JP6527309B2 - 車両ホイールの構造 - Google Patents

Description

本発明は車両ホイールの構造に関し、特に複数のホイールブレードをホイール本体の少なくとも一つの側面に結合し、ホイールブレードにより気流を導引し、空気抵抗、騒音を低下させ、走行補助力を提供する車両ホイールの構造に関する。

従来の車両ホイールは、型式が非常に多い。
しかし、その多くは外観や様式を重視したものである。
空気抵抗を低下させる効果を謳った車両ホイールもあることはあるが、外観の装飾的効果が、実質的な空気抵抗を低下させる効果より大きいものがほとんどである。

上記した従来の構造の代表的な前案は、特許文献１に開示する「側面の空気抵抗を低下させる炭素繊維ホイール」、及び特許文献２に開示する「新型ホイール」である。
これらは、導流孔或いは気孔構造のみを利用し、ホイールの空気抵抗を低下させるものである。

但し、この種の構造は、導流孔或いは気孔によってのみ気流を導引するため、空気抵抗を低下させる効果は極めて小さい。
しかも、ホイール内外の乱気流、走行の騒音を起こし易く、或いは一部分の空気抵抗のみを低減できるだけで、実質的には空気抵抗を大幅に低下させることはない。
また、導流することで、ホイールが車両の走行を補助するという効果を備えることはない。

しかも、上記した構造のホイールには、左側と右側でそれぞれ導流する構造がない。
そのため、同一のホイールを車両の左側タイヤと右側タイヤに装着する時、片側の車輪は空気抵抗を低下させられるかもしれないが、反対側は、左右の導引気流が反対であるため、かえって空気抵抗を高めてしまう。
これにより、気流導引の効果は相殺されてしまい、何の効果もない。

さらに、上述したホイール或いは従来のホイール構造では、せいぜい消極的に車両ホイールの空気抵抗低下を希望できるだけで、車両ホイール或いはタイヤの走行状態における走行補助力発生を積極的に手助けすることはできない。
すなわち、推進補助力は備えず、産業上の利用価値につながる低燃費、省エネの効果を備えない。
このため、車両は走行状態時に、依然として大量の燃料及びエネルギーを消費しなければならない。
本発明は、従来の車両ホイールの構造の上記した欠点に鑑みてなされたものである。

台湾特許番号第Ｍ２３６２１２２号明細書 台湾実用新案番号第２５４２１６号明細書

本発明が解決しようとする課題は、従来の車両ホイールに存在する前進方向において気流を導引せず空気抵抗を低下させず、推進補助力を備えないという欠点を改善し、車両走行時の空気抵抗と騒音を低下させ、走行補助力を提供することができる車両ホイールの構造を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は下記の車両ホイールの構造を提供する。
車両ホイールの構造は、軸を中心に回転可能なホイール本体、複数のホイールブレードを備え、
該複数のホイールブレードは、該ホイール本体の少なくとも一つの側面にそれぞれ結合し、前記各ホイールブレードは、側面から外側に張り出して非対称の断面輪郭を定義し、しかも該各ホイールブレード上には、気流導引部、気流補助部を設置し、該気流導引部と該気流補助部とは、前後に配列する方式で、該各ホイールブレード上に形成し、該気流補助部は、一連の異なる角度のついた表面部を備え、
該車両ホイールを、タイヤに組み合わせる時に、該気流導引部は、該ホイールブレードのタイヤ前進方向に対する面に位置し、該気流補助部は、該ホイールブレードのタイヤ前進方向に対する別の面に位置し、
これにより、気流の導引作用の増加、空気抵抗の減少、騒音の低下を達成させることができ、前進気流の導引力と補助推進力を生じ、車両走行時の燃費を向上させ、安定的な走行を達成することができる。

本発明の車両ホイールの構造は、各ホイールブレード上にはすべて気流導引部と気流補助部の構造とを設置し、気流導引部はホイールブレードのタイヤ前進方向に対する面に位置し、気流補助部は、該ホイールブレードのタイヤ前進方向に対する別の面に位置するため、気流の導引作用の増加、空気抵抗の減少、車両タイヤの回転方向への推進補助力を生じ、車両の走行補助、車両走行時の燃費を向上させ、安定的な走行を達成することができる。こうして、従来の車輪ホイールの前進回転する時のタイヤ空気抵抗の問題、車両走行時のタイヤの騒音の問題を解決し、車両走行の補助推進力を生じ、車両走行時の燃費を向上させることができる。
しかも、本発明の車両ホイールは、タイヤ上に設置し、車両の型式、メーカー、ブレーキシステムの制限を受けることはないため、産業上の利用価値を高めることができる。

本発明車両ホイールの第一実施形態の立体外観構造図である。 本発明第一実施形態の正視図である。 本発明第一実施形態の側視図である。 本発明第一実施形態のホイールブレードの局部拡大立体図である。 本発明第一実施形態のホイールブレードの局部拡大正視図である。 本発明第一実施形態のホイールブレードの局部拡大側視図である。 本発明のホイールブレード中の気流導引部の導斜面を斜角とする実施形態の局部拡大図である。 本発明のホイールブレード中の気流導引部の導斜面を逆斜角とする実施形態の局部拡大図である。 本発明のホイールブレード中の気流導引部の導斜面を弧状導角とする実施形態の局部拡大図である。 本発明車両ホイール第二実施形態の正視図である。 本発明車両ホイール第二実施形態のホイールブレードの局部拡大立体図である。 本発明車両ホイール第二実施形態のホイールブレードの局部拡大正視図である。 本発明車両ホイール第二実施形態のホイールブレードの局部拡大側視図である。 本発明車両ホイール第三実施形態の正視図である。 本発明車両ホイール第三実施形態のホイールブレードの局部拡大図である。 本発明車両ホイール第三実施形態のホイールブレードの局部拡大正視図である。 本発明車両ホイール第三実施形態のホイールブレードの局部拡大側視図である。 本発明車両ホイール第四実施形態の分解図である。 本発明車両ホイール第五実施形態の分解図である。 本発明車両ホイール第六実施形態の分解図である。 本発明車両ホイール第七実施形態の分解図である。 本発明車両ホイールを自動車右車輪に応用結合する応用例図である。 本発明車両ホイールを自動車左車輪に応用結合する応用例図である。 本発明車両ホイール第八実施形態図である。

以下に図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

［実施例］
図１〜６Ｄに示すように、本発明車両ホイール１０の第一実施形態では、車両ホイール１０は、軸を中心に回転可能なホイール本体２０、及びホイール本体２０外側面に一体成型する複数のホイールブレード３０を備える。

ホイールブレード３０は、ホイール本体２０の少なくとも一つの側面に一体成型の方式で結合する。
本実施形態中では、ホイール本体２０の外側面に例として結合する。
各ホイールブレード３０上には、少なくとも１個の気流導引部３１、気流補助部３２を設置する。
気流導引部３１と気流補助部３２とは、前後に配列する方式で、ホイールブレード３０上に形成する。

上記した気流導引部３１は、少なくとも１個の導斜面３１１を備える。
気流補助部３２は、複数の導引ブロック３２１と複数の推進補助面３２２を備える。
しかも、導引ブロック３２１は、推進補助面３２２より高く、第一実施形態中の導引ブロック３２１の形状は錐状体を例とする。
各推進補助面３２２は、階段状或いは平面形状である。
これにより、導引ブロック３２１と各推進補助面３２２とは、相互に連なり、少なくとも２個の推進面a、ａ'を形成する。
２個の推進面a、ａ'が気流を導引する方式で、多段階補助推力の効果を提供する。

よって、本発明の第一実施形態においては、車両ホイール１０片側の気流導引部３１を、導斜面３１１或いは陥没弧状面の設計とすることで、気流の抵抗を最小まで低減させることができる。
車両ホイール１０の反対側は、気流補助部３２を気流導引の構造として利用し、これにより気流の補助推進力を発生させることができる。
こうして、本発明の車両ホイール１０は、片側の気流導引部３１を利用し、気流の空気抵抗を低下させ、反対側の気流補助部３２を利用し、気流の補助推進力を向上させることができる。
これにより、気流を導引し、空気抵抗と気流による騒音を低下させ、同時に車両ホイール１０は補助推進力を生じることができる。

上記した気流導引部３１の導斜面３１１の全体的な形状には制限がない。
すなわち、図６Ａに示す直角形状、或いは図６Ｂに示す斜角形状、或いは図６Ｃに示す逆斜角形状、或いは図６Ｄに示す円弧導過度形状などとすることができ、何れも本発明の範囲である。

図７〜１０に示すように、本発明車両ホイール１０の第二実施形態において、第一実施形態との相異点は以下の通りである。
第二実施形態の導引ブロック３２１の高さは、推進補助面３２２より高い。
導引ブロック３２１は、第一実施形態と同様、錐状体形状を呈する。
推進補助面３２２は、導角弧状面、或いは平面の形状である。

この他、気流導引部３１の導斜面３１１は、導角が弧状に陥没した形状である。
導斜面３１１により、気流は導引され、よりスムーズになり、空気抵抗をさらに大幅に低下させることができる。
推進補助面３２２はさらに、気流の推進を補助する構造とすることができ、これにより、気流の補助推進力を生じることができる。

また、導引ブロック３２１と推進補助面３２２とは同様に、相互に連なり、少なくとも２個の推進面a、ａ'を形成する。
２個の導引ブロック３２１と推進補助面３２２により気流を導引する方式で、多段階車両ホイール１０補助推力の効果を提供する。

よって、本発明の第二実施形態においては、車両ホイール１０片側の気流導引部３１において、導斜面３１１を流線型とすることで、気流の抵抗を最小まで低減させることができる。
車両ホイール１０の反対側は、気流補助部３２の導引ブロック３２１と推進補助面３２２を利用し、もう一つの気流導引構造とすることができ、これにより気流の補助推進力を発生させることができる。

こうして、本発明の車両ホイール１０は、回転方向が前向き（図７の前進矢印方向参照）である時、ホイール本体２０の回転の上半円周範囲において、片側の気流導引部３１の導斜面３１１を利用し、気流を導引し、空気抵抗を低下させることができる。
車両ホイール１０反対側の気流補助部３２の導引ブロック３２１と推進補助面３２２とは、ホイール本体２０が回転時に下半円周である時、空気導引の補助推進力を向上させることができる。
これにより、気流導引作用（図７中の上半円周及び下半円周の矢印方向参照）を拡大及び加速を達成させることができ、空気抵抗と騒音を低下させることができ、車両ホイール１０の補助推進効果を達成することができる。

図１１〜１４に示すように、本発明車両ホイール１０の第三実施形態において、第一実施形態及び第二実施形態との相異点は以下の通りである。
第三実施形態の複数の気流補助部３２の導引ブロック３２１は、さまざまな高さの錐状体である。
気流補助部３２の推進補助面３２２は、平面形状である。
気流導引部３１の導斜面３１１は、導角の陥没弧状面形状で、導引ブロック３２１と推進補助面３２２は、同様に相互に連なり、少なくとも２個の推進面a、ａ'を形成する。
これにより同様に、上記したように、気流導引部３１の導斜面３１１と気流補助部３２の導引ブロック３２１と推進補助面３２２とを利用し、気流の導引作用の増加及び加速達成することができる。
こうして、空気抵抗と騒音を低下させることができ、車両ホイール１０の補助推進効果を達成することができる。

図１５に示すように、本発明車両ホイール１０の第四実施形態において、本実施形態の車両ホイール１０のホイール本体２０と複数のホイールブレード３０とは、上記のような一体成型構造とする他に、複数のホイールブレード３０は、ホイール枠モジュール１０２上に一体成型して結合することができる。
ホイール枠モジュール１０２周縁には、複数の嵌合パーツ１０３を設置し、嵌合パーツ１０３によりホイール本体２０外側面内縁の陥没部内に嵌合する。
これにより、ホイール枠モジュール１０２は、ホイール本体２０の外側面に嵌合して結合する。

こうして、複数のホイールブレード３０とホイール本体２０との間は、二点式の可動組合せ方式により結合される。
これにより、ホイール本体２０両側は共に、複数のホイールブレード３０を備えるホイール枠モジュール１０２に可動状に嵌めて結合される。
つまり、さまざまな車種、メーカー、走行状態に適応し、或いは車両の左右何れかの車輪に装置することができる。
これにより、異なるホイールブレード３０形態を結合するホイール枠モジュール１０２を、ホイール本体２０の外側面において交換することができ、車両ホイール１０全体を取り外して交換する必要がない。

しかも、メンテナンス人員によりホイールブレード３０の交換及びメンテナンスの便を図ることができる。
同時に、車両ホイール１０全体の製造においても、たくさんの金型を開設する必要がなく、ホイール本体２０と、多種のホイールブレード３０形態を備えるホイール枠モジュール１０２の２種の金型を開設するだけでよい。
そのため、本発明の車両ホイール１０の製造コストを大幅に節約することができる。

上記のホイール枠モジュール１０２表面には、少なくとも１個の気孔１０２aを設置する。
これにより、ホイール本体２０内部の通気による散熱を提供し、タイヤのリムバルブに空気を充填する操作に用いることができる。

図１６に示すように、本発明車両ホイール１０の第五実施形態において、図１５に示す複数の一体成型のホイールブレード３０を備えるホイール枠モジュール１０２の少なくとも１個のホイールブレード３０表面には、少なくとも１個のネジ孔１０４を設置する。
ホイール本体２０外側面上には、少なくとも１個の螺合孔１０５を設置する。
これにより、ネジ孔１０４と螺合孔１０５を対応させた後、ボルト或いはネジなどの螺合部品（図示なし）を用い、螺合する。
こうして、ホイール枠モジュール１０２は、ホイール本体２０外側面上に螺合して連結する。

同様に、図１５に示すように、ホイールブレード３０は、ホイール枠モジュール１０２とホイール本体２０との二点式の可動組合せ、或いは分解可能構造を達成することができる。
言い換えれば、さまざまな車種、メーカー、走行状態に適応し、或いは車両の左右何れかの車輪に装置することができる。
これにより、異なるホイールブレード３０形態を結合するホイール枠モジュール１０２を、ホイール本体２０の外側面において交換することができ、ホイールブレード３０の交換及び製造に便利である。

しかも、ホイールブレード３０のネジ孔１０４とホイール本体２０外側面上の螺合孔１０５のネジヤマ方向は、ホイール本体２０を車両の左車輪に応用するか、右車輪に応用するかによって違えることができる。
例えば、ホイール本体２０を、車両の左車輪に応用する時には、ネジ孔１０４と螺合孔１０５とのネジヤマは、時計回りの方向とする。
反対に、ホイール本体２０を車両の右車輪に応用する時には、ネジ孔１０４と螺合孔１０５とのネジヤマは、反時計回りの方向とする。
こうして、ホイールブレード３０は、ホイール枠モジュール１０２とホイール本体２０との組合せを通してより堅固となり、車両ホイール１０全体の回転方向と遠心力の影響を受けて緩み脱落することもなくなる。

図１７に示すように、本発明車両ホイール１０の第六実施形態において、図１６に示す第五実施形態との相異点は以下の通りである。
ホイール枠モジュール１０２中のホイールブレード３０のネジ孔１０４とホイール本体２０外側面上の螺合孔１０５は、非対称の大きさに設計する。

内、少なくとも１組のネジ孔１０４と螺合孔１０５の孔径は、他のネジ孔１０４と螺合孔１０５の孔径より小さい（図１７参照）、或いは大きい。
すなわち、各ネジ孔１０４と螺合孔１０５とは、位置は一致して対応しなければならない他、孔径も完全に一致して対応しなければならない。
さもなくば、ホイールモジュール１０２のホイールブレード３０を、ホイール本体２０外側面上に螺合して連結させることはできない。
これにより、上記のように、ホイールブレード３０とホイール本体２０とは、二点式の可動組合せ、或いは分解の効果を達成することができる他、ホイール枠モジュール１０２のホイールブレード３０とホイール本体２０との間の螺合の緩み及び定位錯誤を防止する効果を達成することができる。

図１８に示すように、本発明車両ホイール１０の第七実施形態において、図１６、１７に示す第五、六実施形態との相異点は以下の通りである。
複数の一体成型のホイールブレード３０を備えるホイール枠モジュール１０２の背面には、少なくとも１対の第一対応パーツ１０６を設置する。
ホイール本体２０外側面上には、少なくとも１個の第二対応パーツ１０７を設置する。
第一対応パーツ１０６の型式には制限がなく、凸ブロック或いは凹孔により構成することができる。
第二対応パーツ１０７の型式には制限がなく、凹孔或いは凸ブロックにより構成することができる。
図１８に示す例では、第一対応パーツ１０６は凸ブロックで、第二対応パーツ１０７は凹孔である。

これにより、複数の一体成型のホイールブレード３０を備えるホイール枠モジュール１０２とホイール本体２０を、連結して螺合する時には、各ネジ孔１０４と螺合孔１０５とが一致して対応する他、第一対応パーツ１０６と第二対応パーツ１０７も、必ず対応して嵌合しなければならない。
こうして初めて、ホイールブレード３０は、ホイール枠モジュール１０２とホイール本体２０との結合時に、緩み及び定位錯誤を防止する効果を達成することができる他、第一対応パーツ１０６と第二対応パーツ１０７との間の対応組合せにより、よりバランスがとれ堅固となる。

図１９、２０は、本発明の車両ホイール１０を、自動車１００の右車輪及び左車輪にそれぞれ応用する応用例である。
図１９は、本発明の車両ホイール１０を、自動車１００の右車輪に応用して結合する例で、図２０は本発明の車両ホイール１０を、自動車１００の左車輪に応用して結合する例である。

ホイール本体２０円周により、タイヤ９０に結合する他、ホイールブレード３０は、上述の第一〜三実施形態に示すように、ホイール本体２０両側と一体に成型する方式により、右車輪及び左車輪の方向及び形態をそれぞれ製造し、ホイールブレード３０の一体成型の車両ホイール１０と設置することができる。

さらに、上述の第四〜七実施形態に示すように、複数の一体成型ホイールブレード３０を備えるホイール枠モジュール１０２とホイール本体２０との二点式の可動組合せ方式により、自動車右車輪と左車輪に適用する複数の一体成型のホイールブレード３０を備えるホイール枠モジュール１０２を、ホイール本体２０外側上に、それぞれ嵌合して組合せ、或いは螺合する。
これにより、車両ホイール１０は、タイヤ９０を連動し前方へと回転させる（図１９、２０の矢印方向参照）。
こうして、タイヤ９０が、上半円周及び下半円周の回転範囲にある時、ホイールブレード３０の気流導引部３１の導斜面３１１と気流補助部３２の導引ブロック３２１と推進補助面３２２により、車両ホイール１０は、気流の導引作用をそれぞれ拡大し及び加速し、気流の空気抵抗と騒音を低下させることができる。
さらに、車両ホイール１０とタイヤ９０は、自動車１００走行を補助する効果を達成することができる。

図２１に示すように、本発明車両ホイール１０の第八実施形態は、複数の一体成型のホイールブレード３０を備えるホイール枠モジュール１０２を備える。
各ホイールブレード３０の形状は、翼ブロック状で、各ホイールブレード３０上にはすべて、少なくとも１個の気流導引部３１と気流補助部３２とを設置する。
気流導引部３１と気流補助部３２とは、前後に配列する方式で、ホイールブレード３０上に形成する。
気流導引部３１は、少なくとも１個の導斜面３１１を備える。
気流補助部３２は、複数の導引ブロック３２１と複数の推進補助面３２２を備える。
しかも、導引ブロック３２１は、推進補助面３２２より高い。
導引ブロック３２１と各推進補助面３２２とは同様に、多段階の推進補助効果を達成することができる。

ホイール枠モジュール１０２の少なくとも１個のホイールブレード３０表面には、少なくとも１個のネジ孔１０４を設置する。
これにより、図１７に示すホイール本体２０外側面上の螺合孔１０５上に、位置対応して螺合することができる。
ホイール枠モジュール１０２表面には、少なくとも１個の気孔１０２aを設置し、ホイール本体２０内部に通気による散熱を提供し、タイヤのリムバルブに空気を充填する操作に用いることができる。

上記したように、本発明の車両ホイール１０は、各種車両の走行時に、空気抵抗を低下させ、走行時騒音を低下させ、燃費を向上させることができるホイールである。
これにより、装飾の機能のみを備える従来の車両ホイールが、空気抵抗を低下させ、走行時騒音を低下させ、燃費を向上させるなどの効果を達成することができないという欠点を、解決することができる。

しかも、本発明の車両ホイール１０のホイールブレード３０とホイール本体２０との間の組合せ方式は、二点式の可動組合せ、或いは分解方式であり、従来の各種さまざまなメーカー及び型式の車両に適用することができる。
例えば、各種メーカー及び型式の自転車、自動二輪車、自動車などの車両の、左車輪であろうと右車輪であろうと、車両が新しいタイプであろうと、古いタイプであろうと、すべて本発明の車両ホイール１０を使用することができる。
さらに、それにより、車両のブレーキ或いはタイヤ構造及び操作機能に一切の影響を及ぼすことはなく、産業上の利用性が極めて高い発明である。

図１〜２１に示す本発明の車両ホイール１０について記載する説明及び図示は、本発明名称と内容は、本発明技術内容の説明に用いたのみで、本発明を限定するものではない。本発明の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本発明の保護範囲に含むものとする。

１０ 車両ホイール
２０ ホイール本体
３０ ホイールブレード
３１ 気流導引部
３１１ 導斜面
３２ 気流補助部
３２１ 導引ブロック
３２２ 推進補助面
a 推進面
ａ' 推進面
１０２ ホイール枠モジュール
１０３ 嵌合パーツ
１０４ ネジ孔
１０５ 螺合孔
１０６ 第一対応パーツ
１０７ 第二対応パーツ
９０ タイヤ
１００ 自動車
１０２a 気孔

Claims (10)

1. 車両ホイールの構造は、軸を中心に回転可能なホイール本体、複数のホイールブレードを備え、
   前記ホイールブレードは、前記ホイール本体の少なくとも一つの側面にそれぞれ結合し、前記各ホイールブレードは、側面から外側に張り出して非対称の断面輪郭を定義し、しかも前記各ホイールブレード上には、気流導引部、気流補助部を設置し、前記気流導引部と前記気流補助部とは、前後に配列する方式で、前記各ホイールブレード上に形成し、前記気流補助部は、一連の異なる角度のついた表面部を備えることを特徴とする車両ホイールの構造。
2. 前記ホイールブレードと前記ホイール本体の片側面とは、一体成型方式で結合することを特徴とする請求項１に記載の車両ホイールの構造。
3. 前記気流導引部は、少なくとも１個の導斜面を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両ホイールの構造。
4. 前記気流補助部の前記表面部は、複数の導引ブロックと複数の推進補助面を備え、しかも前記導引ブロックの高さは、前記推進補助面より高いことを特徴とする請求項１に記載の車両ホイールの構造。
5. 前記各導引ブロックと前記推進補助面とは、相互に連なり、少なくとも２個の推進面を形成することを特徴とする請求項４に記載の車両ホイールの構造。
6. 前記各推進補助面は、階段状面、導角弧状面、或いは平面により構成することを特徴とする請求項４に記載の車両ホイールの構造。
7. 前記ホイールブレードは、ホイール枠モジュール上に一体成型し、
   前記ホイール枠モジュール周縁には、複数の嵌合パーツを設置し、前記嵌合パーツにより前記ホイール本体外側面内縁の陥没部内に嵌合し、
   これにより、前記ホイール枠モジュールは、前記ホイール本体の外側面に嵌合して結合することを特徴とする請求項１に記載の車両ホイールの構造。
8. 前記ホイールブレードは、ホイール枠モジュール上に一体成型し、
   前記少なくとも１個のホイールブレード表面には、少なくとも１個の螺合孔を設置し、 前記ホイール本体外側面上には、少なくとも１個のネジ孔を設置し、
   前記ネジ孔と前記螺合孔を対応させ、螺合部品を用い螺合することを特徴とする請求項１に記載の車両ホイールの構造。
9. 前記ホイール枠モジュールの背面には、少なくとも１個の第一対応パーツを設置し、
   前記ホイール本体外側面上には、少なくとも１個の第二対応パーツを設置し、
   前記第一対応パーツと前記第二対応パーツを相対させて嵌合し組み合わせることを特徴とする請求項８に記載の車両ホイールの構造。
10. 前記第一対応パーツは、凸ブロックにより構成し、
    前記第二対応パーツは、凹孔により構成することを特徴とする請求項９に記載の車両ホイールの構造。

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