弾性ホイール及びその製造方法
【課題】操縦安定性を向上する弾性ホイール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】タイヤ２を取付けるリム３、車軸に固定されるディスク４及び前記リム３と前記ディスク４の連結手段５を含む。連結手段５は、リム３の内周面３ｉから半径方向内方に突出して円周方向にのびかつ車軸方向に距離を隔てて設けられた一対の環状のリング片６、６と、一対のリング片６、６の間で円周方向にのび各リング片６と車軸方向の間隙を有するディスク４の半径方向外側に設けられた結合部７と、前記各間隙を継ぐようにリング片６と結合部７との間に配されたゴム弾性材からなるダンパー部材８とを含む。各リング片６の内側面には、第１の係合溝９が、結合部７の車軸方向の両側面には、第２の係合溝１０がそれぞれ形成される。ダンパー部材８は、車軸方向の両端部が前記対となる第１の係合溝９と第２の係合溝１０とで支持されこれらの間で車軸方向に圧縮状態で配されている。
【解決手段】タイヤ２を取付けるリム３、車軸に固定されるディスク４及び前記リム３と前記ディスク４の連結手段５を含む。連結手段５は、リム３の内周面３ｉから半径方向内方に突出して円周方向にのびかつ車軸方向に距離を隔てて設けられた一対の環状のリング片６、６と、一対のリング片６、６の間で円周方向にのび各リング片６と車軸方向の間隙を有するディスク４の半径方向外側に設けられた結合部７と、前記各間隙を継ぐようにリング片６と結合部７との間に配されたゴム弾性材からなるダンパー部材８とを含む。各リング片６の内側面には、第１の係合溝９が、結合部７の車軸方向の両側面には、第２の係合溝１０がそれぞれ形成される。ダンパー部材８は、車軸方向の両端部が前記対となる第１の係合溝９と第２の係合溝１０とで支持されこれらの間で車軸方向に圧縮状態で配されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操縦安定性を向上しうる弾性ホイール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１には、従来の弾性ホイールｒの断面図が示される。該弾性ホイールｒは、タイヤを支承できかつ円周方向にのびるリムａと、車軸に固定されるディスクｂと、これらを連結する弾性ゴムからなるダンパー部材ｃとを含む（例えば、下記特許文献１参照）。このような弾性ホイールｒは、リムａの振動をダンパー部材ｃが吸収することにより、ディスクｂ、ひいては図示しない車軸への振動伝達が低減される。従って、車室内での乗り心地や騒音性能が向上する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０４００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来の弾性ホイールｒの製造方法の一例について簡単に述べる。図１２に示されるように、先ず、ダンパー部材ｃが、ディスクｂと断面略Ｌ字状をなす両側のリング片ｅ、ｅとに加硫接着される。この加硫接着工程では、例えば、ディスクｂと断面Ｌ字状をなすリング片ｅとの間に未加硫のゴムを配置したアッセンブリｆが準備される。このアッセンブリｆは、図示しない金型又は加硫釜等に投入され、所望の熱エネルギーを受ける。これにより、前記ゴム（ダンパー部材ｃ）が加硫されて硬化するとともに、ディスクｂ及びリング片ｅと一体に接着される。次に、このアッセンブリｆのリング片ｅが、前記リムａの内周面に溶接固着される。
【０００５】
ところで、一般にホイールを製造する製造ラインは、ゴムを加硫する設備を有していない。このため、従来の弾性ホイールの製造方法では、前記アッセンブリｆを別工場に搬送して加硫する工程を必要とし、大きな部品の移動が必要となるなど、製造工程が複雑化し、生産効率が悪いという欠点があった。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ダンパー部材を、車軸方向に圧縮した状態でリム側及びディスク側にそれぞれ設けられた係合溝で支持させることを基本として、従来のように面倒な加硫接着工程を不要にし生産性を向上しうる弾性ホイール及びその製造方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、タイヤを支承しうる円周方向にのびるリム、車軸に固定されるディスク及び前記リムと前記ディスクとを連結する連結手段を含み、前記連結手段は、前記リムの内周面から半径方向内方に突出して円周方向にのびかつ車軸方向に距離を隔てて設けられた一対の環状のリング片と、前記一対のリング片の間で円周方向にのびかつ各リング片と車軸方向の間隙を有する前記ディスクの半径方向外側に設けられた結合部と、前記各間隙を継ぐように前記リング片と前記結合部との間に配されたゴム弾性材からなるダンパー部材とを含み、前記各リング片の互いに向き合う内側面には、円周方向にのびる第１の係合溝がそれぞれ形成されるととともに、前記結合部の車軸方向の両側面には、前記第１の係合溝とそれぞれ対向して対となりかつ円周方向にのびる第２の係合溝が形成され、かつ、前記ダンパー部材は、車軸方向の両端部が前記対となる第１の係合溝と第２の係合溝とで支持されかつこれらの間で車軸方向に圧縮状態で配されたことを特徴とする弾性ホイールである。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、前記リング片は、予めリムに一体形成された第１のリング片と、前記リムに溶接によって固着された第２のリング片とを含む請求項１記載の弾性ホイールである。
【０００９】
また請求項３記載の発明は、前記ゴム弾性材は、繊維により補強される請求項１又は２に記載の弾性ホイールである。
【００１０】
また請求項４記載の発明は、請求項１に記載された弾性ホイールを製造する弾性ホイールの製造方法であって、前記一対のリング片のうち一方のリング片が予め前記内周面に一体形成され、かつ他方のリング片が前記リム３とは別体の状態で前記リムを準備する工程と、予め加硫されたゴム弾性材からなるダンパー部材を準備する工程と、前記ディスクを準備する工程と、前記ダンパー部材の車軸方向の両端部を前記第１の係合溝とそれと対をなす前記第２の係合溝との間で支持させることにより、前記リム、前記ダンパー部材、前記ディスク及び前記他方のリング片を仮組みする工程と、前記他方のリング片を前記一方のリング片に向けて押し付けることにより前記ダンパー部材を車軸方向に圧縮する工程と、前記ダンパー部材の圧縮状態において前記他方リング片を前記リムに溶接固着する工程とを含むことを特徴としている。
【００１１】
また請求項５記載の発明は、前記圧縮する行程は、前記他方のリング片を、前記一方のリング片に向けて１５〜２５ｋＮの力で車軸方向に押し付ける請求項４記載の弾性ホイールの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の弾性ホイールは、ゴム弾性材からなるダンパー部材の両端部が、リム側に設けられた第１の係合溝及びディスク側に設けられた第２の係合溝で車軸方向に圧縮されて支持される。従って、ダンパー部材は前記第１及び第２の係合溝の表面と高い摩擦力で接触し、両者の相対位置が実質的に固定されるため、予めこれらと加硫接着しなくても強固な結合が得られる。従って、本発明の弾性ホイールは、加硫接着が不要となるため生産性が向上する。
【００１３】
また、請求項４記載の弾性ホイールの製造方法では、予め加硫されたゴム弾性材からなるダンパー部材が、第１及び第２の係合溝の中に配されかつ車軸方向に圧縮して支持される。このため、ダンパー部材は、摩擦力によってリム及びディスクとに強固に固着され、別途加硫接着をする必要がない。従って、本発明の製造方法では、加硫接着を必要としない能率の良い弾性ホイールの製造方法を提供しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は空気入りタイヤを装着した弾性ホイールの断面図、図２はその弾性ホイールの要部拡大図、図３は図２のＡ−Ａ端面図をそれぞれ示す。弾性ホイール１は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という場合がある。）２を支えるリム３と、図示しない車軸に固定されるディスク４と、前記リム３と前記ディスク４とを弾性的に連結する連結手段５とを含んで構成される。
【００１５】
前記タイヤ２は、例えばリム３に着座する一対のビード部２ａ、２ａを有したトロイド状の乗用車用のラジアルタイヤが例示される。
【００１６】
前記リム３は、タイヤ２の前記ビード部２ａが着座する一対のリムシート部３ａ、３ａと、各リムシート部３ａのリムの回転軸方向（以下、単に「軸方向」という。）の外端部に連なりかつリムの半径方向（以下、単に「半径方向」という。）の外方にのびるフランジ部３ｂ、３ｂとを含む。また、リム３は、前記リムシート部３ａ、３ａの間に、最も外径が小さく形成された凹溝状のウエル部３ｃと、外径がウエル部３ｃよりも大かつリムシート部よりも小の胴部３ｄとが車軸方向に並んで設けられる。前記ウエル部３ｃは、例えば一方のリムシート３ａ側に寄せて設けられているが、中央部でも良く、その形状及び／又は配置等については特に限定されるものではない。また、胴部３ｄは、ウエル部３ｃに比して車軸方向に大きな幅で形成されている。
【００１７】
そして、リム３は、前記各部が前記回転軸を中心として実質的に円周方向に連続してのびる環状体で構成される。このようなリム３は、例えば鉄、アルミ合金又はマグネシウム合金のような実質的に非伸張性の金属材料で形成される。
【００１８】
また、前記ディスク４は、略円盤状をなし、図示しない車軸（又は車軸ハブ）に固着される。また、ディスク４は、剛性を高めるために、図のように適宜湾曲させることができ、さらには軽量化、放熱性及び／又は意匠性等の観点より、適宜、空洞部４ａ等が設けられる。さらに、ディスク３は、リム２と同様、鉄、アルミ合金又はマグネシウム合金のような実質的に非伸張性の金属材料で形成される。
【００１９】
前記連結手段５は、図２に示されるように、前記リム３の内周面３ｉから半径方向内方に突出しかつ車軸方向に距離を隔てて設けられた一対の環状のリング片６、６と、前記ディスク４に設けられかつ前記リング片６、６とそれぞれ車軸方向の間隙を有して円周方向にのびる結合部７と、前記リング片６と結合部７との前記間隙を跨るように配されたゴム弾性材からなるダンパー部材８とを含んで構成される。
【００２０】
前記リム３の内周面３ｉとは、リム３のタイヤ２が装着される側とは反対側の面を意味し、この内周面３ｉにリング片６が設けられる。各リング片６は、例えば、円周方向に連続してのびるフランジ状で形成されている。これにより、リム３には、向き合う２つのリング片６、６及びそれらの間のリム３の内周面３ｉが囲む円周方向にのびる溝状の空所Ｏが形成される。
【００２１】
また、各々のリング片６の互いに向き合う内側面には、円周方向にのびる第１の係合溝９がそれぞれ形成される。本実施形態において、前記第１の係合溝９、９は、いずれもリムの回転軸を中心としかつ互いに同じ径、同じ溝幅ＧＷ及び溝深さＧＤを有している。なお本実施形態において、第１の係合溝９は、円周方向に連続してのびている。
【００２２】
また本実施形態において、前記リング片６は、予めリム３に一体形成された第１のリング片６Ａと、リム３に溶接によって固着された第２のリング片６Ｂとから構成される。
【００２３】
前記第１のリング片６Ａは、車軸方向において、ほぼウエル部３の位置に設けられたものが示される。第１のリング片６Ａの形成方法は、特に限定されないが、例えばリム３とともに鋳造又は鍛造等によって一体に形成されるのが望ましい。このように、予めリム３の内周面に一つの第１のリング片６Ａを一体形成しておくことにより、ホイール１の生産性を向上するのに役立つ。
【００２４】
また、前記第２のリング片６Ｂは、本実施形態では、その外周面６ｏが前記リム３の胴部３ｄの内径Ｄ１よりも僅かに小さい外径を有したリング状で形成される。従って、第２のリング片６Ｂは、リム３に溶接される前の状態において、該リム胴部３ｄに沿って車軸方向に移動できる。また、リム３は、この第２のリング片６Ｂを、ウエル部３ｃから遠い方のフランジ３ｂ側から前記胴部３ｄの内周面へと嵌め込みし得るように、前記リムシート部３ａ等の内径が前記内径Ｄ１よりも大に設定される。
【００２５】
また、前記結合部７は、ディスク４の半径方向の外端部に一体に形成されたものが例示される。前記結合部７は、リム３の前記溝状の空所Ｏの中に進入して配されるとともに、リム３の内周面（この例では胴部３ｄの内周面）の内径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を有している。また、結合部７は、前記空所Ｏの車軸方向の幅よりも小さく形成される。これにより、結合部７の車軸方向の両側には、リング片６との間に空隙が形成される。
【００２６】
また、結合部７の車軸方向の両側面には、前記第１の係合溝９とそれぞれ対向して対となる第２の係合溝１０が設けられる。該第２の係合溝１０は、リムの回転軸を中心として円周方向にのびており、本実施形態では前記第１の係合溝９と、同じ溝幅ＧＷ及び溝深さＧＤを有する。また、「対向して対となる」とは、第２の係合溝１０が、第１の係合溝９と実質的に向き合う位置に設けられることにより、第１の係合溝９及び第２の係合溝１０の一組によって、一つのダンパー部材８が支持されることを意味している。また、本実施形態では、第２の係合溝１０も、タイヤ周方向に連続した環状に形成されている。
【００２７】
また、前記ダンパー部材８は、ゴム弾性材からなり、結合部７の両側にそれぞれ配される。
【００２８】
前記ゴム弾性材としては、ゴム弾性を有するものであれば特に限定されないが、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等のジエン系ゴム、又はブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等の非ジエン系ゴムの１種又は２種以上が挙げられる。
【００２９】
とりわけ、振動の吸収効果の観点より、複素弾性率Ｅ＊が０．５〜５．０ＭＰａ、より好ましくは１．０〜２．０ＭＰａのゴム組成物が好ましい。また前記ゴム組成物は耐久性の観点より、その損失正接tan δが好ましくは０．０５〜０．２、より好ましくは０．０５〜０．１であるのが望ましい。なお複素弾性率Ｅ及び損失正接tan δは、粘弾性スペクトロメータにて温度７０℃、初期伸張１０％、動歪み±１．０％、周波数１０Ｈｚの条件下で測定した値とする。
【００３０】
また、ダンパー部材８、８は、それぞれリング片６と結合部７との間の間隙を継ぐようにのびている。具体的には、各ダンパー部材８の車軸方向の両端部８ｅ、８ｅは、前記対となる第１の係合溝９及び第２の係合溝１０にそれぞれ嵌め込まれて支持される。ダンパー部材８の中間部８ｃは、前記空所Ｏの中を車軸方向にのび、リム３及びディスク４にいずれも接触していない。
【００３１】
また、本実施形態の弾性ホイール１は、前記ダンパー部材８が、第１の係合溝９と第２の係合溝１０との間で車軸方向に圧縮された状態で保持される。圧縮状態で保持されたダンパー部材８は、各係合溝９、１０の溝表面と高い圧力で密着する。これにより、リング片６とダンパー部材８との接触面、及びダンパー部材８と結合部７との接触面には、円周方向の相対的な位置ずれが実質的に零となるような非常に大きい摩擦力が得られる。このような摩擦力は、ディスク４とリム３との間でトルクを円滑に伝達させ得る。
【００３２】
また、前記弾性ホイール１は、ダンパー部材８を圧縮しその摩擦力を利用してリム３とディスク４とを弾性的に連結するため、従来のように、ダンパー部材８を加硫接着する必要がない。従って、本実施形態の弾性ホイール１は、一般的なホイール製造ラインで製造することが可能になり、生産性が大幅に向上する。
【００３３】
また、前記弾性ホイール１において、前記リム３とディスク４との間の半径方向の変位は、ダンパー部材８の剪断変形によって吸収される。これは、小さい振動（例えば、結合部７の外周面とリム３の内周面３ｉとの間に設けられた半径方向の隙間の範囲内の振動）の入力に対して優れた緩衝効果を発揮し、乗り心地や車室内での騒音性能を大巾に向上させ得る。他方、弾性ホイール１は、半径方向の大きな振動の入力に対しては、共に金属材料からなる前記結合部７の外周面とリム３の内周面３ｉとが直接接触することにより、車輪の大きな上下振動を制限し、安全な走行が確保される。
【００３４】
また、本実施形態の弾性ホイール１は、タイヤ２が路面から車軸方向の荷重を受けた場合、タイヤ２の接地面の近傍では、一方のダンパー部材８が車軸の幅方向に圧縮変形する一方、他方のダンパー部材８が車軸方向に引張変形することで、ディスク４に対してリム３の車軸方向の変位が許容され得る。
【００３５】
また、第１の係合溝９（又は第２係合溝１０）の溝深さＧＤや溝幅ＧＷは、特に限定されるものではないが、ダンパー部材と第１ないし第２の係合溝９ないし１０との十分な接触面積を確保するために、前記溝深さＧＤについては、好ましくは３mm以上、より好ましくは５mm以上、さらに好ましくは８mm以上が好ましい。他方、溝深さＧＤが大きすぎても、ダンパー部材８の材料を無駄に使用することになるため、好ましくは１５mm以下で作られることが望ましい。また、第１の係合溝９（又は第２係合溝１０）の半径方向の溝幅ＧＷは、好ましくは前記溝深さＧＤに対して１００％以上、より好ましくは１５０％以上が望ましく、また上限については、好ましくは４００％以下、より好ましくは３００％以下が望ましい。
【００３６】
また、ダンパー部材８を構成するゴム弾性材は、ゴム単体でも良いが、本実施形態ではゴムに繊維を複合させた繊維補強ゴム（ＦＲＲ）が用いられる。このような繊維補強ゴムは、繊維が有する高い引張弾性率によって、ダンパー部材８の振動吸収性能を低下させることなく大きな剛性を発揮しうる。従って、本実施形態の弾性ホイール１は、、例えば従来の弾性ホイールに生じがちであったハンドルを切った際の車輪の操舵応答の遅れ、舵角中立時におけるふらつき感及び低速時の車輪のダンピング（小刻みな振動）等の不具合が効果的に抑制される。
【００３７】
前記繊維としては、特に限定はされないが、短繊維、長繊維及び／又はコードなど各種のものが採用できる。また繊維の材料としては、特に限定されないが、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン、ビニロン、芳香族ポリアミド、コットン、セルロース樹脂又は結晶性ポリブタジエンなどの有機繊維や、ボロン、グラスファイバー、カーボン等の無機材料が採用できる。特に好ましくは、軽量かつゴムとの接着性の観点より、有機繊維が望ましい。
【００３８】
図４には、繊維としてコード（撚り線）が用いられたダンパー部材８の実施形態が示される。図４（Ａ）〜（Ｃ）の各態様では、ダンパー部材８が、いずれもゴム８ａとコード８ｂとを含み、コード８ｂは一つのダンパー部材８の中に２つの層として埋設されたものが示される。
【００３９】
図４（Ａ）の実施形態において、ダンパー部材８のコード８ｂは、リムの円周方向ＣＬとほぼ平行にのびるものが例示される。このようなダンパー部材８は、円周方向に関して大きな引張剛性を有する。従って、車軸からディスク４に負荷されたトルクがリム３に伝達される際、ダンパー部材８の円周方向の歪が小さく抑えられる。従って、例えば車両の加速時ないし減速時の車輪の応答性が大幅に向上する。
【００４０】
また、図４（Ｂ）の実施形態では、ダンパー部材８のコード８ｂは、車軸方向ＡＬとほぼ平行にのびるものが例示される。このようなダンパー部材８は、車軸方向に関して大きな引張剛性を有するため、旋回時等においてタイヤ２に大きな横力が作用した場合でも、ダンパー部材８の車軸方向の歪が小さく抑えられる。従って、ハンドル操舵時の旋回応答性が大幅に向上する。
【００４１】
また、図４（Ｃ）の実施形態では、ダンパー部材８のコード８ｂは、円周方向ＣＬ及び車軸方向ＡＬに対して、ともに傾斜したものが例示される。そして、２つの層として配されたコード８ｂは、互いに交差する向きに傾けて配されている。このようなダンパー部材８は、バランス良く円周方向及び車軸方向の歪が抑えられため、駆動走行時及び旋回時の双方においてバランスの良い性能が得られる。
【００４２】
また、上記図４の各実施形態において、各ダンパー部材８は、その半径方向ＴＬの剛性が実質的に変化しないため、走行時の振動吸収性を損ねることもない。従って、車両の乗り心地の向上をそのまま維持できる。なお図４の各実施形態では、繊維としてコード８ｂを用いたものを示すが、これらを短繊維で置き換えることもできるし、また短繊維を併用することもできる。
【００４３】
以上のような弾性ホイール１の製造方法の一例について述べる。
先ず、図５に示されるように、リム３が準備される。該リム３は、一対のリング片６、６のうち第１のリング片６Ａ（一方のリング片）が予めリム３の内周面３ｉに鋳造乃至鍛造等により一体形成されており、かつ、第２のリング片６Ｂ（他方のリング片）は、リム３とは別体で準備される。また、各リング片６Ａ、６Ｂには、前記第１の係合溝９が既に設けられている。また、リム３は、例えば図示しない治具によって移動不能に固定されるのが望ましい。
【００４４】
また、図５に示されるように、前記ダンパー部材８、８及び前記ディスク４が準備される。ダンパー部材８は、別の工程等で予め加硫された本実施形態では環状体として準備されている。また、ディスク４には、第２の係合溝１０を有する結合部７が既に設けられている。
【００４５】
次に、図５及び図６（Ａ）に示されるように、リム３の第１のリング片６Ａに向けて、一方のダンパー部材８、ディスク４の結合部７、他方のダンパー部材８及び第２のリング片６Ｂを、例えばリム３の車軸方向の一側部側から順次位置合わせしながら挿入し、ダンパー部材８の両端部８ｅ、８ｅを第１の係合溝９とそれと対をなす第２の係合溝１０との間でそれぞれ支持させる。これにより、前記リム３、前記ダンパー部材８、前記ディスク４及び第２のリング片６Ｂが仮組みされる。なお、この仮組みに際して、個々の部材を順番に配する必要はなく、例えば予め結合部７の両側の第２の係合溝１０、１０にダンパー部材８などを仮装着しておくことでも良いのは言うまでもない。
【００４６】
また、図５に示されるように、前記ダンパー部材８の厚さＲｔは、前記第１の係合溝９（又は第２の係合溝１０）の溝幅ＧＷよりも僅かに小さい寸法で形成される。これにより、ダンパー部材８の両端部８ｅは、挿入に際して、こじれ等を生じることなく軽微な力で容易に各係合溝９ないし１０の底部まで挿入することができ、また該ダンパー部材８と係合溝の溝底との間に空隙等が形成されるのを確実に防止しうる。
【００４７】
前記ダンパー部材８の厚さＲｔは特に限定されないが、該厚さＲｔが小さすぎると、大きな荷重や衝撃力が作用した場合の吸収能力が不足しやすく、逆に大きすぎると弾性ホイール１の半径方向の剛性が過度に高められ乗り心地が低下したり、発熱しやすくなって耐久性を低下させるおそれがある。このような観点より、ダンパー部材８の前記厚さＲｔは、好ましくは８mm以上、より好ましくは１０mm以上が望ましく、また上限については３０mm以下、より好ましくは２０mm以下が望ましい。
【００４８】
また、ダンパー部材８の車軸方向の幅ＲＷが小さすぎると、車軸方向の衝撃吸収能力が低下しやすく、逆に大きすぎても操縦安定性が低下しやすくなる傾向がある。このような観点より、ダンパー部材８の前記幅ＲＷは、好ましくはその厚さＲｔの１５０％以上、より好ましくは２００％以上が望ましく、また上限については、好ましくは４００％以下、さらに好ましくは３５０％以下が望ましい。
【００４９】
次に、図６（Ｂ）に示されるように、前記第２のリング片６Ｂを、第１のリング片６Ａに向けて車軸方向に押し付けることにより前記ダンパー部材８、８を圧縮する工程が行われる。この工程では、例えばプレス機等が用いられる。ダンパー部材８の圧縮行程は、該ダンパー部材８をその厚さ寸法が増大するように膨張変形させ、これにより、ダンパー部材８の表面は両係合溝９ないし１０の表面と十分に広い範囲で密着し、かつ、その接触圧が高められる。これにより、ダンパー部材８とリム３との接触部、及びダンパー部材８とディスク４との接触部は、それぞれ非常に大きな摩擦力が働き、実質的な円周方向の相対滑りが防止された状態で連結できる。
【００５０】
ここで、特に限定はされないが、前記ダンパー部材８を圧縮するための押付力Ｆが小さすぎると、ダンパー部材８と各係合溝９ないし１０との間の摩擦力を十分に高められず、両者の結合力が低下してスリップ等が生じ易く操縦安定性が低下する傾向がある。また、前記押付力がある大きさまでは、操縦安定性とともに騒音性能も向上することが判明している。他方、前記押付力Ｆが過度に大きくなると、ダンパー部材８に亀裂等の損傷が生じやすくなったり、ダンパー部材８の振動吸収性が低下して騒音性能が悪化する傾向がある。このような観点より、前記第２のリング片６Ｂを、前記第１のリング片６Ａに向けて１０ｋＮ以上、より好ましくは１５ｋＮ以上の車軸方向の力で押し付けることが望ましく、また上限については３０ｋＮ以下、より好ましくは２５ｋＮ以下が望ましい。
【００５１】
次に、前記ダンパー部材８が圧縮された状態において、第２のリング片６Ｂが前記リム３の内周面３ｉに溶接固着される。本実施形態では、図２に示されるように、第２のリング片６Ｂとリム３の内周面３ｉとがなす入隅部１４に円周方向に沿って溶接金属が盛られることにより溶接が行われる。
【００５２】
以上のような製造方法によって製造された弾性ホイール１は、ゴム弾性材からなるダンパー部材８が加硫接着を経ることなく組み入れられるため、従来の一般的なホイール製造ラインの中で製造でき、生産性に優れる。
【００５３】
図７、図８には、本発明の他の実施形態が示される。なお図７は、図２のＡ−Ａ位置相当の端面図である。この実施形態の弾性ホイール１は、円周方向に連続していない第１の係合溝９及び第２の係合溝１０を有する。第１の係合溝９は、円周方向に間隔を有して設けられかつ円弧状にのびている複数個の溝部９Ａで構成される。同様に、第２の係合溝１０は、円周方向に間隔を有して設けられかつ円弧状にのびている複数個の溝部１０Ａで構成される。また、これらに合わせて、ダンパー部材８は、対をなす各溝部９Ａ、１０Ａに嵌入される扇状の複数のダンパー片８Ａで構成される。このような実施形態では、各溝部９Ａ、１０Ａの円周方向の端面１６、１７が、前記ダンパー片８Ａの円周方向の移動を阻止するストッパとして機能し、前述の摩擦力との相乗作用により、ダンパー部材８とディスク４及び／又はリム３との滑りに起因した円周方向の相対的な位置ずれをより確実に防止できる。
【００５４】
特に好ましい実施態様として、ダンパー片８Ａの円周方向の分割数ｎは、８〜２０が望ましい。前記分割数が小さくなると、耐久性が低下しやすい傾向があり、逆に分割数が大きくなると、弾性ホイール１の生産効率が低下しやすい。また、各ダンパー片８Ａの円周方向の長さが小となって、個々のダンパー片８Ａに作用する半径方向の荷重が増大し、振動の吸収緩和効果や耐久性が低下しやすい。なおダンパー片８Ａの円周方向長さは、リム３の回転軸からの中心角αに換算して、（３６０／ｎ）゜の５０〜８０％の範囲が好ましい。なお本例では、ｎ＝８、α＝３０°のものが例示される。
【００５５】
図９には、さらに他の実施形態を示す
この実施形態のように、第１の係合溝９（及び／又は第２の係合溝１０）は、溝底側に向かって溝幅ＧＷが漸減するテーパ状の断面を含むことができる。この実施形態によれば、各係合溝９の溝底側において、ダンパー部材８はより大きな摩擦力が得られる点で好ましい。
【００５６】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形しうるのは言うまでもない。例えば、ダンパー部材８と係合溝９、１０との間に接着剤などを用いることも可能である。
【実施例】
【００５７】
図１及び図２に示した基本形状を有した弾性ホイール（サイズ：１８×８．０−ＪＪ）を表１の仕様で製造し、実車走行により操縦安定性及び騒音性能をテストした。また、比較のために、ダンパー部材を具えない同サイズの一般的なアルミホイール（従来例）とその性能を比較した。テストの方法は次の通りである。
【００５８】
操縦安定性：
各供試ホイールに、サイズ：２４５／４５Ｒ１８の乗用車用ラジアルタイヤ（市販品）を装着し、２３０ｋＰａの内圧を充填して、排気量３０００ccの乗用車の四輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行させた。そして、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性をドライバーの官能により評価した。結果は、従来例を１００とする指数で表示した。指数が大きいほど良好である。
【００５９】
騒音性能：
前記車両、タイヤ条件にて、ロードノイズテストコースを速度６０km／ｈで走行させ、運転席右耳許位置に設置したマイクロフォンで車室内のオーバオールの騒音を測定し、その周波数分析を行った。結果は、１００〜２００Hzの帯域でのピーク値を従来例を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど良好である。また、実施例１及び従来例については、周波数分析結果のグラフを図１０に示す。
表１及び図１０にテスト結果を示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
実施例の弾性ホイールは、操縦安定性を損ねることなく、しかも車室内で聴取されやすい１００〜２００Hzの周波数バンドでロードノイズを大巾に低減していうることが確認できる。またダンパー部材を圧縮する押付力については、１５〜２５ｋＮの範囲で有意な効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の弾性ホイールの一実施例を示す断面図である。
【図２】その主要部を拡大して示す断面図である。
【図３】そのＡ−Ａ端面図である。
【図４】（Ａ）から（Ｃ）はダンパー部材の実施形態を示す部分斜視図である。
【図５】弾性ホイールの分解図である。
【図６】（Ａ）か仮組み状態、（Ｂ）は圧縮状態を示す弾性ホイールの部分断面図である。
【図７】係合溝及びダンパー部材が周方向に分割された実施形態の端面図である。
【図８】その分解斜視図である。
【図９】結合溝の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】車内騒音を周波数分析したグラフである。
【図１１】従来技術を説明する断面図である。
【図１２】その製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 弾性ホイール
２ タイヤ
３ リム
４ ディスク
５ 連結手段
６ リング片
６Ａ 第１のリング片
６Ｂ 第２のリング片
７ 結合部
８ ダンパー部材
８Ａ ダンパー片
９ 第１の係合溝
１０ 第２の係合溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操縦安定性を向上しうる弾性ホイール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１には、従来の弾性ホイールｒの断面図が示される。該弾性ホイールｒは、タイヤを支承できかつ円周方向にのびるリムａと、車軸に固定されるディスクｂと、これらを連結する弾性ゴムからなるダンパー部材ｃとを含む（例えば、下記特許文献１参照）。このような弾性ホイールｒは、リムａの振動をダンパー部材ｃが吸収することにより、ディスクｂ、ひいては図示しない車軸への振動伝達が低減される。従って、車室内での乗り心地や騒音性能が向上する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０４００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来の弾性ホイールｒの製造方法の一例について簡単に述べる。図１２に示されるように、先ず、ダンパー部材ｃが、ディスクｂと断面略Ｌ字状をなす両側のリング片ｅ、ｅとに加硫接着される。この加硫接着工程では、例えば、ディスクｂと断面Ｌ字状をなすリング片ｅとの間に未加硫のゴムを配置したアッセンブリｆが準備される。このアッセンブリｆは、図示しない金型又は加硫釜等に投入され、所望の熱エネルギーを受ける。これにより、前記ゴム（ダンパー部材ｃ）が加硫されて硬化するとともに、ディスクｂ及びリング片ｅと一体に接着される。次に、このアッセンブリｆのリング片ｅが、前記リムａの内周面に溶接固着される。
【０００５】
ところで、一般にホイールを製造する製造ラインは、ゴムを加硫する設備を有していない。このため、従来の弾性ホイールの製造方法では、前記アッセンブリｆを別工場に搬送して加硫する工程を必要とし、大きな部品の移動が必要となるなど、製造工程が複雑化し、生産効率が悪いという欠点があった。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ダンパー部材を、車軸方向に圧縮した状態でリム側及びディスク側にそれぞれ設けられた係合溝で支持させることを基本として、従来のように面倒な加硫接着工程を不要にし生産性を向上しうる弾性ホイール及びその製造方法を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のうち請求項１記載の発明は、タイヤを支承しうる円周方向にのびるリム、車軸に固定されるディスク及び前記リムと前記ディスクとを連結する連結手段を含み、前記連結手段は、前記リムの内周面から半径方向内方に突出して円周方向にのびかつ車軸方向に距離を隔てて設けられた一対の環状のリング片と、前記一対のリング片の間で円周方向にのびかつ各リング片と車軸方向の間隙を有する前記ディスクの半径方向外側に設けられた結合部と、前記各間隙を継ぐように前記リング片と前記結合部との間に配されたゴム弾性材からなるダンパー部材とを含み、前記各リング片の互いに向き合う内側面には、円周方向にのびる第１の係合溝がそれぞれ形成されるととともに、前記結合部の車軸方向の両側面には、前記第１の係合溝とそれぞれ対向して対となりかつ円周方向にのびる第２の係合溝が形成され、かつ、前記ダンパー部材は、車軸方向の両端部が前記対となる第１の係合溝と第２の係合溝とで支持されかつこれらの間で車軸方向に圧縮状態で配されたことを特徴とする弾性ホイールである。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、前記リング片は、予めリムに一体形成された第１のリング片と、前記リムに溶接によって固着された第２のリング片とを含む請求項１記載の弾性ホイールである。
【０００９】
また請求項３記載の発明は、前記ゴム弾性材は、繊維により補強される請求項１又は２に記載の弾性ホイールである。
【００１０】
また請求項４記載の発明は、請求項１に記載された弾性ホイールを製造する弾性ホイールの製造方法であって、前記一対のリング片のうち一方のリング片が予め前記内周面に一体形成され、かつ他方のリング片が前記リム３とは別体の状態で前記リムを準備する工程と、予め加硫されたゴム弾性材からなるダンパー部材を準備する工程と、前記ディスクを準備する工程と、前記ダンパー部材の車軸方向の両端部を前記第１の係合溝とそれと対をなす前記第２の係合溝との間で支持させることにより、前記リム、前記ダンパー部材、前記ディスク及び前記他方のリング片を仮組みする工程と、前記他方のリング片を前記一方のリング片に向けて押し付けることにより前記ダンパー部材を車軸方向に圧縮する工程と、前記ダンパー部材の圧縮状態において前記他方リング片を前記リムに溶接固着する工程とを含むことを特徴としている。
【００１１】
また請求項５記載の発明は、前記圧縮する行程は、前記他方のリング片を、前記一方のリング片に向けて１５〜２５ｋＮの力で車軸方向に押し付ける請求項４記載の弾性ホイールの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の弾性ホイールは、ゴム弾性材からなるダンパー部材の両端部が、リム側に設けられた第１の係合溝及びディスク側に設けられた第２の係合溝で車軸方向に圧縮されて支持される。従って、ダンパー部材は前記第１及び第２の係合溝の表面と高い摩擦力で接触し、両者の相対位置が実質的に固定されるため、予めこれらと加硫接着しなくても強固な結合が得られる。従って、本発明の弾性ホイールは、加硫接着が不要となるため生産性が向上する。
【００１３】
また、請求項４記載の弾性ホイールの製造方法では、予め加硫されたゴム弾性材からなるダンパー部材が、第１及び第２の係合溝の中に配されかつ車軸方向に圧縮して支持される。このため、ダンパー部材は、摩擦力によってリム及びディスクとに強固に固着され、別途加硫接着をする必要がない。従って、本発明の製造方法では、加硫接着を必要としない能率の良い弾性ホイールの製造方法を提供しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は空気入りタイヤを装着した弾性ホイールの断面図、図２はその弾性ホイールの要部拡大図、図３は図２のＡ−Ａ端面図をそれぞれ示す。弾性ホイール１は、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という場合がある。）２を支えるリム３と、図示しない車軸に固定されるディスク４と、前記リム３と前記ディスク４とを弾性的に連結する連結手段５とを含んで構成される。
【００１５】
前記タイヤ２は、例えばリム３に着座する一対のビード部２ａ、２ａを有したトロイド状の乗用車用のラジアルタイヤが例示される。
【００１６】
前記リム３は、タイヤ２の前記ビード部２ａが着座する一対のリムシート部３ａ、３ａと、各リムシート部３ａのリムの回転軸方向（以下、単に「軸方向」という。）の外端部に連なりかつリムの半径方向（以下、単に「半径方向」という。）の外方にのびるフランジ部３ｂ、３ｂとを含む。また、リム３は、前記リムシート部３ａ、３ａの間に、最も外径が小さく形成された凹溝状のウエル部３ｃと、外径がウエル部３ｃよりも大かつリムシート部よりも小の胴部３ｄとが車軸方向に並んで設けられる。前記ウエル部３ｃは、例えば一方のリムシート３ａ側に寄せて設けられているが、中央部でも良く、その形状及び／又は配置等については特に限定されるものではない。また、胴部３ｄは、ウエル部３ｃに比して車軸方向に大きな幅で形成されている。
【００１７】
そして、リム３は、前記各部が前記回転軸を中心として実質的に円周方向に連続してのびる環状体で構成される。このようなリム３は、例えば鉄、アルミ合金又はマグネシウム合金のような実質的に非伸張性の金属材料で形成される。
【００１８】
また、前記ディスク４は、略円盤状をなし、図示しない車軸（又は車軸ハブ）に固着される。また、ディスク４は、剛性を高めるために、図のように適宜湾曲させることができ、さらには軽量化、放熱性及び／又は意匠性等の観点より、適宜、空洞部４ａ等が設けられる。さらに、ディスク３は、リム２と同様、鉄、アルミ合金又はマグネシウム合金のような実質的に非伸張性の金属材料で形成される。
【００１９】
前記連結手段５は、図２に示されるように、前記リム３の内周面３ｉから半径方向内方に突出しかつ車軸方向に距離を隔てて設けられた一対の環状のリング片６、６と、前記ディスク４に設けられかつ前記リング片６、６とそれぞれ車軸方向の間隙を有して円周方向にのびる結合部７と、前記リング片６と結合部７との前記間隙を跨るように配されたゴム弾性材からなるダンパー部材８とを含んで構成される。
【００２０】
前記リム３の内周面３ｉとは、リム３のタイヤ２が装着される側とは反対側の面を意味し、この内周面３ｉにリング片６が設けられる。各リング片６は、例えば、円周方向に連続してのびるフランジ状で形成されている。これにより、リム３には、向き合う２つのリング片６、６及びそれらの間のリム３の内周面３ｉが囲む円周方向にのびる溝状の空所Ｏが形成される。
【００２１】
また、各々のリング片６の互いに向き合う内側面には、円周方向にのびる第１の係合溝９がそれぞれ形成される。本実施形態において、前記第１の係合溝９、９は、いずれもリムの回転軸を中心としかつ互いに同じ径、同じ溝幅ＧＷ及び溝深さＧＤを有している。なお本実施形態において、第１の係合溝９は、円周方向に連続してのびている。
【００２２】
また本実施形態において、前記リング片６は、予めリム３に一体形成された第１のリング片６Ａと、リム３に溶接によって固着された第２のリング片６Ｂとから構成される。
【００２３】
前記第１のリング片６Ａは、車軸方向において、ほぼウエル部３の位置に設けられたものが示される。第１のリング片６Ａの形成方法は、特に限定されないが、例えばリム３とともに鋳造又は鍛造等によって一体に形成されるのが望ましい。このように、予めリム３の内周面に一つの第１のリング片６Ａを一体形成しておくことにより、ホイール１の生産性を向上するのに役立つ。
【００２４】
また、前記第２のリング片６Ｂは、本実施形態では、その外周面６ｏが前記リム３の胴部３ｄの内径Ｄ１よりも僅かに小さい外径を有したリング状で形成される。従って、第２のリング片６Ｂは、リム３に溶接される前の状態において、該リム胴部３ｄに沿って車軸方向に移動できる。また、リム３は、この第２のリング片６Ｂを、ウエル部３ｃから遠い方のフランジ３ｂ側から前記胴部３ｄの内周面へと嵌め込みし得るように、前記リムシート部３ａ等の内径が前記内径Ｄ１よりも大に設定される。
【００２５】
また、前記結合部７は、ディスク４の半径方向の外端部に一体に形成されたものが例示される。前記結合部７は、リム３の前記溝状の空所Ｏの中に進入して配されるとともに、リム３の内周面（この例では胴部３ｄの内周面）の内径Ｄ１よりも小さい外径Ｄ２を有している。また、結合部７は、前記空所Ｏの車軸方向の幅よりも小さく形成される。これにより、結合部７の車軸方向の両側には、リング片６との間に空隙が形成される。
【００２６】
また、結合部７の車軸方向の両側面には、前記第１の係合溝９とそれぞれ対向して対となる第２の係合溝１０が設けられる。該第２の係合溝１０は、リムの回転軸を中心として円周方向にのびており、本実施形態では前記第１の係合溝９と、同じ溝幅ＧＷ及び溝深さＧＤを有する。また、「対向して対となる」とは、第２の係合溝１０が、第１の係合溝９と実質的に向き合う位置に設けられることにより、第１の係合溝９及び第２の係合溝１０の一組によって、一つのダンパー部材８が支持されることを意味している。また、本実施形態では、第２の係合溝１０も、タイヤ周方向に連続した環状に形成されている。
【００２７】
また、前記ダンパー部材８は、ゴム弾性材からなり、結合部７の両側にそれぞれ配される。
【００２８】
前記ゴム弾性材としては、ゴム弾性を有するものであれば特に限定されないが、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等のジエン系ゴム、又はブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等の非ジエン系ゴムの１種又は２種以上が挙げられる。
【００２９】
とりわけ、振動の吸収効果の観点より、複素弾性率Ｅ＊が０．５〜５．０ＭＰａ、より好ましくは１．０〜２．０ＭＰａのゴム組成物が好ましい。また前記ゴム組成物は耐久性の観点より、その損失正接tan δが好ましくは０．０５〜０．２、より好ましくは０．０５〜０．１であるのが望ましい。なお複素弾性率Ｅ及び損失正接tan δは、粘弾性スペクトロメータにて温度７０℃、初期伸張１０％、動歪み±１．０％、周波数１０Ｈｚの条件下で測定した値とする。
【００３０】
また、ダンパー部材８、８は、それぞれリング片６と結合部７との間の間隙を継ぐようにのびている。具体的には、各ダンパー部材８の車軸方向の両端部８ｅ、８ｅは、前記対となる第１の係合溝９及び第２の係合溝１０にそれぞれ嵌め込まれて支持される。ダンパー部材８の中間部８ｃは、前記空所Ｏの中を車軸方向にのび、リム３及びディスク４にいずれも接触していない。
【００３１】
また、本実施形態の弾性ホイール１は、前記ダンパー部材８が、第１の係合溝９と第２の係合溝１０との間で車軸方向に圧縮された状態で保持される。圧縮状態で保持されたダンパー部材８は、各係合溝９、１０の溝表面と高い圧力で密着する。これにより、リング片６とダンパー部材８との接触面、及びダンパー部材８と結合部７との接触面には、円周方向の相対的な位置ずれが実質的に零となるような非常に大きい摩擦力が得られる。このような摩擦力は、ディスク４とリム３との間でトルクを円滑に伝達させ得る。
【００３２】
また、前記弾性ホイール１は、ダンパー部材８を圧縮しその摩擦力を利用してリム３とディスク４とを弾性的に連結するため、従来のように、ダンパー部材８を加硫接着する必要がない。従って、本実施形態の弾性ホイール１は、一般的なホイール製造ラインで製造することが可能になり、生産性が大幅に向上する。
【００３３】
また、前記弾性ホイール１において、前記リム３とディスク４との間の半径方向の変位は、ダンパー部材８の剪断変形によって吸収される。これは、小さい振動（例えば、結合部７の外周面とリム３の内周面３ｉとの間に設けられた半径方向の隙間の範囲内の振動）の入力に対して優れた緩衝効果を発揮し、乗り心地や車室内での騒音性能を大巾に向上させ得る。他方、弾性ホイール１は、半径方向の大きな振動の入力に対しては、共に金属材料からなる前記結合部７の外周面とリム３の内周面３ｉとが直接接触することにより、車輪の大きな上下振動を制限し、安全な走行が確保される。
【００３４】
また、本実施形態の弾性ホイール１は、タイヤ２が路面から車軸方向の荷重を受けた場合、タイヤ２の接地面の近傍では、一方のダンパー部材８が車軸の幅方向に圧縮変形する一方、他方のダンパー部材８が車軸方向に引張変形することで、ディスク４に対してリム３の車軸方向の変位が許容され得る。
【００３５】
また、第１の係合溝９（又は第２係合溝１０）の溝深さＧＤや溝幅ＧＷは、特に限定されるものではないが、ダンパー部材と第１ないし第２の係合溝９ないし１０との十分な接触面積を確保するために、前記溝深さＧＤについては、好ましくは３mm以上、より好ましくは５mm以上、さらに好ましくは８mm以上が好ましい。他方、溝深さＧＤが大きすぎても、ダンパー部材８の材料を無駄に使用することになるため、好ましくは１５mm以下で作られることが望ましい。また、第１の係合溝９（又は第２係合溝１０）の半径方向の溝幅ＧＷは、好ましくは前記溝深さＧＤに対して１００％以上、より好ましくは１５０％以上が望ましく、また上限については、好ましくは４００％以下、より好ましくは３００％以下が望ましい。
【００３６】
また、ダンパー部材８を構成するゴム弾性材は、ゴム単体でも良いが、本実施形態ではゴムに繊維を複合させた繊維補強ゴム（ＦＲＲ）が用いられる。このような繊維補強ゴムは、繊維が有する高い引張弾性率によって、ダンパー部材８の振動吸収性能を低下させることなく大きな剛性を発揮しうる。従って、本実施形態の弾性ホイール１は、、例えば従来の弾性ホイールに生じがちであったハンドルを切った際の車輪の操舵応答の遅れ、舵角中立時におけるふらつき感及び低速時の車輪のダンピング（小刻みな振動）等の不具合が効果的に抑制される。
【００３７】
前記繊維としては、特に限定はされないが、短繊維、長繊維及び／又はコードなど各種のものが採用できる。また繊維の材料としては、特に限定されないが、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン、ビニロン、芳香族ポリアミド、コットン、セルロース樹脂又は結晶性ポリブタジエンなどの有機繊維や、ボロン、グラスファイバー、カーボン等の無機材料が採用できる。特に好ましくは、軽量かつゴムとの接着性の観点より、有機繊維が望ましい。
【００３８】
図４には、繊維としてコード（撚り線）が用いられたダンパー部材８の実施形態が示される。図４（Ａ）〜（Ｃ）の各態様では、ダンパー部材８が、いずれもゴム８ａとコード８ｂとを含み、コード８ｂは一つのダンパー部材８の中に２つの層として埋設されたものが示される。
【００３９】
図４（Ａ）の実施形態において、ダンパー部材８のコード８ｂは、リムの円周方向ＣＬとほぼ平行にのびるものが例示される。このようなダンパー部材８は、円周方向に関して大きな引張剛性を有する。従って、車軸からディスク４に負荷されたトルクがリム３に伝達される際、ダンパー部材８の円周方向の歪が小さく抑えられる。従って、例えば車両の加速時ないし減速時の車輪の応答性が大幅に向上する。
【００４０】
また、図４（Ｂ）の実施形態では、ダンパー部材８のコード８ｂは、車軸方向ＡＬとほぼ平行にのびるものが例示される。このようなダンパー部材８は、車軸方向に関して大きな引張剛性を有するため、旋回時等においてタイヤ２に大きな横力が作用した場合でも、ダンパー部材８の車軸方向の歪が小さく抑えられる。従って、ハンドル操舵時の旋回応答性が大幅に向上する。
【００４１】
また、図４（Ｃ）の実施形態では、ダンパー部材８のコード８ｂは、円周方向ＣＬ及び車軸方向ＡＬに対して、ともに傾斜したものが例示される。そして、２つの層として配されたコード８ｂは、互いに交差する向きに傾けて配されている。このようなダンパー部材８は、バランス良く円周方向及び車軸方向の歪が抑えられため、駆動走行時及び旋回時の双方においてバランスの良い性能が得られる。
【００４２】
また、上記図４の各実施形態において、各ダンパー部材８は、その半径方向ＴＬの剛性が実質的に変化しないため、走行時の振動吸収性を損ねることもない。従って、車両の乗り心地の向上をそのまま維持できる。なお図４の各実施形態では、繊維としてコード８ｂを用いたものを示すが、これらを短繊維で置き換えることもできるし、また短繊維を併用することもできる。
【００４３】
以上のような弾性ホイール１の製造方法の一例について述べる。
先ず、図５に示されるように、リム３が準備される。該リム３は、一対のリング片６、６のうち第１のリング片６Ａ（一方のリング片）が予めリム３の内周面３ｉに鋳造乃至鍛造等により一体形成されており、かつ、第２のリング片６Ｂ（他方のリング片）は、リム３とは別体で準備される。また、各リング片６Ａ、６Ｂには、前記第１の係合溝９が既に設けられている。また、リム３は、例えば図示しない治具によって移動不能に固定されるのが望ましい。
【００４４】
また、図５に示されるように、前記ダンパー部材８、８及び前記ディスク４が準備される。ダンパー部材８は、別の工程等で予め加硫された本実施形態では環状体として準備されている。また、ディスク４には、第２の係合溝１０を有する結合部７が既に設けられている。
【００４５】
次に、図５及び図６（Ａ）に示されるように、リム３の第１のリング片６Ａに向けて、一方のダンパー部材８、ディスク４の結合部７、他方のダンパー部材８及び第２のリング片６Ｂを、例えばリム３の車軸方向の一側部側から順次位置合わせしながら挿入し、ダンパー部材８の両端部８ｅ、８ｅを第１の係合溝９とそれと対をなす第２の係合溝１０との間でそれぞれ支持させる。これにより、前記リム３、前記ダンパー部材８、前記ディスク４及び第２のリング片６Ｂが仮組みされる。なお、この仮組みに際して、個々の部材を順番に配する必要はなく、例えば予め結合部７の両側の第２の係合溝１０、１０にダンパー部材８などを仮装着しておくことでも良いのは言うまでもない。
【００４６】
また、図５に示されるように、前記ダンパー部材８の厚さＲｔは、前記第１の係合溝９（又は第２の係合溝１０）の溝幅ＧＷよりも僅かに小さい寸法で形成される。これにより、ダンパー部材８の両端部８ｅは、挿入に際して、こじれ等を生じることなく軽微な力で容易に各係合溝９ないし１０の底部まで挿入することができ、また該ダンパー部材８と係合溝の溝底との間に空隙等が形成されるのを確実に防止しうる。
【００４７】
前記ダンパー部材８の厚さＲｔは特に限定されないが、該厚さＲｔが小さすぎると、大きな荷重や衝撃力が作用した場合の吸収能力が不足しやすく、逆に大きすぎると弾性ホイール１の半径方向の剛性が過度に高められ乗り心地が低下したり、発熱しやすくなって耐久性を低下させるおそれがある。このような観点より、ダンパー部材８の前記厚さＲｔは、好ましくは８mm以上、より好ましくは１０mm以上が望ましく、また上限については３０mm以下、より好ましくは２０mm以下が望ましい。
【００４８】
また、ダンパー部材８の車軸方向の幅ＲＷが小さすぎると、車軸方向の衝撃吸収能力が低下しやすく、逆に大きすぎても操縦安定性が低下しやすくなる傾向がある。このような観点より、ダンパー部材８の前記幅ＲＷは、好ましくはその厚さＲｔの１５０％以上、より好ましくは２００％以上が望ましく、また上限については、好ましくは４００％以下、さらに好ましくは３５０％以下が望ましい。
【００４９】
次に、図６（Ｂ）に示されるように、前記第２のリング片６Ｂを、第１のリング片６Ａに向けて車軸方向に押し付けることにより前記ダンパー部材８、８を圧縮する工程が行われる。この工程では、例えばプレス機等が用いられる。ダンパー部材８の圧縮行程は、該ダンパー部材８をその厚さ寸法が増大するように膨張変形させ、これにより、ダンパー部材８の表面は両係合溝９ないし１０の表面と十分に広い範囲で密着し、かつ、その接触圧が高められる。これにより、ダンパー部材８とリム３との接触部、及びダンパー部材８とディスク４との接触部は、それぞれ非常に大きな摩擦力が働き、実質的な円周方向の相対滑りが防止された状態で連結できる。
【００５０】
ここで、特に限定はされないが、前記ダンパー部材８を圧縮するための押付力Ｆが小さすぎると、ダンパー部材８と各係合溝９ないし１０との間の摩擦力を十分に高められず、両者の結合力が低下してスリップ等が生じ易く操縦安定性が低下する傾向がある。また、前記押付力がある大きさまでは、操縦安定性とともに騒音性能も向上することが判明している。他方、前記押付力Ｆが過度に大きくなると、ダンパー部材８に亀裂等の損傷が生じやすくなったり、ダンパー部材８の振動吸収性が低下して騒音性能が悪化する傾向がある。このような観点より、前記第２のリング片６Ｂを、前記第１のリング片６Ａに向けて１０ｋＮ以上、より好ましくは１５ｋＮ以上の車軸方向の力で押し付けることが望ましく、また上限については３０ｋＮ以下、より好ましくは２５ｋＮ以下が望ましい。
【００５１】
次に、前記ダンパー部材８が圧縮された状態において、第２のリング片６Ｂが前記リム３の内周面３ｉに溶接固着される。本実施形態では、図２に示されるように、第２のリング片６Ｂとリム３の内周面３ｉとがなす入隅部１４に円周方向に沿って溶接金属が盛られることにより溶接が行われる。
【００５２】
以上のような製造方法によって製造された弾性ホイール１は、ゴム弾性材からなるダンパー部材８が加硫接着を経ることなく組み入れられるため、従来の一般的なホイール製造ラインの中で製造でき、生産性に優れる。
【００５３】
図７、図８には、本発明の他の実施形態が示される。なお図７は、図２のＡ−Ａ位置相当の端面図である。この実施形態の弾性ホイール１は、円周方向に連続していない第１の係合溝９及び第２の係合溝１０を有する。第１の係合溝９は、円周方向に間隔を有して設けられかつ円弧状にのびている複数個の溝部９Ａで構成される。同様に、第２の係合溝１０は、円周方向に間隔を有して設けられかつ円弧状にのびている複数個の溝部１０Ａで構成される。また、これらに合わせて、ダンパー部材８は、対をなす各溝部９Ａ、１０Ａに嵌入される扇状の複数のダンパー片８Ａで構成される。このような実施形態では、各溝部９Ａ、１０Ａの円周方向の端面１６、１７が、前記ダンパー片８Ａの円周方向の移動を阻止するストッパとして機能し、前述の摩擦力との相乗作用により、ダンパー部材８とディスク４及び／又はリム３との滑りに起因した円周方向の相対的な位置ずれをより確実に防止できる。
【００５４】
特に好ましい実施態様として、ダンパー片８Ａの円周方向の分割数ｎは、８〜２０が望ましい。前記分割数が小さくなると、耐久性が低下しやすい傾向があり、逆に分割数が大きくなると、弾性ホイール１の生産効率が低下しやすい。また、各ダンパー片８Ａの円周方向の長さが小となって、個々のダンパー片８Ａに作用する半径方向の荷重が増大し、振動の吸収緩和効果や耐久性が低下しやすい。なおダンパー片８Ａの円周方向長さは、リム３の回転軸からの中心角αに換算して、（３６０／ｎ）゜の５０〜８０％の範囲が好ましい。なお本例では、ｎ＝８、α＝３０°のものが例示される。
【００５５】
図９には、さらに他の実施形態を示す
この実施形態のように、第１の係合溝９（及び／又は第２の係合溝１０）は、溝底側に向かって溝幅ＧＷが漸減するテーパ状の断面を含むことができる。この実施形態によれば、各係合溝９の溝底側において、ダンパー部材８はより大きな摩擦力が得られる点で好ましい。
【００５６】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形しうるのは言うまでもない。例えば、ダンパー部材８と係合溝９、１０との間に接着剤などを用いることも可能である。
【実施例】
【００５７】
図１及び図２に示した基本形状を有した弾性ホイール（サイズ：１８×８．０−ＪＪ）を表１の仕様で製造し、実車走行により操縦安定性及び騒音性能をテストした。また、比較のために、ダンパー部材を具えない同サイズの一般的なアルミホイール（従来例）とその性能を比較した。テストの方法は次の通りである。
【００５８】
操縦安定性：
各供試ホイールに、サイズ：２４５／４５Ｒ１８の乗用車用ラジアルタイヤ（市販品）を装着し、２３０ｋＰａの内圧を充填して、排気量３０００ccの乗用車の四輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行させた。そして、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性をドライバーの官能により評価した。結果は、従来例を１００とする指数で表示した。指数が大きいほど良好である。
【００５９】
騒音性能：
前記車両、タイヤ条件にて、ロードノイズテストコースを速度６０km／ｈで走行させ、運転席右耳許位置に設置したマイクロフォンで車室内のオーバオールの騒音を測定し、その周波数分析を行った。結果は、１００〜２００Hzの帯域でのピーク値を従来例を１００とする指数で表示した。数値が小さいほど良好である。また、実施例１及び従来例については、周波数分析結果のグラフを図１０に示す。
表１及び図１０にテスト結果を示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
実施例の弾性ホイールは、操縦安定性を損ねることなく、しかも車室内で聴取されやすい１００〜２００Hzの周波数バンドでロードノイズを大巾に低減していうることが確認できる。またダンパー部材を圧縮する押付力については、１５〜２５ｋＮの範囲で有意な効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の弾性ホイールの一実施例を示す断面図である。
【図２】その主要部を拡大して示す断面図である。
【図３】そのＡ−Ａ端面図である。
【図４】（Ａ）から（Ｃ）はダンパー部材の実施形態を示す部分斜視図である。
【図５】弾性ホイールの分解図である。
【図６】（Ａ）か仮組み状態、（Ｂ）は圧縮状態を示す弾性ホイールの部分断面図である。
【図７】係合溝及びダンパー部材が周方向に分割された実施形態の端面図である。
【図８】その分解斜視図である。
【図９】結合溝の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】車内騒音を周波数分析したグラフである。
【図１１】従来技術を説明する断面図である。
【図１２】その製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 弾性ホイール
２ タイヤ
３ リム
４ ディスク
５ 連結手段
６ リング片
６Ａ 第１のリング片
６Ｂ 第２のリング片
７ 結合部
８ ダンパー部材
８Ａ ダンパー片
９ 第１の係合溝
１０ 第２の係合溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤを支承しうる円周方向にのびるリム、車軸に固定されるディスク及び前記リムと前記ディスクとを連結する連結手段を含み、
前記連結手段は、前記リムの内周面から半径方向内方に突出して円周方向にのびかつ車軸方向に距離を隔てて設けられた一対の環状のリング片と、
前記一対のリング片の間で円周方向にのびかつ各リング片と車軸方向の間隙を有する前記ディスクの半径方向外側に設けられた結合部と、
前記各間隙を継ぐように前記リング片と前記結合部との間に配されたゴム弾性材からなるダンパー部材とを含み、
前記各リング片の互いに向き合う内側面には、円周方向にのびる第１の係合溝がそれぞれ形成されるととともに、
前記結合部の車軸方向の両側面には、前記第１の係合溝とそれぞれ対向して対となりかつ円周方向にのびる第２の係合溝が形成され、
かつ、前記ダンパー部材は、車軸方向の両端部が前記対となる第１の係合溝と第２の係合溝とで支持されかつこれらの間で車軸方向に圧縮状態で配されたことを特徴とする弾性ホイール。
【請求項２】
前記リング片は、予めリムに一体形成された第１のリング片と、前記リムに溶接によって固着された第２のリング片とを含む請求項１記載の弾性ホイール。
【請求項３】
前記ゴム弾性材は、繊維により補強される請求項１又は２に記載の弾性ホイール。
【請求項４】
請求項１に記載された弾性ホイールを製造する弾性ホイールの製造方法であって、
前記一対のリング片のうち一方のリング片が予め前記内周面に一体形成され、かつ他方のリング片が前記リム３とは別体の状態で前記リムを準備する工程と、
予め加硫されたゴム弾性材からなるダンパー部材を準備する工程と、
前記ディスクを準備する工程と、
前記ダンパー部材の車軸方向の両端部を前記第１の係合溝とそれと対をなす前記第２の係合溝との間で支持させることにより、前記リム、前記ダンパー部材、前記ディスク及び前記他方のリング片を仮組みする工程と、
前記他方のリング片を前記一方のリング片に向けて押し付けることにより前記ダンパー部材を車軸方向に圧縮する工程と、
前記ダンパー部材の圧縮状態において前記他方リング片を前記リムに溶接固着する工程とを含むことを特徴とする弾性ホイールの製造方法。
【請求項５】
前記圧縮する行程は、前記他方のリング片を、前記一方のリング片に向けて１５〜２５ｋＮの力で車軸方向に押し付ける請求項４記載の弾性ホイールの製造方法。
【請求項１】
タイヤを支承しうる円周方向にのびるリム、車軸に固定されるディスク及び前記リムと前記ディスクとを連結する連結手段を含み、
前記連結手段は、前記リムの内周面から半径方向内方に突出して円周方向にのびかつ車軸方向に距離を隔てて設けられた一対の環状のリング片と、
前記一対のリング片の間で円周方向にのびかつ各リング片と車軸方向の間隙を有する前記ディスクの半径方向外側に設けられた結合部と、
前記各間隙を継ぐように前記リング片と前記結合部との間に配されたゴム弾性材からなるダンパー部材とを含み、
前記各リング片の互いに向き合う内側面には、円周方向にのびる第１の係合溝がそれぞれ形成されるととともに、
前記結合部の車軸方向の両側面には、前記第１の係合溝とそれぞれ対向して対となりかつ円周方向にのびる第２の係合溝が形成され、
かつ、前記ダンパー部材は、車軸方向の両端部が前記対となる第１の係合溝と第２の係合溝とで支持されかつこれらの間で車軸方向に圧縮状態で配されたことを特徴とする弾性ホイール。
【請求項２】
前記リング片は、予めリムに一体形成された第１のリング片と、前記リムに溶接によって固着された第２のリング片とを含む請求項１記載の弾性ホイール。
【請求項３】
前記ゴム弾性材は、繊維により補強される請求項１又は２に記載の弾性ホイール。
【請求項４】
請求項１に記載された弾性ホイールを製造する弾性ホイールの製造方法であって、
前記一対のリング片のうち一方のリング片が予め前記内周面に一体形成され、かつ他方のリング片が前記リム３とは別体の状態で前記リムを準備する工程と、
予め加硫されたゴム弾性材からなるダンパー部材を準備する工程と、
前記ディスクを準備する工程と、
前記ダンパー部材の車軸方向の両端部を前記第１の係合溝とそれと対をなす前記第２の係合溝との間で支持させることにより、前記リム、前記ダンパー部材、前記ディスク及び前記他方のリング片を仮組みする工程と、
前記他方のリング片を前記一方のリング片に向けて押し付けることにより前記ダンパー部材を車軸方向に圧縮する工程と、
前記ダンパー部材の圧縮状態において前記他方リング片を前記リムに溶接固着する工程とを含むことを特徴とする弾性ホイールの製造方法。
【請求項５】
前記圧縮する行程は、前記他方のリング片を、前記一方のリング片に向けて１５〜２５ｋＮの力で車軸方向に押し付ける請求項４記載の弾性ホイールの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３３５２００（Ｐ２００６−３３５２００Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１６１７３３（Ｐ２００５−１６１７３３）
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
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