JP7044036B2 - 車両用ホイール - Google Patents

Description

本発明は、スポークの開口部側の端部にホイール軸方向外側に突出する突出部が設けられている、車両用ホイールに関する。

特開２０１８－０２０６４０号公報は、スポークの開口部側の端部にホイール軸方向外側に突出する突出部（突起部）を設け、突出部の裏側に渦を発生させてブレーキ冷却風の風速（風量）を増加させる技術を開示している。図７に示すように、上記公報開示の突出部３は、開口部側の面である開口部側面３ａと、ホイール周方向で開口部側面３ａと反対側にあるスポーク中央側面３ｂと、開口部側面３ａとスポーク中央側面３ｂのホイール軸方向外側端同士を連結する上面３ｃと、を有している。

しかし、上記公報開示の車両用ホイールには、つぎの問題点がある。
突出部３のスポーク中央側面３ｂが、突出部３に連なるスポーク部分のホイール軸方向外側面４から直角にホイール軸方向外側に立ち上がる面となっている。そのため、突出部３を設けることによる空気抵抗が大きくなるおそれがある。とくに、ホイール半径方向外側Ｒｏｕｔほど周辺空気に対するホイールの速度が大きいため、ホイール半径方向外側ほど突出部３を設けることによる空気抵抗が大きくなるおそれがある。よって、突出部３を設けることによる空気抵抗を低減する点において改善の余地がある。

特開２０１８－０２０６４０号公報

本発明の目的は、従来に比べて、突出部を設けることによる空気抵抗を低減できる、車両用ホイールを提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） ハブ取付け部と、
前記ハブ取付け部からホイール半径方向外側に延びる複数のスポークと、
ホイール周方向で複数の前記スポーク間に位置する開口部と、
複数の前記スポークのホイール半径方向外側端部をホイール周方向に連結するディスク外周部と、を有し、
前記スポークが、スポーク周方向中間部と、該スポーク周方向中間部のホイール周方向両側で前記開口部側の端部にあり、ホイール軸方向外側に突出する突出部を備えるスポーク周方向端部と、を有する車両用ホイールであって、
前記突出部は、前記開口部側の面である開口部側面と、ホイール周方向で該開口部側面と反対側にあり前記開口部側面よりもホイール軸方向とのなす角が大とされており前記スポーク周方向中間部のホイール軸方向外側面に傾斜した角度で連なるスポーク中央側面と、を有しており、
前記突出部は、ホイール半径方向外側ほど、ホイール周方向幅が広くなるとともにホイール軸方向高さが低くなっており、
前記突出部のスポーク中央側面は、ホイール軸方向とのなす角がホイール半径方向外側ほど大となっている、車両用ホイール。

上記（１）の車両用ホイールによれば、つぎの効果を得ることができる。
（ａ）突出部のスポーク中央側面が、スポーク周方向中間部のホイール軸方向外側面に傾斜した角度で連なるため、突出部のスポーク中央側面がスポーク周方向中間部のホイール軸方向外側面から直角にホイール軸方向外側に立ち上がる面となっている場合に比べて、スポーク周方向中間部のホイール軸方向外側面に沿って流れてきた空気を、スポーク周方向中間部のホイール回転方向後側にある突出部で、スムーズにホイール軸方向外側に向かう流れに変えることができる。よって、突出部を設けることによる空気抵抗を低減できる。

また、（ｂ）突出部のスポーク中央側面のホイール軸方向とのなす角がホイール半径方向外側ほど大となっているため、周辺空気に対する速度が大きいホイール半径方向外側ほど、スポーク周方向中間部のホイール軸方向外側面に沿って流れてきた空気を、スポーク周方向中間部のホイール回転方向後側にある突出部によって、スムーズにホイール軸方向外側に向かう流れに変えることができる。よって、突出部を設けることによる空気抵抗を低減できる。

また、（ｃ）突出部が、ホイール半径方向外側ほど、ホイール周方向幅が広くなるとともにホイール軸方向高さが低くなっているため、周辺空気に対する速度が大きいホイール半径方向外側ほど、周辺空気が突出部に当たりにくくなる。よって、突出部を設けることによる空気抵抗を低減できる。

上記（ａ）－（ｃ）により、従来比べて突出部を設けることによる空気抵抗を低減できる。

本発明実施例の車両用ホイールの、概略正面図である。 図１のＡ－Ａ線部位における模式拡大断面図である。 本発明実施例の車両用ホイールの、スポークと該スポークのホイール周方向両側にある開口部を示す部分拡大概略斜視図である。 図１のＢ－Ｂ線拡大断面図である。 図１のＣ－Ｃ線拡大断面図である。 本発明実施例の変形例における車両用ホイールの、概略正面図である。 従来の車両用ホイールの、突出部の斜視図である。

以下に、図面を参照して、本発明実施例の車両用ホイールを説明する。なお、図中において、Ａｏｕｔはホイール軸方向外側（車両の幅方向外側）、Ｒｏｕｔはホイール半径方向外側を示す

本発明実施例の車両用ホイール１０は、図１に示すように、ディスク部２０と、ディスク部２０の裏側にある図示略のリム部と、を有する。リム部は、環状であり、図示略のタイヤを保持する部分である。ホイール１０の内側、すなわち、リム部のホイール半径方向内側かつディスク部２０のホイール軸方向内側には、図示略のハブおよびブレーキが配置されている。

ホイール１０は、アルミニウム合金製などの鋳造ホイールであり、ディスク部２０とリム部とが一体成形されているホイールである。ただし、ディスク部２０は、リム部と別体に板（たとえば鋼板）から作製されて、リム部と溶接されていてもよい。ディスク部２０は、金属製材料のみで形成されていてもよく、金属製材料で形成された後に樹脂製部品が取付けられていてもよい。樹脂製部品が取付けられている場合、樹脂製部品も含めてディスク部２０を構成する。

図示例では、ディスク部２０が、金属製材料で形成された後に樹脂製部品が後述する開口部５０の周縁部に全周にわたって取付けられている場合を示している。ホイール１０は、金属製部品で剛性が確保されたホイール部分１１を作製し、さらに開口部５０の周縁部に樹脂製部品（別部品）１２を追加して、金属製のホイール部分１１のみの場合よりも開口部５０が縮小（小型化）されたホイールとされている。樹脂製部品１２を追加したのは、開口部５０を縮小させて空力性能を向上させるとともに意匠性を高めるためである。なお、樹脂製部品１２を追加せずに金属製材料の量を増加させて開口部５０が縮小（小型化）されたホイールとされていてもよいが、樹脂製部品１２を追加することでホイール１０の軽量化を図っている。

ディスク部２０は、図１に示すように、ハブ取付け部３０と、スポーク４０と、開口部５０と、ディスク外周部６０と、を有する。

ハブ取付け部３０は、ディスク部２０のホイール半径方向中央部とその近傍に設けられる。ハブ取付け部３０のホイール半径方向の中間部には、ホイール１０を図示略のハブに取付けるためのボルト・ナット（ハブ取付けボルトとハブナット）３１が複数配置されている。ボルト・ナット３１の数は、特に限定されるものではないが、ホイール周方向に等間隔にたとえば５個設けられている。

スポーク４０は、ハブ取付け部３０からホイール半径方向外側にディスク外周部６０まで放射状に延びている。スポーク４０は、複数設けられている。スポーク４０は、ホイール周方向に等間隔にたとえば５個設けられている。ただし、スポーク５０の数は５個に限定されるものではなく、複数設けられていれば、３個、４個でもよく、６個以上であってもよい。

開口部５０は、ホイール周方向に隣り合うスポーク４０，４０の間に位置する。開口部５０は、ディスク部２０をホイール軸方向に貫通する孔である。開口部５０は、ホイール周方向に等間隔に、スポーク４０の数と同数設けられている。ホイール１０の内側からのブレーキ冷却風の少なくとも一部は、開口部５０を通ってホイール１０の外側に排出されるようになっている。

ディスク外周部６０は、ディスク部２０のホイール半径方向外側端部に位置する。ディスク外周部６０は、リング状であり、複数のスポーク４０のホイール半径方向外側端部をホイール周方向に連結する。ディスク外周部６０は、ディスク部２０がリム部と一体成形されている場合、リム部の一部を構成していてもよい。

スポーク４０は、図２に示すように、スポーク周方向中間部４１と、スポーク周方向端部４２と、を有する。

スポーク周方向中間部４１は、スポーク４０のホイール周方向中央部を含む部分であり、スポーク４０のホイール周方向端部を除く部分である。スポーク周方向中間部４１は、金属製部品で剛性が確保されたホイール部分１１にあり、金属製である。

スポーク周方向端部４２は、スポーク周方向中間部４１のホイール周方向両外側で開口部５０側の端部にある部分である。スポーク周方向端部４２は、樹脂製部品１２で形成されており、樹脂製である。

スポーク周方向端部４２は、図３に示すように、ホイール軸方向外側に突出する突出部４３を有する。突出部４３は、スポーク周方向中間部４１のホイール軸方向外側面４１ａよりも、ホイール軸方向外側に突出する部分である。突出部４３は、開口部５０に沿ってホイール半径方向に連続して延びて設けられている。突出部４３は、ホイール半径方向外側ほど、ホイール周方向幅が広くなるとともにホイール軸方向高さが低くなっている。
突出部４３は、開口部５０側の面である開口部側面４３ａと、ホイール周方向で開口部側面４３ａと反対側（開口部側面４３ａの裏側）にあるスポーク中央側面４３ｂと、を有する。

開口部側面４３ａは、開口部５０に面している。図４、図５に示すように、ホイール半径方向と直交する断面視で、開口部側面４３ａのホイール軸方向とのなす角は、突出部４３のホイール半径方向の全域にわたって一定であり、ホイール軸方向と平行（略平行を含む）となっている。

スポーク中央側面４３ｂは、開口部側面４３ａよりもホイール軸方向とのなす角が大とされており、スポーク周方向中間部４１のホイール軸方向外側面４１ａに傾斜した角度で連なっている。すなわち、スポーク中央側面４３ｂは、スポーク周方向中間部４１のホイール軸方向外側面４１ａから、直角ではなく傾斜した角度（鈍角）θでホイール軸方向外側に立ち上がっている。ホイール半径方向と直交する断面視で、スポーク中央側面４３ｂは、直線状となっていてもよく、図４、図５に示すようにホイール軸方向外側に凸となる凸湾曲形状となっていてもよい。

ホイール半径方向と直交する断面視で、スポーク中央側面４３ｂのホイール軸方向とのなす角は、ホイール半径方向外側ほど大となっている。すなわち、スポーク中央側面４３ｂは、スポーク周方向中間部４１のホイール軸方向外側面４１ａとのなす角（鈍角）θが、ホイール半径方向外側ほど大となっている。

ホイール半径方向と直交する断面視で、開口部側面４３ａのホイール軸方向外側端とスポーク中央側面４３ｂのホイール軸方向外側端とは、尖った角（点）で接続されていてもよく、湾曲線を介して接続されていてもよく、ホイール軸方向と直交する直線を介して接続されていてもよい。なお、図３～図５は、尖った角（点）４３ｃで接続されている場合を示し、図２は、ホイール軸方向と直交する直線４３ｄを介して接続されている場合を示している。

つぎに、本発明実施例の作用を説明する。

（Ａ）車両走行時、すなわちホイール１０の回転時、ホイール１０は、ホイール軸方向外側を流れる走行風（周辺空気）の影響を受ける。そのため、走行風の影響を受けにくくするためには、すなわち空力性能を向上させるためには、ホイール１０の軸方向外側面の平坦面率を拡大するとともに開口部５０を縮小することが望ましい。しかし、開口部５０を縮小すると、ホイール１０内のブレーキ冷却風が開口部５０を通ってホイール１０の外に排出され難くなり、ブレーキ冷却性能が低下してしまう。
そこで、本発明実施例では、スポーク４０の開口部５０側の端部にホイール軸方向外側に突出する突出部４３が設けられている。これにより、図２に示すように、突出部４３のうち、ホイール回転方向で開口部５０の後側にある突出部（ホイール回転方向でスポーク周方向中間部４１の前側にある突出部、以下、第１突出部４３Ａという）の、ホイール回転方向後側に発生する空気の渦Ｖが負圧となり、ホイール１０内のブレーキ冷却風Ｗを開口部５０を通してホイール１０外へ積極的に吸い出すことができる。よって、第１突出部４３Ａによりブレーキ冷却風Ｗの量を増加でき、開口部５０が縮小された場合であってもブレーキ冷却風量を確保できる。よって、空力性能向上とブレーキ冷却風量の確保の両立を図ることができる。

（Ｂ）突出部４３の開口部側面４３ａのホイール軸方向とのなす角が、突出部４３のホイール半径方向の全域にわたって一定であり、ホイール軸方向と平行（略平行を含む）となっているため、第１突出部４３Ａのホイール回転方向後側に効率よく渦Ｖを発生させることができ、渦Ｖによるブレーキ冷却風Ｗの吸出し効果を効果的に得ることができる。

（Ｃ１）図３に示すように、突出部４３のスポーク中央側面４３ｂが、スポーク周方向中間部４１のホイール軸方向外側面４１ａに傾斜した角度（鈍角θ）で連なっている。そのため、スポーク中央側面４３ｂがホイール軸方向外側面４１ａから直角にホイール軸方向外側に立ち上がる面となっている場合（θ＝９０°となっている場合）に比べて、スポーク周方向中間部４１のホイール軸方向外側面４１ａに沿って流れてきた空気を、スポーク周方向中間部４１のホイール回転方向後側にある突出部４３（以下、第２突出部４３Ｂという）によって、スムーズにホイール軸方向外側に向かう流れに変えることができる。よって、突出部４３を設けることによる空気抵抗を低減できる。

（Ｃ２）突出部４３のスポーク中央側面４３ｂのホイール軸方向とのなす角がホイール半径方向外側ほど大となっているため、すなわち、鈍角θがホイール半径方向外側ほど大きくなっているため、周辺空気に対する速度が大きいホイール半径方向外側ほど、ホイール軸方向外側面４１ａに沿って流れてきた空気を、第２突出部４３Ｂによって、スムーズにホイール軸方向外側に向かう流れに変えることができる。よって、突出部４３を設けることによる空気抵抗を低減できる。

（Ｃ３）突出部４３が、ホイール半径方向外側ほど、ホイール周方向幅が広くなるとともにホイール軸方向高さが低くなっているため、周辺空気に対する速度が大きいホイール半径方向外側ほど、周辺空気が突出部４３に当たりにくくなる。よって、突出部４３を設けることによる空気抵抗を低減できる。

上記（Ｃ１）－（Ｃ３）の複合効果により、突出部４３を設けることによる空気抵抗を効果的に低減できる。

（Ｄ）スポーク周方向端部４２が樹脂製であるため、スポーク周方向端部４２がスポーク周方向中間部４１と同様に金属製である場合に比べて、ホイール１０の軽量化を図ることができる。また、樹脂製部品１２が加飾パーツとしても働くため、ホイール１０の意匠性を向上させることができる。

（Ｅ）スポーク周方向端部４２を含む開口部５０の周縁部が、開口部５０の周縁部の全周にわたって樹脂製部品１２で形成されているため、スポーク周方向中間部４２だけを樹脂製とする場合に比べて、より一層、ホイール１０の軽量化を図ることができる。また、樹脂製部品１２が加飾パーツとしても働くため、ホイール１０の意匠性を向上させることができる。

<本発明実施例の変形例>
図６は、本発明実施例の変形例を示している。
該変形例では、金属製のホイール部分１１のホイール軸方向外側面に、レリーフ７０が施されている場合を示している。その他においては、上記本発明実施例と同様であるため、説明を省略する。

レリーフ７０は、スポーク４０のホイール半径方向外側端部と、これに連なるディスク外周部６０部分に施されている。レリーフ７０は、複数の凹状の比較的細いスリットをホイール半径方向に対して斜めとなる方向に設けることで施されている。すなわち、レリーフ７０は、金属製ホイール部分１１のホイール軸方向外側面（鋳肌面）のホイール半径方向外周部とその近傍に、細い複数のスリットを設けることで、施されている。

本変形例では、レリーフ７０が設けられているため、ホイール１０を細工の細かいホイールとすることができる。よって、ホイール１０が電気自動車（ＥＶ（Electric Vehicle））に設けられる場合、電気自動車としての精緻感を表現することができる。

１０ ホイール
１１ 金属製ホイール部分
１２ 樹脂製部品
２０ ディスク部
３０ ハブ取付け部
３１ ボルト・ナット
４０ スポーク
４１ スポーク周方向中間部
４１ａ スポーク周方向中間部のホイール軸方向外側面
４２ スポーク周方向端部
４３ 突出部
４３Ａ 第１突出部
４３Ｂ 第２突出部
４３ａ 突出部の開口部側面
４３ｂ 突出部のスポーク中央側面
５０ 開口部
６０ ディスク外周部
７０ レリーフ

Claims (1)

1. ハブ取付け部と、
   前記ハブ取付け部からホイール半径方向外側に延びる複数のスポークと、
   ホイール周方向で複数の前記スポーク間に位置する開口部と、
   複数の前記スポークのホイール半径方向外側端部をホイール周方向に連結するディスク外周部と、を有し、
   前記スポークが、スポーク周方向中間部と、該スポーク周方向中間部のホイール周方向両側で前記開口部側の端部にあり、ホイール軸方向外側に突出する突出部を備えるスポーク周方向端部と、を有する車両用ホイールであって、
   前記突出部は、前記開口部側の面である開口部側面と、ホイール周方向で該開口部側面と反対側にあり前記開口部側面よりもホイール軸方向とのなす角が大とされており前記スポーク周方向中間部のホイール軸方向外側面に傾斜した角度で連なるスポーク中央側面と、を有しており、
   前記突出部は、ホイール半径方向外側ほど、ホイール周方向幅が広くなるとともにホイール軸方向高さが低くなっており、
   前記突出部のスポーク中央側面は、ホイール軸方向とのなす角がホイール半径方向外側ほど大となっている、車両用ホイール。

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