JP2007186150A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】リムフランジ部、ビードシート部の強度を確保しつつ軽量化した車両用ホイールを提供する。
【解決手段】ディスク部１１の外周縁部にリム部１２が形成され、リム部１２は、リムフランジ部１３ａ、１３ｂと、リムフランジ部１３ａ、１３ｂの内側に連設されるビードシート部１５ａ、１５ｂと、ディスク部１１から一方側のリムフランジ部１３ａへと延びるリム底部１４とを有する車両用ホイール１０において、リム底部１４には、径方向内側に凹んだウエル部１７が形成されるとともにウエル部１７と一方側のビートシート部１５ａとを接続する接続部１８が形成され、リム底部１４とディスク部１１との結合部分Ａの肉厚Ｔａ、接続部１８のディスク部１１側端部Ｂの肉厚Ｔｂ、接続部１８の一方側のリムフランジ部１３ａ側端部Ｃの肉厚Ｔｃ、一方側のビードシート部１５ａの中央部肉厚Ｔｄが、Ｔａ＞Ｔｂ≧Ｔｃ＜Ｔｄの関係を有していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤを取り付けるための車両用ホイールに関する。

近年、自動車の燃費向上のために車両の軽量化が求められており、車両用ホイールについても材質変更やデザイン変更による軽量化が図られている。
軽量化した車両用ホイールとして、車両用ホイールを構成するディスク部及びリム部の肉厚を薄くしたものが提案されており、特許文献１では、ディスク部の外周端に、一対のリムフランジ部を備えたリム部が形成され、前記ディスク部が他方のリムフランジ側へとオフセットした車両用ホイールにおいて、ディスク部と該ディスク部から離れた一方側のリムフランジ部との間で、リム部の幅方向に３等分したときに各等分領域におけるリム部の平均肉厚が、前記一方側のリムフランジ部に向かうにしたがい薄くなるように形成したものが提案されている。
特開２００４−８２８１０号公報

ところで、上記構成の車両用ホイールでは、ディスク部から離れた一方側のリムフランジ部近傍やこのリムフランジ部に連設されたビードシート部の肉厚が薄くなってしまい、これらビードシート部やリムフランジ部の強度が低下することになる。ビードシート部はタイヤのビード部と直接接触される部分であるため、これらビードシート部やリムフランジ部の強度が不足した場合には、タイヤからの荷重や駆動力によって車両用ホイールが破損してしまうおそれがあった。
また、このリムフランジ部やビードシート部の強度を確保するために、これらの肉厚を厚くした場合には、リム部のディスク部側部分の肉厚が不必要に厚くなり、車両用ホイールの軽量化を図ることができなくなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、リムフランジ部やビードシート部の強度を確保しつつ軽量化を図ることができる車両用ホイールを提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、ディスク部の外周縁部に円筒状をなすリム部が形成され、該リム部には、円筒の両端に配置され径方向外側に向けて突出した環状をなす一対のリムフランジ部と、このリムフランジ部の内側に連設されてタイヤのビード部が載置される一対のビードシート部と、前記ディスク部から一方側のリムフランジ部へと延びるリム底部とが具備された車両用ホイールにおいて、前記リム底部には、径方向内側に凹んだウエル部が形成されるとともに、該ウエル部と前記一方側のリムフランジ部に連設された前記ビートシート部とを接続する接続部が形成され、前記リム底部のうち前記ディスク部との結合部分の肉厚をＴａとし、前記接続部の前記ディスク部側端部の肉厚をＴｂとし、前記接続部の前記一方側のリムフランジ部側端部の肉厚をＴｃとし、前記一方側のリムフランジ部と連設された前記ビードシート部の中央部肉厚をＴｄとし、これらの肉厚が、Ｔａ＞Ｔｂ≧Ｔｃ＜Ｔｄの関係を有していることを特徴としている。

この発明では、ディスク部から離れた一方側のリムフランジ部に連設されたビードシート部の肉厚が確保されており、これらリムフランジ部及び前記ビードシート部の強度を向上させることができるので、タイヤからの荷重や駆動力によってこの車両用ホイールが破損することを防止できる。
また、リム部のうちタイヤと直接接触しない部分の肉厚を薄くしているので、車両用ホイールの軽量化を図ることができる。

ここで、前記リム底部のうち前記ディスク部との結合部分の肉厚Ｔａと、前記一方側のリムフランジ部と連設された前記ビードシート部の中央部肉厚Ｔｄとを、Ｔａ≦Ｔｄとなるように構成することにより、タイヤと直接接触するリムフランジ部及びビードシート部の強度を確実に向上させることができ、タイヤからの荷重や駆動力によって車両用ホイールが破損することを防止できる。

さらに、前記肉厚Ｔａを４ｍｍ≦Ｔａ≦８ｍｍ、前記肉厚Ｔｂ、Ｔｃを２ｍｍ≦（Ｔｂ、Ｔｃ）≦５ｍｍ、前記肉厚Ｔｄを５ｍｍ≦Ｔｄ≦１０ｍｍとすることが好ましい。
前記リム底部のうち前記ディスク部との結合部分の肉厚Ｔａを８ｍｍ以下に、前記接続部の前記ディスク部側端部の肉厚Ｔｂを５ｍｍ以下にすることにより、車両用ホイールのさらなる軽量化を図ることができる。
また、前記接続部の前記一方側のリムフランジ部側端部の肉厚Ｔｃを２ｍｍ以上とすることにより、最も肉厚が薄くなる部分においても最低限の肉厚を確保でき、車両用ホイールの強度低下を防止することができる。さらに、前記一方側のリムフランジ部と連設されたビードシート部の中央部肉厚Ｔｄを５ｍｍ以上とすることにより、これら前記一方側のリムフランジ部及びビードシート部の強度を確実に確保できる。

また、前記肉厚Ｔａと前記肉厚Ｔｄとを、１≦（Ｔｄ／Ｔａ）≦１．５の関係となるように構成することが好ましい。
リム底部のうち前記ディスク部との結合部分の肉厚Ｔａと前記ビードシート部の中央部肉厚Ｔｄとの比Ｔｄ／Ｔａを１以上とすることにより、前記ビードシート部の肉厚を確保でき、前記一方側のリムフランジ部及びビードシート部の強度低下を防止できる。また、Ｔｄ／Ｔａを１．５以下とすることにより、前記ビードシート部の肉厚が不必要に厚くならず、車両用ホイールの軽量化を図ることができる。

本発明によれば、ディスク部から離れた一方側のリムフランジ部に連設されたビードシート部の肉厚を確保したので、これらリムフランジ部及びビードシート部の強度低下を防止できる。また、リム底部のうちディスク部側部分の肉厚を薄くしているので、車両用ホイールの軽量化を図ることができる。

以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施形態である車両用ホイールについて説明する。
図１は、車両用ホイール１０の一部を示す断面図であって、この車両用ホイール１０は、例えばアルミニウム合金によって構成されており、概略円板状をなすディスク部１１と、このディスク部１１の外周縁部に連設されて外形が概略円筒状をなすリム部１２とを有している。

このリム部１２は、リム部１２がなす円筒の両端に配置されて径方向外側（図１において上側）に向けて突出した一対のリムフランジ部１３ａ、１３ｂと、前記ディスク部１１からインナー側（図１において左側）のリムフランジ部１３ａへと延びるリム底部１４とを具備している。
リムフランジ部１３ａ、１３ｂの内側には、それぞれビードシート部１５ａ、１５ｂが形成されている。このビードシート部１５ａ、１５ｂは、タイヤのビード部が接触され、タイヤからの荷重や駆動力を直接受ける部分である。

このビードシート部１５ａ、１５ｂの内側端には、径方向外側に向けて僅かに突出したハンプ部１６ａ、１６ｂが形成されている。このハンプ部１６ａ、１６ｂは、タイヤのビード部が幅方向に移動することを規制するストッパの役割をなしている。
本実施形態では、図１に示すように、アウター側（図１において右側）のリムフランジ部１３ｂ及びビードシート部１５ｂがディスク部１１の外周端の延長上に配置され、インナー側のリムフランジ部１３ａ及びビードシート部１５ａがディスク部１１から離れた位置に配置されており、これらインナー側のリムフランジ部１３ａ及びビードシート部１５ａとアウター側のリムフランジ部１３ｂ及びビードシート部１５ｂとを連結するようにリム底部１４が配置されている。つまり、ディスク部１１は、リム部１２のアウター側にオフセットして連結されているのである。

ディスク部１１からインナー側のリムフランジ部１３ａに延びるリム底部１４には、径方向内側（図１において下側）に凹んだウエル部１７が形成されている。このウエル部１７は、タイヤを着脱する際に利用されるものである。
また、リム底部１４には、このウエル部１７とインナー側のビードシート部１５ａに形成されたハンプ部１６ａとを連結するように接続部１８が形成されている。

そして、本実施形態では、リム底部１４のうちディスク部１１との結合部分Ａの肉厚をＴａとし、接続部１８のディスク部１１側端部Ｂの肉厚をＴｂとし、接続部１８のインナー側のリムフランジ部１３ａ側端部Ｃの肉厚をＴｃとし、インナー側のビードシート部１５ａ中央部Ｄの肉厚をＴｄとした場合に、これらの肉厚の関係が、Ｔａ＞Ｔｂ≧Ｔｃ＜Ｔｄとなるように、かつ、Ｔａ≦Ｔｄとなるように構成されている。

さらに具体的には、これらの肉厚は、４ｍｍ≦Ｔａ≦８ｍｍ、２ｍｍ≦（Ｔｂ、Ｔｃ）≦５ｍｍ、５ｍｍ≦Ｔｄ≦１０ｍｍ、かつ、ＴａとＴｄの比Ｔｄ／Ｔａが、１≦（Ｔｄ／Ｔａ）≦１．５となるように設定されている。

以上のような構成とされた本実施形態である車両用ホイール１０によれば、ディスク部１１から離れて配置されたインナー側のリムフランジ部１３ａに連設されたビードシート部１５ａ中央部Ｄの肉厚Ｔｄが、接続部１８のディスク部１１側端部Ｂの肉厚Ｔｂや接続部１８のインナー側のリムフランジ部１３ａ側端部Ｃの肉厚Ｔｃよりも厚くされ、さらに、ディスク部１１とリム底部１４との結合部分Ａの肉厚Ｔａ以上の厚さとされているので、インナー側のリムフランジ部１３ａ及びビードシート部１５ａの強度を確保できる。よって、タイヤからの荷重や駆動力によってこの車両用ホイール１０が破損することを防止できる。なお、アウター側のリムフランジ部１３ｂ及びビードシート部１５ｂはディスク部１１の外周端の延長上に配置されているので、これらの強度は十分確保されている。
また、タイヤと直接接触しないウエル部１７や接続部１８の肉厚を薄くしているので、この車両用ホイール１０の軽量化を図ることができる。

さらに、リム底部１４と前記ディスク部１１との結合部分Ａの肉厚Ｔａが８ｍｍ以下とされるとともに、接続部１８のディスク部１１側端部Ｂの肉厚Ｔｂが５ｍｍ以下とされているので、この車両用ホイール１０のさらなる軽量化を図ることができる。
また、接続部１８のインナー側のリムフランジ部１３ａ側端部Ｃの肉厚Ｔｃが２ｍｍ以上とされているので、リム底部１４のうちで最も肉厚が薄くなる部分においても最低限の肉厚を確保でき、車両用ホイール１０の強度低下を防止することができる。
さらに、インナー側のビードシート部１５ａ中央部Ｄの肉厚Ｔｄが５ｍｍ以上とされているので、インナー側のリムフランジ部１３ａ及びビードシート部１５ａの強度を確実に確保できる。

また、リム底部１４と前記ディスク部１１との結合部分Ａの肉厚Ｔａとインナー側のビードシート部１５ａ中央部Ｄの肉厚Ｔｄとの比Ｔｄ／Ｔａが１以上とされているので、インナー側のビードシート部１５ａの肉厚を確保でき、インナー側のリムフランジ部１３ａ及びビードシート部１５ａの強度低下を防止できる。また、Ｔｄ／Ｔａが１．５以下とされているので、インナー側のビードシート部１５ａの肉厚が不必要に厚くならず、車両用ホイール１０の軽量化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、車両用ホイールをアルミニウム合金で構成されたものとして説明したが、これに限定されることはなく、鉄、マグネシウム合金などの他の材料で構成されていてもよい。
また、ディスク部がリム部のアウター側にオフセットした車両用ホイールとして説明したが、ディスク部がインナー側にオフセットしたものであってもよい。

本発明の効果を確認するために評価試験を行った。以下に、評価試験の結果について説明する。
リム底部のうちディスク部との結合部分の肉厚Ｔａ、接続部のディスク部側端部の肉厚Ｔｂ、接続部の一方側のリムフランジ部側端部の肉厚Ｔｃ、一方側のビードシート部の中央部肉厚Ｔｄを、それぞれ変更した車両用ホイールを、アルミニウムによって製作し、その車両用ホイールの重量、ねじり剛性、リムフランジ部の最大主応力を評価した。評価試験の結果を表１に示す。

Ｔａ＝５．０ｍｍ、Ｔｂ＝４．２ｍｍ、Ｔｃ＝４．２ｍｍ、Ｔｄ＝６．２ｍｍとした本発明例１においては、その重量が１２．４ｋｇと軽量であり、ねじり剛性も９５０ｋＮｍ／ｒａｄと高くなっている。また、リムフランジ部の最大主応力は８．１Ｎ／ｍｍ^２と低く抑えられている。
Ｔａ＝６．０ｍｍ、Ｔｂ＝３．７ｍｍ、Ｔｃ＝３．７ｍｍ、Ｔｄ＝６．２ｍｍとした本発明例２においては、リムフランジ部の最大主応力は８．２Ｎ／ｍｍ^２と本発明例１と同等であるが、その重量は１２．１ｋｇとさらに軽量であり、ねじり剛性も９８０ｋＮｍ／ｒａｄとさらに高くなっている。

これに対して、Ｔａ＝６．０ｍｍ、Ｔｂ＝３．７ｍｍ、Ｔｃ＝３．７ｍｍ、Ｔｄ＝３．５ｍｍとした比較例においては、その重量が１１．４ｋｇと小さくものの、ねじり剛性は９４０ｋＮｍ／ｒａｄと本発明例１，２と比較して低くなっている。さらに、リムフランジ部の最大主応力は３１Ｎ／ｍｍ^２となっており、本発明例１，２と比較して約４倍程度高く、リムフランジ部の強度低下が認められる。

この評価実験結果から、本発明例である車両用ホイールによれば、軽量であるとともに高いねじり剛性を有し、かつ、タイヤからの荷重や駆動力を受けるリムフランジ部及びビードシート部の強度低下を防止できることが確認された。

本発明の実施形態である車両用ホイールの部分断面図である。

符号の説明

１０ 車両用ホイール
１１ ディスク部
１２ リム部
１３ａ、１３ｂ リムフランジ部
１４ リム底部
１５ａ、１５ｂ ビードシート部
１６ａ、１６ｂ ハンプ部
１７ ウエル部
１８ 接続部

Claims (4)

1. ディスク部の外周縁部に円筒状をなすリム部が形成され、該リム部には、円筒の両端に配置され径方向外側に向けて突出した環状をなす一対のリムフランジ部と、このリムフランジ部の内側に連設されてタイヤのビード部が載置される一対のビードシート部と、前記ディスク部から一方側のリムフランジ部へと延びるリム底部とが具備された車両用ホイールにおいて、
   前記リム底部には、径方向内側に凹んだウエル部が形成されるとともに、該ウエル部と前記一方側のリムフランジ部に連設された前記ビートシート部とを接続する接続部が形成され、
   前記リム底部のうち前記ディスク部との結合部分の肉厚をＴａとし、前記接続部の前記ディスク部側端部の肉厚をＴｂとし、前記接続部の前記一方側のリムフランジ部側端部の肉厚をＴｃとし、前記一方側のリムフランジ部と連設された前記ビードシート部の中央部肉厚をＴｄとし、
   これらの肉厚が、Ｔａ＞Ｔｂ≧Ｔｃ＜Ｔｄの関係を有していることを特徴とする車両用ホイール。
2. 請求項１に記載の車両用ホイールにおいて、
   Ｔａ≦Ｔｄの関係を有していることを特徴とする車両用ホイール。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両用ホイールにおいて、
   ４ｍｍ≦Ｔａ≦８ｍｍ、２ｍｍ≦（Ｔｂ、Ｔｃ）≦５ｍｍ、５ｍｍ≦Ｔｄ≦１０ｍｍとされていることを特徴とする車両用ホイール。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両用ホイールにおいて、
   １≦（Ｔｄ／Ｔａ）≦１．５の関係を有していることを特徴とする車両用ホイール。

Images