(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車におけるタイヤ車輪にあっては、車輪そのものには省エネに関する、燃費改善の目的技術は思考されず、エンジンの付帯機器として単に回転させるにすぎなかった。この車輪に高い技術を付加し、回転することで、大きな回転トルクを発生させる。これにて燃費改善、ＣＯ２削減の環境技術に大きく貢献する。【解決手段】タイヤ車輪のリム部８に、複数のブレード４，５を設け、該、ブレード４，５と隣接に受圧体を備え、この受圧体にブレード風圧力を作用させ、車軸に回転力を別個に付加、発生させる構成にした。【選択図】図１
2009298394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪リムより中心に向かって、車輪ボスを介して、回転軸を一体に構成して成る車輪にあって、車輪リムより車輪ボスに渉って、アーム等にて車輪外観を構成し、該、車輪リムの内部円周面より内側に、ブレード内径寸法にわたって、放射状に遠心ファン、ブレードを設け、該、ブレードと軸方向に内部円周面に隣接する複数の受圧体を構成する付帯部材区画を設け、該、受圧体は、受圧構造部と調整部を構築し、この受圧構造部とつながる調整部空間に、圧力調整スリットと、斜面部を設けて、該、斜面部の内側に複数の邪摩板を設け、調整部の風圧力が斜面部内面に諸に侵入しないように斜面部内面に入る風圧力を減圧させ、該、受圧構造部には、ブレードによる風圧力を加圧作用させると共に、受圧面中心から、車軸、軸心までの距離を乗じて、モーメントトルクとして車輪軸に、回転力を付加する構成とすることによって、走行に必要な回転を増幅させる機能を備え、且つ、該、ブレード及び受圧体を車輪と一体、成形して成したことを、特徴とするタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はタイヤ車輪において、車輪リムの内円周部に付帯させた遠心式回転増幅機構に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年における地球温暖化の傾向にあって、気温上昇と共に、ＣＯ２の排出が大きな社会、環境問題として、クローズアップされ、どの様にしてこれらのマイナス要因を排除するかを問われる情勢になってきている。２００８年４月２５に日には、神戸市でＧ８（主要八ヶ国）の環境相会合があり、温暖化ガス削減をめぐり、先進国と招待を受けた途上国が、責任のなすり合いで、激論をしている。「途上国も責任を…」「いや先進国から対策、実行を…」と国際会議のたびに対立しているが、深刻なのは温暖化による海面上昇により多数の島で成る国の危機感は、日本を含めて日増しに強まっている。
２００５年以降、米国中西部、中国、インド、オーストラリア等は海面温度の上昇で旱魃となり、オーストラリアでは、農業用水が不足し、農水道水価格が１２倍にもなり、大麦等からオリーブの如く、水を比較的に使用しない農産物に作付を切り替えていて、穀物不足の一因になっている。
ガソリンの代替として、米国ではバイオ燃料が広まっているが、これも温暖化による水不足を解消するため、原料となるトウモロコシの作付けを奨励した結果、小麦や大豆から乗り換える農家が急増し、穀物の需給バランスが崩れて、国際価格が急騰し世界的な食料不足を招いたものといえる。【０００３】  今、原油が大きく高騰し、ガソリンは１７５円／ｌと（２０．６．５）現在、１６〜１７％ＵＰとなっている。これらの事より政府は２０１５年度までに、自動車の燃費を現在の消費量より、約２０％改善する新しい基準を、自動車メーカに義務付ける方針を出すようである。
燃費の規制や改善は、京都議定書の発効や、その後の動き、地球温暖化の深刻さを考慮され、更に一層の改善を進める必要性を判断されていて、もっとも技術の進んだ日本はもとより、世界各国にも燃費規制は必至となってきている。【０００４】  従って、自動車メーカはもとより、関連企業に於いても、一層の技術開発と投資が迫られるが、これらの研究、開発される方策は、エンジンの各機構を改良し、燃費を少なくすることに盡力されているようで、この費用や生産切替の設備費、等に期間と経費が大きく嵩んでくる。【０００５】  これら自動車に於ける燃費基準は、現在、車輌重量ごとに設定されている。乗用車を例にとれば、２００６年代基準では９段階に分けられていて、比較的、幅の厚い基準となっているが、新基準の２０１５年までの案では、１５〜２０段階に細分化され、小型車から大型車に至るまで、すべての車輌で、約２０％改善アップの燃費基準の達成が求められるようである。
故にメーカとしては、現に省エネと、燃費改善の排気機構に実績のある、エンジンとモータを組合わせた、ハイブリッド方式の駆動形態を採用すれば、基準を達成しやすくなるため、ハイブリッド車の開発に重点をおいてくるようになる。【０００６】  然し、ハイブリッド車はスタート時、等の減速時は、モータ駆動のためにバッテリーが毎時使用され、そのためバッテリーの消耗寿命が短くなり、逆にバッテリーの交換に費用が嵩ばり、その上自動車の駆動構成が複雑となって、コスト高を招く上、構造の複雑さが、重量の増大に進展し、細分化される新基準では、車体の大きさの割には厳しい燃費基準の適用に移行することになりやすい。又、故障の頻度も増え、ハイブリッド構成のメンテナンス費も増加し、顧客にはメリットが少ないものとなっている。【０００７】  又、自動車では、エンジン以外の燃費軽減は殆ど実施されておらず、コスト安で、且つ、故障確率の低いエンジン以外の改革は皆無に近いのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  上記に示した自動車が抱える燃費軽減に関する課題の解決方法を説明する。
背景技術に示した如く、自動車に於ける解決すべき課題は、どのようにして簡単な構成で、大きな燃費改善が達成されるかであり、この問題に対して今迄、全く関与していなかった技術部門は、車輪構成部門である。すなわち、自動車エンジンは、自動車架台に装着した場合の、ネット回転力によって、車輪自体は、タイヤが地表面の摩擦に打ち勝って、エンジンの回転エネルギーを伝達し、車体を効率よく、高速度で前進させる機能が要求されるが、自動車のエンジン機能以外で、ハイブリッド方式の燃費改善技術に匹敵するエネルギー改善効果を出すべく、自動車車輪リム、周円部を活用し、自動車エンジンのネット回転力により効果的なる回転力をプラスした省エネ効果を施したのが、本発明構造であり、背景技術に示した課題を克服したものと考察している。【０００９】  本発明は、自動車のタイヤ車輪では、考え得なかった構成で、機械的な操作を必要とせず、従って摩耗や、機能の問題で支障をきたすことは皆無で、燃費改善のため加工したり、組立をする工程は存在しない構成を採用し、操作としては、タイヤ車輪を装着するだけであり、これによって、更に絶大な信頼と効果を得るべく構造化したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本発明は、上述せる課題を克服し、達成させる方法として、自動車にあって、すべての車輪において、車輪リム内周にわたって、動釣合に支障をきさないように、均等に内側周円部に構成した複数の遠心ファン、ブレードによる回転にて、遠心ファン、ブレード、外径で風圧力を発生させ、その風圧力を調整部では一部減圧させ乍ら、隣接する受圧構造部では、回転方向に強力な受圧面空間を発生させ、車輪の回転方向に、有効な受圧体となって、効果のある回転力をプラスする構成とした。【００１１】  この車輪リム内側円周部にわたる、複数の遠心ファン、ブレードで軸方向に構成した隣接する、調整部と受圧構造部で成る受圧体の内、調整部は、設けられたスリット流出面と調整面に設けた調整面角度によって、発生した風圧力の一部を減圧させ、一緒に設けた邪摩板により減圧した風圧力に、調整部の高い風圧力が混入しないようにし、更に夾板により区画された受圧構造部は、調整部より少し大なる風圧力が発生し、その風圧力は車輪の回転方向へ直角に作用する空気圧力として、作動する如くに構成した方法で、車輪リム、内周に一体になるように、成形造成し、或いは関連する付帯部材となる方法で構造化する。【００１２】  そして空気圧力が作用する、この車輪リム内周に隣接する、受圧構造部の受圧面と、該、受圧面中心から車輪軸心までの距離を乗じてモーメントとしてトルクを発生させる構成である。これらの構成により、車輪を矢印、回転方向に増幅する回転力に変換する構造にした。
尚、この作用個所は、車輪リム内周に隣接する複数の受圧体毎に構成され、その合計圧力がモーメントトルクとして、車輪、軸心に作用することとなる。
【発明の効果】
【００１３】  上述したように、本発明構成は、図１より図４に示すが、この構成のもたらす効果は次の通りである。
図１〜図４による構成は、車輪リムに隣接して設けた受圧構造部の受圧面に、調整部で、発生した風圧力を、一部減圧させ、更に邪摩板で調整部風圧力が、減圧した調整斜面部内面に侵入しないように有効に、且つ、調整部より大なる風圧力が作動するように構成しているので、反回転方向には加圧されない構造となっている。更に、機械加工の必要がなく、車輪リム内周にわたっては、遠心ファン、ブレードと、又隣接する調整部、受圧構造部の受圧体は、一体とした成形及び部材で構成されている故に、品質は均一に確保され、コストも安く、故障は皆無が保証される構成である。【００１４】  自動車に用いられる、この機能は、車輪毎に各、車輪リム内周にわたって、隣接する数多くの受圧構造部に、回転増幅機能を備えることになり、各車輪の車軸に大きなモーメントトルクを発生させることができ、車輪数の合計トルクが補助エネルギーとなって、大きな省エネ力として、エンジンの回転を補助、増幅させることができる。故に、燃費が節約できることで、経済的な出費も抑えられ、更にＣＯ２の発生も大きく減少させ、地球温暖化の防止にも貢献できるものである。
この構造を採用することによって、更にハイブリッド方式も簡略化され、車輌重量も軽減されることより、コストも安く、燃費改善基準も、従来のエンジン排気量との比較で、低基準にすることも可能となり、総ての面を含めて、非常に付加価値の高い構造をもち合わせ、有効な効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  本発明の実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
【実施例】
【００１６】  本発明の図１は、タイヤ車輪リムと隣接し付帯する部材とで、設ける遠心式回転増幅機構の構成を示す正面図で、図２はその要部、矢視図を示し、図３は側面断面図を示す。図４は回転を発生させる受圧構造部と調整部を示す構造図である。
図１〜図４にあって、１は車輪ボス、２は外輪で、タイヤ装着部は寸法、Ｄで表すが、タイヤ外輪の大きさにて変化する。３は車輪アームであるが、車輪のデザインで外観は相違する。４，５は車輪リム、内側に設ける遠心ファン、ブレードで内径寸法はＨで表す。６はタイヤの内側内圧部で１６は車輪回転中心で、４，５は遠心ファン、ブレードを山形に、車輪リム内周にピッチ７〜１０ｍｍ位で、複数個、動釣合を考慮して設ける。７は該、ブレードの加圧側で直線で構成し、７′はブレードの反加圧側で、Ｒを付けて構成する。１８はブレードピッチを示す。Ｂはブレード長さで、ｂのすきまを設けて構成する。８は車輪リムを示す。９は付帯部材で、プラスチックスで構成し、９ａは受圧構造部、１０は調整斜面部を示し、Ｅは付帯部材の１区画である。１７は回転走行方向を示す。１５は９付帯部材の止めクリップを示し、該、付帯部材は、８車輪リムに固定する。セット寸法、Ｇは車輪リム幅、Ｃは１１′夾板両面部に作用する９ａ、９ａ′の圧力がほぼ等しくなるための調整寸法を示す。１１は複数の邪摩板で、調整斜面部に一定の角度を付けて構成する。【００１７】  次に、９ａ受圧構造部を、図１〜図４により構成作動を説明する。
今、自動車は９０ｋｍ／Ｈｒで走行するとすれば、その速度は、
９００００ｍ／６０ｍｉｎ＝１５００ｍ／ｍｉｎ＝２５ｍ／ｓとなる。
従って、遠心ファン、ブレードの外径寸法Ａ＝φ３５０ｍｍとなることから、プレートファンとして計算すれば、２５ｍ／ｓ×３５０×π／３８０×π＝２３．０２６３ｍ／ｓすなわちＡ寸法の周速ｕ２＝２３．０２６３ｍ／ｓとなる。
作用圧力：Ｐ＝φ・ｒｕ２／２ｇより、圧力係数φ＝１．２５，気体比重ｒ＝１．２ｋｇ／ｍ３，と一般的に採用できることより求める作用圧力は、車輪１個にあって、
Ｐ＝１．２５×１．２×２３．０２６３２／２×９．８＝１．５×５３０．２１０４９／１９．６
＝４０．５７７３３３（ｍｍＡｇ）となり、求めるトルクは…
故＝０．０４０５７７３３ｋｇ×１７．５ｃｍ×２２ヶ所＝１５．６２２２６ｋｇｆ−ｃｍである。【００１８】  以上のことより、車輪軸に作動するトルクＴＥ＝１５．６２２２６ｋｇｆ−ｃｍを得ることになるが、このトルクＴＥは本実施例では２２ヶ所に区画され、Ｅ≒５０ｍｍの寸法で受圧体を構成させている。又、１７．５ｃｍのトルク半径はＡ／２で表示されたもので、自動車の４車輪にあってはＴＰＥ＝１５．６２２２６×４＝６２．４８９０４ｋｇｆ−ｃｍのトルクが回転増幅力としてプラスされる。【００１９】  本実施例のＤ＝３８０ｃｍ（１５ｉｎ）のタイヤを装着した自動車にあっては、エンジントルクは、エンジンを車輌に搭載した状態に等しい「ネット値」として、１４．１〜１４．４ｋｇｆ−ｍと主要諸元に示されているので、本発明による発生トルクは０．６２４８９０４ｋｇｆ−ｍ÷１４．４ｋｇｆ−ｍ＝０．０４３３９５１、即ち４．３３９５１％となり、４％以上省エネとなる大きな効果を考察し得るものである。
尚、必要とするトルクは、自動車個々に於いて、いろいろ異なるものであり、実情に合致した発生トルクを得るには、このＥの区画された受圧構造部の設定個所及び設定数を合理的に決定することが肝要である。【００２０】  次に、受圧体Ｅの区画された受圧構造部と調整部の構成作動について説明する。
図１〜図４にあって、Ｅ寸法が区画された受圧体で、受圧構造部と調整部の一区画であり、本実施例では、Ｅ≒５０ｍｍで構成していて、α＝４５°の９ａ受圧構造部、及び９ａ′調整部を表わし、１３×１３′は短冊形の圧力調整スリットである。又、１１は複数にて成る邪摩板を示し、１１′は夾板を表わす。
今、受圧構造部の風圧力ｆと調整部の風圧力ｆａは同圧力になる如く車輪は回転するが、前期、短冊形の圧力調整スリットにより９ａ′調整部の風量は、２０〜２５％減量すべく設けているので、この９ａ′調整部の風圧力ｆａは、減圧されてｆｂスリット逃し風圧力となり矢印から外部へ圧力調整スリットから抜ける。この際、ｆｂ＜ｆａとなり１０調整部の斜面部内面は減圧され、更に調整部の風圧力ｆａは、斜面角度４５°の場合、風圧力ｆａ′＝０．７０７ｆａとなり、ｆ＞ｆａ′が構成され、９ａ′調整部の風圧力は更に減圧される。この時、１１邪摩板は、ｆａ′調整部風圧力が、減圧されたｆｂスリット逃し風圧力に混入して、外部に逃がすｆｂ風圧力が昇圧しないような作動をする。又、１１′夾板の両面部に作用する風圧力ｆとｆａはほヾ等しくなるよう、Ｃの間隙を調整して、決定する。【００２１】  次は、遠心式ファン、ブレードについて説明する。
車輪は１７の矢印方向の回転走行によって、作用圧力：Ｐは理論的にはブレードの円周方向に発生するが、ブレードの外径寸法Ａは閉鎖されているので、外気は１８ブレードピッチより吸込み、受圧体Ｅに吐出される。
この時、７ブレード加圧側は、エッジの鋭い平面で構成され、又、その裏側は７′ブレード反加圧側として、Ｒ面となっていて、外気の通過を容易になるよう設けられているので、１８ブレードピッチ内の外気の流れは、滞ることなくスムースである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構の正面図。
【図２】本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構のブレードの構成図。
【図３】本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構の側面図。
【図４】本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構の受圧構成部及び調整部の作動図。
【符号の説明】
【００２３】  １………車輪ボス                    ２………外輪
３………車輪アーム              ４，５………ブレード
６………タイヤ内側内圧部            ７………ブレード加圧側
７′……ブレード反加圧側            ８………車輪リム
９………付帯部材                  ９ａ………受圧構造部
１０………調整斜面部                  Ｅ………付帯部材の一区画、受圧体
Ａ………ブレード外径寸法            Ｈ………ブレード内径寸法
Ｄ………タイヤ装着部径              Ｇ………リム幅
Ｆ………タイヤ中心からのオフセット寸法
Ｃ………作用圧調整寸法
１１………邪摩板                    １１′……夾板
１５………止めクリップ
１６………車輪回転中心
１７………回転走行方向
１８………ブレードピッチ
ｆｂ………スリット逃し風圧力
ｆ………受圧構造部風圧力
９ａ′……調整部
ｆａ′……調整部風圧力
【図１】
2009298394.tif 000003
【図３】
2009298394.tif 000004
【図４】
2009298394.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月29日(2008.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009298394.tif 000006
【図２】
2009298394.tif 000007
【図３】
2009298394.tif 000008
【図４】
2009298394.tif 000009
【図５】
2009298394.tif 000010
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】  上述したように、本発明構成は、図１より図５に示すが、この構成のもたらす効果は次の通りである。
図１〜図５による構成は、車輪リムに隣接して設けた受圧構造部の受圧面に、調整部で、発生した風圧力を、一部減圧させ、更に邪摩板で調整部風圧力が、減圧した調整斜面部内面に侵入しないように有効に、且つ、調整部より大なる風圧力が作動するように構成しているので、反回転方向には加圧されない構造となっている。更に、機械加工の必要がなく、車輪リム内周にわたっては、遠心ファン、ブレードと、又隣接する調整部、受圧構造部の受圧体は、一体とした成形及び部材で構成されている故に、品質は均一に確保され、コストも安く、故障は皆無が保証される構成である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】  本発明の実施例を図１〜図５に基づいて説明する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】  本発明の図１はタイヤ車輪リムと隣接し付帯する部材とで、設ける遠心式回転増幅機構の構成を示す正面図で、図２はその要部、矢視図を示し、図３は側面断面図を示す。図４は回転を発生させる受圧構造部と図５は調整部を示す構造図である。
図１〜図５にあって、１は車輪ボス、２は外輪で、タイヤ装着部は寸法、Ｄで表すが、タイヤ外輪の大きさにて変化する。３は車輪アームであるが、車輪のデザインで外観は相違する。４，５は車輪リム、内側に設ける遠心ファン、ブレードで内径寸法はＨで表す。６はタイヤの内側内圧部で１６は車輪回転中心で、４，５は遠心ファン、ブレードを山形に、車輪リム内周にピッチ７〜１０ｍｍ位で、複数個、動釣合を考慮して設ける。７は該、ブレードの加圧側で直線で構成し、７′はブレードの反加圧側で、Ｒを付けて構成する。１８はブレードピッチを示す。Ｂはブレード長さで、ｂのすきまを設けて構成する。８は車輪リムを示す。９は付帯部材で、プラスチックスで構成し、９ａは受圧構造部、１０は調整斜面部を示し、Ｅは付帯部材の１区画である。１７は回転走行方向を示す。１５は９付帯部材の止めクリップを示し、該、付帯部材は、８車輪リムに固定する。セット寸法、Ｇは車輪リム幅、Ｃは１１′夾板両面部に作用する９ａ、９ａ′の圧力がほぼ等しくなるための調整寸法を示す。１１は複数の邪摩板で、調整斜面部に一定の角度を付けて構成する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】  次に、９ａ受圧構造部を、図１〜図５により構成作動を説明する。
今、自動車は９０ｋｍ／Ｈｒで走行するとすれば、その速度は、
９００００ｍ／６０ｍｉｎ＝１５００ｍ／ｍｉｎ＝２５ｍ／ｓとなる。
従って、遠心ファン、ブレードの外径寸法Ａ＝φ３５０ｍｍとなることから、プレートファンとして計算すれば、２５ｍ／ｓ×３５０×π／３８０×π＝２３．０２６３ｍ／ｓすなわちＡ寸法の周速ｕ２＝２３．０２６３ｍ／ｓとなる。
作用圧力：Ｐ＝φ・ｒｕ２／２ｇより、圧力係数φ＝１．２５，気体比重ｒ＝１．２ｋｇ／ｍ３，と一般的に採用できることより求める作用圧力は、車輪１個にあって、
Ｐ＝１．２５×１．２×２３．０２６３２／２×９．８＝１．５×５３０．２１０４９／１９．６＝４０．５７７３３３（ｍｍＡｇ）となり、求めるトルクは…
故＝０．０４０５７７３３ｋｇ×１７．５ｃｍ×２２ヶ所＝１５．６２２２６ｋｇｆ−ｃｍである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  次に、受圧体Ｅの区画された受圧構造部と調整部の構成作動について説明する。
図１〜図５にあって、Ｅ寸法が区画された受圧体で、受圧構造部と調整部の一区画であり、本実施例では、Ｅ≒５０ｍｍで構成していて、α＝４５°の９ａ受圧構造部、及び９ａ′調整部を表わし、１３×１３′は短冊形の圧力調整スリットである。又、１１は複数にて成る邪魔板を示し、１１′は夾板を表わす。
今、受圧構造部の風圧力ｆと調整部の風圧力ｆａは同圧力になる如く車輪は回転するが、前期、短冊形の圧力調整スリットにより９ａ′調整部の風量は、２０〜２５％減量すべく設けているので、この９ａ′調整部の風圧力ｆａは、減圧されてｆｂスリット逃し風圧力となり矢印から外部へ圧力調整スリットから抜ける。この際、ｆｂ＜ｆａとなり１０調整部の斜面部内面は減圧され、更に調整部の風圧力ｆａは、斜面角度４５°の場合、風圧力ｆａ′＝０．７０７ｆａとなり、ｆ＞ｆａ′が構成され、９ａ′調整部の風圧力は更に減圧される。この時、１１邪魔板は、ｆａ′調整部風圧力が、減圧されたｆｂスリット逃し風圧力に混入して、外部に逃がすｆｂ風圧力が昇圧しないような作動をする。又、１１′夾板の両面部に作用る風圧力ｆとｆａはほゞ等しくなるよう、Ｃの間隙を調整して、決定する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【図１】  本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構の正面図。
【図２】  本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構のブレードの構成図。
【図３】  本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構の側面図。
【図４】  本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構の受圧構成部図。
【図５】  本発明によるタイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構の受圧調整部の作動図。