JPWO2016143533A1 - 車両用ホイール - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、タイヤが取り付けられたホイールの外周部に取り付けられるとともに互いに区画された複数の副気室及びこれら副気室をそれぞれ前記空気室に連通する複数の連通部を構成する本体部を備え、前記各副気室及びこれら各副気室に連通する前記各連通部により複数のレゾネータ部が構成されたレゾネータが記載されている。
以下では、車両用ホイールの全体構成について説明した後に、副気室部材について詳細に説明する。
図1に示すように、車両用ホイール100は、リム11と、このリム11をハブ(図示省略)に連結するためのディスク12とを備えている。
リム11は、図1に示すホイール幅方向Yの両端部に形成されるビードシート部11a,11a同士の間で、ホイール径方向の内側(回転中心側)に向かって凹んだウェル部11cを有している。
図1中、符号11dは、ウェル部11cの外周面である。符号18は、後記する連通孔19(図2参照)が形成される管体であり、副気室部材20に備えられている。符号15は、リム11の周方向に延びるようにウェル部11cの外周面11dに設けられる環状の縦壁である。ちなみに、副気室部材20(ヘルムホルツレゾネータ)は、後記するように、縦壁15に係止される。なお、図1中、符号Xは、ホイール周方向である。
次に、副気室部材20について説明する。
図2は、副気室部材20の全体斜視図である。図3は、図2の凸側から見た副気室部材20の上面の要部斜視図である。図4Aは、図1のA−A線で切り欠いた副気室部材20を示す断面図である。図5は、図2の凹側から見た副気室部材20の下面の要部斜視図である。
図2に示すように、副気室部材20は、一方向に長い部材であって、内側に副気室SC(図4A参照)を有する中空の本体部20aと、この本体部20aを第1および第2の縦壁面16a,16b(図6参照)に係止させる縁部14a,14bと、を備えている。縁部14a,14bは、ホイールのウェル部11cにはめ込むための端部(嵌込部)である。なお、副気室SCについては、後記する。
上面部材21および下面部材22は、図4Aに示すように、厚さdの肉厚の樹脂部材で形成される。なお、本実施形態での上面部材21および下面部材22を構成する樹脂材料のそれぞれは、同じ厚さとなっているが、これらの厚さは相互に異なっていてもよい。
副気室SCの容積は、50〜300cc程度が望ましい。副気室SCの容積をこの範囲内に設定することで、副気室部材20(ヘルムホルツレゾネータ)は、消音効果を充分に発揮しつつ、その重量の増大を抑制して車両用ホイール100の軽量化を図ることができる。また、ホイール周方向X(図2参照)の副気室部材20の長さは、リム11(図1参照)の周長(ウェル部11cの外周面11dの周長)の2分の1の長さを最大として、車両用ホイール100の重量の調整やウェル部11cに対する組付け容易性を考慮して適宜に設定することができる。
連通孔19の断面形状は、特に制限はなく、楕円形、円形、多角形、D字形状等のいずれであってもよい。連通孔19の直径は、断面が円形の場合には、5mm以上が望ましい。また、円形以外の断面形状の連通孔19は、その断面積で同じ断面積の円形に換算して直径5mm以上のものが望ましい。
f0(Hz):共鳴振動周波数
C(m/s):副気室SC内部の音速(=タイヤ空気室MC内部の音速)
V(m3):副気室SCの容積
L(m):連通孔19の長さ
S(m2):連通孔19の開口部断面積
α:補正係数
なお、前記共鳴振動周波数f0は、タイヤ空気室MCの共鳴振動周波数に合わせられる。
図2に示すように、副気室部材20の縁部14a,14bのそれぞれは、副気室部材20の短手方向(ホイール幅方向Y)に向けて本体部20aから延出している。これら縁部14a,14bは、副気室部材20をウェル部11c(図1参照)に係止するものである。この縁部14a,14bについては後記する。
図4Aに示すように、下面部材22には、ビード24が形成されている。ビード24は、図5に示すように、下面部材22が上面部材21側に部分的に窪んで形成されたものである。本実施形態でのビード24は、図4Aに示すように、副気室部材20の幅方向(ホイール幅方向Y)に延在している。ビード24によって、下面部材22の面剛性を高めている。
図6は、ウェル部11cに取り付けられた副気室部材20と、ハンプ部および縦壁との位置関係を示す本実施形態に係る車両用ホイールの部分断面図である。図6中、符号SCは、副気室であり、符号MCは、タイヤ30とウェル部11cとの間に形成されるタイヤ空気室である。
図6に示すように、縁部14aおよび縁部14bは、前記したように、上面部材21および下面部材22で形成される本体部20aからホイール幅方向Yに延出するように形成されている。そして、縁部14aは、本体部20aから第1の縦壁面16aに向けて延出してその先端が第1の縦壁面16aの溝部17aに嵌り込んでいる。また、縁部14bは、本体部20aから第2の縦壁面16bに向けて延出してその先端が第2の縦壁面16bの溝部17bに嵌り込んでいる。溝部17a,17bは、縦壁15および側面部11eのそれぞれに機械加工を施して形成される。
そして、ビードシート部11aがウェル部11cに窪む手前にホイール径方向外側盛り上がったハンプ部11fを有している。
特許文献1記載の車両用ホイールのレゾネータは、剛性確保のため、上面にリブ形状を有している。また、さらなる剛性確保のために上面と下面とを突き当てたブリッジを設ける手法がある。
しかしながら、かかるブリッジを有している場合においても、内圧発生時に上面でブリッジから離れたところの一般部の面変形が生じ、つまり副気室SCの容積が変化し、消音量が十分得られない場合がある。以下、ブリッジを設ける構成の課題と、それを解決した本実施形態の副気室部材20の作用効果について対比して説明する。
図7は、比較例の副気室部材120の全体斜視図である。図8は、図7のA−A線で切り欠いた副気室部材120を示す断面図である。
図7および図8に示すように、比較例の副気室部材120(ヘルムホルツレゾネータ)は、本体部120aが、上面部材121と、この上面部材121との間に副気室SCを形成する下面部材122と、上面部材21と下面部材22とを突き合わせ結合させる複数のブリッジ部123と、を備えている。
図8に示すように、ブリッジ部123は、上面部材121が下面部材122に側に向かって窪むとともに、下面部材122が上面部材121側に向かって窪むように形成されている。すなわち、比較例の副気室部材120は、部材121と面部材122とが双方向から窪んで近付き、その先端部同士が結合してブリッジ部123を構成する。ブリッジ部123は、上面部材121の上面121aに形成された開口部123aと、下面部材122の下面122aに形成された開口部123bとが平面視で略円形を呈している。上記ブリッジ部123を設けることで、本実施形態と同様に、面変形を減少させて剛性確保を図ることができる。
本実施形態の副気室部材20が、上記構成を採ることができる理由および副気室部材20の作用効果について説明する。作用効果は、構成要素に対応して作用効果I〜IIIに分けて考えることができる。
図4Aの符号A−Eに示すように、本実施形態の副気室部材20は、上面部材21の上面21aにおけるブリッジ部23の開口部23aの端部間距離(開口部23aの幅の指渡し距離)(図4の符号A,B)は、隣り合うブリッジ部23の開口部23aの端部間同士の距離(開口部23aと隣の開口部23a間の一般部の距離)(図4Aの符号C,D,E)よりも長く設定されている。すなわち、本実施形態の副気室部材20は、
A>C,D,E
B>C,D,E
であるように構成される。
A>C
B>E
このように構成することで、本実施形態の副気室部材20は、内圧が作用した時の面変形量を抑えることができ、消音量を向上させることができる。
本実施形態の副気室部材20は、図4Aの符号A−Eに示すブリッジ部23の開口部23aの寸法で構成されることにより、図3に示したように、ブリッジ部23の開口部23aの面積が上面部材21の上面21aの一般部の面積より大きい構成を採る。上述したように、副気室部材20の上面部材21の上面21aの面積に占める開口部23aの面積の割合は、20〜80%(より好ましくは50〜80%)である。
図2に示す副気室部材20の上面部材21の上面21aと、図7に示す比較例の副気室部材120の上面部材121の上面121aとを比較して分かるように、本実施形態では、ブリッジ部23の開口部23aの面積が上面部材21の上面21aの一般部の面積よりかなり大きく、副気室部材20の上面部材21の上面21aの面積に占める開口部23aの面積の割合は、約70%程度である。
本実施形態では、上面部材21の上面21aのブリッジ部23の開口部23aの面積をその他の上面部材21の上面21aの一般部の面積より大きくすることで、さらに上面21aの剛性を向上させることが可能になる。
図8の矢印a,bに示すように、比較例の副気室部材120は、ブリッジ部123がブリッジ最少抜き勾配(ブリッジの断面形状の成形型からの抜き勾配)断面を有する。
これに対して、本実施形態の副気室部材20は、図4の符号α,βに示すように、ブリッジ部23の側面部23bは上面部材21の上面21aに近づく程、両側面部23b間の距離が長くなるよう扇形状に構成される。すなわち、本実施形態の副気室部材20は、ブリッジ部23の断面形状の成形型からの抜き勾配が、比較例の抜き勾配よりも明らかに角度をもった扇形のブリッジ形状(抜き勾配5〜45deg)を有する。
この構成により、上面部材21の上面21aのブリッジ部23の開口部23aの面積を大きく取ることができる。
図9は、比較例の副気室部材120の断面図である。図10は、図9の凹側から見た副気室部材120の下面の要部斜視図である。
図9および図10に示すように、比較例の副気室部材120は、部材121と面部材122とが双方向から窪んで近付き、その先端部同士が結合してブリッジ部123を構成する。ブリッジ部123は、上面部材121の上面121aに形成された開口部123aと、下面部材122の下面122aに形成された開口部123bとを有する。
本実施形態のブリッジ部23の構成と比較例のブリッジ部123の構成とを比較する。
比較例のブリッジ部123の構成では、図9の符号D11,D12に示すように、ブリッジ部123が上下面の中間に位置しているので、ブリッジ部123の(連結部)底部から上面部材121の上面121aまでの距離は小さい(深さが浅い)。
D1>D11
D2>D12
これにより、ブリッジ部23の扇形の面積を増やすことができ、面剛性を向上させることができる。
なお、図9と図4とを比較して分かるように、この比較例では、上面部材121と下面部材122との間に形成された副気室SCのうち、図9右側の副気室SC1のレゾネータ容量が小さくなっている。
図11に示すように、本実施形態のブリッジ部23構成を採ると比較例のブリッジ部123構成と比較して、図11の網掛け部分面積分、容量を多くすることが可能となる。
11c ウェル部
12 ディスク
14a,14b 縁部(嵌込部)
18 管体
19 連通孔
20 副気室部材(ヘルムホルツレゾネータ)
20a 本体部
21 上面部材
21a 上面
22 下面部材
23 ブリッジ部
23a 開口部(窓部)
23b 側面部
30 タイヤ
100 車両用ホイール
MC タイヤ空気室
SC 副気室
X ホイール周方向
Y ホイール幅方向
W 仕切り壁
Z ホイール径方向
P 距離の起点
Claims (5)
- タイヤ空気室内でヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材をウェル部の外周面に有する車両用ホイールであって、
前記副気室部材は、
前記タイヤ空気室内側に配置される上面部材と、
前記ウェル部の外周面側に配置される下面部材と、
前記上面部材と前記下面部材とを付き合わせて結合させる複数のブリッジ部と、を備え、
前記上面部材の面上に開口した前記ブリッジ部の開口部の端部間距離は、隣接する前記ブリッジ部の開口部の端部までの距離よりも長く設定されていることを特徴とする車両用ホイール。 - 前記上面部材の上面に開口した前記ブリッジ部の開口部の面積が、その他の一般部の面積より大きい
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の車両用ホイール。 - 前記ブリッジ部は、側面が前記上面部材の上面に近づく程、対向する側面間の距離が長くなるような扇型形状に構成される
ことを特徴とする請求の範囲第1項又は請求の範囲第2項に記載の車両用ホイール。 - 前記ブリッジ部は、前記上面部材のみが前記下面部材側に向かって窪んで前記下面部材に突き当たる
ことを特徴とする請求の範囲第1項乃至請求の範囲第3項のいずれか一項に記載の車両用ホイール。 - 前記副気室部材は、
前記ウェル部にはめ込む嵌込部を端部に有し、
前記上面部材の面上に開口した前記ブリッジ部の開口部の端部間距離は、前記ブリッジ部の開口部の端部と前記嵌込部までの距離よりも長く設定されている
ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の車両用ホイール。
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