図面 (/)

技術 タイヤ車輪リムに設ける遠心式回転増幅機構

出願人 株式会社アスカジャパン
発明者 中村重雄
出願日 2008年6月11日 (12年1ヶ月経過) 出願番号 2008-179583
公開日 2009年12月24日 (10年7ヶ月経過) 公開番号 2009-298394
状態 未査定
技術分野 車両ホイール
主要キーワード 車輪アーム 調整寸法 オフセット寸法 止めクリップ 補助エネルギー メンテナンス費 調整面 内側円周
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年12月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

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、車軸回転力別個に付加、発生させる構成にした。

概要

背景

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作付切り替えていて、穀物不足の一因になっている。
ガソリン代替として、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、小麦大豆から乗り換え農家急増し、穀物の需給バランス崩れて、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。

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。

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、この費用生産切替設備費、等に期間と経費が大きく嵩んでくる。

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、燃費改善排気機構実績のある、エンジンとモータ組合わせた、ハイブリッド方式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。

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。

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。

概要

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削減環境技術に大きく貢献する。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、車軸回転力別個に付加、発生させる構成にした。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

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

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作付切り替えていて、穀物不足の一因になっている。
ガソリン代替として、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、小麦大豆から乗り換え農家急増し、穀物の需給バランス崩れて、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、この費用生産切替設備費、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、燃費改善排気機構実績のある、エンジンとモータ組合わせた、ハイブリッド方式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、タイヤ地表面の摩擦打ち勝って、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、車輪数合計トルク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。

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、車輪のデザイン外観相違する。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

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。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。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。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

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 中央精機株式会社の「 車両用ホイールの製造方法」が 公開されました。( 2020/06/04)

    【課題】 新しい意匠性を有する車両用ホイールをより安価に製造可能な製造方法を提供する。【解決手段】 ホイール10の製造方法は、重複切削工程と非重複切削工程とを含む。重複切削工程では、ホイール10の... 詳細

  • 株式会社ブリヂストンの「 非空気入りタイヤ」が 公開されました。( 2020/06/04)

    【課題】乗り心地性を悪化させることなく、外筒がタイヤ径方向の内側に向けて大きく変形するのを抑制する。【解決手段】内筒6、外筒4、および連結部材3を備え、外筒4、および連結部材3が、弾性変形可能に形成さ... 詳細

  • 株式会社ブリヂストンの「 非空気入りタイヤ」が 公開されました。( 2020/06/04)

    【課題】乗り心地性を悪化させることなく、外筒がタイヤ径方向の内側に向けて大きく変形するのを抑制する。【解決手段】内筒6、外筒4、および連結部材3を備え、外筒4、および連結部材3が、弾性変形可能に形成さ... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ