JP2003326905A

JP2003326905A - リムホイールおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003326905A
Application number: JP2002141381A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Uchida; 竜郎内田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: JP3942485B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高い操縦安定性を確保しかつ重量増加を抑え
つつ車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地性の向
上、車内騒音の低減等を長期にわたり確実に実現するこ
とができ、しかも高い生産性を有するリムホイールおよ
びその製造方法を提供する。【解決手段】リム２と、縦壁３と、円環状ゴム部材５
とにより形成され、複数の側壁９により分割された複数
の副気室６を備える。円環状ゴム部材５にタイヤ主気室
１１と副気室６とを連通させる連通部８を有し、副気室
６と連通部８とでヘルムホルツ共鳴吸音器が構成されて
いる。このリムホイール２を製造するにあたり、リムホ
イール鋳造時に縦壁３をリム２と一体的に成型する工程
と、成型されたリム２の、縦壁３と一方のビードシート
４との間に、各副気室６に対応するように複数の連通部
８を穿設した円環状のゴム部材５を固着する工程とを包
含する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタイヤを取り付ける
車両用のリムホイールおよびその製造方法に関する。詳
しくは、高い操縦安定性を確保しかつ重量増加を抑えつ
つ車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地の向上、車
内騒音の低減等を長期にわたり確実に実現することがで
き、しかも高い生産性を有するリムホイール、およびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の操縦安定性と乗り心地
性、静粛性を高次元で両立する高機能化が、特に高級車
領域で進められている。かかる要請の下、車内騒音に対
して、その大きな要因であるタイヤ空洞共鳴音を抑える
べく、副気室をリムホイール内に設け、この副気室と連
通孔の寸法を調整するなどによりヘルムホルツ共鳴吸音
器として作用させる技術が実開平１―３９１０３号、実
開平１−９０６０１号、特開平１−１１５７０１号、特
開平１−１１５７０２号、欧州特許０９３６０８３号等
に開示されている。

【０００３】しかしながら、ヘルムホルツ共鳴吸音器の
作用を利用する上記公知文献記載の技術は、必ずしも充
分な改良効果を有しておらず、あるいはいくつかの問題
点を有しており、未だ実用化に至っていないのが現状で
あった。

【０００４】かかる状況下において、リムと該リムの径
方向外側に配置される複数の蓋部材との間に形成され、
周方向に間隔をあけて設けられた複数の側壁により分割
された複数の副気室と、この副気室とタイヤ主気室とを
連通させる連通部とによりヘルムホルツ共鳴吸音器を構
成することで、自動車の大きな要求性能である乗り心地
や静粛性が有意に向上し、実用的なリムホイールが得ら
れることが見出され、先に、本出願人により特許出願が
なされた（特開２００２−０７９８０２号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開２００２−０
７９８０２号公報記載のリムホイールにおいては、それ
までのヘルムホルツ共鳴吸音器を構成する技術に比し、
静粛性、操縦安定性および振動乗り心地性において大幅
に優れており、十分に実用に供し得るものである。よっ
て、同公報に開示されているような副気室を備えたリム
ホイールを確実にかつ高い生産性にて製造することが求
められている。

【０００６】そこで、本発明の目的は、かかる求めに応
じ、高い操縦安定性を確保しかつ重量増加を抑えつつ車
両に伝達される振動を抑制し、乗り心地性の向上、車内
騒音の低減等を長期にわたり確実に実現することがで
き、しかも高い生産性を有するリムホイール、およびそ
の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることに
より上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、本発明は、下記に示す通りであ
る。

【０００８】＜１＞リムと、該リムの外周面上に周方向
に環状に形成された縦壁と、該縦壁の径方向外端部と一
方のビードシートとの間に固着された円環状ゴム部材と
により形成され、周方向に適宜間隔をあけて設けられた
複数の側壁により分割された複数の副気室を備え、前記
円環状ゴム部材にタイヤ主気室と前記副気室とを連通さ
せる連通部を有し、前記副気室と前記連通部とでヘルム
ホルツ共鳴吸音器が構成されていることを特徴とするリ
ムホイールである。

【０００９】＜２＞前記＜１＞のリムホイールにおい
て、前記リムに、底部位置がビードシートよりも径方向
内側に位置する凹状のウエル部が形成されているリムホ
イールである。

【００１０】＜３＞前記＜１＞または＜２＞のリムホイ
ールにおいて、隣接する側壁間の周方向長さの略中央に
連通部を有するリムホイールである。

【００１１】＜４＞前記＜１＞〜＜３＞のいずれかのリ
ムホイールにおいて、前記副気室が３室以上設けられて
いるリムホイールである。

【００１２】＜５＞前記＜１＞〜＜４＞のいずれかのリ
ムホイールにおいて、前記側壁がゴム部材により形成さ
れているリムホイールである。

【００１３】＜６＞前記＜１＞〜＜５＞のうちいずれか
のリムホイールを製造するにあたり、リムホイール鋳造
時に前記縦壁をリムと一体的に成型する工程と、成型さ
れたリムの、縦壁の径方向外端部と一方のビードシート
との間に、各副気室に対応するように複数の前記連通部
を穿設した円環状のゴム部材を固着する工程と、を包含
することを特徴とするリムホイールの製造方法である。

【００１４】＜６＞前記＜５＞のリムホイールの製造方
法において、前記ゴム部材を加硫接着により固着するリ
ムホイールの製造方法である。

【００１５】＜７＞前記＜５＞または＜６＞のリムホイ
ールの製造方法において、前記側壁を前記円環状ゴム部
材と一体的に成型するリムホイールの製造方法である。

【００１６】前記＜１＞の本発明のリムホイールは、形
成された副気室がタイヤ主気室との連通部を有してヘル
ムホルツ共鳴吸音器として機能する。副気室の体積、連
通部の断面積と長さといった各寸法は、下記式、ｆ₀：共鳴周波数（Ｈｚ）Ｖ：副気室体積（ｃｍ³）Ｓ：連通部総断面積（ｃｍ²）Ｌ：連通部長さ（ｃｍ）Ｎ：連通部個数／気室Ｒ：ホイール径（ｉｎｃｈ）に従い設定することにより、効果的な空洞共鳴音低減を
達成することができる。即ち、最初にリム径を決め、そ
の後、副気室体積Ｖ（ｃｍ³）、連通部総断面積Ｓ（ｃ
ｍ²）、連通部長さＬ（ｃｍ）、連通部個数Ｎを決定す
ることにより、効果的にタイヤ空洞共鳴音を低減するこ
とができるリムホイールが得られる。ここで、上記式の
左項は、ヘルムホルツ共鳴周波数を表している。タイヤ
主気室内の空洞共鳴周波数は、タイヤとリムの周長によ
って決まり、径の小さいタイヤでは、この周波数は高く
なり、径の大きなタイヤでは低くなる。上記式の右項
は、タイヤサイズ、リム径に応じた最適な設定周波数範
囲を求めたものである。

【００１７】また、前記＜１＞の本発明のリムホイール
は、縦壁の径方向外端部と一方のビードシートとの間に
円環状ゴム部材を固着することにより副気室が形成され
ている。このように、収縮性を有するゴム部材を副気室
の蓋として使用することにより、タイヤのエア漏れの懸
念が全く無いだけでなく、副気室の密封性が長期使用に
おいても永続的に維持される。しかも、ボルトや溶接と
いった接合作業を排除することができ、高い生産性を有
する。さらに、ゴム部材は金属部材等に比し軽量であ
り、副気室の形成において大幅な重量増加を招くことも
ない。

【００１８】前記＜２＞の本発明のリムホイールは、リ
ムに、底部位置がビードシートよりも径方向内側に位置
する凹状のウエル部を形成したことで、タイヤビード部
をウエル部に落とし込むことができ、従来通りタイヤを
リムに組み付けることができる。

【００１９】前記＜３＞の本発明のリムホイールでは、
隣接する側壁間の周方向長さの略中央に連通孔を設けた
ことで、上記式に従い、効果的な空洞共鳴音低減を達成
することができる。なお、連通部は各副気室に対し１個
に限定されるものではなく、連通部の径や数を調整する
だけで、共鳴周波数設定を変えることができることか
ら、連通部の数、位置および径はタイヤサイズに応じ適
宜定めればよい。

【００２０】前記＜４＞の本発明のリムホイールでは、
副気室が３個以上の密閉側壁によって周方向に３気室以
上に仕切られていることによって、共鳴吸音遅れが生じ
ることなく、タイヤ空洞共鳴音を効果的に低減すること
ができる。好ましくは、副気室数は４室以上であり、よ
り好ましくは５室以上である。

【００２１】前記＜５＞の本発明のリムホイールでは、
前記側壁をゴム部材により形成することで、副気室間の
気密性を高めることができ、減音効果が向上するので、
好ましい。但し、回転バランスを悪化させないように、
各側壁は同寸法で、周上等配分位置に設定することが好
ましい。

【００２２】前記＜６＞の本発明の製造方法は、縦壁を
リムホイール鋳造時に成型することができる。また、縦
壁の径方向外端部とビードシートとの間に円環状ゴム部
材を固着することにより副気室が形成され、ボルトや溶
接といった接合作業を排除することができる。即ち、リ
ムホイール本体とは別に成型した円環状ゴム部材を接合
するだけであるため、製造工数やコスト、重量の増加が
少なく、また、回転バランスも損なうことがない。

【００２３】前記＜７＞の本発明の製造方法により、ゴ
ム部材を良好にリムに固着させることができる。

【００２４】前記＜８＞の本発明の製造方法により、副
気室の気密性をより高めることができる。側壁の気密性
が高い程減音効果が向上するので、好ましい。また、円
環状ゴム部材に側壁を一体的に成型することにより、製
造工数の低減を図ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。図１〜３に示すように、本発明の一実施
形態に係るリムホイール１においては、タイヤ１０がこ
のリムホイール１のリム２に装着されることにより、タ
イヤ１０とリム２との間に密閉されたタイヤ主気室１１
が形成される。

【００２６】なお、図示する好適例においては、リムホ
イール本体には、タイヤ装着時にタイヤビード部を落と
し込むための凹状のウエル部７が形成されている。この
ウエル部７の底部は、ビードシート４よりもタイヤ径方
向内側に位置している。

【００２７】ウエル部７は、適宜、軸方向に幅広または
径方向内側に深い構造とすることができる。ここで、径
方向内側に深い構造とは、ビード部とホイールベース部
の径差が大きいという意味で、ブレーキスペースに余裕
がある場合は、ホイールベース部の径を小さくすること
で径差を大きくできるが、余裕がない場合はビード部の
径を大きくして、タイヤ高さを小さくする（タイヤ外径
を同じにする）、いわゆるインチアップ手法により径差
を大きくすることができる。

【００２８】図１および２に示すように、副気室６はリ
ム２と、リム２の軸方向外周面上に周方向に環状に形成
された縦壁３と、縦壁３の径方向外端部と一方のビード
シート４（矢印ＩＮ方向側）との間に固着された円環状
ゴム部材５とにより形成されている。また、この副気室
６は、図３に示すように、周方向に適宜間隔をあけて設
けられた複数の側壁９により分割されている。本実施形
態では５室の副気室６が配置されている。側壁９の端部
は、円環状ゴム部材５に密着しており、各副気室６は完
全に独立している。

【００２９】側壁９は、リムホイール鋳造時に縦壁３と
ともにリム２と一体的に成型してもよく、あるいは、円
環状ゴム部材５と一体的に成型してもよい。

【００３０】ウエル部７を軸方向に幅広にすることに対
しては、実質的に大きな制約はないため、ウエル部７を
幅広化としつつ、副気室６の所望体積を得ることはでき
るが、より大きな体積を確保できるという観点からは、
径方向内側に深くした方が好ましい。

【００３１】即ち、リム２にウエル部７を形成しつつ、
所望体積の副気室６を形成するには、縦壁３をリム２の
軸方向略中央に配置することが好ましい。これにより、
従来通りタイヤをリムに組み付けることができる。

【００３２】本実施形態に係る円環状ゴム部材５におい
ては、図１に示すように、円環状ゴム部材５の幅方向の
一端部が、リム２の裏側（矢印ＩＮ方向側）のビードシ
ート４に形成された段部４Ａに係合し、例えば、接着剤
または加硫接着等により固着されている。

【００３３】円環状ゴム部材５の幅方向の他端部は、縦
壁３の径方向外端部に、同様に接着剤または加硫接着等
により固着されている。

【００３４】ここで、円環状ゴム部材５を確実に固着す
るためには、円環状ゴム部材５の径を、リム２に形成さ
れた縦壁３およびビードシート４に形成された段部４Ａ
の径よりも小径に形成する必要があるが、この場合、特
に側壁９の数が少ないと、副気室６の周方向中央部付近
で円環状ゴム部材５が周方向内側に凹んでしまう傾向が
ある。これを防止するために、円環状ゴム部材５には、
周方向に沿って支持部を設けておくことが好ましい。こ
れにより、円環状ゴム部材の凹みを防止して、副気室を
確実に形成させることができる。支持部は、例えば、図
６（イ）、（ロ）に示すように設けることができる。図
中の矢印は周方向を示す。図６（イ）に示す支持部１２
ａは、円環状ゴム部材５ａの幅方向中央部付近に、周方
向に沿って連続する壁状に設けられている。また、図６
（ロ）に示す支持部１２ｂは、円環状ゴム部材５ｂの幅
方向中央部付近に、周方向に沿って適宜間隔で柱状に設
けられている。支持部は、円環状ゴム部材と同材質にて
一体的に形成することができ、円環状ゴム部材をリム２
およびビードシート４に対し固着する際に、接着または
加硫接着等の手段により、同様にしてリム２の軸方向外
周面表面に固着することができる。支持部は円環状ゴム
部材と別個に形成した後一体化するものであってもよ
く、また、その形状や設け方についても図示する例には
制限されない。

【００３５】本発明の他の実施形態に係る他の円環状ゴ
ム部材５Ａにおいては、図４に示すように、この円環状
ゴム部材５Ａの幅方向の一端部が、リム２の裏側（矢印
ＩＮ方向側）のビードシート４面に直接、例えば、接着
剤または加硫接着等により固着され、他端部は、縦壁３
の径方向に係合する係合部５Ｂを有し、この係合部５Ｂ
と縦壁３の径方向側面との間で固着している。

【００３６】さらに、図５に示すように、係合部５Ｂの
ゴム厚を肉厚とすることにより縦壁３を兼ねさせること
もできる。

【００３７】円環状ゴム部材５には、各副気室６に対し
て１個づつ連通部８が形成されており、副気室６は連通
部８を介してタイヤ主気室１１に連通されている。ま
た、図６（イ）に示すように、支持部を周方向に連続す
る壁状に設ける場合には、副気室が実質的に分割される
ため、図示するように、分割された副気室の夫々に対し
連通部８ａを設ける必要がある。

【００３８】本実施形態では、この副気室６と連通部８
とでヘルムホルツ共鳴吸音器が構成されている。

【００３９】ここで、リムホイール１にタイヤ１０を組
立てた場合、前記式を満足するように、各部の設定を行
う。タイヤ主気室内の空洞共鳴周波数は、タイヤとリム
の周長によって決まり、通常の乗用車用タイヤでは、２
５０Ｈｚ近傍が空洞共鳴周波数である。軽自動車用のタ
イヤではこの周波数が高周波になり、トラック用の大き
なタイヤでは低周波になる。

【００４０】なお、一つのリムホイール１に対する副気
室６の総内容積は、タイヤ主気室１１の体積の２％以上
２５％以下であることが好ましく、中でも３％以上１５
％以下が更に好ましい。

【００４１】本実施形態のリムホイール（７１／２Ｊ
Ｊ×１７）１にタイヤ（２２５／５５Ｒ１７）１０を装
着したときのタイヤ主気室１１の体積は約３５０００ｃ
ｍ³であり、４つの副気室６の総体積は１２００ｃｍ
³（３００ｃｍ³×４個）であり、４つの副気室６の総体
積はタイヤ主気室１１の総体積の３．４％である。

【００４２】本発明の製造方法において、リムホイール
１の鋳造時に縦壁３をリム２と一体的に成型する場合、
従来の鋳造法をそのまま適用することができる。また、
縦壁３の径方向外端部と一方のビードシート４との間
に、円環状ゴム部材５を固着するにあたっては、加硫前
の生ゴムを円環状に貼り付けた後、加硫接着することが
好ましい。あるいは、予め加硫した円環状ゴム部材５を
伸長させ拡径して装着してもよい。なお、この場合、接
着剤等で固着しておくことが好ましい。連通部８は、副
気室６に対応する箇所に、予めリムに固着する前に穿設
しておくことが製造上、好ましい。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。従
来のリムホイールとタイヤとの組み合わせ品（比較例）
と、本発明の適用されたリムホイールとタイヤとの組み
合わせ品（実施例）とを試作し、ロードノイズ評価ドラ
ム試験を実施した。

【００４４】コントロール品：７１／２ＪＪ×１７の
通常のアルミホイールに２２５／５５Ｒ１７サイズの通
常の乗用車用タイヤを装着したものである。

【００４５】実施例：図１に示す構造のリムホイール
（側壁数４個）にコントロール品と同様の乗用車用タイ
ヤを装着したものである。

【００４６】タイヤ主気室の体積約３５０００ｃｍ³に
対し、副気室の総体積は１２００ｃｍ³（タイヤ主気室
の３．４％）であり、連通孔の径は０．８ｃｍ、連通孔
の長さは０．４ｃｍである。

【００４７】それぞれの実施例と比較例の共鳴周波数
は、上記式に従い、それぞれ約２２２Ｈｚとした。ロー
ドノイズドラムは直径３ｍで、表面に一般的な道路形状
を模したアスファルトが貼り付けてある。タイヤを荷重
４９００Ｎ（５００ｋｇｆ）でドラムに押し付け、速度
６０ｋｍ／ｈで走行させた際の、各方向のドラム軸力を
測定し、周波数解析を行った。

【００４８】上下方向の軸力の周波数解析を行った結
果、実施例では、比較例に比し空洞共鳴ピークが約６ｄ
Ｂ低減した。

【００４９】また、実施例および比較例のタイヤを乗用
車に装着し、テストコースにて、テストドライバー二人
による実車走行を行い、操縦安定性試験、振動乗り心地
試験を実施した。

【００５０】操縦安定性に関しては、駆動性、制動性、
ハンドル応答性、操縦時のコントロール性を総合評価
し、振動乗り心地試験に関しては、良路走行時振動、悪
路走行時振動、段差などの特殊路走行時振動、車内騒音
を総合評価し、コントロール（比較例）を１００とした
時の指数で実施例のタイヤを評価した。指数の数値が大
きいほど良好である。実施例の結果は、操縦安定性が１
１０、振動乗り心地性が１１５、車内騒音が１５５であ
った。

【００５１】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高い操縦安定性を確保しかつ重量増加を抑えつつ車
両に伝達される振動を抑制し、乗り心地性の向上、車内
騒音の低減等を長期にわたり確実に実現することがで
き、しかも高い生産性を有するリムホイール、およびそ
の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るリムホイールの要部
を示す回転軸に沿った断面図である。

【図２】図１に示すリムホイールの軸直角方向から見た
側面図である。

【図３】図１に示すＡ−Ａ線に沿う軸直角断面図であ
る。

【図４】本発明の他の実施形態に係るリムホイールの要
部を示す回転軸に沿った断面図である。

【図５】本発明の更に他の実施形態に係るリムホイール
の要部を示す回転軸に沿った断面図である。

【図６】円環状ゴム部材に対する支持部の設け方の一例
を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１リムホイール２リム３縦壁４ビードシート４Ａ段部５，５ａ，５ｂ円環状ゴム部材６副駆室７ウエル部８，８ａ，８ｂ連通部９側壁１０タイヤ１１主気室１２ａ，１２ｂ支持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リムと、該リムの外周面上に周方向に環
状に形成された縦壁と、該縦壁の径方向外端部と一方の
ビードシートとの間に固着された円環状ゴム部材とによ
り形成され、周方向に適宜間隔をあけて設けられた複数
の側壁により分割された複数の副気室を備え、前記円環
状ゴム部材にタイヤ主気室と前記副気室とを連通させる
連通部を有し、前記副気室と前記連通部とでヘルムホル
ツ共鳴吸音器が構成されていることを特徴とするリムホ
イール。
【請求項２】前記リムに、底部位置がビードシートよ
りも径方向内側に位置する凹状のウエル部が形成されて
いる請求項１記載のリムホイール。
【請求項３】隣接する側壁間の周方向長さの略中央に
連通部を有する請求項１または２記載のリムホイール。
【請求項４】前記副気室が３室以上設けられている請
求項１〜３のうちいずれか一項記載のリムホイール。
【請求項５】前記側壁がゴム部材により形成されてい
る請求項１〜４のうちいずれか一項記載のリムホイー
ル。
【請求項６】請求項１〜５のうちいずれか一項記載の
リムホイールを製造するにあたり、リムホイール鋳造時に前記縦壁をリムと一体的に成型す
る工程と、成型されたリムの、縦壁の径方向外端部と一方のビード
シートとの間に、各副気室に対応するように複数の前記
連通部を穿設した円環状のゴム部材を固着する工程と、
を包含することを特徴とするリムホイールの製造方法。
【請求項７】前記ゴム部材を加硫接着により固着する
請求項６記載のリムホイールの製造方法。
【請求項８】前記側壁を前記円環状ゴム部材と一体的
に成型する請求項６または７記載のリムホイールの製造
方法。