CN110549788A - 车辆用车轮 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆用车轮。本发明的车辆用车轮(1)的特征在于,具有被粘结于轮辋(11)的亥姆霍兹共振器(副气室部件(10)),所述亥姆霍兹共振器(副气室部件(10))具有底板(25b)和从所述底板(25b)的两端缘中的一方的端缘竖起的侧板(25c1),并且所述底板(25b)和所述侧板(25c1)被粘结于轮辋(11)。据此,进一步提高通过粘接剂安装于轮辋的亥姆霍兹共振器的粘附力。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆用车轮。
背景技术
现有技术中,已知一种亥姆霍兹共振器(helmholtz resonator:亥姆霍兹共鸣器),其被配置在车轮的凹部(wheel well:轮辋中部凹进部分)的外周面上,且向车轮宽度方向突出的亥姆霍兹共振器的两缘部被卡止于轮辋(rim)的周向槽(例如,参照专利文献1)。
该亥姆霍兹共振器在被向凹部的外周面按压时,其两缘部通过弹性变形而易于嵌入周向槽。因此,根据这样的亥姆霍兹共振器,能够易于对车轮进行安装。
【现有技术文献】
【专利文献】
专利文献1:日本发明专利公开公报特开2012-45971号
发明内容
然而,具有这样的亥姆霍兹共振器的现有技术的车轮(例如,参照专利文献1)必须在轮辋上切削形成共振器安装用的周向槽。因此,该车轮有制造工序变得烦杂且制造成本增大的技术问题。因此,为了解决该技术问题,例如考虑用粘接剂将亥姆霍兹共振器固定于车轮的共振器安装结构。
然而,在安装于凹部的外周面的亥姆霍兹共振器中,由于车辆行驶时的轮胎的高速旋转而产生极大的离心力。因此,期望得到一种进一步提高用粘接剂安装于轮辋的亥姆霍兹共振器的粘附力的车辆用车轮。
因此,本发明的技术课题在于,提供一种进一步提高用粘接剂安装于轮辋的亥姆霍兹共振器的粘附力的车辆用车轮。
为了实现所述技术课题的本发明的车辆用车轮的特征在于,具有粘结于车轮的亥姆霍兹共振器,所述亥姆霍兹共振器具有底板和从所述底板的两端缘中的一方的端缘竖起的侧板,并且所述底板和所述侧板被粘结于车轮。
【发明效果】
根据本发明的车辆用车轮,能够进一步提高通过粘接剂安装于轮辋的亥姆霍兹共振器的粘附力。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的车辆用车轮的立体图。
图2是亥姆霍兹共振器(副气室部件)的整体立体图。
图3是图1的III-III剖视图。
图4是图3的箭头IV部的局部放大图。
图5是表示介于亥姆霍兹共振器(副气室部件)与轮辋之间的粘接剂的膜厚、与该粘接剂的剪切强度(shear strength)和剥离强度的关系的曲线图。
图6是凹部的纵壁上的激光蚀刻面的说明图。
图7是图3的箭头VII部的局部放大图。
图8是第1变形例所涉及的车辆用车轮的结构说明图。
图9是第2变形例所涉及的车辆用车轮的结构说明图。
图10是第3变形例所涉及的车辆用车轮的结构说明图。
【附图标记说明】
1:车辆用车轮;2:轮胎阀门(tyre valves)(保持部件);5:安装加强部;10:副气室部件(亥姆霍兹共振器);11:轮辋(车轮);11c:凹部;11d:外周面;13:主体部;13a:R部;15a:纵壁;15b:纵壁;18:管体;18a:连通孔;21:粘接剂;22:激光蚀刻面;22a:蚀刻槽;22b:脊部;24:金属板;25a:上板;25b:底板;25c:侧板;25c1:第1侧板(侧板);25c2:第2侧板(侧板);F:离心力;SC:副气室;T1:膜厚;T2:膜厚;X:车轮周向;Y:车轮宽度方向;Z:车轮径向。
具体实施方式
接着,一边适当地参照附图一边对本发明实施方式所涉及的车辆用车轮详细地进行说明。另外,在参照的附图中,“X”表示车轮周向,“Y”表示车轮宽度方向,“Z”表示车轮径向。
下面,在首先对车辆用车轮的整体结构进行说明之后,对作为亥姆霍兹共振器的副气室部件和通过粘接剂将副气室部件向轮辋安装的安装结构进行说明。
<车辆用车轮的整体结构>
图1是本发明实施方式所涉及的车辆用车轮1的立体图。
如图1所示,本实施方式所涉及的车辆用车轮1例如通过在铝合金、镁合金等金属制的轮辋11上安装例如聚酰氨树脂等合成树脂制的副气室部件10(亥姆霍兹共振器)来构成。
在图1中,标记12是用于将轮辋11连结于未图示的轮毂的圆盘。
轮辋11具有凹部11c,该凹部11c在分别形成于车轮宽度方向Y的两端部的未图示的胎圈座彼此之间,向车轮径向的内侧(旋转中心侧)凹进。由该凹进的底面规定的凹部11c的外周面11d涵盖车轮宽度方向Y以车轮轴为中心而成为大致相同直径。
这样的本实施方式中的轮辋11具有沿车轮周向X延伸的纵壁15。假想本实施方式中的纵壁15在车轮宽度方向Y的内侧形成于从凹部11c的外周面11d向轮辋凸缘侧竖起的竖起部17。另外,如在后面叙述的那样,本实施方式中的纵壁15与外周面11d所成的角度为大致直角(参照图3)。
<副气室部件>
接着,对副气室部件10进行说明。
图2是副气室部件10的整体立体图。图3是图1的III-III剖视图。
如图2所示,副气室部件10是一方向较长的部件,具有主体部13和管体18。这样的副气室部件10构成为,在主体部13的中央以沿车轮宽度方向Y延伸的分隔壁16为界在车轮周向X上呈对称形状。
主体部13沿其长度方向弯曲。即,主体部13在副气室部件10被安装在凹部11c(参照图1)的外周面11d(参照图1)时沿着车轮周向X形成。
主体部13的内侧中空。该中空部(省略图示)形成后述的副气室SC(参照图3)。该中空部被分隔壁16在车轮周向X上分隔为两部分。
如图3所示,主体部13在与其长度方向(图2的车轮周向X)正交的剖面中,呈大致直角三角形。
具体而言,主体部13构成为,以沿凹部11c的外周面11d配置的底板25b、沿纵壁15配置的侧板25c、在底板25b与侧板25c之间形成斜边的上板25a形成直角三角形的方式相互连接。
即,侧板25c和底板25b的夹角形成直角。上板25a以随着从侧板25c侧向车轮宽度方向Y远离而上板25a接近底板25b侧的方式倾斜。
另外,侧板25c相当于技术方案所述的“从底板的两端缘中的一方的端缘竖起的侧板”。
另外,在凹部11c的外周面11d与底板25b之间、和纵壁15与侧板25c之间介设有后述的膜厚T1、T2(参照图4)的粘接剂21。
这样的上板25a、底板25b和侧板25c在主体部13的内侧围绕形成副气室SC。
接着,对管体18(参照图1)进行说明。
如图1所示,管体18形成为,在偏向主体部13上的车轮宽度方向Y的一侧(车辆用车轮1的内侧)的位置从主体部13向车轮周向X突出。
如上所述,本实施方式中的副气室部件10以分隔壁16为界而在车轮周向X上呈对称形状。因此,在图1中仅图示出一个管体18,本实施方式中的管体18以在主体部13的长度方向(车轮周向X)的两端部在彼此对称的位置分别成对的方式来配置。
如图2所示,在这样的管体18的内侧形成有连通孔18a。
连通孔18a使形成在主体部13内侧的副气室SC(参照图3)和在凹部11c(参照图3)上形成在与轮胎(图示省略)之间的轮胎空气室9(参照图3)连通。
作为这样的本实施方式中的副气室部件10,如上所述,假想为例如使用聚酰氨树脂等合成树脂的吹塑成型品。另外,作为所述的合成树脂,没有特别的限制,其中,优选将聚酰胺MXD6作为基体树脂的聚酰氨树脂、尼龙6。
<副气室部件的安装结构>
接着,对副气室部件10(参照图1)相对于轮辋11(参照图1)安装的安装结构进行说明。
如图3所示,副气室部件10的主体部13用粘接剂21连接于轮辋11。粘接剂21从凹部11c的外周面11d到纵壁15形成连续的膜。
图4是图3的箭头IV部的局部放大图。在图4中,对与图3相同的结构要素标注相同的标记,省略对其的详细说明。
如图4所示,纵壁15上的粘接剂21的膜厚T1比凹部11c的外周面11d上的粘接剂21的膜厚T2薄。
粘接剂21越薄剪切强度越强,粘接剂21越厚剥离强度越强。
另外,成为“膜厚T1<膜厚T2”的更优选的粘接剂21的膜厚设定如下。
图5是表示介设于图3所示的副气室部件10与轮辋11之间的粘接剂21的膜厚[μm]、与该粘接剂21的剪切强度[N/mm2]和剥离强度[N/mm]的关系的曲线图。另外,剪切强度[N/mm2]根据JISK6850(1999)获得,剥离强度[N/mm]根据JISK6854(1999)获得。
如图5所示,剪切强度[N/mm2]随着粘接剂21(参照图3)的膜厚从0[μm]开始变厚而增大之后,以规定的降伏点(参照膜厚T1)为界减小。即,剪切强度[N/mm2]在降伏点(参照膜厚T1)达到最大。
另外,剥离强度[N/mm]随着膜厚从0[μm]开始变厚而逐渐增大之后达到饱和点(参照膜厚T2)。即,剥离强度[N/mm]在饱和点(参照膜厚T2)达到最大。
因此,本实施方式中的副气室部件10(参照图3)使纵壁15(参照图3)的粘接剂21(参照图3)的膜厚为图5所示的T1,使外周面11d(参照图3)的粘接剂21的膜厚为图5所示的T2,据此,副气室部件10相对于轮辋11的粘附力达到最大。
另外,图5所示的剪切强度[N/mm2]、剥离强度[N/mm]和粘接剂21的膜厚[μm]的关系能够通过按照所使用的轮辋11的材质与粘接剂21的种类而预先进行的CAE(computeraided engineering:计算机辅助工程)来求得。
作为粘接剂21,例如能够列举乙烯醋酸乙烯酯树脂(热熔类)等热塑性树脂类粘接剂;环氧树脂、聚胺酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰氨树脂(聚芳烃类)等热硬化性树脂类粘接剂;合成橡胶、热塑性弹性体等弹性体类粘接剂等,但并不限定于此。
另外,作为这样的粘接剂21的硬化方式没有特别的限制,其中,优选为化学反应型。
粘接剂21能够涂布于副气室部件10和轮辋11中的任一方。另外,粘接剂21还能够涂布于副气室部件10和轮辋11双方。
作为粘接剂21的涂布法,例如能够列举棒涂法、辊涂法、喷涂法、刷涂布法、热熔法等,但并不限定于此。
另外,优选为,这样的副气室部件10(参照图3)的安装结构中的粘接剂21(参照图3)的涂布面是被粗面化的面。其中,更优选为,涂布面由激光蚀刻面形成。
另外,尤其是在离心力F(参照图3)发挥作用的情况下,更优选为,产生剪切力的粘接剂21的涂布面由激光蚀刻面形成。即,更优选为,图3所示的纵壁15和/或主体部13的侧板25c由激光蚀刻面形成。
图6是纵壁15上的激光蚀刻面22的说明图。在图6中,标记25c是主体部13的侧板,标记21是粘接剂。
如图6所示,纵壁15的表面由激光蚀刻面22形成。
该激光蚀刻面22由蚀刻槽22a和脊部22b构成。
本实施方式中的蚀刻槽22a例如通过使YAG激光在纵壁15的表面上沿一方向扫描时在纵壁15上形成,假想以规定的槽深度从图6的纸面表侧向里侧延伸。
另外,本实施方式中的脊部22b分别在蚀刻槽22a的宽度方向两侧以规定高度的***形成,且沿蚀刻槽22a的延伸方向延伸。
这样的激光蚀刻面22例如通过使YAG激光在纵壁15的表面以规定的影线宽度进行扫描(scanning)而形成。具体而言,YAG激光以规定深度开设蚀刻槽22a,该开设时的溶出物等在蚀刻槽22a的两侧沉积硬化而形成规定高度的脊部22b。
另外,假想本实施方式中的蚀刻槽22a和脊部22b的延伸方向被设定为车轮周向X,但并不限定于此。
在本实施方式中,通过在纵壁15上形成这样的激光蚀刻面22,来将粘接剂21填充到蚀刻槽22a内和脊部22b彼此之间。另外,虽然未图示,但该激光蚀刻面22的脊部22b的顶端部向蚀刻槽22a的槽宽度方向位移而使脊部22b的侧面突出,或者脊部22b的顶端彼此在蚀刻槽22a上被连接而局部形成拱形部。
据此,在激光蚀刻面22上,通过较深地进入蚀刻槽22a内的粘接剂21和卡止在突出部或拱形部的粘接剂21来构筑粘接剂21的固定(anchor)结构。
因此,副气室部件10相对于轮辋11的粘附力更进一步增强。
另外,激光蚀刻面22能够通过伴随着金属固体部的表面自由能结构(free energystructure)的润湿性的提高效果(参照Young(杨氏)的接触角的公式),进一步提高副气室部件10相对于轮辋11的粘附力。
另外,如上所述,这样的激光蚀刻面22当然还能够形成在主体部13的侧板25c表面。
接着参照的图7是图3的箭头VII部的局部放大图。
如图7所示,在主体部13的上板25a与侧板25c的接合部形成有R部13a。
并且,被配置在纵壁15a与第1侧板25c1之间的粘接剂21扩展到R部13a的上方,从上方覆盖这些R部13a。
通过覆盖该R部13a的上方的粘接剂21,副气室部件10相对于轮辋11的粘附力被进一步提高。
<作用效果>
接着,对本实施方式的车辆用车轮1发挥的作用效果进行说明。
本实施方式的车辆用车轮1的副气室部件10通过粘接剂21而被安装于轮辋11。
根据这样的车辆用车轮1,与现有技术的车辆用车轮(例如,参照专利文献1)不同而不需要切削加工用于将副气室部件10安装于轮辋11的周向槽。因此,根据该车辆用车轮1,制造工序被简化,与现有技术相比较能够进一步削减制造成本。
另外,车辆用车轮1的副气室部件10的底板25b和凹部11c的外周面11d通过粘接剂21来粘结,副气室部件10的侧板25c和凹部11c的纵壁15通过粘接剂21来粘结。
在这样的车辆用车轮1中,被配置在外周面11d与底板25b之间的粘接剂21抵抗试图在其剥离方向上发挥作用的施加给副气室部件10的离心力F。另外,被配置在纵壁15与侧板25c之间的粘接剂21抵抗试图在其剪切方向上发挥作用的施加给副气室部件10的离心力F。
即,粘接剂21通过底板25b和侧板25c上的有限的粘结面在其剥离方向和剪切方向这两个方向上抵抗离心力F,据此,能够进一步提高副气室部件10相对于轮辋11的粘附力。
另外,在本实施方式的车辆用车轮1中,如图3所示,副气室部件10的上板25a以随着远离纵壁15而接近底板25b的方式倾斜。
另一方面,在车轮旋转时施加给上板25a的离心力用mrω2(ω:角速度)来表示。即,当着眼于形成上板25a的材料(例如,树脂)的质点m时,如上述那样倾斜的上板25a的质点m距旋转中心的距离r随着远离纵壁15而变短。其结果,作用于副气室部件10的离心力随着远离纵壁15而减小。
与此相反,副气室部件10的“与纵壁15相邻的部分”还被加上形成侧板25c(侧壁)的材料的质量,而使离心力最大地发挥作用。
并且,副气室部件10的“与纵壁15相邻的部分”根据侧板25c的粘结强度(粘接剂21的“剪切强度”)和底板25b的粘结强度(粘接剂21的“剥离强度”)双方来发挥相对于轮辋11的粘附力。据此,“与纵壁15相邻的部分”上的副气室部件10相对于轮辋11的粘附力飞跃性地提高。
另外,仅基于将侧板25c粘结于纵壁15的粘接剂21的、副气室部件10相对于轮辋11的保持力为,随着远离纵壁15而逐渐减弱。然而,施加给本实施方式中的副气室部件10的离心力为,通过如上述那样倾斜的上板25a,该离心力随着远离纵壁15而减小。据此,副气室部件10相对于轮辋11的粘附力和基于外周面11d与底板25b之间的粘接剂21的“剥离强度”相结合而变得优异。
另外,在本实施方式的车辆用车轮1中,通过使粘接剂21的膜厚为所述的“膜厚T1<膜厚T2”,来提高纵壁15上的粘接剂21的“剪切强度”和外周面11d上的粘接剂21的“剥离强度”双方。据此,能够更进一步提高副气室部件10相对于轮辋11的粘附力。
以上对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于所述实施方式,还能够以各种方式来实施。
图8是第1变形例所涉及的车辆用车轮1的结构说明图。图9是第2变形例所涉及的车辆用车轮1的结构说明图。图10是第3变形例所涉及的车辆用车轮1的结构说明图。另外,在这些第1变形例至第3变形例中,对与所述实施方式同样的结构要素标注同一标记,省略对其的详细说明。
如图8所示,在第1变形例所涉及的车辆用车轮1中,主体部13在与长度方向正交的截面中呈大致直角梯形。
该主体部13以嵌入纵壁15a与纵壁15b之间的方式来配置,其中,所述纵壁15a在车轮宽度方向Y的内侧从外周面11d向轮辋凸缘侧竖起;所述纵壁15b在车轮宽度方向Y的外侧从外周面11d向轮辋凸缘侧竖起。
另外,纵壁15a与所述实施方式中的纵壁15(参照图3)同样,与外周面11d所成的角度为大致直角。
另外,纵壁15b以随着靠向车轮径向Z的外侧而向车轮宽度方向Y的外侧敞开的方式倾斜。
主体部13具有:底板25b,其沿凹部11c的外周面11d配置;第1侧板25c1,其沿纵壁15a配置;第2侧板25c2,其沿纵壁15b配置;和上板25a,其在底板25b上连接第1侧板25c1和第2侧板25c2。
即,凹部11c的外周面11d与纵壁15a所成的角度为大致直角,因此,底板25b和第1侧板25c1成大致直角,底板25b和第2侧板25c2成大致直角。即,在剖视观察时的主体部13中,第2侧板25c2形成大致直角梯形的上底,第1侧板25c1形成大致直角梯形的下底。
另外,第2侧板25c2的从底板25b起的高度h2比第1侧板25c1的从底板25b起的高度h1低。
据此,上板25a以随着从第1侧板25c1侧靠向第2侧板25c2而向车轮径向Z的内侧位移的方式倾斜。
这样的底板25b、第1侧板25c1、第2侧板25c2和上板25a在主体部13的内侧围绕形成副气室SC。
另外,纵壁15a和第1侧板25c1通过膜厚T1(参照图4)的粘接剂21来粘结,底板25b和外周面11d通过膜厚T2(参照图4)的粘接剂21来粘结。并且,膜厚T1比膜厚T2薄(膜厚T1<膜厚T2)。
另外,第2侧板25c2不与轮辋11粘结,相当于技术方案所述的“从另一方的端缘竖起的侧板”。
第1变形例所涉及的车辆用车轮1为,不与轮辋11粘结的第2侧板25c2的高度h2比与轮辋11粘结的第1侧板25c1的高度h1低。
在这样的车辆用车轮1中,形成上板25a的材料的质点m、换言之作为离心力F(mrω2:其中,ω为旋转角速度)的结构要素的质点m距旋转中心的距离r为,随着远离第1侧板25c1而变短。其结果,作用于主体部13的离心力F随着远离被粘结的第1侧板25c1而减小。
因此,根据车辆用车轮1,能够省略第2侧板25c2侧的相对于轮辋11的粘结。
另外,在第1变形例所涉及的车辆用车轮1中,外周面11d的粘接剂21的膜厚T2比纵壁15a的粘接剂21的膜厚T1厚(T1<T2)。据此,在车辆用车轮1中,能够在省略第2侧板25c2侧的相对于轮辋11的粘结的同时,进一步提高副气室部件10相对于轮辋11的粘附力。
另外,根据第1变形例所涉及的车辆用车轮1,通过使主体部13的截面形状为大致直角梯形,能够确保副气室SC的容积比所述实施方式的截面形状为大致直角三角形的主体部13大。
如图9所示,第2变形例的车辆用车轮1在形成纵壁15b的轮辋11上安装有在图中示意性地所示的轮胎阀门2。
轮胎阀门2的一端面向轮胎空气室9内,另一端面向轮辋11的外侧。并且,内置有阀芯(省略图示)的阀杆3被压入设置于轮辋11的阀门贯插孔4。
轮胎阀门2的未图示的弹性部件覆盖阀杆3,空气排出侧膨出而形成安装加强部5。
该第2变形例所涉及的车辆用车轮1被配置在安装加强部5未与轮辋11粘结的第2侧板25c2的高度方向(车轮径向Z的外侧)上的上端。
并且,安装加强部5从车轮径向Z的外侧抵接于第2侧板25c2。
据此,副气室部件10通过离心力F而试图向车轮径向Z的外侧位移时,阀杆3(安装加强部5)成为防止该位移的所谓的副气室部件10的保持部件。
根据这样的变形例2的车辆用车轮1,当对副气室部件10施加离心力F时,未被粘结的第2侧板25c2侧的副气室部件10相对于轮辋11的粘附力被大幅提高。
另外,在变形例2的车辆用车轮1中,使用轮胎阀门2来作为保持部件,但是,除了轮胎阀门2之外,还能够将其他部件配置为保持部件。
如图10所示,在变形例3的车辆用车轮1中,副气室部件10的主体部13在与凹部11c的外周面11d和纵壁15a的相向面上具有作为粘结用平滑部件的金属板24。
假想该金属板24(粘结用平滑部件)由与轮辋11的材料相同的材料形成,但并不限定于此。
该金属板24的与外周面11d的相向面24a具有用于粘结粘接剂21的平坦面。作为该平坦面,假想将金属板24的表面例如通过电解研磨、抛光等而被加工为1μm以下的平面度的表面。
另外,假想金属板24的与纵壁15a相向的相向面24b是在被进行所述的平坦化处理之后进一步被实施激光蚀刻而得到的表面(激光蚀刻面22(参照图6))。
这样的副气室部件10能够通过将金属板24预先配置在模具内的嵌入成型而得到。
这样的第3变形例的车辆用车轮1(参照图1)中,副气室部件10相对于轮辋11的相向面24a、24b平坦,因此,易于进行粘接剂21的膜厚管理。据此,在车辆用车轮1中,能够更可靠地提高副气室部件10对轮辋11的粘附力。
另外,根据该第3变形例的车辆用车轮1,能够通过金属板24的加强效果来进一步提高副气室部件10的主体部13的刚性。
另外,在该第3变形例的车辆用车轮1中,由于金属板24的与纵壁15a相向的相向面24b由激光蚀刻面22形成,因此副气室部件10相对于轮辋11的粘附力进一步增强。
Claims (5)
1.一种车辆用车轮,其特征在于,
具有被粘结于车轮的亥姆霍兹共振器,
所述亥姆霍兹共振器具有底板和从所述底板的两端缘中的一方的端缘竖起的侧板,并且,
所述底板和所述侧板被粘结于车轮。
2.根据权利要求1所述的车辆用车轮,其特征在于,
所述亥姆霍兹共振器还具有与所述底板相向的上板,
所述上板在所述端缘的相反侧与所述侧板连接,并且以越远离所述侧板则越接近所述底板的方式倾斜。
3.根据权利要求1所述的车辆用车轮,其特征在于,
所述亥姆霍兹共振器还具有从所述底板的两端缘中的另一方的端缘竖起并且未与车轮粘结的侧板,
所述两端缘各自的所述侧板中的未与车轮粘结的所述侧板的从所述底板起的高度比与车轮粘结的所述侧板的从所述底板起的高度低。
4.根据权利要求1所述的车辆用车轮,其特征在于,
在所述底板的两端缘中的另一方的端缘侧的车轮的规定位置上设置有所述亥姆霍兹共振器的保持部件。
5.根据权利要求4所述的车辆用车轮,其特征在于,
所述保持部件是轮胎阀门。
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