JP3434618B2 - 大、中型軽合金ホイール - Google Patents
大、中型軽合金ホイールInfo
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Description
クに用いられる、大、中型軽合金ホイールに関する。
は、図7に示すように、燃費の向上のために軽量な、か
つホイール意匠性向上のためのディスク部2とリム部3
が一体成形の軽合金製(たとえば、アルミニウム合金
製)ホイール1が多く用いられるようになってきてい
る。ホイール1は、シングルで、またはディスク部外面
を合わせてダブルで、使用される。この軽合金製ホイー
ルは、通常、鋳造または鍛造にて製作される。
ルト穴であり、繰り返し荷重がかかるとボルト穴から亀
裂が入る。従来の軽合金製ホイールのうち鋳造で作製さ
れたものは、ボルト穴近傍の強度を確保するために、デ
ィスク部のハブ取付部の板厚を大にしていた。そのた
め、必然的にホイールの重量アップを招いていた。重量
アップを抑えて強度を向上させるには、軽合金製ホイー
ルを鍛造にて作製すことが有効である。しかし、鍛造を
可能にするためにホイール形状が限られ、多種なデザイ
ンのホイールを製造することができず、意匠上その形状
が限られるという問題がある。本発明の目的は、鍛造に
て作製されるにかかわらず強度(疲労強度)が向上され
た大、中型軽合金ホイールを提供することにある。本発
明のもう一つの目的は、上記目的を達成するとともに、
シングルの場合のハブとの接触面、またはダブルの場合
のホイール同士の接触面における荷重のかかり方を安定
させることができる大、中型軽合金ホイールを提供する
ことにある。
する本発明の大、中型軽合金ホイールはつぎの通りであ
る。 (1) ディスク部とリム部を有し、前記ディスク部が
ハブ取付部と該ハブ取付部と前記リム部との間にわたっ
て延びる湾曲部とを有する、鋳造タイプの大、中型軽合
金ホイールにおいて、前記ハブ取付部と前記湾曲部と
を、前記ハブ取付部の半径方向延長線に対してホイール
軸方向内側に35°以上傾いた斜壁部を介して連結した
大、中型軽合金ホイール。 (2) 前記ハブ取付部のホイール軸方向内外表面の少
なくとも一方の表面に、ホイール軸芯を中心とし溝幅内
にボルト穴を含む環状溝を形成した、(1)記載の大、
中型軽合金ホイール。
壁部を設けたので、ハブ取付部の曲げ剛性およびボルト
穴近傍の周方向剛性が著しく高まり、繰返し回転曲げお
よび繰返し半径方向負荷に対する耐久性が著しく向上さ
れ、疲労強度が向上する。上記(2)の大、中型軽合金
ホイールでは、上記(1)の作用がある他、ハブ取付部
表面に環状溝を設けたので、ホイールのハブへの取付け
またはダブルの場合のホイール同士の組付けにおいてボ
ルト穴直近部の表面が当たらなくなり、ボルト穴直近部
表面のフレッティング防止と、荷重のかかりの安定化が
はかられる。
5、図6は本発明の第2実施例を示している。本発明の
第1、第2実施例にわたって共通する構成部分には、両
実施例にわたって同じ符号を付してある。まず、本発明
の第1、第2実施例に共通する構成とその作用を、たと
えば図1〜図4、または図5、図6を参照して説明す
る。図1に示すように、本発明実施例の大、中型軽合金
ホイール11は、ディスク部12と、環状のリム部13
と、の一体構造からなり、軽合金の、たとえばアルミニ
ウム合金の、鋳造品からなる。
等の大、中型車両)のアクスルシャフトのハブに取付け
られるハブ取付部14と、このハブ取付部14とリム部
13との間にわたって湾曲して延びる湾曲部15と、か
らなる。ハブ取付部14はホイール軸芯と直交する方向
に延び、中央部にハブ穴16を、そのまわりにボルト穴
17を、有する。ボルト穴17はホイール軸芯を中心と
する円周上に、周方向に等間隔に複数個設けられてい
る。ホイール11は、ハブ18に取付けたハブボルトを
ボルト穴17に挿通し、ハブナットをハブボルトにねじ
込むことによって、ハブに固定される(図5、図6も参
照)。ボルト穴17は、円筒穴部17aとその両端の球
面座部17bを有し、ハブナットは球面座部17bに押
圧されて、球面座部17bに荷重をかける。
ブ取付部14と湾曲部15との間に、斜壁部21を有し
ており、ハブ取付部14と湾曲部15とは、直接連結し
ておらず、斜壁部21を介して互いに連結している。斜
壁部21は、ハブ取付部14の半径方向延長線22に対
してホイール軸方向内側(A方向)に35°以上の角度
θだけ傾いた壁部分からなる。斜壁部21は直線状に延
びる短い壁からなり、一端でハブ取付部14に一体に連
結し、他端で湾曲部15に一体に連結している。斜壁部
21とハブ取付部14の連結点23において、斜壁部2
1はハブ取付部14から折れ曲っており、その折れ曲が
りの方向は、ホイール半径方向外側でかつホイール軸方
向内側であり、すなわち斜め方向外方に向かう。斜壁部
21と湾曲部15の内周側端部との連結点24におい
て、湾曲部15は斜壁部21から折れ曲っており、その
折れ曲がりの方向は湾曲部15の内周側端部の接線が斜
壁部21の延長線25よりもホイール軸芯と直交方向に
近づく方向とされている。
にあり、斜壁部21がホイール軸方向に傾いていてもハ
ブ18とは干渉しない。また、斜壁部21はハブ取付部
14のホイール軸方向外面よりホイール軸方向外側には
突出しておらず、ホイールをダブル(図6)の型で用い
ても互いに干渉しない。湾曲部15には飾り窓26がホ
イール周方向に複数個設けられているが、飾り窓26は
斜壁部21よりホイール半径方向外側にある。斜壁部2
1はホイール周方向に全周にわたって連続している。デ
ィスク部12のうちハブ取付部14の厚さは、斜壁部2
1の無い従来ホイールのハブ取付部の厚さに比べて薄
く、たとえば約10%減とされている。
る。ホイール11は軽合金から鋳造にて製作されるの
で、鍛造にて製作される場合に比べて形状の自由度が大
になり、鍛造型からの制約を受けない。ホイール11は
斜壁部21を有するので、斜壁部21の部分で断面係数
が大になり、その結果、ハブ取付部14は外周部で剛性
の高いリングで補強されたことになり、ハブ取付部14
の曲げ剛性が向上するとともに、ボルト穴17の直近部
は斜壁部21の近傍にあるため、斜壁部21の効果によ
って周方向に補強され、周方向に剛性を高められる。
転曲げ疲労試験(ライフ試験)と図4に示す半径方向負
荷試験(ドラム試験)を受け、その疲労強度が確認され
る。亀裂発生部はボルト穴17である。斜壁部21によ
ってハブ取付部14の曲げ剛性が高められるので、ライ
ブ試験の荷重の繰り返し数は大になり、応力で云えばボ
ルト穴17の縁部の周方向応力は小になる。また、斜壁
部21によってボルト穴17近傍部の剛性が高められる
ので、ドラム試験におけるボルト穴部応力は小になる。
図2は、斜壁部21のハブ取付部延長線からの傾き角度
θを種々に変えた場合のボルト穴部17周縁の周方向応
力の変化を、有限要素法解析によって求めた結果を示し
ている。ライフ試験ではモーメントMを709kgfm
とし、ドラム試験では半径方向荷重Pを2640kgf
として計算した。図2からわかるように、θが約35°
より小の範囲では、θを大にした場合の応力減少率が高
く、θが約35°以上ではもはや応力減少は余り見られ
ない。したがって、傾き角θは約35°以上に設定すれ
ば、剛性増加上よいことがわかる。このため、本発明実
施例ではθを35°以上に設定してあり、これによっ
て、斜壁部21が剛性を高める機能を持つことになる。
この剛性増大によって、応力が約10%〜20%減とな
るので、従来必要であったハブ取付部14の板厚を約1
0%減少することが可能になる。
それによる作用を説明する。本発明の第1実施例は、図
1〜図2に示されており、その構成と作用は共通部分と
して上記に説明した通りである。本発明の第2実施例
は、図5、図6に示すように、ホイール11は、ハブ取
付部14のホイール軸方向内表面27およびホイール軸
方向外表面28の少なくとも一方の表面に(図5、図6
の例では両表面27、28の場合を示してある)、ホイ
ール軸芯を中心とし溝幅内にボルト穴17を含む環状溝
29が形成されている。ただし、溝29の外径はハブ1
8の外径よりは小とされている。溝29の深さは0.2
〜0.5mmであり、望ましくは約0.3mmであり、
ボルト穴17の球面座部17bの深さよりは小とされて
いる。
ち、ハブナット20を締めたときのボルト力はボルト穴
17近傍に大きくかかるので、図5のシングルホイール
の例ではボルト穴近傍部のみがハブ18に強く当たり、
図6のダブルホイールの例では、両ホイールはボルト穴
近傍部のみで強く当たることになる。ボルト締結力によ
る、ホイール11とハブ18との当たり面(図5の
例)、またはホイール11とホイール11との当たり面
(図6の例)は、ボルト穴近傍のみよりは、外周部に周
方向に連続した広い幅領域にあった方が、トルクの伝達
や荷重のかかりは安定する。溝29が無い場合は、ボル
ト力はボルト穴17近傍に主に集中的にかかろうとする
が、溝29を設けることにより、荷重のかかる部分が外
周側の溝29のない部分に移行するので、荷重のかか
り、トルク伝達が安定する。また、ボルト穴17近傍部
分が接触面から繰り返し圧接力を受けなくなるのでフレ
ッティング防止にも効果がある。
れば、斜壁部を設けたので、ハブ取付部、ボルト穴近傍
部の剛性が高められ、ボルト穴周縁に生じる応力が減少
して耐久強度が向上される。その結果、ハブ取付部の厚
さの減少とそれによる重量軽減(約10%)が可能にな
る。請求項2の大、中型軽合金ホイールによれば、請求
項1のホイールの効果に加えて、さらに、荷重のかかり
方が安定するという効果がある。
ールの断面図である。
変えたときのボルト穴近傍の応力(耐久強度と関連)の
変化図である。
ールの、シングルで用いた場合の断面図である。
ールの、ダブルで用いた場合の断面図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 ディスク部とリム部を有し、前記ディス
ク部がハブ取付部と該ハブ取付部と前記リム部との間に
わたって延びる湾曲部とを有する、鋳造タイプの大、中
型軽合金ホイールにおいて、前記ハブ取付部と前記湾曲
部とを、前記ハブ取付部の半径方向延長線に対してホイ
ール軸方向内側に35°以上傾いた斜壁部を介して連結
したことを特徴とする大、中型軽合金ホイール。 - 【請求項2】 前記ハブ取付部のホイール軸方向内外表
面の少なくとも一方の表面に、ホイール軸芯を中心とし
溝幅内にボルト穴を含む環状溝を形成した、請求項1記
載の大、中型軽合金ホイール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13494495A JP3434618B2 (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 大、中型軽合金ホイール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13494495A JP3434618B2 (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 大、中型軽合金ホイール |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08324202A JPH08324202A (ja) | 1996-12-10 |
JP3434618B2 true JP3434618B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=15140217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13494495A Expired - Fee Related JP3434618B2 (ja) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 大、中型軽合金ホイール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3434618B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006256525A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Topy Ind Ltd | 複輪用ホイール |
CN104943469A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-09-30 | 开平市中铝实业有限公司 | 汽车轮毂 |
-
1995
- 1995-06-01 JP JP13494495A patent/JP3434618B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH08324202A (ja) | 1996-12-10 |
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