JP5394197B2

JP5394197B2 - 自動車用ホイールディスク

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Publication number: JP5394197B2
Application number: JP2009249722A
Authority: JP
Inventors: 雄二木原; 善宣坂下
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: US20110193404A1; CN102202911B; JP2010132277A; CN102202911A; DE112009002533T5; WO2010050582A1; DE112009002533B4; US8398178B2

Description

本発明は、自動車用ホイールディスクに関し、とくに板材から製造される自動車用ホイールディスクに関する。

特許文献１は、飾り穴のホイール半径方向内側でホイール軸方向外側に突出する突起部を設けた自動車用ホイールディスクを開示している。特許文献１には、突起部としてＦＩＧ．４に示す突起部が開示されている。
ＦＩＧ．４に示す突起部とは、具体的には、ホイール半径方向に、飾り穴のホイール半径方向内側でホイール軸方向内側に湾曲する飾り穴周縁湾曲部からハブ取付けボルト穴が設けられるホイール半径方向位置よりホイール半径方向内側まで延びており、ホイール軸方向と直交する断面視で一対の側壁と該一対の側壁の端部同士を結ぶ単一の曲率半径の凸円弧状の頂壁とを備えた突起部である。

しかし、従来の自動車用ホイールディスクにはつぎの問題点がある。
突起部がハブ取付けボルト穴よりホイール半径方向内側まで延びているため、ハブ取付けボルト穴と突起部とが干渉しないように、ハブ取付けボルト穴を隣り合う突起部の間に位置させる必要があり、スポーク部とハブ取付けボルト穴とにその数および配置に制約を受ける。
また、ハブ取付けボルト穴のホイール周方向両側に突起部があるため、ハブナット締め具をハブナットにアクセスさせるスペースが制限され（ハブナット締め具が突起部に干渉しやすいため）ハブナット締め付け作業が困難になるとともに、ホイールディスクの成形が困難になる。
さらに、突起部が飾り穴周縁湾曲部からハブ取付けボルト穴が設けられるホイール半径方向位置よりホイール半径方向内側まで延びている場合、あるいは、突起部が飾り穴周縁湾曲部からハブ取付けボルト穴が設けられるホイール半径方向位置のホイール半径方向中間部まで延びている場合には、突起部とハブ取付けボルト穴が設けられるハブ取付け部との境界部に応力集中が生じやすく耐久性が低下し易い。
突起部が、ホイール軸方向外側に立ち上がる一対の側壁と該一対の側壁の端部同士を結ぶ単一の曲率半径の凸円弧状の頂壁とを備えているため、ホイールディスクの強度上有利とするためには、頂壁のホイール軸方向位置をホイール軸方向外側にずらし頂壁をその他のディスク部分（スポーク底壁）より可能な限りホイール軸方向外側に位置させることが望ましい。しかし、頂壁のホイール軸方向位置をホイール軸方向外側にずらし頂壁を飾り穴よりホイール軸方向外側に位置させると、ホイールディスクのホイール軸方向長さが長くなってしまい、ホイールのインセット、リム幅の選択幅が狭くなってしまう。
また、頂壁のホイール軸方向位置をホイール軸方向外側にずらし頂壁をその他のディスク部分よりホイール軸方向外側に位置させると、頂壁およびその近傍の突起部の板厚が薄くなり、突起部の強度を確保することが困難になる。

米国特許出願公開第２００６／０１９７３７１号明細書

本発明の目的は、飾り穴周縁湾曲部からホイール軸方向外側に突出した突出量を少なくしてホイールの仕様の選択幅を広くすると共に、ホイールディスクの耐久性を確保し、かつスポーク部とハブ取付けボルト穴の数と配置とが互いに制約を受けないようにすることができハブナット締め付け作業が容易になるとともにホイールディスクの成形が容易である自動車用ホイールディスクを提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）平板状または略平板状のハブ取付け部（１２）と、
前記ハブ取付け部（１２）から立ち上がる周方向に全周にわたって連続した略円筒状の傾斜部（１７）と、
前記傾斜部（１７）からホイール半径方向外側に放射状に延びる複数のスポーク部（１３）と、
前記複数のスポーク部（１３）間に位置する飾り穴（１５）と、
ホイール半径方向外側端部に位置し前記複数のスポーク部（１３）のホイール半径方向外側端部をホイール周方向に連結するディスク外周部（１４）と、
を有し、前記ディスク外周部（１４）が、リム（２０）のドロップ部（２４）で該リム（２０）と嵌合した自動車用ホイールディスク（１０）であって、
前記傾斜部（１７）は、前記ハブ取付け部（１２）の外周部（１２ｃ）からホイール半径方向外側かつホイール軸方向外側に延びており、
前記スポーク部（１３）は、前記傾斜部（１７）からホイール半径方向外側に放射状に延びるスポーク底壁（１３ａ）と、該スポーク底壁（１３ａ）からホイール軸方向に立ち上がるスポーク側壁（１３ｂ１）と該スポーク側壁（１３ｂ１）のホイール軸方向端部から、ホイール軸方向からホイール周方向に湾曲しホイール周方向に延びるスポーク補強板（１３ｂ２）とを含むスポーク側部（１３ｂ）と、を備えており、
前記飾り穴（１５）のホイール周方向両側に位置する一対の前記スポーク側部（１３ｂ）のホイール半径方向内側端部どうしがホイール周方向に平坦な連結壁（１８）でつながれ、該連結壁（１８）がホイール半径方向内側端部で前記傾斜部（１７）と接続し、前記連結壁（１８）が前記ハブ取付け部（１２）の最外径よりホイール半径方向外側にある、自動車用ホイールディスク（１０）。
（２）前記連結壁（１８）の、ホイール軸方向と直交する面で切断した断面形状が、直線、または、前記連結壁（１８）の両側の前記スポーク補強板（１３ｂ２）のホイール軸方向と直交する面で切断した断面における曲率半径より大きな曲率半径の円弧もしくは楕円から構成されている、（１）記載の自動車用ホイールディスク（１０）。
（３）前記スポーク側部（１３ｂ）のスポーク側壁（１３ｂ１）のホイール軸方向幅の最大幅が、前記スポーク底壁（１３ａ）の板厚の２倍から２０倍の範囲内にある、（１）または（２）記載の自動車用ホイールディスク（１０）。
（４）前記連結壁（１８）が前記傾斜部（１７）と接続する部分のホイール周方向幅は、前記連結壁（１８）のホイール半径方向中間部のホイール周方向幅より広い、（１）〜（３）のいずれかに記載の自動車用ホイールディスク（１０）。

上記（１）〜（４）の自動車用ホイールディスクによれば、飾り穴のホイール周方向両側に位置する一対のスポーク側部のホイール半径方向内側端部どうしがホイール周方向に平坦な連結壁でつながれているため、つぎの効果を得ることができる。
飾り穴のホイール半径方向内側でホイール軸方向外側かつホイール半径方向内側に突出し頂壁が単一の曲率半径の凸円弧形状である突起部の場合に比べて（従来の突起部を持つホイールディスクの場合に比べて）、スポーク底壁からホイール軸方向外側に突出した部分の突出量が少なくなる。そのため、ホイールのインセット、リム幅の選択幅が広くなる。また、従来の突起部を持つホイールディスクの場合に比べて、ホイール使用時において、スポーク部が変形するときの連結壁から中立軸までの距離が近くなる。そのため、連結壁にかかる応力を小さくすることができホイールディスクの耐久性を確保することができる。
上記（２）の自動車用ホイールディスクによれば、連結壁の、ホイール軸方向と直交する面で切断した断面形状が、直線、または、連結壁の両側のスポーク補強板のホイール軸方向と直交する面で切断した断面における曲率半径より大きな曲率半径の円弧もしくは楕円から構成されているため、スポーク部が変形するときの中立軸から遠い部分の断面積が大きくなる。そのため、ホイールディスクの剛性を確保することができる。
さらに、上記（１）、（２）の相乗的効果により、従来のような、ホイール半径方向に、飾り穴のホイール半径方向内側でホイール軸方向内側に湾曲する飾り穴周縁湾曲部からハブ取付けボルト穴が設けられるホイール半径方向位置よりホイール半径方向内側まで延びた突起部を設けなくても、ホイールディスクの耐久性および剛性を確保することができるため、従来のホイールに設けられていた突起部によってスポーク部とハブ取付けボルト穴との位置関係および数が制約を受けることを防止できる。また、従来の突起部が不要になるため、ハブナット締め付け作業が容易になる。
上記（３）の自動車用ホイールディスクによれば、ホイールディスクの剛性、耐久性、および成形性を確保できる。

本発明実施例の自動車用ホイールディスクの、リムと溶接されている状態の正面図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクの、リムと溶接されている状態の断面図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクの、曲面を表示した斜視図である。連結壁のホイール軸方向と直交する面で切断した断面形状が直線から構成される場合の、図２のＸ−Ｘ断面図である。連結壁のホイール軸方向と直交する面で切断した断面形状が、連結壁の両側のスポーク補強板のホイール軸方向と直交する面で切断した断面における曲率半径より大きな曲率半径の円弧もしくは楕円から構成される場合の、図２のＸ−Ｘ断面図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクの側面図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクの連結壁の断面（実線）と従来の突起部の断面（点線）との比較図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクの、ディスク外周部の変形例の断面図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクの、ディスク外周部の変形例の断面図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクのスポーク部の、スポーク側壁がスポーク底壁からホイール軸方向外側に延びている場合における、ホイール半径方向と直交する面で切断したときの断面図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクのスポーク部の、スポーク側壁がスポーク底壁からホイール軸方向内側に延びている場合における、ホイール半径方向と直交する面で切断したときの断面図である。本発明とは異なる一般的な自動車用ホイールディスクの形状を示す断面図である。本発明とは異なる一般的な自動車用ホイールディスクの形状を示す正面図である。本発明実施例の自動車用ホイールディスクの、スポーク部に波打ち部が設けられていない場合の、リムと溶接されている状態の断面図である。

以下に、図１〜図１４を参照して、本発明実施例の自動車用ホイールディスクを説明する。
本発明実施例の自動車用ホイールディスク（以下、単に、ホイールディスクまたはディスクともいう）１０は、乗用車、トラック、バス、商用車等に用いられるホイールディスクである。ホイールディスク１０は、板（たとえば鋼板）から成形（たとえばプレス成形）によって作られるホイールディスクが対象であり、鋳造ホイールは含まない。ホイールディスク１０は、図１、図２に示すように、環状のリム（タイヤを保持する部品）２０と溶接されてホイール１となる。

リム２０は、図２に示すように、内側フランジ部２１、内側ビードシート部２２、内側サイドウォール部２３、ドロップ部２４、外側サイドウォール部２５、外側ビードシート部２６、外側フランジ部２７と、を備える。内側フランジ部２１、内側ビードシート部２２、内側サイドウォール部２３は、外側サイドウォール部２５、外側ビードシート部２６、外側フランジ部２７よりも、ホイール１を車両に装着した際にホイール軸方向で車両の内側に近い側に位置する。

ホイールディスク１０は、ハブ穴１１と、ハブ取付け部１２と、スポーク部１３と、ディスク外周部１４と、飾り穴１５と、傾斜部１７と、を有する。ホイールディスク１０は、図１２、図１３に示すような、一般的な自動車用ホイールディスクに採用されている、傾斜部１７のディスク半径方向外側部分に周方向に連続しホイール軸方向に突出した環状突起部Ｚを、有していない。

ハブ穴１１は、図１に示すように、ホイールディスク１０のホイール半径方向中央部に設けられている。
ハブ取付け部１２は、ハブ穴１１の周囲に設けられている。ハブ取付け部１２は、平板状又は略平板状であり、ホイール軸方向（ホイールディスク１０の軸芯）と直交またはほぼ直交する平面内にある。ハブ取付け部１２にはハブ取付けボルト穴１２ａが複数設けられている。ハブ取付けボルト穴１２ａは、ホイール周方向に等間隔にたとえば５個設けられている。ただし、ハブ取付けボルト穴１２ａの数は、５個に限定されるものではなく、３個、４個でもよく、６個以上であってもよい。ハブから延びてくるハブ取付けボルト（両方共に図示略）をハブ取付けボルト穴１２ａに挿通し、ハブ取付けボルトに図示略のハブナットを螺合することにより、ホイールディスク１０（ホイール１）はハブに固定される。図１および図２に示すように、ハブ取付け部１２には、ハブ取付け部１２の剛性向上、耐久性向上などのために、互いのハブ取付けボルト穴１２ａをつなぐ不連続の環状でかつ僅か（０．３ｍｍ〜５ｍｍ程度）にホイール軸方向外側に凸状に膨らんだアーチバンド１２ｂと、傾斜部１７とハブ取付けボルト穴１２ａとをつなぐホイール軸方向外側への膨らみ（サブリブ１７ａ）とが、設けられている。
ハブ取付け部１２の外周部１２ｃ（ハブ取付け部１２と傾斜部１７との境界部）は、図１に示すように、サブリブ１７ａを除いて円形をなしている。
ハブ取付け部１２のホイール軸方向内側の面は、図２に示すように、ホイール軸方向で、ディスク外周部１４のホイール軸方向外側とホイール軸方向内側との間にある。

スポーク部１３は、傾斜部１７からホイール半径方向外側にディスク外周部１４まで放射状に延びている。スポーク部１３は、図１に示すように、複数設けられている。スポーク部１３は、ホイール周方向に等間隔にたとえば５個設けられている。ただし、スポーク部１３の数は５個に限定されるものではなく、複数設けられていれば、３個、４個でもよく、６個以上であってもよい。
スポーク部１３のホイール半径方向外側端部は、図２および図１４に示すように、ホイール軸方向内側に折り返されてディスク外周部１４と接続する外周側曲面接続部Ｒを形成している。また、スポーク部１３のホイール半径方向内側端部は、ホイール軸方向内側に折り返されて傾斜部１７と接続する内周側曲面接続部ｒを形成している。スポーク部１３のホイール半径方向中間部（ホイール半径方向で外周側曲面接続部Ｒと内周側曲面接続部ｒとの間）は、ホイール軸方向に直交する方向（ホイール軸方向に略直交する方向を含む）に延びており、スポーク部１３のホイール半径方向中間部の半径方向両端部はホイール軸方向でほぼ同じ位置にある。

スポーク部１３のホイール半径方向中間部がホイール軸方向に直交する方向に延びているため、車両走行時にタイヤ（リム２０）に横荷重が作用した場合、スポーク部１３には大きな曲げモーメントが作用する。この大きな曲げモーメントによるスポーク部１３の変形抑制および耐久性を向上させるため、スポーク部１３は、図１および図３、図１０、図１１に示すように、スポーク底壁１３ａと、スポーク側部１３ｂと、を備える。

スポーク底壁１３ａは、傾斜部１７からホイール半径方向外側に放射状に延びている。スポーク底壁１３ａは、ホイール半径方向と直交する面で切断したときの断面視で、ホイール周方向（スポーク部１３の幅方向）に延びている。

スポーク側部１３ｂは、スポーク側壁１３ｂ１と、スポーク補強板１３ｂ２と、を含む。
スポーク側壁１３ｂ１は、スポーク底壁１３ａのホイール周方向両側端部から、スポーク底壁１３ａから離れる方向かつホイール軸方向に延びている（立ち上がっている）。スポーク側壁１３ｂ１は、図１０に示すように、スポーク底壁１３ａからホイール軸方向外側に延びていてもよく、図１１に示すように、スポーク底壁１３ａからホイール軸方向内側に延びていてもよい。なお、図１０、図１１において、Ａはホイール軸方向外側を示している。なお、本発明実施例および図示例では、特にことわりの無い限り、スポーク側壁１３ｂ１がスポーク底壁１３ａからホイール軸方向外側に延びている場合を説明する。
スポーク補強板１３ｂ２は、図１０、図１１に示すように、スポーク側壁１３ｂ１のスポーク底壁側と反対側のホイール軸方向端部から、ホイール軸方向からホイール周方向に向かって湾曲し、スポーク部１３のホイール周方向幅を大にする方向にホイール周方向に延びている。

スポーク部１３は、図２に示すように、ハブ取付け部１２およびディスク外周部１４よりホイール軸方向外側に位置している。そのため、ホイール１を車両に取付けて車重がかかると、荷重のかかる接地側のスポーク部１３には、ホイール軸方向内側への曲げが生じる。このとき、スポーク側壁１３ｂ１がスポーク底壁１３ａからホイール軸方向外側に延びている場合、スポーク補強板１３ｂ２にはホイール半径方向に引っ張り応力が働き荷重を支えるため、剛性を確保しやすい。また、スポーク側壁１３ｂ１がスポーク底壁１３ａからホイール軸方向内側に延びている場合、スポーク補強板１３ｂ２にはホイール半径方向に圧縮応力が働くため、飾り穴１５との境界部の穴抜き加工による微小亀裂の影響を受けにくく、耐久性が向上する。

スポーク側部１３ｂのホイール軸方向幅Ｈは、ホイール１の剛性を効果的に向上させるために、図２に示すように、飾り穴１５のホイール半径方向内側端部の近傍部分で最大である。スポーク側部１３ｂのホイール軸方向幅Ｈの最大幅は、スポーク底壁１３ａの板厚の２倍から２０倍の範囲内にある。なお、スポーク側部１３ｂのホイール軸方向幅Ｈの最大幅は、スポーク底壁１３ａの板厚の４倍から１０倍の範囲内にあることが望ましい。その理由は、ホイール１の剛性も高く、ホイールディスク１０の成形性も良いからである。
図２では、スポーク側部１３ｂのホイール軸方向幅Ｈは、最大となる部位からホイール半径方向外側にいくにつれて狭くなっているが、部分的に広くなっていてもよい。

図２に示すように、スポーク部１３に、スポーク底壁１３ａの一部が波打った波打ち部１６が設けられている。波打ち部１６は、波打ち部１６が設けられない場合に比べてスポーク底壁１３ａをホイール軸方向外側に変位させた部分であり、スポーク部１３のホイール半径方向と直交する面で切断したときの断面におけるホイール１の軸と直交しかつ各スポーク部１３のホイール半径方向と直交する軸まわりの断面係数を小さくする部分である。スポーク部１３に波打ち部１６が設けられているため、波打ち部１６が設けられていない場合に比べて、スポーク部１３の波打ち部１６が設けられている部位の剛性を下げることができ、スポーク部１３と傾斜部１７との接続部（内周側曲面接続部ｒ）およびスポーク部１３とディスク外周部１４との接続部（外周側曲面接続部Ｒ）にかかる応力集中を分散してホイール１の耐久性を向上させることができる。ただし、図１４に示すように、スポーク部１３に波打ち部１６が設けられていなくてもよい。

図１に示すように、ホイール周方向に隣り合うスポーク部１３，１３の間に、飾り窓１５が位置している。スポーク部１３のホイール周方向の幅は、ホイール周方向両側の飾り窓１５のホイール周方向最大内径部位に対応する部位で最も狭い。

傾斜部１７は、図１および図２に示すように、ハブ取付け部１２の外周にある略円筒状（円錐台状、テーパ状）の部分である。傾斜部１７は、スポーク底壁１３ａとハブ取付け部１２とをつないでいる。傾斜部１７は、ハブ取付け部１２の外周部１２ｃからホイール半径方向外側かつホイール軸方向外側に延びている。

ディスク外周部１４は、図３に示すように、ホイールディスク１０のホイール半径方向外側端部（その近傍も含む）に位置する。ディスク外周部１４は、リング状であり、複数のスポーク部１３のホイール半径方向外側端部をホイール周方向に連結する。ディスク外周部１４は、円筒状であり、ホイール軸方向の全長で同一またはほぼ同一の直径となっている。
図２に示すように、ディスク外周部１４は、リム２０のドロップ部２４でリム２０と嵌合し、溶接等によりリム２０に固定（接合）されている。ただし、リム２０との嵌合部は、内側ビードシート部２２または外側ビードシート部２６などドロップ部２４以外の部位でも良い。

ディスク外周部１４は、飾り穴１５に隣接するホイール軸方向内側の周方向位置Ｗ１（図１参照）のみでリム２０に接合されていてもよく、スポーク部１３のホイール半径方向外側に隣接するホイール軸方向内側の周方向位置Ｗ２（図１参照）のみでリム２０に接合されていてもよく、飾り穴１５とスポーク部１３のホイール半径方向外側との間に隣接するホイール軸方向内側の周方向位置Ｗ３（図１参照）のみでリム２０に接合されていてもよく、ホイール軸方向内側の周方向位置Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３のうちどれか２箇所（Ｗ１とＷ２、または、Ｗ１とＷ３、あるいは、Ｗ２とＷ３）でリム２０に接合されていてもよく、ホイール軸方向内側の周方向位置Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の全てでリム２０に接合されていてもよい。
ディスク外周部１４が周方向位置Ｗ１のみでリム２０に溶接にて接合される場合、周方向位置Ｗ２に比べて剛性の小さい位置で溶接されることになり、溶接部の応力集中が緩和され、ホイール１の疲労耐久性が向上する。
ディスク外周部１４が周方向位置Ｗ２のみでリム２０に溶接にて接合される場合、リム２０からの力がスポーク部１３を通して確実にハブ取付け部１２に伝達される。
ディスク外周部１４が周方向位置Ｗ３のみでリム２０に溶接にて接合される場合、飾り穴１５をディスク外周部１４になる部分のプレス成形より先に形成した場合であっても、周方向位置Ｗ３のプレス成形後のホイール軸方向位置は安定しており、溶接を確実に行なうことができる。

ディスク外周部１４が溶接によりリム２０に接合される場合、溶接のホイール軸方向位置Ｗは、ディスク外周部１４のホイール軸方向内側（図２、図８、図９参照）であってもよく、ディスク外周部１４のホイール軸方向外側（図示せず）であってもよく、ディスク外周部１４のホイール軸方向内側とホイール軸方向外側の両方であってもよい。

飾り穴１５は、図１に示すように、隣り合うスポーク部１３、１３の間に、ホイール周方向に等間隔に、スポーク部１３の数と同数設けられている。飾り穴１５のホイール半径方向外側端部分１５ａは、飾り穴１５のうち最もディスク軸方向内側になっている。図２、図３では、飾り穴１５の、ホイール半径方向外側端部分１５ａは、ディスク外周部１４に達し、ディスク外周部１４に直接接続している。ただし、図８および図９に示すように、飾り穴１５とディスク外周部１４との間に、テーパ状または段付き状の移行部１４ａがあっても良い。

図８では、移行部１４ａが段付き状であり、移行部１４ａの飾り穴１５側の直径がディスク外周部１４側の直径より大きく、飾り穴１５の外周部のホイール半径方向外側端部分１５ａが、ディスク外周部１４の外周面より半径方向外側にある。ディスク外周部１４の外周面と移行部１４ａの外周面との半径の差（段付きの量）ｄ１は、ディスク外周部１４の板厚（たとえば５ｍｍ、さらに一般的には２．５ｍｍ〜８ｍｍ）より小さいことが望ましい。さらに望ましくは、段付きの量ｄ１は、０．５ｍｍ以上でディスク外周部１４の板厚以下が望ましい。段付きの量ｄ１が０．５ｍｍ以上でディスク外周部１４の板厚以下であると、ディスク外周部１４の剛性が向上し、結果としてホイール１の耐久性が向上する。また、移行部１４ａの段付き部分により、リム２０とホイールディスク１０の組付け時にリム２０とホイールディスク１０とのホイール軸方向の位置決めが容易となる。段付きの量ｄ１が０．５ｍｍより小さいとホイール軸方向の位置決めの効果が少なくなってしまう。段付きの量ｄ１がディスク外周部１４の板厚より大きくてもよいが、ホイールディスク１０の成形性が悪化する。

また、図９では、移行部１４ａが段付き状であり、移行部１４ａの飾り穴１５側の直径がディスク外周部１４側の直径より小さく、飾り穴１５の外周部のホイール半径方向外側端部分１５ａが、ディスク外周部１４の外周面より半径方向内側にある。ディスク外周部１４の外周面と移行部１４ａの外周面との半径の差（段付きの量）ｄ２は、ディスク外周部１４の板厚（たとえば５ｍｍ、さらに一般的には２．５ｍｍ〜８ｍｍ）より小さいことが望ましい。さらに望ましくは、段付きの量ｄ２は、０．５ｍｍ以上でディスク外周部１４の板厚以下が望ましい。段付きの量ｄ２が０．５ｍｍ以上でディスク外周部１４の板厚以下であると、ディスク外周部１４の剛性が向上し、結果としてホイール１の耐久性が向上する。また、移行部１４ａの直径がディスク外周部１４の直径より小さくなっているため、リム２０とホイールディスク１０の組付け時にリム２０とホイールディスク１０との嵌合が容易となる。段付きの量ｄ２が０．５ｍｍより小さいと、リム２０とホイールディスク１０との嵌合が締り嵌めとなっているため、段付きが少なくなるようにホイールディスク１０が変形して、そのため段付きの効果が少なくなる。段付きの量ｄ２がディスク外周部１４の板厚より大きくてもよいが、ホイールディスク１０の成形性が悪化するとともに、飾り穴１５が小さくなり意匠性が低下する。

図３〜図５に示すように、飾り穴１５のホイール周方向両側に位置する一対のスポーク側部１３ｂ（スポーク補強板１３ｂ２）のホイール半径方向内側端部どうしは、飾り穴１５のホイール半径方向内側の部分で、ホイール周方向に平坦な連結壁１８でつながれている。平坦な連結壁１８とは、ほぼ平坦な連結壁を含む。すなわち、平坦な連結壁１８とは、図４に示すように、ホイール軸方向と直交する面で切断した断面形状が直線から構成される場合だけでなく、図５に示すように、ホイール軸方向と直交する面で切断した断面形状が、連結壁１８の両側のスポーク補強板１３ｂ２のホイール軸方向と直交する面で切断した断面における曲率半径より大きな（２倍以上がよく望ましくは５倍以上さらに望ましくは１０倍以上の）曲率半径の、円弧もしくは楕円から構成される場合も含む。
さらに、図６に示すように、連結壁１８の最も飾り穴１５に近い部分はホイール軸方向に凹凸しない平坦な形状となっている。
連結壁１８のホイール周方向幅は、飾り穴１５のホイール周方向最大内径より小である。連結壁１８は、図１、図３に示すように、ホイール半径方向内側端部（ホイール軸方向内側端部）で傾斜部１７と接続しており、ホイール半径方向外側端部（ホイール軸方向外側端部）で飾り穴１５と接続している。連結壁１８は、ハブ取付け部１２の最外径よりホイール半径方向内側には入り込んでいない。
連結壁１８が傾斜部１７と接続する部分および飾り穴１５と接続する部分のホイール周方向幅は、連結壁１８のホイール半径方向中間部（ホイール軸方向中間部）のホイール周方向幅より広くなっている。

図７は、従来の、飾り穴のホイール半径方向内側でホイール軸方向外側かつ半径方向内側に突出し頂壁が単一の曲率半径の凸円弧形状である突起部の頂壁部１８ｘを点線で示し、本発明の、スポーク側部１３ｂと連結壁１８の形状を実線で示し、頂壁部１８ｘと連結壁１８の形状を比較したものである。
本発明の連結壁１８は、従来の突起部の単一の曲率半径の凸円弧状の頂壁部１８ｘに代えて、飾り穴１５のホイール周方向両側に位置する一対のスポーク側部１３ｂのスポーク補強板１３ｂ２間を直線またはスポーク補強板１３ｂ２の曲率半径より大きな曲率半径の円弧もしくは楕円で結んだ平坦な形状としている。このようにすることで、スポーク部１３が曲げ変形を受けた時の連結壁１８から中立軸Ｙ−Ｙまでの距離Ｌが従来の曲げ変形を受けた時の頂壁部１８ｘから中立軸Ｙ´−Ｙ´までの距離Ｌ´より近くなるため、同じ大きさの変形が生じたときの連結壁１８にかかる応力を従来の突起部の頂壁部１８ｘにかかる応力より小さくすることができる。さらに、傾斜部１７と接続する部分の連結壁１８のホイール周方向幅が連結壁１８のホイール半径方向中間部の幅より広くなっていることにより、傾斜部１７への力の伝達が分散されて、応力集中が生じにくい。このため、ホイールディスク１０の耐久性を確保することができる。また、連結壁１８のホイール周方向幅Ｍを従来の頂壁部１８ｘのホイール周方向幅Ｍ´より広くでき、その結果、スポーク部１３が変形するときの中立軸から遠い連結壁１８の断面積を大きくできるため、ホイールディスク１０の剛性を確保することができる。

さらに、本発明の実施例では、従来のような、飾り穴のホイール半径方向内側でホイール軸方向内側に湾曲する飾り穴周縁湾曲部からハブ取付け部のハブ取付けボルト穴が設けられるホイール半径方向位置よりホイール半径方向内側までホイール半径方向に延びた突起部を設けていない。そのため、従来のホイールのように突起部によってスポーク部とハブ取付けボルト穴との位置関係および数が制約を受けることはない。
ただし、スポーク部１３とハブ取付けボルト穴１２ａとの位置関係および数が制約を受けることを容認すれば、ハブ取付け部１２の外周部１２ｃよりホイール半径方向内側でホイール半径方向内側に突出した平坦な連結壁１８を設けても支障は無い。

つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
本発明実施例では、飾り穴１５のホイール周方向両側に位置する一対のスポーク側部１３ｂのホイール半径方向内側端部どうしがホイール周方向に平坦な連結壁１８でつながれているため、つぎの効果を得ることができる。
飾り穴のホイール半径方向内側でホイール軸方向外側かつ半径方向内側に突出し頂壁が単一の曲率半径の凸円弧形状である突起部の場合に比べて（従来の突起部を持つホイールディスクの場合に比べて）、スポーク底壁１３ａからホイール軸方向外側に突出した部分の突出量が少なくなる。そのため、ホイール１のインセット、リム幅の選択幅が広くなる。また、従来の突起部を持つホイールディスクの場合に比べて、ホイール使用時において、スポーク部１３が変形するときの連結壁１８から中立軸までの距離が近くなる。そのため、連結壁１８にかかる応力を小さくすることができホイールディスク１０の耐久性を確保することができる。
また、平坦な連結壁１８の、ホイール軸方向と直交する面で切断した断面形状が、直線、または、連結壁１８の両側のスポーク補強板１３ｂ２のホイール軸方向と直交する面で切断した断面における曲率半径より大きな曲率半径の円弧もしくは楕円から構成されているため、スポーク部１３が変形するときの中立軸から遠い部分の断面積が大きくなる。そのため、ホイールディスク１０の剛性を確保することができる。
さらに、従来のような、飾り穴のホイール半径方向内側でホイール軸方向内側に湾曲する飾り穴周縁湾曲部からハブ取付け部のハブ取付けボルト穴が設けられるホイール半径方向位置よりホイール半径方向内側までホイール半径方向に延びた突起部を設けなくても、ホイールディスク１０の耐久性および剛性を確保することができるため、従来のホイールに設けられていた突起部によってスポーク部とハブ取付けボルト穴との位置関係および数が制約を受けることを防止できる。また、従来の突起部が不要になるため、ハブナット締め付け作業が容易になるとともに、ホイールディスクの成形が容易になる。

スポーク側部１３ｂのスポーク側壁１３ｂ１のホイール軸方向幅の最大幅Ｈが、スポーク底壁１３ａの板厚の２倍から２０倍の範囲内にあるため、ホイールディスク１０の剛性と耐久性、および成形性を確保できる。

飾り穴１５とディスク外周部１４との間に移行部１４ａを有する場合、ディスク外周部１４の剛性を向上でき、さらに、ホイールディスク１０のリム２０との組付けが容易となる。

１ホイール
１０ホイールディスク
１１ハブ穴
１２ハブ取付け部
１２ａハブ取付けボルト穴
１３スポーク部
１３ａスポーク底壁
１３ｂスポーク側部
１３ｂ１スポーク側壁
１３ｂ２スポーク補強板
１４ディスク外周部
１５飾り穴
１８連結壁
２０リム
２１内側フランジ部
２２内側ビードシート部
２３内側サイドウォール部
２４ドロップ部
２５外側サイドウォール部
２６外側ビードシート部
２７外側フランジ部

Claims

平板状または略平板状のハブ取付け部（１２）と、
前記ハブ取付け部（１２）から立ち上がる周方向に全周にわたって連続した略円筒状の傾斜部（１７）と、
前記傾斜部（１７）からホイール半径方向外側に放射状に延びる複数のスポーク部（１３）と、
前記複数のスポーク部（１３）間に位置する飾り穴（１５）と、
ホイール半径方向外側端部に位置し前記複数のスポーク部（１３）のホイール半径方向外側端部をホイール周方向に連結するディスク外周部（１４）と、
を有し、前記ディスク外周部（１４）が、リム（２０）のドロップ部（２４）で該リム（２０）と嵌合した自動車用ホイールディスク（１０）であって、
前記傾斜部（１７）は、前記ハブ取付け部（１２）の外周部（１２ｃ）からホイール半径方向外側かつホイール軸方向外側に延びており、
前記スポーク部（１３）は、前記傾斜部（１７）からホイール半径方向外側に放射状に延びるスポーク底壁（１３ａ）と、該スポーク底壁（１３ａ）からホイール軸方向に立ち上がるスポーク側壁（１３ｂ１）と該スポーク側壁（１３ｂ１）のホイール軸方向端部から、ホイール軸方向からホイール周方向に湾曲しホイール周方向に延びるスポーク補強板（１３ｂ２）とを含むスポーク側部（１３ｂ）と、を備えており、
前記飾り穴（１５）のホイール周方向両側に位置する一対の前記スポーク側部（１３ｂ）のホイール半径方向内側端部どうしがホイール周方向に平坦な連結壁（１８）でつながれ、該連結壁（１８）がホイール半径方向内側端部で前記傾斜部（１７）と接続し、前記連結壁（１８）が前記ハブ取付け部（１２）の最外径よりホイール半径方向外側にある、自動車用ホイールディスク（１０）。
前記連結壁（１８）の、ホイール軸方向と直交する面で切断した断面形状が、直線、または、前記連結壁（１８）の両側の前記スポーク補強板（１３ｂ２）のホイール軸方向と直交する面で切断した断面における曲率半径より大きな曲率半径の円弧もしくは楕円から構成されている、請求項１記載の自動車用ホイールディスク（１０）。
前記スポーク側部（１３ｂ）のスポーク側壁（１３ｂ１）のホイール軸方向幅の最大幅が、前記スポーク底壁（１３ａ）の板厚の２倍から２０倍の範囲内にある、請求項１または請求項２記載の自動車用ホイールディスク（１０）。
前記連結壁（１８）が前記傾斜部（１７）と接続する部分のホイール周方向幅は、前記連結壁（１８）のホイール半径方向中間部のホイール周方向幅より広い、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の自動車用ホイールディスク（１０）。