JP2004306659A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】副気室を別体で設ける場合であっても、タイヤを組み付けやすく、副気室を簡易に固定できる車両用ホイールを提供することを課題とする。
【解決手段】タイヤ装着用のリムを有する車両用ホイール１０であって、リム１１に形成されるビードシート部１１Ａの径方向内側の周方向に副気室１３を取り付け、副気室１３からタイヤ２０の内周面とリム１１の間に形成されるタイヤ空気室３０に連通する連通手段（グロメット１４）を設けるように構成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ装着用のリムを有する車両用ホイールに関し、詳しくは、タイヤ内の空洞共鳴音を低減させる車両用ホイールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等に装備される車両用車輪（以下、「車輪」という）は、ディスクの外周側にリムが固定して取り付けられたホイール（以下、「車両用ホイール」という）と、この車両用ホイールのリムに固定して取り付けられたタイヤによって構成され、これら車両用ホイールのリムとタイヤとの間には環状の密閉空間からなるタイヤ空気室が形成される。
【０００３】
ところで、車両の走行時には、車両用ホイールのリムとタイヤとの間で形成されるタイヤ空気室内で気柱共鳴が生じ、この気柱共鳴が車両から発生する騒音を悪化させる原因となっていることが知られている。なお、気柱共鳴とは、路面からタイヤに伝わるランダムな振動がタイヤ空気室内の空気を振動させ、その結果、タイヤ空気室の気柱共鳴周波数付近で共鳴現象が起こり、共鳴音が発生する現象である。
【０００４】
そこで、このような気柱共鳴を低減するために、例えば特許文献１に記載されたリムホイール（車両用ホイール）が知られている。このリムホイールでは、別個に形成されたリムとディスクを連結することで、周方向に不連続な複数の副気室を形成し、この副気室とタイヤ空気室に連通する連通部を設けている。このように、副気室とタイヤ空気室を連通させる連通部を設けることで、連通部の空気が「質量」、副気室の空気が「バネ」として作用し、音に対する共鳴器（いわゆるヘルムホルツ吸音器）を構成するので、気柱共鳴に伴う騒音を低減することができる。ちなみに、この副気室の容積及び形態、連通部の断面積、長さ等を適宜変更することで、吸音効果は異なるものとなる。このようなリムホイールは、リムとディスクをそれぞれ所定の形状に別個に形成した後、これらを組み合わせることで、副気室を形成している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のリムホイールのように、リムとディスクを組み合わせて副気室を形成する方法では、既存のリムホイールにそのまま適用することができず、製造工程において、リム及びディスクの設計変更をしなくてはならなかった。
そこで、従来、設計変更なく副気室を形成するものとして、特許文献２に記載されたリムホイールが知られている。このリムホイールは、タイヤ空気室内に、リムホイールとは別個に形成した１本のホースをレゾ室（副気室）として装着するものである。これによれば、副気室としてホースを取り付けるだけでよいので、既存のリムホイールをそのまま活用して、気柱共鳴に伴う騒音を低減できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２３４３０５号公報（請求項１、段落番号〔００６３〕〜〔００６８〕、〔００７７〕〜〔００８２〕、〔００８５〕）
【特許文献２】
米国特許第６，３０９，０２６Ｂ１号明細書（コラム５、ＦＩＧ４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献２に記載のリムホイールによると、設計変更することなく副気室を形成できるが、タイヤ空気室内に取り付けるものであるため、タイヤをリムのビードシート部に組み付ける際の妨げとなりやすかった。
また、タイヤ空気室の内部に別体の副気室を取り付ける場合は、副気室に対して、車輪の回転による遠心力がリムと反対の方向に働く。そのため、副気室はリムから外れやすくなるので、リムに強固に固定する固定手段等が必要であった。
【０００８】
そこで、本発明は、副気室を別体で設ける場合であっても、タイヤを組み付けやすく、副気室を簡易に固定できる車両用ホイールを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項１に記載の発明は、タイヤ装着用のリムを有する車両用ホイールであって、前記リムに形成されるビードシート部の径方向内側の周方向に副気室を取り付け、前記副気室からタイヤの内周面とリムの間に形成されるタイヤ空気室に連通する連通手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の車両用ホイールによれば、タイヤを組み付けるビードシート部の径方向内側に副気室を取り付けるものであるため、タイヤを組み付ける際に、副気室がタイヤのビード部と干渉することがない。また、ビードシート部の径方向内側に副気室を取り付けるので、車輪の回転によって副気室に働く遠心力は、副気室をビードシート部側に押し付ける。そのため、副気室は、リムに強固に固定されなくても外れ難い。
ここで、ビードシート部の径方向内側に副気室を取り付ける場合には、例えば、実施の形態のようにビードシート部とディスクの間（ディスクの外側）に副気室を取り付ける場合が挙げられる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用ホイールにおいて、前記副気室をディスクの内側に取り付けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の車両用ホイールによれば、請求項１に記載の車両用ホイールによる作用に加え、ホイールの内側に副気室を設けることから、副気室が車両の外側に露呈しない。そのため、副気室がデザイン面で制約されることがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用ホイールの実施の形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
参照する図面において、図１は、本実施の形態に係る車両用ホイールにタイヤを組み付けた状態を示す断面図であり、図２は副気室とリムの固定構造を示す要部拡大断面図である。
図１に示す車両用ホイール１０は、タイヤ２０を装着されて車両用車輪１を構成するものである。以下、車両用車輪１の上側に位置する車両用ホイール１０を一部断面にした図１の状態を基準にした方向を示して、説明するものとする。
【００１５】
図１に示すように、車両用ホイール１０は、タイヤ２０を装着するためのリム１１と、リム１１をハブ（不図示）に連結するためのディスク１２と、副気室１３とから構成される。
【００１６】
リム１１は、幅方向の両端部にビードシート部１１Ａ，１１Ａと、ビードシート部１１Ａ，１１Ａから外側に向けてＬ字状に折り曲げられたリムフランジ１１Ｂ，１１Ｂを有している。ビードシート部１１Ａ，１１Ａには、後記するタイヤ２０のビード部２２Ａが組み付けられ、リムフランジ１１Ｂ，１１Ｂによってビード部２２Ａが外側に外れないようになっている。
【００１７】
ビードシート部１１Ａ，１１Ａの内側には、ビードシート部１１Ａからすこし山状に盛り上がった形状でハンプ１１Ｃ，１１Ｃが形成されており、ビード部２２Ａが、内側に落ち込むことを防止している。また、ハンプ１１Ｃ，１１Ｃの間にはリム１１を組む際にビード部２２Ａを落とし込むためのウェル部１１Ｄが設けられている。
そして、ハンプ１１Ｃからウェル部１１Ｄにかけての面には、後記するグロメット１４を取り付けるための貫通孔１１Ｅが設けられている（図２参照）。
【００１８】
ディスク１２は、ウェル部１１Ｄに連結され、その中央付近から車両の外側（以下、「アウタ側」という。）に向けて延びた後、リム１１の径方向に折れ曲がって形成される。
【００１９】
なお、本実施の形態では、リム１１及びディスク１２の材質として鋼（スチール）を用いている。但し、リム１１及びディスク１２の材質は特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム等の軽合金等を用いることもできる。
【００２０】
図３は、車両用ホイールの正面図である。
図３に示すように、副気室１３は、両端部が閉塞したホース状で形成されており、アウタ側に位置するビードシート部１１Ａの径方向内側（下側）の周方向に、即ち、ビードシート部１１Ａとディスク１２の間に４つ配設される。副気室１３をリム１１の周方向に複数配設することで、吸音特性を安定させることができる。また、ビードシート部１１Ａとディスク１２の間に位置することで、ディスク１２に支持されるので、副気室１３は位置安定性を有する。
副気室１３の長手方向中央付近には、リム１１の貫通孔１１Ｅと対向するように貫通孔１３Ａが設けられている。ちなみに、副気室１３の材質は、軽量化の観点から合成樹脂が望ましいが、特に限定されるものではなく、金属等であってもよい。
【００２１】
副気室１３は、リム１１にグロメット１４を用いて固定される（図１、図２参照）。グロメット１４を、リム１１側から貫通孔１１Ｅ、貫通孔１３Ａに挿入して、リム１１と副気室１３は簡易に固定される。また、グロメット１４が中央に有する孔が連通孔１４Ａとして作用する。
【００２２】
このような構造にすることで、副気室１３の空気が「バネ」、連通孔１４Ａの空気が「質量」として作用する共振系と考えられ、この共振系にその共鳴周波数の音が当たると質量に相当する連通孔１４Ａの空気が激しく振動し、吸音特性を発現する。ちなみに、タイヤ空気室３０（図１参照）の共鳴周波数と副気室１３の共鳴周波数とを一致させることで、逆位相の共鳴を形成できるため、タイヤ空気室３０の共鳴を低減させることができる。
また、グロメット１４の長さを変更することで、連通孔１４Ａの長さ（首の長さ）を変えられるので、最も効果的に吸音効果を発現できるような長さに調節することができる。
なお、グロメット１４は、〔特許請求の範囲〕の「連通手段」に相当する。
【００２３】
タイヤ２０は、路面（図示せず）に接地するタイヤ本体２１と、このタイヤ本体６の内周側に全周に亘って取り付けられたインナーライナ２２とによって構成されている。そして、インナーライナ２２は、一対のビード部２２Ａ，２２Ａを有し、これら各ビード部２２Ａは、リム１１のビードシート部１１Ａ，１１Ａに弾性的に密着した状態で取り付けられている。このため、リム１１のビードシート部１１Ａとインナーライナ２２のビード部２２Ａとの間は気密にシールされ、リム１１とインナーライナ２２（タイヤの内周面）との間に環状の密閉空間からなるタイヤ空気室３０が形成される。ちなみに、前記したグロメット１４の連通孔１４Ａは、タイヤ空気室３０から副気室１３に連通するものであり、タイヤ空気室３０で発生する共鳴音を吸収する。
【００２４】
このような構成を有する車両用ホイール１０によれば、以下の効果が得られる。
副気室１３が別体で形成されているため、既存のホイールに設計変更無くして容易に取り付けることが出来る。
また、副気室１３がビードシート部１１Ａの径方向内側（下側）に位置するため、ビード部２２Ａを載置する際の妨げとならず、タイヤ２０を容易に組み付けることができる。
【００２５】
さらに、副気室１３がビードシート部１１Ａの径方向内側（下側）の周方向に位置するため、副気室１３に対する遠心力Ｆ（図１参照）は、ビードシート部１１Ａ側に押し付ける方向に働く。そのため、副気室１３はリム１１から外れ難くなっており、簡易な固定構造でリム１１に取り付けることが可能になる。
そして、副気室１３をリム１１に固定するのに、グロメット１４を用いているため、簡易に取り付けられる。
【００２６】
以上、第１の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、広く応用できるものである。
本実施の形態では、副気室１３を、その長手方向中央付近で１つのグロメット１４によってリム１１に固定する構成としたが、例えば、副気室１３の両端付近で２つのグロメットによって固定する構成としてもよい。こうすることで、より安定した固定構造を得られる。
【００２７】
また、車両用ホイール１０に、副気室１３の全部又は一部を覆うようなホイールカバーを被せると、副気室１３をより安定して固定することができる。
さらに、本実施の形態では、副気室１３は周方向に４つ備える構成としたが、例えば、副気室を一のみ形成するように構成してもよい。このようにすることで、吸音特性を発揮しつつ、構造を簡易にすることができる。
【００２８】
〔第２の実施の形態〕
以下、本発明に係る第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図４は、第２の実施の形態に係る車両用ホイールの断面図であり、図５は、図４の車両用ホイールの要部を拡大した分解断面図である。なお、第２の実施の形態は、第１の実施の形態の構成を一部変更したものであるので、同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
図４に示すように、第２の実施の形態に係る車両用ホイール４０は、タイヤ（不図示）を装着するためのリム１１と、リム１１をハブ（不図示）に連結するためのディスク１２と、副気室１５とから構成される。
リム１１には、幅方向の端部にビードシート部１１Ａと、ビードシート部１１Ａから外側に向けてＬ字状に折り曲げられたリムフランジ１１Ｂと、ビードシート部１１Ａから盛り上がった形状を有するハンプ１１Ｃ，１１Ｃと、ハンプ１１Ｃから他方のハンプ１１Ｃに向けて、ウェル部１１Ｄが設けられている。
そして、ハンプ１１Ｃからウェル部１１Ｄにかけての面には、後記するグロメット１４を取り付けるための貫通孔１１Ｅが設けられている（図５参照）。
【００３０】
図４に示す副気室１５は、両端部が閉塞したホース状で形成されており、ディスク１２の内側、即ち、インナ側に位置するビードシート部１１Ａの径方向内側（下側）の周方向に配設される。なお、副気室１５は周方向に環状に１つ設ける構成であっても、不連続に複数設ける構成であってもよい。副気室１３をリム１１の周方向に複数配設することで、吸音特性を安定させることができる。
副気室１５には、リム１１の貫通孔１１Ｅと対向するように貫通孔１５Ａが設けられている。ちなみに、副気室１５の材質は、軽量化の観点から合成樹脂が望ましいが、特に限定されるものではなく、金属等であってもよい。
【００３１】
副気室１５は、リム１１にグロメット１４を用いて固定される（図４、図５参照）。グロメット１４を、リム１１側から貫通孔１１Ｅ、貫通孔１５Ａに挿入して、リム１１と副気室１５は簡易に固定される（図５参照）。また、グロメット１４が中央に有する孔が連通孔１４Ａとして作用する。
【００３２】
また、インナ側に位置するビードシート部１１Ａの径方向内側に副気室１５を固定する場合には、副気室１５の下部を保持する部材がないので、保持部材１６を用いて保持する。図５に示すように、保持部材１６は、一方の端部１６Ａがリムフランジ１１Ｂに合致する断面形状をしており、これに係合できるようになっている。また、保持部材１６の他方の端部１６Ｂは、Ｌ字状に屈曲した断面形状を有しており、副気室１５の下部を支持できるようになっている。ちなみに、副気室１５の保持は、周方向に長い保持部材１６で周方向全体を保持するように構成してもよいし、周方向に短い保持部材１６を複数個用いて二点以上の点で保持する構成としてもよい。
【００３３】
このような構成を有する車両用ホイール４０によれば、以下の効果が得られる。
副気室１５が別体で形成されているため、既存のホイールに設計変更無くして容易に取り付けることが出来る。また、副気室１５がビードシート部１１Ａの径方向内側（下側）に位置するため、ビード部を載置する際の妨げとならず、タイヤを容易に組み付けることができる。
【００３４】
さらに、副気室１５がビードシート部１１Ａの径方向内側（下側）の周方向に位置するため、副気室１５に対する遠心力Ｆは、ビードシート部１１Ａ側に押し付ける方向に働く。そのため、副気室１５はリム１１から外れ難くなっており、簡易な固定構造でリム１１に取り付けることが可能になる。なお、保持部材１６が副気室１５の下部を保持しているため、安定性も得られる。
そして、副気室１５をインナ側に取り付けるため、デザイン的に制約されることがなく、また、外観上の商品性を損なわない。特に、外観上の美感向上をコンセプトとする車両用ホイールにも適用することができる。
【００３５】
以上、第２の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、広く応用できるものである。
本実施の形態では、副気室１５をインナ側に位置するビードシート部１１Ａの径方向内側に設ける構成としたが、例えば、インナ側及びアウタ側の両側のビードシート部１１Ａに設ける構成としてもよい。また、ディスク１２は、ホイールスポークであってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の車両用ホイールによれば、タイヤを組み付けるビードシート部の径方向内側に副気室を取り付けるものであるため、タイヤを組む時の妨げとならない。また、副気室に働く遠心力の作用により、副気室はリムから外れ難くなっているので、簡易な構造で固定することができる。
【００３７】
請求項２に記載の車両用ホイールによれば、ディスクの内側に副気室を設けることから、副気室がデザイン面で制約されることがなく、また、外観を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る車両用ホイールにタイヤを組み付けた状態を示す断面図である。
【図２】副気室とリムの固定構造を示す要部拡大断面図である。
【図３】車両用ホイールの正面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る車両用ホイールの断面図である。
【図５】図４の車両用ホイールの要部を拡大した分解断面図である。
【符号の説明】
１ 車輪
１０，４０ 車両用ホイール
１１ リム
１２ ディスク
１３，１５ 副気室
１４ グロメット（連通手段）
１４Ａ 連通孔
１６ 保持部材

Claims (2)

1. タイヤ装着用のリムを有する車両用ホイールであって、
   前記リムに形成されるビードシート部の径方向内側の周方向に副気室を取り付け、前記副気室からタイヤの内周面とリムの間に形成されるタイヤ空気室に連通する連通手段を設けたことを特徴とする車両用ホイール。
2. 前記副気室をディスクの内側に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイール。

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