JP2004009820A - 弾性ホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小入力時から大入力時に至るまでの乗り心地性能、防振性能および防音性能に優れた弾性ホイールを耐久性および安全性を損なうことなく高い生産性にて製造する方法を提供する。
【解決手段】（ア）下型２０に、ガイド用環状部材１５ｂを型入れする工程と、（イ）ガイド用環状部材１５ｂが型入れされた下型２０に、ディスク本体１１を型入れする工程と、（ウ）環状中型３０をディスク本体１１の突出部１４の外周面外側に配置し、環状中型３０に、ガイド用環状部材１５ａを型入れする工程と、（エ）未加硫ゴム注入孔４１を１個所以上有する上型４０を環状中型３０上に載置する工程と、（オ）未加硫ゴム注入孔４１から未加硫ゴムを注入した後、加熱して未加硫ゴムを加硫しゴム弾性体を形成する工程と、（カ）加硫後に型から取り出されたディスク本体１１にゴム弾性体を介して固着されたガイド用環状部材１５ａ，１５ｂにリムを装着する工程と、を含む。
【選択図】　　　　図５

Description

【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の製造方法に関し、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を長期使用時の耐久性および安全性を損なうことなく高い生産性にて製造する方法に関する。
【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５−３３８４０１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、ＷＯ９８／３３６６６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の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、防振体としてばね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ゴム弾性体を配置して防振効果を得る弾性ホイールの場合には、実車に装着して走行した際の長期使用時におけるゴム弾性体の疲労破壊が問題となる。従って、単に防振性能等を高めることのみならず、実使用時におけるゴム弾性体の耐久性を向上して、十分な実用性を備えた弾性ホイールを実現することのできる製造技術が望まれていた。
【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の乗り心地性能、防振性能および防音性能に優れた弾性ホイールを耐久性および安全性を損なうことなく高い生産性にて製造する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】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、所定の構成にてリムとディスクとの間にゴム弾性体を配した弾性ホイールにおいて、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ことを見出し、さらに鋭意検討した結果、かかる弾性ホイールを耐久性および安全性を損なうことなく高い生産性にて製造することができることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、上記課題を解決するために、本発明の弾性ホイールは下記に示す通りである。
【０００８】
〈１〉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、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部に、前記リムの内周面との間に間隙をもって、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に、ゴム弾性体が環状に固着され、かつ、軸方向両側に延在する該ゴム弾性体の両端部が夫々前記一対のガイドの、ホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールの製造方法において、
（ア）下型に、一方の前記ガイドを形成するガイド用環状部材を型入れする工程と、
（イ）前記ガイド用環状部材が型入れされた下型に、ディスク本体を、該ガイド用環状部材のゴム弾性部材固着面と該ディスク本体の突出部側面との間に適宜間隙を設けて同軸状に型入れする工程と、
（ウ）環状中型を前記ディスク本体の突出部の外周面外側に、該外周面と適宜間隙を設けて同軸状に配置し、該環状中型に、他方の前記ガイドを形成するガイド用環状部材を、そのゴム弾性部材固着面と前記ディスク本体の突出部側面との間に適宜間隙を設けて同軸状に型入れする工程と、
（エ）前記ゴム弾性体形成用の未加硫ゴム注入孔を１個所以上有する上型を前記環状中型上に同軸状に載置する工程と、
（オ）前記未加硫ゴム注入孔から未加硫ゴムを注入した後、加熱して該未加硫ゴムを加硫し前記ゴム弾性体を形成する工程と、
（カ）加硫後に型から取り出されたディスク本体に前記ゴム弾性体を介して固着されたガイド用環状部材にリムを装着する工程と、
を含むことを特徴とする弾性ホイールの製造方法。
【０００９】
〈２〉前記〈１〉の弾性ホイールにおいて、前記環状中型をホイール半径方向に２〜４分割とし、注入された未加硫ゴムを分割部から逃がす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、前記未加硫ゴム注入孔が、前記上型に等間隔で４〜８個同軸状の円周上に穿設されている弾性ホイールである。
【００１１】
前記〈１〉〜〈３〉の発明は、以下の作用効果を奏する。
前記〈１〉の発明により製造された弾性ホイールは、リムとディスクとの間に介装されたゴム弾性体の剪断変形で振動を吸収し、特に小入力に対して乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができるとともに、ディスク外周面上のホイール半径方向外方に設置されたゴム弾性体がストッパの役割を果たし、大入力に対する大変形をも効果的に抑制することができる。また、防音性能については、１００Ｈｚ以上の高周波領域の防音に極めて効果的である。さらに、本発明の製造方法においては、ガイド間に配置されディスクの突出部に固着される所定形状のゴム弾性体を均一かつ迅速に加硫接着により設置することができ、耐久性および安全性を損なうことなく高い生産性を有する。
【００１２】
また、前記〈２〉の発明により、注入された未加硫ゴムを分割部から逃がすことで、該未加硫ゴムを型内の弾性ゴム形成領域に完全にかつ均一に充填することができる。
【００１３】
さらに、前記〈３〉の発明により、設置される弾性ゴムの真円性を損なうことなく、該未加硫ゴムを型内の弾性ゴム形成領域に迅速かつ均一に充填することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１に、本発明の方法により製造される弾性ホイールを示す。図１に示す弾性ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディスク１と、タイヤを支承するリム２とを備えており、リム２の内周面とディスク１の外周面との間にゴム弾性体としてのゴム弾性体３が剪断変形可能に介装されている。
【００１５】
即ち、この弾性ホイールにおいては、ディスク１の外周面に、ホイール半径方向外方に環状に突出する突出部４が一体的に形成されており、この突出部４に、ホイール軸方向両側に延在するゴム弾性体３が、リム２の内周面との間に適宜間隙をもって加硫接着により環状に固着されている。
【００１６】
一方、リム２の内周面には一対のガイド５ａ、５ｂが環状に固設されており、上記ゴム弾性体３の軸方向両端部がこの一対のガイド５ａ、５ｂの、ホイール軸方向に対向する両側面に夫々加硫接着により固着されている。これにより、ゴム弾性体３を介してリム２とディスク１とが連結され、ゴム弾性体３は剪断変形可能となる。
【００１７】
ゴム弾性体３は、少なくともホイール軸方向両側に延在すれば、その剪断歪みにより弾性ホイールとしての防振機能を発揮し得るが、本発明において製造する弾性ホイールは、大入力時の大変形の防止効果をも得るために、図示するように、ゴム弾性体３をリム２の内周面とディスク１の突出部４との間にも介在させてある。即ち、ゴム弾性体３を、一対のガイド５ａ、５ｂ間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装させてある。これにより、ゴム弾性体３の剪断変形によって小入力時の小変形の抑制、防止効果が得られることに加え、ゴム弾性体３の突出部４のホイール半径方向外方面に連続的に存在する部分に、大入力時において突出部４とリム２の内周面との衝突を回避するためのストッパとしての機能を持たせることができる。
【００１８】
上述した本発明に係る弾性ホイールの製造においては、ゴム弾性体３の形成法がその性能上重要になってくる。即ち、弾性ホイールの耐久性および安全性を損なわないようにする上で、ゴム弾性体３を均一にかつ良好な加硫接着にて固着させることが重要となってくる。このために本発明では、図２に示すような下型２０、環状中型３０、上型４０の３種類の型を用意する。これら型を用いて、ゴム弾性体が加硫接着されるディスク本体と、２個のガイド用環状部材との間にゴム弾性体を加硫接着する。
【００１９】
用意するディスク本体１１は、ディスク本体１１の外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部１４を有するものであれば特にそのタイプは制限されるものではなく、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。また、ディスクの材質は、ゴム弾性体が加硫接着し得るスチール、アルミニウム、マグネシウム、チタン、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、チタンまたは合成樹脂が好ましい。２個のガイド用環状部材１５ａ，１５ｂも、ディスク本体と同様の材質とすることができる。
【００２０】
また、ガイド用環状部材１５ａ，１５ｂはリムの内周面に容易に取付けできるようにフランジ１６ａ，１６ｂを設けておくことが好ましい。
【００２１】
本発明の製造工程においては、図３に示すように、先ず、工程（ア）として、下型２０に、一方のガイドを形成するガイド用環状部材１５ｂを型入れし、次いで、工程（イ）として、このガイド用環状部材１５ｂが載置された下型２０に、ディスク本体１１を、ガイド用環状部材１５ｂのゴム弾性部材固着面とディスク本体１１の突出部１４の側面との間に適宜間隙を設けて同軸状に型入れする。
【００２２】
次に、図４に示すように、先ず、工程（ウ）として、環状中型３０をディスク本体１１の突出部１４の外周面外側に、この外周面と適宜間隙を設けて同軸状に配置する。なお、環状中型３０の内径は、ディスク本体１１の突出部１４の外径よりも大きく設定してある。次いで、この環状中型３０に、他方のガイドを形成するガイド用環状部材１５ａを、そのゴム弾性部材固着面とディスク本体１１の突出部１４の側面との間に適宜間隙を設けて同軸状に型入れする。環状中型３０はホイール半径方向に２〜４分割とすることができ、好ましくは、図２に示すように、ホイール半径方向に２分割とし、注入された未加硫ゴムを分割部３１から逃がすようにすることが好ましい。
【００２３】
次に、図５に示すように、工程（エ）として、ゴム弾性体形成用の未加硫ゴム注入孔４１を１個所以上有する上型４０を環状中型３０上に載置する。未加硫ゴム注入孔４１は、多く設ければそれだけ早く注入することができるが、注入孔４１が多すぎるとゴム弾性体の真円性に問題が生ずるため、上型４０に等間隔で４〜８個の注入孔４１が同軸状の円周上に穿設されていることが好ましい。
【００２４】
上型４０を載置した後、工程（オ）として、未加硫ゴム注入孔４１から未加硫ゴムを注入する。未加硫ゴムの注入に際して、未加硫ゴム注入孔４１が２個所の場合、図６の（Ａ）に模式的に示すように、分割上型の分割面３１に対して垂直方向から未加硫ゴムを注入することにより未加硫ゴムを型内に均一に注入することができる。また、未加硫ゴム注入孔４１が４個所の場合は（Ｂ）に示すように、６個所の場合は（Ｃ）に示すように、さらに８個所の場合は（Ｄ）に示すように、上型４０に等間隔で穿設することが好ましい。未加硫ゴムの注入が終了した後、型を加熱し、未加硫ゴムを加硫してゴム弾性体を形成する。かかる加硫条件は特に制限されるべきものではなく、通常の加硫条件に従えばよい。
【００２５】
本発明において使用し得る未加硫ゴムは、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や、エチレンプロピレンジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）などのゴムに適宜配合剤、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。加硫後のゴム弾性体の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１×１０^３〜１×１０^５Ｎ／ｃｍ^２である。
【００２６】
上述のように、ゴム弾性体が形成されたディスク本体１１を型から取り出し、然る後、工程（カ）として、ディスク本体１１に加硫ゴムを介して固着されたガイド用環状部材１５ａ，１５ｂにリムを装着する。
【００２７】
リムへの装着は、ガイド用環状部材１５ａ，１５ｂのフランジ１６ａ，１６ｂを介して、溶接や接着剤やビスによるネジ止め等の通常の接合手段により行うことができる。尚、リム自体の構造については特に制限されず、例えば、リム組を容易にするために、図示するように、ドロップ部を設けておいてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、小入力時から大入力時に至るまでの乗り心地性能、防振性能および防音性能に優れた弾性ホイールを耐久性および安全性を損なうことなく高い生産性にて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る弾性ホイールの回転軸に沿った拡大部分断面図である。
【図２】本発明に使用する下型、中型、上型を示す斜視図である。
【図３】本発明工程（ア）および（イ）を示す説明図である。
【図４】本発明工程（ウ）を示す説明図である。
【図５】本発明工程（エ）を示す説明図である。
【図６】未加硫ゴムの注入方向を示す説明図である。
【符号の説明】
１　ディスク
２　リム
３　ゴム弾性体
４，１４　突出部
５ａ，５ｂ　ガイド
１１　ディスク本体
１５ａ，１５ｂ　ガイド用環状部材
１６ａ，１６ｂ　フランジ
２０　下型
３０　環状中型
３１　分割部
４０　上型
４１　注入孔

Claims (3)

1. 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、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部に、前記リムの内周面との間に間隙をもって、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に、ゴム弾性体が環状に固着され、かつ、軸方向両側に延在する該ゴム弾性体の両端部が夫々前記一対のガイドの、ホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールの製造方法において、
   （ア）下型に、一方の前記ガイドを形成するガイド用環状部材を型入れする工程と、
   （イ）前記ガイド用環状部材が型入れされた下型に、ディスク本体を、該ガイド用環状部材のゴム弾性部材固着面と該ディスク本体の突出部側面との間に適宜間隙を設けて同軸状に型入れする工程と、
   （ウ）環状中型を前記ディスク本体の突出部の外周面外側に、該外周面と適宜間隙を設けて同軸状に配置し、該環状中型に、他方の前記ガイドを形成するガイド用環状部材を、そのゴム弾性部材固着面と前記ディスク本体の突出部側面との間に適宜間隙を設けて同軸状に型入れする工程と、
   （エ）前記ゴム弾性体形成用の未加硫ゴム注入孔を１個所以上有する上型を前記環状中型上に同軸状に載置する工程と、
   （オ）前記未加硫ゴム注入孔から未加硫ゴムを注入した後、加熱して該未加硫ゴムを加硫し前記ゴム弾性体を形成する工程と、
   （カ）加硫後に型から取り出されたディスク本体に前記ゴム弾性体を介して固着されたガイド用環状部材にリムを装着する工程と、
   を含むことを特徴とする弾性ホイールの製造方法。
2. 前記環状中型をホイール半径方向に２〜４分割とし、注入された未加硫ゴムを分割部から逃がす請求項１記載の製造方法。
3. 前記未加硫ゴム注入孔が、前記上型に等間隔で４〜８個同軸状の円周上に穿設されている請求項１または２記載の製造方法。

Images