(57)【要約】【課題】自動車の大きな要求性能である乗り心地性と操縦安定性を両立可能なリムホイールを提供すること。【解決手段】リム１６に環状の副気室２０を形成し、タイヤ主気室１８と副気室２０とをオリフィスバルブ２４で連通させる。タイヤ主気室１８は、オリフィスバルブ２４を介して副気室２０と連結されているので、少なくとも副気室２０の容積の分、通常のタイヤとリムホイールとの組み合わせ品よりも気体の入る内部容積が大きくなるため、タイヤ変形速度の低い低速走行時等では、タイヤ１４の主に径方向のバネ定数を低下させることができ、発生する減衰力が小さいので、マイルドな乗り心地を提供できる。一方、高速走行では、オリフィスバルブ２４のピストン２８が遠心力で移動し、オリフィス３３の実開口面積を小さくするので、大きな減衰力が発生し、タイヤ主気室１８の容積変化が抑えられ、その結果、タイヤ変形が抑えられて操縦安定性が向上する。【選択図】図２
2007216915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを装着するリムホイールであって、
前記リムホイールに設けられ、前記リムホイールと前記タイヤとの間に形成されるタイヤ主気室とは独立した副気室と、
前記タイヤ主気室と前記副気室とを連通し、回転速度が上昇するに従って開口面積を減少させる可変オリフィスと、
を有することを特徴とするリムホイール。
【請求項２】
タイヤを装着するリムホイールであって、
前記リムホイールに設けられ、前記リムホイールと前記タイヤとの間に形成されるタイヤ主気室とは独立した副気室と、
前記タイヤ主気室と前記副気室とを連通するオリフィスと、
回転した際の遠心力に応じて前記オリフィスの開口面積を変更する変更手段と、
を有することを特徴とするリムホイール。
【請求項３】
前記変更手段は、前記オリフィスのリム径方向外側にリム径方向に移動可能に設けられ、前記オリフィスの開口部分に挿入されてリム径方向内側へ向かうに従って径が増大するテーパー部を有するピストンと、前記ピストンをリム径方向内側へ付勢する弾性部材とを有する、ことを特徴とする請求項２に記載のリムホイール。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のリムホイールに空気入りタイヤを装着した、ことを特徴とするタイヤ・リムホイール組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤを取り付ける車両用のリムホイール、及びそのリムホイールにタイヤを装着したタイヤ・リムホイール組立体に係り、特に、タイヤの変形速度が低い場合に良好な乗心地を得ることができ、変形速度が速い場合には高い操縦性能を得ることのできるリムホイール、及びタイヤ・リムホイール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、リムホイールに空気入りタイヤを装着したタイヤ・リムホイール組立体が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
車両の乗心地性能においては、タイヤに対してより柔軟な変形が求められており、操縦安定性能においては、タイヤに十分な剛性が求められている。空気圧による反力は一定であるため、一方の性能を満足するには他方の性能を十分に満足することが困難となっている。タイヤの変形速度が低い場合、例えば低速走行時においては良好な乗心地を得ることが求められ、タイヤの変形速度が速い場合、例えば高速走行時には高い操縦性能を得ることが求められている。
【特許文献１】特開２００１−１８０２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記事実を考慮し、自動車の大きな要求性能である乗り心地と操縦安定性を両立可能なリムホイール、及びタイヤ・リムホイール組立体を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、タイヤを装着するリムホイールであって、前記リムホイールに設けられ、前記リムホイールと前記タイヤとの間に形成されるタイヤ主気室とは独立した副気室と、前記タイヤ主気室と前記副気室とを連通し、回転速度が上昇するに従って開口面積を減少させる可変オリフィスと、を有することを特徴としている。
【０００５】
次に、請求項１に記載のリムホイールの作用を説明する。
請求項１にリムホイールに空気入りタイヤを装着することでタイヤ・リムホイール組立体が得られ、リムホイールとタイヤとの間にタイヤ主気室が形成される。車両に用いる場合には、このタイヤ主気室に空気等の気体を充填する。
【０００６】
ここで、車両が走行すると、路面の凹凸等によりタイヤが変形しタイヤ主気室に圧力変化を生じる。タイヤ主気室は可変オリフィスを介して副気室と連通しているので、タイヤ主気室に圧力変化を生じると、気体が可変オリフィスを介してタイヤ主気室と副気室との間を行き来する。なお、この可変オリフィスは、回転速度が上昇するに従って開口面積を減少させ、回転速度が下降するに従って開口面積を拡大する。
【０００７】
例えば、車両が低速で走行している場合には、リムの回転速度が低いため、可変オリフィスの開口面積は大きい（リムの回転速度が速い場合対比で）。また、タイヤの変形速度が遅く、タイヤ主気室と副気室との間を行き来する気体の速度も遅いため、可変オリフィスは、気体の通過時に大きな抵抗とはならず、タイヤ主気室の圧力変動を殆ど制限することがない。即ち、タイヤの変形を制限するようなことがない。請求項１のリムホイールを用いたタイヤ・リムホイール組立体では、副気室を備えていないタイヤ・リムホイール組立体に比較して気体の体積が副気室分だけ大きいため、副気室を備えていないタイヤ・リムホイール組立体に比較して乗心地が向上する。
【０００８】
一方、車両が高速で走行すると、タイヤの変形速度が速くなってタイヤ主気室内の圧力変動速度も速くなり、リムの回転速度の上昇に伴って可変オリフィスの開口面積が小さくなる。このため、可変オリフィスを通過する気体の通過抵抗が増加し、減衰力が増大し、を発生するようになる。この結果、タイヤ主気室の圧力変動が抑えられ、タイヤの変形が抑えられて操縦安定性が向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、タイヤを装着するリムホイールであって、前記リムホイールに設けられ、前記リムホイールと前記タイヤとの間に形成されるタイヤ主気室とは独立した副気室と、前記タイヤ主気室と前記副気室とを連通するオリフィスと、回転した際の遠心力に応じて前記オリフィスの開口面積を変更する変更手段と、を有することを特徴としている。
【００１０】
次に、請求項２に記載のリムホイールの作用を説明する。
請求項２に記載のリムホイールでは、変更手段が、リムが回転した際の遠心力に応じてオリフィスの開口面積を変更する。
例えば、リムの遠心力が増大した際（即ち、リムの回転速度が速くなった場合）にオリフィスの面積を小さくし、リムの遠心力が減少した際（即ち、リムの回転速度が遅くなった場合）にオリフィスの面積を大きくする。
これによって、請求項１のリムホイールと同様に、低速走行時に乗心地を向上させ、高速走行時に操縦安定性を向上させることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリムホイールにおいて、前記変更手段は、前記オリフィスのリム径方向外側にリム径方向に移動可能に設けられ、前記オリフィスの開口部分に挿入されてリム径方向内側へ向かうに従って径が増大するテーパー部を有するピストンと、前記ピストンをリム径方向内側へ付勢する弾性部材とを有する、ことを特徴としている。
【００１２】
次に、請求項３に記載のリムホイールの作用を説明する。
請求項３に記載のリムホイールでは、ピストンは弾性部材によってリム径方向内側に付勢されており、停止〜低速走行時では、テーパー部の小径部分がオリフィスに挿入されている状態である。このため、オリフィスとテーパー部との間の環状の隙間の面積は大きくなっており、気体の通過抵抗が小さくなる。
【００１３】
次に、走行速度が上昇すると、ピストンに作用する遠心力の増大に伴って弾性体が例えば圧縮され、ピストンは径方向外側へ移動する。この移動に従ってテーパー部の大径部分がオリフィスに挿入されることとなり、オリフィスとテーパー部との間の環状の隙間の面積が小さくなり、気体の通過抵抗が大きくなる。
【００１４】
なお、テーパー部の傾斜のつけ方は、一定角度であっても良く、徐々に角度が変わるようにしても良い。角度のつけ方によって、回転速度と、オリフィスとテーパー部との間の環状の隙間の面積との関係を種々変更でき、速度と操縦安定性とのバランスを取ることができる。
【００１５】
請求項４に記載のタイヤ・リムホイール組立体は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のリムホイールに空気入りタイヤを装着した、ことを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載のタイヤ・リムホイール組立体の作用は、請求項１乃至請求項３のリムホイールに空気入りタイヤを装着したとき同様である。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明のリムホイールは上記の構成としたので、空気入りタイヤを装着して用いることで、自動車の大きな要求性能である乗り心地と操縦安定性を向上させることができる、という優れた効果を有する。また、速度に応じた操縦安定性能を得ることができる。
【００１８】
また、本発明のタイヤ・リムホイール組立体は上記の構成としたので、自動車の大きな要求性能である乗り心地と操縦安定性を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のリムホイールの一実施形態を図１乃至図３にしたがって説明する。
図１に示すように、本実施形態のリムホイール１０は、タイヤ１４をリム１６に装着することにより、タイヤ１４とリム１６との間に密閉されたタイヤ主気室１８を形成することができる。なお、リム１６にタイヤ１４を装着したものがタイヤ・リムホイール組立体である。
【００２０】
リム１６の外面形状は、例えばＪＡＴＭＡ等の規格に規定されている形状と同じ形状に設定されており、従来通りの方法でタイヤ１４を装着することができる。このリム１６には、環状の副気室２０が形成されている。なお、このリムホイール１０は、鍛造、鋳造、プレス等、従来と同様の方法で製造することができる。
【００２１】
図２に示すように、リム１６には、貫通孔２２が形成されており、この貫通孔２２には、オリフィスバルブ２４が固定されている。
オリフィスバルブ２４は、シリンダ２６、ピストン２８、弁座部材３０、圧縮コイルスプリング３２から構成されている。
【００２２】
シリンダ２６は筒状に形成されており、リム径方向外側（矢印Ａ方向側）が開口し、リム径方向内側の端部が閉塞されている。
シリンダ２６の内部には、ピストン２８が移動可能に挿入されている。ピストン２８は、一定径の基部２８Ａを備えており、基部２８Ａの一端には、基部２８Ａよりも径の細いテーパー部２８Ｂが一体的に形成されている。
基部２８Ａはシリンダ２６の閉塞されている側に配置され、テーパー部２８Ｂは径方向外側へ向けて径が減少するように形成されている。
【００２３】
シリンダ２６の開口部分には、弁座部材３０が挿入固定されている。弁座部材３０は、筒状部３０Ａ、筒状部３０Ａの一端側（シリンダの奥側）に一体的に形成される弁座３０Ｂ、筒状部３０Ａの他端側に一体的に形成されるフランジ部３０Ｃを備えており、弁座３０Ｂの中央にはオリフィス（円形の孔）３２が形成されている。
【００２４】
また、圧縮コイルスプリング３２はシリンダ２６の内部に挿入されている。圧縮コイルスプリング３２は、一端がピストン２８の基部２８Ａに、他端が弁座部材３０の弁座３０Ｂに当接しており、ピストン２８を弁座部材３０から離間する方向に付勢している。
通常時（タイヤ非回転時）では、ピストン２８は、図２に示すように、基部２８Ａがシリンダ２６の端部（弁座部材３０とは反対側）に押圧されており、ピストン２８のテーパー部２８Ｂの先端近傍がオリフィス３３に挿入されている。
【００２５】
リム１６が回転すると、ピストン２８にはリム径方向外側（矢印Ａ方向）に遠心力が作用し、圧縮コイルスプリング３２は圧縮され、ピストン２８がリム径方向外側に移動する。なお、遠心力の大きさと、圧縮コイルスプリング３２の圧縮量、即ち、ピストン２８の移動量とは比例する。
【００２６】
シリンダ２６の中間部分には、シリンダ２６の内側と副気室２０とを連通する連通孔３４が複数形成されている。したがって、通常時（非回転時）は、タイヤ主気室１８と副気室２０とがオリフィス３３、シリンダ内部、及び連通孔３４を介して連通している。
なお、副気室２０の容積は、タイヤ主気室１８の容積の３〜２５％の範囲内が好ましい。
【００２７】
（作用）
次に、本実施形態のリムホイール１０の作用を説明する。
低速走行時では、ピストン２８がシリンダ端部に押圧されており、タイヤ１４とリムホイール１０とで構成されるタイヤ主気室１８は、オリフィス３３、シリンダ内部、及び連通孔３４を介して副気室２０と連結されているので、少なくとも副気室２０の容積の分、通常のタイヤとリムホイールとの組み合わせ品よりも気体の入る内部容積が大きくなっており、タイヤ１４の主に径方向のバネ定数を低下させることができる。したがって、路面の段差や突起の乗り越えといった大きな入力に対してマイルドな乗り心地を提供できる。なお、走行してタイヤ１４が変形すると、タイヤ主気室１８の容積が変化し、オリフィス３３を介して空気が行き来して減衰力を発生するが、低速走行時では、図２に示すようにオリフィス３３にはテーパー部２８Ｂの径の細い部分が挿入されており、オリフィス３３の実開口面積が大きくなっているので、発生する減衰力は小さい。
【００２８】
このオリフィスバルブ２４では、タイヤ１４の回転による遠心力（車両速度が高くなるほど強い遠心力が発生する。）により、重量のあるピストン２８が図３に示すように圧縮コイルスプリング３２を圧縮して径方向外側へ移動し、オリフィス３３の実開口面積が小さくなる。
即ち、高速走行時では、オリフィス３３の実開口面積が小さくなることで、通過抵抗が大となって大きな減衰力を発生し、タイヤ主気室１８の容積変化が抑えられ、その結果、タイヤ変形が抑えられて操縦安定性が向上する。
【００２９】
オリフィスバルブ２４は、貫通孔２２に圧入して固定したり、接着剤で固定することもできるが、貫通孔２２に雌ネジを加工すると共に、シリンダ２６に雄ネジを形成し、オリフィスバルブ２４を貫通孔２２にねじこみ固定することも出来る。ねじこみ固定では、オリフィスバルブ２４の交換が容易になる。
【００３０】
また、副気室２０の容積がタイヤ主気室１８の容積の３％未満になると、十分な減衰力を発揮することができなくなる。一方、副気室２０の容積がタイヤ主気室１８の容積の２５％を超えると、タイヤバネ定数が下がり、振動減衰性、及び操縦安定性が低下する虞がある。
【００３１】
なお、オリフィス３３の実開口面積を車両速度に応じて可変できるオリフィスバルブ２４を用いた発明品（タイヤ・リムホイール組立体）と、オリフィスの開口面積を固定した比較品との特性を比較したグラフが図４に示されている。比較品は、車両速度に関わらず減衰力が一定であるが、発明品では、車速の上昇に伴って減衰力が高まるようになっており、より操縦安定性が求められる車両速度の高い領域において、高い減衰力を得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤ・リムホイール組立体の断面図である。
【図２】リムのオリフィスバルブ周辺の拡大断面図である（低速時）。
【図３】リムのオリフィスバルブ周辺の拡大断面図である（速度上昇時）。
【図４】発明品と比較品との特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１０    リムホイール
１４    タイヤ
１６    リム
１８    タイヤ主気室
２０    副気室
２４    オリフィスバルブ 
【図１】
2007216915.tif 000003
【図２】
2007216915.tif 000004
【図３】
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【図４】
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