JP2008179307A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】高い操縦安定性を確保しつつ車両への振動を抑制し、乗り心地がよく、車内騒音の低減を実現できるとともに、副気室の変形又は損傷を防止することができる構造強度の大きな車両用ホイールを提供する。
【解決手段】リムの外周面上に複数の副気室を備えた車両用ホイールであって、天井部１１が、ホイール軸方向に沿って溝１２が複数形成された複数の副気室部材１０が、リム外周面上において環状に配設されてなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、高い操縦安定性を確保しつつ車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地の向上、車内騒音の低減等を実現できる車両用ホイールを高い生産性で得ることができるとともに、構造強度が大きな車両用ホイールに関する。

近年、自動車、特に、高級車とされる自動車においては、操縦安定性と車内空間の快適さとが共に求められている。このため、いわゆる足回りと呼ばれるタイヤ、車両用ホイール、サスペンション等においては、例えば、サスペンションのアクティブ制御技術、防振ゴムやタイヤの構造の改良技術等が開発されてきている。

車両用ホイールに関しても種々の改良がなされており、例えば、車内騒音に対して、その大きな要因であるタイヤ空洞共鳴音を抑えるべく、副気室をリムホイール内に設け、この副気室とタイヤ内部主気室と連通させる連通孔の寸法を調整することによりヘルムホルツ共鳴吸音器として作用させる車両用ホイール等が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、特許文献１に示すリムホイールは、リムとリムの径方向外側に配置される複数の蓋部材との間に形成され、周方向に間隔をあけて設けられた複数の隔壁により分割された複数の副気室と、リムまたは蓋部材の少なくとも一方に設けられ、底部位置がビードシートよりも径方向内側に位置する凹状のウエル部と、タイヤ主副気室と副気室と連通させる連通部とを備えたものであり、副気室と連通部とでヘルムホルツ共鳴吸音器を構成したものである。
特開２００２−７９８０２号公報

しかしながら、特許文献１に示すリムホイールは、副気室を構成する蓋部材と隔壁とが溶接等によって接合されたものであり、この接合部分において、自動車の走行時の振動に耐え得る機械的強度を確保することが困難であるという問題があった。また、蓋部材と隔壁を溶接等で接合する場合に十分な共鳴吸音効果を得るためには、副気室の気密性の確保が必要であり、極めて高度な溶接技術が必要となるため、実際に特許文献１に示すリムホイールを工業的に製造することは困難であるという問題があった。

また、タイヤをホイールに装着する際、相当に大きな荷重が副気室にかかるため、副気室が変形又は損傷することがある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高い操縦安定性を確保しつつ車両への振動を抑制し、乗り心地がよく、車内騒音の低減を実現できるとともに、副気室の変形又は損傷を防止することができる構造強度の大きな車両用ホイールを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、以下の構成を採用することにより上記課題を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、下記に示す通りである。

［１］ リム外周面上に複数の副気室を備えた車両用ホイールであって、天井部及び／又は側面部が、ホイール軸方向に沿った波状又は溝状に形成された複数の副気室部材が、前記リム外周面上において環状に配設されてなる車両用ホイール。

［２］ 副気室にタイヤ装着側の表面へ連通する連通孔を一つ以上備え、タイヤ主気室と副気室とが連通孔とによって共鳴吸収を可能とした［１］に記載の車両用ホイール。

本発明によれば、高い操縦安定性を確保しつつ車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地の向上、車内騒音の低減等を実現でき、しかも副気室の変形又は損傷を防止することができる構造強度の大きな車両用ホイールを高い生産性で得ることが出来る。

以下、図面を参照して、本発明をその実施形態に基づいて説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

図１は、本発明に係る車両用ホイールを模式的に示す平面図、図２は、本発明の車両用ホイールを模式的に示す断面図である。図１、図２に示すように，本発明に係る車両用ホイール１は、ディスク６の外周端にリム２が環状に形成されたものであり、リム２の外周面４上に複数の副気室３を備えている。副気室３は、図３に示すように、副気室部材１０の天井部１１に、ホイール軸方向に沿って溝１２が複数形成され構成されている。また、副気室３は、図４に示すように、副気室部材１０の側面部１３に、ホイール径方向に沿って溝１４が複数形成され構成されていてもよいし、図５に示すように、副気室部材１０の天井部１１及び側面部１３に、ホイール軸方向及びホイール径方向に沿って溝１４が複数形成され構成されていてもよい。これら複数の副気室部材１０が、レーザービーム溶接等により、副気室部材１０の環状方向（ホイール周方向）の両端部において、通常２箇所でリム２の外周面４と固着され、環状に配設される。

ここで、「ホイール周方向」とは、図１中の矢印で示されるホイール周方向２４を示し、「ホイール軸方向」とは、図２中の矢印で示されるホイール軸方向１９を示す。

次に、本発明に係る車両用ホイールの製造方法について説明する。まず、アルミニウム等の金属製材料を用い、真空ダイカスト法により、例えば図３〜図５に示すような、天井部１１及び／又は側面部１３に溝１２又は溝１４が複数形成された蓋部材である副気室部材１０を作製する。このように溝１２，１４が複数形成された蓋部材を用いることにより、構造強度が大きく向上する。このため、タイヤをホイールに装着する際に大きな荷重が副気室にかかった場合でも、副気室が変形又は損傷することを防止することができる。また、溝１２，１４をホイール周方向に対して連続的に形成することにより、蛇腹形状とすることが好ましく、溝１２，１４を天井部１１及び側面部１３に形成することがより好ましい。

上記のようにして得られた複数の副気室部材１０を、リム２の外周面４上に環状に配設し、副気室部材１０の環状方向（ホイール周方向）の両端部における中央個所１５を、例えばレーザービーム溶接を行い、リム２の外周面４と固着することにより、本発明に係る車両用ホイールを製造することができる。

なお、副気室部材１０には、連通孔５を所定間隔に一つ以上穿設し、タイヤ主気室と連通孔５とによって共鳴吸収が可能なものとすることが好ましい。この連通孔５は複数の副気室３すべてに対して一つ以上穿設することが、上記共鳴吸収の効果をさらに向上させることができることから好ましい。この連通孔５は、あらかじめ副気室部材１０に設けておくことが好ましい。

本実施形態の車両用ホイールにおいては、ホイールを構成する材料について特に制限はないが、例えば、車両用ホイールとして必要な機械的強度を得ることができるとともに軽量であることから、軽合金を主成分とする金属であることが好ましく、具体的には、アルミニウム合金やマグネシウム合金を主成分とすることが好ましい。

また更に、本実施形態の車両用ホイールにおいては、副気室部材を構成する材料について特に制限はないが、例えば、副気室部材として必要な機械的強度を得ることができるとともに軽量であることから、熱可塑性樹脂、光可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、金属等が好ましい。成形性を考慮すると熱（光）可塑性樹脂が好ましく、成形後（装着後）ホイールの熱による影響を考慮すると熱（光）硬化性樹脂もまた好ましい。金属としては、軽合金を主成分とする金属であることが好ましく、具体的には、アルミニウム合金やマグネシウム合金を主成分とすることが真空ダイカスト法に適用可能で好ましい。材質として可塑性樹脂を用いた場合は、成形が容易であるという点において好ましい。

以上のように、リム外周面上に複数の副気室を備えた車両用ホイールを、それぞれ別体で製造したリムホイール及び副気室部材１０によって作製できるため、極めて生産性に優れるとともに、機械的強度に優れ、バランスが良いことから、安定した走行を実現することが出来る。さらに、タイヤをホイールに装着するに際しても、副気室の変形又は損傷を防止することができる。

さらに、本実施形態の車両用ホイールにおいては、図１及び図２の副気室３に連通する連通孔５が穿設され、この副気室３と連通孔５とによって良好な共鳴吸収の効果を得るためには、副気室３と連通孔５とが、下記式（１）の関係を満たすように構成されていることが好ましい。

（但し、Ｖは副気室３の総体積（ｃｍ³）、Ｓは連通孔５の総断面積（ｃｍ²）、Ｌは該連通孔５の長さ（ｃｍ）、Ｎは一つの副気室３に穿設する連通孔５の数（個）、及びＣは音速（ｃｍ／ｓｅｃ）を示す）

図１及び図２において、本発明による副気室３と連通孔５とが、前記式（１）の関係を満たすように構成されることにより、本実施形態の車両用ホイールに装着したタイヤの空洞共鳴音と同程度の周波数となるように共鳴周波数を設定することが可能となり、タイヤの空洞共鳴音を減少させることができる。なお、本実施形態の車両用ホイールにおいて、副気室３の数が二つ以上であり、それぞれの副気室３に穿設された連通孔５の数が異なる場合には、前記式（１）におけるＮは一つの副気室３に穿設する連通孔５の平均数（個）のことである。

また、本実施形態の車両用ホイールにおいては、図１において、副気室３の総体積が、車両用ホイールに実際にタイヤを装着した際のタイヤ主気室の体積に対して２〜２５体積％に相当することが好ましく、３〜１５体積％に相当することがさらに好ましい。なお、副気室３の総体積が２体積％未満であると、走行時の乗り心地の改良効果や共鳴吸収の効果が低下することがあり、２５体積％を超えると、上述した共鳴吸収を行う場合には、低周波に対してバネ定数が下がり、減衰性が低下することがある。

本発明に係る車両用ホイールによれば、車両用ホイールを作業性よく、かつ簡便、高精度に製造することができ、しかも、得られる車両用ホイールは、機械的強度にも優れ安定した走行を実現することが出来るため、工業上極めて有益である。

本発明の車両用ホイールを模式的に示す平面図である。 本発明の車両用ホイールを模式的に示す断面図である。 副気室部材の一例を模式的に示す斜視図である。 副気室部材の他の例を模式的に示す斜視図である。 副気室部材の他の例を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１：車両用ホイール、２：リム、３：副気室、４：リム外周面、５：連通孔、６：ディスク、１０：副気室部材、１１：天井部、１２：溝、１３：側面部、１４：溝、１５：副気室部材の両端部中央個所、１９：勾配面に対してホイール軸方向、２４：ホイール周方向。

Claims (2)

1. リム外周面上に複数の副気室を備えた車両用ホイールであって、
   天井部及び／又は側面部が、ホイール軸方向に沿った波状又は溝状に形成された複数の副気室部材が、前記リム外周面上において環状に配設されてなる車両用ホイール。
2. 該副気室にタイヤ装着側の表面へ連通する連通孔を一つ以上備え、タイヤ主気室と該副気室とが連通孔とによって共鳴吸収を可能とした請求項１に記載の車両用ホイール。

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