本发明涉及一种除去车辆所带的静电的装置。
背景技术
在专利文献1中，记载有通过除去车身所带的静电而能够使行驶稳定性提高的车辆。该专利文献1所记载的车辆构成为通过向空气流从车身剥离的特定位置安装产生与该特定位置的电位相应的自放电的自放电式除电器来除去特定位置的静电，作为安装该自放电式除电器的位置的一个例子，列举出车轮的旋转中心位置。
另外，在利用二氧化硅等电阻大的材料、绝缘材料构成轮胎的情况下，车身与路面成为绝缘状态，车身有可能带有静电。因此，在专利文献2中，在供轮胎安装的轮子的轮辋与胎面接地面之间形成有由电阻小的导电性橡胶材料构成的导电路。在专利文献2中记载有如下内容：通过像这样形成导电路，能够向路面释放车身的静电，能够抑制车身带有静电。
此外，在专利文献3中记载有为了抑制因产生向轮胎填充的空气的压力差所引起的扁平变形而使填充到轮胎的空气活性化的装置。该装置在填充到轮胎的空气与产生向该空气照射的放射线的放射线产生机构之间，夹有装配了轮胎的导电性金属制的轮子作为金属层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/064195号
专利文献2：日本特开2009-113597号公报
专利文献3：日本特开2000-19296号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
期待如专利文献1所记载的那样通过在车轮的旋转中心位置安装自放电式除电器来除去车轮的旋转中心位置附近的静电，其结果是，认为能够提高行驶稳定性。另一方面，在车轮的旋转中心位置安装有自放电式除电器的情况下，限制了能够除电的区域，为了提高行驶稳定性而存在技术改善的余地。
另外，若如专利文献2所记载的那样在轮胎形成导电路，则通过向路面释放车身的静电而能够抑制车身带有静电。另一方面，静电在车身整体没有均匀分布，例如在由导电率低的材料对车身的外表面进行了涂装的情况下等，认为在该部分带有较多的静电，并且认为在由树脂材料等导电率低的材料形成的部件带有较多的静电。在像这样带有比较大的静电的位置向车身的外侧露出的情况下，在该静电与空气之间产生排斥力，将空气流从车身剥离，有可能使行驶稳定性等恶化。
本发明着眼于上述的技术课题而作出，其目的在于提供一种能够除去向车身的外侧露出的部件的静电的车辆的除电装置。
用于解决课题的技术方案
为了实现上述的目的，本发明涉及一种车辆的除电装置，所述车辆具备由安装于车身的环状的轮圈和安装于所述轮圈的外周且以非导电性材料形成的轮胎构成的一对前轮及一对后轮，所述车辆的除电装置的特征在于，所述轮圈安装有包含涂料的非导电性材料的预定部件，所述预定部件具有向所述车辆的外侧露出并且从所述轮圈的旋转中心沿所述轮圈的半径方向离开了预先规定的预定距离的预定部位，所述轮胎具有安装于所述轮圈的内周部，在所述内周部和所述预定部位中的至少任一方的向车宽方向上的外侧露出的面上安装有自放电式除电器，所述自放电式除电器通过使露出的所述面所带有的正的静电的电位成为预先规定的预定电位以上来产生电晕放电。
在本发明中，也可以是，所述自放电式除电器是具有产生所述电晕放电的锐利或尖锐的角部的导电性的带。
在本发明中，也可以是，所述导电性的带在每一个车轮上的总外周长度形成为170mm～185mm。
在本发明中，也可以是，所述自放电式除电器是具有产生所述电晕放电的突起部并且含有导电性材料的放电涂料。
在本发明中，也可以是，所述放电涂料在每一个车轮上的总表面积形成为39.0mm2～42.5mm2。
在本发明中，也可以是，所述自放电式除电器含有导电性金属。
在本发明中，也可以是，所述自放电式除电器含有导电性高分子。
在本发明中，也可以是，所述预定部件是涂敷于所述轮圈的非导电性的涂料。
在本发明中，也可以是，所述轮圈具有：安装于所述车身的中央部、与所述中央部连结且形成为放射状的辐条部及供所述轮胎安装的轮辋部，所述预定部件包含涂敷在所述辐条部和所述轮辋部中的至少任一方的部分上的涂料。
在本发明中，也可以是，所述预定部件是安装于所述轮圈且由树脂材料构成的轮盖。
在本发明中，也可以是，所述一对前轮及所述一对后轮各自设有所述自放电式除电器。
发明效果
根据本发明，在轮胎中的安装于轮圈的内周部和从轮圈的旋转中心沿轮圈的半径方向离开了预先规定的预定距离的预定部位中的至少任一方的向车宽方向上的外侧露出的面上安装有自放电式除电器，该自放电式除电器通过使该露出的面所带有的静电的电位成为预定电位以上来产生电晕放电。因此，伴随着自放电式除电器带有正的静电，在周围吸引负的空气离子，由此能够对自放电式除电器的周边的部位进行除电。另外，自放电式除电器安装于沿轮圈的半径方向离开了轮圈的旋转中心的部分，由此伴随着轮圈的旋转而使安装有自放电式除电器的位置的轨迹发生变化，因此能够大范围吸引负的空气离子，其结果是，能够遍及旋转的容易带电的轮胎及轮圈中的向车宽方向上的外侧露出的面的整个面或者大范围均匀地除电。另外，通过从自放电式除电器产生电晕放电，能够降低该部位及周边的部位的电位，即能够除电。通过上述那样的吸引负的空气离子、对轮胎的内周部、预定部位均匀地除电所引起的与空气流的排斥力的降低，能够抑制沿着车辆的侧面流动的空气流从车轮、其周边剥离，获得如假定那样或与假定接近的空气动力特性，能够提高横摆方向及偏摆方向的车辆的动作的稳定性。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的车辆的一个例子的立体图。
图2是表示轮胎组件的一个例子的侧视图。
图3是示意性示出沿着图2中的iii-iii线的剖面的图。
图4是表示对与车身模型的表面垂直的方向上的流速分布进行了测定的结果的坐标图。
图5是表示将自放电式除电器安装于轮圈的位置的示意图。
图6是表示与安装自放电式除电器的位置相应的评价点的图。
图7是表示安装在每个轮上的自放电式除电器(带)的总外周长度与燃油经济性改善率的关系的图。
图8是表示安装在每个轮上的自放电式除电器(涂料)的总涂敷面积与燃油经济性改善率的关系的图。
图9是表示在轮盖上安装有自放电式除电器的例子的图。
图10是表示在嵌入于相邻的辐条部之间的盖安装有自放电式除电器的例子的图。
具体实施方式
图1示出本发明的实施方式中的车辆的一个例子。图1所示的车辆ve是以往知晓的轿车型的车辆，具备一对前轮1r、1l及一对后轮(未图示右后轮)2r、2l。这些车轮1r、1l、2r、2l通过向未图示的轮毂安装轮胎组件a来构成。即，经由轮毂向车身b安装轮胎组件a。该轮胎组件a由轮圈3及组装于轮圈3的橡胶制的轮胎7构成。
图2示出该轮胎组件a的一个例子。图2所示的轮圈3由安装于轮毂的中央部4、从该中央部4向外周侧呈放射状形成的五个辐条部5及形成为圆筒状且一方的开口部与各个辐条部5连结的轮辋部6构成。在该轮辋部6的外周侧嵌合有形成为环状的轮胎7。此外，上述的中央部4形成有贯通孔8，在该贯通孔8中插入从轮毂朝向车宽方向上的外侧延伸出的螺栓，利用螺母将中央部4固定于轮毂。
图3示出沿着图2的iii-iii线的剖视图。如图3所示，在轮辋部6的轴线方向上的两端部分别形成有凸缘部9。另外，轮胎7形成为半径方向上的内周部分10的宽度(轴线方向的长度)比半径方向上的中央部分11的宽度窄。并且，以向上述的各个凸缘部8之间夹入轮胎7的内周部分10的方式将轮胎7组装于轮辋部6。
另外，为了防锈等、或者出于设计上的理由，辐条部5、轮辋部6的表面由树脂材料等的涂料进行涂装。该涂料通常是电阻比金属材料大、或者导电率比金属材料低的非导电性材料。此外，该涂料相当于本发明的实施方式中的“预定部件”。
如上述那样构成的车轮1r、1l、2r、2l有时因行驶而带有静电。产生该静电的主要因素被认为是因轮胎7的旋转而使与路面接触的面离开路面、没有与路面接触的面与路面接触、路面与轮胎7的摩擦、轮辋部6与轮胎7的组装部的摩擦等。认为在涂装轮辋部6、辐条部5等而成的导电率低的涂装面上带有由上述各种因素产生的静电。即，认为在轮辋部6、辐条部5的外表面带有静电。
车轮1r、1l、2r、2l中的轮胎7的半径方向上的中央部分11比内周部分10朝向车辆ve的外侧(具体来说为车宽方向上的外侧)突出，由此在车辆ve的侧面流动的空气有可能在该中央部分11与内周部分10的分界位置附近从沿着车辆ve的流动切换为远离车辆ve的流动。即，在上述分界位置等不期望的位置处，空气流有可能从车辆ve剥离。另外，如上述那样在轮辋部6、辐条部5等的涂装面通常带有正电荷的静电，空气通常带有正的电荷，因此认为在伴随着行驶而在车轮1r、1l、2r、2l的外侧流动的空气与轮辋部6、辐条部5或者轮胎7中的安装于轮辋部6的部分的附近等之间产生排斥力。该排斥力助长上述那样的空气流的剥离。
本申请人通过实验明确了车身b所带有的静电会对空气动力特性造成影响。具体来说，在使车身模型以正的电荷带电的情况与使车身模型没有以正的电荷带电的情况下，明确了在车身模型的表面流动的空气流的流速的差异。图4是表示该实验结果的坐标图，纵轴表示与模型表面相距的距离，横轴是对应与模型相距的每个距离测定出的流速u相对于向模型喷吹的空气的流速u∞的比例(u/u∞)。另外，由菱形标绘在不使模型带电的状态下测定出的结果，由正方形标绘在使模型以正的电荷带电的状态下测定出的结果。
如图4所示，使模型以正的电荷带电的情况下的分界层厚度(u/u∞几乎为“1”时的与模型表面相距的距离)大于不使模型以正的电荷带电的情况下的分界层厚度。这是因为，在使模型以正的电荷带电的情况下，与不使模型以正的电荷带电的情况相比剥离增大。如上述那样，空气流通常带有正的电荷，因此由于模型所带有的正的电荷与空气流的正的电荷而产生排斥力，其结果是，认为助长了空气流从模型的表面的剥离。因此，通过对带有正的静电的车身b进行中和除电而使车身b的外表面的正的电位降低，能够从使模型以正的电荷带电的情况下的空气的流动(离开表面的流动)向不使模型以正的电荷带电的情况下的空气的流动(沿着表面的流动)变化。即，能够抑制空气流从车身b的外表面剥离。
如上述那样在模型的表面附近流动的带有正的电荷的空气流根据该模型的正的电位而使剥离的位置或者其剥离的程度发生变化。即，当如上述那样轮辋部6、辐条部5带有静电时，在其附近沿着车辆ve流动的空气流剥离，并且轮辋部6、辐条部5所带有的静电的电位越高，则该空气流的剥离越大。其结果是，车辆ve的横摆方向、偏摆方向的动作的稳定性有可能降低。因此，本发明的实施方式中的车辆的除电装置构成为，通过对在辐条部5、轮辋部6、更具体来说为辐条部5、轮辋部6的涂装面、或者轮胎7中的安装于轮辋部6的部分的附近所带有的正的静电进行中和除电，抑制沿着车轮1r、1l、2r、2l的外侧的表面流动的带正电的空气流剥离，或者减少剥离。
具体来说，将通过使带有的电位成为预定值以上来产生电晕放电的自放电式除电器12安装于轮胎7中的内周部分10、轮辋部6、辐条部5。此外，在图2中示出在轮胎7中的内周部分10及轮辋部6的向外侧露出的面上安装有自放电式除电器12的例子。
该自放电式除电器12能够使用金、银、铜、铝等导电性金属，在使用铝的情况下优选对外表面实施防氧化加工。这是为了抑制由氧化引起的导电性的降低。该自放电式除电器12是由导电性金属箔与导电性粘合剂的层构成的粘合带，例如可以将导电性铝轮带等切断为在外缘部、外周壁形成锐利或尖锐的角部以产生电晕放电。
这样构成的自放电式除电器12在安装有自放电式除电器12的部分带有静电而其电位增高时，与之相伴使自放电式除电器12的电位也增高。该自放电式除电器12所带有的静电的电荷集中于锐利或尖锐的角部。如上述那样在轮胎7、轮辋部6、辐条部5的涂装面带有正的电荷的静电，因此与之相伴在自放电式除电器12的周围吸引负的空气离子，进而产生电晕放电。即，无需通过蓄电池等电气设备施加电荷，通过自放电式除电器12自身带有的电荷而产生放电。与此同时，设置有自放电式除电器12的部位的电荷被进行中和除电，该电位降低，与空气流的排斥力减小。通过与这样的电晕放电相伴的空气离子的吸引、排斥力的降低等，能够抑制沿着车辆ve的侧面流动的空气流从车轮1r、1l、2r、2l、其周边剥离。通过抑制该空气流从车轮1r、1l、2r、2l剥离，能抑制车轮1r、1l、2r、2l及其周边处的空气压力的变动等。其结果是，获得如假定那样或与假定接近的空气动力特性，从极低速行驶时至高速行驶时的横摆方向及偏摆方向上的车辆的动作的稳定性提高。
上述的自放电式除电器12不限于导电性金属，例如也可以含有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子、导电性塑料、导电性涂料、镀层、金属部件。即，只要是导电性的材料且通过带有预定的电位以上的静电而能够产生电晕放电即可，没有特别限定材料。
在此，本申请人进行了向轮圈3的各种部分安装自放电式除电器12而确定有助于车辆ve的行驶稳定性的部位的行驶实验。在图5中示出安装有自放电式除电器12的位置。具体来说，仅在轮圈3中的轮辋部6的内周面(a点)安装自放电式除电器12而进行了行驶实验，仅在辐条部5中的中央部4的附近(b点)安装自放电式除电器12而进行了行驶实验，仅在辐条部5中的与轮辋部6连结的连结部附近(c点)安装自放电式除电器12而进行了行驶实验，仅在轮辋部6的端部(d点)安装自放电式除电器12而进行了行驶实验。此外，在图5中的各个点安装相同的自放电式除电器12而进行了行驶实验。
将其结果示于图6，纵轴表示行驶稳定性的改善率，横轴表示安装有自放电式除电器的位置。此外，作为比较例，示出没有安装自放电式除电器12的情况下的行驶稳定性。
根据图6所示的结果可知，在仅向a点安装有自放电式除电器12的情况下，与没有安装自放电式除电器12的情况比较没有效果。认为这是因为，在向a点安装自放电式除电器12的情况下，虽然对于轮圈3的内部的空气的流动有可能有效，但对于在车辆ve的外侧流动的空气流不会带来影响。
另一方面，根据行驶实验的结果可知，按照b点、c点、d点的顺序而行驶稳定性依次提高。即，自放电式除电器12越是安装于远离轮圈3的旋转中心的位置，则越有效果。如上述那样，自放电式除电器12通过使外部空气产生负的空气离子而对安装有自放电式除电器12的部分(在此为轮圈3)进行除电。因此，认为通过以使安装有自放电式除电器12的位置的轨迹随着行驶而变成大范围的方式安装自放电式除电器12，能够使大范围的外部空气产生负的空气离子。另外，认为伴随着轮圈3的旋转而使轮圈3的外表面(向车辆ve的外侧露出的面)侧的空气被搅拌。因此，认为通过在轮圈3的外周侧安装自放电式除电器12，负的空气离子被吸引并且能够对其进行搅拌，其结果是，能够遍及旋转的容易带电的轮胎7及轮圈3中的朝车辆ve的外侧露出的面的整个面或者大范围均匀地除电。因此，如图6所示，认为根据安装自放电式除电器12的位置而有助于行驶稳定性的效果不同。此外，在轮胎7的内周部分10中的向车辆ve的外侧露出的面上安装有自放电式除电器12的情况下，也能获得与在图5中的d点安装有自放电式除电器12的情况同等的效果。
因此，本发明的实施方式中的自放电式除电器12预先进行实验而确定用于获得要求的行驶稳定性的位置，并向该部位安装。即，在从轮圈3的旋转中心离开了预定距离的位置安装自放电式除电器12，该预定距离根据车型等通过实验等来预先确定。
接着，根据行驶实验明确了根据安装自放电式除电器12的大小而有助于行驶稳定性的程度是否不同。更具体来说，将各种大小的导电性金属(铝箔(带))安装于轮辋部6的外表面(涂装面)而进行了行驶实验。将该实验结果示于图7。图7中的纵轴表示燃油经济性的改善率(从没有安装自放电式除电器12的状态提高燃油经济性的程度)，横轴表示每个轮上的铝箔的总外周长度(自放电式除电器12的外周长度的合计值)。此外，行驶实验通过以利用定速自动行驶装置等成为恒定速度的方式控制驱动力、制动力而在相同的行驶路上行驶来进行。在这种情况下，根据行驶稳定性来变更驱动力、制动力等。即，车辆ve的行驶稳定性越提高，则燃油经济性的改善率越增大。预先通过实验明确了该行驶稳定性与燃油经济性的改善率具有一定的相关关系。因此，在此，通过求出燃油经济性的改善率，判断行驶稳定性是否提高。另外，使每个轮上的铝箔的总外周长度不同来进行行驶实验的原因是，认为例如即便是总面积相同的铝箔，如上述那样通过由具有锐利或者尖锐的角部的外周部产生电晕放电而分割为多个的情况也能够期待效果。
如图7所示，直至每个轮上的铝箔的总外周长度成为预定值(约178mm)为止，铝箔的总外周长度变得越长，则燃油经济性的改善率越提高。另一方面，当铝箔的总外周长度超过预定值时，铝箔的总外周长度变得越长，则燃油经济性的改善率越降低。认为这是因为，虽然铝箔的总外周长度变得越长则越能够抑制在车轮1r、1l、2r、2l的外表面流动的空气流的剥离，但当其效果过大时，会向轮罩内流入空气。因此，认为铝箔的总外周长度优选为170～185mm的大小。此外，也确认为，若总外周长度相同，则在安装有一片铝箔的情况与安装有多片铝箔的情况下获得相同的效果。
另外，自放电式除电器12只要如上述那样通过带有静电来产生电晕放电即可，不限于形成为铝箔那样的带状。具体来说，也可以将金属粉等导电性的材料混入于涂料，将该涂料涂敷于轮圈3。此外，如上述那样，由锐利或者尖锐的角部产生电晕放电，因此，通过如上述那样将导电性的材料形成为粉状并混入于涂料而在涂装面上形成有产生电晕放电的突起部。
根据行驶实验明确了将像这样使粉状的导电性的材料混入于涂料而成的自放电式除电器12安装于轮辋部6的情况下的最佳的总涂敷面积。更具体来说，以使涂料成为各种面积的方式向轮辋部6涂敷而进行了行驶实验。在图8中示出其实验结果。图8中的纵轴表示燃油经济性的改善率，横轴表示每个轮上的涂料的总涂敷面积(自放电式除电器12的涂敷面积的合计值)。
如图8所示，直至每个轮上的涂料的总涂敷面积成为预定值(41mm2)为止，涂敷面积变得越大，则燃油经济性的改善率越提高。另一方面，当涂敷面积超过预定值时，涂敷面积变得越大，则燃油经济性的改善率越降低。认为这是因为，与上述的安装有铝箔的行驶实验相同，由于抑制空气流的剥离的效果过大，由此会向轮罩流入空气。因此，认为涂料的涂敷面积优选为39.0～42.5mm2的大小。此外，确认为，若总涂敷面积相同，则在将涂敷的点设为一个点的情况与设为多个点的情况下获得相同的效果。
此外，本发明的实施方式中的自放电式除电器12不限于直接安装于轮圈3的涂料，也可以在安装于轮圈3的由树脂材料形成的轮盖安装自放电式除电器12。即，只要安装于在车轮1r、1l、2r、2l的外表面露出的非导电性材料即可。在图9中示出在轮圈3中的车辆ve的外侧以覆盖轮圈3的侧面整体的方式安装有由非导电性的树脂材料形成的轮盖13的例子。在这样的车轮的情况下，只要在轮盖13的外表面中的在半径方向上与轮辋部6、辐条部5相同的位置安装自放电式除电器12即可，该轮盖13相当于本发明的实施方式中的“预定部件”。
另外，如图10所示具有在相邻的辐条部5之间的空间分别嵌入由树脂材料构成的盖14而成的车轮，在这样的车轮中，只要在盖14的外周侧安装自放电式除电器12即可。在该情况下，也可以仅向该盖14安装自放电式除电器12。这是因为，认为即便由非导电性材料的涂料来涂装辐条部5、轮辋部6，但由作为非导电性材料的树脂材料形成的盖所带有的静电的电位高，放电效果、进而除电效果高。在如上述那样设有盖14的情况下，该盖14相当于本发明的实施方式中的“预定部件”。
另外，上述的自放电式除电器12可以安装于全部四轮1r、1l、2r、2l，也可以仅安装于一对前轮1r、1l或者一对后轮2r、2l中的任一方。然而，当仅向左右任一方安装自放电式除电器12时，有可能产生向一侧转弯时的动作与向另一侧转弯时的动作不同等情况，因此优选在左右双方的车轮上设有自放电式除电器12。
附图标记说明
1(1r、1l)前轮；2(2r、2l)后轮；3轮圈；5辐条部；6轮辋部；7轮胎；12自放电式除电器；13轮盖；14盖；a轮胎组件；b车身；ve车辆。