JP2019064292A

JP2019064292A - 車両用ホイールディスクおよび車両用ディスクホイール

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Publication number: JP2019064292A
Application number: JP2017188348A
Authority: JP
Inventors: 貴之西; Takayuki Nishi; 英二郎杉本; Eijiro Sugimoto
Original assignee: RINTEKKUSU KK
Current assignee: RINTEKKUSU KK
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: CN111163947A; JP6359742B1; US20200290397A1; MX2020003283A; CN111163947B; US11697304B2; WO2019065935A1

Abstract

【課題】高剛性の車両用ホイールディスクおよびそれを備えた車両用ディスクホイールを提供する。【解決手段】ディスク１４の取り付け部１８は、車軸のハブに押し付けられる押し付け面を有する平板部２４と、ディスク１４の軸方向において平板部２４から前記押し付け面とは反対側に向かって突出しかつ前記軸方向から見て円環形状を有する複数のナット支持部２６とを有する。ナット支持部２６を前記軸方向に貫通するようにボルト孔２８形成されている。ナット支持部２６は、ナット支持部２６の径方向外側に向かって膨らむように湾曲する張出部２６ｂと、ナット支持部２６の周方向において張出部２６ｂに隣り合いかつ張出部２６ｂに対してナット支持部２６の径方向内側に向かって突出する突出部２６ｃとを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、車両用のホイールディスクおよびそれを備えたディスクホイールに関する。

近年、旋回時の姿勢を安定させるための横滑り防止装置（ESC：Electronic Stability Control）を搭載した車両が普及してきている。ＥＳＣを搭載した車両においては、例えば、運転者が障害物を緊急回避するために車両を急旋回させた際に、横滑りを防止するためにＥＳＣが作動する。このとき、ホイールディスクにおいて大きな横力が発生する。このため、ＥＳＣが搭載された車両において使用されるホイールディスクには、ＥＳＣが搭載されていない従来の車両において使用されるホイールディスクに比べて、高い剛性が要求される。

車両用のホイールディスクの剛性を高めるための技術は、これまでにも提案されている。

例えば、特許文献１には、窓部形成部を有する車両用ホイールディスクが開示されている。特許文献１の車両用ホイールディスクでは、窓部形成部のディスク半径方向外側面が、ディスク半径方向と直交する平面とされている。特許文献１には、上記のような構成によれば、車両においてタイヤからリムに力が加わった際に、窓部形成部が変形しにくくなることが記載されている。

特開２０１７−５２３４２号公報

しかしながら、既存の技術だけでは、ホイールディスクの剛性向上の要求に十分に対応できない。このため、従来、ＥＳＣを搭載した車両においてホイールディスクに要求される剛性を確保するためには、ホイールディスクの素材として高強度の材料を用いたり、ホイールディスクの板厚を厚くしたりする必要があった。しかしながら、高強度の材料を用いる場合には、ホイールディスクの製造コストが上昇し、ホイールディスクの板厚を厚くする場合には、ホイールディスクの重量が増加するという問題が生じる。

そこで、本発明は、高剛性の車両用ホイールディスクおよびそれを備えた車両用ディスクホイールを提供することを目的とする。

一般に、車両においてホイールディスクは、車軸のハブに固定される。具体的には、ハブに設けられたボルトをホイールディスクに形成されたボルト穴に通した後、ボルトにナットをねじ込むことによって、ハブにホイールディスクが固定される。

上記のようにハブに固定されるホイールディスクにおいて、本発明者らは、車軸からホイールディスクに作用する力、およびホイールディスクに力が加わった際にホイールディスクにおいて生じる現象について詳細に検討した。その結果、車軸からホイールディスクに大きな力が作用した場合、ホイールディスクにおいてハブに固定されている部分（より具体的には、ナットによって締め付けられている部分）が塑性変形し、ホイールディスクにおいて座屈が生じる可能性が高くなることが分かった。

本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、下記の車両用ホイールディスクおよび車両用ディスクホイールを要旨とする。

（１）車軸のハブに設けられた複数のボルトと前記複数のボルトにねじ込まれる複数のナットとによって、前記ハブに取り付けられる車両用ホイールディスクであって、
前記複数のボルトを通すための複数のボルト孔が形成されており、前記複数のボルト孔に通される前記複数のボルトと前記複数のナットとによって締め付けられることによって前記ハブに取り付けられる取り付け部を備え、
前記取り付け部は、前記ハブに押し付けられる押し付け面を有する平板部と、当該車両用ホイールディスクの軸方向において前記平板部から前記押し付け面とは反対側に向かって突出しかつ前記軸方向から見て円環形状を有する複数のナット支持部とを有し、
前記複数のボルト孔はそれぞれ、前記ナット支持部を前記軸方向に貫通するように形成されており、
前記複数のナット支持部はそれぞれ、前記ナット支持部の径方向外側に向かって膨らむように湾曲する張出部と、前記ナット支持部の周方向において前記張出部に隣り合いかつ前記張出部に対して前記ナット支持部の径方向内側または径方向外側に向かって突出する１以上の突出部とを有する、車両用ホイールディスク。

（２）前記軸方向から見て、当該車両用ホイールディスクの中心および前記ボルト孔の中心を通る直線を第１仮想線とし、さらに前記第１仮想線によって前記ナット支持部を２つの領域に区画した場合に、前記２つの領域にそれぞれ前記突出部が設けられている、上記（１）に記載の車両用ホイールディスク。

（３）前記軸方向から見て、当該車両用ホイールディスクの中心および前記ボルト孔の中心を通る直線を第１仮想線とし、前記ボルト孔の中心を通りかつ前記第１仮想線に垂直な方向に延びる直線を第２仮想線とし、さらに前記第２仮想線によって前記ナット支持部を２つの領域に区画した場合に、前記２つの領域にそれぞれ前記突出部が設けられている、上記（１）に記載の車両用ホイールディスク。

（４）前記軸方向から見て、当該車両用ホイールディスクの中心および前記ボルト孔の中心を通る直線を第１仮想線とし、前記ボルト孔の中心を通りかつ前記第１仮想線に垂直な方向に延びる直線を第２仮想線とし、さらに前記第１仮想線と前記第２仮想線とによって前記ナット支持部を４つの領域に区画した場合に、前記４つの領域にそれぞれ前記突出部が設けられている、上記（１）に記載の車両用ホイールディスク。

（５）円筒状のリムと、
前記リムに接合された請求項１から４のいずれかに記載の車両用ホイールディスクと、を備えた、車両用ディスクホイール。

本発明によれば、高剛性の車両用ホイールディスクおよびそれを備えた車両用ディスクホイールが得られる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ディスクホイールを示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線端面図である。図３は、ナット支持部の概略断面図である。図４は、ナット支持部を示す概略斜視図である。図５は、突出部の形成位置を説明するための図である。図６は、突出部の形成位置を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態に係る車両用ホイールディスクおよび車両用ディスクホイールについて図面を用いて説明する。

（車両用ディスクホイールの構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用ディスクホイール１０（以下、ホイール１０と略記する。）を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に対応する部分の概略端面図である。なお、図２においては、後述する車両用ホイールディスク１４の軸線を、二点鎖線で示している。

図１および図２を参照して、ホイール１０は、円筒状のリム１２と、本発明の一実施形態に係る車両用ホイールディスク１４（以下、ディスク１４と略記する。）とを備えている。リム１２およびディスク１４の材料としては種々の金属材料を用いることができ、鋼（例えば、熱間圧延鋼板）、アルミニウム、またはアルミニウム合金等が用いられる。

リム１２とディスク１４とは、リム１２にディスク１４を嵌め込んだ状態で溶接することによって接合されている。なお、リム１２の構成としては、公知の種々のリムの構成を採用できるので、詳細な説明は省略する。

詳細な説明は省略するが、ディスク１４を製造する際には、まず、素材コイルを巻き戻して得られた金属板が所定寸法に切断される。その後、所定寸法に切断された金属板を打ち抜くことによって、所定形状のブランクが得られる。更に、得られたブランクに対して、絞り加工および穴抜き加工等の所定の加工が行なわれて、ディスク１４が得られる。

ディスク１４は、全体として略円盤形状を有している。ディスク１４の中心部には、ハブ穴１６が形成されている。ハブ穴１６は、ディスク１４の軸方向から見て円形状を有している。ディスク１４は、ハブ穴１６からハブ穴１６の径方向外側に向かって順に設けられた取り付け部１８、ハット部２０およびフランジ部２２を有している。

取り付け部１８は、図示しない車両の車軸のハブに設けられた複数のボルトと、その複数のボルトにねじ込まれる複数のナットとによって締め付けられることによって、車軸のハブに取り付けられる。取り付け部１８の詳細については後述する。なお、取り付け部１８を車軸のハブに取り付ける態様は、公知のホイールディスクと同様であるので、詳細な説明は省略する。

ハット部２０は、取り付け部１８からディスク１４の軸方向に膨らむように形成されている。フランジ部２２は、円筒形状を有し、リム１２に溶接される。なお、ハット部２０およびフランジ部２２の構成としては、公知の種々のハット部およびフランジ部の構成を採用できるので、詳細な説明は省略する。

以下、取り付け部１８について詳しく説明する。

取り付け部１８は、平板部２４と、複数（本実施形態では、４つ）のナット支持部２６とを有している。図２を参照して、平板部２４は、押し付け面２４ａを有している。押し付け面２４ａは、取り付け部１８が図示しない車両のハブに取り付けられる際に、ハブに押し付けられる面である。

図１を参照して、複数のナット支持部２６は、ディスク１４の周方向に等間隔で並ぶように設けられている。複数のナット支持部２６はそれぞれ、ディスク１４の軸方向から見て円環形状を有している。図２を参照して、ナット支持部２６は、ディスク１４の軸方向において、平板部２４から押し付け面２４ａとは反対側に向かって突出している。

図３は、ナット支持部２６（図１のＢ−Ｂ線に対応する部分）の概略断面図であり、図４は、ナット支持部２６を示す概略斜視図である。

図１〜図４を参照して、各ナット支持部２６の中心部には、上記ボルトを通すためのボルト孔２８が形成されている。ボルト孔２８は、ナット支持部２６をディスク１４の軸方向に貫通するように形成されている。図３および図４を参照して、ナット支持部２６の中心部には、ボルト孔２８に繋がるように、ナット座面３０が形成されている。本実施形態では、ナット座面３０は、テーパー形状を有している。図４を参照して、本実施形態では、ナット座面３０は、ディスク１４の軸方向において押し付け面２４ａから離れるにつれて直径が大きくなるように形成されている。

本実施形態では、車軸のハブに設けられた複数のボルトが取り付け部１８の複数のボルト孔２８に通され、各ボルトにナットをねじ込むことによって、ディスク１４がハブに取り付けられる。上記のナット座面３０は、ボルトにねじ込まれたナットを支持する面である。なお、ナット座面の形状は上述の例に限定されず、公知の種々のナット座面の形状を採用できる。

図３および図４を参照して、各ナット支持部２６は、立ち上がり部２６ａ、複数の張出部２６ｂおよび複数の突出部２６ｃを有している。立ち上がり部２６ａは、平板部２４からディスク１４の軸方向において押し付け面２４ａとは反対側に向かって立ち上がる部分であり、ディスク１４の軸方向から見て円環形状を有している。立ち上がり部２６ａは、ナット支持部２６の径方向内側に向かって膨らむように湾曲している。本実施形態では、立ち上がり部２６ａは、ナット支持部２６の径方向内側に向かいかつディスク１４の軸方向において押し付け面２４ａに近付く方向に向かって凸となるように形成されている。

複数（本実施形態では４つ）の張出部２６ｂおよび複数（本実施形態では４つ）の突出部２６ｃはそれぞれ、立ち上がり部２６ａとナット座面３０との間に設けられている。本実施形態では、複数の張出部２６ｂおよび複数の突出部２６ｃがナット支持部２６の周方向において交互に並ぶように設けられている。

図４を参照して、ディスク１４の軸方向から見て、各張出部２６ｂは、円弧形状を有している。図３および図４を参照して、張出部２６ｂは、ナット支持部２６の径方向外側に向かって膨らむように湾曲している。本実施形態では、張出部２６ｂは、ナット支持部２６の径方向外側に向かいかつディスク１４の軸方向において押し付け面２４ａから離れる方向に向かって凸となるように形成されている。

突出部２６ｃは、ナット支持部２６の周方向において張出部２６ｂに隣り合うように設けられている。突出部２６ｃは、張出部２６ｂに対してナット支持部２６の径方向内側に向かって突出している。本実施形態では、突出部２６ｃは、ナット支持部２６の径方向内側に向かいかつディスク１４の軸方向において押し付け面２４ａに近付く方向に突出している。

図３を参照して、本実施形態では、突出部２６ｃの外面５１（ナット支持部２６の径方向において外側の面）は、張出部２６ｂの外面４１（ナット支持部２６の径方向において外側の面）に対してナット支持部２６の内側に向かって凹んでいる。また、突出部２６ｃの内面５２（ナット支持部２６の径方向において内側の面）は、張出部２６ｂの内面４２（ナット支持部２６の径方向において内側の面）に対してナット支持部２６の内側に突出している。

（本実施形態の効果）
以上のように、本実施形態に係るディスク１４では、各ナット支持部２６に突出部２６ｃが設けられている。突出部２６ｃは、ナット支持部２６に横力（ディスク１４の軸方向の力）が作用した場合に、補強リブとして機能する。これにより、車軸からディスク１４に大きな力が作用した場合でも、ナット支持部２６が塑性変形することを抑制することができる。その結果、ディスク１４において座屈が生じることを抑制することができる。言い換えると、本実施形態に係るディスク１４では、従来のディスクから材料を変えたり、板厚を変えたりすることなく、ディスク１４の剛性を向上させることができる。したがって、本実施形態によれば、ディスク１４の製造コストおよび重量の上昇を抑制しつつ、ディスク１４の剛性を向上させることができる。

（突出部の位置）
以下、ナット支持部における突出部の形成位置について説明する。図５および図６は、突出部の形成位置を説明するための図である。なお、図５（ａ）は、上述の実施形態における取り付け部１８を示す図であり、図５（ｂ）、図６（ａ）および図６（ｂ）は、取り付け部１８の変形例を示す図である。図５および図６においては、ディスク１４の軸方向から見て、ディスク１４の中心およびボルト孔２８の中心を通る仮想的な直線を第１仮想線Ｌ１として一点鎖線で示し、ボルト孔２８の中心を通りかつ第１仮想線Ｌ１に垂直な方向に延びる仮想的な直線を第２仮想線Ｌ２として二点鎖線で示している。第１仮想線Ｌ１は、ディスク１４の軸方向に対して垂直な方向に延びる直線である。

図５（ａ）を参照して、上述の実施形態では、ディスク１４の軸方向から見て、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とによって、ナット支持部２６を４つの領域に区画した場合に、その４つの領域にそれぞれ突出部２６ｃが設けられている。しかしながら、突出部２６ｃの形成位置は上述の例に限定されない。例えば、各ナット支持部２６において、第１仮想線Ｌ１上に２つの突出部２６ｃを形成し、第２仮想線Ｌ２上に２つの突出部２６ｃを形成してもよい。すなわち、図５（ａ）に示す４つの突出部２６ｃの位置から、ナット支持部２６の周方向に４５°ずらした位置に、４つの突出部を形成してもよい。

また、例えば、図５（ｂ）に示すように、ディスク１４の軸方向から見て、第１仮想線Ｌ１によってナット支持部２６を２つの領域に区画した場合に、その２つの領域にそれぞれ突出部２６ｃを設けてもよい。なお、上記２つの領域において突出部２６ｃを形成する位置について特に制限はないが、例えば、一方の領域の突出部２６ｃと他方の領域の突出部２６ｃとが第１仮想線Ｌ１を中心として互いに線対称となる位置に配置される。また、上記２つの領域それぞれに設けられる突出部２６ｃの数について特に制限はないが、例えば、一方の領域と他方の領域にそれぞれ同数の突出部２６ｃが設けられる。

また、例えば、図６（ａ）に示すように、ディスク１４の軸方向から見て、第２仮想線Ｌ２によってナット支持部２６を２つの領域に区画した場合に、その２つの領域にそれぞれ突出部が設けられてもよい。なお、上記２つの領域それぞれに設けられる突出部２６ｃの数について特に制限はないが、例えば、図６（ｂ）に示すように、上記２つの領域のうちディスク１４の径方向外側の領域の突出部２６ｃの数が、ディスク１４の径方向内側の領域の突出部２６ｃの数よりも多くてもよい。また、図示は省略するが、上記２つの領域のうちディスク１４の径方向内側の領域の突出部２６ｃの数が、ディスク１４の径方向外側の領域の突出部２６ｃの数よりも多くてもよい。

また、各ナット支持部２６に設けられる突出部２６ｃの数は上述の例に限定されない。例えば、各ナット支持部２６に設けられる突出部２６ｃの数が１つのみであってもよく、５つ以上であってもよい。例えば、図６（ａ）に示した取り付け部１８において、各ナット支持部２６に設けられた２つの突出部２６ｃのうちの一方が設けられなくてもよい。

また、上述の実施形態では、突出部２６ｃは、張出部２６ｂに対してナット支持部２６の径方向内側に向かって突出している場合について説明したが、突出部の形状は上述の例に限定されない。例えば、突出部が、張出部２６ｂに対してナット支持部２６の径方向外側に向かって突出していてもよい。より具体的には、例えば、突出部が、ナット支持部２６の径方向外側に向かいかつディスク１４の軸方向において押し付け面２４ａから離れる方向に突出していてもよい。この場合、突出部の外面が張出部２６ｂの外面４１（図３参照）に対してナット支持部２６の外側に向かって突出し、突出部の内面が張出部２６ｂの内面４２（図３参照）に対してナット支持部２６の外側に凹むように、ナット支持部２６が形成される。このように突出部を形成した場合も、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、各ナット支持部２６において、張出部２６ｂに対してナット支持部２６の径方向内側に向かって突出する突出部と、張出部２６ｂに対してナット支持部２６の径方向外側に向かって突出する突出部とが設けられてもよい。

なお、詳細な説明は省略するが、突出部は、押し付け面２４ａのうち、取り付け部１８が車軸のハブに取り付けられる際に、ハブに強く押し付けられる部分の近傍に設けられることが好ましい。

以上のように、本発明によれば、高剛性の車両用ホイールディスクおよびそれを備えた車両用ディスクホイールが得られる。したがって、本発明は、車両のディスクホイールにおいて好適に用いられる。

１０車両用ディスクホイール
１２リム
１４車両用ホイールディスク
１６ハブ穴
１８取り付け部
２０ハット部
２２フランジ部
２４平板部
２４ａ押し付け面
２６ナット支持部
２６ａ立ち上がり部
２６ｂ張出部
２６ｃ突出部
２８ボルト孔
３０ナット座面
４１，５１外面
４２，５２内面

Claims

車軸のハブに設けられた複数のボルトと前記複数のボルトにねじ込まれる複数のナットとによって、前記ハブに取り付けられる車両用ホイールディスクであって、
前記複数のボルトを通すための複数のボルト孔が形成されており、前記複数のボルト孔に通される前記複数のボルトと前記複数のナットとによって締め付けられることによって前記ハブに取り付けられる取り付け部を備え、
前記取り付け部は、前記ハブに押し付けられる押し付け面を有する平板部と、当該車両用ホイールディスクの軸方向において前記平板部から前記押し付け面とは反対側に向かって突出しかつ前記軸方向から見て円環形状を有する複数のナット支持部とを有し、
前記複数のボルト孔はそれぞれ、前記ナット支持部を前記軸方向に貫通するように形成されており、
前記複数のナット支持部はそれぞれ、前記ナット支持部の径方向外側に向かって膨らむように湾曲する張出部と、前記ナット支持部の周方向において前記張出部に隣り合いかつ前記張出部に対して前記ナット支持部の径方向内側または径方向外側に向かって突出する１以上の突出部とを有する、車両用ホイールディスク。
前記軸方向から見て、当該車両用ホイールディスクの中心および前記ボルト孔の中心を通る直線を第１仮想線とし、さらに前記第１仮想線によって前記ナット支持部を２つの領域に区画した場合に、前記２つの領域にそれぞれ前記突出部が設けられている、請求項１に記載の車両用ホイールディスク。
前記軸方向から見て、当該車両用ホイールディスクの中心および前記ボルト孔の中心を通る直線を第１仮想線とし、前記ボルト孔の中心を通りかつ前記第１仮想線に垂直な方向に延びる直線を第２仮想線とし、さらに前記第２仮想線によって前記ナット支持部を２つの領域に区画した場合に、前記２つの領域にそれぞれ前記突出部が設けられている、請求項１に記載の車両用ホイールディスク。
前記軸方向から見て、当該車両用ホイールディスクの中心および前記ボルト孔の中心を通る直線を第１仮想線とし、前記ボルト孔の中心を通りかつ前記第１仮想線に垂直な方向に延びる直線を第２仮想線とし、さらに前記第１仮想線と前記第２仮想線とによって前記ナット支持部を４つの領域に区画した場合に、前記４つの領域にそれぞれ前記突出部が設けられている、請求項１に記載の車両用ホイールディスク。
円筒状のリムと、
前記リムに接合された請求項１から４のいずれかに記載の車両用ホイールディスクと、を備えた、車両用ディスクホイール。