(57)【要約】【課題】リムに中空状の気室を有するとともに、機械的強度に優れ、安定した走行を実現可能な車両用ホイールを提供する。【解決手段】タイヤを装着するためのリム２と、ディスク９とを備え、リム２に中空状の気室５が形成された車両用ホイール１であって、リム２が、ディスク９と一体に鋳造されたリム本体３と、気室５のタイヤ装着面６側の表面を形成する表面部７及び気室５を区画する壁部８を有し、リム本体６の全周に亘って配設された二以上の気室形成部材４と、から構成されてなる車両用ホイール１。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムと、ディスクとを備え、前記リムに中空状の気室が形成された車両用ホイールであって、
前記リムが、前記ディスクと一体に鋳造されたリム本体と、前記気室のタイヤ装着面側の表面を形成する表面部及び前記気室を区画する壁部を有し、且つ前記リム本体の全周に亘って配設された二以上の気室形成部材と、から構成されてなる車両用ホイール。
【請求項２】
前記気室形成部材が底部をさらに有するものである請求項１に記載の車両用ホイール。
【請求項３】
少なくとも一つの前記気室に、前記気室と前記気室の外側とを連通する連通孔が一つ以上穿設されている請求項１又は２に記載の車両用ホイール。
【請求項４】
前記気室形成部材が、金属、樹脂、及びゴムからなる群から選択される少なくとも一種を含む材料からなるものである請求項１〜３のいずれかに記載の車両用ホイール。
【請求項５】
前記気室の総体積が、タイヤ装着時における前記リムと前記タイヤによって囲われる空間の体積に対して２〜２５体積％に相当するものである請求項１〜４のいずれかに記載の車両用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ホイールに関する。さらに詳しくは、リムに中空状の気室を有するとともに、機械的強度に優れ、安定した走行を実現可能な車両用ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車、特に、高級車とされる自動車においては、操縦安定性と車内空間の快適さとが共に求められている。このため、いわゆる足回りと呼ばれるタイヤ、車両用ホイール、サスペンション等においては、例えば、サスペンションのアクティブ制御技術、防振ゴムやタイヤの構造の改良技術等が開発されてきている。
【０００３】
車両用ホイールに関しても種々の改良がなされており、例えば、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ことによりヘルムホルツ共鳴吸音器として作用させる車両用ホイール等が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
例えば、特許文献１に示すリムホイールは、リムと前記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隔壁により分割された複数の副気室（以下、単に「気室」ということがある）と、前記リム又は前記蓋部材の少なくとも一方に設けられ、底部位置がビードシートよりも径方向内側に位置する凹状のウエル部と、タイヤ主気室と前記副気室と連通させる連通部とを備えたものであり、前記副気室と前記連通部とでヘルムホルツ共鳴吸音器を構成したものである。
【０００５】
また、特許文献２には、隔壁により分割されていない連続した一つの気室を有する車両用ホイールや、個々に離隔した状態で気室が形成されている車両用ホイールが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−７９８０２号公報
【特許文献２】特開２００４−２９１８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示すリムホイールは、気室を分割する隔壁がリムと一体で形成されており、気室の形状や気室を分割する数を変更する場合には、車両用ホイールを鋳造する金型を変えなければならないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に示すような、気室が一つしか形成されていない車両用ホイールや、気室が個々に離隔した状態で形成されている車両用ホイールは、上記したヘルムホルツ共鳴吸音器としての効果が低く問題となっていた。また、これらの車両用ホイールは、気室が形成されている部位の機械的強度が低く、タイヤ装着時や走行時において、蓋部材等が変形してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、リムに中空状の気室を有するとともに、機械的強度に優れ、安定した走行を実現可能な車両用ホイールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の車両用ホイールを提供するものである。
【００１０】
［１］  リムと、ディスクと備え、前記リムに中空状の気室が形成された車両用ホイールであって、前記リムが、前記ディスクと一体に鋳造されたリム本体と、前記気室のタイヤ装着面側の表面を形成する表面部及び前記気室を区画する壁部を有し、且つ前記リム本体の全周に亘って配設された二以上の気室形成部材と、から構成されてなる車両用ホイール。
【００１１】
［２］  前記気室形成部材が底部をさらに有するものである前記［１］に記載の車両用ホイール。
【００１２】
［３］  少なくとも一つの前記気室に、前記気室と前記気室形成部材の前記表面部の外側とを連通する連通孔が一つ以上穿設されている前記［１］又は［２］に記載の車両用ホイール。
【００１３】
［４］  前記気室形成部材が、金属、樹脂、及びゴムからなる群から選択される少なくとも一種を含む材料からなるものである前記［１］〜［３］のいずれかに記載の車両用ホイール。
【００１４】
［５］  前記気室の総体積が、タイヤ装着時における前記リムと前記タイヤによって囲われる空間の体積に対して２〜２５体積％に相当するものである前記［１］〜［４］のいずれかに記載の車両用ホイール。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の車両用ホイールは、リムに中空状の気室を有するとともに、機械的強度に優れ、安定した走行を実現することができる。本発明の車両用ホイールは、上記気室に連通孔を穿孔することにより、走行中の空洞共鳴音を減少させる共鳴吸収が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の車両用ホイールの実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１７】
まず、第一の発明の車両用ホイールの一の実施の形態について具体的に説明する。図１（ａ）は、本実施の形態の車両用ホイールを模式的に示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す車両用ホイールを、車両用ホイールの回転軸を含む平面で切断した断面図である。また、図２は、図１（ｂ）に示す車両用ホイールのリム周辺部の拡大図、図３は、図２に示す車両用ホイールの断面図である。
【００１８】
本実施の形態の車両用ホイールは、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すような、タイヤを装着するためのリム２と、リム２を支えるディスク９とを備え、リム２に中空状の気室５が形成された車両用ホイール１であって、図２及び図３に示すように、リム２が、ディスク９と一体に鋳造されたリム本体３と、気室５のタイヤ装着面６側の表面を形成する表面部７及び気室５を区画する壁部８を有し、且つリム本体６の全周に亘って配設された、二以上の気室形成部材４と、から構成されてなる車両用ホイール１である。
【００１９】
本実施の形態の車両用ホイール１は、リム本体３の表面の一部と気室形成部材４の表面部７及び壁部８とによって、リム２の全周に、壁部８によって二以上に区画された気室５が形成されている。
【００２０】
このような本実施の形態の車両用ホイール１は、機械的強度に優れ、安定した走行を実現することができる。また、このように気室５が形成された車両用ホイール１は、走行中の空洞共鳴音を減少させる共鳴吸収が可能となる。また、気室形成部材４が気室５を区画する壁部８を有していることから、気室５の形状や区画する数等を変更する際に、リム本体３の形状については変更する必要はなく、例えば、同一の形状のリム本体３を用いて、異なる形状の気室が形成された車両用ホイールを製造することができる。
【００２１】
本実施の形態の車両用ホイール１に用いられる気室形成部材４は、例えば、板状の部材を曲げ加工やプレス加工して、表面部７と壁部８とを有する形状に形成することができる。なお、図２及び図３においては、表面部７の両端に壁部８が配設された気室形成部材４を示しているが、例えば、図４に示すように、表面部７ａの片側の端部に壁部８ａが配設された気室形成部材４ａを用いて、一の気室形成部材４ａの表面部７ａ及び壁部８ａと、隣接する他の気室形成部材４ｂの壁部８ｂとによって気室５ａが形成されているものであってもよい。ここで、図４は、本実施の形態の車両用ホイールの他の例における断面図である。なお、図３に示す各要素と同様に構成されているものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
図４に示すような車両用ホイール１は、気室形成部材４の形状が簡素なものとなるため、リム本体３への気室形成部材４の設置が簡便となる。また、壁部８を薄くすることができるために、車両用ホイール１の軽量化を実現することができる。
【００２３】
また、図１（ａ）〜図３に示す本実施の形態の車両用ホイール１は、四つの気室形成部材４によって、気室５が四つに区画されたものであるが、区画される気室５の数は四つに限定されることはなく、二以上であればよい。なお、走行中の空洞共鳴音を減少させる共鳴吸収を良好に行うためには、３個以上に気室５が区画されていることが好ましく、四個以上に気室５が区画されていることがさらに好ましい。このように構成することによって、共鳴吸収の効果が増大する。
【００２４】
図１（ａ）〜図３に示すような本実施の形態の車両用ホイール１に使用される気室形成部材４は、金属、樹脂、及びゴムからなる群から選択される少なくとも一種を含む材料からなることが好ましい。例えば、金属製の気室形成部材４はリム本体３に溶接等によって接続することができる。なお、金属製の気室形成部材４としては、必要な機械的強度を得ることができるとともに軽量であることから、軽合金を主成分とすることが好ましく、具体的には、アルミニウム合金やマグネシウム合金を主成分とするものを挙げることができる。なお、本実施の形態において、主成分とは、リム本体３全体に対する含有割合が、８０質量％以上の成分のことをいう。なお、本実施の形態の車両用ホイール１においては、金属製の気室形成部材４がアルミニウム合金製であることがさらに好ましい。
【００２５】
また、気室形成部材４が樹脂製のものである場合には、リム本体３に接着材等によって接続することができる。なお、樹脂製の気室形成部材４としては、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂からなる群から選択される少なくとも一種から構成されていることがさらに好ましい。
【００２６】
さらに、気室形成部材４がゴム製のものである場合には、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、二トリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、多硫化ゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム、水酸化ニトリルゴム、及びエピクロルヒドリンゴムからなる群から選択される少なくとも一種から構成されていることがさらに好ましい。
【００２７】
なお、気室形成部材４をリム本体３に接続する際には、気室形成部材４とリム本体３との接続部に隙間ができないように接続することが好ましい。気室形成部材４とリム本体３との接続部に隙間ができてしまうと、気室５の密閉性が確保できなくなり、共鳴吸収の効果が十分に得られないことがある。
【００２８】
また、この気室形成部材４の厚さについては、車両用ホイール１の大きさや、その材質等によっても異なるが、例えば、１〜８ｍｍであることが好ましく、２〜５ｍｍであることが好ましい。気室形成部材４が薄過ぎると、タイヤの装着時や車両の走行時に気室形成部材４が変形し、気室５の形状が変化してしまうことがある。また、気室形成部材４が厚すぎると、車両用ホイール１が必要以上に重くなってしまい、車両の走行時における燃料消費率が悪化することや、気室形成部材４の加工、例えば、所定形状への曲げ加工やリム本体３への接続が困難になることがある。
【００２９】
また、リム本体３は、ディスク９と一体に鋳造されたものであり、気室形成部材４をその表面に配設することによって、リム本体３と気室形成部材４との間に気室５が形成されるような形状に形成されている。
【００３０】
リム本体３を形成する材料については特に制限はないが、例えば、車両用ホイール１として必要な機械的強度を得ることができるとともに軽量であることから、軽合金を主成分とすることが好ましく、具体的には、アルミニウム合金やマグネシウム合金を主成分とすることが好ましい。なお、本実施の形態において、主成分とは、リム本体３全体に対する含有割合が、８０質量％以上の成分のことをいう。
【００３１】
また、本実施の形態の車両用ホイール１は、少なくとも一つの気室５に、気室５と気室５の外側とを連通する連通孔１０が一つ以上穿設されていることが好ましい。このように連通孔１０を穿設することにより、連通孔１０と気室５とがヘルムホルツ共鳴吸音器となり、走行中の空洞共鳴音を減少させる共鳴吸収が可能となる。
【００３２】
なお、この連通孔１０は、少なくとも一つの気室５に対して穿設されていれば空洞共鳴音の効果を得ることができるが、本実施の形態の車両用ホイール１においては、壁部８によって区画された全ての気室５に対して、一つ以上の連通孔１０が穿設されていることが好ましい。このように構成することによって、上述した共鳴吸収の効果をより向上させることができる。
【００３３】
さらに、上述したように気室５に連通する連通孔１０が穿設されている場合には、良好な共鳴吸収の効果を得るために、気室５と連通孔１０とが、下記式（１）の関係を満たすように構成されていることが好ましい。
【００３４】
【数１】
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（但し、Ｖは気室の総体積（ｃｍ3）、Ｓは連通孔の総断面積（ｃｍ2）、Ｌは連通孔の長さ（ｃｍ）、Ｎは一つの気室に穿設する連通孔の数（個）、及びＣは音速（ｃｍ／ｓｅｃ）を示す）
【００３５】
気室５と連通孔１０とを、上記式（１）の関係を満たすような構成とすることにより、車両用ホイールに装着したタイヤの空洞共鳴音と同程度の周波数の共鳴周波数を設定することが可能となり、タイヤの空洞共鳴音を良好に減少させることができる。なお、それぞれの気室５に穿設する連通孔１０の数を異ならせる場合には、前記式（１）におけるＮは一つの気室５に穿設する連通孔１０の平均数（個）とする。
【００３６】
また、本実施の形態の車両用ホイール１は、気室５の総体積が、タイヤ装着時におけるリム２とタイヤ（図示せず）によって囲われる空間の体積に対して２〜２５体積％に相当するものであることが好ましく、３〜１５体積％に相当するものであることがさらに好ましい。なお、気室５の総体積が２体積％未満となった場合には、車両用ホイール１の走行時の乗り心地の改良効果や共鳴吸収の効果が低下することがあり、２５体積％を超えると、車両用ホイール１によって共鳴吸収を行う場合に、低周波に対してバネ定数が下がり減衰性が低下することがある。
【００３７】
また、本実施の形態の車両用ホイール１は、気室が形成されていない従来の車両用ホイールのリムを、本実施の形態におけるリム本体３として用いることもできる。これにより、従来の車両用ホイールの製造するための金型をそのまま使用して車両用ホイールの前駆体（即ち、本実施の形態におけるディスク９と、このディスク９と一体に鋳造されたリム本体３とを含む車両用ホイールの前駆体）を製造し、この車両用ホイールの前駆体に気室形成部材４を配設することにより、本実施の形態の車両用ホイール１とすることもできる。
【００３８】
次に、本発明の車両用ホイールの他の実施の形態について、図５及び図６を参照して説明する。本実施の形態の車両用ホイール１１は、気室形成部材１４が、表面部１７と壁部１８とに加えて底部２０をさらに有する箱状であり、表面部１７と壁部１８と底部２０とによって気室５が形成されている。ここで、図５は、本発明の車両用ホイールの他の実施の形態のリム周辺部の拡大図であり、図６は、本発明の車両用ホイールの他の実施の形態の断面図である。
【００３９】
本実施の形態の車両用ホイール１１は、上述した一の実施の形態の車両用ホイール１（図３参照）と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施の形態の車両用ホイール１１は、気室形成部材１４によって予め気室５が形成されているため、気室形成部材１４をリム本体３に固定する際には、気室５の気密性等を考慮しなくともよく、気室形成部材１４とリム本体３とが強固に固定されていればよい。
【００４０】
なお、本実施の形態の車両用ホイール１１においては、例えば、気室形成部材１４の表面部１７と底部２０との両方の端部分が必ずしも接続していなくともよく、例えば、図７に示すように、表面部１７と底部２０との一方の端部のみが接続しているものであってもよい。
【００４１】
気室形成部材１４は、一の実施の形態の車両用ホイール１（図３参照）と同様の材料から構成されていることが好ましい。
【００４２】
また、本実施の形態の車両用ホイール１１は、一の実施の形態の車両用ホイール１（図３参照）と同様に、少なくとも一つの気室５に、気室５と気室形成部材１４の表面部７の外側とを連通する連通孔１０が一つ以上穿設されていることが好ましい。このように連通孔１０が穿設されていることにより、連通孔１０と気室５とがヘルムホルツ共鳴吸音器となり、走行中の空洞共鳴音を減少させる共鳴吸収が可能となる。連通孔１０の形状や数については、第一の発明の実施の形態の車両用ホイール１（図３参照）と同様であることが好ましい。
【００４３】
以下、本実施の形態の車両用ホイールを製造する方法について説明する。本実施の形態の車両用ホイールを製造する際には、まず、ディスクとリム本体とを鋳造によって形成する。具体的には、ディスクとリム本体との形状に対応して形成されたキャビティに溶融又は半溶融金属を充填して鋳造し、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すような、ディスク９とリム本体３とを得る。ディスク９とリム本体３とのバリ取り、溶体化処理や時効化処理等の熱処理などについては、鋳造後に行ってもよい。
【００４４】
ディスクとリム本体とを鋳造する鋳造方法については、従来公知の鋳造方法を好適に用いることができる。例えば、軽量アルミホイールを製造する場合には、重力鋳造法、可傾鋳造法、低圧鋳造法、中圧鋳造法、高圧鋳造法、低速充填高圧鋳造法、ダイキャスト鋳造法等を好適に用いることができる。
【００４５】
次に、図２及び図３に示すような、表面部７及び壁部８を有する気室形成部材４を形成する。このような気室形成部材４は、例えば、板状の部材を曲げ加工やプレス加工、ダイキャスト鋳造法や低圧鋳造法によって形成することができる。
【００４６】
なお、図５及び図６に示すような、表面部１７と壁部１８と底部２０とを有する箱状の気室形成部材１４を製造する方法としては、例えば、金属製の気室形成部材１４の製造方法として、中子を使った鋳造法、プレス加工、ダイキャスト鋳造法等を挙げることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態の車両用ホイールは、二以上の気室形成部材がリム本体の全周に亘って配設されて、壁部によって区画された気室がリムの全周に連続して形成されているものであるため、形成する気室の数や大きさに応じて、適宜、気室形成部材の形状を決定することができる。例えば、図３に示すように、四つに区画された気室５を形成するためには、リム本体３の全周の略四分の１の大きさの表面部を有する気室形成部材４を形成する。
【００４８】
次に、リム本体の表面（タイヤを装着する側の表面）に気室形成部材を接続する。図３に示すような、表面部７及び壁部８を有する気室形成部材４をリム本体３に接続する場合には、リム本体３と気室形成部材４とが接触する部位に隙間ができないように、溶接や接着剤等を用いて接続することが好ましい。このように構成することによって、気密性に優れた気室５を形成することができる。
【００４９】
なお、図５及び図６に示すような、気室形成部材１４が表面部１７と壁部１８と底部２０とを有する箱状のものを用いる場合には、気室形成部材１４によって気室５が既に形成されているため、気室形成部材１４とリム本体３との接続は、気密性等を考慮しなくともよく、走行時等に気室形成部材１４が脱離しないように固定すればよい。
【００５０】
また、少なくとも一つの気室５に、気室５と気室５の外側とを連通する連通孔を一つ以上穿設する際には、リム本体３に配設する前の気室形成部材４に連通孔１０を穿設してもよいし、リム本体３と接続した後に連通孔１０を穿設してもよい。
【００５１】
以上説明したようにして、リムに中空状の気室を有するとともに、機械的強度に優れ、安定した走行を実現可能な本実施の形態の車両用ホイールを簡便に製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の車両用ホイールは、リムに中空状の気室を有するとともに、機械的強度に優れ、安定した走行を実現することができる。特に、本実施の形態の車両用ホイールは、走行中の空洞共鳴音を減少させる共鳴吸収を行う車両用ホイールとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１（ａ）】本発明の車両用ホイールの一の実施の形態を模式的に示す平面図である。
【図１（ｂ）】図１（ａ）に示す車両用ホイールの回転軸を含む平面で切断した断面図である。
【図２】図１（ｂ）に示す車両用ホイールのリム周辺部の拡大図である。
【図３】図２に示す車両用ホイールの断面図である。
【図４】本発明の車両用ホイールの一の実施の形態の他の例における断面図である。
【図５】本発明の車両用ホイールの他の実施の形態のリム周辺部の拡大図である。
【図６】本発明の車両用ホイールの他の実施の形態の断面図である。
【図７】本発明の車両用ホイールの他の実施の形態のリム周辺部の拡大図である。
【符号の説明】
【００５４】
１：車両用ホイール、２：リム、３：リム本体、４：気室形成部材、４ａ：気室形成部材（一の気室形成部材）、４ｂ：気室形成部材（他の気室形成部材）、５：気室、５ａ：気室、６：タイヤ装着側の表面、７：表面部、７ａ：表面部（一の表面部）、７ｂ：表面部（他の表面部）、８：壁部、８ａ：壁部（一の壁部）、８ｂ：壁部（他の壁部）、９：ディスク、１０：連通孔、１１：車両用ホイール、１４：気室形成部材、１７：表面部、１８：壁部、２０：底部。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007145190.tif 000009
【図６】
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【図７】
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