JP2002539008A - 車輌用車輪、特に乗用自動車用車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 本発明は車輌用車輪、特に乗用車のような自動車用車輪に関し、回転軸（12）に固定されるべく設計されたホイールディスク（14）と、ホイールディスク（14）に連結され、ホイールディスク（14）とは反対向きの外面（26）を有するリム（16）とを備える。空気伝送雑音吸収素材はリム(16)の外面(26)上に位置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は車輌用車輪、特に乗用車輌用車輪に関する。実際、本発明はどのよう
な種類の車輌の車輪にも応用でき、特に、例えばトラックの車輪、オートバイの
車輪、及びそれに類する二輪車等の自動車の車輪に応用できる。その他に本発明
の車輌用車輪が応用可能なものとしては自転車があげられる。

【０００２】

【従来の技術】

車輌の運転快適性の向上への要求が高まるにつれ、自動車業界は、車輪、アク
スル、アクスルサスペンション及びシャーシを通じて車内に影響を及ぼす、タイ
ヤの回転に伴って生じる構造伝送雑音を除去するという要求に、これまで以上に
直面するようになっている。

【０００３】 ホィールリムの外面及び／又はタイヤ内部に吸音材を取り付けることは、WO-A
-99/55542 、DE-A-198 19 128 、DE-A-44 00 912及びEP-A-0029 120 により公知
である。この吸音材が繊維製の場合は、ボールのように、ホィールリムの回りに
穴あきラッピング状に絡み合わせられ、車輪内部に突き出して取り付けられる（
EP-A-0029 120 の図５及び６参照）。DE-A-38 23 157によれば、フロックファイ
バーで覆われた表面構成が、特に防音のために使用されるものとして知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

公知の車輌用車輪は前記の防音材により良好な防音特性を示してはいるが、こ
れらのシステムには、防音材及びタイヤのホィールリムへの取り付けに多大の作
業を要するという欠点があった。

【０００５】 従って本発明は、騒音吸収材を損傷すること無しに容易に取り付け、また取り
外しできるような材質を備え、これによって車輪の動作中及び正常運転中の雑音
吸収特性を低減した騒音吸収材を有する車輌用車輪を作るという課題に基づいて
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この課題を克服するために、本発明は車輌用車輪、特に乗用車等の自動車用の
以下のような車輌用車輪を提案する。 ・回転軸に取り付けられるべきホィールディスクと、 ・ホィールディスクに連結され、ホィールディスクと反対方向を向いた外面を有 するホィールリムと、 ・リムの外面上に配置された空気伝送雑音吸収繊維素材とを有し、 ・繊維素材がリム外面上に置かれた支持体層を有し、この支持体層の下側はリム 外面に向けられ、繊維が突出している外面がリム外面と反対を向いており、 ・支持体層はリム外面の周りに保持されている。

【０００７】 各車輌用車輪は、車輪のレセプタクル及び保持装置の働きをするホィールリム
を有する。ホィールリム自体は、いわゆるホィールディスクを介して回転軸に連
結される。ホィールディスク及びリムは通常、金属製（スチールまたは軽金属）
である。本発明によれば、空気伝送雑音吸収繊維素材は、車輪搭載状態で車輪の
内側を向いたリムの外面に装着される。この素材は、機械的な安定性と耐熱性を
有し、機械的変形（車輪動作中の遠心力及びタイヤ着脱時の横負荷）及び温度の
影響（タイヤ内部及びリムは、温度が１２０℃に達することがある）に抗して確
実にリムに固定できることが必要である。

【０００８】 繊維素材は支持体層を有し、望ましくはリムの周りにストリップ状に配置され
、取り付けられる。繊維はこの支持体層から突出し、ループ状または端部が支持
体層と反対を向いている。特に、ループ、プラッシュ、単繊維、撚り糸（交差繊
維）またはフェルト素材等、繊維が支持体層に埋め込まれるものが繊維素材に適
している。

【０００９】 空気伝送雑音吸収繊維素材を使用しても車輌用車輪が生じる「回転マス」を可
及的に低く抑えるためには、吸音材は軽い方が有利である。特に、繊維が軽量の
支持体層に固定された合成繊維素材（ポリアミド、ポリアクリル、ポリエステル
、ＰＰ、ビスコース）が解決法を提供するであろう。この支持体層は、機械的に
安定している必要が有り、高い抗張力に耐えることが可能であり、時には車輌用
車輪の回転に伴って生じる非常に大きな遠心力及びタイヤ着脱時に発生する横負
荷に耐える必要がある。

【００１０】 合成繊維、天然繊維または両者の混紡からなるプラッシュ素材はすでに利用可
能である。これらのプラッシュ素材は種々の用途に用いられている。プラッシュ
素材は例えばラムウール製のシートカバーの裏側に使用されている。しかし、動
物の縫ぐるみ用の毛皮にも使用されている。テストは、１０ｍｍ乃至２５ｍｍ（
繊維の自由端と支持体層との間の距離に等しい繊維長）の繊維長のプラッシュの
吸音特性が優れていることを示した。使用されるプラッシュ素材の単位面積あた
りの望ましい重量は、ほぼ３００と１８００ｇ／ｍ² との間である。単位面積（
繊維及び支持体層）あたりの重量が３ｋｇ／ｍ² まで、望ましくは２ｋｇ／ｍ²
、特に１．５ｋｇ／ｍ² までの繊維素材が使用可能である。

【００１１】 空気伝送雑音吸収繊維素材としてなるべく使用される繊維素材の繊維の密度及
び長さについては、繊維が長いほど、また繊維密度が高いほど、繊維素材の吸音
効果が大きいということが一般的な事実である。特に、繊維長に関しては限界が
ある。リムに吸音材が取り付けられていても、タイヤの装着に制約が生じてはな
らない。

【００１２】 テストは、繊維長５ｍｍ〜４０ｍｍ、特に１０〜２５ｍｍ、望ましくは１２〜
２０ｍｍがタイヤ装着の容易さと繊維素材の吸音特性との間の良好な妥協を示し
た。吸収材は上記の条件を考慮する限り、外面がタイヤビードを支持する領域の
レベルより下になるリムの範囲にのみ取り付けることができる。ほとんどの場合
、これはリムの中心軸領域において可能である。しかしながら、吸収材はいわゆ
るドロップベースリム（リムの外面の窪み）には取り付けないように考慮すべき
である。

【００１３】 吸収繊維素材とリムの内部支持領域、即ちホィールディスクから遠い領域まで
の距離は、少なくとも吸収素材層の最大高さと等しい必要がある。もしもこのこ
とが繊維が支持体層から突出し且つ一定の長さを有する繊維素材である場合は、
上述の距離は少なくとも繊維長と等しい必要がある。これは、繊維素材にかぶさ
った内部タイヤビードのプッシュにより倒れてしまった繊維が支持領域に入るこ
とがないという、事実を理由とする。この領域では、タイヤはリムに隙間なく支
持されることが求められるため、支持領域には繊維等の不純物が入らないように
しなければならない。

【００１４】 支持体層は、繊維を固定した織布または部分的に繊維を埋め込んだ層、例えば
粘着剤の層のいずれかである。織られた支持体層の場合、繊維は支持体層の中に
織り込まれ、このため繊維の中程で支持体層に固定される。単層の支持体層の場
合、繊維は特殊な技術、即ちフロッキング加工によって支持体層中へ埋め込まれ
る。埋め込まれた繊維の端部は拡大され、より確実に支持体層に固定される。

【００１５】 本発明は、路面の刺激によって発生する、一般に車輪にゆがみを生じさせるよ
うな振動を打ち消す。特に、非常に粗い路面または踏切の継ぎ目／端／溝を横断
する際に生じる振動が回避または軽減される。地面に置かれる走行面領域におけ
るタイヤの変形は、タイヤ内に封入されたガス体の一時的な振動を引き起こす。
基本的な自然振動は、リムとタイヤとで形成される展開されたチャネルの長さに
起因する。基本的な自然振動は通常２００Ｈｚ乃至３５０Ｈｚであり、主として
チャネルの長さ（タイヤ全周の中間）によって決定される。タイヤは相対的に柔
らかく、その体積の全周縁が表面であるため、所定の周波数で、このような室内
で起こる残響音に似たうなり音を発生させる。このうなり音の結果、チャネルと
接するタイヤ、リム等の部品が自励して同一または同程度の周波数の振動（構造
伝送雑音）を生じ、それはやがて構造伝送雑音として、ホィールハブ、ステアリ
ングナックル、アクスルシャフトを通じて車輌の車体構造へと伝わる。しかし、
雑音の一部は直接の空気伝送雑音として車内へ侵入し、更には不快な交通騒音と
して通行人にも感知される。

【００１６】 空気伝送音吸収繊維素材の付加により、いくつかの効果が生まれる。顕著な自
然振動は、周波数が数ヘルツ（通常５Ｈｚ乃至３０Ｈｚ）低めへシフトされる。
個々の自然振動のパイクの音声強度レベルが減少される。低周波数へのシフト及
び音声レベルの低下は、周波数が高くなるにつれて大きくなる。この改良の結果
、体積の幾何学的形状と、それが原因で起こるうなり騒音によって生じる基本的
自然振動は、特定の周波数では起こらなくなる。自然振動の残響は、非常に迅速
に衰えるようになる。その結果、タイヤとリムとが励起してこのような不快な周
波数の自然振動を起こすことがなくなるため、周囲の構造（タイヤ及びリム）へ
伝わることもない。内部雑音の不快な成分（このようなタイヤの共振によって励
起される）は、感知されなくなる。凹凸のある路面を走る際に通行人に感知され
る外部雑音も、かなり軽減される。

【００１７】 本発明による対策の雑音吸収効果、即ち空気伝送雑音吸収繊維素材をリムに付
加することによる効果は、タイヤ内部の定常波の顕著性を著しく弱め及び／又は
回避し、車輌車輪の構造近傍への減少された伝送のみを可能にする。車体に悪影
響を及ぼす構造伝送雑音の低減及び車輌タイヤの変形による低減は、タイヤ内部
の定常波の顕著性の「中間段階」を弱め及び／又は回避することによって実現さ
れる。機械的構成、特に付随吸収機構は、この場合は決定的な役割を果たす。付
随吸収は、繊維が長く高密度の繊維素材を用いることにより効果的に実現される
。繊維素材の個々の繊維は、車輪の回転に伴って最後には半径方向に並び、その
点においては規則正しい方向に揃う。これはまた、本発明の繊維素材を用いた場
合に、驚異的に良好な結果が得られる理由でもある。

【００１８】

【発明の実施の形態】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

【００１９】 図１は車輌用車輪10の部分断面を示す。この車輌用車輪10は、回転軸12に取り
付けられるよう保持したリム16を有するホィールディスク14を具備する。リム16
は、この場合Ｊ形状を有するリムの外部、内部ビード18、20を備える。リムのビ
ード18、20に隣接して、リム16は、リム16の外面26上に***形状のいわゆるハン
プ22、24を有する。外側ハンプ22に隣接してウェルベースリム28がある。ウェル
ベースリム28は、リム16の外面26の窪みとして設けられ、より深いフロア領域か
ら内部ハンプ24のより高いレベルへ再び高くなっている。空気伝送音吸収材（こ
の場合は繊維素材30の形状）は、ウェルベースリム28と内部ハンプ24との間の領
域に配置される。この領域は、タイヤの装着に関して、リム16を材料で覆うのに
最も適している。チューブレスタイヤ32自体は、図１に示すとおり、外部***34
及び内部***36を有し、コンタクト領域38、40のシーリング内で、リムのビード
18とハンプ22との間に隙間なく装着される。ハンプ22は、リムのビード18、20が
タイヤ32の外側を支持する一方、タイヤ32が内部に滑り込むことを防止する。

【００２０】 図１から判るように、繊維素材30は、いくつかの単繊維44（合成または天然繊
維）が突出するキャリヤ層42を有する。繊維素材30は、例えばぬいぐるみ用毛皮
に用いられる市販の長繊維のプラッシュである。支持体層42は絡み合わせた繊維
（例えば、縦糸と横糸）から成り、繊維44がその間から伸びている。支持体層42
は粘着剤46でリム16に取り付けられている。その他の取り付け方法としては、機
械的なはめ込み部品をリム16の周囲に用いるか、またはリム16に機械的に連結（
例えば、ねじ止め）する方法がある。繊維素材30とリム16との粘着は、軽量化を
図るためには望ましい方法である。

【００２１】 タイヤ32をリム16に装着する際に、周縁領域で繊維44が内部ハンプ24及び／又
はコンタクト領域40に突出するリムの内部ビード20の方を向いて漏出し得る原因
となることを回避するために、繊維素材30を少なくとも繊維44の長さ分だけ内部
ハンプ24から離れた位置に配置することが好ましい。もし、内部ハンプ24及び／
又はリムの内部ビード20の方に向けられた周縁領域で、繊維の短い繊維素材30が
使用される場合は、内部ハンプ24からの距離をそれに応じて短くすることができ
る。

【００２２】 繊維素材30に要求されることは、第１には耐熱性と機械的安定性である。テス
トは、リム16が１２０℃までの温度に耐えられることを示した。繊維44は相応の
耐熱性を有する必要がある。従って、合成繊維を含む場合は、ポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリアミドまたはポリアクリルが繊維の素材として使用可能であ
る。粘着剤46はこれらの温度に従って選択されなければならない。該当する粘着
剤が市販されている。また、繊維44は十分な抗張力で支持体層42に固定される。
ストリップ状の繊維素材30の境界では、繊維44が支持体層42からはずれることを
防ぐような方法（例えば、溶接）で処理する。抗張力及び繊維44の固定について
は、テストは、動物のぬいぐるみ用毛皮に用いられるプラッシュも使用可能であ
ることを示した。このような素材は、抜け落ちた繊維が人の健康を害することが
あり得るため、支持体層に確実に固定しなければならない。

【００２３】 図２は、本発明の別の実施例による、車輌用車輪10' の部分断面図である。車
輪10と10' との相異は、繊維素材30の形状にある。図２の車輪10' では、フロッ
ク繊維素材が使用され、支持体層42は単層であり、繊維44の端部を埋め込んだ硬
化剤（例えば粘着剤）からなる。車輌用車輪10' のリムは金属、特にアルミニウ
ムまたはスチール製で、フロッキング処理により短い繊維44で覆われる。短い繊
維は空気伝送雑音の吸収材の役割を果たす。従って、リム16はマスクマッチング
技術を用いて、連続的に、対応するフロッキングマシンで耐熱性粘着剤（支持体
層42）に部分的に覆われる。第２段階では、リム16は短い繊維４でフロッキング
でコートされる。次に、余分な繊維は除去される。繊維４４は、結果的に、電界
中でリムの表面上でそれらの方向を垂直にする。繊維44は熱処理または放射処理
により粘着層（支持体層42）に固定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１のチューブレスタイヤを用いた車輪の半断面図である。

【図２】 実施例２のチューブレスタイヤを用いた車輪の半断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デーリング，オラフ ドイツ デー−44137 ドルトムント，ベ テンストラーセ． 14 (72)発明者 ヘルフ，マルチン ドイツ デー−58453 ヴィッテン，シュ タインバックストラーセ． 35アー （無 番地) (72)発明者 ロレンツ，イフオ ドイツ デー−02625 バウツェン，ハウ プトストラーセ． ２ベー （無番地) (72)発明者 シュルツ，ベルンハルト ドイツ デー−44289 ドルトムント，ゾ ルダー ストラーセ． 14

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸（１２）に取り付けられるべきホィールディスク（１
   ４）と、 ホィールディスク（１４）に連結され、ホィールディスク（１４）と反対方向
   を向いた外面（２６）を有するホィールリム（１６）と、 リム（１６）の外面（２６）上に位置する空気伝送雑音吸収繊維素材（３０）
   と を備えた車輌用車輪、特に乗用自動車用車輪において、 繊維が突出した支持体層（４２）を有し、底部をリム（１６）の方向へ向け、
   外面をリムと反対方向へ向けた繊維素材（３０）がリム（１６）の外面（２６）
   上に位置し、 支持体層（４２）はリム（１６）の外面（２６）上に存在すること を特徴とする車輌用車輪、特に乗用自動車用車輪。
2. 【請求項２】 繊維（４４）が支持体層（４２）と反対向きの自由端を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の車輌用車輪。
3. 【請求項３】 繊維素材（３０）が単繊維（３０）または撚り糸（４４）を
   有することを特徴とする請求項１または２に記載の車輌用車輪。
4. 【請求項４】 繊維（４４）はそれぞれ中間部を有し、自由端の両側につい
   て、繊維（４４）の中間部は支持体層（４２）の底部に位置し、繊維（４４）の
   端部はそれらの中間部から支持体層（４２）を通って支持体層（４２）の上端及
   びそれ以上に伸びていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車
   輌用車輪。
5. 【請求項５】 支持体層（４２）は、突出した繊維が織り合わされることに
   より固定された繊維織物であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
   載の車輌用車輪。
6. 【請求項６】 繊維は、支持体層（４２）中に固定された端部と、支持体層
   と反対向きの自由端とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
   載の車輌用車輪。
7. 【請求項７】 支持体層（４２）は、埋め込み物質、特に粘着物を有し、繊
   維（４４）の固定端は硬化した埋め込み物質中に組み込まれていることを特徴と
   する請求項６に記載の車輌用車輪。
8. 【請求項８】 埋め込み物質はリム（１６）の外面（２６）に粘着している
   ことを特徴とする請求項７に記載の車輌用車輪。
9. 【請求項９】 繊維（４４）の支持体層（４２）と自由端との間の中間の長
   さは、５ｍｍよりも大で４０ｍｍよりも小であり、特に１０ｍｍよりも大で２５
   ｍｍよりも小であり、望ましくは１２乃至２０ｍｍの間であることを特徴とする
   請求項１乃至８のいずれかに記載の車輌用車輪。
10. 【請求項１０】 繊維素材（３０）の単位面積当たりの重量は、３ｋｇ／ｍ
    ² 以下、望ましくは２ｋｇ／ｍ² 以下、特に０．３ｋｇ／ｍ² 乃至１．５ｋｇ／
    ｍ² の間であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の車輌用車輪
    。
11. 【請求項１１】 繊維素材（３０）としてプラッシュ素材が使用されること
    を特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の車輌用車輪。
12. 【請求項１２】 繊維（４４）は合成繊維、特にポリアミド、ポリアクリル
    、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはビスコースであること
    を特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の車輌用車輪。
13. 【請求項１３】 リム（１６）は、その外面上にホィールディスクと反対向
    きで内部の***に対する内部接触領域を有し、この接触領域（４０）とその方向
    向きの繊維素材の境界との間の距離が少なくとも繊維の長さと等しいことを特徴
    とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の車輌用車輪。
14. 【請求項１４】 リム（１６）は、その外面（２６）上に、ホィールディス
    ク（１４）とタイヤ（３２）の内部***（３６）の内部接触領域（４０）との間
    に配置された窪み領域（２８）を有しており、繊維素材（３０）は窪み領域（２
    ８）と接触領域（４０）との間に位置することを特徴とする請求項１乃至１３の
    いずれかに記載の車輌用車輪。
15. 【請求項１５】 空気伝送雑音吸収繊維素材（３０）は、リム（１６）の外
    面（２６）に粘着され及び／又はリムに粘着すべく固定装置により機械的に保持
    され、またはリム（１６）の外面（２６）の周囲に配置された固定装置により保
    持されることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の車輌用車輪。
16. 【請求項１６】 支持体層（４２）と、タイヤに影響を及ぼすパルス駆動に
    よりタイヤ（３２）内部に発生する空気伝送雑音を吸収するために、支持体層（
    ４２）から、タイヤ（３２）の内部空間に隣接した車輌リム（１６）の半径方向
    外面（２６）内に取り付けのために突出する繊維とを有する繊維素材（３０）の
    使用。