JP2001334801A

JP2001334801A - 弾性ホイール

Info

Publication number: JP2001334801A
Application number: JP2000233086A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Kikuchi; 博文菊池; Katsumi Tashiro; 勝巳田代; Masanori Murase; 正典村瀬; Keiichiro Mizuno; 恵一郎水野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-08-02
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2001-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】小入力時から大入力時に至るまで、耐久性お
よび安全性を損なうことなく乗り心地性能、防振性能お
よび防音性能の向上を図った弾性ホイールを提供する。【解決手段】ベースリム２を備えたディスク１と、タ
イヤ１０を支承するリム３とを備えた弾性ホイールにお
いて、前記ベースリム２の外周面と前記リム３の内周面
との間にゴム弾性体４が環状に介装され、該ゴム弾性体
４と前記ベースリム２の外周面または前記リム３の内周
面との間に隙間が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の車輪に用い
られる弾性ホイールに関し、詳しくは乗り心地性能、防
振性能および防音性能に優れた弾性ホイールに関する。

【０００２】

【従来の技術】弾性ホイールは、一般に車軸ハブに固着
されるディスクとタイヤを支承するリムとを備えてお
り、かかるディスクとリムとの間に防振体を設け、防振
性能や乗り心地性能を高めた弾性ホイールはこれまで種
々提案されている。例えば、実開昭５９−１８８７０１
号公報には、防振体としてバネを用いて乗り心地の向上
を図ったタイヤ用ホイールが提案されている。

【０００３】また、防振体としてゴムを使用し、これを
リムとディスクとの間に配置したものも知られており、
例えば、実開昭５７−７３２０３号公報に、リムがゴム
様弾性体を介してディスクに連結される構成の弾性ホイ
ールが提案されている。さらに、特開平５−３３８４０
１号公報には、リムと弾性ホイールとの間に隙間を形成
し、そこに防振ゴムを介装させた弾性ホイールが開示さ
れている。さらにまた、ＷＯ９８３３６６６号公報に
は、リムと同一プロファイルを有する内側リムとリムと
の間にゴムの環状ストリップを配置したホイール・バリ
ア組立体が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、防振体
としてゴムを使用し、これをリムとディスクとの間に一
様に配置した従来の弾性ホイールにおいては、リムの内
周面とディスクの外周面との間に夫々に加硫接着された
ゴム弾性体が配設されているため、このゴム弾性体によ
りリムからディスクに伝わる軸方向、径方向および回転
方向の各振動を的確に抑制することができるものの、大
荷重時のゴム弾性体の変位を抑制することはできないと
いう問題があった。すなわち、ゴムの断面が一様であ
り、小入力時から大入力時までそれぞれにおいて適切な
振動防止特性を得ることが困難であった。この点につい
て、防振体としてバネを用いても同様の問題があった。

【０００５】また、リムとディスクとの間に配置するゴ
ムと防音性能との関係については必ずしも明確にされて
おらず、防音の面ではなお改良の余地があった。

【０００６】そこで本発明の目的は、小入力時から大入
力時に至るまで、耐久性および安全性を損なうことなく
乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図った
弾性ホイールを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、防振体と
してのゴム弾性体の特徴を活かしつつ前記課題を解決す
べく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより前
記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに
至った。即ち、本発明の弾性ホイールは下記に示す通り
である。

【０００８】〈１〉ベースリムを備えたディスクと、タ
イヤを支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、
前記ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間にゴ
ム弾性体が環状に介装され、該ゴム弾性体と前記ベース
リムの外周面または前記リムの内周面との間に隙間が形
成されていることを特徴とする弾性ホイールである。

【０００９】〈２〉ベースリムを備えたディスクと、タ
イヤを支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、
前記ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間に、
同心円状に配置された径の異なる２種類の円環状体の、
内側円環状体の外周面と外側円環状体の内周面との間に
ゴム弾性体が環状に介装され、該ゴム弾性体と前記内側
円環状体の外周面または前記外側円環状体の内周面との
間に隙間が形成されている弾性付与具が嵌挿されている
ことを特徴とする弾性ホイールである。

【００１０】〈３〉前記〈１〉または〈２〉の弾性ホイ
ールにおいて、前記ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面にお
いて、該ゴム弾性体に対し隙間が占める割合が５〜８０
％である弾性ホイールである。

【００１１】〈４〉ベースリムを備えたディスクと、タ
イヤを支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、
前記ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間に、
少なくとも２条のゴム弾性体が環状に介装されているこ
とを特徴とする弾性ホイールである。

【００１２】〈５〉ベースリムを備えたディスクと、タ
イヤを支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、
前記ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間に、
同心円状に配置された径の異なる２種類の円環状体の、
内側円環状体の外周面と外側円環状体の内周面との間に
少なくとも２条のゴム弾性体が環状に介装された弾性付
与具が嵌挿されていることを特徴とする弾性ホイールで
ある。

【００１３】〈６〉前記〈４〉または〈５〉の弾性ホイ
ールにおいて、前記ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面の幅
が、ベースリム外周面からリム内周面の方向に向かって
漸次変化している弾性ホイールである。

【００１４】〈７〉ベースリムを備えたディスクと、タ
イヤを支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、
前記ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間で軸
方向略中央領域に、１条のゴム弾性体が環状に介装さ
れ、該ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面の幅が、ベースリ
ム外周面からリム内周面方向に向かって漸次変化してい
ることを特徴とする弾性ホイールである。

【００１５】〈８〉ベースリムを備えたディスクと、タ
イヤを支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、
前記ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間に、
同心円状に配置された径の異なる２種類の円環状体の、
内側円環状体の外周面と外側円環状体の内周面との間で
タイヤ軸方向略中央領域に１条のゴム弾性体が環状に介
装され、該ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面の幅が、ベー
スリム外周面からリム内周面方向に向かって漸次変化し
ている弾性付与具が嵌挿されていることを特徴とする弾
性ホイールである。

【００１６】前記〈１〉〜〈８〉の発明は以下の作用効
果を奏する。前記〈１〉および〈２〉の発明において
は、隙間が形成されたゴム弾性体の作用により、入力が
大きくなるに従いゴム弾性体が低ばね定数から高ばね定
数に移行することにより、小入力時には振動を吸収し、
かつ大入力時には大変形を抑制することができる。その
結果、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性および
安全性を損なうことなく乗り心地性能、防振性能および
防音性能の向上を図ることができる。特に、防音性能に
ついては前記隙間の存在が１００Ｈｚ以上の高周波数領
域の防音に極めて効果的である。

【００１７】前記〈３〉の発明により、前記〈１〉およ
び〈２〉の発明の効果をより確実に得ることができる。

【００１８】前記〈４〉および〈５〉の発明において
も、ゴム弾性体間のスペースが上述の隙間と同様の働き
をし、小入力時から大入力時に至るまで乗り心地性能、
防振性能および防音性能の向上を図ることができ、特
に、１００Ｈｚ以上の高周波数領域の防音に極めて効果
的である。

【００１９】前記〈６〉の発明により、小入力時から大
入力時に至るまで良好に上述の効果を得ることができ
る。

【００２０】前記〈７〉および〈８〉の発明において
も、小入力時から大入力時に至るまで良好に上述の効果
を得ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
説明する。図１に示す本発明の一実施の形態に係る弾性
ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディス
ク１がベースリム２を備えている。ディスク１とべース
リム２とは一体的に成型されたもの、あるいはスポーク
やメッシュ等の支持体と組合わせたスポークホイールや
メッシュホイール等であってもよい。ディスク１の材質
は、スチール、アルミニウム、マグネシウム、合成樹脂
等、いずれの材質でもよいが、軽量化に主眼を置くとき
はアルミニウムまたは合成樹脂が好ましい。また、ベー
スリム２の外周面と、タイヤ１０を支承するリム３の内
周面との間には、本発明に係るゴム弾性体４が環状に介
装されている。リム３の形状は特に制限されるべきもの
ではなく、規格品以外に、両端でリム径が異なるもの
等、その用途に応じ適宜選定することができる。また、
ゴム弾性体４はリム３の内周面とベースリム２の外周面
の双方に、例えば、加硫接着等の接着手段により接着さ
れている。

【００２２】ゴム弾性体４の軸方向断面形状は、図１に
示すようにリム３の内周面に接着される側、または図２
に示すようにベースリム２の外周面に接着される側が波
形、台形等の形状をなしていることが好ましい。これら
形状とすることにより、ゴム弾性体４とリム３の内周面
またはベースリム２の外周面との間には周方向に連なる
隙間が形成される。ゴム弾性体に対しかかる隙間が占め
る割合は、５〜８０％、好ましくは１０〜７０％、より
好ましくは１０〜５０％である。図示する例では波形の
頂部がすべてリム３の内周面またはベースリム２の外周
面に接着されているが、必ずしもすべて接着されている
必要はなく、例えば、両側の頂部のみが接着されていて
もよい。その場合に、中央の凸部は大入力時に効果的に
機能することになる。上述のように、隙間が形成された
ゴム弾性体の作用により、入力が大きくなるに従いゴム
弾性体が低ばね定数から高ばね定数に移行し、小入力時
には振動を吸収し、かつ大入力時には大変形を抑制する
ことができる。また、上述の隙間が存在することで、ゴ
ムの応力集中を緩和することができる。さらに、この隙
間の占める割合およびその形状を適宜選定することによ
り、かかるばね定数の移行をコントロールすることが可
能となる。

【００２３】図１および図２に示す好適例においては、
ベースリム２の外周面とリム３の内周面との間にゴム弾
性体４が直接環状に介装されているが、図３に示すよう
に、ベースリム２の外周面とリム３の内周面との間に、
同様の機能を有する弾性付与具Ａ１を嵌挿させてもよ
く、さらに溶接等により強固に固着させてもよい。かか
る弾性付与具Ａ１は、同心円状に配置された径の異なる
２種類の円環状体の、内側円環状体５の外周面と外側円
環状体６の内周面との間にゴム弾性体４が環状に介装さ
れ、該ゴム弾性体４と内側円環状体５の外周面または外
側円環状体６の内周面との間に上述と同様の隙間が形成
されてなるものである。弾性付与具Ａ１を設けることに
より、製造が容易となる。

【００２４】なお、本発明において使用し得るゴム弾性
体は、防振ゴムとして既知のものを用いることができ、
天然ゴムや合成ゴム、例えば、ブタジエンゴム、スチレ
ンブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム等のジエン系ゴ
ムに適宜配合剤、例えば、硫黄、加硫促進剤、老化防止
剤、カーボンブラック等を適宜配合することにより調製
することができる。かかるゴム弾性体のＪＩＳ−Ａ硬度
（Ｈｄ）は、振動吸収特性と耐久性の観点から、好まし
くは３０〜８０°であり、弾性率は１×１０³〜１×１
０⁵Ｎ／ｃｍ²である。

【００２５】環状に介装されるゴム弾性体の形状および
リムサイズにもよるが、ベースリム２とリム３との距離
は、操縦安定性と振動吸収特性との観点から、好ましく
は５〜３０ｍｍである。

【００２６】本発明の他の実施の形態に係る弾性ホイー
ルを図４に示す。図４に示す好適例においては、ベース
リム２の外周面とリム３の内周面との間で、例えば、加
硫接着等の接着手段により接着された２条のゴム弾性体
４ａが環状に介装されている。かかるゴム弾性体４ａ間
のスペースが上述の隙間と同様の働きをする。また、か
かるゴム弾性体４ａの軸方向断面の幅は、ベースリム２
の外周面からリム３の内周面方向に向かって漸次減少し
ている。この減少の仕方は曲線的に減少しているが、か
かる曲線的減少は図５に示すゴム弾性体４ｂの軸方向断
面のような曲線であってもよい。さらに、かかるゴム弾
性体４ａの軸方向断面の幅は、ベースリム２の外周面か
らリム３の内周面方向に向かって同様に漸次増加させて
もよい。このようにすることで、入力が大きくなるに従
いゴム弾性体の低ばね定数から高ばね定数への移行がよ
りスムーズとなる。

【００２７】また、図６に示すように、ベースリム２の
外周面とリム３の内周面との間に、同様の機能を有する
弾性付与具Ａ２を嵌挿させてもよい。かかる弾性付与具
Ａ２は、図３の場合と同様に、例えば、同心円状に配置
された径の異なる２種類の円環状体の、内側円環状体５
の外周面と外側円環状体６の内周面との間に２条のゴム
弾性体４ａが環状に介装されてなるものである。

【００２８】本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性
ホイールを図７に示す。図７に示す好適例においては、
ゴム弾性体に上述のような隙間のスペースは存在しな
い。即ち、ベースリム２の外周面とリム３の内周面との
間で軸方向中央領域に、両周面に加硫接着された１条の
ゴム弾性体４ｃが環状に介装されている。かかるゴム弾
性体４ｃの軸方向断面の幅をベースリム２の外周面から
リム３の内周面方向に向かって漸減させることによっ
て、あるいは漸増させることによって（図示せず）、入
力が大きくなるに従いゴム弾性体４ｃが低ばね定数から
高ばね定数に移行する。

【００２９】ベースリム２の外周面とリム３の内周面と
の間に、同様の機能を有する弾性付与具を嵌挿させても
よい（図示せず）。かかる弾性付与具は、例えば、同心
円状に配置された径の異なる２種類の円環状体の、内側
円環状体の外周面と外側円環状体の内周面との間でタイ
ヤ軸方向略中央領域に１条のゴム弾性体が環状に介装さ
れ、該ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面の幅が、ベースリ
ム外周面からリム内周面方向に向かって漸次変化してな
るものである。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。下
記の条件にて、図１に示す形状のゴム弾性体が環状に介
装された弾性ホイールを試作し、これにサイズ１８５／
５５Ｒ１５のタイヤを装着して振動吸収特性および防音
性能について評価した。評価方法は下記の通りである。（リム）サイズ：１５インチ幅：５．５Ｊ（ゴム弾性体）空隙率：１５％ＪＩＳ−Ａ硬度：６０° 弾性率：４×１０⁴Ｎ／ｃｍ² （振動吸収特性）加速度センサーにより、実車走行時に
おける車軸力を測定した。（防音特性）運転座席頭部にマイクロフォンを設置し、
実車走行をした時の音圧を測定した。

【００３１】上述の振動吸収特性の試験の結果、上記実
施例の弾性ホイールによれば、小入力時には振動を吸収
し、かつ大入力時には大変形を抑制することができるこ
とが確かめられた。その結果、小入力時から大入力時に
至るまで、耐久性および安全性を損なうことなく乗り心
地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることがで
きる。また、防音特性試験の結果、１００Ｈｚ以上の高
周波数領域の防音に極めて効果的であることがわかっ
た。この実施例以外の上述の実施形態に係る弾性ホイー
ルについても同様の効果を得ることができた。

【００３２】上記実施例のように、ゴム弾性体とリムの
内周面との間に隙間が形成されている場合（図８の
（イ））と、隙間が形成されていない場合（図８の
（ロ））とのバネ定数の変化の様子を比較した。図８の
（イ）および（ロ）とも同じゴム弾性体を使用し、高さ
（上下間の距離）を２０ｍｍとした。（ロ）では上下間
ほぼ同じ断面幅でゴム弾性体がプレート間に挿入されて
いるのに対し、（イ）では上部が２山のコブ状となり、
両コブの間に隙間（空隙率：１５％）が形成されてプレ
ート間に挿入されている。

【００３３】上述の（イ）および（ロ）に対し、上方よ
り荷重をかけ、上下変位量と荷重との関係を求めた。得
られた結果を図９に示す。図９のグラフからわかるよう
に、小入力時には（イ）は（ロ）に比し上下ばね定数が
小さく、よって防振効果が大きく、一方、大入力時には
（イ）は（ロ）に比し上下ばね定数が大きく、よって安
定性能に優れている。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の弾性
ホイールは、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性
および安全性を損なうことなく乗り心地性能、防振性能
および防音性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る弾性ホイールの拡
大部分断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態に係る弾性ホイールの
拡大部分断面図である。

【図３】本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイ
ールの拡大部分断面図である。

【図４】本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイ
ールの拡大部分断面図である。

【図５】本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイ
ールの拡大部分断面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイ
ールの拡大部分断面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施の形態に係る弾性ホイ
ールの拡大部分断面図である。

【図８】プレート間に挿入されたゴム弾性体を示す断面
図である。

【図９】図８に示すゴム弾性体の上下変位量と荷重との
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ディスク２ベースリム３リム４，４ａ，４ｂ，４ｃゴム弾性体５内側円環状体６外側円環状体１０タイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースリムを備えたディスクと、タイヤ
を支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、前記
ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間にゴム弾
性体が環状に介装され、該ゴム弾性体と前記ベースリム
の外周面または前記リムの内周面との間に隙間が形成さ
れていることを特徴とする弾性ホイール。
【請求項２】ベースリムを備えたディスクと、タイヤ
を支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、前記
ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間に、同心円状に配置された径の異なる２種類の円環状体の、
内側円環状体の外周面と外側円環状体の内周面との間に
ゴム弾性体が環状に介装され、該ゴム弾性体と前記内側
円環状体の外周面または前記外側円環状体の内周面との
間に隙間が形成されている弾性付与具が嵌挿されている
ことを特徴とする弾性ホイール。
【請求項３】前記ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面にお
いて、該ゴム弾性体に対し隙間が占める割合が５〜８０
％である請求項１または２記載の弾性ホイール。
【請求項４】ベースリムを備えたディスクと、タイヤ
を支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、前記
ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間に、少な
くとも２条のゴム弾性体が環状に介装されていることを
特徴とする弾性ホイール。
【請求項５】ベースリムを備えたディスクと、タイヤ
を支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、前記
ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間に、同心円状に配置された径の異なる２種類の円環状体の、
内側円環状体の外周面と外側円環状体の内周面との間に
少なくとも２条のゴム弾性体が環状に介装された弾性付
与具が嵌挿されていることを特徴とする弾性ホイール。
【請求項６】前記ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面の幅
が、ベースリム外周面からリム内周面の方向に向かって
漸次変化している請求項４または５記載の弾性ホイー
ル。
【請求項７】ベースリムを備えたディスクと、タイヤ
を支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、前記
ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間で軸方向
略中央領域に、１条のゴム弾性体が環状に介装され、該
ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面の幅が、ベースリム外周
面からリム内周面方向に向かって漸次変化していること
を特徴とする弾性ホイール。
【請求項８】ベースリムを備えたディスクと、タイヤ
を支承するリムとを備えた弾性ホイールにおいて、前記
ベースリムの外周面と前記リムの内周面との間に、同心円状に配置された径の異なる２種類の円環状体の、
内側円環状体の外周面と外側円環状体の内周面との間で
タイヤ軸方向略中央領域に１条のゴム弾性体が環状に介
装され、該ゴム弾性体のタイヤ軸方向断面の幅が、ベー
スリム外周面からリム内周面方向に向かって漸次変化し
ている弾性付与具が嵌挿されていることを特徴とする弾
性ホイール。