(57)【要約】【課題】  車両の騒音および振動を低減すること。【解決手段】  車両用ホイール構造において、筒状のホイールリム部にホイールリム部の周方向に沿って円環状のマス部材が設けられている。また、マス部材はホイールリム部に対して、車両前後方向の軸周りに相対運動可能に取り付けられていてもよく、車輪の回転方向に相対運動可能に取り付けられていてもよい。【選択図】  図１
2006193042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のホイールリム部に該ホイールリム部の周方向に沿って円環状のマス部材が設けられていることを特徴とする車両用ホイール構造。
【請求項２】
請求項１記載の車両用ホイール構造であって、
前記マス部材は前記ホイールリム部に対して、車両前後方向の軸周りに相対運動可能に取り付けられていることを特徴とする車両用ホイール構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載の車両用ホイール構造であって、
前記マス部材は弾性部材を介して、前記ホイールリム部に取り付けられていることを特徴とする車両用ホイール構造。
【請求項４】
請求項１記載の車両用ホイール構造であって、
前記マス部材は前記ホイールリム部に対して、車輪の回転方向に相対運動可能に取り付けられていることを特徴とする車両用ホイール構造。
【請求項５】
請求項１、３乃至４のうちいずれか１項記載の車両用ホイール構造であって、
前記マス部材はベアリングを介して、前記ホイールリム部に取り付けられていることを特徴とする車両用ホイール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の騒音および振動を低減した車両用ホイール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、走行中の車両における振動、騒音の問題の一つとして、車輪からサスペンション機構を経て車室に伝播されるロードノイズが指摘されている。このロードノイズを抑える一つの方策として以下の提案がなされている。
【０００３】
マス部がホイールに対して相対変位せしめられて筒状当接面に対して弾性的に打ち当たるようにした車輪用制振装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ダイナミックダンパがホイールのリムの外周面又は内周面に設けられた車両用ホイール構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４８８６５号公報
【特許文献２】実開昭６４−５０１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の車両用制振装置においては、マス部が筒状当接面に対して弾性的に打ち当たることにより、ホイールに生じる振動を全体的に減衰させるのみで、ロードノイズ抑制に効果を有する車両前後方向の軸周りの振動を抑える作用は期待し難い。また、上記従来の車両用ホイール構造においては、ダイナミックダンパが分断した状態で設けられていることから、各ダイナミックダンパの動きがバラバラとなり、ホイールの効果的な振動の抑制は期待し難い。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の騒音および振動を低減することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、筒状のホイールリム部に上記ホイールリム部の周方向に沿って円環状のマス部材が設けられていることを特徴とする車両用ホイール構造である。
【０００８】
この一態様によれば、上記ホイールリム部の周方向に沿って円環状のマス部材を設けることにより、ダイナミックダンパとしての動きがバラバラとなることがない。したがって、上記ホイールに生じる振動を効果的に抑制することができる。
【０００９】
なお、この一態様において、上記マス部材は上記ホイールリム部に対して、車両前後方向の軸周りに相対運動可能に取り付けられていてもよい。これにより、一般にロードノイズの音圧レベル最大となる周波数において、上記ホイールは上記車両前後方向の軸周りに振動するような振動モードとなる。このとき、上記ホイールの上記車両前後方向の軸周りの振動を低減するように、上記マス部材は上記ホイールと反対方向に振動する。これにより、上記ホイールの上記車両前後方向の軸周りの振動が抑制され、音圧レベルが最大となる周波数の振動を効果的に抑制することができる。すなわち、車両の騒音および振動を低減することができる。
【００１０】
また、この一態様において、例えば上記マス部材は弾性部材を介して、上記ホイールリム部に取り付けられている。
【００１１】
さらに、この一態様において、上記マス部材は上記ホイールリム部に対して、車輪の回転方向に相対運動可能に取り付けられていてもよい。上記マス部材が上記ホイールリム部に取り付けられることで、上記車両前後方向の軸周りの上記ホイールの慣性モーメントが増加する。これにより、上記ホイールの上記車両前後方向の軸周りの振動が抑制され、所謂ロードノイズを効果的に抑制することができる。すなわち、車両の騒音および振動を低減することができる。なお、上記マス部材は上記ホイールに対して、空転することから、上記車輪回転方向の慣性モーメントを増加させること無く、上記車両前後方向の軸周りの慣性モーメントを増加させることができる。すなわち、車両走行性能を維持しつつ、車輪が車両前後方向の軸周りに振動するのを抑制できる。
【００１２】
なお、この一態様において、上記車輪の回転方向とは車両前進又は後進時の車輪の回転方向を指す。
【００１３】
また、これら態様において、例えば上記マス部材はベアリングを介して、上記ホイールリム部に取り付けられている。
【００１４】
また、これら態様において、上記車両前後方向の軸とは、上記ホイールの中心を車両前後方向に貫く軸をいう。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車両の騒音および振動を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、車両用ホイール、およびサスペンションの基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
（第１の実施の形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用ホイール構造を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す車両用ホイール構造を直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図である。第１の実施の形態に係る車両用ホイール構造１において、ホイール３に弾性部材５を介して円環状のマス部材７が設けられている。なお、マス部材７は金属等により形成されているが、所望の剛性および質量を有していれば、あらゆる材料が適用可能である。
【００１７】
ホイール３は円盤状のディスク部３ａと、ディスク部３ａの外周に一体で接合された円筒状のリム部３ｂとから構成されている。なお、ディスク部３ａおよびリム部３ｂはアルミニウム等により一体で成形され、リム部３ｂの外周にはタイヤが嵌合される。
【００１８】
円筒状のリム部３ｂの車両内側端部かつ内周面に、円環状に形成されたゴム等の弾性部材５が加硫接着され、弾性部材５の内周面には円環状のマス部材７が加硫接着されている。このように構成され、マス部材７はリム部３ｂに対して車両前後方向の軸周りに相対運動が可能となる。ここで、車両前後方向の軸とは、ホイール３の中心を車両前後方向に貫く軸をいう。
【００１９】
なお、弾性部材５の内周面の全周に渡ってマス部材７が加硫接着されているが、マス部材７は対称位置に少なくとも４箇所、加硫接着されていれば接着箇所の数は任意でよい。また、弾性部材５はリム部３ｂの車両内側端部に接着されているが、リム部３ｂのリムドロップの壁面３ｃに接着されていてもよい（図２）。この場合、弾性部材５の車両内側端面にマス部材５の車両外側端面が接着される。また、弾性部材５およびマス部材７はリム部３ｂの車両内側端部かつ内周面に設けられているが、リム部３ｂの車両外側端部に設けられていてもよく、またリム部３ｂの外周面に設けられていてもよい。弾性部材５およびマス部材７はリム部３ｂの車両内側端部かつ内周面に設けられている場合、組付け性が良く、意匠上の美観が優れている。また、弾性部材５およびマス部材７は車両内側端部と車両外側端部との間に設けられていてもよい。
【００２０】
ところで、車両走行中の車室内において種々の車内騒音および振動が発生し、この車内騒音および振動の一つとして車輪からサスペンションを経て車室内に伝播されるロードノイズがある。このロードノイズは、路面からの入力、車輪のアンバランス、タイヤ、ホイール３の弾性変形、車輪の空気室での気柱共鳴（空洞共鳴）等が関係しており、例えば路面の凹凸が加振源となり、車輪、サスペンション、及び車両ボディの順で振動が伝播され、車室内騒音および振動として発生する。また、ロードノイズは約５０〜５００Ｈｚの周波数を有しており、約１００〜２００Ｈｚの間に音圧レベルが最大となる周波数（ピーク周波数）が存在する（図３）。なお、図３は振動の周波数と運転席における音圧レベルとの関係を示す図である。図３において、横軸は周波数（Ｈｚ）を示し、縦軸は音圧レベル（ｄＢ）を示している。さらに、この約１００〜２００Ｈｚの周波数の振動において、一般的にサスペンション及び車輪（ホイール）が車両前後方向の軸周りに振動するような振動モードとなる（図４）。したがって、このサスペンション及び車輪の車両前後方向の軸周りにおける振動を抑制することにより、約１００〜２００Ｈｚの間に存在するピーク周波数の振動を抑制することができる。すなわち、ピーク周波数の振動を抑制し、ロードノイズを効果的に低減することができる。
【００２１】
次に、車両用ホイール構造１が上述したサスペンション及び車輪の車両前後方向の軸周りにおける振動を抑制する方法について説明する。
【００２２】
図５は車輪が車両前後方向の軸周りに振動する状態を示す図である。なお、図５において、弾性部材５は解り易いようにバネに例えて表されている。
【００２３】
例えば、路面の凹凸により車輪およびサスペンションが加振されると、振動周波数が約１００〜２００Ｈｚにおいて、図５に示す如く、ホイール３が車両前後方向の軸周りに振動するような振動モードとなる。このとき、マス部材７は弾性部材５の弾性によりホイール３とは逆方向に振動し、ダイナミックダンパとしてホイール３の車両前後方向の軸周りの振動を低減する。なお、マス部材７の質量および形状（車輪径方向の厚さ、車輪軸方向の厚さ等）、弾性部材５の材質および形状（車輪径方向の厚さ、車輪軸方向の厚さ等）を調整することにより、ホイール３の車両前後方向の軸周りの振動を簡易かつ効果的に抑制することができる。
【００２４】
以上、ホイール３のリム部３ｂに弾性部材５を介在させて、マス部材７を設けることにより、サスペンション及び車輪の車両前後方向の軸周りにおける振動を抑制することができる。これにより、約１００〜２００Ｈｚの間に存在するピーク周波数の振動を抑制することができる。すなわち、サスペンションの振動を抑制することによりロードノイズを低減することができる。
（第２の実施の形態）
図６（ａ）は第２の実施の形態に係る車両用ホイール構造を示す図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）に示す車両用ホイール構造を直線Ｂ−Ｂ′で切断した際の断面図である。第２の実施の形態に係る車両用ホイール構造において、ホイール３にベアリング９を介して円環状のマス部材７が設けられている。円環状のボールベアリング、ローラベアリング等のベアリング９のアウタレースが、円筒状のリム部３ｂの車両内側端部かつ内周面に取り付けられている。ベアリング９のインナレースには円環状のマス部材７が取り付けられている。なお、ベアリング９およびマス部材７はリム部３ｂの車両内側端部かつ内周面に設けられているが、リム部３ｂの車両外側端部に設けられていてもよく、またリム部３ｂの外周面に設けられていてもよい。ベアリング９およびマス部材７はリム部３ｂの車両内側端部かつ内周面に設けられている場合、組付け性が良く、意匠上の美観が優れている。また、ベアリング９およびマス部材７は車両内側端部と車両外側端部との間に設けられていてもよい。
【００２５】
他の構成は図１乃至図５に示す第１の実施の形態と略同一である。図６及び図７において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２６】
図７（ａ）は車輪が車両前後方向の軸周りに振動する状態を示す図である。また、図７（ｂ）はマス部材７がホイール３のリム部３ｂに対して、相対的に回転している状態を示す図である。
【００２７】
例えば、路面の凹凸により車輪およびサスペンションが加振されると、振動周波数が約１００〜２００Ｈｚにおいて、図７に示す如く、ホイール３が車両前後方向の軸周りに振動するような振動モードとなる。このとき、ホイール３の回転にともない、マス部材７はホイール３に取り付けられたベアリング９に支持された状態で、ホイール３と同一の方向に空転する（図７（ｂ））。このマス部材７の取り付けにより、車両前後方向の軸周りのホイール３の慣性モーメントが増加し、ホイール３が車両前後方向の軸周りに振動するのを抑制できる。なお、一般にホイール３の質量を増加させれば、車両前後方向の軸周りの慣性モーメントを増加させることができるが、質量の増加によって車輪回転方向の慣性モーメントが増加し、車両走行性能（加速、減速性能等）の低下につながる。本実施の形態によれば、マス部材７の空転により、ホイール３の車輪回転方向の慣性モーメントを増加させること無く、車両前後方向の軸周りの慣性モーメントを増加させることができる。すなわち、車両走行性能を維持しつつ、車輪が車両前後方向の軸周りに振動するのを抑制できる。これにより、約１００〜２００Ｈｚの間に存在するピーク周波数の振動を抑制することができる。すなわち、サスペンションの振動を抑制することによりロードノイズを低減することができる。
【００２８】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施の形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００２９】
例えば、上記実施の形態において、ホイール３のリム部３ｂの車両内側端部かつ内周面にベアリング９が取り付けられ、ベアリング９のインナレースに円環状の弾性部材５が取り付けられ、この弾性部材５の内周面にマス部材７が取り付けられていてもよい（図８）。また、ホイール３のリム部３ｂの車両内側端部かつ内周面に弾性部材５が取り付けられ、弾性部材５の内周面にベアリング９のアウタレースが取り付けられ、ベアリング９のインナレースにマス部材７が取り付けられていてもよい（図９）。さらに、ホイール３のリム部３ｂのリムドロップの壁面３ｃに弾性部材５が接着され、弾性部材５の車両内側端面にベアリング９のアウタレースの車両外側端面が取り付けられ、ベアリング９のインナレースの内周面にマス部材７が取り付けられていてもよい（図１０）。
【００３０】
これらの構成により、マス部材７はホイール３のリム部３ｂに対して、車両前後方向の軸周りに相対的に回動しつつ、車輪回転方向に相対的に回転する。すなわち、マス部材７は弾性部材５の弾性によりホイール３とは逆方向に振動し、ダイナミックダンパとしてホイール３の車両前後方向の軸周りの振動を抑制する。さらに、マス部材７の取り付けによって、ホイール３の車両前後方向の軸周りの慣性モーメントが増加し、ホイール３の車両前後方向の軸周りの振動が抑制される。なお、この場合においてもマス部材７はホイール３に対して空転することから、ホイール３の車輪回転方向の慣性モーメントは増加しない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、車両用ホイールに利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る車両用ホイール構造を示す図である。（ｂ）図１（ａ）に示す車両用ホイール構造を直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図である。
【図２】弾性部材がリムドロップの壁面に接着されている状態を示す図である。
【図３】振動の周波数と音圧レベルとの関係を示す図である。
【図４】約１００〜２００Ｈｚの周波数の振動におけるサスペンション及び車輪の振動モードを示す図である。
【図５】車輪が車両前後方向の軸周りに振動する状態を示す図である。
【図６】（ａ）第２の実施の形態に係る車両用ホイール構造を示す図である。（ｂ）図６（ａ）に示す車両用ホイール構造を直線Ｂ−Ｂ′で切断した際の断面である。
【図７】（ａ）車輪が車両前後方向の軸周りに振動する状態を示す図である。（ｂ）マス部材がホイールのリム部に対して相対的に回転している状態を示す図である。
【図８】車両用ホイール構造の変形例を示す図である。
【図９】車両用ホイール構造の変形例を示す図である。
【図１０】車両用ホイールの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    車両用ホイール構造
３    ホイール
３ａ  ディスク部
３ｂ  リム部（ホイールリム部）
３ｃ  リムドロップの壁面
５    弾性部材
７    マス部材
９    ベアリング
【図１】
2006193042.tif 000003
【図２】
2006193042.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006193042.tif 000008
【図７】
2006193042.tif 000009
【図８】
2006193042.tif 000010
【図９】
2006193042.tif 000011
【図１０】
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