JP2004306714A

JP2004306714A - ホイール用共振防止器具

Info

Publication number: JP2004306714A
Application number: JP2003101123A
Authority: JP
Inventors: Toru Iiizumi; 亨飯泉; Mikio Kashiwai; 幹雄柏井; Yoichi Kamiyama; 洋一神山; Hisamitsu Takagi; 久光高木; Toshiyuki Hosokawa; 肇之細川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】タイヤの空気室内における気柱共鳴を防止し、しかもタイヤの取り付け、取り外し及びホイールバランスの調整が簡単なホイールを簡単な工程で製造することができるホイール用共振防止器具を提供する。
【解決手段】ホイール１２のの外周面を巻回するようにウエル１４の底面に周方向に並ぶように配置される複数のレゾネータ１６（共鳴消音器）と、隣り合う前記レゾネータ１６同士を連結する弦巻バネ１５（弾性連結部材）とを備える。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤを装着するホイールに関し、さらに詳しくは、タイヤの空気室内における気柱共鳴（空洞共鳴）を防止するホイール用共振防止器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤの空気室内における気柱共鳴を防止することによって、自動車が走行時に発生するロードノイズを低減するホイールが知られている（例えば、特許文献１）。このホイールには、例えば金属板からなる蓋部材が、リムのウエルの窪みで構成される周溝を覆うように当該リムに固着されることによって、ウエルと蓋部材との間に気室が形成されている。また、このホイールには、タイヤが装着された際に、前記気室が共鳴消音器を構成するように、この気室とタイヤの空気室とを連通する連通部（隙間、孔等）が形成されている。
このホイールによれば、共鳴消音器がタイヤの空気室内における気柱共鳴を防止するので、ロードノイズが低減される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−７９８０２号公報（段落番号（００８４）乃至（０１１１）及び図１乃至図４等参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このホイールでは、リムの周溝、つまりウエルが蓋部材で覆われているので、この蓋部材が障害となって、周溝にタイヤレバーといった工具を差し込む余地がなく、タイヤの取り付けや取り外しが困難を極めている。
また、このホイールでは、気室を形成するために、複数の蓋部材を前記した周溝に沿ってそれぞれ固着しなければならないので、ホイールの製造工程が煩雑化する。
また、このホイールでは、蓋部材とリムとを固着するために使用される溶接材料や接着剤といった固着材料の量（重み）が蓋部材ごとに相違するので、ホイールのアンバランス量が増大する。その結果、タイヤを取り付けた際のホイールバランスの調整が煩雑化する。
【０００５】
そこで、本発明は、タイヤの空気室内における気柱共鳴を防止し、しかもタイヤの取り付け、取り外し及びホイールバランスの調整が簡単なホイールを簡単な工程で製造することができるホイール用共振防止器具を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載のホイール用共振防止器具は、ホイールの周方向に並ぶように配置される複数の共鳴消音器と、隣り合う前記共鳴消音器同士を連結する弾性連結部材とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このホイール用共振防止器具では、当該ホイール用共振防止器具がリムの外周面を巻回するように適度な張力をもってホイールに装着されると、各弾性連結部材の緊縮力によって、各共鳴消音器はリムの外周面に向けて付勢される。その結果、複数の共鳴消音器が、固着材料を使用しなくてもリムの外周面上に簡単に装着される。
【０００８】
また、タイヤの取り付けや取り外しに際して、タイヤのビード部や工具が共鳴消音器に干渉しても、弾性連結部材が伸縮することによって、共鳴消音器の配置位置が可逆的に変位するため、共鳴消音器は、タイヤの取り付けや取り外しの障害にならない。
【０００９】
また、このようなホイール用共振防止器具によれば、前記ホイール用共振防止器具が、リムの外周面に巻回されていることを特徴とする車両用ホイールが提供される。
【００１０】
このような車両用ホイールでは、前記共鳴消音器がタイヤの空気室内における気柱共鳴を防止するので、車両が走行する際のロードノイズが低減される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態に係るホイール用共振防止器具について適宜図面を参照しながら説明する。
【００１２】
参照する図面において、図１は、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具が組み付けられたホイールの斜視図、図２は、図１のホイール用共振防止器具の部分斜視図、図３（ａ）は、図１のホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、図４は、タイヤの空気室に配置された図１のホイール用共振防止器具の模式図、図５は、図１のホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの周波数補正線図（グラフ）、図６は、図１のホイール用共振防止器具に使用される弦巻バネの平面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１は、ホイール１２のリム１３の外周面を巻回するように配置される環状体である。
【００１４】
このホイール用共振防止器具１１は、図２を併せて参照すると明らかなように、リム１３のウエル１４の底面をその周面に沿うように配置される複数のレゾネータ１６と、隣り合うレゾネータ１６同士を連結する弦巻バネ１５とを備えている。なお、レゾネータ１６は、特許請求の範囲にいう「共鳴消音器」に相当し、弦巻バネ１５は、特許請求の範囲にいう「弾性連結部材」に相当する。
【００１５】
レゾネータ１６は、後記するようにヘルムホルツ共鳴消音器として機能するものであり、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、その内部に気室１７を有する箱状体である。この箱状体の天井部には、気室１７の内外を連通する連通孔１８が形成されている。この連通孔１８は、レゾネータ１６の表面の開口部１９から気室１７に向かって延びる首部２１で取り囲まれている。
【００１６】
このようなレゾネータ１６の両端部のそれぞれには、弦巻バネ１５（図２参照）の一端が取り付けられる連結部２０が形成されている。本実施の形態では、この連結部２０は、貫通孔２０ａを有する切片で構成されている。
【００１７】
このレゾネータ１６は、図４に示すように、タイヤ２３の空気室２４内における気柱共鳴周波数ｆ_Ｔと後記式（１）で示されるレゾネータ１６の共鳴周波数ｆ_Ｒが一致するように、開口部１９の面積Ｓ、気室１７の体積Ｖ、首部２１の長さＬ及びホイール１２（図２参照）の周方向における気室１７の長さＤが規定されているヘルムホルツ共鳴消音器である。なお、式（１）中、Ｃはタイヤ２３の空気室２４における音速を表し、αは、図５に示す補正係数であって、タイヤ２３の空気室２４における気柱の単位長さあたりの気室１７（図３（ｂ）参照）の長さＤで定義される「気室１７の長さ比」（図５参照）に関連づけられた変数である。
【００１８】
【数１】

【００１９】
すなわち、このレゾネータ１６は、前記式（１）及び図５を満足する範囲内で、開口部１９の面積Ｓ、気室１７の体積Ｖ、首部２１の長さＬ及び気室１７の長さＤをそれぞれ適宜に設定することによって、周波数ｆ_Ｔのタイヤの共振を防止するようになっている。
【００２０】
本実施の形態では、このレゾネータ１６が弾性ゴムで構成されているとともに、ホイール用共振防止器具１１は、その周長が、このホイール用共振防止器具１１に負荷をかけない状態（レゾネータ１６及び弦巻バネ１５が伸びていない状態）で、ウエル１４（図２参照）の底面の周長未満に設定されている。このホイール用共振防止器具１１におけるレゾネータ１６の個数は、２以上であればよい。
【００２１】
弦巻バネ１５は、図６に示すように、その両端部にそれぞれ連結部２０の貫通孔２０ａ（図３（ｂ）参照）に掛けられる鉤１５ａを備えている。
【００２２】
次に、ホイール１２への本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１の組み付け方法について適宜図面を参照しながら説明する。
【００２３】
参照する図面において、図７は、ホイール用共振防止器具の組み付け方法の説明図である。
【００２４】
このホイール用共振防止器具１１の組み付けは、図７に示すように、環状のホイール用共振防止器具１１が、リムフランジ２２を越えることができる程度にその周長を広げ、そして、リムフランジ２２を越えさせてホイール用共振防止器具１１をウエル１４の底面に配置するだけで終了する。
【００２５】
そして、ウエル１４の底面に配置されたホイール用共振防止器具１１は、その周長がウエル１４の底面の周長未満に設定されているので、レゾネータ１６が弦巻バネ１５の緊縮力によってウエル１４の方向に向かう付勢力でウエル１４の底面に組み付けられる。また、弾性材料で構成されているレゾネータ１６は、前記した緊縮力で湾曲することによってウエル１４の底面に沿うように配置される。
【００２６】
このようにして組み付けられたホイール用共振防止器具１１のレゾネータ１６は、前記式（１）で規定される開口部１９の面積Ｓ、気室１７の体積Ｖ及び首部２１の長さＬ並びに補正係数α（図５参照）及びタイヤ２３の気柱の長さから導かれる気室１７の長さＤで設計されているので、タイヤ２３の空気室２４内における気柱共鳴が防止されてロードノイズが低減される。
【００２７】
このような本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１では、タイヤ２３（図４参照）の取り付けや取り外しに際して、タイヤ２３のビード部や工具がレゾネータ１６に干渉しても、弦巻バネ１５が伸縮することによって、レゾネータ１６の配置位置が可逆的に変位する。また、弾性材料からなるレゾネータ１６は、タイヤ２３のビード部や工具が干渉すると弾性変形する。その結果、レゾネータ１６は、タイヤ２３の取り付けや取り外しの障害にならない。
【００２８】
また、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１によれば、このホイール用共振防止器具１１をウエル１４に嵌め込むだけで容易にタイヤの気柱共鳴を防止するホイール１２を製造することができる。
【００２９】
また、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１によれば、弦巻バネ１５の緊縮力でホイール用共振防止器具１１が組み付けられているので、従来のホイールのように、他の部材（蓋部材等）を固着して既存のホイールの構造に変更を加える必要がない。したがって、ホイール用共振防止器具１１を取り外すだけで、もとのホイール１２に容易に復元することができる。
【００３０】
また、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１によれば、レゾネータ１６同士が弦巻バネ１５で連結されているので、このホイール用共振防止器具１１の周長を容易に広げることができる。したがって、ウエル１４の底面にホイール用共振防止器具１１を配置する際に、ホイール用共振防止器具１１を容易にリムフランジ２２を越えさせてウエル１４の底面に配置することができる。
【００３１】
また、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１によれば、ホイール用共振防止器具１１がウエル１４の底面に配置されると、弦巻バネ１５の緊縮力でホイール用共振防止器具１１がウエル１４の底面に組み付けられるので、ホイール用共振防止器具１１の組み付けに、溶接材料や接着剤といった固着材料を要しない。その結果、従来のホイールのように、固着材料がウエル１４上で不均一に分布して、ホイール１２のアンバランス量が増大することは避けられる。したがって、このホイール用共振防止器具１１によれば、ホイールバランスの調整を簡単に行うことができる。
【００３２】
また、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１によれば、タイヤ２３のサイズの違いによって共鳴周波数が変化しても、前記式（１）に基づいて、ホイール用共振防止器具１１のレゾネータ１６の設計を変更すれば、リム１３の形状によってホイール用共振防止器具１１の形状が限定されることなく、様々な形状のホイール用共振防止器具１１を製造することができる。
【００３３】
以上、本発明のホイール用共振防止器具を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、この実施の形態に何ら制限されるものではない。
【００３４】
例えば、本実施の形態では、環状のホイール用共振防止器具１１を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、帯状体であって、その両端にこれら端同士を連結する連結具を有するものであってもよい。
【００３５】
また、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１は、底部を有すレゾネータ１６（図３（ｂ）参照）を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、このレゾネータ１６に代えて、例えば図８に示すように、レゾネータ２５の底が、気室１７の平面形状と同じ形状で開口しているものであってもよい。このレゾネータ２５を使用したホイール用共振防止器具は、レゾネータ２５の気室１７の開口部２６がウエル１４（図２参照）の底面と向き合うように配置される。このようにホイール用共振防止器具がウエル１４上に配置されることによって、ウエル１４の底面で気室１７の開口部２６が塞がれて、レゾネータ２５がヘルムホルツ共鳴消音器として機能する。
【００３６】
また、本発明に係るホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータは、図９に示すように、ウエル１４（図２参照）の底面に沿って延びるように、レゾネータ３３からレゾネータ３３の周囲に向けて張り出すフランジ３２を備えるとともに、このフランジ３２に連結部２０が形成されていてもよい。このようなレゾネータ３３を備えるホイール用共振防止器具によれば、レゾネータ３３が、よりウエル１４の底面に近接した箇所で弦巻バネ１５（図２参照）によって引っ張られるので、レゾネータ３３をより安定してウエル１４の底面に組み付けることができる。
【００３７】
また、本発明に係るホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータは、図１０に示すように、レゾネータ３７の底が、気室１７の平面形状と同じ形状で開口しており、そして、ウエル１４（図２参照）の底面に沿って延びるようにレゾネータ３７からその周囲に向けて張り出すフランジ３２を備えるとともに、このフランジ３２に連結部２０が形成されていてもよい。このレゾネータ３７を備えるホイール用共振防止器具によれば、前記レゾネータ２５（図８参照）と同様に、開口部３８がウエル１４の底面で塞がれるので、レゾネータ３７をヘルムホルツ共鳴消音器として機能させることができるとともに、前記レゾネータ３３（図９参照）を備えるホイール用共振防止器具と同様に、フランジ３２に取り付けられた連結部２０によって、レゾネータ３７をより安定してウエル１４の底面に組み付けることができる。
【００３８】
また、このレゾネータ３７のフランジ３２には、図１１に示すように、ウエル１４の底面と向き合う面にウエル１４の底面との密着性を高める密着補助層３９を設けてもよい。この密着補助層３９の材料としては、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、低密度ポリエチレン、弾性ゴム等の樹脂フィルムや樹脂シートが挙げられる。このような密着補助層３９を有するレゾネータ３７を備えたホイール用共振防止器具は、ウエル１４の底面に対するレゾネータ３７の密着力がより高められる。また、密着補助層３９でウエル１４の底面との密着性が高まると、レゾネータ３７は、タイヤの共鳴周波数に基づいて設計したレゾネータ３７の共鳴消音性能をより確実に発揮することができる。
【００３９】
また、本実施の形態で例示したレゾネータ１６及び前記レゾネータ２５，３３，３７では、連通孔１８をレゾネータ１６，２５，３３，３７の天井部に設けているが、本発明は、これらを使用するものに限定されるものではなく、図１２に示すように、４方の側壁部のいずれかに連通孔４２が形成されたレゾネータ４１を使用したものであってもよい。このようなレゾネータ４１を備えたホイール用共振防止器具は、レゾネータ４１内に水分が凝集したとしても、凝集した水分が連通孔４２から排出されるので、レゾネータ４１に水分が滞留することはない。なお、このような連通孔４２を設けるにあたって、この連通孔４２と前記連結部２０との位置関係は、レゾネータ１６，２５，３３，３７の共振防止効果を阻害しないように配慮しなければならない。
【００４０】
また、レゾネータ１６，２５，３３，３７は、リム１３の外周面（ウエル１４の底面）側が一平面に沿うように形成されているが、本発明は、これらを使用するものに限定されるものではなく、リム１３の外周面（ウエル１４の底面）側がリム１３の外周面（ウエル１４の底面）に沿うように湾曲して形成されていてもよい。
【００４１】
また、本発明のホイール用共振防止器具は、各レゾネータが同一であっても、あるいは異なっていてもよく、例えばレゾネータ１６，２５，３３，３７の開口部１９の面積Ｓ、気室１７の体積Ｖ、首部２１の長さＬ及び気室１７の長さＤが異なるものを組み合わせて配設したホイール用共振防止器具であってもよい。このような異なるレゾネータ１６，２５，３３，３７を組み合わせて配設したホイール用共振防止器具は、例えばタイヤ２３の形状が自動車の走行状態で変化することによってその共振周波数が変動したとしても、その変動に対応して共鳴消音効果を発揮させることができる。
【００４２】
また、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具１１は、弾性連結部材として弦巻バネ１５が使用されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、弾性ゴムやその他弾性を有する樹脂等からなる弾性連結部材であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のホイール用共振防止器具によれば、タイヤの空気室内における気柱共鳴を防止し、しかもタイヤの取り付け、取り外し及びホイールバランスの調整が簡単なホイールを簡単な工程で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るホイール用共振防止器具が組み付けられたホイールの斜視図である。
【図２】図１のホイール用共振防止器具の部分斜視図であり、一部に切欠部を含む図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施の形態に係るホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】タイヤの空気室内に配置された図１のホイール用共振防止器具の模式図である。
【図５】図１のホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの共鳴周波数の計算式における補正係数αと、このレゾネータの気室の長さ比との関係を示すグラフである。
【図６】図１のホイール用共振防止器具に使用される弦巻バネの側面図である。
【図７】ホイール用共振防止器具の組み付け方法を説明する図である。
【図８】他の実施の形態に係るホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの断面図である。
【図９】他の実施の形態に係るホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの断面図である。
【図１０】他の実施の形態に係るホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの断面図である。
【図１１】他の実施の形態に係るホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの断面図である。
【図１２】他の実施の形態に係るホイール用共振防止器具に使用されるレゾネータの斜視図である。
【符号の説明】
１１ホイール用共振防止器具
１２ホイール
１６，２５，３３，３７，４１レゾネータ（共鳴消音器）
１５弦巻バネ（弾性連結部材）

Claims

ホイールの周方向に並ぶように配置される複数の共鳴消音器と、隣り合う前記共鳴消音器同士を連結する弾性連結部材とを備えることを特徴とするホイール用共振防止器具。