DE10393170T5

DE10393170T5 - Reifenrad

Info

Publication number: DE10393170T5
Application number: DE10393170T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Hiratsuka Tanno
Original assignee: Central Motor Wheel Co Ltd; Toyota Motor Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Central Motor Wheel Co Ltd; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: US20050280309A1; WO2004018230A1; DE10393170B4; JP2004082810A; CN1678468A; CN100357115C; JP4188029B2

Abstract

Reifenrad mit einer Scheibe und einer Felge zum Anbringen eines mit einem äußeren Rand der Scheibe verbundenen Luftreifens, wobei die Felge einen mit der Scheibe verbundenen Felgenkörper und mit beiden Seiten des Felgenkörpers in Richtung der Breite verbundenen Felgenkanten aufweist, wobei die Scheibe zu einer Seite hin in Bezug auf eine Mitte der Felge in Richtung der Breite versetzt ist,
wobei der Felgenkörper einen Felgenkörperabschnitt aufweist, der sich von einer Verbindungsstelle zwischen der Scheibe und dem Felgenkörper zu einer Grenzstelle zwischen dem Felgenkörper und der Felgenkante auf der anderen Seite erstreckt, wobei der Felgenkörperabschnitt aus drei gleichen Sektionen besteht, in welche der Felgenkörperabschnitt entlang einer Mittellinie der Drehung des Rades gleichmäßig geteilt ist, wobei die näher an der Felgenkante auf der anderen Seite gelegene gleiche Sektion eine dünnere durchschnittliche Felgendicke aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Reifenräder, und insbesondere auf ein Reifenrad, welches ohne eine Verschlechterung der Straßenlaufgeräusche zu erleiden leichter gemacht werden kann.
Stand der Technik
In den letzten Jahren wurden zusammen mit dem Leichtermachen von Fahrzeugen, Reifenräder leichter gemacht. Die Arten des Leichtermachens umfassen z.B. eine Art und Weise zur Verringerung der Dicke der Radscheibe oder der Radfelge. Das herkömmliche Leichtermachen wird mittels des durchschnittlichen Verringerns der Dicke der Scheibe oder der Felge durchgeführt.
Reifenräder, welche wie oben beschrieben leichter gemacht werden, weisen jedoch Eigenschwingungen auf, welche sich in ein niedrigeres Frequenzband bewegt haben, wobei die Eigenfrequenz des Rades nahe bei der Eigenfrequenz eines auf dem Rad aufgezogenen Luftreifens ist, was zu einem Anstieg in einer Resonanzwirkung zwischen den zwei Eigenfrequenzen führt. Dadurch entsteht das Problem, dass sich das Straßenlaufgeräusch verschlechtert.
Darstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Reifenrad zu entwickeln, welches ohne eine Verschlechterung des Straßenlaufgeräusches zu erleiden leichter gemacht werden kann.
Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Reifenrad bereit, welches eine Scheibe und eine Felge zur Befestigung eines mit einem äußeren Rand der Scheibe verbundenen Luftreifens aufweist, wobei die Felge einen mit der Scheibe verbundenen Felgenkörper und mit beiden sich in Richtung der Breite erstreckenden Seiten des Felgenkörpers verbundene Felgenkanten aufweist, und wobei die Scheibe nach einer Seite hin in Bezug auf eine Mitte der Felge in Richtung der Breite versetzt ist, wobei der Felgenkörper einen sich von einer Verbindungsstelle zwischen der Scheibe und dem Felgenkörper zu einer Grenzstelle zwischen dem Felgenkörper und dem Felgenrand auf der anderen Seite erstreckenden Felgenkörperabschnitt aufweist, wobei der Felgenkörperabschnitt aus drei gleichen Sektionen besteht, in welche der Felgenkörperabschnitt zu gleichen Teilen entlang einer Mittelachse der Drehung des Rades unterteilt ist, wobei die näher an der Felgenkante liegende gleiche Sektion auf der anderen Seite eine dünnere durchschnittliche Felgendicke aufweist.
Entsprechend der oben genannten vorliegenden Erfindung wird der Felgenkörperabschnitt, der die Eigenfrequenz des Rades stark beeinflusst, durchschnittlich nicht in der Dicke verringert, sondern die näher an der Felgenkante auf der anderen Seite gelegene gleiche Sektion ist anders als das Rad im Stand der Technik dünner, und erlaubt dadurch eine Federkonstante des Felgenkörperabschnitts auf demselben Niveau oder größer als jene vor dem Leichtermachen zu halten. Als Ergebnis bewegt sich die Eigenfrequenz des Rades nicht in ein niedrigeres Frequenzband, während das Rad leichter gemacht wird.
Ein Anstieg in einer resonanten Wirkung zwischen den Eigenfrequenzen des Rades und des Luftreifens kann daher verhindert werden. Dementsprechend kann ein Leichtermachen des Rades ohne Verschlechterung des Straßenlaufgeräusches erzielt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Halbschnittansicht, die eine Ausführungsform eines Reifenrads entsprechend der vorliegenden Erfindung in einem radialen, entlang einer Ebene durch die Mittelachse der Rotation des Rades genommenen Querschnitt zeigt.
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Verbindungsstelle zwischen der Scheibe und dem Felgenkörper des Rads in 1 zeigt.
3 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die eine Grenzstelle zwischen dem Felgenkörper und einer anderen Felgenkante des Rads in 1 zeigt.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden detailliert unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein die vorliegende Erfindung verkörperndes Reifenrad, in welchem die Bezugsziffer 1 eine Scheibe bezeichnet und Bezugsziffer 2 eine Felge bezeichnet. Die Scheibe 1 enthält einen Mittelabschnitt, welcher ein Nabenloch 11 zur Aufnahme einer Nabe einer Achse aufweist. Die Scheibe 1 hat eine Vielzahl von Bolzenlöchern 12 zum Befestigen der Scheibe 1 an einem Fahrzeug in einem das Nabenloch 11 umgebenden Teil, wobei die Bolzenlöcher 12 in einem vorgegebenen Abstand (Intervall) entlang der Umfangsrichtung der Scheibe 1 platziert sind.
Die Felge 2 zum Anbringen eines Luftreifens ist mit dem Außenrand der Scheibe 1 verbunden. Die Felge 2 umfasst einen zylindrischen, mit der Scheibe 1 verbundenen Felgenkörper 21 und ringförmige Felgenkanten 22A und 22B, welche in Richtung der Breite mit beiden Seiten des Felgenkörpers 21 verbunden sind. Der Felgenkörper 21 enthält eine Vertiefung 23, die eine konkave Form hat, und Wulstsitze 24A und 24B, die sich von beiden Seiten der Vertiefung erstrecken, und der äußere Rand der Scheibe 1, der zu einer Seite hin relativ zur Mittellinie CR der Felge 2 in Richtung der Breite versetzt ist, ist mit der Vertiefung 23 verbunden. Humps 25A und 25B stehen ringförmig auf den radial äußeren Oberflächen 24A1 und 24B1 der Wulstsitze 24A und 24B entlang der Umfangsrichtung des Rades hervor.
Der Felgenkörper 21 hat einen Felgenkörperabschnitt 21X, der sich von einer Verbindungsstelle M zwischen der Scheibe 1 und dem Felgenkörper 21 zu eine Grenzstelle N zwischen dem Felgenkörper 21 und der Felgenkante 22B auf der anderen Seite erstreckt, und der Felgenkörperabschnitt 21X ist gleichmäßig in drei gleiche Sektionen entlang der Mittelachse O der Drehung des Rades unterteilt. Die drei gleichen Sektionen bestehen aus einer scheibenseitigen, mit der Scheibe 1 verbundenen gleichen Sektion X1, einer kantenseitigen, mit der Felgenkante 22B auf der anderen Seite verbundenen gleichen Sektion X2, und einer mittleren gleichen Sektion X3 zwischen der scheibenseitigen gleichen Sektion X1 und der kantenseitigen gleichen Sektion X2. Die scheibenseitige gleiche Sektion X1 hat die dickste und die kantenseitige gleiche Sektion hat die dünnste durchschnittliche Felgendicke, und die näher an der Kante 22B auf der anderen Seite gelegene gleiche Sektion ist dünner.
Der Felgenkörperabschnitt 21X, der sich seitlich vom äußeren Rand der Scheibe 1 wie oben erwähnt erstreckt und stark die Eigenfrequenz des Rades beeinflusst, ist nicht durchschnittlich in der Dicke reduziert, sondern die näher an der Felgenkante auf der anderen Seite gelegene gleich Sektion ist dünner, anders als das Rad im Stand der Technik, und erlaubt es dadurch, eine Federkonstante des Felgenkörperabschnitts 21X trotz Leichtermachens des Rades auf dem gleichen Niveau wie jenem vor dem Leichtermachen zu halten.
Daher kann verhindert werden, dass die Eigenfrequenz des Rades sich in ein niedrigeres Frequenzband bewegt, und nicht in der Nähe der Eigenfrequenz eines auf dem Rad aufgezogenen Luftreifens liegt. Als Resultat kann ein Anstieg in einer Resonanzwirkung zwischen den Eigenfrequenzen des Rades und des Luftreifens vermieden werden. Dementsprechend kann das Rad leichter gemacht werden, ohne eine Verschlechterung des Straßenlaufgeräusches zu erleiden.
In der vorliegenden Erfindung weisen die drei gleichmäßig geteilten gleichen Sektion X1, X2 und X3 durchschnittliche Felgendicken t1, t2 und t3 auf, und die Differenz zwischen der durchschnittlichen Dicke von zumindest einem Paar von nebeneinanderliegenden gleichen Sektionen und vorzugsweise zwischen den durchschnittlichen Felgendicken von nebeneinanderliegenden gleichen Sektionen kann 0,5 mm oder mehr betragen. Durch derartiges Sicherstellen der Differenz von 0,5 mm oder mehr kann die Eigenfrequenz des Rades in ein höheres Frequenzband bewegt werden und daher wird eine Resonanzwirkung zwischen dem Rad und dem Luftreifen stärker unterdrückt, um dadurch eine weitere Reduzierung des Straßenlaufgeräusches zu erzeugen. Die Obergrenze der Differenz im Sinne von Festigkeit und Leichtermachen des Rades kann bei 5 mm liegen.
Die durchschnittliche Felgendicke t₁ der scheibenseitigen gleichen Sektion X1 kann 3 bis 8 mm betragen, und die durchschnittliche Felgendicke t₂, der kantenseitigen gleichen Sektion X2 kann 2 bis 3 mm betragen. Wenn die durchschnittlichen Felgendicken niedriger als die oben genannten Bereiche sind, ist es schwierig, die Festigkeit des Rades aufrecht zu erhalten, und wenn die durchschnittliche Felgendicke den oberen Bereich übersteigt, wird ein Leichtermachen des Rades verhindert.
Vorzugsweise ist der Felgenkörperabschnitt 21X, wie in 1 gezeigt, so angeordnet, dass die Felgendicke des Felgenkörperabschnitts 21X mit dem Annähern an die Felgenkante 22B auf der anderen Seite stetig dünner wird.
In der vorliegenden Erfindung werden die Verbindungsstelle M zwischen der Scheibe 1 und dem Felgenkörper 21 und die Grenzstelle N zwischen dem Felgenkörper 21 und der Felgenkante 22B auf der anderen Seite wie folgt bestimmt.
Die Verbindungsstelle M ist, wie in 2 gezeigt, ein Schnittpunkt zwischen den radial äußeren Oberflächen 21B des Felgenkörpers 21 und einer Normalen D1 in einem radialen Radquerschnitt entlang einer Ebene, die durch die Mittelachse O der Rotation des Rades geht, wobei die Normale D1 eine Normallinie ist, die von einem Schnittpunkt oder Verbindungspunkt F zwischen der inneren zur Seite der Felgenkante 22B auf der anderen Seite gewandten Oberfläche 1A der Felge 1 und der radial inneren Oberfläche 21A des Felgenkörpers 21 zu der radial äußeren Oberfläche 21B gezeichnet ist.
Die Grenzstelle N ist, wie in 3 gezeigt, ein Schnittpunkt zwischen einer Verlängerungslinie E1 der radial äußeren Oberfläche 24B1 des auf der Felgenkanten 22B-Seite des Humps 25B gelegenen Wulstsitzes 24B und einer Verlängerungslinie E2 des inneren Oberflächenabschnitts 22B1 der Felgenkante 22B, welche senkrecht zur Mittelachse O der Drehung des Rades in einer radradialen Querschnittsebene liegt, welche entlang einer durch die Mittelachse O der Drehung des Rades gehenden Ebene genommen ist.
Die durchschnittlichen Felgendicken t1, t2 und t3 der gleichen Sektionen X1, X2 und X3 werden aus den folgenden Ausdrücken bestimmt, wobei in dem Falle, dass die radial äußere Oberfläche 21B des Felgenkörpers 21 im Querschnitt eine gebogene Linie ist, tD1, tD2, tD3 Dicken sind, welche entlang den jeweiligen, zu den entsprechenden auf der radial äußeren Oberfläche 21B gelegenen Positionen M, P und Q gezogenen Normallinien D1, D2, und D3 gemessen werden und die gleichen Sektionen X1, X2 und X3 unterteilen, und in dem Fall, dass die radial äußere Oberfläche 21B im Querschnitt gerade ist, tD1, tD2, und tD3 Dicken sind, die entlang den jeweiligen zu den entsprechenden Positionen M, P und Q senkrechten Linien gemessen werden, und tD4 eine Dicke ist, die von der Grenzstelle N entlang einer senkrecht zur Verlängerungslinie E1 gezogenen Linie D4 gemessen wird. t1 = (tD1 + tD2) / 2 t2 = (tD3 + tD4) / 2 t3 = (tD2 + tD3) / 2
Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise auf Räder anwendbar, welche insbesondere für Luftreifen von Personenkraftfahrzeugen verwendet werden.
Beispiel
Vorbereitet wurden Räder entsprechend der vorliegenden Erfindung 1 bis 4 und entsprechend dem Stand der Technik 1 und 2, welche dieselben Felgengröße von 15 × 6½ aufweisen, wobei die Räder entsprechend der vorliegenden Erfindung 1 bis 4 und die Räder entsprechend des Standes der Technik 1 und 2 einen in 1 gezeigten Aufbau aufweisen, und wobei die durchschnittlichen Felgendicken der scheibenseitigen gleichen Sektion, der mittleren gleichen Sektion und der felgenseitigen gleichen Sektion in Tabelle 1 gezeigt sind.
Tests zur Auswertung des Gewichts und des Straßenlaufgeräusches wurden an jedem Testrad entsprechend den folgenden Messmethoden durchgeführt. Die in Tabelle 1 gezeigten Resultate wurden erhalten.
Gewicht
Das Gewicht jedes Testrads wurde gemessen. Das Messergebnis wurde anhand einer Indexnummer ausgewertet, wobei die Indexnummer des Rads des Stands der Technik 1 100 beträgt. Je kleiner die Indexnummer war, desto leichter war das Rad.
Straßenlaufgeräusch
Jede Gruppe von Testrädern, auf welche Reifen mit einer Reifengröße von 195/60 R15 mit einem Reifenluftdruck von 200 kPa aufgezogen wurden, wurde an einem frontgetriebenen Personenkraftfahrzeug mit einem Hubraum von 2 Litern angebracht, und ein Feeling-Test wurde von fünf Testfahrern auf einer Teststrecke durchgeführt, wobei das Personenkraftfahrzeug von jedem Testfahrer gefahren wurde. Jedes Ergebnis des Feeling-Tests wurde anhand einer Fünfpunkte-Methode ausgewertet, und die Straßenlaufgeräusch-Note war ein Durchschnittswert der Bewertung durch die fünf Testfahrer. Je größer der Wert war, desto niedriger war das Laufgeräusch.
Tabelle 1
Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich ist, verschlechtern die Räder der vorliegenden Erfindung das Straßenlaufgeräusch nicht, anders als das Rad des Stands der Technik 2 mit reduziertem Gewicht, während die Räder der vorliegenden Erfindung leichter als das Rad des Standes der Technik 1 sind.
Von den drei gleichen Sektionen, in welche der Felgenkörperabschnitt, wie oben veranschaulicht, entsprechend der vorliegenden Erfindung gleichmäßig aufgeteilt ist, hat die näher an der Seite der Felgendkante auf der anderen Seite gelegene gleiche Sektion eine dünnere durchschnittliche Felgendicke, und erlaubt dadurch das Rad leichter zu machen, ohne eine Verschlechterung des Straßenlaufgeräusches zu erleiden.
Industrielle Anwendbarkeit
Das Reifenrad der vorliegenden Erfindung, welches die oben genannte hervorragenden Wirkung aufweist, kann sehr effektiv als an ein Fahrzeug anzubringendes Reifenrad eingesetzt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Reifenrad umfassend eine Scheibe und eine Felge zum Anbringen eines mit dem äußeren Rand der Scheibe verbundenen Luftreifens. Die Felge beinhaltet einen mit der Scheibe verbundenen Felgenkörper und mit beiden Seiten des Felgenkörpers in Richtung der Breite verbundenen Felgenkanten. Die Scheibe ist nach einer Seite hin in Bezug auf die Mitte der Felge in Richtung der Breite versetzt. Der Felgenkörper weist einen Felgenkörperabschnitt auf, der sich von einer Verbindungsstelle zwischen der Scheibe und dem Felgenkörper zu einer Grenzstelle zwischen dem Felgenkörper und den Felgenkanten auf der anderen Seite erstreckt. Der Felgenkörperabschnitt besteht aus drei gleichen Sektionen, in die der Felgenkörperabschnitt entlang der Mittelachse der Drehung des Rades gleichmäßig geteilt ist. Die näher an der Felgenkante auf der anderen Seite gelegenen gleich Sektion hat eine dünnere durchschnittliche Felgendicke.

Claims

Reifenrad mit einer Scheibe und einer Felge zum Anbringen eines mit einem äußeren Rand der Scheibe verbundenen Luftreifens, wobei die Felge einen mit der Scheibe verbundenen Felgenkörper und mit beiden Seiten des Felgenkörpers in Richtung der Breite verbundenen Felgenkanten aufweist, wobei die Scheibe zu einer Seite hin in Bezug auf eine Mitte der Felge in Richtung der Breite versetzt ist, wobei der Felgenkörper einen Felgenkörperabschnitt aufweist, der sich von einer Verbindungsstelle zwischen der Scheibe und dem Felgenkörper zu einer Grenzstelle zwischen dem Felgenkörper und der Felgenkante auf der anderen Seite erstreckt, wobei der Felgenkörperabschnitt aus drei gleichen Sektionen besteht, in welche der Felgenkörperabschnitt entlang einer Mittellinie der Drehung des Rades gleichmäßig geteilt ist, wobei die näher an der Felgenkante auf der anderen Seite gelegene gleiche Sektion eine dünnere durchschnittliche Felgendicke aufweist.
Reifenrad nach Anspruch 1, wobei die drei gleichmäßig geteilten gleichen Sektionen durchschnittliche Felgendicken aufweisen, und wobei eine Differenz zwischen den durchschnittlichen Felgendicken von zumindest einem Paar der benachbarten gleichen Sektionen 0,5 mm oder mehr beträgt.
Reifenrad nach Anspruch 1 oder 2, wobei die drei gleichmäßig geteilten gleichen Sektionen aus einer scheibenseitigen, mit der Scheibe verbundenen gleichen Sektion, einer kantenseitigen, mit der Felgenkante auf der anderen Seite verbundenen gleichen Sektion und einer zwischen der kantenseitigen gleichen Sektion und der scheibenseitigen gleichen Sektion gelegenen mittleren gleichen Sektion bestehen, wobei die durchschnittliche Felgendicke der scheibenseitigen gleichen Sektion zwischen 3 und 8 mm beträgt, die durchschnittliche Felgendicke der kantenseitigen gleichen Sektion zwischen 2 und 3 mm beträgt.
Reifenrad nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Felgenkörperabschnitt zur Felgenkante auf der anderen Seite hin eine dünnere Felgendicke aufweist.
Reifenrad nach Anspruch 1, wobei der Felgenkörperabschnitt mit zunehmender Annäherung an die Felgenkante auf der anderen Seite eine dünnere Felgendicke aufweist.