JP4740349B2 - 自動車用ホイール - Google Patents

Description

本発明は、タイヤを装着するリムと車軸に連結されるディスクとからなる自動車用ホイールに関するものである。

自動車用ホイールを構成するリムは、タイヤのビードを支持するビードシート部と、該ビードを側方から支持するフランジ部とを表裏両側に夫々備え、各ビードシート部とフランジ部とが夫々連成されている。

このような自動車ホイールとして、例えばアルミニウム合金製の１ピースタイプのものは、図５のように、車軸に連結されるハブ取付部１０６を中央に備えた略円盤状のディスク１０２と、タイヤ７１を装着する略円筒状のリム１０３とから構成される（例えば、特許文献１）。この自動車用ホイール１０１のリム１０３は、タイヤ７１のビード７２，７２を支持する表裏のビードシート部１１１，１１２と、該ビード７２，７２を側方から支持する表裏のフランジ部１１３，１１４とを備えている。表側ビードシート部１１１と表側フランジ部１１３とが連成されており、その内側に前記ディスク１０２の外周端が連成されている。また、リム１０３の裏側開口端に形成された裏側フランジ部１１４は、裏側ビードシート部１１２と連成されている。

ここで、裏側フランジ部１１４としては、図５（Ｂ）のように、裏側ビードシート部１１２から外方へ折れ曲がって延出した折曲周部１１７と、該折曲周部１１７から裏方へ突出する突端周部１１８とからなる構成が一般的である。そして、裏側フランジ部１１４は、前記のようにタイヤ７１のビード７２，７２を支持することから、当該裏側フランジ部１１４の軸方向幅ａが車両との干渉および公的規格等、その径方向幅ｂが公的規格等に従って夫々設定される。

さらに、突端周部１１８には、自動車用ホイール１０１にタイヤ７１を取り付けた状態で重量バランスを取るための打ち込み式のバランスウエイト（図示せず）が取り付けられる。この打ち込み式のバランスウエイトは、把持部とウエイト部とから構成されており、把持部を前記突端周部１１８に裏側からカシメて取り付けられ、ウエイト部が折曲周部１１７の裏面に座定する構成となっている。そして、このバランスウエイトにあって、自動車技術会規格ＪＡＳＯ（団体規格）のＣ３０３−８６に、その把持部は、前記突端周部１１８に嵌め込む隙間の寸法（６ｍｍ）が定められている。これに伴って、突端周部１１８の径方向幅ｃが設定されており、具体的には当該径方向幅ｃを約６ｍｍ〜７ｍｍとして設定した構成となっている。このように、裏側フランジ部１１４は、その軸方向幅ａおよび径方向幅ｂと、突端周部１１８の径方向幅ｃとが決まってしまうことから、全体としての形状もほぼ定まっている。

特開２００４ −２０３２９７号公報（段落番号（００１６）〜（００１８）、図１）

ところで、上述した自動車用ホイールにあって、その表裏の各ビードシート部とフランジ部には、自動車の走行中に、タイヤから直接的に衝撃（負荷）が作用する。ここで、表側ビードシート部と表側フランジ部は、その内側にディスクが配設されていることから（図５（Ａ）参照）、前記衝撃により発生する応力をディスクにより負担できるため、当該表側ビードシート部と表側フランジ部により負担する前記応力を充分に軽減できる。一方、裏側ビードシート部と裏側フランジ部は、自動車用ホイールの裏側開口端部に設けられていることから、前記衝撃によって、表側ビードシート部と裏側フランジ部に比して大きな応力が発生し、変形し易い。そして、この変形が繰り返されることにより、亀裂の発生やそれに伴う破壊が発生するため、裏側ビードシート部と裏側フランジ部とには、前記したタイヤからの衝撃（負荷）に対して充分な強度と耐久性とが必要となっている。

一方、自動車用ホイールは、近年、自動車の環境性能を向上するための取り組みの一つとして軽量化が求められている。ところが、前記軽量化のために、リムの薄肉化を実施すると、上記した裏側ビードシート部と裏側フランジ部とは、その剛性が低下してしまうことから、上記したタイヤから作用する衝撃（負荷）によってさらに変形し易くなり、総じて強度や耐久性が低下してしまう。そのため、裏側ビードシート部および裏側フランジ部の強度や耐久性を向上することが求められている。

本発明は、裏側フランジ部側の強度と耐久性とを向上し、自動車の走行中に作用する衝撃（負荷）に対して優れた強度や耐久性を発揮し得る自動車用ホイールを提案するものである。

本発明は、タイヤのビードが着座するビードシート部及び該ビードを側方から支持するフランジ部を表裏両側に備えたリムと、車軸に連結されるディスクとを鋳造成形してなるアルミニウム合金製の自動車用ホイールにおいて、リムの裏側フランジ部が、裏側ビードシート部から連成されて外方へ折れ曲がる折曲周部と、該折曲周部から連成されて裏方へ突出する、裏側端縁がホイールの中心軸線に略直交する平面形状の、円環状の突端周部とから構成されてなると共に、前記突端周部が、その径方向幅を８ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下とするように形成されてなるものであることを特徴とするものである。

ここで、自動車用ホイールのリムは、その裏側が開口する略円筒状を成すものであることから、裏側開口端部を厚肉化して剛性を向上することにより、該裏側開口端部の径方向への変形を抑制する作用効果が向上する。具体的な構成としては、上述したように裏側フランジ部の軸方向幅と径方向幅とが規定されていることから、裏側フランジ部を構成する折曲周部の内側角縁を内方へ膨出する構成や、裏側ビードシート部を内方へ厚肉化する構成などが考えられる。しかしながら、これらいずれの構成にあっても、重量増加が比較的大きく、その増加量と強度や耐久性向上との関係を考慮すれば、効率的に効果発生する構成とは言えない。また、これらの構成では、自動車用ホイールの裏側開口端部の内径が小さくなることから、当該自動車用ホイールを車両に取り付ける際に、ブレーキ等を挿入し難くなる。特に、近年、ブレーキが大型化する傾向にあるため、前記取付作業の作業性が低減してしまうことが懸念される。このように、前記したいずれの構成にあっても、現実的な自動車用ホイールには適用し難い構成であった。

このような状況に鑑み、本発明の発明者らが鋭意研鑽した結果、本発明に至った。詳述すれば、裏側リムフランジ部の突端周部を、その径方向幅を上述した従来構成に比して幅広とする構成としたことにより、リムの裏側開口端部の剛性を向上でき、該裏側開口端部の径方向への変形を抑制する作用効果が向上する。ここで、裏側開口端部の最端に位置する突端周部を高剛性化することにより、リムの裏側開口端部の変形を抑制する効果が高く且つ当該効果を効率的に発揮し得る。すなわち、裏側フランジ部の突端周部の径方向幅を８ｍｍ以上かつ１５ｍｍ以下とすることにより、リムの裏側開口端部を効率的に剛性向上するができ、これに伴ってタイヤからの衝撃（負荷）により前記裏側開口端部に発生する応力を低減することができるため、該応力により生ずる変形を抑制する効果が著しく向上する。したがって、本発明の構成によれば、裏側フランジ部等の強度と耐久性とを向上でき、総じて、自動車用ホイールの強度と耐久性を向上することができる。

さらに、本発明は、裏側フランジ部の突端周部を、上述した従来構成（径方向幅６〜７ｍｍ）に比して、径方向へ延ばした構成であり、これに伴う重量増加も比較的小さい。すなわち、本発明の構成は、重量増加を充分に抑制しつつ、上記した強度と耐久性とを向上することができ、重量に対する強度や耐久性の向上効率が極めて高い。

本発明の構成にあって、上述したように裏側フランジ部の軸方向幅と径方向幅とは安全基準により定まっていることから、本構成の突端周部は、上記した従来構成（径方向幅６〜７ｍｍ）に比して、内方へ延成してなる構成が好適に用い得る。

また、突端周部の径方向幅としては、８ｍｍより小さい場合には、従来構成に比して、剛性を向上することができず、強度や耐久性の向上効果が得られない。一方、１５ｍｍより大きい場合には、上記した衝撃（負荷）により発生する応力を低減する効果に対して、重量増加が増大してしまう。ここで、本発明にあって、突端周部の径方向幅を１０ｍｍ以上かつ１５ｍｍ以下とした構成とすることにより、重量増加に対する強度や耐久性の向上効果に優れ、一層効率的となることから、当該構成が好適に用い得る。特に、乗用車のように比較的ホイールサイズが小さい（例えば、２０インチ以下）の場合には、前記突端周部の径方向幅を１０ｍｍ以上かつ１５ｍｍ以下とする構成により、前記作用効果が高い。

尚、裏側フランジ部の従来構成としては、上述したように、打ち込みタイプのバランスウエイトを取り付けることを考慮して、上述したように径方向幅を６ｍｍ〜７ｍｍとする設定となっており、従前は設定変更する発想に至らなかった。しかしながら、軽量化とそれに伴う裏側フランジ部等の強度や耐久性向上等の要求が厳しくなってきたために、バランスウエイトの規格に囚われない発想により、本発明に達した。尚、本発明の構成は、上述したように、自動車用ホイールとして優れた強度や耐久性を発揮するものであるため、本構成の突端周部形状に取り付け可能なバランスウエイトも今後出現すると思われる。

また、バランスウエイトには、打ち込みタイプ以外に、両面テープ等により貼り付ける貼付タイプのものもある。本構成にあっては、前記貼付タイプのバランスウエイトを貼り付けることが可能である。すなわち、本発明の構成は、貼付タイプのバランスウエイトと、裏側フランジ部の突端周部に適用可能な打ち込みタイプのバランスウエイトとのいずれも装着することもできる。このように、本構成の自動車用ホイールは優れた汎用性を有する。

さらにまた、今後、市場での需要が見込まれる所謂ランフラットタイヤは、パンクした状態（エア圧が０の状態）でも走行可能であることから、その構造上、裏側フランジ部に負荷が集中し易い。本発明の自動車用ホイールは、上述したように、リムの裏側開口部を剛性向上したものであるから、前記ランフラットタイヤでパンクした状態における走行の際にも、安定した走行を維持する効果に優れる。

上述した自動車用ホイールにあって、リムの裏側フランジ部の折曲周部は、裏側ビードシート部と連成する内側角縁に面取り部が形成されてなるものである構成が提案される。

ここで、上述した従来構成の裏側フランジ部にあっては、折曲周部が、裏側ビードシート部から略直角に折り曲がって、軸方向と直交する平面方向に沿って延成した構成が一般的である（図参照）。この場合には、裏側ビードシート部と折曲周部とにより断面略Ｌ字形状を成している。

かかる構成にあっては、折曲周部の内側角縁に面取り部を形成することにより、上述した従来構成の断面略Ｌ字形状の場合に比して、当該折曲周部の内側角縁（面取り部）を減肉していることから、軽量化することができる。本構成の面取り部としては、例えば、上記従来構成の断面略Ｌ字形状の内側角縁を面取りしたような構成として形成し得る。そして、この面取り部は、内側角縁に、湾曲状に形成される構成、多角形状に形成される構成、テーパ状に形成される構成等のいずれとすることもできる。

また、上述した本発明の、特定の径方向幅とした突端周部により剛性向上して応力を低減する作用効果について、本発明者らがさらに精究した結果、当該作用効果は、折曲周部に面取り部を形成した本構成の場合にも充分に発揮できることを突き止めた。これは、リムの最も裏端に位置する突端周部を幅広とすることにより、リムの裏側開口部を効率的に剛性向上することができることから、折曲周部の内側角縁に面取り部を形成して減肉することによる影響を可及的に抑制できるためと考えられる。そのため、本構成にあっても、タイヤからの衝撃（負荷）により作用する応力を低減できるため、総じて強度や耐久性を向上できる。したがって、本構成によれば、軽量化効果と、強度や耐久性向上効果とを両方発揮することができ得る。

上述した自動車用ホイールにあって、リムの裏側フランジ部の折曲周部の内側角縁に形成された面取り部が、曲率半径を５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下とする滑らかな湾曲状に形成されてなるものである構成が提案される。

かかる構成にあっては、折曲周部の内側角縁に上記曲率半径の湾曲状の面取り部を形成することにより、軽量化効果と、強度や耐久性向上効果とをバランス良く発揮し得る。ここで、曲率半径が５ｍｍより小さい場合には、軽量化の効果が、径方向幅の広い突端周部による重量増加により相殺されてしまう。一方、曲率半径を２０ｍｍより大きくすると、特定の径方向幅とした突端周部による剛性向上効果が低減し、これに伴い強度や耐久性の向上効果も抑制される傾向が生じ得る。尚、この曲率半径としては、９ｍｍ以上かつ１５ｍｍ以下とする構成が、軽量化と強度向上とを一層バランス良く発揮できるために好適に用い得る。

上述した自動車用ホイールにあって、リムの裏側フランジ部の折曲周部の内側角縁に形成された面取り部が、その板厚を裏側ビードシート部の板厚と同等とするように、滑らかな湾曲状に形成されてなるものである構成が提案される。

かかる構成にあっては、湾曲周部の面取り部における板厚を、裏側ビードシート部と同等の板厚により形成したものであるから、上記したリムの裏側開口部を効率的に剛性向上することにより強度と耐久性とを向上する効果と、軽量化効果とをバランス良く発揮することができ得る。ここで、折曲周部の面取り部が、全体的又は部分的に裏側ビードシート部より薄肉化すると、その部位で応力集中が生じ易く、前記した効率的な剛性向上効果が低減し易くなる。一方、裏側ビードシート部より厚肉であれば、軽量化効果が低減してしまう。

本発明は、上述したように、リムの裏側フランジ部を構成する突端周部が、その径方向幅を８ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下とするように形成されてなるものとした自動車用ホイールであるから、リムの裏側開口端部の最端に位置する突端周部を高剛性化することにより、前記裏側開口端部の変形を抑制する効果が高く且つ当該効果を効率的に発揮し得る。これにより、タイヤからの衝撃（負荷）により前記裏側開口端部に発生する応力を低減することができ、裏側開口端部（裏側フランジ部と裏側ビードシート部）の強度と耐久性とを向上でき得る。さらに、本構成は、突端周部の径方向幅を、上述した従来構成に比して幅広とするものであるから、該従来構成に比して重量増加を充分に抑制することができ、重量に対する強度と耐久性の向上効果が極めて高い。また、本構成は、リムの裏側フランジ部が突端周部を備えている構成であることから、当該突端周部に適合する打ち込みタイプのバランスウエイトと、貼付タイプのバランスウエイトとのいずれも適用することができるため、優れた汎用性を有する。

上述した自動車用ホイールにあって、リムの裏側フランジ部の折曲周部は、裏側ビードシート部と連成する内側角縁に面取り部が形成されてなるものである構成とした場合には、上述した従来構成の断面略Ｌ字形状の場合に比して、当該折曲周部の内側角縁（面取り部）が減肉されるため、軽量化することができる。そして、上述した、リムの裏側開口端部の強度と耐久性との向上効果と、前記軽量化効果との両方を発揮し得る。

上述した自動車用ホイールにあって、リムの裏側フランジ部の折曲周部の内側角縁に形成された面取り部が、曲率半径を５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下とする滑らかな湾曲状に形成されてなるものである構成とした場合には、軽量化効果と、強度や耐久性向上効果とをバランス良く且つ一層効率的に発揮することができる。

上述した自動車用ホイールにあって、リムの裏側フランジ部の折曲周部の内側角縁に形成された面取り部が、その板厚を裏側ビードシート部の板厚と同等とするように、滑らかな湾曲状に形成されてなるものである構成とした場合には、軽量化効果と、強度や耐久性向上効果とのバランスが一層向上する。

実施例１の自動車用ホイール１の縦断面図である。 図１のＸ部の拡大断面図である。 実施例２の自動車用ホイールの、裏側フランジ部および裏側ビードシート部を示す拡大断面図である。 実施例１，２の裏側フランジ部および裏側ビードシート部に作用する発生応力と、軽量化との関係を示す解析結果の図表である。 （Ａ）従来構成の自動車用ホイール１０１の縦断面図と、（Ｂ）Ｙ部の拡大縦断面図である。

本発明の実施例１，２を、添付図面を用いて詳述する。

図１は、実施例１の自動車用ホイール１の縦断面図である。この自動車用ホイール１は、アルミニウム合金を鋳造成形してなるものであり、自動車の車軸（図示せず）が連結される円板状のハブ取付部１１を中央に備えたディスク２と、タイヤ７１が装着されるリム３とを一体的に成形してなる１ピースタイプの構成である。尚、本実施例にあって、ディスク２の背面側から意匠面側へ向かう方向を表方向とし、その逆を裏方向としている。また、自動車用ホイール１の中心軸線Ｓと直交するホイール径方向に沿って、該中心軸線Ｓへ向かう方向を内方向とし、その逆を外方向としている。

上記のディスク２は、ハブ取付部１１の外周縁から外方向へ放射状に形成された複数のスポーク部１２を備え、各スポーク部１２の外端がリム３に連成されている。ハブ取付部１１には、その中央にハブ孔１４を備え、該ハブ孔１４の径方向外側に位置して周方向に互いに均等間隔となるように複数個のボルト孔１５が設けられている。さらに、ハブ取付部１１の裏面により、車軸のハブに圧着されるハブ取付面１９が構成されている。また、前記各スポーク部１２の間には、表裏に貫通する飾り孔（図示せず）が夫々形成されている。このようなディスク２の表面により、当該自動車用ホイール１の所謂意匠面が構成されている。

また、リム３は、その表裏両端にフランジ部２３，２４が夫々形成されており、各フランジ部２３，２４に表裏のビードシート部２１，２２が連成されている。さらに、表裏のビードシート部２１，２２の間には、タイヤ装着時に、タイヤ７１のビード７２，７２を落とすためのドロップ部３０が設けられている。当該自動車用ホイール１にタイヤ７１が装着された場合には、該タイヤ７１のビード７２，７２を表裏のビードシート部２１，２２に夫々着座して支持すると共に、該ビード７２，７２を表裏のフランジ部２３，２４により側方から支持する。

リム３は、表側ビードシート部２１の内側で、上記したディスク２の各スポーク部１２と連成しており、各スポーク部１２の表面から表側フランジ部２３に滑らか連成している。すなわち、表側ビードシート部２１は、自動車の走行中にタイヤ７１から衝撃（負荷）が作用した場合、該衝撃により発生する応力をディスク２により負担することができ得る。そのため、リム３の表側開口部（表側ビードシート部２１、表側フランジ部２３）は、前記衝撃により発生する応力の負担が少なく、径方向に変形し難くなっている。

また、本実施例１にあって、表側フランジ部２３は、表側ビードシート部２１の表端から外方へ折れ曲がって延出する折曲周部２５と、該折曲周部２５の外端から表方へ突出する突端周部２６とから構成されている。尚、表側フランジ部は、前記の突端周部を備えない構成としても良い。

一方、リム３の裏側フランジ部２４は、図２のように、裏側ビードシート部２２の裏端から外方へ折れ曲がって延出した円環状の折曲周部２７と、該折曲周部２７から連成されて裏方へ突出する円環状の突端周部２８とから構成されている。ここで、折曲周部２７は、裏側ビードシート部２２から断面略Ｌ字形を成すように外方へ折り曲がって延出し、中心軸線Ｓに略直交する平面方向に沿うように延出した円環状を成す。そのため、折曲周部２７の、裏側ビードシート部２２と連成する内側角縁２９は、略直角に折れ曲がるような形状となっている。また、前記突端周部２８は、その裏側端面が、中心軸線Ｓに略直交する平面形状となっており、当該リム３（自動車用ホイール１）の裏側最端に位置する。

上記の突端周部２８は、その径方向幅ｂを幅広形状とした構成であり、具体的には、径方向幅ｃを１２ｍｍとして設定している。尚、裏側フランジ部２４の中心軸線Ｓ方向の軸方向幅ａは、所定の公的規格を満足し且つ車両干渉しない１３．２ｍｍに設定している。同様に、裏側フランジ部２４の径方向幅ｂも、１７．５ｍｍに設定している。この裏側フランジ部２４の軸方向幅ａと径方向幅ｂとは、すなわち、上述した従来構成（図参照）と同じ寸法形状であり、所定の安全基準を満足する。そのため、前記した突端周部２８は、従来構成（図５（Ｂ）中の突端周部１１８）に比して、内方へ延ばしてその径方向幅ｃを幅広とした形状となっている。

自動車用ホイール１にあって、リム３の裏側フランジ部２４は、裏側開口端に形成されていることから、その内側が、上記した表側フランジ部２３（および表側ビードシート部２１）と異なり、空穴となっている。そのため、走行中にタイヤ７１のビード７２から裏側ビードシート部２２に衝撃（負荷）が作用すると、主としてリム３の裏側開口端部（裏側ビードシート部２２や裏側フランジ部２４）により支えねばならない。本実施例１にあっては、リム３の裏側フランジ部２４を構成する突端周部２８を径方向へ幅広とした構成であるから、当該リム３の裏側開口端部の剛性が向上する。これにより、前記衝撃によりリム３の裏側開口端部（裏側ビードシート部２２や裏側フランジ部２４）に発生する応力を低減することができ、該裏側開口端部の径方向への変形を抑制する作用効果が向上するため、総じて強度と耐久性とを向上することができ得る。特に、突端周部２８は、リム３の最も裏端に形成されていることから、前記剛性を効率的に向上することができる。そのため、リム３の裏側開口端部の変形を抑制する作用効果も高く、これに従って強度や耐久性の向上効果も極めて高い。

尚、本実施例１の構成にあっては、上述した従来構成（図５参照）に比して、突端周部２８が径方向へ幅広とした構成であることから、これに伴って重量増加してしまう。但し、その増加量は比較的少量に抑制でき得る。

実施例２の自動車用ホイール５１にあっては、そのリム５３の裏側フランジ部６４が、図３のように、裏側ビードシート部６２から外方へ滑らかに湾曲する折曲周部６７を備えた構成としたものである。尚、実施例２の構成は、裏側フランジ部６４の形状が異なる以外、上述した実施例１と同様の構成であるから、その説明を省略している。

実施例２の裏側フランジ部６４を構成する折曲周部６７は、裏側ビードシート部６２の裏端から連成される内側角縁に、滑らかな湾曲状の面取り部６９を形成してなり、該面取り部６９を構成する部位の板厚を、裏側ビードシート部６２の板厚と同等とするようにしてなる構成である。この面取り部６９は、上述した実施例１の折曲周部２７の内側角縁２９を、滑らかな湾曲状に面取りしたような形状として形成され得る。そのため、実施例１の内側角縁２９に比して、実施例２の面取り部６９は減肉されており、これに伴い、本実施例２の自動車用ホイール５１は、実施例１の構成に比して、軽量化されている。

尚、本実施例２にあって、裏側フランジ部６４を構成する折曲周部６７の面取り部６９は、その曲率半径ｒが１２ｍｍとなっている。また、折曲周部６７から裏方へ突出する突端周部６８は、実施例１と同様に、径方向幅ｃを１２ｍｍとして設定している。また、裏側フランジ部６４は、実施例１と同様に、軸方向幅ａを１３．２ｍｍとし、径方向幅ｂを１７．５ｍｍとして設定している。

本実施例２にあっても、上述した実施例１と同様に、裏側フランジ部６４の突端周部６８を径方向に幅広としてなる構成であるから、当該リム３の裏側開口端部が高い剛性を発揮する。そのため、走行中にタイヤのビードから作用する衝撃（負荷）により発生する応力を低減することができ、これに伴い強度や耐久性が向上する。ここで、本実施例２の構成は、実施例１と同様に、幅広の突端周部６８によりリム５３の裏側開口端部の剛性を効率的に向上するものであることから、折曲周部６７が、その板厚を裏側ビードシート部６２と同等とするように、湾曲状の面取り部６９を備えた構成であっても、前記衝撃により発生する応力を低減する効果を充分に発揮する。すなわち、リム５３の最も裏端に幅広の突端周部６８を形成することによる応力低減効果に対して、折曲周部６７の内側角縁を湾曲状の面取り部６９に形成して減肉した影響が極めて小さい。さらに、折曲周部６７は、その面取り部６９の板厚を裏側ビードシート部６２の板厚と同等としていることから、該面取り部６９に局部的な応力集中が発生することを抑制できるため、前記した応力低減効果が効率的に発揮され得るようにしている。

このように、本実施例２の構成にあっては、上述した従来構成に比して、実施例１と同様に強度と耐久性とが向上すると共に、軽量化することもでき得る。

次に、上述した実施例１，２の構成について、各リム３の裏側開口端部（裏側ビードシート部と裏側フランジ部）の強度と重量について検討した結果について説明する。ここで、本実施例にあっては、タイヤから作用する負荷を想定し、裏側ビードシート部と裏側フランジ部に発生する応力について、解析処理を行い算出するようにしている。この解析処理には、各自動車用ホイール１，５１として、ホイールサイズを１７インチ、リムの板厚（裏側ビードシート部の板厚）を５．５ｍｍの構成を用いている。そして、解析処理では、各自動車用ホイール１，５１に、一周回する際に掛かる荷重を模擬的に与えることにより、リム３，５３の裏側開口端部に発生する応力振幅を求めている。

尚、この解析処理には、比較例として、図５に示す従来構成の自動車用ホイール１０１についても同様に実施している。この自動車用ホイール１０１は、上述したように、ディスク１０２とリム１０３とから構成され、リム１０３の裏側フランジ部１１４が、裏側ビードシート部１１２から連成する折曲周部１１７と、該折曲周部１１７から連成されて裏方へ突出する突端周部１１８とから構成されている。ここで、折曲周部１１７は、裏側ビードシート部１１２と連成する内側角縁１１９が、上述した実施例１と同様に、略直角に折れ曲がる形状を成すものとしている。この比較例の従来構成では、突端周部１１８の径方向幅ｃが７ｍｍとなっている以外は、上述した実施例１と同様の構成である。そのため、実施例１，２の構成の突端周部２８は、比較例の突端周部１１８に比して、径方向幅ｃが内方へ幅広とした構成となっている。尚、比較例の構成にあっても、実施例１，２と同じ材料（アルミニウム合金）であり、裏側フランジ部以外の各構成部位は同じ板厚かつ同じ寸法形状とするように設定している。

実施例１，２の構成と上記した比較例の従来構成とについて、夫々の解析結果を図４に示す。図４では、縦軸に、比較例の従来構成に発生する最大応力に対する、各リムの裏側開口端部に発生する最大応力の割合を発生応力比（実施例１，２の発生応力／比較例の発生応力）として示しており、横軸に、比較例の従来構成の重量を基準として、各構成の重量の増減を示している。そして、この解析結果にあっては、縦軸の最大応力が小さいほど、同じ衝撃（負荷）に対する強度や耐久性等が高いことを示している。すなわち、実施例１，２の構成は、比較例の従来構成に比して、前記最大応力が約７％低減している。実施例１の構成は、上述したように、突端周部２８の径方向幅ｃを、比較例に比して幅広とした以外は同じ寸法形状の構成であることから、突端周部２８の径方向幅ｃを幅広とすることにより、裏側開口端部に発生する応力を低減する作用効果が生じていると言える。この作用効果は、裏側フランジ部２４の突端周部２８が剛性向上することによって、リム３の裏側開口端部の変形を抑制する作用が向上するためであり、総合的にみれば、突端周部２８の剛性向上効果によって強度および耐久性を向上する効果が表れていると言える。

また、実施例２の構成にあっては、上記最大応力の低減効果が、実施例１の構成とほぼ同等に生じている。さらに、実施例２の構成は、折曲周部６７の内側角縁に滑らかな湾曲状の面取り部６９が形成されてなるものであることから、実施例１の構成に比して約１８０ｇの軽量化を達成できる。この軽量化効果は、比較例の従来構成に比しても、約８０ｇの軽量化を実現している。尚、この軽量化効果は、解析に設定した１７インチホイールの場合であり、ホイールサイズが大きくなるに従って、一層軽量化することができる。

ここで、実施例２の構成を実施例１と比較すると、折曲周部６７の内側角縁（面取り部６９）以外は同じ寸法形状であることから、上記の最大応力低減効果は、最も裏端に位置する突端周部２８，６８の径方向幅ｃを比較例に比して幅広としたことにより生じていることが明らかである。そして、この最大応力低減効果には、折曲周部６７の内側角縁に面取り部６９を形成した影響が比較的小さく、前記突端周部２８，６８がリム３，５３の裏端開口端部を効率的に高剛性化する構成であると言える。この実施例２の構成によれば、この解析結果により、比較例の従来構成に比して、軽量化と強度や耐久性の向上とを両立することができ得る。

また、実施例１，２の構成は、裏側フランジ部２４，６４の径方向幅ｂや軸方向幅ａを、従来構成と同様としていることから、所望の公的規格などを満足している。

このように本発明にかかる実施例１，２の構成によれば、リム３，５３の裏側開口端部を、その安全基準を満足しつつ、高剛性化して強度と耐久性とを向上でき得る。そして、実施例１にあっては、従来構成（比較例）に比して僅かな重量増加のみで、比較的大きな強度と耐久性向上効果を得ることができる。また、実施例２にあっては、前記強度と耐久性向上効果とに加えて、軽量化効果も得ることができる。さらに、実施例１，２の構成は、リム３，５３の裏側フランジ部２４，６４の形状を変更するという比較的軽微な設計変更により達成することができることから、例えば、鋳造成形する製造工程の場合には、金型等の変更により製造できる。そのため、現状の製造ラインに容易に対応することができるという利点も有する。

さらにまた、実施例１，２の構成では、裏側フランジ部２４，６４が折曲周部２７，６７から連成する突端周部２８，６８を備えていることから、該突端周部２８，６８の径方向幅ｂに取り付け可能な打ち込みタイプのバランスウエイトを得れば、これを装着することができる。そして、この打ち込みタイプのバランスウエイトとしては、前記突端周部２８，６８に嵌るように隙間を設定した把持部を備える構成とすれば良い。さらに、バランスウエイトのウエイト部を、裏側ビードシート部２２，６２の内周面より内方へ突出しないように、折曲周部２７，６７の内面に倣うように配置する構成が好適であり、これによって、当該自動車用ホイール１，５１を車軸に取り付ける際に、ブレーキの邪魔にならずに取付作業の作業性を維持できる。このように打ち込みタイプのバランスウエイトを適用できれば、走行中に脱落することも極めて少ない。さらに、本発明にかかる自動車用ホイール１，５１は、打ち込みタイプだけでなく、貼付タイプのバランスウエイトも用いることができるため、高い汎用性を有する構成となっている。

上述した実施例１，２の構成にあって、裏側ビードシート部２２，６２の突端周部２８，６８の径方向幅ｃを、８ｍｍ以上かつ１５ｍｍ以下として設定した構成としても良く、実施例１，２と同様の作用効果を得ることができ得る。また、実施例２の構成にあって、裏側ビードシート部６２を構成する折曲周部６７の曲率半径ｒを、５ｍｍ以上かつ２０ｍｍ以下として設定しても良い。さらに、実施例２の構成にあっては、裏側ビードシート部の折曲周部の内側角縁に滑らかな湾曲状の面取り部を形成した構成であるが、その他の構成として、前記内側角縁に、多角形状の面取り部を形成した構成や外方へ傾斜するテーパ状の面取り部を形成した構成などとしても良い。この構成の場合にも、実施例２と同様の作用効果を奏する。

上述した実施例１，２の構成にあっては、鋳造成形により製造されるアルミニウム合金製の１ピースタイプの自動車用ホイールに適用しているが、その他、鍛造成形により製造されるもの等にも適用することができ、同様の作用効果を発揮する自動車用ホイールを得ることができる。また、１ピースタイプ以外にも、２ピースタイプや３ピースタイプの自動車用ホイールにも適用することができる。例えば、２ピースタイプの構成にあって、平板をロール加工して成形するリムを、その裏側フランジ部が上記した実施例１，２と同様の寸法形状として製造し、当該リムを、平板をプレス加工して成るディスクと溶接して一体化することにより製造できる。この構成の場合にも、実施例１，２と同様の作用効果を奏する。さらに、アルミニウム合金以外にも、スチール、マグネシウム等の金属により製造する自動車用ホイールにも適用することができ、同様の作用効果を奏し得る。

本発明にあっては、上述した実施例に限定されるものではなく、その他の構成についても、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更可能である。

１，５１ 自動車用ホイール
２ ディスク
３，５３ リム
２１ 表側ビードシート部
２２，６２ 裏側ビードシート部
２３ 表側フランジ部
２４，６４ 裏側フランジ部
２７，６７ 折曲周部
２８，６８ 突端周部
２９ 内側角縁
６９ 面取り部（内側角縁）
７１ タイヤ
７２ ビード
ｃ （突端周部の）径方向幅
ｒ 曲率半径

Claims (4)

1. タイヤのビードが着座するビードシート部及び該ビードを側方から支持するフランジ部を表裏両側に備えたリムと、車軸に連結されるディスクとを鋳造成形してなるアルミニウム合金製の自動車用ホイールにおいて、
   リムの裏側フランジ部が、裏側ビードシート部から連成されて外方へ折れ曲がる折曲周部と、該折曲周部から連成されて裏方へ突出する、裏側端縁がホイールの中心軸線に略直交する平面形状の、円環状の突端周部とから構成されてなると共に、
   前記突端周部が、その径方向幅を８ｍｍ以上且つ１５ｍｍ以下とするように形成されてなるものであることを特徴とする自動車用ホイール。
2. リムの裏側フランジ部の折曲周部は、裏側ビードシート部と連成する内側角縁に面取り部が形成されてなるものであることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ホイール。
3. リムの裏側フランジ部の折曲周部の内側角縁に形成された面取り部が、曲率半径を５ｍｍ以上且つ２０ｍｍ以下とする滑らかな湾曲状に形成されてなるものであることを特徴とする請求項２に記載の自動車用ホイール。
4. リムの裏側フランジ部の折曲周部の内側角縁に形成された面取り部が、その板厚を裏側ビードシート部の板厚と同等とするように、滑らかな湾曲状に形成されてなるものであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の自動車用ホイール。

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