特開 2024-43520 無限回転体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024043520

(43)【公開日】2024-03-29

(54)【発明の名称】無限回転体

(51)【国際特許分類】

   B60B 21/12 20060101AFI20240322BHJP

   B60B 21/02 20060101ALI20240322BHJP

   B60C 23/00 20060101ALI20240322BHJP

【ＦＩ】

B60B21/12 Z

B60B21/02 L

B60B21/02 J

B60C23/00 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023149855

(22)【出願日】2023-09-15

(31)【優先権主張番号】P 2022148423

(32)【優先日】2022-09-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000110251

【氏名又は名称】トピー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】津久井 慎吾

(57)【要約】

【課題】リムに圧電素子が配置された無限回転体において発電効率を高めることができるようにする。
【解決手段】金属製のリム１１と、リム１１の環の内側に配置され、且つ周回方向に周期的に配置された複数の飾り穴２８ａを備えるディスク１２と、を備え、リム１１は、外周面に周回方向に連続して延びる凹形状のドロップ部２３を備え、ドロップ部２３は、圧電素子３３が飾り穴２８ａの位置に対して規則性を有するように周期的に間欠配置されている。金属は、鉄を含み、かつ引張強度が４００ＭＰａ以上であることが好ましい。圧電素子３３は、底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａと外側サイドウォール部２３ｃとに跨って配置されている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製のリムと、
前記リムの環の内側に配置され、且つ周回方向に周期的に配置された複数の穴部を備えるディスクと、を備え、
前記リムは、外周面に周回方向に連続して延びる凹形状のドロップ部を備え、
前記ドロップ部は、圧電素子が前記穴部の位置に対して規則性を有するように周期的に間欠配置されている
無限回転体。

【請求項2】

前記圧電素子は、前記ドロップ部において、前記リムの外周面側及び前記リムの内周面側のうち、少なくとも一方に設けられる
請求項１に記載の無限回転体。

【請求項3】

前記ドロップ部は、底部と、前記底部に繋がる内外のサイドウォール部と、を備え、
前記圧電素子は、前記底部に配置されている
請求項１に記載の無限回転体。

【請求項4】

前記ドロップ部は、底部と、前記底部に繋がる内外のサイドウォール部と、を備え、
前記圧電素子は、少なくとも、前記底部と内側サイドウォール部とに跨って、又は前記底部と外側サイドウォール部に跨って配置されている
請求項１に記載の無限回転体。

【請求項5】

前記底部と前記内側サイドウォール部とがなす内側のコーナ部、及び前記底部と前記外側サイドウォール部とがなす外側のコーナ部のうち、少なくとも一方のコーナ部を構成するＲ面は、半径（Ｒ）が８ｍｍ以上であり、
少なくとも、半径（Ｒ）が８ｍｍ以上のコーナ部を含む前記底部と前記サイドウォール部に前記圧電素子が配置される
請求項４に記載の無限回転体。

【請求項6】

前記圧電素子は、前記穴部に対応する位置、及び隣り合う前記穴部の間に対応する位置のうち、少なくとも一方の位置に配置されている
請求項１又は２に記載の無限回転体。

【請求項7】

前記圧電素子は、無機圧電薄膜である
請求項１または３に記載の無限回転体。

【請求項8】

前記圧電素子は、有機圧電薄膜である
請求項１または４に記載の無限回転体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤホイールなどの無限回転体に関する。

【背景技術】

【0002】

タイヤやホイールなどに圧電素子を配置する技術がある。例えば、特許文献１は、ホイールのリム外周面に圧電センサを取り付けることが記載されている。特許文献２は、タイヤの接地部裏面に塗布型圧電部を設けることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１６３２３０号公報

【特許文献2】特開２０２２－４７６２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１は、リム外周面に圧電センサを配置する考え方は記載されているものの、実用化されているホイールのリム外周面は、複雑な形状を有している。このようなリム外周面の複雑形状に合わせて、如何なる位置に圧電素子を配置するのが良いかは、更なる技術的検討が必要である。

【0005】

特許文献２は、タイヤの接地面に生じた歪みに応じて電力を生成するものである。このため、繰り返しタイヤが変形するうちにタイヤの接地部裏面に配置された圧電部が破損してしまうおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための無限回転体は以下のような態様を有する。
〔態様１〕金属製のリムと、前記リムの環の内側に配置され、且つ周回方向に周期的に配置された複数の穴部を備えるディスクと、を備え、前記リムは、外周面に周回方向に連続して延びる凹形状のドロップ部を備え、前記ドロップ部は、圧電素子が前記穴部の位置に対して規則性を有するように周期的に間欠配置されている無限回転体。

【0007】

上記構成によれば、ドロップ部は、ドロップ部以外の場所よりも応力が集中する。したがって、圧電素子は、ドロップ部に配置することで発電効率を高めることができる。また、圧電素子は、ドロップ部に間欠配置することもできる。これにより、各圧電素子には、全体的に荷重が加わることで発電効率を高めることができる。

【0008】

〔態様２〕前記圧電素子は、前記ドロップ部において、前記リムの外周面側及び前記リムの内周面側のうち、少なくとも一方に設けられる〔態様１〕に記載の無限回転体。上記構成によれば、ドロップ部では、リムの外周面側及びリムの内周面側の何れであっても同じような応力分布を示すので、何れの面に配置しても同じように発電効率を高めることができ、両面に設けたときには更に一層発電効率を高めることができる。

【0009】

〔態様３〕前記ドロップ部は、底部と、前記底部に繋がる内外のサイドウォール部と、を備え、前記圧電素子は、前記底部に配置されている〔態様１〕又は〔態様２〕に記載の無限回転体。上記構成によれば、底部は、平面的な二次元形状を有していることから、圧電素子を容易に配置できる。また、応力が相対的に高い底部に圧電素子を配置することで、発電効率を高めることができる。

【0010】

〔態様４〕前記ドロップ部は、底部と、前記底部に繋がる内外のサイドウォール部と、を備え、前記圧電素子は、少なくとも、前記底部と内側サイドウォール部とに跨って、又は前記底部と外側サイドウォール部に跨って配置されている〔態様１〕又は〔態様２〕に記載の無限回転体。上記構成によれば、底部だけでなく、底部と内外のサイドウォールとで構成されるコーナ部にも圧電素子を配置できる。

【0011】

〔態様５〕前記底部と前記内側サイドウォール部とがなす内側のコーナ部、及び前記底部と前記外側サイドウォール部とがなす外側のコーナ部のうち、少なくとも一方のコーナ部を構成するＲ面は、半径（Ｒ）が８ｍｍ以上であり、少なくとも、半径（Ｒ）が８ｍｍ以上のコーナ部を含む前記底部と前記サイドウォール部に前記圧電素子が配置される〔態様４〕に記載の無限回転体。

【0012】

上記構成によれば、緩やかな曲面でコーナ部が構成されることで、当該コーナ部での応力集中を抑えることができる。これにより、圧電素子には全体に均一的に圧力を加えることができる。

【0013】

〔態様６〕前記圧電素子は、前記穴部に対応する位置、及び隣り合う前記穴部の間に対応する位置のうち、少なくとも一方の位置に配置されている〔態様１〕乃至〔態様５〕のうち何れかに記載の無限回転体。上記構成によれば、ドロップ部の応力分布は、ドロップ部の内側や外側に設けられた穴部の周期と規則性を有する。ドロップ部において、圧電素子を穴部の周期に合わせて間欠配置することで、発電効率を高めることができる。

【0014】

〔態様７〕前記圧電素子は、無機圧電薄膜である〔態様１〕乃至〔態様５〕のうち何れかに記載の無限回転体。上記構成によれば、発電効率の高い無機圧電薄膜を用いることができる。無機圧電薄膜は、柔軟性に乏しいので例えば平面的な二次元形状であるドロップ部の底部に配置することが好ましい。

【0015】

〔態様８〕前記圧電素子は、有機圧電薄膜である〔態様１〕乃至〔態様５〕のうち何れかに記載の無限回転体。有機圧電薄膜は柔軟性に優れる。したがって、ドロップ部の底部と内外のサイドウォールの少なくとも何れかに跨る三次元的形状を有する位置にも、圧電素子を配置できる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、リムに圧電素子が配置された無限回転体において発電効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、実施形態における車両用ホイールの正面図である。

【図2】図２は、実施形態における車両用ホイールの断面図である。

【図3】図３は、リムの外周面側における応力分布を示す図である。

【図4】図４は、リムの内周面側における応力分布を示す図である。

【図5】図５は、圧電素子の経過時間と電圧の関係を示す特性図である。

【図6】図６は、底部及び内側サイドウォール部に跨って圧電素子を設けた変形例となるホイールの断面図である。

【図7】図７は、底部と外側サイドウォール部に跨って圧電素子を設けた変形例となるホイールの断面図である。

【図8】図８は、穴部の位置に対応した位置に圧電素子を配置した変形例となるホイールの正面図である。

【図9】図９は、穴部と穴部の間の領域に対応した位置に圧電素子を配置した変形例となるホイールの正面図である。

【図10】図１０は、リムの内周面側に圧電素子を設けた変形例となるホイールの断面図である。

【図11】図１１は、底部に圧電素子を設けた変形例となるホイールの断面図である。

【図12】図１２は、図８又は図９に示す圧電素子の位置から位相を半ピッチずらした位置に圧電素子を配置した変形例となるホイールの正面図である。

【図13】図１３は、実施例１，２及び比較例１，２における、圧電素子の配置位置を説明するホイールの断面図である。

【図14】図１４は、実施例１，２及び比較例１，２を説明する図である。

【図15】図１５は、実施例３～５を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る無限回転体が適用された車両用ホイールについて図面を参照して説明する。
＜ホイールの全体構成＞
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、トラック、バス、商用車等に用いられるホイールである。車両用ホイール１０は、リム１１と、ディスク１２と、を備えている。リム１１及びディスク１２は、金属製である。リム１１及びディスク１２は、少なくとも鉄を含む金属である。又は少なくともアルミニウムを含む金属である。車両用ホイール１０は、鋳造ホイール又は鋼板からプレス絞り成形された鍛造ホイールである。

【0019】

少なくともリム１１は、少なくとも引張強度が３６０ＭＰａ以上である。これより小さい場合は、ホイールとしての機能を実現することが困難となるからである。好ましくは、引張強度は、３８０ＭＰａ以上である。更に好ましくは、４００ＭＰａ以上である。更に好ましくは、４４０ＭＰａ以上である。また、引張強度は、８００ＭＰａ以下が好ましい。これ以上の場合、ホイール１０を製造するための金属加工等が困難となるためである。リム１１は、引張強さが超高張力鋼ほど高い必要はないが、一般構造用圧延鋼材より高い鉄を含む金属を用いることが好ましい。

【0020】

＜リム＞
リム１１は、内側フランジ部２１と、内側ビードシート部２２と、ドロップ部２３と、外側ビードシート部２４と、外側フランジ部２５と、を備えている。ドロップ部２３は、内側サイドウォール部２３ａと、底部２３ｂと、外側サイドウォール部２３ｃと、を備えている。内側フランジ部２１、内側ビードシート部２２、及び内側サイドウォール部２３ａは、外側サイドウォール部２３ｃ、外側ビードシート部２４及び外側フランジ部２５よりも、ホイール１０を車両に装着した際にディスク軸方向（ホイール軸方向）で車両の内側に近い側（車幅方向中央側）に位置する。

【0021】

＜ディスク＞
ディスク１２は、ハブ穴２６と、ハブ取付部２７と、ディスク中間部２８と、ディスクフランジ部２９と、を備えている。

【0022】

ハブ穴２６は、ディスク１２のディスク半径方向（ホイール半径方向）中央部に設けられる。
ハブ取付部２７は、ハブ穴２６の周囲に設けられている。ハブ取付部２７は、平板状又は略平板状であり、ディスク軸方向（ホイール軸方向）と交差する平面内にある。ハブ取付部２７のディスク半径方向中間部には、ボルト穴２７ａが複数設けられている。ボルト穴２７ａは、ディスク周方向（ホイール周方向）に同心円上等間隔に設けられている。車両のハブから延びてくるボルトをボルト穴２７ａに挿通し、ボルトにナットを締め付けることにより、ホイール１０は、ディスク１２を通じてハブに固定される。

【0023】

ディスクフランジ部２９は、リム１１に嵌入され接合される部分である。ディスクフランジ部２９は、外側ビードシート部２４に対して、溶接、リベット、接着等で接合される。ディスクフランジ部２９は、ドロップ部２３に対して接合されてもよい。

【0024】

ディスク中間部２８は、ディスク半径方向でハブ取付部２７とディスクフランジ部２９との間に設けられており、ディスク半径方向にハブ取付部２７とディスクフランジ部２９とを繋ぐ部分である。ディスク中間部２８は、ハブ取付部２７及びディスクフランジ部２９よりディスク軸方向外側に位置する部分を有する。ディスク中間部２８の少なくとも頂部は、ハブ取付部２７及びディスクフランジ部２９よりディスク軸方向外側に位置する。

【0025】

ディスク中間部２８には、穴部としての飾り穴２８ａが形成されている。飾り穴２８ａは、ディスク中間部２８のディスク半径方向中間部に設けられている。飾り穴２８ａは、ディスク周方向に等間隔に複数設けられている。飾り穴２８ａの間は、ディスク中間部２８における飾り穴２８ａよりも内周側の領域と外周側の領域とを繋ぐスポークとして機能する連結領域２８ｂである。

【0026】

＜ドロップ部＞
リム１１において、ドロップ部２３は、外周面において、周回方向に延在する連続した凹形状の凹部である。ドロップ部２３は、内側サイドウォール部２３ａと、底部２３ｂと、外側サイドウォール部２３ｃと、を備えている。

【0027】

ここで、図３は、車両用ホイール１０に車両荷重が加わった状態におけるリム１１の外周面側における応力分布を示す図である。また、図４は、車両用ホイール１０に車両荷重が加わった状態におけるリム１１の内周面側における応力分布を示す図である。

【0028】

図３及び図４において、薄い部分ほど、応力が高いことを示す。図３及び図４の何れにあっても、ドロップ部２３は、他の領域よりも応力が集中する領域となる。すなわち、車両走行時において、車両荷重によって他の領域よりも弾性変形し易い領域となる。タイヤからホイール１０に伝わる荷重は、リム１１のホイール軸方向の両側に取り付けられるタイヤビードから伝わる。そして、ホイール１０には、ホイール軸方向の中心を境に折り曲げられる方向に荷重がかかる。このため、ホイール軸方向の中心にあるドロップ部２３は他の部分よりも応力が高くなる。

【0029】

なお、引張強度が３６０ＭＰａ以上である金属製のホイール１０は、車輪が接地して回転している場合、車両荷重が加わっている下側部分だけでなく、その他の領域でも弾性変形する。

【0030】

ドロップ部２３において、底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａとがなす内側コーナ部３１は、Ｒ面で構成されている。また、底部２３ｂと外側サイドウォール部２３ｃとがなす外側コーナ部３２も、Ｒ面で構成されている。内側コーナ部３１も外側コーナ部３２も、共に、Ｒ面は、半径（Ｒ）が８ｍｍ以上であり、好ましくは、１０ｍｍ以上であり、例えば１６ｍｍである。Ｒ面は、８ｍｍ以上にすることによって、ドロップ部２３の中でもコーナ部３１，３２に局所的に応力が集中することを抑制する。

【0031】

＜圧電素子＞
ドロップ部２３には、圧電素子３３が配置される。圧電素子３３は、圧力を加えることで電圧が発生するピエゾ素子である。圧電素子３３は、圧電体に圧力を加えることで生じる歪みに応じて電圧が発生する。

【0032】

圧電素子３３は、例えば圧電薄膜である。圧電薄膜として、無機圧電薄膜及び有機圧電薄膜が配置位置等によって選択されて用いられる。無機圧電薄膜は、セラミックス等を主たる構成要素とするため柔軟性に乏しい一方で発電効率が高い。有機圧電薄膜は、柔軟性に優れる一方で発電効率が低い。

【0033】

圧電素子３３は、応力が集中する底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａと外側サイドウォール部２３ｃとに跨って配置される（図２参照）。又は、圧電素子３３は、底部２３ｂだけに配置される（図１１参照）。又は、圧電素子３３は、底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａとに跨って配置される（図６参照）。又は、底部２３ｂと外側サイドウォール部２３ｃとに跨って配置される（図７参照）。

【0034】

底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａとの間及び底部２３ｂと外側サイドウォール部２３ｃとの間は、湾曲した曲部を含んで三次元形状となっている。このため、底部２３ｂと内外のサイドウォール部２３ａ，２３ｃに跨って配置する圧電素子３３は、例えば柔軟性に優れる有機圧電薄膜を用いることが好ましい（図２，図６，図７参照）。一方で、底部２３ｂは、平坦的な二次元形状である。このため、例えば発電効率の高い無機圧電薄膜を用いることが好ましい（図１１参照）。

【0035】

また、圧電素子３３は、飾り穴２８ａの位置に関連性を有するように配置される。具体的に、圧電素子３３は、飾り穴２８ａに対応する位置、連結領域２８ｂに対応する位置の両方に配置される（図１参照）。又は、圧電素子３３は、飾り穴２８ａに対応する位置だけに配置される（図８参照）。更に、圧電素子３３は、連結領域２８ｂに対応する位置だけに配置される（図９参照）。更に、圧電素子３３は、ピッチをずらして、飾り穴２８ａに対応する位置と連結領域２８ｂに対応する位置とに跨るように配置される（図１２参照）。

【0036】

そして、図１に示すように、飾り穴２８ａに対応する位置、及び連結領域２８ｂに対応する位置の両方に圧電素子３３を配置する場合、飾り穴２８ａに対応する位置に配置される圧電素子３３と連結領域２８ｂに配置される圧電素子３３とは、同じ大きさのものである。すなわち、圧電素子３３の長さは同じであり、隣り合う圧電素子３３の間の間隔３４も同じである。このように、圧電素子３３は、周回方向に一定の周期３５で間欠配置される。すなわち、１つの圧電素子３３とこの圧電素子３３に隣接する一方の間隔３４を１周期としたとき、圧電素子３３は、全周に亘って、同じ周期３５で設けられる。

【0037】

飾り穴２８ａに対応する位置に配置される圧電素子３３と連結領域２８ｂに配置される圧電素子３３は、別々の素子であり、非連続である。これにより、各圧電素子３３は、全体的に均一な荷重が加わることになり、局所的に荷重が加わる場合よりも発電効率を高めることができる。圧電素子３３は、同じ間隔３４で間欠配置されることで、隣り合う圧電素子３３が出力を打ち消し合うことを抑制できる。

【0038】

図５は、ホイール１０において、飾り穴２８ａに対応する位置に圧電素子３３（有機圧電薄膜）を配置した場合における出力電圧を示している。この際、圧電素子３３は、底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａと外側サイドウォール部２３ｃとに跨って配置した（図２参照）。具体的な条件は次の通りである。

【0039】

＜試験条件＞
・商用車ホイール
・ホイール／タイヤ：１７．５×６．００／２２５／８０Ｒ１７．５
・空気圧：６００ｋＰａ
・試験荷重：１５．２ｋＮ
・試験速度：１０ｋｍ／ｈ
矩形枠３３ｇで囲まれた範囲は、１回分の出力電圧を示している。図５からも、同周期の出力電圧を得ることができることを確認できる。圧電素子３３は、出力電圧が高くなると、それに合わせて出力電流も高くなることで、発電電力（発電効率）も高くなる。

【0040】

車輪が接地して回転している場合、ホイール１０は、車両荷重が加わっている下側部分だけでなく、その他の領域でも弾性変形する。したがって、圧電素子３３は、接地している下側部分に位置する圧電素子３３だけでなく、それ以外に位置する圧電素子３３も効率的に発電することができる。

【0041】

圧電素子３３で発電された電力は、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などの二次電池に蓄電される。二次電池は、一例として、車載用であり、シャーシに配置される。この場合、圧電素子３３で発電された電力は、シャーシに配置された二次電池に蓄電され、車両の動力の一部として使用される。また、二次電池は、ホイール１０に配置されていてもよい。例えば、ホイール１０には、ＬＥＤなどの発光素子を配置し、電飾を施したものがある。また、ホイール１０には、ハブとの締結異常を検知するためのセンサなどの検出素子が配置されていることがある。これらの素子や、検出データや制御データのやり取りを他の通信機器と行うための通信素子等に対しては、ホイール１０に配置された二次電池から電力供給する。圧電素子３３で発電された電力は、ホイール１０に配置された二次電池に蓄電される。

【0042】

＜実施形態の効果＞
以上のような車両用ホイール１０は、以下のように列挙する効果を得ることができる。
（１）ドロップ部２３は、ドロップ部２３以外の場所よりも応力が集中する。したがって、圧電素子３３は、ドロップ部２３に配置することで発電効率を高めることができる。また、圧電素子３３は、ドロップ部２３に間欠配置される。これにより、各圧電素子３３には、全体的に荷重が加わることで発電効率を高めることができる。

【0043】

（２）圧電素子３３は、ドロップ部２３に配置されることで、タイヤに配置される場合よりも故障しにくくなる。
（３）リム１１の材料である金属に鉄を含ませるようにし、引張強度を３６０ＭＰａ以上とした場合、リム１１として必要とされる強度を維持しながら、リム１１を薄肉化することで、軽量化を実現することができる。加えて、リム１１の薄肉化により、車両荷重などによってリム１１が弾性変形し易い構成となることで、圧電素子３３による発電効率を高めることができる。

【0044】

（４）応力が他の領域よりも集中するドロップ部２３において、底部２３ｂだけでなく、内外のサイドウォール部２３ａ、２３ｃとで構成されるコーナ部３２，３２にも圧電素子３３を配置できる。これにより、圧電素子３３を広範囲に配置できるため、発電効率を向上できる。

【0045】

（５）ドロップ部２３において、圧電素子３３が配置されるコーナ部３１，３２は、半径（Ｒ）を８ｍｍ以上とし緩やかなＲ面としている。したがって、応力の高いドロップ部２３の中で、圧電素子３３が配置されたコーナ部３１，３２に局所的に応力が集中することを抑えることができる。これにより、各圧電素子３３には、全体に均一的に圧力を加えることができる。

【0046】

（６）ドロップ部２３の応力分布は、ドロップ部２３の内側に設けられた飾り穴２８ａの周期と規則性を有する。ドロップ部２３において、圧電素子３３を飾り穴２８ａの周期に合わせて間欠配置することで、発電効率を高めることができる。

【0047】

（７）ドロップ部２３において、圧電素子３３を配置する位置が底部２３ｂのように二次元的形状を有する場合、柔軟性に乏しいが発電効率が優れる無機圧電薄膜を用いることができる。

【0048】

（８）ドロップ部２３において、圧電素子３３を配置する位置が底部２３ｂと内外のサイドウォール部２３ａ、２３ｃに跨る位置のように三次元的形状を有する場合、柔軟性に優れる有機圧電薄膜を用いることができる。

【0049】

なお、車両用ホイール１０は、更に、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・図６に示すように、圧電素子３３は、底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａとに設け、外側サイドウォール部２３ｃに設けないようにしてもよい。この場合、圧電素子３３は、有機圧電薄膜が好ましい。圧電素子３３が配置される内側コーナ部３１は、半径（Ｒ）を８ｍｍ以上であることが好ましい。このような構成は、外側コーナ部３２が半径（Ｒ）を８ｍｍ未満のときに、特に有効な構成である。

【0050】

・図７に示すように、圧電素子３３は、底部２３ｂと外側サイドウォール部２３ｃとに設け、内側サイドウォール部２３ａに設けないようにしてもよい。この場合、圧電素子３３は、有機圧電薄膜が好ましい。圧電素子３３が配置される外側コーナ部３２は、半径（Ｒ）を８ｍｍ以上であることが好ましい。このような構成は、内側コーナ部３１が半径（Ｒ）を８ｍｍ未満のときに、特に有効な構成である。

【0051】

・図８に示すように、圧電素子３３は、飾り穴２８ａに対応する位置だけに設けるようにしてもよい。また、図９に示すように、連結領域２８ｂに対応する位置だけに設けるようにしてもよい。図１２に示すように、図８や図９の圧電素子３３の位置から周回方向に半ピッチずらして、各圧電素子３３の配置位置が、飾り穴２８ａに対応する位置と連結領域２８ｂに対応する位置とに跨るように設けるようにしてもよい。

【0052】

・図１０に示すように、圧電素子３３は、リム１１の内面に圧電素子３３を設けるようにしてもよい。図３及び図４示すように、リム１１の内周面側も外周面側と同じような応力分布となるからである。

【0053】

なお、リム１１の内周面側において、圧電素子３３は、底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａとに設け、外側サイドウォール部２３ｃに設けないようにしてもよい（図６参照）。これとは逆に、リム１１の内周面側において、圧電素子３３は、底部２３ｂと外側サイドウォール部２３ｃとに設け、内側サイドウォール部２３ａに設けないようにしてもよい（図７参照）。更に、圧電素子３３は、リム１１の外周面側及びリム１１の内周面側の両方に設けるようにしてもよい。

【0054】

・圧電素子３３は、穴部としてのハブ穴２６と規則性を有する位置に周期的に設けるようにしてもよい。
・穴部として、リムの内周とディスクの外周端との間に窓部を設けるようにしてもよい。この場合、圧電素子３３は、窓部と規則性を有する位置に周期的に設けるようにしてもよい。

【0055】

・車両用ホイール１０としては、飾り穴２８ａと上記窓部とを設ける構成であってもよい。この場合、圧電素子３３は、飾り穴２８ａ又は窓部の少なくとも何れかの穴部と規則性を有する位置に周期的に設けることになる。

【0056】

・ホイール１０の金属は、アルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金等であってもよい。例えば、鉄を含む金属とアルミニウム合金とでは、アルミニウム合金の方が引張強度が小さい傾向がある。このため、アルミニウム合金製のホイールは、鉄製の場合よりも厚肉に構成されることで撓みにくくなる。したがって、アルミニウム合金製の場合、ホイール１０としての強度と圧電素子３３で発電するための変位量のバランスをとって、設計が行われる。更に他の金属の場合にも、ホイールは、金属の強度と変位量とのバランスを考慮して設計される。

【0057】

・無限回転体としては、商用車等に使用される大型のホイールに限定されるものではない。例えば、乗用車用や作業用車両のホイールに適用することもできる。
＜実施例＞
ここでは、図１３に示すように、（ｉ）～（ｉｖ）の位置に圧電素子３３を配置し、各位置での発電効率を確認した。ここで、圧電素子３３は、図１３に示すように、（ｉ）～（ｉｖ）に示す位置に配置した。また、図９に示すように、圧電素子３３は、連結領域２８ｂに対応する位置に配置した。圧電素子３３としては、無機圧電薄膜を使用した。そして、図１４に示すように、各実施例及び各比較例について、ホイール／タイヤの回転時の出力電圧を測定した。波形図の中で、ハッチングが加えられた部分が１回転分で出力電圧であり、当該部分の面積比を算出した（実施例１を基準）。

【0058】

具体的な条件は次の通りである。
・商用車ホイール
・ホイール／タイヤ：２２．５×７．５０／２７５／８０Ｒ２２．５
・空気圧：７７５ｋＰａ
・試験荷重：７．６ｋＮ
・試験速度：１５ｋｍ／ｈ
(i)内側ビードシート部２２の内周面に圧電素子３３を配置。

【0059】

(ii)底部２３ｂの外周面に圧電素子３３を配置。
(iii)底部２３ｂの内周面に圧電素子３３を配置。
(iv)外側ビードシート部の内周面に圧電素子３３を配置。

【0060】

（実施例１）…(ii)の位置に圧電素子３３を配置。
（実施例２）…(iii)の位置に圧電素子３３を配置。
（比較例１）…(i)の位置に圧電素子３３を配置。

【0061】

（比較例２）…(iv)の位置に圧電素子３３を配置。
図１４より、ドロップ部２３では、出力電圧、すなわち発電効率が高く（実施例１，２）、特にドロップ部２３の外周面（実施例１）よりも内周面（実施例２）に配置した方が発電効率が高いことを確認することができる。

【0062】

また、図１５に示すように、実施例３～実施例５では、圧電素子３３のリム１１の周回方向の位置を変更した。実施例３では、図８のように、圧電素子３３を飾り穴２８ａに対応する位置だけに配置した。実施例４では、図９のように、圧電素子３３を連結領域２８ｂに対応する位置だけに配置した。実施例５では、図１２に示すように、圧電素子３３を図８や図９の圧電素子３３の位置から周回方向に半ピッチずらして配置した。また、圧電素子３３は、図２に示すように、底部２３ｂと内側サイドウォール部２３ａと外側サイドウォール部２３ｃとに跨って配置した。

【0063】

圧電素子３３としては、有機圧電薄膜を使用した。波形図の中で、ハッチングが加えられた部分が１回転分で出力電圧であり、当該部分の面積比を算出した（実施例５を基準）。

【0064】

具体的な条件は次の通りである。
・商用車ホイール
・ホイール／タイヤ：２２．５×７．５０／２７５／８０Ｒ２２．５
・空気圧：７７５ｋＰａ
・試験荷重：７．６ｋＮ
・試験速度：１５ｋｍ／ｈ
図１５より、圧電素子３３におけるリム１１の周回方向における配置は、連結領域２８ｂに対応する位置に配置する実施例２が最も出力電圧、すなわち発電効率が最も高いことが確認できる（実施例４）。次いで、飾り穴２８ａに対応する位置する実施例３が高く、次いで、図８や図９の圧電素子３３の位置から周回方向に半ピッチずらして配置する実施例５であることが確認できる。

【符号の説明】

【0065】

１０…ホイール
１１…リム
１２…ディスク
２１…内側フランジ部
２２…内側ビードシート部
２３…ドロップ部
２３ａ…内側サイドウォール部
２３ｂ…底部
２３ｃ…外側サイドウォール部
２４…外側ビードシート部
２５…外側フランジ部
２６…ハブ穴
２７…ハブ取付部
２７ａ…ボルト穴
２８…ディスク中間部
２８ａ…飾り穴
２８ｂ…連結領域
２９…ディスクフランジ部
３１…内側コーナ部
３２…外側コーナ部
３３…圧電素子
３３ｇ…矩形枠
３４…間隔
３５…周期

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】