(57)【要約】      （修正有）【課題】格別な重量増やコスト上昇を伴うことなく、その振動特性を大幅に改善して、ロードノイズを低減しうるようにした自動車用ホイールを提供する。【解決手段】自動車のドライブシャフトが取り付けられたハブに締結されるディスク部と、該ディスク部の外周にタイヤを装着するためのリム部とを具備し、一次固有振動数を、自動車やタイヤの振動特性に応じて調整する。ホイール１０のリム部に工夫をこらし、リム部の潰れ剛性を向上させ、これによりホイール１０の振動特性を自在に調整する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のドライブシャフトが取り付けられたハブに締結されるディスク部と、該ディスク部の外周にタイヤを装着するためのリム部とを具備し、
一次固有振動数を、前記自動車やタイヤの振動特性に応じて調整した自動車用ホイール。
【請求項２】
前記一次固有振動数にかかる振動は、前記ディスク部が前記ハブの締結部に対して非対称に倒れるディスクの面倒れ変形、及び前記リム部が半径方向に倒れ込むリムの潰れ変形に起因するものである請求項１に記載の自動車用ホイール。
【請求項３】
前記一次固有振動数は、前記リムの潰れ変形の際に、前記リム部の変形しやすい部分の剛性を高めることにより調整されている請求項１又は２に記載の自動車用ホイール。
【請求項４】
前記一次固有振動数は、前記リム部におけるフランジ端部にリング状の剛性強化部材を取り付けることにより調整されている請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ホイール。
【請求項５】
前記リング状の剛性強化部材は、回転対称の位置において肉抜き部が設けられている請求項４に記載の自動車用ホイール。
【請求項６】
前記一次固有振動数は、前記リム部におけるフランジ端部を内巻き状に加工した剛性強化部を設けることにより調整されている請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ホイール。
【請求項７】
前記一次固有振動数は、前記リム部とディスク部との嵌合部近傍において、前記ディスク部端部を車体外向きに湾曲させることにより調整されている請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ホイール。
【請求項８】
前記一次固有振動数は、前記リム部において幅方向に板厚を変化させることにより調整されている請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ホイール。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載された自動車用ホイールにタイヤを組み付けてなるタイヤホイール組み立て体。
【請求項１０】
請求項９に記載のタイヤホイール組み立て体を装着した自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ホイールに関し、特に格別なホイール単体の重量増を伴うことなく、その振動特性を大幅に改善してロードノイズを低減したホイールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
走行中の自動車内に伝達される車内騒音のひとつに、荒い路面を走行する際に発生するロードノイズがある。このロードノイズの侵入経路には、タイヤからの放射音や風切り音等に代表される”空気中を伝播する経路”と路面の凹凸によるタイヤ転動時の振動がホイール、サスペンション、ボディ等の振動を誘発して伝播し、車内に至る”部品を介して伝播する経路”に大別される。
【０００３】
通常の乗用車において、約１００〜３００Ｈｚの周波数帯で発生するロードノイズは、後者の部品を介した伝播経路によるものが主であり、部品固有の振動特性が影響することが知られている。そこで、このような経路を伝って車内に浸入するロードノイズの軽減策が従来から検討されている。
【０００４】
ロードノイズの軽減策として、例えば特許文献１には、自動車用ホイールのディスク中央部にリブや肉盛り等による剛性強化部を付与することで、“ディスク部の面倒れモード”における固有振動数を、装着するタイヤの空洞共鳴による固有振動数よりも高く設定することで、ホイール重量増を伴うことなく、ロードノイズを低減できるという技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２には、リムの半径方向の倒れ込み変形、すなわち”リム潰れモード”を抑制するために、金属あるいは樹脂等のリング形状あるいはＣ字形状をした変形抑制手段を嵌め込み部に弾性力（拡径力）により保持することで、リムと抑制手段とのフリクションによる減衰力によりリム振動を抑制し、ロードノイズを低減する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献３には、ディスク材をリム材より縦弾性係数の大きい材料（例えば鋼、軽合金）で構成し、リム材をディスク材より比重の小さい材料（例えば軽合金、合成樹脂）で構成することで、ホイール全体の固有振動数を高めてタイヤ振動数（約２５０Ｈｚ）との共振を避け、ロードノイズの低減と軽量化が達成できるという技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献４及び特許文献５には、自動車用ホイールの外周と、自動車用ホイールに装着するタイヤの内面との間の空間に、発泡性の材料を介装させ、これによってロードノイズを低減させる技術が開示されている。
【特許文献１】
特開２００２−１８７４０２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２５５２０４号公報
【特許文献３】
特開２００２−２７４１０２号公報
【特許文献４】
特開平６−１０６９０２号公報
【特許文献５】
特開平６−１０６９０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１、２、及び３に示された手段では、ロードノイズを適切かつ十分に低減させることはできなかった。すなわち、特許文献１に開示された方法では、タイヤ空洞共鳴との共振を防止することでのロードノイズ低減効果は見られるものの、自動車用ホイールの１次振動モードには、上記面倒れモード以外にディスク面を支点としてリムが倒れ込み変形をおこす”リム潰れモード”が存在することも知られており、これら両方の振動モードがロードノイズに影響すると考えられるため、面倒れモードのみを高剛性化しても不十分であった。
【０００９】
また、特許文献２に開示された方法では、リング状の抑制手段とリムは、ねじ止め、溶接、接着等によって固着されているわけではないため、減衰効果は認められるもののホイール単体における固有振動数を調整することはできない。このため、該ホイールが装着されるタイヤや車輌との関係により共振が起こる場合には、ロードノイズを十分に低減することはできなかった。
【００１０】
また、特許文献３に開示された方法では、ホイール全体の固有振動数を高めることでロードノイズ低減については効果が見られるものの、ディスク材を鋼とした場合には、リム材にアルミニウム合金やマグネシウム合金を使用しなければならず、更に、リム材の製造に関しては、鋳造及び機械加工が伴い、更にはディスクとの嵌合についてもボルト締結等により施されるため、ディスク材、リム材とも鋼製であるような一般的な自動車用ホイールでの実現は困難であり、材料コストや製造コストの高騰を招くという欠点があった。また、ディスク材を軽合金、リム材を構造用プラスティックのような合成樹脂とした組み合わせの場合にも同様の理由で材料コストや製造コストが、一般的な鋼製ホイールに比べて高くなってしまうという問題があった。
【００１１】
一方、自動車の走行性能や燃費を低下させないために、装着する自動車用ホイールの重量を増加させないようにしなければならないが、特許文献４、及び特許文献５に開示された方法によれば、十分な防音効果を得るために発泡性材料を装填した場合、ホイール単重を増しかねないという問題もあった。
【００１２】
そこで、本発明は、格別な重量増やコスト上昇を伴うことなく、その振動特性を大幅に改善して、ロードノイズを低減しうるようにした自動車用ホイールを提供することを課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、以下に示すような新たな知見を得た。すなわち、先にも述べたように、走行している自動車のロードノイズ発生源は路面の凹凸により振動するタイヤであり、このタイヤ振動が加振源となって、装着されるホイールを介して車軸等に伝播し、車内にロードノイズとして伝えられる。
【００１４】
図８に「比較例」として示されている実線は、一般的な乗用車内前席中央部におけるロードノイズの測定結果を示すものである。図に示されるとおり、一般的な乗用車内におけるロードノイズは約１００Ｈｚ〜３００Ｈｚの周波数帯において特に顕著である。約２５０Ｈｚ前後の周波数帯に見られる鋭いピークはタイヤ内部の空洞共鳴に起因しており、タイヤ構造や空気圧によらずタイヤサイズ（周長）によりほぼ一意に決まることが知られている。また、「ゴー音」や「こもり音」と言われる約１００〜２００Ｈｚの低周波帯域におけるノイズは、車軸やサスペンション等の車輌側に起因したロードノイズである。
【００１５】
図５は、従来の自動車用ホイールの構造を示すものであり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図である。通常、自動車用ホイールは自動車の車軸（ドライブシャフト）が取り付けられたハブに締結されるハブ締結部３を備えたディスク部２の外周にタイヤを装着するためのリム部１が溶接等により嵌合されている構造が採用されており、最近の乗用車では一般に図５に示す構成のものが多用されている。
【００１６】
ここで、ディスク部２はその中央部のハブ締結部３にて４〜６本のボルトによりハブと締結される。このような状態におけるホイール単体での１次固有振動モードを調査した結果、約１００〜３００Ｈｚの周波数帯域では、図６に示すような、“リムの潰れモード”、及び、図７に示すような、“ディスクの面倒れモード”、の２つの振動モードが主として存在することが判明した。このため、ホイール単体における、“ディスクの面倒れモード”、及び、“リムの潰れモード”、における１次固有振動数を、該ホイールが装着されるタイヤや車輌の振動特性に応じて自在に調整可能とすれば、振動伝達系との共振を防止することができ、その結果、ロードノイズを大幅に低減することが可能となるのである。
【００１７】
図１０、１１には、リムの潰れモード、及び、ディスク面倒れモードにおける１次固有振動数と板厚との関係を調査した結果を示す。本結果から明らかなように、ディスク面倒れモードについては、ディスク部２を増厚させ、またリム部１を薄肉化することで固有振動数を増大させる方向への調整が可能である。これは、本振動モードがディスク部２中央を支点として、ディスク部２がバネ、リム部１がマスとなる振動系であるためである。従って、固有振動数の調整手法としては、本振動系におけるバネ定数の調整、すなわち、ディスク剛性の調整とマス重量の調整、すなわち、リム重量の調整が有効である。
【００１８】
まず、ディスク剛性の調整手法であるが、従来実施されているようなディスク部２の増厚による調整手法はホイールの重量増を伴うため軽量化との両立の点からは好ましくない。一方、マスであるリム重量の調整手法として、リム部１を薄肉化させることはディスク面倒れモードの固有振動数を高めに調整可能で、かつ、リム軽量化によるホイール重量の軽量化との両立も可能であるが、必要以上に薄肉化し過ぎるとリム部１自体の強度不足を招き、例えば縁石等へ乗り上げた際の変形が懸念されるようになる。このため、ディスク倒れモードにおける１次固有振動数の調整手法としては、特許文献１に記載されているような、“リブ等の剛性補強部”を設けたり、“ディスクに湾曲形状”を設けたりするような調整手法と、リム板厚を設計許容下限値まで薄肉化させる手法の組み合わせが好ましいとも考えられる。
【００１９】
しかしながら、図１０に見られるようにリム部１を薄肉化する場合には、リム剛性の低下を伴うため、リム潰れモードにおける１次固有振動数を低下せしめることになる。逆に、リム剛性を高めるためにリム部１を増厚させれば、図１１に見られるようにディスク倒れモードの１次固有振動数を低下させ、かつ、重量増となるため好ましくない。
【００２０】
以上のように、従来なされてきたような調整手法の組み合わせのみでは、全ての１次固有振動数の調整と軽量化とを両立させることは非常に困難である。そこで、多くの試験を重ねた本発明者等は、リムの潰れモードにおける１次固有振動数の調整手法に着目し、リムフランジ端部近傍のようなリム潰れモードにおける変形しやすい部分について、“プレス成形や溶接等によるフランジ端部剛性強化”、“幅方向に板厚変化を設ける”、“ディスク端部を車体外側向きに湾曲させる”等により剛性を高めることで効果的に１次固有振動数を調整できることを見出した。
【００２１】
本発明は、上記知見を基にして完成されたものである。以下、本発明について具体的に説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【００２２】
請求項１の発明は、自動車のドライブシャフトが取り付けられたハブに締結されるディスク部（２）と、該ディスク部の外周にタイヤを装着するためのリム部（１）とを具備し、一次固有振動数を、自動車やタイヤの振動特性に応じて調整した自動車用ホイール（１０、２０、３０、４０）により前記課題を解決しようとするものである。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の自動車用ホイール（１０、２０、３０、４０）において、一次固有振動数にかかる振動は、ディスク部（２）がハブの締結部（３）に対して非対称に倒れるディスクの面倒れ変形、及びリム部（１）が半径方向に倒れ込むリムの潰れ変形に起因するものであることを特徴とする。
【００２４】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の自動車用ホイール（１０、２０、３０、４０）において、一次固有振動数は、リムの潰れ変形の際にリム部（１）の変形しやすい部分の剛性を高めることにより調整されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ホイールにおいて、一次固有振動数はリム部（１）におけるフランジ端部（１３）にリング状の剛性強化部材（４）を取り付けることにより調整されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明は、請求項４に記載の自動車用ホイール（１０）において、リング状の剛性強化部材（４）は、回転対称の位置において肉抜き部が設けられていることを特徴とする。
【００２７】
請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ホイールにおいて、一次固有振動数はリム部（１）におけるフランジ端部（１３）を内巻き状に加工した剛性強化部（１４）を設けることにより調整されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項７の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ホイールにおいて、一次固有振動数はリム部（１）とディスク部（２）との嵌合部近傍において、ディスク部端部を車体外向きに湾曲させることにより調整されていることを特徴とする。
【００２９】
請求項８の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用ホイールにおいて、一次固有振動数はリム部（１）において幅方向に板厚を変化させることにより調整されていることを特徴とする。
【００３０】
請求項９の発明は請求項１〜８のいずれか１項に記載された自動車用ホイール（１０、２０、３０、４０）にタイヤを組み付けてなるタイヤホイール組み立て体である。
【００３１】
請求項１０の発明は、請求項９に記載のタイヤホイール組み立て体を装着した自動車である。
【作用】
本発明では、自動車用ホイールを上記の如き構成としたため、ホイールの重量の増加なしに、あるいは少なくとも目立った増加を伴うことなくその振動特性を大幅に改善することができ、ロードノイズの発生源であるタイヤ振動（空洞共鳴）や車輌側の振動伝達系と共振しあうことのない任意の固有振動数にホイール単体の１次固有振動数を容易に、かつ、自在に調整することが可能となる。そのため、走行中の車内へ伝達されるロードノイズを大幅に低減することができる。続いて、本発明の実施の形態を図示例とともに説明する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（１）第一実施形態
【００３３】
図１は本発明の第一実施形態にかかる自動車用ホイール１０を概略的に示すものであり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図を示す。なお、この自動車用ホイール１０は、ハブと締結するための４つのボルト穴１１ａ〜１１ｄ、を有したハブ締結部３を中央に有するとともにハブ締結部３から凸状曲面を有したハット部１２が張り出した形状のディスク部２がリム部１の内周面に嵌合され、両者が溶接等により統合されて一体化されている。
【００３４】
ここで、ホイール１０の材質は鋼が一般的であるが、軽合金製としても構わない。鋼製とした場合には、適用する自動車の車種やサイズにもよるが、ディスク部２の素材としては板厚１．８ｍｍ〜８．０ｍｍ程度の熱延鋼板、あるいは、冷延鋼板が使用され、また、リム部１の素材も同様に１．６ｍｍ〜６．０ｍｍ程度の熱延鋼板、あるいは、冷延鋼板が使用される。使用鋼板としては、当該ホイール１０に要求される強度レベルによって、適正な材質、強度、板厚のものが選択されるが、自動車全体の軽量化のために近年盛んに使用されている高強度で板厚を薄くすることが可能な高抗張力鋼板等を使用して良いことは勿論である。
【００３５】
さて、既述したように、ホイール１０の振動特性を調整する手段として、本発明ではリム部１に工夫を凝らし、リム部１の潰れ剛性を向上させ、これによりホイール１０の振動特性を自在に調整するようにした。
【００３６】
図１に示す本発明の第一実施形態にかかる自動車用ホイール１０は、リム部１のフランジ端部１３に、リング状の剛性強化部材４が付与されている。このリング状の剛性強化部材４は、例えば、外径がフランジ端部１３の径に略一致する円板の内部を同心の円形にくり抜いてドーナツ状に成形したもので、外径と内径との差は図１において、参照符号Ｌにより示されている長さにあたる。このリング状の剛性強化部材４の作用は次のとおりである。すなわち、自動車用ホイール１０のリム潰れモードにおける１次固有振動モードは、前述したように、図６に示すようなハブ締結面３を支点としたリム部１の半径方向への倒れ込み変形であり、リム部１の径方向に関して回転対称な振動モードである。この時、特に変形量が大きいのはリムフランジ端部１３であるため、該フランジ端部１３の半径方向の剛性を調整することで、本振動モードにおける１次固有振動数が調整可能となる。
【００３７】
ここで、剛性強化部材４は走行時の回転バランスを考えれば周方向に均等な剛性を有するものが好ましく、例えばリング状のものがよい。また、本剛性強化部材４の形成方法であるが、製造コストを勘案すれば、ロールフォーミングやプレス成形等の通常のリム成形プロセスにおいてリム部と一体に形成するのが望ましいが、別工程においてリング状にブランキングした剛性強化部材４を溶接、接着、ねじ止め等によりリムフランジ端部１３に固着させてもよい。なお、本発明では、これら剛性強化部材４はリム部１と金属的あるいは機械的に固着されている必要がある。また、剛性強化部材４のリム部１への取り付け部位に関しては、車体外側（ディスク表面側）、車体内側（ディスク裏面側）、あるいは、両側のいずれでもよく、必要な振動特性に応じて適宜調整すればよい。
【００３８】
図９には、固有振動数調整の一例を示す。この図において、縦軸はリム潰れモードにおける固有振動数（Ｈｚ）、横軸は剛性強化部材４の外径と内径との差Ｌ（ｍｍ）であり、剛性強化部材４の厚みを変化させた場合に、上記固有振動数とＬとの関係がどのように変化するかが表されている。また、図において鎖線は、剛性強化部材４の厚みを変えた場合に、剛性強化部材４の重量が一定となるそれぞれのＬに対応する点を結んで表したものである。この図からも明らかなように、剛性強化部材４の厚み、及び／又は剛性強化部材４の外径と内径との差Ｌを種々変化させることにより、自在にリム潰れモードにおける固有振動数（Ｈｚ）をコントロールすることが可能である。すなわち、剛性部材４のサイズや位置により、装着されるタイヤや車輌との関係に応じて固有振動数を自在に調整可能であることが判る。
【００３９】
また、剛性強化部材４の重量を増すほどリム潰れモードにおける固有振動数（Ｈｚ）を調整する自由度は大となるが、前述したとおり重量増加は燃費にはマイナス要因となる。またいわゆる「バネ下重量」の増加にもつながり、自動車の操縦安定性に悪影響を与える。このため、剛性強化部材４を軽量化するために周方向に肉抜き部を設けることも可能であるが、この場合も回転バランスを考えれば剛性強化部材４の径方向に関して回転対称に肉抜き部を設けるのが望ましい。
【００４０】
図２は本発明の第二実施形態にかかる自動車用ホイール２０を概略的に示すものであり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図を示す。この自動車用ホイール２０は、リムフランジ端部を内巻き状に加工した剛性補強部５を有している。ディスク部及びリム部の材質及び板厚に関しては第一実施形態にかかる自動車用ホイール１０に関する説明が本実施形態の自動車用ホイール２０にも適用される。本実施形態にかかる自動車用ホイール２０においても、第一実施形態にかかる自動車用ホイール１０の剛性強化部材４と同様に、リムフランジ端部の半径方向の剛性を調整することが可能である。本剛性補強部５の形成方法についても、第一実施形態にかかる自動車用ホイール１０の剛性強化部材４と同様に、ロールフォーミングやプレス成形等の通常のリム成形プロセスにおいてリム部と一体に形成するのが望ましいが、別工程にて作製したパイプ等の円筒形のものをリムフランジ端部に溶接、接着、ねじ止め等で固着させてもよい。また、取り付け部に関しても、車体外側（ディスク表面側）、車体内側（ディスク裏面側）、あるいは、両側のいずれでもよく、必要な振動特性に応じて適宜調整すればよい。本実施形態の自動車用ホイール２０では、内巻き形状を調整することで、装着されるタイヤや車輌との関係に応じて固有振動数を自在に調整可能である。更に、本実施形態の自動車用ホイール２０ではリムフランジ端部の剛性が高まることで、縁石等への乗り上げ時においても十分な強度を確保できることから、リム全体の板厚を薄肉化することが可能になるという利点がある。
【００４１】
図３は、本発明の第三実施形態にかかる自動車用ホイール３０を概略的に示すものであり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図を示す。この自動車用ホイール３０は、リム部とディスク部の嵌合部近傍において、ディスク部の端部を車体外向きに湾曲させた、外側湾曲部６が設けられている。ディスク部及びリム部の材質及び板厚に関しては第一実施形態にかかる自動車用ホイール１０に関する説明が本実施形態の自動車用ホイール３０にも適用される。本実施形態にかかる自動車用ホイール３０の製造工程において、通常のディスク成形プロセスにおける途中までの絞り工程は同じであり、後段の工程において通常とは逆向きに車体外側（ディスク表側）に湾曲するよう成形する。このため、大幅な製造ライン改造を伴うことなく所定の形状に製造することが可能であるという利点がある。この時、ディスク部の湾曲形状は、望ましくはリム部の形状に沿うように成形されるのがよい。また、リム部との嵌合については図中において参照符号３１により示される部位、あるいは、参照符号３２で示される部位のいずれか一方のみを溶接、接着、ねじ止め等により固着すればよく、あるいはこれらの部位の両方を固着してもよい。本実施形態にかかる自動車用ホイール３０では、ディスク端部の外側湾曲部６の長さを種々変化させることで、リム部の半径方向における剛性を調整できるため、装着されるタイヤや車輌との関係に応じて固有振動数を自在に調整可能である。
【００４２】
図４は本発明の第四実施形態にかかる自動車用ホイール４０を概略的に示すものであり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は正面図を示す。この自動車用ホイール４０は、ロールフォーミングやしごき加工等によりリム部において幅方向に板厚を変化させている。ディスク部及びリム部の材質、並びにディスク部の板厚に関しては第一実施形態にかかる自動車用ホイール１０に関する説明が本実施形態の自動車用ホイール４０にも適用される。本実施形態の自動車用ホイール４０は、リム部全体の板厚を増加させるのではなく、半径方向の剛性調整に効果的な部位のみ板厚を厚めとし、強度的に余裕がある部位については薄肉化することが好ましい。例えば図中参照符合４１で示されるリムフランジ端部近傍の部位を肉厚とし、参照符合４２で示されるドロップ部を薄肉化することが考えられる。かくして、一次固有振動数を自在に調整しつつ、リム全体の重量増を抑制することができる。本実施形態にかかる自動車用ホイール４０では、リムフランジ端近傍の板厚を調整することで、装着されるタイヤや車輌との関係に応じて固有振動数を自在に調整することが可能である。
【００４３】
また、上記した各実施形態を適宜組み合わせることで、固有振動数を自在に調整可能であることはいうまでもない。次いで、本発明の構成及び作用効果を実施例によって更に具体的に説明する。ただし本発明は、実施例に限定されるものではない。
【００４４】
【実施例】
まず、表１に記載の「実施例１（リング状の剛性強化部材付与、図１）」、「実施例２（リムフランジ端部を内巻き状に加工、図２）」、「実施例３（ディスク端部を車体外側に湾曲状に成形、図３）」、「実施例４（リム部１板厚を幅方向に変化、図４）」、及び、「比較例（一般的な構造、図５）」として示した５種類の自動車用ホイールを準備した。なお、これら各自動車用ホイールはいずれも１４インチの鋼製ホイールであり、リム幅が５．５インチのものである。ここで、「実施例１〜４」にかかる各自動車用ホイールは、「比較例」として採用した図５に示した一般的な自動車用ホイール５０を基に改良を加えたものである。また、「実施例１〜４」にかかる各自動車用ホイールについては、”ディスクの面倒れモード”における固有振動数についても「比較例」の構造を基にディスク内面の形状を湾曲させることで調整している。
【００４５】
すなわち、「実施例１」にかかる自動車用ホイール１０は図１に示すような形状であり、板厚はリム厚と同じ２．３ｍｍで、幅１５ｍｍのリング状の剛性強化部材４をリムフランジ端部１３の両側全周にわたり溶接により固着させたものである。
【００４６】
また、「実施例２」にかかる自動車用ホイール２０は、図２に示したようなリムフランジ端部の両側をロール成形により外径１６ｍｍにて内巻き状に加工し、剛性補強部５を形成したものである。
【００４７】
そして、「実施例３」にかかる自動車用ホイール３０は、図３に示したようなディスク端部を車体外側に湾曲状にして外側湾曲部６を形成したものであり、リムフランジ端近傍までリム形状に沿うような形状とした。また、ディスク部とリム部との嵌合部については、ディスク裏側（参照符号３１で示される部位）、及び、ディスク表側（参照符号３２で示される部位）の両方を全周にわたり溶接により固着させた。
【００４８】
更に、「実施例４」にかかる自動車用ホイール４０は、図４に示したようにリムフランジ端部近傍（参照符号４１で示される部位）の板厚を４．０ｍｍとし、ドロップ部４２の板厚は１．５ｍｍ、それ以外は２．３ｍｍとし、リム全体の重量を比較例と比べて同じとしている。
【００４９】
準備した前記５種類の自動車用ホイール１０、２０、３０、４０、及び５０につき、それらの１次固有振動数を測定した。また、これらの自動車用ホイールに装着するタイヤ（１７５／６５Ｒ１４）の空洞共鳴における固有振動数も測定した。
【００５０】
なお、固有振動数の測定に関しては、インパルスハンマ、圧電式加速度ピックアップセンサ、及び、ＦＦＴアナライザを用いて測定した。また、固有振動モードについては測定データを基にモーダル解析を行うことで求めた。
【００５１】
走行試験結果も表１中に示す。走行試験は、「実施例１〜４」及び「比較例」にかかる各自動車用ホイール１０、２０、３０、４０、及び５０の各々４個に前記タイヤを装着して実車に取り付けて行った。本試験では、排気量１３００ｃｃの小型乗用車を使用し、凹凸のある小石路面を時速６０ｋｍで走行した際の「車内騒音」、「操縦安定性」、「乗り心地性」について評価した。
【００５２】
ここで、「車内騒音」については試験車輌の前席中央部に設置した集音マイクによりデータを採取した。実施例１の自動車用ホイール１０を装着した試験車両に関する実測データを図８に「本発明例」として鎖線により示す。時速６０ｋｍで走行時の騒音レベルが１００Ｈｚ〜３００Ｈｚの範囲において、比較例から平均１ｄＢ以上減少したものを「顕著に向上」と評価した。操縦安定性、及び乗り心地については、比較例を基準として、それより優れるものを「○」、劣るものを「×」として評価した。なお、操縦安定性、乗り心地については、５名のドライバーによる官能試験により５段階評価を実施した。すなわち、標準である比較例を「３点」とし、特に優れるものを「５点」、優れるものを「４点」、劣るものを「２点」、特に劣るものを「１点」と評点した。５名が下したこれらの評点の内、最高及び最低の評点を除外して、残りの３つの評点を平均し、これが３点以上の場合には優れる（「○」）、下回る場合には劣る（「×」）と判定した。
【表１】
2004322898.tif 000003
【００５３】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う自動車用ホイールもまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【００５４】
【発明の効果】
以上に説明した如く、この発明によれば、ホイール重量の格別な増加を招くことなく振動特性が大幅に改善され、ロードノイズの発生源であるタイヤ空洞共鳴や車輌側との振動伝達系との共振によりロードノイズが増幅されることのない自動車用ホイールを低コストで提供することができ、自動車の乗り心地性、車内騒音、操縦安定性を著しく向上することが可能になるなど、産業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態にかかる自動車用ホイールを示し、（Ａ）は断面図、及び（Ｂ）は正面図である。
【図２】第二実施形態にかかる自動車用ホイールを示し、（Ａ）は断面図、及び（Ｂ）は正面図である。
【図３】第三実施形態にかかる自動車用ホイールを示し、（Ａ）は断面図、及び（Ｂ）は正面図である。
【図４】第四実施形態にかかる自動車用ホイールを示し、（Ａ）は断面図、及び（Ｂ）は正面図である。
【図５】従来の自動車用ホイールを示し、（Ａ）は断面図、及び（Ｂ）は正面図である。
【図６】ホイール単体における振動モード（リム潰れモード）を示す概念図であり、（Ａ）は正面図、及び（Ｂ）は断面図である。
【図７】ホイール単体における振動モード（ディスク倒れモード）を示す槻念図である。
【図８】前席中央部におけるロードノイズの測定結果を示すグラフである。
【図９】本発明例におけるホイールの固有振動数とホイール構造の関係を示すグラフである。
【図１０】ホイール単体の固有振動数とディスク、リム板厚の関係（リム潰れモード）を示すグラフである。
【図１１】ホイール単体の固有振動数とディスク、リム板厚の関係（ディスク倒れモード）を示すグラフである。
【符号の説明】
１  リム部
２  ディスク部
３  ハブ締結部
４  剛性強化部材
５  剛性補強部
６  外側湾曲部
１０、２０、３０、４０  自動車用ホイール
１３  リムフランジ端部
１４  剛性強化部
５０  自動車用ホイール（従来品）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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