(57)【要約】【課題】高い操縦安定性を確保しつつ車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地性の向上、車内騒音の低減等を実現でき、溶接欠陥などによる故障原因の低減したリムホイールを高い生産性にて製造することのできる方法を提供する。【解決手段】リム２と、リム２の外周面上と一方のビードシート４との間に跨って周方向に環状に形成された気室壁３とにより形成され、周方向に適宜間隔をあけて設けられた複数の隔壁５により分割された複数の副気室６を備え、気室壁３にタイヤ主気室１１と副気室６とを連通させる連通部を有し、副気室６と連通部とでヘルムホルツ共鳴吸音器を構成するリムホイールを製造するにあたり、（Ｉ）平面略円弧状の板状部材を規定の形状に曲げる曲げ工程と、（ＩＩ）該板状部材をリム２の外周面上と一方のビードシート４との間に跨って固着する固着工程とにより気室壁３を形成する。【選択図】　　　図１
2004106719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムと、該リムの外周面上と一方のビードシートとの間に跨って周方向に環状に形成された気室壁とにより形成され、周方向に適宜間隔をあけて設けられた複数の隔壁により分割された複数の副気室を備え、前記気室壁にタイヤ主気室と前記副気室とを連通させる連通部を有し、該副気室と該連通部とでヘルムホルツ共鳴吸音器を構成するリムホイールを製造するにあたり、
（Ｉ）平面略円弧状の板状部材を既定の形状に曲げる曲げ工程と、
（ＩＩ）該板状部材を前記リムの外周面上と一方のビードシートとの間に跨って固着する固着工程と、
により前記気室壁を形成することを特徴とするリムホイールの製造方法。
【請求項２】
リムホイール鋳造時に、前記隔壁を前記リムと一体的に成型する請求項１記載のリムホイールの製造方法。
【請求項３】
前記気室壁の形成に先立って、前記リムの外周面に前記隔壁を溶接または接着する請求項１記載のリムホイールの製造方法。
【請求項４】
前記副気室を３室以上設ける請求項１〜３のうちいずれか一項記載のリムホイールの製造方法。
【請求項５】
前記隔壁間の周方向長さの略中央部において、前記気室壁に連通部を穿設する請求項１〜４のうちいずれか一項記載のリムホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤを取り付ける車両用のリムホイールの製造方法に関し、詳しくは、高い操縦安定性を確保しつつ車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地の向上、車内騒音の低減等を実現することができるリムホイールの、高生産性でかつ溶接欠陥などによる故障原因の低減を図った製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の操縦安定性と乗り心地性、静粛性を高次元で両立する高機能化が、特に高級車領域で進められている。かかる要請の下、車内騒音に対して、その大きな要因であるタイヤ空洞共鳴音を抑えるべく、副気室をリムホイール内に設け、この副気室と連通孔の寸法を調整するなどによりヘルムホルツ共鳴吸音器として作用させる技術が、特許文献１〜特許文献５等に開示されている。
【０００３】
しかしながら、ヘルムホルツ共鳴吸音器の作用を利用する上記公知文献記載の技術は、必ずしも充分な改良効果を有しておらず、あるいはいくつかの問題点を有しており、未だ実用化に至っていないのが現状であった。
【０００４】
かかる状況下において、リムと該リムの径方向外側に配置される複数の蓋部材との間に形成され、周方向に間隔をあけて設けられた複数の側壁により分割された複数の副気室と、この副気室とタイヤ主気室とを連通させる連通部とによりヘルムホルツ共鳴吸音器を構成することで、自動車の大きな要求性能である乗り心地や静粛性が有意に向上し、実用的なリムホイールが得られることが見出され、先に、本出願人により特許出願がなされた（特許文献６）。
【０００５】
【特許文献１】
実開平１―３９１０３号公報
【特許文献２】
実開平１−９０６０１号公報
【特許文献３】
特開平１−１１５７０１号公報
【特許文献４】
特開平１−１１５７０２号公報
【特許文献５】
欧州特許０９３６０８３号公報
【特許文献６】
特開２００２−７９８０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献６記載のリムホイールは、それまでのヘルムホルツ共鳴吸音器を構成する技術に比し、静粛性、操縦安定性および振動乗り心地性において大幅に優れており、十分に実用に供し得るものである。よって、同公報に開示されているような副気室を備えたリムホイールを確実にかつ高い生産性にて製造することが求められている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、かかる求めに応じ、高い操縦安定性を確保しつつ車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地性の向上、車内騒音の低減等を実現でき、溶接欠陥などによる故障原因の低減したリムホイールを高い生産性にて製造することのできる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、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上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、本発明は、下記に示す通りである。
【０００９】
〈１〉リムと、該リムの外周面上と一方のビードシートとの間に跨って周方向に環状に形成された気室壁とにより形成され、周方向に適宜間隔をあけて設けられた複数の隔壁により分割された複数の副気室を備え、前記気室壁にタイヤ主気室と前記副気室とを連通させる連通部を有し、該副気室と該連通部とでヘルムホルツ共鳴吸音器を構成するリムホイールを製造するにあたり、
（Ｉ）平面略円弧状の板状部材を既定の形状に曲げる曲げ工程と、
（ＩＩ）該板状部材を前記リムの外周面上と一方のビードシートとの間に跨って固着する固着工程と、
により前記気室壁を形成することを特徴とするリムホイールの製造方法である。
【００１０】
〈２〉前記〈１〉のリムホイールの製造方法において、リムホイール鋳造時に、前記隔壁を前記リムと一体的に成型するリムホイールの製造方法である。
【００１１】
〈３〉前記〈１〉のリムホイールの製造方法において、前記気室壁の形成に先立って、前記リムの外周面に前記隔壁を溶接または接着するリムホイールの製造方法である。
【００１２】
〈４〉前記〈１〉〜〈３〉のいずれかのリムホイールの製造方法において、前記副気室を３室以上設けるリムホイールの製造方法である。
【００１３】
〈５〉前記〈１〉〜〈４〉のいずれかのリムホイールの製造方法において、前記隔壁間の周方向長さの略中央部において、前記気室壁に連通部を穿設するリムホイールの製造方法である。
【００１４】
前記〈１〉の本発明の方法により製造されるリムホイールは、形成された副気室がタイヤ主気室との連通部を有してヘルムホルツ共鳴吸音器として機能する。副気室の体積、連通部の断面積と長さといった各寸法は、下記式、
2004106719.tif 000003
ｆ０：共鳴周波数（Ｈｚ）
Ｖ：副気室体積（ｃｍ３）
Ｓ：連通部総断面積（ｃｍ２）
Ｌ：連通部長さ（ｃｍ）
Ｎ：連通部個数／気室
Ｒ：ホイール径（ｉｎｃｈ）
に従い設定することにより、効果的な空洞共鳴音低減を達成することができる。即ち、最初にリム径を決め、その後、副気室体積Ｖ（ｃｍ３）、連通部総断面積Ｓ（ｃｍ２）、連通部長さＬ（ｃｍ）、連通部個数Ｎを決定することにより、効果的にタイヤ空洞共鳴音を低減することができるリムホイールが得られる。ここで、上記式の左項は、ヘルムホルツ共鳴周波数を表している。タイヤ主気室内の空洞共鳴周波数は、タイヤとリムの周長によって決まり、径の小さいタイヤでは、この周波数は高くなり、径の大きなタイヤでは低くなる。上記式の右項は、タイヤサイズ、リム径に応じた最適な設定周波数範囲を求めたものである。
【００１５】
また、副気室を作る手法としては、これまでに、副気室を構成する側面の壁と上面の壁とを別個の部材として、夫々リムの外周面上とビードシートとに溶接等により固着する方法が考えられ実施されているが、前記〈１〉記載の本発明の製造方法においては、副気室の側面および上面の壁を１つの気室壁により形成している。そのため、固着箇所の数を削減することができ、これに伴い溶接などの結合作業を従来に比し大幅に削減することができるので、溶接部の剥離などの溶接欠陥による故障を防止することができるとともに、工程数の削減により生産性を良好に向上することができる。
【００１６】
前記〈２〉の本発明の製造方法では、リムホイール鋳造時に隔壁を成型するので、隔壁設置のための工程を省くことができるとともに、溶接等によりリム外周面上に隔壁を設置する場合に比して、溶接欠陥などによる故障の発生をより低減することができる。
【００１７】
また、前記〈３〉の本発明の製造方法により、隔壁を溶接等により形成する場合でも、前記〈２〉の製造方法の場合と同様に、上記式に従い効果的な空洞共鳴音低減を達成することができる。
【００１８】
前記〈４〉の本発明の製造方法では、副気室が３個以上の密閉隔壁によって周方向に３気室以上に形成されていることによって、共鳴吸音遅れが生じることなく、タイヤ空洞共鳴音を効果的に低減することができる。好ましくは、副気室数は４室以上であり、より好ましくは５室以上である。
【００１９】
前記〈５〉の本発明の製造方法により連通部を穿設することで、上記式に従い、効果的な空洞共鳴音低減を達成することができる。なお、連通部は各副気室に対し１個に限定されるものではなく、連通部の径や数を調整するだけで、共鳴周波数設定を変えることができることから、連通部の数、位置および径はタイヤサイズに応じ適宜定めればよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。
図１は、本発明の一好適例に係るリムホイール１のリム２にタイヤ１０を装着した状態を示す断面部斜視図である。図示するように、リムホイール１においては、タイヤ１０がこのリムホイール１のリム２に装着されることにより、タイヤ１０とリム２との間に密閉されたタイヤ主気室１１が形成されるが、本発明においては、この主気室１１に連通する副気室６が設けられていることにより、ヘルムホルツ共鳴吸音器が構成されている。本発明の製造方法は、主として、このヘルムホルツ共鳴吸音器を構成する副気室６の形成工程に係るものである。
【００２１】
図示するように、副気室６は、リム２と、その外周面上と一方のビードシート４（矢印ＩＮ方向側）との間に跨って周方向に環状に形成された気室壁３とにより形成されており、図中のＡ−Ａ線に沿う周方向断面図である図３に示すように、周方向に適宜間隔をあけて設けられた複数の隔壁５により分割されている。気室壁３には、図３に示すような連通部８が穿設されており、これによりタイヤ主気室１１と副気室６とが連通して、ヘルムホルツ共鳴吸音器を構成している。
【００２２】
本発明においては、副気室６を構成する気室壁３を形成するにあたり、図２（イ）に示すような平面略円弧状の板状部材９を用い、これを既定の形状に曲げる曲げ加工を行った後（曲げ工程（Ｉ））、リム２の外周面上と一方のビードシート４との間に跨って固着する（固着工程（ＩＩ））。これにより、従来の、副気室の側面と上面の壁を夫々別部材として副気室６を形成する方法に比して固着箇所の数および工程数を削減することができ、溶接欠陥などによる故障を良好に防止できるとともに、生産性を向上することができる。ビードシート４側の固着部については、例えば、図１に示すように適宜高さおよび形状の段部４Ａを設けて、この段部４Ａにおいて板状部材９と固着させればよい。
【００２３】
図２（ロ）は、曲げ加工後の板状部材９の略円弧状の両端部を合わせて固着した状態を示しており、図２（ハ）は、図２（ロ）中のＢ−Ｂ線に沿う中心軸方向断面図である。図示するように、平面略円弧状の板状部材９の両端部を溶接や接着等により接合することで、リング状の部材が構成される。従って本発明においては、かかる板状部材９をリム２の周方向に沿ってリム２の外周面上と一方のビードシート４との間に跨って巻回し、その両端部を図２（ロ）に示すようにして接合することで、図１に示すような気室壁３を形成することができる。
【００２４】
また、気室壁は、例えば、図４に示すような形状とすることもできる。図４に示す気室壁１３についても、図２（イ）に示すような平面略円弧状の板状部材９を用いて、これに適宜曲げ加工を施し、図５（イ）および（ロ）に示すようなリング状の部材とすることで、図１の気室壁３の場合と同様に形成することができる。
【００２５】
板状部材９は、リム２の径およびビードシート４の高さに合わせて、所望体積の副気室６を形成することができるよう適宜寸法（円弧の径、周方向長さおよび幅等）にて形成すればよい。材質としては、通常用いられている材料を適宜選択して使用することが可能であり、例えば、軽量で取り扱い性に優れたアルミ材などを用いることが好ましい。
【００２６】
気室壁３とリム２の外周面およびビードシート４との間の固着は溶接により行うことができ、これにより気密性の高い副気室６が得られる。また、溶接以外の方法として、接着により固着を行うこともできる。接着に用いる接着剤としては、例えば、ゴム系接着剤（例えば、コニシ株式会社製　弾力性エポキシ接着剤ボンドＭＯＳ７（商品名）、セメダイン株式会社製　弾性接着剤ＰＭシリーズ（商品名）等）などを用いることができる。
【００２７】
各副気室６の隣接する側面の壁を構成する隔壁５は、リムホイール鋳造時に、リム２と一体的に成型することにより形成することが好ましい。この場合、リムホイールの鋳造後に新たに隔壁５を形成する工程を行う必要がないので、固着箇所および工程の数をより削減することができ、生産性向上や故障防止にさらに寄与することができる。この際の鋳造法としては、従来の手法をそのまま用いることができる。
【００２８】
隔壁５をリム２と一体成型しない場合には、気室壁３の形成に先立って、別途作製した隔壁５を、リム２の外周面に溶接または接着により固着することが必要となるが、この場合でも、本発明に係る気室壁３による生産性向上および故障防止の効果は得ることができる。なお、隔壁５を接着により固着する場合に用いる接着剤としては、上記した気室壁３の場合と同様のものを用いることができる。
【００２９】
また、各副気室６の気密性を得るためには、副気室６を分割する隔壁５の径方向外端部と気室壁３との間も固着することが必要であるが、この隔壁５と気室壁３との間の固着についても、接着により好適に行うことができる。
【００３０】
ここで、図示する好適例においては、リムホイール本体に、タイヤ装着時にタイヤビード部を落とし込むための凹状のウエル部７が形成されている。このウエル部７の底部は、ビードシート４よりもタイヤ径方向内側に位置している。
【００３１】
ウエル部７は、適宜、軸方向に幅広または径方向内側に深い構造とすることができる。ここで、径方向内側に深い構造とは、ビード部とホイールベース部の径差が大きいという意味であり、ブレーキスペースに余裕がある場合は、ホイールベース部の径を小さくすることで径差を大きくできるが、余裕がない場合はビード部の径を大きくして、タイヤ高さを小さくする（タイヤ外径を同じにする）、いわゆるインチアップ手法により径差を大きくすることができる。
【００３２】
ウエル部７を軸方向に幅広にすることに対しては、実質的に大きな制約はないため、ウエル部７を幅広化しつつ、副気室６の所望体積を得ることも可能であるが、より大きな体積を確保できるという観点からは、径方向内側に深く形成することが好ましい。
【００３３】
即ち、リム２にウエル部７を形成しつつ、所望体積の副気室６を形成する場合には、気室壁３のリム２に対する固着部を、リム２の軸方向略中央に配置することが好ましい。これにより、従来通りタイヤをリムに組み付けることができる。
【００３４】
図３に示すように、連通部８は、タイヤ主気室１１と副気室６との間の連通を取るために、副気室６ごとに気室壁３に設けられている。連通部８は、気室壁３をリム２の外周面およびビードシート４に対し固着した後に穿設することもできるが、気室壁３を構成する板状部材９に対し、ドリル等によりあらかじめ設けておくことが好ましい。連通部８の位置にも特に制限はないが、図示する好適例では、効果的な空洞共鳴音低減を達成する上で好ましいとの観点から、副気室６の周方向長さの略中央部、即ち、隣接する隔壁５間の周方向長さの略中央部において、気室壁３に連通部８が穿設されている。
【００３５】
図３に示す好適実施形態においては、周方向に等間隔に５箇所の隔壁９を設けることで、夫々隣接する副気室間で隔壁９を共有して、５室の副気室６が配置されている。５室の副気室６は、夫々１個づつ設けられた連通部８を介してタイヤ主気室１１に連通されており、本実施形態では、これら副気室６と連通部８とで計５個のヘルムホルツ共鳴吸音器が構成されている。
【００３６】
ここで、リムホイール１にタイヤ１０を組立てた場合、前記式を満足するように、各部の設定を行う。タイヤ主気室内の空洞共鳴周波数は、タイヤとリムの周長によって決まり、通常の乗用車用タイヤでは、２５０Ｈｚ近傍が空洞共鳴周波数である。軽自動車用のタイヤではこの周波数が高周波になり、トラック用の大きなタイヤでは低周波になる。
【００３７】
なお、一つのリムホイール１に対する副気室６の総内容積は、タイヤ主気室１１の体積の２％以上２５％以下であることが好ましく、中でも３％以上１５％以下が更に好ましい。
【００３８】
本実施形態のリムホイール（６ＪＪ１５）１にタイヤ（１９５／５５Ｒ１５）１０を装着したときのタイヤ主気室１１の体積は約２２０００ｃｍ３であり、５つの副気室６の総体積は１５００ｃｍ３（３００ｃｍ３×５個）であり、５つの副気室６の総体積はタイヤ主気室１１の総体積の６．９％である。
【００３９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
従来のリムホイールとタイヤとの組み合わせ品（比較例（コントロール品））と、本発明により製造したリムホイールとタイヤとの組み合わせ品（実施例）とを試作し、ロードノイズ評価ドラム試験を実施した。
【００４０】
コントロール品：６ＪＪ１５の通常のアルミホイールに１９５／５５Ｒ１５サイズの通常の乗用車用タイヤを装着したものである。
【００４１】
実施例：図２に示すようなアルミニウム製の板状部材９を用いて製造した図１および図３に示す構造のリムホイール（隔壁数５個）にコントロール品と同様の乗用車用タイヤを装着したものである。
【００４２】
タイヤ主気室の体積約２２０００ｃｍ３に対し、副気室の総体積は１５００ｃｍ３（タイヤ主気室の６．９％）であり、連通部の径は０．８ｃｍ、連通部の長さは０．２ｃｍである。
【００４３】
実施例および比較例の共鳴周波数は、上記式に従い、それぞれ約２５０Ｈｚとした。ロードノイズドラムは直径３ｍで、表面に一般的な道路形状を模したアスファルトが貼り付けてある。タイヤを荷重３９２０Ｎ（４００ｋｇｆ）でドラムに押し付け、速度６０ｋｍ／ｈで走行させた際の、各方向のドラム軸力を測定し、周波数解析を行った。
【００４４】
上下方向の軸力の周波数解析を行った結果、実施例では、比較例に比し空洞共鳴ピークが約８．７ｄＢ低減した。
【００４５】
また、実施例および比較例のタイヤを乗用車に装着し、テストコースにて、テストドライバー二人による実車走行を行い、操縦安定性試験および振動乗り心地試験を実施した。
【００４６】
操縦安定性に関しては、駆動性、制動性、ハンドル応答性、操縦時のコントロール性を総合評価し、振動乗り心地試験に関しては、良路走行時振動、悪路走行時振動、段差などの特殊路走行時振動、車内騒音を総合評価し、コントロール（比較例）を１００とした時の指数で実施例のタイヤを評価した。指数の数値が大きいほど良好である。実施例の結果は、操縦安定性が１１０、振動乗り心地性が１１５、車内騒音が１５５であった。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、高い操縦安定性を確保しつつ車両に伝達される振動を抑制し、乗り心地性の向上、車内騒音の低減等を実現でき、溶接欠陥などによる故障原因の低減したリムホイールを高い生産性にて製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一好適実施形態に係るリムホイールの要部を示す回転軸に沿った断面図である。
【図２】図１中の気室壁を構成する板状部材の、（イ）は平面図であり、（ロ）は円弧状の両端部を接合した状態を示す斜視図であり、（ハ）は、（ロ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示すＡ−Ａ線に沿う軸直角断面図である。
【図４】本発明の他の好適実施形態に係るリムホイールの要部を示す回転軸に沿った断面図である。
【図５】図４中の気室壁を構成する板状部材の、（イ）は円弧状の両端部を接合した状態を示す斜視図であり、（ロ）は、（イ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１　リムホイール
２　リム
３，１３　気室壁
４　ビードシート
４Ａ　段部
５　隔壁
６　副気室
７　ウエル部
８　連通部
９　板状部材
１０　タイヤ
１１　タイヤ主気室
【図１】
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【図２】
2004106719.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004106719.tif 000008