JP2016088394A

JP2016088394A - 車輪

Info

Publication number: JP2016088394A
Application number: JP2014227425A
Authority: JP
Inventors: 昭尋楢崎; Akihiro Narasaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-11-07
Filing date: 2014-11-07
Publication date: 2016-05-23

Abstract

【課題】車両走行時の空気抵抗を低減しつつ、ブレーキ装置に空気を送る車輪を提供する。
【解決手段】車輪１０において、ホイール１２は、筒状のリム２０と、リム２０のインナーリム２８に周方向に渡って径方向内向きに張り出すように設けられる整流部３０とを有する。整流部３０は、車両進行中の車両前方側の位置にて、ホイール１２内への空気の流入を抑える流入抑制部と、車両進行中の車両後方側の位置にて、ブレーキ装置に空気を誘導する誘導部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両走行中の空気の流れを整える車輪に関する。

特許文献１には、車両走行時の空気抵抗を軽減するため、車体側からホイール内への空気の流れ込みを低減する車両用整流構造が開示される。この車両用整流構造は、ホイールのインナーリムに環状の平板を取り付けて、ホイールの車体側開口の一部を覆う。

特開２００９−５１２４８号公報

特許文献１に開示される技術では、インナーリムに取り付けた平板によってホイール内への空気の流れ込みを減少できるものの、その減少によってホイール内に配置されたブレーキ装置を冷却するための空気が減少する。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両走行時の空気抵抗を減少させつつ、ブレーキ装置に空気を送る車輪を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の車輪は、筒状のリムを有するホイールと、リムのインナーリムに周方向に渡って径方向内向きに張り出すように設けられる整流部と、を備える。整流部は、車両進行中の車両前方側の位置にて、ホイール内への空気の流入を抑える流入抑制部と、車両進行中の車両後方側の位置にて、ブレーキ装置に空気を誘導する誘導部と、を有する。

この態様によると、車両前方側の位置でホイール内の空気の流入を抑えて、空気抵抗を減少させつつ、車両後方側の位置でブレーキ装置に空気を誘導してブレーキ装置を冷却することができる。

本発明によれば、車両走行時の空気抵抗を減少させつつ、ブレーキ装置に空気を送る車輪を提供できる。

実施形態の車輪を説明するための図であり、車輪の斜視図である。整流部について説明するための図である。整流部の作用について従来技術と比較しつつ説明するための図である。変形例の整流部について説明するための図であり、変形例の車輪の斜視図である。図５（ａ）は、車両前方側に位置するインナーリムに取り付けられた整流部を示し、図５（ｂ）は、車両後方側に位置するインナーリムに取り付けられた整流部を示す図である。車両前方側の整流部の作用を説明するための図である。車両後方側の整流部の作用を説明するための図である。

図１は、実施形態の車輪１０を説明するための図であり、車輪１０の斜視図を示す。また、図１は、車輪１０の車内側を示し、車体に取り付けた場合には、車輪１０内にブレーキ装置が設けられる。

車輪１０は、ホイール１２と、タイヤ１４と、ホイール１２に取り付けられた整流部３０とを備える。ホイール１２は、円筒状のリム２０と、放射状のスポーク２２と、スポーク２２の中心に形成された軸連結部２４とを有する。軸連結部２４は、車軸に連結される。

リム２０は、車輪１０の軸方向において車外側に位置するアウターリム２６と、車輪１０の軸方向において車内側に位置するインナーリム２８とを有する。アウターリム２６は、スポーク２２に連結される。インナーリム２８は、車内側に開口２９を形成する。

インナーリム２８の内周面に周方向に渡って整流部３０が設けられる。整流部３０は、車両走行中のホイール１２内への空気の流入を抑える平坦面３２と、車両後方側の位置にて、車内側から車外側の方向に空気を誘導する傾斜面３４を有する。この整流部３０について、図２を参照して詳細に説明する。

図２は、整流部３０について説明するための図である。図２（ａ）は整流部３０の斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す整流部３０の線分Ａ−Ａの断面図である。なお各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。

整流部３０は、環状に形成され、取付面３６をインナーリム２８の内周面に固定される。取付面３６は、溶接されてもよく、インナーリム２８の内周面に嵌合可能な形状に形成されてもよい。なお、整流部３０は、ホイール１２に一体に成形されてよい。

平坦面３２は、円環状の平面を有し、インナーリム２８の内周面から径方向内向きに張り出す。平坦面３２は、車輪１０を車体に取り付けた状態で、車軸方向に直交し、リム２０の車内側の位置でホイール１２の開口２９を部分的に覆う。これにより、ホイール１２の開口２９の面積を小して、ホイール１２内に空気を流れ込みにくくできる。

傾斜面３４は、平坦面３２に対して傾斜する。傾斜面３４は、平坦面３２の内周縁部３２ａから、軸方向車外向きに拡径する方向に傾斜する。傾斜面３４の断面は、直線状に形成されるが、この態様に限定されず、湾曲して形成されてよい。

図３は、整流部３０の作用について従来技術と比較しつつ説明するための図である。図３（ａ）は従来技術の車輪およびその周辺の構造を示し、図３（ｂ）は別の従来技術の車輪およびその周辺の構造を示し、図３（ｃ）は実施形態の車輪１０およびその周辺の構造を示す。また、図３（ａ）〜（ｃ）には、車両進行中の空気の流れを破線で示す。進行中の車両には、前方から後方に向かって空気が流れる。

図３（ａ）〜（ｃ）のいずれにも、ホイール１２、タイヤ１４、ブレーキ装置１５および車軸１９を示す。ブレーキ装置１５は、ブレーキディスクやブレーキキャリパを有する。図３（ａ）のホイール１２のインナーリム２８には、整流部３０のような整流機構が設けられていない。図３（ｂ）のホイール１２のインナーリム２８には、特許文献１に開示される円環状の平板部材１３０が設けられる。

図３（ａ）に示すように、車両進行中、車両前方側のインナーリム２８の開口２９からホイール１２内に多くの空気が流れ込む。ホイール１２内に流れ込む空気量が多くなることで、車両進行中の空気抵抗が高くなる。

図３（ｂ）に示すように、車両進行中では車両前方側のインナーリム２８の開口２９の一部が平板部材１３０に覆われており、空気は車両前方側の平板部材１３０に沿って車両後方側に流れ、車両後方側にて空気がホイール１２内に流れ込む。これにより、ホイール１２内に流れ込む空気量を図３（ａ）に示す従来技術の車輪より少なくして、空気抵抗を低くできる。図３（ａ）の車輪では、車両前方側から流れ込んだ空気がブレーキ装置１５に直接当たっていたものの、図３（ｂ）の車輪では、空気が車両後方側に流れてブレーキ装置１５に直接当たる空気が少なくなり、ブレーキ装置１５の冷却性が低くなる。

図３（ｃ）に示すように、インナーリム２８の開口２９の一部が整流部３０の平坦面３２に覆われており、車両進行中で整流部３０の車両前方側の位置では、空気は平坦面３２に沿って車両後方側に流れる。これにより、ホイール１２内に流れ込む空気量を図３（ａ）に示す従来技術の車輪より少なくでき、空気抵抗を低くできる。このように、平坦面３２は、ホイール１２内への空気の流入を抑える流入抑制部として機能する。

また、図３（ｃ）に示すように、整流部３０の車両後方側の位置にてホイール１２に流れ込んだ空気が傾斜面３４に当たって、ホイール１２内にて車外方向に誘導され、リム２０の内周面と、回転するスポーク２２の内面とにより車軸中心側に誘導されて、ブレーキ装置１５に当たる空気量が多くなる。平坦面３２により車両前方側から車両後方側に向かって風速が高められた空気を傾斜面３４によって車外方向に誘導することで、ブレーキ装置１５への冷却風を十分に確保でき、ブレーキ装置１５の冷却性の低下を抑えることができる。このように、傾斜面３４は、空気をブレーキ装置１５に誘導する誘導部として機能する。なお、誘導部には、リム２０の内周面およびスポーク２２の内面が含まれてよい。

実施形態の車輪１０では、整流部３０の平坦面３２により、車両前方側の位置にてホイール１２内への空気の流入を抑え、傾斜面３４により車両後方側の位置にて、ホイール１２内に流入した空気をブレーキ装置１５に誘導することができ、ブレーキ装置１５の冷却性の低下を抑えることができる。また、整流部３０により、車両走行中にタイヤ１４によって巻き上げあられた小石や砂がホイール１２内に入ることを抑えることができ、ブレーキディスクを保護するダストカバーを小さくできる。

図４は、変形例の整流部２３０について説明するための図であり、変形例の車輪２００の斜視図である。変形例の整流部２３０は、図１に示す整流部３０と比べて、インナーリム２８に設ける点は同様であるものの、形状が異なる。

整流部２３０は、インナーリム２８の内周面から径方向内向きに張り出す複数の突起部５０を有する。整流部２３０は、インナーリム２８の周方向に渡って等間隔に離間して配置した複数の突起部５０により構成される。突起部５０は、壁状に形成され、壁の側方に平坦面と湾曲面を有する。

整流部２３０は、車両進行中の車両前方側の位置にて、ホイール１２内への空気の流入を抑え、車両進行中の車両後方側の位置にて、ホイール１２内のブレーキ装置１５に空気を誘導する。突起部５０について、新たな図面を参照して、詳細に説明する。

図５（ａ）は、車両前方側に位置するインナーリム２８に取り付けられた整流部２３０を示し、図５（ｂ）は、車両後方側に位置するインナーリム２８に取り付けられた整流部２３０を示す。また、図６は、車両前方側の整流部２３０の作用を説明するための図である。また、図７は、車両後方側の整流部２３０の作用を説明するための図である。図５（ａ）は図６に示す整流部２３０の部分拡大図であり、図５（ｂ）は図７に示す整流部２３０の部分拡大図である。

図５（ａ）および図５（ｂ）には、車両進行中のホイール１２の回転方向６０を示す。図５（ａ）に示すように、突起部５０は、インナーリム２８の周縁２８ａ近傍に壁状に立設する。突起部５０は、インナーリム２８から立設する側面に、平坦状の平坦面５２と、湾曲した湾曲面５４と、屈曲部５６と、平行面５８とを有する。

平行面５８は、水平方向に沿って形成され、屈曲部５６により屈曲して平坦面５２に連設される。平坦面５２は、水平方向に対して傾斜して形成される。湾曲面５４は、平坦面５２および平行面５８の裏側で湾曲して形成され、車内側にて水平方向に延び、車外側に向かうに従って大きく湾曲して形成される。

図５（ａ）に示すように車両前方側の位置では、平坦面５２は車内側（ホイール外側）から車外側（ホイール内側）に向かって高くなるように傾斜する。図５（ｂ）に示すように車両後方側の位置では、平坦面５２は車内側（ホイール外側）から車外側（ホイール内側）に向かって低くなるように傾斜する。

図５（ａ）および図６に示すように、車両前方側で車軸中心より下方の位置では、車体と車輪２００の隙間を通る空気の流れ６２が回転方向６０に逆らわないため、平坦面５２に当たると車内側（ホイール外側）に誘導される。また、傾斜した突起部５０により、車両前方側にて空気の流れ６４がホイール１２内から車内側（ホイール外側）に向かう。つまり、車両後方側からホイール１２内に流れ込んだ空気が、整流部２３０に誘導されて車両前方からホイール１２外側に抜ける。これにより、車両前方側からホイール１２に流れ込む空気量が減少するため、車輪２００の空気抵抗を減らすことができる。とくに、車両前方の車軸中心より下方側にて空気抵抗減少の効果が増す。このように、図５（ａ）に示す整流部２３０の車外側（ホイール内側）の部分がホイール１２内への空気の流入を抑える流入抑制部７０として機能する。

図５（ｂ）および図７に示すように、車両後方側で車軸中心より上方の位置では、車体と車輪２００の隙間を通る空気の流れ６６が車輪２００の回転方向６０に逆らうため、インナーリム２８に当たった空気は、傾斜した湾曲面５４によりホイール１２内に誘導される。つまり、整流部２３０は、車両後方側の位置でインナーリム２８に当たる空気にホイール１２内に誘導する流れ６８を作る。これにより、ブレーキ装置１５に向かう空気量を増し、ブレーキ装置１５の冷却性を高めることができる。とくに、車両後方の車軸中心より上方側にて空気誘導の効果が増す。このように、図５（ｂ）に示す整流部２３０の車内側（ホイール外側）の部分がブレーキ装置１５に空気を誘導する誘導部７２として機能する。誘導部７２には、リム２０の内周面およびスポーク２２の内面が含まれてよい。

整流部２３０によれば、車両後方側の位置にてホイール１２内に空気を誘導してブレーキ装置１５に空気を当てる流れを作り、車両前方側の位置にてホイール１２内から空気を出す流れを作ることができる。これによって、車輪２００の空気抵抗を減らしつつ、ブレーキ装置１５の冷却性を高めることができる。

本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。各図に示す構成は、一例を説明するためのもので、同様な機能を達成できる構成であれば、適宜変更可能である。

１０車輪、１２ホイール、１４タイヤ、１５ブレーキ装置、１９車軸、２０リム、２２スポーク、２４軸連結部、２６アウターリム、２８インナーリム、２８ａ周縁、２９開口、３０整流部、３２平坦面、３４傾斜面、３６取付面。

Claims

筒状のリムを有するホイールと、
前記リムのインナーリムに周方向に渡って径方向内向きに張り出すように設けられる整流部と、を備え、
前記整流部は、
車両進行中の車両前方側の位置にて、前記ホイール内への空気の流入を抑える流入抑制部と、
車両進行中の車両後方側の位置にて、ブレーキ装置に空気を誘導する誘導部と、を有することを特徴とする車輪。