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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugrad, bei dem zwischen Speichenabschnitten ein Fensterabschnitt vorgesehen ist.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Bei Fahrzeugrädern ist eine Technik zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften bekannt, indem ein Luftstrom mittels Vorsprüngen, die an Speichenabschnitten vorgesehen sind, verändert wird. Zum Beispiel beschreibt die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
2018-20640 (
JP 2018-20640 A ) eine Technik, bei der ein Vorsprung vorgesehen ist, der an einem Endabschnitt eines Speichenabschnitts in Radumfangsrichtung in Richtung der Radvorderseite hervorsteht, wobei eine Fahrtwindströmung entlang einer Außenfläche einer Fahrzeugkarosserie durch den Vorsprung verändert wird, um die aerodynamischen Eigenschaften zu verbessern. Die ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
2012-224136 (
JP 2012-224136 A ) beschreibt eine Technik, bei der ein Vorsprung auf der Rückseite eines Speichenabschnitts unter Berücksichtigung der Flexibilität des Raddesigns so vorgesehen ist, dass der Fahrtwind mit Hilfe des Vorsprungs in Richtung der Radseite angezogen wird, wodurch die aerodynamischen Eigenschaften verbessert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat sich auf den Punkt konzentriert, dass die aerodynamischen Eigenschaften, die auf ein Fahrzeug ausgeübt werden, in Abhängigkeit von der Form des Speichenabschnitts verändert werden. Andererseits gab es Bedenken, dass die Flexibilität beim Raddesign in Abhängigkeit von der Form des Speichenabschnitts beeinträchtigt wird. Insbesondere ist bei der Technik der
JP 2018-20640 A die Flexibilität des Designs durch das Vorsehen des Vorsprungs auf der Radvorderseite verschlechtert. Die Erfindung kann die aerodynamischen Eigenschaften, die auf das Fahrzeug ausgeübt werden, verbessern und gleichzeitig die Verschlechterung der Flexibilität des Raddesigns unterdrücken.
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Ein Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeugrad. Das Fahrzeugrad umfasst: einen Nabenabschnitt, der an einem Fahrzeug befestigt ist; einen Felgenabschnitt mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form; und eine Mehrzahl von Speichenabschnitten, die mit dem Felgenabschnitt und dem Nabenabschnitt verbunden sind. Die Mehrzahl der Speichenabschnitte haben einen in Radaxialrichtung durchdringenden Fensterabschnitt, der ein Raum zwischen den benachbarten Speichenabschnitten ist. Eine Schrägfläche bzw. (im Folgenden:) Neigefläche ist auf einer Radrückseite jedes der Speichenabschnitte so vorgesehen, dass sich die Neigefläche von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts zur Radvorderseite neigt. Die Neigefläche ist an einem Abschnitt vorgesehen, der einen Endabschnitt oder beide Endabschnitte in Radumfangsrichtung aufweist.
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Bei der obigen Konfiguration ist die Neigefläche auf der Radrückseite des Speichenabschnitts in einem Abschnitt vorgesehen, der den einen Endabschnitt oder die beiden Endabschnitte in Radumfangsrichtung aufweist. Die Neigefläche neigt sich von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts zur Radvorderseite. Daher können die aerodynamischen Eigenschaften während des Fahrens des Fahrzeugs verbessert werden. Da die Neigefläche auf der Radrückseite des Speichenabschnitts vorgesehen ist, können des Weiteren die aerodynamischen Eigenschaften verbessert werden, während eine Verschlechterung der Flexibilität des Raddesigns unterdrückt wird.
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Bei dem Fahrzeugrad kann der Speichenabschnitt eine Breite in Radumfangsrichtung haben, die größer ist als eine Dicke in Radaxialrichtung. Zumindest ein Teil der Neigefläche kann in einem Bereich enthalten sein, der dem Fensterabschnitt am nächsten ist, wenn der Speichenabschnitt in Radumfangsrichtung in vier gleiche Abschnitte unterteilt ist. Bei dem Fahrzeugrad kann/können der eine Endabschnitt oder die beiden Endabschnitte des Speichenabschnitts in Radumfangsrichtung in einem Bereich auf der Radvorderseite enthalten sein, wenn der Speichenabschnitt in Radaxialrichtung in zwei gleiche Abschnitte unterteilt ist. Bei dem Fahrzeugrad kann die gesamte Neigefläche in einem Bereich auf der Radvorderseite enthalten sein, wenn der Speichenabschnitt in Radaxialrichtung in zwei gleiche Abschnitte unterteilt ist.
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Bei dem Fahrzeugrad kann der Speichenabschnitt einen dicken Abschnitt, der in Radaxialrichtung dick ist, und einen dünnen Abschnitt aufweisen, der dünner als der dicke Abschnitt ist. Die Neigefläche kann in dem dünnen Abschnitt vorgesehen sein, und die Dicke eines Abschnitts des dünnen Abschnitts, der die Neigefläche aufweist, kann konstant sein.
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Bei der obigen Konfiguration ist die Neigefläche auf der Radrückseite des Speichenabschnitts in einem Abschnitt vorgesehen, der den einen Endabschnitt oder die beiden Endabschnitte in Radumfangsrichtung aufweist. Die Neigefläche neigt sich von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts zur Radvorderseite. Daher können die aerodynamischen Eigenschaften während des Fahrens des Fahrzeugs verbessert werden. Da die Neigefläche auf der Radrückseite des Speichenabschnitts vorgesehen ist, können des Weiteren die aerodynamischen Eigenschaften verbessert werden, während eine Verschlechterung der Flexibilität des Raddesigns unterdrückt wird.
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Figurenliste
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Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
- 1 eine Vorderansicht eines Fahrzeugrads ist, die eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt;
- 2 eine Rückansicht des in 1 gezeigten Fahrzeugrads ist;
- 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 1 ist;
- 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 1 ist, die einen Speichenabschnitt gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 5 eine Querschnittsansicht ist, die den Speichenabschnitt gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
- 6 eine Querschnittsansicht ist, die den Speichenabschnitt gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
- 7 eine Querschnittsansicht ist, die den Speichenabschnitt gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
- 8 eine Querschnittsansicht ist, die den Speichenabschnitt gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt; und
- 9 eine Querschnittsansicht ist, die den Speichenabschnitt gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Erste Ausführungsform
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Im Folgenden wird anhand der Zeichnungen eine erste Ausführungsform beschrieben, in der die Erfindung in einem aus einer Aluminiumlegierung hergestellten Fahrzeugrad verkörpert ist, das ein Automobil ausstattet. Wie in 1, 2 und 3 gezeigt, hat ein Fahrzeugrad 10 gemäß der ersten Ausführungsform einen Nabenabschnitt 11, der an einer (nicht gezeigten) Achse eines Automobils befestigt ist, einen zylindrischen Felgenabschnitt 12, auf dem ein Reifen montiert ist, und beispielsweise fünf Speichenabschnitte 13, die mit dem Felgenabschnitt 12 und dem Nabenabschnitt 11 verbunden sind.
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Jeder der Speichenabschnitte 13 umfasst einen dicken Abschnitt 131, der in Radaxialrichtung dick ist (die Richtung ist in 3 durch einen Kettenlinienpfeil angegeben), und dünne Abschnitte 132, die dünner sind als der dicke Abschnitt 131. Der dicke Abschnitt 131 erstreckt sich radial zwischen dem Nabenabschnitt 11 und dem Felgenabschnitt 12. Die dünnen Abschnitte 132 sind so vorgesehen, dass sie von der Vorderseite des dicken Abschnitts 131 in Richtung beider Seiten in Radumfangsrichtung hervorstehen (siehe 1 und 2).
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Ein Fensterabschnitt 14 ist so vorgesehen, dass er das Fahrzeugrad 10 zwischen den beiden in Radumfangsrichtung benachbarten Speichenabschnitten 13 (den dünnen Abschnitten 132) in Radaxialrichtung durchdringt, und ist so definiert, dass er in Radradialrichtung eine langrechteckige Form hat.
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4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 1, die den Speichenabschnitt 13 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Der entlang der Linie IV-IV erhaltene Querschnitt ist ein Querschnitt, der durch Schneiden des sich in Radialrichtung erstreckenden Speichenabschnitts 13 an einer Position, die näher an einem radialen Außenumfang liegt, in Radumfangsrichtung erhalten wird. Wenn dabei der Querschnitt des Speichenabschnitts 13 in einer Radaxialrichtung in zwei gleiche Abschnitte unterteilt ist, ist ein Abschnitt auf der Radvorderseite als ein Bereich (A) und ein Abschnitt auf der Radrückseite als ein Bereich (B) definiert, um den Querschnitt des Speichenabschnitts 13 zu erklären. Wenn der Querschnitt des Speichenabschnitts 13 des Weiteren in Radumfangsrichtung in vier gleiche Abschnitte unterteilt ist, sind die vier gleichen Abschnitte in der Reihenfolge von der Seite des einen Endabschnitts als ein Bereich (1), ein Bereich (2), ein Bereich (3) bzw. ein Bereich (4) definiert. Es gilt zu beachten, dass ein Bereich, in dem sich die jeweiligen Bereiche überschneiden, als ein Bereich (A1) gezeigt ist.
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Der Querschnitt des Speichenabschnitts 13 hat eine größere Breitenabmessung in Radumfangsrichtung als eine Dickenabmessung in Radaxialrichtung. Die dünnen Abschnitte 132, die an jeweiligen Endabschnitten des Speichenabschnitts 13 in Radumfangsrichtung vorgesehen sind, sind im Bereich (A) enthalten, und nur der dicke Abschnitt 131 ist im Bereich (B) enthalten.
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Der dünne Abschnitt 132 steht in den Bereichen (A1, A4) vom dicken Abschnitt 131 schräg in Richtung der Radvorderseite und in Richtung des Fensterabschnitts 14 hervor. Daher ist auf der Radvorderseite im Querschnitt des Speichenabschnitts 13 ein Vertiefungsabschnitt 19 vorgesehen. Des Weiteren ist auf der Radrückseite des dünnen Abschnitts 132 eine Neigefläche 181 vorgesehen. Die Neigefläche 181 neigt sich von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts 14 zur Radvorderseite.
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Das Ergebnis der Untersuchung der aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugrads 10 gemäß der ersten Ausführungsform belegt, dass die Neigefläche 181 zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften beiträgt. Die Neigefläche 181 ist auf der Radrückseite vorgesehen, nicht auf der Radvorderseite, was sich auf das Raddesign auswirkt. Daher können bei dem Fahrzeugrad 10 gemäß der ersten Ausführungsform die aerodynamischen Eigenschaften verbessert werden, während eine Verschlechterung der Flexibilität des Raddesigns unterdrückt wird.
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Andere Ausführungsformen
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Als nächstes werden andere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Die 5 bis 9 sind Querschnittsansichten, die den Speichenabschnitt 13 gemäß den anderen Ausführungsformen zeigen.
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Der Speichenabschnitt 13 gemäß einer zweiten in 5 gezeigten Ausführungsform umfasst dünne Abschnitte 134, die von den jeweiligen Seiten eines dicken Abschnitts 133 in Radumfangsrichtung in Richtung der Fensterabschnitte 14 hervorstehen. Jeder der dünnen Abschnitte 134 hat eine Neigefläche 182, die auf der Radrückseite des dünnen Abschnitts 134 vorgesehen ist und sich von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts 14 zur Radvorderseite neigt. Daher unterscheidet sich ein Querschnitt des Speichenabschnitts 13 gemäß der zweiten Ausführungsform vom Querschnitt des Speichenabschnitts 13 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Vorderseite des Speichenabschnitts 13 flach ist und den Vertiefungsabschnitt 19 nicht aufweist, und dadurch, dass die Dicke des dünnen Abschnitts 134 von der Mitte in Radumfangsrichtung zum Fensterabschnitt 14 hin dünner wird.
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Das Ergebnis der Untersuchung der aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugrads 10 mit dem Querschnitt des Speichenabschnitts 13 gemäß der zweiten Ausführungsform belegt, dass die Neigefläche 182 ähnlich wie bei dem Speichenabschnitt 13 gemäß der ersten Ausführungsform zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften beiträgt. Wie oben beschrieben, können bei dem Fahrzeugrad 10 gemäß der zweiten Ausführungsform die aerodynamischen Eigenschaften durch die auf der Radrückseite vorgesehenen Neigeflächen 181, 182 unabhängig von der Form der Radvorderseite, die das Raddesign beeinflusst, verbessert werden.
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Der Speichenabschnitt 13 gemäß einer dritten in 6 gezeigten Ausführungsform ist auf der Radvorderseite flach. Der Speichenabschnitt 13 umfasst einen dicken Abschnitt 135, der ein Abschnitt auf der Seite des Bereichs (4) und relativ dick ist, und einen dünnen Abschnitt 136, der ein Abschnitt auf der Seite des Bereichs (1) und relativ dünn ist. Der Speichenabschnitt 13 ist in Radumfangsrichtung asymmetrisch. Der dünne Abschnitt 136 umfasst eine Neigefläche 183, die sich in den Bereichen (A1 und A2) von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts 14 zur Radvorderseite neigt. Wie oben beschrieben, können die aerodynamischen Eigenschaften mit der Neigefläche 183 auch dann verbessert werden, wenn der Querschnitt des Speichenabschnitts 13 in Radumfangsrichtung asymmetrisch ist. In diesem Fall ist jedoch zu beachten, dass sich die aerodynamischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs (der Drehrichtung des Fahrzeugrads 10) ändern.
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Der Speichenabschnitt 13 gemäß einer in 7 gezeigten vierten Ausführungsform umfasst dünne Abschnitte 138, die von den jeweiligen Seiten eines dicken Abschnitts 137 in Radumfangsrichtung in Richtung der Fensterabschnitte 14 hervorstehen. Jeder der dünnen Abschnitte 138 hat eine Neigefläche 184, die auf der Radrückseite des dünnen Abschnitts 138 vorgesehen ist und sich von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts 14 zur Radvorderseite neigt. Daher unterscheidet sich der Querschnitt des Speichenabschnitts 13 gemäß der vierten Ausführungsform von dem Querschnitt des Speichenabschnitts 13 gemäß der zweiten Ausführungsform dadurch, dass eine Kante des dünnen Abschnitts 138 relativ dick ist und die Neigeflächen 184 teilweise in den Bereichen (B1, B4) enthalten sind. Das Ergebnis des Vergleichs und der Untersuchung der aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugrads 10 mit den Speichenabschnitten 13 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform und des Fahrzeugrads 10 mit den Speichenabschnitten 13 gemäß der vierten Ausführungsform belegt, dass die Neigeflächen 181, 182 gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform einen größeren Beitrag zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften leisten als die Neigefläche 184 gemäß der vierten Ausführungsform. Auf der Grundlage der obigen Ausführungen wird geschätzt, dass der Fall, in dem die gesamte Neigefläche im Bereich (A) enthalten ist, einen größeren Beitrag zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften leisten kann.
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Der Speichenabschnitt 13 gemäß einer in 8 gezeigten fünften Ausführungsform umfasst dünne Abschnitte 140, die von den jeweiligen Seiten eines dicken Abschnitts 139 in Radumfangsrichtung in Richtung der Fensterabschnitte 14 hervorstehen. Jeder der dünnen Abschnitte 140 hat eine Neigefläche 185, die auf der Radrückseite des dünnen Abschnitts 140 vorgesehen ist und sich von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts 14 zur Radvorderseite neigt. Die Neigefläche 185 ist über die gesamte Radaxialrichtung vorgesehen. Wie oben beschrieben, können die aerodynamischen Eigenschaften dadurch verbessert werden, dass die Neigefläche 185 über die gesamte Radaxialrichtung vorgesehen ist.
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Der Speichenabschnitt 13 gemäß einer in 9 gezeigten sechsten Ausführungsform umfasst dünne Abschnitte 142, die von jeweiligen Seiten eines dicken Abschnitts 141 im Bereich (B) in Richtung der Fensterabschnitte 14 hervorstehen. Jeder der dünnen Abschnitte 142 hat eine Neigefläche 186, die auf der Radrückseite des dünnen Abschnitts 142 vorgesehen ist und sich von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts 14 zur Radvorderseite neigt. Daher ist in dem Querschnitt des Speichenabschnitts 13 gemäß der sechsten Ausführungsform die gesamte Neigefläche 186 im Bereich (B) enthalten, und beide Endabschnitte der Neigefläche 186 sind im Bereich (B) enthalten. Das Ergebnis des Vergleichs und der Untersuchung der aerodynamischen Eigenschaften des Fahrzeugrads 10 mit dem Speichenabschnitt 13 gemäß der sechsten Ausführungsform und des Fahrzeugrads 10 mit den Speichenabschnitten 13 gemäß den anderen Ausführungsformen belegt, dass die Neigefläche 186 gemäß der sechsten Ausführungsform einen geringeren Beitrag leistet als die Neigeflächen 181 bis 185 gemäß den anderen Ausführungsformen. Auf der Grundlage der obigen Ausführungen wird geschätzt, dass der Fall, in dem die Endabschnitte der Neigefläche in der Radumfangsrichtung im Bereich (A) enthalten sind, einen größeren Beitrag zur Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften erreichen kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, und kann, wie unten dargestellt, durch geeignete Änderung der Form und der Konfiguration jedes Abschnitts umgesetzt werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
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In den obigen Ausführungsformen ist die Form des Speichenabschnitts 13 auf der Radvorderseite relativ einfach, z. B. eine ebene Fläche oder weist den Vertiefungsabschnitt 19 auf. Solange der Speichenabschnitt jedoch die erfindungsgemäße Neigefläche aufweist, kann jede beliebige Form als Form des Speichenabschnitts auf der Radvorderseite angenommen werden.
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In den obigen Ausführungsformen hat die Neigefläche eine flache Oberfläche. Die Neigefläche kann jedoch eine gekrümmte Oberfläche oder eine gestufte Oberfläche haben, solange sich die Neigefläche von der Mitte in Radumfangsrichtung in Richtung des Fensterabschnitts zur Radvorderseite neigt.
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In den obigen Ausführungsformen hat der gesamte dicke Abschnitt eine vorgegebene Dicke. Unter dem Gesichtspunkt der Gewichtsreduzierung kann die Radrückseite des dicken Abschnitts jedoch teilweise vertieft sein.
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In den obigen Ausführungsformen wird die Erfindung an einem Fahrzeugrad angewendet, das aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist. In einer anderen Ausführungsform kann die Erfindung jedoch an ein Fahrzeugrad angewandt werden, das aus einem Material wie Magnesium oder Harz gebildet ist.
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Beim Bereitstellen einer Neigefläche auf dem Speichenabschnitt können verschiedene Verarbeitungsverfahren, z.B. das Bilden der Neigefläche auf einem in einem Gussverfahren gegossenen Radmaterial durch maschinelles Bearbeiten, das Bilden der Neigefläche auf dem Speichenabschnitt durch Schweißen oder das Bilden der Neigefläche auf dem Speichenabschnitt unter Verwendung einer Abdeckung des Fahrzeugrads, gewählt werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.
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In den Zeichnungen, die die obigen Ausführungsformen darstellen, ist der dicke Abschnitt des Speichenabschnitts im Querschnitt des Speichenabschnitts parallel zur Radaxialrichtung dargestellt. Bei einem tatsächlichen Fahrzeugrad kann jedoch eine aus Herstellungsgründen, wie z. B. beim Gießen, erforderliche Formschräge (z. B. etwa 5 Grad) vorgesehen sein. In diesem Fall ist der Abschnitt, der der aus Herstellungsgründen erforderlichen Formschräge entspricht, nicht in der erfindungsgemäßen Neigefläche enthalten.
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In den Zeichnungen, die die obige Ausführungsform zeigen, ist die Kante des dünnen Abschnitts des Speichenabschnitts so dargestellt, dass sie einen spitzen Winkel hat. Die Kante kann jedoch auch eine gekrümmte Oberfläche haben. Doch selbst wenn die Kante eine gekrümmte Oberfläche hat, ist eine Oberfläche, die nur einen Abschnitt mit einem (einer) vorbestimmten Radius (Krümmung), z.B. eine einfache abgeschrägte Form, nicht in der erfindungsgemäßen Neigefläche enthalten.
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Des Weiteren können die Anzahl und die Form der Speichenabschnitte und der Fensterabschnitte wie gewünscht verändert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 201820640 [0002]
- JP 2018020640 A [0002, 0003]
- JP 2012224136 [0002]
- JP 2012 A [0002]
