JP2004306660A - 車両用ホイール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの空気室内で生じる気柱共鳴に伴う騒音を充分に低減できるとともに、吸音材が剥がれにくく、生産効率を向上させることができる車両用ホイールを提供することを課題とする。
【解決手段】タイヤ装着用のリム１１と、前記リム１１の外周面に吸音材１３を有する車両用ホイール１０であって、吸音材１３は、リム１１に形成されるウェル部１１Ｄに発泡ゴム組成物を加硫接着してなる発泡ゴムであるように構成する。この吸音材１３は、ウェル部１１Ｄに周方向に連続した形状で、幅方向断面はリム１１の径方向外側に向けて中央が盛り上がった形状に形成するのが望ましい。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ装着用のリムを有する車両用ホイール及びその製造方法に関し、詳しくは、タイヤ内の空洞共鳴音を低減させる車両用ホイール及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等に装備される車両用車輪（以下、「車輪」という）は、ディスクの外周側にリムが固定して取り付けられたホイール（以下、「車両用ホイール」という）と、この車両用ホイールのリムに固定して取り付けられたタイヤによって構成され、これら車両用ホイールのリムとタイヤとの間には環状の密閉空間からなるタイヤ空気室が形成される。
【０００３】
ところで、車両の走行時には、車両用ホイールのリムとタイヤとの間で形成されるタイヤ空気室内で気柱共鳴が生じ、この気柱共鳴が車両から発生する騒音を悪化させる原因となっていることが知られている。なお、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。
【０００４】
そこで、従来、このような気柱共鳴を低減するために、特許文献１に記載された車両用ホイールが提案されている。この特許文献１に係る車両用ホイールは、接着や両面テープにより吸音材を固着したベルト部材を、リムの外周面に装着して構成される。これによれば、吸音材が気柱共鳴音を吸収し、これに伴う騒音を低減できるとする。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１０６９０３号公報（段落番号（００１１）、段落番号（００１２）及び段落番号（００２９）並びに図６等参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この車両用ホイールでは、吸音材をベルト部材に接着や両面テープによって固着するものであるため、ベルト部材に対する吸音材の固着力が充分ではなかった。
【０００７】
特に、自動車の走行中においては、リムやタイヤ空気室内の温度が高まって高温に晒されるとともに、車両用ホイールが高速回転することによって吸音材に遠心力が加わる。その結果、ベルト部材に対する吸音材の固着力が充分でないと、吸音材がベルト部材から剥離しやすいという問題があった。
【０００８】
また、この車両用ホイールでは、ベルト部材をリムに装着するための組付工程を必要とするため、製作に手間がかかり、生産効率が悪化するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、タイヤの空気室内で生じる気柱共鳴に伴う騒音を充分に低減できるとともに、吸音材が剥がれにくく、生産効率を向上させることができる車両用ホイール及びその製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、本発明においては、タイヤ装着用のリムと、前記リムの外周面に吸音材を有する車両用ホイールであって、前記吸音材は、発泡ゴム組成物を加硫接着して形成された発泡ゴムであることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る車両用ホイールによれば、リムの外周面に吸音材を加硫接着することから、リムに対する吸音材の固着力は強固であり、剥離しがたい。また、このように吸音材を加硫接着することから、別個に形成した吸音材を装着するような工程が不要であり、経済的であるとともに、生産効率を向上させることができる。
【００１２】
また、この車両用ホイールにおいては、前記吸音材を、前記リムに形成されるウェル部に周方向に連続した形状にすることが望ましい。
【００１３】
このように構成することで、吸音材が周方向に部分的である場合より簡易な形状で形成することができて、車両用ホイールの製作を容易にすることができる。また、吸音材の表面積を大きく確保することができるので、吸音効果を向上させることができる。
【００１４】
さらに、この車両用ホイールにおいては、前記吸音材の幅方向断面を、前記リムの径方向外側に向けて中央が盛り上がった形状とすることが望ましい。
【００１５】
このように構成することで、平面的な断面形状にするよりも、吸音材の表面積を大きく確保することができ、吸音効果を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明においては、タイヤ装着用のリムと、前記リムの外周面に発泡ゴムからなる吸音材を有する車両用ホイールの製造方法であって、前記リムの外周面に型枠を嵌め込む工程と、前記型枠内に発泡ゴム組成物を充填する工程と、前記発泡ゴム組成物を加硫することで、発泡させて発泡ゴムとするとともに、前記リムの外周面に接着する工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る車両用ホイールの製造方法によれば、型枠を嵌め込んだリムの外周面に発泡ゴム組成物を充填し、加硫することで、発泡ゴム組成物を発泡させるとともに、接着することができる。そのため、発泡ゴム組成物の加硫工程と、発泡工程と、リムへの接着工程とを一つのプロセスで完結させることができるので、簡便で経済的であるとともに、工数削減によって生産効率を向上させることができる。また、リムの外周面に吸音材を加硫接着することで、充分な固着力を得ることが出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両用ホイールの実施の形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
参照する図面において、図１は、本実施の形態に係る車両用ホイールにタイヤを組み付けた状態を示す断面図である。
図１に示す車両用ホイール１０は、タイヤ２０を装着されて車両用車輪１を構成するものである。
【００２０】
図１に示すように、車両用ホイール１０は、タイヤ２０を装着するためのリム１１と、リム１１をハブ（不図示）に連結するためのディスク１２と、発泡ゴムからなる吸音材１３とから構成される。
【００２１】
リム１１は、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム等の軽合金、又は鋼（スチール）等の材質からなり、幅方向の両端部にビードシート部１１Ａ，１１Ａと、ビードシート部１１Ａ，１１Ａから外側に向けてＬ字状に折り曲げられたリムフランジ１１Ｂ，１１Ｂを有している。ビードシート部１１Ａ，１１Ａには、後記するタイヤ２０のビード部２２Ａが組みつけられ、リムフランジ１１Ｂ，１１Ｂによってビード部２２Ａが外側に外れないようになっている。また、ビードシート部１１Ａ，１１Ａの内側には、ビードシート部１１Ａからすこし山状に盛り上がった形状でハンプ１１Ｃ，１１Ｃが形成されており、ビード部２２Ａが、内側に落ち込むことを防止している。そして、ハンプ１１Ｃ，１１Ｃの間にはリム１１を組む際にビード部２２Ａを落とし込むためのウェル部１１Ｄが設けられている。
【００２２】
ディスク１２は、ハブ（不図示）に連結するために設けられるものであり、ウェル部１１Ｄに連結され、その中央付近から車両の外側（以下、「アウタ側」という。）に向けて延びた後、リム１１の径方向に折れ曲がって、対向するウェル部まで形成される（図２参照）。ディスク１２の材質としては、例えば、アルミニウム合金、マグネシウム等の軽合金、又は鋼（スチール）等が挙げられる。
【００２３】
吸音材１３は、リム１１のウェル部１１Ｄの外周面を覆うようにして、その周方向に連続して形成されるものである。吸音材１３の幅方向断面は、リム１１の径方向外側に向けて中央が盛り上がった形状となっている。また、吸音材１３は、発泡ゴム組成物１３ａ（図２参照）を発泡させたものであり、多孔質な特性を有することで、吸音効果を奏するものである。
ここで、発泡ゴムとは、発泡ゴム組成物を加硫・発泡して得られるものであり、発泡ゴム組成物とは、未加硫のゴム基材に少なくとも発泡剤を含む各種添加剤を添加したものである。本実施の形態においては、ゴム基材としてエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）を含有する発泡ゴム組成物を用いる。
【００２４】
なお、本発明に係る発泡ゴム組成物の組成は本実施の形態に特に限定されるものではなく、例えば、ゴム基材として、天然ゴム、アクリロニトリル−ブタンジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ふっ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）等を用いることができる。これらはそれぞれ単独、又は、２種類以上を混合して用いることもできる。
また、発泡剤としては、Ｎ，Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）等を用いることができる。
さらに、加硫剤として、例えば、硫黄、有機含硫黄化合物、有機過酸化物等を添加することができる。
【００２５】
タイヤ２０は、路面（図示せず）に接地するタイヤ本体２１と、このタイヤ本体２１の内周側に全周に亘って取り付けられたインナーライナ２２とによって構成されている。そして、インナーライナ２２は、一対のビード部２２Ａ，２２Ａを有し、これら各ビード部２２Ａは、リム１１のビードシート部１１Ａ，１１Ａに弾性的に密着した状態で取り付けられている。このため、リム１１のビードシート部１１Ａとインナーライナ２２のビード部２２Ａとの間は気密にシールされ、リム１１とインナーライナ２２（タイヤの内周面）との間に環状の密閉空間からなるタイヤ空気室３０が形成される。
ちなみに、本実施の形態においては、吸音材１３がこのタイヤ空気室３０に面するリム１１のウェル部１１Ｄに接着されているので、タイヤ空気室３０で発生する共鳴音を吸収することができる。
【００２６】
次に、車両用ホイール１０の製造方法について説明する。
図２は、車両用ホイールの製造方法について説明する図であり、リムの幅方向における断面図である。
まず、図２（ａ）に示すように、既製のリム１１のウェル部１１Ｄの外周に、前記した吸音材１３の形状に合致する型枠４０を嵌め込む。次に図２（ｂ）に示すように、ウェル部１１Ｄに嵌め込んだ型枠４０内に、前記した発泡ゴム組成物１３ａをインジェクション４１によって充填する。そして、発泡ゴム組成物１３ａを加圧しながら加硫することで、発泡させると同時に、ウェル部１１Ｄに接着させる。発泡ゴム組成物１３ａは加硫、発泡することで多孔質な発泡ゴムである吸音材１３となり、吸音特性を得られる。
【００２７】
以上のように製造された車両用ホイール１０によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施の形態に係る車両用ホイール１０では、リム１１のウェル部１１Ｄに発泡ゴム組成物１３ａからなる吸音材１３を加硫接着することから、ウェル部１１Ｄに対する吸音材１３の固着力は強固であり、剥離しがたい。特に車輪１の回転による遠心力が吸音材１３に加わった場合でも、吸音材１３の固着力の信頼性が高く、ウェル部１１Ｄから脱着する恐れが小さい。
【００２８】
また、このように吸音材１３をウェル部１１Ｄに加硫接着することから、発泡ゴム組成物１３ａの加硫工程と、発泡工程と、リムへの接着工程とを一つのプロセスで完結させることができるので、簡便で経済的であるとともに、工数削減によって生産効率を向上させることができる。
【００２９】
そして、この車両用ホイール１０においては、吸音材１３を、ウェル部１１Ｄに周方向に連続した形状で加硫接着しているので、簡易な形状であり、製作を容易にすることができる。また、吸音材１３の表面積を大きく確保できるので、吸音効果を向上させることができる。
【００３０】
さらに、この車両用ホイール１０においては、吸音材１３の幅方向断面が、リム１１の径方向外側に向けて中央が盛り上がった形状をしているので、平面的な断面形状にするよりも、吸音材１３の表面積を大きく確保することができ、吸音効果を向上させることができる。
【００３１】
その上、吸音材１３はウェル部１１Ｄに加硫接着されるものであることから、リム１１のビードシート部１１Ａに干渉するものではなく、タイヤ２０（ビード部２２Ａ）のビードシート部１１Ａへの組み付けを容易にすることができる。
【００３２】
以上、本実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の形態において実施することができる。
本実施の形態においては、車両用ホイール１０の吸音材１３の形状をウェル部１１Ｄに周方向に連続した形状としたが、例えば、図３に示すように、周方向に不連続に形成して、つまり、複数の吸音材１３１を部分的に設けるものであってもよい。こうすることで、コストの低減、及び、車両用ホイールの軽量化を図ることができる。
【００３３】
また、本実施の形態においては、吸音材１３の幅方向断面は、ウェル部１１Ｄからリム１１の径方向外側に向けて中央が盛り上がった形状をしているが、本発明において、形状は限定されるものではなく、中央付近を単に平坦な形状としてもよい。また、図４（ａ）に示すように、中央付近を波型の形状にした吸音材１３２として、表面積をより大きく確保するように形成してもよい。このようにすることで、より大きな吸音特性を得ることができる。
さらに、図４（ｂ）に示すように、一方のハンプ１１Ｃからウェル部１１Ｄの中央付近にかけての面に断面視略四角形の形状の吸音材１３３を加硫接着するようにしてもよい。このようにしても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
本実施の形態においては、ゴム基材としてＥＰＤＭ、発泡剤としてＡＤＣＡを含有した発泡ゴム組成物を用いたが、このゴム基材及び発泡剤、加硫剤の種類は適宜変更可能であることはいうまでもない。また、接着促進剤等を適宜添加するようにしてもよい。
【００３５】
本実施の形態においては、ウェル部１１Ｄに嵌め込んだ型枠内に発泡ゴム組成物を直接充填して加硫接着させることとしたが、例えば、ウェル部１１Ｄに接着剤を塗布した後、発泡ゴム組成物１３ａを充填させ加硫接着するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、吸音材をリムに加硫接着することから、リムに対する吸音材の固着力は強固であり、剥離しがたい。また、吸音材をリムに加硫接着することから、別個に形成した吸音材を装着するような工程が不要で、経済的であるとともに、生産効率を向上させることができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、吸音材を簡易な形状で形成することができて、車両用ホイールの製作を容易にすることができる。また、吸音材の表面積を大きく確保できるので、吸音効果を向上させることができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、前記吸音材の幅方向断面が、前記リムの径方向外側に向けて中央が盛り上がった形状をしているので、平面的な断面形状にするよりも、吸音材の表面積を大きく確保でき、吸音効果を向上させることができる。
【００３９】
請求項４に記載の発明によれば、型枠を嵌め込んだリムの外周面に発泡ゴム組成物を充填して加硫することで、発泡ゴム組成物を発泡させると同時に接着することができる。そのため、発泡ゴム組成物の加硫工程と、発泡工程と、リムへの接着工程とを一つのプロセスで完結させることができるので、簡便で経済的であるとともに、工数削減によって生産効率を向上させることができる。また、加硫接着することで、充分な固着力を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る車両用ホイールにタイヤを組み付けた状態を示す断面図である。
【図２】車両用ホイールの成形方法について説明する図である。
【図３】本実施の形態の変形例に係る車両用ホイールのリム周方向に沿った断面図である。
【図４】本実施の形態の変形例に係る車両用ホイールのリムの幅方向における断面図である。
【符号の説明】
１ 車輪
１０ 車両用ホイール
１１ リム
１１Ａ ビードシート部
１１Ｂ リムフランジ
１１Ｃ ハンプ
１２ ディスク
１３ 吸音材
１３ａ 発泡ゴム組成物
２０ タイヤ
３０ タイヤ空気室
４０ 型枠

Claims (4)

1. タイヤ装着用のリムと、前記リムの外周面に吸音材を有する車両用ホイールであって、
   前記吸音材は、発泡ゴム組成物を加硫接着して形成された発泡ゴムであることを特徴とする車両用ホイール。
2. 前記吸音材は、前記リムに形成されるウェル部に周方向に連続した形状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。
3. 前記吸音材の幅方向断面が、前記リムの径方向外側に向けて中央が盛り上がった形状を有することを特徴とする請求項２に記載の車両用ホイール。
4. タイヤ装着用のリムと、前記リムの外周面に発泡ゴムからなる吸音材を有する車両用ホイールの製造方法であって、
   前記リムの外周面に型枠を嵌め込む工程と、
   前記型枠内に発泡ゴム組成物を充填する工程と、
   前記発泡ゴム組成物を加硫することで、発泡させて発泡ゴムとするとともに、前記リムの外周面に接着する工程と
   を備えることを特徴とする車両用ホイールの製造方法。

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