JP2020090252A - 車両用タイヤホイール組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘルムホルツレゾネータを低コストで設けることが可能な車両用タイヤホイール組立体を提供する。【解決手段】車両用タイヤホイール組立体１Ａは、円筒形状を呈するホイール２と、ホイール２の外周面に取り付けられるタイヤ３０と、ホイール２及びタイヤ３０によって構成されるタイヤ空気室Ｓ１内に収容される副気室部材５０と、を備え、副気室部材５０は、タイヤ空気室Ｓ１内においてホイール２の外周面及びタイヤ３０の内周面の少なくとも一方に当接した状態で回動可能な外周壁部５２を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用タイヤホイール組立体に関する。

従来、車両用のホイールにおけるウェル部の外周面上に配置されるヘルムホルツレゾネータであって、ホイール幅方向に突出したその両縁部がリムに凹設されている周溝に係止されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。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。

特開２０１２−４５９７１号公報

ところが、このようなヘルムホルツレゾネータを有する従来のホイール（例えば、特許文献１参照）は、レゾネータ取り付け用の周溝をリムに切削形成しなければならない。そのためこのホイールは、製造工程が煩雑になって製造コストが増大する問題があった。

本発明は、前記事情に鑑みて創案されたものであり、ヘルムホルツレゾネータを低コストで設けることが可能な車両用タイヤホイール組立体を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明の車両用タイヤホイール組立体は、円筒形状を呈するホイールと、前記ホイールの外周面に取り付けられるタイヤと、前記ホイール及び前記タイヤによって構成される空間内に収容されるヘルムホルツレゾネータと、を備え、前記ヘルムホルツレゾネータは、前記空間内において前記ホイールの外周面及び前記タイヤの内周面の少なくとも一方に当接した状態で回動可能な回動部を有することを特徴とする。

本発明によれば、ヘルムホルツレゾネータをホイールに固定するための加工が不要であるため、ヘルムホルツレゾネータを有する車両用タイヤホイール組立体を低コストで提供することができる。

本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体を模式的に示す断面図であり、回動軸の軸線方向から見た断面図である。 本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体を模式的に示す断面図であり、図１の部分拡大図である。 本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体を模式的に示す断面図であり、図２のIII−III線断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体を模式的に示す断面図であり、回動軸の軸線方向から見た断面図である。

次に、本発明の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体について、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１から図４において、「Ｘ」は、車両用タイヤホイール組立体の周方向、「Ｙ」は、車両用タイヤホイール組立体の幅方向（回動軸の軸線方向）、「Ｚ」は、車両用タイヤホイール組立体の径方向、をそれぞれ示している。以下の説明において、単に周方向、幅方向、径方向と表現する場合は、車両用タイヤホイール組立体及びホイールの周方向、幅方向、径方向のことである。

＜第一の実施形態＞
図１から図３に示すように、本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ａは、ホイール２と、タイヤ３０と、保持部材（保持部）４０Ａと、副気室部材（ヘルムホルツレゾネータ）５０と、を備える。ここで、ホイール２、保持部材４０Ａ及び副気室部材５０の組立体が、車両用ホイールを構成する。

＜ホイール＞
ホイール２は、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属製部材である。ホイール２は、略円板形状を呈するディスク１０と、略円筒形状を呈するリム２０と、を溶接等によって接合することによって略有底円筒形状に構成されている。

≪ディスク≫
ディスク１０は、図示しないハブに連結される部位であり、リム２０の幅方向端部（車幅方向外側の端部）の開口部を塞ぐように設けられてている。

≪リム≫
リム２０は、幅方向中間部の第一周壁部２１と、第一周壁部２１の幅方向両端部から径方向外方に延設される一対の第一側壁部２２，２２と、第一側壁部２２，２２の径方向外端部から幅方向外方に延設される一対の第二周壁部２３，２３と、第二周壁部２３，２３の幅方向外端部から径方向外方に延設される一対の第二側壁部２４，２４と、第二側壁部２４，２４の径方向外端部から幅方向外方に延設される一対の端壁部２５，２５と、を一体に備える。リム２０の幅方向両端部における第二周壁部２３、第二側壁部２４及び端壁部２５の組み合わせが、タイヤ３０が取り付けられるビードシートを構成する。また、第一周壁部２１が、一対のビードシート間で径方向内方に窪むウェル部を構成する。

＜タイヤ＞
タイヤ３０は、ホイール２の外周面に取り付けられて、ホイール２とともに環状のタイヤ空気室Ｓ１を構成する主に樹脂製の部材である。タイヤ３０は、リム２０よりも大径の環状を呈する周壁部３１と、周壁部３１の幅方向両端部から径方向内方に延設される一対の側壁部３２，３２と、を一体に備える。周壁部３１は、路面と接地する、いわゆるトレッド部である。側壁部３２の基端部（径方向外端部）は、いわゆるショルダー部である。側壁部３２の中間部（径方向中間部）は、いわゆるサイドウォール部である。側壁部３２の先端部（径方向内端部）は、タイヤ空気室Ｓ１に空気が充填された際にリム２０のビードシートに固定される、いわゆるビード部である。

＜保持部材＞
保持部材４０Ａは、複数（本実施形態では、４つ）の副気室部材５０を回動可能な状態で互いに保持する金属製部材である。保持部材４０Ａは、回動軸周りの９０°ごとに設けられる４つの軸部４１と、軸部４１の端部同士を繋ぐ一対の連結部４２Ａ，４２Ａと、を一体に備える。連結部４２Ａは、環状（円環形状）を呈しており、連結部４２Ａの径（半径）Ｒａは、ホイール２の第一周壁部２１の外径（半径）Ｒｃと副気室部材５０の外径（半径）Ｒｂとの和に等しい（Ｒａ＝Ｒｂ＋Ｒｃ）。
＜副気室部材＞
副気室部材５０は、タイヤ空気室Ｓ１で発生する共鳴音（気柱共鳴音）をヘルムホルツ共鳴によって消音するための部材である。副気室部材５０は、樹脂製部材（例えば、ポリアミド樹脂（ポリアミドＭＸＤ６をベースレジンとするもの）、６ナイロン等の合成樹脂）であり、ブロー成形等によって製造可能である。

副気室部材５０は、小径の内周壁部５１と、大径の外周壁部５２と、内周壁部５１及び外周壁部５２の幅方向端部同士を繋ぐ一対の側壁部５３，５３と、を一体に備える。また、副気室部材５０は、壁部のいずれか（本実施形態では、側壁部５３）から突設される管部５４を備える。かかる管部５４は、副気室部材５０内の空間である副気室Ｓ２とタイヤ空気室Ｓ１とを連通させる連通孔として機能する。

副気室部材５０の幅方向寸法Ｗａは、第一周壁部２１の幅方向寸法Ｗｂ以下に設定されている（Ｗａ≦Ｗｂ）。副気室部材５０の外径Ｒｂの２倍（直径）は、タイヤ３０の周壁部３１の内径（半径）Ｒｄとホイール２の第一周壁部２１の外径（半径）Ｒｃとの差よりも小さい（２Ｒｂ＜Ｒｄ−Ｒｃ）。また、管部５４と対向する側の第一側壁部２２の管部５４側面は、管部５４との干渉を防止するため、径方向外方に向かうにつれて幅方向外方に行く傾斜面となっている。また、軸部４１の長さは、副気室部材５０の幅方向寸法Ｗａよりも大きく、かつ、連結部４２Ａが管部５４及びタイヤ３０の側壁部３２（ビード部）と干渉しないように設定されている。

内周壁部５１は、側壁部５３，５３に対して開口する貫通孔部５０ａでもある。かかる貫通孔部５０ａには、保持部材４０の軸部４１が挿通されている。４つの副気室部材５０は、保持部材４０Ａによって９０°の回転対称となるように周方向に配列されて保持されている。また、４つの副気室部材５０の外周壁部５２は、ホイール２の外周面（第一周壁部２１）に当接し、タイヤ３の内周面（周壁部３１）から離間している。ここで、４つの副気室部材５０は、そのうちの２つの副気室部材５０が９０°ごとに配置されていることによって、タイヤ空気室Ｓ１内のどこにある場合でも、好適な消音性能を発揮することができる。

副気室部材５０は、タイヤ空気室Ｓ１内においてホイール２の外周面（第一周壁部２１）及びタイヤ３０の内周面（周壁部３１）の少なくとも一方に当接した状態で回動可能な回動部を有する。本実施形態では、副気室部材５０そのもの（外周壁部５２）が、ホイール２の回動軸と平行な軸線周りに回動可能であり、前記した回動部として機能する。また、回動部としての副気室部材５０は、ホイール２の外周面（第一周壁部２１）に当接した状態で回動可能である。すなわち、ホイール２及びタイヤ３０が車両の走行のために回転すると、副気室部材５０は、ホイール２の外周面（第一周壁部２１）上でホイール２とは反対方向に回転する。

車両用タイヤホイール組立体１Ａにおいて、３つ以上の副気室部材５０が１８０°未満ごとに周状に配置されていることが望ましく、本実施形態では、４つの副気室部材５０が９０°ごとに周状に配置されている。かかる構成によると、副気室部材５０がホイール２の外周面の周方向のどの位置にある場合でも、全ての副気室部材５０がホイール２の外周面に当接し、保持部材４０Ａの連結部４２Ａがホイール２と同軸となる位置に維持される。

本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ａは、円筒形状を呈するホイール２と、前記ホイール２の外周面に取り付けられるタイヤ３０と、前記ホイール２及び前記タイヤ３０によって構成される空間（タイヤ空気室Ｓ１）内に収容されるヘルムホルツレゾネータ（副気室部材５０）と、を備え、前記ヘルムホルツレゾネータは、前記空間内において前記ホイール２の外周面及び前記タイヤ３０の内周面の少なくとも一方に当接した状態で回動可能な回動部を有することを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、ヘルムホルツレゾネータをホイール２に固定するための加工が不要であるため、ヘルムホルツレゾネータをタイヤ３０の空間内に低コストで設けることが可能となる。

また、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、前記ヘルムホルツレゾネータが、前記回動部として、前記ホイール２の回動軸と平行な軸線周りに回動可能な形状を呈し、複数の前記ヘルムホルツレゾネータを回動可能な状態で互いに保持する保持部（保持部材４０Ａ）を備えることを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、複数のヘルムホルツレゾネータの間隔を保つことによって、ヘルムホルツレゾネータの位置に関わらず好適な消音性能を実現することができる。

また、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、前記ヘルムホルツレゾネータが、前記軸線方向に貫通する孔部（内周壁部５１）を有する円筒形状を呈し、前記保持部は、前記孔部に挿通される軸部４１と、複数の前記ヘルムホルツレゾネータに対応する前記軸部を繋ぐ連結部４２Ａと、を備えることを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、簡易な構成で複数のヘルムホルツレゾネータを回動可能に保持することができる。

また、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、３つ以上の前記ヘルムホルツレゾネータが１８０°未満ごとに周状に配置されており、前記保持部は、３つ以上の前記ヘルムホルツレゾネータを前記タイヤ３０の内周面から離間するとともに前記ホイール２の外周面に当接するように保持することを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、ヘルムホルツレゾネータがタイヤ３０の走行性能等に影響を与えることを防止することができる。

また、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、４つの前記ヘルムホルツレゾネータが９０°ごとに配置されていることを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、ヘルムホルツレゾネータの位置に関わらず、より好適な消音性能を実現することができる。

＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体について、第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ａとの相違点を中止に説明する。図４に示すように、本発明の第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ｂは、保持部材４０Ａ及び４つの副気室部材５０に代えて、保持部材４０Ｂと、２つの副気室部材５０，５０と、を備える。

＜保持部材＞
保持部材４０Ｂは、回動軸周りの９０°間隔で設けられる２つの軸部４１と、軸部４１の端部同士を繋ぐ一対の連結部４２Ｂ，４２Ｂと、を一体に備える。連結部４２Ｂは、円弧形状を呈する。

２つの副気室部材５０は、保持部材４０Ｂによって９０°間隔となるように周方向に配列されて保持されている。また、２つの副気室部材５０は、基本的にタイヤ空気室Ｓ１内の下部に位置し、２つの副気室部材５０の外周壁部５２は、ホイール２の外周面（第一周壁部２１）から離間し、タイヤ３０の内周面（周壁部３１）に当接している。ホイール２及びタイヤ３０が車両の走行のために回転すると、副気室部材５０は、タイヤ３０の内周面（周壁部３１）上でホイール２とは反対方向に回転する。

第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ａでは、副気室部材５０がホイール２の外周面側に位置するので、保持部材４０Ａには、遠心力に耐えうる強度等が必要であった。これに対し、本発明の第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ｂは、副気室部材５０がタイヤ３０の内周面側に位置するので、保持部材４０Ｂの軽量化等を実現することができる。

以上、本発明の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、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、副気室部材５０は、回動軸方向から見て円弧形状を呈する筐体であり、ホイール２の外周面及びタイヤ３０の内周面の少なくとも一方に当接した状態で回動可能な回動部としての複数の車輪を備える構成であってもよい。また、車両用タイヤホイール組立体１Ａにおいて、副気室部材５０は、ホイール２の外周面から離間してタイヤ３０の内周面に当接するように保持部材４０Ａによって保持される構成であってもよい。また、車両用タイヤホイール組立体１Ａにおいて、副気室部材５０は、ホイール２の外周面及びタイヤ３０の内周面の両方に当接するように保持部材４０Ａによって保持される構成であってもよい。また、保持部材４０Ａ．４０Ｂの連結部４２Ａ，４２Ｂの形状は、環状及び円弧形状に限定されず、ホイール２及びタイヤ３０と干渉せずに複数の副気室部材５０を保持可能な形状であればよい。また、車両用タイヤホイール組立体は、１つの副気室部材５０がタイヤ空気室Ｓ１内に回動可能に設けられる構成であってもよい。

１Ａ，１Ｂ 車両用タイヤホイール組立体
２ ホイール
３０ タイヤ
４０Ａ，４０Ｂ 保持部材
５０ 副気室部材（ヘルムホルツレゾネータ）
５１ 内周壁部（貫通孔部、孔部）
５２ 外周壁部（回動部）

Claims (5)

1. 円筒形状を呈するホイールと、
   前記ホイールの外周面に取り付けられるタイヤと、
   前記ホイール及び前記タイヤによって構成される空間内に収容されるヘルムホルツレゾネータと、
   を備え、
   前記ヘルムホルツレゾネータは、前記空間内において前記ホイールの外周面及び前記タイヤの内周面の少なくとも一方に当接した状態で回動可能な回動部を有する
   ことを特徴とする車両用タイヤホイール組立体。
2. 前記ヘルムホルツレゾネータは、前記回動部として、前記ホイールの回動軸と平行な軸線周りに回動可能な形状を呈し、
   複数の前記ヘルムホルツレゾネータを回動可能な状態で互いに保持する保持部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用タイヤホイール組立体。
3. 前記ヘルムホルツレゾネータは、前記軸線方向に貫通する孔部を有する円筒形状を呈し、
   前記保持部は、
   前記孔部に挿通される軸部と、
   複数の前記ヘルムホルツレゾネータに対応する前記軸部を繋ぐ連結部と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の車両用タイヤホイール組立体。
4. ３つ以上の前記ヘルムホルツレゾネータが１８０°未満ごとに周状に配置されており、
   前記保持部は、３つ以上の前記ヘルムホルツレゾネータを前記タイヤの内周面から離間するとともに前記ホイールの外周面に当接するように保持する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両用タイヤホイール組立体。
5. ４つの前記ヘルムホルツレゾネータが９０°ごとに配置されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の車両用タイヤホイール組立体。

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