スポーク領域のフェアリングを有する自動車のホイール

本発明は、ハブ部と、当該ハブ部から半径方向外側に向かって延出するスポークと、当該スポーク上に支持されるリムとを有し、当該リムにより周縁形成された、スポーク領域のフェアリングをさらに有する自動車のホイールに関する。従来技術については、例えば特許文献1を参照されたい。

一般用語ではリムとも称される自動車ホイールのためのカバーディスクやカバー部材は、様々な形態のものが知られている。上記文献では“リム”用に提案されてはいるが、実際には本来の意味でのリム(この本来の意味でのリムの上にホイールタイヤが嵌着される。)とハブ部との間にあってスポークをその内部に持つリング領域(Ring−Raum)を閉塞するようなカバーディスクは、本発明においてはスポーク領域(Ring−Raum)のフェアリング(Verkleidung)(ここで、スポーク領域とは、ハブ部とリムの間の上述のリング領域である。)と称される。従来技術の場合、上記文献によれば、このフェアリングは、通称リムフランジ(Felgenschuessel)内にある車両の摩擦ブレーキの摩耗片(Abrieb)がスポークに当たるのを少なくとも低減するために、スポークの(車両に取り付けられた状態での)内側に設けられており、このフェアリング(つまりこのカバー部材)は、プラスチックそれも特にポリカーボネートから形成される。

基本的に、公知のフェアリングは、これまで述べてきた要求については満たしているものの、自動車ホイールにおいて、それも、適した材料を用いると有利にも軽量な構成で作ることができるようなスポークを有する自動車ホイールにおいては、さらなる要求が存在し、それは、自動車の空気抵抗値をできるだけ小さくすることに関するものである。

独国特許出願公開第10200924792号明細書

これに対する解決手段を提供することが本発明の課題である。

この課題は、請求項1の上位概念のホイールにおいて、スポークの両側に、すなわち、スポークの内側に面し、またスポークの外側に面して、それぞれ一つのフェアリングが設けられていることにより解決される。有利な発展形態は、下位請求項の内容である。

少なくともリムとハブ部の間に拡がるフェアリングであって、ハブ部とリムの間にあるスポーク領域のフェアリングが、スポークの(ホイールが車両に組み付けられた状態における)内面側のホイール面に対してだけでなく、スポークの(ホイールが車両に組み付けられた状態における)外面側のホイール面に対しても設けられていることにより、このようなフェアリングがなければ車両走行中にスポーク周りに形成されるであろう空気渦が抑制され、このことが自動車の空気抵抗を下げる効果をもたらす。このとき、その内部にスポークがあるリング領域(すなわち“スポーク領域”)を両側で閉鎖するフェアリングは、“連続的な”つまりは平滑な表面を有する。すなわち、このフェアリングを横切るように位置する任意の断面は、いかなる出っ張った輪郭をも持つことはない。その結果、自動車の走行の際に、それらの表面上においてできるだけ損失の少ない空気流が形成され得ることになる。

ホイール回転軸線の方向に射影して視たときに環状で且つ内側のフェアリング(インサイドフェアリング)が、ホイールのハブ部の周縁部及びリムの環状部分と接着され且つ/又はスポークの内面と接着されているときには、この箇所において、ブレーキ摩耗片(Bremsenabrieb)あるいは他の汚れや塵の粒子がスポーク領域へ進入することを確実に遮断することが保証されている。有利にも、この内側のフェアリングが従来技術と同じようにプラスチックで形成可能とされている場合、この接着接合技術は容易に実現できる。しかし、内側のフェアリングは、他の適した材料からなるものであってもよい。

外側のフェアリング(アウトサイドフェアリング)は、全面的に−つまりはリムの内方全体に拡がるように形成されていてもよいし、あるいは、外側のフェアリングが内側のフェアリングのように、ホイール回転軸線の方向に射影して視たときに環状に形成され且つそれに伴ってホイールのハブ部とリムとの間に拡がるものでもよい。好ましくは、外側のフェアリングは、(外見上傷が入った場合に備えて)交換可能にホイールに固定されており、そのために、その周縁部が、(全面的なフェアリングとされた第一の場合には)リム環状部におけるノッチの中にシール部材を介装させた状態で嵌め込まれていてもよいし、あるいは、(環状のフェアリングとされた第二の場合には)自身の内外両方の周縁部が、リムの環状部分におけるノッチ等の中と、ハブ部におけるノッチ等の中に、シール部材を介装させた状態で嵌め込まれていてもよい。

従って、内側のフェアリングと外側のフェアリングにより、スポーク領域が外部環境に対して略遮断されており、その結果、スポーク領域への不本意な汚れの侵入が略排除されている。ただし、外側のフェアリングを交換可能にするという主な理由から、100%の遮断ないし閉鎖が実現できるわけではない。スポーク領域内に正圧や負圧(日光の照射やブレーキの熱及び/又は本発明によるホイールが装着された車両の走行速度がより速くなったときの空気流の振る舞い等といった、温度への影響に起因する。)が生じないように、フェアリングによって外部環境に対して閉鎖されたスポーク領域のために、正圧及び負圧に応じて制御される少なくとも一つの通気開口部が、ホイールのハブ部、又はフェアリングの一つそれも好ましくは内側のフェアリングにさらに設けられていてもよい。負圧が原因でスポーク領域に空気が入って来るときに、同時に汚れの粒子が入って来るのをできるだけ防ぐために、上記の通気開口部には適したエアフィルタ部材が設けられていてもよい。このとき、通気開口部が一つだけ、スポーク領域からの空気の排出のためにも空気の導入のためにも設けられていてもよいし、代替的に、空気の導入と排出のために別々の通気開口部が設けられていてもよい。

本発明によるホイールのリム上に嵌着された空気タイヤに空気を入れることができるように、外側のフェアリングには、好ましくは密に閉鎖可能な、空気タイヤの充填のためにリムに設けられたエアバルブへのアクセス開口部が設けられていてもよい。代替的に、ホイールのハブ部には、ホイールの内側ないしスポーク内に延びる空気タイヤを充填するための導管が接続するセンターバルブが設けられていてもよい。

例えば、スポーク領域の目視検査(例えば、通気開口部における先述のエアフィルタ部材の確実な動作を確かめるため等)を可能にするために、外側のフェアリングは、透明なプラスチックで形成することができる。有利なことに、スポークが視認できるおかげで、本発明によるホイールの満足のいく見栄えの良さにもつながる。

本発明のホイールの、二本の軌跡を描く自動車のホイール支持体における有利な装着態様は、ホイール支持体にカバーディスク(その周縁部が好ましくは内側リムフランジの辺りに位置している。)が固定(つまり、車両に対して動かないように固定)されているときに、リムにより周縁形成されたホイール皿部(ホイールディスク)(これは、自動車にはごく普通のホイールの、スポーク背後にある略円筒状をした内側の“空洞”である。)内に普通に設けられたホイールブレーキを伴う場合に実現する。というのも、これにより、ホイールに起因する空気抵抗が、とりわけ車両の走行速度がより高くなるときに一層低減できるからである。必要とあれば、よくあるように摩擦ブレーキとして形成されたホイールブレーキを冷却できるように、このカバーディスクには、摩擦ブレーキに向けられた冷却エア用導入開口部及び導入された冷却エアの排出開口部が設けられていてもよい。

添付の概念図に本発明の実施形態ないし実施形態の詳細を示す。

乗用車のホイール支持体に装着された本発明による車両ホイールの縦断面図である。

図1のホイールの下半分を拡大して示す図である。

図1のホイールの上半分を拡大して示す図である。

ホイール回転軸線に対して垂直な面におけるホイールのハブ部の断面図である。

他の実施形態における図3と同様の図である。

先ず図1を参照すると、符号1により本発明のホイールが全体として示されているが、このホイールは、よくあるようにリム1f、複数のスポーク1s及びハブ部1nを備えている。このホイール1は、車両のホイール支持体2(普通に複数のサスペンションアーム(Lenker)を介して車両に固定され、従って、車両に対して動かないと言える。)上に回転可能に支持されているハブ3に、自身のハブ部1nによりフランジ付けされている。この図1のさらなる詳細にはこれ以上立ち入る必要は(今のところは)ないのだが、手短に付言するとすれば、ホイール1のリム1f上に嵌着されたタイヤ4、このタイヤ4に空気を入れるためにリム1fに設けられたバルブ5、ホイール1とハブ3の間に位置するブレーキディスク6、及び図面の説明の前の箇所で最後に言及した、車両に対して固定されていると言えるカバーディスク7(カバーディスクは、ホイール1のリム深皿部(リムディスク)(Felgenschuessel)の内側に位置し且つその周縁部が内側のリムフランジ1hの略面内に位置するような形状とされている。)程度であろう。

図2は、図1のうちホイール1の半分を拡大して示す。図より、いわゆるスポーク領域SRのインサイドフェアリング8(内側のフェアリング)が見て取れる。このインサイドフェアリング8は、好ましくはさらにスポーク1の内側及び特にはハブ部1nに接着され、さらにホイール1の回転軸線D側に面したリム1fの壁部に接着されており、例えば、CFK材料といった高強度プラスチック、アルミニウム合金、あるいはまた他の適した材料でそれ自身の重さがあまりないものからなる。さらに、スポーク領域SRのアウトサイドフェアリング9(外側のフェアリング)が設けられている。このアウトサイドフェアリング9は、回転軸線Dに関して自身の外側周縁部が、リムフランジ1h(Felgenhorn)の、回転軸線Dに面した側のノッチ11aの中に、シール10を介装させた状態で嵌め込まれている。このアウトサイドフェアリング9は、回転軸線Dの方向に視たときに環状とされており、自身の内側の周縁部が、ホイール1のハブ部1nの、回転軸線Dに背いた側の環状面におけるノッチ11iの中に、やはりシール10を介装させた状態で嵌め込まれている。図から明らかなように、このフェアリング9は僅かに湾曲して形成されており、これにより、ハブ部1nの中央のカバー部材12(フェアリング9と同じようにしてハブ部1nに固定されている。)とともに、ホイール1の外面上において、当該ホイール1が装備された自動車の前方走行の際に流体力学的に有利な表面ができるようになっている。このとき、インサイドフェアリング8とアウトサイドフェアリング9、並びにハブ部1n及びリムの外側部分により画成された一つながりの空間(この空間内にホイール1のスポーク1も存在している。)を、本発明ではスポーク領域SRと称している。図の説明の前に述べたように、アウトサイドフェアリング9の上記のノッチ11a,11i内への固定は、このアウトサイドフェアリング9が交換できるように行われ、その場合、シール10は、汚れや塵の粒子のスポーク領域SRへの進入を防ぐものでなければならない。

図3では、リム1fに設けられたよくあるバルブ5が看て取れるだけでなく、アウトサイドフェアリング9における当該バルブ5の部分に設けられたバルブ5へのアクセス開口部Zも看て取れる。このアクセス開口部Zは、蓋13で閉鎖されており、この蓋は、このバルブ5によりタイヤ4を充填するために、アクセス開口部Zが解放状態となるようにフェアリング9から取り外すことができる。ここで、蓋13とアウトサイドフェアリング9(これらはいずれも透明ないし少なくとも透けて見えるプラスチック材料で形成されている。)との間には、(やはり)シール10が設けられている。

図4は、回転軸線Dに対して垂直な面内におけるホイール1のハブ部1nの一部断面図である。図では、スポーク領域SRのためにハブ部1nに設けられた二つの通気開口部14が看て取れる。これらの通気開口部に、圧力に応じて自動的に開閉するダイヤフラムバルブ15が嵌め込まれており、このバルブを介して、スポーク領域SRと外部環境U(本実施例では、ハブ部1nの通常の中央空洞内)との間を接続状態にすることができる。これら両ダイヤフラムバルブ15の一方は、スポーク領域SRが負圧のときに開き、他方は、スポーク領域SRが正圧のときに開くので、これにより、スポーク領域SR内を常に略外部環境圧力が占めるようになる。

図5は、本発明による他のホイール1を、既に説明した図3と同じような一部断面図で示している。この実施形態においては、取り外し可能な中央のカバー部材12(図2に関する説明を参照。)の背後に配置されたセンターバルブ5aが設けられている。センターバルブ5aは、エア導管16を介して、リム1f(図3におけるものと同様のもの)に取り付けられた、空気タイヤ4を充填するためのリムバルブ5bと接続されている。