JP5001986B2

JP5001986B2 - 車両用ホイール

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Publication number: JP5001986B2
Application number: JP2009206549A
Authority: JP
Inventors: 慎也永田; 雅史北川; 武穂高; 哲也溝根
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-09-08
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2029-09-08
Also published as: US20110057504A1; US8657386B2; CN102009566A; JP2011057002A; CN102009566B

Description

本発明は、車両用ホイールに関し、特に、車両のタイヤの転がり抵抗低減技術に関する。

従来から、車両のタイヤ温度を上げると転がり抵抗が低減し、車両の燃費性能を向上させることができるとともに、タイヤトレッド部のグリップ力を向上させることが知られている。そして、特許文献１には、リム外周面のビードシート部及びリムフランジ部（密着部）を除いた残りのリム外周面に対して、その上に厚さ５０〜５００μｍの遮熱断熱コーティングを施して遮熱断熱層を形成する技術が開示されている。

特開２００９−７３２４７号公報（図１参照）

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、リム外周面に遮熱断熱コーティングを施すために、遮熱断熱層を形成する断熱塗料を塗る前にビードシート部及びリムフランジ部をマスクキングしたり、塗装乾燥工程において断熱塗料が垂れずに均一な厚さにするために車両用ホイールを回転させながら作業をしたりすることが必要になり、生産性に問題があった。更に、塗料なので品質的に一定の厚さにコントロールすることが困難である。

本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、簡単な構造でタイヤ温度を上げて転がり摩擦を低減できる車両用ホイールを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に係わる発明の車両用ホイールは、リング状に成形された断熱ゴムをリム外周面のタイヤ空気室の空気が接する部位にはめ込み、接着被覆したものであって、リング状に成形される前の断熱ゴムに予め所定量の発泡剤を混練し、リング状に型成形するときに熱を加えて発泡剤を発泡させるとともに、断熱ゴムにおいて、リム外周面のウェル部よりもリム幅方向外側に位置する部位の厚さを、断熱ゴムの端部に向けて漸減させるように成形し、断熱ゴムの端部をリム外周面のハンプ部に臨ませたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明よれば、特許文献１に記載の技術のような遮熱断熱層を形成する断熱塗料を塗る場合に比べて、断熱ゴムを所定の厚さに均一にリム外周面に形成できるので、目標とする断熱性能が確実に得られる。そして、車両走行により路面との摩擦やタイヤのゴム内部のヒステリシスロスによる熱でタイヤ温度が上昇して、更にその熱がタイヤ空気室内の空気に伝達され、タイヤ空気室内の空気温度が上昇したときに、タイヤ空気室内の空気が車両用ホイールのリム外周面部と接する部位を通じて、熱がリム、ディスクを経て大気中に放熱されるのを抑制できる。

また、リング状に成形した断熱ゴムを用いることにより、板状の断熱ゴムの端部同士を接着剤で接着して、リング状に形成する工程が省ける。また、リング状に成形された断熱ゴムを装着装置でリムのリムフランジ部より大きな径まで引き伸ばし、容易にウェル部の外周面に装着でき、断熱ゴムの装着が容易にでき、生産性が従来の断熱塗料による遮熱断熱層の形成より向上する。また、断熱ゴムの収縮力をリム外周面への固定力としても利用できる。
さらに、タイヤのビード部をリムのウェル部に落とし込む際に、ビード部が断熱ゴムの端部を引っかけて断熱ゴムの剥がれや破損する可能性を抑制できる。

請求項２に係わる発明の車両用ホイールは、請求項１に記載の発明の構成に加え、断熱ゴムをリム外周面のリム幅方向の断面外形形状に合わせて成形したことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、断熱ゴムをリム外周面のリム幅方向の断面外形形状に合わせて成形してあるので、ウェル部のリム外周面がリム幅方向に平坦ではないことが多い通常の車両用のホールにおけるリム外周面と断熱ゴムとの密着性も良くすることができる。その結果、リム外周面のタイヤ空気室の空気が接する部位からリムへの熱伝導が一層抑制される。

請求項３に係わる発明の車両用ホイールは、請求項１又は請求項２に記載の発明の構成に加え、前記リング状に成形される前の断熱ゴムに予め混練される所定量の発泡剤の量は、リング状に型成形するときに熱を加えて発泡剤を発泡させて独立気泡を形成する、独立気泡配合とすることを特徴とする。
請求項４に係わる発明の車両用ホイールは、請求項３に記載の発明の構成に加え、断熱ゴムに予め混練される発泡剤は、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン及びアゾジカルボンアミドを主成分としたものであり、その量は、断熱ゴムのゴム素材であるブチルゴムの重量１００に対する添加剤の重量の値である重量部を示す表記法で表して４〜８であることを特徴とする。

請求項３，４に記載の発明によれば、断熱ゴムの中には独立気泡が分布し、タイヤの空気室から断熱ゴムを介してリムへの熱伝度が大きく低下できる。特に、半連続気泡や連続気泡を断熱ゴム内に生じない量に発泡剤の添加量を所定量に設定することにより、半連続気泡や連続気泡内でのガスの対流による熱伝達が抑制され、タイヤの空気室から断熱ゴムを介してリムへの熱伝度が大きく低下できる。

本発明によれば、車両走行状態のタイヤ温度を増加させることができ、転がり抵抗を低減でき、燃費性能を向上することができる。

第１の実施形態に係る車両用ホイールにタイヤを装着した車輪要部の一部正面断面図であり、リム外周面上に装着した断熱ゴムとタイヤの断面を示している。図１のＡ部拡大図である。リング形状に型成形された断熱ゴムの外形斜視図であり、（ａ）は、端部に向かって肉厚を漸減するように型成形された断熱ゴムの例であり、（ｂ）は、均等な肉厚に型成形された断熱ゴムの例である。断熱ゴムの試験片の断熱性を評価した際の試験方法を説明する図であり、（ａ）は、側面図、（ｂ）は試験片を載せた状態の上面図である。図４の試験方法で測定した場合の、温度測定の説明図である。断熱ゴムの試験片の試験結果を示す説明図である。走行中のタイヤ空気室からの熱の伝達経路を示し、（ａ）は、比較例としての断熱ゴムを有しない車両用ホイールの場合の説明図、（ｂ）は、断熱ゴムを有する第１の実施形態における車両用ホイールの場合の説明図である。車両が走行開始後のタイヤのトレッド部の温度の時間推移の説明図である。タイヤのビード部をリムのウェル部に落とし込む際に断熱ゴムの端部を引っ掛け難いことを説明する図である。第２の実施形態における車両用ホイールに、リム外周面のリム幅方向の外形形状に合わせて型成形した断熱ゴムを装着した断熱ゴムの断面形状説明図である。

以下に、本発明の第１の実施形態に係る車両用ホイールについて図を参照しながら詳細に説明する。

《第１の実施形態》
（車両用ホイール）
図１、図２、図３を参照して本実施形態における車両用ホイールについて説明する。
図１は、第１の実施形態に係る車両用ホイールにタイヤを装着した車輪要部の一部正面断面図であり、リム外周面上に装着した断熱ゴム及びタイヤの断面を示している。図２は、図１のＡ部拡大図である。図３は、リング形状に型成形された断熱ゴムの外形斜視図であり、（ａ）は、端部に向かって肉厚を漸減するように型成形された断熱ゴムの例であり、（ｂ）は、均等な肉厚に型成形された断熱ゴムの例である。
図１に示すように、車両用ホイール１０Ａは、タイヤ２０を装着するためのリム１１と、このリム１１をハブ（図示せず）に連結するためのディスク（図示せず）とから構成される。

図１に示すように、リム１１は、ホイール幅方向の両端部に形成されるビードシート部１１ａ，１１ａと、このビードシート部１１ａ，１１ａからホイール径方向外側に向けてＬ字状に屈曲したリムフランジ部１１ｂ，１１ｂと、ビードシート部１１ａ，１１ａ間においてホイール径方向内側に窪んだウェル部１１ｃと、を有する。車両用ホイール１０Ａでは、ビードシート部１１ａ，１１ａがウェル部１１ｃに窪む手前にホイール径方向外側盛り上がったハンプ部１１ｅ，１１ｅを有している。

ビードシート部１１ａには、タイヤ２０のビード部２１ａが装着される。これにより、リム１１の外周面（リム外周面）１１ｄとタイヤ２０の内周面との間に環状の密閉空間からなるタイヤ空気室ＭＣが形成される。
なお、タイヤ２０に関して、符号２１はタイヤ本体を、符号２２はインナライナを、符号２１ｂはトレッド部を示す。

ウェル部１１ｃは、タイヤ２０をリム１１に組み付けるリム組時に、タイヤ２０のビード部２１ａ，２１ａを落とし込むために設けられている。

ディスクは、リム１１の車両外側の端部からホイール径方向内側に連続して形成される。リム１１とディスクとは、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽量高強度材料等から製造される。
なお、これらの材料は限定されるものではなく、スチール（鋼）等から形成されるものであっても良い。また、車両用ホイール１０Ａは、スポークホイールであっても良い。

そして、ビードシート部１１ａ、リムフランジ部１１ｂ、ウェル部１１ｃ、ハンプ部１１ｅを含むリム１１の外周面１１ｄの全面には、厚さ５〜４０μｍのクリア塗装の下塗り層（図示せず）が形成される。この下塗り層は、リム１１の外周面１１ｄの耐食性を向上し、ビード部２１ａと外周面１１ｄとの密着性を向上させるために形成するものであり、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系、フッ素系等の熱伝導率の小さい塗装材やその配合が望ましい。この塗装には電着塗装や粉体塗装が用いられる。

（断熱ゴム）
図３の（ａ）に示すような予め金型成形法により加熱して、３次元成形でリング状に成形された断熱ゴム１４Ａを装着装置でリムフランジ部１１ｂより大きな径まで引き伸ばし、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに装着する。このとき、リング状に成形された断熱ゴム１４Ａは、図２に示すようにウェル部１１ｃの平坦部位に対応する基部１４ａは所定の厚さであり、例えば、装着状態で２ｍｍの肉厚であり、リム幅方向外側に位置するハンプ部１１ｅ，１１ｅに近い端部１４ｂ，１４ｂは、リム幅方向外側に行くほど装着状態で２ｍｍの肉厚から漸減するようにリム幅方向の断面が成形されている（以下では「先細りの形状」ともいう）。端部１４ｂの先端は、０．５ｍｍ以下にすることが望ましい。
その結果、ウェル部１１ｃの平坦部位及びハンプ部１１ｅ，１１ｅに近いウェル部１１ｃの立ち上がり部位にも断熱ゴム１４Ａで被覆することができる。
なお、断熱ゴム１４Ａを装着するリム１１の外周面１１ｄの内のウェル部１１ｃの外周面１１ｄには、前記端部１４ｂ，１４ｂが対応して位置するハンプ部１１ｅ，１１ｅを臨む直前まで接着材、例えば、エポキシ系接着材を、断熱ゴム１４を装着する前に塗布しておく。
ここで、端部１４ｂが、特許請求の範囲に記載の「リム外周面のウェル部よりもリム幅方向外側に位置する部位」に対応する。

なお、ハンプ部１１ｅ，１１ｅに近いウェル部１１ｃのリム幅方向の両側の立ち上がり部位の傾斜が緩やかな場合は、断熱ゴム１４Ｂの伸びによりウェル部１１ｃからハンプ部１１ｅにかけてのリム外周形状に密着するので、断熱ゴムとして図３の（ｂ）に示した単純なリング状に成形された断熱ゴム１４Ｂでも良い。

（断熱ゴムの装着法）
ちなみに、リング状に予め成形された断熱ゴム１４Ａ，１４Ｂをリム１１の外周面１１ｄに装着する装着装置（図示せず）を、断熱ゴム１４Ａを例に説明する。断熱ゴム１４Ｂの場合も同様である、違いは、後記する内周面部の内周の形状が断熱ゴム１４Ａと断熱ゴム１４Ｂで異なるだけである。装着装置は、断熱ゴム１４Ａの外周面を所定の部分周長、例えば、１６個に等分割したような内周面形状を有する１６個の内周面部を有し、それぞれが独立して径方向内外方側に移動可能で、その内周面部の内周面側から吸気することができるようになっている。そして、先ず、各内周面部を断熱ゴム１４Ａの外周面に当たるまで縮径して、その後、各内周面部から吸気して断熱ゴム１４Ａを真空吸引する。更に、真空吸引しながら各内周面部を径方向外方側に均等に移動させリムフランジ部１１ｂの外径よりも断熱ゴム１４Ａの内径が大きくなるようにし、その状態でリムフランジ部１１ｂを軸方向に超え、接着剤が塗られたウェル部１１ｃに軸方向位置が合うように保ちながら各内周面部を径方向内方側に均等に縮径し、最後は軽く外周面１１ｄへ断熱ゴム１４Ａを押圧しながら各内周面部から空気を吹き込み、各内周面部の内周側と断熱ゴム１４Ａの外周面とを離脱させる。
従って、各内周面部が、図３の（ａ）に示す断熱ゴム１４Ａの外周面に対応した周方向部分長の内周面を有しているので、端部１４ｂも確実に、リム１１のハンプ部１１ｅを望む立ち上がり部に押圧されて密着接着される。

（断熱ゴムの詳細な説明）
次に、図４から図６を参照しながら断熱ゴム１４Ａ，１４Ｂについて詳細に説明する。
断熱ゴム１４Ａ，１４Ｂのゴム素材としてはブチルゴム（ＩＩＲ：Isobutylene Isoprene Rubber）が考えられる。これは、タイヤ２０の内面にインナライナ２２として用いられることが多く、ガス透過性が非常に小さい特性がある。また、断熱ゴム１４Ａ，１４Ｂの素材として、ブチルゴムに耐候性に優れるエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を混ぜ合わせたものが考えられる。
ちなみに、ブチルゴムもエチレンプロピレンゴムも低熱伝導性を有し、そのままでも断熱性に優れたゴム素材であり、断熱ゴム１４Ａ，１４Ｂとして用いても良い。

図４は、断熱ゴムの試験片の断熱性を評価した際の試験方法を説明する図であり、（ａ）は、側面図、（ｂ）は、試験片を載せた状態の上面図である。
発明者らは、ブチルゴムをゴム素材の基本として、図６に示すように他にＦＥＦ級カーボンブラック、プロセスオイル、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄、加硫促進剤、を混ぜ、断熱性能を向上させるため、更に、シリカアルミナバルーン（無機材で形成された中空粒子）、セラミックスバルーン、（セラミックスで形成された中空粒子）、シラスバルーン（火山灰である「シラス」で形成された中空粒子）等の中空粒子や、発泡剤を混練して断熱ゴムの試験片を作成した。
ここで、ＦＥＦ級とは、製法による品質レベルをいい、ＦＥＦとは高速押出炉のことである。

なお、発泡剤の場合は、混練した後に断熱ゴム全体を加熱して、発泡剤からガスを発生させ、断熱ゴム内に気泡を生成させて、断熱性能を向上させるものである。このような発泡剤としては、所定の温度に所定時間保つと、発泡剤から発生するガスが略出尽くすような種類の発泡剤が断熱ゴムの生産性の上で好ましい。
ちなみに、発泡剤からガスを発生させ、断熱ゴム内に気泡を生成させる工程は、前記した金型成形法により加熱して断熱ゴム１４Ａを３次元成形する工程で同時にすると良い。

発明者らは、図４に示すように表面温度を８０℃に設定した恒温温調熱盤３１の上に、リム１１を模した２００ｍｍ×２００ｍｍ四方、厚さ２ｍｍのＳＰＣＣ鋼板（冷間圧延鋼板）３２を密着させて載せ、更に、厚さ２ｍｍの所定の四方形の断熱ゴムの試験片３３をＳＰＣＣ鋼板３２に密着させて載せた際の、断熱ゴムの試験片３３の上面温度を接触式温度センサ３４の温度変化を１０分間測定し、その飽和温度から断熱ゴムの試験片の断熱性を評価した。

図５は、図４の試験方法で測定した場合の、温度測定の説明図である。曲線ａで示すようにＳＰＣＣ鋼板のみでは、１０分後には略８０℃に到る。断熱ゴムの素材混合の開発のための比較目標としたものが、曲線ｃで示す２ｍｍ厚の断熱塗料「ガイナ（ＧＡＩＮＡ）」（登録商標）の断熱特性である。ちなみに、断熱塗料「ガイナ（ＧＡＩＮＡ）」の断熱性能は、０．０３Ｗ／ｍＫ程度である。
曲線ｂは、図６に示す比較例１をベースとして発泡剤を６Ｐｈｒ加えた場合のものである。
ここで、Ｐｈｒ（ＰＨＲとも表記する）とは、ＰｅｒＨｕｎｄｒｅｄＲｕｂｂｅｒ、つまり、ゴム素材の重量１００に対する添加剤の重量の値である重量部を示す表記法である。添加剤の全体に対する重量割合で添加剤の量を表現するよりも、添加剤の種類が増えたときにも容易に添加剤の重量部が分かる表記法である。ちなみに、図６におけるＴｏｔａｌＰｈｒとは、ゴム１００の重量に他の添加剤全ての重量部を加算して表示したものである。

図６は、断熱ゴムの試験片の試験結果を示す説明図である。比較例１としては、ゴム素材としてブチルゴムを重量で１００とし、ＦＥＦ級ブラックカーボンを重量部で６０、プロセスオイルを重量部で１０、ステアリン酸を重量部で１、酸化亜鉛を重量部で５、硫黄を重量部で１、加硫促進剤を重量部で１加え、ＴｏｔａｌＰｈｒ１７８．０の断熱ゴムを第１のベースゴムとし、この比較例１を前記した図４における試験片として試験した場合の熱貫流率（Ｗ／ｍ²Ｋ）をベースとして１００％とする。そして、他の実施例１〜１０及び比較例２の図４における試験片として試験した場合の熱貫流率（Ｗ／ｍ²Ｋ）を、それぞれパーセント表示で図６の「評価結果欄」の「熱伝達性（％）」の値として表示してある。熱伝達性（％）の値が低いほど、断熱性能が高いことを示す。

実施例１は、比較例１の第１のベースゴムに対し、シリカアルミナバルーンを重量部で５０加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ２２８．０、熱伝達性（％）８８である。実施例２は、比較例１の第１のベースゴムに対し、セラミックスバルーンを重量部で５０加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ２２８．０、熱伝達性（％）９１である。実施例３は、比較例１の第１のベースゴムに対し、シラスバルーンを重量部で５０加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ２２８．０、熱伝達性（％）８７である。実施例４は、比較例１の第１のベースゴムに対し、発泡剤を重量部で４加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ１８２．０、熱伝達性（％）７１である。実施例５は、比較例１の第１のベースゴムに対し、発泡剤を重量部で８加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ１８６．０、熱伝達性（％）５３である。

比較例２は、ゴム素材としてブチルゴムを重量で５０、耐候性に優れるエチレンプロピレンゴムを重量で５０とし、ＦＥＦ級ブラックカーボンを重量部で６０、プロセスオイルを重量部で１０、ステアリン酸を重量部で１、酸化亜鉛を重量部で５、硫黄を重量部で１、加硫促進剤を重量部で１加え、ＴｏｔａｌＰｈｒ１７８．０の断熱ゴムを第２のベースゴムとしたものであり、熱伝達性（％）９９である。
実施例６は、比較例２の第２のベースゴムに対し、シリカアルミナバルーンを重量部で５０加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ２２８．０、熱伝達性（％）８６である。実施例２は、比較例２の第２のベースゴムに対し、セラミックスバルーンを重量部で５０加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ２２８．０、熱伝達性（％）８７である。実施例８は、比較例２の第２のベースゴムに対し、シラスバルーンを重量部で５０加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ２２８．０、熱伝達性（％）８６である。実施例９は、比較例２の第２のベースゴムに対し、発泡剤を重量部で４加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ１８２．０、熱伝達性（％）７４である。実施例１０は、比較例２の第２のベースゴムに対し、発泡剤を重量部で８加えたものであり、ＴｏｔａｌＰｈｒ１８６．０、熱伝達性（％）５５である。

なお、図６に示した評価に用いた配合成分の具体的な名称（商標名）および製造元は以下のものでる。ブチルゴム（ＩＩＲ）は、日本ブチル株式会社製のブチルゴム「ＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬ３３４４」（商標名）であり、エチレンプロピレンゴムは、住友化学株式会社製のエチレンプロピレンゴム「ＥＳＰＲＥＮＥ３０１Ａ」（商標名）であり、加硫促進剤は、大内新興化学工業株式会社製のＮ−ｔｅｒ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミドの「ノクセラ−ＮＳ−Ｐ」であり、シリカアルミナバルーンは、巴工業株式会社製の「セノライト」（商標名）であり、セラミックスバルーンは、太平洋セメント製の「Ｅ−ＳＰＨＥＲＥＳ」（商標名）であり、シラスバルーンは、イヂチ化成製の「ウィンライト９０１１」（商標名）であり、発泡剤は、Ｎ,Ｎ'−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＮＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）を主成分としたものであり永和化成製の「ＥｘｃｅｌｌａｒＱ」（商標名）である。

なお、実施例４、実施例５、実施例９、実施例１０において発泡剤を４％又は８％としたのは、発泡剤の量を変化させて、生成させる気泡が断熱ゴムの断熱効果を増大させる効果と断熱ゴムの切断断面の気泡の形状を検討した結果にもとづいたものである。発泡剤が多すぎて、隣接する独立の気泡との壁が極めて薄い半連続気泡を形成したり、大きな気泡（連続気泡）を生成したりすると、気泡中のガスの対流により断熱効果を阻害することが分かったためである。その結果、隣接する独立の気泡との壁が所定厚さ以上ある気泡が生成されるようにするためには、発泡剤の重量部は４〜８が適切であることが分かった。
ここで、隣接する独立の気泡との壁が所定厚さ以上ある気泡が、特許請求の範囲に記載の「独立気泡」に対応する。そして、ゴム素材の重量１００に対して発泡剤の重量部は４〜８の配合は、特許請求の範囲に記載の「独立気泡配合」に対応する。

図６の結果からも、シリカアルミナバルーンやセラミックスバルーンやシラスバルーン等の中空粒子よりも発泡剤を用いた方が重量的にも軽量で断熱特性の良い断熱ゴムを構成することができることが分かる。また、発泡剤により断熱ゴム内に形成された気泡は、タイヤ２０の嵌め込みや、取り外しの際にビード部２１ａ（図１参照）が断熱ゴム１４Ａ（図１参照）の上に落ち込んでも、気泡が壊れることは無い。また、ガスが充満しているので、ビード部２１ａが取り除かれれば、仮に押しつぶされている気泡は、断熱ゴムの弾性で気泡として元に戻り、断熱性能が変化し難い。これに対し、シリカアルミナバルーンやセラミックスバルーンやシラスバルーン等の中空粒子の場合は、タイヤ２０の嵌め込みや、取り外しの際にビード部２１ａが断熱ゴムの上に落ち込んだときに、中空粒子を破損させ、断熱特性が変化する可能性がある。従って、これらの中空粒子は小口径のものとし、十分な強度を持たせることが望ましい。

次に、図７、図８を参照しながら適宜図１を参照して、リム１１のウェル部１１ｃの外周面１１ｄに断熱ゴム１４Ａを貼り付け、タイヤの発熱が大気中に放散されるのを抑制し、タイヤ空気室ＭＣ内の空気温度を高める作用について説明する。
図７は、走行中のタイヤ空気室からの熱の伝達経路を示し、（ａ）は、比較例としての断熱ゴムを有しない車両用ホイールの場合の説明図、（ｂ）は、断熱ゴムを有する第１の実施形態における車両用ホイールの場合の説明図である。図８は、車両が走行開始後のタイヤのトレッド部の温度の時間推移の説明図である。
なお、図７でも、クリア塗装の下塗り層は表示上省略してある。

車両が走行を始めるとトレッド部２１ｂが路面との摩擦で発熱し、又、転がり摩擦によりタイヤ２０のショルダ部、サイド部等もヒステリシスロスの熱を発生したり、熱伝導により加熱されたりする。
比較例の断熱ゴムを有しない車両用ホイール１０の場合、タイヤ２０の自己発熱による熱は、以下の３つの経路で放熱される。
（１）矢印Ａで示したようにタイヤ２０の表面から直接大気に放熱する経路
（２）矢印Ｂ示したようにビード部２１ａから、ビードシート部１１ａを経て、リム１１、ディスク１２を介して大気に放熱する経路
（３）矢印Ｃで示したようにタイヤ空気室ＭＣ内の空気を加熱して、リム１１を経て、ディスク１２を介して大気に放熱する経路

これに対し、本実施形態の車両用ホイール１０Ａでは、（１）、（２）の放熱の経路は車両用ホイール１０の場合と同じであるが、（３）の経路に対しては、断熱ゴム１４Ａが矢印Ｃ_Rに示すようにタイヤ空気室ＭＣからリム１１への熱伝達を抑制し、高い断熱性能を示しているのでタイヤ空気室ＭＣの温度が比較例の車両用ホイール１０の場合よりも増加する。

これは、計算によってもシミュレーションすることができる。図８のグラフでは、縦軸は、タイヤ２０のトレッド部２１ｂ（図１参照）の温度を示し、横軸は、車両が走行開始してからの経過時間を示す。曲線ｘ１は、断熱ゴム１４Ａを有しない場合の比較例を示し、曲線ｘ２は、断熱塗料の層（厚さ２ｍｍ）を有する場合の比較例を示し、曲線ｘ３は、本実施形態の断熱ゴム１４Ａ（厚さ２ｍｍ）を有する場合を示している。ここでは、断熱ゴム１４Ａの条件は、図６の表の実施例５に示す配合のものであり、断熱性能が０．０３Ｗ／ｍ・Ｋ以下を達成している場合である。
この場合、タイヤトレッド部温度を比較例の曲線ｘ１より２〜３℃高くすることができることがわかった。その結果、転がり抵抗がその分低下し、米国の自動車燃費試験に用いられるＬＡ−４モード（市街地走行モード）で、燃費が１％程度向上する。
ちなみに、比較例の曲線ｘ２の断熱塗料は、前記した断熱塗料「ガイナ（ＧＡＩＮＡ）」を用いた場合である。この断熱塗料と本実施形態の断熱ゴム１４Ａは、略同等の断熱性を得られることが分かる。

なお、図６に示した実施例１０の配合の場合でも、前記した評価結果における熱伝達性（％）は、実施例５の５３に対し、実施例１０のそれは５５であり、ほとんど差異は無く、耐候性も高まる。

ちなみに、タイヤ２０の図示省略のビードワイヤ周りの熱は、ビードシート部１１ａを経て、リム１１、ディスク１２を介して大気に放熱されるので、ビード部２１ａの温度が高温になりすぎることは回避できる。

次に、図９を参照しながらタイヤ２０の車両用ホイール１０への取り付け、車両用ホイール１０からの取り外し作業の際における断熱ゴム１４Ａの端部１４ｂの断面形状の効果を説明する。図９は、タイヤのビード部をリムのウェル部に落とし込む際に断熱ゴムの端部を引っ掛け難いことを説明する図である。
リング状に成形された断熱ゴム１４Ａは、図９に示すようにウェル部１１ｃの平坦部位に対応する基部１４ａは、装着状態で２ｍｍの肉厚であり、リム幅方向外側に位置するハンプ部１１ｅ，１１ｅに近い端部１４ｂ，１４ｂは、リム幅方向外側に行くほど装着状態で２ｍｍの肉厚から漸減するようにリム幅方向の断面が成形されている。
その結果、矢印Ｙで示したようにビード部２１ａをビードシート部１１ａからリム幅方向内側に滑らせて、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに落とし込む際に、ビード部２１ａが端部１４ｂを引っ掛けることによる断熱ゴム１４Ａの剥がれや破損の可能性が小さくなり、断熱ゴム１４Ａと外周面１１ｄとの密着性が維持される。

以上、本実施形態によれば、前記した従来技術の特許文献１に記載の技術のような遮熱断熱層を形成する断熱塗料を塗る場合に比べて、断熱層を所定の厚さに均一にリム１１の外周面１１ｄに形成できるので。目標とする断熱性能が確実に得られる。そして、図８に示したように車両走行により路面との摩擦でタイヤ温度が上昇して、更にその熱がタイヤ空気室内の空気に伝達され、タイヤ空気室内の空気温度が上昇したときに、タイヤ空気室ＭＣ内の空気が車両用ホイールのリム１１の外周面１１ｄと接する部位を通じて、熱がリム１１、ディスク１２を経て大気中に放熱されるのを、断熱塗料と同じ厚さで、かつ、略同程度の断熱性能で抑制できる。

また、断熱塗料は、一度に厚く塗るのは困難であり、重ね塗りは施工性が悪い。これに対し、断熱ゴム１４Ａの場合は、予め加熱しながら金型成形で成形したリング状の断熱ゴム１４Ａを、接着材を塗布したウェル部１１ｃの外周面１１ｄの所定のリム幅方向位置に、前記した断熱ゴムの装着法で説明したように機械装着でき、作業性が容易であり、装着後の断熱ゴム１４Ａの厚さを、車両用ホイール１０のリム幅方向に対しても、周方向に対しても容易に所定の厚さに設定できる。また、断熱ゴム１４Ａの収縮力を外周面１１ｄへの固定力としても利用できる。
更に、リング状に成形された断熱ゴム１４Ａは、リム幅方向外側に位置するハンプ部１１ｅ，１１ｅに近い端部１４ｂ，１４ｂは、リム幅方向外側に行くほど装着状態で２ｍｍの肉厚から漸減するようにリム幅方向の断面が成形されているので、タイヤ２０のビード部２１ａをリム１１のウェル部１１ｃに落とし込む際に、ビード部２１ａが断熱ゴム１４Ａの端部１４ｂを引っかけて断熱ゴム１４Ａの剥がれや破損する可能性を抑制できる。

また、図６に示した実施例１〜３、実施例６〜８のように中空粒子を断熱ゴムの中に混合するよりも、実施例４，５、実施例９，１０のように発泡剤を用いることにより、断熱ゴムの断熱性能を一層向上でき、又、軽量化できる。

なお、本実施形態では、断熱ゴム１４Ａの端部１４ｂのリム幅方向断面形状の先細りの形状を金型成形の際に形成するものとしたが、金型成形後にリム幅方向断面形状の先細りの形状に加工しても良い。

《第２の実施形態》
次に、図１０を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る車両用ホイール１０Ｂについて説明する。
第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の車両用ホイール１０Ｂが、第１の実施形態の車両用ホイール１０Ａと異なる点は、ウェル部１１ｃの外周形状である。車両用ホイール１０Ｂでは、図１のようなハンプ部１１ｅ，１１ｅをほとんど有せず、又、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄのリム幅方向の断面形状が、リム幅方向に変化している点である。それに適合するように、リング状の断熱ゴム１４Ｃは、内周側も外周側もリム幅方向に変化させ、所定の厚さ、例えば、２ｍｍ厚さを保つように３次元金型成形されている。
この３次元金型成形の際に、第１の実施形態における端部１４ｂと同様に端部１４ｂ_A，１４ｂ_Bも形成される。本実施形態では、リム幅方向の車幅外方側の端部１４ｂ_Aに隣接する基部１４ａ_Aの厚さと、リム幅方向の中央の基部１４ａの厚さと、リム幅方向の車幅内方側の端部１４ｂ_Bに隣接する基部１４ａ_Bの厚さが異なり、基部１４ａの厚さが一番厚く、次いで基部１４ａ_Aの方が基部１４ａ_Bよりも厚く成形されている。これは、車両用ホイール１０Ｂにおけるビードシート部１１ａからウェル部１１ｃへ続く形状が車幅外方側と車幅内方側とで異なり、車幅内方側のビード部２１ａをウェル部１１ｃに落と仕込む際に、端部１４ｂ_B、基部１４ａ_Bが引っ掛けられて捲れ、破損したり、密着性を損なったりするのを防止抑制するためである。
ここで、端部１４ｂ_A，１４ｂ_Bが、特許請求の範囲に記載の「リム外周面のウェル部よりもリム幅方向外側に位置する部位」に対応する。

図１０に示したように、断熱ゴム１４Ｃの内周面側をリム１１の外周面１１ｄのリム幅方向の断面外形形状に合わせて成形してあるので、ウェル部１１ｃのリム１１の外周面１１ｄがリム幅方向に平坦ではないことが多い通常の車両用のホールにおける外周面１１ｄと断熱ゴム１４Ｃとの密着性も良くすることができる。その結果、外周面１１ｄのタイヤ空気室ＭＣの空気が接する部位からリム１１への熱伝導が抑制される。

１０Ａ，１０Ｂ車両用ホイール
１１リム
１１ａビードシート部
１１ｂリムフランジ部
１１ｃウェル部
１１ｄ外周面（リム外周面）
１１ｅハンプ部
１２ディスク
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ断熱ゴム
１４ａ，１４ａ_A，１４ａ_B 基部
１４ｂ，１４ｂ_A，１４ｂ_B 端部
２０タイヤ
２１ａビード部
２１ｂトレッド部
ＭＣタイヤ空気室

Claims

リング状に成形された断熱ゴムをリム外周面のタイヤ空気室の空気が接する部位にはめ込み、接着被覆した車両用ホイールであって、
前記リング状に成形される前の断熱ゴムに予め所定量の発泡剤を混練し、リング状に型成形するときに熱を加えて前記発泡剤を発泡させるとともに、
前記断熱ゴムにおいて、前記リム外周面のウェル部よりもリム幅方向外側に位置する部位の厚さを、前記断熱ゴムの端部に向けて漸減させるように成形し、前記断熱ゴムの端部を前記リム外周面のハンプ部に臨ませたことを特徴とする車両用ホイール。
前記断熱ゴムを前記リム外周面のリム幅方向の断面外形形状に合わせて成形したことを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイール。
前記リング状に成形される前の断熱ゴムに予め混練される所定量の発泡剤の量は、リング状に型成形するときに熱を加えて発泡剤を発泡させて独立気泡を形成する、独立気泡配合とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用ホイール。
前記断熱ゴムに予め混練される前記発泡剤は、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン及びアゾジカルボンアミドを主成分としたものであり、その量は、前記断熱ゴムのゴム素材であるブチルゴムの重量１００に対する添加剤の重量の値である重量部を示す表記法で表して４〜８であることを特徴とする請求項３に記載の車両用ホイール。