JP2012046088A - 自動車用ホイール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ディスクがディスク半径方向外側端部でディスク軸方向に延びる円筒形状のディスクフランジ14を有しリムと別体に製造されてリムとディスクフランジ14で固定される自動車用ホイールであって、ディスクのディスクフランジ14のディスク周方向の少なくとも一箇所に、ディスク軸方向に延びディスク周方向両端が接触し合うスリット30が設けられている、自動車用ホイール。
【選択図】図3
Description
(b)特許文献2は、ディスクフランジが周方向に連続しておらず4つに分割されているディスクを有する自動車用ホイールを開示している。
(a)特許文献1
意匠性を高めるために飾り穴が大きく飾り穴がディスクの最外周またはその近傍まであるディスク(飾り穴がディスクフランジに近接あるいはディスクフランジと境界を共有しているディスク)では、ディスクフランジの剛性が低い。そのため、飾り穴となる穴を開口した後にディスクフランジとなる部分をプレス加工で絞り成形すると、材料の余りや金型との摩擦のために、ディスクフランジが波打つように変形したり真円からずれてしまったりする。そのため、ディスクとリムとの組立精度の低下、ディスクとリムとの密着性低下によるホイール耐久性の低下、が生じやすい。ディスクとリムとの組立精度、ホイール耐久性を向上させるために、ディスクフランジを修正する工程が必要であり、製造コストが高くなっていた。
(b)特許文献2
ディスクフランジが分割されており、各ディスクフランジ間に隙間があるため(各ディスクフランジ同士が隔離されているため)、各ディスクフランジ間でディスク周方向の力が伝達できない。そのため、ディスクとリムとの嵌合強度が低くホイールとしての耐久性が低下しやすい、ディスクとリムとの取付精度が低下しやすいといった問題があった。
(1) リムと、ディスク半径方向外側端部でディスク軸方向に延びる円筒形状のディスクフランジを備えるディスクと、を有し、前記ディスクが前記リムに嵌合されて前記リムと前記ディスクフランジで固定される自動車用ホイールであって、
前記ディスクフランジのディスク周方向の少なくとも一箇所に、ディスク軸方向に延びるとともに前記リムに前記ディスクを勘合したときにディスク周方向両端が接触し合うスリットが設けられている、自動車用ホイール。
(2) 前記スリットのディスク周方向両端は、該スリットのディスク軸方向全体で接触し合っている、(1)記載の自動車用ホイール。
(3) 前記スリットのディスク周方向両端は、該スリットのディスク軸方向の一部のみで接触し合っている、(1)記載の自動車用ホイール。
(4) 前記ディスクフランジに、前記スリット側かつディスク半径方向内側に逃げる逃げ部が設けられている、(1)記載の自動車用ホイール。
(5) 前記ディスクは、さらに、ハブ取付け部と、前記ハブ取付け部からディスク半径方向外側に放射状に前記ディスクフランジまで延びる複数のスポーク部と、を有しており、
前記スリットは、前記ディスクフランジの、ディスク周方向で前記スポーク部と同位置にあるディスクフランジ部分に設けられている、(1)記載の自動車用ホイール。
(6) 前記スリットは、前記ディスクフランジから前記スポーク部にかけて設けられており、前記スリットの前記スポーク部側の端部にはストップホールが設けられている、(5)記載の自動車用ホイール。
(7) 前記スポーク部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前記ディスクフランジと接続する曲面接続部となっており、
前記ストップホールは、前記スポーク部の曲面接続部、または、前記スポーク部の前記曲面接続部よりディスク半径方向内側に位置するスポーク部部分に設けられている、(6)記載の自動車用ホイール。
ディスクフランジが円筒形状(円環状)でかつ飾り穴が大きく、飾り穴がディスクフランジに近接あるいはディスクフランジと境界を共有しているディスクのように、ディスクフランジの剛性が比較的低い場合であっても、ディスクフランジのプレス加工による成形が絞り加工の割合よりも曲げ加工の割合が大きくなった成形になり、ディスクフランジの材料の余りによる、ディスクフランジの波打ち、局部変形等を軽減できる。また、ディスクフランジの波打ち、局部変形を軽減できるため、ディスクとリムとの組立精度を向上でき、ディスクとリムとの密着性改善によるホイール耐久性を向上できる。さらにまた、ディスクフランジの波打ち、局部変形を軽減できるため、ディスクフランジの修正工程が不要になり、修正工程を要する場合に比べて製造コストを低減できる。
また、上記(1)の自動車用ホイールによれば、スリットのディスク周方向両端が接触し合っているため、さらに、つぎの効果を得ることができる。
スリットが設けられている場合であっても、ディスクフランジのディスク周方向の力の伝達を行うことができる。その結果、ディスクフランジのディスク周方向の力の伝達を行うことができない場合に比べて、ディスクとリムとの嵌合強度を向上でき、ディスクとリムとの取付精度を向上できる。
スリットのディスク周方向両端が、スリットのディスク軸方向の一部のみで接触し合っている場合に比べて、ディスクフランジのディスク周方向の力の伝達を確実に効果的に行うことができる。
スリットのディスク周方向両端が、スリットのディスク軸方向全体で接触し合っている場合に比べて、ディスクに要求される加工精度を緩和できコストダウンを図ることができる。
ディスクフランジのスリットが設けられる部分とその近傍をその他のディスクフランジ部分に比べて(逃げ部が設けられない場合に比べて)ディスク半径方向内側に変位させることができる。そのため、ディスクをリムに嵌合するときにスリットのディスク周方向両端のディスクフランジ部分とリムの嵌合部とが、齧り現象を起こしてしまうことを抑制できる。
スリットが、ディスクフランジの、ディスク周方向でスポーク部以外の部分と同位置にあるディスクフランジ部分に設けられる場合に比べて、スリットが設けられている場合であっても、ディスクの強度と剛性の確保が容易である。
ストップホールが設けられていない場合に比べて、スリットのスポーク部側の端部への応力集中を緩和でき、スリットを起点としてクラックが発生してしまうことを抑制できる。
ディスクが、平板状の板材から製造される場合であってストップホールとなる孔(切欠き)を開けた後に曲げ加工を施して曲面接続部とディスクフランジを成形する場合であっても、ストップホールとなる孔(切欠き)がディスクフランジとなる部分に設けられている場合と異なり、ストップホールとなる孔(切欠き)が曲げ時につぶれてしまいストップホールとして働かなくなることを抑制できる。
本発明実施例の自動車用ホイール(以下、単にホイールともいう)1に用いられる自動車用ホイールディスク(以下、単にディスクともいう)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5に示すように、環状の自動車用ホイールリム(タイヤを保持する部品であり、以下、単にリムともいう)20と別体に形成されてリム20に嵌合(嵌入)されリム20と溶接等により接合(固定)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5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となっている。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。
スポーク側部13bは、飾り穴15を挟んで飾り穴15の周方向の両側にある。スポーク側部13bは、飾り穴15のディスク径方向内側でつながり、図1に示すように突起部18を形成している。突起部18は、ディスク傾斜部17につながっている。突起部18は、傾斜部17を介してハブ取付け部12に接続している。ただし、突起部18は、傾斜部17を突き抜けて傾斜部17よりディスク半径方向内側まで延びて、ハブ取付け部12に直接つながっていてもよい。
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6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7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6、図7において、OUT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6、図7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5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。
後述するスリット30が設けられるディスク径方向の範囲においては、ディスク軸方向幅Hが大きいと、ホイール1を車両に取り付けて使用するときに、スポーク13のスポーク底壁13aとスポーク側部13bとの間にねじる力が働きやすいので、この部分ではディスク軸方向幅Hは小さいほうが望ましい。
ディスクフランジ14は、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ように、ディスク周方向に延びる。ディスクフランジ14は、スポーク部13のディスク半径方向外側端部からディスク周方向に延びる部分である。
ただし、ディスクフランジ14は、図8に示すように、リム20の中間部22aあるいは内側ビードシート部22または外側ビードシート部26などドロップ部24以外の場所でリム20と嵌合しリム20に固定されていてもよい。なお、図8では、ディスクフランジ14がリム20の中間部22aに固定される場合のディスク10を実線で示し、ディスクフランジ14がリム20の内側ビードシート部22に固定される場合のディスク10を点線で示し、ディスクフランジ14がリム20の外側ビードシート部26に固定される場合のディスク10を一点鎖線で示している。
スリット30は、図1、図2に示すように、ディスクフランジ14だけでなく、ディスクフランジ14からスポーク部13のディスク半径方向外側部(スポーク部13のディスク半径方向中央部よりディスク半径方向外側に位置する部分)にかけて設けられている。
スリット30は、ディスクフランジ14を軸方向に延びるようにプレス成形した後に設けてもよい。さらに望ましくは、スリット30は、図9に示すようにプレス成形前にスリット30となる切欠き30aを設け、その後にプレス成形してディスクフランジ14を成形することにより設けるとよい。
ストップホール40は、スポーク部13の外周側曲面接続部R(特には外周側曲面接続部Rのディスク半径方向内側端部)、または、スポーク部13の外周側曲面接続部Rよりディスク半径方向内側に位置するスポーク部13部分に設けられている。
ストップホール40は、ディスクフランジ14を軸方向に延びるようにプレス成形した後に設けてもよい。さらに望ましくは、図9に示すようにストップホール40は、プレス成形前にストップホール40となる円弧状切欠き40aを設け、その後にプレス成形してディスクフランジ14を成形することにより設けるとよい。ストップホール40がスポーク部13の外周側曲面接続Rのディスク半径方向内側端部に設けられている場合、ディスクフランジ14のプレス成形時におけるストップホール40となる円弧状切欠き40aの形状変化が小さく、クラックを防止しやすい。
逃げ部14aは、スリット30側かつディスク半径方向内側に、直線状に逃げていてもよく、曲線状に逃げていてもよく、段付き状に逃げていてもよい。また、逃がし量dは、ディスクフランジ14の板厚以下で、かつスリット30形成における端部(縁)の変形(ダレ、バリなど、1mm程度)より大きいことが望ましい。逃がし量dが板厚より大きいと、組み立て時にスリット30のディスク周方向両端が接触し周方向の力が働くことにより、スリット30周辺のディスクフランジ14が座屈しやすく、周方向の力が得られにくい。逃がし量dがスリット30形成時における端部(縁)の変形(ダレ、バリなど、1mm程度)以下であると、組み立て時にすり疵が生じやすい。
飾り穴15のディスク半径方向外側端15aは、図5に示すように、ディスクフランジ14の最外周面よりディスク半径方向内側(ブレーキ側)にある。飾り穴15のディスク半径方向外側端15aは、飾り穴15を比較的大きくしてディスク10の意匠性を高めるために、ディスク10の最外周まであってもよい。飾り穴15のディスク半径方向外側端15aの周方向スポーク部13側の部分は、外周側曲面接続部Rと一体になるようにつながっている。
ディスクフランジ14のディスク周方向の少なくとも一箇所にスリット30が設けられているため、つぎの作用を得ることができる。
ディスクフランジ14が円筒形状(円環状)でかつ飾り穴15が大きく、飾り穴15がディスクフランジ14に近接あるいはディスクフランジ14と境界を共有しているホイールディスク10のように、ディスクフランジ14の剛性が比較的低い場合であっても、ディスクフランジ14のプレス加工による成形が絞り加工の割合よりも曲げ加工の割合が大きくなった成形になり、ディスクフランジ14の材料の余りによる、ディスクフランジ14の波打ち、局部変形等を軽減できる。また、ディスクフランジ14の波打ち、局部変形を軽減できるため、リム20との組立精度を向上でき、リム20との密着性改善によるホイール耐久性を向上できる。さらにまた、ディスクフランジ14の波打ち、局部変形を軽減できるため、ディスクフランジ14の修正工程が不要になり、修正工程を要する場合に比べて製造コストを低減できる。全てのスポーク部13の幅方向中央部と同位置のディスクフランジ14の部分にスリット30が設けられている場合、これらの効果が確実に得られる。
また、図9に示すようにプレス成形前にスリット30となる切欠き30aを設け、その後にプレス成形することによりスリット30を成形した場合、ディスクフランジ14が絞り成形ではなく曲げ成形となるため、ディスクフランジ14の厚みは成形前後で殆ど変化しない。つまり、プレス成形前にスリット30となる部分を切欠いた分だけ軽量化ができる。
スリット30が設けられている場合であっても、ディスクフランジ14のディスク周方向の力の伝達を行うことができる。その結果、ディスクフランジ14のディスク周方向の力の伝達を行うことができない場合に比べて、リム20との嵌合強度を向上でき、ホイール1の耐久性を向上できるとともに、リム20との取付精度を向上できる。
スリット30のディスク周方向両端が、スリット30のディスク軸方向の一部のみで接触し合っている場合に比べて、ディスクフランジ14のディスク周方向の力の伝達を確実に効果的に行うことができる。
スリット30のディスク周方向両端が、スリット30のディスク軸方向全体で接触し合っている場合に比べて、ディスク10に要求される加工精度を緩和できコストダウンを図ることができる。
ディスクフランジ14のスリット30が設けられる部分とその近傍をその他のディスクフランジ14部分に比べて(逃げ部14aが設けられない場合に比べて)ディスク半径方向内側に変位させることができる。そのため、ディスク10をリム20に嵌合するときにスリット30のディスク周方向両端のディスクフランジ14部分とリム20の嵌合部とが、齧り現象を起こしてしまうことを抑制できる。
スリット30が、ディスクフランジ14の、ディスク周方向でスポーク部13以外の部分と同位置にあるディスクフランジ14部分に設けられる場合に比べて、スリット30が設けられている場合であっても、ディスク10の強度と剛性の確保が容易である。
ストップホール40が設けられていない場合に比べて、スリット30のスポーク部13側の端部への応力集中を緩和でき、スリット30を起点として、ディスク半径方向にクラックが発生してしまうことを抑制できる。
ディスク10が、平板状の板材から製造される場合であってストップホール40となる円弧状切欠き40aを開けた後に曲げ加工を施して外周側曲面接続部Rとディスクフランジ14を成形する場合であっても、ストップホール40となる円弧状切欠き40aがディスクフランジ14となる部分に設けられている場合と異なり、ストップホール40となる円弧状切欠き40aが成形時につぶれてしまいストップホール40として働かなくなることを抑制できる。
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
14a 逃げ部
15 飾り穴
17 傾斜部
18 突起部
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
30 スリット
30a スリットとなる切欠き
40 ストップホール
40a ストップホールとなる円弧状切欠き
R 外周側曲面接続部
Claims (7)
- リムと、ディスク半径方向外側端部でディスク軸方向に延びる円筒形状のディスクフランジを備えるディスクと、を有し、前記ディスクが前記リムに嵌合されて前記リムと前記ディスクフランジで固定される自動車用ホイールであって、
前記ディスクフランジのディスク周方向の少なくとも一箇所に、ディスク軸方向に延びるとともに前記リムに前記ディスクを勘合したときにディスク周方向両端が接触し合うスリットが設けられている、自動車用ホイール。 - 前記スリットのディスク周方向両端は、該スリットのディスク軸方向全体で接触し合っている、請求項1記載の自動車用ホイール。
- 前記スリットのディスク周方向両端は、該スリットのディスク軸方向の一部のみで接触し合っている、請求項1記載の自動車用ホイール。
- 前記ディスクフランジに、前記スリット側かつディスク半径方向内側に逃げる逃げ部が設けられている、請求項1記載の自動車用ホイール。
- 前記ディスクは、さらに、ハブ取付け部と、前記ハブ取付け部からディスク半径方向外側に放射状に前記ディスクフランジまで延びる複数のスポーク部と、を有しており、
前記スリットは、前記ディスクフランジの、ディスク周方向で前記スポーク部と同位置にあるディスクフランジ部分に設けられている、請求項1記載の自動車用ホイール。 - 前記スリットは、前記ディスクフランジから前記スポーク部にかけて設けられており、前記スリットの前記スポーク部側の端部にはストップホールが設けられている、請求項5記載の自動車用ホイール。
- 前記スポーク部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前記ディスクフランジと接続する曲面接続部となっており、
前記ストップホールは、前記スポーク部の曲面接続部、または、前記スポーク部の前記曲面接続部よりディスク半径方向内側に位置するスポーク部部分に設けられている、請求項6記載の自動車用ホイール。
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