JP2019181999A - 車両用ホイール - Google Patents
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Abstract
Description
このヘルムホルツレゾネータは、ウェル部の外周面に向けて押し付けられるとその両縁部が弾性変形することで周溝に容易に嵌り込む。そのため、このようなヘルムホルツレゾネータによれば、ホイールに対する取り付けを容易に行うことができる。
しかしながら、ホイールに取り付けられたヘルムホルツレゾネータには、車両走行時のタイヤの高速回転によって極めて大きな遠心力が生じる。そのため、この遠心力によってホイールからヘルムホルツレゾネータが脱離することをより確実に防止したレゾネータ取付構造が望まれる。
以下では、まず車両用ホイールの全体構成について説明した後に、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材と、接着剤によるリムへの副気室部材の取付構造と、について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用ホイール1の斜視図である。
図1に示すように、本実施形態に係る車両用ホイール1は、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金などの金属製のリム11に、例えばポリアミド樹脂などの合成樹脂製の副気室部材10(ヘルムホルツレゾネータ)が取り付けられて構成されている。
また、車両用ホイール1は、後に詳しく説明するストッパ41を備えている。
図1中、符号12は、リム11を図示しないハブに連結するためのディスクである。
ちなみに、本実施形態での縦壁15は、ホイール幅方向Yの一側(内側)で、ウェル部11cの外周面11dからリムフランジ側への立ち上り部17に形成されたものを想定している。
次に、副気室部材10について説明する。
図2は、副気室部材10の全体斜視図である。図3は、図1のIII−III断面図である。
図2に示すように、副気室部材10は、一方向に長い部材であって、本体部13と、管体18と、を備えている。このような副気室部材10は、本体部13の中央でホイール幅方向Yに延びる仕切り壁16を境に、ホイール周方向Xに対称形状となるように構成されている。
本体部13は、内側が中空になっている。この中空部(図示省略)は、後記の副気室SC(図3参照)を形成している。この中空部は、仕切り壁16によってホイール周方向Xに二分されている。
具体的には、本体部13は、ウェル部11cの外周面11dに沿って配置される底部25b(底板)と、縦壁15の側面14に沿って配置される側部25c(側板)と、底部25bと側部25cとの間で斜辺を形成する上部25a(上板)と、が直角三角形を形成するように相互に接続された構成となっている。
つまり、側部25cと底部25bとは、その挟角で直角を形成している。上部25aは、底部25b側から側部25cに向けて昇り勾配を形成するように延びている。
このような上部25aと底部25bと側部25cとは、本体部13の内側に副気室SCを囲繞形成している。
図1に示すように、管体18は、本体部13におけるホイール幅方向Yの一側(車両用ホイール1の内側)に偏位した位置で、本体部13からホイール周方向Xに突出するように形成されている。
連通孔18aは、本体部13の内側に形成される副気室SC(図3参照)と、ウェル部11c(図3参照)上でタイヤ(図示省略)との間に形成されるタイヤ空気室9(図3参照)と、を連通させている。
次に、ストッパ41(図1参照)について説明する。
本実施形態でのストッパ41は、樹脂、金属、樹脂繊維複合材(例えばCFRP)などからなる屈曲板体で構成されるものを想定している。
図1に示すように、ストッパ41は、副気室部材10を構成する本体部13のホイール周方向Xの端部に配置されている。
なお、図1中、ストッパ41は、作図の便宜上、一つのみ描かれているが、仕切り壁16を境に対称となっている反対側の本体部13の端部(図示省略)にも配置されている。
図4に示すように、ストッパ41は、ストッパ本体部41aと、折返し切片41bと、支持部41cとを主に備えて構成されている。
ストッパ本体部41aは、複数の貫通孔41d(本実施形態では4つ)を有し、ホイール幅方向Yに細長い板体で形成されている。この貫通孔41dによれば、ストッパ41の軽量化を図ることができる。
具体的には、ストッパ本体部41aは、副気室部材10の本体部13を構成する上部25a(上板)と隙間Gを開けて略平行になるように傾斜している。
この折返し切片41bにより、副気室部材10(ヘルムホルツレゾネータ)の周方向の変位を規制している。
次に、リム11(図1参照)に対する副気室部材10(図1参照)の取付構造について説明する。
図3に示すように、副気室部材10の本体部13は、底部25bとウェル部11cの外周面11dとが接着剤21で接続され、側部25cと縦壁15の側面14とが接着剤21で接続されている。
ちなみに、このような接着剤21の硬化形態としては、特に制限はないが、中でも化学反応型のものが好ましい。
接着剤21の塗布法としては、例えばバーコート法、ロールコート法、スプレーコート法、刷毛塗り法、ホットメルト法などが挙げられるがこれに限定されるものではない。
図3に示すように、副気室部材10とリム11との間に付与される接着剤21は、ウェル部11cの外周面11dから縦壁15の側面14に掛けて連続的な膜を形成している。この膜は、本体部13とウェル部11cとの間に形成される前記のクリアランスの全てを埋めている。
図5に示すように、縦壁15の側面14における接着剤21の膜厚T1は、ウェル部11cの外周面11dにおける接着剤21の膜厚T2よりも薄くなっている。
このように接着剤21の膜厚T1,T2を制御することによって、リム11に対する副気室部材10の固着力が飛躍的に高められる。
これに対して、接着剤21は、薄いほうがせん断に強く、厚いほうが剥離に強い。
一方、本実施形態の車両用ホイール1は、図3に示すように、本体部13の上部25a(上板)は、縦壁15から離れるほど、下り勾配となるように傾斜している。つまり、上部25aを形成する素材の質量m、言い換えれば遠心力(mrω2:但しω回転角速度)の構成要素である質量mの回転中心からの距離rは、縦壁15から離れるほど短くなる。その結果、本体部13に働く遠心力は、縦壁15から離れるほど減少する。
これとは逆に、本体部13の縦壁15に隣接する部分は、側部25c(側板)を形成する素材の質量も加えられて、遠心力が最も大きく働く。
したがって、本実施形態での副気室部材10(図3参照)は、縦壁15(図3参照)の接着剤21(図3参照)の膜厚を図6に示すT1とし、外周面11d(図3参照)における接着剤21の膜厚を図6に示すT2とすることによって、リム11に対する副気室部材10の固着力が最大となる。
また、特に、遠心力F(図3参照)が働いた際に、せん断力が生じる接着剤21の付与面がレーザ食刻面で形成されたものがさらに好ましい。つまり、図3に示す縦壁15の側面14及び/又は本体部13の側部25cがレーザ食刻面で形成されたものがさらに好ましい。
図7に示すように、縦壁15の側面14は、レーザ食刻面22で形成されている。
このレーザ食刻面22は、食刻溝22aと、畝部22bとで構成されている。
本実施形態での食刻溝22aは、例えばYAGレーザを側面14上で一方向に走査させた際に側面14に形成されたものであり、所定の溝深さで図7の紙面表側から裏側に向けて延びたものを想定している。
また、本実施形態での畝部22bは、食刻溝22aの幅方向両側のそれぞれで、所定高さの盛り上がりで形成され、食刻溝22aの延在方向に沿って延びている。
なお、本実施形態での食刻溝22a及び畝部22bの延在方向は、ホイール周方向Xに設定されたものを想定しているがこれに限定されるものではない。
これによりレーザ食刻面22には、食刻溝22a内に深く入り込む接着剤21と、オーバハング部やアーチに係止される接着剤21とによって、接着剤21のアンカ構造が構築される。
したがって、リム11に対する副気室部材10の固着力がより一層強固となる。
また、レーザ食刻面22は、金属固体部の表面自由エネルギー構造に伴うぬれ性の向上効果(Youngの接触角の式参照)によって、リム11に対する副気室部材10の固着力を一段と向上させることができる。
なお、このようなレーザ食刻面22は、前記のように、本体部13の側部25cにも形成できることは言うまでもない。
図8に示すように、本体部13の上部25aと側部25cとの接合部には、R部13aが形成されている。
そして、縦壁15と側部25cとの間に配置される接着剤21の上部は、R部13aの上方に広がって、これらR部13aを上方から覆っている。
このR部13aの上方を覆う接着剤21によって、リム11に対する副気室部材10の固着力がより一層高められる。
次に、リム11(図1参照)に対するストッパ41(図1参照)の取付構造について説明する。
そして、一対の支持部41cのうち、一方の支持部41cは、縦壁15の上端からリムフランジ側に向かう縦壁15の上端の隣接平坦面に接着剤21を介して接続されている。
また、他方の支持部41cは、ウェル部11cの外周面11d上に接着剤21を介して接続されている。
接着剤21の塗布法としては、例えばバーコート法、ロールコート法、スプレーコート法、刷毛塗り法、ホットメルト法などが挙げられるがこれに限定されるものではない。
このようなストッパ41は、後記するように、副気室部材10(ヘルムホルツレゾネータ)のホイール径方向Zの外側とホイール周方向Xへの変位を制限する。
次に、本実施形態の車両用ホイール1の奏する作用効果について説明する。
本実施形態の車両用ホイール1は、副気室部材10が接着剤21によってリム11に取り付けられている。
このような車両用ホイール1によれば、従来の車両用ホイール(例えば、特許文献1参照)と異なってリム11に副気室部材10を取り付けるための周溝を切削加工する必要がない。したがって、この車両用ホイール1によれば、製造工程が簡素化されて従来よりも製造コストを一段と削減することができる。
このような車両用ホイール1によれば、副気室部材10自体に生じた遠心力はストッパ41には直接入力されない。したがって、副気室部材10とストッパ41とが一体となってタイヤ(図示省略)の内周壁側に向けて脱離することが防止される。つまり、ホイール回転時に、万一、副気室部材10とウェル部11cの外周面11dとの接着層(接着剤21)が破断した場合でも、副気室部材10はストッパ41に受け止められてホイール径方向Zの外側とホイール周方向Xへの変位が制限される。ストッパ41に受け止められた副気室部材10はウェル部11cに保持される。
このような車両用ホイール1は、万一、副気室部材10とウェル部11cの外周面11dとの接着層(接着剤21)が破断した場合には、遠心方向に変位した副気室部材10がストッパ41に接触することで異音を生じさせる。
これによりユーザは、この異音により、副気室部材10がストッパ41に受け止められて保持されたことを知ることができる。つまり、ユーザは、この異音を、副気室部材10がタイヤ(図示省略)の内周壁側に向けて完全に脱離するまでの間の予見現象として認知することができる。そして、ユーザは、この車両用ホイール1の予見性によって副気室部材10の復元修理に備えることができる。
図9に示すように、副気室部材10の本体部13は、ウェル部11cの外周面11dと、縦壁15の側面14との対向面に、接着用平滑部材としての金属プレート24を有している。
この金属プレート24は、外周面11dとの対向面24aが、接着剤21に対する接着用の平坦面を有している。この平坦面としては、金属プレート24の表面が、例えば電解研磨、バフ研磨などによって1μm以下の平面度に加工されたものを想定している。
また、金属プレート24の側面14との対向面24bは、前記の平坦化処理された後にさらにレーザ食刻が施されたもの(レーザ食刻面22(図7参照))を想定している。
このような副気室部材10は、金属プレート24を予め金型内に配置したインサート成形で得ることができる。
また、この車両用ホイール1によれば、金属プレート24の補強効果によって、副気室部材10の本体部13の剛性をさらに高めることができる。
また、この車両用ホイール1は、金属プレート24の側面14との対向面24bがレーザ食刻面22で形成されているので、リム11に対する副気室部材10の固着力がより一層強固となる。
図10に示すように、第2変形例に係る車両用ホイール1は、副気室部材10の本体部13がストッパ41と一体になっている。
ストッパ41は、ウェル部11cの外周面11d上をホイール周方向Xに延びて環状体を形成している。
また、本体部13は、図示しない接着剤でウェル部11cの外周面11d上に接着されている。
なお、この第2変形例でのストッパ41は、ウェル部11cの外周面11dに接触しているものの、接着されていないものを想定しているが、本発明は、ストッパ41と外周面11dとを接着した構成とすることもできる。
図11に示すように、第3変形例に係る車両用ホイール1は、副気室部材10の底部が、ホイール幅方向Yにおけるウェル部11cの外周面11dの略全幅に渡って接着剤21を介して接続されている。
このようなストッパ41は、ホイール周方向X(図1参照)に沿って延びる板体が、接着剤21を介してリム11に接合されたものを想定している。
これによりユーザは、この異音を、副気室部材10がタイヤ(図示省略)の内周壁側に向けて完全に脱離するまでの間の予見現象として認知することができる。
図12に示すように、第4変形例に係る車両用ホイール1は、第3変形例に係る車両用ホイール1(図11参照)における板状のストッパ41に代えて、接着剤21の硬化物で形成された突起からなるストッパ41を有している。
この第4変形例に係る車両用ホイール1によれば、第3変形例に係る車両用ホイール1と同様の作用効果を奏するとともに、ストッパ41の形成が簡単となる。
10 副気室部材
11 リム
11c ウェル部
11d 外周面
13 本体部
13a R部
14 側面
15 縦壁
18 管体
18a 連通孔
21 接着剤
22 レーザ食刻面
22a 食刻溝
22b 畝部
24 金属プレート
25a 上部
25b 底部
25c 側部
41 ストッパ
41a ストッパ本体部
41b 折返し切片
41c 支持部
41d 貫通孔
F 遠心力
G 隙間
SC 副気室
T1 接着剤の膜厚
T2 接着剤の膜厚
X ホイール周方向
Y ホイール幅方向
Z ホイール径方向
Claims (4)
- ホイールに接着されたヘルムホルツレゾネータと、
ホイールに支持されて前記ヘルムホルツレゾネータのホイール径方向外側への変位を制限するストッパと、
を備えることを特徴とする車両用ホイール。 - 前記ストッパは、前記ヘルムホルツレゾネータのホイール径方向外側に配置されてホイールに接着されていることを特徴とする請求項1に記載の車両用ホイール。
- 前記ヘルムホルツレゾネータと、前記ストッパとの間には、隙間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。
- 前記ストッパは、前記ヘルムホルツレゾネータと一体になって、ウェル部の外周面上をホイール周方向に延びて環状体を形成していることを特徴とする請求項1に記載の車両用ホイール。
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