CN106068189A - 车辆用车轮 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆用车轮(1)的特征在于，共鸣频率比轮胎的气柱共鸣声的共鸣频率低的第一亥姆霍兹共振器(副气室构件(10a、10d))的连通孔(18a)与共鸣频率比轮胎的气柱共鸣声的共鸣频率高的第二亥姆霍兹共振器(副气室构件(10b、10c))的连通孔(18a)配置在夹着车轮旋转中心(Ax)对置的位置。

Description

车辆用车轮
技术领域
本发明涉及一种车辆用车轮。
背景技术
以往，已知有将对轮胎空气室内的气柱共鸣声进行消音的亥姆霍兹共振器(副气室构件)安装在凹下部的外周面的车轮(例如，参照专利文献1)。该车轮的亥姆霍兹共振器在内侧具有副气室，沿着车轮周向等间隔地配置有四个。
并且，各亥姆霍兹共振器的共鸣频率与轮胎空气室的共鸣频率相适。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4551422号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，若将各亥姆霍兹共振器的共鸣频率设定为单一的频率，则可消音的频带受限。
因此，若在轮胎空气室内的气柱共鸣声的频带宽的轮胎中应用以往的车轮(例如，参照专利文献1)，存在消音性能不足的顾虑。
因此，本发明的课题在于，提供一种即便应用于轮胎空气室内的气柱共鸣声的频带宽的轮胎中也能发挥优异的消音性能的车辆用车轮。
用于解决课题的手段
解决上述课题的本发明涉及一种车辆用车轮，其具备亥姆霍兹共振器，该亥姆霍兹共振器具有经由连通孔与轮胎空气室连通的副气室，其中，所述车辆用车轮具备两组第一亥姆霍兹共振器和第二亥姆霍兹共振器的组合，所述第一亥姆霍兹共振器设定为，具有针对共鸣频率比轮胎空气室内的气柱共鸣声的共鸣频率低的声音的消音特性，所述第二亥姆霍兹共振器设定为，具有针对共鸣频率比所述气柱共鸣声的共鸣频率高的声音的消音特性，所述第一亥姆霍兹共振器的所述连通孔与所述第二亥姆霍兹共振器的所述连通孔配置在夹着车轮旋转中心对置的位置，将一组所述第一亥姆霍兹共振器的所述连通孔和所述第二亥姆霍兹共振器的所述连通孔连结起来的线与将另一组所述第一亥姆霍兹共振器的所述连通孔和所述第二亥姆霍兹共振器的所述连通孔连结起来的线相互正交。
发明效果
根据本发明，能够提供一种即便应用于轮胎空气室内的气柱共鸣声的频带宽的轮胎中也能发挥优异的消音性能的车辆用车轮。
附图说明
图1是本发明的实施方式的车辆用车轮的立体图。
图2是图1的II-II剖视图。
图3是副气室构件的整体立体图。
图4是示意性示出第一亥姆霍兹共振器与第二亥姆霍兹共振器的配置位置的侧剖视图。
图5的(a)是示意性示出本发明的实施例的车辆用车轮中的第一亥姆霍兹共振器与第二亥姆霍兹共振器的配置位置的侧剖视图，(b)是示出(a)的车辆用车轮的消音性能的图表。
图6的(a)是示意性示出本发明的比较例1的车辆用车轮的亥姆霍兹共振器的配置位置的侧剖视图，(b)是示出(a)的车辆用车轮的消音性能的图表。
图7的(a)是示意性示出本发明的比较例2的车辆用车轮的亥姆霍兹共振器的配置位置的侧剖视图，(b)是示出(a)的车辆用车轮的消音性能的图表。
图8是将图5(b)、图6(b)及图7(b)的图表的线图汇总为一个进行显示的图表。
具体实施方式
接下来，适当参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
如图1所示，本实施方式的车辆用车轮1在车轮周向X上具备多个作为亥姆霍兹共鸣器的副气室构件10。在图1中，为了作图方便，仅记载了副气室构件10a以及副气室构件10b这两者，但如之后详细说明的那样，车辆用车轮1在车轮周向X上具备四个副气室构件10a、10b、10c、10d(参照图4)。并且，本实施方式的副气室构件10a以及副气室构件10d相当于权利要求书中的“第一亥姆霍兹共振器”，副气室构件10b以及副气室构件10c相当于权利要求书中的“第二亥姆霍兹共振器”。
本实施方式的车辆用车轮1具备两组共鸣频率比轮胎的气柱共鸣声的共鸣频率低的第一亥姆霍兹共振器的连通孔18a、以及两组共鸣频率比轮胎的气柱共鸣声的共鸣频率高的第二亥姆霍兹共振器的连通孔18a。并且，本实施方式的车辆用车轮1的主要特征在于，将一组第一亥姆霍兹共振器的连通孔和第二亥姆霍兹共振器的连通孔连结的线与将另一组第一亥姆霍兹共振器的连通孔和第二亥姆霍兹共振器的连通孔连结的线相互正交。
需要说明的是，在以下说明中，在不相互区分所述的副气室构件10a、10b、10c、10d的情况下，简称为“副气室构件10”。
如图1所示，本实施方式的车辆用车轮1具备轮辋11和用于将该轮辋11与轮毂(省略图示)连结的轮盘12。在图1中，附图标记11d是凹下部11c的外周面，副气室构件10如后面详细说明那样嵌入到该凹下部11c中。另外，附图标记18是形成有连通孔18a的管体，附图标记15是以沿着轮辋11的周向延伸的方式立起设置在凹下部11c的外周面11d上的环状的纵壁。此外，如后述那样,副气室构件10卡定于纵壁15。附图标记15a是纵壁15的供管体18在副气室构件10卡定于纵壁15时嵌入的切口部。附图标记Y是表示车轮宽度方向的箭头。
图2是图1的II-II剖视图。
如图2所示，轮辋11在形成于车轮宽度方向Y的两端部的轮胎的胎圈座部(省略图示)彼此之间具有朝向车轮径向的内侧(旋转中心侧)凹陷的凹下部11c。
凹下部11c设置为用于在将未图示的轮胎向轮辋11组装的轮辋组装时使轮胎的胎圈部(省略图示)落入。并且，本实施方式中的凹下部11c形成为在整个车轮宽度方向Y上大致同径的圆筒形状。
在该凹下部11c的外周面11d上，以沿着轮辋11的周向延伸的方式立起设置有环状的纵壁15。
纵壁15以形成从凹下部11c的外周面11d向车轮径向的外侧(图2的纸面上侧，以下相同)立起的第一纵壁面16a的方式立起设置在外周面11d上。
另外，在形成于凹下部11c的车轮宽度方向Y的内侧(图2的纸面左侧)的侧面部11e上，以与第一纵壁面16a对置的方式设有第二纵壁面16b。需要说明的是，本实施方式中的纵壁15在铸造轮辋11时与凹下部11c一体地成形。
而且，在上述的第一纵壁面16a及第二纵壁面16b上分别形成有槽部17a及槽部17b。上述的槽部17a、17b沿着凹下部11c的外周面11d的周向形成，从而形成环状的周向槽。在上述的槽部17a、17b中嵌入副气室构件10的缘部14a及缘部14b。需要说明的是，本实施方式中的槽部17a、17b通过对纵壁15及侧面部11e分别实施机械加工而形成。
图3是副气室构件10的整体立体图。在图3中，附图标记X是表示该副气室构件10安装于凹下部11c(参照图1)时的车轮周向的箭头。附图标记Y是表示车轮宽度方向的箭头。
如上所述，本实施方式中的车辆用车轮1具备四个副气室构件10a、10b、10c、10d(参照图4)，副气室构件10a、10d(第一亥姆霍兹共振器)与副气室构件10b、10c(第二亥姆霍兹共振器)除了其共鸣频率被设定为不同以外具有相同的构造。因此，以下，说明作为副气室构件10的副气室构件10a、10b、10c、10d的构造。
如图3所示，副气室构件10是车轮周向X上较长的构件，具备主体部13、形成有连通孔18a的管体18及缘部14。并且，副气室构件10的长度方向(车轮周向X)以沿着凹下部11c(参照图1)的外周面11d(参照图1)的方式弯曲。
返回图2，副气室构件10的主体部13具备底板25b、以及与该底板25b之间形成副气室SC的上板25a。需要说明的是，本实施方式中的上板25a及底板25b分别为相同的厚度，但它们的厚度也可以相互不同。
上板25a以在底板25b的上方鼓起的方式弯曲，由此形成副气室SC，该底板25b以沿着凹下部11c的外周面11d侧的方式配置。
在上板25a上，在构成主体部13的部分中形成有上侧结合部33a。该上侧结合部33a以使上板25a朝向副气室SC侧凹陷的方式形成，在俯视观察下呈圆形。
如图3所示那样，该上侧结合部33a以沿着副气室构件10的长度方向(车轮周向X)在主体部13的中央线上排成一列的方式形成有10个，并且在管体18的位置以沿副气室构件10的短边方向(车轮宽度方向Y)排列的方式形成有两个。
如图2所示那样，在底板25b上的与上侧结合部33a对应的位置形成有底侧结合部33b。
上述的底侧结合部33b以使底板25b朝向副气室SC侧凹陷的方式形成，在俯视观察下呈圆形。上述的底侧结合部33b的前端部与上板25a的上侧结合部33a的前端部成为一体，从而将上板25a与底板25b结合。
需要说明的是，在本发明中，也可以形成为不具有这样的上侧结合部33a及底侧结合部33b的结构。
如图3所示那样，管体18在其内侧具有连通孔18a。管体18形成在副气室构件10的长度方向(车轮周向X)的中央。
这样的管体18沿车轮宽度方向Y从主体部13突出。
连通孔18a使轮胎空气室MC(参照图2)与副气室SC(参照图2)连通，并与副气室构件10的副气室SC一起构成亥姆霍兹共鸣器，该轮胎空气室MC在凹下部11c上形成在该凹下部11c与未图示的轮胎之间。
连通孔18a的截面形状没有特别限制，在本实施方式中形成为椭圆形(参照图3)，但也可以是圆形、多边形等任意形状。
需要说明的是，后面详细说明的连通孔18a彼此的间隔由连通孔18a的开口部的中心彼此规定。
这样的具有连通孔18a的本实施方式中的管体18通过嵌入到纵壁15的切口部15a(参照图1)中，从而也具有作为防止副气室构件10向车轮周向X(参照图1)旋转的防旋件的功能。
如图2所示，缘部14将底板25b与上板25a结合起来。
另外，如图3所示，通过沿着车轮周向X从主体部13延伸出的缘部14c及缘部14d、以及沿着与车轮周向X正交的方向(车轮宽度方向Y)从主体部13延伸出的缘部14a及缘部14b构成缘部14。即，缘部14(14a、14b、14c、14d)由以包围主体部13的方式从主体部13向周围延伸出的板状体形成。
并且，如图2所示，沿车轮宽度方向Y延伸出的缘部14a以及缘部14b的前端部嵌入第一纵壁面16a的槽部17a以及第二纵壁面16b的槽部17b。
分别朝向第一纵壁面16a及第二纵壁面16b延伸出的缘部14a及缘部14b如上述那样与弯曲的底板25b成为一体，形成向凹下部11c的外周面11d侧凸起的弯曲面。
这样的本实施方式中的缘部14的厚度被设定为与底板25b及上板25a的厚度大致相同的厚度。并且，缘部14通过酌情选择其厚度、材料而具有弹簧弹性。
以上那样的本实施方式的副气室构件10假定为树脂成形件，但不限定于此，也可以由金属等其他材料形成。需要说明的是，在树脂制的情况下，当考虑到其轻量化或量产性的提高、制造成本的削减、副气室SC的气密性的确保等时，优选轻量且高刚性的能够吹塑成形的树脂。其中，特别优选在反复的弯曲疲劳方面也较强的聚丙烯。
接下来，对本实施方式的车辆用车轮1中的副气室构件10(亥姆霍兹共鸣器)的位置进行说明。
图4是示意性示出作为第一亥姆霍兹共振器的副气室构件10a、10d与作为第二亥姆霍兹共振器的副气室构件10b、10c的配置位置的侧剖视图。图4示意性示出利用沿着长度方向的曲率的曲面剖切副气室构件10a、10b、10c、10d而成的剖面，并且示意性示出连通孔18a的形成位置。
本实施方式的车辆用车轮1对副气室构件10a、10d(第一亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0与副气室构件10b、10c(第二亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0设有规定幅度的差。
具体来说，相对于轮胎空气室MC内的气柱共鸣声的共鸣频率fMC，副气室构件10a、10d(第一亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0设定为fMC-α[Hz](其中，α是1～10的正数)，副气室构件10b、10c(第二亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0设定为fMC+α[Hz](其中，α与上述同样定义)。
换句话说，副气室构件10a、10d(第一亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0设定为比轮胎空气室MC内的气柱共鸣声的共鸣频率fMC低。优选的是，共鸣频率f0与共鸣频率fMC之差α(α＝f0-fMC)设定为-1～-10[Hz]。更优选设定为-5～-8[Hz]。
另外，副气室构件10b、10c(第二亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0设定为比轮胎空气室MC内的气柱共鸣声的共鸣频率fMC高。优选共鸣频率f0与共鸣频率fMC之差α(α＝f0-fMC)设定为1～10[Hz]。更优选设定为5～8[Hz]。
并且，通过酌情调节从接下来的(式1)的副气室SC的容积(V)、连通孔18a的长度(L)、以及连通孔18a的开口部截面积(S)选择的几个要素，能够进行与轮胎的气柱共鸣声的共鸣频率fMC相应的副气室构件10的共鸣频率f0的设定。
f0(Hz)：共鸣频率
C(m/s)：副气室SC内部的音速(＝轮胎空气室MC内部的音速)
V(m3)：副气室SC的容积
L(m)：连通孔18a的长度
S(m2)：连通孔18a的开口部截面积
α：修正系数
并且，如图4所示，本实施方式的车辆用车轮1在车轮周向X上依次排列设置有副气室构件10a(第一亥姆霍兹共振器)、副气室构件10b(第二亥姆霍兹共振器)、副气室构件10c(第二亥姆霍兹共振器)以及副气室构件10d(第一亥姆霍兹共振器)。
另外，构成一组第一亥姆霍兹共振器与第二亥姆霍兹共振器的副气室构件10a与副气室构件10c各自的连通孔18a彼此配置在夹着车轮旋转中心Ax对置的位置。
另外，构成另一组第一亥姆霍兹共振器与第二亥姆霍兹共振器的副气室构件10d与副气室构件10b各自的连通孔18a彼此配置在夹着车轮旋转中心Ax对置的位置。
另外，对于本实施方式的车辆用车轮1，将副气室构件10a(第一亥姆霍兹共振器)的连通孔18a和副气室构件10c(第二亥姆霍兹共振器)的连通孔18a连结起来的线L1与将副气室构件10d(第一亥姆霍兹共振器)的连通孔18a和副气室构件10b(第二亥姆霍兹共振器)的连通孔18a连结起来的线L2正交。需要说明的是，本实施方式中的“正交”表示线L1与线L2在包含误差(偏差角)的范围内以形成90度的方式交叉。该误差(偏差角)优选为±10度以内。
以上的车辆用车轮1如后述的实施例所示那样，进行消音的频带与以往的车辆用车轮(例如，参照专利文献1)比较而进一步扩大。
因此，根据该车辆用车轮1，即便应用于轮胎空气室MC内的气柱共鸣声的频带宽的轮胎中也能发挥优秀的消音性能。
以上对本实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，能够以各种方式实施。
在所述实施方式中，副气室构件10a、10b、10c、10d假定为使用四个单体，但本发明也能够采用将从副气室构件10a、10b、10c、10d选择的几个副气室构件10组合而设为一体的结构。
另外，在所述实施方式中，利用能够向凹下部11c安装的副气室构件10构成亥姆霍兹共振器，但也能够采用通过在轮辋11内设置空洞等而将副气室SC与连通孔18a直接形成在轮辋11上的结构。
另外，在所述实施方式中，说明了副气室构件10的连通孔18a设置在副气室构件10的长度方向的中央部的情况，但本发明不限于此。因此，连通孔18a也可以采用在所述的线L1以及线L2正交的前提下形成于副气室构件10的长度方向的端部的结构。
另外，在所述实施方式中，说明了副气室构件10a、10b、10c、10d的各连通孔18a向车轮宽度方向Y的轮盘12侧偏倚配置的情况，但连通孔18a的位置不限于此。因此，副气室构件10a、10b、10c、10d的各连通孔18a也能够配置于车轮宽度方向Y的任一位置。在该情况下，所述的线L1以及线L2只要在从沿着车轮旋转轴的方向观察时正交即可。
实施例
接下来，示出本发明的实施例以及比较例，并且进一步具体说明本发明。
(实施例)
图5(a)是示意性示出实施例的车辆用车轮1的副气室构件10a、10d(第一亥姆霍兹共振器)与副气室构件10b、10c(第二亥姆霍兹共振器)的配置位置的侧剖视图。图5(b)是示出图5(a)的车辆用车轮1的消音性能的图表。
如图5(a)所示，本实施例的副气室构件10a、10d(第一亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0设定为比轮胎空气室MC内的气柱共鸣声的共鸣频率fMC低5[Hz]。在图5(a)中记作f0-fMC＝-5[Hz]。
另外，本实施例的副气室构件10b、10c(第二亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0设定为比轮胎空气室MC内的气柱共鸣声的共鸣频率fMC高5[Hz]。在图5(a)中记作f0-fMC＝5[Hz]。
将副气室构件10a(第一亥姆霍兹共振器)的连通孔18a和副气室构件10c(第二亥姆霍兹共振器)的连通孔18a连结起来的线L1与将副气室构件10d(第一亥姆霍兹共振器)的连通孔18a和副气室构件10b(第二亥姆霍兹共振器)的连通孔18a连结起来的线L2正交。
在图5(a)中，附图标记20是轮胎面。
接下来，评价该车辆用车轮1的消音特性。
向装配有轮胎的车辆用车轮1的轮胎面20输入基于锤击的冲击负载。然后，测定车轮旋转中心Ax的振动加速度的大小。其结果示于图5(b)。
图5(b)的纵轴表示将被输入冲击负载时的每1N施振输入的振动加速度的大小[(m/s2)/N]换算成[dB]单位。图5(b)的横轴是共鸣频率[Hz]。需要说明的是，横轴的Rf是轮胎的气柱共鸣声的共鸣频率的中央值(共鸣频率fMC)。
如图5(b)所示，在将振动加速度的阈值设定为比参考例所示的不具有副气室构件10的车辆用车轮中的振动加速度的峰值小任意量的值(例如本次为18dB)的情况下，以轮胎的共鸣频率的中央值Rf为中心的消音的频带是17Hz。
(比较例1)
图6(a)是示意性示出比较例1的车辆用车轮100A中的四个副气室构件10的配置位置的侧剖视图。图6(b)是示出图6(a)的车辆用车轮1的消音性能的图表。
如图6(a)所示，本比较例1的四个副气室构件10的共鸣频率f0设定为与轮胎空气室MC内的气柱共鸣声的共鸣频率fMC相等。
将夹着车轮旋转中心Ax对应的副气室构件10的连通孔18a连结起来的线L1与线L2正交。
在图6(a)中，附图标记20是轮胎面。
接下来，与实施例同样地评价该车辆用车轮1的消音特性。
其结果是，如图6(b)所示，在设定为比参考例所示的不具有副气室构件10的车辆用车轮的振动加速度的峰值小任意量的值(例如本次为18dB)的情况下，以轮胎的共鸣频率的中央值Rf作为中心的消音的频带是13Hz。
(比较例2)
图7(a)是示意性示出比较例2的车辆用车轮100B的副气室构件10a、10d(第一亥姆霍兹共振器)与副气室构件10b、10c(第二亥姆霍兹共振器)的配置位置的侧剖视图。图7(b)是示出图7(a)的车辆用车轮1的消音性能的图表。
如图7(a)所示，在比较例2中，副气室构件10a、10d彼此(第一亥姆霍兹共振器彼此)夹着车轮旋转中心Ax对置，并且副气室构件10b、10c彼此(第二亥姆霍兹共振器彼此)夹着车轮旋转中心Ax对置。并且，将对置的副气室构件10a、10d的连通孔18a连结起来的线L1与将对置的副气室构件10b、10c的连通孔18a连结起来的线L2正交。
需要说明的是，副气室构件10a、10d(第一亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0与副气室构件10b、10c(第二亥姆霍兹共振器)的共鸣频率f0设定为与实施例的副气室构件10a、10b、10c、10d相同。
接下来，与实施例同样地评价该车辆用车轮1的消音特性。
其结果是，如图7(b)所示那样，在设定为比参考例所示的不具有副气室构件10的车辆用车轮的振动加速度的峰值小任意量的值(例如本次为18dB)的情况下，以轮胎的共鸣频率的中央值Rf为中心的消音的频带是9Hz。
(实施例以及比较例1、2的车辆用车轮的评价结果)
图8是将图5(b)、图6(b)及图7(b)的图表的线图汇总为一个进行显示的图表。需要说明的是，图8中的粗虚线所示的参考例示出不具有副气室构件10的车辆用车轮的轮胎的共鸣频率的分布。
如图8所示，使第一亥姆霍兹共振器与第二亥姆霍兹共振器夹着车轮旋转中心Ax对置的实施例的车辆用车轮1的消音的频带最宽为17Hz。
另外，在与轮胎的共鸣频率fMC相适地设定了共鸣频率f0的比较例1的车辆用车轮100A中，消音的频带比实施例窄，为13Hz。
另外，在具备第一亥姆霍兹共振器与第二亥姆霍兹共振器、并且第一亥姆霍兹共振器与第二亥姆霍兹共振器没有夹着车轮旋转中心Ax对置的比较例2的车辆用车轮100B中，消音的频带最窄为9Hz。
根据以上结果，本实施例的车辆用车轮1的消音的频带最宽，与比较例1、2的车辆用车轮100A、100B比较，对于气柱共鸣声的频带宽的轮胎也能发挥优秀的消音性能。
附图标记说明
1 车辆用车轮
10 副气室构件
10a 副气室构件(第一亥姆霍兹共鸣器)
10b 副气室构件(第二亥姆霍兹共鸣器)
10c 副气室构件(第二亥姆霍兹共鸣器)
10d 副气室构件(第一亥姆霍兹共鸣器)
11 轮辋
11c 凹下部
11d 外周面
13 主体部
14 缘部
14a 缘部
14b 缘部
14c 缘部
14d 缘部
15 纵壁
16a 第一纵壁面
16b 第二纵壁面
17a 槽部
17b 槽部
18a 连通孔
25a 上板
25b 底板
X 车轮周向
Y 车轮宽度方向
SC 副气室
MC 轮胎空气室
Ax 车轮旋转中心

Claims (2)

1.一种车辆用车轮，其具备亥姆霍兹共振器，该亥姆霍兹共振器具有经由连通孔与轮胎空气室连通的副气室，其特征在于，
所述车辆用车轮具备两组第一亥姆霍兹共振器和第二亥姆霍兹共振器的组合，
所述第一亥姆霍兹共振器设定为，具有针对共鸣频率比轮胎空气室内的气柱共鸣声的共鸣频率低的声音的消音特性，
所述第二亥姆霍兹共振器设定为，具有针对共鸣频率比所述气柱共鸣声的共鸣频率高的声音的消音特性，
所述第一亥姆霍兹共振器的所述连通孔与所述第二亥姆霍兹共振器的所述连通孔配置在夹着车轮旋转中心对置的位置，将一组所述第一亥姆霍兹共振器的所述连通孔和所述第二亥姆霍兹共振器的所述连通孔连结起来的线与将另一组所述第一亥姆霍兹共振器的所述连通孔和所述第二亥姆霍兹共振器的所述连通孔连结起来的线相互正交。
2.根据权利要求1所述的车辆用车轮，其中，
相对于轮胎空气室内的气柱共鸣声的共鸣频率fMC，第一亥姆霍兹共振器的共鸣频率f0被设定为fMC-α[Hz]，第二亥姆霍兹共振器的共鸣频率f0被设定为fMC+α[Hz]，其中，α是1～10的正数。
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