JP2010274809A - 車両用タイヤ、ホイールキャップ及び車輪 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両タイヤ分の空気抵抗を低減できる車両用タイヤを提供する。
【解決手段】両側のタイヤ側面の内の少なくとも車両外側の、サイドウォール部4からビード部5にかけて、回転軸7に対して垂直な面に略平行な面(平面部)6が設けられている。これによれば、走行風の空気流は、サイドウォール部4からビード部5にかけて、平面部6(回転軸7に対して垂直な面に略平行な面)に沿って流れることができるので、層流のまま、タイヤ側面を剥離することなく流れることができる。
【選択図】図1
【解決手段】両側のタイヤ側面の内の少なくとも車両外側の、サイドウォール部4からビード部5にかけて、回転軸7に対して垂直な面に略平行な面(平面部)6が設けられている。これによれば、走行風の空気流は、サイドウォール部4からビード部5にかけて、平面部6(回転軸7に対して垂直な面に略平行な面)に沿って流れることができるので、層流のまま、タイヤ側面を剥離することなく流れることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両に装着される車両用タイヤ及びホイールキャップと、その車両用タイヤを有する車輪に関する。
近年、温暖化に抗する環境保護の観点から、車両の燃費の向上が強く求められている。車両用タイヤにおいても、燃費を向上させるために、転がり抵抗を低減させることが主に行われてきている。また、車両用タイヤの空気抵抗に注目し、この空気抵抗を低減することが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
車両の例えば量産車は、地上高を確保するため、走行風の空気流に晒される車両タイヤの面積は大きく、車両タイヤ分の空気抵抗は、車両全体の空気抵抗の15〜20%を占める。この値は、車両を走行方向から見込んだ面積中に占める車両用タイヤの面積の比率より大きく、車両タイヤ分の空気抵抗の低減が十分に図られていないためと考えられる。
車両タイヤ分の空気抵抗を低減させるためには、走行風の空気流を、層流のまま、タイヤ側面に流すことが重要である。しかし、タイヤ側面に位置するサイドウォール部からビード部にかけての領域から、タイヤ側面に沿って流れていた走行風の空気流が剥離していることがわかった。サイドウォール部からビード部にかけての領域は、車両用タイヤを走行方向から見込むと、正面になるトレッド部に隠れており、タイヤ側面に沿って流れていた走行風の空気流は、まわり込んでサイドウォール部からビード部に沿って流れることができずに剥離する。この空気流の剥離により車両タイヤ分の空気抵抗が増大していると考えられたので、この剥離を抑制し、車両タイヤ分の空気抵抗を低減させることとした。
そこで、本発明は、車両タイヤ分の空気抵抗を低減できる車両用タイヤ、ホイールキャップ及び車輪を提供することを目的とする。
本発明は、両側のタイヤ側面の内の少なくとも車両外側の、サイドウォール部からビード部にかけて、回転軸に対して垂直な面に略平行な面が設けられている車両用タイヤ、ホイールキャップ及び車輪であることを特徴としている。これによれば、走行風の空気流は、サイドウォール部からビード部にかけて、前記略平行な面に沿って流れることができるので、剥離することなく、層流のまま、タイヤ側面を流れることができ、車両タイヤ分の空気抵抗を低減することができる。
本発明によれば、車両タイヤ分の空気抵抗を低減できる車両用タイヤ、ホイールキャップ及び車輪を提供できる。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
(第1の実施形態)
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る車両用タイヤ1は、ホイール8に嵌め込まれ、ホイール8と共通の回転軸7の周りを回転することができる。車両用タイヤ1にホイール8が取り付けられると、車両用タイヤ1を車両に装着することが可能になる。なお、ホイール8が取り付けられた車両用タイヤ1は、車輪15を構成する。同様に、後記するホイールキャップ14(図5参照)等のホイールキャップがホイール8に取り付けられ、そのホイール8が取り付けられた車両用タイヤ1も、車輪15を構成する。
装着した車両が四輪車両の場合は、車両用タイヤ1の両側にあるタイヤ側面に対して、車両内側と車両外側を設定することができる。また、装着した車両が二輪車両の場合は、両側が車両外側であるとみなし、本発明の実施形態を適用することができる。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る車両用タイヤ1は、ホイール8に嵌め込まれ、ホイール8と共通の回転軸7の周りを回転することができる。車両用タイヤ1にホイール8が取り付けられると、車両用タイヤ1を車両に装着することが可能になる。なお、ホイール8が取り付けられた車両用タイヤ1は、車輪15を構成する。同様に、後記するホイールキャップ14(図5参照)等のホイールキャップがホイール8に取り付けられ、そのホイール8が取り付けられた車両用タイヤ1も、車輪15を構成する。
装着した車両が四輪車両の場合は、車両用タイヤ1の両側にあるタイヤ側面に対して、車両内側と車両外側を設定することができる。また、装着した車両が二輪車両の場合は、両側が車両外側であるとみなし、本発明の実施形態を適用することができる。
車両用タイヤ1の両側にあるタイヤ側面の間には、路面に接する円筒状のトレッド部2が設けられている。そして、車両用タイヤ1の両側にあるタイヤ側面には、それぞれ、半径方向の外側一端がトレッド部2に接続するショルダ部3と、半径方向の外側一端がショルダ部3の半径方向の内側一端に接続するサイドウォール部4と、半径方向の外側一端がサイドウォール部4の半径方向の内側一端に接続するビード部5とが設けられている。
そして、両側のタイヤ側面の内の少なくとも車両外側のタイヤ側面の、サイドウォール部4からビード部5にかけて、回転軸7に対して垂直な面に略平行なリング状の面(平面部6)が設けられている。
図2に、本発明の第1の実施形態に係る車両用タイヤ1を車両9に装着し走行した場合の、車両用タイヤ1の側面図を示す。車両9が走行すると、その走行方向とは反対方向の走行風10が発生する。走行風10は、車両9と路面の間を通って、車両用タイヤ1に達する。そして、走行風10は、車両用タイヤ1の両側のタイヤ側面、すなわち、ショルダ部3と平面部6に沿って流れ、さらに、ホイール8に沿って流れ、再度、平面部6とショルダ部3に沿って流れることで、車両用タイヤ1を通過する。走行風10の空気流は、サイドウォール部4からビード部5にかけて、平面部6に沿って流れることができるので、剥離することなく、層流のまま、タイヤ側面を流れることができ、空気抵抗を低減することができる。
図3は、図2のA−A方向の矢視断面図であり、本発明の第1の実施形態に係る車両用タイヤ1を車両9に装着し走行した場合の、車両用タイヤ1及びホイール8の断面を示している。
車両9には、回転可能な車軸9aが設けられ、車軸9aには共に回転するブレーキディスク9b等が接続されている。また、車軸9aには、ホイール8が連結され、回転軸7の周りを共に回転するようになっている。ホイール8のビードシート8aに、車両用タイヤ1のビード部5の半径方向の内側一端が、車両用タイヤ1内の空気圧によって圧接されることで、車両用タイヤ1内の気密性を保っている。
車両内側と車両外側の両方のビード部5それぞれには、ビード部5の周方向に沿って複数回巻かれたビードワイヤ12が設けられている。
車両内側のビードワイヤ12と、車両外側のビードワイヤ12との間には、カーカス層13が架け渡されている。カーカス層13は、車両内側のビードワイヤ12から、ビード部5、サイドウォール部4、ショルダ部3、トレッド部2、反対側のショルダ部3、サイドウォール部4、ビード部5を経由して、車両外側のビードワイヤ12まで達している。カーカス層13は、車両内側と車両外側のビードワイヤ12において、ビードワイヤ12の内側から外側に折り返されて、係止されている。カーカス層13は、車両用タイヤ1内の空気圧によって、車両用タイヤ1が半径方向外側に膨らむのを抑制し、その空気圧を維持することができる。この外側に折り返されたカーカス層13は、ビード部5とサイドウォール部4の全域を通って、ショルダ部3に達している。これにより、ビード部5と、特にサイドウォール部4の剛性及び弾性係数を高め、車両用タイヤ1内の空気圧がビード部5とサイドウォール部4に作用しても、平面部6の平坦性が維持しやすいようになっている。
トレッド部2には、その全域にわたってベルト層11が設けられている。ベルト層11は、カーカス層13に隣接して積層するように設けられている。図3では、ベルト層11は、2層の複数層になっているが、1層であってもよい。ベルト層11は、車両用タイヤ1内の空気圧によって、車両用タイヤ1の外周が周方向に伸びるのを抑制し、その空気圧を維持することができる。車両9の内側と外側それぞれに位置する対向する一対のビードワイヤ12の間隔D1は、ベルト層11の幅D2、すなわち、トレッド部2の幅と略等しいか、又は、大きくなっている。これに伴い、一対のビードシート8aの間隔も前記幅D1と同程度に広がっている。これにより、サイドウォール部4とビード部5に、回転軸7に対して垂直な面に略平行な面を有する平面部6を容易に形成することができる。
また、平面部6を形成するために、ビード部5とサイドウォール部4の剛性を高めたり、一対のビードワイヤ12の間隔D1を広げたりするだけでなく、ビード部5の厚さがサイドウォール部4の厚さより厚くなるように、ビード部5に肉盛りして、前記平面部6を形成してもよい。そして、これらを組み合わせれば、より一層容易に前記平面部6を形成することができる。走行風10の空気流は、サイドウォール部4からビード部5にかけて、平面部6(回転軸7に対して垂直な面に略平行な面)に沿って流れることができるので、層流のまま、タイヤ側面を剥離することなく流れることができ、空気抵抗を低減することができる。
一方、図4に示すような従来(比較例)の車両用タイヤ100では、サイドウォール部4からビード部5にかけての領域は、車両用タイヤ100を走行方向から見込むと、正面になるトレッド部2に隠れており、タイヤ側面に沿って流れようとする走行風10の空気流は、層流のまま、まわり込んでサイドウォール部からビード部に沿って流れることができずに、渦を巻き剥離する。この空気流の剥離により車両タイヤ100の空気抵抗は増大してしまう。また、車両用タイヤ100はドーナツ形状をしているので、走行風10は2度、車両用タイヤ100の近傍を通過するが、2度目の通過の際にも、ビード部5で流れの方向が大きく曲げられ、渦が生じ、走行風10の空気流は、ビード部5からサイドウォール部4に沿って流れることができずに剥離してしまう。この空気流の剥離によっても車両タイヤ100の空気抵抗は増大してしまう。
(第2の実施形態)
図5に、本発明の第2の実施形態に係るホイールキャップ14をホイール8に装着し走行した場合の、車両用タイヤ1及びホイールキャップ14の断面図を示す。第2の実施形態の車輪15が、第1の実施形態の車輪15と異なる点は、前記平面部6(図3参照)を形成するために、ホイールキャップ14の外周部に、周状に、第1平面部14aが設けられている点である。第1平面部14aは、サイドウォール部4からビード部5にかけて覆い、サイドウォール部4とビード部5の側方に、回転軸7に対して垂直な面に略平行な面を形成する。これによっても、第1の実施形態の車輪15と同様に、走行風10の空気流は、サイドウォール部4からビード部5にかけて、第1平面部14a(回転軸7に対して垂直な面に略平行な面)に沿って流れることができるので、層流のまま、タイヤ側面を剥離することなく流れることができ、空気抵抗を低減することができる。
図5に、本発明の第2の実施形態に係るホイールキャップ14をホイール8に装着し走行した場合の、車両用タイヤ1及びホイールキャップ14の断面図を示す。第2の実施形態の車輪15が、第1の実施形態の車輪15と異なる点は、前記平面部6(図3参照)を形成するために、ホイールキャップ14の外周部に、周状に、第1平面部14aが設けられている点である。第1平面部14aは、サイドウォール部4からビード部5にかけて覆い、サイドウォール部4とビード部5の側方に、回転軸7に対して垂直な面に略平行な面を形成する。これによっても、第1の実施形態の車輪15と同様に、走行風10の空気流は、サイドウォール部4からビード部5にかけて、第1平面部14a(回転軸7に対して垂直な面に略平行な面)に沿って流れることができるので、層流のまま、タイヤ側面を剥離することなく流れることができ、空気抵抗を低減することができる。
なお、ホイールキャップ14の車両9の外側の第1平面部14aで囲まれた第2平面(部)14bは、第1平面部14aの回転軸7に対して垂直な面に略平行な面を延長した面に一致することが好ましく、ホイールキャップ14の側面における空気流の剥離を抑制することができる。第2の実施形態では、車両用タイヤ1とホイール8に従来のものを用いることができる。一方、ホイールキャップ14の第1平面部14aには、車両用タイヤ1の接地による変形を妨げないように繰り返しの変形が可能で、一方で、走行風10の風圧によって著しく変形しないように、適当な弾性係数を有する弾性体を用いることができ、例えばゴムや樹脂等を使用することができる。また、接地荷重により車両用タイヤ1が変形したとしても、第1平面部14aとサイドウォール部4とが接触しないように設計しておくことで、ホイールキャップ14全体を金属やカーボンファイバ等の非弾性体でも構成することができる。
(第3の実施形態)
図6に、本発明の第3の実施形態に係る車両用タイヤ1とホイールキャップ14付き車輪15を車両9に装着し走行した場合の、車両用タイヤ1及びホイールキャップ14の断面図を示す。第3の実施形態の車両用タイヤ1は、第1の実施形態の車両用タイヤ1と同じである。第3の実施形態が、第1の実施形態と異なる点は、ホイールキャップ14がホイール8に装着されている点である。ホイールキャップ14の車両9の外側の第2平面(部)14bは、車両用タイヤ1の平面部6の回転軸7に対して垂直な面を延長した面に略一致し、ホイールキャップ14の側面における空気流の剥離を抑制することができる。
図6に、本発明の第3の実施形態に係る車両用タイヤ1とホイールキャップ14付き車輪15を車両9に装着し走行した場合の、車両用タイヤ1及びホイールキャップ14の断面図を示す。第3の実施形態の車両用タイヤ1は、第1の実施形態の車両用タイヤ1と同じである。第3の実施形態が、第1の実施形態と異なる点は、ホイールキャップ14がホイール8に装着されている点である。ホイールキャップ14の車両9の外側の第2平面(部)14bは、車両用タイヤ1の平面部6の回転軸7に対して垂直な面を延長した面に略一致し、ホイールキャップ14の側面における空気流の剥離を抑制することができる。
(第4の実施形態)
図7に、本発明の第4の実施形態に係る車両用タイヤ1とホイールキャップ14を車両9に装着し走行した場合の、車両用タイヤ1及びホイールキャップ14の断面図を示す。第4の実施形態のホイールキャップ14は、第3の実施形態のホイールキャップ14と同じである。第4の実施形態の車両用タイヤ1が、第3の実施形態の車両用タイヤ1と異なる点は、すなわち、第1の実施形態の車両用タイヤ1と異なる点は、前記平面部6を形成するためのビード部5の肉盛りが、ビード部5とサイドウォール部4に広がり増大している点である。これに伴い、ビード部5とサイドウォール部4の剛性は、従来と同程度でよく、外側に折り返すカーカス層13は、ビード部5までで、サイドウォール部4に伸ばす必要はない。また、一対のビードワイヤ12の間隔D1(図3参照)を広げる必要はなく、従来(比較例)と同程度でよく、一対のビードシート8aの間隔も変更の必要が無いので、従来のホイール8をそのまま使用することができる。
図7に、本発明の第4の実施形態に係る車両用タイヤ1とホイールキャップ14を車両9に装着し走行した場合の、車両用タイヤ1及びホイールキャップ14の断面図を示す。第4の実施形態のホイールキャップ14は、第3の実施形態のホイールキャップ14と同じである。第4の実施形態の車両用タイヤ1が、第3の実施形態の車両用タイヤ1と異なる点は、すなわち、第1の実施形態の車両用タイヤ1と異なる点は、前記平面部6を形成するためのビード部5の肉盛りが、ビード部5とサイドウォール部4に広がり増大している点である。これに伴い、ビード部5とサイドウォール部4の剛性は、従来と同程度でよく、外側に折り返すカーカス層13は、ビード部5までで、サイドウォール部4に伸ばす必要はない。また、一対のビードワイヤ12の間隔D1(図3参照)を広げる必要はなく、従来(比較例)と同程度でよく、一対のビードシート8aの間隔も変更の必要が無いので、従来のホイール8をそのまま使用することができる。
平面部6は、サイドウォール部4からビード部5にかけてこれらに密着するように一体化して設けられ、回転軸7に対して垂直な面に略平行な面を有している。平面部6は、車両用タイヤ1の接地による変形を妨げないように繰り返しの変形が可能で、一方で、走行風10の風圧によって著しく変形しないように、適当な弾性係数を有する弾性体、例えばゴムや樹脂等により形成することができる。ホイールキャップ14の車両9の外側の第2平面(部)14bは、車両用タイヤ1の平面部6の回転軸7に対して垂直な面を延長した面に略一致し、タイヤ側面とホイールキャップ14の側面における空気流の剥離を抑制することができる。そして、空気抵抗を低減することができる。
1 車両用タイヤ
4 サイドウォール部
5 ビード部
6 平面部
7 回転軸
8 ホイール
9 車両
14 ホイールキャップ
14a 第1平面部
14b 第2平面部
15 車輪
4 サイドウォール部
5 ビード部
6 平面部
7 回転軸
8 ホイール
9 車両
14 ホイールキャップ
14a 第1平面部
14b 第2平面部
15 車輪
Claims (3)
- 両側のタイヤ側面の内の少なくとも車両外側の、サイドウォール部からビード部にかけて、回転軸に対して垂直な面に略平行な面が設けられていることを特徴とする車両用タイヤ。
- 両側のタイヤ側面の内の少なくとも車両外側の、サイドウォール部からビード部にかけてを覆い、かつ、回転軸に対して垂直な面に略平行である面を有することを特徴とするホイールキャップ。
- 両側のタイヤ側面の内の少なくとも車両外側の、サイドウォール部からビード部にかけて、回転軸に対して垂直な面に略平行な面が設けられていることを特徴とする車輪。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009130012A JP2010274809A (ja) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | 車両用タイヤ、ホイールキャップ及び車輪 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009130012A JP2010274809A (ja) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | 車両用タイヤ、ホイールキャップ及び車輪 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010274809A true JP2010274809A (ja) | 2010-12-09 |
Family
ID=43422182
Family Applications (1)
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JP2009130012A Pending JP2010274809A (ja) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | 車両用タイヤ、ホイールキャップ及び車輪 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2010274809A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013071661A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ/ホイール組立体 |
DE102019201486A1 (de) | 2018-02-09 | 2019-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Speichenrad |
JP2022505366A (ja) * | 2018-10-24 | 2022-01-14 | ムベア カルボ テック ゲーエムベーハー | ホイール |
-
2009
- 2009-05-29 JP JP2009130012A patent/JP2010274809A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102019201486A1 (de) | 2018-02-09 | 2019-08-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Speichenrad |
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JP2022505366A (ja) * | 2018-10-24 | 2022-01-14 | ムベア カルボ テック ゲーエムベーハー | ホイール |
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