JP2020172231A - 車両用ホイール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、慣性モーメントの増大を図ることができる車両用ホイール１を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の車両用ホイール１は、回転軸Ｏに直交する分割面ＭでアウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとに分割された車両用ホイール１において、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとの外周側に跨って形成されたウェル部５と、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとに跨って形成されボルト１３により締結される複数の締結部１０と、を備え、複数の締結部１０は、ウェル部５の外周側に配置されていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用ホイールに関する。

車両用ホイールは、車軸に連結するディスクと、ディスクに外周側に連続してタイヤが装着されるリムと、を備える金属部品である。このような車両用ホイールは、１つの部品から構成されるワンピースホイール以外に、２つの部品から構成されるツーピースホイールや、３つの部品から構成されるスリーピースホイールが従来から開発されている。
例えばツーピースホイールの例として下記特許文献１には、車外側に配置されたアウタホイールと、車体側に配置されたインナホイールと、を組み合わせて成る車両用ホイールが開示されている。
また、下記特許文献１，２の車両用ホイールには、各部品を組み合わせるため、ボルトに締結される締結部が形成されている。

特開２０１１−２５５８２２号公報 特開２００７−６９３４０号公報

ところで、車両用ホイールは、タイヤから入力した外力により振動するおそれがある。よって、車両用ホイールは、外力の入力による振動を抑制するため、慣性モーメントの増大化が常に求められている。
しかしながら、上記特許文献の締結部は、リムの内周側やスポークに形成され、比較的回転軸寄りに位置している。このため、車両用ホイールの慣性モーメントの増大に対する寄与が小さく、改良の余地がある。

そこで、本発明は、前記する背景に鑑みて創案された発明であって、慣性モーメントの増大を図ることができる車両用ホイールを提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明の車両用ホイールは、回転軸に直交する分割面でアウタホイールとインナホイールとに分割された車両用ホイールにおいて、前記アウタホイールと前記インナホイールとの外周側に跨って形成されたウェル部と、前記アウタホイールと前記インナホイールとに跨って形成されボルトにより締結される複数の締結部と、を備え、前記複数の締結部は、前記ウェル部の外周側に配置されていることを特徴とする。

本発明の車両用ホイールによれば、慣性モーメントが増大し、タイヤから外力が入力しても振動し難い。

実施形態の車両用ホイールの上半分を回転軸及び上下方向を含む平面で切り、その断面を後方から視た断面図である。 図１の締結部近傍を拡大した拡大図である。 インナホイールを車外側から視た側面図である。 図３のインナホイールの一部を拡大した拡大図である。 スペーサを装着した状態の拡大断面図である。 第一の変形例に係る車両用ホイールの拡大断面図である。 第二の変形例に係る車両用ホイールの拡大断面図である。 第三の変形例に係る車両用ホイールの拡大断面図である。

次に本発明の実施形態に係る車両用ホイール１について、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、車両用ホイール１は、回転軸Ｏに直交する面（以下、分割面Ｍという）を基準に、車外側に配置される部品（以下、アウタホイールＯＷという）と、車体側に配置される部品（以下、インナホイールＩＷという）とから構成され、ツーピース構造となっている。

車両用ホイール１は、車軸ハブ（不図示）と連結するディスク２と、タイヤ（不図示）が装着されるリム３と、を備えている。
ディスク２は、スポーク型ディスクである。よって、ディスク２は、車軸ハブに締結されて回転軸Ｏ回りに回転するホイールハブ２ａと、ホイールハブ２ａの外周面から放射状に延出する複数のスポーク２ｂと、を備えている。
リム３は、円筒状に形成され、回転軸Ｏを中心に周方向に延在している。リム３の車外側端部の内周側には、ディスク２のスポーク２ｂが連続している。リム３の外周面であって幅方向の両端側には、平面に形成された一対のビードシート部４，４が形成されている。また、リム３の外周面であって幅方向の中央部には、内周側に窪むウェル部５が形成されている。

ビードシート部４は、タイヤのタイヤビード部が当接し、タイヤを径方向内側から支持する部位である。ビードシート部４の外側には、径方向外側に突出するリムフランジ６が形成されている。また、ビードシート部４の内側には、径方向外側に僅かに膨出するハンプ部７が形成されている。これにより、ビードシート部４に支持されるタイヤビード部は、リムフランジ６とハンプ部７とに係止して幅方向に移動しないように規制される。
なお、２つのハンプ部７のうち、車外側に配置されたハンプ部７が特許請求の範囲に記載された「アウタホイール側ハンプ部７ａ」に相当し、車体側に配置されたハンプ部７が特許請求の範囲に記載された「インナホイール側ハンプ部７ｂ」に相当する。

ウェル部５は、タイヤを装着させる際にタイヤビード部を落とし込むための空間である。ウェル部５は、前記した分割面Ｍと重なっている。このため、ウェル部５がアウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとに跨って形成されている。
ウェル部５の底面８には、締結部１０と、同心度部（図３参照）２０とが形成されている。
以下、ウェル部５の底面８のうちアウタホイールＯＷの方をアウタホイール側底面８ａと称し、インナホイールＩＷの方をインナホイール側底面８ｂと称する。

図２に示すように、締結部１０は、ボルト１３により締結されることでアウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとを一体化するためのものである。締結部１０は、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとに跨って形成されている。よって、締結部１０は、アウタホイールＯＷに形成されたアウタホイール側締結部１１と、インナホイールＩＷに形成されたインナホイール側締結部１２と、を備えている。

インナホイール側締結部１２は、インナホイール側底面８ｂから径方向外側に突出している。図３に示すように、インナホイール側締結部１２は、インナホイール側底面８ｂに沿って周方向に延在し、環状となっている。
図２に示すように、アウタホイール側締結部１１は、アウタホイール側底面８ａから径方向外側に突出している。特に図示しないが、アウタホイール側締結部１１は、アウタホイール側底面８ａに沿って周方向に延在し、環状となっている。

アウタホイール側締結部１１は、アウタホイール側底面８ａのうち車体側端部に位置している。インナホイール側締結部１２は、インナホイール側底面８ｂのうち車外側端部に位置している。このため、アウタホイール側締結部１１とインナホイール側締結部１２とは全周に亘って当接している。

アウタホイール側締結部１１には、車幅方向に貫通する円形状の大径孔１１ａが形成されている。この大径孔１１ａは、ボルト１３の軸部１３ａよりも大径に形成されている。インナホイール側締結部１２には、車外側に向って開口する雌ねじ孔１２ａが形成されている。

図３に示すように、雌ねじ孔１２ａは、インナホイール側締結部１２に対して周方向に等間隔で複数形成されている。特に図示しないが、大径孔１１ａは、雌ねじ孔１２ａと同数の個数であり、かつ、アウタホイール側締結部１１に対し周方向に等間隔に形成されている。なお、本実施形態の大径孔１１ａと雌ねじ孔１２ａは、２６個ずつ形成されている。

そして、ボルト１３の軸部１３ａがアウタホイール側締結部１１の車外側から大径孔１１ａ内に挿入され、ボルト１３の軸部１３ａが雌ねじ孔１２ａに螺合している。これにより、アウタホイール側締結部１１は、ボルト１３の頭部１３ｂによりインナホイール側締結部１２側に締め付けられ、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとが一体化している。

図２に示すように、アウタホイール側締結部１１とインナホイール側締結部１２とにおける底面８からの突出量は同じ量となっている。よって、締結部１０の外周面１０ａは、幅方向に段差なく形成されている。また、締結部１０の外周面１０ａは、ハンプ部７（アウタホイール側ハンプ部７ａ及びインナホイール側ハンプ部７ｂ）よりも径方向内側に位置している（図１の補助線Ｈを参照）。ここで、ハンプ部７は、ビードシート部４のウェル部５側端部において、径方向外側に向けて突出する凸部である。また、補助線Ｈは、ハンプ部７の径方向頂点の高い方と接し、回転軸Ｏと平行な線である。
また、大径孔１１ａは、ボルト１３の軸部１３ａよりも大径に形成されていることから、アウタホイール側締結部１１における径方向外側の壁部の肉厚Ｎ１１は、インナホイール側締結部１２における径方向外側の壁部の肉厚Ｎ１２よりも薄くなっている。
そのほか、アウタホイール側締結部１１の幅方向の長さＬ１１は、インナホイール側締結部１２（インナホイール側底面８ｂに対して厚肉に形成されている部位）の幅方向の長さＬ１２よりも短く形成されている。

なお、締結部１０の外周面１０ａは、アウタホイール側ハンプ部７ａ及びインナホイール側ハンプ部７ｂのうち高い方の径方向頂点よりも内径側に位置していればよい。かかる構成によると、タイヤが車両用ホイール１に組み付けられる際に、タイヤのタイヤビード部が締結部１０及び各ハンプ部７ａ，７ｂを好適に乗り越えることができる。

同心度部２０は、アウタホイール及びインナホイールＩＷの回転軸Ｏを互いに一致させるためのものである。同心度部２０は、アウタホイールＯＷに形成されたアウタホイール側同心度部（不図示）と、インナホイールＩＷに形成されたインナホイール側同心度部２２と、複数のノックピン（不図示）を備えている。
なお、アウタホイール側同心度部とインナホイール側同心度部２２とは分割面Ｍを基準に面対称に形成されている。よって、代表例として、インナホイール側同心度部２２を説明し、アウタホイール側同心度部の説明を省略する。

インナホイール側同心度部２２は、アウタホイール側締結部１１において分割面Ｍに開口する３つの有底穴２３により構成されている。各有底穴２３は、回転軸Ｏを中心とする円周上に配置されている。また、各有底穴２３は、周方向に等間隔に形成されている
そして、図示しない円柱状のノックピンがインナホイール側同心度部２２の有底穴２３とアウタホイール側同心度部において分割面Ｍに開口する有底穴とに跨って挿入され、アウタホイールＯＷの中心とインナホイールＩＷの中心とが回転軸Ｏにおいて一致している。なお、ノックピンは、有底穴２３内に嵌合しており、脱落しないようになっている。

図３，図４に示すように、インナホイールＩＷの合わせ面３０には、周方向に延在する環状の環状溝３１が形成されている。
図２に示すように、環状溝３１内にはＯリング３２が配置されており、このＯリング３２により、アウタホイールＯＷの合わせ面３４とインナホイールＩＷの合わせ面３０との間が封止されている。

次に、実施形態の車両用ホイール１の作用効果について説明する。
実施形態の車両用ホイール１は、回転軸Ｏに直交する分割面Ｍで分割されたアウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとにより構成されている。
上記構成によれば、アウタホイールＯＷは、外側から視認可能なディスク２（車軸ハブと複数のスポーク２ｂ）とリム３の車体側部位とが一体に形成されており、ホイールの意匠用面を構成している。よって、車両用ホイール１全体を交換することなく、アウタホイールＯＷのみを交換することで、デザインの異なる車両用ホイール１とすることができ、車両用ホイール１の利便性が向上する。

また、実施形態の車両用ホイール１は、回転軸Ｏに直交する分割面ＭでアウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとに分割された車両用ホイール１において、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとの外周側に跨って形成されたウェル部５と、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとに跨って形成されボルト１３により締結される複数の締結部１０と、を備え、複数の締結部１０は、ウェル部５の外周側に配置されている。
上記構成によれば、複数の締結部１０は、ホイールハブ２ａから比較的離間したウェル部５の外周側に配置されているため、車両用ホイール１の慣性モーメントが増大する。これにより、タイヤから車両用ホイール１に外力が入力しても車両用ホイール１が振動し難い。
また、従来技術の締結部は、リムの内周側に配置され、リムの内周側の空間を占有していた。このため、リムの内周側のデザインが制限されたり、空力性能が低下したり、或いは、リムの内周側に配置されるブレーキパッドが冷却し難くなったりした。
しかしながら、上記構成によれば、リム３の外周側に配置されるため、リム３の内周側のデザインが自由となり、空力性能も向上する。さらに、ブレーキパッドが冷却され易くなり冷却性能も向上する。

また、実施形態の締結部１０は、アウタホイールＯＷに形成されたアウタホイール側締結部１１と、インナホイールＩＷに形成されたインナホイール側締結部１２と、により構成され、アウタホイール側締結部１１は、インナホイール側締結部１２よりも回転軸Ｏ方向の長さが短い（Ｌ１１＜Ｌ１２）。
上記構成によれば、アウタホイールＯＷに使用される材料が低減する。言い換えると、デザインが異なる複数のアウタホイールＯＷのそれぞれについて材料を低減することができる。よって、インナホイールＩＷの方を短くした場合よりも材料を大きく低減することができる。

また、実施形態の車両用ホイール１のアウタホイール側締結部１１は、インナホイール側締結部１２よりもボルト１３の径方向の厚みが小さい。
上記構成によれば、デザインが異なる複数のアウタホイールＯＷのそれぞれについて材料を低減することができる。よって、インナホイールＩＷの方を短くした場合よりも材料を大きく低減することができる。

また、実施形態の車両用ホイール１における複数の締結部１０は、回転軸Ｏを中心とする円周上で等間隔に配置されている。
上記構成によれば、ホイールバランスに与える影響が小さい。

また、実施形態の車両用ホイール１のアウタホイールＯＷは、アウタホイール側ハンプ部７ａを有し、インナホイールＩＷは、インナホイール側ハンプ部７ｂを有し、複数の締結部１０は、アウタホイール側ハンプ部７ａ及びインナホイール側ハンプ部７ｂのうち高い方の頂点よりも径方向内側（内周側）に位置している。
上記構成によれば、ウェル部５に締結部１０を配置してもタイヤビード部に引っ掛かり難く、タイヤの組み付け性を損なわない。

また、実施形態の車両用ホイール１において、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとの間には、Ｏリング３２が配置され、Ｏリング３２は、複数の締結部１０よりも内周側に位置している。
上記構成によれば、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとの間からタイヤ空気室（タイヤとリム３とに囲まれる空間）内に雨水等の液体が浸入することを防止できる。また、重量が大きい締結部１０が重量の小さいＯリング３２よりも外周側に配置される。このため、Ｏリング３２を締結部１０の外周側に配置した場合よりも車両用ホイール１の慣性モーメントが増大しており、車両用ホイール１がさらに振動し難い。

また、実施形態の車両用ホイール１によれば、図５に示すように、アウタホイールＯＷとインナホイールＩＷとの間にスペーサ３５を介在させることで車両用ホイール１の幅を変更することができる。つまり、装着するタイヤの幅に併せて車両用ホイール１全体を交換する必要がなく、車両用ホイール１の利便性が向上する。

以上、実施形態について説明したが、本発明は上記した例に限定されない。
実施形態の締結部１０は２６個形成されているが、本発明においては複数形成されていればよく、特に個数の限定はない。
また、実施形態では、アウタホイール側締結部１１に大径孔１１ａが形成され、インナホイール側締結部１２に雌ねじ孔１２ａが形成されているが、本発明は、アウタホイール側締結部の方に雌ねじ孔を形成し、インナホイール側締結部の方に大径孔を形成してもよい。

また、図６に示すように、第一の変形例に係る車両用ホイール１Ａにおいて、実施形態の同心度部２０に代えて、円筒部（凸部）４０と、その円筒部４０が嵌合する凹部４１と、による嵌合部を複数の締結部１０においてボルト１３よりも内周側に形成してもよい。
円筒部４０は、インナホイールＩＷの径方向内部（主にウェル部５を構成する部位）から車体側に突出しており、外周面４０ａが回転軸（図６において不図示）を中心に円形状に形成されている。本変形例では、円筒面４０の幅方向において凹部４１と対向する面（ボルト締結面）が、合わせ面３０となる。
凹部４１は、アウタホイールＯＷの径方向内部（主にウェル部５を構成する部位）から車体側に窪んでいる。本変形例では、凹部４１の幅方向において円筒面４０と対向する面（ボルト締結面）が、合わせ面３４となる。また、凹部４１の内周面４１ａは、回転軸（図６において不図示）を中心に円形状に形成されている。また、内周面４１ａの内径は、外周面４０ａよりも僅かに小さく形成されている。そして、凹部４１の内周面４１ａに円筒部４０の外周面４０ａが嵌合し、アウタホイールＯＷの中心とインナホイールＩＷの中心とが一致するようになっている。第一の変形例において、凸部４０及び凹部４１は、それぞれインナホイール側締結部１２及びアウタホイール側締結部１１の径方向内端部に形成されており、凹部４１の径方向内側は、開放されている。

第一の変形例の車両用ホイール１Ａにおいて、アウタホイールＯＷは、凹部４１を有し、インナホイールＩＷは、前記凹部４１と嵌合可能な凸部４０を有する。
上記構成によれば、デザインが異なる複数のアウタホイールＯＷのそれぞれについて、凹部４１の分だけ材料を低減し、コストを削減することができる。また、凸部４０と凹部４１との嵌合によって、インナホイールＩＷとアウタホイールＯＷとの中心軸（回転軸Ｏ）を好適に合わせることができる。

また、図７に示すように、第二の変形例に係る車両用ホイール１Ｂにおいて、円筒部（凸部）４０及び凹部４１は、複数の締結部１０よりも外周側に位置してもよい。この場合には、インナホイールＩＷにおける円筒部（凸部）４０の内周面４０ｂは、アウタホイールＯＷにおける凹部４１の外周面４１ｂに嵌合する。第二の変形例において、凸部４０及び凹部４１は、それぞれインナホイール側締結部１２及びアウタホイール側締結部１１の径方向外端部に形成されており、凹部４１の径方向外側は、開放されている。

第二の変形例の車両用ホイール１Ｂにおいて、凹部４１及び凸部４０は、複数の締結部１０においてボルト１３よりも外周側に位置している。
上記構成によれば、凹部４１の外周面４１ｂによって締結面の隙間（外周面４１ｂよりも径方向内側の隙間）を隠し、意匠性を向上することができる。また、空力性能を向上することができる。

また、図８に示すように、第三の変形例に係る車両用ホイール１Ｃでは、第二の変形例に係る車両用ホイール１Ｂと比較して、アウタホイールＯＷには凹部４１が形成されていない。また、車両用ホイール１Ｃにおいて、インナホイールＩＷにおける円筒部（凸部）４０の内周面４０ｂがアウタホイールＯＷにおけるアウタホイール側締結部１１の外周面に嵌合する。
上記構成によれば、凹部４１を形成する手間を省きつつ、第二の変形例に係る車両用ホイール１Ｂと同様の効果を奏することができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 車両用ホイール
ＯＷ アウタホイール
ＩＷ インナホイール
４ ビードシート部
５ ウェル部
８ａ アウタホイール側底面
８ｂ インナホイール側底面
１０ 締結部
１１ アウタホイール側締結部
１２ インナホイール側締結部
１３ ボルト
２０ 同心度部
３０，３４ 合わせ面
４０ 円筒部（凸部）
４１ 凹部
Ｍ 分割面
Ｏ 回転軸

Claims (8)

1. 回転軸に直交する分割面でアウタホイールとインナホイールとに分割された車両用ホイールにおいて、
   前記アウタホイールと前記インナホイールとの外周側に跨って形成されたウェル部と、
   前記アウタホイールと前記インナホイールとに跨って形成されボルトにより締結される複数の締結部と、を備え、
   前記複数の締結部は、前記ウェル部の外周側に配置されていることを特徴とする車両用ホイール。
2. 前記締結部は、前記アウタホイールに形成されたアウタホイール側締結部と、前記インナホイールに形成されたインナホイール側締結部と、により構成され、
   前記アウタホイール側締結部は、前記インナホイール側締結部よりも前記回転軸方向の長さが短いことを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイール。
3. 前記アウタホイール側締結部は、前記インナホイール側締結部よりもボルトの径方向の厚みが小さいことを特徴とする請求項２に記載の車両用ホイール。
4. 前記複数の締結部は、前記回転軸を中心とする円周上で等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用ホイール。
5. 前記アウタホイールは、アウタホイール側ハンプ部を有し、
   前記インナホイールは、インナホイール側ハンプ部を有し、
   前記複数の締結部は、前記アウタホイール側ハンプ部及び前記インナホイール側ハンプ部のうち高い方の頂点よりも径方向内側に位置していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用ホイール。
6. 前記アウタホイールと前記インナホイールとの間には、Ｏリングが配置され、
   前記Ｏリングは、前記複数の締結部よりも内周側に位置していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用ホイール。
7. 前記アウタホイールは、凹部を有し、
   前記インナホイールは、前記凹部と嵌合可能な凸部を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両用ホイール。
8. 前記凹部及び前記凸部は、前記複数の締結部において前記ボルトよりも外周側に位置していることを特徴とする請求項７に記載の車両用ホイール。

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