JP2020006779A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、従来と比べて副気室の容積をより大きく確保することができるヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）を有する車両用ホイールを提供する。
【解決手段】本発明の車両用ホイール１は、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材１０が、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに隣接してホイール幅方向Ｙに延びる底板２５ｂと、前記底板２５ｂのホイール径方向Ｚの外側で前記底板２５ｂと所定の間隔をあけて対向する上板２５ａと、前記底板２５ｂのホイール幅方向Ｙの両端からホイール径方向Ｚの外側に立ち上がる一対の側板２５ｃと、によって囲む空間で副気室ＳＣを形成する本体部１３と、前記底板２５ｂと一対の前記側板２５ｃとのそれぞれの接合部１９からホイール幅方向Ｙの外側に延出して前記ウェル部１１ｃに係止される一対の縁部１４と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用ホイールに関する。

従来、タイヤ空気室内での気柱共鳴音を消音するヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）をウェル部の外周面に取り付けたホイールが知られている（例えば、特許文献１参照）。このホイールの副気室部材は、内側に副気室を有し、ホイール周方向に沿って長く形成される本体部と、この本体部の長手方向の略全長にわたってその両側からホイール幅方向にそれぞれ延出する板状の一対の縁部と、を備えている。そして、縁部の延出先端のそれぞれがウェル部に形成された溝部に嵌り込むことで、副気室部材はウェル部に取り付けられている。
また、このような従来のホイールの副気室部材は、本体部を構成する底板から一対の縁部にわたって、ウェル部の外周面側に凸となるように所定の曲率で湾曲している。このようなホイールにおいては、ホイール回転時に副気室部材に遠心力が働いた際に、外周面側に凸の形状が逆に凸となる方向に反転しようとする。しかしながら、この反転しようとする副気室部材の動きは、溝部に対して縁部が突っ張る動きとなって溝部に対する縁部の嵌合力が一段と高められる。つまり、このホイールによれば、副気室部材をウェル部から引き剥がそうとする遠心力が増すほど、ウェル部に対する副気室部材の保持力が高められることとなる。

特許第４５５１４２２号公報

ところが、従来のホイール（例えば、特許文献１参照）は、延出する縁部によってホイール幅方向の本体部の大きさが制限される問題があった。そのため従来のホイールは、本体部内に形成される副気室の容積を大きく確保できない問題があった。したがって、従来のホイールにおいては、副気室の容積をより大きく確保することで消音性能に優れたヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）を有するものが望まれている。

本発明の課題は、従来と比べて副気室の容積をより大きく確保することができるヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）を有する車両用ホイールを提供することにある。

前記課題を解決した本発明は、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取り付けた車両用ホイールであって、前記副気室部材は、前記ウェル部の前記外周面に隣接してホイール幅方向に延びる底板と、前記底板のホイール径方向外側で前記底板と所定の間隔をあけて対向する上板と、前記底板のホイール幅方向両端からホイール径方向外側に立ち上がる一対の側板と、によって囲む空間で副気室を形成する本体部と、前記底板と一対の前記側板とのそれぞれの接合部からホイール幅方向外側に延出して前記ウェル部に係止される一対の縁部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、従来と比べて副気室の容積をより大きく確保することができるヘルムホルツレゾネータ（副気室部材）を有する車両用ホイールを提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両用ホイールの斜視図である。 副気室部材の全体斜視図である。 図１のIII−III断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、ウェル部に副気室部材を取り付ける工程説明図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る車両用ホイールの奏する作用効果を説明するための概略図であり、（ｂ）は、参考例としての車両用ホイールの概略図である。

次に、本発明の実施形態に係る車両用ホイールついて、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、参照する図面において、「Ｘ」は、ホイール周方向、「Ｙ」は、ホイール幅方向、「Ｚ」は、ホイール径方向、をそれぞれ示している。また、ホイール幅方向Ｙは、ホイールにおけるウェル部の外周面の中央側を「ホイール幅方向Ｙの内側」と称し、ホイールにおけるリムフランジ側を「ホイール幅方向Ｙの外側」と称することがある。
以下では、まず車両用ホイールの全体構成について説明した後に、ヘルムホルツレゾネータとしての副気室部材について説明する。

＜車両用ホイールの全体構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る車両用ホイール１の斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係る車両用ホイール１は、例えばアルミニウム合金、マグネシウム合金などの金属製のリム１１に、例えばポリプロピレン、ポリアミドなどの合成樹脂製の副気室部材１０（ヘルムホルツレゾネータ）が取り付けられて構成されている。
図１中、符号１２は、リム１１を図示しないハブに連結するためのディスクである。

リム１１は、ホイール幅方ホイール向Ｙの両端部にそれぞれ形成される図示しないビードシート同士の間で、ホイール径方向のホイール軸側に向かって窪んだウェル部１１ｃを有している。この窪みの底面で規定されるウェル部１１ｃの外周面１１ｄは、ホイール幅方向Ｙにわたってホイール軸を中心に略同径になっている。

このような本実施形態でのリム１１は、ホイール幅方向Ｙの一側で、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄからリムフランジ側に向けて立ち上る立ち上り部１５ａと、外周面１１ｄにおけるホイール幅方向Ｙの中程でホイール径方向の外側に隆起する隆起部１５ｂと、を有している。
これら立ち上り部１５ａと隆起部１５ｂとは、ホイール周方向Ｘに環状に延在している。

＜副気室部材＞
次に、副気室部材１０について説明する。
図２は、副気室部材１０の全体斜視図である。図３は、図１のIII−III断面図である。
図２に示すように、副気室部材１０は、一方向に長い部材であって、本体部１３と、管体１８と、縁部１４と、を備えている。このような副気室部材１０は、本体部１３の中央でホイール幅方向Ｙに延びる仕切り壁１６を境に、ホイール周方向Ｘに対称形状となるように構成されている。

本体部１３は、その長手方向に湾曲している。つまり、本体部１３は、副気室部材１０がウェル部１１ｃ（図１参照）の外周面１１ｄ（図１参照）に取り付けられる際に、ホイール周方向Ｘに沿うようになっている。
本体部１３は、内側が中空になっている。この中空部（図示省略）は、後記の副気室ＳＣ（図３参照）を形成している。この中空部は、仕切り壁１６によってホイール周方向Ｘに二分されている。

図３に示すように、本体部１３は、長手方向（図２のホイール周方向Ｘ）に直交する断面視で、ホイール幅方向Ｙに長い略矩形を呈している。
具体的には、本体部１３は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに隣接してホイール幅方向Ｙに延びる底板２５ｂと、外周面１１ｄ上で底板２５ｂと対向するように配置される上板２５ａと、底板２５ｂのホイール幅方向Ｙの両端から立ち上がり、上板２５ａに接合される一対の側板２５ｃと、を有している。

底板２５ｂは、ホイール幅方向Ｙに略平坦になるように延びる板体で形成されている。このような底板２５ｂは、ホイール周方向Ｘ（図１参照）に外周面１１ｄと略同じ曲率で湾曲するように形成されている。
上板２５ａは、底板２５ｂと所定の間隔をあけて対向するように、ホイール周方向Ｘ（図１参照）に所定の曲率で湾曲している。
側板２５ｃは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに対して略垂直にホイール径方向Ｚの外側に底板２５ｂから立ち上がるように形成されている。
このような上板２５ａと底板２５ｂと側板２５ｃとは、本体部１３の内側に副気室ＳＣを囲繞形成している。

また、本体部１３は、図２に示すように、ホイール周方向Ｘに複数個のブリッジ３３が等間隔に並ぶように形成されている。また、ブリッジ３３は、ホイール幅方向Ｙに２列になって並んでいる。

ブリッジ３３は、図３に示すように、上側結合部３３ａと、下側結合部３３ｂとが、上板２５ａと底板２５ｂとの間の略中央の位置で接合されて形成されている。
なお、上側結合部３３ａは、上板２５ａが底板２５ｂ側に向かって部分的に窪むように形成されたものである。また、下側結合部３３ｂは、底板２５ｂが上板２５ａ側に向かって部分的に窪むように形成されたものである。

このようなブリッジ３３は、略円柱状を呈しており、上板２５ａと底板２５ｂとを部分的に連結している。そして、ブリッジ３３は、本体部１３の上下方向のそれぞれの対応する位置に、平面視で円形の開口を形成している。

次に、管体１８（図１参照）について説明する。
図１に示すように、管体１８は、本体部１３におけるホイール幅方向Ｙの一側に偏位した位置で、本体部１３からホイール周方向Ｘに突出するように形成されている。

本実施形態での副気室部材１０は、前記のように、仕切り壁１６を境にホイール周方向Ｘに対称形状になっている。したがって、図１中、管体１８は一つのみ図示しているが、本実施形態での管体１８は、本体部１３の長手方向（ホイール周方向Ｘ）の両端部において互いに対称となる位置でそれぞれ対となるように配置されている。ちなみに、本実施形態での一対の管体１８同士は、ホイール軸を中心に互いに略９０°間隔で開いた位置に配置されている。

このような管体１８の内側には、図２に示すように、連通孔１８ａが形成されている。
また、連通孔１８ａは、管体１８の内側から本体部１３内までさらに延びている。本体部１３内で延びる連通孔１８ａは、本体部１３の中空部が隔壁６２で部分的に仕切られることで形成されている。ちなみに、本実施形態での隔壁６２は、上板２５ａ側から底板２５ｂ側に向かって窪んで形成された凹部６０と、底板２５ｂ側から上板２５ａ側に向かって窪んで形成された凹部６４とによって形成されている。
このような連通孔１８ａは、本体部１３の内側に形成される副気室ＳＣ（図３参照）と、ウェル部１１ｃ（図３参照）上でタイヤ（図示省略）との間に形成されるタイヤ空気室９（図３参照）と、を連通させている。

次に、縁部１４（図３参照）について説明する。
図３に示すように、縁部１４は、底板２５ｂのホイール幅方向Ｙの両端からホイール幅方向外側に延出する板体で形成されている。
言い換えれば、縁部１４は、底板２５ｂと側板２５ｃとの接合部１９から底板２５ｂの延在方向に沿って延びている。つまり、縁部１４は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄと略平行に延びている。
本実施形態での縁部１４の厚さは、上板２５ａ、底板２５ｂ及び側板２５ｃの厚さと略同じ厚さに設定されている。そして、これらの縁部１４は、その厚さや材料を適宜に選択することで、弾性変形するようになっている。

縁部１４の延出先端は、立ち上り部１５ａと隆起部１５ｂとにそれぞれ形成された溝部１７に嵌り込んでいる。
ちなみに、溝部１７は、立ち上り部１５ａと隆起部１５ｂとが互いに向き合う側にそれぞれ開口している。また、本実施形態での溝部１７の開口幅は、後記する副気室部材１０のウェル部１１ｃに対する取付工程（図４参照）において、縁部１４が溝部１７に嵌り込む際の縁部１４の変位幅に等しいクリアランスＣＬを、底板２５ｂの厚さに加えた幅に設定されている。なお、本実施形態でのクリアランスＣＬは、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄから縁部１４の下部までの高さで、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度を想定しているが、これに限定されるものではない。
そして、この縁部１４のそれぞれの延出端は、ホイール幅方向Ｙの底板２５ｂの延長線上で溝部１７に嵌り込んで係止される。

以上のような本実施形態に係る副気室部材１０は、樹脂成形品を想定しているがこれに限定されるものではなく金属等の他の材料で形成することもできる。なお、樹脂製の場合は、その軽量化や量産性の向上、製造コストの削減、副気室ＳＣの気密性の確保等を考慮すると、軽量で高剛性のブロー成形可能な樹脂が望ましい。中でも、ポリプロピレン、ポリアミドなどが望ましい。

＜副気室部材の取付方法＞
次に、ウェル部１１ｃに対する副気室部材１０の取付方法について説明する。図４（ａ）から図４（ｃ）は、ウェル部１１ｃに対する副気室部材１０の取付方法を説明する工程説明図である。
図４（ａ）に示すように、この副気室部材１０の取付方法においては、副気室部材１０をウェル部１１ｃの外周面１１ｄに向けて押圧するプッシャ（押圧装置）５０を使用することを想定している。

これらのプッシャ５０としては、例えば、エアシリンダのエア圧で押圧力を発生するものが挙げられる。
なお、図４（ａ）から図４（ｃ）中、プッシャ５０は、作図の便宜上、仮想線（二点鎖線）で示している。

本実施形態で使用するプッシャ５０としては、例えば、副気室部材１０の長手方向（図２のホイール周方向Ｘ）の曲率に倣った円弧形状の輪郭を有するエッジ部分を備える板状部材が挙げられる。なお、本発明に適用できるプッシャ５０はこれに限定するものではなく適宜に設計変更することができる。

この取付方法では、図４（ａ）に示すように、まず副気室部材１０が傾けられて隆起部１５ｂの溝部１７に縁部１４が嵌め込まれる。
そして、溝部１７が嵌め込まれた縁部１４とは反対側の縁部１４にプッシャ５０が押し当てられて、白抜き矢印の方向に荷重が掛けられる。
これにより副気室部材１０は、図４（ｂ）に示すように、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに接近する。そして、プッシャ５０が押し当てられた縁部１４は、立ち上り部１５ａの溝部１７の直ぐ上方に形成されるエッジ部Ｅに当接する。縁部１４は、エッジ部Ｅから受ける反力により撓む。

次いで、図４（ｃ）に示すように、プッシャ５０によって縁部１４が立ち上り部１５ａの溝部１７に嵌り込むことで、本体部１３の底板２５ｂがウェル部１１ｃの外周面１１ｄに隣接するように配置され、この取付方法の一連の工程が終了する。

次に、本実施形態の車両用ホイール１の奏する作用効果について説明する。
図５（ａ）は、本発明の実施形態に係る車両用ホイール１の奏する作用効果を説明するための概略図であり、図５（ｂ）は、参考例としての車両用ホイール１０１の概略図である。

まず、参考例としてのホイール１０１の構成について説明する。
図５（ｂ）に示すように、参考例としてのホイール１０１の副気室部材１１０は、本体部１１３と、本体部１１３からホイール幅方向Ｙに延出する板体で形成される一対の縁部１１４を備えている。この縁部１１４の延出先端は、ウェル部１１ｃに形成された溝部１１７に嵌め込まれて係止されている。

参考例での副気室部材１１０は、本体部１１３を構成する底板１２５ｂから一対の縁部１１４にわたって、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に凸となるように所定の曲率で湾曲している。このようなホイール１０１においては、ホイール回転時に副気室部材１１０に遠心力Ｆが働いた際に、外周面側に凸の形状が逆に凸となる方向に反転しようとする。

このような反転しようとする副気室部材１１０の動きは、溝部１１７に対して縁部１１４が突っ張る動きとなって溝部１１７に対する縁部１１４の嵌合力が一段と高められる。つまり、このホイール１０１によれば、副気室部材１１０をウェル部１１ｃから引き剥がそうとする遠心力Ｆが増すほど、ウェル部１１ｃに対する副気室部材１１０の保持力が高められることとなる。

しかしながら、このホイール１０１は、延出する縁部１１４によってホイール幅方向Ｙの本体部１１３の大きさが制限される。そのためホイール１０１は、本体部１１３内に形成される副気室ＳＣの容積も制限される。

これに対して本実施形態に係る車両用ホイール１の副気室部材１０は、図５（ａ）に示すように、底板２５ｂがウェル部１１ｃの外周面１１ｄに隣接してホイール幅方向に延びている。また、縁部１４は、底板２５ｂと側板２５ｃとの接合部１９からホイール幅方向Ｙの外側に延出してウェル部１１ｃに係止されている。

このような車両用ホイール１によれば、底板２５ｂが外周面１１ｄに隣接して延びているので、湾曲する参考例での底板１２５ｂ（図５（ｂ）参照）を有する副気室部材１１０（図５（ｂ）参照）と異なって、副気室ＳＣの容積を大きく確保することができる。
このような副気室部材１０を備える車両用ホイール１は、ロードノイズの消音性能に一段と優れる。

また、この車両用ホイール１では、縁部１４が底板２５ｂと側板２５ｃとの接合部１９からホイール幅方向Ｙの外側に延出することで、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿って立ち上り部１５ａと隆起部１５ｂのそれぞれの溝部１７に延びることとなる。
つまり、溝部１７に向かって直線的に延びる本実施形態での縁部１４は、溝部１１７（図５（ｂ）参照）に向かって湾曲して延びる参考例での縁部１１４（図５（ｂ）参照）と比べてその延在長さを短く設定することができる。
これにより本実施形態での縁部１４は、副気室部材１０に遠心力Ｆが働いた際に、その撓み量を低く抑えることができる。
したがって、このような車両用ホイール１によれば、遠心力Ｆが掛った際のウェル部１１ｃに対する副気室部材１０の保持力を高めることができる。

また、縁部１４（図５（ａ）参照）の延在長さが短く設定されることで、車両用ホイール１（図５（ａ）参照）は、側板２５ｃのそれぞれを立ち上り部１５ａと隆起部１５ｂのそれぞれに近接配置することができる。これにより車両用ホイール１は、副気室ＳＣ（図５（ａ）参照）の容積を高めることができる。

また、本実施形態の車両用ホイール１は、一対の縁部１４のそれぞれの延出端が、ウェル部１１ｃに形成された溝部１７に嵌り込んで係止されている。
このような車両用ホイール１によれば、遠心力Ｆが掛った際のウェル部１１ｃに対する副気室部材１０の保持力をより一層高めることができる。

また、副気室部材１０の縁部１４は、前記のように、短く設定できることで、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄの延長上に設けられた溝部１７に対しても、僅かな撓み量で嵌り込むことができる。つまり、この車両用ホイール１によれば、底板２５ｂが外周面１１ｄに隣接する構造をより簡単、かつ確実に形成することができる。

以上、本実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態では、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄがホイール幅方向Ｙにわたってホイール軸を中心に略同径になっている車両用ホイール１について説明したが、本発明は外周面１１ｄの径がホイール幅方向Ｙにわたって変化する構成とすることもできる。つまり、車両用ホイール１は、底板２５ｂが外周面１１ｄに沿って形成される限り、ホイール周方向Ｘに交差する断面視で、外周面１１ｄがホイール軸に対して傾斜するもの、及び／又は部分的に湾曲するものであってもよい。

１ 車両用ホイール
９ タイヤ空気室
１０ 副気室部材
１１ リム
１１ｃ ウェル部
１１ｄ 外周面
１３ 本体部
１４ 縁部
１５ａ 立ち上り部
１５ｂ 隆起部
１７ 溝部
１８ 管体
１８ａ 連通孔
１９ 接合部
２５ａ 上板
２５ｂ 底板
２５ｃ 側板
３３ ブリッジ
３３ａ 上側結合部
３３ｂ 下側結合部
５０ プッシャ
Ｅ エッジ部
ＳＣ 副気室
Ｘ ホイール周方向
Ｙ ホイール幅方向
Ｚ ホイール径方向

Claims (2)

1. 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取り付けた車両用ホイールであって、
   前記副気室部材は、
   前記ウェル部の前記外周面に隣接してホイール幅方向に延びる底板と、前記底板のホイール径方向外側で前記底板と所定の間隔をあけて対向する上板と、前記底板のホイール幅方向両端からホイール径方向外側に立ち上がる一対の側板と、によって囲む空間で副気室を形成する本体部と、
   前記底板と一対の前記側板とのそれぞれの接合部からホイール幅方向外側に延出して前記ウェル部に係止される一対の縁部と、
   を備えることを特徴とする車両用ホイール。
2. 請求項１に記載の車両用ホイールにおいて、
   前記一対の縁部のそれぞれの延出端は、前記ウェル部に形成された溝部に嵌り込んで係止されていることを特徴とする車両用ホイール。

Images