(57)【要約】【課題】  車室内の快適性の向上が可能な空洞共鳴可変ホイールを提供する。【解決手段】  タイヤ２のビード部４を支持するリム部６と、リム部６と車軸１０とを連結するディスク部１２を備えたホイール１において、リム部底面８を、車両前後方向から見てディスク部１２を境として車両幅方向内側の部分に形成される大径底面１６と、車両前後方向から見てディスク部１２を境として車両幅方向外側の部分に形成されるとともに、大径底面１６よりもホイール１の径方向内側にオフセットしてされる小径底面１８を有する構成とすることにより、車両の走行時に生じるホイール１の空洞共鳴の周波数を高くして、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数の差を大きくし、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との共振を回避して、サスペンション構成部材の有する防振効果を有効に発揮する。【選択図】    図１
2006327331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤのビード部を支持するリム部と、当該リム部と車軸とを連結するディスク部と、を備える空洞共鳴可変ホイールにおいて、
前記リム部の底面の少なくとも一部は、径方向内側にオフセットして形成される小径底面となっていることを特徴とする空洞共鳴可変ホイール。
【請求項２】
空気入りタイヤのビード部を支持するリム部と、当該リム部と車軸とを連結するディスク部と、を備える空洞共鳴可変ホイールにおいて、
前記リム部の底面は、車両幅方向内側の部分を形成する大径底面と、車両幅方向外側の部分を形成するとともに前記大径底面よりも径方向内側にオフセットしている小径底面と、を有することを特徴とする空洞共鳴可変ホイール。
【請求項３】
前記大径底面は、車両前後方向から見て前記ディスク部を境として車両幅方向内側の部分に形成され、
前記小径底面は、車両前後方向から見て前記ディスク部を境として車両幅方向外側の部分に形成されることを特徴とする請求項２に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項４】
前記リム部の底面は、前記小径底面の車両幅方向両側にそれぞれ対向して形成される二つの中間壁面を有し、
前記対向する二つの中間壁面間の間隔は、前記小径底面の車両幅方向の長さ寸法以上であることを特徴とする請求項２または３に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項５】
前記対向する二つの中間壁面に、それぞれ車両幅方向から見て渦巻状に延びる凹状溝を設け、前記二つの凹状溝は、互いに車両幅方向に対向するとともに一方の端部が径方向外側に向けて開口し、
前記対向する二つの凹状溝間に、前記一方の端部から挿入されるとともに前記対向する二つの中間壁面間を周方向に沿って閉塞する仕切板を配置し、
前記仕切板は、前記対向する二つの凹状溝間に配置された前記仕切板が径方向に対向して形成される仕切板間の隙間を仕切板と接触して閉塞する閉塞部材が固定されていることを特徴とする請求項４に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項６】
前記閉塞部材は、前記仕切板と接触する面に潤滑膜が形成されていることを特徴とする請求項５に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項７】
前記対向する二つの中間壁面間に、周方向に連続する弾性膜を配置し、
前記弾性膜よりも径方向外側に形成される第一中空部内で生じる空洞共鳴の周波数を検出する空洞共鳴検出手段と、
前記空洞共鳴検出手段が検出した空洞共鳴の周波数に基づいて前記弾性膜よりも径方向内側に形成される第二中空部内の空気圧を制御する空気圧制御手段と、を備えることを特徴とする請求項４に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項８】
前記空洞共鳴検出手段は、前記弾性膜の前記第一中空部側の面上に備えられるとともに前記第一中空部内で生じる加速度を検出する加速度検出手段と、当該加速度検出手段が検出した加速度の周波数を周波数毎に分析して当該分析した周波数毎の加速度レベルを演算する周波数分析手段と、
当該周波数分析手段が演算した前記周波数毎の加速度レベルと所定値とを比較して周波数毎の加速度レベルが前記所定値より大きい周波数を検出する発生周波数検出手段と、を備えることを特徴とする請求項７に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項９】
前記空気圧制御手段は、前記空洞共鳴検出手段が検出した空洞共鳴の周波数に基づいて前記第二中空部内の空気圧の変化量を演算する変化量演算手段と、当該変化量演算手段が演算した変化量に基づいて前記第二中空部内の空気圧を変化させる空気圧変化手段と、を備えることを特徴とする請求項７または８に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項１０】
前記空気圧変化手段は、前記第二中空部内へ気体を供給する気体供給手段と、前記第二中空部内から気体を排出する気体排出手段と、を備えることを特徴とする請求項７から９のうちいずれか１項に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項１１】
前記空気圧制御手段は、車両に既設のタイヤ空気圧自動調節手段に備えられていることを特徴とする請求項７から１０のうちいずれか１項に記載した空洞共鳴可変ホイール。
【請求項１２】
請求項１から１１のうちいずれか１項に記載した空洞共鳴可変ホイールを成型する成型金型であって、
前記成型金型は、車両幅方向の両側面にそれぞれ配置される複数の側面部成型金型と、周方向に沿って配置される複数の底面部成型金型と、を備えることを特徴とする成型金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車室内に発生するロードノイズを低減するための空洞共鳴可変ホイール及びその成型金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の走行時に路面の凹凸によってタイヤが振動すると、この振動が車体に入力されて車室内に騒音（以下、ロードノイズと記載する）が発生し、車室内の快適性が低下する。タイヤの振動は、サスペンション構成部材の有する防振効果によって低減可能であるが、ロードノイズの周波数には、タイヤとホイールから形成されるタイヤ内腔で生じる空洞共鳴の周波数が含まれている。このため、タイヤ内腔で生じる空洞共鳴は、ホイールと車体とを連結するサスペンション構成部材を介して車室内に伝達され、車体へ入力される振動の要因となるため、ロードノイズ増加の要因となる。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば、特許文献１に記載されているホイールがある。このホイールでは、タイヤ内腔において、タイヤのビード部を支持するリム部の底面に、スポンジによって形成されたシート体が配置されており、シート体が有する吸音効果によって空洞共鳴を抑制し、車室内に発生するロードノイズを低減している。
【特許文献１】特開２００２−３０７９０５号公報（第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のホイールでは、リム部の底面に配置されているシート体が風化すると、シート体が有する吸音効果が低下してしまい、空洞共鳴の抑制効果が低下してしまう。また、シート体はスポンジによって形成されているため、多湿環境下では吸湿によってシート体が有する吸音効果が低下し、空洞共鳴の抑制効果が低下してしまう。したがって、これらの理由により、ホイールの保存条件が限定されてしまうという問題がある。
【０００５】
また、シート体が有する吸音効果によって空洞共鳴が抑制されても、この抑制された空洞共鳴の周波数が、サスペンション構成部材の固有振動数と共振するおそれがある。空洞共鳴の周波数がサスペンション構成部材の固有振動数と共振すると、車室内に発生するロードノイズが増幅されてしまうため、車室内の快適性が低下してしまう。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、ホイールを適切な形状に成型することにより、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との共振を回避して、ロードノイズを低減可能な空洞共鳴可変ホイール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】
上記課題を解決するために、本発明は、空気入りタイヤのビード部を支持するリム部と、当該リム部と車軸とを連結するディスク部と、を備える空洞共鳴可変ホイールにおいて、
前記リム部の底面の少なくとも一部は、径方向内側にオフセットして形成される小径底面となっていることを特徴とする空洞共鳴可変ホイールを提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リム部の底面の少なくとも一部が、径方向内側にオフセットして形成される小径底面となっているため、リム部底面の最小周長が短縮されて空洞共鳴の周波数が高くなり、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との差が大きくなる。その結果、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との共振が回避され、サスペンション構成部材の有する防振効果が有効に発揮されるため、車室内に発生するロードノイズを低減可能となり、車室内の快適性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
まず、図１を参照して、本発明の第一実施形態の構成を説明する。
図１中に示すように、本実施形態の空洞共鳴可変ホイール（以下、ホイール１と記載する）は、空気入りタイヤ（以下、タイヤ２と記載する）のビード部４を支持するリム部６と、リム部６と車軸１０とを連結するディスク部１２を備えている。なお、図１中の符号１４は、ビード部４が有するビードワイヤを示している。
【０００９】
リム部６の底面（以下、リム部底面８と記載する）は、大径底面１６と、小径底面１８と、中間壁面２０ａ，２０ｂを有している。
大径底面１６は、車両前後方向から見てディスク部１２を境として車両幅方向内側の部分に形成されている。
小径底面１８は、車両前後方向から見てディスク部１２を境として車両幅方向外側の部分に形成されており、大径底面１６よりもホイール１の径方向内側にオフセットして形成されている。
【００１０】
中間壁面２０ａ，２０ｂは、小径底面１８の車両幅方向両側にそれぞれ対向して形成されており、中間壁面２０ａ，２０ｂ間の間隔Ｉ1が、小径底面１８の車両幅方向の長さ寸法Ｗ1と等しくなるように形成されている。
ディスク部１２には、ハブ２２を介して車軸１０が連結されており、車軸１０にはサスペンション構成部材（図示せず）が連結されている。ディスク部１２の車両幅方向内側には、ブレーキキャリパ２４等を有する制動ユニットが配置されている。
【００１１】
また、ホイール１は、図２に示すような、複数の側面部成型金型と複数の底面部成型金型を備えた成型金型２６を用いて、鋳造により一体成型されている。
側面部成型金型は、ホイール１の成型時に、ホイール１の車両幅方向外側に配置される外側面成型金型２８と、ホイール１の車両幅方向内側に配置される内側面成型金型３０から構成されている。外側面成型金型２８及び内側面成型金型３０は共に、車両幅方向に移動する側面アーム部３２を備えている。
底面部成型金型は、ホイール１の成型時に、リム部底面８の周方向に沿って配置される複数の底面部成型金型片３４から構成されている。各底面部成型金型片３４は、ホイール１の径方向に移動する底面アーム部３６を備えている。
【００１２】
次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
車両の走行時に路面の凹凸等によってタイヤ２が振動すると、その振動によって、ホイール１とタイヤ２から形成されるタイヤ内腔３８で空洞共鳴が生じる。タイヤ内腔３８で生じる空洞共鳴の周波数は、空洞共鳴の周波数をＦ（Ｈｚ）、音速をＶ（ｍ／ｓｅｃ）とし、リム部底面８の最小周長をＬ1（ｍ）、タイヤ内腔３８の最大周長をＬ2（ｍ）とすると、以下の式（１）から算出される。
Ｆ＝Ｖ／（Ｌ1＋Ｌ2）  …  （１）
【００１３】
本実施形態のホイール１では、小径底面１８が大径底面１６よりもホイール１の径方向内側にオフセットしているため、ホイール１の内径が小さくなり、小径底面１８の周長は大径底面１６の周長よりも短くなる。このため、小径底面１８の周長がリム部底面８の最小周長Ｌ1となる。その結果、本実施形態のホイール１の空洞共鳴の周波数Ｆは、リム部底面８に小径底面１８が形成されていないホイールと比較して高くなる。空洞共鳴の周波数Ｆが高くなると、空洞共鳴の周波数Ｆとサスペンション構成部材の固有振動数の差が大きくなるため、空洞共鳴の周波数Ｆとサスペンション構成部材の固有振動数との共振が回避される。
【００１４】
ここで、図３を参照して、空洞共鳴の周波数の高さと、車体へ入力される振動との関係について説明する。なお、図３は、車両が亀甲ひび割れ路、すなわち、路面に凹凸がある道路を走行したときの、振動伝達率（ｄＢ）とタイヤ接地点に入力される入力振動の周波数（Ｈｚ）との関係を示しており、振動伝達率を縦軸に示し、入力振動の周波数を横軸に示している。
ここで、振動伝達率とは、路面の凹凸によりタイヤ接地点に入力される入力振動と、この入力振動がサスペンション構成部材を介して車室内に伝達されることにより車体へ入力される振動との比であり、振動伝達率が小さいほど、車体へ入力される振動及び車室内に発生するロードノイズは小さくなる。
【００１５】
図３中に示されているように、入力振動の周波数が、サスペンション構成部材の固有振動数以上となる周波数領域では、入力振動の周波数が高くなるほど振動伝達率が減少して、車体へ入力される振動及び車室内に発生するロードノイズが小さくなる。
また、図３中に点Ｐで示す位置、すなわち、振動伝達率が０ｄＢとなる位置では、入力振動が全て車体に振動として伝達され、図中に示す防振領域、すなわち、振動伝達率が０ｄＢ未満となる周波数領域では、入力振動よりも車体へ伝達される振動が小さくなる。なお、防振領域では、入力振動の周波数が高くなるほど、振動伝達率が１２ｄＢ／Ｏｃｔの傾きで減少する。
【００１６】
空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材との共振は、入力振動がサスペンション構成部材に伝達される過程で増幅するが、空洞共鳴の周波数をサスペンション構成部材の固有振動数よりも高くすればするほど、サスペンション構成部材が有する防振効果により入力振動の伝達効果が低下する。このため、空洞共鳴の周波数をサスペンション構成部材の固有振動数よりも高くすればするほど、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材との共振の増幅分が吸収されるため、車体へ伝達される振動レベルが減少して、車体へ入力される振動が減少する。
【００１７】
したがって、本実施形態のホイール１であれば、小径底面１８が大径底面１６よりもホイール１の径方向内側へオフセットしているため、空洞共鳴の周波数が高くなり、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部品の固有振動数の差が大きくなる。その結果、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部品の固有振動数との共振が回避され、サスペンション構成部材の有する防振効果が有効に発揮されるため、車体へ入力される振動が減少して車室内で発生するロードノイズが低減されて、車室内の快適性が向上する。
【００１８】
また、本実施形態のホイール１であれば、車両前後方向から見てディスク部１２を境として車両幅方向内側の部分に形成されている大径底面１６は、ホイール１の径方向内側へオフセットしていないため、制動ユニットに備えられたブレーキキャリパ２４等の部品が、ホイール１に干渉することが防止されている。このため、これらの部品の構成を従来の構成から変更せずに、従来から車両に備えられているホイールを、本実施形態のホイール１へ変更可能である。
【００１９】
さらに、本実施形態のホイール１であれば、ホイール１を適切な形状に成型することによって、ホイール１とタイヤ２以外の構成を必要とせずに、車室内で発生するロードノイズを低減可能となっている。このため、使用環境や保存環境等によって、ホイール１の有するロードノイズ低減効果が低下することがなく、ロードノイズの低減効果を長期間に亘り安定して得ることが可能である。
【００２０】
また、本実施形態のホイール１であれば、従来から車両に備えられているホイールを、本実施形態のホイール１へ交換することにより、車室内に発生するロードノイズの低減効果を得ることが可能である。すなわち、ホイールの交換のみでロードノイズの低減効果を得ることが可能であるため、車両へ容易に適用可能である。
また、本実施形態のホイール１を成型する成型金型２６は、ホイール１の車両幅方向の両側面に配置される側面部成型金型と、リム部底面８の周方向に配置される底面部成型金型を備えているため、ホイール１は鋳造で一体物に成型されることとなる。その結果、ホイール１の製造工程において、ホイール１の組立工程が発生しないため、ホイール１の製造効率が向上する。
【００２１】
また、本実施形態のホイール１であれば、中間壁面２０ａ，２０ｂ間の間隔Ｉ1が、小径底面１８の車両幅方向の長さ寸法Ｗ1と等しいため、ホイール１の強度が向上するとともに、ホイール１の成型が容易となる。
なお、本実施形態のホイール１では、大径底面１６をホイール１の径方向内側へオフセットしない構成としたが、これに限定されるものではなく、リム部底面８が小径底面１８を有しない構成とし、大径底面１６の一部をホイール１の径方向内側へオフセットした構成としてもよい。また、リム部底面８全体を、ホイール１の径方向内側へオフセットした構成としてもよい。すなわち、リム部底面８のうち少なくとも一部に、ホイール１の径方向内側へオフセットした部分を形成すればよい。
【００２２】
また、本実施形態のホイール１では、ホイール１を鋳造で成型したが、これに限定されるものではなく、ホイール１を、例えば、鍛造で成型してもよい。
さらに、本実施形態のホイール１では、ホイール１を鋳造で一体物に成型したが、これに限定されるものではなく、ホイール１を複数の部品から構成してもよい。
【００２３】
また、本実施形態のホイール１では、中間壁面２０ａ，２０ｂ間の間隔Ｉ1が、小径底面１８の車両幅方向の長さ寸法Ｗ1と等しい構成としたが、これに限定されるものではなく、中間壁面２０ａ，２０ｂ間の間隔Ｉ1が、小径底面１８の車両幅方向の長さ寸法Ｗ1よりも大きい構成としてもよい。すなわち、例えば、図４に示すように、中間壁面２０ａ，２０ｂ間の間隔Ｉ1が、ホイール１の径方向外側へ向かうに従って大きくなる構成としてもよい。この場合、タイヤ内腔３８内に存在する空気が、ホイール１の周方向に沿って円滑に流れるため、空洞共鳴の周波数の変化効率を向上させることが可能となり、車室内で発生するロードノイズの低減効果が更に向上する。
【００２４】
また、本実施形態のホイール１では、大径底面１６が、車両前後方向から見てディスク部１２を境として車両幅方向内側の部分に形成され、小径底面１８が、車両前後方向から見てディスク部１２を境として車両幅方向外側の部分に形成される構成としたが、これに限定されるものではない。すなわち、大径底面１６がディスク部１２よりも車両幅方向外側の部分に形成されてもよく、小径底面１８がディスク部１２よりも車両幅方向内側の部分に形成される構成としてもよい。
【００２５】
次に、本発明の第二実施形態について、図５から図８を参照して説明する。
図５及び図６に示されているように、本実施形態のホイール１は、以下の点で上述した第一実施形態のものと構成が異なっている。すなわち、本実施形態のホイール１は、中間壁面２０ａ，２０ｂに、それぞれ車両幅方向から見て渦巻状に延びる凹状溝４０ａ，４０ｂが設けられている。凹状溝４０ａ，４０ｂは互いに車両幅方向に対向しており、その一方の端部は、ホイール１の径方向外側に向けて開口している。なお、図６は、ホイール１を車両幅方向外側から見た図である。また、図６中では、タイヤ２等の図示を省略して、ホイール１のみを示している。
【００２６】
凹状溝４０ａ，４０ｂ間には、図７に示すような仕切板４２が配置される。仕切板４２は、湾曲可能な長方形の金属板によって形成されており、一方の端部に保持部４４が設けられ、他方の端部に閉塞部材４６が固定されている。仕切板４２の幅は、凹状溝４０ａ，４０ｂ間の間隔より小さく、中間壁面２０ａ，２０ｂ間の間隔より大きい。仕切板４２の長さは、仕切板４２が凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置された状態で、仕切板４２の一部がホイール１の径方向に対向して、中間壁面２０ａ，２０ｂ間をホイール１の周方向に沿って閉塞する長さとなっている。
【００２７】
保持部４４は、仕切板４２の一方の端部付近に設けられており、例えば、指を引っ掛けることが可能な径の孔等、仕切板４２を凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置する作業が容易となる形状に形成されている。
閉塞部材４６は、例えば、ゴム等の弾性体によって形成されており、凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置された仕切板４２の一部がホイール１の径方向に対向して形成される隙間を、仕切板４２と接触して閉塞する形状に形成されている。閉塞部材４６の仕切板４２との接触面には、例えばテフロン（登録商標）加工によって、潤滑膜が形成されている。また、閉塞部材４６は、仕切板４２が凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置された状態で、仕切板４２のうち、保持部４４が設けられている位置、または保持部４４が設けられている位置よりも他方の端部側と接触する位置に固定されている。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
【００２８】
次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
本実施形態のホイール１を使用する際は、まず、図８に示すように、タイヤ２をホイール１から外した状態で、仕切板４２を、保持部４４が設けられている側の端部、すなわち、一方の端部から凹状溝４０ａ，４０ｂ間に挿入する。そして、仕切板４２を凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置するとともに、閉塞部材４６を仕切板４２に接触させて仕切板４２間の隙間を閉塞し、仕切板４２及び閉塞部材４６により凹状溝４０ａ，４０ｂ間をホイール１の周方向に沿って閉塞する。なお、図８中では、凹状溝４０ａ，４０ｂの一部のみを示している。
【００２９】
このとき、仕切板４２を凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置する位置は、車両の走行時にタイヤ内腔３８で生じた空洞共鳴の周波数が所望の高さとなり、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との共振が回避される位置とする。
仕切板４２を、凹状溝４０ａ，４０ｂ間の空洞共鳴の周波数が所望の高さとなる位置に配置した後、タイヤ２をホイール１に取り付ける。
【００３０】
したがって、本実施形態のホイール１であれば、仕切板４２が凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置される位置を調節することにより、車両の走行時にタイヤ内腔３８で生じる空洞共鳴の周波数を、所望の高さに変化させることが可能となる。このため、例えば、従来から車両に備えられていたタイヤを外径の異なるタイヤ２に交換しても、交換したタイヤ２の外径に応じて、空洞共鳴の周波数の高さを所望の高さに変化させることが可能となる。その結果、タイヤ２を交換した際に、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との差が小さくなった場合でも、タイヤ２の外径に応じて、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との差を大きくすることが可能となり、車室内に発生するロードノイズを低減することが可能となる。
【００３１】
また、本実施形態のホイール１では、凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置された仕切板４２の一部がホイール１の径方向に対向して形成される隙間が、閉塞部材４６によって閉塞されるため、仕切板４２がホイール１の周方向に沿って連続することとなり、空洞共鳴の周波数を確実に変化させることが可能となる。
さらに、本実施形態のホイール１では、閉塞部材４６の仕切板４２との接触面に潤滑膜が形成されているため、凹状溝４０ａ，４０ｂ間に仕切板４２を配置する際に、閉塞部材４６と仕切板４２が円滑に摺動し、凹状溝４０ａ，４０ｂ間への仕切板４２の配置が容易となる。
【００３２】
また、本実施形態のホイール１では、凹状溝４０ａ，４０ｂが、車両幅方向から見て渦巻状に延びているため、仕切板４２を配置する位置の調節が容易となり、空洞共鳴の周波数の高さを所望の高さとすることが容易となる。
また、本実施形態のホイール１では、仕切板４２の一方の端部に保持部４４を設けたため、仕切板４２の凹状溝４０ａ，４０ｂ間への配置が容易となる。
【００３３】
また、本実施形態のホイール１では、車両に備えられたそれぞれのタイヤ毎に、空洞共鳴の周波数を所望の高さに変化させることが可能となるため、それぞれのタイヤ毎に、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との差を大きくすることが可能となる。その結果、例えば、タイヤ毎に個別のサスペンションが備えられている場合、それぞれのタイヤとサスペンション毎に、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との差を所望の値とすることが可能となるため、車室内で発生するロードノイズを更に低減させることが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態のホイール１では、閉塞部材４６が、仕切板４２が凹状溝４０ａ，４０ｂ間に配置された状態で、仕切板４２のうち、保持部４４が設けられている位置、または保持部４４が設けられている位置よりも他方の端部側と接触する位置に固定されている。このため、本実施形態のように保持部４４が開口した形状であっても、この開口部分は閉塞部材４６によって閉塞されるため、仕切板４２がホイール１の周方向に沿って連続することとなり、空洞共鳴の周波数を確実に変化させることが可能となる。
【００３５】
その他の作用・効果は、上述した第一実施形態と同様である。
なお、本実施形態のホイール１では、閉塞部材４６の仕切板４２との接触面に潤滑膜を形成したが、これに限定されるものではなく、閉塞部材４６に潤滑膜を形成しない構成としてもよい。この場合、閉塞部材４６にグリス等の潤滑剤を塗布してもよい。
また、本実施形態のホイール１では、仕切板４２の一方の端部に保持部４４を設けたが、これに限定されるものではなく、仕切板４２の一方の端部に保持部４４を設けない構成としてもよい。
【００３６】
次に、本発明の第三実施形態について、図９を参照して説明する。
図９中に示されているように、本実施形態のホイール１は、以下の点で上述した第一実施形態と構成が異なっている。すなわち、本実施形態のホイール１は、弾性膜４８と、空洞共鳴検出手段５０と、空気圧制御手段５２とを備えている。
弾性膜４８は、例えば、ゴム等の弾性体から形成され、中間壁面２０ａ，２０ｂ間に、ホイール１の周方向に沿って連続して配置されており、全体として円環状をなしている。すなわち、タイヤ内腔は、弾性膜４８によって、弾性膜４８よりもホイール１の径方向外側に形成される第一中空部５４と、弾性膜４８よりもホイール１の径方向内側に形成される第二中空部５６に分割されている。また、弾性膜４８は、周囲の空気圧の変化、すなわち、第一中空部５４内及び第二中空部５６内の空気圧の変化に応じて、ホイール１の径方向に変位可能となっている。
【００３７】
空洞共鳴検出手段５０は、加速度検出手段５８と、周波数分析手段６０と、発生周波数検出手段６２を備えている。
加速度検出手段５８は、例えば、加速度センサーから形成されており、弾性膜４８の第一中空部５４側の面上に備えられている。また、加速度検出手段５８は、車両の走行時に、ホイール１の回転に伴って第一中空部５４内で生じる加速度を検出し、この検出した加速度を、加速度信号Ｓ１として周波数分析手段６０へ送信する機能を有している。
【００３８】
周波数分析手段６０は、加速度信号Ｓ１を受信すると、加速度検出手段５８が検出した加速度の周波数を周波数毎に分析し、この分析した周波数毎の加速度レベルを、加速度レベル信号Ｓ２として発生周波数検出手段６２へ送信する機能を有している。
発生周波数検出手段６２は、予め求められた加速度レベルが所定値として記憶されており、加速度レベル信号Ｓ２を受信すると、周波数分析手段６０が分析した加速度レベルと所定値を比較する。そして、加速度レベルが所定値より大きい周波数を検出した場合、この検出した周波数を、周波数信号Ｓ３として後述する変化量演算手段６４へ送信する機能を有している。ここで、所定値としては、例えば、エンジンの回転数と空洞共鳴の周波数との関係から算出される加速度レベルを用いる。
【００３９】
空気圧制御手段５２は、変化量演算手段６４と、空気圧変化手段６６を備えている。
変化量演算手段６４には、予めサスペンション構成部材の固有振動数が記憶されており、周波数信号Ｓ３を受信すると、加速度レベルが所定値より大きい空洞共鳴の周波数が、サスペンション構成部材の固有振動数よりも高くなるように、第二中空部５６内の空気圧の変化量を演算する機能を有している。そして、この演算結果に基づいて、第二中空部５６内への気体の供給量または第二中空部５６内からの気体の排出量を演算し、この演算した気体の供給量または排出量を、変化量信号Ｓ４として空気圧変化手段６６へ送信する機能を有している。
【００４０】
空気圧変化手段６６は、その内部に、第二中空部５６内へ気体を供給する気体供給手段（図示せず）と、第二中空部５６内から気体を排出する気体排出手段（図示せず）を備えている。気体供給手段及び気体排出手段は、例えば、給排気可能なポンプによって形成されている。また、空気圧変化手段６６は、変化量信号Ｓ４を受信すると、変化量演算手段６４が演算した気体の供給量または排出量に基づいて、第二中空部５６内への気体の供給または第二中空部５６内からの気体の排出を行う機能を有している。第二中空部５６内への気体の供給及び第二中空部５６内からの気体の排出は、気体供給手段及び気体排出手段と第二中空部５６内とを連通する通気管６８を介して行う。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様である。
【００４１】
次に、本実施形態の作用・効果について説明する。
車両の走行時にホイール１が回転すると、この回転に伴って第一中空部５４内で生じる加速度が加速度検出手段５８によって検出され、検出した加速度が加速度信号Ｓ１として周波数分析手段６０へ送信される。
加速度信号Ｓ１を受信した周波数分析手段６０は、加速度検出手段５８が検出した加速度の周波数を周波数毎に分析し、この分析した周波数毎の加速度レベルを、加速度レベル信号Ｓ２として発生周波数検出手段６２へ送信する。
加速度レベル信号Ｓ２を受信した発生周波数検出手段６２は、周波数分析手段６０が分析した加速度レベルと所定値を比較する。そして、加速度レベルが所定値より大きい周波数を検出した場合、この検出した周波数を、周波数信号Ｓ３として変化量演算手段６４へ送信する。
【００４２】
周波数信号Ｓ３を受信した変化量演算手段６４は、加速度レベルが所定値より大きい空洞共鳴の周波数が、サスペンション構成部材の固有振動数よりも高くなるように、第二中空部５６内の空気圧の変化量を演算する。そして、この演算結果に基づいて、第二中空部５６内への気体の供給量または排出量を演算し、この演算した気体の供給量または排出量を、変化量信号Ｓ４として空気圧変化手段６６へ送信する。
【００４３】
変化量信号Ｓ４を受信した空気圧変化手段６６は、通気管６８を介して、第二中空部５６内への気体の供給または第二中空部５６内からの気体の排出を行い、第二中空部５６内の空気圧を変化させる。その結果、弾性膜４８がホイール１の径方向に変位し、空洞共鳴の周波数が変化して、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動よりも高くなり、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動の差が大きくなる。したがって、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動との共振が回避されるとともに、サスペンション構成部材の有する防振効果が有効に発揮される。
【００４４】
したがって、本実施形態のホイール１では、車両の走行時に空洞共鳴の周波数が変化して、空洞共鳴の周波数がサスペンション構成部材の固有振動数と近くなった場合でも、空洞共鳴の周波数を逐次変化させることが可能となる。このため、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との共振を常に回避することが可能となり、サスペンション構成部材の有する防振効果が常に有効に発揮されることとなるため、車室内に発生するロードノイズの低減効果が向上する。
【００４５】
また、本実施形態のホイール１では、例えば、ホイール１を交換せずにタイヤのみを交換した場合など、空洞共鳴の周波数がサスペンション構成部材の固有振動数と近くなった場合であっても、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との共振を回避することが可能となる。
さらに、本実施形態のホイール１では、車両に備えられたそれぞれのタイヤ毎に、空洞共鳴の周波数を所望の高さに変化させることが可能となるため、それぞれのタイヤとサスペンション毎に、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との差を所望の値とすることが可能となり、車室内で発生するロードノイズを更に低減させることが可能となる。
【００４６】
また、本実施形態のホイール１では、加速度検出手段５８が、弾性膜４８の第一中空部５４側の面上に備えられているため、弾性膜４８の変位に応じて、第一中空部５４内で生じる加速度を検出することが可能であるため、空洞共鳴の周波数を確実に検出することが可能となる。
その他の作用・効果は、上述した第一実施形態と同様である。
【００４７】
なお、本実施形態のホイール１では、空気圧変化手段６６により、第二中空部５６内へ気体を供給または第二中空部５６内から気体を排出することによって、第二中空部５６内の空気圧を変化させたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、第二中空部５６内に、第二中空部５６内の温度を変化可能な変温手段を備え、この変温手段により第二中空部５６内の温度を変化させることによって、第二中空部５６内の空気圧を変化させてもよい。
【００４８】
また、本実施形態のホイール１では、空気圧制御手段６４を、車両に既存の設備から独立して備えられた構成としたが、例えば、車両に既存のタイヤ空気圧自動調節手段に備えられている空気圧制御手段を、空気圧制御手段６４として用いてもよい。この場合、既存の設備を空気圧制御手段６４として用いることとなるため、ホイール１の製作コストを低減可能となるとともに、車両への適用が容易となる。
さらに、本実施形態のホイール１では、加速度検出手段５８を、弾性膜４８の第一中空部５４側の面上に備えたが、これに限定されるものではなく、第一中空部５４内で生じる加速度を検出することが可能であれば、加速度検出手段５８を備える位置は限定されない。
【実施例】
【００４９】
図１０に、従来例及び本発明例のホイールを備えた車両が、亀甲ひび割れ路を４０ｋｍ／ｈで走行した際に、車室内で発生する騒音を測定した結果を示す。従来例のホイールは、リム部底面の最小周長を９８６ｍｍとし、空洞共鳴の周波数を約２０５Ｈｚとした。本発明例のホイールは、リム部の底面に小径底面を形成することにより、リム部底面の最小周長を１５１６ｍｍとすることにより、空洞共鳴の周波数を約３１５Ｈｚとした。なお、図中の縦軸は車室内に発生する騒音（ｄＢ）を示し、図中の横軸は空洞共鳴の周波数（Ｈｚ）を示している。
【００５０】
図１０中に示されているように、従来例のホイールを備えた車両では、空洞共鳴の周波数が約２０５Ｈｚであるため、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数が共振してしまい、特に２００Ｈｚ付近において、車室内に発生するロードノイズが増加している。
しかしながら、本発明のホイールを備えた車両では、空洞共鳴の周波数が約３１５Ｈｚであるために、空洞共鳴の周波数とサスペンション構成部材の固有振動数との共振が回避され、特に２００Ｈｚ付近において、車室内に発生するロードノイズが約７ｄＢ低下している。
【００５１】
また、図１１に、従来例及び本発明例のホイールを備えた車両が、亀甲ひび割れ路を４０ｋｍ／ｈで走行した際に、車室内へ入力される振動を測定した結果を示す。
図１１中に示されているように、本発明のホイールを備えた車両は、従来例のホイールを備えた車両と比較して、特に２００Ｈｚ付近において、車室内へ入力される振動が低減されている。
【００５２】
以上の測定結果から、本発明例の空洞共鳴可変ホイールは、車室内に発生するロードノイズ及び車室内へ入力される振動の低減効果が高いことが確認された。
また、従来技術で説明したような、リム部の底面にシート体を配置して空洞共鳴音を吸音する構成では、２００Ｈｚ付近の吸音率は約２５％であるが、リム部の組立て性から、リム部の底面の全周に亘ってシート体を配置することは困難である。したがって、シート体を配置した構造のホイールでは、車室内に発生するロードノイズの低下分は約１〜１．５ｄＢ程度であり、本発明例のホイールが有する車室内に発生するロードノイズの低減効果が高いことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第一実施形態の空洞共鳴可変ホイールを示す図である。
【図２】空洞共鳴可変ホイールの成型金型を示す図である。
【図３】振動伝達率とタイヤ接地点に入力される入力振動との関係を示す図である。
【図４】本発明の第一実施形態の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第二実施形態の空洞共鳴可変ホイールを示す図である。
【図６】本発明の第二実施形態の空洞共鳴可変ホイールを示す図である。
【図７】本発明の第二実施形態の仕切板を示す図である。
【図８】本発明の第二実施形態の空洞共鳴可変ホイールを示す図である。
【図９】本発明の第三実施形態の空洞共鳴可変ホイールを示す図である。
【図１０】本発明及び従来例の空洞共鳴可変ホイールを備えた車両の走行時に、車室内に発生する騒音の測定結果を示す図である。
【図１１】本発明及び従来例の空洞共鳴可変ホイールを備えた車両の走行時に、車体に入力される振動の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    ホイール
２    タイヤ
４    ビード部
６    リム部
８    リム部底面
１０  車軸
１２  ディスク部
１４  ビードワイヤ
１６  大径底面
１８  小径底面
２０  中間壁面
２２  ハブ
２４  ブレーキキャリパ
２６  成型金型
２８  外側面成型金型
３０  内側面成型金型
３２  側面アーム部
３４  底面部成型金型片
３６  底面アーム部
３８  タイヤ内腔
４０  凹状溝
４２  仕切板
４４  保持部
４６  閉塞部材
４８  弾性膜
５０  空洞共鳴検出手段
５２  空気圧制御手段
５４  第一中空部
５６  第二中空部
５８  加速度検出手段
６０  周波数分析手段
６２  発生周波数検出手段
６４  変化量演算手段
６６  空気圧変化手段
６８  通気管
Ｓ１  加速度信号
Ｓ２  加速度レベル信号
Ｓ３  周波数信号
Ｓ４  変化量信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006327331.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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