(57)【要約】【課題】ヘルムホルツレゾネータによる消音対象である共鳴周波数を可変とすることが可能な車両用タイヤホイール組立体を提供する。【解決手段】車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、円筒形状を呈するホイール２と、ホイール２の外周面に取り付けられるタイヤ３０と、ホイール２及びタイヤ３０によって構成されるタイヤ空気室Ｓ１内に収容される副気室部材４０Ａ，４０Ｂと、を備え、副気室部材４０Ａ，４０Ｂは、タイヤ空気室Ｓ１と副気室Ｓ２，Ｓ３とを連通させる管部４５α，４５βを有し、管部４５α，４５βは、伸縮可能に構成されている。【選択図】図１
2020111209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状を呈するホイールと、
前記ホイールの外周面に取り付けられるタイヤと、
前記ホイール及び前記タイヤによって構成される空間内に収容されるヘルムホルツレゾネータと、
を備え、
前記ヘルムホルツレゾネータは、前記ホイール及び前記タイヤによって構成される前記空間と当該ヘルムホルツレゾネータ内の空間とを連通させる管部を有し、
前記管部は、伸縮可能に構成されている
ことを特徴とする車両用タイヤホイール組立体。
【請求項２】
前記管部は、当該管部に作用する遠心力によって伸張又は収縮可能に構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用タイヤホイール組立体。
【請求項３】
前記管部は、
前記ヘルムホルツレゾネータの本体部から径方向外方に突設される第一管部と、
前記第一管部に対して径方向に移動可能に設けられる第二管部と、
を備え、
前記第二管部は、付勢部によって径方向内方に付勢されており、
前記管部は、遠心力によって前記第二管部が径方向外方に移動することによって伸張する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用タイヤホイール組立体。
【請求項４】
前記管部は、
前記ヘルムホルツレゾネータの本体部から径方向外方に突設される第一管部と、
前記第一管部に対して径方向に移動可能に設けられる第二管部と、
を備え、
前記第二管部は、付勢部によって径方向内方に付勢されており、
前記管部は、遠心力によって前記第二管部が径方向外方に移動することによって収縮する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用タイヤホイール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用タイヤホイール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用のホイールにおけるウェル部の外周面上に配置されるヘルムホルツレゾネータであって、ホイール幅方向に突出したその両縁部がリムに凹設されている周溝に係止されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このヘルムホルツレゾネータは、ウェル部の外周面に向けて押し付けられるとその両縁部が弾性変形することで周溝に容易に嵌り込む。そのため、このようなヘルムホルツレゾネータによれば、ホイールに対する取り付けを容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−４５９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかるヘルムホルツレゾネータは、ホイールとタイヤとの間の空間において発生する音を共鳴によって消音するものである。ヘルムホルツレゾネータによって消音される周波数すなわち共鳴周波数は、ヘルムホルツレゾネータごとに予め所定の値に設定されている。しかし、ホイールとタイヤとの間の空間において発生する音の周波数は、回転速度等によって変わることがある。
【０００５】
本発明は、前記事情に鑑みて創案されたものであり、ヘルムホルツレゾネータによる消音対象である共鳴周波数を可変とすることが可能な車両用タイヤホイール組立体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記した課題を解決するため、本発明の車両用タイヤホイール組立体は、円筒形状を呈するホイールと、前記ホイールの外周面に取り付けられるタイヤと、前記ホイール及び前記タイヤによって構成される空間内に収容されるヘルムホルツレゾネータと、を備え、前記ヘルムホルツレゾネータは、前記ホイール及び前記タイヤによって構成される前記空間と当該ヘルムホルツレゾネータ内の空間とを連通させる管部を有し、前記管部は、伸縮可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヘルムホルツレゾネータによる消音対象である共鳴周波数を可変とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体を模式的に示す断面図であり、回動軸の軸線方向から見た断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体を模式的に示す断面図であり、図１のII−II線断面図である。
【図３】図２の部分拡大図であり、（ａ）は車両用タイヤホイール組立体の停止状態を模式的に示す図、（ｂ）は車両用タイヤホイール組立体の回転状態を模式的に示す図である。
【図４】図１のIV−IV線断面の部分拡大図であり、（ａ）は車両用タイヤホイール組立体の停止状態を模式的に示す図、（ｂ）は車両用タイヤホイール組立体の回転状態を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体を模式的に示す断面図であり、回動軸の軸線方向から見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、本発明の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体について、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１から図６において、「Ｘ」は、車両用タイヤホイール組立体の周方向、「Ｙ」は、車両用タイヤホイール組立体の幅方向（回動軸の軸線方向）、「Ｚ」は、車両用タイヤホイール組立体の径方向、をそれぞれ示している。以下の説明において、単に周方向、幅方向、径方向と表現する場合は、車両用タイヤホイール組立体の周方向、幅方向、径方向のことである。
【００１０】
＜第一の実施形態＞
図１及び図２に示すように、本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、ホイール２と、タイヤ３０と、副気室部材（ヘルムホルツレゾネータ）４０Ａと、副気室部材（ヘルムホルツレゾネータ４０Ｂ）と、を備える。ここで、ホイール２及び副気室部材４０Ａの組立体が、車両用ホイールを構成する。
【００１１】
＜ホイール＞
ホイール２は、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属製部材である。ホイール２は、略円板形状を呈するディスク１０と、略円筒形状を呈するリム２０と、を溶接等によって接合することによって略有底円筒形状に構成されている。
【００１２】
≪ディスク≫
ディスク１０は、図示しないハブに連結される部位であり、リム２０の幅方向端部（車幅方向外側の端部）の開口部に設けられている。本実施形態において、ディスク１０は、いわゆるスポークディスクである。
【００１３】
≪リム≫
リム２０は、幅方向中間部の第一周壁部２１と、第一周壁部２１の幅方向両端部から径方向外方に延設される一対の第一側壁部２２，２２と、第一側壁部２２，２２の径方向外端部から幅方向外方に延設される一対の第二周壁部２３，２３と、第二周壁部２３，２３の幅方向外端部から径方向外方に延設される一対の第二側壁部２４，２４と、第二側壁部２４，２４の径方向外端部から幅方向外方に延設される一対の端壁部２５，２５と、を一体に備える。リム２０の幅方向両端部における第二周壁部２３、第二側壁部２４及び端壁部２５の組み合わせが、タイヤ３０が取り付けられるビードシートを構成する。また、第一周壁部２１が、一対のビードシート間で径方向内方に窪むウェル部を構成する。
【００１４】
また、第一周壁部２１の外周面の幅方向中間部には、環状の立壁部２６が形成されている。立壁部２６のうち、車両内側（ディスク１０の反対側）の第一側壁部２２と対向する面には、周溝部２６ａが形成されている。また、車両内側の第一側壁部２２のうち、立壁部２６と対向する面には、周溝部２２ａが形成されている。
【００１５】
＜タイヤ＞
タイヤ３０は、ホイール２の外周面に取り付けられて、ホイール２とともに環状のタイヤ空気室Ｓ１を構成する主に樹脂製の部材である。タイヤ３０は、リム２０よりも大径の環状を呈する周壁部３１と、周壁部３１の幅方向両端部から径方向内方に延設される一対の側壁部３２，３２と、を一体に備える。周壁部３１は、路面と接地する、いわゆるトレッド部である。側壁部３２の基端部（径方向外端部）は、いわゆるショルダー部である。側壁部３２の中間部（径方向中間部）は、いわゆるサイドウォール部である。側壁部３２の先端部（径方向内端部）は、タイヤ空気室Ｓ１に空気が充填された際にリム２０のビードシートに固定される、いわゆるビード部である。
【００１６】
＜副気室部材＞
副気室部材４０Ａは、タイヤ空気室Ｓ１で発生する共鳴音（気柱共鳴音）をヘルムホルツ共鳴によって消音するための部材である。副気室部材４０Ａは、周方向に配列された複数（本実施形態では、２つ）の副気室部４０αを有する樹脂製部材（例えば、ポリアミド樹脂（ポリアミドＭＸＤ６をベースレジンとするもの）、６ナイロン等の合成樹脂）である。かかる副気室部材４０Ａは、ブロー成形等によって製造可能である。
【００１７】
副気室部４０αは、周方向に延設されて軸線視で円弧形状を呈する底壁部４１と、底壁部４１の周方向両端部から径方向外方に延設される一対の周方向側壁部４２，４２と、底壁部４１の幅方向端部から径方向外方に延設される一対の幅方向側壁部４３，４３と、周方向側壁部４２，４２及び幅方向側壁部４３，４３の上端部を繋ぐように周方向に延設されて軸線視で円弧形状を呈する天井壁部４４と、を備える。また、副気室部４０αは、壁部のいずれか（本実施形態では、天井壁部４４）から突設される管部４５αを備える。かかる管部４５αは、副気室部４０α内の空間である副気室Ｓ２とタイヤ空気室Ｓ１とを連通させる連通孔として機能する。なお、図１及び後記する図５において、管部４５αは、簡略化して図示されている。
【００１８】
本実施形態では、２つの副気室部４０αは、９０°の回転対称となるように周方向に配列されている。なお、２つの副気室部４０αは、管部４５αの先端側の開口部（すなわち、消音機能を発揮する部位）が９０°間隔に配置されていればよい。また、２つの副気室部４０αの底壁部４１は、周方向に延長されて互いに直列に繋がっている。換言すると、直列に設けられた２つの副気室部４０αは、底壁部４１と面一となる連結部４６によって互いに連結されている。
【００１９】
また、副気室部４０αは、幅方向一対の係止片部４７，４７を備える。係止片部４７は、底壁部４１の幅方向端部から幅方向にさらに延設される部位であり、底壁部４１から離間するにつれて径方向外方に向かうように湾曲している。かかる係止片部４７，４７は、周溝部２２ａ，２６ａに圧入されて係止される。
【００２０】
＜副気室部材＞
副気室部材４０Ｂは、タイヤ空気室Ｓ１で発生する共鳴音（気柱共鳴音）をヘルムホルツ共鳴によって消音するための部材である。副気室部材４０Ｂは、周方向に配列された複数（本実施形態では、２つ）の副気室部４０βを有する樹脂製部材（例えば、ポリアミド樹脂（ポリアミドＭＸＤ６をベースレジンとするもの）、６ナイロン等の合成樹脂）である。かかる副気室部材４０Ｂは、ブロー成形等によって製造可能である。
【００２１】
副気室部４０βは、周方向に延設されて軸線視で円弧形状を呈する底壁部４１と、底壁部４１の周方向両端部から径方向外方に延設される一対の周方向側壁部４２，４２と、底壁部４１の幅方向端部から径方向外方に延設される一対の幅方向側壁部４３，４３と、周方向側壁部４２，４２及び幅方向側壁部４３，４３の上端部を繋ぐように周方向に延設されて軸線視で円弧形状を呈する天井壁部４４と、を備える。また、副気室部４０βは、壁部のいずれか（本実施形態では、天井壁部４４）から突設される管部４５βを備える。かかる管部４５βは、副気室部４０β内の空間である副気室Ｓ３とタイヤ空気室Ｓ１とを連通させる連通孔として機能する。なお、図１及び後記する図５において、管部４５βは、簡略化して図示されている。
【００２２】
本実施形態では、２つの副気室部４０βは、９０°の回転対称となるように周方向に配列されている。なお、２つの副気室部４０βは、管部４５βの先端側の開口部（すなわち、消音機能を発揮する部位）が９０°間隔に配置されていればよい。また、２つの副気室部４０βの底壁部４１は、周方向に延長されて互いに直列に繋がっている。換言すると、直列に設けられた２つの副気室部４０βは、底壁部４１と面一となる連結部４６によって互いに連結されている。
【００２３】
また、副気室部４０βは、幅方向一対の係止片部４７，４７を備える。係止片部４７は、底壁部４１の幅方向端部から幅方向にさらに延設される部位であり、底壁部４１から離間するにつれて径方向外方に向かうように湾曲している。かかる係止片部４７，４７は、周溝部２２ａ，２６ａに圧入されて係止される。
【００２４】
≪管部≫
図３に示すように、副気室部４０αの管部４５αは、タイヤ空気室Ｓ１と副気室Ｓ２とを連通させる部位であり、当該管部４５αの内径及び長さに応じた周波数に対する消音性能を実現する。管部４５αは、遠心力が大きいほど、換言すると、車両用タイヤホイール組立体１Ｘの回転速度が大きいほど、伸張する。
【００２５】
管部４５αは、天井壁部４４から径方向外方に突設される第一管部４５ａと、第一管部４５ａに対して径方向に移動可能に外設される第二管部４５ｂと、を備える。第二管部４５ｂの径方向内端部には、当該第二管部４５ｂの径方向外方に延設されるフランジ部４５ｂ１が形成されている。第二管部４５ｂは、第一管部４５ａと径方向にオーバラップしている。
【００２６】
天井壁部４４とフランジ部４５ｂ１との間には、第二管部４５ｂを天井壁部４４方向へ付勢する付勢部（例えば、引張コイルバネ）５１が介設されている。付勢部５１の両端部は、それぞれ、天井壁部４４及びフランジ部４５ｂ１に接着等によって固定されている。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、車両用タイヤホイール組立体１Ｘが停止している（第二管部４５ｂに遠心力が働かない状態）では、第二管部４５ｂは、付勢部５１の付勢力によって天井壁部４４側に位置する。かかる状態では、第二管部４５ｂの径方向外端部は、第一管部４５ａの径方向外端部と径方向において同一位置となり、管部４５αの長さは、第一管部４５ａの長さと等しい。なお、遠心力が働かない状態において、第二管部４５ｂの径方向外端部は、第一管部４５ａの径方向外端部と径方向において同一位置となるか径方向外方に位置すればよい。また、第二管部４５ｂの径方向内端部は、第一管部４５ａの径方向内端部と径方向において同一位置となるか径方向外方に位置すればよい。
【００２８】
一方、図３（ｂ）に示すように、車両用タイヤホイール組立体１Ｘが回転している（第二管部４５ｂに遠心力が働く状態）では、第二管部４５ｂは、遠心力によって、付勢部５１の付勢力に抗して径方向外方に移動する。かかる状態では、第二管部４５ｂの径方向外端部は、第一管部４５ａの径方向外端部よりも径方向外方に位置し、管部４５αの長さは、遠心力（回転速度）に応じて第一管部４５ａの長さよりも大きくなる。
【００２９】
≪管部≫
図４に示すように、副気室部４０βの管部４５βは、タイヤ空気室Ｓ１と副気室Ｓ３とを連通させる部位であり、当該管部４５βの内径及び長さに応じた周波数に対する消音性能を実現する。管部４５βは、遠心力が大きいほど、換言すると、車両用タイヤホイール組立体１Ｘの回転速度が大きいほど、収縮する。
【００３０】
管部４５βは、天井壁部４４から径方向外方に突設される第一管部４５ａと、第一管部４５ａに対して径方向に移動可能に内設される第二管部４５ｃと、を備える。第二管部４５ｃの径方向内端部には、当該第二管部４５ｃの径方向外方に延設されるフランジ部４５ｃ１が形成されている。第二管部４５ｃは、第一管部４５ａと径方向にオーバラップしている。
【００３１】
天井壁部４４とフランジ部４５ｃ１との間には、第二管部４５ｃを天井壁部４４から離間する方向へ付勢する付勢部（例えば、圧縮コイルバネ）５２が介設されている。付勢部５２の両端部は、それぞれ、天井壁部４４及びフランジ部４５ｃ１に接着等によって固定されている。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、車両用タイヤホイール組立体１Ｘが停止している（第二管部４５ｃに遠心力が働かない状態）では、第二管部４５ｃは、付勢部５１の付勢力によって底壁部４１側に位置する。かかる状態では、第二管部４５ｃの径方向内端部は、第一管部４５ａの径方向内端部から最も離間して径方向内方に位置し、管部４５βの長さは、最も大きい。
【００３３】
一方、図４（ｂ）に示すように、車両用タイヤホイール組立体１Ｘが回転している（第二管部４５ｃに遠心力が働く状態）では、第二管部４５ｃは、遠心力によって、付勢部５１の付勢力に抗して径方向外方に移動する。かかる状態では、第二管部４５ｂの径方向内端部は、第一管部４５ａの径方向内端部に近づき、管部４５βの長さは、遠心力（回転速度）に応じて、小さくなる。なお、遠心力が働いた状態において、第二管部４５ｂの径方向外端部は、第一管部４５ａの径方向外端部と径方向において同一位置となるか径方向内方に位置すればよい。また、第二管部４５ｂの径方向内端部は、第一管部４５ａの径方向内端部と径方向において同一位置となるか径方向内方に位置すればよい。
【００３４】
車両走行時には、車両用タイヤホイール組立体１Ｘの回転に伴って内部流体（空気）も回転し、共鳴周波数において比較的低い周波数のピークと比較的高い周波数のピークとが発生する。ここで、副気室部材４０α，４０βによる消音対象となる共鳴周波数は、管部４５α，４５βの長さの平方根に反比例する。本実施形態に係る２つの副気室部材４０α，４０βは、共鳴周波数における２つのピークを好適に消音することができる。すなわち、管部４５αが伸張する副気室部材４０αは、比較的低い周波数（長い波長）のピークを消音することができ、管部４５βが収縮する副気室部材４０βは、比較的高い周波数（短い波長）のピークを消音することができる。
【００３５】
本発明の第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、円筒形状を呈するホイール２と、前記ホイール２の外周面に取り付けられるタイヤ３０と、前記ホイール２及び前記タイヤ３０によって構成される空間（タイヤ空気室Ｓ１）内に収容されるヘルムホルツレゾネータ（副気室部材４０Ａ，４０Ｂ）と、を備え、前記ヘルムホルツレゾネータは、前記ホイール２及び前記タイヤ３０によって構成される前記空間と当該ヘルムホルツレゾネータ内の空間（副気室Ｓ２，Ｓ３）とを連通させる管部４５α，４５βを有し、前記管部４５α，４５βは、伸縮可能に構成されていることを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、ヘルムホルツレゾネータによる消音対象である共鳴周波数を可変とすることができる。
【００３６】
また、車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、前記管部４５α，４５βが、当該管部４５α，４５βに作用する遠心力によって伸張又は収縮可能に構成されていることを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ａは、簡易な構成で、管部４５α，４５βを伸張又は収縮させることができる。
【００３７】
また、車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、前記管部４５αが、前記ヘルムホルツレゾネータの本体部から径方向外方に突設される第一管部４５ａと、前記第一管部４５ａに対して、軸方向に移動可能に設けられる第二管部４５ｂと、を備え、前記第二管部４５ｂは、付勢部５１によって径方向内方に付勢されており、前記管部４５αは、遠心力によって前記第二管部４５ｂが径方向外方に移動することによって伸張することを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、簡易な構成で管部４５αを伸張させることができるとともに、付勢部５１によって管部４５αを遠心力に応じた長さに設定することができる。
【００３８】
また、車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、前記管部４５βが、前記ヘルムホルツレゾネータの本体部から径方向外方に突設される第一管部４５ａと、前記第一管部４５ａに対して径方向に移動可能に設けられる第二管部４５ｃと、を備え、前記第二管部４５ｃは、付勢部５２によって径方向内方に付勢されており、前記管部４５βは、遠心力によって前記第二管部４５ｃが径方向外方に移動することによって収縮することを特徴とする。
したがって、車両用タイヤホイール組立体１Ｘは、簡易な構成で管部４５βを収縮させることができるとともに、付勢部５２によって管部４５βを遠心力に応じた長さに設定することができる。
【００３９】
＜第二の実施形態＞
続いて、本発明の第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体について、第一の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ｘとの相違点を中心に説明する。
【００４０】
図５に示すように、本発明の第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ｙは、副気室部材４０Ａ，４０Ｂに代えて、副気室部材４０Ｃを備える。副気室部材４０Ｃは、互いに交互に設けられる副気室部４０α，４０βを備える。本実施形態では、４つの副気室部４０α及び４つの副気室部４０βが、連結部４６によって直列に連結されており、全体で環状を呈する。また、１つの副気室部４０βを挟む２つの副気室部４０αの管部４５αは、周方向に９０°おきに配置されており、１つの副気室部４０αを挟む２つの副気室部４０βの管部４５βは、周方向に９０°おきに配置されている。
【００４１】
本発明の第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ｙは、副気室部４０α，４０βが交互に環状に配置されているので、車両用タイヤホイール組立体１Ｙの回転によってタイヤ空気室Ｓ１内で発生する音の周波数が大きくなる場合と小さくなる場合との両方に好適に対応して消音を行うことができる。
【００４２】
以上、本発明の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、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、第二の実施形態に係る車両用タイヤホイール組立体１Ｙにおいて、立壁部２６、周溝部２２ａ及び係止片部４７，４７は、省略可能である。
また、管部４５αにおいて、第二管部４５ｂが第一管部４５ａに内設されており、これらの対向する周面同士が弾性体等によって連結されている構成であってもよい。同様に、管部４５βにおいて、第二管部４５ｂが第一管部４５ａに外設されており、これらの対向する周面同士が弾性体等によって連結されている構成であってもよい。
【００４３】
また、ヘルムホルツレゾネータがタイヤの内周面に取り付けられている場合には、管部は、ヘルムホルツレゾネータの本体部から径方向内方に突設される第一管部と、前記第一管部に対して径方向に移動可能に設けられる第二管部と、を備え、前記第二管部は、付勢部によって径方向内方に付勢されており、前記管部は、遠心力によって前記第二管部が径方向外方に移動することによって伸張する構成であってもよい。
同様に、ヘルムホルツレゾネータがタイヤの内周面に取り付けられている場合には、管部は、ヘルムホルツレゾネータの本体部から径方向内方に突設される第一管部と、前記第一管部に対して径方向に移動可能に設けられる第二管部と、を備え、前記第二管部は、付勢部によって径方向内方に付勢されており、前記管部は、遠心力によって前記第二管部が径方向外方に移動することによって収縮する構成であってもよい。
また、副気室部材の配置関係は、前記したものに限定されないが、例えば、コスト面を重視した場合には第一の実施形態、消音性能を重視した場合には第二の実施形態を採用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１Ｘ，１Ｙ  車両用タイヤホイール組立体
２      ホイール
３０  タイヤ
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  副気室部材（ヘルムホルツレゾネータ）
４０α，４０β  副気室部（本体部）
４５α，４５β  管部
４５ａ  第一管部
４５ｂ，４５ｃ  第二管部
５１，５２  付勢部
【図１】
2020111209.tif 000003
【図２】
2020111209.tif 000004
【図３】
2020111209.tif 000005
【図４】
2020111209.tif 000006
【図５】
2020111209.tif 000007