(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車の実走行時においてタイヤ全体としての重心位置をタイヤ回転軸に自動的に一致させることができように、揺動型のバランサーを搭載したタイヤホイールを提供する。【解決手段】ディスク部16の３箇所にそれぞれウェイト20とこれを揺動自在に収納するウェイト収納室30が配される。ウェイト20の形状は、円柱形状かつ両底面が半球状であり、３個とも同質量，同形状である。ウェイト収納室30の室内形状は、ウェイト20の形状に呼応する。３箇所のウェイト収納室30は、その円筒中心軸の中点をすべて含み、タイヤ回転軸と直交する平面において、前記タイヤ回転軸を中心とし、前記円筒中心軸の中点をすべて通過する仮想円を描いた場合に、前記円筒中心軸が、それぞれの中点で前記仮想円の接線となるようにウェイト収納室30が配され、かつそれぞれのウェイト収納室30が１/３回転対称性を有するように配される。【選択図】図２
2015227702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを装着しうるリム部と、そのタイヤ回転軸が自動車本体の車軸の中心と一致するように連結しうる内周壁を含むディスク部とから少なくとも構成される自動車用タイヤホイールにおいて、
前記ディスク部のｎ箇所（ｎは３以上の奇数）にそれぞれ、ウェイトと該ウェイトを揺動自在に収納するウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイトは同質量，同形状であり、
前記ウェイトの形状は、円柱形状かつ両底面の少なくとも円周側が円柱中心軸方向に向かって凸に延びる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記それぞれのウェイト収納室の空間形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室の空間形状は、円筒形状かつ両底面の少なくとも円周側が円筒中心軸方向に向かって凸に広がる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室空間の底面形状が、前記ウェイトの底面形状の相似拡大形状であり、
前記ｎ箇所のウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点をすべて含み、前記タイヤ回転軸と直交する平面において、前記タイヤ回転軸を中心とし、前記円筒中心軸の中点をすべて通過する仮想円を描いた場合に、前記円筒中心軸がそれぞれの中点で前記仮想円の接線となるように前記ウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイト収納室が１/ｎ回転対称性を有するように配された
タイヤホイール。
【請求項２】
前記ウェイトを構成する材質の比重が、前記ディスク部全体を構成する材質の比重よりも大きい、請求項１記載のタイヤホイール。
【請求項３】
前記タイヤ回転軸から前記ウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点までの、前記タイヤ回転軸との直交平面投射距離が、リム半径の５０〜９９％である、請求項１または２記載のタイヤホイール。
【請求項４】
タイヤを装着しうるリム部と、そのタイヤ回転軸が自動車本体の車軸の中心と一致するように連結しうる内周壁を含むディスク部とから少なくとも構成される自動車用タイヤホイールに取付可能なタイヤホイール用カバーであって、
前記タイヤホイール用カバーは、前記タイヤホイールのディスク部をカバーするカバー面のｎ箇所（ｎは３以上の奇数）にそれぞれウェイトと該ウェイトを揺動自在に収納するウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイトは同質量，同形状であり、
前記ウェイトの形状は、円柱形状かつ両底面の少なくとも円周側が円柱中心軸方向に向かって凸に延びる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記それぞれのウェイト収納室の空間形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室の空間形状は、円筒形状かつ両底面の少なくとも円周側が円筒中心軸方向に向かって凸に広がる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室空間の底面形状が、前記ウェイトの底面形状の相似拡大形状であり、
前記ｎ箇所のウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点をすべて含み、前記タイヤ回転軸と直交する平面において、前記タイヤ回転軸を中心とし、前記円筒中心軸の中点をすべて通過する仮想円を描いた場合に、前記円筒中心軸がそれぞれの中点で前記仮想円の接線となるように前記ウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイト収納室が１/ｎ回転対称性を有するように配された
タイヤホイール用カバー。
【請求項５】
前記ウェイトを構成する材質の比重が、前記タイヤホイール用カバー全体を構成する材質の比重よりも大きい、請求項４記載のタイヤホイール用カバー。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかの項に記載のタイヤホイール、または請求項４もしくは５に記載のタイヤホイール用カバーを装着したタイヤホイールを用いた自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のタイヤホイールに関し、さらに詳しくはこれを搭載した自動車の燃費性能を改善することのできる、揺動しうるウェイトバランサーを搭載したタイヤホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のタイヤホイールは、タイヤを自動車本体に連結させるための車輪であって、ディスクホイールとも呼ばれている。タイヤホイールはその内周側（センターボア）で自動車本体の車軸（アクスル：Axle）と連結されるとともに、タイヤはタイヤホイールの外周側に装着される。これによって、タイヤ回転軸が自動車本体の車軸中心軸に一致して、かつタイヤとタイヤホイールが一体となるので、自動車の車軸が回転すれば、最外部タイヤの接地面も地面の上を回転し、自動車が走行できるようになる。タイヤホイールはタイヤが装着される外周側のリム部と、該リム部以外の部位（センターボアを構成する内周壁を含む）であるディスク部とから構成される。
【０００３】
タイヤホイールに求められる基本的な性能は、所定以上の耐衝撃性と耐疲労性を保証する強度と、走行時にタイヤの回転が不規則にならないようにするための、タイヤ回転軸を中心とした均等な重量分布を保証する精度である。その他に、見た目の美しさからからデザイン性も求められる。さらに近年のエコロジー重視の風潮なども相俟って、タイヤホイールにもこれを搭載した自動車の燃費改善性能が求められるようになってきた。
【０００４】
タイヤホイールによる燃費改善性は、一般的に軽量化によって行われている。いわゆるバネ下重量を軽くすることは、自動車全体の燃費改善に対して大きな効果があるとされている。このためタイヤホイールの素材としては、従来スチールやＳＵＳ合金を用いることがほとんどであったが、近年では軽量でかつ必要な強度も持ち合わせるアルミニウム合金が用いられることが多くなっている。
【０００５】
またタイヤホイールは一見、タイヤ回転軸を中心に１/ｎ回転対称性（ｎは２以上の整数，一般的には３以上の奇数）を有するように見える。したがってタイヤホイールの重心位置がタイヤ回転軸に一致しているようにも思える。しかし実際は、成形された直後のタイヤホイールは多くの場合、タイヤ回転軸を中心とした重量分布が均等ではなく、１/ｎ回転対称性を欠く。そのような状態ではタイヤホイールの重心位置はタイヤ回転軸と一致しない。タイヤホイールの重心位置がタイヤ回転軸に一致せずに偏心していると、タイヤ回転において余分なトルクが必要になることから、自動車としての走行燃費性能が劣ってしまう。加えてタイヤの回転もいびつになることから、乗り心地性能も劣ってしまう。
【０００６】
そこで、成形されたタイヤホイールは、その重心位置を確認するために、通常バランシングマシーンにかけられ、そのタイヤホイールの重心位置について、タイヤ回転軸からの偏心度合いが測定される。そして得られた測定結果に基づき、タイヤホイールの重心位置をタイヤ回転軸に一致させるように、タイヤホイールのディスク部やタイヤのサイドウォールの目立たない位置にウェイトバランサーを通常一箇所固着させたり（例えば、特許文献１）、ディスク部の一部を取り除いたりして（例えば、特許文献２）。成形の後から偏心を補償するのが一般的である。固着されるウェイトバランサーの重量は、タイヤホイールの偏心度合いによって左右されるが、普通自動車の場合、２０〜６０ｇ程度であることが多い。
【０００７】
固着させるウェイトバランサーによる重心調整が、通常ディスク部の一箇所で行われるのは、バランシングマシーンによる測定結果に基づき、ウェイトバランサーの重量を適宜調整すれば、一箇所だけで重心調整を行うことが十分できるからである。固着させるウェイトバランサーを複数に増やして、重心調整をディスク部の複数箇所で行っても、タイヤホイールの重量が重くなるだけで、近年のタイヤホイール軽量化の傾向において積極的な意味がないと考えられている。
【０００８】
しかしながら、固着型のウェイトバランサーによる均等重量の補償は、あくまでバランシングマシーンの測定結果に基づき算出されているものである。実際の自動車走行においては、タイヤホイールのリム部にタイヤが取付けられ、かつアスクルでタイヤ車軸と連結されて使用されるものである。この使用状態においては、自動車の自重により、タイヤ部分の上部に比べてタイヤ部分の下部が押し潰されたいびつな楕円形になっている。具体的には、自動車の全体重量やタイヤの空気圧によって左右されるが、リム径を除いたタイヤ外径において、接地しているタイヤ下部の断面高さは、ダイヤ上部の断面高さに較べて、静止状態においても８０〜９０％にまで押し潰されている。
【０００９】
加えて自動車走行中はタイヤと接地している道路との摩擦力によって接地箇所では進行方向逆向きに引き延ばされる力が働いた状態で回転している。そしてこの形状は、自動車の速度や路面状態の変化などにより、自動車運転中、刻々と変形している。
【００１０】
このような実運転時における楕円形状でのタイヤ回転において、一箇所に固着されたウェイトバランサーで、タイヤ全体としての重心位置を完全にタイヤ回転軸に一致させようとしても無理があり、むしろ固着されたウェイトバランサーによって新たな偏心を引き起こしている場合さえありうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−３１４４５３号公報
【特許文献２】特開２００３−９４９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記現状を鑑み、本発明では、バランシングマシーン測定時ではなく、自動車の実走行時において、タイヤ全体としての重心位置をタイヤ回転軸に自動的に一致させることができるバランサー付きのタイヤホイールを提供し、また従来のタイヤホイールに本発明の効果を後付けできるようなタイヤホイールカバーを提供し、さらには本発明のタイヤホイールを用いた自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明では、タイヤホイールに所定の構造を持つウェイト揺動型のバランサーを搭載したことを最も主要な特徴とする。
【００１４】
具体的には、
タイヤを装着しうるリム部と、そのタイヤ回転軸が自動車本体の車軸の中心と一致するように連結しうる内周壁を含むディスク部とから少なくとも構成される自動車用タイヤホイールにおいて、本発明では
前記ディスク部のｎ箇所（ｎは３以上の奇数）にそれぞれ、ウェイトと該ウェイトを揺動自在に収納するウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイトは同質量，同形状であり、
前記ウェイトの形状は、円柱形状かつ両底面の少なくとも円周側が円柱中心軸方向に向かって凸に延びる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記それぞれのウェイト収納室の空間形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室の空間形状は、円筒形状かつ両底面の少なくとも円周側が円筒中心軸方向に向かって凸に広がる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室空間の底面形状が、前記ウェイトの底面形状の相似拡大形状であり、
前記ｎ箇所のウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点をすべて含み、前記タイヤ回転軸と直交する平面において、前記タイヤ回転軸を中心とし、前記円筒中心軸の中点をすべて通過する仮想円を描いた場合に、前記円筒中心軸がそれぞれの中点で前記仮想円の接線となるように前記ウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイト収納室が１/ｎ回転対称性を有するように配されていることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のウェイト揺動型のバランサーを搭載したタイヤホイールによれば、これにタイヤを装着し、自動車本体に連結させて実運転を行った時に、自動的にタイヤ全体の重心をタイヤ回転軸に一致させるように調整する。このため当該バランサーを搭載していないタイヤホイールと比べた時に、タイヤ全体の重量は、本発明のバランサー構造搭載分だけ重くなっているにもかかわらず、偏心による無用なトルク消費が減少することにより燃費性能が大きく改善するという効果がある。
【００１６】
上記の効果は、ウェイトの搭載による重量増加に基づく、慣性力の増大による効果ではない。慣性力の増大による効果であれば、その反面作用として発車時に必要なトルクが増大し、またコーナーリング時の反応も鈍くなるはずである。しかしながら本発明のタイヤホイールを用いた自動車による走行では、発車時も滑るように発車し、コーナーリングの反応も良好である。
【００１７】
さらに本発明のタイヤホイールでは、重心がタイヤ回転軸と一致するように自動的に調整されるので、従来行っていたタイヤホイール成形後におけるバランシングマシーンによる偏心測定や、その後のバランスウェイトの固着作業はもちろん不要である。
【００１８】
さらに本発明のタイヤホイールを用いた自動車では、高いクッション効果も発揮されるので、乗り心地性能も大きく改善される。例えば高速道路における道路の接目の上を走行しても、その衝撃が緩和され、運転者は接目による振動をほとんど感じないままで運転することができる。
【００１９】
さらに本発明のタイヤホイールを用いた自動車では、路面状態によらず自動で重心補正をするので、タイヤとして夏冬兼用タイヤを選択した場合に、夏用タイヤ、冬用タイヤと別に専用タイヤに分けた場合の性能と遜色ない乗り心地や安全性を提供できる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のタイヤホイールの外観を示した斜視図である。
【図２】本発明のタイヤホイールについて、揺動型のバランサー取付例を示した説明斜視図である。
【図３】本発明のタイヤホイールの外観を示した平面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】揺動型のバランサーの収納室部品を示す要部平面図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図６においてウェイトと螺子の図示を省略した図である。
【図８】ウェイト収納室に収納されるウェイトを示す要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は図面で示された様態のみに限定されるものではない。図１は本発明のタイヤホイールの外観を示した斜視図である。図２は、本発明のタイヤホイールについて、揺動型のバランサー取付例を示した説明斜視図である。図３は本発明のタイヤホイールの外観を示した平面図である。図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００２２】
（タイヤホイール）
本発明の揺動型バランサーを搭載しうるタイヤホイール１０は、図１に示したようにタイヤを装着しうるリム部１４と、そのタイヤ回転軸１２が自動車本体の車軸の中心と一致するように連結しうる内周壁１５を含むディスク部１６とから少なくとも構成される、一般的な自動車用タイヤホイールである。本発明にいう自動車には、軽自動車を含む普通乗用車のみならず、レーシングカーや大型のタイヤホイールを使用するバス、トラックなども対象になりうる。大型のタイヤホイールに本発明のタイヤホイール１０を適用する場合、タイヤホイールの大きさに合わせて、搭載する揺動型バランサーの大きさを相対的に大きくすれば足りる。レーシングカーにおいて本発明のタイヤホイール１０を用いれば、本発明のタイヤホイール１０が奏する偏心の自動補正機能によって無用なトルクの軽減、走行安定性の効果からラップタイム短縮の効果が大いに期待できる。
【００２３】
タイヤホイール１０の材質も従来使用されているものを制限なく用いることができる。例えばスチール，ＳＵＳなどに加え、近年多くなってきた軽量のアルミニウム合金、さらにはレーシングカーに用いられるマグネシウム合金などであってもよい。
【００２４】
（揺動型バランサーの概要）
本発明のタイヤホイール１０では、図２，図３に示したようにディスク部１６のｎ箇所（ｎは３以上の奇数）にそれぞれ、ウェイト２０と該ウェイト２０を揺動自在に収納するウェイト収納室３０が配された揺動型バランサーを搭載する。ディスク部１６におけるその他の箇所の様態は特段の制限はない。例えばタイヤホイール１０の放熱性を高めるため、揺動型バランサーの搭載箇所以外が空洞であっても良い。
【００２５】
（ウェイト）
本発明に用いるウェイト２０の個数は、３，５，７…といった３以上の奇数個である。好ましくは３個である。ウェイト２０の個数を５個以上に増やしても本発明の揺動型バランサー搭載のタイヤホイール１０として奏する偏心の自動補正機能にそれほど大幅な改善効果の向上がない一方、個数が多くなる分コスト高になるからである。そしてそれぞれのウェイト２０は同質量，同形状である。
【００２６】
図８は、ウェイト収納室３０に収納されるウェイトを示す要部斜視図である。図８に示したとおり、ウェイト２０の基本的形状は円柱形状であるが、その両底面２２は、少なくとも円周側が、円柱中心軸２６方向に向かって凸に延びる曲面状であるので、完全な円柱形状ではない。少なくとも円周側が円柱中心軸２６方向に向かって凸に延びる曲面状とは、典型的には底面２２が半球状に盛り上がっているような状態である。ただし本発明では、円周側だけが半球状に盛り上がっているだけ十分であるので、例えば、最末端側が半球をカットしたような平面円形状であってもよい。
【００２７】
ウェイト２０は、タイヤ回転時においてどのような偏心が生じても自動的に補正するために、その形状は回転対称性を多く含む構造になっている。具体的には、一のウェイト２０における両底面２２の形状は同形状である。さらにウェイト２０は、その円柱中心軸２６を中心に回転対称性を持つ。以上より、ウェイト２０は、円柱中心軸２６を含む任意の平面において、円柱中心軸２６の中点を通る、前記平面に対する垂直軸まわりに１／２（１８０°）回転対称性をもつ。
【００２８】
ウェイト２０の１個あたりの重量は、補正しなければならない偏心の度合い等によっても左右されるが、目安としては、従来固着型させていたウェイトバランサーの重量の２〜３倍が適当である。すなわち、固着型では仮に６０ｇのウェイトバランサーを必要とするタイヤホイール１０の場合、本発明で用いるウェイト２０の好ましい重量は、１２０〜１８０ｇである。
【００２９】
ウェイト２０の材質は、バランサーとしての揺動を受けても容易に破壊しない強度と剛性を持つ材料であれば特に制限なく用いることができる。典型的には合金などの金属が用いられる。なかでもウェイト２０に用いる材質の比重が、タイヤホイール１０のディスク部１６に使用されている材質の比重よりも大きなものであることが好ましい。例えばタイヤホイール１０のディスク部の材質が軽量のアルミニウム合金であり、ウェイト２０の材質が、前記アルミニウム合金よりも比重の大きいステンレス、といった組み合わせである。この条件を満たす組み合わせであれば、コンパクトな揺動型バランサー機構で、大きな偏心自動補正機能が発揮できるようになる。
【００３０】
（ウェイト収納室）
３個以上の奇数個のウェイト２０は、図２に示したように、それぞれディスク部１６に設けられたウェイト収納室３０に揺動可能な状態で収納される。したがって、ウェイト２０の個数とウェイト収納室３０の室数は同じになる。そしてそれぞれのウェイト収納室３０は同形状の空間である。
【００３１】
図５は揺動型のバランサーの収納室部品４０を示す要部平面図である。図６は図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。図７は図６においてウェイトと螺子の図示を省略した図である。ウェイト収納室３０の空間形状は、基本的形状が円筒形状であって、その両底面３２は、少なくとも円周側が円筒中心軸３４方向に向かって凸に広がる曲面状（ウェイト２０の「円周側が円柱中心軸２６方向に向かって凸に延びる曲面状」に相当）であるので、完全な円筒形状ではない。少なくとも円周側が円筒中心軸３４方向に向かって凸に延びる曲面状とは、典型的には底面３２が半球状に広がっているような状態である。ただし本発明では、円周側だけが半球状に広がっているだけ十分であるので、例えば、最末端側が、半球先端の空間を埋めたような平面円形状であってもよい。
【００３２】
ウェイト収納室３０の空間形状は、収納するウェイト２０の形状に呼応して、その形状は回転対称性を多く含む構造になっている。具体的には、一のウェイト収納室３０における両底面３２の空間形状は同形状である。さらにウェイト収納室３０は、その円筒中心軸３４を中心に回転対称性を持つ。以上より、ウェイト収納室３０は、円柱中心軸３４を含む任意の平面において、円筒中心軸３４の中点３６を通る、前記平面に対する垂直軸まわりに１／２（１８０°）回転対称性をもつ。
【００３３】
さらにウェイト収納室３０の底面３２の空間形状は、ウェイト２０の底面２２形状の相似拡大形状である。その具体例を挙げれば、ウェイト２０の底面２２の形状が半球状であれば、ウェイト収納室３０の底面３２の空間形状も半球状である。別の例では、ウェイト２０の底面２２の形状が、円周側では半球状で、最末端側において半球をカットしたようなウェイト２０の円柱半径の１／２の半径を持つ平面円の形状である場合には、ウェイト収納室３０の底面３２空間形状も、円周側では半球状で、半球の最末端側に半球を埋めたようなウェイト収納室の円筒半径の１／２の半径を持つ平面円の形状である。このようにウェイト収納室３０の底面３２をウェイト２０の底面２２に呼応する形状することによって、偏心の自動調整のために発生するウェイト２０の揺動をウェイト収納室３０が受け止めることができるようになる。
【００３４】
ウェイト収納室３０の底面３２の空間形状がウェイト２０の底面２２形状の相似『拡大』形状であるのは、ウェイト収納室３０内でウェイトが揺動できるスペースを確保するためである。スペース幅としては、０．０５〜３mm程度が好ましい。なお、作図の関係上、図６に示したウェイト２０とウェイト収納室３０の間のスペースは実際の大きさをデフォルメして図示している。またウェイト２０の円柱中心軸２６方向のスペース幅は、円筒直径方向のスペース幅よりも大きく取るのが好ましい。具体的には円柱中心軸２６方向のスペース幅が、円筒直径方向のスペース幅に対して５〜１５倍であることが好ましい。ウェイト２０は、主に円柱中心軸２６方向の揺動によって偏心を自動補正するからであり、円筒直径方向では、前記円柱中心軸２６方向の揺動を阻害しすることない程度のスペース幅があれば十分だからである。
【００３５】
（ウェイト収納室の配置）
ディスク部１６におけるウェイト収納室３０の配置は図３の平面図に示したとおりあるが、文章で詳述すると次のとおりである。ウェイト収納室３０の空間形状は、その両底面３２が少なくとも円周側が円筒中心軸方向に向かって凸に延びる曲面状である円筒形状であるので、円筒中心軸３４を持つ。そこで、タイヤ回転軸１２と直交する平面のうち、ウェイト収納室３０（ｎ箇所）における円筒中心軸３４の中点３６をすべて含む平面を見出す。次に前記平面上で、タイヤ回転軸１２を中心として、円筒中心軸３４の中点３６をすべて通過する仮想円１８を描くとする。このときにそれぞれ円筒中心軸３４の中点３６において、円筒中心軸３４が前記仮想円１８の接線となる位置関係である。
【００３６】
さらにウェイト収納室３０は、タイヤ回転軸１２まわりに１/ｎ回転対称性（ｎは３以上の奇数）を有するように配される。ｎが偶数である条件を排除することで、実運転によってタイヤが回転しながら変形しても、その変形に自動的に対応し、即座に偏心の自動補正を行うことができるようになる。本明細書の図面で示した例ではｎ＝３である。
【００３７】
ディスク部１６における半径方向位置関係は、図４に示したように、タイヤ回転軸１２からウェイト収納室３０における円筒中心軸の中点までの、タイヤ回転軸１２との直交平面投射距離Ｌ２が、リム半径Ｌ１の５０〜９９％であることが好ましい。揺動型バランサーをあまりに内周壁１５側に搭載し、Ｌ２がＬ１の５０％未満になってしまうと、揺動型バランサーに与えられるタイヤ回転によって発生する慣性力が小さくなり、揺動型バランサーの効果が呪文発揮できないおそれがあり、好ましくない。一方、揺動型バランサーは一定の幅を持つため、Ｌ２がＬ１の９９％を超える位置に搭載することは物理的に難しい。
【００３８】
（揺動型バランサーの取付け）
本発明のタイヤホイール１０の特徴である揺動型バランサーの取り付け方法としては、ウェイト収納室３０への収納状態においてウェイト２０が揺動可能で、かつ自動車走行による振動状態おいても揺動型バランサーが外れるようなことがないように取付けられるのであれば、特段制限されるものではない。このような取り付け方法としては例えば図２に示した次のような方法が挙げられる。
【００３９】
まず、所定形状のウェイト２０と、ウェイト２０を収納できるウェイト収納室３０が形成された収納室部品４０を準備する。収納室部品４０は、例えば収納室の円筒中心軸３４を含む面で上下に分離する収納室底部部品４４と収納室天部部品４２とから構成される。収納室底部部品４４と収納室天部部品４２には窪みが存在する。収納室底部部品４４と収納室天部部品４２とは嵌合し、収納室底部部品４４の窪みと収納室天部部品４４の窪みが合わさることにより、その内部にウェイト収納室３０を形成する。ウェイト２０は、収納室底部部品４４の窪み部分に配される。この状態で収納室底部部品４４と収納室天部部品４２とを嵌合する。するとウェイト２０が収納されたウェイト収納室３０を具備する収納室部品４０が得られる。
【００４０】
嵌合は外れ防止のために焼き嵌めなどで行うことができる。焼き嵌めに際しては、焼き嵌めの嵌合において接触する両側面に、図６に示したように嵌合形状の抜け防止突起４５を設けることが好ましい。なお、作図の関係上、図６に示した抜け防止突起４５は実際の大きさをデフォルメして図示している。
【００４１】
さらなる抜け止めのために、収納室底部部品４４と収納室天部部品４２を、互いに螺子により螺合できる螺子孔を設けても良い。具体的には螺子を図示した図６と、螺子の図示を省略して螺子孔を示した図７とで示したように、収納室底部部品４４と収納室天部部品４２を嵌合した際に、収納室天部部品４２を貫通して納室底部部品まで延びる内側螺子孔４６を設け、内側螺子４７を使って螺合させると、抜け防止機能が強化された収納室部品４０を得ることができる。なお内側螺子４７としては、六角レンチを使った強い締め付けができる六角穴付き螺子が好ましい。
【００４２】
一方で、収納室部品４０のウェイト収納室３０の両側面側には、図２，図６及び図７で示したような、収納室部品４０とタイヤホイール１０本体のディスク部１６の取付け位置に嵌合した際に、収納室部品４０を貫通してタイヤホイール１０本体まで延びる外側螺子孔４８を設け、外側螺子４９を使って螺合させると、本発明の揺動可能なバランサー機構を搭載したタイヤホイール１０を得ることができる。なお外側螺子４９としては、内側螺子４７同様、六角レンチを使った強い締め付けができる六角穴付き螺子が好ましい。
【００４３】
上記取り付け方法は、タイヤホイール１０成形後に揺動可能なバランサー機構を付加する一つの方法であるが、タイヤホイール１０の一体成型時にウェイト２０を収納することができるのであれば、予め収納室を設けたタイヤホイール金型を用意し、この金型を使ってタイヤホイール１０を成形すると同時にウェイト２０をウェイト収納室３０に収納してもよい。
【００４４】
またタイヤホイール１０は、リム部分とディスク部分が一体成形される１ピーズ構造、リム部分とディスク部分を別に成形し、両者を溶接して一体化する２ピース構造、および表側リム部分，裏側リム部分，ディスク部分の３部品をピアスボルトで固定して組み立てる３ピース構造が一般的に存在する。このうち、２ピース構造や３ピース構造のタイヤホイールに本発明の特徴を付加する場合、ディスク部１６に本発明の揺動可能なバランサー機構を有するものとして、これを溶接やピアスボルト固定により一体化することもできる。
【００４５】
（タイヤホイール用カバー）
本発明のタイヤホイールは、揺動型バランサー機構を有し、タイヤホイールに取付可能なタイヤホイール用カバーを使えば、既存のタイヤホイールにも適用できる。すなわち、
タイヤを装着しうるリム部と、そのタイヤ回転軸が自動車本体の車軸の中心と一致するように連結しうる内周壁を含むディスク部とから少なくとも構成される自動車用タイヤホイールに取付可能なタイヤホイール用カバーであって、
前記タイヤホイール用カバーは、前記タイヤホイールのディスク部をカバーするカバー面のｎ箇所（ｎは３以上の奇数）にそれぞれウェイトと該ウェイトを揺動自在に収納するウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイトは同質量，同形状であり、
前記ウェイトの形状は、円柱形状かつ両底面の少なくとも円周側が円柱中心軸方向に向かって凸に延びる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記それぞれのウェイト収納室の空間形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室の空間形状は、円筒形状かつ両底面の少なくとも円周側が円筒中心軸方向に向かって凸に広がる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室空間の底面形状が、前記ウェイトの底面形状の相似拡大形状であり、
前記ｎ箇所のウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点をすべて含み、前記タイヤ回転軸と直交する平面において、前記タイヤ回転軸を中心とし、前記円筒中心軸の中点をすべて通過する仮想円を描いた場合に、前記円筒中心軸がそれぞれの中点で前記仮想円の接線となるように前記ウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイト収納室が１/ｎ回転対称性を有するように配された
タイヤホイール用カバーである。かかるタイヤホイール用カバーにおける揺動型バランサー機構の詳細は、本発明のタイヤホイールで説明した揺動型バランサー機構と同様である。
【００４６】
タイヤホイールは、一般的にその意匠性によって、ホイールの中央部からリム径に向かって放射状にスポークが伸びているスポークタイプ、網目状のメッシュタイプ、皿状のディッシュタイプなどに分類される。本発明のタイヤホイール用カバーは、装着可能であれば、燃費向上など技術上の観点からはどのような意匠性のタイヤホイールに装着しても本発明の効果を発揮できる。ただし本発明のタイヤホイール用カバー装着後のタイヤホイールとしての意匠を損ねないという観点からは、ディッシュタイプのものが好ましい。
【実施例】
【００４７】
１つのタイヤホイールに対し、タイヤ回転軸を中心に１/３回転対称位置に３つの揺動型バランサーを設けたタイヤホイールを製造した。用いたタイヤホイール全体の材質はジュラルミンＡ７０７５Ｂ（比重2.8g/cm3）である。収納室に収納されるウェイトは、円柱形状かつその底面が図８に示したような円柱中心軸方向に向かって凸に延びる半球状であり、素材はステンレス、ＳＵＳ３０４（比重7.93g/cm3）であり、１個あたりの重量は278.8ｇである。ウェイトの大きさは円柱中心軸方向の最大長さは80mmであり、円柱直径が25mmである。使用した３つのウェイトはすべて同質量、同形状である。
【００４８】
ディスク部に設けられたウェイト収納室の室内形状は、円筒形状かつ円筒中心軸方向に向かって凸に広がる半球状である。前記ウェイト収納室に前記ウェイトを収納した場合に、前記ウェイト収納室内に、円筒中心軸方向に0.5mm幅,円筒半径方向に0.05mm幅のスペースが生じる広さとした。
【００４９】
タイヤホイールのリム半径L１は208.2mmであり、タイヤ回転軸からウェイト収納室における円筒中心軸の中点までの、タイヤ回転軸との直交平面投射距離Ｌ２が125mmである。すなわち、タイヤホイールのディスク部において、リム半径に対するタイヤ回転軸からウェイト収納室における円筒中心軸の中点までの直交平面投射相対距離は60％である。
【００５０】
タイヤホイールへの揺動型バランサー機構の搭載は次のように行った。図２及び前記『揺動型バランサーの取付け』で説明したように、前記スペックの収納室を有する３個の収納室部品に、前記スペックのウェイトをそれぞれ収納したうえで、焼き嵌めと、内側及び外側螺子による螺合によって、前記収納室部品をそれぞれタイヤホイールに取付た。これを実施例のタイヤホイールとする。
【００５１】
実施例のタイヤホイールのリム部にラジアルタイヤを装着した。これを実施例のタイヤとする。比較として、トヨタ自動車（株）製「ＡＬＬＩＯＮ」（アリオン，登録商標）1800cc前輪駆動タイプに標準装備のスチール製タイヤホイールに、実施例と同じラジアルタイヤを装着した。なおこの標準装備のタイヤホイールには、前輪に５０ｇと３０ｇ、後輪には４０ｇと３０ｇの固定錘がそれぞれディスク部に固着されていた。これを比較例のタイヤとする。
【００５２】
(官能評価)
まず、比較例のタイヤを装着した前記乗用車「ＡＬＬＩＯＮ」（登録商標）に運転手含めて４名で乗車して２回走行テストを行った。次に、比較例のタイヤを実施例のタイヤに変更して、運転手含めて４名で乗車して前記比較例と同様に２回走行テストを行った。乗車した４人に実施例と走行時の乗り心地の相違を確認したところ、実施例タイヤを装着した場合には、比較例のタイヤを装着した場合に較べて、運転手は走行中ハンドルに受ける振動が少ないと感じ、また運転手を含む乗車した４人とも、走行状態では滑るように走っていると感じた。
【００５３】
（燃費評価）
以下の燃費評価では、公道で走行テストを行った。ただし実施例の自動車で公道を走行させても、自動車外観からは本発明の特徴である揺動型バランサーの構造は全く確認できないため、公然実施には当たらない。
【００５４】
（往路：比較例）
前記乗用車「ＡＬＬＩＯＮ」（登録商標）に比較例のタイヤを装着した。自動車トランクにタイヤ８本（うち、４本は実施例のタイヤ）を詰め込み、運転手一人で大阪枚方市から東京八王子市まで走行距離448kmを一般道路と高速道路を利用して走行した。当日の天候は晴れであった。一般道路での平均速度は40km/h.程度、高速道路での平均速度は80km/h.程度であった。途中休憩を３度取りながら、約９時間かけて走行した。走行直前にガソリンを満タンにしておき、目的地到着直後に給油することで、上記走行で使用したガソリン消費量を算出した。その結果ガソリン消費量は26.4Lであった。従って走行距離448kmをガソリン消費量26.4Lで除した、上記走行における平均燃費は17.0km/Lである。なお、ここでいう平均燃費は、自動車に搭載された走行メーターが自動的に算出して表示する平均燃費のことではない。以下実施例でも同じである。
【００５５】
（復路：実施例）
次の日、前日走行した道順と同じかつ逆方向の道筋で、昨日と同じ運転手一人で東京八王子市から大阪枚方市まで走行距離448kmを一般道路と高速道路を利用して走行した。発車前に、前日から装着していた比較例のタイヤ４本を取り外し、トランクに入れておいた実施例のタイヤ４本に装着しなおした。車体重量を前日と同じにするため、取り外したタイヤをトランクに詰め込んだ。当日の天候は、風が強く、途中降雪にも遭遇した。一般道路での平均速度は40km/h.程度、高速道路での平均速度は80km/h.程度であった。途中休憩を３度取りながら、約８時間かけて走破した。前日と同様の方法でガソリン消費量を算出したところ、19.4Lであった。従って走行距離448kmをガソリン消費量19.4Lで除した、上記走行における平均燃費は23.1km/Lである。
【符号の説明】
【００５６】
１０    タイヤホイール
１２    タイヤ回転軸
１４    リム部
１５    内周壁
１６    ディクス部
１８    タイヤ回転軸に直交する平面内でタイヤ回転軸を中心とする仮想円
２０    ウェイト
２２    ウェイト底面
２４    ウェイト円周
２６    円柱中心軸
３０    ウェイト収納室
３２    ウェイト収納室底面
３４    円筒中心軸
３６    円筒中心軸中点
４０    収納室部品
４２    収納室天部部品
４４    収納室底部部品
４５    抜け防止突起
４６    内側螺子孔
４７    内側螺子
４８    外側螺子孔
４９    外側螺子
Ｌ１    リム半径
Ｌ２    タイヤ回転軸から円筒中心軸中点までの、タイヤ回転軸との直交平面投射距離
【図１】
2015227702.tif 000003
【図２】
2015227702.tif 000004
【図３】
2015227702.tif 000005
【図４】
2015227702.tif 000006
【図５】
2015227702.tif 000007
【図６】
2015227702.tif 000008
【図７】
2015227702.tif 000009
【図８】
2015227702.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年2月13日(2015.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを装着しうるリム部と、そのタイヤ回転軸が自動車本体の車軸の中心と一致するように連結しうる内周壁を含むディスク部とから少なくとも構成される自動車用タイヤホイールにおいて、
前記ディスク部のｎ箇所（ｎは３以上の奇数）にそれぞれ、ウェイトと該ウェイトを揺動自在に収納するウェイト収納室が、前記ウェイト収納室内における前記ウェイトのスペース幅が０．０５〜３mmになるように配され、
前記それぞれのウェイトは同質量，同形状であり、
前記ウェイトの形状は、円柱形状かつ両底面の少なくとも円周側が円柱中心軸方向に向かって凸に延びる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記それぞれのウェイト収納室の空間形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室の空間形状は、円筒形状かつ両底面の少なくとも円周側が円筒中心軸方向に向かって凸に広がる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室空間の底面形状が、前記ウェイトの底面形状の相似拡大形状であり、
前記ｎ箇所のウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点をすべて含み、前記タイヤ回転軸と直交する平面において、前記タイヤ回転軸を中心とし、前記円筒中心軸の中点をすべて通過する仮想円を描いた場合に、前記円筒中心軸がそれぞれの中点で前記仮想円の接線となるように前記ウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイト収納室が１/ｎ回転対称性を有するように配された
タイヤホイール。
【請求項２】
前記ウェイトを構成する材質の比重が、前記ディスク部全体を構成する材質の比重よりも大きい、請求項１記載のタイヤホイール。
【請求項３】
前記タイヤ回転軸から前記ウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点までの、前記タイヤ回転軸との直交平面投射距離が、リム半径の５０〜９９％である、請求項１または２記載のタイヤホイール。
【請求項４】
タイヤを装着しうるリム部と、そのタイヤ回転軸が自動車本体の車軸の中心と一致するように連結しうる内周壁を含むディスク部とから少なくとも構成される自動車用タイヤホイールに取付可能なタイヤホイール用カバーであって、
前記タイヤホイール用カバーは、前記タイヤホイールのディスク部をカバーするカバー面のｎ箇所（ｎは３以上の奇数）にそれぞれウェイトと該ウェイトを揺動自在に収納するウェイト収納室が、前記ウェイト収納室内における前記ウェイトのスペース幅が０．０５〜３mmになるように配され、
前記それぞれのウェイトは同質量，同形状であり、
前記ウェイトの形状は、円柱形状かつ両底面の少なくとも円周側が円柱中心軸方向に向かって凸に延びる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記それぞれのウェイト収納室の空間形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室の空間形状は、円筒形状かつ両底面の少なくとも円周側が円筒中心軸方向に向かって凸に広がる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室空間の底面形状が、前記ウェイトの底面形状の相似拡大形状であり、
前記ｎ箇所のウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点をすべて含み、前記タイヤ回転軸と直交する平面において、前記タイヤ回転軸を中心とし、前記円筒中心軸の中点をすべて通過する仮想円を描いた場合に、前記円筒中心軸がそれぞれの中点で前記仮想円の接線となるように前記ウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイト収納室が１/ｎ回転対称性を有するように配された
タイヤホイール用カバー。
【請求項５】
前記ウェイトを構成する材質の比重が、前記タイヤホイール用カバー全体を構成する材質の比重よりも大きい、請求項４記載のタイヤホイール用カバー。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかの項に記載のタイヤホイール、または請求項４もしくは５に記載のタイヤホイール用カバーを装着したタイヤホイールを用いた自動車。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
具体的には、
タイヤを装着しうるリム部と、そのタイヤ回転軸が自動車本体の車軸の中心と一致するように連結しうる内周壁を含むディスク部とから少なくとも構成される自動車用タイヤホイールにおいて、本発明では
前記ディスク部のｎ箇所（ｎは３以上の奇数）にそれぞれ、ウェイトと該ウェイトを揺動自在に収納するウェイト収納室が、前記ウェイト収納室内における前記ウェイトのスペース幅が０．０５〜３mmになるように配され、
前記それぞれのウェイトは同質量，同形状であり、
前記ウェイトの形状は、円柱形状かつ両底面の少なくとも円周側が円柱中心軸方向に向かって凸に延びる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記それぞれのウェイト収納室の空間形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室の空間形状は、円筒形状かつ両底面の少なくとも円周側が円筒中心軸方向に向かって凸に広がる曲面状であり、かつ前記両底面の形状が同形状であり、
前記ウェイト収納室空間の底面形状が、前記ウェイトの底面形状の相似拡大形状であり、
前記ｎ箇所のウェイト収納室における前記円筒中心軸の中点をすべて含み、前記タイヤ回転軸と直交する平面において、前記タイヤ回転軸を中心とし、前記円筒中心軸の中点をすべて通過する仮想円を描いた場合に、前記円筒中心軸がそれぞれの中点で前記仮想円の接線となるように前記ウェイト収納室が配され、
前記それぞれのウェイト収納室が１/ｎ回転対称性を有するように配されていることを最も主要な特徴とする。