JP6343664B2 - スポーク領域のフェアリングを有する自動車のホイール - Google Patents

Description

本発明は、ハブ部と、当該ハブ部から半径方向外側に向かって延出するスポークと、当該スポーク上に支持されるリムとを有し、当該リムにより周縁形成された、スポーク領域のフェアリングをさらに有する自動車のホイールに関する。従来技術については、例えば特許文献１を参照されたい。

一般用語ではリムとも称される自動車ホイールのためのカバーディスクやカバー部材は、様々な形態のものが知られている。上記文献では“リム”用に提案されてはいるが、実際には本来の意味でのリム（この本来の意味でのリムの上にホイールタイヤが嵌着される。）とハブ部との間にあってスポークをその内部に持つリング領域（Ｒｉｎｇ−Ｒａｕｍ）を閉塞するようなカバーディスクは、本発明においてはスポーク領域（Ｒｉｎｇ−Ｒａｕｍ）のフェアリング（Ｖｅｒｋｌｅｉｄｕｎｇ）（ここで、スポーク領域とは、ハブ部とリムの間の上述のリング領域である。）と称される。従来技術の場合、上記文献によれば、このフェアリングは、通称リムフランジ（Ｆｅｌｇｅｎｓｃｈｕｅｓｓｅｌ）内にある車両の摩擦ブレーキの摩耗片（Ａｂｒｉｅｂ）がスポークに当たるのを少なくとも低減するために、スポークの（車両に取り付けられた状態での）内側に設けられており、このフェアリング（つまりこのカバー部材）は、プラスチックそれも特にポリカーボネートから形成される。

基本的に、公知のフェアリングは、これまで述べてきた要求については満たしているものの、自動車ホイールにおいて、それも、適した材料を用いると有利にも軽量な構成で作ることができるようなスポークを有する自動車ホイールにおいては、さらなる要求が存在し、それは、自動車の空気抵抗値をできるだけ小さくすることに関するものである。

独国特許出願公開第１０２００９２４７９２号明細書

これに対する解決手段を提供することが本発明の課題である。

この課題は、請求項１の上位概念のホイールにおいて、スポークの両側に、すなわち、スポークの内側に面し、またスポークの外側に面して、それぞれ一つのフェアリングが設けられていることにより解決される。有利な発展形態は、下位請求項の内容である。

少なくともリムとハブ部の間に拡がるフェアリングであって、ハブ部とリムの間にあるスポーク領域のフェアリングが、スポークの（ホイールが車両に組み付けられた状態における）内面側のホイール面に対してだけでなく、スポークの（ホイールが車両に組み付けられた状態における）外面側のホイール面に対しても設けられていることにより、このようなフェアリングがなければ車両走行中にスポーク周りに形成されるであろう空気渦が抑制され、このことが自動車の空気抵抗を下げる効果をもたらす。このとき、その内部にスポークがあるリング領域（すなわち“スポーク領域”）を両側で閉鎖するフェアリングは、“連続的な”つまりは平滑な表面を有する。すなわち、このフェアリングを横切るように位置する任意の断面は、いかなる出っ張った輪郭をも持つことはない。その結果、自動車の走行の際に、それらの表面上においてできるだけ損失の少ない空気流が形成され得ることになる。

ホイール回転軸線の方向に射影して視たときに環状で且つ内側のフェアリング（インサイドフェアリング）が、ホイールのハブ部の周縁部及びリムの環状部分と接着され且つ／又はスポークの内面と接着されているときには、この箇所において、ブレーキ摩耗片（Ｂｒｅｍｓｅｎａｂｒｉｅｂ）あるいは他の汚れや塵の粒子がスポーク領域へ進入することを確実に遮断することが保証されている。有利にも、この内側のフェアリングが従来技術と同じようにプラスチックで形成可能とされている場合、この接着接合技術は容易に実現できる。しかし、内側のフェアリングは、他の適した材料からなるものであってもよい。

外側のフェアリング（アウトサイドフェアリング）は、全面的に−つまりはリムの内方全体に拡がるように形成されていてもよいし、あるいは、外側のフェアリングが内側のフェアリングのように、ホイール回転軸線の方向に射影して視たときに環状に形成され且つそれに伴ってホイールのハブ部とリムとの間に拡がるものでもよい。好ましくは、外側のフェアリングは、（外見上傷が入った場合に備えて）交換可能にホイールに固定されており、そのために、その周縁部が、（全面的なフェアリングとされた第一の場合には）リム環状部におけるノッチの中にシール部材を介装させた状態で嵌め込まれていてもよいし、あるいは、（環状のフェアリングとされた第二の場合には）自身の内外両方の周縁部が、リムの環状部分におけるノッチ等の中と、ハブ部におけるノッチ等の中に、シール部材を介装させた状態で嵌め込まれていてもよい。

従って、内側のフェアリングと外側のフェアリングにより、スポーク領域が外部環境に対して略遮断されており、その結果、スポーク領域への不本意な汚れの侵入が略排除されている。ただし、外側のフェアリングを交換可能にするという主な理由から、１００％の遮断ないし閉鎖が実現できるわけではない。スポーク領域内に正圧や負圧（日光の照射やブレーキの熱及び／又は本発明によるホイールが装着された車両の走行速度がより速くなったときの空気流の振る舞い等といった、温度への影響に起因する。）が生じないように、フェアリングによって外部環境に対して閉鎖されたスポーク領域のために、正圧及び負圧に応じて制御される少なくとも一つの通気開口部が、ホイールのハブ部、又はフェアリングの一つそれも好ましくは内側のフェアリングにさらに設けられていてもよい。負圧が原因でスポーク領域に空気が入って来るときに、同時に汚れの粒子が入って来るのをできるだけ防ぐために、上記の通気開口部には適したエアフィルタ部材が設けられていてもよい。このとき、通気開口部が一つだけ、スポーク領域からの空気の排出のためにも空気の導入のためにも設けられていてもよいし、代替的に、空気の導入と排出のために別々の通気開口部が設けられていてもよい。

本発明によるホイールのリム上に嵌着された空気タイヤに空気を入れることができるように、外側のフェアリングには、好ましくは密に閉鎖可能な、空気タイヤの充填のためにリムに設けられたエアバルブへのアクセス開口部が設けられていてもよい。代替的に、ホイールのハブ部には、ホイールの内側ないしスポーク内に延びる空気タイヤを充填するための導管が接続するセンターバルブが設けられていてもよい。

例えば、スポーク領域の目視検査（例えば、通気開口部における先述のエアフィルタ部材の確実な動作を確かめるため等）を可能にするために、外側のフェアリングは、透明なプラスチックで形成することができる。有利なことに、スポークが視認できるおかげで、本発明によるホイールの満足のいく見栄えの良さにもつながる。

本発明のホイールの、二本の軌跡を描く自動車のホイール支持体における有利な装着態様は、ホイール支持体にカバーディスク（その周縁部が好ましくは内側リムフランジの辺りに位置している。）が固定（つまり、車両に対して動かないように固定）されているときに、リムにより周縁形成されたホイール皿部（ホイールディスク）（これは、自動車にはごく普通のホイールの、スポーク背後にある略円筒状をした内側の“空洞”である。）内に普通に設けられたホイールブレーキを伴う場合に実現する。というのも、これにより、ホイールに起因する空気抵抗が、とりわけ車両の走行速度がより高くなるときに一層低減できるからである。必要とあれば、よくあるように摩擦ブレーキとして形成されたホイールブレーキを冷却できるように、このカバーディスクには、摩擦ブレーキに向けられた冷却エア用導入開口部及び導入された冷却エアの排出開口部が設けられていてもよい。

添付の概念図に本発明の実施形態ないし実施形態の詳細を示す。

乗用車のホイール支持体に装着された本発明による車両ホイールの縦断面図である。 図１のホイールの下半分を拡大して示す図である。 図１のホイールの上半分を拡大して示す図である。 ホイール回転軸線に対して垂直な面におけるホイールのハブ部の断面図である。 他の実施形態における図３と同様の図である。

先ず図１を参照すると、符号１により本発明のホイールが全体として示されているが、このホイールは、よくあるようにリム１ｆ、複数のスポーク１ｓ及びハブ部１ｎを備えている。このホイール１は、車両のホイール支持体２（普通に複数のサスペンションアーム（Ｌｅｎｋｅｒ）を介して車両に固定され、従って、車両に対して動かないと言える。）上に回転可能に支持されているハブ３に、自身のハブ部１ｎによりフランジ付けされている。この図１のさらなる詳細にはこれ以上立ち入る必要は（今のところは）ないのだが、手短に付言するとすれば、ホイール１のリム１ｆ上に嵌着されたタイヤ４、このタイヤ４に空気を入れるためにリム１ｆに設けられたバルブ５、ホイール１とハブ３の間に位置するブレーキディスク６、及び図面の説明の前の箇所で最後に言及した、車両に対して固定されていると言えるカバーディスク７（カバーディスクは、ホイール１のリム深皿部（リムディスク）（Ｆｅｌｇｅｎｓｃｈｕｅｓｓｅｌ）の内側に位置し且つその周縁部が内側のリムフランジ１ｈの略面内に位置するような形状とされている。）程度であろう。

図２は、図１のうちホイール１の半分を拡大して示す。図より、いわゆるスポーク領域ＳＲのインサイドフェアリング８（内側のフェアリング）が見て取れる。このインサイドフェアリング８は、好ましくはさらにスポーク１の内側及び特にはハブ部１ｎに接着され、さらにホイール１の回転軸線Ｄ側に面したリム１ｆの壁部に接着されており、例えば、ＣＦＫ材料といった高強度プラスチック、アルミニウム合金、あるいはまた他の適した材料でそれ自身の重さがあまりないものからなる。さらに、スポーク領域ＳＲのアウトサイドフェアリング９（外側のフェアリング）が設けられている。このアウトサイドフェアリング９は、回転軸線Ｄに関して自身の外側周縁部が、リムフランジ１ｈ（Ｆｅｌｇｅｎｈｏｒｎ）の、回転軸線Ｄに面した側のノッチ１１ａの中に、シール１０を介装させた状態で嵌め込まれている。このアウトサイドフェアリング９は、回転軸線Ｄの方向に視たときに環状とされており、自身の内側の周縁部が、ホイール１のハブ部１ｎの、回転軸線Ｄに背いた側の環状面におけるノッチ１１ｉの中に、やはりシール１０を介装させた状態で嵌め込まれている。図から明らかなように、このフェアリング９は僅かに湾曲して形成されており、これにより、ハブ部１ｎの中央のカバー部材１２（フェアリング９と同じようにしてハブ部１ｎに固定されている。）とともに、ホイール１の外面上において、当該ホイール１が装備された自動車の前方走行の際に流体力学的に有利な表面ができるようになっている。このとき、インサイドフェアリング８とアウトサイドフェアリング９、並びにハブ部１ｎ及びリムの外側部分により画成された一つながりの空間（この空間内にホイール１のスポーク１も存在している。）を、本発明ではスポーク領域ＳＲと称している。図の説明の前に述べたように、アウトサイドフェアリング９の上記のノッチ１１ａ，１１ｉ内への固定は、このアウトサイドフェアリング９が交換できるように行われ、その場合、シール１０は、汚れや塵の粒子のスポーク領域ＳＲへの進入を防ぐものでなければならない。

図３では、リム１ｆに設けられたよくあるバルブ５が看て取れるだけでなく、アウトサイドフェアリング９における当該バルブ５の部分に設けられたバルブ５へのアクセス開口部Ｚも看て取れる。このアクセス開口部Ｚは、蓋１３で閉鎖されており、この蓋は、このバルブ５によりタイヤ４を充填するために、アクセス開口部Ｚが解放状態となるようにフェアリング９から取り外すことができる。ここで、蓋１３とアウトサイドフェアリング９（これらはいずれも透明ないし少なくとも透けて見えるプラスチック材料で形成されている。）との間には、（やはり）シール１０が設けられている。

図４は、回転軸線Ｄに対して垂直な面内におけるホイール１のハブ部１ｎの一部断面図である。図では、スポーク領域ＳＲのためにハブ部１ｎに設けられた二つの通気開口部１４が看て取れる。これらの通気開口部に、圧力に応じて自動的に開閉するダイヤフラムバルブ１５が嵌め込まれており、このバルブを介して、スポーク領域ＳＲと外部環境Ｕ（本実施例では、ハブ部１ｎの通常の中央空洞内）との間を接続状態にすることができる。これら両ダイヤフラムバルブ１５の一方は、スポーク領域ＳＲが負圧のときに開き、他方は、スポーク領域ＳＲが正圧のときに開くので、これにより、スポーク領域ＳＲ内を常に略外部環境圧力が占めるようになる。

図５は、本発明による他のホイール１を、既に説明した図３と同じような一部断面図で示している。この実施形態においては、取り外し可能な中央のカバー部材１２（図２に関する説明を参照。）の背後に配置されたセンターバルブ５ａが設けられている。センターバルブ５ａは、エア導管１６を介して、リム１ｆ（図３におけるものと同様のもの）に取り付けられた、空気タイヤ４を充填するためのリムバルブ５ｂと接続されている。

Claims (8)

1. ハブ部（１ｎ）と、当該ハブ部から半径方向外側に向かって延出するスポーク（１ｓ）と、当該スポーク（１ｓ）上に支持されるリム（１ｆ）とを有し、当該リム（１ｆ）により周縁形成された、スポーク領域（ＳＲ）のフェアリング（８，９）をさらに有する自動車のホイールにおいて、
   前記スポーク（１ｓ）の両側に、すなわち、前記スポークの内側に面し、また前記スポークの外側に面して、それぞれ一つのフェアリング（８，９）が設けられており、
   前記フェアリング（８，９）によって外部環境（Ｕ）に対して閉鎖された前記スポーク領域（ＳＲ）のために、正圧及び負圧に応じて制御される通気開口部（１４）が設けられていることを特徴とするホイール。
2. 請求項１に記載のホイールにおいて、
   ホイール回転軸線（Ｄ）の方向に射影して視たときに環状とされ且つ内側の前記フェアリング（８）は、前記ハブ部（１ｎ）の周縁部及び前記リム（１ｆ）の環状部分と接着され且つ／又は前記スポーク（１ｓ）の内面と接着されていることを特徴とするホイール。
3. 請求項１又は２に記載のホイールにおいて、
   外側の前記フェアリング（９）は、全面的に形成されているか、あるいは、ホイール回転軸線（Ｄ）の方向に射影して視たときに環状に形成され、リム環状部におけるノッチ（１１ａ，１１ｉ）の中に、あるいは、前記リム（１ｆ）及び前記ハブ部（１ｎ）の環状部分におけるノッチ（１１ａ，１１ｉ）の中に、シール部材（１０）を介装させた状態で交換可能に嵌め込まれていることを特徴とするホイール。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のホイールにおいて、
   外側の前記フェアリング（９）には、前記リム上に嵌着された空気タイヤ（４）に空気を入れるために前記リム（１ｆ）に設けられたエアバルブ（５）への密に閉鎖可能なアクセス開口部（Ｚ）が設けられていることを特徴とするホイール。
5. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載のホイールにおいて、
   前記リム（１ｆ）上に嵌着された空気タイヤ（４）に空気を入れるための導管（１６）が接続可能とされたセンターバルブ（５ａ）を有し、当該センターバルブ（１６）が前記ハブ部（１ｎ）に設けられていることを特徴とするホイール。
6. 請求項１乃至５に記載のホイールにおいて、
   前記通気開口部（１４）にエアフィルタ部材を有していることを特徴とするホイール。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のホイールにおいて、
   透明なプラスチックからなる外側のフェアリング（９）を有していることを特徴とするホイール。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のホイールの、轍が二本になる自動車のホイール支持体（２）における装着構成体であって、
   前記リム（１ｆ）により画成されたホイール深皿部の中に配置された摩擦ブレーキと、前記ホイール支持体（２）に固定され、すなわち車両に対して固定されたカバーディスク（７）とを有し、当該カバーディスクの周縁部が、内側のリムフランジ（１ｈ）の領域に位置するとともに、前記カバーディスクが、摩擦ブレーキに向けられた導入開口部を冷却エアのために備えるとともに、導入された前記冷却エアのために排出開口部を備えている装着構成体。

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