JPWO2019087909A1 - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

連通孔を介してタイヤ空気室内の水、水分等が副気室内へ進入することを阻止すること。車両用ホイールは、ウェル部（１１ｃ）を形成するリム（１１）の一方の立ち上がり部に設けられる第１側壁（２５ｃ）と、ウェル部（１１ｃ）を形成するリム（１１）の他方の立ち上がり部に設けられる第２側壁（２５ｄ）とを備え、副気室部材（１０）は、内側に副気室（ＳＣ）と、副気室（ＳＣ）とタイヤ空気室とを連通させる連通孔（１８ａ）が形成された管体（１８）とを有し、管体（１８）は、車両用ホイールの周方向に沿った副気室部材（１０）の両方の端部にそれぞれ配置され、連通孔（１８ａ）とウェル部（１１ｃ）の外周面（１１ｄ）との間には、クリアランス（４２）が形成されている。

Description

本発明は、自動車等の車両用ホイールに関する。

従来技術では、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、ウェル部の外周面に固定したものが知られている。

副気室部材に関し、例えば、特許文献１には、レゾネータ本体の周方向端部に管体を備え、この管体の周方向一端側がタイヤ空気室に開口し、その周方向他端側が副気室内に連通する連通孔を有するものが開示されている。

特許第５９７８１６６号公報

ところで、特許文献１に開示された副気室部材は、タイヤ空気室に臨む連通孔の周方向一端側の下端部（管体の下端）がホイールリム面に接触している。このため、タイヤ空気室内で結露した水、水分やパンク修理剤の液が、ホイールリム面と接触する連通孔から進入して副気室内で水、水分等が残留するおそれがある。

この結果、副気室部材の副気室内の容積が低下することにより、消音性能が低下（気柱共鳴に起因するロードノイズの低減性能が低下）するおそれがある。また、ホイールバランスの低下をもたらすおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、連通孔を介してタイヤ空気室内の水、水分等が副気室内へ進入することを阻止することが可能な車両用ホイールを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材を、タイヤ空気室内でウェル部の外周面に取り付けた車両用ホイールであって、前記ウェル部を形成するリムの一方の立ち上がり部に設けられる第１の縦壁と、前記ウェル部を形成する前記リムの他方の立ち上がり部に設けられる第２の縦壁と、を備え、前記副気室部材は、内側に副気室と、前記副気室と前記タイヤ空気室とを連通させる連通孔と、を有し、前記連通孔は、前記車両用ホイールの周方向に沿った前記副気室部材の一方の端部に配置され、前記連通孔と前記車両用ホイールとの間には、クリアランスが形成されていることを特徴とする。

本発明は、連通孔を介してタイヤ空気室内の水、水分等が副気室内へ進入することを阻止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。 副気室部材の斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った拡大縦断面図である。 図１に示す副気室部材の周方向端部をホイール周方向から見た一部破断側面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿った一部省略拡大縦断面図である。 本実施形態の変形例を示したものであり、（ａ）は、図３に対応する変形例の拡大縦断面図、（ｂ）は、図４に対応する変形例の一部破断側面図である。 （ａ）は、他の変形例に係る副気室部材の一部破断拡大斜視図、（ｂ）は、さらに他の変形例に係る副気室部材の一部破断拡大斜視図である。 本出願人が案出した従来技術の変形例であり、タイヤのビード部と、ホイール径方向の外側に変位した管体との位置関係を示す説明図である。

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の斜視図である。なお、各図中において、「Ｘ」は、ホイール周方向、「Ｙ」は、ホイール幅方向、「Ｚ」は、ホイール径方向、をそれぞれ示している。また、ホイール幅方向Ｙにおいて、その内側を「一側」とし、その外側を「他側」と示している。

図１に示されるように、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に沿って有するものである。ちなみに、本実施形態では、車両用ホイール１のホイール周方向Ｘに沿って複数の副気室部材１０が配置されたものを想定しているが、図１では、他の副気室部材１０の図示を省略して、ホイール周方向Ｘに沿って単一の副気室部材１０が配置された状態を示している。

車両用ホイール１は、リム１１と、このリム１１を図示しないハブ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、ウェル部１１ｃの外周面（ホイールリム面）１１ｄ上に嵌め込まれて装着されている。

リム１１は、ホイール幅方向Ｙの両端部にそれぞれ形成される図示しないビードシート同士の間で、ホイール径方向Ｚ（後記する図３参照）の内側（回転中心側）に向かって窪んだウェル部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に組み付ける際、タイヤの図示しないビード部を落とし込むために設けられている。ちなみに、本実施形態のウェル部１１ｃは、ホイール幅方向Ｙにわたって略同径となる円筒形状に形成されている。

図２は、副気室部材の斜視図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った拡大縦断面図、図４は、図１に示す副気室部材の周方向端部をホイール周方向から見た一部破断側面図、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った一部省略拡大縦断面図である。

図２に示されるように、この副気室部材１０は、一方向に長い部材であって、内側に後記する副気室ＳＣ（図３参照）を有する中空の本体部１３と、一対の縁部１４ａ、１４ｂとを備えている。一対の縁部１４ａ、１４ｂは、副気室部材１０をウェル部１１ｃに係止するものである（図３参照）。なお、本体部１３内に形成される副気室ＳＣは、ホイール周方向Ｘの中央に配置された仕切り壁１６（図１、図２参照）を介して、一対の副気室ＳＣ、ＳＣに分離独立して形成されている。

副気室部材１０は、その長手方向に湾曲しており、ウェル部１１ｃ（図１参照）の外周面１１ｄに取り付けられた際、ホイール周方向Ｘに沿うように構成されている。本体部１３は、その長手方向（ホイール周方向Ｘ）の端部に管体１８を有し、その内側には副気室
ＳＣと連通する連通孔１８ａが形成されている（図１、図２、図４参照）。連通孔１８ａは、図示しないタイヤ空気室と副気室ＳＣとを連通させるものである。連通孔１８ａを有する管体１８は、副気室部材１０のホイール周方向Ｘの一方の端部及び他方の端部からなる両方の端部にそれぞれ配置されている（図２参照）。また、両方の端部に配置された一対の管体１８、１８は、それぞれ、ホイール幅方向Ｙの内側（一側）に偏位した部位に配置されている（図４参照）。

なお、本実施形態では、ホイール周方向Ｘの一方の端部及び他方の端部にそれぞれ設けられた連通孔１８ａ、１８ａが同一に構成されているため、一方の端部に配置された連通孔１８ａを詳細に説明し、他方の端部に配置された連通孔１８ａの説明を省略する。

図２に示されるように、副気室部材１０は、平面視して長い矩形体を呈している。また、図３に示されるように、この副気室部材１０の本体部１３は、下面部２５ｂと、上面部２５ａと、副気室ＳＣとを備える。下面部２５ｂは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ（図１参照）側上に配置された底板で構成されている。上面部２５ａは、下面部２５ｂよりも径方向外側に配置され下面部２５ｂと対向する上板で構成されている。副気室ＳＣは、上面部２５ａと下面部２５ｂとの間に形成されている。

図４に示されるように、上面部２５ａと下面部２５ｂとの間でホイール幅方向Ｙに沿った内側（他側）には、第１の縦壁である第１側壁２５ｃが形成されている。また、ホイール幅方向Ｙに沿った外側（一側）には、第２の縦壁である第２側壁２５ｄが形成されている。第１側壁２５ｃと第２側壁２５ｄとは、ホイール幅方向Ｙで互いに対向して配置されている。

図３に示されるように、さらに、副気室部材１０の本体部１３は、幅方向両側のそれぞれで下面部２５ｂと上面部２５ａとを連結すると共に、ウェル部１１ｃに係合する第１の縁部１４ａ及び第２の縁部１４ｂを備えている。さらにまた、副気室部材１０の本体部１３は、上面部２５ａ及び下面部２５ｂからそれぞれ副気室ＳＣの内部に窪むことで、上面部２５ａ及び下面部２５ｂを部分的に結合する複数の結合部３３を備えている。

上面部２５ａは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に沿うように配置された下面部２５ｂの上方に位置し、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。

上面部２５ａには、本体部１３を構成する部分に、ホイール幅方向Ｙに沿って一対の上側結合部３３ａ、３３ｂが形成されている。一対の上側結合部３３ａ、３３ｂは、ホイール幅方向Ｙに沿った一側（内側）の上側結合部３３ａと、ホイール幅方向Ｙに沿った他側（外側）の上側結合部３３ｂとから構成されている。この一対の上側結合部３３ａ、３３ｂは、上面部２５ａが下面部２５ｂ側に向かって窪むように形成されたものであり、平面視して円形状に形成されている。一対の上側結合部３３ａ、３３ｂ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の幅方向に２列で並設されている。

下面部２５ｂには、一対の上側結合部３３ａ、３３ｂと対応する位置に、一対の下側結合部３４ａ、３４ｂが形成されている。上側結合部３３ａ、３３ｂと下側結合部３４ａ、３４ｂとの両者を併せて結合部３３を構成している。これらの下側結合部３４ａ、３４ｂは、下面部２５ｂが上面部２５ａ側に向かって窪むように形成されたものであり、底面視して円形状に形成されている。これらの下側結合部３４ａ、３４ｂは、その先端部が、上面部２５ａの上側結合部３３ａ、３３ｂの先端部と一体となって、上面部２５ａ及び下面部２５ｂとを部分的に結合している。

ちなみに、副気室ＳＣ内で相互に結合された上側結合部３３ａ、３３ｂと下側結合部３４ａ、３４ｂとは、副気室部材１０の機械的強度を向上させると共に、副気室ＳＣの容積の変動を抑制して消音機能を発揮させるものである。

図２に示されるように、なお、副気室部材１０には、本体部１３のホイール周方向Ｘに沿った一方の端部及び他方の端部で、管体１８に近接する部位に一対の矩形状凹部６０、６０がそれぞれ形成されている。各矩形状凹部６０は、それぞれ同一構成からなり、平面視して縦長の矩形状を呈し上面部２５ａから下面部２５ｂに向かって窪んでいる。この矩形状凹部６０は、ホイール幅方向Ｙの外側（一側）に位置し、ホイール周方向Ｘに沿って延在する縦壁６２を有する。この縦壁６２によって、管体１８の連通孔１８ａの一部が本体部１３内でホイール周方向Ｘに伸長するように形成されている。また、管体１８に近接する矩形状凹部６０の隣接部位には、前記とは反対に下面部２５ｂから上面部２５ａに向かって窪んで形成された凹部６４が形成されている。この凹部６４は、本体部１３のホイール周方向Ｘに沿った一方の端部及び他方の端部にそれぞれ配置されている。

本体部１３のホイール周方向Ｘの端部に配置された管体１８の連通孔１８ａは、ホイール周方向Ｘの管体１８の一端側で副気室ＳＣと連通し、ホイール周方向Ｘの管体１８の他端側で外部（タイヤ空気室）に開口している。管体１８のホイール周方向Ｘの先端部には、略矩形状の開口部４０が形成されている。開口部４０は、図４に示されるように、略矩形状に形成されている。また、連通孔１８ａと、車両用ホイール１のウェル部１１ｃの外周面１１ｄとの間には、クリアランス４２が形成されている。

換言すると、管体１８のホイール周方向Ｘの端部の下端１８ｂは、車両用ホイール１のウェル部１１ｃの外周面１１ｄと非接触状態にあり、管体１８の下端１８ｂとウェル部１１ｃの外周面１１ｄとの間でクリアランス４２が形成されている。このクリアランス４２を設けることにより、管体１８の連通孔１８ａとウェル部１１ｃの外周面１１ｄとの間でホイール径方向Ｚで段差が形成されている。なお、クリアランス４２は、特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ以上が好ましい。

クリアランス４２は、図５に示されるように、ホイール周方向Ｘに沿った一方の端部から他方の端部まで、一対の管体１８、１８及び本体部１３で連続して形成されている。ホイール周方向Ｘに沿った一方の管体１８から他方の管体１８までクリアランス４２を連続的に延在させることで、水や水分等が流通する水路４４が形成されている。なお、図４及び図５に示される本実施形態では、管体１８及び本体部１３の一側の下面部２５ｂを除いた本体部１３の他側では、本体部１３の下面部２５ｂとウェル部１１ｃの外周面１１ｄとが接触してクリアランス４２が形成されていない。また、クリアランス４２は、ホイール周方向Ｘに沿って連通孔１８ａを有する管体１８の部位のみ部分的に形成するようにしてもよい。これにより、副気室ＳＣ内の容積の減少が最小限に抑えられ、クリアランス４２が設けられていない従来の副気室部材と同等の消音効果が得られる。

図６は、副気室部材１０の変形例を示したものであり、図６（ａ）は、図３に対応する変形例の拡大縦断面図、図６（ｂ）は、図４に対応する変形例の一部破断側面図である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示されるように、変形例に係る副気室部材１０ａは、一側及び他側を含む全ての本体部１３の下面部２５ｂ及び管体１８の下端１８ｂが、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄと非接触状態となっている。

すなわち、一側及び他側を含む全ての本体部１３及び管体１８と、車両用ホイール１のウェル部１１ｃの外周面１１ｄとの間には、クリアランス４２がホイール幅方向Ｙにわたって連続して形成されている。なお、クリアランス４２が、ホイール周方向Ｘに沿った一方の端部から他方の端部まで連続して形成されている点は、図３及び図４に示す実施形態と同じである。

例えば、図８に示されるように、従来技術における副気室部材１００の管体１０２を、ホイール径方向Ｚの外側に向けて変位させてクリアランスを確保することが考えられる。しかしながら、この場合、管体１０２の連通孔１０４の位置をホイール径方向Ｚの外側に向けて変位させると、管体１０２の連通孔１０４がタイヤ１０６のビード部１０８と近接配置されてビード部１０８と干渉するおそれがある。これに対して、変形例に係る副気室部材１０ａでは、ホイール幅方向Ｙに沿ってクリアランス量を増大させることで、管体１８がホイール径方向Ｚの外側へ向かって変位する変位量を抑制してタイヤ１０６のビード部１０８（図８参照）との干渉を好適に回避することができる。

本実施形態に係る車両用ホイール１は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態では、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄと、連通孔１８ａを有する管体１８の下端１８ｂとの間にクリアランス４２を設けている。これにより、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄと連通孔１８ａとの間でホイール径方向Ｚの段差が発生する（図４参照）。従って、本実施形態では、例えば、タイヤ空気室内で結露した水、水分やパンク修理剤の液が、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄをつたわって連通孔１８ａ内へ進入することを阻止することができる。

換言すると、本実施形態では、管体１８の連通孔１８ａを、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ（ホイールリム面）からホイール径方向Ｚの外側に向かって離間した位置に配置している。これにより、本実施形態では、タイヤ空気室内の水や水分等が副気室ＳＣ内に進入して残留することを回避することができる。

この結果、本実施形態では、副気室ＳＣ内への水等の進入により副気室部材１０の副気室ＳＣ内の容積が低下することを好適に回避し、消音性能が低下（気柱共鳴に起因するロードノイズの低減性能の低下）することを確実に阻止することができる。また、本実施形態では、副気室ＳＣ内に水や水分等が残留することを好適に回避することできるため、残留水分に起因してホイールバランスが低下することを防止することができる。

また、本実施形態では、クリアランス４２が、連通孔１８ａが配置されている車両用ホイール１のホイール周方向Ｘに沿った副気室部材１０の一方の端部から他方の端部まで連続的に延在している（図５参照）。具体的には、クリアランス４２が、副気室部材１０のホイール周方向Ｘに沿った一方の端部に配置された一方の管体１８の先端部から、他方の端部に配置された他方の管体１８の先端部まで連続して延在し、ホイール周方向Ｘに沿った水路４４を形成している。これにより、本実施形態では、連通孔１８ａを有する管体１８が配置されたウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上の位置で水、水分等が溜まることがなく、水路４４に沿って流通させることができる。

さらに、本実施形態では、水路４４に沿って流通する水や水分等が、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上に留まることがなく、回転するタイヤの遠心力の作用によって図示しないタイヤ側に分散・飛散させることができる。この結果、本実施形態では、副気室ＳＣ内への水や水分等の進入を防止して消音性能が低下することを好適に回避することができる。

次に、副気室部材の他の変形例を図７に示す。
図７（ａ）は、他の変形例に係る副気室部材の一部破断拡大斜視図、図７（ｂ）は、さらに他の変形例に係る副気室部材の一部破断拡大斜視図である。

図７（ａ）に示される副気室部材１０ｃでは、ホイール幅方向Ｙに沿った管体１８と縁部１４ｂとの間に位置し、ウェル部１ｃの外周面１１ｄ上にスペーサとして機能する中間プレート４８が配置されている点で相違している。この中間プレート４８は、ホイール周方向Ｘに沿って延在する帯状のプレートからなり、縁部１４ｂとウェル部１１ｃの外周面１１ｄとの間に介装することで、クリアランス４２を簡便に形成することができる利点がある。

図７（ｂ）に示される副気室部材１０ｄでは、管体１８の開口部４０の下側の一部を立設した遮蔽プレート５０で覆うように設けて、連通孔１８ａ内への水や水分等の進入を阻止する壁部を形成している点で相違している。副気室部材１０ｄは、管体１８の下端１８ｂとウェル部１１ｃの外周面１１ｄとの間にクリアランス４２が設けられていない。これにより、副気室部材１０ｄは、クリアランス４２を設けた場合と比較して、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに対する本体部１３の座りを安定させることができる利点がある。

なお、管体１８の連通孔１８ａの開口部断面積は、共鳴周波数に影響する。このため、図７（ｂ）に示される副気室部材１０ｄでは、狙いの共鳴周波数を維持するように、連通孔１８ａの開口部断面積と遮蔽プレート５０とを設計する必要がある。所望の共鳴周波数を得るためには、遮蔽プレート５０の装着を前提として、管体１８の連通孔１８ａの開口部断面積と連通孔１８ａの長さとを適宜調整する。

１ 車両用ホイール
１０、１０ａ〜１０ｄ 副気室部材
１１ リム
１１ｃ ウェル部
１８ 管体
１８ａ 連通孔
４２ クリアランス
４４ 水路
ＳＣ 副気室

Claims (4)

1. ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材を、タイヤ空気室内でウェル部の外周面に取り付けた車両用ホイールであって、
   前記ウェル部を形成するリムの一方の立ち上がり部に設けられる第１の縦壁と、
   前記ウェル部を形成する前記リムの他方の立ち上がり部に設けられる第２の縦壁と、
   を備え、
   前記副気室部材は、内側に副気室と、前記副気室と前記タイヤ空気室とを連通させる連通孔と、を有し、
   前記連通孔は、前記車両用ホイールの周方向に沿った前記副気室部材の一方の端部に配置され、
   前記連通孔と前記車両用ホイールとの間には、クリアランスが形成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、
   前記クリアランスは、前記連通孔が配置されている前記車両用ホイールの周方向に沿った前記副気室部材の一方の端部から他方の端部まで連続的に延在することを特徴とする車両用ホイール。
3. 請求項１記載の車両用ホイールにおいて、
   前記クリアランスは、前記車両用ホイールの周方向に沿って前記連通孔を有する部分にのみ設けられていることを特徴とする車両用ホイール。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の車両用ホイールにおいて、
   前記連通孔は、前記副気室部材の前記車両用ホイールの周方向に沿った両方の端部にそれぞれ配置されていることを特徴とする車両用ホイール。

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