JP4487113B2

JP4487113B2 - 自動車用車輪取付け構造

Info

Publication number: JP4487113B2
Application number: JP2000376402A
Authority: JP
Inventors: 眞二清宮
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2020-12-11
Also published as: JP2002178709A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用車輪取付け構造に関し、さらに詳しくは、操縦安定性を実質的に低下することなく音振性能を向上するうよにした自動車用車輪取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のロードホイールは、車体にサスペンション等を介して連結されたアクスル部のハブに対し、そのディスク部をボルト・ナッド等で締結するように装着され、操縦安定性と音振性能とを両立させるようにしていた。しかし、近年、乗用車における高級化が進むにつれ、特に乗心地やロードノイズ等の音振性能の方を更に向上させることが強く要請されるようになってきている。
【０００３】
このような要請に対する対策として、特開平６−３４４７０３号公報は、互いに分離したディスク部とリム部との間を周方向に複数箇所でスポット溶接し、非溶接部分にアスファルト、ゴム等の粘弾性物質を介在させることで制振することを提案している。しかし、この対策によると、ディスク部とリム部を互いに独立した部品として用意する必要があるため、既存のホイールは利用できず、専用ホイールとして新たな金型を起こす必要があった。したがって、製作コストが高くなる上に、デザイン上からも制約を受けるという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来構造のロードホイールはそのままにして、実質的に操縦安定性を低下することなく音振性能を向上する自動車用車輪取付け構造を提供することにある。
【０００５】
【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、車軸にアクスルハブを取り付け、該アクスルハブにロードホイールを取り付けた車輪取付け構造において、前記車軸とアクスルハブとの間に防振機構を介在させると共に、該防振機構を外筒と内筒との間に制振材料を介在させ、前記外筒を前記ハブ側のベアリングに固定し、前記内筒を前記車軸側に固定した構成にし、該防振機構に対して前記車軸の軸方向に直交する方向に荷重を与えたときの可動変位量δｂを、前記軸方向に同一荷重を与えたときの可動変位量δａよりも大きくしたことを特徴とするものである。
【０００６】
このように車軸とアクスルハブとの間に防振機構を介在させ、該防振機構が外筒と内筒との間に制振材料を介在させ、前記外筒を前記ハブ側のベアリングに固定し、前記内筒を前記車軸側に固定した構成からなり、この防振機構に対して車軸の軸方向に直交する方向に荷重を与えたときの可動変位量δｂを、軸方向に同一荷重を与えたときの可動変位量δａよりも大きくしたことにより、この防振機構がタイヤからロードホイールのディスク部を経てアクスル部へ伝達される振動を減衰させ、音振性能の向上を可能にする。しかも、軸方向の変位は小さいため実質的に操縦安定性を低下することはない。また、防振機構は既存のロードホイールを何ら変更することなく装備できるので、低コストの製作が可能になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、アクスル部とは車軸とアクスルハブとから構成された構造体であり、そのアクスルハブに車輪（ロードホイール）が固定されるようになっている。車軸が非駆動軸の場合には、アクスルハブは内側にベアリングを介在させて上記車軸上に回転可能に支持されており、また車軸が駆動軸の場合には、この駆動軸にアクスルハブは直接固定される。
【０００８】
本発明において、防振機構は制振材料を主要部として構成される。その制振材料は、ロードホイールからアクスル部に伝導される振動を減衰する特性をもつものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ゴム、熱可塑性樹脂、該熱可塑性樹脂にゴムをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物などを挙げることができる。また、必要により、制振鋼板を制振材料にすることもできる。
【０００９】
制振材料に使用されるゴムは、特に限定されるものではなく、合成ゴム及び天然ゴムのいずれであってもよい。また、熱可塑性樹脂も振動の減衰特性を有するものであれば特に限定されるものではない。
【００１０】
熱可塑性樹脂エラストマー組成物は、熱可塑性樹脂にゴムをブレンドした粘弾性特性を有する組成物である。特に、０℃〜１５０℃の範囲にｔａｎδのピークを有する熱可塑性樹脂を連続相とし、その連続相の中に、少なくとも一部が架橋され、かつ−１００℃〜０℃の範囲にｔａｎδのピークを有するゴム成分を分散させるようにしたものが好ましい。ここでｔａｎδのピークを示す温度とは、ＪＩＳＫ７１９８に基づいて、２０Ｈｚの条件でｔａｎδの温度依存曲線を求め、その曲線がピークを示す温度のことである。
【００１１】
この熱可塑性樹脂エラストマー組成物に使用されるゴムとしては、ブチル系ゴム、オレフィン系ゴム、天然ゴムなどを挙げることができる。また、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂などを挙げることができる。
【００１２】
本発明に使用される防振機構の構造は、外筒と内筒との間に制振材料を一体に接合したものが好ましい。また、制振材料は、外筒および内筒に対して、焼付け或いは接着剤で一体に接合されていることが好ましい。制振材料は上述した材料が使用されるが、外筒や内筒には、鋼やアルミニウムなどの金属や繊維強化樹脂などを使用することができる。
【００１３】
このような構成からなる防振機構は、車軸とアクスルハブとの間に介在するように挿入される。車軸が駆動軸の場合には、内筒を車軸上に固定し、外筒をアクスルハブの嵌合穴に固定するようにすればよい。車軸が非駆動輪の場合には、内筒を車軸上に固定することは駆動輪の場合と同じであるが、外筒はアクスルハブの内側に装着されたベアリングの内側に圧入するようにする。
【００１４】
車軸が非駆動輪である場合に取り付ける防振機構には、その防振機構中の制振材料の車両進行方向前側に位置する箇所と後側に位置する箇所とに、それぞれ剛性片を挿入する。剛性片としては、例えば、金属板、セラミック板、樹脂板などを挙げることができる。このような剛性片の挿入により、防振機構は車軸に直交する前後方向の可動変位量が小さくなるので、操縦安定を向上することができる。
【００１５】
また、上記防振機構は、上記締結具の軸方向に直交する方向（車両では上下方向）に荷重を与えたときの可動変位量δｂが、前記軸方向（車両では左右方向）に同一荷重を与えたときの可動変位量δａよりも大きくなるように設定する。このように締結具の軸方向に直交する方向の可動変位量δｂが大きいことから乗心地性やロードノイズが低減するように作用し、また締結具の軸方向の可動変位量δａが小さいことにより操縦安定を低下しないように、良好に維持することができる。
【００１６】
このような特性を得るための手段としては、例えば、外筒と内筒との間に介在させた制振材料において、締結具の軸方向に挟まれた制振材料の厚さａを、該軸方向に直交する方向に挟まれた厚さｂよりも小さくすることで達成することができる。また、外筒と内筒との間に介在させる制振材料として、締結具の軸方向に挟まれる制振材料Ａの弾性率と軸方向と直交する方向に挟まれる制振材料Ｂの弾性率とを互いに異ならせ、かつ制振材料Ａの弾性率を制振材料Ｂの弾性率よりも大にすることによっても達成することができる。
【００１７】
図１は、本発明の自動車用車輪取付け構造の一例を示したものである。
【００１８】
図１において、１は車両のアクスル部、２は空気入りタイヤ（図示せず）を装着したロードホイールである。
【００１９】
上記アクスル部１は、非駆動軸である車軸３とアクスルハブ４からなり、アクスルハブ４の内側にベアリング５が挿入され、そのベアリング５と車軸３との間に防振機構６が介挿されている。ロードホイール２はディスク部２ａとリム部２ｂからなり、そのディスク部２ａがアクスル部１のハブ４に対して、ボルト７ａとナット７ｂからなる締結具７により締め付け固定されている。上記防振機構６は、外筒８と内筒９との間に制振材料１０を一体に接着させた構成からなり、その外筒８がアクスルハブ４内に固定されたベアリング５の内側に圧入され、また内筒９が車軸３の上に固定されている。
【００２０】
上記のようにアクスル部１の車軸３とハブ４との間に防振機構６を介在させたことにより、ロードホイール２のディスク２ａら締結具７を経てアクスルハブ４に伝達される振動を、上記防振機構６が減衰し、車軸３に伝達される量を低減するため音振性能を向上することができる。また、防振機構６は外筒８と内筒９との間に制振材料１０を筒状に接着固定したものであるため、軸方向の変位量が小さく抑制し、実質的に操縦安定性が低下しないようになっている。
【００２１】
また、上記防振機構６を挿入するに当たり、ロードホイール２を改造したりする変更はないので、従来のロードホイール用の金型をそのまま利用することができ、低コストでの製作を可能にすることができる。また、従来のロードホイールが利用できるので、デザイン上の制約を受けることもない。
【００２２】
図２は、図１の自動車用車輪取付け構造に設けた防振機構の詳細を示す横方向断面図を示したものである。
【００２３】
図２に示す防振機構６は、外筒８と内筒９との間に同心状に挟まれた制振材料１０の中に、車両進行方向Ｆの前側に位置する箇所と後側に位置する箇所とに、それぞれ剛性片１１，１１を軸方向に延長するように挿入したものである。剛性片１１は、制振材料１０よりも剛性の大きいものであればよく、例えば、金属板、セラミック板、樹脂板などが使用可能である。この剛性片１１の挿入により、防振機構６は車軸３に直交する前後方向への可動変位量が小さくなり、操縦安定を向上することができる。
【００２４】
図３は、図１に設けた防振機構の他の例を示したものである。
【００２５】
図３に示す防振機構６は、外筒８の両端部にそれぞれカギ状に内側へ折り曲げた鍔部８ａ，８ａを形成し、他方、内筒９は中央部に径大９ａを形成し、その径大部９ａを外筒８の両鍔部８ａ，８ａの間に挿入するようにしたものである。上記構成により、外筒８の鍔部８ａと内筒９の径大部９ａとの間が軸方向に一部対面し、そこに介在する制振材料１０の厚さａが、外筒８と内筒９（径大部９ａ）との間の径方向の厚さｂよりも小さくなるようにしている。
【００２６】
このように外筒８と内筒９との間に軸方向に挟まれる制振材料７の厚さａを、径方向に挟まれる厚さｂよりも小さくしたことにより、防振機構６に対して車軸３の軸方向に直交する方向（車両では上下方向）に荷重を与えたときの可動変位量δｂを、同軸方向（車両では左右方向）に同一荷重を与えたときの可動変位量δａよりも大きくすることができる。この可動変位量の差（δｂ＞δａ）の設定により、実質的に操縦安定性を低下させることなく音振性能を向上することができる。
【００２７】
図４は、図１に設けた防振機構のさらに他の例を示したものである。
【００２８】
図４に示す防振機構６は、図３の防振機構において、内筒９の中央部に凹状の鼓形湾曲部９ｂを形成したものである。
【００２９】
このように内筒９の中央部に鼓形湾曲部９ｂを形成したことにより、制振材料１０の径方向（軸方向に直交する方向）の容積が図３の防振機構よりも増大し、図３の場合よりも音振性能をさらに向上することができる。
【００３０】
図５は、本発明に使用する防振機構のさらに他の例を示したものである。
【００３１】
この防振機構６は、制振材料１０として弾性率が異なる２種類を設けたもので、外筒８の鍔８ａと内筒９の径大部９ａとの間に軸方向に挟まれる箇所に弾性率の大きい制振材料Ａを介在させ、また外筒８と内筒９との径方向に挟まれる箇所に、制振材料Ａよりも弾性率が小さい制振材料Ｂを介在させたものである。
【００３２】
このように弾性率が互いに異なる２種類の制振材料Ａ，Ｂ（Ａの弾性率＞Ｂの弾性率）を外筒８と内筒９との間に上記のように配置したことにより、防振機構６に対して軸方向に直交する方向（車両の上下方向）に荷重を与えたときの可動変位量δｂを、同軸方向（車両の左右方向）に同一荷重を与えたときの可動変位量δａよりも大きくすることができる。したがって、実質的に操縦安定性を低下させることなく音振性能を向上することができる。
【００３３】
【実施例】
外筒及び内筒をステンレス鋼にし、制振材料をゴムにした防振機構を、それぞれ図４の構造（実施例１）および図５の構造（実施例２）に異ならせて、アクスル部の車軸とハブとの間に介在させた３種類の自動車用車輪取付け構造を製作した。また、比較として、上記防振機構を介在させない自動車用車輪取付け構造を製作した。
【００３４】
これら３種類の車輪取付け構造を用いて、下記の評価方法により乗心地、ロードノイズ、操縦安定性を測定したところ、表１の結果を得た。
【００３５】
〔乗心地、ロードノイズ、操縦安定性〕
タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５９４Ｓ（リム幅６ＪＪ）の空気入りラジアルタイヤを装着し、これを国産２．５リットルのＦＦ車のフロントに装着したときの乗心地、ロードノイズおよび操縦安定性を、５人の訓練されたパネリストによりフィーリング・テストした。テストの評価は５点満点で採点した。
【００３６】
５人のパネリストの採点のうち最大値と最低値を除外した残り三つの採点の平均値で評価を行い、その評価値を従来例を１００とする指数で示した。指数が大きいほど優れていることを意味する。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、車軸とアクスルハブとの間に防振機構を介在させたことにより、この防振機構がタイヤからロードホイールのディスク部を経てアクスル部へ伝達される振動を減衰させ、音振性能の向上を可能にする。しかも、軸方向の変位は小さいため実質的に操縦安定性を低下することがなく、また防振機構は既存のロードホイールを何ら変更することなく装備できるので、低コストの製作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる自動車用車輪取付け構造の半断面図である。
【図２】図１に設けた防振機構の詳細を示す横断面図である。
【図３】図１に設けた防振機構の他の例を示す縦断面図である。
【図４】図１に設けた防振機構の更に他の例を示す縦断面図である。
【図５】図１に設けた防振機構の更に他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１アクスル部
２車両アクスル部
３車軸
４アクスルハブ
５ベアリング
６防振機構
８外筒
８ａ鍔部
９内筒
９ａ径大部
１０制振材料
１１剛性片

Claims

車軸にアクスルハブを取り付け、該アクスルハブにロードホイールを取り付けた車輪取付け構造において、前記車軸とアクスルハブとの間に防振機構を介在させると共に、該防振機構を外筒と内筒との間に制振材料を介在させ、前記外筒を前記ハブ側のベアリングに固定し、前記内筒を前記車軸側に固定した構成にし、該防振機構に対して前記車軸の軸方向に直交する方向に荷重を与えたときの可動変位量δｂを、前記軸方向に同一荷重を与えたときの可動変位量δａよりも大きくした自動車用車輪取付け構造。
前記制振材料が、ゴム、熱可塑性樹脂、又は熱可塑性樹脂にゴムをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物である請求項１に記載の自動車用車輪取付け構造。
前記外筒と内筒との間に前記車軸の軸方向に挟まれる箇所の制振材料の厚さａを、該軸方向に直交する方向に挟まれる箇所の厚さｂよりも小さくした請求項１又は２に記載の自動車用車輪取付け構造。
前記外筒と内筒との間に前記車軸の軸方向に挟まれる箇所の制振材料Ａを前記軸方向に直交する方向に挟まれる箇所の制振材料Ｂと異ならせ、前記制振材料Ａの弾性率を前記制振材料Ｂの弾性率よりも大にした請求項１又は２に記載の自動車用車輪取付け構造。
車軸にアクスルハブを取り付け、該アクスルハブにロードホイールを取り付けた車輪取付け構造において、前記車軸が非駆動軸であり、該車軸とアクスルハブとの間に防振機構を介在させると共に、該防振機構を外筒と内筒との間に制振材料を介在させ、前記外筒を前記ハブ側のベアリングに固定し、前記内筒を前記車軸側に固定した構成にし、前記制振材料の車両進行方向前側に位置する箇所と後側に位置する箇所とに、それぞれ剛性片を挿入した自動車用車輪取付け構造。
前記制振材料が、ゴム、熱可塑性樹脂、又は熱可塑性樹脂にゴムをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物である請求項５に記載の自動車用車輪取付け構造。