JP2020040447A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、従来と比べて副気室の容積をより大きく確保することができるヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）を有する車両用ホイールを提供する。【解決手段】本発明は、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材１０をリム１１に取り付けた車両用ホイール１であって、前記副気室部材１０は、タイヤ空気室９と連通する副気室ＳＣを内側に有するとともにウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上に配置される本体部１３と、前記本体部１３のホイール径方向Ｚの外側に配置され、前記本体部１３を前記リム１１に支持する支持部材２６と、を備えることを特徴とする。【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）をウェル部の外周面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、内側に副気室を有し、ホイール周方向に沿って長く形成される本体部と、この本体部の長手方向の略全長にわたってその両側からホイール幅方向にそれぞれ延出する板状の一対の縁部と、を備えている。また、ホイールは、副気室部材のそれぞれの縁部の端部が嵌り込む一対の溝部を備えている。そして、両縁部が一対の溝部のそれぞれに嵌り込むことで、副気室部材がウェル部の外周面に取り付けられている。

特許第４５５１４２２号公報

しかしながら、従来のホイール（例えば、特許文献１参照）は、縁部が本体部と一体に形成されているために、この縁部によってホイール幅方向の本体部の大きさが制限される問題があった。そのため従来のホイールは、本体部内に形成される副気室の容積を大きく確保できない問題があった。したがって、従来のホイールにおいては、副気室の容積をより大きく確保することで消音性能に優れたヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）を有するものが望まれている。

本発明の課題は、従来と比べて副気室の容積をより大きく確保することができるヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）を有する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は、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材をリムに取り付けた車両用ホイールであって、前記副気室部材は、タイヤ空気室と連通する副気室を内側に有するとともにウェル部外周面上に配置される本体部と、前記本体部のホイール径方向外側に配置され、前記本体部を前記リムに支持する支持部材と、を備えることを特徴とする。

本発明の車両用ホイールによれば、従来と比べて副気室の容積をより大きく確保することができるヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）を有する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。

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。
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について説明する。

＜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金属製のリム１１に、例えばポリプロピレン、ポリアミド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。

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り、符号１３は、副気室部材１０を構成する本体部である。符号２６は、副気室部材１０を構成する支持部材であり、符号２６ａは、支持部材２６に設けられた係止板である。符号１８は、副気室部材１０の連通孔１８ａ（図２参照）を形成する管体である。

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、ホイール径方向の内側（回転中心側）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（ウェル部外周面）は、ホイール幅方向Ｙにわたってホイール回転軸を中心に略同径になっている。

このような本実施形態でのリム１１は、第１の縦壁１５ａと第２の縦壁１５ｂとを備えている。これらの縦壁１５ａ，１５ｂ同士は、ホイール幅方向Ｙに所定の間隔を開けて外周面１１ｄからホイール径方向Ｚの外側に向かって立ち上がっている。
ちなみに、ホイール幅方向Ｙの一側に形成される第１の縦壁１５ａは、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に形成されたものを想定している。また、第２の縦壁１５ｂは、外周面１１ｄのホイール幅方向Ｙの中程でホイール周方向Ｘに延びる周壁１９にて構成されるものを想定している。

縦壁１５ａ，１５ｂのそれぞれは、互いに所定の間隔を開けてホイール周方向Ｘに環状に延びることで対向している。本実施形態での縦壁１５ａ，１５ｂは、外周面１１ｄ（図３参照）とのなす角度が略直角になるものを想定している。

＜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。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、支持部材２６とを備えている。

（本体部）
本体部１３は、図２に示すように、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）の外周面１１ｄ（図１参照）上に取り付けられる際に、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。

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、底板２５ｂと、上板２５ａと、一対の側板２５ｃとで形成されている。

底板２５ｂは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿うように形成された板体で構成されている。つまり、底板２５ｂは、ホイール幅方向Ｙに略平坦になるように形成され、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）に延びている。
このような上板２５ａは、ホイール幅方向Ｙにわたってウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に凸となるように所定の曲率で円弧状に湾曲している。

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。
具体的には、側板２５ｃは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄと縦壁１５ａ，１５ｂのそれぞれとがなす隅部に接しながら縦壁１５ａ，１５ｂのそれぞれに沿うように立ち上がっている。

また、側板２５ｃのそれぞれは、ホイール径方向Ｚに延びたそれらの先端部が、上板２５ａのホイール幅方向Ｙに延びたその両側端部に接続されている。
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。
なお、本実施形態での上板２５ａと、底板２５ｂと、側板２５ｃとは、互いに略同じ厚さに設定されている。

このような本体部１３は、図２に示すように、管体１８を有している。
管体１８は、図１に示すように、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。

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。
このような連通孔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。

（支持部材）
支持部材２６は、図１に示すように、本体部１３のホイール径方向の外側に配置され、本体部１３をリム１１に支持している。
図２に示すように、本実施形態での支持部材２６は、平面視でホイール周方向Ｘに長い略矩形を呈する板状部材で形成されている。

図３に示すように、支持部材２６は、リム１１に組み付けられた状態で、本体部１３の上板２５ａに接している。具体的には、本実施形態での支持部材２６は、ホイール幅方向Ｙにわたってウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に凸となるように所定の曲率で円弧状に湾曲している。

このような支持部材２６は、バネ弾性に富むものを想定している。
本実施形態での支持部材２６は、上板２５ａの上面の略全体にわたって接しているが、本発明は支持部材２６と上板２５ａとが部分的に接しているものを排除するものではない。

図３に示すように、支持部材２６は、ホイール幅方向Ｙの両方の端部Ｅが縦壁１５ａ，１５ｂのホイール径方向Ｚの外側端に形成された迫出し突起１７に拘束されている。具体的には、端部Ｅのそれぞれは、縦壁１５ａと迫出し突起１７とがなす角部と、縦壁１５ｂと迫出し突起１７とがなす角部とに嵌り込んでいる。なお、図３中、符号１９は、外周面１１ｄのホイール幅方向Ｙの中程でホイール周方向Ｘ（図１参照）に延びる前記の周壁である。

また、支持部材２６は、図２に示すように、ホイール周方向Ｘの両端部に係止板２６ａをそれぞれ有している。
これら係止板２６ａは、支持部材２６のホイール幅方向Ｙの略中央部でホイール径方向Ｚの内側（図２の紙面下側）に向けて延出している。

そして、係止板２６ａは、前記のように支持部材２６と本体部１３の上板２５ａとが接触するように配置された際に（図３参照）、図１に示すように、本体部１３のホイール周方向Ｘの端面に接するようになっている。
これにより本体部１３は、後記するように支持部材２６がリム１１に組み付けられた際に、支持部材２６のバネ弾性にてウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に押圧されるとともに、係止板２６ａにてホイール周方向Ｘへの変位が制限される。

以上のような本実施形態に係る副気室部材１０は、樹脂成形品を想定しているがこれに限定されるものではなく金属等の他の材料で形成することもできる。なお、樹脂製の場合は、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、ポリプロピレン、ポリアミドなどが望ましい。

本実施形態での副気室部材１０は、図示しないが、ホイール周方向Ｘ（図１参照）に４つ配置されるものを想定している。そして、各副気室ＳＣ（図３参照）に連通孔１８ａ（図２参照）を形成する管体１８（図１参照）のそれぞれは、ホイール回転軸周りに９０度間隔に配置されている。ただし、副気室ＳＣの数及び管体１８の位置は、これに限定されるものではない。したがって、副気室ＳＣの数が２つの場合には、それぞれの管体１８同士は、ホイール回転軸周りに９０度開く位置に配置することができる。また、副気室ＳＣの数が３つ又は５つ以上の場合には、それぞれの管体１８は、ホイール周方向Ｘに等間隔に配置することができる。

次に、副気室部材１０のリム１１に対する取付方法について、主に図３を参照しながら説明する。
本実施形態での取付方法は、まずウェル部１１ｃの外周面１１ｄの所定の位置に本体部１３が配置される。
次いで、本体部１３の上方で（ホイール径方向Ｚの外側で）、支持部材２６がホイール幅方向Ｙに対して傾斜するように配置されるとともに、支持部材２６の一方の端部Ｅが一方の迫出し突起１７の内側に配置される。
そして、この取付方法では、支持部材２６の他方の端部Ｅが、プッシャ（図示省略）などの機械力によって下方（ホイール径方向Ｚの内側）に向けて押し下げられる。支持部材２６の他方の端部Ｅは、他方の迫出し突起１７に上方（ホイール径方向Ｚの外側）から当接する。

そして、さらに他方の端部Ｅを押圧すると、この端部Ｅは、迫出し突起１７から受ける反力によって、一方及び他方の端部Ｅ同士の幅を狭めるように支持部材２６が撓む。
次いで、他方の端部Ｅが他方の迫出し突起１７を乗り越えると、撓んだ支持部材２６がバネ弾性により復元することで、他方の端部Ｅは、他方の迫出し突起１７の内側に収まる。つまり支持部材２６は、所定の曲率で湾曲して本体部１３と接するとともに、両端部Ｅ，Ｅが迫出し突起１７に拘束される。
これにより副気室部材１０のリム１１に対する取付工程が完了する。

＜作用効果＞
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。
従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）は、前記のように、本体部の両側から延出する縁部で本体部がリムに支持されている。このような従来の車両用ホイールでは、これらの縁部によってホイール幅方向の本体部の大きさが制限される。そのため従来のホイールは、本体部内に形成される副気室の容積を大きく確保できない問題があった。

これに対して、本実施形態の車両用ホイール１は、本体部１３のホイール径方向Ｚの外側に別途独立に配置された支持部材２６によって、本体部１３がリム１１に支持されている。
このような本実施形態の車両用ホイール１によれば、本体部１３の上方に配置される支持部材２６で本体部１３がリム１１に支持されるので、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、本体部１３の大きさがホイール幅方向Ｙに制限されることはない。
したがって、車両用ホイール１は、本体部１３の大きさをホイール幅方向Ｙに最大限拡張することができる。これにより車両用ホイール１の副気室部材１０は、副気室ＳＣの容積をより大きく確保することができ、従来よりも優れた消音性能を発揮することができる。

また、本実施形態の車両用ホイール１においては、支持部材２６は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に凸となるように湾曲している。
このような車両用ホイール１によれば、ホイール回転時に副気室部材１０に遠心力Ｆ１（図３参照）が働いた際に、支持部材２６は、外周面１１ｄ側に凸の形状を、逆に凸となる形状となるように反転しようとする。しかしながら、この反転しようとする支持部材２６の動きは、縦壁１５ａ，１５ｂのそれぞれに突っ張る突っ張り力Ｆ２（図３参照）を生起する。副気室部材１０は、遠心力Ｆ１が強く働くほどこの突っ張り力Ｆ２も強く働く。
これにより車両用ホイール１は、遠心力Ｆ１が強く働くほどリム１１に対する副気室部材１０の保持力を増大させることができる。

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。
前記実施形態では、一つの本体部１３において、一つの副気室ＳＣと、一つの管体１８（連通孔１８ａ）とを有するものについて説明した。しかしながら、車両用ホイール１においては、一つの本体部１３内に複数の副気室ＳＣが区画された副気室部材１０を有する構成とすることもできる。

例えば、本体部１３は、その内部空間が所定の仕切り壁でホイール周方向Ｘに２つの副気室ＳＣが並ぶように仕切られる構成とすることもできる。このような本体部１３の副気室ＳＣ，ＳＣのそれぞれに連通する連通孔１８ａ，１８ａ同士は、ホイール回転軸周りに９０度開く位置に形成されるものが望ましい。

また、前記実施形態の車両用ホイール１においては、縦壁１５ａ，１５ｂ間で支持部材２６がウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に凸となるように湾曲した際に、支持部材２６が本体部１３を外周面１１ｄ上に押し付けて保持する構成を想定している。しかしながら、車両用ホイール１は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄと本体部１３との間、縦壁１５ａ，１５ｂと本体部１３との間などに、接着剤や他の係止構造を介在させる構成とすることもできる。

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 ウェル部の外周面（ウェル部外周面）
１３ 本体部
１５ａ 縦壁
１５ｂ 縦壁
１８ 管体
１８ａ 連通孔
１９ 周壁
２５ａ 上板
２５ｂ 底板
２５ｃ 側板
２６ 支持部材
２６ａ 係止板
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. ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材をリムに取り付けた車両用ホイールであって、
   前記副気室部材は、
   タイヤ空気室と連通する副気室を内側に有するとともにウェル部外周面上に配置される本体部と、
   前記本体部のホイール径方向外側に配置され、前記本体部を前記リムに支持する支持部材と、
   を備えることを特徴とする車両用ホイール。
2. 請求項１に記載の車両用ホイールにおいて、
   前記支持部材は、ホイール幅方向に延在する板状部材で形成されるとともに前記ウェル部外周面側に凸となるように湾曲していることを特徴とする車両用ホイール。

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