(57)【要約】【課題】本発明は、ホイールバランスに優れるとともに消音性能にも優れる車両用ホイールの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の車両用ホイールの製造方法は、一方向に長く、中空状空間１６を長手方向の全体にわたって有するリム材料２１を成形する工程と、リム材料２１の板面から中空状空間１６に向けて貫通するように連通孔１４を形成する工程と、リム材料２１の長手方向の端部から複数の仕切り部材１７を中空状空間１６内に挿入し、連通孔１４が連通する副気室１３を仕切り部材１７同士の間に形成する工程と、リム材料２１を環状に湾曲させる工程と、リム材料２１の長手方向の端部同士を接合する工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムにタイヤを取付けた際に形成されるタイヤ空気室と、連通孔を介して連通し、ヘルムホルツレゾネータとして機能する副気室を複数備え、複数の前記副気室のそれぞれが、前記リムの内部に形成された中空状空間を仕切り部材によってホイール周方向に仕切ることで形成される車両用ホイールの製造方法であって、
一方向に長く、前記リム内に形成される前記中空状空間のリム幅方向の断面に対応する断面の中空状空間を長手方向の全体にわたって有する板状構造体を成形する板状構造体成形工程と、
前記板状構造体の板面から前記中空状空間に向けて貫通するように当該板状構造体に前記連通孔を形成する連通孔形成工程と、
前記板状構造体の長手方向の端部から複数の前記仕切り部材を前記中空状空間内に挿入し、前記連通孔が連通する前記副気室を前記仕切り部材同士の間に形成する仕切り部材挿入工程と、
前記連通孔を形成した前記板面が外側となるように前記板状構造体を環状に湾曲させる湾曲工程と、
前記板状構造体の長手方向の端部同士を接合する端部接合工程と、
を有することを特徴とする車両用ホイールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用ホイールの製造方法において、
前記端部接合工程は、前記板状構造体の長手方向の前記端部における前記中空状空間に、前記仕切り部材を介在させて前記端部同士を接合することを特徴とする車両用ホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ホイールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ気柱共鳴音を消音するヘルムホルツレゾネータを有するホイールとしては、リム内でホイール周方向に複数の副気室が並ぶように形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ちなみに、このホイールの副気室は、リムの鋳造時にホイール周方向に沿うように複数の中子を型内で支持して鋳込んだ後、リムに穿った小孔から中子を砕いて取り出すことで形成される。
ところで、このホイールは、リムの鋳造時に複数の中子のそれぞれを型内で安定させて支持することが困難であることから、リム内に形成される各副気室の位置が正規の位置からずれるおそれがある。そのため、従来のホイール（例えば、特許文献１参照）は、リムの肉部に偏りが生じてホイールバランスが不良となる問題がある。
また、押出し成形法により副気室が形成されたホイールが知られている（例えば、特許文献２参照）。このホイールの副気室は、リム内でリム全長にわたって延在する環状の中空状空間で形成されている。
このホイールによれば、リム内での副気室の位置にばらつきを生じることが回避され、このホイールは、そのホイールバランスに優れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７１７６６号公報
【特許文献２】特開２００８−１２６８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ホイールとしては、ホイール周方向にヘルムホルツレゾネータとしての副気室を複数有するものが消音性能に優れる点で望ましい。
したがって、リム全長にわたって中空状空間を有することでホイールバランスに優れるとともに、消音性能にも優れる車両用ホイールが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、ホイールバランスに優れるとともに消音性能にも優れる車両用ホイールの製造方法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】
前記課題を解決した本発明は、リムにタイヤを取付けた際に形成されるタイヤ空気室と、連通孔を介して連通し、ヘルムホルツレゾネータとして機能する副気室を複数備え、複数の前記副気室のそれぞれが、前記リムの内部に形成された中空状空間を仕切り部材によってホイール周方向に仕切ることで形成される車両用ホイールの製造方法であって、一方向に長く、前記リム内に形成される前記中空状空間のリム幅方向の断面に対応する断面の中空状空間を長手方向の全体にわたって有する板状構造体を成形する板状構造体成形工程と、前記板状構造体の板面から前記中空状空間に向けて貫通するように当該板状構造体に前記連通孔を形成する連通孔形成工程と、前記板状構造体の長手方向の端部から複数の前記仕切り部材を前記中空状空間内に挿入し、前記連通孔が連通する前記副気室を前記仕切り部材同士の間に形成する仕切り部材挿入工程と、前記連通孔を形成した前記板面が外側となるように前記板状構造体を環状に湾曲させる湾曲工程と、前記板状構造体の長手方向の端部同士を接合する端部接合工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
この製造方法では、車両用ホイールは、リム幅方向の断面に対応する断面の中空状空間を長手方向の全体にわたって有する板状構造体を湾曲させて形成される。よって、この製造方法によれば、中子を鋳込んで副気室を形成する従来の製造方法と異なって、ホイールバランスに優れる車両用ホイールを作製することができる。
また、この製造方法では、車両用ホイールの副気室は、中空状空間に挿入した複数の仕切り部材同士の間に形成され、ヘルムホルツレゾネータとして機能するこの副気室は、ホイール周方向に複数形成される。よって、この製造方法によれば、消音性能に優れる車両用ホイールを作製することができる。
【０００８】
また、このような車両用ホイールの製造方法においては、前記端部接合工程は、前記板状構造体の長手方向の前記端部における前記中空状空間に、前記仕切り部材を介在させて前記端部同士を接合する構成とすることもできる。
【０００９】
この製造方法によれば、板状構造体の長手方向の端部同士を接合する際に、中空状空間に仕切り部材を介在させて端部同士を接合するので、接合時における板状構造体の端部の変形を防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ホイール周方向に複数の副気室を有しながらも、ホイールバランスに優れる車両用ホイールの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る製造方法で製造する車両用ホイールの斜視図であり、ホイール幅方向に部分的にリムを切欠いた切欠き断面を含む図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用ホイールの断面図であり、中空状空間を形成するリムのホイール周方向に沿う断面図である。
【図３】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係る車両用ホイールの製造工程説明図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係る車両用ホイールの製造工程説明図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る車両用ホイールの製造工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る車両用ホイールの製造方法について説明する。
まず、この製造方法により製造する車両用ホイールについて説明した後に、この車両用ホイールの製造方法について説明する。
なお、車両用ホイールは、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽金属製のものを想定している。
【００１３】
＜車両用ホイール＞
図１は、車両用ホイール１０の斜視図であり、ホイール幅方向Ｙに部分的にリム１１を切欠いた切欠き断面を含む図である。図２は、車両用ホイール１０の断面図であり、中空状空間１６を形成するリム１１のホイール周方向Ｘに沿う断面図である。なお、図２中、リム１１に装着されるタイヤＴを仮想線（二点鎖線）で描いている。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る車両用ホイール１０は、タイヤＴ（図２参照）を装着するためのリム１１と、このリム１１をハブ（図示省略）に連結するためのディスク１２と、を備えている。
図１中、符号１１ｃは、リム１１のウェル部であり、符号１３は、副気室であり、符号１６は、中空状空間である。副気室１３は、後記するように、この中空状空間１６を仕切ることで形成される。
【００１５】
リム１１は、ホイール幅方向Ｙの両端部に形成されるビードシート部１１ａ，１１ａと、このビードシート部１１ａ，１１ａから外側に向けてＬ字状に屈曲したリムフランジ部１１ｂ，１１ｂと、ビードシート部１１ａ，１１ａ間においてホイール径方向の内側に凹んだウェル部１１ｃと、を有する。
【００１６】
ビードシート部１１ａには、タイヤＴ（図２参照）のビード部（図示省略）が装着される。これにより、リム１１とタイヤＴの内周面の間に環状の密閉空間からなるタイヤ空気室２０（図２参照）が形成される。
【００１７】
ウェル部１１ｃは、タイヤＴをリム１１に組み付けるリム組時に、タイヤＴ（図２参照）のビード部（図示省略）を落とし込むために設けられている。
ウェル部１１ｃの底面を規定するリム１１の外周面１１ｄは、ホイール幅方向Ｙに同径の円筒状に形成されている。
図１中、符号１４は、連通孔であり、符号１７は、中空状空間１６内に嵌入される仕切り部材である。
【００１８】
車両用ホイール１０は、図２に示すように、リム１１の内部に副気室１３を有している。本実施形態での副気室１３は、ウェル部１１ｃ（図１参照）のホイール径方向の内側に形成されている。つまり、副気室１３は、リム１１の外周面１１ｄよりもホイール径方向内側に形成されている。
この副気室１３は、本来、リム１１の中実部である部分に、ホイール周方向Ｘに沿って形成される環状の中空状空間１６を設けて形成されたものである。
【００１９】
副気室１３は、リム１１の内部に形成された環状の中空状空間１６をホイール周方向Ｘに仕切り部材１７で仕切ることにより形成されている。
本実施形態での中空状空間１６は、後記する押出し成形法によるリム１１の製造時に、リム１１と一体に形成されたものであり、リム１１のホイール周方向Ｘの全周にわたって環状に形成されている。
【００２０】
そして、本実施形態での副気室１３は、前記したように、この環状の中空状空間１６が複数の仕切り部材１７（本実施形態では４つ）で等間隔に仕切られて、ホイール周方向Ｘに複数（本実施形態では４つ）形成されている。
なお、仕切り部材１７の数は、本実施形態での４つに限定されるものではなく、設ける副気室１３の数に応じて２つ以上とすることができる。
【００２１】
仕切り部材１７としては、中空状空間１６内で所定容積の副気室１３を気密に仕切る（区画する）ことができれば、その形状、材質等に特に制限はない。
ちなみに、本実施形態での仕切り部材１７の形状は、中空状空間１６内を気密に封止可能な略直方体形状を呈しているがこれに限定するものではなく、中空状空間１６の断面に合わせて形成することができる。
仕切り部材１７の材質としては、例えば樹脂、ホイール母体と同じ材質の金属（例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金等）等が挙げられる。
【００２２】
連通孔１４は、図１及び図２に示すように、タイヤ空気室２０（図２参照）と副気室１３とを隔てる隔壁、つまりウェル部１１ｃの底面となる外周面１１ｄを規定するリム１１部分に穿たれて形成される。
この連通孔１４は、前記したように副気室１３とともにヘルムホルツレゾネータを構成している。
【００２３】
このような連通孔１４は、図２に示すように、各副気室１３のホイール周方向Ｘの略中央部に連通するように形成されている。ちなみに、本実施形態での連通孔１４が形成される、ホイール中心軸Ａｘ周りの位相間隔は、９０度となっている。
【００２４】
副気室１３は、図１に示すように、ホイール幅方向Ｙに沿う断面視で略矩形を呈している。この副気室１３は、後に詳しく説明する連通孔１４とともに、ヘルムホルツレゾネータを構成する。
なお、図２中、符号Ｎは、後記するこの車両用ホイール１０の製造方法において、リム材料２１（図４参照）が環状に曲げられて、リム材料２１の端部同士が合わせられる合わせ目であり、符号１７ａは、中空状空間１６内に配置される４つの仕切り部材１７のうち、リム材料２１の端部に配置される仕切り部材である。
【００２５】
＜車両用ホイールの製造方法＞
次に、本実施形態に係る車両用ホイール１０（図１参照）の製造方法について説明する。図３（ａ）から（ｃ）、及び図４（ａ）から（ｃ）は、車両用ホイール１０の製造工程説明図である。
なお、図３（ａ）は、押出し成形法により製造されるリム材料２１の斜視図、図３（ｂ）は、連通孔１４を形成したリム材料２１の斜視図、図３（ｃ）は、リム材料２１の端部から中空状空間１６内に仕切り部材１７を圧入する様子を示す部分拡大斜視図である。図４（ａ）は、中空状空間１６内の所定の位置に複数の仕切り部材１７を配置した様子を示す斜視図、図４（ｂ）は、リム材料２１をホイール周方向Ｘ（図１参照）のリム１１（図１参照）の長さに合わせて切り詰める様子を模式的に示す断面図、図４（ｃ）は、ロール加工を施して環状に形成したリム材料２１の断面図である。
また、図４（ａ）においては、仕切り部材１７をかくれ線（破線）で示している。また、図４（ｂ）においては、リム材料２１の中程の記載を作図の便宜上省略している。
【００２６】
本実施形態に係る車両用ホイール１０（図１参照）は、押出し成形法を使用して製造することができる。
この製造方法では、ホイール母材を構成する前記軽金属のビレットを所定のダイス（金型）から押出して、図３（ａ）に示すリム材料２１を形成する。
【００２７】
このリム材料２１は、図１に示す切欠き断面と同じ断面を有する、一方向に長い板状部材で形成され、特許請求の範囲にいう「板状構造体」に相当する。
このリム材料２１内には、リム１１（図１参照）内に形成される中空状空間１６（図１参照）のリム幅方向（図１のホイール幅方向Ｙに同じ）の断面に対応する断面の中空状空間１６を、長手方向の全体にわたって有している。
【００２８】
次に、この製造方法では、図３（ｂ）に示すように、４つの連通孔１４ａ、連通孔１４ｂ、連通孔１４ｃ及び連通孔１４ｄがリム材料２１の長手方向に沿って等間隔に形成される。なお、以下の説明において、これらの連通孔１４ａから１４ｄは、これらを特に区別することを要しない場合には単に連通孔１４と称する。
【００２９】
各連通孔１４は、図２に示す連通孔１４同士のホイール周方向Ｘの距離に合わせた間隔で貫通孔が穿たれて形成される。ちなみに、各連通孔１４は、リム幅方向（図１のホイール幅方向Ｙに同じ）の中央部に形成される。
【００３０】
この製造方法では、図３（ｃ）に示すように、リム材料２１の中空状空間１６内に仕切り部材１７が充填される。仕切り部材１７は、リム材料２１の端部開口から中空状空間１６内に圧入される。
本実施形態での仕切り部材１７としては、中空状空間１６の断面形状と略同じ断面形状を有し、中空状空間１６の断面よりもやや大きめの断面を有するものを使用することができる。また、ここでの仕切り部材１７の材質は、弾性変形可能な樹脂を想定している。
なお、図３（ｃ）中、符号Ａは、後に説明する空気の流れを表している。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、仕切り部材１７は、連通孔１４ａと連通孔１４ｂとの間、連通孔１４ｂと連通孔１４ｃとの間、及び連通孔１４ｃと連通孔１４ｄとの間の３箇所に配置される。この際、仕切り部材１７は、各連通孔１４同士の中間位置に配置される。
仕切り部材１７を所定の位置に圧入する順番は特に制限はなく、リム材料２１の２箇所の端部開口の何れかから中空状空間１６内に圧入すればよい。
なお、一の仕切り部材１７を所定の位置に圧入した後、これに続いて他の仕切り部材１７を所定の位置に圧入する際に、図３（ｃ）に示すように、中空状空間１６内の空気は連通孔１４を介して押し出されることとなる。図３（ｃ）中の矢印Ａは、押し出される空気の流れを示している。
【００３２】
次に、この製造方法では、図４（ｂ）に示すように、リム材料２１は、車両用ホイール１０（図１参照）のリム１１（図１参照）の全周の長さに応じた長さＭに切り詰められる。
図４（ｂ）中、符号Ｃは、リム材料２１の切断箇所であり、符号１４ａは、図４（ａ）に示す連通孔１４ａに対応する連通孔であり、符号１４ｄは、図４（ａ）に示す連通孔１４ｄに対応する連通孔であり、符号１６は、中空状空間であり、符号１７は、仕切り部材である。
【００３３】
次に、図４（ｃ）に示すように、リム材料２１には、ロール加工が施されて図１に示す車両用ホイール１０と同じ曲率で環状に曲げられる。
【００３４】
そして、溶接後のリム材料２１自体が中空状空間１６を周方向に仕切るように、リム材料２１の端部同士の合わせ目Ｎが、例えばＴＩＧ溶接法等により溶接されて、図１に示すリム１１が完成する。つまり、合わせ目Ｎとなるリム材料２１自体を溶かしながら溶接することで仕切りが形成される。そして、このリム１１にディスク１２（図１参照）が取り付けられて、本実施形態に係る車両用ホイール１０（図１参照）の一連の製造工程は終了する。
【００３５】
次に、車両用ホイール１０の製造方法の奏する作用効果について説明する。
この製造方法では、車両用ホイール１０は、ホイール幅方向Ｙ（リム幅方向）の断面の空間に対応する中空状空間１６を長手方向の全体にわたって有するリム材料２１（板状構造体）を湾曲させて形成される。よって、この製造方法によれば、中子を鋳込んで副気室を形成する従来の製造方法と異なって、リム１１の肉部に偏りが生じることが回避されてホイールバランスに優れる車両用ホイール１０を作製することができる。
【００３６】
また、この製造方法では、車両用ホイール１０の副気室１３は、中空状空間１６に挿入した複数の仕切り部材１７同士の間に形成され、ヘルムホルツレゾネータとして機能する副気室１３は、ホイール周方向Ｘに複数形成される。よって、この製造方法によれば、消音性能に優れる車両用ホイールを作製することができる。
【００３７】
また、この製造方法によれば、中子を型に鋳込んで副気室を形成する従来の製造方法（例えば、特許文献１参照）よりも簡単な押出し成形法によりリム１１内に副気室１３を形成することができる。
【００３８】
この製造方法では、中空状空間１６内に複数の仕切り部材１７を順番に圧入していく際に、中空状空間１６内で仕切り部材１７同士の間に存在する空気は、図３（ｃ）に示す矢印Ａのように連通孔１４を介して押し出される。これにより中空状空間１６内への仕切り部材１７の圧入にともなって仕切り部材１７同士の間の空気圧が高まることが回避される。よって、先に中空状空間１６内に配置した仕切り部材１７が圧力変動で所定の位置から不用意にずれることが防止される。つまり、この製造方法によれば、仕切り部材１７を狙った位置に配置し易くなる。
【００３９】
以上、本実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。
前記実施形態では、リム材料２１をロール加工にて環状に曲げた後、その合わせ目Ｎとなるリム材料２１自体を溶かしながら溶接することで仕切りを形成したが、本発明は、リム材料２１が環状に曲げられる際に、リム材料２１の端部同士の合わせ目Ｎにおける中空状空間１６に、仕切り部材１７を配置してから合わせ目Ｎを溶接することもできる。
この製造方法によれば、リム材料２１（板状構造体）の長手方向の端部同士を接合する際に、中空状空間１６に仕切り部材１７を介在させて端部同士を接合するので、接合時におけるリム材料２１の端部の変形を防止することができる。
【００４０】
また、前記実施形態では、仕切り部材１７は、連通孔１４ａから連通孔１４ｄまでの各連通孔１４の間の合計３箇所に配置されているが（図４（ａ）参照）、仕切り部材１７は合計５箇所に配置することもできる。
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る車両用ホイール１０の製造工程説明図である。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、ここでの他の実施形態に係る製造方法では、図４（ａ）に示す３箇所に配置された仕切り部材１７に加えて、リム材料２１の両端部の２箇所にもそれぞれ仕切り部材１７ｂ及び仕切り１７ｃが配置される。ここでの仕切り部材１７ｂ，１７ｃの材質は、他の３つの仕切り部材１７と同じ弾性変形可能な樹脂を想定している。
そして、図示しないが、その後、リム材料２１は、車両用ホイール１０（図１参照）のリム１１（図１参照）の全周の長さに応じた長さＭ（図４（ｂ）参照）に切り詰められる。
【００４２】
次いで、図５（ｂ）に示すように、リム材料２１には、ロール加工が施されて図１に示す車両用ホイール１０と同じ曲率で環状に曲げられる。そして、リム材料２１は、リム材料２１の端部同士の合わせ目Ｎが、例えばＴＩＧ溶接法等により溶接されて、リム１１が完成する。
なお、図５（ａ）及び（ｂ）中、符号１３は、副気室であり、符号１４ａから１４ｄは、図３（ｂ）の符号１４ａから１４ｄに対応させたものであり、符号１６は、中空状空間である。
【００４３】
ちなみに、このリム１１における連通孔１４の、ホイール中心軸Ａｘ周りの位相間隔は、前記実施形態と同じ９０度に設定されている。また、図５（ｂ）に示すように、仕切り部材１７ｂと仕切り部材１７ｃとの間に中空状空間１６ａが残るように、当該仕切り部材１７ｂ，１７ｃが所定の位置に配置される。
【００４４】
このような製造方法によれば、合わせ目ＮにＴＩＧ溶接等を施す際に、合わせ目Ｎから仕切り部材１７ｂ，１７ｃまでの距離を稼ぐことができるので、溶接熱が仕切り部材１７ｂ，１７ｃまで伝わり難い。これにより仕切り部材１７ｂ，１７ｃの材質は、他の３つの仕切り部材１７の材質と同じ樹脂を用いることができる。
【００４５】
なお、仕切り部材１７ｂ，１７ｃを合わせ目Ｎより離して配置することで、連通孔１４ａが連通する副気室１３、及び連通孔１４ｄが連通する副気室の容積は、他の２つの副気室１３の容積よりも小さくなる。
そのため、連通孔１４ａ及び連通孔１４ｄの断面積は、副気室１３の容積の減少分に応じて下記式（１）で表されるヘルムホルツレゾネータの共鳴振動周波数ｆ０に基づいて修正されている。
【００４６】
ｆ０＝Ｃ／２π×√（Ｓ／Ｖ（Ｌ＋α×√Ｓ））・・・式（１）
【００４７】
Ｃ（ｍ／ｓ）：副気室の内部の音速（＝タイヤ空気室の内部の音速）
Ｖ（ｍ３）：副気室の容積
Ｌ（ｍ）：連通孔の長さ
Ｓ（ｍ２）：連通孔の断面積
α：補正係数
【００４８】
また、前記実施形態では、リム材料２１は、押出し成形法で形成されているが、本発明はリム材料２１を鋳造法にて形成することもできる。
【符号の説明】
【００４９】
１０    車両用ホイール
１１    リム
１３    副気室
１４    連通孔
１４ａ  連通孔
１４ｂ  連通孔
１４ｃ  連通孔
１４ｄ  連通孔
１６    中空状空間
１７    仕切り部材
１７ａ  仕切り部材
１７ｂ  仕切り部材
１７ｃ  仕切り部材
２０    タイヤ空気室
２１    リム材料（板状構造体）
Ｙ      ホイール幅方向
Ｘ      ホイール周方向
Ｔ      タイヤ
【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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