JP2019104316A - 車両用ホイールおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】これまでにない新しい意匠性を有する車両用ホイールを提供する。【解決手段】リム部１１の車両外側の面およびディスク部１２の車両外側の面から構成されている意匠面３１の一部は、研磨面３４を有している。研磨面３４は、平坦な面であり、ホイール１０の回転方向と交差する多数の研磨筋目３５が形成されている。このように回転方向と交差する研磨筋目３５を有するホイール１０は、回転すると光を反射する部位が移動し、見た目の変化に富んだものとなる。このように回転方向と交差する研磨筋目３５を、回転体であるホイール１０の意匠面３１に形成することで、回転時に見た目が変化するという特異な視覚的効果が生まれる。したがって、ホイール１０は、これまでにない新しい意匠性を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、軽合金製の車両用ホイールおよびその製造方法に関する。

従来、軽合金製の車両用ホイールにおいて、型成形後に加工を施すことで意匠性の向上を図る技術が知られている。特許文献１に開示された車両用ホイールの意匠面には、回転方向へ延びる多数の溝により反射型回折格子が形成されている。意匠面は、各溝間の平滑面で光が回折波として反射することにより虹色に光輝いて見える。

特開平４−３５３００１号公報

上述のように、車両用ホイールでは、強度や放熱性といった機能性ばかりではなく、意匠性も重視されている。そのため、車両用ホイールには、新しい意匠が常に求められている。

本発明は、上述の観点によりなされたものであり、その目的は、これまでにない新しい意匠性を有する車両用ホイール、およびその製造方法を提供することである。

本発明の車両用ホイールは、筒状のリム部と、リム部の内側に設けられているディスク部とを備える軽合金製の車両用ホイールである。リムの車両外側の面およびディスク部の車両外側の面から構成されている意匠面の一部は、研磨面を有している。研磨面は、平坦な面であり、車両用ホイールの回転方向と交差する多数の研磨筋目が形成されている。

従来の回転方向の溝を有する車両用ホイールは、回転しても光を反射する部位が移動しないため、回転しても見た目の変化はなく、単調である。これに対して、回転方向と交差する研磨筋目を有する車両用ホイールは、回転すると光を反射する部位が移動し、見た目の変化に富んだものとなる。このように回転方向と交差する研磨筋目を、回転体である車両用ホイールの意匠面に形成することで、回転時に見た目が変化するという特異な視覚的効果が生まれる。
したがって、これまでにない新しい意匠性を有する車両用ホイールを得ることができる。

また、このように多数の研磨筋目を設けることで、単に平滑に加工しただけの光輝面とは異なる見た目が得られる。その理由として、第１に、研磨筋目が光沢を抑えることが挙げられる。例えば、直線や曲線の研磨筋目が連続して一定またはランダムに形成されることで、つや消し状態となり、落ち着いた雰囲気を出すことができる。また、研磨筋目により特定の図形や文字、あるいは幾何学模様を描くことも考えられる。第２に、見る方向および角度によって、光を反射して光って見える部位が変化することが挙げられる。従来の光輝面は、ある一定の方向および角度から見ると、光源に照らされて全体的に光って見えるだけである。これに対して、多数の研磨筋目が形成された研磨面は、微細な溝である研磨筋目の溝壁面のうち、視線方向に向けられた部位が光って見える。そして、見る方向および角度が変わることで視線方向に向く部位が変化して、光って見える部位が変化する。そのため、例えば停止車両に対して観察者が動く場合、または、観察者に対して車両がゆっくり移動する場合など、観察者と研磨面との相対位置が変わる状況において研磨面の光る部位が移動して見えるのである。

本発明の車両用ホイールの製造方法は、切削工程および研磨工程を含む。切削工程は、リム部の車両外側の面およびディスク部の車両外側の面から構成されている意匠面の一部に切削加工により平坦な面を形成する。研磨工程は、車両用ホイールの回転方向と交差する多数の研磨筋目を研磨加工により前記平坦な面に形成する。
このように切削加工により平滑性や光沢感が与えられた平坦な面に対して研磨加工が施されることで、多数の研磨筋目による光の反射の効果を高めることができる。

本明細書において、研磨面が「平坦」であるとは、完全に平面であることのみならず、非常に緩やかに湾曲していることも含まれる。つまり、研磨面は研磨可能なほどに平坦であればよい。

本発明の第１実施形態による車両用ホイールの正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１のＩＩＩ部分拡大図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 ホイールの製造工程を説明する図である。 本発明の第２実施形態による車両用ホイールの正面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 本発明の第３実施形態による車両用ホイールの正面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。 本発明の第４実施形態による車両用ホイールの正面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。 本発明の第５実施形態による車両用ホイールの正面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 本発明の他の実施形態による１つ目の車両用ホイールのうち、研磨面を拡大して示す図である。 本発明の他の実施形態による２つ目の車両用ホイールのうち、研磨面を拡大して示す図である。 本発明の他の実施形態による３つ目の車両用ホイールのうち、研磨面を拡大して示す図である。 本発明の他の実施形態による４つ目の車両用ホイールのうち、研磨面を拡大して示す図である。 本発明の他の実施形態による５つ目の車両用ホイールのうち、研磨面を拡大して示す図である。 本発明の他の実施形態による６つ目の車両用ホイールのうち、研磨面を拡大して示す図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による車両用ホイール（以下、ホイール）を図１、図２に示す。図１、図２の符号ＡＸは、ホイール１０の回転軸心を示す。図２の紙面の右方向は、ホイール１０を車両に装着した状態において車幅方向の内側から外側に向かう方向（車両外方向）である。以下の説明では、車両外方向側のことを「車両外側」と記載する。

ホイール１０は、軽合金製のホイールである。本実施形態では、ホイール１０は、アルミニウム合金製であり、例えば鋳造により製造される。ホイール１０は、筒状のリム部１１と、リム部１１の内側に設けられたディスク部１２とを備えている。

リム部１１は、車両内側から車両外側に向かって順に形成されたフランジ部２１、ビードシート部２２、ウェル部２３、ビードシート部２４、およびリムフランジ部２５を有している。図示しないタイヤのビード部は、ビードシート部２２およびビードシート部２４に載せられ、フランジ部２１およびリムフランジ部２５により保持される。ウェル部２３は、タイヤをホイール１０に装着する過程でビード部が一時的に入り込む凹部である。

ディスク部１２は、中央に位置するハブ取付部２６と、ハブ取付部２６からリム部１１まで延びる複数のスポーク部２７とを有している。ハブ取付部２６は、ハブ穴２８と、それを取り囲む複数のボルト挿通孔２９とを有している。ホイール１０は、ハブ取付部２６が車軸のハブに取り付けられることで車両に装着される。

（意匠面）
ホイール１０の車両外側の面は、意匠面３１である。意匠面３１は、車両外側から見える部分であって、ホイール１０の見栄えを決めるデザイン部分であり、リム部１１およびディスク部１２を含む。つまり、意匠面３１は、リム部１１の車両外側の面およびディスク部１２の車両外側の面から構成されている。

意匠面３１は、塗装面３２、切削面３３および研磨面３４を有している。ホイール１０全体には無色のクリア塗装が施されている。そのため、塗装面３２、切削面３３および研磨面３４は、ホイール１０の表面に現れていないが、クリア塗膜を通して視認可能である。なお、全ての図面においてクリア塗膜の図示を省略している。

塗装面３２は、型成形したあと、鋳肌に塗装して得られる面である。図１では、塗装面３２をドット柄で表している。第１実施形態では、ボルト挿通孔２９、切削面３３および研磨面３４以外の部分が塗装面３２である。
切削面３３は、塗装したあと、意匠面３１の一部を塗膜ごと切削加工して得られる面である。この切削面３３は、金属光輝面であり、塗装面３２との対比により光輝感が強調されている。第１実施形態では、切削面３３は、ハブ取付部２６の車両外側に設けられている。

研磨面３４は、平坦な面であり、多数の研磨筋目３５が形成されている。図１では、多数の研磨筋目３５のうちの一部だけを間引いて示している。研磨筋目３５は、切削面に特殊な研磨加工を施して得られる。研磨加工する前の状態は、切削面３３と同様の金属光輝面であり、切削面３３を例えば旋盤で切削加工するとき同時に加工される。第１実施形態では、研磨面３４は、スポーク部２７と、リム部１１のうちスポーク部２７に接続されている部分（すなわち、周方向の一部）とに設けられている。各スポーク部２７には研磨面３４が１つずつ設けられている。各研磨面３４は、回転軸心ＡＸに垂直な同一平面上に設けられており、互いに周方向に離間して配置されている。各研磨面３４の間には空間がある。この空間は、２つのスポーク部２７間の隙間である。

ここで、型成形後に施される加工には、例えば旋盤による切削加工がある。切削加工は、被加工物を刃物で削り取って形状を変える加工法である。切削面３３は、この切削加工により形成される面である。基本的には、切削面は平滑面であるが、刃物の送り速度が比較的速い場合には切削面に多数の切削筋目が残ることもある。これらの切削筋目は、回転軸心ＡＸを中心とする同心円状の筋目であって、回転方向に延びる溝となる。
これに対して、研磨加工は、形状を変えない加工法であり、装飾を目的とした加工である。図１、図３に示すように、研磨筋目３５は、回転方向と交差する円弧状の筋目である。これは、上述の回転方向の切削筋目とは異なる。

図３に示すように、あるまとまった数の研磨筋目３５は、一定方向に連続的に並ぶことで研磨痕３６を形成している。研磨痕３６は、回転する円筒状の研磨砥石の先端面を当てながら当該研磨砥石を一定方向に送ったときの研磨軌跡であり、一定方向への指向性を有している。第１実施形態では、研磨痕３６の指向方向は、径方向と略一致する。
研磨面３４は複数の研磨痕３６を有している。各研磨痕３６は、規則的に配置されることで幾何学模様を描いている。第１実施形態では、各研磨痕３６は、研磨面３４の全体に隙間なく平行に並ぶように配置されている。

図２、図４に示すように、研磨面３４の周囲に形成された面である切削面３３（図２参照）および塗装面３２（図４参照）は、研磨面３４の縁に接続している接続部分も含めて、研磨面３４に対して車両内側に位置している。すなわち、車両外側から研磨面３４を見たときに、切削面３３および塗装面３２は、研磨面３４よりも奥側（車両内側）に位置している。

（製造方法）
ホイール１０は、図５に示す各工程を経て製造される。
鋳造工程Ｓ１では、鋳造によりホイール１０の概形が形成される。
加工工程Ｓ２では、例えば切削加工等によりリム部１１およびボルト挿通孔２９等が形成される。
塗装工程Ｓ３では、全体に塗装が施される。
切削工程Ｓ４では、意匠面３１の一部に切削加工により切削面３３および複数の平坦な面が形成される。この平坦な面は、切削面３３と同じ金属面であって、後に研磨面３４になる面である。それぞれの平坦な面は、互いに周方向に離間している。
研磨工程Ｓ５では、回転方向と交差する多数の研磨筋目３５が研磨加工により上記平坦な面に形成され、各研磨面３４に同種の幾何学模様が描かれる。
最終塗装工程Ｓ６では、クリア塗膜が施される。

（効果）
以上説明したように、ホイール１０は、軽合金製であり、筒状のリム部１１と、リム部１１の内側に設けられているディスク部１２とを備えている。リム部１１の車両外側の面およびディスク部１２の車両外側の面から構成されている意匠面３１は、研磨面３４を有している。研磨面３４は、平坦な面であり、ホイール１０の回転方向と交差する多数の研磨筋目３５が形成されている。

従来の回転方向に溝を有する車両用ホイールは、回転しても見た目の変化はなく、単調である。これに対して、回転方向と交差する研磨筋目３５を有するホイール１０は、回転すると光を反射する部位が移動し、見た目の変化に富んだものとなる。このように回転方向と交差する研磨筋目３５を、回転体であるホイール１０の意匠面３１に形成することで、回転時に見た目が変化するという特異な視覚的効果が生まれる。したがって、ホイール１０は、これまでにない新しい意匠性を有する。

また、このように多数の研磨筋目３５を設けることで、単に平滑に加工しただけの光輝面とは異なる見た目が得られる。その理由として、第１に、研磨筋目３５が光沢を抑えることが挙げられる。円弧状の研磨筋目３５が一定方向に連続的に並ぶように形成されることで、つや消し状態となり、落ち着いた雰囲気を出すことができる。また、あるまとまった数の研磨筋目３５からなる研磨痕３６により幾何学模様が描かれている。第２に、見る方向および角度によって、光を反射して光って見える部位が変化することが挙げられる。従来の光輝面は、ある一定の方向および角度から見ると、光源に照らされて全体的に光って見えるだけである。これに対して、多数の研磨筋目３５が形成された研磨面３４は、微細な溝である研磨筋目３５の溝壁面のうち、視線方向に向けられた部位が光って見える。そして、見る方向および角度が変わることで視線方向に向く部位が変化して、光って見える部位が変化する。そのため、例えば停止車両に対して観察者が動く場合、または、観察者に対して車両がゆっくり移動する場合など、観察者と研磨面３４との相対位置が変わる状況において研磨面３４の光る部位が移動して見えるのである。

ここで、車両用ホイールは、強度や放熱性等の機能性および意匠性を高めるために複雑な３次元形状を有するのが普通である。このような３次元形状の車両用ホイールに研磨面を設けるにあたっては、研磨工具が被加工面の周囲の部分と干渉する問題が生じる。具体的には、研磨面の周囲に形成された面が研磨面に対して車両外側に位置している形態においては、研磨加工するとき研磨工具がその周囲の面に乗り上げてしまうので、研磨面の縁まで加工することができない。このような問題は、例えば平板の平面のような２次元形状のものに研磨面を設ける場合には生じない。
これに対して、第１実施形態では、研磨面３４の周囲に形成された切削面３３および塗装面３２は、研磨面３４の縁に接続している接続部分も含めて、研磨面３４に対して車両内側に位置している。これにより、研磨工具が研磨面３４の周囲の部分と干渉することが抑制されるので、研磨面３４の縁まで研磨加工することができる。

また、第１実施形態では、回転軸心ＡＸに垂直な同一平面上に複数の研磨面３４があり、各研磨面３４の間には空間がある。これにより、各研磨面３４の研磨加工前の金属光輝面を切削加工で同時に形成することができる。また、各研磨面３４間に空間があることで、ある研磨面３４を研磨加工するとき、他の研磨面３４を加工しないように避けることができる。

また、第１実施形態では、ホイール１０の製造方法は、切削工程Ｓ４および研磨工程Ｓ５を含む。切削工程Ｓ４は、意匠面３１の一部に切削加工により平坦な面を形成する。研磨工程Ｓ５は、ホイール１０の回転方向と交差する多数の研磨筋目３５を研磨加工により前記平坦な面に形成する。
このように切削加工により平滑性や光沢感が与えられた平坦な面に対して研磨加工が施されることで、多数の研磨筋目３５による光の反射の効果を高めることができる。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態では、図６、図７に示すように、ホイール４０の意匠面４１は、研磨面４２を有している。研磨面４２は、回転軸心ＡＸに垂直な平面上にはなく、その平面に対して傾いている。すなわち、径方向内側にいくほど車両内側に位置するように傾いている。研磨面４２は、各スポーク４３に１つずつ設けられている。各研磨面４２は、同一平面上にない。

このように、研磨面４２は、回転軸心ＡＸに垂直な平面に対して傾いていてもよい。また、各研磨面４２は、同一平面上になくてもよい。それでも、研磨面４２に多数の研磨筋目３５が形成されていることで、ホイール４０はこれまでにない新しい意匠性を有する。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態では、図８、図９に示すように、ホイール５０の意匠面５１は、研磨面５２を有している。１つのスポーク５４には、２つの研磨面５２と１つの突起５５とが設けられている。突起５５は、２つの研磨面５２の間に位置しており、研磨面５２よりも車両外側に突出している。

研磨面５２と突起５５との間には溝５６が形成されている。溝５６が形成されることによって、研磨面５２と突起５５との間には空間がある。つまり、研磨面５２に対して突起５５側に隣接する位置に空間が設けられている。
このように突起５５がある場合であっても、研磨面５２と突起５５との間に空間があることで、研磨面５２を研磨加工するときに突起５５を加工しないように避けることができ、また、研磨面５２の縁まで研磨加工することができる。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態では、図１０、図１１に示すように、ホイール６０の意匠面６１は、研磨面６２を有している。研磨面６２は、１つのスポーク６３に２つ設けられている。この２つの研磨面６２は互いに周方向に離間して配置されており、それらの間には溝６４が形成されている。溝６４が形成されることによって、２つの研磨面６２の間には空間がある。つまり、一方の研磨面６２に対して他方の研磨面６２側に隣接する位置に空間が設けられている。

このように、１つのスポーク６３に２つの研磨面６２が設けられている場合であっても、各研磨面６２の間に空間があることで、一方の研磨面６２を研磨加工するときに他方の研磨面６２を加工しないように避けることができる。そのため、研磨面６２の縁まで研磨加工することができる。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態では、図１２、図１３に示すように、ホイール７０の意匠面７１は、切削面７２および研磨面７３を有している。切削面７２は、ハブ取付部２６およびスポーク７４の車両外側の面である。研磨面７３は、スポーク７４の中央に形成されている。切削面７２と研磨面７３との間には溝７５が形成されている。

スポーク７４において、切削面７２および研磨面７３は、回転軸心ＡＸに垂直な同一平面上において周方向に並んでいる。そして、溝７５が形成されることによって、切削面７２と研磨面７３との間には空間がある。つまり、研磨面７３に対して切削面７２側に隣接する位置に空間が設けられている。
これにより、切削面７２と、研磨面７３の研磨加工前の金属光輝面とを切削加工で同時に形成することができる。また、切削面７２と研磨面７３との間に空間があることで、研磨面７３を研磨加工するとき、切削面７２を加工しないように避けることができる。

［他の実施形態］
他の実施形態では、研磨筋目は、円弧状に限らず、他の形状であってもよい。例えば、図１４、図１５、図１６に示すように研磨筋目８１が直線状であってもよい。図１４では、一定方向に延びる研磨筋目８１が並ぶように形成されている。図１５では、研磨筋目８１が方向関係なくランダムに並ぶように形成されている。図１６では、あるまとまった数の一定方向に延びる研磨筋目８１が集まることで研磨痕８２を形成している。各研磨痕８２は、格子状に配置されることで幾何学模様を描いている。

また、図１７に示すように研磨筋目８５は波状であってもよい。図１７では、研磨筋目８５が規則的に配置されている。これとは別に、あるまとまった数の研磨筋目８５からなる研磨痕により幾何学模様が描かれてもよい。
また、研磨筋目は、図１８、図１９に示すように円形状であってもよい。図１８、図１９では、あるまとまった数の研磨筋目９１が同心状に並ぶことで研磨痕９２、９３を形成している。図１８では、同心円状の複数の研磨痕９２は、うろこ状の幾何学模様を描いている。図１９では環状の複数の研磨痕９３は、グリッド状に配置されることで幾何学模様を描いている。

他の実施形態では、研磨面は、直線状の研磨筋目と、円弧状、波状または円形状である曲線状の研磨筋目とが複合的に形成されていてもよい。
他の実施形態では、研磨筋目により図形や文字が描かれてもよいし、複数種類の模様が描かれてもよい。
他の実施形態では、研磨面は、ホイールの軸心に垂直な第１平面上に位置するものと、第１平面に平行な第２平面上に位置するものとが混在していてもよい。また、研磨面は、第１平面上に位置するものと、第１平面に対して傾いているものとが混在していてもよい。

他の実施形態では、研磨面は、径方向内側にいくほど車両外側に位置するように傾いていてもよい。また、研磨面は、径方向において傾いているものに限らず、周方向において傾いていてもよい。
他の実施形態では、研磨面は、スポーク部およびリム部の一方に位置していてもよい。
他の実施形態では、研磨面は、リム部のリムフランジ部に対して車両内側に位置していてもよい。研磨面に対して車両外側に位置する突起は、例えばリムフランジ部等であってもよい。
他の実施形態では、研磨面は、金属面に限らず、めっき又はアルマイト処理などの表面処理が施された面であってもよい。
他の実施形態では、２つの研磨面の間にある空間、研磨面と突起との間にある空間、研磨面と切削面との間にある空間は、溝により設けられるものに限らず、孔により設けられるものであってもよい。

他の実施形態では、意匠面は、塗装面および切削面の一方または両方を有していなくてもよい。
他の実施形態では、鋳肌への塗装に限らず、切削面に塗装されてもよい。
他の実施形態では、塗装面の塗装は、切削加工前に限らず、切削加工後に部分的に行われてもよい。
他の実施形態では、クリア塗装は、無色に限らず、有色であってもよい。

他の実施形態では、ホイールは、アルミニウム合金製に限らず、例えばマグネシウム合金製など他の軽合金製であってもよい。
他の実施形態では、ディスク部は、スポークタイプに限らず、メッシュタイプ等の他のタイプであってもよい。
他の実施形態では、ホイールは、鋳造に限らず、鍛造により製造されてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０、４０、５０、６０、７０・・・車両用ホイール
１１・・・リム部
１２・・・ディスク部
３１、４１、５１、６１、７１・・・意匠面
３４、４２、５２、６２、７３・・・研磨面
３５、８１、８５、９１・・・研磨筋目

Claims (6)

1. 筒状のリム部と、前記リム部の内側に設けられているディスク部とを備える軽合金製の車両用ホイールであって、
   前記リム部の車両外側の面および前記ディスク部の車両外側の面から構成されている意匠面の一部は、研磨面を有しており、
   前記研磨面は、平坦な面であり、前記車両用ホイールの回転方向と交差する多数の研磨筋目が形成されている車両用ホイール。
2. 前記研磨面の周囲に形成された面のうち、少なくとも前記研磨面の縁に接続している接続部分は、前記研磨面に対して車両内側に位置している請求項１に記載の車両用ホイール。
3. 前記意匠面は、前記研磨面よりも前記車両外側に突出している突起を有しており、
   前記研磨面と前記突起との間には空間がある請求項２に記載の車両用ホイール。
4. 前記車両用ホイールの回転軸心に垂直な同一平面上に複数の前記研磨面があり、
   各前記研磨面の間には空間がある請求項２または３に記載の車両用ホイール。
5. 前記意匠面は、前記車両用ホイールの回転軸心に垂直な同一平面上において周方向に並ぶ前記研磨面および切削面を有しており、
   前記研磨面と前記切削面との間には空間がある請求項請求項２に記載の車両用ホイール。
6. 筒状のリム部と、前記リム部の内側に設けられているディスク部とを備える軽合金製の車両用ホイールの製造方法であって、
   前記リム部の車両外側の面および前記ディスク部の車両外側の面から構成されている意匠面の一部に切削加工により平坦な面を形成する切削工程と、
   前記車両用ホイールの回転方向と交差する多数の研磨筋目を研磨加工により前記平坦な面に形成する研磨工程と、
   を含む車両用ホイールの製造方法。

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