JP2007326533A - スポークホイール及び車両用騒音防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レイアウト上も優れたものとしつつ、タイヤ空洞での空洞共鳴による騒音を抑制する。
【解決手段】ホイールは、スポーク２内にて、タイヤ空洞４に連通し、かつスポーク２のハブ側にて閉塞されるスポーク内空洞６と、スポーク内空洞６のリム側から閉塞側までの長さを調整するボルト７とを備える。各スポーク２に取り付けられたボルト７の長さは、各スポーク２間で異なる。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ空洞での空洞共鳴による騒音を抑制するスポークホイール及び車両用騒音防止方法に関する。

特許文献１には、リムの外周面で周方向に蓋部材を配置して、リムとの間に形成した空間と蓋部材にタイヤ空洞とを連通する孔とで副気室を構成し、この副気室がレゾネータとして機能するホイールが開示されている。
特開２００５−３５２２４５号公報

しかしながら、リム外周面に蓋部材を配置することで、レイアウト上の課題が発生する。例えば、ホイールへのタイヤの組み付け作業性が悪くなる。また、リム外周といったように車軸外周から遠くに蓋部材が位置されるため、ホイールのバランスの調整が難しくなる。
本発明の課題は、レイアウト上も優れたものとしつつ、タイヤ空洞での空洞共鳴による騒音を抑制することである。

前記課題を解決するために、本発明に係るスポークホイールは、少なくとも２つのスポーク内に、タイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞に連通し、かつ前記スポークのリム側から所定位置にて閉塞されるスポーク内空洞を設け、各スポークのうちの少なくとも一のスポークについての前記スポーク内空洞の前記リム側から閉塞側までの長さが、他のスポークについてのスポーク内空洞の長さと異なることを特徴とする。
また、本発明に係るスポークホイールは、 スポーク内にて、タイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞に連通するスポーク内空洞と、前記スポーク内空洞の前記リム側から閉塞側までの長さを調整する調整手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、スポーク内空洞を利用して、タイヤ空洞での空洞共鳴による騒音を抑制することができる。そして、スポーク内空洞を利用しているので、レイアウト上も優れたものとなる。
また、本発明によれば、少なくとも一のスポークについてのスポーク内空洞のリム側から閉塞側までの長さを、他のスポークについてのスポーク内空洞のリム側から閉塞側までの長さと異ならせることで、複数種類の周波数の空洞共鳴に対応させて騒音を抑制できる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、本発明を適用したホイールである。
（構成）
図１及び図２は、ホイールの構造を示す。
図１及び図２に示すように、ホイールは、ディスク部１が４本のスポーク２により構成されており、図２に示すように、ホイールのリム３にタイヤ１００が装着されることで、タイヤ１００とリム３との間にタイヤ空洞（タイヤ空気室）４が形成される。

スポーク２は、リム外側寄りに配置される、いわゆるプラスオフセットのものとして設けられている。スポーク２は、リム３からホイール中心に位置されるハブ取り付け部５に架け渡されている。このスポーク２は、中空形状とされた、いわゆる中空スポークであり、リム面とハブ取り付け部５とでそれぞれ端部が開放されるようになっている。すなわち、スポーク２内の空洞（以下、スポーク内空洞という。）６は、リム３側でタイヤ空洞４と連通しており、ハブ取り付け部５側（内側端ともいう。）で外部に開放されるようになっている。ここで、スポーク内空洞６の内側端側は、ボルト７により閉塞されている。

図３は、ボルト７の取り付け状態を示す。
図３に示すように、スポーク内空洞６にはメネジ８が形成されており、ボルト７は、ネジ部７ａ（長さＬ１）が該メネジ８と螺合して、スポーク内空洞６の内側端に取り付けられている。そして、４本の各スポーク２に取り付けてある各ボルト７は、スポーク内空洞６内に入り込んでいるネジ部７ａの長さがそれぞれ異なっている（図２参照）。

図４は、ホイールの具体的形状の断面図を示す。
図４に示すように、ディスク部１の中心が円形の凹溝形状とされており、スポーク内空洞６のその凹溝９の外周面にて開放される内側端にボルト７が取り付けられている。なお、凹溝９の底の部位がハブ取り付け部５をなしている。また、凹溝９を閉塞するようにホイールキャップ１０が取り付けられる。

ここで、ボルト７の全長（４本のうちで一番長いボルト７の全長）は、スポーク内空洞６（メネジ８）への取り付け易さを考慮して、凹溝９の直径Ｄよりも短い方が好ましい。また、スポーク内空洞６の内側端（ボルト７が取り付けられる部位）をホイールの外側に（多少）向くようにすることで、ボルト取り付けの作業性を向上させることができる。
なお、スポーク内空洞６（特にボルト７が取り付けられる部位）と、ハブ取り付け部５に形成されているハブボルト孔（又は該ハブボルト孔に取り付けられるボルト７）とが干渉しないように、該ハブボルト孔の位置及びスポーク内空洞６（特にボルト７が取り付けられる部位）の位置が設計されるのは言うまでもない。

（作用及び効果）
作用及び効果は次のようになる。
中空スポーク２のスポーク内空洞６をリム３側で開口して、タイヤ空洞４と連通させることで、スポーク内空洞６をレゾネータとして機能させて、タイヤ空洞４での空洞共鳴音を抑制することができる。
また、各スポーク２に取り付けるボルト７（ネジ部７ａ）の長さを異ならせることで、各スポーク２間で、スポーク内空洞６の長さ、すなわちリム３側から閉塞部（ボルト端）までの長さ、或いはスポーク２の長手方向の長さを異ならせている。これにより、複数の異なる周波数の空洞共鳴音を効果的に抑制できる。よって、ボルト７の長さを調整するだけで、任意の周波数の空洞共鳴音を抑制できる。

なお、前記実施形態を他の構成により実現することもできる。
すなわち、ホイールの中心（車軸）に関して、ボルト長さに対称性を持たせることもできる。図５は、その例を示す。図５に示すように、ホイールの中心に関し、対向するボルト（組をなすボルト）７の長さを同じにする。すなわち、複数のボルト７を、ホイールの中心に関し、長い組（ボルト７ｂの組）と短い組（ボルト７ｃの組）とに振り分ける。これにより、ホイールは、全体重量でも中心に関し対称となるので、バランスがとれたものになる。

なお、前記第１の実施形態の説明において、スポーク内空洞６は、少なくとも２つのスポーク内に、タイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞に連通し、かつ前記スポークのリム側から所定位置にて閉塞されるスポーク内空洞を実現しており、これにより、前記第１の実施形態では、各スポークのうちの少なくとも一のスポークについての前記スポーク内空洞の前記リム側（例えばリム面）から閉塞側までの長さが、他のスポークについてのスポーク内空洞の長さと異なることを実現している。ここで、前記第１の実施形態において、所定位置は、スポーク内空洞６内におけるボルト７の端面位置になる。

また、前記第１の実施形態の説明において、ボルト７、より具体的にはボルト７端部は、スポーク内空洞を閉塞する閉塞部材（閉塞部）を実現している。さらに、ボルト７、より具体的にはネジ部７ａとメネジ８とは、スポーク内空洞のリム側から閉塞側までの長さを調整する調整手段を実現している。なお、閉塞部材は、スポーク内空洞をリム側とハブ側とに区画する、或いはスポーク内空洞のハブ側に取り付けられる、区画部材、仕切り部材、遮蔽部材又は隔壁部材として観念することもできる。

また、前記第１の実施形態は、車両走行時におけるタイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞での空洞共鳴による騒音を抑制する車両用騒音防止方法において、スポーク内に、タイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞に連通し、かつ前記スポークのリム側から所定位置にて閉塞されるスポーク内空洞を設け、空洞共鳴の周波数に対応させて、前記スポーク内空洞の前記リム側から閉塞側までの長さを調整する車両用騒音防止方法を実現している。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、本発明を適用したホイールである。
（構成）
第２の実施形態のホイールは、スポーク２（スポーク内空洞６）の内側端に延長管を取り付けている。
図６は、そのホイールの構造を示す。
図６に示すように、各スポーク２（スポーク内空洞６）の内側端に、端部が閉塞されている延長管１１を取り付けている。延長管１１内の空部（管内部）は、スポーク内空洞６と連通して、該スポーク内空洞６を延長する延長空洞をなす。そして、スポーク２毎に延長管１１の長さ、すなわち延長空洞の長さが異なっている。延長管６は例えば弾性、可撓性があるものであったり、金属製であったりする。

（作用及び効果）
作用及び効果は次のようになる。
スポーク２（スポーク内空洞６）の内側端に延長管１１を取り付けることで、スポーク内空洞６の長さが実質的に長くなる。言い換えれば、スポーク２の長さに制約されることなく、スポーク内空洞６の長さを選定できる。これにより、延長管１１の長さを調整するだけで、スポーク内空洞６の長さ、より具体的には、スポーク内空洞６の長さに延長管１１の長さを加算したスポーク内空洞６の長さとみなせる長さを変化させることができ、任意の周波数の空洞共鳴音を抑制できる。また、各スポーク２に取り付ける延長管１１の長さを異ならせることで、該各スポーク２間でスポーク内空洞６の長さを異ならせることができる。これにより、複数の異なる周波数の空洞共鳴音を効果的に抑制できる。

なお、前記実施形態を他の構成により実現することもできる。
すなわち、図７（図６の矢示Ａ部）に示すように、各スポーク２に取り付けている延長管１１の何れかに、タイヤ空洞４の空気圧調整用のバルブ１２を取り付けることもできる。これにより、ホイールでより中心寄りにバルブ１２を配置することができ、ホイールをバランスのとれたものにできる。
また、ホイールの中心に関して、延長管１１に対称性を持たせることもできる。例えば、延長管１１の長さや円溝９内での延長管１１の這わせ方をホイールの中心に関して対称にする。これにより、ホイールは、全体重量でも中心に関し対称となるので、バランスがとれたものになる。

なお、前記第２の実施形態は、スポークのハブ側端部に、一端側がスポーク内空洞と連通し、かつ他端側が閉塞されて、前記スポーク内空洞を延長する延長空洞を設け、前記延長空洞の長さを異ならせることで、前記スポーク内空洞の長さに前記延長空洞の長さを加算した長さを異ならせることを実現している。
また、前記第２の実施形態において、延長管１１は、スポークのハブ側端部に設けられて、延長空洞を構成する管形状部材を実現している。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、本発明を適用したホイールである。
（構成）
第３の実施形態のホイールは、前記第２の実施形態のホイールと同様に、スポーク２（スポーク内空洞６）の内側端に延長管を取り付けている。そして、第３の実施形態では、延長管の端部（本来であれば自由端となる部位）を固定している。
図８は、そのホイールの構造を示す。
図８に示すように、スポーク２（スポーク内空洞６）の内側端に延長管（スポーク２毎に異なる長さの延長管）１１を取り付けている。そして、延長管１１の端部をホイールの所定部位に固定している。所定部位は、ディスク部１における、例えば前記凹溝９の外周面やハブ取り付け部５である。

図９は、延長管１１の取り付け構造を具体的に示す。
図９に示すように、延長管１１の両端に、該延長管１１に対して回転自由に取り付けられているフレアナット１３を、ディスク部１及びスポーク内空洞６の内側端に形成したメネジ１ａ，６ａにそれぞれ螺合させることで、延長管１１を取り付けている。
図１０は、フレアナット１３で取り付け可能とするための延長管１１の形状を示す。
図１０に示すように、延長管１１の端部１１ａは、外周に広がる円盤部１１ｂにより拡径されて、該延長管１１が挿通されるフレアナット１３の孔径（延長管１１の外径相当）よりも大きくなっている。これにより、図１０に示すように、フレアナット１３をメネジ１ａ，６ａに締め付けることで、延長管１１の端部（円盤部１１ｂ）が被接触部（ディスク部１及びスポーク内空洞６の内側端）に対して精密性（密閉性）を高くして接触するようになる。

（作用及び効果）
作用及び効果は次のようになる。
前記第２の実施形態の場合と同様に、スポーク２（スポーク内空洞６）の内側端に延長管１１を取り付けることで、スポーク内空洞６の長さが実質的に長くなる。言い換えれば、スポーク２の長さに制約されることなく、スポーク内空洞６の長さを選定できる。これにより、延長管１１の長さを調整するだけで、スポーク内空洞６の長さを変化させることができ、任意の周波数の空洞共鳴音を抑制できる。また、各スポーク２に取り付ける延長管１１の長さを異ならせることで、該各スポーク２間でスポーク内空洞６の長さを異ならせることができる。これにより、複数の異なる周波数の空洞共鳴音を効果的に抑制できる。

一方、第３の実施形態では、特に、延長管１１の端部（本来であれば自由端となる部位）を固定しているので、車両走行時に延長管１１が移動、変形等してしまうのを防止できる。また、図９及び図１０に示したような取り付け構造により延長管１１を取り付けることで、タイヤ空洞４の空気が延長管部分から漏れてしまうのを防止できる。また、延長管１１に対してフレアナット１３が自由に回転されるので、延長管１１を回転させることなくフレアナット１３を締め付けることができるので、延長管１１の取り付けを簡単にできる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は、本発明を適用したホイールである。
（構成）
第４の実施形態のホイールは、ディスク部１の中心に位置されているハブ取り付け部５に、スポーク内空洞６に連通する延長穴を形成している。
図１１は、そのホイールの構造を示す。同図（ａ）は正面図であり、同図（ｂ）は側方からみた断面図である。
図１１に示すように、ハブ取り付け部５内にスポーク内空洞６に連通する延長穴（溝）２１を形成する。ここで、ハブ取り付け部５の軸方向の肉厚を厚くして、各スポーク２のスポーク内空洞６からの延長穴２１を、ハブ取り付け部５の軸方向で積層構造にしており、これにより、各延長穴２１同士で干渉（連通）しないようにしている。また、スポーク２毎に延長穴２１の長さが異なっている。この例では、ホイールの中心に関し、長い（深い）組と短い（浅い）組とに振り分ける。
なお、延長穴２１と、ハブ取り付け部５に形成されているハブボルト孔（又は該ハブボルト孔に取り付けられるボルト７）とが干渉しないように、該ハブボルト孔の位置及び延長穴２１の位置が設計されるのは言うまでもない。

（作用及び効果）
作用及び効果は次のようになる。
前記第２及び第３の実施形態の場合と同様に、スポーク内空洞６に連通する延長穴２１を設けることで、スポーク内空洞６の長さが実質的に長くなる。言い換えれば、スポーク２の長さに制約されることなく、スポーク内空洞６の長さを選定できる。これにより、延長穴２１の長さを調整するだけで、スポーク内空洞６の長さを変化させることができ、任意の周波数の空洞共鳴音を抑制できる。また、各スポーク２のスポーク内空洞６に連通する延長穴２１の長さを異ならせることで、該各スポーク２間でスポーク内空洞６の長さを異ならせることができる。これにより、複数の異なる周波数の空洞共鳴音を効果的に抑制できる。
なお、前記第４の実施形態の説明において、延長穴２１は、スポークのハブ側端部に連接される部位（ハブ取り付け部５）に設けられて、延長空洞を構成する穴を実現している。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は、本発明を適用したホイールである。
（構成）
第５の実施形態のホイールは、前記第４の実施形態のホイールと同様に、ディスク部１の中心に位置されているハブ取り付け部５に、スポーク内空洞６に連通する延長穴を形成している。そして、第５の実施形態では、ホイールの径方向で積層構造となるように延長穴を形成している。
図１２は、そのホイールの構造を示す。
図１２に示すように、各スポーク２のスポーク内空洞６からの延長穴（溝）２２を、ハブ取り付け部５の径方向で積層構造にしており、これにより、各延長穴２２同士で干渉（連通）しないようにしている。また、スポーク２毎に延長穴の長さが異なっている。
なお、延長穴２２と、ハブ取り付け部５に形成されているハブボルト孔（又は該ハブボルト孔に取り付けられるボルト７）とが干渉しないように、該ハブボルト孔の位置及び延長穴２２の位置が設計されるのは言うまでもない。

（作用及び効果）
作用及び効果は次のようになる。
前記第２及び第３の実施形態の場合と同様に、スポーク内空洞６に連通する延長穴を設けることで、スポーク内空洞６の長さが実質的に長くなる。言い換えれば、スポーク２の長さに制約されることなく、スポーク内空洞６の長さを選定できる。これにより、延長穴２２の長さを調整するだけで、スポーク内空洞６の長さを変化させることができ、任意の周波数の空洞共鳴音を抑制できる。また、各スポーク２のスポーク内空洞６に連通する延長穴２２の長さを異ならせることで、該各スポーク２間でスポーク内空洞６の長さを異ならせることができる。これにより、複数の異なる周波数の空洞共鳴音を効果的に抑制できる。

（第６の実施形態）
第６の実施形態は、本発明を適用したホイールである。
（構成）
第６の実施形態は、図１４に示す一端が開放した筒状部２３ａを備える（例えばキャップ形状の）閉塞部材２３を、筒状部２３ａの空洞部とタイヤ空洞４とが連通するように、リム３側からスポーク内空洞６に挿入して取付けている。
図１３及び図１５は、そのホイール構造を示す。

（作用及び効果）
作用及び効果は次のようになる。
閉塞部材２３の筒状部２３ａの空洞部をリム３側で開口して、タイヤ空洞４と連通させることで、筒状部２３ａの空洞をレゾネータとして機能させて、前記第１の実施形態と同様に、タイヤ空洞４での空洞共鳴音を抑制できる。
また、筒状部２３ａの長さを異ならせることで、リム３側から筒状部２３ａの閉塞端面（閉塞端部）２３ｃまでの長さを異ならせている。これにより、複数の異なる周波数の空洞共鳴音を効果的に抑制できる。

なお、閉塞部材２３は、開放端側に係止部２３ｂを備えており、この係止部２３ｂがリム面に係止することにより、図１３及び図１５に示すように、閉塞部材２３のスポーク内空洞６に対する位置決めを確実なものとしている。ここで、閉塞部材２３は、材料を樹脂等のある程度弾性変形するものとして、その断面積がスポーク内空洞６の断面積よりも若干大きくなるように形成されることにより、スポーク内空洞６に挿入した状態で、閉塞部材２３自身の弾性変形による反力により、閉塞部材２３がスポーク内空洞６に固定されるようにしても良い。

本実施形態は、閉塞部材２３をリム３側から挿入することができるため、タイヤ交換時等に、容易に閉塞部材２３を取付けることができる。したがって、乗員の好みに応じてタイヤ空洞共鳴を低減する周波数のチューニングが自在にできる、または、スポーク内空洞６を有するスポークホイールを装着した車両であれば、該車両の販売後でもタイヤ空洞共鳴音の対策をとることができる、という利点を有する。

また、タイヤ空洞４の気密性を確保するために、図１３及び図１５に示すように、スポーク内空洞６の任意の位置（例えばハブ側）で断面を覆う隔壁２４が形成されたとしても、該スポーク内空洞６に閉塞部材２３を取付けることができるので、気密性との両立を容易に達成することができる、という利点を有する。
なお、前記第６の実施形態の説明において、閉塞部材２３、より具体的には閉塞端面（閉塞端部）２３ｃは、スポーク内空洞を閉塞する閉塞部材（閉塞部）を実現している。

本発明の実施形態のホイールの構造の外観を示す斜視図である。 第１の実施形態のホイールを示す正面図である。 ボルトの取り付け状態を示す図である。 ホイールの具体的構造を示す断面図である。 ホイールの中心に関して、ボルト長さに対称性を持たせたホイールを示す図である。 第２の実施形態のホイールを示す正面図である。 空気圧調整用のバルブが取り付けられた延長管を示す図である。 第３の実施形態のホイールを示す正面図である。 延長管の取り付け構造を具体的に示す図である。 フレアナットで取り付け可能とするための延長管の形状を示す図である。 第４の実施形態のホイールを示す正面図である。 第５の実施形態のホイールを示す正面図である。 第６の実施形態のホイールを示す正面図である。 第６の実施形態で使用する閉塞部材を示す図である。 第６の実施形態のホイールを示す断面図である。

符号の説明

１ ディスク部、２ スポーク、５ ハブ取り付け部、６ スポーク内空洞、７ ボルト、１１ 延長管、２１，２２ 延長穴、２３ 閉塞部材

Claims (12)

1. 少なくとも２つのスポーク内に、タイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞に連通し、かつ前記スポークのリム側から所定位置にて閉塞されるスポーク内空洞を設け、各スポークのうちの少なくとも一のスポークについての前記スポーク内空洞の前記リム側から閉塞側までの長さが、他のスポークについてのスポーク内空洞の長さと異なることを特徴とするスポークホイール。
2. 前記スポーク内空洞に閉塞部材を取り付けて、前記スポーク内空洞を閉塞し、前記スポーク内空洞に対する前記閉塞部材の取り付け位置により前記スポーク内空洞の長さを異ならせることを特徴とする請求項１に記載のスポークホイール。
3. 前記スポークのハブ側端部に、一端側が前記スポーク内空洞と連通し、かつ他端側が閉塞されて、前記スポーク内空洞を延長する延長空洞を設け、前記延長空洞の長さを異ならせることで、前記スポーク内空洞の長さを異ならせることを特徴とする請求項１に記載のスポークホイール。
4. 前記延長空洞は、前記スポークのハブ側端部に設けた管形状部材により構成されることを特徴とする請求項３に記載のスポークホイール。
5. 前記管形状部材に前記タイヤ空洞の圧力を調整する圧力調整バルブを設けることを特徴とする請求項４に記載のスポークホイール。
6. 前記延長空洞は、前記スポークのハブ側端部に連接される部位に設けた穴により構成されることを特徴とする請求項３に記載のスポークホイール。
7. 前記スポークのハブ側端部に連接される部位に形成されるスポーク毎の各延長空洞は、車軸の軸方向又は車軸の径方向に積層構造をなして該部位に形成されることを特徴とする請求項６に記載のスポークホイール。
8. 各スポークについて前記スポーク内空洞を成立させるための構造が車軸中心に関して対称となっていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のスポークホイール。
9. スポーク内にて、タイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞に連通するスポーク内空洞と、
   前記スポーク内空洞の前記リム側から閉塞側までの長さを調整する調整手段と、
   を備えることを特徴とするスポークホイール。
10. 前記スポークのハブ側端部に閉塞部材を取り付けて、前記スポーク内空洞を閉塞しており、前記調整手段は、前記スポーク内空洞に対する前記閉塞部材の取り付け位置により前記スポーク内空洞のリム側から閉塞側までの長さを調整することを特徴とする請求項９に記載のスポークホイール。
11. 前記スポークのハブ側端部に、一端側が前記スポーク内空洞と連通し、かつ他端側が閉塞されて、前記スポーク内空洞を延長する延長空洞を設け、前記調整手段は、前記延長空洞の長さを異ならせることで、前記スポーク内空洞の長さに前記延長空洞の長さを加算した長さを異ならせることを特徴とする請求項９に記載のスポークホイール。
12. 車両走行時におけるタイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞での空洞共鳴による騒音を抑制する車両用騒音防止方法において、
    スポーク内に、タイヤとリムとの間に形成されるタイヤ空洞に連通し、かつ前記スポークのリム側から所定位置にて閉塞されるスポーク内空洞を設け、空洞共鳴の周波数に対応させて、前記スポーク内空洞の前記リム側から閉塞側までの長さを調整することを特徴とする車両用騒音防止方法。

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