(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ空気室内で副気室部材をウェル部の外周面上に固定した車両用ホイールであって、
前記ウェル部の外周面から径方向外側に立ち上がり、前記外周面の周方向に延びるように形成される第１の縦壁面と、
前記第１の縦壁面と対向するようにウェル部に形成される第２の縦壁面と、
を備え、
前記副気室部材は、
樹脂で形成され、
前記ウェル部の外周面側の底板と、その底板との間で副気室を形成する上板と、前記副気室と前記タイヤ空気室を連通する連通孔と、からなる本体部と、
前記底板と前記上板とを結合するとともに、前記本体部から前記第１の縦壁面と第２の縦壁面に延出して、前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面のそれぞれに形成された溝部に係止される縁部と、
を有し、
前記上板は、ホイール幅方向の断面が前記ウェル部の外周面側から離間する方向に凸となるように連続的に湾曲していることを特徴とする車両用ホイール。
【請求項２】
タイヤ空気室内で副気室部材をウェル部の外周面上に固定した車両用ホイールであって、
前記ウェル部の外周面から径方向外側に立ち上がり、前記外周面の周方向に延びるように形成される第１の縦壁面と、
前記第１の縦壁面と対向するようにウェル部に形成される第２の縦壁面と、
を備え、
前記副気室部材は、
樹脂で形成され、
前記ウェル部の外周面側の底板と、その底板との間で副気室を形成する上板と、前記副気室と前記タイヤ空気室を連通する連通孔と、からなる本体部と、
前記底板と上板とを結合するとともに、前記本体部から前記第１の縦壁面と第２の縦壁面に延出して、前記第１の縦壁面と前記第２の縦壁面のそれぞれに形成された溝部に係止される縁部と、
を有し、
前記副気室には、前記上板と前記底板の一方から、又は両方から、前記副気室内部側へ窪んで前記上板と底板とを部分的に結合する結合部が形成されていることを特徴とする車両用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ空気室内の気柱共鳴（空洞共鳴）に伴う騒音を低減する車両用ホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤの空気室（以下、「タイヤ空気室」という。）内で生じる気柱共鳴が、自動車のロードノイズの要因となることが知られている。気柱共鳴とは、路面からタイヤに伝わるランダムな振動がタイヤ空気室内の空気を振動させ、その結果、タイヤ空気室の気柱共鳴周波数付近で共鳴現象が起こり、共鳴音が発生する現象である。
【０００３】
従来、この気柱共鳴に伴う騒音を低減するため、特許文献１に記載された車両用ホイールが知られている。この車両用ホイールは、リムの周方向に沿って複数の副気室を有している。さらに詳しく説明すると、この車両用ホイールでは、リムの周方向に延びるようにウェル部に立設された環状の縦壁と、ビードシート部側に向かうウェル部の立ち上り側壁との間に形成される環状の空間部分が蓋部材で塞がれている。そして、蓋部材とウェル部と縦壁とで区画されることとなるこの空間部分が周方向に所定の間隔をあけて配置された複数の隔壁で仕切られることで各副気室が形成されている。また、タイヤ空気室と各副気室とは、蓋部材に形成された連通孔で連通している。この車両用ホイールによれば、連通孔と副気室とがヘルムホルツ・レゾネータを構成し、タイヤ空気室内の気柱共鳴音を低減することができる。
【特許文献１】特開２００４−９０６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両用ホイールは現実的な構造ではなかった。すなわち、ウェル部から立ち上がるように縦壁を形成したホイールに、複数の隔壁と蓋部材とを、気密性を保ちつつ、溶接、接着、嵌め込み、締結により高精度で結合させる必要があり、気密性の確保、製造工数や製造コストの増大を考慮すると、量産化に不適であるという問題があった。
また、副気室を構成する部材の材料としては、金属、樹脂等が使用できるが、軽量化、量産性の向上、副気室の気密性確保等を考慮すると、軽量でブロー成型可能な樹脂が望ましい。
しかしながら、材料として樹脂を使用した場合、金属を使用する場合に比べ、副気室を構成する壁材の面剛性が低いため、気柱共鳴によってタイヤ空気室内でプラス側、マイナス側、交互に変動する空気圧変動が生じたときに副気室の容積がわずかに増減し、ヘルムホルツ・レゾネータとしての消音性能が十分に得られない場合がある。
この場合、前記壁材の肉厚を増して剛性を高めることが考えられるが、壁材の肉厚を増すと副気室部材の重量増となり、副気室部材に作用する遠心力も増加することから、副気室部材をウェル部に固定するための部材も強度を必要とし、その結果ますます車両用ホイールが重くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、量産性を向上させ、重量増をできるだけ少なくしながら、副気室を構成する前記壁材の面剛性を高めることができる樹脂製の副気室部材を搭載した車両用ホイール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】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、タイヤ空気室内で副気室部材をウェル部の外周面上に固定した車両用ホイールであって、ウェル部の外周面から径方向外側に立ち上がり、外周面の周方向に延びるように形成される第１の縦壁面と、第１の縦壁面と対向するようにウェル部に形成される第２の縦壁面と、を備え、
副気室部材は、樹脂で形成され、ウェル部の外周面側の底板と、その底板との間で副気室を形成する上板と、副気室とタイヤ空気室を連通する連通孔と、からなる本体部と、底板と上板とを結合するとともに、本体部から第１の縦壁面と第２の縦壁面に延出して、第１の縦壁面と第２の縦壁面のそれぞれに形成された溝部に係止される縁部と、を有し、上板は、ホイール幅方向の断面がウェル部の外周面側から離間する方向に凸となるように連続的に湾曲していることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明よれば、従来の車両用ホイール（例えば、特許文献１参照）のようにホイールに複数の隔壁や蓋部材を順次に組み付けて気密性を考慮しながら高精度にこれらを結合させて副気室を形成していくものと異なって、予め副気室を有する副気室部材をウェル部に設けた第１の縦壁面と第２の縦壁面との間に嵌め込むだけで製造される。
また、副気室の本体部を構成する上板と底板の壁材のうち上板が、ホイール幅方向の断面において、ウェル部の外周面側から離間する方向に凸となるように連続的に湾曲している、つまり、副気室から外側に凸の形状に連続的に湾曲しているので、副気室内の内圧が高まった場合にも、上板の外側への膨張が抑制され、副気室の容積変動が抑制される。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、タイヤ空気室内で副気室部材をウェル部の外周面上に固定した車両用ホイールであって、ウェル部の外周面から径方向外側に立ち上がり、外周面の周方向に延びるように形成される第１の縦壁面と、第１の縦壁面と対向するようにウェル部に形成される第２の縦壁面と、を備え、
副気室部材は、樹脂で形成され、ウェル部の外周面側の底板と、その底板との間で副気室を形成する上板と、副気室とタイヤ空気室を連通する連通孔と、からなる本体部と、底板と上板とを結合するとともに、本体部から第１の縦壁面と第２の縦壁面に延出して、第１の縦壁面と第２の縦壁面のそれぞれに形成された溝部に係止される縁部と、を有し、副気室には、上板と底板の一方から、又は両方から、副気室内部側へ窪んで上板と底板とを部分的に結合する結合部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、副気室の本体部を構成する壁材の上板と底板の一方から、又は両方から、副気室内部側へ窪んで上板と底板とを部分的に結合する結合部が形成されているので、結合部分で上板と底板との離間距離が固定され、堅く結合されることになる。その結果、副気室内の内圧変動に対して、壁材の内外へのへこみ、膨張が抑制され、副気室の容積変動が抑制される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車両用ホイールによれば、予め副気室を有する副気室部材をウェル部に設けた第１の縦壁面と第２の縦壁面との間に嵌め込むだけで製造されるので、従来の車両用ホイールと比較して、製造工数や製造コストを削減することができるとともに、量産性を向上させることができる。
また、樹脂で副気室を構成した場合でも、タイヤ空気室の圧力変動による副気室容積の変動が小さく、消音機能が維持できる、薄肉の壁材で構成した副気室を形成することができる。その結果、副気室部材の本体部を軽量に構成できるだけでなく、副気室をウェル部に係止するための縁部にかかる遠心力も軽減されて、縁部も薄肉にでき、本体部及び縁部を含めた副気室部材全体が軽量にでき、副気室部材を備えた車両用ホイール全体を軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る車両用ホイールの実施形態について図を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態に係る車両用ホイールは、ウェル部側に副気室部材（ヘルムホルツ・レゾネータ）を嵌め込んで固定することを主な特徴としている。
ここでは、先ず車両用ホイールの全体構成について説明した後に、副気室部材の構成について説明する。
【００１５】
《車両用ホイールの全体構成》
先ず、図１から図３を参照して（適宜図7を参照して）車両用ホイールの全体構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る車両用ホイールの斜視図である。図２は、図１の車両用ホイールにタイヤを装着した車輪の要部正面断面図である。図３は、車両用ホイールの側面断面図であって、副気室部材の配置位置を示す図である。
図１に示すように、車両用ホイール１０は、タイヤ２０（図２参照）を装着するためのリム１１と、このリム１１を図示しないハブに連結するためのディスク１２と、リム１１を構成するウェル部１１ｃの外周面１１ｄ（図７の（ａ）参照）上に固定される副気室部材１３とから構成される。
【００１６】
図２に示すように、リム１１は、ホイール幅方向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からホイール径方向外側に向けて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内側に窪んだウェル部１１ｃと、を有する。
【００１７】
ビードシート部１１ａには、タイヤ２０のビード部２１ａが装着される。これにより、リム１１の外周面１１ｄ（図７の（ａ）参照）とタイヤ２０の内周面との間に環状の密閉空間からなるタイヤ空気室ＭＣが形成される。
なお、タイヤ２０に関して、符号２１はタイヤ本体、符号２２はインナライナを示す。
【００１８】
ウェル部１１ｃは、タイヤ２０をリム１１に組み付けるリム組時に、タイヤ２０のビード部２１ａ，２１ａを落とし込むために設けられている。このウェル部１１ｃの外周面１１ｄ（図７の（ａ）参照）には、縦壁１４が立設されている。
【００１９】
ディスク１２は、図２に示すように、リム１１の車両外側の端部からホイール径方向内側に連続して形成される。リム１１とディスク１２とは、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽量高強度材料等から製造される。
なお、これらの材料は限定されるものではなく、スチール（鋼）等から形成されるものであっても良い。また、車両用ホイール１０は、スポークホイールであっても良い。
【００２０】
図３に示すように、ウェル部１１ｃのホイール周方向に沿って、副気室部材１３が４つ配置される。副気室部材１３は、ホイール周方向に長い部材であって、その内部にそれぞれ副気室ＳＣを有している。そして、本実施形態での副気室部材１３は、ウェル部１１ｃの周面に沿って等間隔に４つ配置されている。つまり、本実施形態での車両用ホイール１０は、車両用ホイール１０の回転中心軸を挟んで対向する１対の副気室部材１３を２組備えている。
なお、図１から図３では単に副気室部材１３と表示しているが、後記するように本実施形態における副気室部材の１例である副気室部材１３Ａの他に、その変形例である副気室部材１３Ｂ（図９の（ａ），（ｂ）参照）、副気室部材１３Ｂ’（図９の（ｃ），（ｄ）参照）、副気室部材１３Ｃ（図１０参照）、副気室部材１３Ｄ（図１１の（ａ）参照）、副気室部材１３Ｅ（図１１の（ｂ）参照）等を代表して副気室部材１３と表示したものである。
【００２１】
《副気室部材》
次に、図４から図７を参照しながら（適宜図２を参照して）副気室部材１３について説明する。
図４は、本実施形態における副気室部材の斜視図であり、図５はホイール周方向に湾曲した副気室部材を平面状に展開して図４のＤ方向から見た展開平面図である。図６の（ａ）は、図４におけるＡ−Ａ’部分断面図（Ａ側）であり、（ｂ）は、図４におけるＣ−Ｃ断面図であり、（ｃ）は、副気室部材の突出部を図４のＤ方向から見た部分平面図である。図７の（ａ）は、副気室部材を取り付けたウェル部を部分的に拡大した要部正面断面図、（ｂ）は、ウェル部の縦壁に形成された切欠き部の斜視図である。
【００２２】
本実施形態における１例である副気室部材１３Ａは、図４及び図６の（ａ）に示すように、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿うように、その長手方向に湾曲している。
副気室部材１３Ａは、底板２５ａ（図６の（ａ）参照）と上板２５ｂ（図６の（ａ）参照）との内部に副気室ＳＣ（図６の（ａ）参照）が形成される本体部１３ａと、この本体部１３ａからその周囲に延出する板状の縁部１３ｅ（図４参照）とを備えている。この縁部１３ｅは、本体部１３ａのホイール周方向にも、本体部１３ａのホイール幅方向にも設けられている。
【００２３】
ここで、図５に示すように本体部１３ａに設けられた縁部１３ｅのうち、ホイール周方向に延び、後記する突出部１８が設けられている側のものを、以下、縁部１３ｅ１と称し、そのホイール幅方向反対側のものを縁部１３ｅ２と称し、ホイール幅方向に延びるものを１３ｅ３と称する。部位を特定する必要が無いときは、単に縁部１３ｅと称する。
縁部１３ｅの肉厚ｔ１（図６の（ａ），（ｂ）参照）は、本体部１３ａの底板２５ａ及び上板２５ｂの肉厚ｔ２と同じ厚さとなっている。また、縁部１３ｅ１，１３ｅ２の前記ホイール幅方向の両端は肉厚ｔ１より大きい外径の、ホイール周方向に伸びる円形断面の端縁１３ｃ，１３ｃとなっている。
なお、本実施形態での縁部１３ｅ（縁部１３ｅ１，１３ｅ２，１３ｅ３）は、肉厚ｔ１や後記する材料を適宜に決定することでバネ弾性を有している。
【００２４】
また、図５に示すようにホイール周方向の縁部１３ｅ３の縁部１３ｅ２寄り側のホイール周方向端からは、ホイール径方向内方側に斜めに折れてホイール幅方向に延出し、その先端部の面が更にホイール幅方向に沿うように折れ曲がった仮止め爪１３ｆ，１３ｆが設けられている。
【００２５】
図６の（ａ）に示すように副気室ＳＣを囲む壁材である本体部１３ａの上板２５ｂのうちの、ホイール周方向側の端である端部２５ｄは、ホイール周方向端において傾いて形成されている。また、図６の（ｂ）に示すよう副気室ＳＣを囲む壁材である本体部１３ａの上板２５ｂのうちの、ホイール幅方向側の端である幅端部２５ｃ，２５ｃは、ホイール幅方向端において傾いて形成され、幅端部２５ｃ，２５ｃの間の上板２５ｂはホイール幅方向の断面において、底板２５ａがホイール径方向内側に凸に湾曲しているよりもホイール径方向外側に向かって強く湾曲して形成されている。つまり、請求項に記載の「上板はウェル部の外周面側から離間する方向に凸となるように湾曲している」形状となっている。
【００２６】
ここで図４のＢ−Ｂ断面に相当する副気室部材１３Ａの断面図を含む図７の（ａ）を参照すると、副気室部材１３Ａは、第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６との間に嵌り込んでウェル部１１ｃの外周面１１ｄ上に固定されている。更に詳しく説明すると、縁部１３ｅ１は第１の縦壁面１５側に延出して溝部１７に嵌り込み、縁部１３ｅ２は第２の縦壁面１６側に延出して溝部１７に嵌り込むとともに、図６の（ａ）に示すように本体部１３ａからウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿うようにホイール周方向に延出している。
ちなみに、副気室部材１３Ａは、図７の（ａ）に示すように、本体部１３ａから第１の縦壁面１５側と第２の縦壁面１６側にそれぞれ延出する縁部１３ｅ１，１３ｅ２の両端縁１３ｃ，１３ｃが各溝部１７に嵌り込むことで第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６に係止されている。
【００２７】
そして、図７の（ａ）に示すように、副気室部材１３Ａは、両端縁１３ｃ，１３ｃの間でウェル部１１ｃの外周面１１ｄ側に向かって凸となるように、本体部１３ａの外周面１１ｄ側を構成する底板２５ａと、この底板２５ａから延出する縁部１３ｅ１，１３ｅ２とは一体となって湾曲している。
ちなみに副気室部材１３Ａは、後記するように、車両用ホイール１０の回転による遠心力が作用した際に、湾曲部１３ｄが逆にホイール径方向外側に向かって凸となる方向に反転しようとして第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６とに対する両端縁１３ｃ，１３ｃの押圧力を増大させるようになっている。
【００２８】
（第１の縦壁面及び第２の縦壁面）
縦壁１４は、図７の（ａ）に示すように、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄからホイール径方向外側に立ち上がる第１の縦壁面１５を形成するように外周面１１ｄに立設されている。そして、縦壁１４は、外周面１１ｄのホイール周方向に延びて環状となっている。また、ウェル部１１ｃのホイール幅方向内側（車両内側）に形成される側面部１１ｅには、第１の縦壁面１５と対向するように第２の縦壁面１６が設けられる。
なお、本実施形態での縦壁１４は、リム１１を鋳造する際にウェル部１１ｃと一体に成形される。
【００２９】
そして、これらの第１の縦壁面１５及び第２の縦壁面１６には、それぞれ溝部１７が形成されている。これらの溝部１７，１７は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄのホイール周方向に沿って形成されて環状の溝となっている。これらの溝部１７，１７には、副気室部材１３Ａの縁部１３ｅが嵌め込まれることとなる。
ちなみに、溝部１７，１７は、縦壁１４及び側面部１１ｅのそれぞれに機械加工を施して形成される。
【００３０】
また、縦壁１４には、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、切欠き部１４ａが形成されている。この切欠き部１４ａには、副気室部材１３Ａの突出部１８（管部材Ｐ）が嵌め込まれる。突出部１８の詳細な構成については、後記する。
なお、切欠き部１４ａは、リム１１を鋳造する際に縦壁１４と同時に形成されるか、縦壁１４に機械加工を施して形成される。
【００３１】
以上のように、図７の（ａ）に示す通り副気室部材１３Ａの副気室ＳＣは、本体部１３ａで囲まれて構成され、本体部１３ａは、底板２５ａ、上板２５ｂ（ホイール幅方向側の幅端部２５ｃ，２５ｃ（図６の（ｂ）参照）、及びホイール周方向側の周端部２５ｄ，２５ｄ（図６の（ａ）参照）を含む）から構成されている。
【００３２】
（突出部）
再び図４から図７に戻って突出部１８について説明する。
副気室部材１３Ａは、図４及び図５に示すように、車両用ホイール１０の回転方向Ｘと交差する方向Ｙ（本実施形態では直交する方向）に本体部１３ａから突出する突出部１８を備えている。
ちなみに、図５に示すように、突出部１８と縁部１３ｅ１との間には、隙間Ｇが形成されている。
【００３３】
この突出部１８は、図６の（ｃ）に示すように、縦壁１４側に延びて、縦壁１４に形成された切欠き部１４ａに嵌り込んでいる。
ちなみに、隙間Ｇ，Ｇは、切欠き部１４ａに突出部１８を嵌め込む際に、嵌り易くするものである。また、縁部１３ｅ１が遠心力で撓むときに撓み易くし、突出部１８やそれに続く根元部１８ａと、縁部１３ｅ１と、の間で疲労亀裂が入らないようにするためである。
突出部１８は、図７の（ｂ）に示すように、管部材Ｐで形成されており、この管部材Ｐの内側には、副気室ＳＣとタイヤ空気室ＭＣ（図２参照）とを繋ぐ連通孔１３ｂが形成されている。
【００３４】
このような副気室部材１３Ａに形成される副気室ＳＣの形状は、特に制限はないが、断面視で扁平な凸形状が好ましく、本実施形態での副気室ＳＣは、図６の（ｂ）に示すように、ウェル部１１ｃ（図６の（ａ）参照）のホイール径方向に薄い凸形状となっている。
ちなみに、副気室部材１３Ａは、図２に示すように、ホイール中心軸から副気室部材１３Ａのホイール径方向外側端までの最大径Ｄ１が、ホイール中心軸からビードシート部１１ａまでの径Ｄ２よりも小さく設定されている。この結果、タイヤ２０の装着の際に支障にならないようになっている。
【００３５】
副気室部材１３Ａの材料としては、合成樹脂を使用することが好ましい。また、副気室部材１３Ａの軽量化や量産性の向上、製造コストの削減、副気室ＳＣの気密性の確保等を考慮すると、軽量で高剛性のブロー成形可能な材料が好ましく、中でも、繰り返しの曲げ疲労にも強いポリプロピレンが好ましい。
【００３６】
副気室部材１３Ａにおける副気室ＳＣの容積は、５０〜２５０ｃｃ程度が好ましい。副気室ＳＣの容積をこの範囲内に設定することで、副気室部材１３Ａは、消音効果を充分に発揮しつつ、その重量の増大を抑制して車両用ホイール１０の軽量化を図ることができる。また、ホイール周方向の副気室部材１３Ａの長さは、リム１１の周長の略半分の長さを最大として、車両用ホイール１０の重量の調整やウェル部１１ｃに対する組付け容易性を考慮して適宜に設定することができる。
【００３７】
（連通孔の長さ）
連通孔１３ｂ（図７の（ｂ）参照）の断面形状は、特に制限はなく、本実施形態では円形となっているが、楕円形、多角形、トンネル形状等のいずれであっても良い。連通孔１３ｂの直径は、断面が円形の場合には、５ｍｍ以上が好ましい。また、円形以外の断面形状の連通孔１３ｂは、その断面積で同じ断面積の円形に換算して直径５ｍｍ以上のものが好ましい。
【００３８】
連通孔１３ｂの長さは、次式（１）で示されるヘルムホルツ・レゾネータの共鳴周波数を求める式を満たすように設定される。
【００３９】
ｆ０＝Ｃ／２π×√（Ｓ／Ｖ（Ｌ＋α×√Ｓ））・・・（１）
ｆ０（Ｈｚ）：共鳴周波数
Ｃ（ｍ／ｓ）：副気室ＳＣ内部の音速（＝タイヤ空気室ＭＣ内部の音速）
Ｖ（ｍ３）  ：副気室ＳＣの容積
Ｌ（ｍ）    ：連通孔１３ｂの長さ
Ｓ（ｍ２）  ：連通孔１３ｂの開口部断面積
α          ：補正係数
なお、前記共鳴周波数ｆ０は、タイヤ空気室ＭＣの共鳴周波数に合わせられる。この際、図３に示す４つの副気室部材１３Ａの共鳴周波数ｆ０は、全て同じに設定しても良いし、違えても良い。具体的には、タイヤ空気室ＭＣの共鳴周波数に２つの共鳴周波数（ｆ１，ｆ２）が認められる場合に、４つの副気室部材１３Ａの共鳴周波数ｆ０を（ｆ１＋ｆ２）／２に設定することができる。また、ホイール中心軸を挟んで略対向する１対の副気室部材１３Ａ，１３Ａの共鳴周波数ｆ０をｆ１に設定し、他の１対の副気室部材１３Ａ，１３Ａの共鳴周波数ｆ０をｆ２に設定することもできる。
【００４０】
次に、本実施形態に係る車両用ホイール１０の作用効果について図８を参照しながら（適宜図２、図４から図６を参照して）説明する。
図８の（ａ）は、遠心力が作用した副気室部材の挙動を示す概念図であって、図４におけるＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は、副気室内の内圧が増加した場合の、実施形態における副気室と比較例の副気室との本体部の変形比較図である。
【００４１】
本実施形態における車両用ホイール１０は、従来の車両用ホイール（例えば、特開２００４−９０６６９号公報参照）のようにリムに複数の隔壁や蓋部材を順次に組み付けて気密性を考慮しながら高精度にこれらを結合させて副気室を形成していくものと異なって、予め副気室ＳＣを有する副気室部材１３Ａをリム１１（ウェル部１１ｃ）に嵌め込むだけで製造される。したがって、車両用ホイール１０は、前記した特開２００４−９０６６９号公報のような従来の車両用ホイールと比較して、製造工数や製造コストを削減することができ、量産性を向上させることができる。また、車両用ホイール１０は、従来の車両用ホイールと異なって、副気室ＳＣの気密性の確保に対する特別な配慮も不要であるため、消音性能の品質を安定させることができる。
【００４２】
また、本実施形態における車両用ホイール１０は、副気室部材１３Ａをリム１１に嵌め込む前に副気室部材１３Ａ単独で共鳴周波数の確認及び修正が可能なので不良品を削減することができる。
【００４３】
また、車両用ホイール１０は、副気室部材１３Ａをリム１１（ウェル部１１ｃ）に固定する際に、図７の（ａ）に示したように副気室部材１３Ａの突出部１８（図７の（ｂ）参照）を切欠き部１４ａに嵌め、縁部１３ｅ１側の端縁１３ｃを第１の縦壁面１５の溝部１７に嵌め込み、更に仮止め爪１３ｆ（図５参照）の先端を第２の縦壁面１６の溝部１７に嵌め込むことで、仮止めを完了し、縁部１３ｅ２を、外周面１１ｄに沿った湾曲面を有する押さえ込み冶具を使って、機械力でホイール径方向内方側に押込み、縁部１３ｅ２側の端縁１３ｃを第２の縦壁面１６の溝部１７に落とし込む。
この押し込みによって、縁部１３ｅ２だけでなく縁部１３ｅ１も仮の嵌め込み状態から完全な嵌め込み状態になる。
このとき、縁部１３ｅ１，１３ｅ２は、バネ弾性を有しているので、副気室部材１３Ａは、第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６の間に簡単にかつ強固に固定される。
【００４４】
また、この車両用ホイール１０では、図７の（ｂ）に示すように、ホイールの回転方向Ｘと交差する方向Ｙに突出した副気室部材１３Ａの突出部１８が、縦壁１４の切欠き部１４ａに嵌め込まれているので、車両用ホイールが回転した際の副気室部材１３Ａの回り止めが確実に行われる。
そして、突出部１８の内側には、連通孔１３ｂが形成されているので、突出部１８と別途に連通孔１３ｂを形成するための部材を設けなくても良く、車両用ホイール１０は、その構造が簡素化されて更なる軽量化を図ることができる。
【００４５】
また、この車両用ホイール１０では、その回転による遠心力が副気室部材１３Ａに作用した際に、湾曲部１３ｄがリム１１の外周面１１ｄに向かって凸となっているものが、逆にホイール径方向外側に向かって凸となる方向に反転しようとする。
【００４６】
図８の（ａ）に示すように、遠心力Ｆ１の方向（遠心方向）と逆の方向に凸となる湾曲部１３ｄ、言い換えれば、図７の（ａ）に示す外周面１１ｄに向かって凸となる湾曲部１３ｄを有する副気室部材１３Ａに遠心力Ｆ１が作用すると、両端縁１３ｃ，１３ｃの遠心方向への移動を溝部１７により制限された副気室部材１３Ａは、その湾曲部１３ｄが逆にホイール径方向外側に凸となる方向に反転しようとして、湾曲部１３ｄが伸びることとなる。その結果、遠心力Ｆ１が作用する前の副気室部材１３Ａにおける両端縁１３ｃ，１３ｃ間のスパンＷ１よりも、遠心力Ｆ１が作用した点線で示す副気室部材１３Ａにおける両端縁１３ｃ，１３ｃ間のスパンＷ２は長くなる。
【００４７】
そして、ウェル部１１ｃ（図７の（ａ）参照）のホイール幅方向の外側への移動を縦壁１４と側面部１１ｅとによって規制された両端縁１３ｃ，１３ｃは、遠心力Ｆ１によって、縦壁１４及び側面部１１ｅに対する押圧力を増大させる。つまり、この車両用ホイール１０は、図７の（ａ）に示す第１の縦壁面１５と第２の縦壁面１６とに対する両端縁１３ｃ，１３ｃの押圧力を増大させるので、副気室部材１３Ａは、より一層確実にウェル部１１ｃ側に固定される。
【００４８】
また、図８の（ｂ）に示すように副気室ＳＣの内圧が高まった場合、点線で示した上板がホイール幅方向に平坦な形状の比較例の副気室部材１１３では、本体部１１３ａの上板が２点鎖線で示す仮想線のようにホイール径方向外方側に膨張するのに対し、本実施形態の副気室部材１３Ａではほとんど上板２５ｂがホイール径方向外方側に膨張しない。その結果、タイヤ空気室ＭＣ（図２参照）の空気圧に変動があっても、副気室ＳＣの容積が変動することがほとんどなく、効果的にヘルムホルツ・レゾネータとして気柱共鳴音を低減することができる。その結果、副気室ＳＣを形成する上板２５ｂの肉厚を薄くしたままタイヤ空気室ＭＣ（図２参照）の空気圧に変動があっても、副気室ＳＣの容積の変動が比較例の副気室部材１１３よりも小さくすることができ、効果的にヘルムホルツ・レゾネータとして気柱共鳴音を低減することができる。
その結果、副気室部材１３Ａの本体部１３ａが軽量にできるので、遠心力に対して副気室部材１３Ａを支える縁部１３ｅの肉厚もその分薄くでき、副気室部材１３Ａ全体の重量を軽量化できる。従って、副気室部材１３Ａを取り付けた車両用ホイール１０も軽量化できる。
【００４９】
また、この車両用ホイール１０では、図２に示すように、ホイール中心軸からの副気室部材１３Ａのホイール径方向最外側までの最大径Ｄ１が、ホイール中心軸からビードシート部１１ａまでの径Ｄ２よりも小さく設定されているので、タイヤ２０のリム組時に、レバー等の工具やタイヤ２０（ビード部２１ａ等）が副気室部材１３Ａと接触する恐れが低減される。その結果、タイヤ２０の組付け性能が向上する。
また、この車両用ホイール１０では、副気室ＳＣを形成する本体部１３ａの底板２５ａ及び上板２５ｂのホイール幅方向の断面形状が、副気室から外に向かって扁平な凸形状になっているので、ホイール中心軸からの副気室部材１３Ａのホイール径方向最外側までの最大径Ｄ１を小さくしながらも、副気室ＳＣの所定の容積を確保することができる。
【００５０】
《副気室の変形例》
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。
なお、以下に説明する変形例における車両用ホイールにおいて、前記実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５１】
前記した実施形態では、タイヤ空気室ＭＣの空気圧変動に対する副気室ＳＣの容積変動の小さい副気室として、副気室ＳＣを形成する本体部１３ａの壁材である底板２５ａと２５ｂのホイール幅方向断面の形状を、底板２５ａでは浅い外側（ホイール径方向内方側）への凸形状の湾曲、上板２５ｂを底板２５ａよりも強い外側（ホイール径方向外方側）への凸形状の湾曲としたがそれに限定されるものではない。
【００５２】
（第１の変形例の副気室）
図９の（ａ），（ｂ）は、第１の変形例の副気室部材を示す図であり、（ａ）は、副気室部材をホイール径方向内側から見た展開平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＥ−Ｅ矢視断面図である。
第１の変形例の副気室部材１３Ｂは、副気室部材１３Ａの底板２５ａに、副気室ＳＣ側に窪み、ホイール周方向に伸びる縦ビード３１を、例えば、４本形成するとともに、副気室ＳＣ側に窪み、ホイール幅方向に伸びる横ビード３２を、例えば、１５本形成したものである。
このように、ホイール径方向断面における浅い凸形状の湾曲の底板２５ａに縦ビード３１と横ビード３２を設けることにより、副気室ＳＣの内圧が増加した場合、副気室部材１３Ｂではほとんど底板２５ａのホイール径方向内方側への膨張が更に抑制される。
特に、副気室ＳＣ内の圧力が増加した場合には、外方への湾曲の度合いが小さい底板２５ａの方が外方に撓み易いが、このように縦横にビード３１，３２を設けることにより、副気室部材１３Ａの場合よりも底板２５ａの内圧上昇時の撓みを抑制できる。
その結果、副気室ＳＣを形成する底板２５ａ及び上板２５ｂの肉厚を薄くしたままタイヤ空気室ＭＣ（図２参照）の空気圧に変動があっても、副気室ＳＣの容積の変動が副気室部材１３Ａよりも小さくすることができ、効果的にヘルムホルツ・レゾネータとして気柱共鳴音を低減することができる。
その結果、副気室部材１３Ｂの本体部１３ａが軽量にできるので、遠心力に対して副気室部材１３Ｂを支える縁部１３ｅの肉厚もその分薄くでき、副気室部材１３Ｂ全体の重量を軽量化できる。従って、副気室部材１３Ｂを取り付けた車両用ホイール１０も軽量化できる。
【００５３】
（第２の変形例の副気室）
図９の（ｃ），（ｄ）は、第２の変形例の副気室部材を示す図であり、（ｃ）は、副気室部材をホイール径方向外側から見た展開平面図であり、（ｄ）は、（ｃ）におけるＦ−Ｆ矢視断面図である。
第２の変形例の副気室部材１３Ｂ’は、副気室部材１３Ａの底板２５ａ及び上板２５ｂの両方に、副気室ＳＣ側に窪み、ホイール周方向に伸びる縦ビード３１を複数本形成するとともに、副気室ＳＣ側に窪み、ホイール幅方向に伸びる横ビード３２を複数本形成したものである。
このように、ホイール径方向断面における浅い凸形状の湾曲の底板２５ａ及び強い凸形状の湾曲の上板２５ｂの両方に縦ビード３１と横ビード３２を設けることにより、副気室ＳＣの内圧が増加した場合、第１の変形例の副気室部材１３Ｂに比較して、更に、上板２５ｂのホイール径方向外方側への膨張が抑制される。その結果、副気室ＳＣを形成する底板２５ａ及び上板２５ｂの肉厚を薄くしたままタイヤ空気室ＭＣ（図２参照）の空気圧に変動があっても、副気室ＳＣの容積の変動が副気室部材１３Ｂよりも小さくすることができ、効果的にヘルムホルツ・レゾネータとして気柱共鳴音を低減することができる。
その結果、副気室部材１３Ｂ’の本体部１３ａが軽量にできるので、遠心力に対して副気室部材１３Ｂ’を支える縁部１３ｅの肉厚もその分薄くでき、副気室部材１３Ｂ’全体の重量を軽量化できる。従って、副気室部材１３Ｂ’を取り付けた車両用ホイール１０も軽量化できる。
【００５４】
（第３の変形例の副気室）
図１０は、第３の変形例の副気室部材を示す図であり、（ａ）は副気室部材をホイール径方向外側から見た展開平面図であり、（ｂ）は副気室部材をホイール径方向内側から見た展開平面図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
第３の変形例の副気室部材１３Ｃは、副気室部材１３Ａの底板２５ａに、副気室ＳＣ側に窪み、ホイール周方向に伸びる縦ビード３１を複数本形成するとともに、副気室ＳＣ側に窪み、ホイール幅方向に伸びる横ビード３２を複数本形成して、更に、底板２５ａ側から上板２５ｂに向かって局部的に深い窪みを形成し、その窪みの底部において底板２５ａと上板２５ｂとが接合して、上面突き当て部（結合部）３３Ａを、複数個所に構成する。本変形例の副気室部材１３Ｃでは、ホイール幅方向の中央において、ホイール周方向に１列に伸びて、等間隔に上面突き当て部３３Ａを１１箇所設けてある。
【００５５】
このように、ホイール径方向断面における浅い凸形状の湾曲の底板２５ａに縦ビード３１と横ビード３２を設け、更に、底板２５ａ側から上板２５ｂに向かって局部的に深い窪みを形成し、その窪みの底部の上面突き当て部（結合部）３３Ａにおいて、底板２５ａと上板２５ｂを接合しているので、副気室ＳＣを形成する底板２５ａと上板２５ｂとの間の離間距離が堅く固定され、副気室ＳＣの内圧が増加した場合、第１の変形例の副気室部材１３Ｂに比較して、更に、底板２５ａ及び上板２５ｂの副気室ＳＣ外側への膨張が抑制される。その結果、タイヤ空気室ＭＣ（図２参照）の空気圧に変動があっても、副気室ＳＣの容積の変動が副気室部材１３Ｂよりも小さくすることができ、効果的にヘルムホルツ・レゾネータとして気柱共鳴音を低減することができる。
その結果、副気室部材１３Ｃの本体部１３ａが軽量にできるので、遠心力に対して副気室部材１３Ｃを支える縁部１３ｅの肉厚もその分薄くでき、副気室部材１３Ｃ全体の重量を軽量化できる。従って、副気室部材１３Ｃを取り付けた車両用ホイール１０も軽量化できる。
【００５６】
（第４、第５の変形例の副気室部材）
第３の変形例の副気室部材１３Ｃにように底板２５ａと上板２５ｂを局部的に接合する方法は、図１０に示したものに限定されるものではなく、以下のように変形しても良い。
図１１の（ａ）は、第４の副気室部材の図１０の（ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視断面図に対応する断面図である。図１１の（ａ）に示すように、底板２５ａと上板２５ｂの両方側から局部的に深い窪みを形成し、その両方の窪みの底部において底板２５ａと上板２５ｂとを接合して、上下突き当て部（結合部）３３Ｂを、複数個所に構成しても良い。本変形例の副気室部材１３Ｄでは、ホイール幅方向の中央において、ホイール周方向に１列に伸びて、等間隔に上下突き当て部３３Ｂを１１箇所設けてある。
図１１の（ｂ）は、第４の副気室部材の図１０の（ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視断面図に対応する断面図である。図１１の（ｂ）に示すように、上板２５ｂ側から底板２５ａに向かって局部的に深い窪みを形成し、その窪みの底部において底板２５ａと上板２５ｂとを接合して、下面突き当て部（結合部）３３Ｃを、複数個所に構成しても良い。本変形例の副気室部材１３Ｄでは、ホイール幅方向の中央において、ホイール周方向に１列に伸びて、等間隔に上下突き当て部３３Ｂを１１箇所設けてある。
第４の変形例の副気室部材１３Ｄ、第５の変形例の副気室部材１３Ｅの作用効果は、略第３の変形例の副気室部材１３Ｃと同じである。
【００５７】
なお、副気室部材１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅにおいて上面突き当て部３３Ａ、上下突き当て部３３Ｂ、下面突き当て部１３Ｃをホイール幅方向の中央において、ホイール周方向に１列に伸びて、等間隔に複数個所設けるとしたが、それに限定されることは無く、上面突き当て部３３Ａ、上下突き当て部３３Ｂ、又は下面突き当て部３３Ｃを、ホイール周方向に伸びて、ホイール幅方向に複数列としても良い。
このとき、ホイール幅方向の隣接する列との間において、千鳥状になるように上面突き当て部３３Ａ、上下突き当て部３３Ｂ、又は下面突き当て部３３Ｃを配置しても良い。
【００５８】
《車両用ホイールの変形例》
前記実施形態では、第２の縦壁面１６をウェル部１１ｃの側面部１１ｅに設けているが、第１の変形例の車両用ホイールはウェル部１１ｃの他の立ち上り部に第２の縦壁面１６を形成するものである。図１２は、第１の変形例に係る車両用ホイールに使用するリムの断面図である。
【００５９】
図１２に示すように、この車両用ホイール１０に使用されるリム１１のウェル部１１ｃは、小径部２３ａと、この小径部２３ａに段差部１１ｆを介して連続する大径部２３ｂを有している。
ちなみに、このリム１１では、大径部２３ｂの外側にウェル部１１ｃの側面部１１ｅを介してビードシート部１１ａが形成されている。つまり、第１の変形例の車両用ホイールでは、前記実施形態における副気室部材１３（図１２においては副気室部材１３Ａ〜１３Ｅを代表して副気室部材１３と表示してある）の一方の縁部１３ｅ２が嵌め込まれる側面部１１ｅよりも更にリム１１のホイール径方向内側の段差部１１ｆに縁部１３ｅ２が嵌め込まれることとなる。
【００６０】
したがって、第１の変形例に係る車両用ホイール１０では、副気室部材１３を固定するウェル部１１ｃの外周面１１ｄが、前記実施形態に係る車両用ホイール１０と比較して、更にホイール径方向内側に形成されることとなる。
その結果、この第１の変形例に係る車両用ホイール１０は、ウェル部１１ｃの外周面１１ｄの周長が短くなるので、更に軽量化を図ることができる。そして、この車両用ホイール１０では、前記実施形態での車両用ホイール１０と比較して、副気室部材１３が、ビードシート部１１ａからホイール径方向内側に離れるようにシフトすることとなるので、タイヤ２０の組み付け性能が更に向上する。
【００６１】
（第２、第３の変形例）
前記実施形態及び第１の変形例の車両用ホイールでは、４つの副気室部材１３がウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿って略等間隔に配置されているが、副気室部材１３の数が５以上の場合、又は副気室部材１３の数が３以下の場合であっても良い。
図１３の（ａ）及び（ｂ）は、第２及び第３の変形例に係る車両用ホイールの側面断面図であって、副気室部材の配置の変形例を示す図である。
図１３の（ａ）に示す第２の変形例に係る車両用ホイール１０は、副気室部材１３をウェル部１１ｃの周面に沿って１８０°対向して配置している。
図１３の（ｂ）に示す第３の変形例に係る車両用ホイール１０は、３つの副気室部材１３Ａをウェル部１１ｃの外周面１１ｄに沿って、１２０°間隔に配置している。
【００６２】
以上のように、車両用ホイール１０は、副気室部材１３の数に特に制限はないが、消音効率を考慮すると４つ以上の副気室部材１３を、ホイール中心軸を挟んで対向させて配置したものが望ましい。
【００６３】
（連通孔の変形例）
また、前記実施形態及び第１から第３の変形例の車両用ホイールでは、連通孔１３ｂが副気室部材１３の長手方向の中程に形成されているが、本発明はタイヤ２０のリム組みに悪影響を及ぼさない限り、連通孔１３ｂを形成する位置に特に制限はない。図１４の（ａ）及び（ｂ）は、連通孔を形成する位置を示す副気室部材の平面図である。
【００６４】
図１４の（ａ）に示す副気室部材１３は、連通孔１３ｂを内側に有する管部材を備えている。この管部材は、前記した回り止めを兼ねており、縦壁１４（図７の（ｂ）参照）に形成した切欠き部１４ａ（図７の（ｂ）参照）に嵌め込まれることとなる。そして、管部材Ｐは、副気室部材１３の長手方向の一端側で、ホイールの回転方向Ｘと交差する方向Ｙに向かって突出している。
【００６５】
図１４の（ｂ）に示す副気室部材１３では、連通孔１３ｂを内側に有する管部材Ｐは、副気室部材１３の長手方向の一端側で、ホイールの回転方向Ｘに向かって突出している。そして、この副気室部材１３は、前記した周り止めとしての突出部１８を備えている。この突出部１８は、副気室部材１３の長手方向の中程で、ホイールの回転方向Ｘと交差する方向Ｙに向かって縁部１３ｅ１から突出しており、縦壁１４（図７の（ｂ）参照）に形成した切欠き部１４ａ（図７の（ｂ）参照）に嵌め込まれることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態に係る車両用ホイールの斜視図である。
【図２】図１の車両用ホイールにタイヤを装着した車輪の要部正面断面図である。
【図３】車両用ホイールの側面断面図であって、副気室部材の配置位置を示す図である。
【図４】本実施形態における副気室部材の斜視図である。
【図５】ホイール周方向に湾曲した副気室部材を平面状に展開して図４のＤ方向から見た展開平面図である。
【図６】（ａ）は、図４におけるＡ−Ａ’部分断面図（Ａ側）であり、（ｂ）は、図４におけるＣ−Ｃ断面図であり、（ｃ）は、副気室部材の突出部を図４のＤ方向から見た部分平面図である。
【図７】（ａ）は、副気室部材を取り付けたウェル部を部分的に拡大した要部正面断面図、（ｂ）は、ウェル部の縦壁に形成された切欠き部の斜視図である。
【図８】（ａ）は、遠心力が作用した副気室部材の挙動を示す概念図であって、図４におけるＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は、副気室内の内圧が増加した場合の、実施形態における副気室と比較例の副気室との本体部の変形比較図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、第１の変形例の副気室部材を示す図であり、（ａ）は、副気室部材をホイール径方向内側から見た展開平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＥ−Ｅ矢視断面図であり、（ｃ），（ｄ）は、第２の変形例の副気室部材を示す図であり、（ｃ）は、副気室部材をホイール径方向外側から見た展開平面図であり、（ｄ）は、（ｃ）におけるＦ−Ｆ矢視断面図である。る。
【図１０】第３の変形例の副気室部材を示す図であり、（ａ）は副気室部材をホイール径方向外側から見た展開平面図であり、（ｂ）は副気室部材をホイール径方向内側から見た展開平面図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図１１】（ａ）は、第４の変形例の副気室部材の図１０の（ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視断面図に対応する断面図であり、（ｂ）は、第５の変形例の副気室部材の図１０の（ｂ）におけるＸ−Ｘ矢視断面図に対応する断面図である。
【図１２】車両用ホイールの他の変形例に係るに使用するリムの断面図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、他の変形例の車両用ホイールの側面断面図であって、副気室部材の配置の変形例を示す図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、連通孔を形成する位置を示す副気室部材の平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    車両用ホイール
１１    リム
１１ａ  ビードシート部
１１ｃ  ウェル部
１１ｄ  外周面
１１ｅ  側面部
１１ｆ  段差部
１２    ディスク
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｂ’，１３Ｃ，１３Ｄ，１３Ｅ  副気室部材
１３ａ  本体部
１３ｂ  連通孔
１３ｄ  湾曲部
１３ｃ  端縁
１３ｅ，１３ｅ１，１３ｅ２，１３ｅ３  縁部
１４    縦壁
１４ａ  切欠き部
１５    第１の縦壁面
１６    第２の縦壁面
１７    溝部
１８    突出部
２０    タイヤ
３３Ａ  上面突き当て部（結合部）
３３Ｂ  上下突き当て部（結合部）
３３Ｃ  下面突き当て部（結合部）
ＭＣ    タイヤ空気室
ＳＣ    副気室
【図１】
0004523959.tif 000002
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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