JP2002234302A

JP2002234302A - 弾性ホイールとサスペンションメンバとの組合せ構造体

Info

Publication number: JP2002234302A
Application number: JP2001033482A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Suzuki; 康弘鈴木; Haruo Iwano; 治雄岩野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2002-08-20

Abstract

(57)【要約】【課題】弾性ホイールの防振機能とサスペンションメ
ンバの防振機能とを連動させ、該サスペンションメンバ
の重量増加やコストの上昇を招くことなしに操縦安定性
および防振性能の向上を図った、弾性ホイールとサスペ
ンションメンバとの組合せ構造体を提供する。【解決手段】タイヤを支承するリム１２の内周面とデ
ィスク１１の外周面との間にゴム弾性体１５が環状に介
装されている弾性ホイールが車軸ハブを介してサスペン
ションメンバに装着された、弾性ホイールとサスペンシ
ョンメンバとの組合せ構造体である。前記サスペンショ
ンメンバのピポット部に使用されるゴムブッシュの防振
機能の一部または全部が前記弾性ホイールで補完されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弾性ホイールとサ
スペンションメンバとの組合せ構造体に関し、詳しく
は、該サスペンションメンバの重量増加やコスト上昇を
招くことなしに操縦安定性および防振性能の向上を図っ
た、弾性ホイールとサスペンションメンバとの組合せ構
造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車室内における振動や騒音は、
乗り心地性能に大きな影響を及ぼすため、従来よりこれ
らを低減する技術が数多く提案されており、特に近年で
は、車両の高性能化等にともなって、タイヤから車両本
体に伝達される振動の低減が強く求められている。

【０００３】これに対し、従来では、懸架装置を構成す
るサスペンションメンバの連結部位にブッシュ等の防振
装置を介装する手段を講じることが一般になされてい
た。ブッシュは、サスペンションのピポット部に使われ
る一種の軸受けである。かかるブッシュには金属ブッシ
ュとゴムブッシュとがあるが、近年のゴムの耐久性の向
上から、今日、乗用車ではゴムブッシュが主として使わ
れている。また、ブッシュに代わる簡易な技術として、
サスペンションメンバに振動伝達方向に加振力を及ぼ
す、発生加振力の周波数制御が可能な加振手段を設置す
ることが提案されている（特開平１０−２７２９１０号
公報）。さらに、特に産業車両等においては液体封入サ
スペンションも提案されている（特開平８−２５４２４
１号公報）。

【０００４】一方、車軸ハブに固着されるディスクとタ
イヤを支承するリムとの間に防振体を設け、防振性能や
乗り心地性能を高めた弾性ホイールはこれまで種々提案
されている。例えば、実開昭５９−１８８７０１号公報
には、防振体としてバネを用いて乗り心地の向上を図っ
たタイヤ用ホイールが提案されている。

【０００５】また、防振体としてゴムを使用し、これを
リムとディスクとの間に配置したものも知られており、
例えば、実開昭５７−７３２０３号公報に、リムがゴム
様弾性体を介してディスクに連結される構成の弾性ホイ
ールが提案されている。さらに、特開平５−３３８４０
１号公報には、リムと弾性ホイールとの間に隙間を形成
し、そこに防振ゴムを介装させた弾性ホイールが開示さ
れている。さらにまた、ＷＯ９８３３６６６号公報に
は、リムと同一プロファイルを有する内側リムとリムと
の間にゴムの環状ストリップを配置したホイール・バリ
ア組立体が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように自動車の
車内における振動や騒音の低減を図るためにサスペンシ
ョンメンバの連結部位にブッシュ等の防振装置を介装す
るこれまでの手段では、その防振装置の設置のために重
量の増加、コストの上昇および所定スペースの確保は不
可欠であった。また、防振性能を高めるために軟質のゴ
ムブッシュを用いた場合には、操縦安定性の面で問題が
あった。さらに、防振対策を施したサスペンションメン
バのフレームの共振周波数領域は５０〜８０Ｈｚであ
り、車室内にこもり音が発生するという問題があった。
このこもり音に対しては液体封入型ブッシュを用いる等
の対策を施すことができるが、この場合、大幅なコスト
アップは避けられないことであった。さらにまた、防振
装置付きサスペンションメンバ上にエンジンを搭載する
場合には、エンジンシェイクの問題もあった。

【０００７】一方、車体の防振性能を高めるための弾性
ホイールは、上述のようにこれまで種々のタイプのもの
が提案されているが、サスペンションメンバに使用され
たブッシュ等の防振装置との間では何ら検討がなされて
おらず、上述のサスペンションメンバに伴う種々の問題
については何ら考慮がなされていなかった。即ち、これ
までは自動車の車室内における振動や騒音の低減を図る
ための検討は、弾性ホイールとサスペンションメンバは
夫々別々になされており、両者を連動させての検討は全
くなされていなかったのが実状である。

【０００８】そこで本発明の目的は、弾性ホイールの防
振機能とサスペンションメンバの防振機能とを連動さ
せ、該サスペンションメンバの重量増加やコストの上昇
を招くことなしに操縦安定性および防振性能の向上を図
った、弾性ホイールとサスペンションメンバとの組合せ
構造体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、防振体としてゴム弾性
体を有する弾性ホイールの防振機能とサスペンションメ
ンバのゴムブッシュの防振機能とを連動させることによ
り前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成す
るに至った。即ち、本発明は下記に示す通りである。

【００１０】〈１〉タイヤを支承するリムの内周面とデ
ィスクの外周面との間にゴム弾性体が環状に介装されて
いる弾性ホイールが車軸ハブを介してサスペンションメ
ンバに装着された、弾性ホイールとサスペンションメン
バとの組合せ構造体であって、前記サスペンションメン
バのピポット部に使用されるゴムブッシュの防振機能の
一部または全部が前記弾性ホイールで補完されているこ
とを特徴とする弾性ホイールとサスペンションメンバと
の組合せ構造体である。

【００１１】〈２〉前記〈１〉の組合せ構造体におい
て、前記サスペンションメンバに使用される前記ゴムブ
ッシュの少なくとも１個が金属ブッシュで置換されてい
る組合せ構造体である。

【００１２】〈３〉前記〈１〉の組合せ構造体におい
て、前記サスペンションメンバに使用される前記ゴムブ
ッシュのゴムのバネ係数が１２００Ｎ／ｍｍ以上である
組合せ構造体である。

【００１３】〈４〉前記〈１〉の組合せ構造体におい
て、前記サスペンションメンバに使用される前記ゴムブ
ッシュの少なくとも１個が、部材同士の直接結合で置換
されている組合せ構造体である。

【００１４】〈５〉前記〈１〉〜〈４〉のいずれかの組
合せ構造体において、前記弾性ホイールが、前記リムの
内周面に環状に固設されたガイドと、前記ディスクの外
周面上に環状に固設された壁部とを有し、前記ガイドの
側面と前記壁部の側面との間に、ゴム弾性体が環状に介
装されている組合せ構造体である。

【００１５】〈６〉前記〈５〉の組合せ構造体におい
て、一対の前記ガイド間のタイヤ軸方向の幅が一対の前
記壁部間のタイヤ軸方向の幅よりも狭く、かつ一対の前
記ガイドのタイヤ半径方向内方端部同士が結合してタイ
ヤ軸方向断面が略Ｕ字状をなし、該略Ｕ字状のガイドの
内周面と前記ディスクの外周面との間にいずれか一方の
面と隙間をもってゴム弾性体が環状に介装されている組
合せ構造体である。

【００１６】〈７〉前記〈５〉の組合せ構造体におい
て、一対の前記ガイド間のタイヤ軸方向の幅が一対の前
記壁部間のタイヤ軸方向の幅よりも広く、かつ一対の前
記壁部のタイヤ半径方向外方端部同士が結合してタイヤ
軸方向断面が略逆Ｕ字状をなし、該略逆Ｕ字状の壁部の
外周面と前記リムの内周面との間にいずれか一方の面と
隙間をもってゴム弾性体が環状に介装されている組合せ
構造体である。

【００１７】前記〈１〉〜〈７〉の発明は以下の作用効
果を奏する。前記〈１〉の発明により、操縦安定性の向
上およびサスペンションメンバのフレームの共振周波数
５０〜８０Ｈｚに起因する車室内のこもり音の抑制を図
ることができる。また、エンジンシェイク問題の解消、
並びにサスペンションメンバの重量およびコストの低減
を図ることができる。さらには、使用ブッシュの耐久性
の向上およびこれまで必要とされていたブッシュスペー
スの縮小化も可能となる。

【００１８】前記〈２〉の発明により、前記〈１〉の発
明の効果を確実に得ることができるとともに、特に、操
縦安定性、エンジンシェイクおよびブッシュの耐久性の
面で優れた効果を奏する。

【００１９】前記〈３〉の発明により、前記〈１〉の発
明の効果を確実に得ることができるとともに、特に、操
縦安定性およびエンジンシェイクの面で優れた効果を奏
する。

【００２０】前記〈４〉の発明により、前記〈１〉の発
明の効果を確実に得ることができるとともに、特に、操
縦安定性、軽量化、エンジンシェイク、コストおよびス
ペースの面で優れた効果を奏する。

【００２１】前記〈５〉の発明により、前記〈１〉の発
明の効果を確実に得ることができるとともに、特に、弾
性ホイールのゴム弾性体の剪断変形による振動吸収によ
り、小入力に対し乗り心地性能、防振性能および防音性
能に優れた向上効果を得ることができる。また、防音性
能については１００Ｈｚ以上の高周波数領域の防音に極
めて効果的である。

【００２２】前記〈６〉または〈７〉の発明により、前
記〈５〉の発明の効果を確実に得ることができるととも
に、大入力に対してはディスクの外周面またはリムの内
周面等に設置されたゴム弾性体の圧縮作用により大変形
を防止することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき具体的
に説明する。サスペンションメンバは、サスペンション
からの力を受け止めてボディに伝える構造物であり、通
常は鋼板をプレス成型して作られる。本発明において
は、特定の車種のサスペンションメンバに限定されず、
ゴムブッシュを防振装置として使用するこれまでのサス
ペンションメンバであればいずれも適応可能である。ま
た、本発明においては、サスペンションメンバにゴムブ
ッシュを使用するペリメーターフレームや、このペリメ
ーターフレームを前後に分割した囲型サブフレームとリ
アフレーム等も含むものとし、いわゆる足回りとしての
走る、曲がる、止まるの三つの基本運動を担っている部
材を総称するものとする。

【００２４】例えば、図１に示す囲型サブフレームは、
現在の国産車の大排気量のＦＦ車のフロントに採用され
ているタイプのものであり、４箇所にゴムブッシュ１が
取り付けられている。本発明においては、以下で詳述す
る弾性ホイールを用い、サスペンションメンバのゴムブ
ッシュ１による防振機能を弾性ホイールで補完すること
で、ゴムブッシュ１のゴムのバネ係数を、好ましくは１
２００Ｎ／ｍｍ以上、より好ましくは１５００Ｎ／ｍｍ
以上と、これまで以上に高く設定するか、あるいはゴム
ブッシュの、例えば、前方２個または後方２個若しくは
全てを金属ブッシュで置換することで、操縦安定性の向
上および車室内のこもり音の抑制を図ることができる。
あるいはまた、ゴムブッシュの使用をせずに部材同士を
一体成型、溶接、ボルト締めまたはリベット等の手段に
より直接結合させてもよく、これによりサスペンション
メンバの重量およびコストの一層の低減を図ることがで
き、スペース的にも有利となる。

【００２５】また、サスペンションメンバが、上下２本
の横アームで車輪を案内する形式のダブルウイッシュボ
ーンで、そのアッパーアームを直線ガイドに置き換えた
ストラット式のものでは、ローアームに図２に示すよう
なＬ型アーム２が使われることが一般的である。この場
合、これまでは、前方のブッシュ３と後方のブッシュ４
のバネ特性を夫々最適化し、前後方向の柔軟性とアライ
メント変化の抑制を両立してきた。本発明においては、
これらブッシュ３、４においても、その機能の一部を、
後述する弾性ホイールにより担うことができる。

【００２６】上述のように、本発明において、弾性ホイ
ールによりサスペンションメンバのゴムブッシュの防振
機能を補完するにあたり、当該補完の対象となるゴムブ
ッシュは一般に広く使用されているもので、特に制限さ
れるべきものではなく、例えば、図２に示す前方のブッ
シュ３と後方のブッシュ４の場合には、夫々図３および
図４に示すタイプのものを挙げることができる。図中に
おいて、５ａ、５ｂがゴム弾性体である。

【００２７】次に、本発明において使用し得る弾性ホイ
ールについて説明する。かかる弾性ホイールは、リムの
内周面とディスクの外周面との間にゴム弾性体が環状に
介装され、このゴム弾性体が防振体として機能するタイ
プのものであれば特に制限されるべきものではない。

【００２８】本発明において好適に使用し得る弾性ホイ
ールの一実施の形態を図５に示す。車軸ハブ（図示せ
ず）に固着されるディスク１１は、スポークやメッシュ
等の支持体と組合わせたスポークホイールやメッシュホ
イール等であってもよい。ディスク１の材質は、スチー
ル、アルミニウム、マグネシウム、合成樹脂等、いずれ
の材質でもよいが、軽量化に主眼を置くときはアルミニ
ウムまたは合成樹脂が好ましい。また、タイヤを支持す
るリム１２の内周面には一対のガイド１４が環状に固設
されている。リム１２の形状は特に制限されるべきもの
ではなく、規格品以外に、両端でリム径が異なるもの
等、その用途に応じ適宜選定することができる。

【００２９】ディスク１１の外周面上にはホイール半径
方向外側に略逆Ｕ字状の***部１３が環状に形成され、
この***部１３の両側に一対の壁部がガイド１４間のタ
イヤ軸方向の幅よりも狭い状態で形成されている。環状
に形成された***部１３は、その内部を空洞にしてもよ
く、あるいは一対の壁部のみを環状に形成してもよく、
このようにすることでホイールの軽量化を図ることがで
きる。

【００３０】ガイド１４の両内面と***部１３の壁部面
との間にそれぞれ、例えば、加硫接着等の接着手段によ
り接着されたゴム弾性体１５が環状に介装されている。

【００３１】図示する例では、***部１３の外周面とリ
ム１２の内周面との間にストッパとしてのゴム弾性体１
５が環状に介装されている。この介装の仕方は、例え
ば、図示するように、ガイド１４の両内面と***部１３
の壁部面との間に環状に介装された一対のゴム弾性体１
５を***部１３の外周面上まで延在せしめて両者を連結
させる手法の他、ゴム弾性体１５をリム１２の内周面に
接着させ、***部１３の外周面との間に隙間を設ける
か、あるいは、一対のゴム弾性体１５とは独立してゴム
弾性体を***部１３の外周面に接着させ、リム１２の内
周面との間に隙間を設けることによりストッパとしての
機能を併せ持つようにしてもよい。

【００３２】あるいはまた、ディスク１１の外周面上に
一対の壁部（図示せず）をガイド４間のタイヤ軸方向の
幅よりも広い状態で環状に固設し、ガイド４の両外面と
壁部の両内面との間にそれぞれゴム弾性体を環状に介装
させても、上述の好適例の場合と同様の効果を得ること
ができる。この場合、リム１２の内周面をホイール半径
方向内側に***させるか、または***部をリム１２の内
周面に固設してガイドを形成させるか、あるいはリムに
ドロップ部を設けて該ドロップ部のリム内周面をガイド
の両外面として利用してもよい。

【００３３】本発明において使用し得るゴム弾性体１５
は、防振ゴムとして既知のものを用いることができ、天
然ゴムや合成ゴム、例えば、ブタジエンゴム、スチレン
ブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム等のジエン系ゴム
に適宜配合剤、例えば、硫黄、加硫促進剤、老化防止
剤、カーボンブラック等を適宜配合することにより調製
することができる。かかるゴム弾性体のＪＩＳ−Ａ硬度
（Ｈｄ）は、振動吸収特性と耐久性の観点から、好まし
くは３０〜８０°であり、弾性率は１×１０³〜１×１
０⁵Ｎ／ｃｍ²である。

【００３４】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例に基づき
説明する。比較例１４箇所にゴムブッシュ（ゴム材のバネ係数１６００Ｎ／
ｍｍ）を有する図１に示す囲型サブフレームの車軸ハブ
に、リムサイズ１５インチ、幅５．５Ｊの従来のホイー
ル（リムとディスクとの間にゴム弾性体を有していない
ホイール）を取り付けた。

【００３５】実施例１４箇所にゴムブッシュ（ゴム材のバネ係数１６００Ｎ／
ｍｍ）を有する図１に示す囲型サブフレームの車軸ハブ
に、下記の条件を満たす図５に示す構造の弾性ホイール
を取り付けた。

【００３６】（リム）サイズ：１５インチ幅：５．５Ｊ（ゴム弾性体）寸法：縦１１ｍｍ、横１５ｍｍＪＩＳ−Ａ硬度：６０° 弾性率：４×１０⁴Ｎ／ｃｍ² リムとディスク外周面との間のタイヤ半径方向距離：２
５ｍｍストッパゴム弾性体とリム内周面との距離：６ｍｍ

【００３７】実施例２４箇所のゴムブッシュを金属ブッシュに置換した図１に
示す囲型サブフレームの車軸ハブに、実施例１と同様の
弾性ホイールを取り付けた。

【００３８】比較例２比較例１の囲型サブフレームの車軸ハブに、実施例１と
同様の弾性ホイールを取り付けた。

【００３９】前記実施例および比較例の各種ホイールに
サイズ１８５／５５Ｒ１５のタイヤを装着して振動吸収
特性、防音性能および操縦安定性について評価した。評
価方法は下記の通りである。（振動吸収特性）加速度センサにより、実車走行時車軸
力を測定した。（防音性能）運転座席頭部にマイクロフォンを設置し、
実車走行した際の音圧を測定した。（操縦安定性）実地走行によるフィーリング試験を行っ
た。

【００４０】上述の試験の結果、比較例１で、サスペン
ションメンバのフレームの共振周波数領域５０〜８０Ｈ
ｚの振動により、車室内にこもり音が発生した。また、
比較例２では、操縦安定性の面で若干問題があった。

【００４１】これに対し、実施例１および２において
は、小入力時にはゴム弾性体１５の剪断変形により振動
を吸収し、かつ大入力時にはストッパとしてのゴム弾性
体１５の圧縮入力により大変形を抑制することができる
ことが確かめられた。その結果、小入力時から大入力時
に至るまで、乗り心地性能、防振性能および防音性能の
向上が認められた。また、比較例１および２に比し操縦
安定性の向上も認められた。さらに、周波数領域５０〜
８０Ｈｚの振動による車室内にこもり音の低下が顕著に
認められた。

【００４２】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の弾性
ホイールとサスペンションメンバとの組合せ構造体によ
れば、操縦安定性が向上し、スペンションメンバのフレ
ームの共振周波数５０〜８０Ｈｚに起因する車室内のこ
もり音を抑制することができる。また、エンジンシェイ
クの問題もなく、サスペンションメンバの軽量化および
コストの低減を図ることができる。さらには、使用ブッ
シュの耐久性の向上およびこれまで必要とされていたブ
ッシュスペースの縮小化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る囲型サブフレーム
の斜視図である。

【図２】本発明の他の実施の形態に係るサブフレームの
部分斜視図である。

【図３】ゴムブッシュの断面図である。

【図４】他のゴムブッシュの断面図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係る弾性ホイールの断
面図である。

【符号の説明】

１ゴムブッシュ２Ｌ型アーム３前方のブッシュ４後方のブッシュ５ａ，５ｂゴム弾性体１１ディスク１２リム１３ ***部１４ガイド１５ゴム弾性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タイヤを支承するリムの内周面とディス
クの外周面との間にゴム弾性体が環状に介装されている
弾性ホイールが車軸ハブを介してサスペンションメンバ
に装着された、弾性ホイールとサスペンションメンバと
の組合せ構造体であって、前記サスペンションメンバの
ピポット部に使用されるゴムブッシュの防振機能の一部
または全部が前記弾性ホイールで補完されていることを
特徴とする弾性ホイールとサスペンションメンバとの組
合せ構造体。
【請求項２】前記サスペンションメンバに使用される
前記ゴムブッシュの少なくとも１個が金属ブッシュで置
換されている請求項１記載の組合せ構造体。
【請求項３】前記サスペンションメンバに使用される
前記ゴムブッシュのゴムのバネ係数が１２００Ｎ／ｍｍ
以上である請求項１記載の組合せ構造体。
【請求項４】前記サスペンションメンバに使用される
前記ゴムブッシュの少なくとも１個が、部材同士の直接
結合で置換されている請求項１記載の組合せ構造体。
【請求項５】前記弾性ホイールが、前記リムの内周面
に環状に固設されたガイドと、前記ディスクの外周面上
に環状に固設された壁部とを有し、前記ガイドの側面と
前記壁部の側面との間に、ゴム弾性体が環状に介装され
ている請求項１〜４のうちいずれか一項記載の組合せ構
造体。
【請求項６】一対の前記ガイド間のタイヤ軸方向の幅
が一対の前記壁部間のタイヤ軸方向の幅よりも狭く、か
つ一対の前記ガイドのタイヤ半径方向内方端部同士が結
合してタイヤ軸方向断面が略Ｕ字状をなし、該略Ｕ字状
のガイドの内周面と前記ディスクの外周面との間にいず
れか一方の面と隙間をもってゴム弾性体が環状に介装さ
れている請求項５記載の組合せ構造体。
【請求項７】一対の前記ガイド間のタイヤ軸方向の幅
が一対の前記壁部間のタイヤ軸方向の幅よりも広く、か
つ一対の前記壁部のタイヤ半径方向外方端部同士が結合
してタイヤ軸方向断面が略逆Ｕ字状をなし、該略逆Ｕ字
状の壁部の外周面と前記リムの内周面との間にいずれか
一方の面と隙間をもってゴム弾性体が環状に介装されて
いる請求項５記載の組合せ構造体。