JP6708905B2 - 車両ホイール - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両にタイヤを装着する際に用いられる車両ホイールに関するものである。より詳しくは、本発明は、優れた意匠性が発揮できるような機械加工が施された車両ホイールに関するものである。

従来より、タイヤを用いて走行する車両には、タイヤを装着する為の車両ホイールが用いられている。例えば、自動車の場合であれば、車体の左右両側には車両ホイールを取り付けるためのハブが車体の前後に合わせて４か所設けられている。このハブは、車軸を介してエンジンから伝達される駆動力を用いて回転可能とされており、このハブに対して上述した車両ホイールが取り付けられる。

上述した車両ホイールは、例えばアルミ合金などを用いて円筒状に形成されており、タイヤが取り付けられるリム部と、車両（車体）のハブに取り付けられるセンターボア部と、センターボア部から径外側に向かって放射状に伸びてセンターボア部とリム部とを連結する複数のスポーク部と、を備えたものとなっている。
ところで、近年は、自動車のドレスアップが盛んに行われるようになっており、車両ホイールの意匠性が重要になっている。特に、車両ホイールを構成する部位の中でも、車両に装着した際に車両外側を向く車両ホイールの外表面（天面）は、「意匠面」や「デザイン面」などとも呼ばれ、車両ホイールの見栄えだけでなく、車両ホイールを装着した自動車全体の外観の善し悪しをも決定づける重要な部位となっている。

このような意匠性に関する要望に応えるべく、従来の車両ホイールから、車両外側を向く外表面（ディスク部の表面）に様々な機械加工が施されている。このような機械加工により外表面の性状を変化させ、良好な意匠性を備えた車両ホイールを得ることができる。
例えば、特許文献１には、車両ホイールの外表面だけでなく、リム部の内外周面、ディスク部の裏面、ハブ孔内周面などの鋳肌表面に対して旋盤による機械加工を行って、平滑で光沢のある機械加工面を備えた車両用ホイールを製造する技術が開示されている。

特開２００７−３００６９号公報

しかしながら、車両ホイールの意匠性をより高めるためには、さまざまな加工方法を採用し、多様な加工形態を外表面に付与するのが好ましい。この点に関し、特許文献１は、スポーク部の表面を平面的に切削する旋盤加工を１種類だけ採用するに過ぎず、単調で変化に乏しい機械加工面しか備えていない。すなわち、特許文献１の技術を用いたとしても、意匠性の高い車両ホイールを製作できるか甚だ疑問である。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、反射光をさまざまな方向に散乱させることで、優れた意匠性を発揮可能な機械加工が複数付与された車両ホイールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の車両ホイールは以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明の車両ホイールは、タイヤが取り付けられるリム部と、車両のハブに取り付けられるセンターボア部と、前記センターボア部から径外側に向かって放射状に伸びて当該センターボア部とリム部とを連結する複数のスポーク部と、を備えていて、前記リム部、センターボア部、スポーク部の少なくともいずれかの外表面には、機械加工面が形成されている車両ホイールにおいて、前記機械加工面は、前記スポーク部の車両外側を向く外表面に形成された第１加工面と、互いに隣り合う前記第１加工面同士を径内側または径外側で周方向に結ぶと共に曲面状に形成された第２加工面と、を有していることを特徴とする。

好ましくは、前記第１加工面は、前記スポーク部の外表面に平面状に形成されていて、前記第２加工面は、互いに周方向に隣り合うスポーク部のうち、一方のスポーク部に形成される第１加工面から他方のスポーク部に形成される第１加工面に近づくにつれて、法線の向かう方向が連続的に変化するように曲面状に形成されているとよい。
好ましくは、前記第２加工面は、前記一方のスポーク部に形成される第１加工面の径内側の端部から、前記センターボア部の外縁に沿うように伸びて、前記他方のスポーク部に形成される第１加工面の径内側の端部に至る構成とされているとよい。

好ましくは、前記第２加工面は、前記一方のスポーク部に形成される第１加工面の径外側の端部から、前記リム部の外縁に沿うように伸びて、前記他方のスポーク部に形成される第１加工面の径外側の端部に至る構成とされているとよい。
また、本発明に係る車両ホイールの最も好ましい形態は、タイヤが取り付けられるリム部と、車両のハブに取り付けられるセンターボア部と、前記センターボア部から径外側に向かって放射状に伸びて当該センターボア部とリム部とを連結する複数のスポーク部と、を備えていて、前記リム部、センターボア部、スポーク部の少なくともいずれかの外表面には、機械加工面が形成されている車両ホイールにおいて、前記機械加工面は、前記スポーク部の車両外側を向く外表面に形成された第１加工面と、互いに隣り合う前記第１加工面同士を少なくとも径内側で周方向に結ぶと共に曲面状に形成された第２加工面と、を有していて、前記第２加工面は、前記一方のスポーク部に形成される第１加工面の径内側の端部から、前記センターボア部の外縁に沿うように伸びて、前記他方のスポーク部に形成される第１加工面の径内側の端部に至ると共に、隣り合うスポーク部に囲まれた内側に向かって下がるように傾いた曲面形状に形成されていることを特徴とする。
さらに、本発明に係る車両ホイールの最も好ましい形態は、タイヤが取り付けられるリム部と、車両のハブに取り付けられるセンターボア部と、前記センターボア部から径外側に向かって放射状に伸びて当該センターボア部とリム部とを連結する複数のスポーク部と、を備えていて、前記リム部、センターボア部、スポーク部の少なくともいずれかの外表面には、機械加工面が形成されている車両ホイールにおいて、前記機械加工面は、前記スポーク部の車両外側を向く外表面に形成された第１加工面と、互いに隣り合う前記第１加工面同士を少なくとも径内側で周方向に結ぶと共に曲面状に形成された第２加工面と、を有していて、前記第２加工面は、前記一方のスポーク部に形成される第１加工面の径外側の端部から、前記リム部の外縁に沿うように伸びて、前記他方のスポーク部に形成される第１加工面の径外側の端部に至ると共に、隣り合うスポーク部に囲まれた内側に向かって下がるように傾いた曲面形状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、優れた意匠性を発揮可能な機械加工が外表面に付与された車両ホイールを提供することが可能となる。

本実施形態の車両ホイールの斜視図である。 本実施形態の車両ホイールの正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は図２のＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は図２のＣ−Ｃ断面図である。

以下、本発明の車両ホイール１の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１は、本実施形態の車両ホイール１を模式的に示したものである。
図１に示すように、本発明の車両ホイール１は、自動車などの車両に対して取り付け可能とされていて、タイヤを嵌め込んで装着するために用いられる部材である。具体的には、本実施形態の車両ホイール１は、自動車の車体の側部に設けられるハブに、装着可能とされている。また、車両ホイール１は、使用するタイヤを装着可能な外径を備えた略円筒形状の部材とされていて、外周側にタイヤを外嵌状態で装着可能となっている。

さらに、本実施形態の車両ホイール１は、アルミやマグネシウムなどの軽合金（またはスチール）などで形成されており、鋳造や鍛造などの加工法により上述した略円筒形に成型されている。
具体的には、本実施形態の車両ホイール１は、タイヤが取り付けられるリム部２と、車両のハブに取り付けられるセンターボア部３と、センターボア部３から径外側に向かって放射状に伸びて当該センターボア部３とリム部２とを連結する複数のスポーク部４と、を備えている。

以降では、まず車両ホイール１の全体的な構成について説明する。
なお、以降の説明において、図１に矢印で示した方向を車両ホイール１での幅方向と呼ぶ。また、図２、図３に示すように車両ホイール１の中央に設けられたセンターボア部３を基準として、センターボア部３に近接したり離間したりする方向を径方向と呼ぶ。さらに、センターボア部３を基準として、センターボア部３の周りを周回する方向を周方向と呼ぶ。

リム部２は、上述した金属などを用いて、短幅尺な円筒形に形成された部分であり、車両ホイール１の外周側に配備されている。このリム部２は、装着しようとするタイヤの内径に対応した外径を備えており、またその幅はタイヤの横幅に対応したものとなっている。そして、リム部２の幅方向の両側には、径外側に向かって突出したフランジ部２ａが形成されていて、装着されたタイヤがリム部２から脱離することを抑制している。

センターボア部３は、車両のハブに車両ホイール１を固定するための部分であり、上述したリム部２の内周側、言い換えれば、車両ホイール１の中央側に設けられている。具体的には、センターボア部３には、上述したハブに設けられるホイール固定用のボルトを挿通する為のボルト孔５が設けられている。このボルト孔５は、周方向に等間隔に複数（本実施形態の場合は５穴）形成されている。なお、本実施形態のセンターボア部３は、５本のボルトに対応して車両外側から見た場合に放射状略五角形に形成されているが、ボルトの本数が変化すればセンターボア部３の形状も他の多角形に変化する。さらに、上述したセンターボア部３は、センターボア部３の中心と車両のハブの中心とが一致するように取り付けられ、センターボア部３の中心を通る回転軸心回りに車両ホイール１が回転する構成となっている。

スポーク部４は、センターボア部３の外周から径外側に向かって放射状に伸びる長尺な部材であり、センターボア部３とリム部２とを連結している。なお、本実施形態の車両ホイール１は、上述したセンターボア部３の略五角形の頂点に相当する部分から、径外側に向かって二股状に分岐しつつ伸びる１０本のスポーク部４を備えている。つまり、本実施形態の車両ホイール１は、２本のスポーク部４を１組とした場合、全部で５組、１０本のスポーク部４を備えたものとなっている。

なお、各組を構成する２本のスポーク部４は、上述した回転軸心からセンターボア部３の略五角形の頂点を通って伸びる線分に対して線対象とされており、車両外側から見た場合に２本のスポーク部４がちょうどＶ字状あるいはＵ字状に交わるように配備されている。
図２に示すように、本実施形態の車両ホイール１は、上述したスポーク部４のそれぞれに、鋳肌の表面（あるいは鍛造上がりの表面）に対して機械加工を行って表面が平滑化された機械加工面６が形成されている。この機械加工面６は、車両ホイール１を車両のハブに取り付けた際に、車両外側（車両とは反対側）を向くスポーク部４の外表面に形成されており、平滑化された表面で金属光沢を目立たせることで、車両ホイール１に優れた意匠性を付与可能とされている。

具体的には、本実施形態の車両ホイール１に形成される機械加工面６には、スポーク部４の車両外側を向く外表面に形成された第１加工面７と、互いに隣り合う第１加工面７同士を径内側または径外側で周方向に結ぶ曲面状の第２加工面８と、がある。そして、本発明の車両ホイール１は、第１加工面７に加えて、第１加工面７より意匠性が高い第２加工面８を有することを特徴とするものである。

以降では、本実施形態の車両ホイール１の機械加工面６に設けられる第１加工面７及び第２加工面８について説明する。
第１加工面７は、車両外側を向くスポーク部４の外表面に形成された機械加工面６のうち、２次元的な加工、つまり平面状の加工が施された部分である。本実施形態の場合、第１加工面７は機械加工面６の中でも径外側に形成されている。より詳しくは、第１加工面７は、スポーク部４の径外側の端部から、径方向の中途側までの範囲に形成されている。

この第１加工面７は、後述する第２加工面８が曲面状とされているのに比して、車両外側に面を向けた平面状（２次元面状）に形成されており、フライス盤、旋盤を用いた加工（以降では、ＤＣ加工と呼ぶ）により形成されている。つまり、第１加工面７は、機械加工の中でも、旋盤やフライスのような加工速度が大きく製造コストもかからないようなＤＣ加工で加工されたものとなっている。

例えば、本実施形態の場合であれば、この第１加工面７は、互いに径方向に対する傾きが異なる径内面と径外面との２つの加工面を組み合わせたものとなっている。これら２つの加工面のうち、径内側の加工面は、車両ホイール１の回転軸を基準とした場合に、径内側に向かって法線をやや傾斜させるように傾いた平面とされている。また、径外側の加工面は、同じように回転軸を基準とした場合に、径外側に向かって法線をやや傾斜させるように傾いた平面とされている。つまり、本実施形態の第１加工面７は、径内側と径外側とで傾斜方向が若干異なるような平面を備えた構成となっている。

上述した第１加工面７に対して、第２加工面８は、互いに周方向に隣り合うスポーク部４（上述した各組を構成する２本のスポーク部４）に対して、一方のスポーク部４の第１加工面７と、もう一方のスポーク部４の第１加工面７とを、径内側または径外側において周方向に結ぶように形成されている。そして、この第２加工面８は、第１加工面７に比べて反射光の散乱性が高くなるように曲面状、つまり３次元的な加工面を備えたものとされている。

具体的には、本実施形態の第２加工面８は、上述した１組のスポーク部４のうち、一方のスポーク部４に形成される第１加工面７の径内側の端部からさらに径内側に向かって伸び、その後センターボア部３の外縁に沿うように周方向に進んで、最後に径外側に向かって伸びて他方のスポーク部４に形成される第１加工面７の径内側の端部に至るように形成されている。言い換えれば、車両外側から車両ホイール１を見た場合に、第２加工面８は、径内側に向かって円弧を描くように形成されたものとなっており、第１加工面７の径内側の端部同士を連続して連結するものとなっている。

また、第２加工面８は、一方のスポーク部４に形成される第１加工面７の径内側から、もう一方のスポーク部４に形成される第１加工面７の径内側に向かうに連れて、面上の各点で傾きが漸次変化するような曲面状に形成されている。例えば、図２のＢ−Ｂ線及びＣ―Ｃ線で切断したスポーク部４の断面形状を図４（ａ）、図４（ｂ）に示す。
図４（ａ）に示される第１加工面７は、回転軸と直交するような平面状に形成されている。このような第１加工面７に対し、図４（ｂ）に示される第２加工面８は、第１加工面７に対して４５°の角度で傾斜しており、第１加工面７と異なる方向に光を反射可能であることがわかる。

なお、図２のＣ―Ｃ線の箇所で切断した場合であれば、第２加工面８の傾斜方向は、ちょうどスポーク部４を横切る方向（周方向）に沿ったものとなる。しかし、上述したように第２加工面８は、径内側に向かって円弧を描くように湾曲し、センターボア部３の外縁に沿うように曲がっている。そのため、車両ホイール１の回転軸心に最も近づいた箇所で第２加工面８を切断した場合には、第２加工面８の傾斜方向は、ちょうど径方向に沿ったものとなる。つまり、第２加工面８の傾斜方向は、面上の各位置で傾斜方向が変化する構成となっており、光をさまざまな方向に反射可能となっている。

言い換えれば、上述した第２加工面８は、自動車の高速テストコースの周回部分に設けられるバンクのように、２つのスポーク部４に囲まれた内側に向かって下がるように傾いた「すり鉢形状」を有するものとされている。このような曲面状に第２加工面８を形成すれば、上述した１組のスポーク部４のうち、一方のスポーク部４に形成される第１加工面７から他方のスポーク部４に形成される第１加工面７に近づくにつれて、面上のある点の法線が連続的に変化し、反射光をさまざまな方向に向かって散乱することが可能となる為、ＤＣ加工された第１加工面７よりも意匠性に優れた機械加工面６を形成することが可能となる。

上述した第２加工面８は、第１加工面７のような２次元的な平面ではなく、３次元的な曲であるため、切削工具の工具回転軸の傾斜方向を変更可能な切削方法、例えばマシニングセンタによる加工（以降、ＭＣ加工という場合がある）を用いることで形成することができる。
次に、第１加工面７及び第２加工面８を実際に加工する加工方法について説明する。

例えば、ＤＣ加工として、旋盤を用いて第１加工面７を加工する場合には、鍛造や鋳造上がりの車両ホイール１を装置に取り付け、センターボア部３の中央を貫通する回転軸芯回りに車両ホイール１を回転させる。そして、回転する車両ホイール１の外表面の外方から切削工具を近接・接触させる。そうすると、切削工具によりスポーク部４の外表面が２次元的に切削され、車両外側に法線を向けた平面状の第１加工面７を形成することができる。

一方、第２加工面８を加工する場合には、ＭＣ加工を行い、各組を構成する２本のスポーク部４のうち、一方のスポーク部４の第１加工面７の径内側端部を始点として加工を行う。そして、最初は、スポーク部４が形成される方向（径方向）に沿って径内側に向かって工具を移動させつつ切削を行う。そして、センターボア部３の外縁に達した後は、センターボア部３の外縁に沿うように加工工具を周方向に移動させる。２本のスポーク部４のうち、もう一方のスポーク部４の径内側端部に到達したら、径外側に向かって工具を進め、もう一方のスポーク部４の径内側の端部まで切削加工を行う。このようにすれば、車両外側から見た場合に、径内側に向かって膨らむ円弧状の曲面を備えた第２加工面８を形成することが可能となり、第２加工面８の反射光をさまざまな方向に向かって散乱して機械加工面６の意匠性をさらに高めることが可能となる。

このように、本発明の車両ホイール１は、上述したＤＣ加工による第１加工面７と、ＭＣ加工による第２加工面８とを組み合わせたものとなっている。このように２つの加工方法を用いる理由は、ＤＣ加工に比べて加工速度が遅く、製造コストも高いＭＣ加工を行う範囲を必要最小限に留めることで、製造コストの低減と、加工形態が異なる複数の加工方法の選択とを両立させ、更には意匠性を高めるためである。

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
例えば、上述した実施形態では、互いに周方向に隣接したスポーク部４の第１加工面７の径内側同士を円弧状に結ぶような第２加工面８を形成した。しかし、本発明の車両ホイール１の第２加工面８は、互いに周方向に隣接したスポーク部４の第１加工面７の径外側同士を結ぶものであっても良い。この場合は、第２加工面８はリム部２の外縁に沿うように湾曲したものとなり、径外側に向かって円弧を描くように湾曲したものとなる。このような径外側に向かって湾曲した第２加工面８であっても、反射光をさまざまな方向に向かって散乱することができ、機械加工面６の意匠性を第１加工面７よりもさらに高めることが可能となる。

以上、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。

１ 車両ホイール
２ リム部
２ａ フランジ部
３ センターボア部
４ スポーク部
５ ボルト孔
６ 機械加工面
７ 第１加工面
８ 第２加工面

Claims (3)

1. タイヤが取り付けられるリム部と、車両のハブに取り付けられるセンターボア部と、前記センターボア部から径外側に向かって放射状に伸びて当該センターボア部とリム部とを連結する複数のスポーク部と、を備えていて、前記リム部、センターボア部、スポーク部の少なくともいずれかの外表面には、機械加工面が形成されている車両ホイールにおいて、
   前記機械加工面は、前記スポーク部の車両外側を向く外表面に形成された第１加工面と、互いに隣り合う前記第１加工面同士を少なくとも径内側で周方向に結ぶと共に曲面状に形成された第２加工面と、
   を有していて、
   前記第２加工面は、
   前記一方のスポーク部に形成される第１加工面の径内側の端部から、前記センターボア部の外縁に沿うように伸びて、前記他方のスポーク部に形成される第１加工面の径内側の端部に至ると共に、隣り合うスポーク部に囲まれた内側に向かって下がるように傾いた曲面形状に形成されている
   ことを特徴とする車両ホイール。
2. タイヤが取り付けられるリム部と、車両のハブに取り付けられるセンターボア部と、前記センターボア部から径外側に向かって放射状に伸びて当該センターボア部とリム部とを連結する複数のスポーク部と、を備えていて、前記リム部、センターボア部、スポーク部の少なくともいずれかの外表面には、機械加工面が形成されている車両ホイールにおいて、
   前記機械加工面は、前記スポーク部の車両外側を向く外表面に形成された第１加工面と、互いに隣り合う前記第１加工面同士を少なくとも径内側で周方向に結ぶと共に曲面状に形成された第２加工面と、
   を有していて、
   前記第２加工面は、
   前記一方のスポーク部に形成される第１加工面の径外側の端部から、前記リム部の外縁に沿うように伸びて、前記他方のスポーク部に形成される第１加工面の径外側の端部に至ると共に、隣り合うスポーク部に囲まれた内側に向かって下がるように傾いた曲面形状に
   形成されている
   ことを特徴とする車両ホイール。
3. 前記第１加工面は、前記スポーク部の外表面に平面状に形成されていて、
   前記第２加工面は、互いに周方向に隣り合うスポーク部のうち、一方のスポーク部に形成される第１加工面から他方のスポーク部に形成される第１加工面に近づくにつれて、法線の向かう方向が連続的に変化するように曲面状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両ホイール。