JP2014118080A - 組立式自動車用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】
スポークを短くすることなく且つ多数のボルト穴をディスク面上に顕在化させることなく車体側ハブとの取付部分を交換可能な組立式自動車用ホイールを提供する。
【解決手段】
スポーク１０４と一体成形されたディスク面中央部１０５と、ディスク面中央部１０５の中心に車軸Ｏ方向に貫通して形成された貫通孔１０６と、ディスク面中央部１０５を車軸Ｏ方向両側から貫通孔１０６を介して互いに螺合することによって締め付け挟持するアウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０と、を備え、車軸Ｏ方向内側に位置するインナー側締結部材１３０を、車体側ハブに当接させることによってセット位置（インセット、ゼロセット、アウトセット位置）を定める。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のホイール特に組立式ホイールの技術分野に関する。

従来、自動車用ホイールのディスク中央部分（車体側ハブにボルトナットで結合される部分：特許文献１においては「内部ディスク」と表現されている部材。）を分割式に構成し、当該部分を取り換えることで異なる車体側ハブであっても対応可能とされている組立式ホイールが知られている（特許文献１を参照）。

この従来の組立式ホイールでは、ディスク中央部分全体がそっくり小さなディスク形状に分割するように構成され、当該分割した小さなディスクの外周縁部分で、その外側に配置される外部ディスクとボルトナットで結合されて構成されている。

特開２００８−８７６８８号公報

しかしながら、特許文献１のような構成を採用した場合、不可避的にディスク面を構成するスポークが短くなってしまう。市場では大径ホイールが選好される傾向が続いているが、スポークが短くなると同径ホイールであっても視覚的に小径に見えてしまうという致命的な欠点がある。

また、同時に開口部分（スポークとスポークの隙間）を広く形成することができなくなるので、ブレーキ冷却能力に問題が生じる場合もある。

更に、ディスク面上に、車体側ハブと結合するためのボルト穴に加えて、内部ディスクと外部ディスクとを結合するためのボルトナットを取り付ける為の穴が不可避的に必要になってしまう（リムとディスクが分割構造のホイールの場合は更にこれらを結合するボルト類）。即ち、ディスク面上に穴やボルトが多数存在する事になり（特許文献１の図２を参照。）、デザイン的にも煩雑とならざるを得ず、スッキリとしたシンプルなデザインのホイールを構築することができない。

加えて、成形技術が発達してリムやスポーク更にはホイール全体を軽量な炭素繊維強プラスチックで成型できるようになってきている。その場合でも、車種毎に（インセット等が異なる毎に）金型を作成して成型するのはコストが膨大になり現実的ではないため、特許文献１のようにディスク中心部分のみを交換できる技術には意味がある。しかし特許文献１のような構成では上記同様の課題が残り、更に、特許文献１のような構成で炭素繊維強化プラスチック製の外部ディスクと結合するには強度的な不安も残る。

更に、車体側ハブに組み付ける部分やボルトナットで締め込んだ際に圧力がかかる部分には相当程度の寸法精度や耐久性が要求されるので、表面を研磨する等の加工が必要になるが、炭素繊維強化プラスチックの表面を当該要求を満たすレベルで研磨するのは炭素繊維が存在していることもあって事実上困難である。

そこで本発明は、上記問題点を解決するべくなされたものであって、スポークを短くすることなく且つ多数のボルト穴をディスク面上に顕在化させることなく車体側ハブとの取付部分を交換可能な組立式自動車用ホイールを提供する事をその課題としている。

上記課題を解決するべく、本願発明は、スポークと一体成形されたディスク面中央部と、当該ディスク面中央部の中心に車軸方向に貫通して形成された貫通孔と、前記ディスク面中央部を車軸方向両側から前記貫通孔を介して互いに螺合することによって締め付け挟持する第１、第２の締結部材と、を備え、車軸方向内側に位置する前記２の締結部材が、車体側に備わるハブに当接することによってセット位置が定まることを特徴としている。

このように、ホイールの中心に車軸方向に貫通して設けた貫通孔を利用して、恰もセンターロック方式のごとく、ディスク面中央部を車軸方向両側から挟み込むようにお互いに螺合し合う態様で第１、第２の締結部材を取り付けている。このうち、車軸方向内側（要するに車体ハブ側）に位置する第２の締結部材の厚みを変えることで、異なるセット量（インセット量、ゼロセット、アウトセット量）が必要な車体にも対応可能となっている。更に、特許文献１のようにディスク面中央部分全体を分割しているのではなく、ディスク面中央部分の「表面側」及び「裏面側」の一部のみを分割し、当該分割した部分を貫通孔を介してお互いに螺合し合うことでディスク面中央部分を挟み込むように連結しているので、特許文献１のようにスポークを短くする必要もないし、更に内部ディスクと外部ディスクを連結するための複数のボルト穴を設ける必要がないので、シンプルなデザインを実現することも可能である。

また、前記第１、第２の締結部材及び前記ディスク面中央部の全てに当該ホイールを車体に固定する為のボルトが貫通するボルト穴を備えることを特徴とする。

このように構成することで、車体側に固定して使用している際に、第１、第２の締結部材の螺合が緩んで外れてしまうことを防止することができる。即ち、車体に組み付けた場合、各ボルト穴にはボルトやナットが貫通して装着されることになるので、これらボルトナットが第１、第２締結部材の回転を防止し、万が一の場合でも一定以上緩むことがないのである。

また、前記ディスク面中央部に形成された前記ボルト穴を円周方向に長穴に形成し、前記第１、第２締結部材側に形成された前記ボルト穴の穴数を変更することによって異なるボルト数の車体にも組み付け可能となることを特徴とする。

具体的には、第１、第２の締結部材のみを交換することによって４穴タイプと５穴タイプの両方に対応させることができ、豊富なバリエーションに対応しながらも、製造コスト、在庫コスト等を引き下げることが可能となっている。更に、ユーザー側にとっても、車両変更によって穴数タイプ（や更にはインセット量等）が変わったような場合でも、第１、第２の締結部材のみを交換することによってお気に入りのホイールをそのまま使い続けることができるというメリットもある。

また、前記ディスク面中央部に形成された前記ボルト穴を半径方向に長穴に形成し、前記第１、第２締結部材側に形成された前記ボルト穴の半径方向位置を変更することによって異なるホイールピッチＰ．Ｃ．Ｄ．（ピッチサークルダイアメーター）の車体にも組み付け可能となることを特徴とする。

具体的には、第１、第２の締結部材のみを交換することによって異なるＰ．Ｃ．Ｄ．（ピッチサークルダイアメーター）に対応させることができ、豊富なバリエーションに対応しながらも、製造コスト、在庫コスト等を引き下げることが可能となっている。更に、ユーザー側にとっても、車両変更によってホイールピッチ（や更にはインセット量等）が変わったような場合でも、第１、第２の締結部材のみを交換することによってお気に入りのホイールをそのまま使い続けることができるというメリットもある。

また、少なくとも前記ディスク面中央部及び前記スポークが炭素繊維強化プラスチックで構成されていることを特徴とする。

このように、少なくとも前記ディスク面中央部及び前記スポーク（更にはリム）を炭素繊維強化プラスチックで構成することでホイール全体を大幅に軽量化することが可能となる。更にこのように炭素繊維強化プラスチックを使用した場合でも、車体ハブ側に位置する第２の締結部材を金属製としておくことによって、高い寸法精度が必要な場合でも容易に研磨も可能であるし、耐久性の面でもメリットがある。更に、炭素繊維強化プラスチックで成型された部分と結合する際にボルトナットで直接結合するのではなく、第１、第２の締結部材で炭素繊維強化プラスチック製のディスク面中央部を車軸方向両側から挟持するように構成しているので接触面積も広く確保でき（必要であれば接着剤を使用してもよい）安定的な結合を可能としている。

本発明を適用することで、スポークを短くすることなく且つ多数のボルト穴をディスク面上に顕在化させることなく車体側ハブとの取付部分を交換可能な組立式自動車用ホイールを提供することができる。

本発明に係る組立式自動車用ホイールの一部断面組立図である。 アウター側締結部材（第１の締結部材）の斜視断面図である。 インナー側締結部材（第２の締結部材）の斜視断面図である。 本発明に係る組立式自動車用ホイールを組み立てた状態の一部断面図である。 ボルト穴周辺の断面図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例である組立式自動車用ホイール１００について説明を加える。なお、図面理解容易の為、各部の大きさや寸法を誇張して表現している部分があり、実際の製品と必ずしも一致しない部分があることを付記しておく。また各図面は符号の向きに見るものとし、当該向きを基本に上下左右、手前、奥と表現する。

〈組立式自動車用ホイールの構成〉
図１に示しているように、本発明の実施形態の一例である組立式自動車用ホイール１００は、炭素繊維強化プラスチック製のホイール本体１０１と、アルミニウム合金製のアウター側締結部材（第１の締結部材）１２０及び、同様にアルミニウム合金製のインナー側締結部材（第２の締結部材）１３０とから構成されている。

ホイール本体１０１は、本実施形態においてはリム１０２及びスポーク１０４並びにディスク面中央部１０５が全て炭素繊維強化プラスチックで一体成形されている。なお、図面上は所謂５本スポークタイプのホイールであるが、スポークの太さ、形状、本数が図面のものに限定される趣旨ではない。

ディスク面中央部１０５はすり鉢形状に凹んで構成されていて、ホイール固定用のボルトナットを貫通させる為のボルト穴１０５ａが形成されている。またディスク面中央部１０５の中心には車軸Ｏに沿うようにセンターハブ穴（貫通孔）１０６が形成されている。ディスク面中央部１０５の裏面側は図示していないが平面に構成されている。

アウター側締結部材１２０は、略杯形状に形成されていて、中央に貫通孔１２４を備え、当該貫通孔１２４の周りにボルト穴１２２が複数形成されている。当該アウター側締結部材１２０の裏面側１２０ｂは、組み付けると丁度ホイール本体１０１のディスク面中央部１０５の凹形状にピッタリと合う形状とされている。また、アウター側締結部材１２０の底面側には、貫通孔１２４の周囲を取り囲むようにリング状突起１２５が一体成形されており、当該リング状突起１２５の外周面にネジ山１２６が形成されている。

インナー側締結部材１３０は、略扁平なドーナツ形状に形成されていて、中央に貫通孔１３１を備え、当該貫通孔１３１の周りにボルト穴１３２が複数形成されている。このボルト穴１３２の表面側はテーパに形成されたナット当接テーパ面１３３とされていて、当該組立式自動車用ホイール１００を車体側に組み付ける際に使用するナット（図示していない。）の締付面が座りよく当接することが可能となっている。

また、インナー側締結部材１３０の裏面側１３０ｂは、車体側ハブの形状に合う形状とされている。また組み付けると丁度ホイール本体１０１のディスク面中央部１０５の凹形状にピッタリと合う形状とされている。また、インナー側締結部材１３０の表面側１３０ａには、貫通孔１３１の周囲を取り囲むようにリング状突起１３４が一体成形されており、当該リング状突起１３４の内周面にネジ山１３５が形成されている。このネジ山１３５は、前述したアウター側締結部材１２０に形成されているネジ山１２６とお互いに螺合することが可能とされている。なおインナー側締結部材１３０に形成されているリング状突起１３４の外径は、丁度、ホイール本体１０１のディスク面中央部１０５に形成されたセンターハブ穴１０６の内径に合う大きさとされている。

これらアウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０は、ディスク面中央部１０５に形成されたセンターハブ穴１０６を介して、互いに螺合し合うように組み付けられる。具体的にはアウター側締結部材１２０がディスク面中央部１０５の表側（図１においては上側）から、インナー側締結部材１３０がディスク面中央部１０５の裏側（図１においては下側）から組み付けられる。この時、両締結部材１２０、１３０に夫々形成されているネジ山１２６、１３５はお互いに螺合し合うので、両締結部材１２０、１３０をねじ込み合うことによって、間に位置するディスク面中央部１０５を車軸Ｏ方向の両側から締め込むように、挟持するように押さえ込んで支持固定されることとなる。ネジ山１２６、１３５のピッチ等は予め計算されて形成されており、所望のトルクで両締結部材１２０、１３０の締め込みが完了した時点で、ディスク面中央部１０５に形成されているボルト穴１０５ａ、第１の締結部材１２０に形成されているボルト穴１２２、更には第２の締結部材１３０に形成されているボルト穴１３２がピタリと一致して位置決めされる。この時必要に応じて、両締結部材１２０、１３０とディスク面中央部１０５との間に接着剤等を介在させるようにし、より強力な固定とすることも可能である。

〈組立式自動車用ホイールの作用・機能〉
上記のように、 センターハブ穴１０６を利用して、恰もセンターロック方式のごとく、ディスク面中央部１０５を車軸方向両側から挟み込むようにお互いに螺合し合う態様でアウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０を取り付けている。このうち、車軸Ｏ方向内側（要するに車体ハブ側）に位置するインナー側締結部材１３０の厚みＨ（図３を参照）を変えることで、異なるインセット量等が必要な車体にも対応可能となっている。更に、従来技術のようにディスク面中央部分全体を分割しているのではなく、ディスク面中央部分の「表面側」及び「裏面側」の一部のみを分割し、当該分割した部分（アウター側締結部材１２０及びインナー側締部材１３０）をセンターハブ穴１０６を介してお互いに螺合し合うことでディスク面中央部１０５を挟み込むように連結しているので、従来技術のようにスポークを短くする必要もないし、更に内部ディスクと外部ディスクを連結するための複数のボルト穴を設ける必要がないので、シンプルなデザインを実現することも可能となっている。

また、アウター側締結部材１２０、インナー側締結部材１３０及びディスク面中央部１０５の全てに当該ホイール１００を車体に固定する為のボルトが貫通するボルト穴１０５ａ、１２２、１３２を備えている。このような構成により、当該ホイール１００を車体側に固定して使用している際に、両締結部材の螺合が緩んで外れてしまうことを防止している。即ち、車体に組み付けた場合、各ボルト穴１０５ａ、１２２、１３２にはボルトやナットが貫通して装着されることになるので、これらボルトナットがアウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０が回転してしまうことを防止し、万が一の場合でも一定以上緩むことがないのである。

また上記のようにディスク面中央部１０５を含め、スポーク１０４、更にはリム１０２千体を炭素繊維強化プラスチックで構成することでホイール１００全体を大幅に軽量化することが可能となっている。更にこのように炭素繊維強化プラスチックを使用した場合でも、車体ハブ側に位置するインナー側締結部材１３０はアルミニウム合金製であるので、高い寸法精度が必要な場合でも容易に研磨も可能であるし、耐久性の面でも優れている。更に、炭素繊維強化プラスチックで成型されたディスク面中央部１０５に対して、車軸Ｏ方向両側からアウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０で挟持するように構成しているので接触面積も広く確保でき（必要であれば接着剤を使用してもよい）安定的な結合が可能となっている。

〈その他の構成例〉
上記では所謂１ピース構造のホイール（スポークとリムが一体成形されているもの）を前提に本願発明を適用した実施例として説明しているがこれに限らず、２ピース更には３ピース構造のホイールにも同様に適用することができる。

また上記実施例では、ホイール本体が全て炭素繊維強化プラスチックで構成されたホイールとして説明しているがこれに限らず、金属であってもよいし、更には他の種類の樹脂であることを妨げない。

また、図示はしてないが、ディスク面中央部１０５に形成されたボルト穴１０５ａを円周方向に長穴に形成し、アウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０側に形成されたボルト穴１２２、１３２の穴数を変更（例えば５穴→４穴）することによって異なるボルト数の車体にも組み付け可能となる。

また、図示はしてないが、ディスク面中央部１０５に形成されたボルト穴１０５ａを半径方向に長穴に形成し、アウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０側に形成されたボルト穴１２２、１３２の半径方向位置を変更することによって異なるＰ．Ｃ．Ｄ．（ピッチサークルダイアメーター）の車体にも組み付け可能となることを特徴とする。

要するに、アウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０のみを交換することによって異なる穴数やＰ．Ｃ．Ｄ．（ピッチサークルダイアメーター）に対応させることができ、豊富なバリエーションに対応しながらも、製造コスト在庫コスト等を引き下げることが可能となっている。特にホイール本体１０１をコストのかかる炭素繊維プラスチックで構成したような場合においてコスト的なメリットが大きなものとなる。更に、ユーザー側にとっても、車両変更によって穴数やホイールピッチ（更にはインセット量等）が変わったような場合でも、アウター側締結部材１２０及びインナー側締結部材１３０のみを交換することによってお気に入りのホイールをそのまま使い続けることができるというメリットもある。

１００・・・組立式自動車用ホイール
１０１・・・ホイール本体
１０２・・・リム
１０４・・・スポーク
１０５・・・ディスク面中央部
１０５ａ・・・ボルト穴
１０６・・・センターハブ穴（貫通孔）
１２０・・・アウター側締結部材（第１の締結部材）
１２２・・・ボルト穴
１２４・・・貫通孔
１２５・・・リング状突起
１２６・・・ネジ山
１３０・・・インナー側締結部材（第２の締結部材）
１３１・・・貫通孔
１３２・・・ボルト穴
１３３・・・ナット当接テーパ面
１３４・・・リング状突起
１３５・・・ネジ山

Claims (5)

1. スポークと一体成形されたディスク面中央部と、
   当該ディスク面中央部の中心に車軸方向に貫通して形成された貫通孔と、
   前記ディスク面中央部を車軸方向両側から前記貫通孔を介して互いに螺合することによって締め付け挟持する第１、第２の締結部材と、を備え、
   車軸方向内側に位置する前記２の締結部材が、車体側ハブに当接することによってセット位置が定まる
   ことを特徴とする組立式自動車用ホイール。
2. 請求項１において、
   前記第１、第２の締結部材及び前記ディスク面中央部の全てに当該ホイールを車体に固定する為のボルトが貫通するボルト穴を備える
   ことを特徴とする組立式自動車用ホイール。
3. 請求項２において、
   前記ディスク面中央部に形成された前記ボルト穴を円周方向に長穴に形成し、
   前記第１、第２締結部材側に形成された前記ボルト穴の穴数を変更することによって異なるボルト数の車体にも組み付け可能となる
   ことを特徴とする組立式自動車用ホイール。
4. 請求項２又は３において、
   前記ディスク面中央部に形成された前記ボルト穴を半径方向に長穴に形成し、
   前記第１、第２締結部材側に形成された前記ボルト穴の変形方向位置を変更することによって異なるＰ．Ｃ．Ｄ．の車体にも組み付け可能となる
   ことを特徴とする組立式自動車用ホイール。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   少なくとも前記ディスク面中央部及び前記スポークが炭素繊維強化プラスチックで構成されている
   ことを特徴とする組立式自動車用ホイール。
   
   

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