０Ａは圧力タンク吸気バルブを示す。又、その他の番号、及び記号は、図１、図２及び図５と同一であるので、本項では省略する。

以下に上記、構成の作動を説明する。本、実施例については、９圧力タンクを別個に構造化していることにより、この内圧を一定の範囲で変更、設定できるので、車輪軸と作用させるトルクを、任意に計画設定できる利点を保持している。即ち、９圧力タンク内圧力、Ｐｔ＝２９４ｋＰａ（３ｋｇｆ／ｃｍ^２）に加圧した場合、Ｌ＝１５ｃｍ、ｄ＝１．６ｃｍとすれば、５受圧面に掛る圧力はＰ″＝０．７８５×１．６^２×３＝６．０２８８ｋｇｆとなる。これにより、車輪軸に作用するトルク、Ｔｔ＝Ｐ″・Ｌ＝６．０２８８×０．１５＝０．９０４３ｋｇｆ−ｍのトルクが発生する。
このことで明白なように、９圧力タンク内圧を３ｋｇｆ／ｃｍ^２と、図１、図２及び図５に比較して３５％アップするだけで、トルクも約１．５倍に増えるばかりか、６接続部材若しくは、一体鋳造成形部の各、関連寸法を小さく設定でき、組立も容易に出来る特徴がある。

その他、関連事項として、図１、図２及び図５の［００１６］、［００１７］項目は、その儘圧力タンク方式に適用できる事項である。

本発明による空気内封形タイヤ車輪の正面図。本発明による空気内封形タイヤ車輪の側面断面図。本発明による圧力タンク付帯、空気内封形タイヤ車輪の正面図。本発明による圧力タンク付帯、空気内封形タイヤ車輪の側面断面図。本発明による受圧面を一体鋳造成形した空気内封形タイヤ車輪の構造図。本発明による受圧面を一体鋳造成形した圧力タンク付帯、空気内封形タイヤ車輪の構造図。

符号の説明

１・・・・・・・・車輪ボス
２・・・・・・・・外輪
３・・・・・・・・車輪アーム
４・・・・・・・・車輪リムに設けた給気ポート
４Ａ・・・・・・・圧力タンク給気ポート
５・・・・・・・・受圧面
６・・・・・・・・接続部材、若しくは一体鋳造成形部
７・・・・・・・・タイヤ
８・・・・・・・・回転走行方向
９・・・・・・・・圧力タンク
１０・・・・・・・タイヤ内吸気バルブ
１０Ａ・・・・・・圧力タンク吸気バルブ
ｄ・・・・・・・・接続部材、若しくは一体鋳造成形部の送気内径
Ｌ・・・・・・・・受圧面のトルク作用半径
Ｄ・・・・・・・・タイヤ装着部径
Ｆ・・・・・・・・タイヤ中心からのオフセット寸法
Ｇ・・・・・・・・リム幅

Claims

空気内封形タイヤ内に、圧縮空気を封入し、ホイール部の中心に回転軸を、一体に構成して成る車輪にあって、ホイールリム部より車輪ボス部にアーム部を構成し、該、アーム部の反回転方向、側面に、受圧面を設けると共に、ホイールリム部、リム内周の一点から、前記、受圧面へ接続部材を連結、若しくは受圧面を一体鋳造成形して、タイヤ内圧縮空気を加圧力として、作動させると共に、受圧面中心から、車輪軸心までの距離を乗じて、モーメントとして車輪軸に、別個の回転力を付加する、構成とすることによって、車輪を走行に必要とする方向へ、回転を増加させる機能を備えることで、車輪の走行回転を増幅させることを、可能としたことを、特徴とする空気内封形タイヤ車輪の回転増幅機構。
空気内封形タイヤ内に、圧縮空気を封入し、ホイール部の中心に回転軸を一体に構成して成る車輪にあって、車輪ボス外周に圧力タンクを設け、圧縮空気を封入し、ホイールリム部より圧力タンク外周に向けアーム部を構成し、該、アーム部の反回転方向、側面に、受圧面を設けると共に、圧力タンク外周の一点から、前記、受圧面へ接続部材を連結、若しくは受圧面を一体鋳造成形して、圧力タンク内、圧縮空気を加圧力として作動させると共に、受圧面中心から、車輪軸心までの距離を乗じて、モーメントとして車輪軸に、別個の回転力を付加する、構成とすることによって、車輪を走行に必要とする方向へ、回転を増加させる機能を備えることで、車輪の走行回転を増幅させることを、可能としたことを、特徴とする空気内封形タイヤ車輪の回転増幅機構。