JP3678508B2 - 自動車用ホイール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車ホイールに関し、とくに疲労強度を向上させた自動車用ホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用ホイールは、通常、図９に示すように、ディスク１の立上がり部１ａをリム２のドロップ部６に嵌合させ、リム２とディスク１とを、スポット溶接あるいは隅肉溶接によって接合することにより製作される。
このタイプの自動車ホイールの組み付け精度および耐久性を確保するためには、ディスク１の立上がり部１ａとリム２のドロップ部６の嵌合部ｍは隙間なく少なくとも５〜１０ｍｍ長さにわたって密着嵌合していることが望まれる。
しかし、リム２のドロップ部６のディスク嵌合部をストレートに加工することは可能であるが、ディスク１は、板材から絞り成形によってその立上がり部１ａを成形するため、立上がり部１ａを完全にストレートに成形することは困難であり、立上がり部１ａに図１０に示すような反り部１ｂが残ってしまう。その結果、リム２とディスク１を嵌合させた時に、図１１に示すように反り部１ｂの先端がリム２のドロップ部６のストレート部に干渉してしまい、両者の嵌合部に隙間１ｃが生じていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、上記の従来型の自動車用ホイールには次の問題があった。
▲１▼ リム２とディスク１の嵌合状態が安定しないためホイールの振れ精度を向上させることが難しい。
▲２▼ リム２とディスク１の嵌合部のストレート部が少ないため、ホイールの耐久性を向上させることに限度があった。
とくに、最近、出願によって開発された、図１２、図１３に示すような、耐久性を低下させることなく、ディスク１の材料節約、重量低減をはかることを狙い、ディスク１をリム２に嵌合した状態で、ディスク１のベンチレーション１ｃの端部がディスク１の立上がり部１ａの端部よりも軸方向外方に凹むほぼ弧状の凹部をなし、ベンチレーション１ｃの最凹部１ｂがリム２のドロップ部６とサイドウオール部５との湾曲部のＲの中心よりもホイール外側に位置し、かつ、ベンチレーション最凹部１ｂの断面形状が同じ半径上にある他のディスク部分の断面形状とほぼ同じとされた自動車用ホイールの場合は、その特殊な形状から、前記▲１▼、▲２▼の影響を受けやすかった。
本発明の目的は、振れ精度と耐久性を向上させた自動車用ホイールを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の自動車用ホイールはつぎの通りである。
（１） フランジ部、ビードシート部、サイドウオール部、ドロップ部からなるリムと、立上がり部を有し前記リムの前記ドロップ部に該立上がり部で嵌合され前記リムと溶接接合されたディスクと、を有し、前記リムのドロップ部に前記ディスクの立ち上がり部が嵌合され溶接接合される自動車用ホイールであって、前記リムの前記ドロップ部は、ディスク立上がり部と嵌合されるディスク嵌合部と、前記ディスク嵌合部内径よりも径大の内径を有するディスク逃げ部とからなることを特徴とする自動車用ホイール。
（２） 前記ディスクは、前記ディスクを前記リムに嵌合した状態で、ディスク立上がり部の端部よりも軸方向外方に凹むほぼ弧状の凹部から形成されたディスクベンチレーションの端縁の最凹部がリムのドロップ部とサイドウオール部との間のリムの湾曲部のＲの中心よりもホイール軸方向外側に位置し、かつディスクベンチレーション最凹部にあるディスク部分の断面形状が同じ半径上にある他のディスク部分の断面形状とほぼ同じである（１）記載の自動車用ホイール。
（３） 前記リムの前記ディスク逃げ部が前記ディスク嵌合部よりも径方向外側にテーパー状に張り出すように形成された径大部からなる（１）または（２）記載の自動車用ホイール。
（４） 前記リムの前記ディスク逃げ部が前記ディスク嵌合部よりも径方向外側に階段状に張り出すように形成された径大部からなる（１）または（２）記載の自動車用ホイール。
（５） 前記リムの前記ディスク逃げ部が前記ドロップ部の前記ディスク嵌合部よりも減肉されて内径を径大とされた径大部からなる（１）または（２）記載の自動車用ホイール。
（６） 前記リムの前記ディスク逃げ部が前記ディスク嵌合部よりも径方向外側に張り出されかつ減肉されて内径を径大とされた径大部からなる（１）または（２）記載の自動車用ホイール。
（７） 前記リムの前記ディスク逃げ部が内径切削により内径を径大とされた径大部からなる（１）または（２）記載の自動車用ホイール。
【０００５】
上記（１）では、リムのドロップ部を、ディスク嵌合部と、ディスク嵌合部内径よりも径大の内径を有するディスク逃げ部とからなる構成としたので、ディスク立上がり部の反り部がリムと干渉せず、リムとディスクの嵌合部に、立上がり部の反り部がリムと当たることによって形成される隙間を生じさせず、密着すべき長さを十分に確保できるので、ホイールの振れ精度および耐久性が向上される。
上記（２）では、ベンチレーション最凹部を、ドロップ部からサイドウオール部にかけての湾曲部のＲの中心よりホイール軸方向外側に位置させたことにより、ディスクの材料節約、重量軽減を狙ったタイプの自動車用ホイールの振れ精度および耐久性が向上される。
上記（３）では、リムのディスク逃げ部を径方向外側へのテーパー状の張り出し形状としたので、ディスク逃げ部をロール成形で成形でき、しかも減肉に比べて小さい加圧力で成形することができる。
上記（４）では、上記（３）とほぼ同じ作用がある。
上記（５）では、ディスク逃げ部を減肉により径大としたので、リムのドロップ部の径方向外側の形状が径大となることを防止することができ、タイヤのホイール装着時のドロップ部への落とし込みに支障を生じさせない。
上記（６）では、ディスク逃げ部を張り出しと減肉の両方によって径大としたので、加圧力が過大になることを防止することができるとともに、ドロップ部外側の形状が過度に径大となることを抑えることができる。
上記（７）では、ディスク逃げ部をリム成形後の切削加工により形成したので、少量生産の場合に、経済的に本発明の自動車用ホイールを提供できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施例に係る自動車用ホイールを図１〜図８を参照して説明する。全実施例に共通な構成部分には、全実施例にわたって同じ符号を付してある。
まず、本発明の全実施例に共通な構成部分を、図１、図２を参照して説明する。
図１において、自動車用ホイールは、リム１１とディスク１０を溶接によって組み付けたものからなる。リム１１は、軸方向両端部のフランジ部１２と、フランジ部１２に軸方向内側につらなるビードシート部１３と、軸方向中央部のドロップ部１５と、ビードシート部１３とドロップ部１５とをつなぐサイドウオール部１４と、を有する。ディスク１０は、その外周部に、ほぼ軸方向に延びる立上がり部１０ａを有する。ドロップ部１５は、ディスク立上がり部１０ａと嵌合するディスク嵌合部１５ａと、ディスク嵌合部１５ａ内径よりも径大の内径を有しディスク立上がり部１０ａの先端部の反り部１０ｂの干渉を防止するためのディスク逃げ部１５ｂとからなる。ディスク１０は、立上がり部１０ａを含めて、平板の絞り成形から製作される。立上がり部１０ａの先端部には絞り加工のため必然的に反り部１０ｂが生じる。
【０００７】
自動車用ホイールは、このリム１１のドロップ部１５にディスクの立上がり部１０ａを嵌合させることにより製作される。本発明では、リム１１のドロップ部１５には、ディスク嵌合部１５ａよりも径大のディスク逃げ部１５ｂが形成されているので、ディスク１０の立上がり部１０ａの先端に反り部１０ｂが生じても反り部１０ｂと干渉することがなく、嵌合部の全長にわたって密着でき、嵌合部に隙間がある場合に比べてドロップ部１５とディスク１０の立上がり部１０ａの嵌合長さを十分にとることができる。嵌合後リム１１のドロップ部１５とディスク１０の立上がり部１０ａを溶接接合することによって組み付けが完了する。
【０００８】
つぎに、本発明の各実施例に特有な構成部分を説明する。
本発明の第１実施例においては、図２に示すように、リム１１のロール成形時に、リム１１のドロップ部１５のディスク嵌合部１５ａの長さｍを５〜１０ｍｍとり、その部分を内周面を軸方向にストレートに形成し、そこからディスク嵌合部１５ａよりも内径が徐々に径大となるように径方向外側にテーパー状に張り出すことにより、ディスク逃げ部１５ｂを形成してある。ディスク嵌合部１５ａにディスク１０の立上がり部１０ａが嵌合されており、ディスク逃げ部１５ｂに反り部１０ｂが対応している。
【０００９】
本発明の第２実施例においては、図３に示すように、リム１１のロール成形時に、リム１１のドロップ部１５のディスク嵌合部１５ａの長さを５〜１０ｍｍとり、その部分を内周面を軸方向にストレートに形成し、そこから内径がディスク嵌合部１５ａよりも径方向外側に段状に０．５〜１．５ｍｍ（ｎ寸法）張り出すように成形することにより、ディスク逃げ部１５ｂを形成してある。ディスク嵌合部１５ａにディスク１０の立上がり部１０ａが嵌合されており、ディスク逃げ部１５ｂに反り部１０ｂが対応している。
【００１０】
本発明の第３実施例においては、図４に示すように、リム１１のロール成形時に、リム１１のドロップ部１５のディスク嵌合部１５ａの長さを５〜１０ｍｍとり、その部分を内周面を軸方向にストレートに形成し、ディスク嵌合部１５ａにつらなる部分を内径がディスク嵌合部１５ａよりも径方向外側に０．５〜１．５ｍｍ（ｎ寸法）大きくなるように強圧し減肉させる（ただし、外径はディスク嵌合部１５ａの外径と同じ）ことにより、ディスク逃げ部１５ｂを形成してある。ディスク嵌合部１５ａにディスク１０の立上がり部１０ａが嵌合されており、ディスク逃げ部１５ｂに反り部１０ｂが対応している。
【００１１】
本発明の第４実施例においては、図５に示すように、リム１１のロール成形時に、リム１１のドロップ部１５のディスク嵌合部１５ａの長さを５〜１０ｍｍとり、その部分を内周面を軸方向にストレートに形成し、それにつらなる部分を、前記第２実施例に示したように、ディスク嵌合部１５ａよりも径方向外側に張り出すことと、前記第３実施例に示したようにディスク嵌合部１５ａよりも強圧し減肉させることとの組み合わせにより、内径がディスク嵌合部１５ａの内径よりも０．５〜１．５ｍｍ（ｎ寸法）径大のディスク逃げ部１５ｂを形成してある。ディスク嵌合部１５ａにディスク１０の立上がり部１０ａが嵌合されている。
【００１２】
本発明の第５実施例においては、図６に示すように、リム１１のロール成形後、リム１１のドロップ部１５の長さを５〜１０ｍｍストレートに残してディスク嵌合部１５ａとし、ディスク嵌合部１５ａに続く部分の内径をディスク嵌合部１５ａの内径よりも０．５〜１．５ｍｍ（ｎ寸法）径大に切削加工してディスク逃げ部１５ｂを形成してある。ディスク嵌合部１５ａにディスク１０の立上がり部１０ａが嵌合されている。
【００１３】
本発明の第６実施例においては、図７、図８に示すように、先に出願人によって開発された（特開平０９−０９５１０１号、公開日：１９９７年４月８日、特許第３４６０７６４号）、図１１、図１２に示したタイプのホイールに本発明を適用した実施例を示している。リムの成形時または、リムの成形後に、リム１１のドロップ部１５にディスク嵌合部１５ａよりも０．５〜１．５ｍｍ径大の内径を有するディスク逃げ部１５ｂを形成し、ディスク嵌合部１５ａにディスク１０を嵌合して、リム１１とディスク１０が組み付けられる。ディスク１０は、リム１１に嵌合した状態において、ディスクベンチレーション１０ｃの端縁がディスク立上がり部１０ａの端部よりもホイール軸方向外方に凹むほぼ弧状の凹部をなしており、ディスクベンチレーション１０ｃの最凹部１０ｄがリム１１のドロップ部１５とサイドウオール部１４との間の湾曲部１７のＲの中心１８よりもホイール軸方向外側に位置しており、かつディスクベンチレーション最凹部１０ｄ断面形状が同じ半径上にある他のディスク部分の断面形状とほぼ同じとされた構造となっている。
【００１４】
つぎに、本発明の実施例の作用を説明する。
本発明の全実施例に共通な作用について説明する。リム１１のドロップ部１５は、ディスク嵌合部１５ａと、ディスク嵌合部１５ａ内径よりも径大の内径を有するディスク逃げ部１５ｂによって構成されているので、ディスク立上がり部１０ａに反り部１０ｂがあるディスク１０が、リム１１に嵌合されても、反り部１０ｂの反りがディスク逃げ部１５ｂによって吸収され、ドロップ部１５と干渉することがないため、ドロップ部１５とディスク立上がり部１０ａとはディスク嵌合部１５ａの全長にわたって嵌合され、その結果必要な嵌合長さを確保できるので、ホイールの強度および精度が向上されている。
【００１５】
本発明の各実施例に特有な作用はつぎの通りである。
本発明の第１実施例の自動車用ホイールでは、図１のＡ部の部分拡大図でもある図２に示すように、ディスク逃げ部１５ｂがディスク嵌合部１５ａよりも徐々に径大となるようにディスク嵌合部１５ａよりも径方向外側にテーパー状に張り出す構成とされているので、ロール成形時に減肉の場合に比べて比較的小さい力でディスク逃げ部１６ｂが成形される。
本発明の第２実施例では、図３に示すように、ディスク逃げ部１５ｂがディスク嵌合部１５ａよりも径方向外側に段状に張り出すように形成されているので、ディスク立上がり部１０ａの反り部１０ｂの勾配の大小を問わず反り部１０ｂを確実に逃がすことができる。
本発明の第３実施例では、図４に示すように、ディスク逃げ部１５ｂがロール成形時に強圧され減肉されて内径をディスク嵌合部１５ａよりも径大とされているので、ドロップ部１５の外径が張り出すことがない。その結果、タイヤのホイールへの装着時にタイヤをドロップ部に落とし込む時に支障が生じない。
本発明の第４実施例では、図５に示すように、ディスク逃げ部１５ｂをディスク嵌合部１５ａよりも径方向外側に張り出すことと、強圧し減肉させることとを組み合わせてリム１１をロール成形したので、比較的小さな力で成形できるとともにドロップ部外径の過度な径大化を抑えることができる。
本発明の第５実施例では、図６に示すように、ディスク逃げ部１５ｂをリム成形後の内径切削加工により形成したので、リム成形ロールを新たに設けなくてもよい。
本発明の第６実施例では、図７、図８に示すように、ディスクベンチレーション１０ｃの最凹部１０ｄがリム１１のドロップ部１５とサイドウオール部１４との間の湾曲部１７のＲの中心よりもホイール軸方向外側に位置するタイプのホイールに本発明を適用したため、振れ精度、強度向上を必要とするその種タイプのホイールの振れ精度および強度の向上に寄与することができる。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１の自動車用ホイールによれば、リムのドロップ部を、ディスク嵌合部と、ディスク嵌合部内径よりも径大の内径を有するディスク逃げ部とから構成したので、ディスク立上がり部の反り部がリムドロップ部に干渉せず、リムとディスクの嵌合部にディスク嵌合部全長にわたって隙間を生じさせることがなく、密着長さを十分確保でき、ホイールの振れ精度および耐久性を向上させることができる。
請求項２の自動車用ホイールによれば、ディスクのベンチレーション最凹部をドロップ部からサイドウオール部にかけての湾曲部のＲの中心よりホイール軸方向外側に位置させ、材料節約、重量軽減を狙ったタイプの自動車用ホイールに本発明を適用したので、この種のタイプのホイールの振れ精度、耐久性の向上に寄与することができる。
請求項３の自動車用ホイールによれば、リムのディスク逃げ部がディスク嵌合部よりも径方向外側にテーパー状に張り出しているので、減肉の場合に比べてロール成形時のロール加圧力を少なくすることができる。
請求項４の自動車用ホイールによれば、ディスク嵌合部に対して段状にディスク逃げ部を形成したので、ディスク逃げ部と反り部との干渉を確実に防止できる。
請求項５の自動車用ホイールによれば、ディスク逃げ部を減肉させて形成したので、ドロップ部の径方向外側の形状が径大となることを防止することができる。
請求項６の自動車用ホイールによれば、ディスク逃げ部を張り出しと減肉の組み合わせにより形成したので、加圧力を過大とせず、しかもドロップ部外側の形状を過大に径大とすることなく形成することができる。
請求項７の自動車用ホイールによれば、ディスク逃げ部をリム成形後切削加工により形成したので、新たにロールを製作することなく、少ロット生産に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全実施例に適用可能な自動車用ホイールの断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る自動車用ホイールの部分断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る自動車用ホイールの部分断面図である。
【図４】本発明の第３実施例に係る自動車用ホイールの部分断面図である。
【図５】本発明の第４実施例に係る自動車用ホイールの部分断面図である。
【図６】本発明の第５実施例に係る自動車用ホイールの部分断面図である。
【図７】本発明の第６実施例に係る自動車用ホイールの部分断面図である。
【図８】本発明の第６実施例に係る自動車用ホイールの正面図である。
【図９】一般の自動車用ホイールの構造を示す断面図である。
【図１０】一般のディスクの絞り成形後の状態を示す断面図である。
【図１１】従来のディスクとリムの嵌合部の状態を示す断面図である。
【図１２】重量軽減を狙った特殊ディスク形状の自動車用ホイールの正面図である。
【図１３】図１２の断面図である。
【符号の説明】
１０ ディスク
１０ａ ディスク立上がり部
１０ｃ ベンチレーション
１０ｄ ベンチレーション最凹部
１１ リム
１２ フランジ部
１３ ビードシート部
１４ サイドウオール部
１５ ドロップ部
１５ａ ディスク嵌合部
１５ｂ ディスク逃げ部
１７ 湾曲部
１８ Ｒの中心

Claims (7)

1. フランジ部、ビードシート部、サイドウオール部、ドロップ部からなるリムと、立上がり部を有し前記リムの前記ドロップ部に該立上がり部で嵌合され前記リムと溶接接合されたディスクと、を有し、前記リムのドロップ部に前記ディスクの立ち上がり部が嵌合され溶接接合される自動車用ホイールであって、前記リムの前記ドロップ部は、ディスク立上がり部と嵌合されるディスク嵌合部と、前記ディスク嵌合部内径よりも径大の内径を有するディスク逃げ部とからなることを特徴とする自動車用ホイール。
2. 前記ディスクは、前記ディスクを前記リムに嵌合した状態で、ディスク立上がり部の端部よりも軸方向外方に凹むほぼ弧状の凹部から形成されたディスクベンチレーションの端縁の最凹部がリムのドロップ部とサイドウオール部との間のリムの湾曲部のＲの中心よりもホイール軸方向外側に位置し、かつディスクベンチレーション最凹部にあるディスク部分の断面形状が同じ半径上にある他のディスク部分の断面形状とほぼ同じである請求項１記載の自動車用ホイール。
3. 前記リムの前記ディスク逃げ部が前記ディスク嵌合部よりも径方向外側にテーパー状に張り出すように形成された径大部からなる請求項１または請求項２記載の自動車用ホイール。
4. 前記リムの前記ディスク逃げ部が前記ディスク嵌合部よりも径方向外側に階段状に張り出すように形成された径大部からなる請求項１または請求項２記載の自動車用ホイール。
5. 前記リムの前記ディスク逃げ部が前記ドロップ部の前記ディスク嵌合部よりも減肉されて内径を径大とされた径大部からなる請求項１または請求項２記載の自動車用ホイール。
6. 前記リムの前記ディスク逃げ部が前記ディスク嵌合部よりも径方向外側に張り出されかつ減肉されて内径を径大とされた径大部からなる請求項１または請求項２記載の自動車用ホイール。
7. 前記リムの前記ディスク逃げ部が内径切削により内径を径大とされた径大部からなる請求項１または請求項２記載の自動車用ホイール。

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