JP2020138680A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、デザインに影響を与えずにすむ手法で、車両の空力抵抗の減少に貢献できる車両用ホイールを提供する。【解決手段】本発明は、外周面にタイヤ１３が組み付く筒形のリム部２１を有し、タイヤと共に車両の車体１に装着可能な車両用ホイール９であって、リム部のうち、車両の車体中央側に配置される端部２１ａは、当該端部から車体中央側へ突き出すとともに、リム部の周方向に沿って放射状に配置される複数のフィン部３３を有し、複数のフィン部は、車両走行によるホイール回転時、リム部の車体中央側の端方においてタイヤの回転方向へ旋回する渦流Ｓを生成させるものとした。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ホイールに関する。

自動車（車両）においては、空気抵抗の低減が求められている。そのため、車両に組み付く車両用ホイールでも空気抵抗の低減に貢献することが求められる。
特に車両用ホイールでは、ホイールの内側から外側方向へ流出する空気が、車体の空力向上を果たす車体側面に沿って流れる空気流と干渉して、車両の空力性能を損なう要因となっている。

近時では、この点に注目して、車両用ホイールの各部に、ホイールの内側から外側へ流れる空気流を抑える構造を施して、車体側面に沿って流れる空気流の乱れを抑える技術が数多く提案されている（特許文献１などを参照）。

特開２０１７−１７１２６７号公報

ところが、上述した公報のようなホイールからの流出空気を抑える技術は、本来の車両用ホイールのデザインが損なわれやすい。特に車両用ホイールのデザインは、車両の燃費性能などを考慮して定められているので、車両の性能に影響を与えてしまう、
そこで、本発明の目的は、デザインに影響を与えずにすむ手法で、車両の空力抵抗の減少に貢献できる車両用ホイールを提供する。

本発明の車両用ホイールの態様は、外周面にタイヤが組み付く筒形のリム部を有し、タイヤと共に車両の車体に装着可能な車両用ホイールであって、リム部のうち、車両の車体中央側に配置される端部は、当該端部から車体中央側へ突き出すとともに、リム部の周方向に沿って放射状に配置される複数のフィン部を有し、複数のフィン部は、車両走行によるホイール回転時、リム部の車体中央側の端方においてタイヤの回転方向へ旋回する渦流を生成させるものとした。

本発明によれば、車両の走行により、車両に装着されたホイールが回転すると、リム部の車体中央側の端方では、リム部と共に回転するフィン部により、タイヤの回転方向に旋回する渦流が生成される。
この渦流により、ホイールが収められる車両のタイヤハウス内では、タイヤの回転方向前側における空間部分の圧力（静圧）が上昇される。この圧力上昇に伴い、タイヤの回転方向前側の空気は、タイヤ回転方向に沿ってタイヤハウス外へ流出される。すなわち同空気は、路面へ向かって流出され、車体を押し出す作用をもたらす。

この結果、車両では、車両の空気抵抗をもたらす要因の一つとなるタイヤの回転方向前側の静圧が改善されるだけでなく、車両の推進力が付与されるため、効果的に車両の空力抵抗を減少させることができる。しかも、フィン部は、視認され難いリム部の車体中央側の端部に配置されるので、ホイールのデザインに影響を与えずにすむ。
それ故、車両用ホイールは、リム部の車体中央側の端部にフィン部を配置するというホイールのデザインに影響を与えずにすむ手法で、車両の空力抵抗の減少に貢献できる。

本発明の第１の実施形態に係る態様となる車両用ホイールを、同ホイールが装着される車両（一部）と共に示す斜視図。 車両用ホイールの裏側（車体中央側）を示す斜視図。 同車両用ホイールの裏側（車体中央側）に取り付くフィン部の構造を説明する斜視図。 （ａ）は本発明の第２の実施形態に係る態様となるインナカバーに設けたフィン部を示す正面図、（ｂ）はその異なる配置のフィン部を示す正面図。 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る態様となるインナカバーに設けたフィン部を示す正面図、（ｂ）はその異なる配置のフィン部を示す正面図。

以下、本発明を図１から図３に示す第１の実施形態にもとづいて説明する。
図１は、例えば乗用車などの車両におけるフロント側の片側（車幅方向）を示している。
このフロント側の主な構成を説明すると、図１中の符号１は車両の車体、１ａは同車体１の左側のフロントフェンダ、３は同フロントフェンダ１ａ内に形成されたアーチ状のタイヤハウスである。そして、タイヤハウス３内に前輪７（車輪）に収まる。

前輪７は、図２に示されるようにホイール（本願の車両用ホイールに相当）である例えばアルミホイール９と、同アルミホイール９の外周面に組み付く環状のタイヤ１３とを有して構成される。
アルミホイール９には、意匠性の高い、例えば１ピース製のホイールが用いられる。例えばアルミホイール９は、基本的な構成となる筒形のリム部２１と、リム部２１の車幅方向外側（車体外側）の端部に設けたディスク部２２とを有している。タイヤ１３は、このアルミホイール９におけるリム部２１の外周面に組み付く。

また図１に示されるようにディスク部２２は、リム部２１の中心部に配置されるハブ取付部２３と、ハブ取付部２３とリム部２１の外周縁部との間に配置される複数本のスポーク部２５とを有して構成される。これによりアルミホイール９は、車両の車体１に装着可能となる。ちなみにアルミホイール９は、例えば放射状に延びるスポーク部２５の表側の形状に意匠性をもたせてある。

そして、図２に示されるように前輪７、すなわちアルミホイール９ならびにタイヤ１３は、ハブ取付部２３が、車体１のタイヤハウス３内に配置されたハブ２７の前面に、複数本のボルト軸２８、複数の締付けナット（図示しない）を用いて締結されることよって、タイヤハウス３内に組み付けられる。ちなみに図２中の符号３０は、ディスクブレーキ装置を示している。

なお、他の前輪や後輪（いずれも図示しない）についても、同様な構造で、車両に組み付けられる。
こうした前輪や後輪の各アルミホイール９に、車両の空気抵抗を低減させる工夫が施されている。同工夫は、いずれも同じなので、ここでは左側の前輪７のアルミホイール９を挙げて説明する。

この工夫は、図２および図３に示されるようにアルミホイール９のリム部２１の車体中央側に配置される端部２１ａに、同車体中央側の端方において、タイヤ１３の回転方向へ旋回する渦流Ｓを生成させるフィン部３３を設ける構造でなる。
同構造には、例えば図２および図３のように樹脂製のインナカバー３５を用いて、端部２１ａにフィン部３３を組み付ける構造が用いられる。

具体的には、インナカバー３５は、端部２１ａの外周部を覆う環状の薄板部材で形成される。インナカバー３５は、所定幅をもつ。このインナカバー３５の外周部の複数個所には、図３に示されるように据付用の爪部３５ａ（支持具）が設けられる。つまりインナカバー３５は、各爪部３５ａを端部２１ａの内周縁部へ嵌挿させることによって、図２のようにリム部２１の端部２１ａに装着される。むろん、インナカバー３５の装着により、リム部２１の開口の外周部（一部）は覆い隠される。

このインナカバー３５の表面側（車体中央側の面）に、周方向（リム部２１の周方向）に沿って、例えば所定の間隔で複数のフィン部３３が放射状に配置される。具体的には複数のフィン部３３は、いずれもインナカバー３５の表面から壁部状に突き出た帯板片から形成される。各帯板片は、いずれもフィン向きやフィン形状が所定に定められ、車両の走行に伴いアルミホイール９が回転するにしたがい、端部２１ａの端方において、アルミホイール９の回転方向へ旋回する渦流Ｓが生成される構造としている。ここではフィン部３３は、アルミホイール９の回転方向に対し、帯板片を斜めに傾斜させた構造が用いられる。

つまり、前輪７（タイヤ１３、リム部２１）は、車両の走行により回転すると、リム部２１の車体中央側の端方で、前輪７の回転方向に旋回する空気の渦流Ｓが発生する。
この渦流Ｓの発生により、車両の空気抵抗の要因の一つとなる前輪７の回転方向の前側の静圧が上昇する。さらに述べると、渦流Ｓにより、タイヤハウス３内の前側、すなわち前輪７の回転方向前側の圧力（通常、静圧）が上昇されて、タイヤハウス３の前側で停滞する空気が前輪７の回転方向沿いに流出される作用を誘発する。

つぎに、図１〜図３を参照してアルミホイール９のフィン部３３がもたらす作用について説明する。
今、車両走行が始まり、前輪７（タイヤ１３、アルミホイール９）が回転しているとする。図１，２中の矢印Ｘは、その前輪７の回転方向を示す。
すると、各フィン部３３は、リム部２１と共に回転する。これにより、ホイール回転時、リム部２１の車体中央側の端方において、図２に示されるようにフィン部３３の回転により、前輪７の回転方向に旋回する渦流Ｓが生成される。この渦流Ｓは、アーチ状のタイヤハウス３内において生成される。

車両のタイヤハウス３内においては、この渦流Ｓにより、図１に示されるように前輪７の回転方向前側の空間部分αにおける静圧が上昇する。この渦流Ｓがもたらす圧力上昇により、回転方向前側の空間部分αの空気は、アーチ状のタイヤハウス３に案内されながら、前輪７の回転方向に沿ってタイヤハウス３外へ流出される。すなわち、空間部分αからの空気流は、図１中の矢印γに示されるようにタイヤハウス３内から路面（図示しない）へ向かって流出される。

すると、タイヤハウス３から流出した空気流は、車両の車体１を走行方向へ押し出す力として作用する。
これにより、車両では、車両の空気抵抗をもたらす要因の一つとなる前輪７（タイヤ）の回転方向前側の静圧が改善されるだけでなく、外側に流出する空気流が車両の推進力として作用する。

つまり、車両は、空気抵抗が減少、さらには推進力が付与されながら、効果的に走行が行われる。しかも、空気抵抗を減少させるフィン部３３は、視認され難いリム部２１の車体中央側の端部２１ａに配置されるため、アルミホイール９のデザインに影響を与えずにすむ。
それ故、アルミホイール９（車両用ホイール）は、リム部２１の車体中央側の端部２１ａにフィン部３３を配置するという，アルミホイール９のデザインに影響を与えずにすむ手法で、車両の空力抵抗の減少に貢献できる。

しかも、リム部２１の開口の外周側を覆うインナカバー３５を用いてフィン部３３をリム部２１端に取り付けたことにより、リム部２１の内部を通じ、内側（車体中央側）から外側へ流出される空気流も減少されるから、車体側面に沿って流れる空気流の乱れも抑えられ、一層、車両の空気抵抗の低減を図ることができる。
図４（ａ）は、本発明の第２の実施形態を示す。

本実施形態は、第１の実施形態のように斜めに整列させたフィン部３３でなく、単に放射状に整列させたフィン部４３を用いたものである。このように放射状に配置したフィン部４３を用いて、前輪７の回転方向に沿う渦流Ｓを生成しても、第１の実施形態と同様の効果を奏する。むろん、フィン部４３は、図４（ａ）のように等間隔でなく、図４（ｂ）に示されるように不等間隔で配置されても同様である。

図５（ａ）は、本発明の第３の実施形態を示す。
本実施形態は、第２の実施形態の変形例で、円弧形に曲成したフィン部５３を用いて、前輪７の回転方向に沿う渦流Ｓを生成したものである。このようにしても、第１の実施形態と同様の効果を奏する。むろん、フィン部４３は、図５（ａ）のように等間隔でなく、図５（ｂ）に示されるように不等間隔で配置されても同様である。

但し、図４（ａ），（ｂ）および図５（ａ），（ｂ）において、第１の実施形態と同じ部分には同一符号を付して、その説明を省略した。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば上述した実施形態では、いずれもインナカバーを用いて、リム部の端部にフィン部を突設させた構造を挙げたが、これに限らず、インナカバーを用いず、リム部の端部に直接、フィン部を設けるようにしてもよく、フィン部の取付け方には限定されるものではない。

９ アルミホイール（車両用ホイール)
１３ タイヤ
２１ リム部
３３ フィン部
３５ インナカバー
Ｓ 渦流

Claims (2)

1. 外周面にタイヤが組み付く筒形のリム部を有し、タイヤと共に車両の車体に装着可能な車両用ホイールであって、
   前記リム部のうち、車両の車体中央側に配置される端部は、当該端部から車体中央側へ突き出すとともに、前記リム部の周方向に沿って放射状に配置される複数のフィン部を有し、
   前記複数のフィン部は、車両走行によるホイール回転時、前記リム部の車体中央側の端方において前記タイヤの回転方向へ旋回する渦流を生成させる
   ことを特徴とする車両用ホイール。
2. 前記リム部は、前記車体中央側に配置される端部に、当該リム部の外周部を覆う環状のインナカバーを有し
   前記複数のフィン部は、前記インナカバーから車体中央側へ所定に突き出るように設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイール。

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