JP2010143554A - タイヤホイール - Google Patents

Abstract

【課題】構造の複雑化と重量増加を招くことなく、車室内騒音の低減を図ることができるタイヤホイールを提供する。
【解決手段】本発明に係る空気入りタイヤホイール１においては、タイヤを保持する環状のリム３と、該リム３の内周側に設けられて車両のハブ１３に固定されるディスク４と、を備えたタイヤホイール１である。前記ディスク４の背面には、幅方向内側に突出して前記ハブ１３の外周面１３ａを覆うと共に、少なくとも路面からタイヤを介して荷重を受けたときに前記ハブ１３に当接する突起部１２が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、構造の複雑化と重量増加を招くことなく、車室内騒音の低減を図ることができるタイヤホイールに関する。

一般に、車両が荒れた路面を走行するとき、路面の凹凸からタイヤを介して受ける外力によってタイヤホイールが車軸のハブを固定点として車軸方向に振動する、いわゆる面外曲げモードの振動が生じる場合がある。

この面外曲げモードの振動が共振を起こすと、車軸を伝わって最終的に車室内に騒音が伝達されるため、この車室内騒音を低減させることが要請されている。車室内騒音を低減させる方法として、タイヤホイールに減衰材を貼り付けたり、ダイナミックダンパを付加することによって制振させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２６４６０３号公報

しかしながら、前述した従来の車室内騒音の低減方法では、タイヤホイールの構造が複雑化すると共に、タイヤホイールの重量が増加するおそれがあった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、構造の複雑化と重量増加を招くことなく、車室内騒音の低減を図ることができるタイヤホイールを提供することを目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。

まず、本発明の第１の特徴において、タイヤ（タイヤ２）を保持する環状のリム（リム３）と、該リムの内周側に設けられて車両のハブ（ハブ１３）に固定されるディスク（ディスク４）と、を備えたタイヤホイール（タイヤホイール１）であって、前記ディスクの背面には、幅方向内側に突出して前記ハブの外周（外周面１３ａ）を覆うと共に、少なくとも路面からタイヤを介して荷重を受けたときに前記ハブに当接する突起部（突起部１２）が設けられている。

このため、タイヤに路面から荷重が入力されてタイヤホイールを変形させようとする力が加わったときに、突起部がハブに当接してタイヤホイールの変形を抑制するため、面外曲げモードの振動のタイヤホイールの共振周波数を高くすることができ、結果的に構造の複雑化と重量増加を招くことなく車室内騒音を低減することができる。

その他の特徴において、前記突起部（突起部１２）は、ハブ（ハブ１３）とタイヤホイールとの接続部分に設けられている。

その他の特徴において、前記突起部（突起部１２）の幅方向長さ（幅方向長さＬ）は、３ｍｍ〜７ｍｍである。

本発明によれば、突起部がハブに当接してタイヤホイールの変形を抑制するため、面外曲げモードの振動のタイヤホイールの共振周波数を高くすることができ、結果的に構造の複雑化と重量増加を招くことなく車室内騒音が低減する空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明に係るタイヤホイールの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は概略的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１は本発明の実施形態によるタイヤホイールの断面を示す斜視図、図２は本発明の実施形態によるタイヤホイールの断面図、および、図３は、本発明の実施形態によるタイヤホイールおよび車軸の断面図である。

図１，２に示すように、タイヤホイール１は、外周側に配置されてタイヤ２（一点鎖線で示す）を保持する環状のリム３と、該リム３の内周側に配置されて車両のハブに装着されるディスク４とを備えている。

前記リム３には、幅方向の両端部に径方向外側に延びるリムフランジ５，５が左右一対に突出しており、これらのリムフランジ５，５にタイヤ２のビード部６，６が嵌合されて保持されている。

また、ディスク４の中央部には、後述する車軸のハブに当接される本体部７が設けられている。この本体部７の径方向中心には、図３に示す車軸のスピンドル８が挿入される中心孔９が形成されており、中心孔９の外周側には、ハブボルト（図３参照）１０が挿入されるボルト締結用孔１１が穿設されている。

さらに、ディスク４の本体部７における背面側の外周縁には、ディスク４の背面側に向けて、即ち、幅方向内側に向けて突出する突起部１２が本体部７に一体に形成されている。この突起部１２は、断面が矩形状に形成されており、本体部７の外周縁に沿って円環状に形成されている。また、タイヤホイール１を車両に装着して接地させると、路面から受ける荷重がタイヤ２を介してディスク４に伝達されるが、この場合に、ハブ１３の外周面１３ａがディスク４の突起部１２の内周面１２ａに当接される。このように、突起部１２は、ハブ１３に当接する部位に設けられている。図２に示すように、前記突起部１２の幅方向長さＬは、３ｍｍ〜７ｍｍが好ましく、４ｍｍ〜６ｍｍがさらに好ましい。ここで、突起部１２の幅方向長さＬは、ディスク４の本体部７の背面７ａと突起部１２の幅方向内側の端縁１２ｂとの幅方向に沿った距離を示す。

また、図３に示すように、車軸側には、円筒状のハブ１３およびディスクブレーキ２１が設けられている。ハブ１３は、円筒状に形成されており、該ハブ１３の中央部から車両外側に向けてスピンドル８が突出しており、該スピンドル８の外周側には、複数のハブボルト１０が車両外側に突き出ている。

ハブ１３のタイヤ径方向長さｄ１３と、突起部１２の内周面１２ａのタイヤ径方向長さｄ１２（突起部１２の内周径）との関係は、０ｍｍ≦ｄ１２−ｄ１３≦０．１６ｍｍが好ましく、０ｍｍ≦ｄ１２−ｄ１３≦０．１２ｍｍが更に好ましい。

さらに、ディスクブレーキ２１は、円盤状に形成されて前記ハブ１３に結合されたブレーキロータ２２と、該ブレーキロータ２２を両面側から挟み込んで制動力を作用させるブレーキキャリパー２３とから構成されている。

タイヤホイール１を車軸に組み付ける場合は、ハブ１３から突き出たスピンドル８をディスク４の中心孔９に挿入しつつ、ハブボルト１０をディスク４のボルト締結用孔１１に挿入したのち、ハブボルト１０にハブナット１４を締結させる。この締結状態では、ディスク４の突起部１２は、ハブ１３に嵌合され、ハブ１３の外周面１３ａと突起部１２の内周面１２ａとの間には、ほとんど隙間がない。また、図３に示すように、突起部１２は、ハブ１３とタイヤホイール１との接続部分に設けられている。

<作用・効果>
（１）本発明の実施形態によるタイヤホイール１は、タイヤ２を保持する環状のリム３と、該リム３の内周側に設けられて車両のハブ１３に固定されるディスク４と、を備えている。前記ディスク４の背面には、幅方向内側に突出して前記ハブ１３の外周面１３ａを覆うと共に、少なくとも路面からタイヤ２を介して荷重を受けたときに前記ハブ１３に当接する突起部１２が設けられている。

このため、タイヤ２に路面から荷重が入力されてタイヤホイール１を変形させようとする力が加わったときに、突起部１２がハブ１３に当接してタイヤホイール１の変形を抑制するため、面外曲げモードの振動のタイヤホイール１の共振周波数を高くすることができ、結果的に車室内騒音を低減することができる。

即ち、ロードノイズ性能に影響を与えるホイール特性であるディスク４における面外曲げ変形の固有振動数はディスク４の面外曲げ剛性だけでなく、タイヤホイール１が車軸に固定される部分の取付剛性の影響が大きいことが判明した。

タイヤホイール１が車軸に固定される部分の取付剛性向上の方法として様々なものが提案されているが、本発明に係るディスク４の突起部１２をハブ１３との接触面積を向上させることによって、タイヤホイール１が車軸に固定される部分の取付剛性を効果的に向上させることができる。

（２）前記突起部１２は、ハブ１３との接続部分に設けられているため、タイヤホイール１をハブ１３に組み付けた状態では、突起部１２がハブ１３に常に当接しているので、よりロードノイズの低減を図ることができ、結果的に車室内騒音をさらに低減することができる。

（３）前記突起部１２の幅方向長さＬは３ｍｍ〜７ｍｍが好ましい。幅方向長さＬが３ｍｍ未満の場合は、車室内における騒音低減効果を十分に得ることが困難であり、７ｍｍよりも大きいと、重量増加に対して高い車室内騒音低減効果を得ることが困難となるからである。

（４）タイヤ径方向長さｄ１３と、内周面１２ａのタイヤ径方向長さｄ１２との関係は、０ｍｍ≦ｄ１２−ｄ１３≦０．１６ｍｍであることが好ましい。

０ｍｍ＞ｄ１２−ｄ１３の場合、本体部７は、ハブ１３に接触することができない。ｄ１２−ｄ１３＞０．１６ｍｍの場合、突起部１２と、ハブ１３との間に生じる隙間が大きくなるため、突起部１２が、ハブ１３と接触することによるタイヤホイール１の変形を抑制する効果が充分に得られない場合がある。

<その他の実施形態>
前述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、前記実施形態では、路面から受ける荷重がタイヤ２を介してディスク４に伝達された場合に、ハブ１３の外周面１３ａがディスク４の突起部１２に当接されるように構成したが、本発明はこれに限定されず、タイヤホイール１に荷重がかからない場合でも突起部１２とハブ１３の外周面１３ａとが当接するようにしても良い。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、前述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

次に、本発明の効果を明確にするため、従来例、比較例、および本発明例１〜５に係るタイヤホイールを用いて行った試験結果について説明する。

従来例に係るタイヤホイールは従来から使用されている市販用のアルミホイールであり、比較例に係るタイヤホイールはディスクの面外曲げ剛性を向上させるためにディスクの厚みを厚くしたアルミホイールである。

また、本発明例１〜５に係るタイヤホイールはディスクの本体部に突起部を設けたアルミホイールである。これらのうち、本発明例１に係るタイヤホイールにおける突起部の幅方向長さは２ｍｍであり、本発明例２の突起部の幅方向長さは３ｍｍであり、本発明例３の突起部の幅方向長さは５ｍｍであり、本発明例４の突起部の幅方向長さは７ｍｍであり、本発明例５の突起部の幅方向長さは９ｍｍである。

次いで、ディスクの面外曲げ固有振動数、および、車室内騒音の測定方法について簡単に説明する。

ディスクの面外曲げ固有振動数の測定方法について説明する。まず、ホイールサイズが６Ｊのアルミホイールを準備し、このアルミホイールを高剛性の室内試験用ハブに組み付け、リムフランジに加速度センサーを配置した。次に、荷重センサー（ロードセル）を内蔵したハンマーでリムフランジをインパクト加振し、その加振力（入力）と加速度（出力）を測定し、これらの入出力の周波数応答関数からディスクの面外曲げ変形の固有振動数を測定した。これによって得られた固有振動数を、１００を基準とした指数によって表わした。その結果を表１に示す。なお、指数の値は、小さいほど良好である。

また、車室内騒音の測定方法を説明する。まず、サイズが６Ｊのアルミホイールを準備し、このアルミホイールにサイズが１９５／６５ Ｒ１５のタイヤを装着した。また、タイヤの内圧は２２０ｋＰａであり、排気量が２０００ｃｃクラスの乗用車に２名の乗員が乗車して、荒れたアスファルト上を走行した場合における運転者の耳元での騒音を測定した。その結果は、前記表１に記載した通りである。なお、騒音量は、３００Ｈｚ〜５００Ｈｚ帯域値（ホイール共振を含む帯域）における騒音を示す。

表１より、比較例ではディスク（スポーク）の肉厚を厚くすることにより剛性を向上させると共に、固有振動数が上昇し、車室内騒音が低下しているが、ホイールの重量増加量が大きい。また、幅方向長さが２ｍｍの突起部を有する本発明例１に係るタイヤホイールでは固有振動数および車室内騒音低下の効果はみられるが、あまり大きな効果とはいえない。そして、幅方向長さが９ｍｍの突起部を有する本発明例５に係るタイヤホイールでは、重量増加量が大きい割には、固有振動数や車室内騒音低下の効果が十分に得ることができなかった。

本発明の実施形態によるタイヤホイールの断面を示す斜視図である。 本発明の実施形態によるタイヤホイールの断面図である。 本発明の実施形態によるタイヤホイールおよび車軸の断面図である。

符号の説明

１ タイヤホイール
２ タイヤ
３ リム
１２ 突起部
１３ ハブ
Ｌ 幅方向長さ

Claims (3)

1. タイヤを保持する環状のリムと、該リムの内周側に設けられて車両のハブに固定されるディスクと、を備えたタイヤホイールであって、
   前記ディスクの背面には、幅方向内側に突出して前記ハブの外周を覆うと共に、
   少なくとも路面からタイヤを介して荷重を受けたときに前記ハブに当接する突起部が設けられていることを特徴とするタイヤホイール。
2. 前記突起部は、前記ハブと前記タイヤホイールとの接続部分に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤホイール。
3. 前記突起部の幅方向長さは、３ｍｍ〜７ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のタイヤホイール。

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