JP6295599B2 - Wheel cover damper - Google Patents
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Description
この発明は、車両用のタイヤを装着するホィールに使用されるホィールカバーダンパに関する。 The present invention relates to a wheel cover damper used for a wheel on which a vehicle tire is mounted.
タイヤとホィールは、エンジンが発生するトルク変動がドライブシャフトを通じてホィールに伝わることで回転方向に振動(以下、回転変動と称す)を生じる。回転変動がサスペンションを介して車体に伝わることで、車内音や車体振動を発生させ、車内の快適性を阻害する。こうしたタイヤの回転変動を抑制するために、例えばトランスミッションに自動変速機(AT)や無段変速機(CVT)を用いている場合に、ロックアップダンパの剛性値を小さくすることが提案されている。ロックアップダンパは、ロックアップクラッチ直結時などに、駆動系のねじり振動を低減させる機能を有している。あるいはスリップ直結と呼ばれる、いわゆる半クラッチ状態で運転することで、車内音と振動を低減することも考えられている。 The tire and the wheel generate vibrations in the rotational direction (hereinafter referred to as rotational fluctuations) when torque fluctuations generated by the engine are transmitted to the wheels through the drive shaft. Rotational fluctuations are transmitted to the vehicle body via the suspension, thereby generating vehicle interior noise and vehicle body vibration, which impairs vehicle comfort. In order to suppress such tire rotation fluctuations, for example, when an automatic transmission (AT) or a continuously variable transmission (CVT) is used for the transmission, it has been proposed to reduce the rigidity value of the lockup damper. . The lockup damper has a function of reducing torsional vibration of the drive system when the lockup clutch is directly connected. Alternatively, it is also considered to reduce in-vehicle sound and vibration by driving in a so-called half-clutch state called direct slip coupling.
また特許文献1に記載されているダイナミックダンパのように、ホィールカバーの中央部に弾性部材を介して振動リングを設けたり、特許文献2に記載されているホィールカバーの取付構造のように、ホィールのリムに弾性部材を介してホィールカバーを取付けたりすることも提案されている。
Further, like the dynamic damper described in Patent Document 1, a vibration ring is provided at the center of the wheel cover via an elastic member, or as in the wheel cover mounting structure described in
前記従来技術のうち、ロックアップダンパの剛性値を小さくする構造では、その剛性値はロックアップクラッチ等の駆動系全体との関係を考慮しなければならず、車内音と振動の抑制の要求のみで決定できる剛性値ではないため、十分な車内音と振動の低減には結びつかない。前記従来技術のうち、スリップ直結で運転する構造では、クラッチが摩耗しやすいため耐久性の点で問題があり、しかも燃費が悪化するため多用はできない。 Among the prior arts, in the structure that reduces the rigidity value of the lock-up damper, the rigidity value must consider the relationship with the entire drive system such as the lock-up clutch, and only the request for suppression of in-vehicle sound and vibration is required. Because it is not a rigidity value that can be determined by the above, it does not lead to a sufficient reduction in vehicle interior noise and vibration. Among the prior arts, the structure operated by direct slip coupling has a problem in durability because the clutch is easily worn, and the fuel consumption is deteriorated, so that it cannot be used frequently.
特許文献1のダンパは、ホィールに嵌め込むことによって装着するホィールカバーに取付けているため、タイヤの回転中にダンパがホィールに対し回転方向の相対変位を生じる可能性があり、その場合、ホィールとタイヤの回転変動を抑える効果が得られない可能性がある。しかも特許文献1はホィールの中心部にダンパが配置されているため、ホィールの回転変動を抑制する効果が小さい。 Since the damper of Patent Document 1 is attached to a wheel cover to be mounted by being fitted to the wheel, the damper may cause a relative displacement in the rotational direction with respect to the wheel during rotation of the tire. There is a possibility that the effect of suppressing the rotation fluctuation of the tire cannot be obtained. Moreover, since the damper is arranged at the center of the wheel in Patent Document 1, the effect of suppressing the wheel rotation fluctuation is small.
特許文献2のホィールカバーは弾性部材を介してホィールに支持され、ホィールに対してホィールカバーが回転方向と径方向等に動きうる状態となっている。このため、弾性部材が経年劣化等によって変形したり、へたりが生じたりすると、ホィールに対するホィールカバーの相対位置が不安定となり、ホィールバランスが狂う原因となったり、部材同士が接触することにより異音が生じる原因となる。
The wheel cover of
従って本発明の目的は、走行中に車内に伝わる振動やノイズを小さくすることができるホィールカバーダンパを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wheel cover damper that can reduce vibration and noise transmitted to the inside of a vehicle during traveling.
本発明に係るホィールカバーダンパは、車両のアクスルハブにハブボルトとハブナット(ホィールナット)とによってホィールと共締めされるホィールカバーと、前記ホィールカバーと前記ホィールとの間に圧縮された状態で配置されたゴム弾性を有する弾性部材とを備えている。前記ホィールカバーは、前記ハブボルトと対応した位置に前記ハブナットを収容する凹部が形成されたセンター部と、前記センター部の径方向の外側に形成されたカバー本体部と、前記カバー本体部の径方向の外側に形成され、前記ホィールカバーの全周にわたり前記ホィールから離れた位置にある周縁部とを有し、前記弾性部材が前記周縁部と前記センター部との間の前記カバー本体部の内面の前記周縁部の近傍に配置され、前記ホィールカバーに前記ハブボルトを挿入するボルト挿入孔が形成され、前記ボルト挿入孔の周りに、前記ホィールのボルト孔のテーパ面と前記ハブナットの先端テーパ部との間に挟まれる内周壁を有している。 A wheel cover damper according to the present invention is disposed in a compressed state between a wheel cover and a wheel cover that are fastened together with a wheel by a hub bolt and a hub nut (wheel nut) on an axle hub of a vehicle. And an elastic member having rubber elasticity. The wheel cover includes a center portion in which a recess for receiving the hub nut is formed at a position corresponding to the hub bolt, a cover body portion formed on a radially outer side of the center portion, and a radial direction of the cover body portion And a peripheral edge portion that is located away from the wheel over the entire circumference of the wheel cover, and the elastic member is formed on the inner surface of the cover main body portion between the peripheral edge portion and the center portion. A bolt insertion hole for inserting the hub bolt into the wheel cover is formed in the vicinity of the peripheral edge, and a taper surface of the bolt hole of the wheel and a tip tapered portion of the hub nut are formed around the bolt insertion hole It has an inner peripheral wall sandwiched between them.
1つの実施形態では、前記ホィールカバーが金属からなり、前記ボルト挿入孔を含む前記センター部と、該センター部の径方向の外側に形成された前記カバー本体部とを有し、該カバー本体部に前記弾性部材が配置されている。他の実施形態では、前記ホィールカバーが合成樹脂からなり、前記ボルト挿入孔を含む前記センター部と、該センター部の径方向の外側に形成された前記カバー本体部とを有し、該カバー本体部に前記弾性部材が配置され、かつ、前記ボルト挿入孔の前記内周壁が金属によって形成されていてもよい。 In one embodiment, the wheel cover is made of metal, and includes the center portion including the bolt insertion hole, and the cover main body portion formed on the outer side in the radial direction of the center portion. The elastic member is disposed on the surface. In another embodiment, the wheel cover is made of synthetic resin, includes the center portion including the bolt insertion hole, and the cover main body portion formed on the outer side in the radial direction of the center portion, and the cover main body The elastic member may be disposed in a portion, and the inner peripheral wall of the bolt insertion hole may be formed of metal.
本発明に係るホィールカバーダンパによれば、質量体(マス)として機能するホィールカバーのセンター部がハブボルトとハブナットによってホィールに固定され、ホィールカバーが径方向に移動することが抑制されるため、ホィールの回転変動に対してホィールカバーと弾性部材がダイナミックダンパとして有効に機能し、走行中に車内に伝わる振動やノイズを小さくすることができる。また弾性部材に劣化や変形が生じても、ホィールに対するホィールカバーの位置を常に一定に保つことができるため、ホィールバランスが狂ったり、部材同士の接触による異音発生の原因とならない。 According to the wheel cover damper of the present invention, the center portion of the wheel cover that functions as a mass body is fixed to the wheel by the hub bolt and the hub nut, and the wheel cover is restrained from moving in the radial direction. The wheel cover and the elastic member effectively function as a dynamic damper against fluctuations in rotation of the vehicle, and vibration and noise transmitted to the vehicle during traveling can be reduced. Even if the elastic member is deteriorated or deformed, the position of the wheel cover with respect to the wheel can be kept constant at all times, so that the wheel balance does not get out of order and no noise is generated due to contact between members.
以下に本発明の1つの実施形態に係るホィールカバーダンパを備えた車両について、図1から図5を参照して説明する。
図1は車両10の一例を示している。車両10は、車体11の前側に配置された一対の前輪12と、車体11の後側に配置された一対の後輪13とを備えている。車両10は、走行のための動力源として内燃機関(エンジン)あるいは電気モータの一方を備えた自動車でもよいし、エンジンと電気モータとを併用するハイブリッド車であってもよく、前輪12および後輪13の少なくとも一方がエンジンあるいは電気モータ等の動力源によって回転する。
Hereinafter, a vehicle including a wheel cover damper according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
FIG. 1 shows an example of a
前輪12と後輪13とは、互いに共通の構成のホィール20とタイヤ21とを備えている。この明細書では、説明の都合上、タイヤ21が装着された状態のホィール20を「タイヤ付きホィール20」と呼ぶことがある。図2は前輪12のタイヤ付きホィール20を示しているが、後輪13のタイヤ付きホィール20も同様の構成である。
The
図3はタイヤ付きホィール20と懸架機構部30の一例を示す断面図である。図3に示す懸架機構部30はマクファーソンストラットタイプであるが、これ以外の形式の懸架機構部であっても勿論かまわない。この懸架機構部30は、ストラット31の下部に設けられたナックル32と、ナックル32にベアリングを介して回転自在に支持されたアクスルハブ33と、アクスルハブ33を回転させるドライブシャフト34などを備えている。ドライブシャフト34とアクスルハブ33との間に、アクスル(車軸)35を有する等速ジョイント36が設けられている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the wheel with
アクスルハブ33のホィール取付部33aに、複数(図2は5本)のハブボルト37が固定されている。これらハブボルト37は、ホィール取付部33aの周方向(回転方向)に等間隔で配置され、ホィール取付部33aからアクスル35と平行な方向に突出している。各々のハブボルト37にハブナット(ホィールナットとも称される)38が螺合される。これらハブナット38を規定トルクで締付けることにより、ホィール20がアクスルハブ33のホィール取付部33aに確実に固定されるようになっている。
A plurality (five in FIG. 2) of
図4は、ハブボルト37とハブナット38等を拡大して示す断面図である。ハブナット38の一例は六角袋ナットであり、六角(ヘキサゴン)形の断面を有する六角部40と、円錐状のテーパ面41aを有する先端テーパ部41と、ハブボルト37が螺合する雌ねじ部42と、キャップ部43とを有している。テーパ面41aは、ハブボルト37の軸線X1に対し角度θ1をなして傾斜している。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the
図3に示されるようにホィール20は、ディスク部50とリム部51とを有し、リム部51にタイヤ21のビード52が嵌合している。ホィール20の一例は、プレス等によって成形された鋼製のディスク部50とリム部51とを溶接してなるスチールホィールであるが、他の実施形態として、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金からなる鋳造あるいは鍛造ホィールであってもよい。
As shown in FIG. 3, the
ホィール20のディスク部50に、ハブボルト37と対応した位置にハブボルト37を挿入するためのボルト孔55が形成されている。ボルト孔55のテーパ面55aは、ハブナット38のテーパ面41aの前記角度θ1と対応した角度θ2をなして傾斜している。
Bolt holes 55 for inserting the
ホィール20にホィールカバー60が取付けられている。ホィールカバー60は、回転の中心Cを含む領域(中心寄りの領域)に形成されたセンター部60aと、センター部60aの径方向の外側に形成されたカバー本体部60bとを有し、車体11の側方から見て円板形をなしている。
A
ホィールカバー60は、例えばアルミニウム合金等の金属からなり、外観上の意匠も重視して例えばアルミホィールのように見栄えの良い形状と表面肌を有するように成形されている。なおホィールカバー60の材料が金属と合成樹脂との複合材であってもよいし、あるいは炭素繊維やガラス繊維等によって強化された合成樹脂(強化プラスチック)が使われてもよい。重量的に問題が無ければ鉄系のホィールカバーであってもかまわない。
The
ホィールカバー60のセンター部60aには、ハブボルト37と対応した位置に、ハブナット38を収容する凹部61が形成されている。凹部61は、車体11の側方から見て円形である。凹部61の内径は、ハブナット38を回転させるレンチ等の工具を挿入できる寸法である。
In the
図4に示されるようにホィールカバー60の凹部61の奥側の壁62に、ハブボルト37を挿入するボルト挿入孔63が形成されている。ボルト挿入孔63はハブボルト37と対応した位置に開口している。ボルト挿入孔63の周りには、ハブナット38のテーパ面41aの角度θ1に応じて傾斜する「すり鉢」状の内周壁64が形成されている。この内周壁64が、ハブナット38のテーパ面41aとボルト孔55のテーパ面55aとの間に挟まれるようになっている。なおホィールカバー60が合成樹脂製の場合、ボルト挿入孔63の内周壁64がハブナット38の締付トルクに耐えることができるように、内周壁64を含む領域、例えば凹部61を構成する壁62を金属等の剛性の大きな材料によって形成するとよい。
As shown in FIG. 4, a bolt insertion hole 63 into which the
ホィールカバー60は、ハブボルト37とハブナット38とからなる締結手段39によって、アクスルハブ33にホィール20と共締めされている。すなわち、アクスルハブ33のホィール取付部33aにホィール20のディスク部50を重ね、その上にホィールカバー60を重ねたのち、ハブナット38をハブボルト37に螺合させて締付けることにより、ホィール20とホィールカバー60とが、それぞれアクスルハブ33のホィール取付部33aに固定される。
The
ホィールカバー60が締結手段39によってホィール20に固定された状態において、ホィールカバー60の周縁部60cはホィールカバー60の全周にわたりホィール20から少し離れている。すなわちホィールカバー60の周縁部60cはホィール20に固定されていないため、ホィール20の回転方向と軸線方向に生じるカバー本体部60bの僅かな相対移動(振動)を吸収できる状態となっている。
In a state where the
図3に示すようにホィール20とホィールカバー60との間に、ゴム弾性を有する弾性部材70が設けられている。弾性部材70は、例えば合成ゴムあるいはエラストマ等からなり、ホィール20とホィールカバー60のうち少なくともカバー本体部60bの内面に接着等によって固定され、かつ、ホィール20とホィールカバー60との間に圧縮された状態で配置されている。なお、弾性部材70がホィール20に接着されていてもよい。弾性部材70はホィールカバー60の回転方向の全周にわたって連続していてもよいし、必要に応じて回転方向に間隔を存して複数個所に分割して配置されていてもよい。
As shown in FIG. 3, an
ホィールカバー60は、回転するホィール20に対しダイナミックダンパの質量体(マス)として機能する。ゴム弾性を有する弾性部材70は、ダイナミックダンパの「ばね」として機能する。すなわちホィールカバー60と弾性部材70とによって、ホィール20の回転変動を抑制するためのホィールカバーダンパ71が構成されている。
The wheel cover 60 functions as a mass body (mass) of the dynamic damper with respect to the
本実施形態のホィールカバーダンパ71は、車内こもり音やロードノイズの周波数域に応じて所望の制振効果が得られるように、ホィールカバー60の形状や質量、弾性部材70の形状および位置、弾性部材70の数(分割数)などが選定される。要するにホィール20とタイヤ21の回転変動やホィール20の軸線方向の振動によって車内に伝わる不快な音や振動を抑制することができるように、ホィールカバー60と弾性部材70の最適化が図られている。
The
図5に示す実線L1は、ホィールカバーダンパ71を有する車両の周波数と車内音との関係を示している。破線L2は、ホィールカバーダンパ71を有しない車両の周波数と車内音との関係を示している。図5中のAは、ホィール20とタイヤ21の回転変動が原因となって生じる車内こもり音の周波数域である。この周波数域Aでは、ホィール20の回転方向に生じる振動に対し、ホィールカバー60と弾性部材70とが協働することによるホィールカバーダンパ71のダンピング効果によって、タイヤ21から懸架機構部30へ入力する回転変動等に起因する振動が抑制されるとともに、車体11の振動の励起が抑制され、車内こもり音のピーク値を低減させることができている。
A solid line L1 shown in FIG. 5 indicates the relationship between the frequency of the vehicle having the
図5中のBは、ホィール20のディスク部50の振動が原因となって生じるロードノイズの周波数域である。この周波数域Bでは、アクスル35の軸線方向に生じる振動に対し、ホィールカバー60と弾性部材70とが協働することによるホィールカバーダンパ71のダンピング効果を得ることができ、タイヤ21から懸架機構部30へ入力する振動が抑制されるとともに、車体11の振動の励起が抑制され、ロードノイズのピーク値を低減させることができている。
B in FIG. 5 is a frequency range of road noise caused by the vibration of the
本実施形態のホィールカバーダンパ71は、質量体として機能するホィールカバー60のセンター部60aがハブボルト37とハブナット38とによってホィール20のセンター部20aに固定されている。このためホィールカバー60は、ホィール20に対して径方向の位置を一定に保つことができる。よって、弾性部材70が経年劣化等によって変形したり、へたりを生じたりしたとしても、ホィールバランスが狂う原因となったり、部材同士が接することによる異音の発生を生じたりすることがない。
In the
なお本発明を実施するに当たり、ホィールの具体的な態様をはじめとして、ホィールカバーダンパを構成するホィールカバーや弾性部材の形状、配置等の具体的な態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。ホィールカバーのデザインについても前記実施形態に限定されるものではない。 In carrying out the present invention, it goes without saying that specific modes such as the shape and arrangement of the wheel cover and the elastic member constituting the wheel cover damper can be variously changed, including the specific mode of the wheel. . The design of the wheel cover is not limited to the above embodiment.
10…車両、11…車体、20…ホィール、21…タイヤ、33…アクスルハブ、37…ハブボルト、38…ハブナット、39…締結手段、41…先端テーパ部、50…ディスク部、51…リム部、55…ボルト孔、60…ホィールカバー、60a…センター部、60b…カバー本体部、60c…周縁部、C…回転の中心、63…ボルト挿入孔、64…内周壁、70…弾性部材、71…ホィールカバーダンパ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ホィールカバーと前記ホィールとの間に圧縮された状態で配置されたゴム弾性を有する弾性部材を備え、
前記ホィールカバーは、
前記ハブボルトと対応した位置に前記ハブナットを収容する凹部が形成されたセンター部と、
前記センター部の径方向の外側に形成されたカバー本体部と、
前記カバー本体部の径方向の外側に形成され、前記ホィールカバーの全周にわたり前記ホィールから離れた位置にある周縁部とを有し、
前記弾性部材が前記周縁部と前記センター部との間の前記カバー本体部の内面の前記周縁部の近傍に配置され、
前記ホィールカバーに前記ハブボルトを挿入するボルト挿入孔が形成され、
前記ボルト挿入孔の周りに、前記ホィールのボルト孔のテーパ面と前記ハブナットの先端テーパ部との間に挟まれる内周壁を有したことを特徴とするホィールカバーダンパ。 A wheel cover that is fastened together with a wheel by a hub bolt and a hub nut to an axle hub of the vehicle;
An elastic member having rubber elasticity disposed in a compressed state between the wheel cover and the wheel;
The wheel cover is
A center part formed with a recess for accommodating the hub nut at a position corresponding to the hub bolt;
A cover body formed on the outside of the center portion in the radial direction;
Formed on the outside in the radial direction of the cover main body, and has a peripheral edge at a position away from the wheel over the entire circumference of the wheel cover;
The elastic member is disposed in the vicinity of the peripheral edge of the inner surface of the cover main body between the peripheral edge and the center ;
A bolt insertion hole for inserting the hub bolt into the wheel cover is formed,
A wheel cover damper having an inner peripheral wall sandwiched between a tapered surface of the bolt hole of the wheel and a tip tapered portion of the hub nut around the bolt insertion hole .
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