JP2012081908A - タイヤホイールインナーカバー及びこれを備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、空気抵抗の低減を目的とした従来のタイヤホイールと比較して、レイアウト上ないしはデザイン上の制約がなく、また、走行時における空気抵抗の低減を、より確実に達成することができるタイヤホイールインナーカバーを提供する。
【解決手段】本発明のタイヤホイールインナーカバー３は、車両の走行時における非回転部（サスペンションの構成部品）に支持されると共に、タイヤホイールの車幅方向の内側のリムフランジに囲まれて形成されるリム部２３の開口２５を覆うように配置される板状部材３１で形成されることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の走行時におけるタイヤホイールの空気抵抗を低減するタイヤホイールインナーカバー及びこれを備える車両に関する。

走行時の車両には、車体の周囲に空気の流れが生じ、この空気の流れが車体の空気抵抗、車両の操作性、走行安定性等に影響を及ぼす。特に、車両の燃費にかかわる空気抵抗については、昨今の省エネルギーや低環境負荷の更なる要請から従来よりも増してその低減が望まれる。

タイヤホイールの技術分野においては、走行時の空気抵抗の低減を目的として、車幅方向外側にリング状のカバー（以下、リングカバーと称する）を取り付けたタイヤホイールが知られている（例えば、特許文献１参照）。更に詳しく説明すると、このタイヤホイールのリングカバーは、タイヤが組み付けられる略円筒状のリム部の車幅方向外側に一体に形成されるディスク部の周縁を外側から覆うように取り付けられている。そして、このリングカバーの外側面は、リム部からタイヤのサイドウォールに掛けての段差を解消している。

このタイヤホイールでは、これが配置される車体のタイヤホイールハウス内に流れ込んだ走行風を、リム部の車幅方向内側から円筒内部及びディスク部のスポーク間に形成された穴を通過させ、次いでリングカバーの外側面を介してタイヤのサイドウォールへと流すようになっている。

このようなタイヤホイールによれば、リム部の円筒内部を通じて外側に流れ出た走行風がタイヤのサイドウォールに沿って流れる際に、リングカバーの外側面がリム部からタイヤのサイドウォールに掛けての段差を解消して走行風を整流するので、走行風によるタイヤホイールの空気抵抗を低減することができる。

特開２００３−４８４０３号公報

しかしながら、空気抵抗の低減を目的とした従来のタイヤホイール（例えば、特許文献１参照）においては、走行風を整流するリングカバーがディスク部を外側から覆うように取り付けられて車体の外観を形成するのでレイアウト上ないしはデザイン上の制約がある。

また、後に詳しく説明するが、走行風の速度分布図である図４に示すように、車両１の走行速度がハイウェイスピードとなると、タイヤホイール２の周囲には走行風Ｗと逆の方向に流れる気流域Ｆ（図４参照）が発生する。そして、この気流域Ｆは、タイヤホイール２及び車両１全体の空気抵抗の低減を阻害することがある。

そこで、本発明の課題は、空気抵抗の低減を目的とした従来のタイヤホイールと比較して、レイアウト上ないしはデザイン上の制約がなく、また、走行時における空気抵抗の低減を、より確実に達成することができるタイヤホイールインナーカバー及びこれを備える車両を提供することにある。

前記課題を解決した本発明のタイヤホイールインナーカバーは、車両の走行時における非回転部に支持されると共に、タイヤホイールの車幅方向の内側のリムフランジに囲まれて形成されるリム部の開口を覆うように配置される板状部材で形成されることを特徴とする。
なお、前記非回転部とは、車両の走行時に回転するタイヤホイールに対して同期して回転しない部分を意味する。

このようなタイヤホイールインナーカバーにおいては、前記非回転部は、車両のサスペンションの構成部品であることが望ましい。

また、このようなタイヤホイールインナーカバーにおいては、前記板状部材は、車幅方向の内側の板面が、タイヤの車幅方向の最も内側寄りの側面位置に一致するように配置されていることが望ましい。

また、このようなタイヤホイールインナーカバーにおいては、前記板状部材の外周縁は、前記タイヤの側面に近接するように配置されていることが望ましい。

また、前記課題を解決した本発明の車両は、前記したタイヤホイールインナーカバーを備えることを特徴とする。

本発明によれば、空気抵抗の低減を目的とした従来のタイヤホイールと比較して、レイアウト上ないしはデザイン上の制約がなく、また、走行時における空気抵抗の低減を、より確実に達成することができるタイヤホイールインナーカバー及びこれを備える車両を提供することができる。

本発明のタイヤホイールインナーカバーを取り付けた車両の右前のタイヤホイール周りを、車両の左斜め下方から見上げた様子を示す部分斜視図である。 サスペンションの構成部品としてのナックルからこれに取り付けたタイヤホイールインナーカバーを外した様子を示す分解斜視図である。 図１中のIII−III断面において、タイヤの赤道線から車両の内側の様子を模式的に示す部分拡大断面図である。 従来のタイヤホイールを取り付けた車両の右前側における走行風の速度分布図である。

以下に、本発明の実施形態について図を参照しながら詳細に説明する。
以下の説明において、前後左右上下の方向は車両の前後左右上下の方向に一致させた図１に示す前後左右上下の方向を基準とする。
なお、本実施形態に係るタイヤホイールインナーカバーは、車両の前後左右に配置される４つのタイヤホイールにおいて略同様の構成となっているので、以下では、前方右側のタイヤホイールに配置されるタイヤホイールインナーカバーについてのみ説明し、他の３つのタイヤホイールインナーカバーについての説明は省略する。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１のタイヤホイールインナーカバー３は、タイヤホイール２の内側に配置されている。
本実施形態でのタイヤホイール２は、図２に示すように、ホイール２１とタイヤ２２とで主に構成されている。

ホイール２１は、タイヤ２２が組み付けられるリム部２３を備えている。このリム部２３は、図示しないが、略円筒形状を呈しており、リム部２３の外周面は、トロイド状のタイヤ２２の内側面との間に、所定圧で空気が充填されるタイヤ空気室を形成している。
ちなみに、リム部２３の車幅方向の外側には、リム部２３と一体となるようにディスク部２６が形成されている。
このような円筒形状のリム部２３には、タイヤ２２のビード部が装着されるビードシート部（図示省略）から断面視でＬ字状にホイール２１の幅方向外側に迫り出したリムフランジ２４が形成されている。そして、図１に示すように、このリムフランジ２４は、車幅方向の内側で円筒形状のリム部２３の円形を呈する端縁を形成しており、リム部２３は、車幅方向の内側に、このリムフランジ２４で囲まれる円形の開口２５を有している。
この円形の開口２５は、特許請求の範囲にいう「リム部の開口」に相当する。
なお、図１中、符号４１は後記するサスペンション４を構成するロアーアームであり、符号３３は、ロアーアーム４１を逃げるために、タイヤホイールインナーカバー３に設けられた切り欠き部の一部であり、符合８は車体フレーム７に取り付けられたエンジンアンダカバーである。

図２に示すサスペンション４を構成するナックル４２は、図示しないが、アクスルがセレーション結合したホイールハブの軸筒部を、軸受を介して支承するものである。そして、前記ホイールハブは、スタッドボルトによってブレーキディスク及び図２に示すタイヤホイール２を取り付けるようになっている。ちなみに、図２に示す符号２６ａは、ホイール２１のディスク部２６に形成されたスタッドボルト用の挿通穴である。

そして、ナックル４２に支承された前記ホイールハブが、アクスルを介して回転すると、前記ブレーキディスク及びタイヤホイール２が回転する。この際、前記軸受を介してホイールハブを支承するナックル４２は、タイヤホイール２の回転に同期して回転しない。つまり、ナックル４２は、特許請求の範囲にいう「非回転部」に相当する。
なお、図２中、符号４０は、ナックル４２の上部にその一端が取り付けられたアッパーアームであり、符号４１は、ナックル４２の下部にその一端が取り付けられたロアーアームであり、符号４３は、ダンパーである。これらのアッパーアーム４０、ロアーアーム４１及びダンパー４３は、ナックル４２と共にサスペンション４を構成しており、これらの部材も後記する他の実施形態で説明するように「非回転部」に相当する。

再び図１に戻って、タイヤホイールインナーカバー３は、タイヤホイール２の車幅方向内側に形成されるリム部２３の開口２５を覆うように配置されている。
このタイヤホイールインナーカバー３は、図２に示すように、平面視で円形の板状部材で形成されている。

そして、タイヤホイールインナーカバー３は、非回転部であるナックル４２に設けられた３箇所の支持部４２ａ（図２中、３つのうちの１つの支持部は、作図の便宜上省略している）に取り付けられている。ちなみに、本実施形態でのタイヤホイールインナーカバー３は、３つの支持部４２ａに対応する位置に設けられたボルト穴３ａに挿通されるボルト３２によって、支持部４２ａに締結されている。つまり、タイヤホイールインナーカバー３は、タイヤホイール２の回転と同期することなく回転しない構成となっている。

また、タイヤホイールインナーカバー３には、その中央部に切り欠き部３３が形成されている。この切り欠き部３３は、タイヤホイール２がナックル４２に支承されるホイールハブ（図示省略）に取り付けられた際に、タイヤホイールインナーカバー３が、図１に示すリム部２３の開口２５を覆う位置に配置されるように（図２の左寄りに配置可能となるように）、ナックル４２及びロアーアーム４１を逃げるためのものである。その結果、図１に示すように、タイヤホイールインナーカバー３の車幅方向外側に、ロアーアーム４１の先端、ナックル４２（図２参照）の先端、ホイールハブ（図示省略）、及びブレーキディスク（図示省略）が配置されることとなる。

そして、図１のIII−III断面において、タイヤ２２の赤道線から車両の内側（図１の左側）の様子を模式的に表す図３に示すように、タイヤホイールインナーカバー３を構成する板状部材３１の板面３ｂ（車幅方向の内側の板面）が、タイヤ２２の車幅方向（図３の左右方向）の最も内側寄り（図３の最も左寄り）の側面位置に一致するように配置されている。つまり、タイヤ２２のサイドウォール２２ａの横幅が最も外側に張り出した位置Ｐに一致するように、板状部材３１の板面３ｂが配置されている。

また、タイヤホイールインナーカバー３を構成する板状部材３１の外周縁３ｃは、タイヤ２２の側面（サイドウォール２２ａ）に近接するように配置されている。
なお、図３中、符号２５は、リム部２３の開口であり、符号２２ｂは、タイヤ２２のトレッドであり、符号５は、前記したブレーキディスクを車幅方向内側（図３の左側）から覆う後記するブレーキスプラッシュガードである。

このようなタイヤホイールインナーカバー３の材質としては、所定の剛性を有していれば特に制限はなく、金属、樹脂等からなるものを、単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。また、タイヤホイールインナーカバー３の厚さについても、その材質及び剛性に応じて適宜に決定することができる。

次に、本実施形態に係るタイヤホイールインナーカバー３の作用効果について説明する。
次に参照する図４は、従来のタイヤホイールを取り付けた車両の右前側における走行風の速度分布図である。更に詳しく説明すると、図４は、車両が９０ｋｍ／ｈで走行する際の、車体周りにおける走行風の速度分布を、シミュレーション試験を行って求めたものである。

この図４は、車両１のフロントドライブシャフト１０を通る鉛直方向の断面の車両右半分の断面に相当し、符号６は、エンジンフードであり、符号４３は、ダンパーであり、符号２２は、車両１の走行時に接地するタイヤであり、符号９はナックル４２に取り付けられたホイールハブブレーキディスクアッセンブリであり、符号２５は、リム部２３の開口である。そして、図４中の「走行風の速度分布のスケール」における数値は、車両１の走行速度（９０ｋｍ／ｈ）に対する比率を表している。具体的には、スケールの数値「１．００」は、走行風の速度（車両１に対する相対速度）が車両１の走行速度と同じ９０ｋｍ／ｈであることを示し、スケールの数値「０．００」は、無風であることを示し、スケールの数値「−０．２０」は、走行風の主流（車両の前方から後方に向かう気流）と逆方向に流れる気流の速さが、１８ｋｍ／ｈであることを示している。
そして、図４に示す車両１周りの色分け（斜掛けの濃度分け）は、スケールの色分け（斜掛けの濃度分け）に対応している。つまり、スケールの数値に対応する色分け（斜掛けの濃度分け）で、図４の車両１周りにおける走行風の速度が示されている。

図４に示すように、車両１が９０ｋｍ／ｈで走行する際の、走行風の車両１に対する相対速度は、車両１の外側で概ね９０ｋｍ／ｈとなっている。
ちなみに、この走行風の流れる方向（主流の方向）は、図４の紙面の表側から裏側に向かって流れることとなる。
そして、車両１の走行速度がハイウェイスピード（例えば、ここで示す９０ｋｍ／ｈ程度）となると、タイヤホイール２の外側に向かって内側の走行風が引っ張られ、走行風Ｗと逆の方向に流れる気流域Ｆが発生する。気流域Ｆはリム部２３の開口２５を介して円筒内部２３ａに流入する気流によって生成され、その気流域Ｆの後方に負圧域を伴いタイヤホイール２及び車両１全体の空気抵抗を形成する。また円筒内部２３ａの気流は円筒内部２３ａの後方の流れを乱し負圧域を生成するため、タイヤホイール２及び車両１全体の空気抵抗を形成する。

これに対して、本実施形態に係るタイヤホイールインナーカバー３が配置されたタイヤホイール２は、図３に示すように、リム部２３の開口２５を覆っているので、走行風Ｗがリム部２３の円筒内部２３ａに入り込むことを防止する。また、タイヤホイールインナーカバー３は、非回転部としてのナックル４２（図２参照）に支持されているため、タイヤホイール２と同期することなく回転しないので、タイヤホイールインナーカバー３の表面での走行風Ｗの流れに乱れを生じさせない。
つまり、走行風Ｗは、タイヤホイールインナーカバー３で整流されて、タイヤホイール２の前方から後方へとスムーズに流れる。

そして、本実施形態に係るタイヤホイールインナーカバー３は、これを構成する板状部材３１の板面３ｂが、前記したように、タイヤ２２の側面の位置に一致するように配置されているので、走行風は、タイヤ２２からタイヤホイールインナーカバー３の板面３ｂへと、よりスムーズに流れる。

また、本実施形態に係るタイヤホイールインナーカバー３は、これを構成する板状部材３１の外周縁３ｃが、タイヤ２２のサイドウォール２２ａに近接するように配置されているので、走行風Ｗがリム部２３の円筒内部２３ａに入り込むことを、より確実に防止する。

以上のようなタイヤホイールインナーカバー３によれば、車両１の走行速度がハイウェイスピードとなっても、このタイヤホイールインナーカバー３を備えない従来のタイヤホイールと異なって、走行風Ｗがタイヤホイール２の前方から後方へとスムーズに流れるので、タイヤホイール２及び車両１全体の空気抵抗を、より確実に、かつ、より一層低減することができる。
したがって、このタイヤホイールインナーカバー３によれば、車両１の燃費を低減することができ、その結果、車両１における省エネルギーや低環境負荷を達成することができる。

また、このタイヤホイールインナーカバー３は、空気抵抗の低減を目的とした従来のタイヤホイール（例えば、特許文献１参照）と異なって、タイヤホイール２の車幅方向の内側に配置されるので車体の外観に殆ど影響を与えることがない。したがって、このタイヤホイールインナーカバー３によれば、タイヤホイール２（又は車両１）のレイアウト上ないしはデザイン上の自由度を向上させることができる。

また、このタイヤホイールインナーカバー３によれば、図３に示すように、リム部２３の開口２５を覆うことができるので、前記したブレーキスプラッシュガード５を有するものにあっては、これを省略することができる。

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、タイヤホイールインナーカバー３は、非回転部としてのナックル４２に取り付ける構成としたが、非回転部は、ナックル４２以外のサスペンション４の構成部品であってもよいし、例えば、ブレーキキャリパ等の他の部材であってもよい。

また、前記実施形態では、タイヤホイールインナーカバー３に形成されたボルト穴３ａを介して非回転部（ナックル４２）に取り付けられているが、タイヤホイールインナーカバー３の車幅方向の外側面（リム部２３の円筒内部２３ａ側の面）に設けたフランジを介してタイヤホイールインナーカバー３がサスペンションの構成部品（非回転部）に取り付けられる構成とすることもできる。
また、タイヤホイールインナーカバー３の車幅方向の内側面に設けたフランジを介してタイヤホイールインナーカバー３がサスペンションの構成部品（非回転部）に取り付けられる構成とすることもできる。

１ 車両
２ タイヤホイール
３ タイヤホイールインナーカバー
３ｂ 板面（板状部材の板面）
３ｃ 外周縁（板状部材の外周縁）
４ サスペンション
５ ブレーキスプラッシュガード
２１ ホイール
２２ タイヤ
２２ａ サイドウォール（タイヤの側面）
２３ リム部
２３ａ 円筒内部
２４ リムフランジ
２５ リム部の開口
２６ ディスク部
３１ 板状部材
４０ アッパーアーム（サスペンションの構成部品；非回転部）
４１ ロアーアーム（サスペンションの構成部品；非回転部）
４２ ナックル（サスペンションの構成部品；非回転部）
４３ ダンパー（サスペンションの構成部品；非回転部）
Ｗ 走行風

Claims (5)

1. 車両の走行時における非回転部に支持されると共に、タイヤホイールの車幅方向の内側のリムフランジに囲まれて形成されるリム部の開口を覆うように配置される板状部材で形成されることを特徴とするタイヤホイールインナーカバー。
2. 請求項１に記載のタイヤホイールインナーカバーにおいて、前記非回転部は、車両のサスペンションの構成部品であることを特徴とするタイヤホイールインナーカバー。
3. 請求項１又は請求項２に記載のタイヤホイールインナーカバーにおいて、前記板状部材は、車幅方向の内側の板面が、タイヤの車幅方向の最も内側寄りの側面位置に一致するように配置されていることを特徴とするタイヤホイールインナーカバー。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタイヤホイールインナーカバーにおいて、前記板状部材の外周縁は、前記タイヤの側面に近接するように配置されていることを特徴とするタイヤホイールインナーカバー。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタイヤホイールインナーカバーを備えることを特徴とする車両。

Images