(57)【要約】【課題】車両走行中におけるロードノイズを低減し得る車両用ホイールを提案する。【解決手段】スポーク部５を中空としてスポーク空洞部２０を形成し、該スポーク空洞部２０の内端をハブ取付部４の外周縁に沿って設けられた環状空洞部２１と夫々連通すると共に、スポーク空洞部２０のリム側開口部２２に、多孔質状の吸音材３５を埋入した構成とする。これにより、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器の作用と音波のエネルギーを吸収する吸音材３５の作用とが有効に組み合わされることから、タイヤ９を装着して車両走行中で、タイヤ内空洞部３８で発生する空洞共鳴音を低減することができ得る。【選択図】図３
2009029348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に固定されるハブ取付部と、タイヤを装着するリム部と、ハブ取付部とリム部とを連結する複数のスポーク部とを備えた車両用ホイールにおいて、
スポーク部を中空とすることにより形成され、リム部を内外に貫通して該リム部の外表面で開口するリム側開口部を具備するスポーク空洞部と、
ハブ取付部の外周縁に沿って設けられ、各スポーク空洞部の内端に夫々連通する環状空洞部とを備えると共に、
スポーク空洞部の開口部に多孔質状の吸音材を埋入し、該スポーク空洞部を閉鎖するようにしたものであることを特徴とする車両用ホイール。
【請求項２】
ハブ取付部の外周縁から、各スポーク部の径方向中心線に沿ってスポーク空洞部内に延出し、環状空洞部を周方向で区画すると共に、各スポーク空洞部の内側部を周方向で二つの分割空洞部に二分する区画壁を各スポーク部毎に設けて、分割空洞部を介して各スポーク空洞部と環状空洞部とを連通し、
区画壁の壁長さにより分割空洞部の径方向長さを規定することによって有効長が設定される、各スポーク空洞部と、分割空洞部と、環状空洞部とからなる空洞連通路を伝搬する音波と、リム部に装着したタイヤにより密閉されるタイヤ内空洞部を伝搬する音波とが互いに干渉して減衰するようにしたものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイール。
【請求項３】
区画壁を所定の壁長さとして、互いに対向するスポーク空洞部のリム側開口部を連通する空洞連通路の有効長を、当該空洞連通路を伝搬する音波とタイヤ内空洞部を伝搬する音波との位相差が半波長となるように設定しているものであることを特徴とする請求項２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、車両走行中に、タイヤとリム部とにより閉鎖されたタイヤ内空洞部で発生する気柱共鳴音（いわゆる空洞共鳴音）を低減し得る車両用ホイールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両では、エンジンノイズ低減技術の進歩により、車両走行中に、路面から入力する振動に起因するロードノイズが顕在化してきている。このロードノイズの一因として、タイヤと車両用ホイールのリム部とにより密閉されたタイヤ内空洞部で発生する空洞共鳴音が指摘されている。この空洞共鳴音は、車両走行中に路面から入力した振動により、タイヤ内空洞部の周長を一波長とする定在波が発生し、この定在波が特定の周波数帯（１８０Ｈｚ〜２７０Ｈｚ）で気柱共鳴現象を起こすことにより生ずる。
【０００３】
上記した空洞共鳴音を低減する方法として、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器を適用したり、クインケ式の干渉形消音器を適用したりする等の構成が提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１のように、車両用ホイールのリム部に、周方向に複数の副気室を形成し、該副気室とタイヤ内空域とを連通する孔部を設けた構成が提案されている。この構成は、副気室によりヘルムホルツ式の共鳴形消音器を構成したものであり、上記したタイヤ内空洞部で発生する空洞共鳴音を低減することが可能である。
【０００５】
また、特許文献２のように、車両用ホイールに、両端がリム部の外表面に開口する音波通路を配設した構成が提案されている。この構成は、音波通路を伝搬した音波とタイヤ内空洞部を伝搬した音波とを干渉させることにより減衰して、空洞共鳴音を低減するようにしたものであり、所謂クインケ式の干渉形消音器を適用した構成である。特に、音波通路の両端開口を周方向に１８０度隔てて対向する位置に設けると共に、該音波通路の長さを、タイヤ内空洞部における音波通路の両端開口間の長さに対して、両者を伝搬する音波の位相差が１／２波長となるように設定することにより、音波の干渉作用による空洞共鳴音の低減効果を最大限に発揮できるようにしている。
【０００６】
さらにまた、特許文献３にように、車両用ホイールのスポーク部を中空構造とし、該中空部に制振材を充満している構成が提案されている。この構成は、スポーク部の中空部に充填した制振材により、車両走行時にタイヤ内空洞部で発生する共鳴現象を低減できるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００３−３２６９０４号公報
【特許文献２】特開２００６−１１１１９４号公報
【特許文献３】特開２００５−１８６８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した特許文献１，２のようにヘルツホルム式の共鳴形消音器またはクインケ式の干渉形消音器のいずれかを備えた構成の車両用ホイールにあっては、実験室内でタイヤを装着して実施する平板加振テストにより、空洞共鳴音を低減できることが確認できた。ここで、平板加振テストは、車両用ホイールのハブ取付部を拘束して、タイヤのトレッドに平板を介して所定の荷重を加える。そして、この平板をタイヤ（車両用ホイール）の面方向及び径方向に加振し、ハブ取付部における振動応答の伝達関数をとらえることによって実施している。尚、この平板加振テストでは、タイヤを装着した車両用ホイールを回転せずに行なっており、かつ、ヘルツホルム式の共鳴形消音器の孔部やクインケ式の干渉形消音器の開口部をタイヤの接地面に対向するように当該車両用ホイールを配置して実施する。そのため、ヘルツホルム式の共鳴形消音器やクインケ式の干渉形消音器による空洞共鳴音の低減効果が最大限に発揮され、その結果として、平板加振テストではその有用性が確認されている。
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１，２のようにヘルツホルム式の共鳴形消音器またはクインケ式の干渉形消音器のいずれかを備えた構成の車両用ホイールを車両に装着し、実車走行中のロードノイズを測定するテストを実施した結果、いずれの構成にあっても、ロードノイズを低減する効果が小さく、上記の平板加振テストから期待されるロードノイズの低減効果が発揮されなかった。この原因として、実車走行中にあっては、タイヤの接地面内に路面の凹凸が多く含まれるために、該路面による加振力をタイヤのトレッドで吸収する挙動を生じてしまい、空洞共鳴音のような高い周波数帯域では低減効果が発揮されないことが考えられる。この実車走行による結果から、ヘルツホルム式の共鳴形消音器やクインケ式の干渉形消音器を適用した上述した特許文献１，２の構成では、実車走行時におけるロードノイズを充分に低減できないということがわかった。
【０００９】
一方、上述した特許文献３の、スポーク部の中空部に制振材を充填する構成にあっては、中空部に制振材を充填する作業に要する手間とコストが増大する。さらに、スポーク部の中空部に充填する制振材を比較的多量に要するため、そのコストも増加する。尚、特許文献３の構成は、スポーク部の中空部が気密な構造であることを前提としており、該中空部を、上述した特許文献１のようにヘルムホルツ式の共鳴形消音器として適用するものと異なっている。すなわち、特許文献３の構成は、スポーク部の中空部で発生する共鳴音を低減しようとするものであり、タイヤ内空洞部で発生する空洞共鳴音を低減することができない。
【００１０】
本発明は、車両走行中に、路面から入力する振動によりタイヤ内空洞部で発生する空洞共鳴音を低減し、ロードノイズを充分に低減することができる車両用ホイールを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、車軸に固定されるハブ取付部と、タイヤを装着するリム部と、ハブ取付部とリム部とを連結する複数のスポーク部とを備えた車両用ホイールにおいて、スポーク部を中空とすることにより形成され、リム部を内外に貫通して該リム部の外表面で開口するリム側開口部を具備するスポーク空洞部と、ハブ取付部の外周縁に沿って設けられ、各スポーク空洞部の内端に夫々連通する環状空洞部とを備えると共に、スポーク空洞部の開口部に多孔質状の吸音材を埋入し、該スポーク空洞部を閉鎖するようにしたものであることを特徴とする車両用ホイールである。ここで、吸音材がスポーク空洞部を閉鎖するとは、該スポーク空洞部の開口部に吸音材が詰め込まれている状態であり、該吸音材の孔内を通じてスポーク空洞部とタイヤを装着して密閉されるタイヤ内空洞部とが連通している。
【００１２】
かかる構成にあっては、スポーク空洞部と環状空洞部とによりヘルムホルツ式の共鳴形消音器を応用した構成とすると共に、該スポーク空洞部のリム側開口部に吸音材を埋入したものであり、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器と吸音材とを組み合わせることによって、タイヤを装着して密閉されるタイヤ内空洞部で発生する空洞共鳴音を効果的に低減できる。ここで、複数のスポーク空洞部と環状空洞部とが連通して一体的な比較的広い空域を構成していることから、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器として空洞共鳴音を低減する作用が高い。そして、スポーク空洞部のリム側開口部を閉鎖する吸音材によって、該リム側開口部を入出する音波（空気の振動）のエネルギーを直接的に吸収することができるため、空洞共鳴音を低減することができる。さらに、多孔質状の吸音材により、スポーク空洞部のリム側開口部における空気の通過面積が小さくなるため、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器としての空洞共鳴音を低減する作用が向上する。このように、本構成にあっては、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器としての作用と吸音材の作用とが有効に組み合わされることによって、空洞共鳴音を低減する効果に優れたものとなっている。
【００１３】
本発明は、上述した従来のヘルムホルツ式の共鳴形消音器のみを適用した構成、クインケ式の干渉形消音器のみを適用した構成、スポーク部内に制振材を充填する構成に比して、タイヤ内空洞部で発生する空洞共鳴音を低減する効果が著しく向上する。したがって、車両走行中にあって、刻々と変化する路面状況でも、タイヤ内空洞部で生ずる空洞共鳴音を充分に低減することができ得る。
【００１４】
また、スポーク空洞部としてはそのリム側開口部を比較的狭くした構成が好適に用い得る。これは、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器として空洞共鳴音を低減する作用が高まるからである。この場合には、例えば、スポーク部を径外方向へ細くなる形状とする構成とすることができる。
【００１５】
また、吸音材としては、多孔質状のものであって、その内部を音波が空気の振動として伝搬する際に、該空気の振動を熱エネルギーに変換して吸音波作用を発揮するものであり、具体的には、発泡ウレタン、グラスウール、フェルト材などの音響インピーダンスが高いものを好適に用い得る。
【００１６】
上述した車両用ホイールにあって、ハブ取付部の外周縁から、各スポーク部の径方向中心線に沿ってスポーク空洞部内に延出し、環状空洞部を周方向で区画すると共に、各スポーク空洞部の内側部を周方向で二つの分割空洞部に二分する区画壁を各スポーク部毎に設けて、分割空洞部を介して各スポーク空洞部と環状空洞部とを連通し、区画壁の壁長さにより分割空洞部の径方向長さを規定することによって有効長が設定される、各スポーク空洞部と、分割空洞部と、環状空洞部とからなる空洞連通路を伝搬する音波と、リム部に装着したタイヤにより密閉されるタイヤ内空洞部を伝搬する音波とが互いに干渉して減衰するようにしたものである構成が提案される。
【００１７】
かかる構成にあっては、区画壁により定められた空洞連通路を伝搬する音波が、タイヤ内空洞部を伝搬する音波と干渉することで両者が減衰することによって、タイヤ内空洞部に発生した空洞共鳴音を低減することができ得る。すなわち、本構成は、空洞連通路によってクインケ式の干渉形消音器を応用した構成をなし、上述したヘルムホルツ式の消音器および吸音材と共に組み合わせたものであり、それぞれの空洞共鳴音の低減作用が発揮されることによって、タイヤ内空洞部で発生する空洞共鳴音を低減する効果が一層向上する。そして、車両走行中に発生する空洞共鳴音を低減する効果も、上述した従来構成に比して一層向上する。
【００１８】
ここで、空洞連通路の有効長としては、該空洞連通路を伝搬する音波とタイヤ内空洞部を伝搬する音波とが互いに干渉して減衰する位相差を生じるように設定すれば良い。この位相差を整数倍とならないようにすれば、波の干渉作用によって減衰させることができる。具体的には１／４波長や１／３波長等の位相差を生じれば良く、１／２波長の位相差に近づけることが好適である。そして、このような位相差を生じる有効長とするように、区画壁の壁長さを設定すれば良い。この区画壁の壁長さとしては、各スポーク空洞部の内側部を少なくとも二分するように設定すれば良いのであって、区画壁により二分された分割空洞部がスポーク空洞部内で連通しているように、該スポーク空洞部の外端近傍まで延出するように構成することも可能である。
【００１９】
また、区画壁を設けることにより、スポーク部および環状空洞部を形成した部位の剛性及び強度を向上している。これにより、車両走行中の振動を抑制し、総じてタイヤ内空洞部の空洞共鳴音を低減する効果を奏し得る。そして、区画壁の壁長さを長く設定することにより、剛性と強度とが向上する傾向にある。そのため、上記した空洞連通路を伝搬する音波の干渉作用と、剛性および強度の向上による振動抑制作用とがバランス良く発生するように、区画壁の壁長さを設定することが好ましい。また、同様に、区画壁の幅も広く設定することにより、剛性と強度を向上することができる。
【００２０】
このような構成にあって、区画壁を所定の壁長さとして、互いに対向するスポーク空洞部のリム側開口部を連通する空洞連通路の有効長を、当該空洞連通路を伝搬する音波とタイヤ内空洞部を伝搬する音波との位相差が半波長となるように設定しているものである構成が提案される。
【００２１】
ここで、基本的には、路面から伝わる振動によって、タイヤ内空洞部に一周を一波長とする定在波が発生する。そのため、振動を生じた部位から周方向へ１８０度反対側の部位では半波長進行することから、両部位の圧力の差が最も大きくなる。本構成にあっては、互いに対向するスポーク空洞部のリム側開口部が夫々に位置する部位で、半波長の位相差を有する音波を干渉させることによって、振動を生じた箇所とその対向する箇所との圧力の差を縮めることができ得る。これにより、タイヤ内空洞部で発生する空洞共鳴音を一層効果的に低減できる。すなわち、本構成は、上記したクインケ式の干渉形消音器を最も適切に応用した構成といえる。
【００２２】
尚、互いに対向するスポーク空洞部としては、互いに１８０度反対側に位置するものが最も好適であるが、１８０度反対位置にできるだけ近いスポーク空洞部であっても良く、この場合にも上記作用効果を充分に発揮することができ得る。スポーク部が奇数本数設けられている車両用ホイールでは、できるだけ１８０度に近い二つのスポーク部に適用すれば良い。例えば、３本のスポーク部を有する構成では、３本全てに本構成を適用することが好適である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の車両用ホイールは、中空のスポーク部内に形成したスポーク空洞部をリム部外表面に開口し、且つ、該スポーク空洞部の内端に、ハブ取付部の外周縁に沿って形成した環状空洞部を連通するように設け、さらに、スポーク空洞部のリム側開口部に多孔質状の吸音材を埋入した構成としたものである。この構成は、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器と吸音材とを有効に組み合わせることにより、両者が夫々に有する空洞共鳴音の低減作用を効果的に発揮することができる。したがって、比較的凹凸が粗い粗面路または比較的平滑なスムース面路などのいずれの路面を走行する際にも、ロードノイズを著しく低減することができ得る。
【００２４】
このような車両用ホイールにあって、ハブ取付部の外周縁から各スポーク空洞部内に延出し、環状空洞部と各スポーク空洞部の内側部とを周方向に区画する区画壁を設け、該区画壁の壁長さにより有効長が設定される空洞伝達路を伝搬する音波と、タイヤ内空洞部を伝搬する音波とが互いに干渉して減衰するようにした構成にあっては、所謂クインケ式の干渉形消音器を応用した構成であり、空洞伝達路とタイヤ内空洞部とを夫々に伝搬する音波の干渉作用によって、空洞共鳴音を低減することができる。したがって、上記したヘルムホルツ式の共鳴形消音器を応用した構成と吸音材と共に有効に組み合わせられて、車両走行におけるロードノイズを低減する効果がさらに向上する。
【００２５】
ここで、互いに対向するスポーク空洞部のリム側開口部を連通する空洞連通路の有効長を、当該空洞連通路を伝搬する音波とタイヤ内空洞部を伝搬する音波との位相差が半波長となるようにした構成にあっては、互いに対向する部位で半波長の位相差を有する音波を干渉させることによって、タイヤ内空洞部内に生じる振動圧力差を縮め、空洞共鳴音を低減することができ得る。したがって、車両走行におけるロードノイズを低減する効果がさらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施例を添付図面を用いて詳述する。
図１，２に、本発明にかかる自動車用ホイール１を示す。この自動車用ホイール１は、アルミニウム合金を鋳造成形してなるものであり、自動車の車軸が連結されるハブ取付部４と、タイヤが装着されるリム部３と、ハブ取付部４とリム部３とを連結する複数のスポーク部５とを備えてなる。ここで、ハブ取付部４と複数のスポーク部５とによりディスク部２を構成している。また、本実施例にあっては、スポーク部５を１０本有する構成となっている。
【００２７】
ここで、ディスク部２のハブ取付部４は略円盤形となっており、その中央にハブ孔１７が形成され、該ハブ孔１７の径方向外側に位置して周方向に互いに均等間隔となるように複数個のボルト孔１８が設けられている。さらに、ハブ取付部４の裏面に車軸のハブが圧着されるハブ取付面１９を備えている。そして、このハブ取付部４の外周縁の外側には、表方向へ立ち上がる環状隆部８が設けられており、該環状隆部８から径外方向へ放射状に１０本のスポーク部５が設けられている。スポーク部５は、その内端が周方向で太く、外方に向かって徐々に細くなる形状に形成されており、また、周方向に均等間隔で設けられている。すなわち、スポーク部５は、環状隆部８を介してハブ取付部４と接合している。
【００２８】
一方、リム部３は、その両端開口縁にタイヤのビードを側方から保持するフランジ部１０ａ、１０ｂが形成され、各フランジ部１０ａ、１０ｂに、タイヤのビードを着座させて支持固定するビートシート部１１ａ，１１ｂが夫々に連成されている。さらに、両側のビードシート部１１ａ，１１ｂの間には、タイヤ装着時に、タイヤのビードを落とすためのドロップ部１３が設けられている。さらに、表側ビードシート部１１ａとドロップ部１３とがウエル部１４を介して連成されている。このリム部３は、表側フランジ部１０ａから表側ビードシート部１１ａに至る内側で、上記した各スポーク部５の外端と夫々接合している。
【００２９】
尚、自動車用ホイール１にあっては、自動車に装着された場合にホイール外観となるディスク部２の表面により、所謂意匠面が構成されている。そして、自動車用ホイール１の上記した各部位はそれぞれ、中心軸線Ｌを中心とする同心状に形成されている。また、本実施例の自動車用ホイール１が、本発明にかかる車両用ホイールである。
【００３０】
また、上記した自動車用ホイール１に、所定のタイヤ９を装着した場合に、リム部３と該タイヤ９とにより密閉された環状の空域が、本発明にかかるタイヤ内空洞部３８である。
【００３１】
次に、本発明の要部について詳述する。
図２，３のように、スポーク部５は中空構造となっており、その内部をスポーク空洞部２０としている。本実施例にあっては、全てのスポーク部５を同じ構成としている。そして、各スポーク空洞部２０は、その外端がリム部３の表側ビードシート部１１ａを内外に貫通して、該ウエル部１４の外表面で開口している。すなわち、表側ビードシート部１１ａの外表面には、スポーク空洞部２０のリム側開口部２２が夫々形成されている。また、上記したハブ取付部４の外周縁に沿って設けられた環状隆部８にあっても、中空構造を成しており、内部を環状空洞部２１としている。この環状空洞部２１に各スポーク空洞部２０の内端が連通している。
【００３２】
上記した環状空洞部２１の内周端（ハブ取付部４の外周縁）の、各スポーク空洞部２０と夫々対向する各部位から、各スポーク空洞部２０の径方向中心線Ｍに沿って、該スポーク空洞部２０内に至る区画壁２５が夫々形成されている。すなわち、これら区画壁２５は、環状空洞部２１を径方向に沿って横断し、各スポーク空洞部２０内に延出するように設けられている。この区画壁２５により、環状空洞部２１を周方向に区画すると共に、スポーク空洞部２０内の該区画壁２５が形成されている空域を周方向に二分している。ここで、スポーク空洞部２０は、区画壁２５により二分された分割空洞部２７，２７と、該区画壁２５よりも径方向外側の同体空洞部２８とから構成されている。そして、区画壁２５により区画された環状空洞部２１は、分割空洞部２７，２７と同体空洞部２８とを介して連通している。
【００３３】
スポーク空洞部２０内における分割空洞部２７，２７の径方向長さは、区画壁２５の壁長さにより規定される。そして、環状空洞部２１と、各スポーク空洞部２０の分割空洞部２７，２７および同体空洞部２８とにより、これらが連通する空洞連通路３０が形成される。この空洞連通路３０の有効長Ｘが、前記した区画壁２５の壁長さにより規定される分割空洞部２７，２７の径方向長さにより設定される。すなわち、区画壁２５の壁長さを適宜設定することにより、空洞連通路３０の有効長Ｘを設定することができ得る。
【００３４】
ここで、空洞連通路３０の有効長Ｘを、該空洞連通路３０を伝搬する音波と、タイヤ９を装着して密閉されるタイヤ内空洞部３８を伝搬する音波とが互いに干渉して減衰するように、区画壁２５の壁長さを定めることにより設定している。本実施例にあっては、互いに対向するスポーク空洞部２０の各リム側開口部２２を連通する空洞連通路３０の有効長Ｘが、当該空洞連通路３０を伝搬する音波とタイヤ内空洞部３８を伝搬する音波との位相差が半波長となるように、区画壁２５を特定の壁長さとして設定している。そして、この互いに対向するスポーク空洞部２０は、本実施例が１０本のスポーク部５を均等間隔で備えた構成であることから、周方向で１８０度反対に位置するもの同士であり、一直線上に設けられている。尚、空洞連通路３０の有効長Ｘは、区画壁２５の壁長さだけでなく、スポーク空洞部２０の本数や自動車用ホイール１の径寸法等によっても変わるため、これらに応じて、区画壁２５の壁長さを適正に設定することが必要である。
【００３５】
このように互いに対向するスポーク空洞部２０の各リム側開口部２２を空洞連通路３０により伝搬する音波が、タイヤ内空洞部３８を伝搬する音波に対して半波長ずれた位相差となるようにすることによって、両方の音波が干渉して減衰する。ここで、タイヤ９が路面から受けた振動は、タイヤ内空洞部３８の一周を一波長とする定在波を生じ、路面との接地部位と該接地部位から１８０度反対となる部位との振動圧力の差が最も大きくなる。この振動圧力差を、当該空洞連通路３０を伝搬した半波長ずれた音波を干渉させることによって縮めることができる。これにより、タイヤ内空洞部３８で発生する空洞共鳴音を低減する効果が一層向上する。このように空洞連通路３０の有効長Ｘを設定した構成は、クインケ式の干渉形消音器を最も適切に応用した構成となる。
【００３６】
また、上述したように各スポーク空洞部２０はそれぞれタイヤ内空洞部３８と連通していることから、空洞連通路３０により各リム側開口部２２を連通する。そのため、空洞連通路３０を伝搬して各リム側開口部２２から出た音波は、タイヤ内空洞部３８を伝搬する音波と干渉する。そして、空洞連通路３０を伝搬する音波も、タイヤ内空洞部３８を伝搬する音波に対して位相差を生じる。この各リム側開口部２２から出た音波の位相差は、互いに対向するスポーク空洞部２０による位相差よりも小さくなるため、整数倍とならない。そのため、各スポーク空洞部２０のリム側開口部２２から出た音波の位相差によっても減衰作用が発揮され、空洞共鳴音を低減できる。
【００３７】
さらに、上記した各区画壁２５により、中空構造とした各スポーク部５と環状隆部８との剛性と強度とを夫々向上させている。これにより、自動車用ホイール１が充分な剛性と強度とを有し、当該ホイール１に生じる振動を抑制できるため、空洞共鳴音を低減することができ得る。
【００３８】
また、各スポーク空洞部２０は、上述したようにリム側開口部２２でタイヤ内空洞部３８と連通していることから、所謂ヘルムホルツ式の共鳴形消音器を応用した構成となっている。すなわち、タイヤ内空洞部３８を伝わる音波がリム側開口部２２からスポーク空洞部２０に出入り（伝搬）することによって、当該音波の伝搬を遅延させることができるため、音波に位相差が生じて空気の振動エネルギーを低減する。これにより、タイヤ内空洞部３８で発生した空洞共鳴音を低減することができ得る。尚、各スポーク空洞部２０は、環状空洞部２１を介して夫々連通していることから、各スポーク空洞部２０および環状空洞部２１によって比較的広い空域を構成している。この比較的広い空域によって、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器としての作用を高く発揮することができるため、空洞共鳴音を低減する効果に優れている。
【００３９】
一方、各スポーク空洞部２０のリム側開口部２２には、連泡構造の発泡ウレタンを埋入し、該リム側開口部２２を閉じている。この発泡ウレタンが本発明にかかる多孔質状の吸音材３５であり、音波（空気の振動）が伝搬する際に、吸音材（発泡ウレタン）３５の孔内で吸音する。これにより、タイヤ内空洞部３８で発生した空洞共鳴音が、各スポーク空洞部２０にリム側開口部２２を通じて伝搬することによって、当該空洞共鳴音を低減することができる。さらに、この多孔質状の吸音材３５によりリム側開口部２２を閉じていることから、所望の音響インピーダンスとなっている。そのため、上記したヘルムホルツ式の共鳴形消音器として、音波の波長を遅延させる作用が高くなり、空洞共鳴音を低減する効果がさらに向上する。尚、吸音材３５のリム側開口部２２に埋入する埋入量としては、埋入量が少なければ、吸音力が低減する。逆に、吸音材３５を過大に埋入しても、吸音力の向上効果が小さくなると共に、吸音材３５の使用量増加に伴うコストアップの問題が生じてしまう。そのため、スポーク空洞部２０のリム側開口部２２に埋入する量を適切に設定する。具体的には、自動車用ホイール１として、リム側開口部２２の外端から２〜４ｃｍ程度内方まで埋入するようにした構成が好適である。
【００４０】
このように本実施例の自動車用ホイール１は、ヘルムホルツ式の共鳴形消音器を応用した構成と、クインケ式の干渉形消音器を応用した構成と、直接的に音波のエネルギーを吸収する吸音材３５とを、夫々の作用が有効に発揮されるように適切に組み合わせたものとなっている。そして、これら夫々の作用の相乗効果も生じ得ることから、タイヤ内空洞部３８で発生する空洞共鳴音を低減する効果が高い。
【００４１】
この本実施例の自動車用ホイール１にあっては、自動車に取り付けて実車走行した場合にも、タイヤ９が路面から受ける振動によって生じる共鳴現象を低減することができ、該共鳴現象によるロードノイズを低減することができ得る。以下に、本実施例の自動車用ホイール１を用いて実車走行によるロードノイズ評価テストを実施した結果について説明する。尚、本実施例の評価テストには、エンジンノイズ等を充分に低減する性能を有する自動車を用いている。
【００４２】
このようなテスト車両（高性能車）に装着する自動車用ホイール１として、リム径が２０インチのものを用いた。尚、この自動車用ホイール１は、上述した実施例の構成であり、１０本のスポーク部５を有し、スポーク空洞部２０および環状空洞部２１を備えてなるものである。そして、この自動車用ホイール１に、タイヤ幅２４５ｍｍ、扁平率３５％、リム径２０インチサイズのタイヤ９を装着した。そして、テスト車両の四輪すべてに、本実施例の自動車用ホイール１を取り付けた。
【００４３】
また、テスト車両には、操縦席と後右座席との窓側で、搭乗者の耳位置となる位置を音圧測定点として設定し、所定の音圧測定器を取り付けた。尚、本実施例の評価テストでは、この音圧測定器により測定した音波を１／３オクターブバンドで処理するようにした。
【００４４】
このようなテスト車両を、約６０ｋｍ／ｈの速度で、ほぼ直線の道路を走行することにより、ロードノイズ評価テストを実施した。この道路は、路面状況が比較的スムースな道路であった。また、本実施例の自動車用ホイール１と比較するために、該自動車用ホイール１と外径寸法が同じであり、スポーク部５および環状隆部８が中実構造である従来構成の自動車用ホイール（図示せず）を用いて、同様にロードノイズ評価テストを実施した。この比較例の自動車用ホイールは、実施例の自動車用ホイール１に対してスポーク空洞部２０、環状空洞部２１、区画壁２５，吸音材３５等を設けていない以外は同じ構成としており、同じテスト車両で、同じタイヤ９を装着してテストを実施している。
【００４５】
ロードノイズ評価テストの結果を図４（Ａ），（Ｂ）に示す。図４（Ａ）は、操縦席の窓側耳位置における音圧レベルの測定結果であり、また、図４（Ｂ）は、後右座席の窓側耳位置における音圧レベルの測定結果である。操縦席と後右座席の両方で、４００Ｈｚ以下のいずれの周波数帯にあっても、本実施例の自動車用ホイール１を装着したテスト車両で、比較例の場合に比して車内の音圧が低減していることを確認できた。特に、空洞共鳴音の主要因として考えられている２００Ｈｚ〜２５０Ｈｚの周波数帯で、音圧低減効果が高く表れている。さらに、この音圧レベルの測定結果をナローバンドで二次処理しても、空洞共鳴音の低減効果が明らかに表れている（図示省略）。
【００４６】
このロードノイズ評価テスト結果から、本実施例の自動車用ホイール１は、実車走行時にロードノイズを低減する効果に優れていることが明らかである。そして、このロードノイズ評価テストは、比較的路面状況がスムースなほぼ直線の道路を一定速度で走行した場合であり、ロードノイズの低減効果が比較的抑制されているテスト条件と言える。そのため、比較的凹凸の粗い粗面路の走行時、カーブ走行時、速度を大きく変化した時等での条件設定をした場合には、本実施例の自動車用ホイール１がそのロードノイズの低減効果をさらに高く発揮できると考えられる。
【００４７】
尚、本実施例の自動車用ホイール１にあっては、上述した平板加振テストでも、空洞共鳴音の低減効果が発揮された（図示省略）。
【００４８】
上述した実施例の自動車用ホイール１にあっては、１０本のスポーク部５を備え、その全てにスポーク空洞部２０が形成された構成であるが、その他の構成として、スポーク部５の本数が３本、４本又は１２本など様々な構成とすることができる。さらに、全てのスポーク部５の中で、所定本数のスポーク部５を中空構造としてスポーク空洞部２０が形成されている構成としても良い。この場合には、スポーク空洞部２０を形成した複数のスポーク部５を、周方向に均等間隔となるように設けることにより、上述した実車走行中のロードノイズ低減効果を安定して発揮でき得る。
【００４９】
また、吸音材３５としては、発泡ウレタンの他に、グラスウール、フェルト材などを用いることもできる。そして、吸音材３５は、音響インピーダンスの高いものが好適に用い得る。
【００５０】
また、上述した実施例の自動車用ホイール１にあっては、スポーク空洞部２０と環状空洞部２１とにより空洞連通路３０を構成したものであるが、その他の構成として、例えば、ハブ取付部にもスポーク空洞部や環状空洞部２１と連通する空部を設ける構成とすることもでき得る。
【００５１】
本発明にあっては、上述した実施例に限定されるものではなく、その他の構成についても、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更可能である。例えば、アルミニウム合金製の自動車用ホイール以外にも、スチール製やマグネシウム合金製の自動車用ホイールにも適用でき、また、鋳造成形した自動車用ホイール以外にもプレス加工により成形したものや鍛造成形したものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明にかかる自動車用ホイール１の平面図である。
【図２】上記自動車用ホイール１のＴ−Ｔ縦断面図である。
【図３】図２における、Ｐ−Ｐ断面図である。
【図４】ロードノイズ評価テストにより、車内の音圧を測定した結果を示す図表である。
【符号の説明】
【００５３】
１  自動車用ホイール
２  ディスク部
３  リム部
４  ハブ取付部
５  スポーク部
９  タイヤ
２０  スポーク空洞部
２１  環状空洞部
２２  リム側開口部
２５  区画壁
２７  分割空洞部
２８  同体空洞部
３０  空洞連通路
３５  吸音材
３８  タイヤ内空洞部
Ｘ  有効長
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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