JP4028472B2 - 車両用ホイール - Google Patents

Description

本発明は、実質的に輪心及びホイールリムからなる車両用ホイールに関し、この車両には一般車両、バス、トラック、原動機付きの四輪車および二輪車を含み、特に軽金属ホイールに関する。

このようなタイプのホイールは、特に軽金属ホイールとしての実施形態で、非常に人気がある。何故ならば、車両の、向上した美的な全外観の他に、技術的な利点が達成されるからである。

ホイールの重量を出来る限り減じる傾向は、全く一般的に進んでいる。このことは、軽金属ホイールの増大する普及の別の理由である。しかし乍ら、従来のスチールホイールに比べて軽量化は、しばしば非常に進められた訳ではない。何故ならば、用いられた軽金属は、通常、スチールの剛性を有しないからである。従って、このようなホイールはより肉厚で設計されなければならない。このことによって、重量の利点は部分的に再度失われる。

従って、車両用ホイール、特に軽金属ホイールを、それが記述の欠点を最保有しないように、開発するという問題が、本発明の基礎となっている。特に、従来のホイールに比べて更なる軽量化又は機械的特性の改善を可能とするホイールを製造するのが望まれている。

本発明は、ホイールの、機械的に強く負荷のかかる領域、すなわちリムインナーフランジ及びリムアウターフランジの領域に中空チャンバを形成するという思想に基づいている。これらの中空チャンバは、全く一般的に軽量構造をなすこととして知られている、中空チャンバを有し、剛性の著しい増大を可能にする閉鎖式の形材部分と類似している。具体的には、実質的に輪心及びホイールリムからなる鋳造製の車両用ホイールであり、前記ホイールリムは、夫々リムインナーフランジ及びリムアウターフランジに移行するリムインナーウェル及びリムアウターウェルを有し、前記リムインナーウェル及びリムアウターウェルのうち少なくともその一つの領域には、周方向に中空チャンバを形成する成型されたセグメントが設けられている。通常では、中空チャンバは周方向に連続的に形成されているので、最適に周面に亘って均等に分布された剛性の増大が調整される。リムインナーフランジの領域では、曲げ剛性の増大は、いわゆる耐衝撃性を改善するために活用される。リムアウターフランジの領域には、軽量化の観点が前面に出ている。
そして、本発明では特に、前記成形されたセグメントは、リムアウターウェル及びリムインナーウェルのうち少なくとも一つの領域にホイールと一体的に鋳造された環状フランジを冷間又は熱間二次成形することにより、該環状フランジの外側端部をリムアウターフランジ又はリムインナーフランジの内側に接触させることによって形成されている点に特徴がある。

本発明によれば、成形されたセグメントをホイールリムに一体成形でき、従来のホイールに比べて更なる軽量化又は機械的特性の改善を可能とするホイールの製造が、追加の構成要素を必要とすることなく実現できるという有利な効果を有する。

本発明の基本となる実施の形態は、ホイールの、機械的に強く負荷のかかる領域、すなわちリムインナーフランジ及びリムアウターフランジの領域に中空チャンバを形成するという思想に基づいている。これらの中空チャンバは、全く一般的に軽量構造をなすこととして知られている、中空チャンバを有し、剛性の著しい増大を可能にする閉鎖式の形材部分と類似している。具体的には、実質的に輪心及びホイールリムからなる車両用ホイール、特に軽金属ホイールであって、前記ホイールリムは、夫々リムインナーフランジ及びリムアウターフランジに移行するリムインナーウェル及びリムアウターウェルを有してなるホイールにおいて、前記リムインナーウェル及びリムアウターウェルのうち少なくともその一つの領域には、周方向に少なくとも部分的に連続的な少なくとも１つの中空チャンバを形成する成形されたセグメントが設けられている。通常では、中空チャンバは周方向に連続的に形成されているので、最適に周面に亘って均等に分布された剛性の増大が調整される。リムインナーフランジの領域では、曲げ剛性の増大は、いわゆる耐衝撃性を改善するために活用される。リムアウターフランジの領域には、軽量化の観点が前面に出ている。

特別に軽量な構造は、リムアウターウェルに割り当てられている中空チャンバが中空チャンバスポークと組み合わされるときに、生じる。かくて、優れた剛性値を同時に最小の重量において可能にする中空チャンバ構造が実現される。このため、前記リムアウターフランジに割り当てられている前記中空チャンバは、スポーク中空空間と接続されている。

中空チャンバの構成は、リムインナーウェル及びリムアウターウェルのうち少なくともその一つの領域でホイールリムに取り付けられて、閉鎖式の中空形材を形成する成形されたセグメントによってなされる。このため、前記成形されたセグメントは、少なくとも部分的に、前記リムインナーウェル及び前記リムアウターウェルのうち少なくともその一つを形成する。

特に簡単な構成は、成形されたセグメントがシェルとして、特にハーフシェルとして形成されていることによって、生じる。シェルは容易に予備製造され、通常は、ホイールリムの外周面に装着される。個々のセグメントを、知られておりかつ定評のある結合技術、例えば溶接、接着又は縁曲げによって互いに結合することができる。同様に、ホイールリムへの結合がなされるので、閉鎖式の中空チャンバ形材が作られる。このため、前記成形されたセグメントは、シェル、好ましくはハーフシェルとして形成されている。また前記成形されたセグメントは、溶接、接着又は縁曲げによって互いに結合されている。

目標とする曲げ剛性に関して最適な結果が達成されるように、成形されたセグメントの幾何学的形状を選択することができる。しかし乍ら、通常は、各々の成形されたセグメントの少なくとも１つの部分は、リムウェルすなわちリムインナーウェル又はリムアウターウェルである。それ故に、この点で、これらの領域では、幾何学的形状がタイヤ用のシート又は載置面として予め与えられている。

好ましい異なる実施の形態では、一方の成形されたセグメントはリムインナーウェルの領域に、他方の成形されたセグメントはリムアウターウェルに合同に形成されている。従って、成形されたセグメントはいわゆる同一部品として備えられることができ、内側領域又は外側領域での選択的使用を可能する。このため、前記成形されたセグメントは、前記リムインナーウェルの領域に、また別の成形されたセグメントは前記リムアウターウェルの領域に同じように形成されている。

最後に、成形されたセグメントを、切削のない成形工程によって、ホイールリムに成形され、特に一体的に鋳造された環状フランジから形成することも可能である。このためには、冷間二次成形可能ないわゆる混練材料あるいは熱間二次成形することができる鋳物合金が適切である。従って、前記成形されたセグメントは、環状フランジを切削なしに成形することによって形成されている。

以下、図面に示した参考例１〜６及び実施例に基づいて本発明を詳述する。ホイール１の基本的構造はすべての参考例１〜６及び実施例において一致している。ホイールは、知られているように、ホイールリム１０と輪心２０とにより構成されている。

ホイールリム１０はリムインナーウェル１６及びリムアウターウェル１４を有する。これらのウェルは夫々、軸方向外側に、リムインナーフランジ１８及びリムアウターフランジ１２に移行している。リムインナーフランジ１８とリムアウターフランジ１２の間で、ここには示さないタイヤが保持される。タイヤはリムインナーウェル１６及びリムアウターウェル１４に載り、側方でリムインナーフランジ１８及びリムアウターフランジ１２に接触する。

ホイールリム１０は、多くのスポーク２２を有する輪心２０に移行している。これらのスポーク２２は軽量化の理由から中空スポークとして設計されており、夫々、スポーク中空空間２４を有する。この点では、すべての異なる実施の形態は一致している。

図１乃至図３に示した参考例１〜３は成形されたセグメント３１，３２，３３を有し、これらの成形されたセグメントは、異なった鋳造で、リムアウターウェル１４の領域に取着されている。成形されたセグメントは夫々ハーフシェルの形状を有しているので、各々２つの成形されたセグメント３１，３２，３３は、外から、リムアウターウェル１４の領域でホイール１に装着され、互いにかつホイール１ともしっかり結合されている。かくて、半径方向内側には、中空空間４１，４２，４３が形成されており、この中空空間は周方向に連続的に形成されている。スポーク２２の領域には、スポーク中空空間２４への連結がある。このことによって、極めて安定的な及び同時に剛性の中空チャンバ構造が生まれる。この中空チャンバ構造は、従来知られた構造に比べて著しく改善された耐衝撃性をもたらす。耐衝撃性は歩道の縁石との不意の接触及び道路の穴の上の通過に関し特に重要である。同時に、この構造は非常に軽く、このことによって、ホイール１の全重量は著しく減らされる。

図１に示した参考例１では、成形されたセグメント３１は実質的にＬ字形に構成されており、一端では、軸方向にリムアウターフランジ１２に支持されており、他端では、半径方向に、放射するスポーク２２の領域に支持されている。

図２に示した参考例２では、成形されたセグメント３２は、より大きな横断面部分に沿って、リムアウターフランジ１２に全面的に密着している。かくて、タイヤシート（Reifensitz）として用いられる成形されたセグメント３２の、その領域の適切な支持が保証されている。

図３に示した参考例３は、図２に示した参考例２とは、主として、成形されたセグメント３３がホイール１の中心軸を越えて延びていることの点で異なっている。かくて、曲げ剛性の著しい増大が達成される。

図４乃至図６に示した参考例４〜６は、図１の参考例１と一致する成形されたセグメント３１を有する。追加的に、リムインナーウェル１６の領域には、成形されたセグメント３４，３５，３６が設けられていて、夫々他の中空チャンバ４４，４５，４６を形成している。同様に、成形されたセグメント３４，３５，３６も、互いに且つホイール１としっかり結合されているハーフシェルとして設計されている。これによって、成形されたセグメントはリムインナーフランジ１８の領域での曲げ剛性を増大される。これによって、耐衝撃性は、この領域でも、著しく改善される。このことは、ここでは、道路の穴の上の通過に関して特に重要である。

図４に示した参考例４では、成形されたセグメント３４は、半径方向外側で、ホイール１に装着されており、リムインナーフランジ１８と共にリムインナーウェル１６を形成している。成形されたセグメント３４は、半径方向に、ホイールを直接支持している。

図５に示した参考例５では、成形されたセグメント３５は、半径方向内側に設けられており、従って、剛性の増大のみに用いられる。タイヤシートは、更に、ホイールリム１０に直接成形されている。

図６は、成形されたセグメント３６が成形されたセグメント３１と合同に設計されてなる参考例６を示している。この参考例６は同一部品構想を可能にする。何故ならば、成形されたセグメント３１，３６を選択的にリムインナーウェル１６かリムアウターウェル１４の領域に用いることができるからである。

図７は、本発明の実施例を示しており、図４に示した参考例４の成形されたセグメントと同じ成形されたセグメント３４を、リムインナーウェル１６の領域に用いることができてなる実施の形態を示している。特殊性は、ホイール１の成形の際に、リムアウターウェル１４の領域に環状フランジ（Ringsteg）３０を有する（破線で示した）ブランクが用いられ、環状フランジ３０は冷間又は熱間二次成形工程で成形されたセグメント３７へ成形され、該環状フランジ３０の外側端部はリムアウターフランジ１２の内側に接触されることにある。かくて、周方向に中空チャンバ４７を形成する成形されたセグメント３７は、本発明の実現化のための追加の構成要素を必要とすることなく、ホイール１と一体形成される。ここで示されていないが、これに対応する方法も、リムインナーウェル１６の領域で可能である。

本発明に係わる構想は、基本的には、スチール製ホイールにも適切ではあるが、軽金属ホイールに用いることが好ましい。ホイール用の出発材料としては、規格ＥＮ １７０６に記載の材料が、しかも、合金ＥＮ ＡＣ−ＡＬＳｉ１２Ｍｇ又はＥＮ ＡＣ−ＡＬＳｉ７Ｍｇが用いられることは特に好都合であることが明らかになった。形状セグメント用の材料としては、規格ＥＮ ５７３−３、すなわちＥＮ ＡＷ−ＡｌＭｇ３又はＥＮ ＡＷ−ＡｌＳｉｌＭｇＭｎの材料が適切である。２つの最後に挙げた材料は、冷間二次成形可能ないわゆる混練材料である。更に、当然ながら、ホイール及び成形されたセグメントを同じ材料から製造することも可能である。

参考例１のホイールの半断面図を示している。 参考例２のホイールの半断面図を示している。 参考例３のホイールの半断面図を示している。 参考例４のホイールの半断面図を示している。 参考例５のホイールの半断面図を示している。 参考例６のホイールの半断面図を示している。 本発明の実施例のホイールの半断面図を示している。 ホイールの正面図を示している。

符号の説明

１ ホイール
１０ ホイールリム
１２ リムアウターフランジ
１４ リムアウターウェル
１６ リムインナーウェル
１８ リムインナーフランジ
２０ 輪心
３０ 環状フランジ
３１ 成形されたセグメント
３２ 成形されたセグメント
３３ 成形されたセグメント
３４ 成形されたセグメント
３５ 成形されたセグメント
３６ 成形されたセグメント
３７ 成形されたセグメント
４１ 中空チャンバ
４２ 中空チャンバ
４３ 中空チャンバ
４４ 中空チャンバ
４５ 中空チャンバ
４６ 中空チャンバ
４７ 中空チャンバ

Claims (1)

1. 実質的に輪心（２０）及びホイールリム（１０）からなる車両用ホイールであり、前記ホイールリム（１０）は、夫々リムインナーフランジ（１８）及びリムアウターフランジ（１２）に移行するリムインナーウェル（１６）及びリムアウターウェル（１４）を有し、前記リムインナーウェル（１６）及びリムアウターウェル（１４）のうち少なくともその一つの領域には、周方向に中空チャンバ（４７）を形成する成形されたセグメント（３７）が設けられている鋳造製の車両用ホイールにおいて、
   前記成形されたセグメント（３７）は、リムアウターウェル（１４）及びリムインナーウェル（１６）のうち少なくとも一つの領域にホイール（１）と一体的に鋳造された環状フランジ（３０）を冷間又は熱間二次成形することにより、該環状フランジ（３０）の外側端部をリムアウターフランジ（１２）又はリムインナーフランジ（１８）の内側に接触させることによって形成されていることを特徴とする車両用ホイール。

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