ホイール整流板とは

ホイール整流板はホイールディスクの外側からホイールハウスの内側に向かう空気の流れを作り出す送風ファンのような機能をホイールに持たせるために装着するものです。

ホイールリム内側またはホイールディスクの内側に送風ファンの羽根として機能する整流板を装着することにより走行中常に回転しているホイールの動きを利用してホイールの外側の空気を吸い込みホイールハウス内側と車体底面に排出するという空気の流れを強制的に作り出すものです。



この強制的な流れを作り出すことでホイールハウスから車体側面に溢れ出そうとする空気の流れを押さえるとともに車体底面を流れる空気量を増やし車体の下側から車体背面に積極的に空気を送り込まれるようにするものです。

ホイールハウスの整流板と併用することによりホイールハウス周辺の空気を吸い込み車体の底部中央に集めて車体背面に排出するという従来とはまったく異なる空気の流れを積極的に作り出そうとするものです。

またホイールが外側の空気を吸い込むことによって生じる反力を利用して車体を左右に移動させる力を加えることを可能にします。これはハンドル操作によってホイールの向きが変わることによってホイールに作用する反力の向きが変化し車体に対して反力のかかり方がアンバランスになることを利用するものです。

左右のアンバランスが生じる事によって車体には曲がりたい方向に力が作用するので車体の進みたい方向とタイヤの進みたい方向のアンバランスな状態を解消しながら曲がれるということができるようになります。

従来の車は車体の進みたい方向とタイヤが進みたい方向が異なる状態でカーブを曲がることを強いられてきましたがバランスが取れた状態で曲がれるようになることで今までにない感覚でカーブを曲がれるようになります。

その感覚は新鮮なもので車も実はこんなに楽に曲がれる乗り物だったんだと思わせてくれるものです。

ホイールは速度を上げるほど高速で回転するのでホイール用整流板を取り付ける際は回転するホイールのバランスを崩さないように装着する必要があります。それは高速になればなるほどシビアになっていきます。

一般の高速道路の速度域を超えない車であれば簡易的な型紙を目安にしてほぼ均等に装着すれば振動や風切り音の問題は起きませんが、一般高速道路の制限速度を大幅に超える速度域を使用する場合は重量バランスに加え空力的なバランスを取った一体物の整流板を予め制作する必要がありそうです。

ここではホイール整流板の効果を体験するための簡易的な方法、一般高速道路でも不具合を感じないようにする装着方法、そしてこう走行にも耐えられる理想的な装着方法を紹介します。

現在個人的に装着している整流板は少しづつ手を加えていった結果、一般高速道路までは振動や大きな騒音を感じることなく走行できるレベルには達しています。しかし制限速度を大幅に超える速度に対しては十分な性能は保障できるものではありません。

安易的な型紙を使って一つ一つの整流板を装着するというやり方ではどうしてもアンバランスな状態がしょうじてしまうことと、現在はまだ形状や取り付け角度サイズなど全て試行錯誤の状態で整流板の形状矢装着方法がは今後大きく変わる可能性もあります。

いろいろアイデアを出しながら試していくことによってそのノウハウも確立されていくはずです。

前置きが長くなってしまいましたが今まで試してきたことを紹介していきます。

 

ホイールリム内側とブレーキキャリパーの隙間が重要

ホイールリム内側に整流板を装着するにはホイールリム内側とブレーキキャリパーの隙間がある程度広くないと整流板はその効果を発揮することができません。理想はホイールサイズをインチアップにして隙間を広げてから装着することがお勧めです。サスペンションのプリロードをかける場合もタイヤの剛性を高めた方がサスペンションの動きが良くなるのでホイールサイズを大きくする時に試すのがお勧めです。

ホイール整流板はオリジナルサイズのままでも装着できその効果も実感できますが、インチサイズアップしたホイールに装着した場合に比べその効果は少ないものとなります。やはり風をスムーズに流すにはある程度の隙間は確保する必要がありそうです。

ここからはシトロエンC5のホイールを16インチから17インチにアップして装着した時の事例です。

ホイール整流板の効果を実感できる簡易的な方法

準備したのはコの字型のプラスチック製アングル材、両面テープ、そしてアルミテープです。

ジャッキアップしてタイヤを外しホイールの内側をきれいに掃除します。この掃除が一番重要でしっかり掃除しないと整流板はすぐ剥がれてしまいます。

しっかり掃除して脂分を除去すれば後はアングル材を回転方向に対して外側が先行するように斜めに張り付けるだけです。アングル材は高さ１ｃｍぐらいのものを使用し角度はとりあえず回転方向に対して45度長さはアングル材を密着して装着できる最大限の長さを目安にして装着します。

位置決めは簡易的な型紙を作ってホイールディスクとホイールリムの端の位置を意識しながらできるだけ均等になるよう整流板を張り付けていきます。基本はホイールディスクのスポークの数と同じです。効果不足を感じる場合は数を倍にしてもかまいません。

装着位置が決まったらアルミテープでカバーすれば終わりです。



ホイールハウス内側の整流板と併用すればコの字型の整流板だけでもその効果ははっきり実感できると思います。抵抗感の無いすっきりした加速感とカーブでの素直なハンドリング、そして角の取れた乗り心地です。

整流板の効果が足りない場合は装着直後は何となく変化した感じがするという程度鹿変化が感じられませんかもしれませんが時間の経過とともにいろいろな場面で今までとは違う走行感覚が実感できるはずです。

整流板の効率を高める方法

次に試したのがコの字型のアングル材を背中合わせにしてエの字型にしてみました。こうすることによって整流板の強度を増すとともに、整流板の進行方向に対して背面側が負圧になり空気を吸い込みやすくなるのではないかと考えました。その効果はあったようで整流板の効果をよりはっきり実感できました。

整流板の補強

エの字型の整流板では手で補強版を触ると少しぐらぐらします。速度域が高くなった時に整流板が風圧によって変形しやすいと考え空気の流れをよりスムーズにしたいと考え、アルミテープで端の部分を湾曲させるように形作りながら補強しました。この補強によって整流板は手でゆすってもぐらぐらしなくなりました。風切り音も少なくなったような気がします。




ホイールの整流板の効果は十分感じられます。といいたいところですが、実際はホイールハウスの整流板と同時に加えているためどちらの効果が大きいのかはっきりしないぶぶんがあります。しかし、両方の改良を進めたことで現在は高速道路の制限速度をわずかに超える程度の速度であれば、今までに味わったことのない不思議な走行感覚をストレスなく楽しめています。

その感覚はやはり乗った人ではないと分かりません。


法定速度を大幅に超える速度では簡易的な取り付け方ではバランスが崩れて振動が出てしまうようですが、現状で通常の走行では何の支障も感じず不思議な走行感覚を楽しんでいます。

BMW130iのホイールへの装着例

BMW130iは1シリーズの車体に３Lのシルキーシックスを搭載したホットハッチといわれる種類の車でオリジナルのホイールサイズは17インチです。しかし、高出力のエンジンを搭載しているためブレーキディスクのサイズも大きくホイールリムとブレーキキャリパーの隙間は殆んどない状態です。

予算の都合上18インチのホイールにサイズアップすることができなかったためオリジナルサイズのままホイール整流板を取り付けてみました。その装着例です。



ホイールリムとブレーキキャリパーの隙間が狭いためコの字型のアングル材も高さ５ｍｍ程度の低いものを装着しました。それでもブレーキキャリパーと干渉してしまうため干渉する部分を切り欠きました。



長さをできるだけ長くすること整流板の効果を大きくしようと考えましたが、整流板を装着した後の効果は感じられるもののシトロエンの時のような劇的な変化は感じられませんでした。



そこで整流板の数を倍に増やしました。効果は装着前よりはっきり感じられるようになりましたがやはりインチサイズアップしたシトロエンと比べるとその効果は控えめな感じがしました。



しかし、装着するとしないでは明らかに走りが変わることは間違いありません。その変化はシトロエンの走りの変化と共通する感覚があり車の走りを快適にしてくれました。BMW130iはシトロエンと違う方法で改良を加えることでほぼ理想の走りが手に入れることができましたが、それは別の機会に紹介したいと思います。

ホイール整流板の理想的な形

ホイール整流板の理想的な形は2つ考えられます。一つはホイールリムの内側に装着する整流板をリング状にして一体化させたものを予め制作してホイールリムの内側にはめ込むようにして装着することです。整流板を一体化させてリング状にすることによりバランスの乱れを防ぎ構想走行でもホイールの動きは安定すると思います。リング状の整流板をホイールディスクとは反対側の端に装着することによりホイールリムの剛性も高められるので整流板を個々に取り付けるよりも多くのメリットが考えられます。





もう一つはホイールハブとホイールディスクの間に送風ファンとして機能する薄い板で制作した風車の羽根のような形の整流板を装着することです。

この方法ならホイールディスクのデザインの自由度を束縛することなく空気の流れを作り出すことができます。一番のメリットは容易に装着できることです。ホイールディスクのスポークの数に合わせたデザインにすることにより違和感なく装着できます。



この薄い板で制作した整流板の外周部分にリング状の整流板を取り付けても良いと思います。ホイールの内側にはブレーキディスクが装備されるためホイール内の空気の流れの殆どはホイールリム内側に近いところを流れることになります。

ホイールの回転中心に近い部分の空機は流れにくいと考えられるため風車の羽根のような形状よりリング状の整流板の方が効率がよさそうです。ダイソンの羽根のない扇風機と同じようにコアンダ効果を利用したコアンダエアという扇風機がツインバード社から発売されていますがその羽根の形と配置はとても参考になります。

ホイールの内側には大きなブレーキディスクがあるのでホイールの中央部分よりホイルリム内側に沿って空気の流れを作り出しその流れのコアンダ効果で内側の空気を一緒に吸い込んだ方がは効率よく抵抗も少なくなるはずです。



ホイールディスクそのもののデザインを航空機エンジンのファンブレードのような形状にするという考えもありますがその場合デザインを左右対称にする必要があるため右専用と左専用の2種類のホイールを作る必要があります。コストをかけられる高級車では可能かもしれませんが大衆車にはコスト的に負担が大きくなります。

今現在思い描いている理想の形はこんなところです。

ホイール用整流板もホイールハウス用整流板も現状ではまだ試行錯誤の状態でまだまだ改良の余地はいっぱいあります。

ホイールから空気を吸い込み車体の底面の中央に集めて車体背面に流す。この考えを基本にいろいろ試していけば間違いなく今までに経験したことがない走行感覚を楽しめるようになります。エンジンの馬力を高めるより空気抵抗を減らすことがこんなに快適で、車はこんなに簡単に曲がってくくれる乗り物だったんだと思うはずです。

今までとは全く逆の考え方なので抵抗感があるかもしれませんが、みんなで情報を共有しながら改良していけば、今までの走りは何だったんだろうと思えるはずです。

是非お試しください。そして100年間変わらなかった車は外側に傾きながら曲がる乗り物という考えを変えてみませんか。