(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行時には、ホイールにおけるリム部とハブ部を連結する連結部に設けた通気孔を通して車外方向への空気流れを常に許容し、この空気流れを整流して前記リム部に装着したタイヤの車外側サイドウォールに沿った空気流れに合流させる環状のガイド面を前記リム部の車軸方向外端に設けた車両の車輪構造であって、前記環状のガイド面は前記ホイールに装着されるホイールカバーまたは前記ホイール自体に形成されていて、前記環状ガイド面の外径を前記ホイールの外径と略等しくし、前記環状ガイド面の内径を前記ホイールの外径の４０〜８０％の径としたことを特徴とする車両の車輪構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の車輪構造において、前記環状ガイド面の内周に、前記ホイールカバーまたは前記ホイール自体に形成された円形のガイド面を同心的に設けて、前記環状ガイド面と前記円形ガイド面間に常時開口する通気部を設けたことを特徴とする車両の車輪構造。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の車輪構造において、前記環状ガイド面が前記円形ガイド面の径外方延長面に略一致するように設けたことを特徴とする車両の車輪構造。
【請求項４】
請求項２に記載の車両の車輪構造において、前記環状ガイド面の内径を前記ホイールの外径の６０〜８０％の径とし、かつ前記円形ガイド面の外径を前記ホイールの外径の３０〜４０％の径としたことを特徴とする車両の車輪構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車輪構造に係り、詳しくはホイールに装着されるホイールカバー（ホイールキャップとよばれることもある）またはホイール自体の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホイールに装着されるホイールキャップとして、ホイールの車外側（表側）にてホイールにおけるリム部の側部に脱着可能に組付けられてリム部で囲まれた凹部の開口外周を塞ぐリング状のホイールカバーと、このリング状ホイールカバーの車内側（内面側）に設けられたホイールの回転に伴ってリング状ホイールカバーの開口部に向かう空気流れを起こすフィンと、リング状ホイールカバーの開口部を開閉可能で内側に退避動可能なセンターカバーと、ホイールの温度が上昇したときセンターカバーを退避動させる駆動機構と、リング状ホイールカバーとセンターカバーの表面を面一に位置決めする手段を備えたものが、例えば実開平２−３４３０１の公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した公報のホイールキャップにおいては、ホイールの温度が上昇すると、センターカバーが退避動し、ホイールの回転に伴って空気流れが生じるため、ホイール内部の熱気をリング状ホイールカバーの開口部を通して外方に排出することが可能である。しかし、ブレーキ装置での加熱状態とホイール内部の熱気が排出されてブレーキ装置が冷却される間にはタイムラグがあって、仮に、ホイールの温度が上昇したときにセンターカバーが瞬時に退避動したとしても、ブレーキ装置をタイミングよく冷却することが難しく、良好なブレーキ冷却性能を得ることが難しい。また、上記した公報のホイールキャップは、構成が複雑であってコストと重量が増加する。
【０００４】
また、上記した公報のホイールキャップにおいては、リング状ホイールカバーとセンターカバーの表面を面一に位置決めする手段を備えていて、ホイールの温度が上昇しない状態では、フルホイールキャップとして機能するようにしている。しかし、走行時の車輪周囲の空気乱れ状況を観察すると、フルホイールキャップとして機能しているときには、図５の（ｂ）に示したように、ホイールキャップ表面での空気乱れは小さくなるものの、車体のホイールハウスでの空気の吹き出しに起因した空気乱れがタイヤ周りに若干残っている。このため、フルホイールキャップが空力性能面で最善とは言い難い要素もあり、フルホイールキャップを採用した場合のブレーキ冷却性能の悪化をも考慮すると、車両の車輪構造にも改善の余地がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両の車輪構造においてブレーキ冷却性能を悪化させることなく空力性能の向上を図る目的で提案されたものであり、車両の走行時には、ホイールにおけるリム部とハブ部を連結する連結部に設けた通気孔を通して車外方向への空気流れを常に許容し、この空気流れを整流して前記リム部に装着したタイヤの車外側サイドウォールに沿った空気流れに合流させる環状のガイド面を前記リム部の車軸方向外端に設けた車両の車輪構造であって、前記環状のガイド面は前記ホイールに装着されるホイールカバーまたは前記ホイール自体に形成されていて、前記環状ガイド面の外径を前記ホイールの外径と略等しくし、前記環状ガイド面の内径を前記ホイールの外径の４０〜８０％の径としたこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【０００６】
この場合において、前記環状ガイド面の内周に、前記ホイールカバーまたは前記ホイール自体に形成された円形のガイド面を同心的に設けて、前記環状ガイド面と前記円形ガイド面間に常時開口する通気部（環状の通気開口でもよく、また複数個の通気孔でも径方向または周方向に長い複数個の通気スリットでもよい）を設けること（請求項２に係る発明）が望ましく、前記環状ガイド面が前記円形ガイド面の径外方延長面（平坦面でも曲率半径の大きな曲面でも実施可能）に略一致するように設けること（請求項３に係る発明）が更に望ましい。
【０００７】
また、前記環状ガイド面と前記円形ガイド面を設ける場合において、前記環状ガイド面の内径を前記ホイールの外径の６０〜８０％の径とし、かつ前記円形ガイド面の外径を前記ホイールの外径の３０〜４０％の径とすること（請求項４に係る発明）が望ましい。
【０００９】
【発明の作用・効果】
本発明による車両の車輪構造（請求項１に係る発明）においては、車両の走行時、ホイールに設けた通気孔を通して空気が常に車内側（車輪の内側）から車外側（車輪の外側）に通過し、この空気が環状ガイド面の内周開口から車外側に向けて流れる。このため、車輪のブレーキ装置は上記した空気流れにより的確に冷却される。
【００１０】
ところで、本発明では、上記した空気流れ（ブレーキ装置を冷却した空気流）が、環状ガイド面の外表面に沿って流れる空気流れによって整流されて、タイヤの車外側サイドウォールに沿った空気流れに合流する。このため、上記した空気流れ（ブレーキ装置を冷却した風）に起因した車輪外側面に沿った空気流れの乱れを低減することが可能である。
【００１１】
また、本発明では、ホイールに設けた通気孔と環状ガイド面の内周開口を通して空気が常に車外方向に向けて流れていて、車体のホイールハウスでの空気の吹き出し量が少なくされている。このため、この空気の吹き出しに起因した空気乱れを小さくすることが可能である。したがって、本発明では、ブレーキ冷却性能を悪化させることなく空力性能の向上（抗力係数ＣＤの低減）を図ることが可能である。
【００１２】
また、本発明の実施に際して、環状ガイド面の内周に円形のガイド面を同心的に設けて、環状ガイド面と円形ガイド面間に常時開口する通気部を設けた場合（請求項２に係る発明の場合）には、上記した空気流れ（ブレーキ装置を冷却した空気流）が、環状ガイド面と円形ガイド面の各外表面に沿って流れる空気流れによって整流されて、タイヤの車外側サイドウォールに沿った空気流れに合流する。このため、上記した空気流れ（ブレーキ装置を冷却した空気流）に起因した車輪外側面に沿った空気流れの乱れを更に低減することが可能である。
【００１３】
この場合において、環状ガイド面が円形ガイド面の径外方延長面（平坦面でも曲率半径の大きな曲面でも実施可能）に略一致するように設けた場合（請求項３に係る発明の場合）には、上記した空気流れ（ブレーキ装置を冷却した空気流）が、環状ガイド面と円形ガイド面の各外表面に沿って流れる空気流れによって連続的に整流されて、上記した空気乱れが効率よく低減される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明による車輪構造を示していて、この車輪構造では車輪１０のホイール１１に装着されるホイールカバー２０が樹脂製のリングカバー２１とセンターカバー２２の二部材で構成されている。車輪１０は、アルミ製（スチール製でも実施可能）のホイール１１とこれに装着されたタイヤ１２によって構成されていて、ホイール１１はタイヤ１２が装着されるリム部１１ａと、車軸（前車軸または後車軸）にボルト(共に図示省略)で連結されるハブ部１１ｂと、リム部１１ａとハブ部１１ｂを連結し８個の扇状通気孔１１ｃ１を形成するスポーク状の連結部１１ｃを一体的に備えており、図１に示したブレーキ装置３０によって制動可能とされている。
【００１５】
リングカバー２１は、ホイール１１におけるリム部１１ａの車軸方向外端に近接して設けられていて、車外側（表面側）に環状のガイド面２１ａを有しており、車内側（背面側）に設けた係止部２１ｂにてホイール１１のリム部１１ａ内周に脱着可能に組付けられている。環状ガイド面２１ａは、曲率半径を略２０００ｍｍとした曲面であり、外径Ｄ１（リングカバー２１の外径でもある）がホイール１１の外径Ｄａと略等しくされ、内径Ｄ２（リングカバー２１の内径でもある）がホイール１１の外径Ｄａの略６６％の径とされていて、径方向のリング巾Ｗがホイール１１の外径Ｄａの略１７％とされている。
【００１６】
上記したリング巾Ｗと抗力係数ＣＤの低減効果との関係は、センターカバー２２の外径Ｄ３をホイール１１の外径Ｄａの略４０％の径とした場合、図３の実線で示したように変化し、リング巾Ｗがホイール１１の外径Ｄａの略１７％であるときに抗力係数ＣＤの低減効果が最大となることを確認しているが、１０％以上であればフルホイールカバーを採用した場合の抗力係数ＣＤの低減効果より効果大となり、２０％を超えるとブレーキ冷却性能に悪影響を与えるおそれがあるため、リング巾Ｗはホイール１１の外径Ｄａの１０〜２０％に設定して実施するのが望ましい。図３の実線で示した関係は、センターカバー２２の外径Ｄ３をホイール１１の外径Ｄａの略３０％の径とした場合にも同様に得られることを図４に示したように確認している。図４は、リング巾Ｗをホイール１１の外径Ｄａの略１７％とした場合の、センターカバー２２の外径Ｄ３と抗力係数ＣＤの低減効果との関係を示している。
【００１７】
センターカバー２２は、ホイール１１におけるハブ部１１ｂの車外側に所定長さ離して設けられていて、車外側（表面側）に円形のガイド面２２ａを有しており、車内側（背面側）に設けた係止部２２ｂにてホイール１１のハブ部１１ｂ内周に脱着可能に組付けられている。円形ガイド面２２ａは、曲率半径を略２０００ｍｍとした曲面であり、外径Ｄ３（センターカバー２２の外径でもある）がホイール１１の外径Ｄａの略４０％の径とされていて、環状ガイド面２１ａに対して同心的で、環状ガイド面２１ａが円形ガイド面２２ａの径外方延長面に略一致するように設定されており、環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａ間にはホイール１１の通気孔１１ｃ１と重合する環状の通気部Ｓが形成されている。
【００１８】
上記のように構成した本実施形態においては、車両の走行時、ホイール１１に設けた通気孔１１ｃ１を通して空気が常に車内側（車輪の内側）から車外側（車輪の外側）に通過し、この空気が環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａ間の環状通気部Ｓから図１および図２の矢印で示したように車外側に向けて流れる。このため、車両の走行時には、車輪１０を制動するブレーキ装置３０が上記した空気流れにより常に的確に冷却される。
【００１９】
ところで、本実施形態では、上記した空気流れ（ブレーキ装置３０を冷却した空気流）が、環状ガイド面２１ａの外表面に沿って流れる空気流れによって整流されて、または環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａの各外表面に沿って流れる空気流れによって連続的に整流されて、タイヤ１２の車外側サイドウォール１２ａに沿った空気流れに合流する。このため、上記した空気流れ（ブレーキ装置３０を冷却した空気流）に起因した車輪外側面に沿った空気流れの乱れを、図５の（ａ）に示したように、効果的に低減することが可能である。
【００２０】
図５の（ａ）は、本実施形態の車輪構造を採用した車両での走行時の車輪外側面に沿った空気流れの乱れ状況を示していて、図中符号Ａはホイールカバー表面での乱れを示し、図中符号Ｂはホイールハウスでのタイヤ周りの乱れを示している。また、図５の（ｂ）は、従来のフルホイールカバーを採用した車両での走行時の車輪外側面に沿った空気流れの乱れ状況を示していて、図中符号Ｃはホイールカバー表面での乱れを示し、図中符号Ｄはホイールハウスでのタイヤ周りの乱れを示している。また、図５の（ｃ）は、ホイールカバー無しの車両での走行時の車輪外側面に沿った空気流れの乱れ状況を示していて、図中符号Ｅはホイールカバー表面での乱れを示し、図中符号Ｆはホイールハウスでのタイヤ周りの乱れを示している。
【００２１】
また、本実施形態では、ホイール１１に設けた通気孔１１ｃ１と、環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａ間の環状通気部Ｓとを通して、空気が常に車外方向に向けて流れていて、車体４０のホイールハウス４１での空気の吹き出し量が少なくされている。このため、この空気の吹き出しに起因した空気乱れを、図５の（ａ）と（ｂ）から明らかなように、小さくすることが可能である。したがって、本実施形態では、ブレーキ冷却性能を悪化させることなく空力性能の向上（抗力係数ＣＤの低減）を図ることが可能である。
【００２２】
上記実施形態においては、二部材で構成されるホイールカバー２０のリングカバー２１とセンターカバー２２に、環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａをそれぞれ形成して実施したが、図６に示した実施形態のように、一部材で構成される樹脂製ホイールカバー１２０のリングカバー部１２１とセンターカバー部１２２（上記したリングカバー２１とセンターカバー２２に相当するもの）に、環状ガイド面１２１ａと円形ガイド面１２２ａをそれぞれ形成して実施することも可能であり、この実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００２３】
図６に示したホイールカバー１２０は、リングカバー部１２１とセンターカバー部１２２を備えるとともに、リングカバー部１２１とセンターカバー部２２を連結するスポーク状の連結部１２３を備えていて、リングカバー部１２１の車内側（背面側）に設けた係止部(図示省略)にて上記実施形態と同様にホイール１１のリム部１１ａ内周に脱着可能に組付けられている。なお、リングカバー部１２１とセンターカバー部１２２を連結する連結部の形状は、図６に示したスポーク形状に限定されるものではなく、環状で環状ガイド面１２１ａおよび円形ガイド面１２２ａと連続する表面を有するとともに多数の小孔を有する形状や、環状で環状ガイド面１２１ａおよび円形ガイド面１２２ａと連続する表面を有するとともに円弧状の長孔を同心状に複数個有する形状であってもよい。
【００２４】
また、上記実施形態においては、ホイールカバー２０のリングカバー２１とセンターカバー２２に形成される環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａを曲率半径の大きな曲面（曲率半径を略２０００ｍｍとした曲面）として本発明を実施したが、環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａを共に平坦面として本発明を実施することも可能である。
【００２５】
また、上記実施形態においては、ホイールカバー２０または１２０に環状ガイド面と円形ガイド面を設けて実施したが、円形ガイド面を無くし環状ガイド面のみを設けて本発明を実施する（ホイールカバー２０ではセンターカバー２２を無くして実施する、ホイールカバー１２０ではセンターカバー部１２２に例えば通気孔を設けて実施する）ことも可能である。なお、ホイールカバー２０にてセンターカバー２２を無くして実施した場合には、リング巾Ｗと抗力係数ＣＤの低減効果との関係が、図３の破線にて示したように変化するため、またこの場合にはセンターカバー２２を無くしたことでホイールカバー２０での通気性が良好となり、リング巾Ｗがホイール１１の外径Ｄａの３０％を超えるまではブレーキ冷却性能に悪影響を与えることがないため、リング巾Ｗはホイール１１の外径Ｄａの１０〜３０％に設定して実施するのが望ましい。
【００２６】
また、上記実施形態においては、ホイール１１に装着されるホイールカバー２０に環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａを形成して実施したが、アルミ製ホイール自体に環状ガイド面と円形ガイド面（上記した環状ガイド面２１ａと円形ガイド面２２ａに相当するもの）または環状ガイド面のみを形成して実施することも可能であり、この実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す側面図である。
【図２】  図１に示した車輪およびホイールカバーの縦断面図である。
【図３】  リングカバーのリング巾と抗力係数ＣＤの低減効果との関係を示す特性線図である。
【図４】  センターカバーの外径と抗力係数ＣＤの低減効果との関係を示す特性線図である。
【図５】  車両走行時の車輪外側面に沿った空気流れの乱れ状況を示す図である。
【図６】  本発明の他の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０…車輪、１１…ホイール、１１ａ…リム部、１１ｂ…ハブ部、１１ｃ…連結部、１１ｃ１…通気孔、１２…タイヤ、１２ａ…車外側サイドウォール、２０…ホイールカバー、２１…リングカバー、２１ａ…環状ガイド面、２２…センターカバー、２２ａ…円形ガイド面、３０…ブレーキ装置、Ｓ…通気部、Ｄａ…ホイールの外径、Ｄ１…環状ガイド面の外径（リングカバーの外径）、Ｄ２…環状ガイド面の内径（リングカバーの内径）、Ｄ３…円形ガイド面の外径（センターカバーの外径）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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