JP2011143866A - 自動車用ホイールディスク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リム20と別体に形成されてリム20に嵌合される自動車用ホイールディスク10であって、ハブ取付け部11と、ハブ取付け部11からディスク半径方向外側に放射状に延びる複数のスポーク部13と、複数のスポーク部13間に位置する飾り穴15と、ディスク半径方向外側端部に位置し複数のスポーク部13のディスク半径方向外側端部をディスク周方向に連結するディスクフランジ14と、を備えており、飾り穴15の周縁にある飾り穴周縁ディスク部分のうち、飾り穴15のディスク周方向の最大内径部位15bよりディスク半径方向外側にある飾り穴外周側周縁ディスク部分15cを、ディスク半径方向内側に向かって変位させた自動車用ホイールディスク10。
【選択図】 図1
Description
円筒状のディスクフランジを備え、飾り穴がディスクの最外周またはその近傍まである場合、ディスクをリムに嵌合して組付けるときに、飾り穴の外周側の周縁ディスク部分(エッジ部)と、リムの嵌合部とが、齧り現象を起こしてしまう。そのため、(i)ディスクをリムに嵌合した後の補修工程を要し、生産性が悪化する。また、(ii)リムの品質低下、嵌合位置のばらつきを生じさせ、ホイールの振れ精度が悪化する。
これらの問題点は、飾り穴となる部分を開口した後にディスクフランジのプレス成形(絞り)をする場合、特に顕著となる。
さらに、プレス成形時のスプリングバックのため、図15に示すように、ディスクフランジ1aがディスク半径方向外側に反り返る傾向にあり、図示略のリムとの密着性が低下し、リムとディスクフランジ1aとの溶接部の耐久性が低下しやすい。
(1) リムと別体に形成されて該リムに嵌合される自動車用ホイールディスクであって、
ハブ取付け部と、該ハブ取付け部からディスク半径方向外側に放射状に延びる複数のスポーク部と、該複数のスポーク部間に位置する飾り穴と、ディスク半径方向外側端部に位置し前記複数のスポーク部のディスク半径方向外側端部をディスク周方向に連結するディスクフランジと、を備えており、
前記飾り穴の周縁にある飾り穴周縁ディスク部分のうち、前記飾り穴のディスク周方向の最大内径部位よりディスク半径方向外側にある飾り穴外周側周縁ディスク部分を、ディスク半径方向内側に向かって変位させた自動車用ホイールディスク。
(2) 前記ディスクフランジと前記飾り穴外周側周縁ディスク部分との間に、段付き状の移行部を有する、(1)記載の自動車用ホイールディスク。
飾り穴外周側周縁ディスク部分をディスク半径方向内側に向かって変位させていない場合(従来)に比べて、飾り穴がディスク最外周またはその近傍まである場合であっても、ディスクをリムに嵌合して組付けるときに、飾り穴外周側周縁ディスク部分とリムの嵌合部とが齧り現象を起こすことを抑制できる。その結果、齧り補修が不要になり生産性を向上でき、また、リムの品質を確保でき、また、リムへの嵌合位置のバラツキ抑制によるホイール振れ精度の向上を図ることができる。
また、プレス成形時のスプリングバックによりディスクフランジがディスク半径方向外側に反り返ることを抑制できる。そのため、ディスクフランジとリムとの密着性を従来に比べて向上でき、ディスクフランジとリムとの溶接部の耐久性が向上する。
さらに、飾り穴外周側周縁ディスク部分の全周をディスク半径方向内側(ブレーキ側)に向かって変位させた場合に比べて、スポーク部の剛性を向上させることができる。
本発明実施例の自動車用ホイールディスク(以下、単に、ホイールディスクまたはディスクともいう)10は、乗用車、トラック、バス、商用車等に用いられるホイールディスクである。ディスク10は、板(たとえば鋼板、あるいはアルミニウム、マグネシウム、チタンの合金板)から成形によって作られるディスクが対象であり、鋳造ホイールは含まない。ディスク10は、図1、図2および図3に示すように、環状のリム(タイヤを保持する部品)20と別体に形成されてリム20に嵌合されリム20と溶接されてホイール1となる。
ハブ取付け部12は、ハブ穴11の周囲に設けられている。ハブ取付け部12は、平板状又は略平板状であり、ディスク軸方向(ホイール軸方向、ホイールディスク10の軸芯)と直交またはほぼ直交する平面内にある。ハブ取付け部12のディスク半径方向中間部にはハブ取付けボルト穴12aが複数設けられている。ハブ取付けボルト穴12aは、ディスク周方向(ホイール周方向)に等間隔にたとえば5個設けられている。ただし、ハブ取付けボルト穴12aの数は、5個に限定されるものではなく、3個、4個でもよく、6個以上であってもよい。ハブから延びてくるハブ取付けボルト(両方共に図示略)をハブ取付けボルト穴12aに挿通し、ハブ取付けボルトに図示略のハブナットを螺合することにより、ディスク10(ホイール1)はハブに固定される。図1および図2に示すように、ハブ取付け部12には、ハブ取付け部12の剛性向上、耐久性向上などのために、互いのハブ取付けボルト穴12aをつなぐ不連続の環状でかつ僅か(0.3mm〜5mm程度)にディスク軸方向外側に凸状に膨らんだアーチバンド12bと、傾斜部17とハブ取付けボルト穴12aとをつなぐ膨らみ(サブリブ17a)とが、設けられている。アーチバンド12bは、ハブ取付け部12の剛性向上およびハブ取付け部12と図示略のハブとが強固に接合できるようにするための構造であり、不連続の環状以外の形状でも良い。
ハブ取付け部12の外周部12c(ハブ取付け部12と傾斜部17との境界部)は、図1に示すように、サブリブ17aを除いて円形をなしている。
ハブ取付け部12のホイール軸方向内側の面は、図2に示すように、ディスク軸方向で、ディスクフランジ14のディスク軸方向外側とディスク軸方向内側との間にある。
図2に示すように、スポーク部13のディスク半径方向外側端部は、ディスク軸方向内側に折り返されてディスクフランジ14と接続する外周側曲面接続部Rを形成している。また、スポーク部13のディスク半径方向内側端部近傍は、内周側曲面接続部rでディスク軸方向内側に折り返されている。ディスク半径方向で、スポーク部13のディスク半径方向中間部(ディスク半径方向で外周側曲面接続部Rと内周側曲面接続部rとの間)は、ディスク軸方向に直交する方向(ディスク軸方向に略直交する方向を含む)に延びており、スポーク部13のディスク半径方向中間部のディスク半径方向両端部はディスク軸方向でほぼ同じ位置にある。
スポーク側壁13b1は、スポーク底壁13aのディスク周方向両側端部から、スポーク底壁13aから離れる方向かつディスク軸方向に延びている(立ち上がっている)。スポーク側壁13b1は、図11に示すように、スポーク底壁13aからディスク軸方向外側に延びていてもよく、図12に示すように、スポーク底壁13aからディスク軸方向内側に延びていてもよい。なお、図11、図12において、Aはディスク軸方向外側を示している。なお、本発明実施例および図示例では、特にことわりの無い限り、スポーク側壁13b1がスポーク底壁13aからディスク軸方向外側に延びている場合を説明する。
スポーク補強板13b2は、図11、図12に示すように、スポーク側壁13b1のスポーク底壁13a側と反対側のディスク軸方向端部から、ディスク軸方向からディスク周方向に向かって湾曲しスポーク部13のディスク周方向幅を大にする方向にディスク周方向に延びている。
図2および図3では、スポーク側壁13b1のディスク軸方向幅Hは、最大となる部位からディスク半径方向外側にいくにつれて狭くなっているが、部分的に広くなっていてもよい。
図2および図3に示すように、ディスクフランジ14は、リム20のドロップ部24でリム20と嵌合し、溶接等によりリム20に固定(接合)されている。ディスクフランジ14のホイール軸方向内側端部は、リム20のドロップ部24と内側サイドウォール部23との間をつなぐ曲線部よりホイール軸方向外側にある。
ディスクフランジ14が周方向位置W1のみでリム20に溶接にて接合される場合、周方向位置W2に比べて剛性の小さい位置で溶接されることになり、溶接部の応力集中が緩和され、ホイール1の疲労耐久性が向上する。
ディスクフランジ14が周方向位置W2のみでリム20に溶接にて接合される場合、リム20からの力がスポーク部13を通して確実にハブ取付け部12に伝達される。
ディスクフランジ14が周方向位置W3のみでリム20に溶接にて接合される場合、飾り穴15をディスクフランジ14になる部分のプレス成形より先に形成した場合であっても、周方向位置W3のプレス成形後のディスク軸方向位置は安定しており、溶接を確実に行なうことができる。
飾り穴外周側周縁ディスク部分15cの飾り穴15とディスクフランジ14との境界部は、図2に示すように、リム20のドロップ部24と外側サイドウォール部25との間をつなぐ曲線部よりホイール軸方向内側にある。ただし、飾り穴外周側周縁ディスク部分15cの飾り穴15とディスクフランジ14との境界部は、ドロップ部24と外側サイドウォール部25との間のホイール軸方向位置にあってもよく、外側サイドウォール部25と同じホイール軸方向位置でもよく、外側サイドウォール部25よりホイール軸方向外側にあってもよい。
図1に示すように、飾り穴15の周縁にある飾り穴周縁ディスク部分のうち、飾り穴15のディスク周方向の最大内径部位15bよりディスク半径方向外側にある飾り穴外周側周縁ディスク部分(エッジ部分)15cは、ディスク半径方向内側(ブレーキ側)に向かって変位している(傾斜している)。
飾り穴15の周縁にある飾り穴周縁ディスク部分のうち、飾り穴15のディスク周方向の最大内径部位15bよりディスク半径方向内側にある飾り穴内周側周縁ディスク部分(エッジ部分)15dは、ブレーキ側に変位していない。
飾り穴外周側周縁ディスク部分15cのディスク半径方向内側(ブレーキ側)への変位が、飾り穴外周側周縁ディスク部分15cの全域にわたって行なわれている場合、変位の量は、(i)飾り穴15のディスク軸方向内側端に連なる飾り穴周縁ディスク部分15c1では、一定または略一定であり、(ii)飾り穴15のディスク軸方向内側端に連なる飾り穴周縁ディスク部分15c1以外の部分(ディスク周方向両端部とその近傍)15c2では、飾り穴15の最大内径部位15bに近づくにつれて(ディスク半径方向内側にいくにつれて)徐々に小さくなり飾り穴15の最大内径部位15b部分でゼロになる。
飾り穴外周側周縁ディスク部分15cのディスク半径方向内側(ブレーキ側)への曲げ角度は、図7〜図10に示すように、10度以上で90度以下が好ましく、望ましくは15度以上60度以下であり、さらに望ましくは15度以上45度以下である。また、飾り穴外周側周縁ディスク部分15cのディスク半径方向内側(ブレーキ側)への変位量d2は、飾り穴外周端において、0.5mm以上でディスクフランジ14の板厚の2倍以下が好ましく、さらに望ましくは、1mm以上でディスクフランジ14の板厚以下である。変位量d2が0.5mm以上でディスクフランジ14の板厚の2倍以下であると、ディスクフランジ14とリム20との密着性もよく、結果としてホイール1の耐久性が向上する。また、飾り穴外周側周縁ディスク部分15cの直径がディスクフランジ14の直径より小さくなっているため、リム20とディスク10の組付け時にリム20とディスク10との嵌合が容易となる。変位量d2が0.5mmより小さいと、リム20とディスク10との嵌合が締り嵌めとなっているため、変位がなくなるようにディスク10が変形して、そのため変位の効果が少なくなる。変位量d2が1mm以上であるとディスクフランジ14の剛性が向上し、結果としてホイール1の耐久性が向上する。変位量d2がディスクフランジ14の板厚の2倍より大きくてもよいが、ディスク10の成形性が悪化するとともに、飾り穴15が小さくなり意匠性が低下する。変位量d2がディスクフランジ14の板厚以下であると、成形も容易である。
本発明実施例では、飾り穴15の周縁にある飾り穴周縁ディスク部分のうち、飾り穴15のディスク周方向の最大内径部位15bよりディスク半径方向外側にある飾り穴外周側周縁ディスク部分15cを、ディスク半径方向内側に向かって変位させたため、つぎの作用を得ることができる。
飾り穴外周側周縁ディスク部分15cをディスク半径方向内側に向かって変位させていない場合(従来)に比べて、飾り穴15がディスク最外周またはその近傍まである場合であっても、ディスク10をリム20に嵌合して組付けるときに、飾り穴外周側周縁ディスク部分15cとリム20の嵌合部(たとえばドロップ部24)とが齧り現象を起こすことを抑制できる。その結果、齧り補修が不要になりホイール1の生産性を向上でき、また、リム20の品質を確保でき、また、リム20へのディスク10の嵌合位置のバラツキ抑制によるホイール振れ精度の向上を図ることができる。
また、従来のディスク(図15参照)のようにプレス成形時のスプリングバックによりディスクフランジがディスク半径方向外側に反り返ることを抑制できる。そのため、ディスクフランジ14とリム20との密着性を従来に比べて向上でき、ディスクフランジ14とリム20との溶接部の耐久性が向上する。
また、飾り穴内周側周縁ディスク部分15dが変位していないため、ディスク10の応力バランスが崩れスポーク部13の剛性が低下することを抑制できる。
移行部14aが飾り穴15とディスクフランジ14との間だけに設けられている場合(移行部14aがディスク周方向の全体にわたっては設けられていない場合、移行部14aがスポーク部13とディスクフランジ14との間に設けられていない場合)、移行部14aがディスク周方向の全体にわたって設けられる場合に比べて、ディスク10とリム20との接触面積を大きくすることができ、ディスク10とリム20との接続強度上有利である。
10 ディスク
11 ハブ穴
12 ハブ取付け部
12a ハブ取付けボルト穴
13 スポーク部
13a スポーク底壁
13b スポーク側部
13b1 スポーク側壁
13b2 スポーク補強板
14 ディスクフランジ
15 飾り穴
15a 飾り穴のディスク半径方向外側端部分
15b 飾り穴のディスク周方向の最大内径部位
15c 飾り穴外周側周縁ディスク部分
15d 飾り穴内周側周縁ディスク部分
17 傾斜部
20 リム
21 内側フランジ部
22 内側ビードシート部
23 内側サイドウォール部
24 ドロップ部
25 外側サイドウォール部
26 外側ビードシート部
27 外側フランジ部
Claims (2)
- リムと別体に形成されて該リムに嵌合される自動車用ホイールディスクであって、
ハブ取付け部と、該ハブ取付け部からディスク半径方向外側に放射状に延びる複数のスポーク部と、該複数のスポーク部間に位置する飾り穴と、ディスク半径方向外側端部に位置し前記複数のスポーク部のディスク半径方向外側端部をディスク周方向に連結するディスクフランジと、を備えており、
前記飾り穴の周縁にある飾り穴周縁ディスク部分のうち、前記飾り穴のディスク周方向の最大内径部位よりディスク半径方向外側にある飾り穴外周側周縁ディスク部分を、ディスク半径方向内側に向かって変位させた自動車用ホイールディスク。 - 前記ディスクフランジと前記飾り穴外周側周縁ディスク部分との間に、段付き状の移行部を有する、請求項1記載の自動車用ホイールディスク。
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