JP2006111194A - Vehicular wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に用いられるホイールに関するもので、より詳しくは、タイヤ空洞共鳴音を低減する空洞共鳴対策ホイールに関するものである。 The present invention relates to a wheel used in a vehicle, and more particularly to a cavity resonance countermeasure wheel that reduces tire cavity resonance noise.
自動車が走行中において、路面の凸凹でタイヤが加振されることにより、一般にタイヤ空洞共鳴音と呼ばれる車内騒音が発生する。この音は、200Hzから300Hzの帯域で急峻なピークを持ち、タイヤとリム部によって構成されるドーナツ状の空洞共鳴系の固有モードが路面からの入力によって励起されて発生するものである。このタイヤ空洞共鳴音は、車速に関係なく生じるため、自動車の搭乗員に不快感を与えるものである。 While the automobile is running, the tire is vibrated by the unevenness of the road surface, so that in-vehicle noise generally called tire cavity resonance is generated. This sound has a steep peak in a band of 200 Hz to 300 Hz, and is generated when an eigenmode of a donut-shaped cavity resonance system composed of a tire and a rim portion is excited by input from a road surface. Since this tire cavity resonance sound is generated regardless of the vehicle speed, it gives discomfort to the passengers of the automobile.
近年、自動車の静寂性が高まり、ロードノイズなどが低減されるにつれて、タイヤ空洞共鳴音が目立つようになってきた。そのため、近年このタイヤ空洞共鳴音に対する対策が求められている。 In recent years, as the quietness of automobiles has increased and road noise has been reduced, tire cavity resonance noise has become more prominent. Therefore, in recent years, countermeasures against this tire cavity resonance noise have been demanded.
従来、タイヤ空洞共鳴音の低減方法として、ホイールにヘルムホルツ共鳴吸音器を構成し、共鳴吸音により音のエネルギーを吸収するホイール、例えば、図5及び図6に示すようなホイール100が提案されている。
Conventionally, as a method for reducing tire cavity resonance noise, a wheel that constitutes a Helmholtz resonance absorber and absorbs sound energy by resonance absorption, for example, a
このホイール100は、ホイールのリム101と蓋部材102と隔壁103により形成された副気室104を有する。蓋部材102とタイヤ105で形成されたタイヤ主気室106と前記副気室104とは、貫通孔107で連通している。
The
この副気室104をタイヤ主気室106に対するヘルムホルツ共鳴吸音器として機能させることにより、タイヤ空洞共鳴音を低減させている(特許文献1参照)。
前記従来のヘルムホルツ共鳴吸音器を構成するホイールは、比較的広い空洞を必要とすることから、副気室104を形成する蓋部材102や隔壁103、貫通孔107を成形しなければならず、ホイールの製造工程が複雑となり、製造コストがかかるという問題点がある。
Since the wheel constituting the conventional Helmholtz resonance sound absorber requires a relatively wide cavity, the
そこで、本発明は、音の干渉を利用してタイヤ空洞共鳴音を低減させるようにして、前記の問題点を解消したホイールを提供することを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a wheel that solves the above-mentioned problems by reducing tire cavity resonance noise by utilizing sound interference.
前記の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、ホイールのリム部とタイヤとで密閉されたタイヤ気室とは別に音の通路を設け、該音の通路の両端を前記タイヤ気室内に開口し、前記音の通路の長さを、該音の通路内を伝播するタイヤ空洞共鳴音と前記タイヤ気室内を伝播するタイヤ空洞共鳴音とが干渉して音を減衰させる長さに設定したことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記音の通路の両開口部をホイールの軸芯を中心として180度対向する位置に設けたことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the two openings of the sound passage are provided at positions facing each other by 180 degrees with the wheel shaft center as a center.
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記音の通路をホースで形成し、該ホースを前記リム部に沿って周方向に配置したことを特徴とするものである。
The invention according to
本発明によれば、タイヤ空洞共鳴音が、音の通路の一方の開口部において分岐して、音の通路内とタイヤ気室内とを伝播し、音の通路の他方の開口部において、それぞれの空洞共鳴音が合流する。この合流地点において、両空洞共鳴音の位相(音圧)が異なり、例えばタイヤ気室側の音圧の密部と音の通路側の音圧の疎部とが互いに重なり打ち消しあうことで、空洞共鳴音の低減を図ることができる。 According to the present invention, the tire cavity resonance sound branches in one opening portion of the sound passage and propagates in the sound passage and the tire chamber, and in each other opening portion of the sound passage, Cavity resonance sounds merge. At this confluence, the phase (sound pressure) of the two cavity resonance sounds is different. For example, the sound pressure dense part on the tire chamber side and the sound pressure sparse part on the sound passage side overlap each other and cancel each other. Resonance noise can be reduced.
請求項2記載の発明によれば、音の通路の開口部をホイールの軸を中心として略180度対向する位置に設けたことで、音の通路の長さと開口部間のタイヤ気室の周長との差は、タイヤの回転角度に影響されることなく、常に一定となる。そのため、常にタイヤ空洞共鳴音の減衰効果が得られる。 According to the second aspect of the present invention, the opening of the sound passage is provided at a position that is substantially 180 degrees opposite to the wheel axis, so that the length of the sound passage and the circumference of the tire chamber between the openings are The difference from the length is always constant without being affected by the rotation angle of the tire. Therefore, a tire cavity resonance sound attenuation effect is always obtained.
請求項3記載の発明によれば、ヘルムホルツ共鳴吸音器のような広い空洞を必要とせず、単に音の通路をホースで形成し、該ホースをリム部に付設するのみで良い。このため、ヘルムホルツ共鳴吸音器を有するホイールに比べて、ホイールの製造工程が容易、かつ、製造コストを削減することができる。 According to the third aspect of the present invention, there is no need for a wide cavity as in the Helmholtz resonance sound absorber, and it is only necessary to form the sound passage with a hose and attach the hose to the rim portion. For this reason, compared with the wheel which has a Helmholtz resonance sound absorber, the manufacturing process of a wheel is easy and manufacturing cost can be reduced.
本発明を実施するための最良の形態を図1乃至図3に示す実施例に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS.
図1乃至図3は、実施例1を示すものである。
図1乃至図3は、ディスクとリムとが一体成形されたリムホイールへの本発明の適用例を図示したが、本発明はディスクとリムとを別に成形した後にこれらを結合したディスクホイールにも適用できるものである。
1 to 3 show the first embodiment.
FIGS. 1 to 3 show an example of application of the present invention to a rim wheel in which a disk and a rim are integrally formed. Applicable.
図1において、ホイール1は、ディスク部2とリム部3とからなり、リム部3にはビードシート部3a、3bが形成され、該ビートシート部3a、3bにタイヤ4を嵌合装着して、リム部3とタイヤ4とにより密閉されたタイヤ気室5が形成されている。
In FIG. 1, a
リム部3のドロップ部3cの裏面(内周面)側には、音の通路(以下、音通路ともいう)6を形成するホース6aが配置されている。
A
該ホース6aは、ゴム等の弾性材で中空状に形成され、両端の開口部6b、6c以外は閉塞している。なお、音通路6は、本実施例の弾性材以外にも、樹脂、金属等のホースで形成しても良い。
The
音通路6の長さ(図示しないがこの長さをL1とする)は所定長に設定され、その音通路6の両端はホイール1のリム部3におけるドロップ部3cの内周面3dから外周面3eに貫通させ、タイヤ気室部5に連通されている。この連通部は、図1及び図3に示すように、ドロップ部3cに貫通して備えた2個の中空状の接続具6d、6eにホース6aの両端を接続して構成している。この接続具6d、6eのタイヤ気室側開口部が音通路6の両端開口部6b、6cになっている。
The length of the sound passage 6 (not shown, but this length is set to L1) is set to a predetermined length, and both ends of the
前記ホース6aは、リム部3の内周面3dに沿ってリム部3の周方向の略1周半にわたって設けられている。また、音通路6の両端の開口部6b、6cは、図2に示すようにホイール1の中心部Aを中心とする略180度の位置に対向して設けられている。
The
次に、音通路6の長さL1について説明する。
自動車の走行中に、路面の凹凸により、タイヤ気室5が加振されて、タイヤ気室5の横断面における中心B(図3参照)におけるホイール1の軸芯を中心とする円周の全長(以下、タイヤ気室の全長L2という)を1波長λとするタイヤ空洞共鳴音が発生する。このタイヤ空洞共鳴音は、車速に関係なく生じる。
Next, the length L1 of the
During traveling of the automobile, the tire chamber 5 is vibrated due to the unevenness of the road surface. A tire cavity resonance sound having a wavelength λ (hereinafter referred to as the total length L2 of the tire chamber) is generated. This tire cavity resonance sound occurs regardless of the vehicle speed.
タイヤ気室5とは別に,該タイヤ気室5から分岐した音通路6を設けることにより、タイヤ空洞共鳴音は、タイヤ気室5内と音通路6内との2つの経路で伝播することになる。このとき、分岐点(音通路6の一方の開口部6bをホイールの軸芯Aを中心にしてタイヤ気室5の中心Bまで延長した位置)においては、タイヤ気室5内と音通路6内とを伝播するタイヤ空洞共鳴音は同じ位相を有する。そして、タイヤ空洞共鳴音が、相対的に経路長の異なるタイヤ気室5内と音通路6内とを伝播することにより、合流地点(音通路6の他方の開口部6cをホイールの軸芯Aを中心にしてタイヤ気室5の中心Bまで延長した位置)においては、タイヤ気室5内と音通路6内とを伝播してきた2つのタイヤ空洞共鳴音は相対的に位相がずれて合流することになる。この位相のずれにより、2つのタイヤ空洞共鳴音は干渉して減衰する。
By providing the
そこで、本発明の実施例1では、前記音通路6の全長L1と、タイヤ気室5の横断面における中心Bにおけるホイール1の軸芯を中心とする前記開口部間6b、6cの周長(以下、開口部間のタイヤ気室の周長L3という)とを、音通路6内とタイヤ気室5内とを伝播する2つのタイヤ空洞共鳴音が合流地点で干渉して減衰するように設定して,タイヤ空洞共鳴音を低減するようにしたものである。
Therefore, in Example 1 of the present invention, the circumferential length (between the
つまり、音のバイパス通路の長さL4(音が分岐してから合流するまでの距離、つまり音通路6の長さに両開口部6b,6c端からタイヤ気室5の中心Bまでの距離L5、L6を加えたもの)と開口部6b、6c間のタイヤ気室5の周長L3との差(L4−L3)を、タイヤ空洞共鳴音の1/4波長(λ/4)乃至3/4波長(3λ/4)とすることで、合流地点でのタイヤ気室5内と音通路6内とをそれぞれ伝播してきた2つのタイヤ空洞共鳴音を干渉させて減衰させるようにしたものである。減衰する効果をより高めるために、音のバイパス通路の長さL4と開口部間のタイヤ気室の周長L3との差(L4−L3)を、タイヤ空洞共鳴音のλ/2とすることが好ましい。
That is, the length L4 of the sound bypass passage (the distance from when the sound diverges to join, that is, the distance L5 from the ends of the
音のバイパス通路の長さL4と開口部6b、6c間のタイヤ気室の周長L3との差(L4−L3)を、半波長(λ/2)とした場合、合流地点でのタイヤ気室5内と音通路6内とをそれぞれ伝播してきた2つのタイヤ空洞共鳴音の位相は、相対的に180度ずれることになり、タイヤ空洞共鳴音の疎部と密部が相対的に逆となり干渉による減衰効果を最大限に発揮する。
When the difference (L4−L3) between the length L4 of the sound bypass passage and the circumferential length L3 of the tire chamber between the
また、開口部6b、6cの設ける位置によっては、ホイールの回転角度により、開口部6b、6c間のタイヤ気室の周長L3が2種類生じる。例えば、開口部6b、6cをホイール1の軸Aを中心として90度の位置に設けた場合、ホイール1の回転角度により開口部6b、6c間のタイヤ気室の周長L3は、(L2)×1/4と(L2)×3/4の2種類生じる。
Depending on the position where the
しかし、開口部6b、6cをホイール1の軸Aを中心として略180度対向する位置に設けた場合、音のバイパス通路の長さL4と開口部6b、6c間のタイヤ気室の周長L3との差(L4−L3)は、タイヤの回転角度に影響されることなく、常に一定となる。そのため、常にタイヤ空洞共鳴音の減衰効果が得られる。
However, when the
そこで、本実施例1においては、減衰効果を高めるために、音のバイパス通路の長さL4と開口部6b、6c間のタイヤ気室の周長L3との差(L4−L3)を、半波長(λ/2)に設定した。また、音通路6(すなわちホース6a)をホイール1のリム部3の内周面3dに沿って巻設したことから、ホイール1の中心Aを中心とするタイヤ気室5の1周長と、音通路6(ホース6a)の1周長が相違するため、ホース6aを1周半巻設し、その両開口部6b、6cを、タイヤ空洞共鳴音の疎密の度合いが最も相対的に異なる位置、つまり、ホイール1の軸Aを中心として180度対向する位置に設けた。
Therefore, in the first embodiment, in order to increase the damping effect, the difference (L4−L3) between the length L4 of the sound bypass passage and the circumferential length L3 of the tire chamber between the
なお、音通路6の断面積は、任意に設定する。音通路6の断面積はタイヤ気室5の断面積に近いほど減衰効果が高いため、タイヤ気室5の断面積に近づけることが望ましい。2つのタイヤ空洞共鳴音を干渉・減衰する場合、干渉させる2つのタイヤ空洞共鳴音の断面積が近いほどタイヤ空洞共鳴音の減衰の効果が高くなるからである。
The cross-sectional area of the
このように設定したことで、タイヤ気室5内のタイヤ空洞共鳴音の疎密度合いが最も異なる合流部6cにおいて、180度位相の異なる2つのタイヤ空洞共鳴音が干渉することとなり、高い減衰効果を発揮する。
By setting in this way, two tire cavity resonances having different phases by 180 degrees interfere with each other at the
次に、前記実施例における消音実験の結果を説明する。
条件として、リム部3の外周面3bの外径を400mmとするホイール1と、タイヤ4の内径が660mmのタイヤ4を使用し、音通路6であるホース6aの両開口部6b、6cをホイール1の軸Aを中心として略180度対向する位置に設けた。また、ホース6aの内径は、約10mmである。
Next, the result of the silencing experiment in the above embodiment will be described.
As a condition, the
この場合、タイヤ気室の全長L2は1665mmとなる。タイヤ空洞共鳴音は、タイヤ気室5の全長L2を1波長λとするものであるため、タイヤ空洞共鳴音の半波長(λ/2)は833mmとなる。開口部6b、6c間のタイヤ気室5の周長L3は、833mmである。音のバイパス通路の長さL4と開口部6b、6c間のタイヤ気室5の周長L3との差(L4−L3)を、タイヤ空洞共鳴音の半波長(λ/2=833mm)とするために、音のバイパス通路の長さL4を、1666mm(L3+λ/2)と設定した。両開口部6b,6c端からタイヤ気室5の中心Bまでの距離(L5+L6)は130mmであるから、音通路6の長さL1を、1536mmと設定した。
In this case, the total length L2 of the tire chamber is 1665 mm. Since the tire cavity resonance sound is such that the entire length L2 of the tire chamber 5 is one wavelength λ, the half wavelength (λ / 2) of the tire cavity resonance sound is 833 mm. The circumferential length L3 of the tire chamber 5 between the
実際にこの設定での減音効果を確認した結果を図4に示す。図4は、前記のホイール1及びタイヤ4において本発明の空洞共鳴対策を施していない比較品と、前記音通路6を取り付けた本発明品において、周波数応答関数を現したもので、図4において、破線Xは比較品の特性、実線Yは本発明の特性を示す。
The result of actually confirming the sound reduction effect with this setting is shown in FIG. FIG. 4 shows a frequency response function in a comparative product in which the countermeasure for cavity resonance of the present invention is not applied to the
この結果から、本実施例1におけるホイールにおいては、約220Hzにピークをもつタイヤ空洞共鳴音において、比較品のホイールに対して、符号Zで示すように、約2dBの音圧レベルの低減を実現できた。 From this result, in the wheel in the first embodiment, in the tire cavity resonance sound having a peak at about 220 Hz, the sound pressure level is reduced by about 2 dB as shown by the reference symbol Z, as compared with the wheel of the comparative product. did it.
実施例1においては、図1に示すように、ホイール1のディスク部2の車体側で、ホイール1のリム部3の内周面3a側に、音通路6であるホース6aを設けたが、音通路6をタイヤ気室5内に設けて、その音通路6の両開口端6b、6cを、タイヤ気室5内に開口してもよい。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a
この場合の音の通路の長さなどは、前記実施例1と同様である。
この実施例2においても前記実施例1と同様の効果を奏する。
The length of the sound path in this case is the same as that in the first embodiment.
Also in the second embodiment, the same effects as in the first embodiment are obtained.
前記実施例1においては、音通路6を1本設けたのみであるが、複数本設けることにより、よりタイヤ空洞共鳴音の減衰効果を高めることができる。
In the first embodiment, only one
また、実施例1においては、図1に示すように、音通路6の両端開口部6b、6cをリム部3の外周面3eに設けたが、音通路6の両端開口部6b、6cを、タイヤ気室5内のどの部分に設けても良い。例えば、ホイール内部の中空部分を用いて音通路とするようにしてもよい。また、音通路6の両端開口部6b、6cをタイヤ気室5の中心部Bに近い部分に設けると、タイヤ空洞共鳴音の減衰効果をより高めることができる。
In Example 1, as shown in FIG. 1, both
1 ホイール
3 リム部
4 タイヤ
5 タイヤ気室
6 音の通路(音通路)
6a ホース
6b、6c 開口部
L1 音の通路の長さ
L2 タイヤ気室の全長
L3 開口部間のタイヤ気室の周長
L4 音のバイパス通路の長さ
1
Claims (3)
The vehicle wheel according to claim 1, wherein the sound passage is formed by a hose, and the hose is disposed in a circumferential direction along the rim portion.
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