DE112015001213T5

DE112015001213T5 - Fahrzeugrad

Info

Publication number: DE112015001213T5
Application number: DE112015001213.3T
Authority: DE
Inventors: Youichi Kamiyama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2015-03-11
Publication date: 2017-01-12
Also published as: JPWO2015137370A1; JP6154064B2; US20170120673A1; CN106068189A; US10011148B2; CN106068189B; WO2015137370A1

Abstract

Ein Fahrzeugrad (1) erlaubt, dass ein Verbindungsloch 18a für einen ersten Helmholtz-Resonator (Hilfsluftkammerelemente (10a, 10d)), der eine niedrigere Resonanzfrequenz als jene eines Luftsäulenresonanzgeräuschs eines Reifens hat, und ein Verbindungsloch (18a) für einen zweiten Helmholtz-Resonator (Hilfsluftkammerelemente (10b, 10c)), der eine höhere Resonanzfrequenz als jene des Luftsäulenresonanzgeräuschs des Reifens aufweist, an Positionen angeordnet sind, die über eine Raddrehmitte (Ax) einander gegenüberliegen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Herkömmlich ist ein Rad bekannt, worin ein Helmholtz-Resonator (ein Hilfsluftkammerelement) zum Dämpfen eines Luftsäulenresonanzgeräuschs in einer Reifenluftkammer an einer Außenumfangsoberfläche eines Bettabschnitts angebracht ist (s. zum Beispiel Patentliteratur 1). Der Helmholtz-Resonator in diesem Rad enthält ein Hilfsluftkammerelement, und vier Helmholtz-Resonatoren sind mit gleichmäßigen Intervallen in Umfangsrichtung des Rads angeordnet. Darüber hinaus wird eine Resonanzfrequenz in jedem Helmholtz-Resonator auf eine Resonanzfrequenz in der Reifenluftkammer gelegt.
ZITATENLISTE
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 4551422

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Wenn jedoch die Resonanzfrequenz in jedem Helmholtz-Resonator auf eine einzige Frequenz gesetzt wird, ist der Frequenzbereich beschränkt, indem eine Schalldämpfung erfolgen kann.
Demzufolge tritt dort, wo ein herkömmliches Rad (zum Beispiel s. Patentliteratur 1) an einem Reifen angewendet wird, der einen breiten Frequenzbereich eines Luftsäulenresonanzgeräuschs eine Reifenkammer aufweist, ein Problem auf, dass die Schalldämpfleistung schlechter ist.
Im Hinblick auf das obige ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugrad anzugeben, das eine gute Schalldämpfleistung liefert, auch wenn es an einem Reifen angewendet wird, der einen weiten Frequenzbereich eines Luftsäulenresonanzgeräuschs in einer Reifenluftkammer aufweist.
Lösung für das Problem
Als Mittel zur Lösung der obigen Probleme sieht die vorliegende Erfindung ein Fahrzeugrad vor, welches mit Helmholtz-Resonatoren versehen ist, die jeweils ein Hilfsluftkammerelement aufweisen, das durch ein Verbindungsloch mit einer Reifenluftkammer in Verbindung steht, wobei das Fahrzeugrad zwei Gruppen von Helmholtz-Resonatoren aufweist, wobei jede Gruppe enthält: einen ersten Helmholtz-Resonator, der so gesetzt ist, dass er Schalldämpfcharakteristiken für ein Geräusch mit einer niedrigeren Resonanzfrequenz als eine Resonanzfrequenz eines Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer aufweist; und einen zweiten Helmholtz-Resonator, der so gesetzt ist, dass er Schalldämpfcharakteristiken für ein Geräusch mit einer höheren Resonanzfrequenz als die Resonanzfrequenz des Luftsäulenresonanzgeräuschs aufweist, wobei das Verbindungsloch für den ersten Helmholtz-Resonator und das Verbindungsloch für den zweiten Helmholtz-Resonator an Positionen angeordnet sind, die über eine Raddrehmitte einander gegenüberliegen, und eine Linie, die das Verbindungsloch für den ersten Helmholtz-Resonator mit dem Verbindungsloch für den zweiten Helmholtz-Resonator in einer Gruppe verbindet, und eine Linie, die das Verbindungsloch für den ersten Helmholtz-Resonator mit dem Verbindungsloch für den zweiten Helmholtz-Resonator in einer anderen Gruppe verbindet, zueinander senkrecht sind.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, ein Fahrzeugrad anzugeben, das eine gute Schalldämpfleistung auch dann liefert, wenn es an einem Reifen angewendet wird, der einen weiten Frequenzbereich eines Luftsäulenresonanzgeräuschs in einer Reifenluftkammer aufweist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht eines Fahrzeugrads gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie II-II in 1.
3 ist eine Gesamtperspektivansicht eines Hilfsluftkammerelements.
4 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die schematisch Orte eines ersten Helmholtz-Resonators und eines zweiten Helmholtz-Resonators zeigt.
5A ist eine Seitenquerschnittsansicht, die schematisch Orte von ersten Helmholtz-Resonatoren und zweiten Helmholtz-Resonatoren in einem Fahrzeugrad eines Arbeitsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt, und 5B ist ein Graph, der die Schalldämpfleistung im Fahrzeugrad in 5A zeigt.
6A ist eine Seitenquerschnittsansicht, die schematisch Orte von Helmholtz-Resonatoren in einem Fahrzeugrad eines Vergleichsbeispiels 1 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 6B ist ein Graph, der die Schalldämpfleistung im Fahrzeugrad in 6A zeigt.
7A ist eine Seitenquerschnittsansicht, die schematisch Orte von Helmholtz-Resonatoren in einem Fahrzeugrad eines Vergleichsbeispiels 2 der vorliegenden Erfindung zeigt, und 7B ist ein Graph, der die Schalldämpfleistung im Fahrzeugrad in 7A zeigt.
8 ist ein Graph, der gemeinsam die Graphen in den 5B, 6B und 7B zeigt.
Beschreibung der Ausführungen
Nachfolgend werden Ausführungen der vorliegenden Erfindung bei Bedarf in Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Fahrzeugrad 1 gemäß der vorliegenden Ausführung mit einer Mehrzahl von Hilfsluftkammerelementen 10 versehen, welche als Helmholtz-Resonator in Radumfangsrichtung X dienen. Obwohl in 1 zur einfachen Darstellung nur zwei Hilfsluftkammerelemente 10a und 10b gezeigt sind, ist das Fahrzeugrad 1 mit vier Hilfsluftkammerelementen 10a, 10b, 10c und 10d (s. 4) in der Radumfangsrichtung X versehen, wie später im Detail beschrieben wird. Übrigens entsprechen das Hilfsluftkammerelement 10a und das Hilfsluftkammerelement 10d in dieser Ausführung einem in den Ansprüchen aufgeführten „ersten Helmholtz-Resonator”, und das Hilfsluftkammerelement 10b und das Hilfsluftkammerelement 10c entsprechen dem in den Ansprüchen aufgeführten „zweiten Helmholtz-Resonator”.
Das Fahrzeugrad 1 gemäß der vorliegenden Ausführung enthält zwei Gruppen von Helmholtz-Resonatoren, wobei jede Gruppe ein Verbindungsloch 18a für den ersten Helmholtz-Resonator enthält, der eine niedrigere Resonanzfrequenz als eine Resonanzfrequenz eines Luftsäulenresonanzgeräuschs eines Reifens hat, sowie ein Verbindungsloch 18a für den zweiten Helmholtz-Resonator mit einer höheren Resonanzfrequenz als der Resonanzfrequenz des Luftsäulenresonanzgeräuschs des Reifens. Das Fahrzeugrad 1 gemäß der vorliegenden Ausführung ist hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, dass eine Linie, welche das Verbindungsloch 18a für den ersten Helmholtz-Resonator mit dem Verbindungsloch 18a für den zweiten Helmholtz-Resonator in einer Gruppe verbindet, und eine Linie, die das Verbindungsloch 18a für den ersten Helmholtz-Resonator mit dem Verbindungsloch 18a für den zweiten Helmholtz-Resonator in einer anderen Gruppe verbindet, die zueinander senkrecht sind.
Übrigens werden in der nachfolgenden Beschreibung die obigen Hilfsluftkammerelemente 10a, 10b, 10c und 10d einfach als „das Hilfsluftkammerelement 10” bezeichnet, wo sie nicht voneinander unterschieden sind.
Wie in 1 gezeigt, enthält das Fahrzeugrad 1 gemäß der vorliegenden Ausführung eine Feige 11 sowie eine Scheibe 12 zum Verbinden der Felge 11 mit einer Nabe (nicht gezeigt). In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 11d eine Außenumfangsoberfläche eines Bettabschnitts 11c, und das Hilfsluftkammerelement 10 ist in dem Bettabschnitt 11c angebracht, wie später im Detail beschrieben wird. Darüber hinaus bezeichnet das Bezugszeichen 18 ein Rohrelement, in dem das Verbindungsloch 18a ausgebildet ist, und das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine ringförmige vertikale Wand, die so vorgesehen ist, dass sie an der Außenumfangsoberfläche 11d des Bettabschnitts 11c hochsteht, um sich in der Umfangsrichtung der Felge 11 zu erstrecken. Übrigens steht das Hilfsluftkammerelement 10 mit der vertikalen Wand 15 im festen Eingriff, wie später beschrieben wird. Das Bezugszeichen 15a bezeichnet einen Ausschnitt der vertikalen Wand 15, in den das Rohrelement 18 eingesetzt wird, wenn das Hilfsluftkammerelement 10 mit der vertikalen Wand 15 im festen Eingriff steht. Das Bezugszeichen Y bezeichnet eine Pfeilmarkierung, welche eine Radbreitenrichtung angibt.
2 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie II-II in 1.
Wie in 2 gezeigt, enthält die Felge 1 den Bettabschnitt 11c, der in der Rad-Radialrichtung zwischen Wulstsitzabschnitten (nicht gezeigt) des Reifens, die an beiden Endabschnitten der Felge 11 in der Radbreitenrichtung Y ausgebildet sind, einwärts konkav ist (zur Drehmitte hin).
Der Bettabschnitt 11c ist vorgesehen, um in ihn Wulstabschnitte (nicht gezeigt) des Reifens einzusetzen, wenn der nicht gezeigte Reifen an der Felge 11 montiert wird. Übrigens ist der Bettabschnitt 11c in der vorliegenden Ausführung in der Form eines Zylinders ausgebildet, der in der Radbreitenrichtung Y nahezu den gleichen Radius hat.
Die ringförmige vertikale Wand 15 ist so vorgesehen, dass sie an der Außenumfangsoberfläche 11d des Bettabschnitts 11c hochsteht, um sich in der Umfangsrichtung der Felge 11 zu erstrecken.
Die vertikale Wand 15 ist so vorgesehen, dass sie an der Außenumfangsoberfläche 11d hochsteht, um eine erste vertikale Wandoberfläche 16a zu bilden, welche in der Rad-Radialrichtung an der Außenumfangsoberfläche 11d des Bettabschnitts 11c nach außen hochsteht (in der Darstellung von 2 nach oben, das gleiche gilt nachfolgend).
Darüber hinaus ist eine zweite vertikale Wandoberfläche 16b so vorgesehen, dass sie zu der ersten vertikalen Wandoberfläche 16a weist, an einem Seitenoberflächenabschnitt 11e, der an der Innenseite (linken Seite in der Darstellung von 2) in der Radbreitenrichtung Y des Bettabschnitts 11c ausgebildet ist. Übrigens ist die vertikale Wand 15 in der vorliegenden Ausführung mit dem Bettabschnitt 11c integriert ausgeformt, wenn die Felge 11 gegossen ist.
Darüber hinaus ist jeweils an der ersten vertikalen Wandoberfläche 16a und der zweiten vertikalen Wandoberfläche 16b eine Nut 17a und eine Nut 17b ausgebildet. Die Nuten 17a, 17b sind entlang der Umfangsrichtung der Außenumfangsoberfläche 11d des Bettabschnitts 11c ausgebildet, um jeweils eine ringförmige Nut zu bilden. Das Hilfsluftkammerelement 10 hat Randabschnitte 14a, 14b, die zum Einsetzen in die Nuten 17a, 17b ausgelegt sind. Übrigens sind die Nuten 17a, 17b in der vorliegenden Ausführung jeweils durch spanende Bearbeitung der vertikalen Wand 15 und des Seitenoberflächenabschnitts 11e ausgebildet.
3 ist eine Gesamtperspektivansicht des Hilfsluftkammerelements 10. IN 3 bezeichnet das Bezugszeichen X eine Pfeilmarkierung, die die Radumfangsrichtung angibt, wenn das Hilfsluftkammerelement 10 an dem Bettabschnitt 11c angebracht ist. Das Bezugszeichen Y bezeichnet eine Pfeilmarkierung, die die Radbreitenrichtung angibt.
Wie oben beschrieben enthält das Fahrzeugrad 1 in der vorliegenden Ausführung vier Hilfsluftkammerelemente 10a, 10b, 10c und 10d (s. 4), und die Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (die ersten Helmholtz-Resonatoren) und die Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c (die zweiten Helmholtz-Resonatoren) haben die gleiche Struktur, außer, dass ihre Resonanzfrequenzen voneinander unterschiedlich eingestellt sind. Dementsprechend wird in der vorliegenden Beschreibung, wenn man jedes der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10b, 10c und 10d als das Hilfsluftkammerelement 10 betrachtet, die Struktur der Hilfsluftkammerelemente 10 beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, ist das Hilfsluftkammerelement 10 ein Element, das in der Radumfangsrichtung X länglich ist, und enthält einen Hauptkörper 13, das Rohrelement 18, in dem das Verbindungsloch 18a ausgebildet ist, sowie einen Randabschnitt 14. Das Hilfsluftkammerelement 10 ist in seiner Längsrichtung (Radumfangsrichtung X) gekrümmt, um der Außenumfangsoberfläche 11d (s. 1) des Bettabschnitts 11c (s. 1) zu folgen.
Zurück in Bezug auf 2, enthält der Hauptkörper 13 des Hilfsluftkammerelements 10 eine untere Platte 25b und eine obere Platte 25a, die erlauben, dass das Hilfsluftkammerelement SC zwischen der unteren Platte 25b und der oberen Platte 25a ausgebildet wird. Übrigens hat jede der oberen Platte 25a und der unteren Platte 25b in der vorliegenden Ausführung die gleiche Dicke, aber diese Dicken können auch voneinander unterschiedlich sein.
Die obere Platte 25a ist gekrümmt, so dass sie einen Wulst über der unteren Platte 25b aufweist, der entlang der Außenumfangsoberfläche 11d des Bettabschnitts 11c angeordnet ist, um hierdurch die Hilfsluftkammer SC zu bilden.
Die obere Platte 25a enthält Oberseiten-Verbindungsabschnitte 33a, die an Abschnitten ausgebildet sind, welche den Hauptkörper 13 darstellen. Die Oberseiten-Verbindungsabschnitte 33a sind ausgebildet, um zu erlauben, dass die obere Platte 25a zur Hilfsluftkammer SC hin konkav ist und in Draufsicht kreisförmig ist.
Wie in 3 gezeigt, sind zehn Oberseiten-Verbindungsabschnitte 33a entlang der Längsrichtung (Radumfangsrichtung X) des Hilfsluftkammerelements 10 ausgebildet, um sich auf der Mittellinie des Hauptkörpers 13 aufzureihen, und sind zwei Oberseiten-Verbindungsabschnitte 33a an der Position des Rohrelements 18 ausgebildet, um sich in der kurzen Richtung (Radbreitenrichtung Y) des Hilfsluftkammerelements 10 aufzureihen.
Wie in 2 gezeigt, enthält die untere Platte 25b Unterseiten-Verbindungsabschnitte 33b, die an Positionen entsprechend den Oberseiten-Verbindungsabschnitten 33a ausgebildet sind.
Die Unterseiten-Verbindungsabschnitte 33b sind so ausgebildet, um zu erlauben, dass die untere Platte 25b zur Hilfsluftkammer SC hin konkav ist, und in Draufsicht kreisförmig sind. Die Unterseiten-Verbindungsabschnitte 33b erlauben, dass deren Vorderenden integriert mit Vorderenden der Oberseiten-Verbindungsabschnitte 33a an der oberen Platte 25a sind, um hierdurch die obere Platte 25a mit der unteren Platte 25b zu verbinden.
Übrigens kann in der vorliegenden Erfindung auch eine Konfiguration angewendet werden, bei der die Oberseiten-Verbindungsabschnitte 33a und die Unterseiten-Verbindungsabschnitte 33b nicht vorgesehen sind.
Wie in 3 gezeigt, enthält das Rohrelement 18 das Verbindungsloch 18a. Das Rohrelement 18 ist in der Mitte in der Längsrichtung (Radumfangsrichtung X) des Hilfsluftkammerelements 10 ausgebildet.
Das Rohrelement 18 steht vom Hauptkörper 13 in der Radbreitenrichtung Y vor.
Das Verbindungsloch 18 erlaubt eine Verbindung des Hilfsluftkammerelements SC (s. 2) mit der Reifenluftkammer MC (s. 2), die zwischen dem Bettabschnitt 11c (s. 2) und dem nicht gezeigten Reifen auszubilden ist, und stellt zusammen mit der Hilfsluftkammer SC des Hilfsluftkammerelements 10 einen Helmholtz-Resonator dar.
Eine Querschnittsform des Verbindungslochs 18a ist in der vorliegenden Ausführung ellipsoidförmig (s. 3), aber ist nicht besonders darauf beschränkt, und kann auch eine kreisförmige Form oder polygonale Form haben.
Übrigens ist ein Abstand zwischen den Verbindungslöchern 18a, wie später im Detail beschrieben wird, durch einen Abstand zwischen jede Öffnung der Verbindungslöcher 18a definiert.
Das Rohrelement 18 mit dem so konfigurierten Verbindungsloch 18a ist in der vorliegenden Ausführung in den Ausschnitt 15a (s. 1) der vertikalen Wand 15 eingesetzt, so dass es auch als Drehstopper für das Hilfsluftkammerelement 10 in der Radumfangsrichtung X dient (s. 1).
Wie in 2 gezeigt, verbindet der Randabschnitt 14 die untere Platte 25b mit der oberen Platte 25a.
Darüber hinaus ist, wie in 3 gezeigt, der Randabschnitt 14 aus einem Randabschnitt 14c und einem Randabschnitt 14d zusammengesetzt, die sich jeweils von dem Hauptkörper 13 in der Radumfangsrichtung X erstrecken, und einem Randabschnitt 14a und einem Randabschnitt 14b, die sich jeweils vom Hauptkörper 13 in Richtung (Radbreitenrichtung Y) senkrecht zur Radumfangsrichtung X erstrecken. Insbesondere ist der Randabschnitt 14 (14a, 14b, 14c, 14d) aus einem plattenartigen Körper gebildet, der sich umfangsmäßig von dem Hauptkörper 13 so erstreckt, dass er den Hauptkörper 13 umgibt.
Darüber hinaus sind, wie in 2 gezeigt, die jeweiligen Vorderenden des Randabschnitts 14a und des Randabschnitts 14b, die sich in der Radbreitenrichtung Y erstrecken, in die Nut 17a an der ersten vertikalen Wandoberfläche 16a und die Nut 17b an der zweiten vertikalen Wandoberfläche 16b eingesetzt.
Der Randabschnitt 14a und der Randabschnitt 14b, die sich zu der ersten vertikalen Wandoberfläche 16a und der zweiten vertikalen Wandoberfläche 16b erstrecken, sind mit der gekrümmten unteren Platte 25b integriert, um jeweils eine gekrümmte Oberfläche zu bilden, welche zur Außenumfangsfläche 11d des Bettabschnitts 11c hin konvex ist.
Die Dicke des Randabschnitts 14, der in der vorliegenden Ausführung so konfiguriert ist, ist auf angenähert die gleiche Dicke wie eine Dicke der unteren Platte 25b und der oberen Platte 25a gesetzt. Darüber hinaus ist der Randabschnitt 14, durch geeignete Auswahl von dessen Dicke und/oder Material, federelastisch.
Die Hilfsluftkammerelemente 10 gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Ausführung nehmen eine aus Kunststoff geformte Komponente ein, sind aber darauf nicht beschränkt, und können auch aus anderen Materialien wie etwa Metall gebildet sein. Übrigens wird im Falle einer Kunststoffkomponente, im Hinblick auf die Gewichtsersparnis, Verbesserungen der Massenproduktivität, Minderung der Produktionskosten, Sichern der Luftdichtigkeit der Hilfsluftkammer SC und dergleichen, bevorzugt ein Kunststoff verwendet, welcher leichtgewichtig ist, hoch steif ist und blasformbar ist. Vom Kunststoff ist insbesondere Polypropylen bevorzugt, das auch gegen wiederholte Biegeermüdung beständig ist.
Nachfolgend werden die Orte der Hilfsluftkammerelemente 10 (Helmholtz-Resonatoren) im Fahrzeug 1 der vorliegenden Ausführung beschrieben.
1 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die schematisch Orte der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d, die jeweils als der erste Helmholtz-Resonator dienen, und der Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c, die jeweils als der zweite Helmholtz-Resonator dienen, zeigt. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt, den man erhält, indem man die Hilfsluftkammerelemente 10a, 10b, 10c und 10d entlang einer gekrümmten Oberfläche schneidet, welche einer Krümmung in deren Längsrichtung folgt, und zeigt schematisch die Positionen der Bildung der Verbindungslöcher 18a.
Das Fahrzeugrad 1 erlaubt in der vorliegenden Ausführung, dass ein Unterschied eines vorbestimmten Bereichs zwischen einer Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (ersten Helmholtz-Resonatoren) und einer Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c (zweiten Helmholtz-Resonatoren) vorgesehen wird.
Insbesondere wird, für die Resonanzfrequenz f_MC des Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer MC, die Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (ersten Helmholtz-Resonatoren) auf f_MC – α [Hz] gesetzt (wobei α eine positive Zahl von 1 bis 10 ist), und wird die Resonanzfrequenz f₀ für die Hilfsluftkammerelement 10b, 10c (zweite Helmholtz-Resonatoren) auf f_MC + α [Hz] gesetzt (wobei α das gleiche ist wie oben).
D. h., die Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (ersten Helmholtz-Resonatoren) wird niedriger gesetzt als die Resonanzfrequenz f_MC des Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer MC. Bevorzugt wird die Differenz α zwischen der Resonanzfrequenz f₀ und der Resonanzfrequenz f_MC (α = f₀ – f_MC) auf –1 bis –10 [Hz] gesetzt. Besonders bevorzugt wird die Differenz α auf –5 bis –8 [Hz] gesetzt.
Darüber hinaus wird die Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c (zweiten Helmholtz-Resonatoren) höher gesetzt als der Resonanzfrequenz f_MC des Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer MC. Bevorzugt wird die Differenz α zwischen der Resonanzfrequenz f₀ und der Resonanzfrequenz f_MC (α = f₀ – f_MC) auf 1 bis 10 [Hz] gesetzt. Insbesondere wird die Differenz α auf 5 bis 8 [Hz] gesetzt.
Übrigens kann das Setzen der Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10 in Abhängigkeit von der Resonanzfrequenz f_MC des Luftsäulenresonanzgeräuschs des Reifen erfolgen, durch geeignete Einstellung einiger Elemente, die aus einem Volumen (V) der Hilfsluftkammer SC, einer Länge (L) des Verbindungslochs 18a, und einer Querschnittsfläche (S) der Öffnung des Verbindungslochs 18a ausgewählt ist, welche im Folgenden ausgedrückt sind (Ausdruck 1). f₀ = C/2πx√(S/V(L + αx√S)) (Ausdruck 1)

f₀(Hz):: Herzresonanzfrequenz
C(m/s):: Schallgeschwindigkeit in der Hilfsluftkammer SC (= Schallgeschwindigkeit in der Reifenluftkammer MC)
V(m³):: Volumen der Hilfsluftkammer SC
L(m):: Länge des Verbindungslochs 18a
S(m²):: Querschnittsfläche der Öffnung des Verbindungslochs 18a
α:: Korrekturkoeffizient

Wie in 4 gezeigt, ist das Fahrzeugrad 1 gemäß der vorliegenden Ausführung so konfiguriert, dass das Hilfsluftkammerelement 10a (erster Helmholtz-Resonator), das Hilfsluftkammerelement 10b (zweiter Helmholtz-Resonator), das Hilfsluftkammerelement 10c (zweiter Helmholtz-Resonator) und das Hilfsluftkammerelement 10d (erster Helmholtz-Resonator) in dieser Reihenfolge in der Radumfangsrichtung X angeordnet sind.
Auch sind die jeweiligen Verbindungslöcher 18a für das Hilfsluftkammerelement 10a und das Hilfsluftkammerelement 10c, die eine Gruppe einschließlich des ersten Helmholtz-Resonators und des zweiten Helmholtz-Resonators darstellen, an Positionen angeordnet, welche über eine Raddrehmitte Ax einander gegenüberliegen.
Darüber hinaus sind die jeweiligen Verbindungslöcher 18a für das Hilfsluftkammerelement 10d und das Hilfsluftkammerelement 10b, welche die andere Gruppe einschließlich des ersten Helmholtz-Resonators und des zweiten Helmholtz-Resonators darstellen, an Positionen angeordnet, welche über die Raddrehmitte Ax einander gegenüberliegen.
Ferner ist das Fahrzeugrad 1 gemäß der vorliegenden Ausführung derart konfiguriert, dass eine Linie L1, welche das Verbindungsloch 18a für das Hilfsluftkammerelement 10a (ersten Helmholtz-Resonator) mit dem Verbindungsloch 18a für das Hilfsluftkammerelement 10c (zweiter Helmholtz-Resonator) verbindet, und eine Linie L2, die das Verbindungsloch 18a für das Hilfsluftkammerelement 10d (erster Helmholtz-Resonator) mit dem Verbindungsloch 18a für das Hilfsluftkammerelement 10b (zweiter Helmholtz-Resonator) verbindet, zueinander senkrecht sind. Übrigens bedeutet in der vorliegenden Ausführung der Begriff „senkrecht”, dass die Linie L1 und die Linie L2 einander mit einem Winkel von 90 Grad innerhalb eines Fehlers (Abweichungswinkels) enthaltenen Bereichs schneiden. Dieser Fehler (Abweichungswinkel) liegt bevorzugt in einem Bereich von –10 Grad bis +10 Grad.
Das wie oben konfigurierte Fahrzeugrad 1 erlaubt eine weitere Aufweitung eines Frequenzbereichs, für den die Schalldämpfung erfolgt, im Vergleich zum herkömmlichen Fahrzeugrad (s. zum Beispiel Patentliteratur 1), wie im später beschriebenen Arbeitsbeispiel exemplifiziert.
Dementsprechend macht es das Fahrzeugrad 1 möglich, eine gute Schalldämpfleistung dann zu liefern, wenn es auf den Reifen angewendet wird, der einen weiten Frequenzbereich des Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer MC aufweist.
Obwohl die vorliegende Erfindung oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführung beschränkt und kann in verschiedenen Formen in die Praxis umgesetzt werden.
Obwohl die obige Ausführung annimmt, dass die Hilfsluftkammerelemente 10a, 10b, 10c und 10d vier separate Komponenten anwenden, kann die vorliegende Erfindung auch eine Konfiguration anwenden, worin einige der Hilfsluftkammerelemente 10, ausgewählt aus den Hilfsluftkammerelementen 10a, 10b, 10c und 10d, integriert ausgebildet kombiniert sind.
Obwohl die obige Ausführung den Aufbau des Helmholtz-Resonators durch das Hilfsluftkammerelement 10 gestattet, das auf dem Bettabschnitt 11c angebracht werden kann, kann die vorliegende Erfindung auch eine Konfiguration anwenden, worin die Hilfsluftkammer SC und das Verbindungsloch 18a direkt in die Felge 11 eingebaut sind, indem in der Felge 11 ein Hohlraum oder dergleichen vorgesehen wird.
Obwohl darüber hinaus in der obigen Ausführung der Fall beschrieben worden ist, wo das Verbindungsloch 18a des Hilfsluftkammerelements 10 in der Mitte in der Längsrichtung des Hilfsluftkammerelements 10 vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführung beschränkt. Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung auch auche Konfiguration anwenden, worin das Verbindungsloch 18a an einem beliebigen Ende in der Längsrichtung des Hilfsluftkammerelements 10 ausgebildet ist, unter der Annahme, das die oben beschriebene Linie L1 und die Linie L2 senkrecht zueinander sind.
Obwohl ferner in der obigen Ausführung der Fall beschrieben worden ist, wo jedes der Verbindungslöcher 18a der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10b, 10c und 10d in der Nähe der Scheibe 12 in der Radbreitenrichtung Y angeordnet ist, sind die Orte der Verbindungslöcher 18a nicht auf diese Ausführung beschränkt. Dementsprechend kann jedes der Verbindungslöcher 18a der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10b, 10c und 10d an einem beliebigen Ort in der Radbreitenrichtung Y angeordnet werden. In diesem Fall brauchen die oben beschriebene Linie L1 und die Linie L2 nur senkrecht zueinander sein, bei Betrachtung aus der Richtung entlang der Raddrehachse.
Arbeitsbeispiel
Nun wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein Arbeitsbeispiel und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben.
(Arbeitsbeispiel)
5A ist eine Seitenquerschnittsansicht, die schematisch Orte der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (ersten Helmholtz-Resonatoren) und der Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c (zweiten Helmholtz-Resonatoren) im Fahrzeugrad 1 des Arbeitsbeispiels zeigt. 5B ist ein Graph, der die Schalldämpfleistung in dem Fahrzeugrad 1 in 5A zeigt.
Wie in 5A gezeigt, wird die Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (erste Helmholtz-Resonatoren) im Arbeitsbeispiel um 5 [Hz] niedriger gesetzt als die Resonanzfrequenz f_MC des Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer MC. In 5A ist dieses Setzen als f₀ – f_MC = –5 [Hz] beschrieben.
Auch wird die Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c (zweite Helmholtz-Resonatoren) im Arbeitsbeispiel um 5 [Hz] höher gesetzt als die Resonanzfrequenz f_MC des Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer MC. In 5A ist dieses Setzen als f₀ – f_MC = 5 [Hz] beschrieben.
Die Linie L1, die das Verbindungsloch 18a für das Hilfsluftkammerelement 10a (erster Helmholtz-Resonator) mit dem Verbindungsloch 18a für das Hilfsluftkammerelement 10c (zweiter Helmholtz-Resonator) verwendet, und die Linie L2, die das Verbindungsloch 18a für das Hilfsluftkammerelement 10d (erster Helmholtz-Resonator) mit dem Verbindungsloch 18a für das Hilfsluftkammerelement 10b (zweiter Helmholtz-Resonator) verbindet, sind zueinander senkrecht.
In 5A bezeichnet das Bezugszeichen 20 ein Reifenprofil.
Dann wurde eine Auswertung der Schalldämpfcharakteristiken im Fahrzeugrad 1 durchgeführt.
Eine Schlaglast durch Hämmern wurde zuerst auf das Reifenprofil 20 des Fahrzeugrads 1 ausgeübt, auf dem der Reifen montiert war. Dann wurde die Stärke der Vibrationsbeschleunigung der Raddrehmitte Ax gemessen. 5B zeigt Ergebnisse der Auswertung.
Die vertikale Achse in 5B repräsentiert die Stärke [(m/s²)/N] der Vibrationsbeschleunigung pro 1[N] der Anregungseingabe, während die Schlaglast ausgeübt wurde, umgewandelt in die Einheit Dezibel [dB]. Die horizontale Achse in 5B repräsentiert die Resonanzfrequenz [Hz]. Übrigens bezeichnet Rf an der horizontalen Achse einen Mittelwert (Resonanzfrequenz f_MC) der Resonanzfrequenz vom Luftsäulenresonanzgeräusch des Reifens.
Wie in 5B gezeigt, betrug in dem Fall, wo ein Schwellenwert der Vibrationsbeschleunigung auf einen kleineren Wert um einen beliebigen Wert (in diesem Beispiel zum Beispiel 18 dB) als Spitzenwert der Vibrationsbeschleunigung in einem Fahrzeugrad des Referenzbeispiels gesetzt wurde, das nicht mit dem Hilfsluftkammerelement 10 versehen war, der Frequenzbereich zur Schalldämpfung, der auf dem Mittelwert Rf der Resonanzfrequenz in dem Reifen zentriert war, 17 Hz.
(Vergleichsbeispiel 1)
6A ist eine Seitenquerschnittsansicht, die schematisch Orte von vier Hilfsluftkammerelementen 10 in einem Fahrzeugrad 100A vom Vergleichsbeispiel 1 zeigt. 6B ist ein Graph, der die Schalldämpfleistung in einem Fahrzeugrad 100A in 6A zeigt.
Wie in 6A gezeigt, ist die Resonanzfrequenz f₀ der vier Hilfsluftkammerelemente 10 in dem Vergleichsbeispiel 1 auf die gleiche wie die Resonanzfrequenz f_MC des Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenkammer MC gesetzt.
Die Linie L1, die die Verbindungslöcher 18a für die Hilfsluftkammerelemente 10 verbindet, welche für die Raddrehmitte Ax einander gegenüberliegen, und die Linie L2, die die Verbindungslöcher 18a für die Hilfsluftkammerelemente 10 verbindet, die über die Raddrehmitte Ax einander gegenüberliegen, sind zueinander senkrecht.
In 6A bezeichnet das Bezugszeichen 20 ein Reifenprofil.
Dann wurde eine Auswertung der Schalldämpfcharakteristiken im Fahrzeugrad 100A in der gleichen Weise wie im Arbeitsbeispiel ausgeführt.
Wie in 6B gezeigt, die Ergebnisse der Auswertung zeigt, betrug in dem Fall, wo der Schwellenwert der Vibrationsbeschleunigung auf einen kleineren Wert um einen beliebigen Wert (in diesem Beispiel zum Beispiel 18 dB) als der Spitzenwert der Vibrationsbeschleunigung im Fahrzeugrad des Referenzbeispiels gesetzt wurde, das nicht mit dem Hilfsluftkammerelement 10 versehen ist, der Frequenzbereich zur Schalldämpfung, der auf den Mittelwert Rf der Resonanzfrequenz in dem Reifen zentriert war, 13 Hz.
(Vergleichsbeispiel 2)
7A ist eine Seitenquerschnittsansicht, die schematisch Orte der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (ersten Helmholtz-Resonatoren) und der Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c (zweiten Helmholtz-Resonatoren) in dem Fahrzeugrad 100B des Vergleichsbeispiels 2 zeigt. 7B ist ein Graph, der die Schalldämpfleistung in dem Fahrzeugrad 100B in 7A zeigt.
Wie in 7A gezeigt, erlaubt das Vergleichsbeispiel 2, dass die Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (erste Helmholtz-Resonatoren) über die Raddrehmitte Ax einander gegenüberliegen, und die Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c (zweite Helmholtz-Resonatoren) über die Raddrehmitte Ax einander gegenüberliegen. Darüber hinaus sind die Linie L1, die die Verbindungslöcher 18a für die einander gegenüberliegenden Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d verbindet, und die Linie 12, die die Verbindungslöcher 18a für die einander gegenüberliegenden Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c verbindet, zueinander senkrecht.
Übrigens sind die Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10d (ersten Helmholtz-Resonatoren) und die Resonanzfrequenz f₀ der Hilfsluftkammerelemente 10b, 10c (zweiten Helmholtz-Resonatoren auf) die gleichen wie jene der Hilfsluftkammerelemente 10a, 10b, 10c und 10d im Arbeitsbeispiel gesetzt.
Dann wurde eine Auswertung der Schalldämpfcharakteristiken im Fahrzeugrad 100B in der gleichen Weise wie im Arbeitsbeispiel durchgeführt.
Wie in 7B gezeigt, die Ergebnisse der Auswertung zeigt, betrug in dem Fall, wo der Schwellenwert der Vibrationsbeschleunigung auf einen kleineren Wert um einen beliebigen Wert (in diesem Beispiel zum Beispiel 18 dB) als der Spitzenwert der Vibrationsbeschleunigung in dem Fahrzeugrad des Referenzbeispiels gesetzt wurde, das nicht mit dem Hilfsluftkammerelement 10 versehen war, der Frequenzbereich der Schalldämpfung, der auf den Mittelwert Rf der Resonanzfrequenz in dem Reifen zentriert war, 9 Hz.
(Ergebnisse der Auswertung der Fahrzeugräder im Arbeitsbeispiel und den Vergleichsbeispielen 1, 2)
8 ist ein Graph, der gemeinsam die Graphen in 5B, 6B und 7B zeigt. Übrigens repräsentiert in 8 das mit der dick gestrichelten Linie angegebene Referenzbeispiel die Verteilung der Resonanzfrequenz im Reifen des Fahrzeugrads, das nicht mit dem Hilfsluftkammerelement 10 versehen war.
Wie in 8 gezeigt, war in dem Fahrzeugrad 1 vom Arbeitsbeispiel, worin der erste Helmholtz-Resonator und der zweite Helmholtz-Resonator über die Raddrehachse Ax einander gegenüberliegen konnten, der Frequenzbereich für die Schalldämpfung am weitesten, der 17 Hz war.
Darüber hinaus war in dem Fahrzeugrad 100A vom Vergleichsbeispiel 1, worin die Resonanzfrequenz f₀ auf die gleiche wie die Resonanzfrequenz f_MC in dem Reifen gesetzt war, der Resonanzbereich zur Schalldämpfung schmaler als vom Arbeitsbeispiel, der 13 Hz war.
Darüber hinaus war in dem Fahrzeugrad 100B vom Vergleichsbeispiel 2, in dem, obwohl der erste Helmholtz-Resonator und der zweite Helmholtz-Resonator vorgesehen waren, der erste Helmholtz-Resonator und der zweite Helmholtz-Resonator über die Raddrehmitte Ax nicht einander gegenüberliegen durften, der Frequenzbereich für die Schalldämpfung am schmalsten, der 9 Hz war.
Aus den obigen Ergebnissen hat das Fahrzeugrad 1 des Arbeitsbeispiels den weitesten Frequenzbereich zur Schalldämpfung, und bietet somit eine gute Schalldämpfleistung für einen Reifen mit einem weiten Frequenzbereich des Luftsäulenresonanzgeräuschs, im Vergleich zu den Fahrzeugrädern 100A, 100B der Vergleichsbeispiele 1, 2.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugrad
10: Hilfsluftkammerelement
10a: Hilfsluftkammerelement (erster Helmholtz-Resonator)
10b: Hilfsluftkammerelement (zweiter Helmholtz-Resonator)
10c: Hilfsluftkammerelement (zweiter Helmholtz-Resonator)
10d: Hilfsluftkammerelement (erster Helmholtz-Resonator)
11: Felge
11c: Bettabschnitt
11d: Außenumfangsoberfläche
13: Hauptkörper
14: Randabschnitt
14a: Randabschnitt
14b: Randabschnitt
14c: Randabschnitt
14d: Randabschnitt
15: vertikale Wand
16a: erste vertikale Wandoberfläche
16b: zweite vertikale Wandoberfläche
17a: Nut
17b: Nut
18a: Verbindungsloch
25a: obere Platte
25b: untere Platte
X: Radumfangsrichtung
Y: Radbreitenrichtung
SC: Hilfsluftkammer
MC: Reifenluftkammer
Ax: Raddrehmitte

Claims

Fahrzeugrad, das mit Helmholtz-Resonatoren versehen ist, die jeweils ein Hilfsluftkammerelement aufweisen, das durch ein Verbindungsloch mit einer Reifenluftkammer in Verbindung steht, wobei das Fahrzeugrad zwei Gruppen von Helmholtz-Resonatoren aufweist, wobei jede Gruppe enthält: einen ersten Helmholtz-Resonator, der so gesetzt ist, dass er Schalldämpfcharakteristiken für ein Geräusch mit einer niedrigeren Resonanzfrequenz als eine Resonanzfrequenz eines Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer aufweist; und einen zweiten Helmholtz-Resonator, der so gesetzt ist, dass er Schalldämpfcharakteristiken für ein Geräusch mit einer höheren Resonanzfrequenz als die Resonanzfrequenz des Luftsäulenresonanzgeräuschs aufweist, wobei das Verbindungsloch für den ersten Helmholtz-Resonator und das Verbindungsloch für den zweiten Helmholtz-Resonator an Positionen angeordnet sind, die über eine Raddrehmitte einander gegenüberliegen, und eine Linie, die das Verbindungsloch für den ersten Helmholtz-Resonator mit dem Verbindungsloch für den zweiten Helmholtz-Resonator in einer Gruppe verbindet, und eine Linie, die das Verbindungsloch für den ersten Helmholtz-Resonator mit dem Verbindungsloch für den zweiten Helmholtz-Resonator in einer anderen Gruppe verbindet, zueinander senkrecht sind.
Das Fahrzeugrad nach Anspruch 1, wobei für die Resonanzfrequenz f_MC des Luftsäulenresonanzgeräuschs in der Reifenluftkammer, die Resonanzfrequenz f₀ des ersten Helmholtz-Resonators auf f_MC – α [Hz] gesetzt ist (wobei α eine positive Zahl von 1 bis 10 ist), und die Resonanzfrequenz f₀ des zweiten Helmholtz-Resonators auf f_MC + α [Hz] gesetzt ist (wobei α das gleiche ist wie oben).