KR20000077465A - 자동차용 댐퍼가 달린 휠과 그 제조방법 - Google Patents

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KR20000077465A
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Abstract

(과제) 10㎐ 이상의 주파수영역에서의 승차감을 개선함과 아울러 로드 노이즈를 저감시킨 자동차용 댐퍼가 달린 휠을 제공하는 것이다.
(해결수단) 림(10)과 디스크(20) 및 댐퍼(30)로 이루어지고, 댐퍼(30)가 고무부재(33)를 보유한다. 고무부재(33)는 주로 전단탄성변형하는 제1 부분(33a, 33b)과, 스토퍼고무로서 작용하는 제2 부분(33c)을 보유하고 있다. 제1 부분(33a, 33b)은 휠축방향으로 연장되고, 그 내외주면은 구속되어 있지않고 자유표면으로 되어 있다. 제1 부분(33a, 33b)의 림측 및 디스크측에의 고정부는 휠축방향과 직교하는 면내에 있다. 고무부재(33)의 제1 부분(33a, 33b)을 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 공진점은 6 - 12㎐, 바람직하게는 8 - 10㎐로 설정되어 있다.

Description

자동차용 댐퍼가 달린 휠과 그 제조방법{WHEEL WITH A DAMPER FOR AN AUTOMOBILE AND A METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 자동차용 댐퍼가 달린 휠 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에, 지구 환경을 보호하는 관점에서 자동차의 연비 저감이 중요과제로 되어 있고, 타이어의 구름저항 삭감이 강하게 요구되고 있다. 그 수단은 다양하지만, 그 중에서도 타이어의 사이드월부의 굽힘에 의한 에너지 손실을 억제하는 방법은 효과가 크며, 높은 공기의 압화된 타이어나, 높이가 낮은 즉 내외지름의 차가 작은 로우프로 파일 타이어 등의 채용이 증가하고 있는 중이다.
그러나, 사이드 월부의 굽힘을 억제한 타이어에서는 지금까지 타이어가 성취해온 노면에서 차체로의 진동전달 완화의 역할이 저감함으로 다음의 문제를 발생한다.
① 탔을 때의 기분의 악화를 발생한다(소위, 거친 느낌). 그 원인은 보통의 타이어에 비하여 10㎐ 이상의 영역의 상하방향진동이 너무나 감쇠되지 않는 것에 의한다. 보통의 타이어를 장착한 자동차에서는 10 - 20㎐정도 이상의 진동을 타이어로 흡수,경감하고, 10 - 12㎐정도 이하의 진동, 즉 약 5㎐이하의 들뜬기분,가볍게 춤추는 기분, 및 약 5 - 12㎐의 떨리는 기분을 차체지지장치에서 흡수,경감하고 있지만, 높은 공기압화된 타이어나 로우프로파일 타이어에서는 타이어의 상하방향 스프링 정수가 증가함으로, 약 10 - 30㎐ 영역의 상하방향진동, 소위 거친 느낌이 너무 감쇠되지 않는다.
종래에, 방진고무를 림과 디스크 사이로 개재시킨 휠은 있지만(특개평 5-338401호 공보), 고무의 끈기 탄성으로 방진하는 것이고, 고무의 탈력에 의한 진동저감을 겨냥한 것은 아니고, 고무가 압축으로 효력이 있으므로 지나치게 완고하며, 상기한 거친 느낌을 효과적으로 저감할 수는 없다. 또, 종래의 제안된 방진고무를 림과 디스크 사이로 개재시킨 휠은 거의 전부가 고무를 압축으로 작용시키는 것이므로 고무가 완고하게 작용하며, 거친 느낌을 효과적으로 저감하는 데 적합하지 않다.
② 동일한 이유에서 로드 노이즈(노면을 주행했을 때의 자앗이라는 소음)가 악화된다. 노면에서의 진동이 자동차의 보디에 전달되고, 보디패널 등을 진동시켜 음(로드 노이즈)으로 된다. 음의 출처는 차에 따라 다르지만, 일반적으로 차의 구조상 150 - 500㎐로 나타낸다. 특히, 타이어가 기주공명하는 250㎐ 근처의 음이 커진다.
③ 폭 넓은 타이어 등, 트레드(tread)면의 강성이 높은 타이어에서는 캠버스러스트가 줄고 바퀴자극으로의 잡힘이 악화된다. 보통의 타이어에서는 중력에 의한 바퀴자극으로 빠지는 힘이 캠버스러스트힘으로 상쇄되므로 바퀴자극으로의 잡힘은 발생하기 어렵지만, 폭넓은 타이어 등 트레드면의 강성이 높은 타이어에서는 타이어 접지면이 노면 경사에 익숙해지지 않으므로 캠버스러스트힘이 작고, 빠지는 힘이 우위로 되어서 바퀴자극으로 잡힘이 발생한다.
또, 림과 디스크가 강성 결합되어 있는 종래의 휠에서는 로울할 때의 타이어의 노면 그립힘이 저하된다는 문제가 있다. 급선회에서 바퀴가 로울하면 차체가 경사된 지면과의 사이로 캠버각이 생겨서 그것에 따라 림의 각도가 기울어지며, 타이어가 기울고, 타이어의 접지압이 타이어폭방향으로 균일하여 없어지며, 타이어의 그립, 따라서 원심력에 저항하는 힘이 저하되고, 키를 틀고 있으므로 반응이 없어져서 똑바로 미끄러져 버린다는 문제가 있다. 종래는 차의 서스펜션으로 대응되어 있지만, 로울이 지나치게 커지면 서스펜션만으로는 대응할 수 없다.
또, 광폭 타이어 등, 고성능 타이어에서는 조타시의 갑작스러운 키의 효과가 발생한다. 고성능 타이어에서는 회두속도에 대한 조타각의 솟아오름 각도가 보통의 타이어에 비하여 크다. 따라서, 고성능 타이어에서는 조타각의 소정의 여유의 결과 급히 키가 효과를 나타내며, 보통 타이어용으로 튜닝된 차에 고성능 타이어를 장착하면 키의 게인(gain)이 인간의 조작이상으로 되고, 키의 안정성상 문제로 된다.
④ 언밸런스, 유니포오미티의 보상을 위해, 밸런스웨이트의 부착과 밸런스를 취하는 작업이 필요하게 된다.
⑤ 고무를 림과 디스크와의 사이에 맞붙인 휠에서는 고무가 절단된 경우의 안전성이 보증되지 않으면 안된다. 그 때문에, 고무가 절단하여도 림과 디스크가 떼어지지 않는 것, 및 고무가 절단하여도 또한 림과 디스크 사이에 구동토크 및 제동토크가 전달될 수 있는 구조로 되어 있지 않으면 안된다. 종래에 제안된 방진고무를 림과 디스크 사이에 개재시킨 휠의 거의 전부가, 고무가 절단됐을 때에는, 벌써 구동토크, 제동토크가 림과 디스크 사이로 전달되지 않고 바퀴를 안전하게 주행시킬 수 없게 되므로, 상용화 할 수 없었다.
본 발명의 목적은, 승차감을 개선할 수 있는 댐퍼가 달린 휠을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또하나의 목적은, 승차감을 개량할 수 있음과 아울러, 로드노이즈를 저감할 수 있는 댐퍼가 달린 휠을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또하나의 목적은, 승차감을 개량할 수 있음과 아울러, 조종안정성을 개선할 수 있는 댐퍼가 달린 휠을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또하나의 목적은, 승차감을 개량할 수 있음과 아울러, 림과 디스크 사이에 맞붙여진 고무가 절단되어도 잠시 동안은 안전하게 주행할 수 있는 댐퍼가 달린 휠을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또하나의 목적은 승차감을 개량하는 댐퍼가 달린 휠을 생산성을 양호하게 제조할 수 있는 댐퍼가 달린 휠의 제조방법을 제공하는 것에 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제2 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제3 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 제4 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제5 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도이다.
도 6는, 본 발명의 제6 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 제7 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 정면도이다.
도 8은, 본 발명의 제7 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도(도 7의 8-8선 단면도)이다.
도 9는, 본 발명의 제8 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 정면도이다.
도 10은, 본 발명의 제8 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도(도 9의 10-10선 단면도)이다.
도 11은, 본 발명의 제9 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 정면도이다.
도 12는, 본 발명의 제9 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도(도 11의 12-12선단면도)이다.
도 13은, 본 발명의 제10 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 정면도이다.
도 14는, 본 발명의 제10 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도(도 13의 14-14선단면도)이다.
도 15는, 본 발명의 제11 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 정면도이다.
도 16은, 본 발명의 제12 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도(도 15의 16-16선단면도)이다.
도 17은, 본 발명의 제12 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 정면도이다.
도 18은, 본 발명의 제12 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도(도17의 18-18선단면도)이다.
도 19는, 본 발명의 제13 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 정면도이다.
도 20은, 본 발명의 제13 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도(도 19의 20-20선단면도)이다.
도 21은, 본 발명의 제14 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 정면도이다.
도 22는, 본 발명의 제14 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 단면도(도 21의 22-22선단면도)이다.
도 23은, 본 발명의 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠을 장착한 자동차의 진동모델 도면이다.
도 24는, 본 발명의 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠과 종래의 상당 휠(댐퍼가 없는 휠)의 진동전달에 대한 주파수 특성도이다.
도 25는, 본 발명 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠과 종래의 상당 휠(댐퍼가 없는 휠)의 스프링 특성도(하중 대 변위 특성도)이다.
도 26는, 본 발명의 실시예의 댐퍼가 달린 휠을 장착하여 악로를 주행한 경우와 종래의 상당 휠(댐퍼부가 없는 휠)을 장착하여 악로를 주행한 경우의, 저주파수 영역(0 - 45㎐)에 있어서의 스프링상(운전석 시이트 레일)의 진동레벨(㏈표시) 대 주파수(㎐) 특성도이다.
도 27은, 본 발명 실시예의 댐퍼가 달린 휠을 장착하여 악로를 주행한 경우와 종래의 상당 휠(댐퍼부가 없는 휠)을 장착하여 악로를 주행한 경우의, 고주파수 영역(100 - 500㎐)에 있어서의 소음레벨(㏈표시)에 대한 주파수(㎐) 특성도이다.
도 28은, 본 발명의 실시예의 댐퍼가 달린 휠의 제조방법의 개략 공정도이다.
상기한 목적을 달성하는 본 발명은 다음과 같다.
(1)림과,
림과 휠 반경방향으로 사이를 두어진 디스크와,
상기한 림과 상기한 디스크 사이로 설치된, 고무부재를 보유하는 댐퍼로 되어 있고, 상기한 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 6 - 12㎐의 범위로 되도록 상기 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(2) 상기 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 8 - 10㎐의 범위로 되어 있도록 상기 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있는, (1)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(3) 상기 댐퍼의 고무부재를 스프링하고 그것에서 외주측으로 있는 상기 림을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 50 - 200㎐의 범위로 되어 있도록 상기 고무부재의 정수가 설정되어 있는, (1)기재가 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(4) 상기 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고, 그것에서 외주측으로 되어 있는 상기 림을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 70 - 150㎐의 범위로 되어 있는 상기 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있는, (3)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(5) 상기 림은 로우프로파일 타이어 또는 높은 공기압화된 타이어 장착용의 림으로 되어 있는, (1)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(6) 상기 댐퍼의 상기 고무부재는, 상기림과 상기 디스크가 상하방향으로 상대변위했을 때에 주로 탄성전단 변형하여 스프링으로서 작용하는 제1의 부분을 보유하고 있는, (1)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(7) 상기 댐퍼의 상기 고무부재는, 제2의 부분을 보유하고 있고, 그 제2의 부분은 상기 림과 상기 디스크가 상하방향으로 제2 부분과 그 대향부재 간의 이상 상태변위로 되었을 때에 상기 대향부재에 맞어서 스토퍼고무로서 작용하는 (1)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(8) 상기 댐퍼는 상기 림에 밀어붙여지며, 또한 접합되어 또한 고정되며 또는 일체로 형성되는 림측부재와, 상기 디스크에 밀어붙여지며 또는 접합되며 또는 고정되어 또는 일체로 형성되는 디스크측부재를 보유하고 있고, 상기 댐퍼의 상기 고무부재는 제1의 부분을 보유하며, 그 제1의 부분은 일단에서 상기 림측부재에 고정되며 타단에서 상기 디스크측부재에 고정되어 있고, 상기 림측부재의 최소경은 상기 디스크측부재의 최대경보다 작아져서 상기 림측부재와 상기 디스크측부재는 휠축방향으로 빠져나가서 불능하게 되어 있는 (1)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(9) 상기 고무부재의 상기 제1의 부분의 상기 림 또는 그것에 고정되는 부재와의 접합부는 휠축심과 직교하는 면내로 연장되어 있고, 상기 고무부재의 상기 제1의 부분의 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재와의 접합부는 휠축심과 직교하는 면내로 연장되어 있는 (6)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(10) 상기 고무부재의 상기 제1의 부분은 내주측면 및 외주측면도 공간에 접하여 있고 비구속으로 되어 있는 (6)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(11) 상기 고무부재의 상기 제1의 부분은 댐퍼에 하중이 작용하지 않는 상태에 있어서, 휠축방향인지 또는 휠축방향에 대하여 10이하의 각도로서 연장되어 있는 청구 제6항 기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(12) 상기 고무부재는 그 전체가 고무로 되어 있는지, 또한 고무와 금속판과의 적층체로 되었는지, 또한 금속선이 매입된 고무로 되어 있는 (6)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(13) 상기 고무부재의 상기 제1 부분의, 상기 림 또는 그것에 고정되는 부재 및 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재와의 고정은 가황접착으로 되어 있는 (6)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(14) 상기 고무부재의 상기 제1의 부분의, 상기 림과 또는 그것에 고정되는 부재 및 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재와의 고정은 상기 림과 또는 그것에 고정되는 부재 및 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재의, 상기 고무부재를 고정하는 면에 요철가공을 실시해 두고, 상기 고무부재에 휠축방향 압축력을 작용시켜 상기 요철가공을 실시한 면으로 침입시키게 되는 것에 의한 기계적 고정으로 되어 있는 (6)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠
(15) 상기 댐퍼의 상기 제2의 부분과 그 대향부재와의 사이에 공간이 설치되어 있고, 그 공간의 반경방향 칫수가 차중량이 작용했을 때의 댐퍼의 굽힘량을 d로 했을 때 2d+α(단,는 0 - 1㎜)로 설정되어 있는 (7)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(16) 상기 고무부재의 상기 제2의 부분은 상기 림과 또는 그것에 고정되는 부재와 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재와의 어느 한쪽으로 가황접착되어 있는 (7)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(17) 상기 림축부재는 상기 림에 용접고정되고, 상기 디스크측 부재는 상기 디스크 용접고정되며, 용접부 중에서 조립상 가황보다 나중에 용접되지 않으면 안되는 용접부는 가황접착부에 용접열에 의한 손해를 입히지 않도록 용접위치 또는 용접종류가 결정되어 있는 (8)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(18) 상기 림측 부재는 상기 고무부재에 의하여 사이에 두어진 2개의 부분을 보유하고, 한쪽부분은 상기 림에 압접되어 있을 뿐 용접되어 있지 않고, 다른 쪽 부분은 상기 림에 용접되어 있는 (8)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(19) 상기 림이 스틸 또는 알루미늄전신재 또는 알루미늄주조재 또는 수지 또는 섬유강화수지로 된 (1)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(20) 상기 디스크가 스틸 또는 알루미늄 전신재 또는 알루미늄주조재 또는 수지 또는 섬유강화수지로 된 (1)기재의 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
(21) 림과,
림과 휠 반경방향으로 사이를 두어진 디스크와, 상기 림과 상기 디스크와의 사이로 설치된, 고무부재를 보유하는 댐퍼로 이루어지며,
상기 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 6 - 12㎐의 범위로 되어 있도록 상기 고무부재의 스프링 정수가 설정되어 있는 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 제조방법으로서,
상기 림과 상기 디스크가 일체의 휠 소재를 주조로 하는 형성하는 공정과,
상기 휠 소재를 상기 림과 디스크로 절단하는 공정과,
상기 림과 상기 디스크와의 사이로 상기 댐퍼를 맞붙이는 공정으로 된 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 제조방법.
상기 (1) - (20)의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에서는, 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 6 - 12㎐의 범위로 되어 있도록 고무부재의 스프링 정수가 설정되어 있으므로, 1차 고유진동수보다 약간 높은 진동수 영역의 진동을 감쇠할 수 있고, 거친 느낌이 경감되며, 탔을 때의 기분이 양호하게 된다. 이 경우에, 진동계의 공진점을 10㎐보다 약간 낮은 영역으로 설정하면 10 - 30㎐의 범위에 있어서의 거친 느낌을 발생하는 진동을 흡수,감쇠할 수 있다.
또, 댐퍼는 부드러운 구조이므로, 댐퍼가 변형함으로서 타이어도 기울어지므로 캠버스러스트를 크게 할 수 있고, 바퀴의 자극에 잡힘이 경겸한다. 또, 로울에 의하여 바퀴에 캠버각이 생겨도, 림과 각도가 지면에 따라서 기울어지며, 타이어의 접지면압이 균일화하여 타이어의 노면 그립성이 향상하며, 선회시의 조타가 안정된다. 또, 댐퍼는 부드러운 구조로 되어 있으므로, 조타에 대하여 타임래그를 수반하여 키가 꺾이고 고성능 타이어에 있어서의 갑작스런 키의 효과가 완화되고, 조안성이 향상한다.
또, 댐퍼는 부드러운 구조로 되어 있으므로, 타이어의 장착휠은 자신으로 회전중심을 선택하여 회전하는, 즉 자동조심기능을 유지하며, 언밸런스, 유니포오미티 보상 때문의 밸런스웨이트 장착이나 밸런스를 취하는 작업이 불필요하게 된다.
상기 (3), (4)의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에서는, 고무부재를 스프링으로 하고, 림을 매스(mass)로 한 진동계의 1차 고유진동수가 50 - 200㎐의 범위로 설정되어 있으므로, 공진점보다 약간 높은 진동수영역의 진동을 감쇠할 수 있고, 로드노이즈상 문제로 되는 150 - 500㎐ 범위의 진동수전달을 저감하여 소음저하를 도모할 수 있다.
상기 (6), (9) - (14)의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에서는 고무부재를 전단변형으로 작용하도록 하였으므로, 제1의 부분을 부드러운 스프링으로 할 수 있고, 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수를 6 - 12㎐로 쉽게 설정할 수 있다.
상기 (7), (15), (16)의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에서는, 스토퍼 고무를 설치하였으므로, 제1의 고무부분이 절단하여도, 또한 스토퍼고무와 그 대향부재간에서의 토크전달에 의하여 바퀴를 주행시킬 수 있다.
상기 (8), (17), (18)의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에서는 림측부재의 최소경이 디스크측부재의 최대경보다 작게 되어 있으므로, 림측부재와 디스크부재는 휠축방향으로 서로 빠져나갈 수 없게 되어 있으므로, 댐퍼의 고무부재가 가령 절단되어도 림과 디스크가 서로 빠지는 일이 없고 안전한 것이다.
상기(20)의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 제조방법에서는, 림과 디스크의 일체물을 주조로 제조해 두고, 림과 디스크로 절단하므로, 림과 디스크를 각각 개별적으로 주조로 제작하는 경우에 비하여 주조공정이 적어지며 생산성이 향상한다.
상기 본 발명의 목적은 다음의 도면을 참조하여 설명되는 아래의 실시형태의 설명으로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명 실시예의 자동차용 댐퍼가 달린 휠을 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 22는 본 발명의 각 실시예(제1 - 제14 실시예)의 자동차용 댐퍼가 달린 휠을 표시하고 있다. 도 23 내지 27은 본 발명의 어느 실시예에도 적용가능한 특성을 표시하고 있다. 또, 도 28은 본 발명의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 제조방법의 일례를 표시한다. 본 발명의 제1 실시예 내지 제14 실시예에 공통 또는 유사한 부분에는 본 발명의, 제1 실시예 내지 제14 실시예에 걸쳐서 동일한 부호가 붙어져 있다. 우선, 본 발명의 제1 실시예 내지 제14 실시예의 걸쳐서 공통 또는 유사한 부분을 도 7를 참조하여 설명한다.
본 발명의 자동차용 댐퍼가 달린 휠(1)은 림(10)과, 림(10)과 휠 반경방향으로 사이를 두어진 디스크(20)와, 릴(10)과 디스크(20)와의 사이로 설치되는 댐퍼(30)로 이루어진다. 댐퍼(30)는 고무부재(33)를 보유한다. 댐퍼(30)는 림(10)과 디스크(20)를 연결하고 있다. 댐퍼(30)에 의하여, 림(10)과 디스크(20)와는 바퀴에 장착됐을 때에 상하방향으로 서로 상대변위가 가능하다. 댐퍼(30)의 고무부재(33)는 제1의 부분(33a, 33b)을 보유하고, 자체의 질량과 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)의 스프링으로 이루어지는 진동계의 공진점보다 약간 높은 영역의 진동을 저감할 수 있는 스프링에 의한 진동저감이 가능한 부재이고, 따라서 진동차단(진동배리어)이나 점성감쇠에 의한 진동저감을 목적으로 한 부재는 아니다. 림(10)에는 고우프로파일 터이어(40) 또는 높은 공기압화된 타이어(40)가 장착된다. 림(10)은 스틸 또는 알루미늄 전신재 또는 알루미늄 주조재 또는 수지 또는 섬유강화수지로 되고, 디스크(20)는 스틸 또는 알루미늄 전신재 또는 알루미늄 주조재 또는 수지 섬유강화수지로 이루어진다.
림(10)과 디스크(20)의 양쪽이 스틸, 림(10)과 디스크의 양쪽이 알루미늄 또는 수지 림(10)과 디스크(20)의 한쪽이 스틸, 다른 쪽이 알루미늄 또는 수지의, 어느 조합으로 되어 있어도 좋다. 림(10)은 축방향 양단의 플랜지부(11a, 11b)(a는 표면측, b는 이면측) 그것에 각각 연결되는 비드시이트부(12a, 12b), 사이드월부(13a, 13b), 중앙의 드롭부(14)를 보유한다. 단, 림(10)은 중앙의 드롭부를 유지하지 못하는 드럽레스림이라도 좋고, 드럽레스림의 경우는 림을 축방향으로 2분할하여 드럽레스의 이너림과 이너림에 맞붙여지는 아우터림으로 구성되고, 이너림에 타이어를 맞춰넣은 후 아우터림을 이너림에 연결하도록 하여도 좋다. 이렇게 함으로써 드럽레스로한 부위에 댐퍼(30)를 배치할 수 있다.
디스크(20)는 외주의 축방향의 솟아오른부(21), 그것에 연결되는 해드부(22), 중앙의 허브(hub) 부착부(23)를 보유한다. 해트부(22)에는, 도시생략한 꾸민구멍(26)이 형성되어 있고, 허브부착부(23) 중앙에는 허브구멍(24)이 형성되어 있고, 그 주위에 볼트구멍(25)이 형성되어 있다. 디스크(20)의 축방향으로 솟아오른부(21)의 외주면은, 그것이 림(10)내로 배치되었을 때에 축방향의 솟아오른부(21)의 외주측으로 위치하는 림부분(도시예에서는 림드롭부(14))의 내주면과의 사이로 휠반경방향으로 간격이 있다. 이 간격은 디스크(20)와 림(10)을 상대변위 가능하게 함과 아울러 댐퍼(30)를 배치하는 스페이스로 된다.
댐퍼(30)는 고무부재(33)를 보유하고 있다. 고무부재(33)는 휠 둘레방향으로 전체둘레에 걸쳐서 연속하여 늘어나 있다.
고무부재(33)는 그 전체가 고무로 되는지 또는 고무와 금속판과의 적층체로 되는지 또한 금속선이 매입된 고무로 이루어진다. 고무부재(33)를 휠축방향으로 직교하는 면내로 배치된 고무와 금속판 또는 경질수지판과의 적층고무로 구성된 경우는 고무부재(33)의 휠축방향으로 압축스프링정수를 높일 수 있다.
댐퍼(30)는 림측부재(31)와, 디스크측부재(32)를 보유하고 있어도 좋다. 림측부재(31)와 디스크측부재(32)는 금속(스틸, 알루미늄 합금 등) 또는 경질수지로 이루어진다. 림측부재(31)와 디스크측부재(32)가 없는 경우는 고무부재(33)는 직접으로 림(10) 또는 디스크(20)로 고정된다.
림측부재(31)는 1개 또는 복수의 부재로 되고, 림휠둘레방향 전체둘레에 걸쳐서 연장되어 있고, 림(10)의 내주면으로부터 휠반경방향 내쪽으로 연장되어 있다. 림측부재(31)는 림(10)에 접합되고, 또는 고정되며, 또는 일체형성되고, 또는 림(10)에 용접되지 않고 밀어붙여져 있다.
디스크측부재(32)는 휠둘레방향 전체둘레에 걸쳐서 연장되어 있고, 디스크(20)에 접합되고, 또는 고정되며 또는 일체형성되고 또는 디스크(20)에 용접되지 않고 밀어붙여져 있다. 디스크측부재(32)는, 1개 또는 복수의 부재로 되고, 복수의 부재로 된 경우는 예컨대 복수플레이트의 경우(용접결합, 또는 볼트 등 기계적 결합)로 되어 있어도 좋다. 디스크측 접합부재(32)가 복수 플레이트의 결합으로 되는 경우 그 복수 플레이트는 서로 직접결합하여 있어도 좋고, 혹은 디스크(20)를 개재하여 간접적으로 결합하여도 좋다.
림측부재(310의 최소경은 디스크측 부재(32)의 최대경보다 작게되어서, 가령 고무부재(33)가 절단하여도 림측부재(31)와 다스크측부재(32)는 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 즉, 조립후에 있어서는 림측부재(31)와 디스크(32)와는 휠축방향으로 서로 간섭가능한 위치로서, 가령 고무부재(33)가 절단하여도 림(10)과 디스크(20)와의 빠져나감을 저지하고 있다. 이 빠져나갈 수 없는 구조에서는 림, 디스크 간에 댐퍼(30)를 조립가능하게 하기 위해서 림측부재(31)와 디스크측부재(32)는 적어도 1개가 고무부재(33)의 가황접착에 림 또는 디스크에 용접되지 않으면 안된다. 이 경우에, 가황접착 후에 용접되는 용접부는 용접의 열에 의해서 가황접착부 및 고무부재(33)가 손상을 받지 않도록 용접위치를 가황접착부로부터 사이를 두던지, 용접의 종류를 레이저 용접 등으로 하여 열이 국부적으로 작용하도록 하는 등의 고려가 널리 미치지 않으면 안된다.
고무부재(33)는 1개 이상의 (도시예에서는 2개), 제1의 부분(33a, 33b)을 보유하고 있다. 제1의 부분(33a, 33b)은 휠축방향으로 서로 사이를 두어져 있다. 제1의 부분(33a, 33b)은 각각 일단에서 림(10) 또는 림측부재(31)에 고정되며, 타단에서 디스크(20) 또는 디스크측부재(32)에 고정되어서 림측과 디스크측을 연결하고 있다. 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)의 림측부재(31) 또는 림(10)의 벽과의 고정 및 디스크측부재(32) 또는 디스크(20)의 벽과의 고정은, 바람직하게는 가황접착으로 되어 있다. 단, 가황접착은 다른 접착 또는 접착 이외의 기계적 고정으로 치환되어도 좋다. 기계적 고정에는, 림측부재(31) 및 디스크부재(32)의 고무부재(33)와의 고정부에 요철가공(예컨대, 널링가공)을 실시해 두고, 고무부재(33) 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)에 휠축방향으로 압축력을 작용시켜 고무부재(33)를 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)의 요철면으로 침입시키므로 서 둘레 방향, 상하방향으로 고정하는 고정구조를 함유한다.
림측부재(31), 디스크부재(32)가 림(10), 디스크(20)에 용접되는 경우는 림측부재(31), 디스크부재(32)의 림(10), 디스크(20)의 용접부 중에 고무부재(33)의 림측부재(31), 디스크측부재(32)와의 가황접착보다 나중에 실시되는 용접부는 가황접착부에 열의 영향을 부여하지 않도록 충분히 사이를 두지않으면 안된다.
제1의 부분(33a, 33b)은 림(10)과 디스크(20)가 상하방향으로 상대변위했을 때에 주로 탄성전단변형하여 스프링으로서 작용한다. 이때에 '주로' 한 것은 전단변경 외에 구부림변형, 인장압축변경을 수반하여도 좋지만, 전단변형에 의한 변위가 구부림변형, 인장,압축보다 효력이 있도록 의도 되어 있다는 의미이다.
제1의 부분(33a, 33b)이 주로 전단변형하도록 다음의 구조가 채용되어 있다.
림측부재(31) 또는 림(10)의 벽의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)과의 고정부는 휠축중심과 직교하는 면내로 연장되어 있고, 디스크측부재(32) 또는 디스크(20)의 벽의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)과의 고정부는 휠축심과 직교하는 면내로 연장되어 있다. 이와같이 함으로써 림(10)과 디스크(20)가 상하방향으로 상대변위했을 때에 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)이 주로 전단탄성변형하도록 된다. 만약, 림측부재(31) 또는 림(10)의 벽의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)과의 고정부 및 디스크측부재(32) 또는 디스크(20)의 벽의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)과의 고정부가 휠축심과 직교하는 면으로부터 기울러져 있으면, 림(10)과 디스크(20)가 상하방향으로 상대변위했을 때에 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)에 전단탄성변형 외에 인장, 압축변형이 발생하도록 되고, 고무의 상하방향진동에 대한 스프링정수가 커지고, 스프링이 완고하게 되고, 소망의 스프링 덤핑(dumping)을 획득하는 것이 어렵게 된다.
고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)은 내주측 및 외주측도 공간에 접하고 있다. 휠반경방향으로 내외둘레면이 구속되어 있지않다(내외주면이 자유표면으로 되어 있다). 제1의 부분(33a, 33b)의 내외둘레를 비구속으로 하는 이유는 림(10)과 디스크(20)가 상하방향으로 상대변위했을 때에 제1의 부분(33a, 33b)에 상하방향으로 인장,압축력이 작용하지 않도록 하고, 제1의 부분(33a, 33b)에 주로 전단력이 작용하도록 하기 때문이다. 이것에 의하여 제1의 부분(33a, 33b)의 변형이 거의 전역에서 제1의 부분(33a, 33b)의 변형과 하중의 관계가 대략선형으로 되고, 게다가 스프링정수를 압축에 비하여 작게 할 수 있다. 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)은 댐퍼(30)에 하중이 작용하지 않는 상태에 있어서, 휠축방향인지 또는 휠축방향에 대하여 10°이하의 각도(더욱이, 바람직하게는 5°이하의 각도)로서 연장되어 있다. 10°이하의 각도(더욱이, 바람직하게는 5°이하의 각도)로 하는 이유는, 각도가 작을수록 제1의 부분(33a, 33b)에 발행하는 인장,압축변형이 작아서 제1의 부분(33a, 33b)이 주로 전단탄성변형을 할 수 있기 때문이고, 이것에 의하여 제1의 부분(33a, 33b)의 변형범위의 거의 전역에서 제1의 부분(33a, 33b)의 변형과 하중의 관계가 대략 선형으로 되고 게다가, 스프링정수를 압축에 비하여 작게 할 수 있기 때문이다. 단, 제1의 부분(33a, 33b)이 인장,압축보다 주로 전단탄성변형이 가능한 경우는 제1의 부분(33a, 33b)의 휠방향에서의 각도는 10°를 초과해도 좋고, 예컨대 15°라도 좋고, 혹은 20°라도 좋다. 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)은 휠축방향으로 서로 사이를 두어져서 한쌍이 설치되어 있고, 그 한쌍의 제1의 부분(33a, 33b)은 휠축방향으로 서로 사이에 두고 서로 반대측으로 위치하고 있다. 제1의 부분(33a, 33b)을 휠축방향으로 사이를 두는 이유는 디스크(20)의 축심에 대하여 림(10)의 축심이 기울어지는 변형을 억제하여, 제1의 부분(33a, 33b)에 무리한 변형을 작용하지 않도록, 하고 고무부재(33)의 내구성을 유지하기 때문이다.
고무부재(33)는 한쌍의 제1의 부분(33a, 33b) 사이로 제2의 부분(33c)을 보유하고 있다. 제2의 부분(33c)은 한쌍의 제1의 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 휠축방향으로 연장되고, 제2의 부분(33c)의 내외둘레의 일측에서 공간에 접하여 내외둘레의 다른 측에서 림(10), 림측부재(31), 디스크(20), 디스크측부재(32) 중에서 어느 것과 밀착하고 있다. 제2의 부분(33c)과 대향부재와의 사이에는 공간이 설치되어 있다. 이 공간의 반경방향칫수(δ)는 차중량이 작용했을 때의 댐퍼(30)의 정적굽힘을 d로 하면, 2d+α(α는 0이상, 1㎜이하의 값, 단 α는 1㎜를 초과해도 좋다)로 설정되어 있다. 제2의 부분(33c)은 균형점에서 림(10)과 디스크(20)가 상하방향으로 소정치(제2의 부분(33c)과 그 반경방향 대향부재와의 사이의 간격, d+α)이상 변위했을 때에 휠반경방향으로 대향하고 있는 부재에 맞어서 반경방향 스토퍼 고무로서 작용한다. 이것에 의하여, 제1의 부분(33a, 33b)의 변경이 소정치 이하로 억제되어서, 제1의 부분(33a, 33b)의 내구성이 유지된다.
제2의 부분(33c)이 내외둘레의 일측에서 공간에 접하고 있으므로, 림(10)과 디스크(20)가 상하방향으로 상대변위 하여 제2 부분(33c)이 상대부재에 맞을 때까지는 림(10)과 디스크(20)는 상하방향으로 상대변위할 수 있고, 한쌍의 제1의 부분(33a, 33b)이 자유롭게 전단변형하는 것을 가능하게 한다. 만약 제2의 부분(33c)이 내외둘레의 일측에서 공간과 접하지 않으면, 림(10)과 디스크(20)가 상하방향으로 상대변위하는 것이 제2의 부분(33c)에 의하여 구속되고, 한쌍의 제1 부분(33a, 33b)의 전단변형이 구속되어 버린다. 공간은 그것을 방지하기 위한 것이다.
제2의 부분(33c)은 제1의 부분(33a, 33b)이 파단했을 때에 휠중심의 하방에서 제2의 부분(33c)이 대향부재에 압접되고, 구동토크 및 제동토크를 림(10)과 디스크(20) 사이로 전달되고, 안전하게 바퀴를 주행시키는 것을 가능하게 하고 있다. 제1의 부분(33a, 33b)이 완전 파탄하기 전에 제2의 부분(33c)은 대향부재와 맞어서 면이 거칠고 있으므로, 또한 대향부재는 제2의 부분(33c)으로 침입하므로, 제1의 부분(33a, 33b)이 완전 파단 되어 제2의 부분(33c)이 대향부재와 맞었을 때의 제2의 부분(33c)과 대향부재와의 사이의 마찰은 크고, 구동토크 및 제동토크를 림(10)과 디스크(20) 사이로 전달한다. 이것에 의하여, 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)이 파단 했을 때의 안전 주행성, 펠 세이프가 확보되어 있다.
제2의 부분(33c)은 도 6에 표시하듯이, 대향부재에 대향하는 측의 표면을 선단으로 향해서 끝이 가늘어져도 좋다. 이와같이 함으로써, 제2의 부분(33c)이 대향부재에 맞었을 때의 충격을 적게 할 수 있다.
댐퍼(30)의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)을 스프링(주로 탄성전단변형을 하는 스프링)으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 상하방향진동의 1차 고유진동수가 6 - 12㎐의 범위로 되어 있도록, 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)의 스프링 정수가 설정되어 있다. 이 스프링 정수의 설정은 제1의 부분(33a, 33b)의 형상, 칫수를 선정함으로써 실시할 수 있다.
보다 바람직하게는, 댐퍼의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)을 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차의 고유진동수가 8 - 10㎐의 범위로 되어 있도록 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)의 스프링 정수가 설정되어 있다. 이와같이 함으로써, 설정된 1차의 고유진동수보다 약간 높은 진동수영역(설정된 1차의 고유진동수가 8 - 10㎐의 경우는 10 - 30㎐ 영역)의 진동전달률(가속도전단률)이 저감되고 차량의 진동이 경감되어서 거친 느낌이 해소 된다.
상기한 것에 있어서, 고유진동수(f)와 차중량이 작용했을 때의 댐퍼의 굽힘량 d[ｍ]는 다음과 같이 차중량의 여하를 불문하고,
d=0.2482/f2
로 되어 있다. 이 식에서 굽힘량 d가 3㎜의 경우 진동수(f)는 9㎐인 것이다.
단, 이것은 정적인 스프링의 경우이지만, 고무에서는 동적스프링이 정적스프링보다 완고해지므로, 실제는 약 10㎐로 된다. 차중량은 얼마라도 좋다. 즉, 앞바퀴에 작용하는 바퀴의 질량은 400㎏라도 500㎏라도 성립한다.
또, 댐퍼(30)의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)을 스프링(탄성전단 변형을 하는 스프링)으로 하고 그것보다 위주측에 있는 림(10) 및 림측부재(31)의 어셈블리를 질량으로 하는 진동계의 1차의 고유진동수가 50 - 200㎐의 범위로 되어 있도록 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)의 스프링정수가 설정되어 있다.
보다바람직하게는, 댐퍼(30)의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)을 스프링(탄성전단변형을 하는 스프링)으로 하고 그것보다 외주측에 있는 림(10) 및 림측부재(31)의 어셈볼리를 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수(70 - 150㎐)의 범위로 되어 있도록, 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)의 스프링정수가 설정되어 있다.
이와같이 함으로써, 설정된 1차의 고유진동수보다 약간 높은 진동수영역(설정된 1차의 고유진동수가 70 - 150㎐ 경우는 150㎐ 근방 - 500㎐영역, 예컨대 250㎐)의 가속도 전달률이 저감되고 진동이 경감되어서 로드노이즈가 저감된다.
자동차용 댐퍼가 달린 휠(1)의 제조방법에서는, 즉 림(10)과 림과 휠반경방향으로 사이를 두어진 디스크(20)와, 림(10)과 디스크(20)와의 사이로 설치된 댐퍼(30)로 이루어지며 댐퍼(30)가 고무부재(33)를 보유하고 있는 자동차용 댐퍼가 달린 휠을 제조하는 방법에서는, 도 28에 표시하듯이 림(10)과 디스크(20)의 일체물을 알루미늄 또는 수지로 주조하며, 계속하여 이 일체물을 림(10)과 디스크(20)로 절단하여, 림(10)과 디스크(20)가 제조되어도 좋다. 이와같이 함으로써, 림과 디스크를 개별적으로 주조하는 경우에 비하여 주조공정이 대략 1/2로 되고, 생산성이 향상한다. 물론, 림과 디스크의 절단공정은 증가하지만, 절단은 주조에 비하여 시간, 작업량이 적으므로 총계로서 생산성은 향상한다.
다음에, 본발명의 전체 실시예에 공통하는 부분을, 도 23 내지 도 27를 참조하여 설명한다. 우선, 본 발명의 댐퍼가 달린 휠에 있어서의 거친 느낌의 저감을 설명한다. 도 23은 자동차의 질량을 M, 고무부재(33)의 전단탄성변형에 의한 상하방향의 스프링의 정수를 K로 했을 때의 진동모델을 표시하고 있다. 이 진동모델의 공진주파수(f)는,
f=(1/2π)ㆍ(K/M)1/2
로 되어 있다. 공진점이 저감목표진동수 10 - 30㎐의 약간 낮은 8 - 10㎐, 예컨대 10㎐로 되는 계(系)를 만드는 데는 차량의 한바퀴당의 바퀴의 질량을 400㎏로서 상기 식에서
k=1611N/㎜
으로 된다. 이것은 동적스프링 정수이고 고무의 경우, 동일한 댐퍼의 정적스프링 정수(ks)는 이것보다 매우 작고, 1300N/㎜ 정도로 된다. 이 스프링에 4KN(400㎏f)의 하중이 작용했을 때의 굽힘량(차량중량이 작용했을 때의 균형점의 굽힘량)은 약 3㎜(약 1 - 6㎜의 범위로 되어 있으면 좋다)이다(도 25 참조). 본 발명의 실시예에서는 이 굽힘을 허용한다는 전체하에 댐퍼(30)를 설치하였다.
상기 진동계의 진동특성은 도 24에 표시하게 된다. 도 24에서 알 수 있듯이 공진점보다 약간 높은 진동수영역에서 진동전달저감(가속도 전달률의 저감)이 얻어진다. 본 발명의 실시예에서 공진점이 8 - 10㎐의 경우, 10 - 30㎐, 예컨대, 15㎐ 근방에서 진동수전달저감이 얻어지며, 이것에 의하여 10㎐ 이상의 영역의 거친 느낌이 해소된다.
도 24와 같은 특성이 얻어지는 데는, 댐퍼(30)의 고무부재(33)가, 차량중량이 작용한 균형점을 중심으로 하여 선형인 하중/굽힘 특성을 유지하지 않으면 안된다. 이 때문에는 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)이 전단탄성변형을 하도록 되어 있다. 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)이 인장,압축변형을 하는 경우는 도 23에 파선으로 표시하듯이, 비선형특성으로 되고, 또한 스프링정수가 과대하게 되고, 도 24의 특성이 얻지못하고, 바람직한 진동저감이 얻지못한다.
고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)이 전단탄성변형을 하기 위하여 제1의 부분(33a, 33b)이 휠축방향으로 연장되어 있고, 축방향에서 기울어지는 경우라도 그 경사각을 10°이하로 억제하였다.
또 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)이 전단탄성을 하기 위하여 제1의 부분(33a, 33b)의 내외주면을 공간으로 접하게 하여, 자유표면으로 함과 아울러, 제1의 부분(33a, 33b)의 림측과 디스크측과의 고정부를 진동방향으로 평행한 면으로 하였다. 이것에 의하여, 제1의 부분(33a, 33b)을 상하방향진동에 대하여 전단변형할 수 있도록 된다.
도 26는 실체의 자동차의 본 발명의 실시예의 댐퍼가 달린 휠을 장착하여 불량노면을 주행한 경우의 저주파수영역에 있어서의 스프링위(운전석 시이트레일부위)의 상하가속도(㏈표시)에 대한 주파수(㎐) 실측치를 표시하고 있다. 도 26은, 또 종래의 댐퍼가 없는 휠의 진동레벨을 파선으로 표시하고 있다. 도 26에서 명확하듯이 본 발명의 실시예의 댐퍼가 달린 휠에 있어서는, 10 - 30㎐의 영역에서 상당한 진동조감이 보여진다. 그것에 대응하여, 실제의 주행에 있어서, 주행중의 10 - 30㎐영역, 예컨대 15㎐ 전후에서의 거친 느낌이 해소되었다. 본 발명의 실시예의 댐퍼가 달린 휠(1)에 의한 로드노이즈 저감은 다음과 같다. 림(10), 림측부재(31)를 매스 m(m=약 5 - 10㎏)로 하고, 댐퍼(30)의 고무부재(33)의 제1의 부분(33a, 33b)을 스프링 K(주파수가 높은 영역에서는 동적스프링의 정수가 높아지고, 약 2900N/㎜로 된다고 추정된다)로 하는 진동모델(다이나믹 댐퍼)의 공간점은 50 - 200㎐, 예컨대 120㎐ 근방에 있고, 그것보다 약간 주파수가 높은 영역의, 종래 문제로 되어 있는 150 - 500㎐, 예컨대 250㎐ 근방의 로드노이즈(노면을 주행했을 때의 자앗이라는 소리)를 억압할 수 있다(공짐점보다 약간 높은 영역의 진동을 감쇠하기 위하여). 이때에 로드노이즈란 것은 노면에서의 진동이 보디에 전달되고, 보디패널 등을 진동시켜서 발생하는 소리를 말한다. 바퀴의 구조상, 150 - 500㎐로 공진점이 되어 있다. 특히 타이어가 기구공명하는 250㎐ 부근의 소리가 커진다.
도 27은 100 - 500㎐의 고주파수 영역에 있어서의 차내소음(로드노이즈, ㏈표시)에 대한 주파수 특성을 표시하고 있다. 도 27에서 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예의 타이어가 달린 휠 또는 타이어를 장착하여 노면을 주행한 경우는 보통 휠에 비하여 150 - 500㎐, 예컨대 250㎐ 근방의 로드노이즈가 효과적으로 저감되어 있다. 이것은, 자동차와 같이 많은 공진점을 보유하는 것에 다수의 진동수의 총합파를 입력한 경우, 120㎐ 근방의 공진점의 진동계가 선택적으로 공진하여 그 약간 높은 150 - 500㎐, 예컨대 250㎐ 근방의 진동을 저감하기 때문이다.
상기 작용외에 본 발명의 댐퍼가 달린 휠(1)에는 더욱 다음의 작용이 있다.
차체로 들어가는 진동을 댐퍼(30)로 대책할 수 있으므로 원류대책으로 되고 차체로 들어간 뒤에 차체측에서 대책하는 경우에 비하여, 근본적으로 진동대책으로 된다. 차체로 들어간 후의 대책에서는 많은 공진점체인 자동차에서는 개별적인 차량에서 대응책이 달라지고, 일반적으로 고가이고, 중량이 큰 진동대책부재가 필요하게 되고 엔진의 연료비를 악화시켜 진동대책이 곤란하다.
또, 본 발명의 실시예의 댐퍼가 달린 휠(1)에 있어서, 댐퍼(30)는 부드러운 구조이므로, 댐퍼(30)가 변형함으로써 타이어도 기울어지므로 캠버스러스트를 크게 할 수 있고, 바퀴의 자극으로 잡힘이 경감한다. 또, 로울에 의하여 바퀴에 캠버각이 생겨도 림각도가 지면에 따라서 기울어지며, 타이어의 접지면압이 균일화되어 타이어의 노면의 그립성이 향상되고 선회시의 조타가 안정된다. 또, 댐퍼(30)는 부드러운 구조로 되어 있으므로, 회두속도에 대한 조타각특성 그래프에 있어서 소정의 '여유'량 후의 특성선의 솟아오름이 보통의 타이어측으로 완화되고 조타각이 약간 완화하여 조타에 대하여 타임래그를 수반하여 키가 꺾이고, 고성능 타이어에 있어서의 갑작스런 키의 효과가 완화되고 조안성이 향상한다.
또, 본 발명의 실시예의 댐퍼가 달린 휠(1)에 있어서, 댐퍼(30)가 부드러운 구조로 되어 있으므로, 댐퍼가 달린 휠은 회전시에 자신으로 회전중심을 선택하여 회전하는, 즉 자동조심기능을 지닌다. 그 결과, 종래에 필요했던 언밸런스, 유니포오미티보상 때문의 밸런스웨이트의 장착이나 밸런스를 취하는 작업이 불필요하게 된다.
다음에, 본 발명의 각 실시예에 특유한 부분을 설명한다.
본 발명의 제1 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는 도 1에 표시하듯이 디스크(20)는 알루미늄주조 디스크 또는 수지구조 디스크로 되고, 림(10)은 알루미늄주조 또는 알루미늄전신재의 림으로 된다. 디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체형성되고, 림측부재(31)는 림(10)에 일체형성 또는 용접으로 붙여진다. 2개의 림측부재(31) 중에서 한쪽의 림측부재(31)는 표면측림플랜지(11a)의 반경방향내측으로 위치해 있고, 다른 쪽의 림측부재(31)는 드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 림측부재(31)는 디스크측부재(32)를 휠축방향으로 외측에서 싸서 있어, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1의 부분(33a, 33b)은 휠축방향으로 동일한 뱐경방향 위치로 되어 있다. 고무부재(33)는 스토퍼고무부재의 제2의 부분을 지니고 있지않다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크부재(32)와는 가황접착되어 있다.
본 발명의 제2 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는, 도 2에 표시하듯이, 디스크(20)는 알루미늄주조 디스크 또는 수지구조디스크로 되고, 림(10)은 스틸 또는 알루미늄전신재림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체적으로 형성되어 있다. 림측부재(31)는 3개 있고, 림(10)에 용접접합되어 있다. 3개의 림측부재(31) 중에서 가장 표면적으로 위치하는 림측부재(31)는 표면측의 림 플랜지(11a)의 반경방향내측으로 위치하고 있고, 나머지 2개의 림측부재(31)는 드롭부(31)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 가장 표면측으로 위치하는 림측부재(31)는 림(10)과 디스크(20)와의 빠져나가는 방지용의 덮개이다. 림측부재(31)가 디스크측부재(32)를 휠축방향외측에서 싸서 넣어져 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1의 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 서로 달라지는 위치에 있고, 그것에 의하여 조립을 쉽게 하고 있다.
고무부재(33)는 스토퍼고무로서의 제2의 부분을 지니고 있지않다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)와는 가황접착되어 있다.
본 발명의 제3 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는 도3에 표시하듯이, 디스크(20)는 스틸제 디스크 또는 알루미늄전신재 디스크로 이루어지며, 림(10)은 스틸제 림 또는 알루미늄전신재림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 디스크(20)에 용접접합되어 있다. 림측부재(31)는 림(10)에 용접접합되어 있다. 림측부재(31)는 림드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 디스크측부재(32)가 림측부재(31)를 휠축방향외측에서 싸서 있어, 빠져나감을 방지하고 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1 부분(33a, 33b)은 동일한 반경방향위치로 되어 있다.
고무부재(33)는 스토퍼고무로서의 제2 부분을 지니고 있지않다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)와는 가황접착되어 있다.
본 발명의 제4 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는, 도 4에 표시하듯이, 디스크(20)는 스틸제 디스크 또는 알루미늄전신재 디스크로 이루어지며, 림(10)은 스틸제 림 또는 알루미늄전신재림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 일부가 디스크(20)에 일체로 형성되어 있고, 나머지의 부분이 디스크(20)에 용접접합되어서 디스크외주부(21)를 구성하고 있다. 림측부재(31)는 림(10)에 용접접합되어 있다. 림측부재(31)는 림드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 디스크측부재(32)가 림측부재(31)를 휠축방향외측에서 싸서 있어, 빠져나감을 방지하고 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치로 되어 있다.
고무부재(33)는 스토퍼고무로서의 제2 부분을 지니고 있지않다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)와는 가황접착되어 있다.
본 발명의 제5 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는, 도 5에 표시하듯이, 디스크(20)는 알루미늄주조재 디스크 또는 수지주조디스크로 이루어지고, 림(10)은 알루미늄주조림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체적으로 형성되어 있다. 림측부재(31)는 일부가 림플랜지(11a)의 내주측으로 림에 일체로 형성되어 있고, 나머지의 부분은 림(10)의 드롭부의 내주에 용접접합되어 있다. 림측부재(31)가 디스크측부재(32)를 휠축방향외측에서 싸서 있어, 빠져나감을 방지하고 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치에 있다.
고무부재(33)는 스토퍼고무로서의 제2 부분(33c)을 지닌다. 제2 부분(33c)과 대향부재(림드롭부)와의 사이에서 간극(δ)이 설치되어 있다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)는 가황접착되어 있다.
본 발명의 제6 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는 도 6에 표시하듯이, 디스크(20)는 스틸디스크 또는 알루미늄전신디스크로 이루어지며, 림(10)은 스틸림 또는 알루미늄전신림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 일부는 디스크(20)에 일체로 형성되어 있고, 나머지는 디스크(20)에 용접접합되어서 디스크의 외주의 상승부를 구성하고 있다. 림측부재(31)는 림(10)의 드롭부의 내주에 용접접합되어 있다. 디스크측부재(32)가 림측부재(31)를 휠축방향외측에서 싸고 있어, 빠져나감을 방지하고 있다.
고무부재(33)는 스토퍼고무로서의 제2 부분을 지닌다. 제2 부분(33c)과 대향부재(디스크부재)와의 사이에는 간극(δ)이 설치되어 있다. 제2 부분(33c)은 대향부재(디스크측부재(32))를 향해서 끝이 가늘어진 단면으로 되어 있고, 대향부재에 접촉했을 때에 느슨하게 스토퍼 힘이 잘 듣도록 되어 있다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크부재(32)와는 가황접착되어 있다.
본 발명의 제7 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는 도 7, 도 8에 표시하듯이, 디스크(20)는 알루미늄주조디스크 또는 수지주조디스크로 이루어지며, 림(10)은 알루미늄주조림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체형성되고, 디스크(20)의 외주부에서 반경방향외측으로 돌출하고, 둘레방향으로 전체둘레에 걸쳐서 연속적으로 연장되는 단일둘출부로 이루어진다. 림측부재(31)는 2개의 부재로 이루어진다. 한쪽의 림측부재(31)는 림(10)의 드롭부(14)로부터 사이드월부(13a)의 이행부의 만곡부의 내주부에 형성된 반경방향내측으로의 돌출부에 휠측방향으로 밀어붙여져 있다.(용접은 되어 있지 않다). 한쪽의 림측부재(31)를 림의 반경방향 내측의 돌출부로 압압하는 것만으로 용접접합되지않는 이유는, 고무부재(33)와 림측부재(31)의 가황접착부에 용접열에 의하여 악영향을 부여하지 않기 때문이다. 다른 쪽의 림측부재(31)는 단면이 L자형이고, 고무부재(33)와의 가황접착부에 열영향을 부여하지 않도록 고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)의 레지(ledge)부 (사이드월부(13b)와 비드시이트부(12b)와의 사이의 부분)의 내주변에 용접접합되어 있다. 이 용접은 가황 후의 댐퍼(30)를 림(10)과 디스크(20)와의 사이에 세트한 후에 실시된다. 림측부재(31)는 디스크측부재(32)를 휠축방향으로 외측에서 싸고 있어, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 따라서, 가령 고무부재(33)가 절단하였다고 하여도, 디스크(20)가 림(10)에서 휠축방향으로 빠져나가는 일은 없다. 고무부재(33)의 2개의 제1 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치에 있다.
고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)는 가황접착되어 있다. 고무부재(33)는 반경방향스토퍼로서의 제2 부분(33c)을 지닌다. 제2 부분(33c)은 2개의 제1 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 연장되며, 외주면은 공간에서 구속되어 있지않고, 내주면은 디스크측부재(32)의 외주면에 밀착해 있고, 제2 부분(33c)과 림드롭부(14)와의 사이에 간극이 없어질수록 큰 진동진폭시에 스토퍼로서 작용한다.
본 발명의 제8 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는, 도 9, 도 10에 표시하듯이, 디스크(20)는 알루미늄주조디스크 또는 수지주조디스크로 이루어지며, 림(10)은 알루미늄주조림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체형성되어 디스크(20)의 외주부로부터 반경방향외측으로 돌출하는 단일 돌출부로 이루어진다. 림측부재(31)는 2개의 부재로 이루어진다. 2개의 림측부재(31)는 드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 한쪽의 림측부재(31)는 림(10)의 드롭부(14)에 형성된 반경방향내측으로의 돌출부에 용접되지 않고, 휠축방향으로 압압되어 있다. 한쪽의 림측부재(31)를 림의 반경방향내측의 돌출부에 압압되는 것만으로 용접접합하지 않는 이유는, 고무부재(33)와 림측부재(31)와 가황접착부에 용접열에 의하여 악영향을 부여하지 않기 때문이다. 다른 쪽의 림측부재(31)는 단면이 L자형이고, 고무부재(33)와의 가황접착부에 열영향을 부여하지 않도록 고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)에 용접접합되어 있다. 림측부재(31)는 디스크측부재(32)를 휠축방향으로 외측에서 싸고 있고, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치에 있다.
고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)는 가황접착되어 있다. 고무부재(33)는 반경방향의 스토퍼로서의 제2 부분(33c)을 지니고 있다. 제2 부분(33c)은 2개의 제1 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 연장되며, 외주면은 공간에서 구속되어 있지않고, 내주면은 디스크측부재(32)의 외주면에 밀착하여 가황접착되어 있다.
본 발명의 제9 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는 도 11, 도 12에 표시하듯이 디스크(20)는 알루미늄주조디스크 또는 수지주조디스크로 이루어지며, 림(10)은 스틸 또는 알루미늄전신재의 림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체형성되고, 디스크(20)의 외주부에서 반경방향외측으로 돌출하는 단일한 돌출부로 이루어진다. 림측부재(31)는 2개의 부재로 이루어진다. 2개의 림측부재(31)는 드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 한쪽의 림측부재(31)는 단면이 L자형이고, 고무부재(33)와의 가황접착부에 열영향을 부여하지 않도록 고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)에 용접접합되어 있다. 다른 쪽의 림측부재(31)는 단면이 L자형이고, 고무부재(33)와의 가황접착부에 열영향을 부여하지 않도록 고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)과 용접되어 있다. 림측부재(31)는 디스크측부재(32)를 휠축방향으로 외측에서 싸고 있고, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 고무부재(33)의 2개의 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치에 있다.
고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)는 가황접합되어 있다. 고무부재(33)는 반경방향의 스토퍼로서 제2 부분(33c)을 지니고 있다. 제2 부분(33c)은 1의 제1 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 연장되며, 외주면은 공간에서 구속되어 있지않고 내주면은 디스크측부재(32)의 외주면에 밀착하여 가황접착되어 있다.
본 발명의 제10 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는 도 13, 도 14에 표시하듯이, 디스크(20)는 알루미늄주조디스크 또는 수지주조디스크로 이루어지며, 림(10)은 스틸림 또는 알루미늄 전신재의 림으로 이루어진다. 디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체형성되며 디스크(20)의 외주부에서 반경방향외측으로 돌출하는 단일한 돌출부로 이루어진다. 림측부재(31)는 2개의 부재로 이루어진다. 2개의 림측부재(31) 중에서 표면측의 림측부재(31)는 드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치해 있고, 또하나의 이면측의 림측부재(31)는 드롭부(14) 및 사이드월부(13b)의 반경방향내측에 위치하고 있다. 표면측의 림측부재(31)는 단면이 L자형이고, 고무부재(33)와의 가황접착부에 열영향을 부여하지 않도록 고무부재(31)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)에 용접접합되어 있다. 이면측의 림측부재(31)는 단면이 L자인 부분과 외주단부에서 비스듬히 외측으로 늘어나는 부분을 보유하며(비스듬히 외측으로 연장되는 부분을 설치하는 것은 가황접착부와 용접부를 떼어놓기 위해서), 고무부재(33)와의 가황접합부에 열영향을 부여하지 않도록 고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)에 용접접합되어 있다. 림측부재(31)는 디스크측 부재(32)를 휠축방향으로 외측에서 싸고 있고, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치에 있다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)는 가황접착되어 있다. 고무부재(33)는 반경방향의 스토퍼로의 제2 부분(33c)을 지니고 있다. 제2 부분(33c)은 2개의 제1 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 연장되며, 외주면은 공간에서 구속되어 있지않고, 내주면은 디스크측부재(32)의 외주면에 밀착하여 가황접착되어 있다.
본 발명의 제11 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는 도 15, 도 16에 표시하듯이, 디스크(20)는 알루미늄주조디스크 또는 수지주조디스크로 이루어지며, 림(10)은 스틸림 또는 알루미늄전신재의 림으로 이루어진다. 디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체형성되며, 디스크(20)의 외주부에서 반경방향외측으로 돌출하는 단일한 돌출부로 이루어진다. 림측부재(31)는 2개의 부재로 이루어진다. 2개의 림측부재(31) 중에서 표면측의 림측부재(31)는 드롭부(14) 및 사이드월부(13a)의 반경방향내측으로 위치해 있고, 이면측의 림측부재(31)는 드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 표면측의 림측부재(31)는 단면이 L자인 부분과 그 외주단부로부터 비스듬히 외측으로 연장하는 부분을 보유하며(비스듬히 외측으로 연장되는 부분을 설치하는 것은 가황접착부와 용접부를 떼어놓기 위해서), 고무부재(33)와의 가황접착부에 열영향을 부여하기 않도록 고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)에 용접접합되어 있다. 이면측의 림측부재(31)는 단면이 L자형이고, 고무부재(33)와의 가황접착부에 영향을 부여하지 않도록 고무부재(31)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)과 용접접합되어 있다. 림측부재(31)는 디스크측부재(32)를 휠축방향으로 외측으로부터 싸고 있고, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 고무부재(33)의 2개의 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치에 있다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)는 가황접착되어 있다. 고무부재(33)는 반경방향의 스토퍼로서의 제2 부분(33c)을 지니고 있다.
제2의 부분(33c)은 2개의 제1 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 연장되며, 외주면은 공간에서 구속되어 있지않고, 내주면은 디스크측부재(32)의 외주면에 밀착하여 가황접착되어 있다.
본 발명의 제12 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는, 도 17, 도 18에 표시하듯이, 디스크(20)는 스틸디스크 또는 알루미늄전신재의 디스크로 이루어지며, 림(10)은 스틸림 또는 알루미늄전신재의 림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 디스크(20)에 용접접합되어 디스크(20)의 외주부로부터 반경방향외측으로 돌출하는 단면이 역U자 형상인 돌출부로 이루어진다.
림측부재(31)는 2개의 부재로 이루어진다. 2개의 림측부재(31) 중에서 표면측의 림측부재(31)는 드롭부(14)의 반경방향측으로 위치하고 있고, 이면측의 림측부재(31)는 드롭부(14) 및 사이드월부(13b)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 이 경우에 드롭부(14)의 휠축방향의 길이가 짧은 경우는 2개의 림측부재 중에서 한쪽의 림부재(31)(예컨대 이면측의 림측부재)는 림드롭부(14)와 림비드시이트부(12b)와의 사이의 림부분과 용접접합되어도 좋다. 표면측의 림측부재(31)눈 단면이 L자형이고, 고무부재(33)와의 가황접합부에서 열영향을 부여하지 않도록 고무부재(33)와의 가황접합부에서 떨어진 단부에서 림(10)과 용접접합되어 있다. 이면측의 림측부재(31)는 단면이 L자의 부분과 그 외주단부로부터 비스듬히 외측으로 늘어나는 부분을 보유하며(비스듬히 외측으로 연장되는 부분을 설치하는 것은 가황접착부와 용접부를 떼어놓기 위해서), 고무부재(33)와의 가황접착부에 열영향을 부여하지 않도록고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)과 용접접합되어 있다. 림측부재(31)는 디스크측부재(32)를 휠축방향으로 외측으로부터 싸서 넣어지며, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1의 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치로 되어 있다. 고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)와는, 가황접착되어 있다. 고무부재(33)는 반경방향의 스토퍼로서의 제2 부분(33c)을 지니고 있다.
제2 부분(33c)은 2개의 제1 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 연장되며, 외주면은 공간에서 구속되어 있지 않고, 내주면은 디그크측부재(32)의 외주면에 밀착하여 가황접착되어 있다.
본 발명의 제13 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는, 도 19, 도 20에 표시하듯이, 디스크(20)는 스틸디스크 또는 알루미늄전신재의 디스크로 이루어지며, 림(10)은 스틸림 또는 알루미늄전신재의 림으로 이루어진다. 디스크측부재(32)는 디스크(20)에 용접접합되어 디스크(20)의 외주부에서 반경방향외측으로 돌출하는 단면이 역U자 형상인 돌출부로 이루어진다. 림측부재(31)는 2개의 부재로 이루어진다. 2개의 림측부재(31) 중에서 표면측의 림측부재(31)는 드롭부(14)의 반경방향내측 및 사이드월부(13a)의 반경방향내측으로 위치해 있고, 이면측의 림측부재(31)는 드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치해 있다. 이면측의 림측부재(31)는 단면이 L자형이고, 고무부재(33)와의 가황접착부에 열방향을 부여하지 않도록 고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)과 용접접합되어 있다.
표면측의 림측부재(31)는 단면이 L자부분과 그 외주단부로부터 비스듬히 외측으로 늘어나는 부분을 보유하며(비스듬히 외측으로 연장되는 부분을 설치하는 것은 가황접착부와 용접부를 떼어놓기 위해서), 고무부재(33)와의 가황접착부에 열영향을 부여하지 않도록 고무부재(33)와의 가황접착부에서 떨어진 단부에서 림(10)과 용접접합되어 있다. 림측부재(31)는 디스크측부재(32)를 휠축방향으로 외측으로부터 싸서 넣어지며, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경방향위치로 되어 있다.
고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크부재(32)와는 가황접착되어 있다. 고무부재(33)는 반경방향의 스토퍼로서의 제2 부분(33c)을 지니고 있다.
제2 부분(33c)은 2개의 제1 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 연장되며, 외주면은 공간에서 구속되지 않고 내주면은 디스크측부재(32)의 외주면에 밀착하여 가황접착되어 있다.
본 발명의 제14 실시예의 댐퍼가 달린 휠에서는 도 21, 도 22에 표시하듯이, 디스크(20)는 알루미늄주조디스크 또는 수지주조디스크로 이루어지며, 림(10)은 알루미늄주조림으로 이루어진다.
디스크측부재(32)는 디스크(20)에 일체형성되며, 디스크(20)의 외주부에서 반경방향외측으로 돌출하는 단일한 돌출부로 이루어진다. 림측부재(31)는 2개의 부재(33a, 33b)로 이루어진다. 2개의 림측부재(31a, 31b)는 드롭부(14)의 반경방향내측으로 위치하고 있다. 한쪽의 림측(31a)는 단면이 L자형이고 림드롭부(14)에 끼워지며, 휠축방향으로 압접됨으로써 용접을 사용하지 않고 림(10)에 고정되어 있다. 다른쪽의 림측부재(31b)는 단면이 L자형이고 림드롭부(14)에 끼워지며, 휠축방향으로 압축력이 작용되어서 고무부재(33)를 휠축방향으로 압축한 후, 다른 피이스(36)를 림(10)과 용접함으로써 림(10)에 고정된다. 림측부재(31b) 자체는 림(10)과 용접되지 않는다. 림측부재(31)는 디스크측부대(32)를 휠축방향으로 외측으로부터 싸서 넣어지며, 디스크(20)와 림(10)이 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있다. 고무부재(33)의 2개의 제1 부분(33a, 33b)은 휠반경방향으로 동일한 반경위치로 되어 있다.
고무부재(33)와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)와는 림측부재(33a, 33b)의 고무부재(33)와의 접촉면(34a, 34b)에 요철가공(예컨대 널링가공)을 실시하며, 디스크측부재(32)의 고무부재(33)와의 접촉면(35a, 35b)에 요철가공(예컨대, 널링가공)을 실시하며, 림측부재(31), 디스크측부재(32), 고무부재(33)에 서로 휠축방향으로 압축력을 작용시켜서 고무부재(33)를 요철부에 침입시켜, 접촉면(34a,34b,35a,35b)을 휠반경방향, 둘레방향에 마찰력으로 고정함으로써 실시한다. 이것에 의해서 가황접착에 의한 부재와 림측부재(31) 및 디스크측부재(32)의 고정을 없을 수 있다. 고무부재(33)를 맞붙인 후는, 고무부재(33)는 휠축방향으로 압축되어 있으므로, 제1 부분(33a, 33b)은 내외주면에 반경방향으로 부풀어오르지만, 맞붙이기 전은 축방향으로 스트레이트의 원통면이다. 제1 부분(33a, 33b)의 내주면은 고무부재(33)의 맞붙임 후도 비구속인 것이다.
고무부재(33)는 반경방향의 스토퍼로서의 제2 부분(33c)을 지닌다. 제2 부분(33c)은 2개의 제1 부분(33a, 33b) 사이에 걸쳐서 연장되며, 외주면은 공간과 접촉해 있고, 구속되어 있지 않으며, 내주면은 디스크부재(32)의 외주면과 가황접착되는 일없이 접촉하고 있다. 고무부재(33)는 제2 부분(33c)에서 휠축방향으로 2분할 되어 있어도 좋다.
청구제 1항 내지 제20항의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에 의하면, 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 진동수가 6 - 12㎐의 범위로 되어 있도록 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있으므로, 1차의 고유진동수보다 약간 높은 진동수영역의 진동을 감쇠할 수 있고, 거친느낌이 경감되며, 탔을 때의 기분이 양호하게 된다. 이 경우에 진동계의 공진점을 10㎐보다 약간 낮은 영역으로 설정하면, 10 - 30㎐범위에 있어서의 거친 느낌을 발생하는 진동을 흡수,감쇠할 수 있다.
또, 댐퍼는 부드러운 구조이므로, 댐퍼가 변형함으로써, 타이어도 기울게 되므로 캠버스러스트를 크게 할 수 있고, 바퀴의 자극으로의 잡힘이 경감한다. 또, 로울에 의하여 바퀴가 캠버각이 생겨도, 림각도가 지면에 따라서 기울게 되고, 타이어의 접지면압이 균일화하여 타이어의 노면그립성이 향상되고, 선회시의 조타가 안정된다. 또, 댐퍼는 부드러운 구조이므로 조타에 대하여 타임래그를 수반하여 키가 꺾이며, 고성능타이어에 있어서의 갑작스런 키의 효력이 완화되고 조안성이 향상된다.
또, 댐퍼는 부드러운 구조이므로, 타이어의 장착휠은 자신으로 회전중심을 선택하여 회전하는 즉 자동조심기능을 유지하며, 언밸런스, 유니포오미티의 보상 때문의 밸런스웨이트의 장착이나 밸런스를 취하는 작업이 불필요하게 된다.
청구제3항, 제4항의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에 의하면, 고무부재를 스프링으로 하고 림을 매스로한 진동계의 1차의 고유진동수가 50 - 200㎐의 범위로 설정되어 있으므로, 그것보다 약간 높은 진동수영역의 진동을 감쇠할 수 있고, 로드노이즈상 문제로 되는 150 - 500㎐범위의 진동전달을 저감하여 소음저하를 도모할 수 있다.
청구제6항, 제9항 내지 제 14항의 차동차용 댐퍼가 달린 휠에 의하면, 고무부재를 전단변형에서 작용하도록 하였으므로, 제1 부분을 부드러운 스프링으로 할 수 있고, 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수를 6 - 12㎐로 쉽게 설정할 수 있다.
청구제7항, 제15랑, 제16항의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에 의하면, 스토퍼고무를 설치하였으므로, 제1 고무부분이 절단하여도, 또한 스트퍼고무와 그 대향부재 사이에서의 토크전달에 의하여 바퀴를 주행시킬 수 있다.
청구제8항, 제17항, 제18항의 자동차용 댐퍼가 달린 휠에 의하면, 림측부재의 최소경이 디스크측부재의 최대반경보다 작게되어 있으므로, 림측부재와 디스크부재는 휠축방향으로 서로 빠져나갈 수 없게 되어 있고, 댐퍼의 고무부재가 가령 절단하여도 림과 디스크가 서로 빠지는 일이 없고 안전하다.
청구제20항의 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 제조방법에 의하면, 림과 디스크의 일체물을 주조로 제조해 두고, 림과 디스크로 전달하므로, 림과 디스크를 각각 개별적으로 주조로 만드는 경우에 비하여 주조공정이 적어지고, 생산성이 향상한다.

Claims (21)

  1. 림,
    상기 림과 휠반경방향으로 떨어진 디스크 및,
    상기 림과 상기 디스크와의 사이에 설치된, 고무부재를 보유하는 댐퍼로 이루어지고,
    상기 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 6 - 12㎐의 범위에 있도록 상기 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  2. 제1항에 있어서, 상기 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 8 - 10㎐의 범위에 있도록 상기 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  3. 제1항에 있어서, 상기 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 그것보다 외주측에 있는 상기 림을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 50 - 200㎐의 범위에 있도록 상기 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  4. 제3항에 있어서, 상기 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 그것보다 외주측에 있는 상기 림을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 70 - 150㎐의 범위에 있도록 상기 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  5. 제1항에 있어서, 상기 림은 로우프로파일타이어 또는 고공기압화된 타이어장착용의 림인 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  6. 제1항에 있어서, 상기 댐퍼의 상기 고무부재는 상기 림과 상기 디스크가 상하방향으로 상태변위했을 때에 주로 탄성전단변형하여 스프링으로서 작용하는 제1 부분을 보유하고 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  7. 제1항에 있어서, 상기 댐퍼의 상기 고무부재는 제2 부분을 보유하며, 그 제2의 부분은 상기 림과 상기 디스크가 상하방향으로 제2 부분과 그의 대향부재간의 간격 이상으로 상대변위했을 때에 상기 대향부재에 맞닿아서 스토퍼고무로서 작용하는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  8. 제1항에 있어서, 상기 댐퍼는, 상기 림에 눌려지거나 접합되거나 고정되거나 일체로 형성되는 림측부재와, 상기 디스크에 눌려지거나 접합되거나 고정되거나 일체로 형성되는 디스크측부재를 보유하며, 상기 댐퍼의 상기 고무부재는 제1 부분을 보유하고, 그 제1 부분은 일단에서 상기 림측부재에 고정되며 타단에서 상기 디스크측부재에 고정되어 있고, 상기 림측부재의 최소경은 상기 디스크측부재의 최소경보다 작게되어서 상기 림측부재와 상기 디스크측부재는 휠축방향으로 빠져나갈 수 없게 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  9. 제6항에 있어서, 상기 고무부재의 상기 제1 부분의 상기 림 또는 그것에 고정되는 부재와의 접합부는 휠축심과 직교하는 면내로 연장되며, 상기 고무부재의 상기 제1 부분의 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재와의 접합부는 휠축심과 직교하는 면내로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠
  10. 제6항에 있어서, 상기 고무부재의 상기 제1 부분은 내주측면 및 외주측면도 공간에 접하여 있고, 비구속으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  11. 제6항에 있어서, 상기 고무부재의 상기 제1 부분은 댐퍼에 하중이 작용하지 않는 상태에서, 휠축방향이거나 또는 휠축방향에 대하여 10°이하의 각도를 두고 연장되는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  12. 제6항에 있어서, 상기 고무부재는 그 전체가 고무로 되어 있는지, 또는 고무와 금속판과의 적층체로 되어 있는지, 또는 금속선이 매립된 고무로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  13. 제6항에 있어서, 상기 고무부재의 상기 제1 부분의, 상기 림 또는 그것에 고정되는 부재 및 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재와의 고정은 가황접착인 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  14. 제6항에 있어서, 상기 고무부재의 상기 제1 부분의, 상기 림 또는 그것에 고정되는 부재 및 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재와의 고정은, 상기 림 또는 그것에 고정되는 부재 및 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재의, 상기 고무부재를 고정하는 면에 요철가공을 실시하여 두고, 상기 고무부재에 휠축방향의 압축력을 작용시켜 상기 요철가공을 실시한 면에 침입시키는 것에 의한, 기계적 고정으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  15. 제7항에 있어서, 상기 댐퍼의 상기 제2 부분과 그의 대향부재와의 사이에는 공간이 설치되어 있고, 그 공간의 반경방향 칫수가, 차중량이 작용했을 때의 댐퍼의 굽힘량을 d로 했을 때 2d+α(단, α는 0 - 1㎜)로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  16. 제7항에 있어서, 상기 고무부재의 상기 제2 부분은, 상기 림 또는 그것에 고정되는 부재와, 상기 디스크 또는 그것에 고정되는 부재와의, 어느 한쪽에 가황접착되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  17. 제8항에 있어서, 상기 림측부재는 상기 림에 용접고정되며, 상기 디스크측부재는 상기 디스크에 용접고정되고, 용접부 중에서 조립상 가황보다 뒤에 용접되지 않으면 안되는 용접부는 가황접착부에 용접열에 의한 손상을 부여하지 않도록 용접위치 또는 용접종류가 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  18. 제8항에 있어서, 상기 림측부재는 상기 고무부재에서 떨어진 2개의 부분을 보유하고, 한쪽의 부분은 상기 림에 압접되어 있을 뿐 용접되어 있지 않고, 다른 쪽의 부분은 상기 림에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  19. 제1항에 있어서, 상기 림이 스틸 또는 알루미늄전신재 또는 알루미늄주조재 또는 수지 또는 섬유강화수지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  20. 제1항에 있어서, 상기 디스크가 스틸 또는 알루미늄전신재 또는 알루미늄주조재 또는 수지 또는 섬유강화수지로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠.
  21. 림,
    상기 림과 휠반경방향으로 떨어진 디스크, 및
    상기 림과 상기 디스크와의 사이에 설치된 고무부재를 보유하는 댐퍼로 이루어지며,
    상기 댐퍼의 고무부재를 스프링으로 하고 차량을 질량으로 하는 진동계의 1차 고유진동수가 6 - 12㎐의 범위에 있도록 상기 고무부재의 스프링정수가 설정되어 있는 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 제조방법으로서,
    상기 림과 상기 디스크가 일체인 휠소재를 주조에 의하여 형성하는 공정과,
    상기 휠소재를 상기 림과 상기 디스크로 절단하는 공정과,
    상기 림과 상기 디스크와의 사이로 상기 댐퍼를 맞붙이는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 댐퍼가 달린 휠의 제조방법.
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