JP6154064B2 - 車両用ホイール - Google Patents
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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)。このホイールのヘルムホルツレゾネータは、内側に副気室を有し、ホイール周方向に沿って等間隔に4つ配置されている。
そして、各ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数は、タイヤ空気室の共鳴周波数に合わせられる。
そして、各ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数は、タイヤ空気室の共鳴周波数に合わせられる。
しかしながら、各ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数が単一の周波数に設定されると、消音可能な周波数帯域が限定される。
そのため、タイヤ空気室内での気柱共鳴音の周波数帯域が広いタイヤに従来のホイール(例えば、特許文献1参照)を適用すると、消音性能が不十分となるおそれがある。
そのため、タイヤ空気室内での気柱共鳴音の周波数帯域が広いタイヤに従来のホイール(例えば、特許文献1参照)を適用すると、消音性能が不十分となるおそれがある。
そこで、本発明の課題は、タイヤ空気室内での気柱共鳴音の周波数帯域が広いタイヤに適用しても優れた消音性能を発揮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、タイヤ空気室と連通孔を介して連通する副気室を有するヘルムホルツレゾネータを備える車両用ホイールであって、タイヤ空気室内の気柱共鳴音の共鳴周波数よりも低い共鳴周波数の音に対する消音特性を有するように設定された第1のヘルムホルツレゾネータと、前記気柱共鳴音の共鳴周波数よりも高い共鳴周波数の音に対する消音特性を有するように設定された第2のヘルムホルツレゾネータと、の組を2組備え、前記第1のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔と、前記第2のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔とが、ホイール回転中心を挟んで対向する位置に配置され、一方の組の前記第1のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔と、前記第2のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔とを結ぶ線と、他方の組の前記第1のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔と、前記第2のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔とを結ぶ線とが互いに直交していることを特徴とする。
本発明によれば、タイヤ空気室内での気柱共鳴音の周波数帯域が広いタイヤに適用しても優れた消音性能を発揮する車両用ホイールを提供することができる。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態の車両用ホイール1は、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材10をホイール周方向Xに複数備えている。図1においては、作図の便宜上、副気室部材10a及び副気室部材10bの2つのみを記載しているが、後に詳しく説明するように、車両用ホイール1は、ホイール周方向Xに4つの副気室部材10a,10b,10c,10d(図4参照)を備えている。ちなみに、本実施形態での副気室部材10a及び副気室部材10dは、特許請求の範囲にいう「第1のヘルムホルツレゾネータ」に相当し、副気室部材10b及び副気室部材10cは、特許請求の範囲にいう「第2のヘルムホルツレゾネータ」に相当する。
図1に示すように、本実施形態の車両用ホイール1は、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材10をホイール周方向Xに複数備えている。図1においては、作図の便宜上、副気室部材10a及び副気室部材10bの2つのみを記載しているが、後に詳しく説明するように、車両用ホイール1は、ホイール周方向Xに4つの副気室部材10a,10b,10c,10d(図4参照)を備えている。ちなみに、本実施形態での副気室部材10a及び副気室部材10dは、特許請求の範囲にいう「第1のヘルムホルツレゾネータ」に相当し、副気室部材10b及び副気室部材10cは、特許請求の範囲にいう「第2のヘルムホルツレゾネータ」に相当する。
本実施形態の車両用ホイール1は、タイヤの気柱共鳴音の共鳴周波数よりも低い共鳴周波数の第1のヘルムホルツレゾネータの連通孔18aと、タイヤの気柱共鳴音の共鳴周波数よりも高い共鳴周波数の第2のヘルムホルツレゾネータの連通孔18aとを2組備えている。そして、本実施形態の車両用ホイール1は、一方の組の第1のヘルムホルツレゾネータの連通孔と、第2のヘルムホルツレゾネータの連通孔とを結ぶ線と、他方の組の第1のヘルムホルツレゾネータの連通孔と、第2のヘルムホルツレゾネータの連通孔とを結ぶ線とが互いに直交していることを主な特徴とする。
なお、以下の説明において、前記の副気室部材10a,10b,10c,10dを互いに区別しない場合には、単に「副気室部材10」と称する。
なお、以下の説明において、前記の副気室部材10a,10b,10c,10dを互いに区別しない場合には、単に「副気室部材10」と称する。
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、リム11と、このリム11をハブ(図示省略)に連結するためのディスク12とを備えている。図1中、符号11dは、ウェル部11cの外周面であり、副気室部材10は、後に詳しく説明するように、このウェル部11cに嵌め込まれる。また、符号18は、連通孔18aが形成される管体であり、符号15は、リム11の周方向に延びるようにウェル部11cの外周面11dに立設された環状の縦壁である。ちなみに、副気室部材10は、後記するように、縦壁15に係止される。符号15aは、副気室部材10が縦壁15に係止される際に管体18が嵌入される縦壁15の切欠き部である。符号Yは、ホイール幅方向を示す矢印である。
図2は、図1のII−II断面図である。
リム11は、図2に示すように、ホイール幅方向Yの両端部に形成されるタイヤのビードシート部(図示省略)同士の間で、ホイール径方向の内側(回転中心側)に向かって凹んだウェル部11cを有している。
ウェル部11cは、図示しないタイヤをリム11に組み付けるリム組み時に、タイヤのビード部(図示省略)を落とし込むために設けられている。ちなみに、本実施形態でのウェル部11cは、ホイール幅方向Yに亘って略同径となる円筒形状に形成されている。
このウェル部11cの外周面11dには、リム11の周方向に延びるように環状の縦壁15が立設されている。
リム11は、図2に示すように、ホイール幅方向Yの両端部に形成されるタイヤのビードシート部(図示省略)同士の間で、ホイール径方向の内側(回転中心側)に向かって凹んだウェル部11cを有している。
ウェル部11cは、図示しないタイヤをリム11に組み付けるリム組み時に、タイヤのビード部(図示省略)を落とし込むために設けられている。ちなみに、本実施形態でのウェル部11cは、ホイール幅方向Yに亘って略同径となる円筒形状に形成されている。
このウェル部11cの外周面11dには、リム11の周方向に延びるように環状の縦壁15が立設されている。
縦壁15は、ウェル部11cの外周面11dからホイール径方向の外側(図2の紙面上側、以下同じ)に立ち上がる第1の縦壁面16aを形成するように外周面11dに立設されている。
また、ウェル部11cのホイール幅方向Yの内側(図2の紙面左側)に形成される側面部11eには、第1の縦壁面16aと対向するように第2の縦壁面16bが設けられている。なお、本実施形態での縦壁15は、リム11を鋳造する際にウェル部11cと一体に成形される。
また、ウェル部11cのホイール幅方向Yの内側(図2の紙面左側)に形成される側面部11eには、第1の縦壁面16aと対向するように第2の縦壁面16bが設けられている。なお、本実施形態での縦壁15は、リム11を鋳造する際にウェル部11cと一体に成形される。
そして、これらの第1の縦壁面16a及び第2の縦壁面16bには、それぞれ溝部17a及び溝部17bが形成されている。これらの溝部17a,17bは、ウェル部11cの外周面11dの周方向に沿って形成されて環状の周溝を形成している。これらの溝部17a,17bには、副気室部材10の縁部14a及び縁部14bが嵌め込まれることとなる。なお、本実施形態での溝部17a,17bは、縦壁15及び側面部11eのそれぞれに機械加工を施して形成される。
図3は、副気室部材10の全体斜視図である。図3中、符号Xは、この副気室部材10がウェル部11c(図1参照)に取り付けられた際のホイール周方向を示す矢印である。符号Yは、ホイール幅方向を示す矢印である。
前記したように、本実施形態での車両用ホイール1は、4つの副気室部材10a,10b,10c,10d(図4参照)を備えているが、副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)と副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)とは、その共鳴周波数が異なるように設定されている以外は同じ構造を有している。したがって、以下では、副気室部材10a,10b,10c,10dは、副気室部材10としてその構造について説明する。
副気室部材10は、図3に示すように、ホイール周方向Xに長い部材であって、本体部13と、連通孔18aが形成される管体18と、縁部14とを備えている。そして、副気室部材10の長手方向(ホイール周方向X)は、ウェル部11c(図1参照)の外周面11d(図1参照)に沿うように湾曲している。
図2に戻って、副気室部材10の本体部13は、底板25bと、この底板25bとの間に副気室SCを形成する上板25aとを備えている。なお、本実施形態での上板25a及び底板25bのそれぞれは、同じ厚さとなっているが、これらの厚さは相互に異なっていてもよい。
上板25aは、ウェル部11cの外周面11d側に沿うように配置された底板25bの上方で膨らみをもつように湾曲することで、副気室SCを形成している。
上板25aには、本体部13を構成する部分に、上側結合部33aが形成されている。この上側結合部33aは、上板25aが副気室SC側に向かって窪むように形成されたものであり、平面視で円形を呈している。
上板25aには、本体部13を構成する部分に、上側結合部33aが形成されている。この上側結合部33aは、上板25aが副気室SC側に向かって窪むように形成されたものであり、平面視で円形を呈している。
図3に示すように、この上側結合部33aは、副気室部材10の長手方向(ホイール周方向X)に沿って本体部13の中央線上で1列に並ぶように10個形成されると共に、管体18の位置で副気室部材10の短手方向(ホイール幅方向Y)に並ぶように2個形成されている。
図2に示すように、底板25bには、上側結合部33aと対応する位置に、底側結合部33bが形成されている。
これらの底側結合部33bは、底板25bが副気室SC側に向かって窪むように形成されたものであり、平面視で円形を呈している。これらの底側結合部33bは、その先端部が、上板25aの上側結合部33aの先端部と一体になって、上板25aと底板25bとを結合している。
なお、本発明においては、このような上側結合部33a及び底側結合部33bを有しない構造とすることもできる。
これらの底側結合部33bは、底板25bが副気室SC側に向かって窪むように形成されたものであり、平面視で円形を呈している。これらの底側結合部33bは、その先端部が、上板25aの上側結合部33aの先端部と一体になって、上板25aと底板25bとを結合している。
なお、本発明においては、このような上側結合部33a及び底側結合部33bを有しない構造とすることもできる。
図3に示すように、管体18は、その内側に連通孔18aを有している。管体18は、副気室部材10の長手方向(ホイール周方向X)の中央に形成されている。
このような管体18は、ホイール幅方向Yに本体部13から突出している。
連通孔18aは、ウェル部11c(図2参照)上で、図示しないタイヤとの間に形成されることとなるタイヤ空気室MC(図2参照)と、副気室SC(図2参照)とを連通させており、副気室部材10の副気室SCと共にヘルムホルツレゾネータを構成している。
このような管体18は、ホイール幅方向Yに本体部13から突出している。
連通孔18aは、ウェル部11c(図2参照)上で、図示しないタイヤとの間に形成されることとなるタイヤ空気室MC(図2参照)と、副気室SC(図2参照)とを連通させており、副気室部材10の副気室SCと共にヘルムホルツレゾネータを構成している。
連通孔18aの断面形状は、特に制限はなく、本実施形態では楕円形(図3参照)となっているが、円形、多角形等のいずれであってもよい。
なお、後に詳しく説明する連通孔18a同士の間隔は、連通孔18aの開口部の中心同士で規定される。
なお、後に詳しく説明する連通孔18a同士の間隔は、連通孔18aの開口部の中心同士で規定される。
このような連通孔18aを有する本実施形態での管体18は、縦壁15の切欠き部15a(図1参照)に嵌り込むことで、副気室部材10のホイール周方向X(図1参照)への回り止めとしての機能をも有する。
図2に示すように、縁部14は、底板25bと上板25aとを結合している。
また、図3に示すように、ホイール周方向Xに本体部13から延出する縁部14c及び縁部14dと、ホイール周方向Xと直交する方向(ホイール幅方向Y)に本体部13から延出する縁部14a及び縁部14bとによって縁部14は構成されている。つまり、縁部14(14a,14b,14c,14d)は、本体部13を囲むように本体部13から周囲に延出している板状体で形成されている。
また、図3に示すように、ホイール周方向Xに本体部13から延出する縁部14c及び縁部14dと、ホイール周方向Xと直交する方向(ホイール幅方向Y)に本体部13から延出する縁部14a及び縁部14bとによって縁部14は構成されている。つまり、縁部14(14a,14b,14c,14d)は、本体部13を囲むように本体部13から周囲に延出している板状体で形成されている。
そして、図2に示すように、ホイール幅方向Yに延出する縁部14a及び縁部14bの先端部は、第1の縦壁面16aの溝部17a及び第2の縦壁面16bの溝部17bに嵌り込んでいる。
第1の縦壁面16a及び第2の縦壁面16bのそれぞれに向かって延出する縁部14a及び縁部14bは、前記したように、湾曲する底板25bと一体になってウェル部11cの外周面11d側に凸となる湾曲面を形成している。
第1の縦壁面16a及び第2の縦壁面16bのそれぞれに向かって延出する縁部14a及び縁部14bは、前記したように、湾曲する底板25bと一体になってウェル部11cの外周面11d側に凸となる湾曲面を形成している。
このような本実施形態での縁部14の厚さは、底板25b及び上板25aの厚さと略同じ厚さに設定されている。そして、縁部14は、その厚さや材料を適宜に選択することでバネ弾性を有している。
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、繰り返しの曲げ疲労にも強いポリプロピレンが特に望ましい。
次に、本実施形態の車両用ホイール1における副気室部材10(ヘルムホルツレゾネータ)の位置について説明する。
図4は、第1のヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材10a,10dと、第2のヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材10b,10cの配置位置を模式的に示す側断面図である。図4は、副気室部材10a,10b,10c,10dを長手方向の曲率に沿う曲面で切断した断面を模式的に示すとともに、連通孔18aの形成位置を模式的に示している。
図4は、第1のヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材10a,10dと、第2のヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材10b,10cの配置位置を模式的に示す側断面図である。図4は、副気室部材10a,10b,10c,10dを長手方向の曲率に沿う曲面で切断した断面を模式的に示すとともに、連通孔18aの形成位置を模式的に示している。
本実施形態の車両用ホイール1は、副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0と、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0とに所定幅の差が設けられている。
具体的には、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCに対して、副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、fMC−α[Hz](但し、αは1から10の正数)に設定され、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、fMC+α[Hz](但し、αは前記と同義)に設定される。
具体的には、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCに対して、副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、fMC−α[Hz](但し、αは1から10の正数)に設定され、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、fMC+α[Hz](但し、αは前記と同義)に設定される。
つまり、副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f 0は、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCよりも低く設定される。望ましくは共鳴周波数f0と共鳴周波数fMCとの差α(α=f0−fMC)が−1〜−10[Hz]となるように設定される。さらに望ましくは、−5〜−8[Hz]となるように設定される。
また、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCよりも高く設定される。望ましくは共鳴周波数f0と共鳴周波数fMCとの差α(α=f0−fMC)が1〜10[Hz]となるように設定される。さらに望ましくは、5〜8[Hz]となるように設定される。
ちなみに、タイヤの気柱共鳴音の共鳴周波数fMCに応じた副気室部材10の共鳴周波数f0の設定は、次の(式1)の副気室SCの容積(V)、連通孔18aの長さ(L)、及び連通孔18aの開口部断面積(S)から選択されるいくつかの要素を適宜に調節することにより行うことができる。
ちなみに、タイヤの気柱共鳴音の共鳴周波数fMCに応じた副気室部材10の共鳴周波数f0の設定は、次の(式1)の副気室SCの容積(V)、連通孔18aの長さ(L)、及び連通孔18aの開口部断面積(S)から選択されるいくつかの要素を適宜に調節することにより行うことができる。
f0=C/2π×√(S/V(L+α×√S))・・・(式1)
f0(Hz):共鳴周波数
C(m/s):副気室SC内部の音速(=タイヤ空気室MC内部の音速)
V(m3):副気室SCの容積
L(m):連通孔18aの長さ
S(m2):連通孔18aの開口部断面積
α:補正係数
f0(Hz):共鳴周波数
C(m/s):副気室SC内部の音速(=タイヤ空気室MC内部の音速)
V(m3):副気室SCの容積
L(m):連通孔18aの長さ
S(m2):連通孔18aの開口部断面積
α:補正係数
そして、本実施形態の車両用ホイール1は、図4に示すように、ホイール周方向Xに、副気室部材10a(第1のヘルムホルツレゾネータ)、副気室部材10b(第2のヘルムホルツレゾネータ)、副気室部材10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)、及び副気室部材10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)がこの順番に並ぶように配置されている。
また、第1のヘルムホルツレゾネータと第2のヘルムホルツレゾネータとの一方の組を構成する副気室部材10aと副気室部材10cのそれぞれ連通孔18a同士がホイール回転中心Axを挟んで対向する位置に配置されている。
また、第1のヘルムホルツレゾネータと第2のヘルムホルツレゾネータとの他方の組を構成する副気室部材10dと副気室部材10bのそれぞれ連通孔18a同士がホイール回転中心Axを挟んで対向する位置に配置されている。
また、第1のヘルムホルツレゾネータと第2のヘルムホルツレゾネータとの他方の組を構成する副気室部材10dと副気室部材10bのそれぞれ連通孔18a同士がホイール回転中心Axを挟んで対向する位置に配置されている。
また、本実施形態の車両用ホイール1は、副気室部材10a(第1のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aと、副気室部材10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aとを結ぶ線L1と、副気室部材10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aと、副気室部材10b(第2のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aとを結ぶ線L2とが直交している。なお、本実施形態での「直交」とは、線L1と線L2とが誤差(ずれ角)を含む範囲で90度をなして交差していることを意味する。この誤差(ずれ角)は、±10度以内が望ましい。
以上のような車両用ホイール1は、後記の実施例に示すように、消音する周波数帯域が従来の車両用ホイール(例えば、特許文献1参照)と比較して一層拡大する。
したがって、この車両用ホイール1によれば、タイヤ空気室MC内での気柱共鳴音の周波数帯域が広いタイヤに適用しても優れた消音性能を発揮することができる。
したがって、この車両用ホイール1によれば、タイヤ空気室MC内での気柱共鳴音の周波数帯域が広いタイヤに適用しても優れた消音性能を発揮することができる。
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、副気室部材10a,10b,10c,10dは、4つ別体のものを使用することを想定しているが、本発明は副気室部材10a,10b,10c,10dから選択されるいくつかの副気室部材10を組み合わせて一体としたものを採用することもできる。
前記実施形態では、副気室部材10a,10b,10c,10dは、4つ別体のものを使用することを想定しているが、本発明は副気室部材10a,10b,10c,10dから選択されるいくつかの副気室部材10を組み合わせて一体としたものを採用することもできる。
また、前記実施形態では、ウェル部11cに取り付け可能な副気室部材10でヘルムホルツレゾネータを構成しているが、副気室SCと連通孔18aとをリム11内に空洞等を設けることによってリム11に直に造りこむ構成とすることもできる。
また、前記実施形態では、副気室部材10の連通孔18aが、副気室部材10の長手方向の中央部に設けられるものについて説明したが、本発明はこれに限定されない。したがって、連通孔18aは、前記の線L1及び線L2が直交することを前提に、副気室部材10の長手方向の端部に形成される構成であってもよい。
また、前記実施形態では、副気室部材10a,10b,10c,10dの各連通孔18aが、ホイール幅方向Yのディスク12側に偏倚して配置されるものについて説明したが、連通孔18aの位置はこれに限定されない。したがって、副気室部材10a,10b,10c,10dの各連通孔18aは、ホイール幅方向Yのいずれの位置にでも配置することができる。この場合、前記の線L1及び線L2は、ホイール回転軸に沿う方向から見て直交していればよい。
次に、本発明の実施例及び比較例を示しながら本発明を更に具体的に説明する。
(実施例)
図5(a)は、実施例の車両用ホイール1における副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)と、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の配置位置を模式的に示す側断面図である。図5(b)は、図5(a)の車両用ホイール1における消音性能を示すグラフである。
図5(a)に示すように、本実施例の副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCよりも5[Hz]低くなるように設定されている。図5(a)中、f0−fMC=−5[Hz]と記す。
また、本実施例の副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCよりも5[Hz]高くなるように設定されている。図5(a)中、f0−fMC=5[Hz]と記す。
副気室部材10a(第1のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aと、副気室部材10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aとを結ぶ線L1と、副気室部材10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aと、副気室部材10b(第2のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aとを結ぶ線L2とは直交している。
図5(a)中、符号20は、タイヤトレッドである。
(実施例)
図5(a)は、実施例の車両用ホイール1における副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)と、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の配置位置を模式的に示す側断面図である。図5(b)は、図5(a)の車両用ホイール1における消音性能を示すグラフである。
図5(a)に示すように、本実施例の副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCよりも5[Hz]低くなるように設定されている。図5(a)中、f0−fMC=−5[Hz]と記す。
また、本実施例の副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCよりも5[Hz]高くなるように設定されている。図5(a)中、f0−fMC=5[Hz]と記す。
副気室部材10a(第1のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aと、副気室部材10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aとを結ぶ線L1と、副気室部材10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aと、副気室部材10b(第2のヘルムホルツレゾネータ)の連通孔18aとを結ぶ線L2とは直交している。
図5(a)中、符号20は、タイヤトレッドである。
次に、この車両用ホイール1の消音特性を評価した。
タイヤが装着された車両用ホイール1のタイヤトレッド20に、ハンマ殴打による打撃荷重が入力された。そして、ホイール回転中心Axの振動加速度の大きさが測定された。その結果を図5(b)に示す。
図5(b)の縦軸は、打撃荷重が入力された際の加振入力1N当りの振動加速度の大きさ[(m/s2)/N]を[dB]単位に換算して表したものである。図5(b)の横軸は、共鳴周波数[Hz]である。なお、横軸のRfは、タイヤの気柱共鳴音の共鳴周波数の中央値(共鳴周波数fMC)である。
図5(b)に示すように、振動加速度の閾値を参考例に示す副気室部材10を有しない車両用ホイールにおける振動加速度のピーク値から任意の分だけ小さい値(例えば今回は18dB)に設定した場合に、タイヤの共鳴周波数の中央値Rfを中心とした消音の周波数帯域は、17Hzであった。
タイヤが装着された車両用ホイール1のタイヤトレッド20に、ハンマ殴打による打撃荷重が入力された。そして、ホイール回転中心Axの振動加速度の大きさが測定された。その結果を図5(b)に示す。
図5(b)の縦軸は、打撃荷重が入力された際の加振入力1N当りの振動加速度の大きさ[(m/s2)/N]を[dB]単位に換算して表したものである。図5(b)の横軸は、共鳴周波数[Hz]である。なお、横軸のRfは、タイヤの気柱共鳴音の共鳴周波数の中央値(共鳴周波数fMC)である。
図5(b)に示すように、振動加速度の閾値を参考例に示す副気室部材10を有しない車両用ホイールにおける振動加速度のピーク値から任意の分だけ小さい値(例えば今回は18dB)に設定した場合に、タイヤの共鳴周波数の中央値Rfを中心とした消音の周波数帯域は、17Hzであった。
(比較例1)
図6(a)は、比較例1の車両用ホイール100Aにおける4つの副気室部材10の配置位置を模式的に示す側断面図である。図6(b)は、図6(a)の車両用ホイール1における消音性能を示すグラフである。
図6(a)に示すように、本比較例1の4つの副気室部材10は、その共鳴周波数f0が、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCと等しくなるように設定されている。
ホイール回転中心Axを挟んで対応する副気室部材10の連通孔18aを結ぶ線L1と線L2とは直交している。
図6(a)中、符号20は、タイヤトレッドである。
図6(a)は、比較例1の車両用ホイール100Aにおける4つの副気室部材10の配置位置を模式的に示す側断面図である。図6(b)は、図6(a)の車両用ホイール1における消音性能を示すグラフである。
図6(a)に示すように、本比較例1の4つの副気室部材10は、その共鳴周波数f0が、タイヤ空気室MC内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCと等しくなるように設定されている。
ホイール回転中心Axを挟んで対応する副気室部材10の連通孔18aを結ぶ線L1と線L2とは直交している。
図6(a)中、符号20は、タイヤトレッドである。
次に、この車両用ホイール1の消音特性を実施例と同様に評価した。
その結果は、図6(b)に示すように、参考例に示す副気室部材10を有しない車両用ホイールにおける振動加速度のピーク値から任意の分だけ小さい値(例えば今回は18dB)に設定した場合に、タイヤの共鳴周波数の中央値Rfを中心とした消音の周波数帯域は、13Hzであった。
その結果は、図6(b)に示すように、参考例に示す副気室部材10を有しない車両用ホイールにおける振動加速度のピーク値から任意の分だけ小さい値(例えば今回は18dB)に設定した場合に、タイヤの共鳴周波数の中央値Rfを中心とした消音の周波数帯域は、13Hzであった。
(比較例2)
図7(a)は、比較例2の車両用ホイール100Bにおける副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)と、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の配置位置を模式的に示す側断面図である。図7(b)は、図7(a)の車両用ホイール1における消音性能を示すグラフである。
図7(a)に示すように、比較例2では、副気室部材10a,10d同士(第1のヘルムホルツレゾネータ同士)がホイール回転中心Axを挟んで対向するとともに、副気室部材10b,10c同士(第2のヘルムホルツレゾネータ同士)がホイール回転中心Axを挟んで対向している。そして、対向する副気室部材10a,10dの連通孔18aを結ぶ線L1と、対向する副気室部材10b,10cの連通孔18aを結ぶ線L2とは直交している。
なお、副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0と、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、実施例の副気室部材10a,10b,10c,10dと同じに設定されている。
図7(a)は、比較例2の車両用ホイール100Bにおける副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)と、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の配置位置を模式的に示す側断面図である。図7(b)は、図7(a)の車両用ホイール1における消音性能を示すグラフである。
図7(a)に示すように、比較例2では、副気室部材10a,10d同士(第1のヘルムホルツレゾネータ同士)がホイール回転中心Axを挟んで対向するとともに、副気室部材10b,10c同士(第2のヘルムホルツレゾネータ同士)がホイール回転中心Axを挟んで対向している。そして、対向する副気室部材10a,10dの連通孔18aを結ぶ線L1と、対向する副気室部材10b,10cの連通孔18aを結ぶ線L2とは直交している。
なお、副気室部材10a,10d(第1のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0と、副気室部材10b,10c(第2のヘルムホルツレゾネータ)の共鳴周波数f0は、実施例の副気室部材10a,10b,10c,10dと同じに設定されている。
次に、この車両用ホイール1の消音特性を実施例と同様に評価した。
その結果は、図7(b)に示すように、参考例に示す副気室部材10を有しない車両用ホイールにおける振動加速度のピーク値から任意の分だけ小さい値(例えば今回は18dB)に設定した場合に、タイヤの共鳴周波数の中央値Rfを中心とした消音の周波数帯域は、9Hzであった。
その結果は、図7(b)に示すように、参考例に示す副気室部材10を有しない車両用ホイールにおける振動加速度のピーク値から任意の分だけ小さい値(例えば今回は18dB)に設定した場合に、タイヤの共鳴周波数の中央値Rfを中心とした消音の周波数帯域は、9Hzであった。
(実施例及び比較例1,2の車両用ホイールの評価結果)
図8は、図5(b)、図6(b)、及び図7(b)のグラフの線図を1つにまとめて表したグラフである。なお、図8中、の太い破線で示される参考例は、副気室部材10を有しない車両用ホイールにおけるタイヤの共鳴周波数の分布を示している。
図8は、図5(b)、図6(b)、及び図7(b)のグラフの線図を1つにまとめて表したグラフである。なお、図8中、の太い破線で示される参考例は、副気室部材10を有しない車両用ホイールにおけるタイヤの共鳴周波数の分布を示している。
図8に示すように、第1のヘルムホルツレゾネータと、第2のヘルムホルツレゾネータとをホイール回転中心Axを挟んで対向させた実施例の車両用ホイール1における消音の周波数帯域が最も広く17Hzであった。
また、タイヤの共鳴周波数fMCに合わせて共鳴周波数f0を設定した比較例1の車両用ホイール100Aでは、消音の周波数帯域が実施例よりも狭く、13Hzであった。
また、第1のヘルムホルツレゾネータと、第2のヘルムホルツレゾネータとを備えながらも、第1のヘルムホルツレゾネータと第2のヘルムホルツレゾネータとがホイール回転中心Axを挟んで対向しない比較例2の車両用ホイール100Bでは、消音の周波数帯域が最も狭く9Hzであった。
以上の結果から、本実施例の車両用ホイール1は、消音の周波数帯域が最も広く、比較例1、2の車両用ホイール100A,Bと比較して、気柱共鳴音の周波数帯域が広いタイヤに対しても優れた消音性能を発揮する。
1 車両用ホイール
10 副気室部材
10a 副気室部材(第1のヘルムホルツレゾネータ)
10b 副気室部材(第2のヘルムホルツレゾネータ)
10c 副気室部材(第2のヘルムホルツレゾネータ)
10d 副気室部材(第1のヘルムホルツレゾネータ)
11 リム
11c ウェル部
11d 外周面
13 本体部
14 縁部
14a 縁部
14b 縁部
14c 縁部
14d 縁部
15 縦壁
16a 第1の縦壁面
16b 第2の縦壁面
17a 溝部
17b 溝部
18a 連通孔
25a 上板
25b 底板
X ホイール周方向
Y ホイール幅方向
SC 副気室
MC タイヤ空気室
Ax ホイール回転中心
10 副気室部材
10a 副気室部材(第1のヘルムホルツレゾネータ)
10b 副気室部材(第2のヘルムホルツレゾネータ)
10c 副気室部材(第2のヘルムホルツレゾネータ)
10d 副気室部材(第1のヘルムホルツレゾネータ)
11 リム
11c ウェル部
11d 外周面
13 本体部
14 縁部
14a 縁部
14b 縁部
14c 縁部
14d 縁部
15 縦壁
16a 第1の縦壁面
16b 第2の縦壁面
17a 溝部
17b 溝部
18a 連通孔
25a 上板
25b 底板
X ホイール周方向
Y ホイール幅方向
SC 副気室
MC タイヤ空気室
Ax ホイール回転中心
Claims (2)
- タイヤ空気室と連通孔を介して連通する副気室を有するヘルムホルツレゾネータを備える車両用ホイールであって、
タイヤ空気室内の気柱共鳴音の共鳴周波数よりも低い共鳴周波数の音に対する消音特性を有するように設定された第1のヘルムホルツレゾネータと、
前記気柱共鳴音の共鳴周波数よりも高い共鳴周波数の音に対する消音特性を有するように設定された第2のヘルムホルツレゾネータと、
の組を2組備え、
前記第1のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔と、前記第2のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔とが、ホイール回転中心を挟んで対向する位置に配置され、一方の組の前記第1のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔と、前記第2のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔とを結ぶ線と、他方の組の前記第1のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔と、前記第2のヘルムホルツレゾネータの前記連通孔とを結ぶ線とが互いに直交していることを特徴とする車両用ホイール。 - 請求項1に記載の車両用ホイールにおいて、
タイヤ空気室内の気柱共鳴音の共鳴周波数fMCに対して、第1のヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数f0は、fMC−α[Hz](但し、αは1から10の正数)に設定され、第2のヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数f0は、fMC+α[Hz](但し、αは前記と同義)に設定されていることを特徴とする車両用ホイール。
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