特開 2015-134537 ２ピース型の車両用ホイール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-134537(P2015-134537A)

(43)【公開日】2015年7月27日

(54)【発明の名称】２ピース型の車両用ホイール

(51)【国際特許分類】

   B60B 21/02 20060101AFI20150701BHJP

   B60B 3/04 20060101ALI20150701BHJP

【ＦＩ】

   B60B21/02 J

   B60B3/04 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-6362(P2014-6362)

(22)【出願日】2014年1月17日

(71)【出願人】

【識別番号】000110251

【氏名又は名称】トピー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085556

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100115211

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 三十義

(72)【発明者】

【氏名】磯村 勇太

(57)【要約】

【課題】 タイヤ内部空間の気柱共鳴エネルギーを吸収する複数の共鳴器を低コストで装備できる２ピース型の車両用ホイールを提供する。
【解決手段】
２ピース型の車両用ホイール１は、タイヤが装着されるリム１０と、このリム１０と別体をなしてリム１０に固定されたディスク２０とを備えている。ディスク２０のフランジ部２２は、リム１０のウエル部１１（リム最小径部）に嵌入される嵌入部２２ａと、この嵌入部２２ａから中心軸方向内きに延びる延長部２２ｂを有している。ディスク２０の延長部２２ｂとリム１０の対向面間に副気室４１が形成されている。リム１０には、副気室４１をタイヤの内部空間からなる主気室２に連通させる連通孔４２が形成され、これら副気室４１と連通孔４２により、共鳴器４０が構成される。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

タイヤが装着されるリムと、このリムと別体をなしてリムに固定されたディスクとを備えた２ピース型の車両用ホイールにおいて、
上記リムと上記ディスクの対向面が一部領域において互いに離間し、これら対向面によって画成された閉塞空間が副気室として提供され、
上記リムには、上記副気室を上記タイヤの内部空間からなる主気室に連通させる連通孔が形成され、
上記副気室と上記連通孔により、上記主気室での気柱共鳴を低減させる共鳴器が構成されることを特徴とする車両用ホイール。

【請求項2】

車両用ホイールを車両に装着した状態で車両用ホイールの中心軸に沿って車両を向く方向を中心軸方向内向きとし、車両と反対方向を中心軸方向外向きとした場合において、
上記ディスクは、略円盤形状をなす円盤部とこの円盤部の周縁から中心軸方向内向きに延びる略円筒形状のフランジ部を有し、
上記ディスクのフランジ部の少なくとも一部が、上記リムの最小径部に嵌入され、
上記ディスクのフランジ部と上記リムの対向面間に、上記副気室が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイール。

【請求項3】

上記ディスクのフランジ部が、上記リム最小径部に嵌入される嵌入部と、この嵌入部から中心軸方向内向きに延びる延長部を有し、
上記リムにおいて上記リム最小径部より中心軸方向内向きに位置する内側部位と、上記ディスクの延長部との間に、上記副気室が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用ホイール。

【請求項4】

上記延長部の内端縁部が上記リムの上記内側部位に全周にわたって溶接され、上記嵌入部が上記リム最小径部に全周にわたって溶接されることにより、上記副気室が外部から遮断されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用ホイール。

【請求項5】

上記延長部の内端縁部が径方向外向きに立ち上がっており、その外周縁が上記リムの上記内側部位に溶接されていることを特徴とする請求項４に記載の車両用ホイール。

【請求項6】

上記ディスクのフランジ部の延長部には周方向に等間隔をおいて径方向外向きに突出する凸部が形成され、この凸部が上記リムの内周に当たることにより、上記副気室が互いに独立して周方向に複数配置されていることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の車両用ホイール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タイヤの内部空間で発生する気柱共鳴を低減できる２ピース型の車両用ホイールに関する。

【背景技術】

【0002】

車両走行中にタイヤが路面から衝撃を受けると、タイヤの内部空間で気柱共鳴が発生し、ロードノイズの原因となる。そのため、この気柱共鳴エネルギーを減衰させる共鳴器（ヘルムホルツ共鳴器）を装備した車両用ホイールが開発されている。

【0003】

上記共鳴器は、副気室と、この副気室をタイヤ内部空間からなる主気室に連通させる連通孔により構成されている。
上記共鳴器は通常、リムの周方向に複数並べて配置されている。タイヤの衝撃入力箇所による減衰効果のばらつきを抑制するためである。

【0004】

車両用ホイールには大別して、リムとディスクが一体に鋳造された１ピース型と、リムとディスクが別部品からなる２ピース型があるが、本発明に係る２ピース型の車両用ホイールでも１ピース型と同様に種々の共鳴器が開発されている。

【0005】

特許文献１の車両用ホイールでは、リムのビードシート部とディスクのフランジ部との間の空間に円弧形状の中空部材が周方向に複数組み込まれており、これら中空部材の内部空間が上記副気室として提供されている。

【0006】

特許文献２〜５に開示された車両用ホイールでは、リム外周に副気室を有する円弧形状の中空部材が周方向に複数取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００４−３０６６５９号公報

【特許文献2】特開２００８− ３０５０５号公報

【特許文献3】特開２００８−２７９９１１号公報

【特許文献4】特開２００９−１０７３５７号公報

【特許文献5】特開２００９−２４８８７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述したように、共鳴器を備えた従来の２ピース型の車両用ホイールでは、副気室を形成するために、リムおよびディスクとは別部材からなる中空部材を必要とするため、製造コストが高かった。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記課題を解決したもので、タイヤが装着されるリムと、このリムと別体をなしてリムに固定されたディスクとを備えた２ピース型の車両用ホイールにおいて、上記リムと上記ディスクの対向面が一部領域において互いに離間し、これら対向面によって画成された閉塞空間が副気室として提供され、上記リムには、上記副気室を上記タイヤの内部空間からなる主気室に連通させる連通孔が形成され、上記副気室と上記連通孔により、上記主気室での気柱共鳴を低減させる共鳴器が構成されることを特徴とする。
上記構成によれば、リムとディスクの対向面間に副気室が形成されるので、副気室のための中空部材を別途必要とせず、製造コストを低減させることができる。

【0010】

車両用ホイールを車両に装着した状態で車両用ホイールの中心軸に沿って車両を向く方向を中心軸方向内向きとし、車両と反対方向を中心軸方向外向きとした場合において、
好ましくは、上記ディスクは、略円盤形状をなす円盤部とこの円盤部の周縁から中心軸方向内向きに延びる略円筒形状のフランジ部を有し、上記ディスクのフランジ部の少なくとも一部が、上記リムの最小径部に嵌入され、上記ディスクのフランジ部と上記リムの対向面間に、上記副気室が形成されている。
この構成によれば、車両用ホイールの外観に影響を与えることなく、共鳴器を装備することができる。

【0011】

好ましくは、上記ディスクのフランジ部が、上記リム最小径部に嵌入される嵌入部と、この嵌入部から中心軸方向内向きに延びる延長部を有し、上記リムにおいて上記リム最小径部より中心軸方向内向きに位置する内側部位と、上記ディスクの延長部との間に、上記副気室が形成されている。
この構成によれば、比較的簡単な構造で副気室を得ることができる。また、上記延長部は、ホイールの車軸への固定部の中心を通って車両前後方向に延びる軸から中心軸方向内側に離れているため、この延長部の質量により、当該軸を中心としたホイールの慣性モーメントを増大させることができ、当該軸を中心とするホイールの振動に起因したロードノイズの低減をも図ることができる。

【0012】

好ましくは、上記延長部の内端縁部が上記リムの上記内側部位に全周にわたって溶接され、上記嵌入部が上記リム最小径部に全周にわたって溶接されることにより、上記副気室が外部から遮断されている。
この構成によれば、ディスクのリムへの固定のための溶接が、副気室の密閉を兼ねているので、この点からも製造コストを低減できる。

【0013】

好ましくは、上記延長部の内端縁部が径方向外向きに立ち上がっており、その外周縁が上記リムの上記内側部位に溶接されている。
この構成によれば、副気室の容積を十分に確保することができる。

【0014】

好ましくは、 上記ディスクのフランジ部の延長部には周方向に等間隔をおいて径方向外向きに突出する凸部が形成され、この凸部が上記リムの内周に当たることにより、上記副気室が互いに独立して周方向に複数配置されている。
この構成によれば、複数の副気室を別途に仕切部材を用いずに仕切ることができ、この点からも製造コストを低減できる。

【0015】

具体的態様では、上記ディスクの延長部の内端縁部は、リムにおけるレッジ部、内側ビードシート部、内側フランジ部のいずれかに溶接され、連通孔はウエル部と内側ハンプ部との間の部位、すなわち内側サイドウォール部やレッジ部に形成される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、所望の気柱共鳴減衰効果を有する２ピース型の車両用ホイールを低コストで提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態をなす車両用ホイールの縦断面図である。

【図2】図１のＡ方向から見た図である。

【図3】図１の要部の拡大断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態を示す図３相当図である。

【図5】本発明の第３実施形態を示す図３相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の第１実施形態に係わる２ピース型のスチール製車両用ホイール１について、図１〜図３を参照しながら説明する。
図１、図２に示すように、車両用ホイール１は周知の車両用ホイールと同様に、略円筒形状のリム１０と略円盤形状のディスク２０とを備えている。

【0019】

図１には車両用ホイール１の中心軸Ｌａが示されている。以下の説明において、車両用ホイール１を車両に装着した状態で中心軸Ｌａに沿って車両を向く方向を中心軸方向内向き、車両と反対方向を中心軸方向外向きと定義する。

【0020】

上記リム１０は、帯板を丸めてその両端を溶接して円筒体を得た後、この円筒体をロール成形することにより得られるものであり、ウエル部１１（最小径部）と、このウエル部１１から中心軸方向外向きに順に、サイドウォール部１２ａ、ハンプ部１３ａ，ビードシート部１４ａ，フランジ部１５ａを有するとともに、このウエル部１１から中心軸方向内向きに順に、サイドウォール部１２ｂ、レッジ部１６、ハンプ部１３ｂ，ビードシート部１４ｂ，フランジ部１５ｂを有している。

【0021】

上記ウエル部１１はリム１０において最も小径をなし、タイヤ装着の過程で、タイヤのビード部が一時的に入り込む凹所を提供する。
上記一対のビードシート部１４ａ，１４ｂはタイヤ（図示しない）のビード部を載せ、一対のフランジ部１５ａ，１５ｂはこれらビード部を保持し、一対のハンプ部１３ａ，１３ｂは、これらビード部の横ずれを防止する。
タイヤが装着された状態で、タイヤの内部空間は密閉された主気室２となる。

【0022】

上記ディスク２０は平板を絞り成形することにより得られ、円盤部２１と、この円盤部２１の周縁から中心軸方向内向きに延びる略円筒状のフランジ部２２とを有している。
上記円盤部２１はその中央で車軸に固定されるが、周知構造であるのでその詳細な説明を省略する。
上記フランジ部２２が上記リム１０のウエル部１１に嵌入固定されることにより、リム１０とディスク２０からなる２ピース型の車両用ホイール１が得られる。

【0023】

次に本発明の特徴部について図１〜図３を参照しながら説明する。上記ディスク２０のフランジ部２２は、上記リム１０のウエル部１１に嵌入される略円筒形状の嵌入部２２ａと、この嵌入部２２ａから中心軸方向内向きに延長された延長部２２ｂとを有している。
上記嵌入部２２ａの中心軸方向外側の縁部は、ウエル部１１に全周にわたって溶接されている。この溶接部位を符号３１で示す。

【0024】

上記ディスク２０のフランジ部２２の延長部２２ｂは、嵌入部２２ａと同径の略円筒形状をなすが、その端縁部２２ｘは径方向外向きに立ち上がって鍔形状をなし、その外周縁が上記リム１０のレッジ部１６の内周面に当たり、全周にわたって溶接されている。この溶接部位を符号３２で示す。本実施形態では端縁部２２ｘは中心軸Ｌａと直交する平面上に位置するが、中心軸Ｌａに対して傾いていてもよい。

【0025】

上記ディスク２０のフランジ部２２の延長部２２ｂと、上記リム１０の内側サイドウォール部１２ｂおよびレッジ部１６（上記リム１０においてウエル部１１より中心軸方向内向きに位置する内側部位）の互いの対向面は、後述する凸部２２ｙの形成領域を除いて互いに離れており、これら互いに離れた対向面により、周方向に延びる円弧状の閉鎖空間４１が形成されている。この空間４１が副気室として提供される。

【0026】

上記延長部２２ｂには周方向に等間隔をなして径方向外向きに突出する複数（本実施形態では５つ）の凸部２２ｙが形成されており、これら凸部２２ｙは、サイドウォール部１２ｂおよびレッジ部１６に沿った断面形状をなし、これらの内周面に当接している。その結果、上記副気室４１はこれら凸部２２ｙによって分断され、互いに独立して周方向に配置されている。なお、これら副気室４１は溶接部位３１，３２により外部から遮断されている。

【0027】

上記レッジ部１６には、上記複数の副気室４１をそれぞれタイヤの内部空間２（主気室）に連通させるための連通孔４２が形成されている。副気室４１と連通孔４２により、共鳴器４０（ヘルムホルツ共鳴器）が構成されている。各共鳴器４０の連通孔４２は副気室４１の例えば周方向中央に位置しており、これにより複数の共鳴器４０の連通孔４２が周方向に等間隔離れている。ただし、連通孔４２の周方向位置は不等間隔であってもよい。

【0028】

上記共鳴器４０の共鳴周波数は、副気室４１の体積、連通孔４２の断面積および長さ等により決定されるが、この共鳴周波数が主気室２での気柱共鳴の減衰させたい周波数帯にほぼ対応するように、設計されている。

【0029】

上記車両用ホイール１のリム構造では、５つ（複数）の共鳴器４０が、車両走行中にタイヤが路面から衝撃を受けた時に生じる主気室２の気柱共鳴のエネルギーを減衰させ、ロードノイズを低減させることができる。５つの共鳴器４０の連通孔４２は周方向に等間隔離間しているので、タイヤの衝撃入力箇所による減衰効果のばらつきを抑制することができる。

【0030】

本実施形態では、リム１０とディスク２０だけで、別途中空部材を用いることなく共鳴器４０が得られるので、製造コストを抑えることができる。

【0031】

本実施形態の車両用ホイール１は、ディスク２０のフランジ部２２が延長部２２ｂを有しているので、従来の２ピース型車両用ホイールより質量が増大する。その反面、この延長部２２ｂは、ホイール１を車両に装着した状態にあるときホイール１の車軸への固定部の中心を通って車両の前後方向に延びる軸Ｌｂから中心軸方向内側に離間しているため、この軸Ｌｂ回りの車両用ホイール１の慣性モーメントを増大させることができる。なぜなら、この慣性モーメントは軸Ｌｂからの距離の２乗に比例し、質量に比例するからである。慣性モーメントの増大により、車両用ホイール１の軸Ｌｂ回りの振動を低減でき、この振動に起因したロードノイズを低減できる。

【0032】

次に、本発明の他の実施形態について図面を参照しながら説明する。これら実施形態において、先行する実施形態に対応する構成部には同番号を付してその詳細な説明を省略する。

【0033】

図４に示す第２実施形態では、ディスク２０のフランジ部２２の延長部２２ｂは、第１実施形態より長く延び、中心軸方向内向きに漸次径を増大させてテーパ状をなしている。この延長部２２ｂの内端縁部２２ｘが内側ビードシート部１４ｂの内周面に溶接されている。ただし、ディスク２０のフランジ部２２の延長部２２ｂは、中心軸方向内向きに漸次径を縮小させてテーパ状をなしていてもよいし、径を変化させる割合は一定でなくてもよい。

【0034】

上記第１、第２実施形態において、連通孔４２は、内側サイドウォール部１２ｂに形成してもよい。

【0035】

図５に示す第３実施形態では、リム１０は第１、第２実施形態のレッジ部１６を有さない。ディスク２０のフランジ部２２の延長部２２ｂは、中心軸方向内向きに向かって漸次径を増大させてテーパ状をなし、その内端縁部２２ｘが内側フランジ部１５ｂの軸方向内側の面に溶接されている。連通孔４２は内側のサイドウォール部１２ｂに形成されている。
この実施形態では、延長部２２ｂがビードシート部１４ｂを越えて延び、内端縁部２２ｘが内側フランジ部１５ｂに溶接されるため、リム１０にレッジ部１６が無くても、副気室４１の容積を十分に確保することができる。

【0036】

本発明は、上記実施形態に制約されず、種々の態様を採用することができる。
上記実施形態では、径方向外向きに突出する凸部２２ｙにより複数の副気室を仕切ったが、リムおよびディスクと別体をなす仕切部材により仕切ってもよい。
上記実施形態では、上記副気室を仕切る凸部が直接にリム内周に当てられているが、シール材を介して間接的にリム内周に当てられていてもよい。

【0037】

上記実施形態では、溶接部位３１が、ディスクのフランジ部の嵌入部とリムの最小径部の当接領域の端縁に設けられているが、当接領域の軸方向中間部に設けられていてもよい。
上記実施形態では、ディスクのフランジ部の延長部により副気室を形成したが、このフランジ部を設けず、ディスクの嵌入部とリムの最小径部との間に副気室を設けてもよい。この場合には、ディスクの嵌入部に径方向内方向に突出する突出部を形成する。
車両用ホイールはスチール製が好ましいが、アルミ合金やマグネシウム合金等であってもよい。
リムがウエル部を有さない車両用ホイールにあっては、リムにおいて両端部を除く領域が円筒形状の最小径部となり、この領域にディスクのフランジ部が嵌合される。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明は、気柱共鳴を減衰する機能を有する２ピース型の車両用ホイールに適用することができる。

【符号の説明】

【0039】

２ 主気室（タイヤの内部空間）
１０ リム
１１ ウエル部（リム最小径部）
１２ａ，１２ｂ サイドウォール部
１３ａ，１３ｂ ハンプ部
１４ａ，１４ｂ ビードシート部
１５ａ，１５ｂ フランジ部
１６ レッジ部
２０ ディスク
２１ 円盤部
２２ フランジ部
２２ａ 嵌入部
２２ｂ 延長部
２２ｘ 内端縁部
２２ｙ 凸部
３１，３２ 溶接部位
４０ 共鳴器
４１ 副気室
４２ 連通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】