JP6253463B2 - 車両用ホイール - Google Patents

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ホイールとしては、タイヤ空気室内でヘルムホルツレゾネータとして機能する副気室部材を、ウェル部の外周面上に備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このホイールの副気室部材は、タイヤ空気室と連通する副気室を内側に有する本体部を備えている。また、本体部の上面は、ウェル部の外周面に対して略平行となる平坦面になっている。
また、この車両用ホイールでは、本体部の上面と下面とを結合する結合部がホイール周方向に沿って複数設けられている。これらの結合部は、本体部の剛性を高めている。

特許第４５５１４２２号公報

ところで、副気室部材がヘルムホルツレゾネータとしての性能を十分に発揮するためには、副気室の容積を大きく確保することが望まれる。
従来のホイール（例えば、特許文献１参照）においては、副気室の容積を大きく確保するために、副気室部材の本体部をウェル部の外周面の上方に向けて膨出させることも考えられる。一方、ウェル部は、タイヤ組付け時にタイヤのビードを落とし込むために使用するため、ウェル部内にはそのスペース（ビード落し部）を確保する必要もある。そこで、本体部には、ホイール径方向の外側に膨出する膨出部と、ホイール径方向の内側に窪む窪み部とをホイール幅方向に並ぶように形成することが考えられる。このような副気室部材を備える車両用ホイールによれば、膨出部にて副気室の容積を拡大することができるとともに、窪み部にてビード落し部を確保することもできる。
一方、ホイールの回転時には副気室部材には遠心力が加わる。そのため従来の車両用ホイールにおいては、本体部に前記の結合部を設けることにより副気室部材の変形を防止している。
ところが、前記の膨出部を設けた本体部では、本発明者が実施した後記のシミュレーション試験の結果、当該膨出部での変形量が最も大きくなることが判明した。特に、膨出部の上面と下面とを結ぶ線分を想定すると、膨出部のうち、上面のホイール幅方向の略中央寄りの部分と、下面のホイール幅方向の外側寄りの部分とを結ぶ、線分の長さが最も長くなる方向に、変化量が最も大きくなることも判明している。
しかしながら、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）では、結合部は、その中心軸線がウェル部の外周面に対して垂直となるように形成されている。
したがって、前記のように膨出部を有する副気室部材に、従来の車両用ホイールの結合部を適用したとしても、副気室部材の変形を効果的に抑えることができない。

そこで、本発明の課題は、従来よりも副気室の容積を十分に大きく確保することができるとともに、副気室部材の変形を効果的に抑えることができ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、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材がウェル部の外周面上に取り付けられた車両用ホイールであって、前記副気室部材は、前記ウェル部の前記外周面側に配置される底板と、この底板との間で副気室を形成する上板と、を有する本体部を備え、前記本体部には、ホイール幅方向に沿う断面視で、ホイール幅方向に並ぶように第２領域と、この第２領域に比べて前記ウェル部の外周面上の高さが低い第１領域と、が規定され、前記第１領域は、前記本体部におけるホイール幅方向の一方側に偏倚して配置され、前記第２領域は、前記本体部におけるホイール幅方向の他方側に偏倚して配置され、前記本体部には、前記上板と前記底板の一方から、又は両方から、前記副気室内部へ窪んで前記上板と前記底板とを部分的に結合する複数の結合部が、前記第２領域内でホイール周方向に沿うように設けられ、前記結合部は、ホイール幅方向に沿う断面視で、当該結合部の中心軸線が前記ウェル部の前記外周面上で前記第１領域側へ向かう方向に傾斜していることを特徴とする。

この車両用ホイールによれば、前記の膨出部に対応する本体部の第１領域にて副気室の容積を拡大することができるとともに、前記の窪み部に対応する第２領域のホイール径方向の外側にてビード落し部を確保することができる。
また、この車両用ホイールでは、第２領域に設けられる結合部の中心軸線が、ウェル部の前記外周面上で前記第１領域側に傾斜する。これにより当該中心軸線の傾きは、第２領域で変化量が最も大きくなる前記の線分、つまり、ホイール幅方向の略中央寄りの上面部分と、ホイール幅方向の外側寄りの下面部分とを結ぶ線分の傾きに近づく。したがって、このような中心軸線の傾きの結合部を有する副気室部材は、遠心力が加わった際に本体部の変形を効果的に抑制する。

また、このような車両用ホイールにおいては、前記第１領域内で複数の前記結合部がホイール周方向に沿うように設けられ、当該第１領域の前記結合部の中心軸線は、前記第２領域の前記結合部の前記中心軸線と同じ傾きに設定されている構成とすることもできる。
この車両用ホイールでは、第１領域にも第２領域と同じ傾きの中心軸線を有する結合部を有するので、副気室部材は、より効果的にその変形が抑制される。

また、このような車両用ホイールにおいては、前記副気室部材は、金型を用いた樹脂成型体であって、前記結合部の前記中心軸線の延在方向は、樹脂成型体の型抜き方向に一致するように設定されている構成とすることもできる。
この車両用ホイールによれば、副気室部材の樹脂成型が容易になってホイールの生産効率が一段と向上する。

本発明によれば、従来よりも副気室の容積を十分に大きく確保することができるとともに、副気室部材の変形を効果的に抑える車両用ホイールを提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両用ホイールの斜視図である。 図１のII−II断面における部分拡大断面図である。 副気室部材の全体斜視図である。 （ａ）は図３の副気室部材をホイール径方向外側から見た上面図であり、（ｂ）は図３の副気室部材をホイール径方向内側から見た下面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、リムのウェル部に対する副気室部材の取付方法を説明する工程説明図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る車両用ホイールにおける副気室部材の端部の部分拡大斜視図であり、遠心力による変形量分布を表した図、（ｂ）は、比較例としての車両用ホイールにおける副気室部材の端部の部分拡大斜視図であり、遠心力による変形量分布を表した図である。 本発明の他の実施形態に係る車両用ホイールの構成説明図である。

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は、本発明の実施形態に係る車両用ホイール１の斜視図である。
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に等間隔に複数有するものである。ちなみに、本実施形態では、４つの副気室部材１０を有するものを想定している。

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。副気室部材１０は、リム１１におけるウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上に嵌め込まれて取り付けられる。
以下では、リム１１について説明した後に、副気室部材１０について説明する。

＜リム＞
図２は、図１のII−II断面における部分拡大断面図である。なお、図２には、リム１１に組み付けられるタイヤ２０のビード部２１ａ，２１ｂ近傍を部分的に仮想線（二点鎖線）で描いている。ちなみに、このビード部２１ａ，２１ｂは、その緊縮力によってタイヤ２０をリム１１に取り付けるものである。このビード部２１ａ，２１ｂは、後記するビード３０とは構成上の関連性がない。
リム１１は、ビード部２１ａ，２１ｂが配置されるビードシート１１ａ，１１ｂ同士の間でホイール径方向Ｚの内側（図２の紙面下側）に向かって凹んだウェル部１１ｃを有している。

本実施形態でのウェル部１１ｃは、胴部Ｔと、この胴部Ｔを挟んでホイール幅方向Ｙに互いに向き合う一対の立上り部Ｓ１，Ｓ２とで囲まれて形成されている。
胴部Ｔは、ホイール幅方向Ｙにわたって略同径となる円筒形状を呈している。
立上り部Ｓ１，Ｓ２は、胴部Ｔの表面、つまりウェル部１１ｃの外周面１１ｄからホイール径方向Ｚの外側（図２の紙面上側）にそれぞれ立ち上がるように形成されている。

立上り部Ｓ１は、外周面１１ｄの端部とハンプ部Ｈ１との間に第１の縦壁面１６ａを規定している。この第１の縦壁面１６ａは、ホイール径方向Ｚの外側を上方として見た場合に、外周面１１ｄの端部からハンプ部Ｈ１に掛けて昇り勾配となるように傾斜している。また、立上り部Ｓ２は、外周面１１ｄの端部とハンプ部Ｈ２との間に第２の縦壁面１６ｂを規定している。第２の縦壁面１６ｂは、ホイール径方向Ｚの外側を上方として見た場合に、外周面１１ｄの端部からハンプ部Ｈ２に掛けて昇り勾配となるように傾斜している。

第１の縦壁面１６ａは、外周面１１ｄの端部とハンプ部Ｈ１との間の略中程に、ホイール幅方向Ｙのホイール内側に向けて突出する突出部Ｐ１を有している。この突出部Ｐ１は、第１の縦壁面１６ａ上をホイール周方向Ｘ（図１参照）に延びて、ホイール回転軸（図示省略）を中心に環状形状を呈している。

この突出部Ｐ１と第１の縦壁面１６ａとが協働して溝部を１７ａを形成し、この溝部１７ａに副気室部材１０の縁部１４ａの先端が押し付けられるように接触することで嵌り込む。溝部１７ａは、第１の縦壁面１６ａ上でホイール周方向Ｘ（図１参照）に沿って形成されている。

第２の縦壁面１６ｂには、ハンプ部Ｈ２に近接して突出部Ｐ２が形成されている。この突出部Ｐ２は、ホイール幅方向Ｙのホイール内側に突出するように形成され、第２の縦壁面１６ｂ上をホイール周方向Ｘ（図１参照）に延びて、ホイール回転軸（図示省略）を中心に環状形状を呈している。

この突出部Ｐ２と第２の縦壁面１６ｂとが協働して溝部を１７ｂを形成し、この溝部１７ｂに副気室部材１０の縁部１４ｂの先端が押し付けられるように接触することで嵌り込む。溝部１７ｂは、第２の縦壁面１６ｂ上でホイール周方向Ｘ（図１参照）に沿って形成されている。

なお、図２中、符号ＭＣは、タイヤ空気室である。また、符号１３は、次に説明する副気室部材１０の本体部であり、符号１３ａは、本体部１３の第２領域であり、符号１３ｂは、本体部１３の第１領域であり、符号１３ｃは、本体部１３の接続領域であり、符号１３ｄは、本体部１３の裾領域であり、符号１３ｅは、接続領域１３ｃと第２領域１３ａとの間の境界である。符号２５ａは、本体部１３を構成する上板であり、符号２５ｂは、本体部１３を構成する底板であり、符号２５ｃ及び２５ｄは、本体部１３を構成する側板である。また、符号２５ｅ及び２５ｆは、上板２５ａと側板２５ｃ，２５ｄとの接合部である。符号１５は、本体部１３に形成される凹部であり、符号３０は、ビードであり、符号３３ａ，３３ｂは、上側結合部であり、符号３４ａ，３４ｂは、下側結合部であり、符号ＳＣは、副気室である。

＜副気室部材＞
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がリム１１（図１参照）のウェル部１１ｃ（図１参照）に取り付けられた際のホイール周方向を示し、符号Ｙは、ホイール幅方向を示している。

図３に示すように、副気室部材１０は、ホイール周方向Ｘに長い部材であって、本体部１３と、管体１８と、縁部１４ａ，１４ｂと、を備えている。

（本体部）
本体部１３は、外周面１１ｄ（図１参照）の周方向の曲率に合わせて湾曲するようにその周方向に長く形成されている。本体部１３のホイール径方向Ｚの内側（図３の紙面下側）には、後に詳しく説明する複数のビード３０が形成されている。
図３中、符号１５は、次に説明する凹部である。

図２に戻って、凹部１５は、本体部１３のホイール径方向Ｚの外側（図２の紙面上側）の一部の領域をホイール径方向Ｚの内側（図２の紙面下側）に凹ませるように形成されている。
この凹部１５は、タイヤ組付け時にタイヤ２０のビード部２１ａ，２１ｂを落とし込むためのもの（ビード落し部）である。

本実施形態での凹部１５は、本体部１３のホイール幅方向Ｙの中央部よりもディスク１２寄りの領域に形成されているが、これに限定されるものではない。凹部１５は、前記中央部を挟んでディスク１２の反対側に形成することもできる。

本実施形態での本体部１３には、ホイール幅方向Ｙに沿う断面視で、ホイール幅方向Ｙに並ぶように第２領域１３ａと、第１領域１３ｂと、が規定されている。
第１領域１３ｂは、第２領域１３ａよりもホイール径方向Ｚの内側に凹むように形成され、前記凹部１５は、この第１領域１３ｂに形成される。
つまり、第１領域１３ｂは、第２領域１３ａと比べて、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上の高さが低くなるように形成されている。言い換えれば、第１領域１３ｂは、ホイール回転中心（図示省略）を基準にすると、第１領域１３ｂは、第２領域１３ａよりも縮径するように形成されている。

この第１領域１３ｂは、さらに詳しく説明すると、第２領域１３ａと比べて、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上の高さが低い裾領域１３ｄと、この裾領域１３ｄと第２領域１３ａとを接続する接続領域１３ｃと、を有している。この接続領域１３ｃは、第１領域１３ｂの一部であって、第２領域１３ａと第１領域１３ｂとの間に段差を形成しないようにするためのものである。

本実施形態での裾領域１３ｄは、接続領域１３ｃ側に向けて僅かに上り勾配となるように湾曲しているが、直線的に上り勾配を形成することもできる。また、裾領域は、上り勾配を形成することなく水平とすることもできる。
本実施形態での接続領域１３ｃは、裾領域１３ｄよりも大きい曲率で湾曲して第２領域１３ａに向けて上り勾配となっている。
ちなみに、本実施形態での裾領域１３ｄと接続領域１３ｃとの境界は、裾領域１３ｄの曲率と接続領域１３ｃの曲率の変わり目で規定されている。
なお、裾領域１３ｄと接続領域１３ｃとのいずれかが直線的な上り勾配を形成している場合には、その変曲点が裾領域１３ｄと接続領域１３ｃとの境界となる。

このような本体部１３は、上板２５ａと、底板２５ｂと、一対の側板２５ｃ，２５ｄと、を有している。

上板２５ａは、本体部１３の上面（ホイール径方向Ｚの外側の面）を形成している。上板２５ａは、次に説明する底板２５ｂの上方で所定の間隔をあけて配置されることで、この底板２５ｂとの間に副気室ＳＣを形成している。
また、上板２５ａは、凹部１５の形成位置に応じて、逆Ｓ字状に屈曲している。つまり、上板２５ａは、本体部１３に、立上り部Ｓ２の高さに合わせた第２領域１３ａと、この第２領域１３ａよりも高さの低い裾領域１３ｄと、これら第２領域１３ａと裾領域１３ｄとの間の接続領域１３ｃと、が形成されるように屈曲している。
なお、ホイール幅方向Ｙの上板２５ａの両端部は、ホイール径方向Ｚの内側に窪むように湾曲し、副気室部材１０がウェル部１１ｃ上に取り付けられる際の押圧部３５ａ，３５ｂ（図５参照）を形成している。

底板２５ｂは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿うように形成された板体で構成されている。つまり、底板２５ｂは、ホイール幅方向Ｙに平坦になるように形成され、ホイール周方向Ｘ（図１参照）に外周面１１ｄと略同じ曲率で湾曲するように形成されている。なお、本実施形態での底板２５ｂのホイール幅方向Ｙの幅は、その両端の角部の面取り部分を含めて外周面１１ｄのホイール幅方向Ｙの幅に一致するように設定されている。

側板２５ｃと側板２５ｄとは、底板２５ｂのホイール幅方向Ｙの両端からそれぞれホイール径方向Ｚの外側（図２の紙面上側）に立ち上がるように形成されている。
さらに具体的には、側板２５ｃは、ウェル部１１ｃの底板２５ｂの一端から立ち上がり、第１の縦壁面１６ａの傾斜面に沿うように形成されている。
また、側板２５ｄは、ウェル部１１ｃの底板２５ｂの他端から立ち上がり、第２の縦壁面１６ｂの傾斜面に沿うように形成されている。

そして、底板２５ｂから立ち上がった側板２５ｃの上端と、側板２５ｄの上端とは、上板２５ａのホイール幅方向Ｙの両端のそれぞれと接合されている。
ちなみに、上板２５ａが第２領域１３ａと第１領域１３ｂとの間で高低差を有しているので、側板２５ｃのホイール径方向Ｚの長さは、側板２５ｄの長さよりも短い。本実施形態での側板２５ｃの長さは、側板２５ｄの長さの半分程度となるように設定されているが、これに限定されるものではない。
前記の副気室ＳＣは、これら上板２５ａと、底板２５ｂと、一対の側板２５ｃ，２５ｄと、によって囲まれて本体部１３の内側に形成されている。

次に参照する図４（ａ）は図３の副気室部材１０をホイール径方向Ｚの外側（図３の紙面上側）から見た上面図であり、図４（ｂ）は図３の副気室部材１０をホイール径方向Ｚの内側（図３の紙面下側）から見た下面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。

図４（ａ）に示すように、副気室部材１０は、平面視で長い矩形を呈している。本体部１３の平面形状は、副気室部材１０の平面形状よりも一周り小さい略矩形を呈している。

本体部１３の上面側には、前記の第２領域１３ａ、第１領域１３ｂ、接続領域１３ｃ、及び裾領域１３ｄが長手方向に延びるように形成されている。
また、第２領域１３ａの上面側には、その長手方向に沿って複数の上側結合部３３ａ（本実施形態では１１個）が形成されている。そして、接続領域１３ｃと裾領域との境界には、これら接続領域１３ｃと裾領域１３ｄとに跨るように、上側結合部３３ｂが形成されている。この上側結合部３３ｂは、ホイール幅方向Ｙに前記の上側結合部３３ａと並ぶように複数形成され、本実施形態での上側結合部３３ｂは１１個となっている。

図４（ｂ）に示すように、本体部１３の下面側には、本体部１３の上面側の上側結合部３３ａ（図４（ａ）参照）に対応する位置に下側結合部３４ａが形成されている。つまり、下側結合部３４ａは、第２領域１３ａの上面側に形成されている。
また、上側結合部３３ｂ（図４（ａ）参照）に対応する位置に下側結合部３４ｂが形成されている。つまり、下側結合部３４ｂは、接続領域１３ｃ（図４（ａ）参照）と裾領域１３ｄ（図４（ａ）参照）との境界でこれら接続領域１３ｃと裾領域１３ｄとに跨るように形成されている。
なお、図４（ａ）及び（ｂ）中、符号１８は、後に詳しく説明する管体１８である。

これら下側結合部３４ａ，３４ｂは、図５に示すように、略有底円筒形状を呈している。そして、上側結合部３３ａと下側結合部３４ａとは互いに底部同士で接合されている。上側結合部３３ａと下側結合部３４ａとが一体となった結合部の中心軸線３７ａは、ウェル部１１ｃ（図２参照）の外周面１１ｄ（図２参照）上で、第１領域１３ｂ側へ向かう方向に傾斜している。

本実施形態での中心軸線３７ａの傾斜角θは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに対して、０°＜θ＜９０°、望ましくは３０°＜θ＜６０°に設定される。
また、上側結合部３３ｂと下側結合部３４ｂとについても互いに底部同士で接合されている。上側結合部３３ｂと下側結合部３４ｂとが一体となった結合部の中心軸線３７ｂは、前記の中心軸線３７ａと同じ角度で傾斜している。
これら下側結合部３３ａ，３３ｂ及び下側結合部３４ａ，３４ｂにより、上板２５ａと底板２５ｂとは、一体となるように結合されて、その内側には副気室ＳＣが形成される。

図５中、符号３８は、本体部１３の第２領域１３ａにおける上面のホイール幅方向Ｙの略中央寄りの所定の位置と、第２領域１３ａにおける下面のホイール幅方向Ｙの外側寄りの所定の位置とを結ぶ線分の長さが、最も長くなる当該線分（この線分３８は、「最長線分３８」ということがある）である。
ちなみに、前記の中心軸線３７ａがウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上で第１領域１３ｂ側へ向かう方向に傾斜することにより、当該中心軸線３７ａの傾きは、最長線分３８の傾きに近づくこととなる。

なお、本実施形態では、上板２５ａと底板２５ｂの両方から窪んで形成された上側結合部３３ａ，３３ｂと、下側結合部３４ａ，３４ｂとにより上板２５ａと底板２５ｂとが一体に接合されているが、本発明は、上板２５ａ及び底板２５ｂのいずれか一方が部分的に窪んで形成された結合部（図示省略）が上板２５ａ及び底板２５ｂのいずれか他方に結合することで上板２５ａと底板２５ｂとが一体に接合される構成とすることもできる。この場合、中心軸線３７ａは、上側結合部３３ａ及び下側結合部３４ａのいずれか一つがそれに対応する。また、中心軸線３７ｂは、上側結合部３３ｂ及び下側結合部３４ｂのうちのいずれか一つの中心軸線がそれに対応する。

図２に示すように、本体部１３の下面側（ホイール径方向Ｚの内側）には、第１の縦壁面１６ａと第２の縦壁面１６とに交差する方向に延在するようにビード３０が形成されている。また、ビード３０は、ホイール周方向Ｘに複数並ぶように形成されている。
言い換えれば、ビード３０は、図４（ｂ）に示すように、ホイール幅方向Ｙに本体部１３を横切るように溝状に形成されている。ビード３０は、下側結合部３４ａと下側結合部３４ｂとを繋ぐ方向に複数形成され、本実施形態でのビード３０は、１１本となっている。

このビード３０は、図５に示すように、底板２５ｂが上板２５ａ側に向かって部分的に窪んで形成されたものである。
また、ホイール幅方向Ｙの本体部１３の両端部には、前記したように、上板２５ａと、ビード３０を形成する底板２５ｂとがビード５０上で一体になるよう接合した接合部２５ｇ，２５ｈが形成されている。
そして、この両端部は、ウェル部１１ｃ（図２参照）側に副気室部材１０を押圧して取り付ける際の押圧部３５ａ，３５ｂとなっている。

（管体）
次に、管体１８（図３参照）について説明する。
再び図３に戻って、管体１８は、副気室部材１０の長手方向（ホイール周方向Ｘ）端部であって、副気室部材１０の短手方向（ホイール幅方向Ｙ）の一方の側縁に偏倚して配置されている。具体的には、本実施形態での管体１８は、２つの縁部１４ａ，１４ｂのうち一方の縁部１４ｂ側寄りに配置されている。

管体１８は、副気室部材１０の長手方向（ホイール周方向Ｘ）に向かって本体部１３から突出するように形成されている。さらに具体的には、管体１８は、図４（ａ）に示すように、本体部１３のホイール周方向Ｘの端部に設けられ、本体部１３の第２領域１３ａからホイール周方向Ｘに突出するように形成されている。
このような管体１８の内側には、図３に示すように、連通孔１８ａが形成されている。本実施形態での連通孔１８ａの断面形状は、ホイール径方向Ｚに縦長の略矩形を呈している。この連通孔１８ａは、タイヤ空気室ＭＣ（図２参照）と、副気室ＳＣ（図２参照）とを連通させている。
そして、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、側板２５ｄがホイール周方向Ｘに本体部１３から延出して管体１８の側壁を形成している。
また、図５に示すように、管体１８のホイール径方向Ｚの外側（図５の紙面上側）の位置は、管体１８が突出する位置での本体部１３のホイール径方向Ｚの外側の位置よりも、図５中、白抜きの矢印で示すように、ホイール径方向Ｚの内側にシフトしている。

連通孔１８ａの長さは、次の（式１）で示されるヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数を求める式を満たすように設定される。

ｆ_０＝Ｃ／２π×√（Ｓ／Ｖ（Ｌ＋α×√Ｓ））・・・（式１）
ｆ_０（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（ｍ^３）：副気室ＳＣの容積
Ｌ（ｍ）：連通孔１８ａの長さ
Ｓ（ｍ^２）：連通孔１８ａの開口部断面積
α：補正係数
なお、前記共鳴周波数ｆ_０は、タイヤ空気室ＭＣの共鳴周波数に合わせられる

（縁部）
次に、縁部１４ａ，１４ｂ（図３参照）について説明する。
図３に示すように、縁部１４ａ，１４ｂのそれぞれは、副気室部材１０の短手方向（ホイール幅方向Ｙ）に向けて本体部１３から延出している。

さらに詳しく説明すると、縁部１４ａは、図２に示すように、上板２５ａと側板２５ｃとの接合部２５ｅからホイール径方向Ｚの外側（図２の紙面上側）に向かって延出するように形成されている。そして、本実施形態での縁部１４ａは、側板２５ｃの立上り方向に沿うように接合部２５ｅから延出している。

また、縁部１４ｂは、図２に示すように、上板２５ａと側板２５ｄとの接合部２５ｆからホイール径方向Ｚの外側（図２の紙面上側）に向かって延出するように形成されている。そして、本実施形態での縁部１４ｂは、側板２５ｄの立上り方向に沿うように接合部２５ｆから延出している。

このような両縁部１４ａ，１４ｂのうち、第２領域１３ａ側の縁部１４ａの位置は、第１領域１３ｂ側の縁部１４ｂの位置よりも、ホイール径方向Ｚの外側にシフトしている。

そして、縁部１４ａの先端は、溝部１７ａに嵌り込み、縁部１４ｂの先端は、溝部１７ｂに嵌り込んでいる。これにより、副気室部材１０は、リム１１のウェル部１１ｃ上に取り付けられることとなる。
ちなみに、縁部１４ａ，１４ｂの延出方向は、側板２５ｃ，２５ｄの立上り方向に一致していることが望ましいが、側板２５ｃ，２５ｄの立上り方向に沿うように延出していれば、多少の延出方向のずれは許容される。

本実施形態での縁部１４ａ，１４ｂの厚さは、上板２５ａ、底板２５ｂ及び側板２５ｃ，２５ｄの厚さと略同じ厚さに設定されている。そして、これらの縁部１４ａ，１４ｂ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。

＜副気室部材の取付方法＞
次に、ウェル部１１ｃに対する副気室部材１０の取付方法について説明する。図６（ａ）及び（ｂ）は、ウェル部１１ｃに対する副気室部材１０の取付方法を説明する工程説明図である。
本実施形態でウェル部１１ｃに対する副気室部材１０の取り付けには、副気室部材１０をウェル部１１ｃの外周面１１ｄに向けて押圧する一対のプッシャ（押圧装置）５０（図６（ａ）及び（ｂ）参照）を使用することを想定している。

これらのプッシャ５０としては、例えば、エアシリンダのエア圧で押圧力を発生するものが挙げられる。
なお、図６（ａ）及び（ｂ）中、プッシャ５０は、作図の便宜上、仮想線（二点鎖線）で示している。

本実施形態で使用するプッシャ５０としては、例えば、副気室部材１０の長手方向（図３のホイール周方向Ｘ）の曲率に倣った円弧形状の輪郭を有するエッジ部分を備える板状部材が挙げられるが、本発明に適用できるプッシャ５０はこれに限定するものではなく適宜に設計変更することができる。

この取付方法では、図６（ａ）に示すように、まず副気室部材１０がウェル部１１ｃ上に配置される。そして、一対のプッシャ５０，５０がそれぞれ縁部１４ａ，１４ｂ寄りの上板２５ａ、具体的には、押圧部３５ａ，３５ｂ（図５参照）に押し当てられて、白抜き矢印の方向に荷重が掛けられる。
これにより副気室部材１０がウェル部１１ｃの外周面１１ｄに接近するに伴って、縁部１４ａ，１４ｂは、図示しないが、突出部Ｐ１，Ｐ２から受ける反力によりホイール幅方向Ｙのホイール内側に向けて変位する。

そして、図６（ｂ）に示すように、プッシャ５０，５０が上板２５ａを押圧して底板２５ｂがウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿うように配置されると、縁部１４ａ，１４ｂは、その弾性力により復元してその先端が溝部１７ａ，１７ｂにそれぞれ嵌り込む。これにより副気室部材１０は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上に取り付けられて、この取付方法の一連の工程が終了する。

なお、本実施形態では、前記のように、本体部１３の両端部のそれぞれをプッシャ５０（図６（ａ）及び（ｂ）参照）で押圧することを想定しているが、本発明はこれに限定されない。

例えば、副気室部材１０を傾けて縁部１４ａを溝部１７ａに予め嵌め入れておき、その後、押圧部３５ｂをプッシャ５０で押圧して縁部１４ｂを溝部１７ｂに嵌め入れるようにすることもできる。また、縁部１４ｂを溝部１７ｂに予め嵌め入れておき、その後、押圧部３５ａをプッシャ５０で押圧して縁部１４ａを溝部１７ａに嵌め入れるようにすることもできる。

このように押圧部３５ａ，３５ｂのいずれか一方のみを押圧して副気室部材１０をウェル部１１ｃに取り付ける取付方法に適用する車両用ホイール１は、２つの押圧部３５ａ，３５ｂを設ける必要はなく、押圧部３５ａ及び押圧部３５ｂのうちのいずれか一方を設ける構成とすることもできる。

次に、本実施形態の車両用ホイール１の奏する作用効果について説明する。
この車両用ホイール１は、図２に示したように、第１及び第２の縦壁面１６ａ，１６ｂの溝部１７ａ，１７ｂのそれぞれに、縁部１４ａ，１４ｂが嵌り込んで係止される。

ところで、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上に取り付けられた副気室部材１０の本体部１３には、ホイール回転時に遠心力を生じる。

図７（ａ）は、本発明の実施形態に係る車両用ホイール１における副気室部材の端部の部分拡大斜視図であり、遠心力による変形量分布を表した図、図７（ｂ）は、比較例としての車両用ホイール１００における副気室部材の端部の部分拡大斜視図であり、遠心力による変形量分布を表した図である。これら図７（ａ）及び（ｂ）は、ホイールの想定最大回転速度で発生する遠心力により本体部１３が変形する様子を変形量分布として表した図である。図７（ａ）及び（ｂ）中、変形量は、濃淡の程度で３種類に分けられる網掛け部分で表している。なお、ここでの変形量は、想定最大回転速度で発生する遠心力が副気室部材にかかった際の、遠心方向への持ち上がり長さで規定している。図７（ａ）及び（ｂ）中の網掛け部分のうち、網掛け部分１０ａは、「変形量が大きい部分」を示し、網掛け部分１０ｂは、「変形量が中程度の部分」を示し、網掛け部分１０ｃは、「変形量が小さい部分」を示し、白抜き部分１０ｄは、「変形がほとんど無い部分」を示している。
ちなみに、この変形量はＣＡＥ（Computer Aided Engineering）によるシミュレーション試験を行って求めたものである。

本実施形態に係る車両用ホイール１（図７（ａ）参照）は、図５に示したように、本体部１３の第２領域１３ａの上側結合部３３ａと下側結合部３４ａとの中心軸線３７ａは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上で第１領域１３ｂ側へ向かう方向に傾斜している。
ちなみに、第１領域１３ｂの上側結合部３３ｂと下側結合部３４ｂとの中心軸線３７ｂは、中心軸線３７ａと同じ傾斜角となっている。

これに対して、比較例に係る図７（ｂ）に係る車両用ホイール１００では、図示しないが、第２領域１３ａの上側結合部３３ａと下側結合部３４ａとの中心軸線３７ａは、ウェル部１１ｃ（図２参照）の外周面１１ｄに対して垂直方向に延在している。また、第１領域１３ｂの上側結合部３３ｂと下側結合部３４ｂとの中心軸線３７ｂも、ウェル部１１ｃ（図２参照）の外周面１１ｄに対して垂直方向に延在している。

図７（ｂ）に示すように、比較例に係る車両用ホイール１００では、第１領域１３ｂに「変形量が大きい部分」１０ａが生じた。
これに対して、本実施形態に係る車両用ホイール１では、図７（ａ）に示すように、本体部１３のほとんどが「変形量が小さい部分」１０ｃとなった。また、本実施形態に係る車両用ホイール１の最大変形量は、比較例に係る車両用ホイール１００の最大変形量よりも３０％程度低減された。

以上のように、本実施形態に係る車両用ホイール１によれば、第２領域１３ａの上側結合部３３ａと下側結合部３４ａとの中心軸線３７ａが、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上で第１領域１３ｂ側へ向かう方向に傾斜しているので、当該中心軸線３７ａの傾きを、最長線分３８の傾きに近づけることができ、その結果遠心力による副気室部材１０の変形が抑制されることが確認された。

また、第２領域１３ａと第１領域１３ｂとは接続領域１３ｃによりなだらかに連続するので、第２領域１３ａと第１領域１３ｂとに段差が形成されない。したがって、この車両用ホイール１によれば、接続領域１３ｃに生じる遠心力は分散される。よって、この車両用ホイール１によれば、遠心力による副気室部材１０の変形が抑制される。
また、この車両用ホイール１によれば、第１領域１３ｂの裾領域１３ｄから接続領域１３ｃにかけて凹に湾曲しているので、遠心力による副気室部材１０の変形がより確実に防止される。

また、この車両用ホイール１によれば、境界領域１３ｅによって、第２領域１３ａと第１領域１３ｂとが、さらになだらかに連続するので、より一層副気室部材１０の変形が抑制される。
したがって、本実施形態の車両用ホイール１によれば、従来よりもホイールの限界回転速度（副気室部材１０がウェル部１１ｃから脱離する限界回転速度）をより高速に設定することができる。

また、この車両用ホイール１は、本体部１３の第２領域１３ａよりも高さが低い第１領域１３ｂのなかでも、一段とその高さ低くなる裾領域１３ｄ上に、タイヤ組付け時にタイヤ２０のビード部２１ａ，２１ｂを落し込まれるいわゆるビード落し部が形成される。また、第１領域１３ｂよりも高さが高い第２領域１３ａにて、より大きな容積の副気室ＳＣを形成することができる。

また、車両用ホイール１は、ウェル部１１ｃを形成するリム１１の立上り部Ｓ１，Ｓ２に副気室部材１０が取り付けられるので、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）と異なって、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに縦壁を立設する必要がない。したがって、本実施形態の車両用ホイール１によれば、縦壁が省略された簡素な構造となる。

また、この車両用ホイール１は、縦壁を省略することで、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、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上の副気室部材１０の配置スペースを大きく確保することができる。したがって、本実施形態の車両用ホイール１によれば、副気室部材１０（本体部１３）に形成される副気室ＳＣを大きくすることができる。

また、車両用ホイール１においては、副気室部材１０の本体部１３は、ホイール径方向Ｚの外側の一部の領域に、タイヤ２０の組付け時にタイヤ２０のビード２１ａ，２１ｂを落とし込む凹部１５を有する。したがって、この車両用ホイール１によれば、タイヤ２０の組付け容易性を維持しながらも副気室部材１０（本体部１３）に形成される副気室ＳＣを大きくすることができる。

また、車両用ホイール１においては、副気室ＳＣ内で上側結合部３３ａ，３３ｂと下側結合部３４ａ，３４ｂとが相互に接合されて上板２５ａと底板２５ｂとが一体になっているので、副気室部材１０の機械的強度が一段と向上する。
また、車両用ホイール１によれば、上側結合部３３ａ，３３ｂと下側結合部３４ａ，３４ｂとが接合されて副気室ＳＣの容積の変動を抑制するので、消音機能をより効果的に発揮させることができる。

また、この車両用ホイール１は、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）の副気室部材と異なって、その本体部１３が上板２５ａと底板２５ｂとに加えて側板２５ｃ，２５ｄを備えている。そして、縁部１４ａ，１４ｂは、底板２５ｂの両端から立ち上がる側板２５ｃ，２５ｄと上板２５ａとの接合部２５ｅ，２５ｆから延出している。したがって、この車両用ホイール１によれば、ホイール径方向Ｚの内側に拡げられたウェル部１１ｃに合わせて本体部１３を拡大して配置しても、ホイール径方向Ｚの縁部１４ａ，１４ｂの位置は、側板２５ｃ，２５ｄによって、ホイール径方向Ｚの外側寄りにシフトする。

このような車両用ホイール１によれば、プッシャ５０で上板２５ａを押圧して縁部１４ａ,１４ｂを溝部１７ａ,１７ｂに嵌め入れる際に、縁部１４ａ,１４ｂに荷重を掛けつつ縁部１４ａ,１４ｂを溝部１７ａ,１７ｂまで移動させる距離が短くなる。これによりプッシャ５０による副気室部材１０の取付作業が簡単になる。

また、車両用ホイール１では、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）と異なって、二つの溝部１７ａ，１７ｂはウェル部１１ｃの二つの立上り部Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ形成される。したがって、ウェル部１１ｃをホイール径方向Ｚの内側に拡張した場合であっても、ウェル部１１ｃの立上り部Ｓ１，Ｓ２の高さも必然的に高くなる。
よって、本発明の車両用ホイール１によれば、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）のように縦壁の高さを変更すること等の大幅な設計変更を行わなくても、ウェル部１１ｃをホイール径方向Ｚの内側に拡張して副気室ＳＣの容積を大きくすることができる。
つまり、ホイール幅が狭くても副気室ＳＣの容積を大きくすることができ、ホイール重量が軽減されて燃費に優れるとともに、消音性能にも優れた車両用ホイール１を提供することができる。

また、このような車両用ホイール１においては、副気室部材１０の一対の側板２５ｃ，２５ｄは、各側板２５ｃ，２５ｄに対応する立上り部Ｓ１，Ｓ２に沿って底板２５ｂのホイール幅方向Ｙの両端からホイール径方向Ｚの外側に向けてそれぞれ立ち上がる。これにより、車両用ホイール１は、ウェル部１１ｃの二つの立上り部Ｓ１，Ｓ２の間に形成される副気室部材１０の収容スペースを最大限に活用することができ、副気室ＳＣの容量をより大きく確保することができる。

この車両用ホイール１においては、副気室部材１０の縁部１４ａ，１４ｂのそれぞれは、側板２５ｃ，２５ｄのそれぞれの立上り方向に沿うように本体部１３から延出している。そして、前記のように、プッシャ５０が上板２５ａに当てられて白抜き矢印の方向に荷重が掛けられた際に、縁部１４ａ,１４ｂは、ホイール幅方向Ｙに変位して（撓んで）溝部１７ａ,１７ｂに嵌り込む。したがって、この車両用ホイール１によれば、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）のように、縁部がホイール径方向Ｚに撓むものと比較して、小さな荷重で縁部１４ａ,１４ｂを撓ませることができ、小さな荷重で副気室部材１０をウェル部１１ｃの外周面１１ｄに取り付けることができる。

また、この車両用ホイール１によれば、本体部１３の側板２５ｃ，２５ｄのそれぞれが、ウェル部１１ｃの二つの立上り部Ｓ１，Ｓ２に規定される第１の縦壁面１６ａ及び第２の縦壁面１６ｂのそれぞれに沿うように配置される。したがって、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに副気室部材１０を配置する際に、本体部１３の両側板２５ｃ，２５ｄは、第１の縦壁面１６ａ及び第２の縦壁面１６ｂに干渉することなく、縁部１４ａ，１４ｂが溝部１７ａ，１７ｂに嵌め込まれる。そのため、この車両用ホイール１によれば、副気室部材１０をウェル部１１ｃの外周面１１ｄに取り付ける際に、副気室部材１０に掛ける荷重をさらに小さくすることができる。
これにより車両用ホイール１の生産効率が一段と良好となる。

また、この車両用ホイール１は、ウェル部１１ｃを形成するリム１１の立上り部Ｓ１，Ｓ２に副気室部材１０が取り付けられるので、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）と異なって、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに縦壁を立設する必要がない。したがって、本実施形態の車両用ホイール１によれば、縦壁が省略された簡素な構造となる。

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。
図８は、本発明の他の実施形態に係る車両用ホイール１の構成説明図である。この車両用ホイール１の副気室部材１０は、金型（図示省略）を用いた樹脂成型体である。

この車両用ホイール１は、本体部１３の第２領域１３ａの上側結合部３３ａと下側結合部３４ａとの中心軸線３７ａは、第１領域１３ｂ側に傾斜している。
また、第１領域１３ｂの上側結合部３３ｂと下側結合部３４ｂとの中心軸線３７ｂは、中心軸線３７ａと同じ傾斜角となっている。
図８中の符号３９ｂは、金型（図示省略）からの副気室部材１０の型抜き方向であり、縁部１４ａ，１４ｂの先端同士を結ぶ線３９ａと直交する方向に設定されている。
そして、中心軸線３７ａ，３７ｂの延在方向は、型抜き方向３９ｂに一致するように設定されている。

このような車両用ホイール１によれば、副気室部材１０の樹脂成型が容易になって当該車両用ホイール１の生産効率が一段と向上する。

前記実施形態では、前記実施形態では、連通孔１８ａの断面形状が縦長の略矩形を呈しているが、連通孔１８ａの断面形状は、縦長の楕円、縦長の多角形となるように形成することもできる。また連通孔１８ａの断面形状は縦長でなくても良い。

また、前記実施形態では、副気室部材１０を４つ有するものを想定しているが、本発明は２つ若しくは３つ又は５つ以上の副気室部材１０をホイール周方向に等間隔に有するものであってもよい。

１ 車両用ホイール
１０ 副気室部材
１１ リム
１１ａ ビードシート
１１ｃ ウェル部
１１ｄ 外周面
１２ ディスク
１３ 本体部
１３ａ 第２領域
１３ｂ 第１領域
１３ｃ 接続領域
１３ｄ 裾領域
１４ａ 縁部
１４ｂ 縁部
１５ 凹部
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
２５ｃ 側板
２５ｄ 側板
３０ ビード
３３ａ 上側結合部
３３ｂ 上側結合部
３４ａ 下側結合部
３４ｂ 下側結合部
３７ａ 中心軸線
３７ｂ 中心軸線
３９ｂ 型抜き方向
Ｘ ホイール周方向
Ｙ ホイール幅方向
Ｚ ホイール径方向
ＳＣ 副気室
ＭＣ タイヤ空気室
Ｓ１ 立上り部
Ｓ２ 立上り部

Claims (4)

1. ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材がウェル部の外周面上に取り付けられた車両用ホイールであって、
   前記副気室部材は、前記ウェル部の前記外周面側に配置される底板と、この底板との間で副気室を形成する上板と、を有する本体部を備え、
   前記本体部には、ホイール幅方向に沿う断面視で、ホイール幅方向に並ぶように第２領域と、この第２領域に比べて前記ウェル部の外周面上の高さが低い第１領域と、が規定され、
   前記第１領域は、前記本体部におけるホイール幅方向の一方側に偏倚して配置され、前記第２領域は、前記本体部におけるホイール幅方向の他方側に偏倚して配置され、
   前記本体部には、前記上板と前記底板の一方から、又は両方から、前記副気室内部へ窪んで前記上板と前記底板とを部分的に結合する複数の結合部が、前記第２領域内でホイール周方向に沿うように設けられ、
   前記結合部は、ホイール幅方向に沿う断面視で、当該結合部の中心軸線が前記ウェル部の前記外周面上で前記第１領域側へ向かう方向に傾斜していることを特徴とする車両用ホイール。
2. 請求項１に記載の車両用ホイールにおいて、
   前記第１領域内で複数の前記結合部がホイール周方向に沿うように設けられ、
   当該第１領域の前記結合部の中心軸線は、前記第２領域の前記結合部の前記中心軸線と同じ傾きに設定されていることを特徴とする車両用ホイール。
3. 請求項２に記載の車両用ホイールにおいて、
   前記副気室部材は、金型を用いた樹脂成型体であって、
   前記結合部の前記中心軸線の延在方向は、樹脂成型体の型抜き方向に一致するように設定されていることを特徴とする車両用ホイール。
4. 請求項１に記載の車両用ホイールにおいて、
   前記本体部は、前記上板と、前記底板と、前記底板のホイール幅方向の両端からそれぞれホイール径方向の外側に立ち上がる一対の側板と、によって囲む空間で前記副気室を形成していることを特徴とする車両用ホイール。

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