JP4289477B2 - タイヤ・ホイール組立体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ製ホイールに空気入りタイヤを組付けたタイヤ・ホイール組立体に関し、更に詳しくは、ロードノイズを改善するようにしたタイヤ・ホイール組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の軽量化に伴い、ホイールの軽量化が進められている。従来、スチールに代えてアルミから構成した軽量のホイールにおいても、更に肉厚を薄くした低剛性のホイールが採用されるようになってきている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２７４１０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにアルミ製ホイールを更に軽量化すると、固有振動数が低い周波数帯域に移るため、ホイールに組付けた空気入りタイヤの固有振動数と近接し、その結果、両固有振動数の共振によりロードノイズが悪化するという問題があった。特にホイールの固有振動数が３９０Ｈｚ以下になると、空気入りタイヤの固有振動数と共振し易くなり、ロードノイズの悪化が顕著になる。
【０００５】
本発明の目的は、固有振動数を３９０Ｈｚ以下にしたアルミ製ホイールに空気入りタイヤを組付けたタイヤ・ホイール組立体において、ロードノイズを改善することが可能なタイヤ・ホイール組立体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、固有振動数Ｆｗを３９０Ｈｚ以下にしたアルミ製ホイールに空気入りタイヤを組付けたタイヤ・ホイール組立体において、前記ホイールの固有振動数Ｆｗと前記空気入りタイヤの固有振動数Ｆｔとの差の絶対値を２０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下にするとともに、前記空気入りタイヤの固有振動数Ｆｔを前記ホイールの固有振動数Ｆｗより高くしたことを特徴とする。
【０００７】
上記本発明によれば、ホイールの固有振動数Ｆｗと空気入りタイヤの固有振動数Ｆｔとを、共振現象が増大してロードノイズが悪化するような振動数とならないように２０Ｈｚ以上の差を設けたので、固有振動数Ｆｗを３９０Ｈｚ以下にしたアルミ製ホイールに空気入りタイヤを組付けたタイヤ・ホイール組立体におけるロードノイズの改善が可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明のタイヤ・ホイール組立体の一例を示し、１はアルミ（アルミ合金）製のホイール、２はホイール１に組付けられた空気入りタイヤである。
【００１０】
ホイール１は、車軸を受け入れる装着孔１１を中心に備えたディスク部１２と、このディスク部１２の外周端部に配設した環状のリム部１３を備えており、肉厚を薄くした低剛性のホイールに構成され、固有振動数Ｆｗが３９０Ｈｚ以下になっている。
【００１１】
空気入りタイヤ２は、トレッド部２１、左右のサイドウォール部２２、及び左右のビード部２３を有し、タイヤ内部にカーカス層（不図示）が左右のビード部２３間に装架され、その両端部がビード部２３に埋設されたビードコア（不図示）の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部２１のカーカス層外周側にはベルト層（不図示）が設けられている。
【００１２】
空気入りタイヤ２のビード部２３がホイール１のリム部１３に装着されており、この空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔとホイール１の固有振動数Ｆｗとの差の絶対値が２０Ｈｚ以上になっている。
【００１３】
このように固有振動数Ｆｔ，Ｆｗに差をもたせるには、例えば、ベルト層の幅を狭めたり、トレッド部２１のショルダー部２１Ａの補強材（例えば、ベルトエッジカバー層）を除去するなどして、空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔをホイール１の固有振動数Ｆｗより２０Ｈｚ以上低い帯域に移すことで対応することができる。あるいは、空気入りタイヤ２において、ベルトエッジカバー層などの補強材を設けた構成にする一方、ホイール１を一層薄肉にして軽量化し、ホイール１の固有振動数Ｆｗを空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔより２０Ｈｚ以上低くするようにしてもよい。
【００１４】
本発明者によれば、アルミ製のホイールと該ホイールに組付けられる空気入りタイヤの固有振動数の関係について鋭意検討し実験を重ねた結果、薄肉化前のアルミ製ホイールの固有振動数と空気入りタイヤの固有振動数との差は約２０Ｈｚあり、この差が２０Ｈｚより小さくなるにつれて、ロードノイズが次第に悪化し、両固有振動数の共振現象が顕著になることがわかった。
【００１５】
そこで、固有振動数が３９０Ｈｚ以下の軽量化したアルミ製ホイール１を空気入りタイヤ２に組み付けたタイヤ・ホイール組立体において、ホイール１の固有振動数Ｆｗと空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔとの差の絶対値を２０Ｈｚ以上にしたのである。空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔがホイール１の固有振動数Ｆｗより２０Ｈｚ以上高くても、またホイール１の固有振動数Ｆｗが空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔより２０Ｈｚ以上高くてもよく、差の絶対値が２０Ｈｚ以上であればよいのである。
【００１６】
これにより両固有振動数の共振現象を抑制し、薄肉化により固有振動数を３９０Ｈｚ以下にしたアルミ製ホイール１に空気入りタイヤ２を組付けたタイヤ・ホイール組立体において、薄肉化前のアルミ製ホイールを使用したタイヤ・ホイール組立体と同レベルのロードノイズに維持することができ、ロードノイズの改善が可能になる。
【００１７】
本発明において、ホイール１の固有振動数Ｆｗと空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔとの差の絶対値は、好ましくは３０〜１００Ｈｚにするのがよい。差を３０Ｈｚ以上にすることで、従来の薄肉化前のアルミ製ホイールに空気入りタイヤを組付けたタイヤ・ホイール組立体よりロードノイズの低減を図ることができる。差の上限値を１００Ｈｚとしたのは、現在用いられている固有振動数を３９０Ｈｚ以下にしたホイール１と空気入りタイヤ２との組み合わせにおいて、現時点ではそれが限度となるからである。また、空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔをホイール１の固有振動数Ｆｗより１００Ｈｚを超えて低くすると、タイヤの空洞共鳴周波数に近づくため、好ましくない。
【００１８】
空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔとホイール１の固有振動数Ｆｗとの差は、より好ましくは４０〜８０Ｈｚの範囲にするのがよく、これによりロードノイズを一層改善することができる。
【００１９】
本発明では、空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔとホイール１の固有振動数Ｆｗとの差を２０Ｈｚ以上にする場合、空気入りタイヤ１の固有振動数Ｆｔをホイール２の固有振動数Ｆｗより高くなるようにする。このようにするのが、高速耐久性を確保する点から好ましいからである。
【００２０】
本発明は、特に乗用車に使用されるタイヤ・ホイール組立体として好ましく用いることができる。
【００２１】
なお、本発明におけるホイール１と空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｗ，Ｆｔは、以下のようにして測定するものとする。
【００２２】
ホイール１の固有振動数Ｆｗは、図２に示すように、ベースＢに固定した支持治具３１にホイール１を車軸に装着する場合と同様にしてナット３２により固定し、ホイール回転軸と平行な矢印Ｆで示す方向からリムフランジ１４をインパルスハンマ３３（例えば、ＰＣＢ製０８６Ｂ０３のインパルスハンマ使用）で加振し、その時の加速度をホイール１に取り付けた加速度計３４（例えば、ＰＣＢ製３０３Ａ０２の加速度計を使用）で測定し、その測定値から周波数に対応した駆動点イナータンスを求める（例えば、小野測器製ＦＣ−３５０の２チャンネルＦＦＴアナライザー使用）。得られた駆動点イナータンスのピークを示す周波数を読み取り、ホイール１の固有振動数Ｆｗとする。
【００２３】
また、空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔは、図３に示すように、空気入りタイヤ２を試験用ホイール３５に装着し、空気圧（２００ｋPa）を充填した状態で試験用ホイール３５を上記と同様にして支持治具３１に固定し、ホイール回転軸と平行な矢印Ｆで示す方向から空気入りタイヤ２のトレッド面２Ａのセンターに接着剤により固着したアルミ製の加振用ブロック３６（１辺が１０〜２０mmの立方体）を上記インパルスハンマ３３で加振し、その時の支持治具３１の取付部３１Ａへの力の伝達率を取付部３１Ａに設置した不図示のロードセルで測定し、得られた伝達率のピークを示す周波数を読み取り、空気入りタイヤ２の固有振動数Ｆｔとする。
【００２４】
なお、上記支持治具３１は、計測されるホイール１と空気入りタイヤ２の固有振動数に影響を与えないようにするため、取付部３１Ａにおける駆動点イナータンスが計測周波数範囲（５０〜５００Ｈｚ）内の駆動点イナータンスレベルの１／１０以下となる金属製の治具を使用する。また、空気入りタイヤ２を取り付ける試験用ホイール３５は、駆動点イナータンスのピークを示す周波数が５００Ｈｚ以上となるホイールを使用する。
【００２５】
【実施例】
リムサイズを１５×６１／２ ＪＪ、タイヤサイズを１９５／６０Ｒ１５で共通にし、アルミ製ホイールの固有振動数と空気入りタイヤの固有振動数を表１のようにした本発明タイヤ・ホイール組立体１，２（実施例１，２）、ホイールの固有振動数Ｆｗをタイヤの固有振動数Ｆｔよりも高くして、ＦｗとＦｔとの差を２０Ｈｚ〜１００Ｈｚにした参考タイヤホイール組立体１〜３（参考例１〜３）と従来タイヤ・ホイール組立体１，２（従来例１，２）をそれぞれ作製した。
【００２６】
なお、表１において、固有振動数が３９０Ｈｚのホイールは、薄肉化していない固有振動数が４１０Ｈｚのアルミ製ホイールにおいて薄肉化した低剛性ホイール、固有振動数が３２０Ｈｚのホイールは、薄肉化した固有振動数が３９０Ｈｚのアルミ製ホイールにおいて更に薄肉化した低剛性ホイールを使用した。
【００２７】
固有振動数が３９０Ｈｚの空気入りタイヤは、ベルト層の端部にアラミド繊維からなる補強コードをタイヤ周方向に巻回したベルトエッジカバー層を配置した構造、固有振動数が３７０Ｈｚと３６０Ｈｚの空気入りタイヤは、固有振動数が３９０Ｈｚの空気入りタイヤにおいてベルト幅を該固有振動数となるように狭めた構造、固有振動数が２９０Ｈｚの空気入りタイヤは、固有振動数が３６０Ｈｚの空気入りタイヤにおいてベルトエッジカバー層を除去すると共に、ベルト幅を該固有振動数となるように更に狭めた構造である。
【００２８】
これら各試験タイヤ・ホイール組立体を空気圧２００ｋＰａにして、排気量２リットルの乗用車（ＦＦ車）に取り付け、以下に示す測定条件により、ロードノイズの評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
ロードノイズ
テストコースにおいて、テストドライバーによるフィーリングテストを実施し、その結果を５点法で評価した。この値が大きい程、ロードノイズが低い。
【００２９】
【表１】

表１から、本発明タイヤ・ホイール組立体は、薄肉化により固有振動数を３９０Ｈｚ以下にしたアルミ製ホイールを使用した際のロードノイズを改善できることがわかる。
【００３０】
また、ホイールと空気入りタイヤの固有振動数の差を３０〜１００Ｈｚにすることにより、従来の薄肉化していないホイールを使用したタイヤ・ホイール組立体よりロードノイズを改善でき、また差を４０Ｈｚと７０Ｈｚにした本発明タイヤ・ホイール組立体では、ロードノイズを一層改善できることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように本発明は、アルミ製ホイールの固有振動数Ｆｗと空気入りタイヤの固有振動数Ｆｔとの差の絶対値を２０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下にするとともに、空気入りタイヤの固有振動数Ｆｔをホイールの固有振動数Ｆｗより高くしたので、固有振動数を３９０Ｈｚ以下にしたアルミ製ホイールに空気入りタイヤを組付けたタイヤ・ホイール組立体におけるロードノイズの改善が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤ・ホイール組立体の一例を示す断面図である。
【図２】ホイールの固有振動数を測定する方法を示す説明図である。
【図３】空気入りタイヤの固有振動数を測定する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ホイール ２ 空気入りタイヤ
１２ ディスク部 １３ リム部
２１ トレッド部 ２２ サイドウォール部
２３ ビード部 Ｆｔ，Ｆｗ 固有振動数

Claims (4)

1. 固有振動数Ｆｗを３９０Ｈｚ以下にしたアルミ製ホイールに空気入りタイヤを組付けたタイヤ・ホイール組立体において、前記ホイールの固有振動数Ｆｗと前記空気入りタイヤの固有振動数Ｆｔとの差の絶対値を２０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下にするとともに、前記空気入りタイヤの固有振動数Ｆｔを前記ホイールの固有振動数Ｆｗより高くしたタイヤ・ホイール組立体。
2. 前記絶対値を３０〜１００Ｈｚにした請求項１にタイヤ・ホイール組立体。
3. 前記絶対値を４０〜８０Ｈｚにした請求項２に記載のタイヤ・ホイール組立体。
4. 前記タイヤ・ホイール組立体が乗用車用タイヤ・ホイール組立体である請求項１，２または３に記載のタイヤ・ホイール組立体。

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