JP2000515089A - 車両車輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 リム１０とこのリム１０に接合したディスク２２とを持つ車両車輪を提供する。リム１０は、ディスク２２の外周辺に形成した組合う部分２９、２８を受けるように円すい台形面２７及び円筒形面２６を備えたみぞ２５を持つ。この組合せを溶接部３３で溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 車両車輪 技術分野 本発明は、自動車用車輪、ことにリムに溶接したディスク又はマウンテイング ・リング（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｒｉｎｇ）によりそれぞれ形成したディスク車輪 又は取りはずしできるリム・アセンブリに関する。 背景技術 以下車輪リムへのディスクの取付けに関しては、その説明が又車輪リムへのマ ウンテイング・リングの取付けにも適用できるのはもちろんである。取りはずし できるリムでは、マウンテイング・リングはよく知られているようにハブに解放 できるように固定する。 車輪の製造業者は、車輪のディスクを車輪のリムに種種の場所で取付けるよう に従来から選定している。若干の例ではディスクの外側スカート・フランジはリ ムのドロップ・センタ・ウエル（ｄｒｏｐ ｃｅｎｔｅｒ ｗｅｌｌ）でリムに 溶接してある。他の例ではディスクのスカート・フランジはリムのたな部分でこ のリムに溶接する。さらに別の例ではディスクのスカート・フランジは、リムの ビードシートの傾斜した下面に、又はリムのビードシートの下側の積み重ねて厚 くした区域の扁平な下面に溶接してある。これ等の各構造では種種の妥協が行わ れている。 ディスクの外側スカート・フランジをウエル部分でリムに溶接するときは、ブ レーキ・アセンブリのような各車両部品に対するリム内部空間が最小になる。こ のことは、車輪直径が適当でブレーキアセンブリのような内部リム部品があまり 大きくない場合には問題にならない。しかしトラック、トレーラ、バス等の車輪 の現行の構造は、縮小した車輪直径と比較的大きいブレーキ・アセンブリを持つ が、しかしなおブレーキ・アセンブリからの熱がリムを経て過度に散逸してブレ ーキ及びタイヤの性能及び寿命に悪影響を及ぼすことがないようにするのにリム 及びブレーキ・アセンブリの間に十分な内部すきまを必要とする。すなわちリム 内の内部空間を最小にしてウエル部分でリムにディスク外側スカート・フランジ を取付けることはあまり望ましくない構造になる。さらに車輪の全輪郭（ｆｕｌ ｌ ｃｏｎｔｏｕｒ）外観が得られなくて、すなわち車輪を外側から観察すると ディスク外側スカート・フランジをリムに溶接する位置で識別できる継目が示さ れ、車輪の美的外観が低下するようになる。「全輪郭」とは、車輪工業において 車両の前部車輪位置に係わる用語である。 ディスクの外側スカート・フランジをリムの膨張たな部分に取付ける場合に、 設計上の障害が残る。膨満たな部分は若干のリムに設けられる。これ等のリムで は、軸線方向に互いに間隔を隔て外方に傾斜した第１及び第２のビードシートを 、ウエル部分と第１ビードシート及びウエル部分間に延びる大体円筒形のたな部 分とによって互いに隔離してある。ディスクの外側スカート・フランジをたな部 分に溶接する場合に、「全輪郭」車輪外観は得られなくて、ブレーキ・アセンブ リがリムに過度には伝わらないように適正な熱散逸を生ずるためにリム内の内部 空間が比較的小さい。 従ってディスクの外側スカート・フランジのビードシートの下面への取付け方 式によって多くの車輪構造がある。この場合ビードシートの上部タイヤ接触面は 外方に傾斜している。ビードシートの下面も又円すい台形に外方に傾斜する場合 には、ディスク外側スカート・フランジの外面も組合う円すい台形に構成され、 ディスク外側スカートフランジ・リムへの組付け及び溶接時にこれ等の２つの円 すい台形が相互に接触するようにする。この構造では「全輪郭」外観の車輪が得 られ、ブレーキ・アセンブリが熱を適正に散逸するのに適当な空間がリム内に得 られる。しかし別の重要な問題が生ずる。 ２つの円すい台形取付面が車輪軸線に対して傾斜しているから、又２つの円すい 台形面の許容角度変化によって、溶接に先だって組立て時にディスク外側スカー ト・フランジ及びリムを軸線方向に位置決めすることはむずかしい。組立て作業 でディスク・フランジ及びリムを最終溶接位置に移動させるのに先だって、予備 仮付け溶接作業がディスク・フランジ及びリムの正確な位置決めに必要である。 このようにして付加的な組立て作業及び付加的組立て費用が生ずる。さらにそし て重要なことには、ディスク外側スカート・フランジ及びリムは、円すい台形取 付面によって、溶接に先だって相互にプレスばめすることができなくて、たとえ ばリムウエル部分又はたな部分の円筒面をディスク・スカート・フランジに取付 ける場合に認められるより潜在的に一層確実でない取付け状態が生ずる。 なお別の車輪構造では、ディスクの外側スカート・フランジは外方に傾斜した 上部タイヤ接触面を持つビードシートの下面に取付けてあり、このビードシート の下面は付加的なリム材料から半径方向内方に構成され、ビードシートの下側の 材料全下面が円筒形になるようにしてある。このようにして「全輪郭」外観の車 輪が得られる。しかしこの構造では生産速度に著しい悪影響を及ぼす付加的作業 を加えないでリムを帯鋼から作ることができなくて、形鋼から作ると極めて高価 になり、ビードシートの下側の材料の構成によって極めて重くなる。 前記の従来の構造の例にはたとえば次のように米国特許第５，２１９，４４１ 号及び同第４，５０４，０９５号の各明細書と、フアイアストーン・ステイール ・プロダクツ・カムパニ（Ｆｉｒｅｓｔｏｎｅ Ｓｔｅｅｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）の１９７４年刊行カタログＭ−２２０−４４Ａ（車輪及びリ ム）第７頁とドイツ国公開特許（Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎｇｓｓｃｈｒｉｆｔ）第 １９１８０２２号明細書とがある。 発明の開示 本発明は前記した従来の場合の欠点を除くことにある。内部リム区分〔ウエル （ｗｅｌｌ）とおそらくはたな部分（ｌｅｄｇｅ）とを持つ〕と、この内部リム 区分から互いに反対の方向に延びリム・フランジ区分に終る第１及び第２のビー ドシート区分とを持つ圧延帯鋼リム輪郭（ｒｏｌｌｅｄ ｓｔｒｉｐ ｓｔｅｅ ｌ ｒｉｍｃｏｎｔｏｕｒ）を備えた本発明による車両車輪について述べる。本 車輪はリムの第１ビードシート区分の区域でリムにディスクを取付けてある。第 １ビードシート区分は半径方向外側及び半径方向内側の面を持つ。これ等の面は 共に車輪軸線から外方に傾斜している。第１ビードシート区分の傾斜した半径方 向内側の面はこの面にロールフォーミング作用により円周方向みぞを形成してあ る。このみぞは内向きの円筒形の第１の面を持つように形成してある。ディスク はその外周のまわりにスカート・フランジを持つ。このスカート・フランジは外 向きの円筒形の第１面を持つ。このみぞの円筒形第１面及びスカート円筒形第１ 面は、ディスク・フランジへのリムの組付け時に相互に係合してリム及びディス クの極めて正確な軸線方向位置決めができる。又これ等の各円筒形面は互いにプ レスばめして初期の固着を行う。次いで最終取付けのための溶接を行うが、溶接 部が車輪負荷を支えるのに役立つプレスばめにより過度の溶接は必要でない。若 干の例では一層軽いゲージの材料を使ってもよい。互いに組合う円筒形面とプレ スばめの取付けとリム及びディスク・フランジのこのようにして得られる極めて 正確な軸線方向位置決めとによって、半径方向及び横方向の振れが最小になり有 利である。 本発明のなお別の態様では前記した内側のビードシートみぞは又、外向きの傾 斜したスカート・フランジ第２面に組合うことのできる内向きの傾斜した第２面 を持つ。又外向きの傾斜したスカート・フランジ第３面は、みぞに隣接する第１ ビードシート区分の半径方向内側面に組合うように設けることができる。従って リム及びディスク取付け部の設計強度は変えることができる。 「全輪郭」車輪外観は本発明により得られ、ブレーキアセンブリ及びその他の 部品に対し適当なリム内部空間が設けられる。本発明により又最少の費用で有効 な製造組立て作業ができる。 本発明のその他の特長及び利点は添付図面による以下の説明から明らかである 。 図面の簡単な説明 第１図は従来のディスク車輪の１例の部分軸断面図である。 第２図は従来のディスク車輪の第２の例の部分軸断面図である。 第３図は従来のディスク車輪の第３の例と従来のディスク取付け部を破線で示 す１変型との部分軸断面図である。 第４図は本発明によるディスク車輪の１実施例の軸断面図である。 第５図は第４図の車輪のディスク・フランジのリムへの取付け区域を拡大して 示す部分軸断面図である。 第６図は第５図に示したリム部分の軸断面図である。 第７図は第５図に示したディスク外側スカート・フランジの部分の軸断面図で ある。 第８Ａ図は本発明の車輪の要部の第１の変型の軸断面図である。 第８Ｂ図は本車輪の要部の第２の変型の軸断面図である。 第８Ｃ図は本車輪の要部の第３の変型の軸断面図である。 第９Ａ図は本車輪の要部の第４の変型の軸断面図である。 第９Ｂ図は本車輪の要部の第５の変型の軸断面図である。 第９Ｃ図は本車輪の要部の第６の変型の軸断面図である。 第９Ｄ図は本車輪の要部の第７の変型の軸断面図である。 第１０図は本発明車輪のみぞを形成する方法に使う各ローラの部分軸断面図で ある。 実施例 第１図に示すように図示の従来の車輪リム輪郭は、軸線方向に互いに間隔を置 いて外方に傾斜した第１及び第２のビードシート区分（ｂｅａｄｓｅａｔ ｓｅ ｃｔｉｏｎ）１０、１１をウエル（ｗｅ ｌｌ）１２及びたな部分（ｌｅｄｇｅ）１３から成る内部リム区分により互いに 隔離してある。各ビードシート区分１０、１１はそれぞれリムフランジ区分（ｆ ｌａｎｇｅ ｓｅｃｔｉｏｎ）１４、１５に終る。ディスク１６は、その外側ス カート・フランジ１７をウエル部分１２の円筒形下面に溶接部１８で溶接して示 してある。前記したようにこの構造では、「全輪郭」車輪外観を生じないで、ブ レーキ・アセンブリを含む部品に対し不適当な内部リム空間を残す。 対応する部品に対応する参照数字を付した第２図の従来の構造では、ディスク 外側スカート・フランジ１７は溶接部１８で円筒形たな部分１３の円筒形下面１ ３ａに溶接してある。この場合「全輪郭」車輪外観が得られなくて、ブレーキア センブリ等に対し一層小さい内部リム空間が残る。 第３図の左方に示した実線の取付け構造を持つ第３図の従来の構造では、ビー ドシート区分１１は半径方向外側面１１ａ及び半径方向内側面１１ｂを持つ。従 って内側面１１ｂは形状が車輪軸線に対し円すい台形である。ディスク外側スカ ート・フランジ１７は、形状が車輪軸線に対し同様に円すい台形の半径方向外側 面１７ｂを持つ。各円すい台形面１１ｂ、１７ｂは互いに組合うように示してあ る。スカート・フランジ１７は溶接部１８でビードシート区分１１に溶接してあ る。ディスク・フランジの半径方向内側面１７ａは、スピニング（ｓｐｉｎｎｉ ｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）処理で使用した心棒からのスピニング加工したディスク の取りはずしを容易にするように、図示のように交互に車輪軸線に対し円筒形で もよいし、又はフランジの自由端部に向かい外方にわずかに傾斜させてもよい。 第３図の左方に示した実線の取付け構造では「全輪郭」車輪外観が得られブレー キアセンブリに対し適当な内部リム空間が得られる。しかし前記したように、円 すい台形形状とこれ等の円すい台形形状の許容角度変化とによって、ディスク・ フランジ及びリム・ビードシートを溶接に先だって正確に軸線方向の位置決めを することはむ ずかしい。ディスク・フランジ及びリムの予備的仮付け溶接は、ディスク・フラ ンジ及びリムを最終溶接位置に移行させるのに先だって適正な軸線方向位置決め をするのに必要であり、この場合余分の製造作業を行わなければならなくてさら に費用が高くなる。又ビードシート区分１１及びディスク・フランジ１７は溶接 に先だって互いにプレスばめすることができなくて取付けがあまり確実でなくな り溶接部で荷重を支えるのに溶接作用を増す必要がある。この場合過度の振れを 伴う。 第３図の右方に破線で示した別の従来の取付け構造では、ビードシート区分１ ０はその下面側で付加的材料１９を持つ形鋼から構成して、ディスク外側スカー ト・フランジ１７を溶接する円筒形の半径方向内側面１９ａを形成する。「全輪 郭」車輪外観が得られるが、リム輪郭は、よく知られた材料である帯鋼から、組 立てに先だって現用のリム輪郭を形成するよく知られた材料及び作業では帯鋼に より経済的に有効に作ることはできない。リムは又、形鋼から作ると費用が極め て高くなりなおブレーキ・アセンブリ等に対し不適当なリム内部空間を残す。 本発明の好適な実施例を第４図ないし第７図について述べる。対応する車輪部 品は対応する参照数字を付してある。車輪２０は中心軸線２１を持つ。ディスク ２２はこのディスクの外周のまわりに延びる外側スカート・フランジ２３を持つ 。スカート・フランジ２３は第１のビードシート区分（ｂｅａｄｓｅａｔ ｓｅ ｃｔｉｏｎ）１０でリム２４に取付けてある。第１のビードシート区分１０は、 車輪の中心軸線に対し１５°の角度をなして延びる半径方向外側面１０ａと、車 輪の中心軸線に対し１５°の角度をなして延びる半径方向内側面１０ｂとを持つ 。しかし面１０ｂ内には後述のようにして上方に延びるみぞ２５を形成してある 。みぞ２５は車輪の中心軸線２１のまわりに円周方向に延びる。みぞ２５は、車 輪の中心軸線２１に対して内向きの第１の円筒形面２６と隣接する第２の円すい 台形面２７とから成る。第２の円すい台形面２７は車輪の中心軸線と３０°の角 度をなす。外側スカート・フランジ２３は、車輪の中心軸線に対し外向きの第１ の円筒形面２８と、車輪組立て時にみぞの第２の円すい台形面２７と同じ円すい 台角度を持つ隣接する第２の円すい台形面２９とを持つ。外側スカート・フラン ジの円筒形面２８は又この円筒形面に隣接してディスク２２の湾曲面３０を持つ 。ディスク外側スカート・フランジ２３は又半径方向内側面３１を持つ。内側面 ３１は、ディスク２２をスピニング加工してある場合にこのスピニング加工装置 の心棒からのこのディスクの取りはずしが容易になるようにリム内部区分（ウエ ル１２及びたな部分１３）に向かう方向に外方にわずかに傾斜させてある。 第５図は、第６図のリムと第７図のディスク外側スカート・フランジとの位置 決めの詳細を示す。スカート・フランジ円筒形面２８はみぞ円筒形面２６と組合 い、又スカート・フランジ円すい台形面２９はみぞの円すい台形面２７と組合う 。各形状によって、リム及びディスク外側スカート・フランジは相対的に軸線方 向に極めて正確に位置決めすることができ、又互いに組合う各円筒形面２６、２ ８はプレスばめ作業によりリム及びディスク外側スカート・フランジを初めに固 定することができる。次いでたとえば第５図の位置３２、３３で破線により示す ように恒久的溶接部を設ける。或はリムを経て互いに組合う各面に直接レーザ溶 接を行う。各円筒形面を互いにプレスばめできるから、固定及び荷重支持ができ るようにするのに過度の溶接を必要としない。そしてディスク及びリムのプレス ばめ関係は車輪荷重の一部を支えるのに極めて役立つ。 第４図ないし第７図についての前記の説明と第５図の破線の位置３３の溶接輪 郭とから明らかなように、「全輪郭」外観の車輪が得られ又ブレーキ・アセンブ リ等に対し適当な内部リム空間が設けられる。各円筒形面を互いにプレスばめで きるのでリム及びディスクの極めて正確な位置決めと共に極めて強い固定とが得 られる。又振 れが極めてわずかであり車輪構造上主要な利点となる。この車輪の製法は簡単で 経済的である。 前記したようにディスク２２はスピニング加工すればよい。リム２４は帯鋼の 圧延（ｒｏｌｌｉｎｇ）により成形される。第１０図は後の圧延パス（ｒｏｌｌ ｉｎｇ ｐａｓｓ）の１つを示す。この工程ではローラ３４、３５は第１のビー ドシート区分１０で作動する状態で示され、第１のビードシート区分１０の半径 方向内側の円すい台形面１０ｂにみぞ２５を圧延するように、ローラ３５を図示 のような形状にする。或はみぞ２５はスピニング加工するか又はおそらくは機械 加工してもよい。又第７図に示すようにディスク外側スカート・フランジ２３の 面２８、２９は機械加工作業により適正なみぞ組合い寸法に形成する。 第８Ａ図、第８Ｂ図及び第８Ｃ図は本発明の別の第１、第２及び第３の変型を 示す。第８Ａ図は第４図ないし第７図に対し、ディスク外側スカート・フランジ ２３の面２９が一層短く従ってみぞ２５の一部分だけしか満たされていないとい うことだけが異なっている。第８Ｂ図及び第８Ｃ図では第４図ないし第７図に対 する違いは、スカート・フランジ２３の面２９を持つ部分が除かれ又第８Ｃ図に 関してはスカートフランジ２３の面２８が一層短いことだけが異なっている。そ の他の点ではすべて第８Ａ図、第８Ｂ図及び第８Ｃ図は第４図ないし第７図に適 合する。溶接部は前記したようにして設けられる。 第９Ａ図、第９Ｂ図、第９Ｃ図及び第９Ｄ図は本発明の第４、第５、第６及び 第７の変型を示す。第９Ａ図、第９Ｂ図、第９Ｃ図及び第９Ｄ図は第４図ないし 第７図に対して、ディスク外側スカート・フランジ２３がディスク２２の円筒形 面２８及び湾曲面３０の間に付加的な第３の円すい台形面３６を持つが異なる。 付加的面３６は第１ビードシート区分１０の半径方向内側円すい台形面１０ｂに 組合う。その他の点ではすべて、第９Ａ図は第４図ないし第７図 に適合し、第９Ｂ図は第８Ａ図に適合し、第９Ｃ図は第８Ｂ図に適合し、そして 第９Ｄ図は第８Ｃ図に適合する。この場合にも又溶接部は前記したようにして設 けられる。 当業者には明らかなように本発明によればその精神を逸脱しないで種種の変化 変型を行うことができる。従って前記の実施例及び変型は単に例示したもので限 定するものではない。単に例として本発明は、５°と共に15°のリムビードシー ト輪郭に使ってもよく、対向するリムビードシート区分に使ってもよく、複式車 輪（ｄｕｐｌｅｘ ｗｈｅｅｌ）に使ってもよく、又対称形リムに使ってもよい 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両中心軸線のまわりに延びるリムを持つ車両車輪において、 内部リム区分と、この内部リム区分から一般に互いに反対の方向に延び、リム ・フランジ区分に終る第１及び第２のリム・ビードシート区分とを備え、さらに 前記リムに取付けたディスク又はマウンティング・リングを持ち、前記第１のリ ム・ビードシート区分に、前記車輪中心軸線に対して半径方向外側面及び半径方 向内側面を設け、これ等の半径方向外側面及び半径方向内側面を共に、前記内部 リム区分から遠ざかる方向に前記車輪中心軸線から半径方向外方に傾斜させ、前 記第１のリム・ビードシート区分の前記傾斜した半径方向内側面に、前記車輪中 心軸線のまわりに円周方向に延び、内向きの円筒形第１面を持つみぞを形成し、 前記ディスク又はマウンティング・リングに、その外周辺のまわりに外向きの円 筒形第１面を持つスカート・フランジを設け、前記ディスク又はマウンティング ・リングを前記リムに取付けたときに前記みぞの前記円筒形第１面及び前記スカ ート・フランジの円筒形第１面が、相互に係合するようて成る車両車輪。 ２．前記みぞの内向きの円筒形第１面及び前記スカート・フランジの外向きの円 筒形第１面を相互にプレスばめした請求の範囲第１項記載の車両車輪。 ３．前記みぞに、このみぞの前記内部リム区分側で前記円筒形第１面にすぐ隣接 して内向きの第２面を設け、このみぞの第２面を、前記内部リム区分から遠ざか る方向に前記車輪中心軸線から半径方向外方に傾斜させた請求の範囲第１項記載 の車両車輪。 ４．前記スカート・フランジに、前記みぞの第２面に対して対応する角度をなし て前記スカート・フランジの前記円筒形第１面にすぐ隣接して外向きの第２面を 設けて、前記ディスク又はマウンティング・リングを前記リムに取付けたときに 、前記みぞの第２面に係合するようにした請求の範囲第３項記載の車両車輪。 ５．前記スカート・フランジに、前記みぞの第１のビードシート区分に協働する フランジ側で前記スカート・フランジの円筒形第１面にすぐ隣接する外向きの第 ３面を設け、このスカート・フランジの第３面が、前記第１のビードシート区分 の半径方向内側面に対して対応する角度を持ち、前記ディスク又はマウンティン グ・リングを前記リムに取付けたときに、前記第１のビードシート区分の前記半 径方向内側面に係合するようにした請求の範囲第１項記載の車両車輪。 ６．前記第１のビードシートの半径方向内側面及び半径方向外側面を、前記車輪 中心軸線に対し約１５°の角度をなして傾斜させた請求の範囲第１項記載の車両 車輪。 ７．前記リムの第１のビードシート区分及びみぞをロールフォーミングにより形 成した請求の範囲第１項記載の車両車輪。 ８．前記ディスク又はマウンティング・リングをスピニングにより形成し、前記 スカート・フランジの円筒形第１面を機械加工により得るようにした請求の範囲 第７項記載の車両車輪。 ９．前記ディスク又はマウンティング・リングを前記リムに溶接した請求の範囲 第２項記載の車両車輪。 １０．前記スカート・フランジに、前記内部リム区分の方向で前記車輪中心軸線 から遠ざかる向きにわずかな角度をなして前記スカート・フランジの外側端部に 向かって延びる半径方向内側面を設けた請求の範囲第１項記載の車両車輪。 １１．車両車輪を形成する方法において、内部区分と、一般にこの内部区分から 遠ざかる向きに互いに反対の方向に延び各フランジ区分に終る第１及び第２のリ ム・ビードシート区分とを持つように、軸線のまわりにリムをロールフォーミン グする段階であって、前記第１のリム・ビードシート区分は、前記内部区分から 遠ざかる方向に共に前記軸線から半径方向外方に傾斜した半径方向外側面及び半 径方向内側面を持つようににロールフォーミングする段階と、円筒形内向きの第 １みぞ面を持つみぞを、前記第１のリム・ビードシート区分の傾斜した半径方向 内側面に前記軸線のまわりに円周方向に延びるようにロールフォーミングする段 階と、外向きの円筒形第１面を持つスカート・フランジを備えたディスク又はマ ウンティング・リングを成形する段階と、前記みぞ及びスカート・フランジの前 記各円筒形面を互いにプレスばめする段階と、次いで前記スカート・フランジを 前記リムに恒久的に溶接する段階と、 を包含する車両車輪形成する方法。 １２．前記スカート・フランジを前記リムに恒久的に溶接するのに先だって、中 間の仮付け溶接作業をなくしたことを特徴とする請求の範囲第１１項記載の車両 車輪を形成する方法。