JP6349027B2 - 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て設定されている（各ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数＝タイヤ空気室の共鳴周波数）。

特許第４５５１４２２号公報

しかしながら、ホイールの周方向に沿って４つ配置された各ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数を全て同じ単一の周波数に設定すると、消音可能な周波数帯域が限定される。特に、各ヘルムホルツレゾネータの容量が比較的大きい場合、反共鳴周波数（後記する図１１参照）の前後に発生する２つの「跳ね返り共鳴」（後記する図１１参照）のピークレベルが大きくなり、この２つの「跳ね返り共鳴」が車室内の乗員に対して聴覚上の負荷を及ぼす場合がある。

図１１は、各ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数が全て同じ単一の周波数で設定された従来技術における消音性能を示すグラフである。図１１において、細線実線Jは、ホイールにヘルムホルツレゾネータが無い場合、太線破線Ｌは、ホイールに設けられる各ヘルムホルツレゾネータが小容量の場合、太線実線Ｋは、ホイールに設けられる各ヘルムホルツレゾネータが大容量の場合をそれぞれ示している。例えば、大容量の各ヘルムホルツレゾネータの太線実線Ｋに着目すると、太線実線Ｋの谷部である「反共鳴周波数」の前後の位置に、２つの山部からなる「跳ね返り共鳴」が発生していることがわかる。

本発明の目的は、跳ね返り共鳴を抑制することが可能な車両用ホイールを提供することにある。

前記の目的を達成するために、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第1の所定周波数だけ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第２の所定周波数だけ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、前記第２の所定周波数は、前記第１の所定周波数よりも大きく設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、第２の所定周波数を、第１の所定周波数よりも大きく設定することで、谷部である反共鳴周波数の前後に発生する跳ね返り共鳴（山部）の数を、従来の２つから３つに増大させると共に、この３つ山部のピークレベルをそれぞれ同じ又は略同じで揃うようにバランスさせている。従って、本発明では、従来と比較して、跳ね返り共鳴のピークレベルを抑制して、消音性能を向上させることができる。この結果、本発明では、跳ね返り共鳴が車室内の乗員に対して聴覚上の負荷を及ぼすことを好適に回避することができる。

さらに、本発明は、前記第１の所定周波数は、Δｆａであり、前記第２の所定周波数は、Δｆｂであり、前記タイヤ空気室内の気柱共鳴音の共鳴周波数ｆ_ＭＣに対して、前記第１のヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数ｆ_０は、ｆ_ＭＣ−Δｆａ［Ｈｚ］（但し、Δｆａは１から１０の正数）に設定され、前記第２のヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数ｆ_０は、ｆ_ＭＣ＋Δｆｂ［Ｈｚ］（但し、Δｆｂは５から２０の正数）で、且つ、前記Δｆｂは、前記Δｆａよりも大きく設定されている（Δｆａ＜Δｆｂ）ことを特徴とする。

本発明によれば、基準周波数からの下限周波数のシフト量（Δｆａ）と、基準周波数からの上限周波数とのシフト量（Δｆｂ）に基づいて、容易に消音性能を向上させることができる。

本発明では、跳ね返り共鳴を抑制することが可能な車両用ホイールを得ることができる。

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線に沿った拡大断面図である。 副気室部材の全体斜視図である。 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の配置位置を模式的に示す側断面図である。 上限周波数と下限周波数との差分と、シフトさせる周波数との関係を示すグラフである。 本発明の実施例に係る車両用ホイールにおける第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の配置位置を模式的に示す側断面図である。 本発明の実施例に係る車両用ホイールにおける消音性能を示すグラフである。 本実施例と比較例１との消音性能の比較を示すグラフである。 本実施例と比較例２との消音性能の比較を示すグラフである。 本発明の他の実施例に係る車両用ホイールにおける消音性能を示すグラフである。 従来技術における消音性能を示すグラフである。

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の斜視図である。

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、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つのみを描出しているが、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、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、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。

本実施形態に係る車両用ホイール１は、タイヤ空気室ＭＣ（図２参照）内の気柱共鳴音の共鳴周波数よりも第１の所定周波数（後記するΔｆａ；図５参照）だけ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、タイヤ空気室ＭＣ（図２参照）内の気柱共鳴音の共鳴周波数よりも第２の所定周波数（後記するΔｆｂ；図５参照）だけ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。但し、第２の所定周波数は、第１の所定周波数よりも大きく設定されている（後記するΔｆａ＜Δｆｂ；図５参照）。

本実施形態に係る車両用ホイール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。

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中において、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線に沿った断面図である。
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。

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。

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、ホイール径方向から見て、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中において、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、本実施形態に係る車両用ホイール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に長尺な部材であって、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。

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、底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とを一体的に結合している。
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。

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。

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。

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。

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○印で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ｆ_０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ｆ_０とに所望の差分（上限周波数−下限周波数）が設けられている（後記する図５参照）。ちなみに、この差分は、後記する（Δｆａ＋Δｆｂ）に相当する。

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ｆ_ＭＣよりも第１の所定周波数（Δｆａ）だけ低く設定される。望ましくは共鳴周波数ｆ_０と共鳴周波数ｆ_ＭＣとの差Δｆａ（Δｆａ＝ｆ_０−ｆ_ＭＣ）が−１〜−１０［Ｈｚ］となるように設定される。

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ｆ_０は、タイヤ空気室ＭＣ内の気柱共鳴音の共鳴周波数ｆ_ＭＣよりも第２の所定周波数（Δｆｂ）だけ高く設定される。第２の所定周波数（Δｆｂ）は、第１の所定周波数（Δｆａ）よりも大きく設定されている（Δｆａ＜Δｆｂ）。また、望ましくは共鳴周波数ｆ_０と共鳴周波数ｆ_ＭＣとの差Δｆｂ（Δｆｂ＝ｆ_０−ｆ_ＭＣ）が５〜２０［Ｈｚ］となるように設定される。
なお、好ましくは、第１の所定周波数（Δｆａ）及び第２の所定周波数（Δｆｂ）は、Δｆａ：Δｆｂ＝１：（２．０〜２．６）の比例式を充足する値に設定されるとよい。但し、最適なΔｆａとΔｆｂとの割合（Δｆｂ／Δｆａ）は、ヘルムホルツレゾネータの容量に影響される。
ちなみに、タイヤの気柱共鳴音の共鳴周波数ｆ_ＭＣに応じた副気室部材１０の共鳴周波数ｆ_０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。

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

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、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、後記する実施例で示されるように、跳ね返り共鳴のピークレベルを低減することで、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。

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（ホイール周方向Ｘ）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側に偏位して配置されるものについて説明しているが、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。
なお、前記実施形態では、各連通孔１８ａが副気室部材１０のホイール周方向Ｘの中央部に位置しているものを例示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、副気室部材１０のホイール周方向Ｘの端部に位置してもよいし、その他の部位に位置してもよい。この場合も、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は、上限周波数と下限周波数との差分と、シフトさせる周波数との関係を示すグラフである。図５の横軸は、副気室部材１０ｂ、１０ｃ（第２のヘルムホルツレゾネータ）と、副気室部材１０ａ、１０ｄ（第１のヘルムホルツレゾネータ）に対してそれぞれ設定される上限周波数と下限周波数との差分（上限周波数−下限周波数）を示している。
図５の縦軸は、副気室部材１０ａ、１０ｄ（第１のヘルムホルツレゾネータ）及び副気室部材１０ｂ、１０ｃ（第２のヘルムホルツレゾネータ）からなる４つのヘルムホルツレゾネータを全て同じ単一の周波数で最適にチューニングしたときの基準周波数（中央値、気柱共鳴音の共鳴周波数ｆ_ＭＣ）を「０」とし、この基準周波数「０」からのシフト量（偏位量）をそれぞれ正負の周波数で示している。この場合、下限周波数の基準周波数「０」から下方（負）のシフト量が「Δｆａ」（第１の所定周波数）であり、上限周波数の基準周波数「０」から上方（正）のシフト量が「Δｆｂ」（第２の所定周波数）である。

図６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７は、図６に示す車両用ホイール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ｆ_０は、タイヤ空気室ＭＣ内の気柱共鳴音の共鳴周波数ｆ_ＭＣよりも７［Ｈｚ］低くなるように設定されている（ｆ_０−ｆ_ＭＣ＝−７［Ｈｚ］；Δｆａ＝７）。
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ｆ_０は、タイヤ空気室ＭＣ内の気柱共鳴音の共鳴周波数ｆ_ＭＣよりも１８［Ｈｚ］高くなるように設定されている（ｆ_０−ｆ_ＭＣ＝１８［Ｈｚ］；Δｆｂ＝１８）。
実施例の車両用ホイール１は、Δｆｂ／Δｆａ＝１８÷７≒２．６に設定されている。
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６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７に示す。
図７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／ｓ^２）／Ｎ］を［ｄＢ］単位に換算して表したものである。図７の横軸は、タイヤ空気室ＭＣ内の気柱共鳴音の共鳴周波数ｆ_ＭＣ［Ｈｚ］である。
図７において、細線実線Ａは、ホイールにヘルムホルツレゾネータが無い場合、太線破線Ｂは、ホイールに配置される各ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数ｆ_０が全て同じ単一の周波数で設定された場合、太線実線Ｃは、図６に示す実施例の車両用ホイール１の場合をそれぞれ示している。また、一点鎖線Ｐは、３つの山部のピークレベルを揃えてバランスしたレベルを示している。
本実施例では、図７の太線実線Ｃに示すように、谷部である反共鳴周波数の前後に発生する跳ね返り共鳴（山部）の数を、従来の２つ（図１１参照）から３つに増大させると共に、この３つ山部のピークレベルをそれぞれ同じ又は略同じで揃うようにバランスさせている。従って、本実施例では、従来と比較して、跳ね返り共鳴のピークレベルを抑制して、消音性能を向上させることができた。この結果、本実施例では、跳ね返り共鳴が車室内の乗員に対して聴覚上の負荷を及ぼすことを好適に回避することができた。
なお、本実施例では、図７に示す太線実線Ｃの３つ谷部の深さが不揃いとなっているが、この谷部は、車室内の乗員に対して聴覚上の負荷を及ぼすものでない。

（比較例１）
図８は、本実施例と比較例１との消音性能の比較を示すグラフである。
図８において、細線実線Ｄは、ホイールにヘルムホルツレゾネータが無い場合の特性曲線、太線一点鎖線Ｅは、上限周波数のシフト量Δｆｂと下限周波数のシフト量Δｆａとの割合が、２．０〜２．６より小さくなるように（２．０〜２．６の範囲から外れるように）設定された比較例１の特性曲線（Δｆｂ／Δｆａ＜（２．０〜２．６））、太線実線Ｃは、図６に示す実施例の車両用ホイール１の特性曲線をそれぞれ示している。
図８の太線一点鎖線Ｅに示すように、比較例１では、跳ね返り共鳴が３つの山部によって構成されている点は、本実施例と同じである。しかしながら、比較例１では、３つの山部のピークレベルがそれぞれ異なって不揃いとなっている。例えば、３つの山部の内、図面に向かって左側の山部から中央の山部を経て右側の山部Ｍ１に移行するにつれて、山部のピークレベルが徐々に増加している。この結果、比較例１では、本実施例と比較して、跳ね返り共鳴のピークレベルがバランスせず、図面に向かって右側の山部Ｍ１のピークレベルが、３つの山部のピークレベルを揃えた本実施例の一点鎖線Ｐのレベルを超えて聴覚上の負荷を及ぼしていることから、消音性能を向上させることが困難である。

（比較例２）
図９は、本実施例と比較例２との消音性能の比較を示すグラフである。
図９において、細線実線Ｇは、ホイールにヘルムホルツレゾネータが無い場合の特性曲線、太線一点鎖線Ｈは、上限周波数のシフト量Δｆｂと下限周波数のシフト量Δｆａとの割合が、２．０〜２．６より大きくなるように（２．０〜２．６の範囲から外れるように）設定された比較例２の特性曲線（Δｆｂ／Δｆａ＞（２．０〜２．６））、太線実線Ｃは、図６に示す実施例の車両用ホイール１の特性曲線をそれぞれ示している。
図９の太線一点鎖線Ｈに示すように、比較例２では、跳ね返り共鳴が３つの山部によって構成されている点は、本実施例と同じである。しかしながら、比較例２では、３つの山部の中、左右の山部よりも中央の山部Ｍ２のピークレベルが最も高くなって不揃いとなっている。この結果、比較例２では、本実施例と比較して、跳ね返り共鳴のピークレベルがバランスせず、中央の山部Ｍ２のピークレベルが、３つの山部のピークレベルを揃えた本実施例の一点鎖線Ｐのレベルを超えて聴覚上の負荷を及ぼしていることから、消音性能を向上させることが困難である。

以上の結果から、本実施例（太線実線Ｃ）では、跳ね返り共鳴（山部）の数を、従来の２つ（図１１参照）から３つに増大させると共に、この３つ山部のピークレベルをそれぞれ同じ又は略同じで揃うようにバランスさせている。この結果、本実施例では、比較例１及び比較例２と比較して、跳ね返り共鳴のピークレベルを抑制して、消音性能を向上させることができた。

図１０は、本発明の他の実施例に係る車両用ホイールにおける消音性能を示すグラフである。この他の実施例に係る車両ホイール１では、図６に示す車両ホイール１と比較して、副気室部材１０ａ、１０ｄ（第１のヘルムホルツレゾネータ）及び副気室部材１０ｂ、１０ｃ（第２のヘルムホルツレゾネータ）からなる４つの各ヘルムホルツレゾネータの容量を小容量としている点で相違している。

図１０において、細線実線Ａ´は、ホイールにヘルムホルツレゾネータが無い場合、太線破線Ｂ´は、ホイールに配置される各ヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数ｆ_０が全て同じ単一の周波数で設定された場合、太線実線Ｃ´は、他の実施例の車両用ホイール１の場合をそれぞれ示している。

図１０の太線実線Ｃ´に示すように、他の実施例では、各ヘルムホルツレゾネータの容量を小容量とした場合であっても、３つ山部のピークレベルをそれぞれ同じ又は略同じで揃うようにバランスさせ、比較例１及び比較例２と比較して、跳ね返り共鳴のピークレベルを抑制して、消音性能を向上させることができた。

なお、基準周波数「０」からの下限周波数のシフト量（Δｆａ）と、基準周波数「０」からの上限周波数とのシフト量（Δｆｂ）に基づいて、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ｆ_０、及び、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ｆ_０をそれぞれ設定する本実施例及び他の実施例の手法は、例えば、消音対象、消音事象、消音周波数、ヘルムホルツレゾネータの構造、ヘルムホルツレゾネータの材料に影響されることがなく、種々のヘルムホルツレゾネータに適用することができる。

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）
１８ａ 連通孔
Δｆａ 第１の所定周波数
Δｆｂ 第２の所定周波数
ＳＣ 副気室
ＭＣ タイヤ空気室
Ａｘ ホイール回転中心

Claims (2)

1. 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第1の所定周波数だけ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第２の所定周波数だけ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、
   前記第２の所定周波数は、前記第１の所定周波数よりも大きく設定されていることを特徴とする車両用ホイール。
2. 請求項１記載の車両用ホイールにおいて、
   前記第１の所定周波数は、Δｆａであり、
   前記第２の所定周波数は、Δｆｂであり、
   前記タイヤ空気室内の気柱共鳴音の共鳴周波数ｆ_ＭＣに対して、前記第１のヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数ｆ_０は、ｆ_ＭＣ−Δｆａ［Ｈｚ］（但し、Δｆａは１から１０の正数）に設定され、前記第２のヘルムホルツレゾネータの共鳴周波数ｆ_０は、ｆ_ＭＣ＋Δｆｂ［Ｈｚ］（但し、Δｆｂは５から２０の正数）で、且つ、前記Δｆｂは、前記Δｆａよりも大きく設定されている（Δｆａ＜Δｆｂ）ことを特徴とする車両用ホイール。

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