(57)【要約】【課題】車両の共振を抑制することができるスペアタイヤ支持具を提供する。【解決手段】スペアタイヤ支持具３は、車両に設けられてスペアタイヤを支持する弾性体５を備えている。この弾性体５は、スペアタイヤの質量が同タイヤの種類によって異なる際、その質量の増大に応じてばね定数が増大する構造を有しており、スペアタイヤと合わせて車両の共振を抑制するダイナミックダンパとして機能する。そして、弾性体５の形状及び硬さ等は、スペアタイヤの質量の増大に基づき上記ダイナミックダンパとしての機能に必要なばね定数が増大する際、それに合わせて実際のばね定数が増大するよう設定されている。従って、スペアタイヤ支持具３によって支持されるスペアタイヤの質量が同タイヤの種類によって異なるとしても、そのスペアタイヤ支持具３をダイナミックダンパとして機能させて車両の共振を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられてスペアタイヤを支持する弾性体を備え、前記スペアタイヤの質量の増大に応じて前記弾性体のばね定数が増大する構造を有するスペアタイヤ支持具。
【請求項２】
前記弾性体は、前記スペアタイヤの質量を受ける方向に延びる縦壁と、その縦壁により空間をおいて上下に隔てられた上部及び下部と、を備える請求項１記載のスペアタイヤ支持具。
【請求項３】
前記縦壁は、前記スペアタイヤとして第１のタイヤを前記弾性体で支持したときの同タイヤの質量に対応したばね定数が得られる形状に形成されており、
前記上部及び前記下部は、前記スペアタイヤとして前記第１のタイヤよりも質量の大きい第２のタイヤを前記弾性体で支持したときの同タイヤの質量に対応したばね定数が得られる形状に形成されている請求項２記載のスペアタイヤ支持具。
【請求項４】
前記上部と前記下部との少なくとも一方を前記縦壁よりも厚く形成することにより、それら上部及び下部の形状が前記スペアタイヤとして前記第２のタイヤを前記弾性体で支持したときの同タイヤの質量に対応したばね定数が得られる形状とされる請求項３記載のスペアタイヤ支持具。
【請求項５】
前記上部を下向きの凸形状にするとともに前記下部を上向きの凸形状にすることにより、前記上部と前記下部との両方を前記縦壁よりも厚く形成する請求項４記載のスペアタイヤ支持具。
【請求項６】
前記弾性体は、支持するスペアタイヤの質量が第１のタイヤの質量と同第１のタイヤよりも質量の大きい第２のタイヤの質量との間の値を越えて大きくなるとき、同弾性体のばね定数が小さい状態から大きい状態へと切り替わる
請求項１記載のスペアタイヤ支持具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペアタイヤ支持具に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、タイヤのパンク時などに交換するためのスペアタイヤの搭載箇所が設けられている。そうした搭載箇所には多くの場合、常時装着用のタイヤよりも小型で軽量な非常用タイヤがスペアタイヤとして搭載されているが、パンクしたタイヤを交換した後、常時装着用のタイヤがスペアタイヤの搭載箇所に搭載されることになる。また、ユーザーによっては、常時装着用のタイヤをスペアタイヤとして搭載することもある。
【０００３】
なお、従来、搬送台車の車体フレームの支持構造として、特許文献１に記載の構造が知られている。同文献に記載の支持構造は、車輪と車体フレームとの間に設置されるサスペンションのばね及びダンパとして、台車に搭載された荷物の重量の増大に応じてばね定数が大きくなる非線形ばね、及び、同じく荷物の重量に応じて減衰係数が大きくなる変位依存ダンパをそれぞれ採用している。そして、それらの採用により、搭載した荷物の重量に応じてサスペンション特性を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１６６７４７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、路面から車体に伝達される振動の周波数が特定の周波数となると、固有振動による車体の共振が発生し、こもり音が発生するなど、車両の静粛性や快適性の低下を招く。そのため、現状において車両には、車体の共振を抑えるための数多くの対策が施されているが、より一層の静粛性や快適性の向上のため、更なる共振対策が求められている。
【０００６】
本発明の目的は、車両の共振を抑制することができるスペアタイヤ支持具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するスペアタイヤ支持具は、車両の共振を抑制するダイナミックダンパとして機能するよう、車両に設けられてスペアタイヤを支持する弾性体のばね定数を設定することが可能である。ただし、スペアタイヤの質量は同タイヤの種類によって異なる。そして、スペアタイヤ支持具をダイナミックダンパとして機能させるために必要な弾性体のばね定数は、スペアタイヤの質量の増大に合わせて大きくなる。上記スペアタイヤ支持具はスペアタイヤの質量の増大に応じて前記弾性体のばね定数が増大する構造を有するため、ダイナミックダンパとしての機能に必要な上記ばね定数の増大に合わせて、実際のばね定数がスペアタイヤの質量の増大に合わせて増大するよう設定することが可能である。このようにばね定数及びその増大を設定することにより、スペアタイヤ支持具により支持されるスペアタイヤの質量が同タイヤの種類によって異なるとしても、スペアタイヤ支持具をダイナミックダンパとして機能させて車両の共振を抑制することができる。
【０００８】
上記弾性体は、スペアタイヤの質量を受ける方向に延びる縦壁と、その縦壁により空間をおいて上下に隔てられた上部及び下部と、を備えるものとすることが考えられる。この場合、スペアタイヤの質量が小さいときには、弾性体のばね定数が縦壁によって定まる値になる。一方、スペアタイヤの質量の増大により、縦壁が上下方向に圧縮されて弾性体の上部と下部とが接触すると、弾性体のばね定数がそれら上部及び下部によって（詳しくは上部と下部との接触面積によって）定まる値になる。従って、弾性体の縦壁、上部、及び下部の形状設定を通じて、スペアタイヤの質量が増大する際にスペアタイヤ支持具をダイナミックダンパとして機能させるために必要な弾性体のばね定数の増大が実現されるよう、同ばね定数及びその増大を設定することができる。
【０００９】
上記縦壁は、スペアタイヤとして第１のタイヤを弾性体で支持したときの同タイヤの質量に対応したばね定数が得られる形状に形成されるものとすることが考えられる。また、上記上部及び上記下部は、スペアタイヤとして第１のタイヤよりも質量の大きい第２のタイヤを前記弾性体で支持したときの同タイヤの質量に対応したばね定数が得られる形状に形成されるものとすることが考えられる。
【００１０】
上記上部及び上記下部については、それらのうちの少なくとも一方を前記縦壁よりも厚く形成することにより、前記スペアタイヤとして第２のタイヤを前記弾性体で支持したときの同タイヤの質量に対応したばね定数が得られる形状となるようにすることが可能である。
【００１１】
上記上部については下向きの凸形状にし、上記下部については上向きの凸形状にすることにより、それら上部と前記下部との両方を縦壁よりも厚く形成することが考えられる。このように上部及び下部を形成することにより、弾性体を上下方向に大きくすることなく上部と下部との両方を縦壁よりも厚く形成することができる。
【００１２】
また、上記弾性体は、支持するスペアタイヤの質量が第１のタイヤの質量と同第１のタイヤよりも質量の大きい第２のタイヤの質量との間の値を越えて大きくなるとき、同弾性体のばね定数が小さい状態から大きい状態へと切り替わるように構成することが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スペアタイヤ支持具の使用状態を示す略図。
【図２】スペアタイヤ支持具の構造を示す断面図。
【図３】スペアタイヤ支持具の使用状態を示す略図。
【図４】スペアタイヤ支持具の構造を示す断面図。
【図５】（ａ）及び（b）は、スペアタイヤとして非常用タイヤを用いた場合と常時装着用タイヤを用いた場合とでの同タイヤ及び弾性体による１自由度の振動系を示す模式図。
【図６】スペアタイヤ支持具の使用状態の他の例を示す略図。
【図７】スペアタイヤ支持具の使用状態の他の例を示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、スペアタイヤ支持具の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、車両１にはスペアタイヤ２を同車両１上に支持するための複数のスペアタイヤ支持具３が設けられている。スペアタイヤ支持具３は、車両１のフロアパネル４上に設けられた弾性体５を備えている。この弾性体５には、寝かせた状態のスペアタイヤ２の側面（図中の下面）が載せられている。なお、このようにスペアタイヤ支持具３の弾性体５によってフロアパネル４上に支持されたスペアタイヤ２の中心部は、フロアパネル４に固定されたブラケット６に対し、クランプ７により取り外し可能な状態で取り付けられている。
【００１５】
このようにスペアタイヤ２をスペアタイヤ支持具３によって車両１のフロアパネル４上に支持する場合、弾性体５及びスペアタイヤ２が車両１の共振を抑制するダイナミックダンパとして機能するよう、スペアタイヤ２の質量に基づき弾性体５のばね定数を設定することが考えられる。ただし、スペアタイヤ２の質量は同タイヤ２の種類によって異なる。例えば、スペアタイヤ２として非常用タイヤ（テンパータイヤ）を用いるか、或いは常時装着用タイヤ（グランドタイヤ）を用いるかに応じて、同スペアタイヤ２の質量が異なる。また、スペアタイヤ２として常時装着用タイヤを用いる場合には、その常時装着用タイヤの車種による大きさの違い等によっても、同スペアタイヤ２の質量が異なる。
【００１６】
スペアタイヤ支持具３の弾性体５は、スペアタイヤ２の種類の違いに基づく同スペアタイヤ２の質量の増大に応じてばね定数が増大する構造を有している。そして、こうした構造を有する弾性体５の形状及び硬さ等は、スペアタイヤ２の質量の増大に基づき上記ダイナミックダンパとしての機能に必要なばね定数が増大する際、それに合わせて実際のばね定数が増大するよう設定されている。このため、スペアタイヤ２の質量が同タイヤ２の種類によって異なるとしても、それに合わせて弾性体５のばね定数が上記ダイナミックダンパとしての機能を実現するために必要な値となる。
【００１７】
図２は、スペアタイヤ支持具３の構造を概略的に示している。スペアタイヤ支持具３の弾性体５は、ゴムを材料として箱状に形成されている。詳しくは、弾性体５は、スペアタイヤ２の質量を受ける方向（図２の上下方向）に延びる縦壁８と、その縦壁８により空間をおいて上下に隔てられた上部９及び下部１０と、を備えている。そして、上部９の断面は上記空間に向けた下向きの凸形となる台形状に形成されており、それによって上部９が縦壁８よりも厚くなっている。また、下部１０の断面は上記空間に向けた上向きの凸形となる台形状に形成されており、それによって下部１０が縦壁８よりも厚くなっている。
【００１８】
スペアタイヤ２の質量が小さいとき、例えばスペアタイヤ２として非常用タイヤ（第１のタイヤ）が用いられるときには、上記質量を縦壁８が支えることにより上部９と下部１０とが空間をおいて上下に離れた状態になる。この場合、弾性体５のばね定数が縦壁８によって定まる値になり、そのばね定数が上記スペアタイヤ２（非常用タイヤ）の質量に対し同タイヤ２及び弾性体５が車両１の共振を抑制するダイナミックダンパとして機能する値（ばね定数Ｋａ）となるようにされる。すなわち、そうした値に上記ばね定数が設定されるよう、縦壁８の肉厚等の形状が定められている。
【００１９】
一方、図３及び図４に示されるように、スペアタイヤ２として、上述した非常用タイヤよりも質量の大きい常時装着用タイヤが用いられる場合もある。このときの常時装着用タイヤは、非常用タイヤ（第１のタイヤ）よりも質量の大きい第２のタイヤとして機能する。そして、スペアタイヤ２の質量が大きいときには、その質量を受けて弾性体５の縦壁８が上下に縮む方向に弾性変形することにより上部９と下部１０とが接触し、それら上部９及び下部１０で上記質量を支えることになる。この場合、弾性体５のばね定数が上部９及び下部１０（詳しくは上部９と下部１０との接触面積）によって定まる値になり、そのばね定数が上記スペアタイヤ２（常時装着用タイヤ）の質量に対し同タイヤ２及び弾性体５が車両１の共振を抑制するダイナミックダンパとして機能する値（ばね定数Ｋｂ）となるようにされる。すなわち、そうした値に上記ばね定数が設定されるよう、上部９及び下部１０の肉厚等の形状が定められている。
【００２０】
図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、スペアタイヤ２として非常用タイヤを用いた場合と常時装着用タイヤを用いた場合とでの同タイヤ２及び弾性体５による１自由度の振動系を模式的に示している。
【００２１】
スペアタイヤ２として非常用タイヤを用いた場合、その非常用タイヤの質量を図５（ａ）に示すように「Ｍａ」とすると、同タイヤ及び弾性体５を車両１の共振、すなわち固有振動数ｆでの振動を抑制するダイナミックダンパとして機能させるためには、次の式（１）を満たすように弾性体５のばね定数Ｋａを定める必要がある。
【００２２】
【数１】
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一方、スペアタイヤ２として常時装着用タイヤを用いた場合、その常時装着用タイヤの質量を図５（ｂ）に示すように「Ｍｂ（＞Ｍａ）」とすると、同タイヤ及び弾性体５を車両１の共振を抑制するダイナミックダンパとして機能させるためには、次の式（２）を満たすように弾性体５のばね定数Ｋｂ（＞Ｋａ）を定める必要がある。
【００２３】
【数２】
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式（１）及び式（２）に基づき、ばね定数Ｋａとばね定数Ｋｂとの関係は次の式「Ｋｂ＝Ｋａ・（Ｍｂ／Ｍａ）      …（３）」で表される。
【００２４】
そして、スペアタイヤ２として非常用タイヤを用いるか、或いは常時装着用タイヤを用いるかによる同タイヤ２の質量の違いに基づき、弾性体５の上述したばね定数Ｋａ、或いはばね定数Ｋｂへの設定が実現されるよう、同弾性体５の縦壁８、上部９、及び下部１０の肉厚等の形状が定められている。従って、弾性体５で支持するスペアタイヤ２の質量が非常用タイヤの質量Ｍａと常時装着用タイヤの質量Ｍｂとの間の値を越えて大きくなるときには、同弾性体５のばね定数が小さい状態（ばね定数Ｋａ）から大きい状態（ばね定数Ｋｂ）に切り替わる。
【００２５】
なお、スペアタイヤ２として常時装着用タイヤを用いる際には、その常時装着用タイヤの質量が車種等による大きさの違いに起因して様々に異なる可能性がある。そして、スペアタイヤ２（常時装着用タイヤ）の質量が上述した場合よりも更に大きい値になる場合には、その質量を受ける上部９と下部１０との接触面積が大きくなり、弾性体５のばね定数が上部９と下部１０との接触面積によって定まる値になる。そして、このときのばね定数も、スペアタイヤ２（常時装着用タイヤ）の質量に対し同タイヤ及び弾性体５が車両１の共振を抑制するダイナミックダンパとして機能する値となるようにされる。すなわち、そうした値に上記ばね定数が設定されるよう、上部９及び下部１０の肉厚等の形状が定められている。
【００２６】
次に、スペアタイヤ支持具３の作用について説明する。
スペアタイヤ２の質量が同タイヤ２の種類によって異なるとしても、それに合わせて弾性体５のばね定数が車両１の共振を抑制するダイナミックダンパとしての機能を実現するために必要な値となる。すなわち、弾性体５の形状及び硬さ等は、スペアタイヤ２の質量の増大に基づき上記ダイナミックダンパとしての機能に必要なばね定数が増大する際、それに合わせて実際のばね定数が増大するよう設定されている。従って、スペアタイヤ支持具３によって支持されるスペアタイヤ２の質量が異なるとしても、同タイヤ２及び弾性体５をダイナミックダンパとして機能させて車両１の共振を抑制することができる。
【００２７】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）スペアタイヤ２をスペアタイヤ支持具３によって車両１上に支持することにより、スペアタイヤ２の質量が同タイヤ２の種類に応じて異なるとしても、スペアタイヤ２及び弾性体５をダイナミックダンパとして機能させて車両１の共振を抑制することができ、その共振に伴う車両１のこもり音を抑制することができる。
【００２８】
（２）弾性体５は、スペアタイヤ２の質量を受ける方向に延びる縦壁８と、その縦壁８により空間をおいて上下に隔てられた上部９及び下部１０と、を備える。このため、スペアタイヤ２の質量が小さいとき、例えばスペアタイヤ２として非常用タイヤ（第１のタイヤ）を用いるときには、弾性体５のばね定数が縦壁８によって定まる値になる。一方、スペアタイヤ２として非常用タイヤに代えて常時装着用タイヤ（第２のタイヤ）を用いる場合など、スペアタイヤ２の質量の増大により縦壁８が上下方向に圧縮されて弾性体５の上部９と下部１０とが接触すると、弾性体５のばね定数がそれら上部９及び下部１０によって定まる値になる。従って、弾性体５の縦壁８、上部９、及び下部１０の肉厚等の形状設定を通じて、スペアタイヤ２の質量が増大する際にスペアタイヤ支持具３をダイナミックダンパとして機能させるために必要な弾性体５のばね定数の増大が実現されるよう、同ばね定数及びその増大を設定することができる。また、こうしたことを簡単な構造で実現することができる。
【００２９】
（３）上部９が縦壁８よりも厚く形成されるとともに、下部１０も縦壁８よりも厚く形成されている。こうした形状に上部９及び下部１０を形成することにより、スペアタイヤ２として常時装着用タイヤ（第２のタイヤ）を用いる場合のようにスペアタイヤ２の質量が大きくなるとき、弾性体５のばね定数が上記ダイナミックダンパとしての機能を得ることが可能な値となるようにすることができる。
【００３０】
（４）上部９は縦壁８よりも厚くなるよう下部１０との間の空間に向けた下向きの凸形となる台形状に形成されており、下部１０は縦壁８よりも厚くなるよう上記空間に向けた上向きの凸形となる台形状に形成されている。このように上部９及び下部１０を形成することにより、弾性体５を上下方向に大きくすることなく上部９と下部１０との両方を縦壁８よりも厚く形成することができる。
【００３１】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図６に示すように、車両１のブラケット６上にスペアタイヤ支持具３を設け、そのスペアタイヤ支持具３の弾性体５によりスペアタイヤ２の中心部を支持するようにしてもよい。
【００３２】
・図７に示すように、車両１の上部パネル１１の下面に吊り下げた状態で固定されるブラケット１２上にスペアタイヤ支持具３を設け、そのスペアタイヤ支持具３の弾性体５によりスペアタイヤ２の中心部付近をそこから上方に延びる吊り下げ具１３を介して支持するようにしてもよい。
【００３３】
・上部９を下向きに（弾性体５内にある空間側に）突出する形状としたが、上向き（上記空間と反対側に）突出する形状としてもよい。
・下部１０を上向きに、（弾性体５内にある空間側に）突出する形状としたが、下向き（上記空間と反対側に）突出する形状としてもよい。
【００３４】
・上部９の断面及び下部１０の断面は、必ずしも台形状に形成されている必要はなく、例えば半円状に形成されていてもよい。
・上部９と下部１０との両方を縦壁８よりも厚く形成したが、上部９と下部１０との一方のみを縦壁８よりも厚く形成するようにしてもよい。
【００３５】
・上部９および下部１０の突出部分は、それら上部９及び下部１０によって支持するスペアタイヤ２の質量の増大に応じて上部９と下部１０との接触面積が増大するようテーパ形状になっていてもよい。
【００３６】
・弾性体５として、上部９と下部１０とを縦壁８で繋ぐ一段構造のものに限らず、二段や三段など複数段構造のものを用いてもよい。
・弾性体５内の空間を何らかの液体で満たしてもよい。
【００３７】
・弾性体５内の空間については必ずしも必要ではなく、上部９と下部１０とを常に接触させ、スペアタイヤ２の質量の増大に基づく上部９と下部１０との接触面積の増加により、弾性体５のばね定数が増大するようにしてもよい。この場合、上部９及び下部１０の厚さを必ずしも縦壁８より厚くする必要はない。
【００３８】
・スペアタイヤ２として用いられる非常用タイヤ及び常時装着用タイヤの質量に関して非常用タイヤの質量が常時装着用タイヤの質量よりも大きくてもよい。この場合、常時装着用タイヤが第１のタイヤとして機能し、非常用タイヤが第１のタイヤ（常時装着用タイヤ）よりも質量の大きい第２のタイヤとして機能する。
【００３９】
・本実施形態のスペアタイヤ支持具３を異なる車種で共通して用いるようにしてもよい。その場合、スペアタイヤ２として非常用タイヤ（テンパータイヤ）を用いるとき、車種に応じて非常用タイヤの質量が異なるものの、そうした質量の違いに関係なくスペアタイヤ２及び弾性体５をダイナミックダンパとして機能させることができる。なお、このときには車種に応じて質量の異なる非常用タイヤのうち、質量の小さい方が第１のタイヤとして機能する一方、質量の大きい方が第２のタイヤとして機能する。更に、スペアタイヤ支持具３を異なる車種で共通して用いる場合であって、スペアタイヤ２として常時装着用タイヤ（グランドタイヤ）を用いるときも、車種に応じて常時装着用タイヤの質量が異なるが、こうした質量の違いに関係なくスペアタイヤ２及び弾性体５をダイナミックダンパとして機能させることができる。なお、このときには車種に応じて質量の異なる常時装着用タイヤのうち、質量の小さい方が第１のタイヤとして機能する一方、質量の大きい方が第２のタイヤとして機能する。
【００４０】
・弾性体５をゴム以外の弾性を有する材料で形成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…車両、２…スペアタイヤ、３…スペアタイヤ支持具、４…フロアパネル、５…弾性体、６…ブラケット、７…クランプ、８…縦壁、９…上部、１０…下部、１１…上部パネル、１２…ブラケット、１３…吊り下げ具。
【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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