JP2020006805A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、合成樹脂製の副気室部材を有しながらもホイールに対する取付態様に富む車両用ホイールを提供する。【解決手段】本発明の車両用ホイール（１）は、合成樹脂で形成されたヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材（１０）と、前記副気室部材（１０）に複合一体化された金属からなり、リム（１１）に接合される支持部材（金属プレート（２４））と、を備えることを特徴とする。この車両用ホイール（１）によれば、支持部材（金属プレート（２４））を介することで、副気室部材（１０）を接着などによってリム（１１）に取り付けることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用ホイールに関する。

従来、タイヤ空気室内での気柱共鳴音を消音するヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）をウェル部に取り付けたホイールが知られている（例えば、特許文献１参照）。このホイールの副気室部材は、樹脂成形品からなり、ホイール幅方向の両側には弾性変形可能な板状の縁部が形成されている。
この副気室部材は、縁部のそれぞれがウェル部の立ち上り壁に形成された溝部に嵌り込むことで、ウェル部に取り付けられている。

特許第４５５１４２２号公報

ところで、ホイールに対する副気室部材の取付方法としては、一般には、前記の嵌め込みのほか、例えば、ホイールに対する接着、溶接、ボルトなどによる締結などが考えられる。そして、ホイールに対する副気室部材の取付は、ホイール回転時に副気室部材に掛る大きな遠心力に抗することができるように十分なものでなければならない。
しかしながら、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）の副気室部材は、合成樹脂で形成されていることから、金属からなるホイールに対する副気室部材の接着力が不十分となる場合が多い。また、合成樹脂製の副気室部材は、金属製の副気室部材と異なって実質的に溶接ができず、副気室部材側の締結具の支持強度が不十分になる恐れもある。そのため、合成樹脂製の副気室部材を備える従来の車両用ホイールにおいては、副気室部材の取付態様に富む車両用ホイールが望まれている。

本発明の課題は、合成樹脂製の副気室部材を有しながらもホイールに対する取付態様に富む車両用ホイールを提供することにある。

前記課題を解決した本発明の車両用ホイールは、合成樹脂で形成されたヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材と、前記副気室部材に複合一体化された金属からなり、リムに接合される支持部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、合成樹脂製の副気室部材を有しながらもホイールに対する取付態様に富む車両用ホイールを提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両用ホイールの斜視図である。 副気室部材の全体斜視図である。 図１のIII−III断面図である。 変形例に係る副気室部材の全体斜視図である。 図４の副気室部材を備える他の実施形態に係る車両用ホイールの断面図である。

次に、本発明の実施形態に係る車両用ホイールついて、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、参照する図面において、「Ｘ」は、ホイール周方向、「Ｙ」は、ホイール幅方向、「Ｚ」は、ホイール径方向、をそれぞれ示している。
本実施形態の車両用ホイールは、合成樹脂で形成された副気室部材が、この副気室部材に複合一体化された金属からなる支持部材を介してリムに接合されていることを特徴とする。

＜車両用ホイールの全体構成＞
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軽金属製のリム１１に、合成樹脂製のヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材１０を取り付けたものを想定している。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。

リム１１は、ホイール幅方向Ｙの両端部にそれぞれ形成される図示しないビードシート同士の間で、ホイール径方向のホイール軸側に向かって窪んだウェル部１１ｃを有している。この窪みの底面で規定されるウェル部１１ｃの外周面１１ｄは、ホイール幅方向Ｙにわたってホイール軸を中心に略同径になっている。

リム１１は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄにおけるホイール幅方向Ｙの両端部のそれぞれからリムフランジ２２側に向けて立ち上がる一対の立ち上り部１５を備えている。
図１中、符号１０は、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材である。

＜副気室部材＞
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。なお、図２中、符号２４は、支持部材としての金属プレートであり、隠れ線（点線）で示している。

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。なお、本実施形態での副気室部材１０は、樹脂成形品を想定している。
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、その長手方向に湾曲している。つまり、本体部１３は、副気室部材１０がウェル部１１ｃ（図１参照）に配置された際に、ホイール周方向Ｘに沿うようになっている。
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。

図３に示すように、本体部１３は、長手方向（図２のホイール周方向Ｘ）に直交する断面視で、ホイール幅方向Ｙに長い略矩形を呈している。
具体的には、本体部１３は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに隣接してホイール幅方向Ｙに延びる底板２５ｂと、外周面１１ｄ上で底板２５ｂと対向するように配置される上板２５ａと、底板２５ｂのホイール幅方向Ｙの両端から立ち上がり、上板２５ａに接合される一対の側板２５ｃと、を有している。

底板２５ｂは、ホイール幅方向Ｙに略平坦になるように延びる板体で形成されている。このような底板２５ｂは、ホイール周方向Ｘ（図１参照）に外周面１１ｄと略同じ曲率で湾曲するように形成されている。
上板２５ａは、底板２５ｂと所定の間隔をあけて対向するように、ホイール周方向Ｘ（図１参照）に所定の曲率で湾曲している。
側板２５ｃは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに対して略垂直にホイール径方向Ｚの外側に底板２５ｂから立ち上がるように形成されている。
このような上板２５ａと底板２５ｂと側板２５ｃとは、本体部１３の内側に副気室ＳＣを囲繞形成している。

また、本体部１３は、図２に示すように、ホイール周方向Ｘに複数個のブリッジ３３が等間隔に並ぶように形成されている。このブリッジ３３は、ホイール幅方向Ｙに２列になって並んでいる。

ブリッジ３３は、図３に示すように、上側結合部３３ａと、下側結合部３３ｂとが、上板２５ａと底板２５ｂとの間の略中央の位置で接合されて形成されている。
なお、上側結合部３３ａは、上板２５ａが底板２５ｂ側に向かって部分的に窪むように形成されたものである。また、下側結合部３３ｂは、底板２５ｂが上板２５ａ側に向かって部分的に窪むように形成されたものである。

このようなブリッジ３３は、略円柱状を呈しており、上板２５ａと底板２５ｂとを部分的に連結している。そして、ブリッジ３３は、本体部１３の上下方向のそれぞれの対応する位置に、平面視で円形の開口を形成している。

次に、管体１８（図１参照）について説明する。
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。

本実施形態での副気室部材１０は、前記のように、仕切り壁１６を境にホイール周方向Ｘに対称形状になっている。したがって、図１中、管体１８は一つのみ図示しているが、本実施形態での管体１８は、本体部１３の長手方向（ホイール周方向Ｘ）の両端部において互いに対称となる位置でそれぞれ対となるように配置されている。ちなみに、本実施形態での一対の管体１８同士は、ホイール軸を中心に互いに略９０°間隔で開いた位置に配置されている。

このような管体１８の内側には、図２に示すように、連通孔１８ａが形成されている。
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。

＜金属プレート（支持部材）＞
次に、支持部材としての金属プレート２４（図２参照）について説明する。
図２中、隠れ線（点線）で示すように、本実施形態での金属プレート２４は、本体部１３の下面側（ホイール径方向Ｚの内側）に配置されている。
具体的には、図３に示すように、金属プレート２４は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄとの対向面を形成するように本体部１３に配置されている。
この金属プレート２４は、本体部１３の底板２５ｂに複合一体化したものを想定している。さらに具体的には、金属プレート２４は、副気室部材１０を所定の金型内で成形する際に、予め金型内に配置されてインサート成形されたものである。
本実施形態での金属プレート２４は、リム１１の材料と同じ材料で形成されているものを想定しているがこれに限定されるものではない。

＜副気室部材の取付構造＞
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、底板２５ｂとウェル部１１ｃの外周面１１ｄとが接着剤２０で接続されている。

接着剤２０としては、金属同士を接着する公知の接着剤を使用することができ、例えばエポキシ系の接着剤を挙げることができるがこれに限定されるものではない。接着剤２０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２０は、副気室部材１０又はリム１１のいずれかに塗布することができる。また、接着剤２０は、副気室部材１０とリム１１の両方に塗布することもできる。
接着剤２０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。

本実施形態に係る車両用ホイール１によれば、支持部材としての金属プレート２４を副気室部材１０と複合一体化することで、リム１１に対して接着剤による金属間接合が可能になる。これにより車両用ホイール１は、合成樹脂からなる副気室部材１０を直接リム１１に接着する場合に比べて格段にリム１１に対する副気室部材１０の接着力が増大する。
また、本実施形態に係る車両用ホイール１によれば、金属プレート２４を副気室部材１０と複合一体化することで、副気室部材１０の機械的強度を一段と向上させることができる。

また、本実施形態に係る車両用ホイール１においては、金属プレート２４が副気室部材１０にインサート成形されるので、金属プレート２４と副気室部材１０との複合一体化を容易に行うことができる。
また、副気室部材１０は、金属からなる支持部材と複合一体化することで、後記するように、ボルトなどによる締結にてリム１１と接合することもできる。

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。
図４は、変形例に係る副気室部材１０の全体斜視図である。図５は、図４の副気室部材１０を備える車両用ホイール１のホイール幅方向Ｙに沿った断面図である。なお、この車両用ホイール１において、前記実施形態に係る車両用ホイール１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を省略する。

図４に示すように、この実施形態における副気室部材１０の本体部１３は、支持部材としての金属製のブラケット２３を備えている。
ブラケット２３（支持部材）は、ホイール周方向Ｘに仕切り壁１６を挟んで対称となるように一対設けられている。
ブラケット２３は、締結部２３ａと基底部２３ｂとを有している。

基底部２３ｂは、細長い板体で形成されている。この基底部２３ｂは、インサート成形によって本体部１３のディスク１２（図１参照）側に配置される側板２５ｃ内に結合している。具体的には、基底部２３ｂは、その外面が本体部１３の外側に露出するように側板２５ｃに半埋め込みの状態で本体部１３と結合している。
図５に示すように、基底部２３ｂの外周縁（全周）には、テーパ部２３ｃが形成されている。このテーパ部２３ｃは、本体部１３の外側から副気室ＳＣ側に向かうほど裾が広がるように傾斜している。側板２５ｃに半埋め込みの状態の基底部２３ｂは、このテーパ部２３ｃのくさび効果によって、側板２５ｃに対して強固に結合している。

図４に示すように、締結部２３ａは、仕切り壁１６寄りで基底部２３ｂからホイール幅方向Ｙに突出する平面視で略矩形の板体で形成されている。この締結部２３ａは、板面がホイール径方向Ｚを向くように基底部２３ｂに接続されている。
そして、締結部２３ａには、ホイール径方向Ｚに貫通するボルト２４ａ（図５参照）の挿通孔２４ｂが形成されている。
図４中、符号１８は、管体であり、符号３３は、ブリッジである。

図５に示すように、ブラケット２３の締結部２３ａは、エアバルブアッセンブリ２６に締結されている。
本実施形態でのエアバルブアッセンブリ２６は、リム１１に固定されたエアバルブ本体２６ａと、このエアバルブ本体２６ａに組み付けられるとともに副気室部材１０を保持する保持部２６ｂと、を備えている。
保持部２６ｂには、ボルト２４ａが螺合するねじが形成されている。保持部２６ｂの材料としては、例えば、樹脂、金属などが挙げられるが、所定の強度を有するものであれば特に制限はない。

この車両用ホイール１でのリム１１に対する副気室部材１０の取付は、締結部２３ａの挿通孔２４ｂに挿通したボルト２４ａを、エアバルブアッセンブリ２６の保持部２６ｂに螺合させることにより行う。

このような車両用ホイール１によれば、支持部材としてのブラケット２３を副気室部材１０と複合一体化することで、リム１１に対する副気室部材１０の締結が可能になる。
また、この車両用ホイール１によれば、副気室部材１０をリム１１に対して着脱自在に取り付けることができる。

また、図５に示す車両用ホイール１は、本体部１３にインサート成形されたブラケット２３に、エアバルブアッセンブリ２６を締結する構成となっているが、本発明は、ブラケット２３とエアバルブアッセンブリ２６との一体化物を予め形成しておき、この一体化物を本体部１３にインサート成形する構成とすることもできる。
このような車両用ホイール１によれば、部品点数と組み付けコストの削減により、車両用ホイール１の製造工程の合理化を図ることができる。

また、図示は省略するが、金属からなる支持部材と複合一体化した副気室部材１０は、支持部材とリム１１とを溶接することで、支持部材を介して副気室部材１０をリム１１に接合することもできる。また、このような副気室部材１０は、従来の車両用ホイールと同様に、嵌め込みによってリム１１に接合できることは言うまでもない。
以上、本発明の実施形態について説明したが、このような車両用ホイール１は、合成樹脂製の副気室部材１０を有しながらもリム１１に対する取付態様に富む。

１ 車両用ホイール
９ タイヤ空気室
１０ 副気室部材
１１ リム
１１ｃ ウェル部
１１ｄ 外周面
１２ ディスク
１３ 本体部
１５ 部
１６ 壁
１８ 管体
１８ａ 連通孔
２０ 接着剤
２２ リムフランジ
２３ ブラケット（支持部材）
２３ａ 締結部
２３ｂ 埋設部
２４ 金属プレート（支持部材）
２４ａ ボルト
２４ｂ 挿通孔
２５ａ 上板
２５ｂ 底板
２５ｃ 側板
２６ エアバルブアッセンブリ
２６ａ エアバルブ本体
２６ｂ 保持部
３３ ブリッジ
３３ａ 上側結合部
３３ｂ 下側結合部
ＳＣ 副気室
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 (2)

1. 合成樹脂で形成されたヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材と、
   前記副気室部材に複合一体化された金属からなり、リムに接合される支持部材と、
   を備えることを特徴とする車両用ホイール。
2. 前記支持部材は、前記副気室部材にインサート成形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。

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