(57)【要約】車軸ハブに固着されるディスク１と、タイヤを支承するリム２とを備える。リム２の内周面に環状に固設された一対のガイド５ａ，５ｂと、ディスク１の外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部４とを有する。突出部４に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、リム２の内周面との間に間隙をもって、ゴム弾性体３が環状に固着され、かつ、軸方向両側に延在するゴム弾性体３の両端部が、夫々一対のガイド５ａ，５ｂのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールである。ゴム弾性体３のホイール半径方向内方面上に、被覆材層６が環状に設けられている。この弾性ホイールは、防振体として用いるゴムの耐環境性、耐外傷性および耐薬品性を向上することにより、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性および安全性を損なうことなく、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができる。
2003029027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、前記リムの内周面との間に間隙をもって、ゴム弾性体が環状に固着され、かつ、軸方向両側に延在する該ゴム弾性体の両端部が、夫々前記一対のガイドのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールであって、
前記ゴム弾性体のホイール半径方向内方面上に、被覆材層が環状に設けられていることを特徴とする弾性ホイール。
【請求項２】
前記ゴム弾性体が、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装されている請求項１記載の弾性ホイール。
【請求項３】
前記被覆材層がポリオレフィンからなる請求項１記載の弾性ホイール。
【請求項４】
前記ゴム弾性体がＩＳＡＦ系カーボンブラックを含有する請求項１記載の弾性ホイール。
【請求項５】
車両荷重時におけるゴム弾性体の剪断歪み量が１５％以下である請求項１記載の弾性ホイール。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、車両の車輪に用いられる弾性ホイールに関し、詳しくは乗り心地性能、防振性能および防音性能に優れ、しかも耐久性にも優れた弾性ホイールに関する。
背景技術
弾性ホイールは、一般に車軸ハブに固着されるディスクとタイヤを支承するリムとを備えており、かかるディスクとリムとの間に防振体を設け、防振性能や乗り心地性能を高めた弾性ホイールはこれまで種々提案されている。例えば、実開昭５９−１８８７０１号公報には、防振体としてバネを用いて乗り心地の向上を図ったタイヤ用ホイールが提案されている。
また、防振体としてゴムを使用し、これをリムとディスクとの間に配置したものも知られており、例えば、実開昭５７−７３２０３号公報に、リムがゴム様弾性体を介してディスクに連結される構成の弾性ホイールが提案されている。さらに、特開平５−３３８４０１号公報には、リムと弾性ホイールとの間に隙間を形成し、そこに防振ゴムを介装させた弾性ホイールが開示されている。さらにまた、ＷＯ９８／３３６６６号公報には、リムと同一プロファイルを有する内側リムとリムとの間にゴムの環状ストリップを配置したホイール・バリア組立体が開示されている。
しかしながら、防振体としてゴムを使用し、これをリムとディスクとの間に一様に配置した従来の弾性ホイールにおいては、リムの内周面とディスクの外周面との間に夫々に加硫接着されたゴム弾性体が配設されているため、このゴム弾性体によりリムからディスクに伝わる軸方向、径方向および回転方向の各振動を的確に抑制することができるものの、大荷重時のゴム弾性体の変位を抑制することはできないという問題があった。すなわち、ゴムの断面が一様であり、小入力時から大入力時までのそれぞれにおいて適切な振動防止特性を得ることが困難であった。この点について、防振体としてばねを用いても同様の問題があった。
また、防振体としてゴムを使用した弾性ホイールにおいては、実使用時に大気中のオゾンや跳ね上げた石などの環境的、物理的要因により表面にクラックを生ずる場合があり、このようなクラックはゴムの早期破壊の原因ともなっていた。さらに、防振体としてのゴムには使用に伴い繰り返し負荷がかかるため、長期使用時における疲労耐久性の点でもより一層の向上が求められていた。
そこで本発明の目的は、防振体として用いるゴムの耐環境性、耐外傷性および耐薬品性を向上することにより、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性および安全性を損なうことなく、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図った弾性ホイールを提供することにある。
発明の開示
本発明者らは、ゴム弾性体による振動抑制効果を最大限に利用しつつ上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の構成とすることにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明の弾性ホイールは、車軸ハブに固着されるディスクと、タイヤを支承するリムとを備え、前記リムの内周面に環状に固設された一対のガイドと、前記ディスクの外周面にホイール半径方向外方に環状に突出する突出部とを有し、該突出部に、少なくともホイール軸方向両側に延在して、前記リムの内周面との間に間隙をもって、ゴム弾性体が環状に固着され、かつ、軸方向両側に延在する該ゴム弾性体の両端部が、夫々前記一対のガイドのホイール軸方向に対向する両側面に固着された弾性ホイールであって、
前記ゴム弾性体のホイール半径方向内方面上に、被覆材層が環状に設けられていることを特徴とするものである。これにより、リムとディスクとの間に介装されたゴム弾性体の剪断変形で振動を吸収し、特に小入力に対して乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができるとともに、ゴムの弾性ホイール外部に露出した部分を被覆材で適切に保護することで、ゴムの耐環境性、耐外傷性および耐薬品性を良好に向上して、部材としての耐久性、ひいては弾性ホイール自体の耐久性を確実に高めることができる。また、防音性能については、１００Ｈｚ以上の高周波領域の防音に極めて効果的である。
また、本発明の弾性ホイールにおいて、前記ゴム弾性体が、前記一対のガイド間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装されていることが好ましい。これにより、前記作用効果に加えて、大入力時の大変形を良好に防止することができる。
更に、前記被覆材層は、好ましくはポリオレフィンである。これにより、被覆材層によるゴムの保護効果をより適切に得ることができる。
更にまた、前記ゴム弾性体は、好ましくはＩＳＡＦ系カーボンブラックを含有する。これにより、ゴムの添加剤を最適化して、ゴムの耐久性向上効果をより良好に得ることができる。
更にまた、本発明の弾性ホイールにおいては、車両荷重時におけるゴム弾性体の剪断歪み量を、好ましくは１５％以下とする。これにより、ゴムの剪断歪み量を低減して繰り返し疲労による影響を低く抑えることで、ゴムの耐久性をより向上することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について説明する。
第１図に示す本発明の一実施の形態に係る弾性ホイールは、車軸ハブ（図示せず）に固着されるディスク１と、タイヤを支承するリム２とを備えており、リム２の内周面とディスク１の外周面との間にゴム弾性体３が環状に介装されている。
図示する好適例においては、ディスク１の外周面が、ホイール半径方向外方に環状に突出する突出部４を一体的に形成している。この突出部４には、ホイール軸方向両側に延在するゴム弾性体３が、リム２の内周面との間に適宜間隙をもって、例えば、加硫接着等により、環状に固着されている。
一方、リム２の内周面には一対のガイド５ａ、５ｂが環状に固設されており、上記ゴム弾性体３の軸方向両端部がこの一対のガイド５ａ、５ｂのホイール軸方向に対向する両側面に夫々加硫接着等により固着されることにより、ゴム弾性体３を介してリム２とディスク１とが連結されている。尚、ガイド５ａ、５ｂはリム２の内周面に溶接、ネジ止め等の手段により固着しても、あるいはリムと一体成形により設けてもよい。
ゴム弾性体３は、少なくともホイール軸方向両側に延在すれば、その剪断歪みにより弾性ホイールとしての機能を発揮し得るが、図示するように、ゴム弾性体３を一対のガイド５ａ、５ｂ間のホイール軸方向の全幅にわたって一体的に介装させ、即ち、リム２の内周面とディスク１の突出部４との間にもゴム弾性体３を介在させることにより、大入力に対応させることが可能となる。即ちこの場合、ゴム弾性体３の、突出部４のホイール半径方向外方面に連続的に存在する部分が、大入力時において突出部４とリム２の内周面との衝突を回避するためのストッパとしての機能を発揮する。図示する例では、ゴム弾性体３の、リム２の内周面とディスク１の突出部４との間に位置する部分の形状を突出部４に対応させて突出させているが、一対のガイド５ａ、５ｂ間のホイール軸方向の全幅にわたって平坦に形成してもよく、いずれにしてもゴム弾性体３全体の形状等は特に制限されない。
このゴム弾性体３のホイール半径方向内方面上には、図示するように、被覆材層６が環状に設けられている。被覆材層６により、ゴム弾性体３の弾性ホイール外部に露出した表面を保護することで、ゴム弾性体３に対する、大気中のオゾンや跳ね上げた石などの環境的、物理的要因による影響を排除し、表面クラックの発生を防止することができる。また、適切な材質の選択により耐薬品性や電気抵抗性をも向上することができ、ゴム弾性体３自体の耐久性を高めて、結果として優れた耐久性を備えた弾性ホイールを実現することができる。
また、本発明においては、一対のガイド５ａ、５ｂのホイール軸方向に対向する両側面間距離に対する、突出部４のホイール軸方向幅の比率を小さく取って、ゴム弾性体３のボリュームを上げることにより、車両荷重時におけるゴム弾性体３の剪断歪み量を１５％以下、特には１０％以下に抑制することが好ましい。これにより繰り返し負荷がゴム弾性体３に及ぼす影響を低減して、ゴム弾性体３の疲労耐久性をより向上することができる。
被覆材層６は、ゴム弾性体３の露出表面を被覆していればよく、その形成領域や厚み等は、上記ゴム弾性体３の保護効果を適切に得ることができるものであれば特に制限はない。材料としては、上記したように耐環境性や耐薬品性等に優れ、良好な電気抵抗性を有する樹脂材料を適宜選択して用いることができ、好適には、例えば、ポリオレフィンが挙げられる。
ディスク１は、スポークやメッシュ等の支持体と組合わせたスポークホイールやメッシュホイール等であってもよい。また、ディスクの材質は、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタン、合成樹脂等、いずれの材質でもよいが、軽量化に主眼を置くときはアルミニウム、チタンまたは合成樹脂が好ましい。
また、突出部４は、図示する例には限られず、ディスク１の外周面にベースリムを設け、その半径方向外方に、少なくともホイール軸方向両側に延在するゴム弾性体を固着することのできる環状の部材を固着することにより設けてもよい。尚、本発明の弾性ホイールにおいては、リム２自体の構造については特に制限されず、例えば、リム組を容易にするために、図示するように、ドロップ部を設けておいてもよい。
本発明において使用し得るゴム弾性体３は、防振ゴムとして既知のものを用いることができ、天然ゴムや合成ゴム、例えば、ブタジエンゴム、スチレンブタジエン共重合体ゴム、ブチルゴム等のジエン系ゴムに適宜配合剤、例えば、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、カーボンブラック等を適宜配合することにより調製することができる。好適には、カーボンブラックとして、ＩＳＡＦ系カーボンブラックを含有させる。これにより、ＦＥＦ系等を用いた場合よりもゴム弾性体３の耐久性をより高めることができ、好ましい。ゴム弾性体３のＪＩＳ−Ａ硬度（Ｈｄ）は、振動吸収特性と耐久性の観点から、好ましくは３０〜８０°であり、弾性率は１×１０３〜１×１０５Ｎ／ｃｍ２である。
産業上の利用可能性
以上説明してきたように、本発明の弾性ホイールによれば、防振体として用いるゴムの耐環境性、耐外傷性および耐薬品性を高めて、小入力時から大入力時に至るまで、耐久性、安全性、さらには操縦安定性を損なうことなく、乗り心地性能、防振性能および防音性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施の形態に係る弾性ホイールの拡大部分断面図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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