JP2004359045A

JP2004359045A - ホイール

Info

Publication number: JP2004359045A
Application number: JP2003158093A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ishikawa; 朝幸石川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】ねじり剛性を維持しつつ軽量化が可能なホイールを提供する。
【解決手段】ハブ孔周辺部に一方端を有し、ハブ孔周辺部から放射状に延びた複数のスポークを備えるデイスク部と、前期スポークの他方端に位置するリム部とを備えるホイール１においては、ディスク部５にかかる上下荷重の方向に対して、その長手方向が斜めとなるスポーク４のせん断中心Ｓが、スポーク４の内側表面４０よりも更に内側に存在するようスポーク４の長手方向に沿った凹部７が設けられている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミホイール等のホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のホイールは、例えば、下記特許文献１〜５に記載されており、ディスク部に凹部等が設けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１０５１０９号公報
【特許文献２】
特開平７−３２９５０２号公報
【特許文献３】
実開平３−８２２０１号公報
【特許文献４】
特開昭５９−１１４１０１号公報
【特許文献５】
特開２００２−７９８０１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のホイールにおける静的ねじり剛性は、スポークの肉厚を厚くすると向上するが、剛性を向上させるとホイール重量が増加してしまうという問題があった。軽量化のためにスポークに凹部を設けることも可能であるが、単なる凹部を設けたのみでは、ねじり剛性を維持することはできない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ねじり剛性を維持しつつ軽量化が可能なホイールを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、このホイールは、ハブ孔周辺部に一方端を有しハブ孔周辺部から放射状に延びた複数のスポークを備えるディスク部と、スポークの他方端側に位置するリム部とを備えるホイールにおいて、複数のスポークのうち、ホイールを車両に取り付けた場合にリム部を介してディスク部にかかる上下荷重の方向に対して、その長手方向が斜め及び横となる時のスポークのせん断中心が、スポークの内側表面よりも更に内側に存在するようスポークの長手方向に沿った凹部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明のホイールによれば、スポークのせん断中心が、スポークの内側表面よりも更に内側に存在するようスポークの長手方向に沿った凹部が設けられている。すなわち、せん断中心が、ホイールの中心線に近づくため、上下方向荷重をホイールに加えた場合のねじり剛性は向上する。また、凹部（肉盗み）が設けられているので、スポークを軽量化することができる。
【０００８】
また、凹部はスポークの長手方向に沿って延びているので、意匠的にホイールを大きく見せることができるという効果もある。
【０００９】
鋳造工程によって製造されるホイールは、鋳造精度の観点から肉厚の薄化には限界がある。
【００１０】
そこで、本発明に係るホイールは、凹部の底面に対向するディスク部の第１内側面上におけるディスク部の中心点から等距離にある点と、凹部の開口端面に対向するディスク部の第２内側面上におけるディスク部の中心点から等距離にあるの点は、中心点を含むハブ孔軸に対して同心円上に位置し、第１及び第２内側面は研磨又は切削されていることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、肉盗みとしての凹部の裏面側、すなわち、ディスク部の内側の面を研磨又は切削することで、スポークの肉厚を薄くすることができる。従来、スポークの裏面側というのは、窪んでいたため、研磨又は切削加工が非常に困難であったが、この発明では、スポークの裏面側、すなわち、凹部の裏面と、その側壁の裏面が面合わせされているので、これらを同時に研磨又は切削加工することができる。したがって、スポークの肉厚を薄くし、軽量化を達成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に係るホイールについて説明する。なお、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１はアルミホイール等のホイール１の斜視図である。
【００１４】
このホイール１は、ハブ孔２の周辺部３に一方端を有しハブ孔２の周辺部３から放射状に延びた複数のスポーク４を備えており、これらはディスク部５を構成している。ディスク部５の外周にはリム部６が位置している。リム部６は、スポーク４の他方端側に位置する。リム部６の受けた荷重はスポーク４を介してハブ孔周辺部３に伝達される。なお、ハブ孔周辺部３には、ボルト孔１０が設けられている。
【００１５】
ホイール１の上下方向に荷重がかかると、スポーク４のうち、長手方向が上下に位置するものには「曲げ力」が働き、長手方向が斜め又は横方向に位置するものには、「ねじれ力」が働く。
【００１６】
各スポーク４には、その長手方向に沿って凹部７が設けられている。この凹部７の深さは従来の装飾用凹部よりも深い。ホイール１を車両に取り付けた場合にリム部６を介してディスク部５にかかる上下荷重の方向に対して、その長手方向が斜めとなるスポーク４をスポーク４ａとする。凹部７の形状は、斜め方向のスポーク４ａのせん断中心が、スポーク４ａの内側表面（車両に取り付けた時に内側に位置する面）よりも更に内側に存在するように設定されている。なお、残りのスポーク４の形状もスポーク４ａと同一である。
【００１７】
図２は図１に示したホイール１のＩＩ−ＩＩ矢印縦断面図、図３はホイール１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢印断面図である。
【００１８】
スポーク４の凹部７は、スポーク４のせん断中心Ｓが、スポーク４の内側表面４０よりも更に内側に存在するようスポーク４の長手方向に沿って設けられている。
【００１９】
かかる構造によれば、スポーク４のせん断中心Ｓが、ホイール１の中心線Ｃに近づくため、上下方向荷重をホイール１に加えた場合のねじり剛性が向上する。また、スポーク４には、凹部（肉盗み）７が設けられているので、スポーク４が軽量になる。凹部７はスポーク４の長手方向に沿って延びているので、意匠的にホイール１を大きく見せることができるという効果もある。
【００２０】
肉盗みとしての凹部７の裏面側、すなわち、ディスク部５の内側の面を研磨又は切削することで、スポーク４の肉厚を薄くすることができる。スポーク４の裏面側、すなわち、凹部７の裏面４０と、その側壁の裏面４１が「面合わせ」されているので、これらを同時に研磨加工することができる。したがって、スポーク４の肉厚を薄くし、軽量化を達成することができる。なお、ホイールの内側面は、キャリパーとの接触防止のため、従来から研磨又は切削自体は行われているので、この研磨又は切削工程を利用して軽量化の研磨又は切削を行うことができ、工程数の増加を抑制することができる。切削・研磨後のスポーク４の厚み（凹部底面と裏面との間隔）は、２〜８ｍｍである。これは従来の厚み８ｍｍ〜のスポークに比べて、数割ほど軽量となる。
【００２１】
詳説すれば、ハブ孔２の中心点をディスク部５の中心点Ｏとすると、凹部７の底面９に対向するディスク部５の第１内側面４０上におけるディスク部５の中心点Ｏから等距離にある点と、凹部７の開口端面８に対向するディスク部５の第２内側表面４１上におけるディスク部５の中心点Ｏから等距離にある点は、中心点Ｏを中心とし、中心点Ｏを含むハブ孔軸に対して、ハブ孔軸に垂直な面内で同心円上に位置し、かかる位置関係となるように第１及び第２内側表面４０，４１は同時に研磨又は切削されている。
【００２２】
さて、せん断中心を上述の如くスポーク４の内側表面よりも更に内側に位置させる条件（Ａ）の一例について説明する。
【００２３】
図４は、図３に示したスポーク断面をモデル化した図である。同図中に記載の各寸法は、実際の寸法に幅がある場合には平均値を示すものとする。
【００２４】
スポーク４の側壁（フランジ）の厚みをｔ、凹部７の深さをｂ、スポーク幅（側壁中央部間距離）ｈ、凹部７の底部の厚みをｔ_１とすると、条件（Ａ）を満たすためには、以下の関係式を満たす必要がある。
【数１】

【００２５】
すなわち、ｔ_１は以下の関係式を満たす。
【数２】

図５は、スポーク４の裏面側にも凹部を設けたスポーク断面をモデル化した図である。同図中に記載の各寸法は、実際の寸法に幅がある場合には平均値を示すものとする。なお、スポーク４の裏面側にも凹部を設けることで、上述の条件（Ａ）を満たすこともできる。
【００２６】
スポーク４の側壁（フランジ）の厚みをｔ、表面側の凹部７の深さをｂ_１、スポーク幅をｈ、凹部７の底部の厚みを２×ｔ_１、裏面側の凹部７の深さをｂ_２、とすると、条件（Ａ）を満たすためには、以下の関係式を満たす必要がある。
【数３】

なお、ホイール１のボルト孔１０は、凹部７内に設けることとしてもよい。
図６は、かかる構成を有するホイール１におけるスポーク４の斜視図である。
スポーク４ａの長手方向に沿って凹部７が設けられている。このホイール１においても、ハブ孔周辺部３に一方端を有しハブ孔周辺部３から放射状に延びた複数のスポークを備えるディスク部５と、スポーク４ａの他方端側に位置するリム部とを備えている。スポーク４ａのせん断中心は、スポーク４ａの内側表面４０，４１よりも更に内側に存在する。
【００２７】
【発明の効果】
以上、説明した通り、本発明のホイールによれば、ねじり剛性を維持しつつ軽量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホイール１の斜視図である。
【図２】図１に示したホイール１のＩＩ−ＩＩ矢印縦断面図である。
【図３】ホイール１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢印断面図である。
【図４】図３に示したスポーク断面をモデル化した図である。
【図５】スポーク４の裏面側にも凹部を設けたスポーク断面をモデル化した図である。
【図６】ホイール１におけるスポーク４の斜視図である。
【符号の説明】
１・・・ホイール、２・・・ハブ孔、３・・・ハブ孔周辺部、４、４ａ・・・スポーク、５・・・ディスク部、６・・・リム部、７・・・凹部、８・・・開口端面、９・・・底面、４０，４１・・・内側表面。

Claims

ハブ孔周辺部に一方端を有し当該ハブ孔周辺部から放射状に延びた複数のスポークを備えるディスク部と、前記スポークの他方端側に位置するリム部とを備えるホイールにおいて、
前記複数のスポークのうち、前記ホイールを車両に取り付けた場合に前記リム部を介して前記ディスク部にかかる上下荷重の方向に対して、その長手方向が斜め及び横となる時のスポークのせん断中心が、前記スポークの内側表面よりも更に内側に存在するよう前記スポークの長手方向に沿った凹部を設けたことを特徴とするホイール。
前記凹部の底面に対向する前記ディスク部の第１内側面上における前記ディスク部の中心点から等距離にある点と、前記凹部の開口端面に対向する前記ディスク部の第２内側面上における前記ディスク部の中心点から等距離にあるの点は、前記中心点を含むハブ孔軸に対して同心円上に位置し、前記第１及び第２内側面は研磨又は切削されていることを特徴とする請求項１に記載のホイール。