JP2009248848A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、量産性を向上させることができる車両用ホイールを提供することにある。
【解決手段】タイヤ空気室内で副気室部材１３をウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上に固定した車両用ホイールであって、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄから径方向外側に立ち上がり、外周面１１ｄの周方向に延びるように形成される第１の縦壁面１５と、第１の縦壁面１５と対向するようにウェル部１１ｃに形成される第２の縦壁面１６とを備え、副気室部材１３の底板２５ａ及び上板２５ｂのうちの少なくとも一方には第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６とに交差する方向にビード３１が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤ空気室内の気柱共鳴（空洞共鳴）に伴う騒音を低減する車両用ホイールに関するものである。

一般に、タイヤの空気室（以下、「タイヤ空気室」という。）内で生じる気柱共鳴が、自動車のロードノイズの要因となることが知られている。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。

従来、この気柱共鳴に伴う騒音を低減するため、特許文献１に記載された車両用ホイールが知られている。この車両用ホイールは、リムの周方向に沿って複数の副気室を有している。更に詳しく説明すると、この車両用ホイールでは、リムの周方向に延びるようにウェル部に立設された環状の縦壁と、ビードシート部側に向かうウェル部の立ち上り側壁との間に形成される環状の空間部分が蓋部材で塞がれている。そして、蓋部材とウェル部と縦壁とで区画されることとなるこの空間部分が周方向に所定の間隔をあけて配置された複数の隔壁で仕切られることで各副気室が形成されている。また、タイヤ空気室と各副気室とは、蓋部材に形成された連通孔で連通している。この車両用ホイールによれば、連通孔と副気室とがヘルムホルツ・レゾネータを構成し、タイヤ空気室内の気柱共鳴音を低減することができる。
特許第３９９２５６６号明細書

しかしながら、従来の車両用ホイールは現実的な構造ではなかった。すなわち、ウェル部から立ち上がるように縦壁を形成した車両用ホイールに、複数の隔壁と蓋部材とを、気密性を保ちつつ、溶接、接着、嵌め込み、締結により高精度で結合させる必要があり、気密性の確保、製造工数や製造コストの増大を考慮すると、量産化に不適であるという問題がある。

そこで、本発明は、量産性を向上させることができる車両用ホイールを提供することを課題とする。

前記課題を解決した本発明は、タイヤ空気室内で副気室部材をウェル部の外周面上に固定した車両用ホイールであって、前記ウェル部の前記外周面から径方向外側に立ち上がり、前記外周面の周方向に延びるように形成される第１の縦壁面と、前記第１の縦壁面と対向するように前記ウェル部に形成される第２の縦壁面と、を備え、前記副気室部材は、樹脂で形成され、前記ウェル部の前記外周面側の底板と、この底板との間で副気室を形成する上板と、前記副気室と前記タイヤ空気室を連通する連通孔と、からなる本体部と、前記底板と前記上板とを結合すると共に、前記本体部から前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面に延出して、前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面のそれぞれに形成された溝部に係止される縁部と、を有し、前記底板及び前記上板のうちの少なくとも一方には前記副気室部材の平面視で前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面とに交差する方向にビードが形成されていることを特徴とする。

この車両用ホイールによれば、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）のようにホイールに複数の隔壁や蓋部材を順次に組み付けて気密性を考慮しながら高精度にこれらを結合させて副気室を形成していくものと異なって、予め副気室を有する副気室部材をウェル部に設けた第１の縦壁面と第２の縦壁面との間に嵌め込むだけで製造される。

本発明の車両用ホイールによれば、予め副気室を有する副気室部材をウェル部に設けた第１の縦壁面と第２の縦壁面との間に嵌め込むだけで製造されるので、従来の車両用ホイールと比較して、製造工数や製造コストを削減することができると共に、量産性を向上させることができる。

以下に、本発明の実施形態について図を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態に係る車両用ホイールは、ウェル部に副気室部材（ヘルムホルツ・レゾネータ）を嵌め込んで固定したことを主な特徴としている。ここでは、先ず車両用ホイールの全体構成について説明した後に、副気室部材の構成について説明する。

《車両用ホイールの全体構成》
ここで参照する図面において、図１は、本実施形態に係る車両用ホイールの斜視図である。図２は、図１の車両用ホイールにタイヤを装着した車輪の要部正面断面図である。図３は、図２中に示したウェル部を部分的に拡大した図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、リム１１と、このリム１１を図示しないハブに連結するためのディスク１２と、リム１１のウェル部１１ｃの外周面に固定された副気室部材１３とで主に構成されている。

図２に示すように、リム１１は、ホイール幅方向Ｙの両端部に形成されるビードシート部１１ａ，１１ａと、このビードシート部１１ａ，１１ａからホイール径方向Ｚの外側（図２の紙面上側、以下同じ）に向かってＬ字状に屈曲したリムフランジ部１１ｂ，１１ｂと、ビードシート部１１ａ，１１ａ同士の間の部分がホイール径方向Ｚの内側（図２の紙面下側、以下同じ）に向かって凹んだウェル部１１ｃとを有する。

ビードシート部１１ａには、タイヤ２０のビード部２１ａが装着される。これにより、リム１１の外周面とタイヤ２０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ＭＣが形成される。

ウェル部１１ｃは、タイヤ２０をリム１１に組み付けるリム組時に、タイヤ２０のビード部２１ａ，２１ａを落とし込むために設けられている。
このウェル部１１ｃの外周面には、リム１１の周方向に延びるように環状の縦壁１４が立設されている。
この縦壁１４は、図３に示すように、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄからホイール径方向Ｚの外側（図３の紙面上側、以下同じ）に立ち上がる第１の縦壁面１５を形成するように外周面１１ｄに立設されている。
また、ウェル部１１ｃのホイール幅方向Ｙの内側（図３の紙面右側、以下同じ）に形成される側面部１１ｅには、第１の縦壁面１５と対向するように第２の縦壁面１６が設けられている。なお、本実施形態での縦壁１４は、リム１１を鋳造する際にウェル部１１ｃと一体に成形される。

そして、これらの第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６には、それぞれ溝部１７が形成されている。これらの溝部１７，１７は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄの周方向に沿って形成されて環状の溝となっている。これらの溝部１７，１７には、後記する副気室部材１３の縁部１３ｅが嵌め込まれることとなる。なお、本実施形態での溝部１７，１７は、縦壁１４及び側面部１１ｅのそれぞれに機械加工を施して形成される。

ディスク１２は、図２に示すように、ウェル部１１ｃのホイール幅方向Ｙの外側（図２の紙面左側）からホイール径方向Ｚの内側に連続して形成されている。リム１１とディスク１２とは、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽量高強度材料等から製造される。なお、材料はこれらに限定されるものではなく、スチール（鋼）等から形成されるものであっても良い。また、車両用ホイール１０は、スポークホイールであっても良い。

《副気室部材の構成》
次に、副気室部材１３について説明する。ここで参照する図面において、図４は、副気室部材の配置位置を示す車両用ホイールの側面断面図である。図５は、副気室部材の全体斜視図である。図６（ａ）は、副気室部材の平面図であり、副気室部材の上板の一部を切欠いて示した図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIｂ−VIｂ断面図である。図７（ａ）は、副気室部材の突出部（管部材）を図３のVIIａ方向から見た斜視図、図７（ｂ）は、図６（ａ）のVIIｂ−VIIｂ断面図、図７（ｃ）は、副気室部材の仮止め爪を図５のVIIｃ方向から見た斜視図である。なお、図６（ａ）において、上板で隠れた底板のビード及び結合部は仮想線で示している。

図４に示すように、本実施形態に係る車両用ホイール１０では、副気室部材１３がウェル部１１ｃのホイール周方向Ｘに沿って等間隔に４つ配置されている。つまり、ホイール中心軸Ａｘを挟んで対向する１対の副気室部材１３が２組配置されている。なお、図４中、符号ＳＣは、副気室部材１３の内部に形成された後記する副気室を示す。
副気室部材１３は、図５に示すように、ホイール周方向Ｘに長い部材であって、本体部１３ａと、突出部１８と、縁部１３ｅとを備えている。そして、副気室部材１３は、長手方向に沿って湾曲しており、図４に示すように、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿うように配置されている。

（本体部）
前記した本体部１３ａは、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、底板２５ａと、この底板２５ａとの間に後記する副気室ＳＣ（図４参照）を形成する上板２５ｂとを備えている。なお、本実施形態での底板２５ａ及び上板２５ｂのそれぞれは、同じ厚さとなっているが、これらの厚さは相互に異なっていても良い。

底板２５ａには、図６（ａ）に示すように、複数のビード３１が形成されている。本実施形態でのビード３１は、図３に示すように、底板２５ａが副気室ＳＣ側（上板２５ｂ側）に向かって部分的に凹んで形成されている。つまり、ビード３１は、ホイール径方向Ｚの外側に凸となっている。なお、ビード３１は、ホイール径方向Ｚの内側（図３の紙面下側、以下同じ）に凸となるように底板２５ａに形成されたものであっても良い。ちなみに、ビード３１がホイール径方向Ｚの外側に凸となるように形成された副気室部材１３は、内側に凸となるように形成されたものと比較して、より小型化を図ることができる。

そして、本実施形態でのビード３１は、図３に示すように、その延設方向Ｅｄが第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６と交差するように形成されている。つまり、ビード３１は、図６（ａ）に示すように、副気室部材１３の上板２５ｂ側からの平面視で、第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６とに交差する方向にのみ形成されている。言い換えれば、本実施形態での副気室部材１３は、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６の延びる方向、つまりホイール周方向Ｘに沿う方向に延びるビードを有していない。

本実施形態でのビード３１は、図６（ａ）に示すように、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に直交する第１のビード３１ａと、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に斜交する２種の第２のビード３１ｂ，３１ｃとで構成されている。ちなみに、第２のビード３１ｂと第２のビード３１ｃとは、底板２５ａのホイール幅方向Ｙの中央を通る中心線を挟んで相互に線対称となるように配置されている。そして、第２のビード３１ｂ同士及び第２のビード３１ｃ同士は、ホイール周方向Ｘに沿って互いに等間隔となるように配置されている。また、第１のビード３１ａは、第２のビード３１ｂと第２のビード３１ｃとの交点を通るように配置されている。

底板２５ａには、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の結合部３３が形成されている。
結合部３３は、図６（ｂ）に示すように、底板２５ａが上板２５ｂ側に向かって局部的に凹んだ有底円筒状に形成されたものであって、その底部側が上板２５ｂと接合している。つまり、結合部３３は、底板２５ａと上板２５ｂとを部分的に結合している。
本実施形態での結合部３３は、図６（ａ）に示すように、本体部１３ａのホイール幅方向Ｙの中程でホイール周方向Ｘに沿って並ぶように配置されている。ちなみに、突出部１８の近傍に配置される結合部３３は、後記するようにホイール幅方向Ｙに並んで２つ配置されている。
ちなみに、このような結合部３３及び前記したビード３１が形成される底板２５ａ（図３参照）は、後記するように、第１の縦壁面１５側及び第２の縦壁面１６側に延出する縁部１３ｅと一体になってウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に凸となる湾曲面を形成している。

上板２５ｂは、図３に示すように、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に沿うように配置された底板２５ａ上で膨らみをもつように湾曲することによって副気室ＳＣを形成している。

副気室ＳＣの形状は、特に制限はないが、断面視で扁平形状が望ましく、本実施形態での副気室ＳＣは、図３に示すように、ホイール径方向Ｚに薄い扁平形状となっている。ちなみに、本実施形態での副気室部材１３では、図２に示すように、リム中心からの最大径Ｄ１が、リム中心からのビードシート部１１ａの径Ｄ２よりも小さく設定されている。

副気室ＳＣの容積は、５０〜２５０ｃｃ程度が望ましい。副気室ＳＣの容積をこの範囲内に設定することで、副気室部材１３は、消音効果を充分に発揮しつつ、その重量の増大を抑制して車両用ホイール１０の軽量化を図ることができる。また、ホイール周方向Ｘ（図４参照）の副気室部材１３の長さは、リム１１の周長と同じ長さを最大として、車両用ホイール１０の重量の調整やウェル部１１ｃに対する組付け容易性を考慮して適宜に設定することができる。

（突出部）
前記した突出部１８は、図１に示す車両用ホイール１０が回転した際に副気室部材１３の回り止めをより確実に行うものである。
この突出部１８は、図６（ａ）に示すように、ホイール周方向Ｘ（車両用ホイール１０（図１参照）の回転方向）と交差する方向に本体部１３ａから突出している。
更に詳しく説明すると、この突出部１８は、図７（ａ）に示すように、本体部１３ａの上板２５ｂの根元部１８ａから縦壁１４側に延びている。
そして、突出部１８の先端部は、縦壁１４に形成された切欠き部１４ａに嵌り込んでいる。なお、本実施形態での切欠き部１４ａは、リム１１（図１参照）を鋳造する際に縦壁１４と同時に形成されるか、又は縦壁１４に機械加工を施して形成される。

本実施形態での突出部１８は、管部材で形成されており、図７（ｂ）に示すように、管部材の内側には、副気室ＳＣとタイヤ空気室ＭＣ（図２参照）とを繋ぐ連通孔１３ｂが形成されている。

連通孔１３ｂの断面形状は、特に制限はなく、本実施形態では楕円形（図７（ａ）参照）となっているが、円形、多角形等のいずれであっても良い。連通孔１３ｂの直径は、断面が円形の場合には、５ｍｍ以上が望ましい。また、円形以外の断面形状の連通孔１３ｂは、その断面積で同じ断面積の円形に換算して直径５ｍｍ以上のものが望ましい。

連通孔１３ｂの長さは、次の（式１）で示されるヘルムホルツ・レゾネータの共鳴周波数を求める式を満たすように設定される。

ｆ_０＝Ｃ／２π×√（Ｓ／Ｖ（Ｌ＋α×√Ｓ））・・・（式１）
ｆ_０（Ｈｚ）：共鳴周波数
Ｃ（ｍ／ｓ）：副気室ＳＣ内部の音速（＝タイヤ空気室ＭＣ内部の音速）
Ｖ（ｍ^３）：副気室ＳＣの容積
Ｌ（ｍ）：連通孔１３ｂの長さ
Ｓ（ｍ^２）：連通孔１３ｂの開口部断面積
α：補正係数
なお、前記共鳴周波数ｆ_０は、タイヤ空気室ＭＣの共鳴周波数に合わせられる。この際、図４に示す４つの副気室部材１３の共鳴周波数ｆ_０は、全て同じに設定しても良いし、違えても良い。具体的には、タイヤ空気室ＭＣ（図２参照）の共鳴周波数に２つの共鳴周波数（ｆ_１，ｆ_２）が認められる場合に、４つの副気室部材１３の共鳴周波数ｆ_０を（ｆ_１＋ｆ_２）／２に設定することができる。また、リム中心を挟んで対向する１対の副気室部材１３の共鳴周波数ｆ_０をｆ_１に設定し、他の１対の副気室部材１３の共鳴周波数ｆ_０をｆ_２に設定することもできる。更に４つの副気室部材１３の全ての共鳴周波数ｆ_０をｆ_１、ｆ_２のいずれか一方に設定しても良い。

（縁部）
前記した縁部１３ｅは、図５に示すように、本体部１３ａからその周囲に延出する板状体で形成されている。更に詳しく説明すると、縁部１３ｅは、図３及び図６（ｂ）に示すように、底板２５ａと上板２５ｂとを結合している。そして、縁部１３ｅは、図６（ａ）に示すように、本体部１３ａからホイール周方向Ｘに延出すると共に、ホイール幅方向Ｙに延出してその先端部が第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６の溝部１７（図３参照）に嵌り込んでいる。
なお、本体部１３ａからホイール幅方向Ｙに延出する縁部１３ｅは、特許請求の範囲にいう「縁部」に相当する。
そして、第１の縦壁面１５側及び第２の縦壁面１６側に延出する縁部１３ｅは、前記したように、湾曲する底板２５ａと一体になってウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に凸となる湾曲面を形成している（図３参照）。
このような本実施形態での縁部１３ｅの厚さは、底板２５ａ及び上板２５ｂの厚さと同じ厚さに設定されている。なお、本実施形態での縁部１３ｅは、その厚さや樹脂材料を適宜に選択することでバネ弾性を有している。

そして、縁部１３ｅには、図５に示すように、仮止め爪１３ｆが形成されている。この仮止め爪１３ｆは、後記するように、副気室部材１３をウェル部１１ｃに本組みする前の仮組み時に使用するものである。
仮止め爪１３ｆは、図６（ａ）に示すように、縁部１３ｅのホイール周方向Ｘの両端にそれぞれ設けられている。そして、仮止め爪１３ｆは、突出部１８の反対側、つまり、第２の縦壁面１６側に設けられている。
本実施形態での仮止め爪１３ｆは、図７（ｃ）に示すように、縁部１３ｅのエッジ１３ｇに設けられた折り曲げ切片で構成されており、エッジ１３ｇからホイール径方向の内側Ｚ１に鉤状に屈曲する支持片Ｔ１と、この支持片Ｔ１からホイール周方向の外側Ｘ１に張り出すと共に、第２の縦壁面１６（図６（ａ）参照）に向かう側Ｙ１に延出する係止片Ｔ２とで形成されている。

以上のような副気室部材１３は、樹脂で形成されており、その軽量化や量産性の向上、製造コストの削減、副気室ＳＣの気密性の確保等を考慮すると、軽量で高剛性のブロー成形可能な樹脂が望ましい。中でも、繰り返しの曲げ疲労にも強いポリプロピレンが特に望ましい。

次に、ウェル部１１ｃに対する副気室部材１３の組み付け方法について説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は、ウェル部に対する副気室部材の組み付け方法を説明する模式図である。
この組み付け方法では、図８（ａ）に示すように、先ず副気室部材１３の突出部１８側の縁部１３ｅが第１の縦壁面１５の溝部１７に嵌め込まれる。この際、突出部１８は、縦壁１４の切欠き部１４ａに嵌め込まれる。
次に、図８（ｂ）に示すように、副気室部材１３のウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側が、より凸となるように副気室部材１３を撓ませながら、仮止め爪１３ｆの係止片Ｔ２が第２の縦壁面１６の溝部１７に嵌め込まれて係止される。その結果、副気室部材１３は、ウェル部１１ｃに対して仮組みされる。そして、仮組みされた副気室部材１３がウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に押圧されると、第２の縦壁面１６側に位置する縁部１３ｅは、図３に示すように、第２の縦壁面１６の溝部１７に嵌め込まれる。その結果、ウェル部１１ｃに対する副気室部材１３の本組み、つまりウェル部１１ｃに対する副気室部材１３の固定が完了する。

次に、本実施形態に係る車両用ホイール１０の作用効果について説明する。
本実施形態における車両用ホイール１０は、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）のようにリムに複数の隔壁や蓋部材を順次に組み付けて気密性を考慮しながら高精度にこれらを結合させて副気室を形成していくものと異なって、予め副気室ＳＣを有する副気室部材１３をリム１１（ウェル部１１ｃ）に嵌め込むだけで製造される。したがって、車両用ホイール１０は、前記した特許文献１に示された従来の車両用ホイールと比較して、製造工数や製造コストを削減することができ、量産性を向上させることができる。また、車両用ホイール１０は、従来の車両用ホイールと異なって、副気室ＳＣの気密性の確保に対する特別な配慮も不要であるため、消音性能の品質を安定させることができる。
そして、副気室部材１３が樹脂で形成されているので、車両用ホイール１０は従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）と比較して、より軽量化を図ることができる。また、副気室部材１３がブロー成形等で形成することができるので、車両用ホイール１０は従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）と比較して、より量産性に優れる。

また、この車両用ホイール１０では、図２に示すように、リム中心からの最大径Ｄ１が、リム中心からのビードシート部１１ａの径Ｄ２よりも小さく設定されているので、タイヤ２０のリム組時に、レバー等の工具やタイヤ２０（ビード部２１ａ等）が副気室部材１３と接触する恐れが低減される。その結果、タイヤ２０の組付け性能が向上する。
また、この車両用ホイール１０では、図３に示すように、副気室ＳＣがホイール径方向Ｚに薄い扁平形状となっているので、リム中心から副気室部材１３の最大径Ｄ１を小さくしながらも、副気室ＳＣの所定の容積を確保することができる。

また、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、前記したように、副気室部材１３をウェル部１１ｃに固定する際に、縁部１３ｅを第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６のそれぞれに設けられた溝部１７に嵌め込むことで固定する。このとき、縁部１３ｅは、前記したバネ弾性を有しているので、副気室部材１３は、第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６の間に簡単にかつ強固に固定される。
また、このような副気室部材１３のウェル部１１ｃに対する本組みに先立って、副気室部材１３は、仮止め爪１３ｆを介してウェル部１１ｃに仮組みすることができる。したがって、一旦仮組みすることで位置決めした副気室部材１３を、取付治具、プレス機等の機械力を使用して本組みすることができるので、ウェル部１１ｃに対する副気室部材１３の組み付け容易性及び位置決めの正確性が向上する。

また、本実施形態における車両用ホイール１０は、副気室部材１３をリム１１に嵌め込む前に副気室部材１３単独で共鳴周波数の確認及び修正が可能なので不良品を削減することができる。

また、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、前記したように、図３に示す副気室部材１３の底板２５ａ及び縁部１３ｅがウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側（車両用ホイール１０の径方向内側）に凸となるように湾曲している。そして、車両用ホイール１０の回転時の遠心力が副気室部材１３に作用すると、底板２５ａ及び縁部１３ｅは逆にホイール径方向Ｚの外側に凸となるように反転しようとする。ここで参照する図９（ａ）は、遠心力が作用した本実施形態での副気室部材の挙動を示す概念図、図９（ｂ）は、本実施形態に係る副気室部材におけるビードの延設方向を示す模式図、図９（ｃ）は、比較例に係る副気室部材におけるビードの延設方向を示す模式図である。なお、図９（ａ）においては、ビードの記載は省略し、図９（ｂ）及び（ｃ）においては、ビードの延設方向を一点鎖線で記載している。

本実施形態での副気室部材１３は、図９（ａ）に示すように、遠心力Ｆ１が作用する前の副気室部材１３における底板２５ａ及び縁部１３ｅのＷ１よりも、遠心力Ｆ１が作用した点線で示すそのスパンＷ２は長くなる。

一方、図３に示すように、副気室部材１３の縁部１３ｅは、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に形成された溝部１７，１７に嵌め込まれているので、遠心力Ｆ１（図９（ａ）参照）が副気室部材１３に作用した際に、第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６とに対する押圧力を増大させる。その結果、副気室部材１３は、より一層確実にウェル部１１ｃ側に固定される。

また、本実施形態での副気室部材１３は、図６（ａ）に示すように、底板２５ａに第１のビード３１ａと、第２のビード３１ｂ，３１ｃとが形成されている。そして、これらのビード３１は、図９（ｂ）に示すように、その延設方向Ｅｄ１が第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に交差するように設定されている。その結果、この副気室部材１３は、車両用ホイール１０が高速回転した際にウェル部１１ｃから脱落することが防止される。このことを次の比較例に係る副気室部材と対比しながら更に詳しく説明する。

図９（ｃ）に示すように、比較例に係る副気室部材１３ｃは、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に対して延設方向Ｅｄ２が平行となるビードを底板２５ａに有している。なお、この副気室部材１３ｃは、延設方向Ｅｄ１のビード（第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に直交するビード）をも有している。
このような副気室部材１３ｃは、遠心力Ｆ１（図９（ａ）参照）が生じた際に、延設方向Ｅｄ２のビードが底板２５ａの折れ線部として作用することで遠心力Ｆ１に対する底板２５ａの曲げ剛性が不十分となる。その結果、この副気室部材１３ｃを備える車両用ホイールでは、車速２００ｋｍ／ｈを超えるような高速回転で生じた遠心力Ｆ１に抗しきれずに副気室部材１３ｃが変形してウェル部１１ｃから脱落するおそれがある。

これに対して、図９（ｂ）に示す本実施形態での副気室部材１３は、前記したように、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に交差する延設方向Ｅｄ１のビードのみを有している。つまり、前記したように、副気室部材１３は、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に直交する第１のビード３１ａ（図６（ａ）参照）を底板２５ａに有していると共に、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に斜交する第２のビード３１ｂ，３１ｃ（図６（ａ）参照）を底板２５ａに有しているので、遠心力Ｆ１に対する底板２５ａの曲げ剛性が十分となる。その結果、この副気室部材１３を備える車両用ホイール１０（図２参照）では、車速２００ｋｍ／ｈを超えるような高速回転で生じた遠心力Ｆ１に対しても副気室部材１３をウェル部１１ｃに強固に固定することができる。

また、本実施形態での副気室部材１３は、ビード３１を底板２５ａに有していることから底板２５ａの面剛性が高められる。そのため、この副気室部材１３を備える車両用ホイール１０は、副気室ＳＣの容積の変動を効率良く抑制してヘルムホルツ・レゾネータとしての所期の消音性能をより確実に発揮することができる。
また、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、前記したように底板２５ａの面剛性がビード３１で高められるので、このビード３１が形成されていないものよりも底板２５ａの厚さを低減することができる。その結果、この車両用ホイール１０は、底板２５ａにビード３１が形成されていないものよりも軽量化を図ることができる。

また、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、前記したように、上板２５ｂが底板２５ａ上で膨らみをもつように湾曲している。その結果、この車両用ホイール１０では、気柱共鳴の周期に合わせてタイヤ空気室ＭＣ（図２参照）の圧力が増減を繰り返した際に、例えば上板２５ｂが平坦なものと比較して、副気室ＳＣの容積の変動が効果的に抑制される。したがって、この車両用ホイール１０は、ヘルムホルツ・レゾネータとしての所期の消音性能を安定して発揮することができる。
そして、この車両用ホイール１０は、副気室ＳＣの容積の変動を効果的に抑制することができるので、上板２５ｂが平坦なものよりも上板２５ｂの厚さを低減することができる。その結果、この車両用ホイール１０は、上板２５ｂが平坦なものよりも軽量化を図ることができる。

また、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、前記したように、副気室部材１３の底板２５ａと上板２５ｂとを結合する結合部３３を有しているので、底板２５ａと上板２５ｂの面剛性が更に高まり、副気室ＳＣの容積の変動を効率良く抑制してヘルムホルツ・レゾネータとしての所期の消音性能をより一層確実に発揮することができる。

また、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、突出部１８を突出させる根元部１８ａが平坦になっているところ、前記したように、突出部１８の近傍に配置される結合部３３はホイール幅方向Ｙに並んで２つ配置されている。その結果、この車両用ホイール１０は、根元部１８ａの面剛性が結合部３３で高められるので、副気室ＳＣの容積の変動が効果的に抑制される。したがって、この車両用ホイール１０は、ヘルムホルツ・レゾネータとしての所期の消音性能を安定して発揮することができる。

また、この車両用ホイール１０では、ホイール周方向Ｘと交差する方向に突出した突出部１８が、縦壁１４の切欠き部１４ａに嵌め込まれているので、車両用ホイール１０が回転した際の副気室部材１３の回り止めが確実に行われる。
そして、突出部１８の内側には、連通孔１３ｂが形成されているので、突出部１８と別途に連通孔１３ｂを形成するための部材を設けなくてもよく、車両用ホイール１０は、その構造が簡素化されて更なる軽量化を図ることができる。

また、この車両用ホイール１０は、前記したように、高速回転時の耐久性や消音性能を向上させるために他の部材を別途にホイールに取り付ける必要もなく確実に軽量化を図ることができるので、前記した効果に加えて車両のバネ下重量の低減による車両性能の向上と部品コストの低減をも達成することができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。なお、以下に説明する他の実施形態に係る車両用ホイールにおいて、前記実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

前記実施形態では、ビード３１が底板２５ａに形成された副気室部材１３を有する車両用ホイール１０について説明したが、本発明は底板２５ａ及び上板２５ｂのうちの少なくとも一方にビード３１が形成されていれば良い。ここで参照する図１０（ａ）及び（ｂ）は、副気室部材の変形例を示す図であって、ビードの形成位置を説明する図である。

図１０（ａ）に示す副気室部材１３では、上板２５ｂのみにビード３１が形成されている。この変形例に係る副気室部材１３には、図示しないが、前記実施形態のビード３１（図６（ａ）参照）と同様に、第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６と交差する方向に第１のビード３１ａと、第２のビード３１ｂ，３１ｃとが形成されている。ちなみに、図１０（ａ）中、符号１３ｅは、縁部であり、符号２５ａは、底板であり、符号３３は、結合部であり、符号ＳＣは、副気室である。

図１０（ｂ）に示す副気室部材１３では、底板２５ａと上板２５ｂとの両方に前記実施形態と同様にビード３１が形成されている。図１０（ｂ）に示す副気室部材１３は、上板２５ｂの面剛性が更に高められるので、副気室ＳＣの容積の変動が効果的に抑制される。したがって、この車両用ホイール１０は、所期の消音性能をより確実に発揮することができる。
ちなみに、図１０（ｂ）中、符号１３ｅは、縁部であり、符号３３は、結合部であり、符号ＳＣは、副気室である。
なお、図１０（ａ）及び（ｂ）に示す副気室部材１３の結合部３３は、前記実施形態での結合部３３と同様に、底板２５ａが上板２５ｂ側に向かって局部的に凹んで形成されたものである。

また、前記実施形態では、底板２５ａを上板２５ｂ側に向かって局部的に凹ませた結合部３３を有する副気室部材１３について説明したが、本発明は底板２５ａ及び上板２５ｂのうちの少なくとも一方が他方側に凹むように形成されていれば良い。ここで参照する図１１（ａ）及び（ｂ）は、副気室部材の変形例を示す図であって、結合部の形成態様を説明する図である。

図１１（ａ）に示す副気室部材１３は、底板２５ａが上板２５ｂ側に有底円筒状に凹んで結合部３３の下半分３３ａを形成すると共に、上板２５ｂが底板２５ａ側に有底円筒状に凹んで結合部３３の上半分３３ｂを形成している。つまり、この変形例に係る副気室部材１３は、底板２５ａ及び上板２５ｂの両方が凹み合って結合部３３を形成している。
図１１（ｂ）に示す副気室部材１３は、上板２５ｂが底板２５ａ側に有底円筒状に凹んで結合部３３を形成している。
なお、図１１（ａ）及び（ｂ）において、符号３１は、ビードであり、このビード３１は、前記実施形態でのビード３１と同様に、底板２５ａに形成されている。
ちなみに、結合部３３は、ホイール幅方向Ｙ（図６（ａ）参照）に複数列が並ぶように配置されていても良い。

前記実施形態では、第２の縦壁面１６をウェル部１１ｃの側面部１１ｅに設けた車両用ホイール１０について説明したが、本発明はウェル部１１ｃの他の立上り部に第２の縦壁面１６を形成するものであっても良い。ここで参照する図１２は、他の実施形態に係る車両用ホイールに使用するリムの断面図である。

図１２に示すように、この車両用ホイール１０に使用されるリム１１のウェル部１１ｃは、小径部２３ａと、この小径部２３ａに段差部１１ｆを介して連続する大径部２３ｂを有している。ちなみに、このリム１１では、大径部２３ｂの外側にウェル部１１ｃの側面部１１ｅを介してビードシート部１１ａが形成されている。つまり、ここでの他の実施形態では、前記実施形態で副気室部材１３（図３参照）の一方の縁部１３ｅが嵌め込まれる側面部１１ｅよりも更にホイール径方向の内側の段差部１１ｆに縁部１３ｅが嵌め込まれることとなる。
したがって、ここでの他の実施形態に係る車両用ホイール１０では、副気室部材１３を固定するウェル部１１ｃの外周面１１ｄが、前記実施形態に係る車両用ホイール１０と比較して、更にホイール径方向の内側に形成されることとなる。
その結果、この他の実施形態に係る車両用ホイール１０は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄの周長が短くなるので、更に軽量化を図ることができる。そして、この車両用ホイール１０では、前記実施形態での車両用ホイール１０と比較して、副気室部材１３が、ビードシート部１１ａから離れるように、更にホイール径方向の内側にシフトすることとなるので、タイヤ２０の組み付け性能が更に向上する。

前記実施形態では、副気室部材１３がウェル部１１ｃの周面に沿って等間隔に４つ配置されているが、本発明は副気室部材１３の数が５以上、又は３以下であっても良い。ここで参照する図１３（ａ）及び（ｂ）は、他の実施形態に係る車両用ホイールの側面断面図であって、副気室部材の配置の変形例を示す図である。
図１３（ａ）に示す車両用ホイール１０は、副気室部材１３をウェル部１１ｃの周面に沿って等間隔に２つ配置している。
図１３（ｂ）に示す車両用ホイール１０は、副気室部材１３をウェル部１１ｃの周面に沿って等間隔に３つ配置している。

以上のように、車両用ホイール１０は、副気室部材１３の数に特に制限はないが、消音効率を考慮すると４つ以上（２対以上）の副気室部材１３のそれぞれを、ホイール中心軸Ａｘを挟んで対向させて配置したものが望ましい。そして、車両用ホイール１０の軽量化や量産性の向上を考慮すると２つから４つの副気室部材１３をウェル部１１ｃの周面に沿って等間隔に配置したものが望ましい。

また、前記実施形態では、連通孔１３ｂが副気室部材１３の長手方向の中程に形成されているが、本発明はタイヤ２０のリム組みに悪影響を及ぼさない限り、連通孔１３ｂを形成する位置に特に制限はない。ここで参照する図１４（ａ）及び（ｂ）は、連通孔を形成する位置を示す副気室部材の平面図である。

図１４（ａ）に示す副気室部材１３は、その長手方向の一端側に、連通孔１３ｂを内側に有する管部材が配置されている。この管部材は、前記した回り止めを兼ねており、縦壁１４（図７（ａ）参照）に形成した切欠き部１４ａ（図７（ａ）参照）に嵌め込まれる。そして、管部材は、ホイール周方向Ｘと交差する方向に向かって本体部１３ａから突出している。なお、図１４（ａ）中、符号１３ｅは、縁部である。

図１４（ｂ）に示す副気室部材１３は、その長手方向の一端側でホイール周方向Ｘに向かって本体部１３ａから突出するように、連通孔１３ｂを内側に有する管部材が配置されている。そして、この副気室部材１３は、前記した周り止めとしての突出部１８を前記した管部材とは別に備えている。この突出部１８は、副気室部材１３の長手方向の中程で、ホイール周方向Ｘと交差する方向に向かって縁部１３ｅから突出している。この突出部１８は、縦壁１４（図７（ａ）参照）に形成した切欠き部１４ａ（図７（ａ）参照）に嵌め込まれることとなる。

前記実施形態及び前記他の実施形態では、副気室部材１３の底板２５ａ及び上板２５ｂの少なくともいずれか一方に、第１のビード３１ａ及び第２のビード３１ｂ，３１ｃの両方を形成したものについて説明したが、本発明は第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６に交差するビード３１を有していればよく、第１のビード３１ａ及び第２のビード３１ｂ，３１ｃのいずれか一方を形成したものであっても良い。

前記実施形態及び前記他の実施形態では、副気室部材１３の底板２５ａ及び上板２５ｂの少なくともいずれか一方にビード３１を形成したものについて説明したが、本発明は底板２５ａ及び上板２５ｂの少なくともいずれか一方にビード３１以外のその他の凹凸形状構造を形成したものであっても良い。ここで参照する図１５（ａ）は、副気室部材の変形例を示す図であって、底板にビードと凹凸形状構造とを形成した副気室部材の平面図、図１５（ｂ）は、（ａ）のXVｂ−XVｂ断面図である。なお、図１５（ａ）は、上板の一部を切欠いて示している。

図１５（ａ）に示すように、この変形例に係る副気室部材１３は、底板２５ａに前記実施形態と同様の第１のビード３１ａが形成されている。ちなみに、この第１のビード３１ａは、副気室部材１３の上板２５ｂ側からの平面視で、第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６とに直交する方向に形成されている。
この底板２５ａには、第１のビード３１ａが形成された部分を除く地の部分に凹凸形状構造３２が形成されている。

この凹凸形状構造３２は、図１５（ｂ）に示すように、副気室ＳＣの内側から外側に向かって突出する多数の球面３２ａが底板２５ａの板面の全体にわたって形成されたものである。つまり、副気室ＳＣの内圧が増加した際にこの圧力が加わる方向に向かって球面３２ａが突出していることが望ましい。ここでの球面３２ａは、特許請求の範囲にいう「凸部」に相当する。なお、図１５（ａ）及び（ｂ）中、符号１３ａは、本体部であり、符号１３ｅは、縁部であり、符号２５ｂは、上板であり、符号３３は、結合部であり、符号ＳＣは、副気室である。
ちなみに、この凹凸形状構造３２は、図１５（ａ）に示すように、同じ径の球面３２ａが連なって形成されており、１つの球面３２ａの周囲に６つの球面３２ａが配置される最密充填構造様のものが望ましい。なお、ここでの凹凸形状構造３２を構成する凸部は球面３２ａに限定されるものではなく、例えば、突出したその外形が球面以外の他の立体形状となるものであっても良い。具体的には、凸部は有底の筒体であってもよく、この筒体の平面形状は円形であっても多角形であっても良い。そして、凸部の配置も前記した最密充填構造様に限定されるものではない。ちなみに、筒体からなる凸部、特に側面視で矩形となるものは、隣接する凸部同士をラップさせてはならず、隣接する凸部同士で凹凸が形成されるように配置される。

このような凹凸形状構造３２は、第１のビード３１ａと共に底板２５ａの面剛性を高める。その結果、この凹凸形状構造３２を有する副気室部材１３では、副気室ＳＣの容積の変動が効果的に抑制される。したがって、この副気室部材１３を備えた車両用ホイール１０（図１参照）は、所期の消音性能をより確実に発揮することができる。

また、このような凹凸形状構造３２は、前記したように、上板２５ｂのみに形成されていても良いし、底板２５ａと上板２５ｂの両方に形成されていても良い。
また、このような凹凸形状構造３２は、底板２５ａ及び上板２５ｂのいずれか一方に前記したビード３１が形成されていれば、その他方となる底板２５ａ又は上板２５ｂには、凹凸形状構造３２のみが形成されていても良い。

また、図１５（ａ）に示す変形例に係る副気室部材１３では、第１のビード３１ａと凹凸形状構造３２とを組み合わせて使用しているが、本発明は第２のビード３１ｂ，３１ｃと凹凸形状構造３２とを組み合わせて使用したものであっても良いし、第１のビード３１ａ、第２のビード３１ｂ，３１ｃ、及び凹凸形状構造３２を組み合わせて使用したものであっても良い。

本実施形態に係る車両用ホイールの斜視図である。 図１の車両用ホイールにタイヤを装着した車輪の要部正面断面図である。 図２中のウェル部を部分的に拡大した図である。 副気室部材の配置位置を示す車両用ホイールの側面断面図である。 副気室部材の全体斜視図である。 （ａ）は、副気室部材の平面図であり、副気室部材の上板の一部を切欠いて示した図、（ｂ）は、図６（ａ）のVIｂ−VIｂ断面図である。 （ａ）は、副気室部材の突出部（管部材）を図３のVIIａ方向から見た斜視図、（ｂ）は、図６（ａ）のVIIｂ−VIIｂ断面図、（ｃ）は、副気室部材の仮止め爪を図５のVIIｃ方向から見た斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、ウェル部に対する副気室部材の組み付け方法を説明する模式図である。 （ａ）は、遠心力が作用した本実施形態での副気室部材の挙動を示す概念図、（ｂ）は、本実施形態に係る副気室部材におけるビードの延設方向を示す模式図、（ｃ）は、比較例に係る副気室部材におけるビードの延設方向を示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、副気室部材の変形例を示す図であって、ビードの形成位置を説明する図である。 （ａ）及び（ｂ）は、副気室部材の変形例を示す図であって、結合部の形成態様を説明する図である。 他の実施形態に係る車両用ホイールに使用するリムの断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、他の実施形態に係る車両用ホイールの側面断面図であって、副気室部材の配置の変形例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、連通孔を形成する位置を示す副気室部材の平面図である。 （ａ）は、副気室部材の変形例を示す図であって、底板にビードと凹凸形状構造とを形成した副気室部材の平面図、（ｂ）は、図１５（ａ）のXVｂ−XVｂ断面図である。

符号の説明

１０ 車両用ホイール
１１ｃ ウェル部
１１ｄ ウェル部の外周面
１３ 副気室部材
１３ａ 本体部
１３ｅ 縁部
１４ 縦壁
１５ 第１の縦壁面
１６ 第２の縦壁面
１７ 溝部
１８ 突出部
２５ａ 底板
２５ｂ 上板
３１ ビード
３１ａ 第１のビード
３１ｂ 第２のビード
３１ｃ 第２のビード
３２ 凹凸形状構造
３２ａ 球面（凸部）
３３ 結合部
ＭＣ タイヤ空気室
ＳＣ 副気室

Claims (5)

1. タイヤ空気室内で副気室部材をウェル部の外周面上に固定した車両用ホイールであって、
   前記ウェル部の前記外周面から径方向外側に立ち上がり、前記外周面の周方向に延びるように形成される第１の縦壁面と、
   前記第１の縦壁面と対向するように前記ウェル部に形成される第２の縦壁面と、
   を備え、
   前記副気室部材は、
   樹脂で形成され、
   前記ウェル部の前記外周面側の底板と、この底板との間で副気室を形成する上板と、前記副気室と前記タイヤ空気室を連通する連通孔と、からなる本体部と、
   前記底板と前記上板とを結合すると共に、前記本体部から前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面に延出して、前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面のそれぞれに形成された溝部に係止される縁部と、
   を有し、
   前記底板及び前記上板のうちの少なくとも一方には前記副気室部材の平面視で前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面とに交差する方向にビードが形成されていることを特徴とする車両用ホイール。
2. タイヤ空気室内で副気室部材をウェル部の外周面上に固定した車両用ホイールであって、
   前記ウェル部の外周面から径方向外側に立ち上がり、前記外周面の周方向に延びるように形成される第１の縦壁面と、
   前記第１の縦壁面と対向するように前記ウェル部に形成される第２の縦壁面と、
   を備え、
   前記副気室部材は、
   樹脂で形成され、
   前記ウェル部の前記外周面側の底板と、この底板との間で副気室を形成する上板と、前記副気室と前記タイヤ空気室を連通する連通孔と、からなる本体部と、
   前記底板と前記上板とを結合すると共に、前記本体部から前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面に延出して、前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面のそれぞれに形成された溝部に係止される縁部と、
   を有し、
   前記底板及び前記上板のうちの少なくとも一方には前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面とに直交する方向にビードが形成されていることを特徴とする車両用ホイール。
3. タイヤ空気室内で副気室部材をウェル部の外周面上に固定した車両用ホイールであって、
   前記ウェル部の前記外周面から径方向外側に立ち上がり、前記外周面の周方向に延びるように形成される第１の縦壁面と、
   前記第１の縦壁面と対向するように前記ウェル部に形成される第２の縦壁面と、
   を備え、
   前記副気室部材は、
   樹脂で形成され、
   前記ウェル部の前記外周面側の底板と、この底板との間で副気室を形成する上板と、前記副気室と前記タイヤ空気室を連通する連通孔と、からなる本体部と、
   前記底板と前記上板とを結合すると共に、前記本体部から前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面に延出して、前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面のそれぞれに形成された溝部に係止される縁部と、
   を有し、
   前記底板及び前記上板のうちの少なくとも一方には前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面とに斜交する方向にビードが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用ホイール。
4. 前記副気室部材は、前記底板及び前記上板のうち少なくとも一方が前記副気室側に凹むように形成されて、前記底板と前記上板とを部分的に結合する結合部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用ホイール。
5. 前記底板及び前記上板のうち少なくとも一方には、前記副気室の外側へ突出する多数の凸部がその板面の全体にわたって形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用ホイール。

Images