JP4149900B2 - ホイールバランスウェイト - Google Patents

Description

本発明は、自動車のタイヤホイールに取り付けるホイールバランスウェイトに関する。

自動車などのタイヤをホイールに組み込んだホイールアッセンブリ状態において、ホイールアッセンブリの回転軸の周方向および軸方向のアンバランスが大きくなると、車両の走行時に振動、騒音等の発生というような不具合が生じる。

この振動や騒音は、ホイールのアンバランスに起因する。このため、ホイールには、このアンバランスを打ち消すことができるホイールバランスウェイトが取り付けられる。ホイールバランスウェイトのホイールへの取り付け位置および重量は、専用の測定機でホイールアッセンブリのアンバランスを測定して決定される。

従来のホイールバランスウェイトは、所望の重量に調節されたウェイト本体と、ウェイト本体をホイールに固定する固定手段と、を有する構造をしている。（たとえば、特許文献１参照。）
特許文献１に示されたホイールバランスウェイトは、ウェイト本体に一端部が固定され他端部がホイールのリム部の周縁部を挟み込むように開口する係止部材を有するホイールバランスウェイトが開示されている。

特許文献１に示されたホイールバランスウェイトにおいて、係止部材は、帯状の金属板を長さ方向に凹凸を有するように曲成して形成されている。このとき、係止部材の幅方向（帯状の金属板の幅方向）は、曲成されておらず、幅方向に垂直な断面は同じ形状となっている。

このホイールバランスウェイトは、係止部材の幅方向の両端部がホイールのリム部の周縁部の内周面にキズをつけるという問題があった。ホイールにキズがつくと、そのキズの発生した部分からホイールの塗装が剥離し、場合によっては、塗装の剥離部から腐蝕が発生していた。
特開平１１−３２５１８８号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、ホイールにキズを付けないホイールバランスウェイトを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明者はホイールバランスウェイトの係止部材について検討を重ねた結果、係止部材のホイールのリム部の周縁部を係止する端部を周縁部の湾曲形状にそった湾曲形状とすることで上記課題を解決できることを見出した。

すなわち、本発明のホイールバランスウェイトは、ホイールに沿って湾曲するウェイト本体と、ウェイト本体に一端部が固定され他端部がホイールのリム部の周縁部を挟み込むように開口する係止部材と、からなるホイールバランスウェイトであって、係止部材は金属板を曲成してなるものであり、係止部材の他端部は、ホイールの径方向における断面が弧状に曲成され、かつ周縁部の内周面と対向する他端部の基端部の表面がホイールの周方向において周縁部の内周面の曲率半径未満でありかつ該ウェイトの曲率半径未満の一定の曲率半径で湾曲しており、基端部の幅方向の中央部でホイールのリム部に当接することを特徴とする。

本発明のホイールバランスウェイトは、係止部材の他端部の基端部がホイールのリム部の周縁部の内周面の湾曲形状よりも小さな曲率半径の湾曲形状に形成されたことで、係止部材の幅方向の両端部がホイールに当接しなくなっている。

本発明のホイールバランスウェイトは、係止部材の他端部の基端部がホイールのリム部の周縁部の内周面の湾曲形状よりも小さな曲率半径の湾曲形状に形成されている。この湾曲形状により、ホイールの周方向に対応した係止部材の幅方向の両端部がリム部の周縁部に当接しなくなっている。この結果、係止部材がリム部に傷を付けることが抑えられる。

また、本発明のホイールバランスウェイトは、係止部材の他端部の表面が湾曲したことで、ホイールのリム部の周縁部との当接部が線状をなしている。これにより、本発明のホイールバランスウェイトは、リム部の周縁部に対して広い範囲で応力が加えられることとなり、ホイールへの保持力が向上している。

本発明のホイールバランスウェイトは、組み付け時に係止部材がホイールに傷を付けなくなったことで、ホイールの塗装の剥離が抑えられる。これにより、ホイールの腐蝕の発生が抑えられる。さらに、ホイールバランスウェイトをホイールから取り外しても、ホイールにキズが残らないことから、ホイールバランスウェイトの組み付け時に打ち込みを失敗して取り外しても、その跡が残らないという効果を有する。

本発明のホイールバランスウェイトは、ウェイト本体と、ウェイト本体に一端部が固定され他端部がホイールのリム部の周縁部を挟み込むように開口する係止部材と、からなる。

ウェイト本体は、ホイールに組み付けられてときにホイールのアンバランスを打ち消すための重量を有するものである。ウェイト本体は、所定の重量を得られるものであればその材料が限定されるものではない。ウェイト本体は、鉄鋼等で形成することができる。このウエイト本体は断面が一定の線材を所定長さに切断することにより容易に製造できる。ウェイト本体は、鉄ウェイトであることが好ましい。

係止部材は、ウェイト本体に一端部が固定され他端部がホイールのリム部の周縁部を挟み込むように開口している。本発明のホイールバランスウェイトは、係止部材の他端部がホイールのリム部の周縁部を挟み込むことで係止部材を介してウェイト本体をホイールに係止する。

係止部材は、金属板を曲成したものである。金属板は、一端部および他端部を形成でき、ホイールに組み付けられたときに、ホイールから外れにくく形成できるものであればその材質が限定されるものではない。係止部材の金属板は、鋼板であることが好ましい。また、金属板は、一端部と他端部とを長さ方向の両端に形成できる帯状であることが好ましい。

係止部材の他端部は、ホイールの径方向における断面が弧状に曲成される。ホイールの径方向における断面が弧状に曲成されることで、他端部がホイールのリム部の周縁部を挟み込むことができる。

係止部材の他端部は、ホイールのリム部の周縁部を挟み込むときに、周縁部の内周面および外周面のそれぞれの面と対向する基端部および先端部を有する。ここで、周縁部の内周面とはホイールの軸心に対向した表面であり、外周面とはホイールの径方向外方に面した表面を示す。すなわち、係止部材の他端部は、周縁部の内周面には基端部が、外周面には先端部が当接し、他端部の湾曲形状により基端部と先端部の距離が短くなる方向に応力がはたらくことで周縁部を挟み込む。

ここで、ホイールのリム部は略円筒状を有しており、周縁部は周方向にのびた状態となっている。すなわち、周縁部の表面は、円弧状に湾曲している。そして、本発明のホイールバランスウェイトは、係止部材の他端部が、周縁部の内周面と対向する他端部の基端部の表面がホイールの周方向において周縁部の内周面の曲率半径以下の曲率半径で湾曲している。係止部材の他端部の基端部の表面が、周縁部の内周面の曲率半径以下の曲率半径の湾曲形状に形成されることで、係止部材の幅方向の両端部が周縁部の内周面と当接しなくなる。この結果、両端部が周縁部の内周面にキズをつけることが抑えられる。

なお、本発明のホイールバランスウェイトにおいて、他端部の基端部の表面の湾曲形状は、表面の最も突出した部分（ホイールの周方向における中央部近傍）が両端部より突出した状態を示すものであり、一定の曲率半径により形成される弧状を有していなくともよい。すなわち、部分的に異なる曲率半径により形成された表面が、全体として周縁部の曲率半径以下の曲率半径で形成されていればよい。

詳しくは、従来のホイールバランスウェイトにおいて、係止部材の他端部は、ホイールの周方向に対応する幅方向に垂直な断面における形状は一定である。このホイールバランスウェイトをホイールに組み付けると、他端部の先端部は、円弧状の周縁部の外周面に、係止部材の幅方向の中央部で当接している。また、他端部の基端部は、円弧状の周縁部の内周面に、係止部材の幅方向の両端部で当接している。先端部および基端部の周縁部との当接部に応力が集中し、特に周縁部の内周面はキズが生じる。従来のホイールバランスウェイトをホイールに組み付けたときには前記三点にホイールを係止するための応力が集中することとなり、十分な保持力を得るためには高い応力が必要となっていた。また、このようなときには、応力が前記三点に集中し、特にホイールに傷を付けやすくなっていた。

本発明のホイールバランスウェイトは、周縁部の内周面と対向する他端部の基端部の表面がホイールの周方向において周縁部の内周面の曲率半径以下の曲率半径で湾曲しており、少なくとも基端部の幅方向の中央部で周縁部の内周面に当接できる。ここで、基端部の表面と周縁部の内周面の曲率半径が同じであれば表面と内周面が周方向の全面で当接する。少なくとも基端部の幅方向の中央部で周縁部の内周面に当接することで、基端部の幅方向の両端部のみで周縁部の内周面に当接しなくなり、応力の集中による周縁部の内周面の損傷が抑えられる。

さらに、基端部が周縁部の内周面と当接する位置と、先端部の周縁部の外周面と当接する位置と、が係止部材の他端部がリム部の周縁部を挟み込むときにはたらく応力の方向と同じ方向に並ぶこととなる。すなわち、他端部が周縁部を挟み込んだ状態において、基端部の周縁部の内周面と当接する位置においては先端部の周縁部の外周面と当接する位置に向かう応力がはたらき、先端部の周縁部の外周面と当接する位置においては基端部の周縁部の内周面と当接する位置に向かう応力がはたらく。この結果、係止部材の他端部がリム部の周縁部を挟み込む力にロスが生じなくなり、より強い力で挟み込むことになる。これにより、ホイールに組み付けられたホイールバランスウェイトがずれにくくなる。

加えて、本発明のホイールバランスウェイトは、係止部材の他端部の表面が湾曲したことで、ホイールのリム部の周縁部との当接部が線状をなしている。これにより、本発明のホイールバランスウェイトは、リム部の周縁部に対して広い範囲で応力が加えられることとなり、ホイールへの保持力が向上している。

基端部の表面の湾曲形状は、金属板を曲成して形成されたことが好ましい。他端部の弧状と同様に係止部材を形成する金属板を曲成することで基端部の表面の湾曲形状を簡単に形成できる。

係止部材の他端部は、ホイールの周方向に対応する幅方向の両端部の角が丸められたことが好ましい。他端部の両端部の角が丸められたことで、ホイールに組み付けるときに、ホイールの周方向に対応する幅方向の端部がホイールの表面を傷つけることを抑えることができる。

本発明のホイールバランスウェイトは、上記したように係止部材の他端部の表面が湾曲した以外は、従来のホイールバランスウェイトと同様な構成とすることができる。

ウェイト本体と係止部材の一端部の固定は、ウェイト本体に設けた係止穴に一端部を挿着固定する方法、ウェイト本体に係合溝を形成しておきこの係合溝に係止部材の一端部を係合させた状態でウェイト本体をカシメて固定する方法、溶接する方法等の公知の手段を採用できる。

本発明のホイールバランスウェイトは、その表面に塗膜層を有することが好ましい。塗膜層を有することで、ウェイト本体や係止部材が錆の発生等の劣化を生じることを防ぐことができる。具体的な塗膜層としては、亜鉛クロメート処理塗膜、焼付型亜鉛クロム酸複合被膜処理塗膜、銀粉塗装塗膜等をあげることができる。

本発明のホイールバランスウェイトは、ウェイト本体の表面にその重心位置、重量等の表示を有することが好ましい。ホイールバランスウェイトを組み付けるときに所定の組付け位置に重心位置をあわせることで精度よく組付けを行うことができる。また、ウェイト本体に重量が表示されると、所望の重量のホイールバランスウェイトの選択を間単に行うことができる。

以下、実施例を用いて本発明を説明する。

（実施例）
本発明の実施例として、ホイールバランスウェイトを製造した。本実施例のホイールバランスウェイトの製造の様子を図１〜６に示した。

まず、厚さ１ｍｍの鋼板（ＳＫ７、６、５、Ｓ６０ＣＭ、Ｓ６５ＣＭおよびそれら相当品）を幅１５〜２５ｍｍ、長さ２５〜３５ｍｍの帯状に切り出した。その後、プレス成形により一端部３０および他端部３５を形成し、熱処理（焼き入れ処理）を施すことでバネ性を付与した係止部材３が形成された。

一端部３０は、帯状の鋼板の長さ方向の断面が略Ｍ字状をなすように曲成されている。また、略Ｍ字状の凹部３１の中央部には、鋼板を貫通したφ３ｍｍの貫通孔３２が開口している。

他端部３５は、ホイールのリム部の周縁部の断面形状に合致するように略Ｕ字状に曲成されている。他端部３５には、周縁部の内周面と対向する基端部３６と、周縁部の外周面と対向する先端部３７と、が形成されている。

基端部３６の表面は、周縁部の内周面の曲率半径以下の曲率半径の湾曲形状に形成されている。基端部３６の表面の湾曲形状は、ホイールの周方向における基端部３６の中央部近傍が突出した弧状をなしている。基端部３６の表面は、ホイールの周方向の両端部近傍においては小さな曲率半径により形成され、ホイールの周方向の中央部近傍においては両端部よりも大きな曲率半径により形成されている。

先端部３７には、ホイールバランスウェイトをホイールに組み付けるときに工具を挿入するための小孔３８が開口している。

つづいて、φ７〜１０．５ｍｍの棒鋼（ＳＳ４００、Ｓ１０Ｃ、Ｓ２０Ｃ等の低炭素の鉄材）を、１５〜８０ｍｍの長さに切断し、プレス成形により所定の形状に成形することでウェイト本体２が製造された。

ウェイト本体２は、略小判状の断面を有しかつホイールのリム部の周縁部の湾曲形状と略一致する湾曲形状に形成されている。また、ウェイト本体２は、一方の側面の中央部にホイールの径方向に延びる係合溝２０が形成され、その係合溝２０の底面２０ａの中央部にはボス２１が突出している。また、係合溝２０を区画する両開口端部２２，２２にはそれぞれ突部２３，２３が形成されている。

また、ウェイト本体２は、他方の側面に、重心位置および重量が打刻された。

その後、係止部材３の一端部をウェイト本体２の係合溝２０に係合させた。このとき、一端部３０の貫通孔３２をウェイト本体２のボス２１が貫通し、その先端部が係止部材３の一端部の表面上に露出している。

そして、ボス２１の先端部をつぶして、一端部３０の中央部を係合溝２０の底面２０ａに圧着させた。さらに、係合溝２０の両開口端部２１，２１にもうけられた突部２２，２２を係合溝２０の内部方向につぶして、一端部の幅方向の両端部を係合溝２０の底面２０ａに圧着させた。

その後、焼付型亜鉛クロム酸複合被膜処理を施して防錆性を付与した。

以上の手段により、本実施例のホイールバランスウェイト１が製造された。

実施例のホイールバランスウェイト１は、ホイールのリム部の周縁部を係止部材３の他端部３５が挟み込むようにして組み付けられた。

本実施例のホイールバランスウェイト１は、係止部材３の他端部３５の基端部３６の表面が、周縁部の内周面の曲率半径以下の曲率半径の湾曲形状に形成されており、係止部材３の幅方向の両端部がホイールと当接しなくなっている。この結果、両端部が周縁部の内周面にキズをつけることが抑えられる。

実施例のホイールバランスウェイト１は、基端部３６の表面が周縁部の内周面の曲率半径以下の曲率半径の湾曲形状に形成されており、少なくとも基端部３６の幅方向の中央部で周縁部の内周面に当接している。このとき、基端部３６の中央部と先端部３７の周縁部の外周面と当接する位置（先端部３７の幅方向の中央部）と、が係止部材３の他端部３５がリム部の周縁部を挟み込むときにはたらく応力の方向に沿って並んでいる。すなわち、他端部３５が周縁部を挟み込んだ状態において、基端部３６と先端部３７のそれぞれの周縁部との当接部においては互いに対向する方向（周縁部を圧縮する方向）の応力がはたらく。この結果、係止部材３の他端部３５がリム部の周縁部を挟み込む力にロスが生じなくなり、より強い力で挟み込むことができた。これにより、ホイールに組み付けられたホイールバランスウェイトがずれにくくなった。

さらに、ホイールがアルミニウムよりなる（アルミホイールである）ときには、係止部材を構成する鋼板よりアルミニウムの硬度が低いため、ホイールバランスウェイトをホイールに組み付けると、係止部材の他端部の基端部の表面がホイールのリム部の周縁部に塑性変形を生じさせる。すなわち、基端部の表面が周縁部の表面をへこませる。この塑性変形により、他端部の基端部の表面の湾曲の頂点部のみだけでなく基端部の表面が周縁部に当接することとなる。すなわち、接触面積が増加する。これにより、組み付けられた状態のホイールバランスウェイトは、ホイールの位置がずれなくなる。

実施例の係止部材の断面図である。 実施例のウェイト本体の長さ方向の断面図である。 実施例のウェイト本体の幅方向の断面図である。 ウェイト本体に係止部材が配置された状態の断面図である。 実施例のホイールバランスウェイトの正面図である。 実施例のホイールバランスウェイトの裏面図である。

符号の説明

１…ホイールバランスウェイト
２…ウェイト本体 ２０…係合溝
２０ａ…係合溝の底面 ２１…ボス
２２…開口端部 ２３…突部
２４…重心位置 ２５…重量
３…係止部材 ３０…一端部
３１…凹部 ３２…貫通孔
３５…他端部 ３６…基端部
３７…先端部 ３８…小孔

Claims (1)

1. ホイールに沿って湾曲するウェイト本体と、該ウェイト本体に一端部が固定され他端部がホイールのリム部の周縁部を挟み込むように開口する係止部材と、からなるホイールバランスウェイトであって、
   該係止部材は金属板を曲成してなるものであり、
   該係止部材の該他端部は該ホイールの径方向における断面が弧状に曲成され、かつ該周縁部の内周面と対向する該他端部の基端部の表面が該ホイールの周方向において該周縁部の内周面の曲率半径未満でありかつ該ウェイトの曲率半径未満の一定の曲率半径で湾曲しており、
   基端部の幅方向の中央部で該ホイールの該リム部に当接することを特徴とするホイールバランスウェイト。

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