JPH0616001A

JPH0616001A - 車両用低騒音車輪装置

Info

Publication number: JPH0616001A
Application number: JP4173358A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Fujita; 育志藤田; Shinichi Maruyama; 新一丸山; Keijiro Iwao; 桂二郎巖
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-25

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジンから放出された騒音をロードホイー
ルにおいて効果的に低減できる車両用低騒音車輪装置を
提供すること。【構成】ホイールディスク部１９及びホイールリム部
１７から成り、ホイールリム部１７外周にタイヤ２１を
組み付け自動車のホイールハウス５内で車体側に支持さ
れるロードホイール１５と、ホイールリム部１７内周側
に位置しロードホイール１５を制動するための制動機構
１１とを有する車輪装置において、ホイールディスク部
１９とホイールリム部１７と制動機構１１とによって囲
まれた環状空間部３１の一部に、空胴共鳴を減衰するた
めの吸音材３３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両騒音の低減が可能
な車両用低騒音車輪装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に使用されている一般的な車輪構
造を図１０に示す。図１０は、車両前方から見た車軸位
置での正面断面図である。

【０００３】フロントエンジンタイプの自動車では、車
両前部に載置されたエンジン１の側部にホイールハウス
５及びサイドメンバ７が位置し、ホイールハウス５内に
ロードホイールアッセンブリ３が配置されている。この
ホイールアッセンブリ３は、ホイールハブ１３を有し、
このホイールハブ１３は、例えば、図示しないナックル
スピンドルに回転自在に支持されている。前記ホイール
ハブ１３には、ブレーキディスク２５等の制動機構１１
が設けられ、さらにロードホイール１５がホイールディ
スク部１９において取り付けられている。ロードホイー
ル１５のホイールリム部１７にはタイヤ２１が装着され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなフロントエ
ンジンタイプの自動車にあっては、車両の前輪部から放
出される騒音が大きく、ロードホイール１５のホイール
ディスク部１９に形成された穴部２７から放出される騒
音Ｘについても無視することができない。

【０００５】一方、穴部２７が無いタイプのロードホイ
ールの場合は、エンジン１から路面Ｒで反射した騒音Ｙ
が、ホイールディスク部１９とホイールリム部１７と制
動機構１１とに囲まれた環状空間部３１に侵入して空胴
共鳴が発生しやすく、穴部２７からの騒音放出はないも
のの、騒音低減を図ることはできないものである。

【０００６】なお、ロードホイール１５から放出される
騒音を低減する従来の低騒音車輪装置としては、自動二
輪車用のものとして実開昭６２−４３９０１号公報に記
載されたものがある。これは、主にロードホイール１５
の振動に起因して発生する騒音の低減を目的としたもの
で、ホイール内部に吸音材を充填し、ホイールキャップ
によって吸音材の表面を被覆固定したものである。この
ような低騒音車輪装置によれば、吸音材によるある程度
の吸音効果とホイールキャップによる遮音効果とによ
り、騒音の低減が可能となる。

【０００７】しかしながら、このような低騒音車輪装置
にあっては、吸音材が保温材としても機能するので、ホ
イールからの放熱が制限されてしまう。このため、ホイ
ールの両側面を開放できる自動二輪車への適用は可能で
あるが、一方の側面しか開放できない自動車用のロード
ホイールにはエンジンルーム内の放熱性の点から不向き
である。

【０００８】また、このような吸音材の構成では、騒音
自体を操作するものではないので、エンジン騒音の音圧
及び周波数は吸音材に達するまで変わらず、吸音効率は
吸音材の性能のみによって決まってしまう。このため、
エンジン騒音の音響エネルギを効果的に吸収することが
できない。

【０００９】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、特
にエンジンから放出された騒音をロードホイールにおい
て効果的に低減できる車両用低騒音車輪装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１の車両用低騒音車輪装置は、ホ
イールディスク部及びホイールリム部から成り、ホイー
ルリム部外周にタイヤを組み付け自動車のホイールハウ
ス内で車体側に支持されたロードホイールと、前記ホイ
ールリム部内周側に位置し前記ロードホイールを制動す
るための制動機構とを有し、前記ホイールディスク部と
前記ホイールリム部と前記制動機構とによって囲まれた
環状空間部の一部に、空胴共鳴を減衰するための吸音材
を設けた構成としてある。

【００１１】また、請求項２の車両用低騒音車輪装置
は、請求項１の車両用低騒音車輪装置であって、前記環
状空間部を囲む前記ロードホイールの部分に、前記吸音
材を設けたことを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項３の車両用低騒音車輪装置
は、請求項１記載の車両用低騒音車輪装置であって、前
記環状空間部を囲む前記制動機構の部分に、前記吸音材
を設けたことを特徴とするものである。

【００１３】また、請求項４の車両用低騒音車輪装置
は、請求項１記載の車両用低騒音車輪装置であって、前
記環状空間部を囲む前記制動機構の非回転部に、前記吸
音材を設けたことを特徴とするものである。

【００１４】また、請求項５の車両用低騒音車輪装置
は、請求項１記載の車両用低騒音車輪装置であって、前
記環状空間部を囲む部分に非回転部材を設け、この非回
転部材に前記吸音材を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１５】

【作用】請求項１の車両用低騒音車輪装置によれば、エ
ンジンから放出された騒音は路面で反射する等してロー
ドホイールの内部に入射する。入射した騒音は、ロード
ホイールの内部空間のうち、ホイールディスク部とホイ
ールリム部と制動機構とによって囲まれた環状空間部で
共鳴し、共鳴周波数で空気の振動速度が増幅され、吸音
材が共鳴周波数での騒音エネルギを主に環状空間部の外
周部で効果的に減衰する。

【００１６】請求項２の車両用低騒音車輪装置によれ
ば、ロードホイールに入射して共鳴した騒音の騒音エネ
ルギは、ロードホイールの部分に設けられた吸音材が効
果的に減衰する。

【００１７】請求項３の車両用低騒音車輪装置によれ
ば、ロードホイールに入射して共した騒音の騒音エネル
ギは、制動機構の部分に設けられた吸音材が効果的に減
衰する。

【００１８】請求項４の車両用低騒音車輪装置によれ
ば、ロードホイールに入射して共鳴した騒音の騒音エネ
ルギは、制動機構の非回転部に設けられた吸音材が効果
的に減衰する。

【００１９】請求項５の車両用低騒音車輪装置によれ
ば、ロードホイールに入射して共鳴した騒音の騒音エネ
ルギは、非回転部材に設けられた吸音材が効果的に減衰
する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて
説明する。

【００２１】図１は本発明の第１実施例による車両用低
騒音車輪装置の車軸位置における全体断面図、図２は図
１の要部断面図であり、従来と同一の部分には同一の符
号が付してある。

【００２２】フロントエンジンタイプの自動車の車両前
部にはエンジン１が載置され、エンジン１の側部にホイ
ールハウス５及びサイドメンバ７が位置し、ホイールハ
ウス５内にはロードホイールアッセンブリ３が配置され
ている。このホイールアッセンブリ３はホイールハブ１
３を有し、このホイールハブ１３は、例えば図示しない
ナックルスピンドルに回転自在に支持されている。ホイ
ールハブ１３には、ブレーキディスク２５等の制動機構
１１が設けられている。

【００２３】ロードホイール１５の一側面にはホイール
ディスク部１９が、外周にはホイールリム部１７がそれ
ぞれ形成され、ホイールリム部１７の外周にはタイヤ２
１が装着されている。ホイールディスク部１９には円周
方向略等間隔に６個の穴部２７が形成され、ホイールデ
ィスク部１９は制御機構１１を介してナット２３によっ
てホイールハブ１３に取付けられている。

【００２４】本実施例における制動機構１１はディスク
ブレーキタイプのもので、ロードホイール１５、タイヤ
２１、ホイールハブ１３等と共に回転するブレーキディ
スク２５と、非回転状態が維持されるキャリパ２９とか
らなり、キャリパ２９内には、図示しないブレーキパッ
ドとブレーキパッドをブレーキディスク２５に押圧する
シリンダ機構とが内蔵されている。キャリパ２９内のシ
リンダに油圧が加わると、回転するブレーキディスク２
５にブレーキパッドが押圧され、ロードホイール１５及
びタイヤ２１の回転が抑制される。

【００２５】ロードホイール１５の内部空間のうち、ホ
イールディスク部１９の内側面とホイールリム部１７の
内周面と制動機構１１とに囲まれた部分には環状空間部
３１が形成され、この環状空間部３１を囲むロードホイ
ール１５の部分としてホイールディスク部１９及びホイ
ールリム部１７の一部には吸音材３３が設けられてい
る。すなわち、環状空間部３１の一部に、空胴共鳴を減
衰するための吸音材３３を設けた構成となっている。

【００２６】次に、このように構成された本実施例の車
両用低騒音車輪装置の作用について説明する。

【００２７】エンジン１から放出された騒音Ｙは、路面
Ｒに反射してロードホイール１５内部に入射する。これ
によって、環状空間部３１で空胴共鳴が起こり、これを
吸音材３３が効果的に減衰するのである。従って、騒音
自体を操作することとなり、大きな騒音低減を図ること
ができる。

【００２８】ここで、空胴共鳴を減衰することで騒音低
減を図る効果は、以下の実験に基づいている。

【００２９】まず、従来のロードホイール１５の近接音
について騒音レベルを実験的に測定すると、周波数が約
５００Hz〜８００Hz付近で騒音レベルが高くなっている
ことが確認された。このような現象が現れる原因を明ら
かにするために、ロードホイール１５内の各部の音圧を
測定すると、制動機構１１とホイールディスク部１９と
ホイールリム部１７とに囲まれた環状空間部３１におい
て、図５中の実線に示すように、騒音レベルが６００Hz
付近でピークとなるという結果を得た。これは、ロード
ホイール１５内の環状空間部３１の騒音レベルを、周波
数ごとに１／３オクターブバンドフィルタで測定したも
のである。

【００３０】また、この６００Hzにおける環状空間部３
１の振動状態を求めると、図３に示すように、上部と下
部とが逆相となる空胴共鳴のモードＭ1 ，Ｍ2 が成立し
ていることが確認された。ここで、モードＭ1 ，Ｍ2
は、環状空間部３１の一部を切断して筒状に伸ばしたと
仮定した場合の共鳴モードを模式的に表したものであ
る。さらに、この環状空間部３１では、図４に示すよう
に、振動速度が最大となる部分がI ，IIのように分布
し、環状空間部３１の上下外周部分で振動速度が大きく
なっていることが実験的に確認された。

【００３１】これにより、６００Hz付近での騒音レベル
が高くなっているのは、エンジン１からの騒音がロード
ホイール１５の環状空間部３１で共鳴していることに起
因することがわかった。また、共鳴周波数は、ロードホ
イール１５の形状に固有な音響特性によって決まり、ロ
ードホイール１５の大きさに応じて５００Hz〜８００Hz
の間の値となることが確認された。

【００３２】このように共振周波数における空気の振動
速度は、環状空間部３１で増幅され、図４に示すよう
に、環状空間部３１の外周部分で特に振動速度が大きく
なっている。ここで、一般に吸音効率は空気の振動速度
が大きいほど良くなることから、環状空間部３１を囲む
ホイールディスク部１９及びホイールリム部１７の一部
に設けられた吸音材３３によって、主に環状空間部３１
の外周部で騒音エネルギを効果的に減衰することができ
る。

【００３３】次に、本実施例を適用した場合の具体的な
効果を図５中に破線で示す。図５は、前記従来の場合と
同様に本実施例を適用したロードホイール１５内の環状
空間部３１の騒音レベルを、周波数ごとに１／３オクタ
ーブバンドフィルタで測定したものである。この図から
明らかなように、本実施例によれば、周波数６００Hz付
近の騒音レベルを効果的に低下させることができ、エン
ジン騒音を低減することができる。また、吸音材３３を
ロードホイール１５内に充填していないので、穴部２７
を含め、ロードホイール１５からの放熱を充分に確保す
ることができ、ロードホイール１５の耐久性を向上させ
ることができる。

【００３４】また、ロードホイール１５に吸音材３３を
設けたので、車両本体側の構成を特に変更することなく
騒音を低減することができ、汎用性に富む。

【００３５】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００３６】本実施例は、図６に示すように、吸音材３
３をロードホイール１５の環状空間部３１を囲む部分と
してホイールディスク部１９側に設けたもので、他の構
成は第１実施例とほぼ同一である。

【００３７】本実施例によれば、第１実施例と同様に空
胴共鳴をおこす周波数６００Hz付近の騒音レベルを効果
的に低下させることができる。また、吸音材３３を比較
的厚く設けると共に穴部２７を閉鎖することができるの
で、騒音エネルギの吸収量が増大すると共に穴部２７か
ら放出される騒音を遮音することができ、エンジン騒音
の低減をより確実に行うことができる。

【００３８】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。

【００３９】本実施例は、図７に示すように、吸音材３
３をロードホイール１５の環状空間部３１を囲む部分と
して穴部２７に充填したもので、他の構成は第１実施例
とほぼ同一である。

【００４０】本実施例によれば、第１実施例と同様の効
果に加えて、特にロードホイール１５の放熱性を良好に
維持したまま空胴共鳴を減衰させると共に、穴部２７か
らの騒音を確実に遮音し、騒音低減を更に高めることが
できる。

【００４１】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。

【００４２】本実施例は、吸音材をドラムブレーキに設
けたものである。図８に示すように、ドラムブレーキタ
イプの制動機構１１のうち環状空間部３１を囲む部分と
して、制動機構１１の非回転部であり、ドラム、シュー
等が収容された容器３５に吸音材３３を設けたもので、
他の構成は第１実施例とほぼ同一としてある。

【００４３】本実施例によれば、第１実施例と同様の効
果に加えて、非回転状態が維持される容器３５に吸音材
３３を設けたので、吸音材３３の支持を簡単かつ確実に
行うことができると共に、支持の耐久性も向上させるこ
とができる。また、ロードホイール１５の交換に際し、
ロードホイール１５に吸音材３３を設けることなくエン
ジン騒音の低減効果を得ることができるので、経済的で
便利である。

【００４４】なお、本実施例では制動機構１１の非回転
部に吸音材３３を設けたが、本発明はこれに限るもので
はなく、制動機構１１の回転部に吸音材３３を設けても
良い。このような場合にも、第１実施例と同様の効果に
加えて、ロードホイール１５の交換に際し、ロードホイ
ール１５に吸音材３３を設けることなくエンジン騒音の
低減が可能であるという効果を得ることができる。

【００４５】次に、本発明の第５実施例について説明す
る。

【００４６】本実施例は、図９に示すように回転するブ
レーキディスク２５を非接触状態で取り囲む非回転部材
としてのカバー部材３７を、ホイールハブ１３から車両
の上下方向の２方向に延設し、カバー部材３７の表面の
うち環状空間部３１を囲む部分に吸音材３３を設けたも
ので、他の構成は第１実施例とほぼ同一である。

【００４７】本実施例によれば、第４実施例と同様の効
果に加えて、制動機構１１とは別の部材であるカバー部
材３７に吸音材３３を設けたので、吸音材３３の交換に
際しても、ロードホイール１５や制動機構１１に影響を
与えることなく、簡単に行うことができる。また、環状
空間部３１のうち車両上下方向に吸音材３３を設けたの
で、特に上下に励起される共鳴モードを効果的に抑制す
ることができる。

【００４８】なお、ロードホイール１５の内部に入射し
たエンジン騒音は、ある特定周波数では上述したように
環状空間部３１にて空胴共鳴を起こすが、他の特定周波
数においては、ロードホイール１５の内部全体で空胴共
鳴を起こす場合がある。本発明によれば、エンジンの運
転状態が変わり、前記他の特定周波数が支配的になった
場合でも、ロードホイール１５の内部全体で起こる空胴
共鳴を効果的に減衰して騒音の低減を図ることができ
る。

【００４９】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１の車
両用低騒音車輪装置によれば、ロードホイールの放熱性
を損なうことなく、エンジンから放出された騒音をロー
ドホイール内で効果的に低減することができる。

【００５０】また、請求項２の車両用低騒音車輪装置に
よれば、前記請求項１の効果に加えて、ロードホイール
に吸音材を設けたので、車両本体側の構成を特に変更す
る必要がなく、汎用性に富む。

【００５１】また、請求項３の車両用低騒音車輪装置に
よれば、前記請求項１の効果に加えて、制動機構の部分
に吸音材を設けたので、ロードホイールの交換に際して
ロードホイールに吸音材を設ける必要がなく、経済的で
便利である。

【００５２】また、請求項４の車両用低騒音車輪装置に
よれば、前記請求項１及び３の効果に加えて、非回転部
分に吸音材を設けたので、吸音材の支持を簡単かつ確実
に行うことができると共に、支持の耐久性を向上させる
ことができる。

【００５３】また、請求項５の車両用低騒音車輪装置に
よれば、前記請求項１，３及び５の効果に加えて、非回
転部材に吸音材を設けたので、吸音材の交換を簡単かつ
確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による車両用低騒音車輪装
置の車軸位置における全体断面図である。

【図２】（ａ）は図１の要部断面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本実施例を適用したロードホイール内の空胴共
鳴の模式図である。

【図４】本実施例を適用したロードホイール内の環状空
間部において振動の強い部分の分布を表した図３のＥ−
Ｅ断面図である。

【図５】本実施例を適用したロードホイールの周波数ご
との騒音レベルの分布と、従来のロードホイールの周波
数ごとの騒音レベルの分布とを表した図である。

【図６】（ａ）は本発明の第２実施例による車両用低騒
音車輪装置の要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−
Ｂ断面図である。

【図７】（ａ）は本発明の第３実施例による車両用低騒
音車輪装置の要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−
Ｃ断面図である。

【図８】本発明の第４実施例による車両用低騒音車輪装
置の要部断面図である。

【図９】（ａ）は本発明の第５実施例による車両用低騒
音車輪装置の要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）の要部
のＤ方向からの矢視図である。

【図１０】従来の自動車の車輪構造を車両前方から見た
車軸位置での断面図である。

【符号の説明】

１１制動機構１５ロードホイール１７ホイールリム部１９ホイールディスク部３１環状空間部３３吸音材３５容器（制動機構の非回転部）３７カバー部材（非回転部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホイールディスク部及びホイールリム部
から成り、ホイールリム部外周にタイヤを組み付け自動
車のホイールハウス内で車体側に支持されるロードホイ
ールと、前記ホイールリム部内周側に位置し前記ロード
ホイールを制動するための制動機構とを有し、前記ホイ
ールディスク部と前記ホイールリム部と前記制動機構と
によって囲まれた環状空間部の一部に、空胴共鳴を減衰
するための吸音材を設けたことを特徴とする車両用低騒
音車輪装置。
【請求項２】請求項１記載の車両用低騒音車輪装置で
あって、前記環状空間部を囲む前記ロードホイールの部
分に、前記吸音材を設けたことを特徴とする車両用低騒
音車輪装置。
【請求項３】請求項１記載の車両用低騒音車輪装置で
あって、前記環状空間部を囲む前記制動機構の部分に、
前記吸音材を設けたことを特徴とする車両用低騒音車輪
装置。
【請求項４】請求項１記載の車両用低騒音車輪装置で
あって、前記環状空間部を囲む前記制動機構の非回転部
に、前記吸音材を設けたことを特徴とする車両用低騒音
車輪装置。
【請求項５】請求項１記載の車両用低騒音車輪装置で
あって、前記環状空間部を囲む部分に非回転部材を設
け、この非回転部材に前記吸音材を設けたことを特徴と
する車両用低騒音車輪装置。