JP5872023B2 - 自動車用ホイール - Google Patents

Description

本発明は、ホイールディスクとホイールリムとを接合して形成される自動車用ホイールに関する。

従来から、ホイールディスクとホイールリムとからなる自動車用ホイールは、ホイールディスクの外周に形成されたディスクフランジの外周面を、ホイールリムに形成されたウェル部の内周面に嵌合して溶接することにより一体的に形成される。こうした自動車用ホイールにおいては、ディスクフランジを周方向に間欠的に形成して、軽量化、材料量の低減を図ったものも知られている。例えば、特許文献１に提案された自動車用ホイールにおいては、ディスクフランジ間に切り欠かれた切欠部をホイールディスクのハット部にまで拡げて形成している。この場合、ホイールディスクにおける開口の周囲の板面をホイール径方向に対して直角に曲げた直角面を形成している。従って、ホイールディスクには、外周側に所定間隔で開口が形成される。

また、ディスクフランジ間に切り欠かれた切欠部を形成した自動車用ホイールとして、本願出願人は、特許文献２に示すように、ホイールディスクにおける開口の周囲の板面を内側に斜状に曲げて傾斜平面を形成することにより所望の強度を維持する自動車用ホイールを提案した。こうした特許文献１，２の自動車用ホイールの開口の形成は、軽量化、材料量の低減化等に対しては有効である。

特開昭５５−１１４６０１号公報 特開２００４−１８２０２２号公報

しかしながら、特許文献１に提案された自動車用ホイールにおいては、開口の周囲の板面を内側にホイール軸に沿うように曲げて直角面を形成するが、所望の強度を維持するためには、直角面の内側に曲げる幅が１０ｍｍ程度必要となる。このため、直角面がブレーキ装置と干渉しやすくなってしまう。また、直角面を形成する分だけホイールディスクの平板基材（以下、ディスク基材と呼ぶ）の幅を広くする必要がある。ディスク基材は、例えば、正方形の鋼板の４つのコーナーを円弧状に切断したもので、この円弧状に切断されたコーナー部分がディスクフランジとして使用され、コーナー部をつなぐ直線縁部が開口の周囲となる。このため、開口の周囲に直角面を形成する場合には、直角面の幅の２倍の寸法（例えば２０ｍｍ）だけ、ディスク基材の幅を広くする必要がある。従って、材料量が増加してしまう。また、直角面を形成するための曲げ加工は、ディスクフランジを形成するリストライク工程にて行われ、そのときに直角面を成形するための金型パーツが余分に必要となり製造コスト高となる。

一般的に、金型は、一つの金属の塊から構成されるのではなく、複数の金型パーツを組み合わせて構成されている。このようにすることで、量産を行う上で摩耗の激しい金型パーツのみを定期的に取り替えて金型のランニングコストを抑えている。通常、ディスクフランジを成形する金型パーツのように、平板を直角に曲げるための金型パーツは、摩耗が激しい。従って、特許文献１に提案された自動車用ホイールにおいては、直角面を成形するための金型パーツの摩耗が激しく、自動車用ホイールを量産する場合、金型パーツの取り替え頻度が多くなり、その分製造コスト高となる。また、特許文献２に提案された自動車用ホイールにおいても、特許文献１とほぼ同様の課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ブレーキ装置との干渉に対する制限が少なく、低コストに製造できる自動車ホイールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、ホイールリム（１０）とホイールディスク（２０）とを備え、前記ホイールディスクの外周に周方向に間欠的に形成されたディスクフランジ（３０）を前記ホイールリムのウェル部（１１）の内周面に接合して構成されるとともに、隣り合う前記ディスクフランジ間に形成される切欠（３１）の一部が露出して、前記ホイールリムと前記ホイールディスクとで囲まれる開口（３２）が形成された自動車用ホイールにおいて、
前記ホイールディスクには、前記開口の周囲となる窓縁に沿って、ホイール軸を含む平面で切断した断面形状が波板状となるリブ（４０）が形成されていることにある。

本発明においては、隣り合うディスクフランジ間に形成される切欠の一部が露出して開口する。この開口は、ホイールリムとホイールディスクとによって囲まれる。ホイールディスクにおいては、この開口の周囲となる窓縁に沿って、ホイール軸（自動車用ホイールの回転中心軸）を含む平面で切断した断面形状が波板状となるリブが形成されている。従って、従来のように、開口の周囲の板面をホイール径方向に対して直角に曲げた直角面、または、開口の周囲の板面を内側に斜状に曲げた傾斜平面を形成しなくても、このリブにより所望の強度が得られる。これにより、ブレーキ装置との干渉による制限を少なくすることができる。また、材料費の低減および自動車用ホイールの軽量化を図ることができる。

更に、本発明の特徴は、前記リブは、前記ホイールディスクの表面あるいは裏面から見て、線状に窪んだ凹部（４１）と前記凹部の両側に設けられる凸部（４２，４３）とによって波板状に形成されていることにある。

本発明においては、リブは、ホイールディスクの表面から見て線状に窪んだ凹部と、その凹部の両側に設けられる凸部とによって波板状に形成されている。あるいは、ホイールディスクの裏面から見て線状に窪んだ凹部と、その凹部の両側に設けられる凸部とによって波板状に形成されていてもよい。これにより、ホイールディスクの窓縁において所望の強度が得られ、ひいては、ホイールディスクの強度を確保することができる。

本発明の他の特徴は、前記凹部の内側曲げ半径（Ｒｉ）は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることにある。

本発明によれば、凹部の内側曲げ半径が小さく設定されているため、ホイールディスクの窓縁に凹部の形状がしっかりと形成されやすく、ホイールディスクの強度を確保することができる。また、コンパクトなリブを形成することができるため、ブレーキ装置との干渉による制限を少なくすることができる。

本発明の他の特徴は、前記凹部（４１）よりも前記開口（３２）側に位置する前記凸部（４１）の外側曲げ半径（Ｒｏ）は、前記リブの板厚の１．３倍〜１．６倍であることにある。

本発明によれば、凹部よりも開口側に位置する凸部の外側曲げ半径が小さく設定されているため、ホイールディスクの窓縁に凸部の形状がしっかりと形成されやすく、ホイールディスクの強度を確保することができる。尚、リブの板厚とは、リブ全体における板厚の平均的な値である。

本発明の他の特徴は、前記開口の周方向中央位置における前記凹部（４１）の最深部（４１ａ）から前記開口に臨む窓縁端面（４４）までの板厚中心を結ぶ径方向の軸線長さ（Ｌ）は、前記リブの板厚ｔの１．５倍〜２．０倍であることにある。

ホイールディスクの窓縁は、開口の周方向中央位置（隣り合うディスクフランジ間の周方向中央位置）において最も強度が低くなりやすいが、本発明においては、その周方向中央位置における凹部の最深部から窓縁端面（窓縁の先端面）までの板厚中心を結ぶ軸線長さが短く設定されているため、ホイールディスクとブレーキ装置との干渉を抑えつつ、ホイールディスクの強度を確保することができる。

本発明の他の特徴は、前記リブは、前記ディスクフランジにおける前記ウェル部に嵌合する領域には形成されていないことにある。

ディスクフランジとウェル部とが嵌合する部分にまでリブが形成されていると、ディスクフランジとウェル部との接合強度が低下してしまう。本発明においては、ディスクフランジにおけるウェル部に嵌合する領域にはリブを設けないようにしたため、ディスクフランジとウェル部との接合強度の低下を招かない。

尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

図１は、第１実施形態にかかる自動車用ホイールの正面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。 図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。 図４は、自動車用ホイールの斜視図である。 図５は、ホイールディスクの斜視図である。 図６は、リブの断面図である。 図７は、ホイールディスクにおけるリブの最深部位置を表す説明図である。 図８は、ディスクフランジにおけるホイールウェル部との嵌合エリアとリブとの位置関係を表す説明図である。 図９は、ホイールディスクの加工工程を表す説明図である。 図１０は、成形金型装置の概略断面図である。 図１１は、成形金型装置におけるリブ形成部の拡大図である。 図１２は、回転曲げ耐久試験方法を説明する説明図である。 図１３は、第２実施形態にかかる自動車用ホイールの正面図である。 図１４は、図１３のＣ−Ｃ断面図である。 図１５は、第２実施形態にかかるホイールディスクの加工工程を表す説明図である。 図１６は、第２実施形態にかかるリブの断面図である。 図１７は、変形例にかかる自動車用ホイールの一部縦断面図である。 図１８は、変形例にかかるホイールディスクのリブ、および、成形金型装置の断面図である。 図１９は、第１実施形態にかかるディスク基板の平面図である。 図２０は、第２実施形態にかかるディスク基板の平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１〜図４は、第１実施形態の自動車用ホイールを表し、図１は、自動車用ホイールの表側から見た正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図、図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。図４は、自動車用ホイールの斜視図であり、図５は、ホイールディスクの斜視図である。自動車用ホイール１は、スチール製のホイールリム１０とスチール製のホイールディスク２０とから構成される２ピースタイプのホイールである。自動車用ホイール１は、図３に示すように、ホイールリム１０の最も小径の円筒部となるホイールウェル部１１の内周面に、ホイールディスク２０のフランジ３０（以下、ディスクフランジ３０と呼ぶ）を嵌め合わせた後、ディスクフランジ３０の先端領域を、アーク溶接、スポット溶接、レーザ溶接等の種々の溶接によってホイールウェル部１１に接合することにより一体的に形成される。自動車用ホイール１は、図２，図３における左側が、車幅方向内側、つまり、車軸のハブに取り付けられる側となり、右側が車幅方向外側となる。

ホイールリム１０の両端には、タイヤのサイドウォール部を支持する外リムフランジ１２と内リムフランジ１３とが形成される。外リムフランジ１２の車幅方向内側には、タイヤのビードを着座させる円筒状の外ビードシート部１４が形成され、内リムフランジ１３の車幅方向外側には、タイヤのビードを着座させる円筒状の内ビードシート部１５が形成される。外ビードシート部１４と内ビードシート部１５との間には、タイヤ装着時にタイヤのビードを落とすためのホイールウェル部１１が形成される。

以下、自動車用ホイール１の回転中心軸をホイール軸と呼び、車幅方向における外側方向をホイール軸外方向と呼び、車幅方向における内側方向をホイール軸内方向と呼ぶ。また、ホイール軸に直交する方向を径方向と呼び、特に、ホイール軸から離れる方向を径外方向、ホイール軸に近づく方向を径内方向と呼ぶ。また、ホイールディスク２０において、その中央部がホイール軸外方向に向く面を表面と呼び、ホイール軸内方向に向く面（車軸のハブと当接する側の面）を裏面と呼ぶ。

ホイールディスク２０は、中央にハブ孔２１が形成され、ハブ孔２１の周囲に複数のボルト孔２２が同一円周上に等間隔で形成される。本実施形態においては４つのボルト孔２２が形成される。隣り合うボルト孔２２の間には、それぞれホイール軸外方向に突出した凸部２３が形成される。ボルト孔２２の配列より径方向外側には、ホイール軸外方向に膨らんだ環状のハット部２４が形成される。このハット部２４よりも径内方向となる部分の裏面が、車軸のハブと連結されるハブ取付面２５となっている。

ハット部２４は、ホイール軸外方向に向かって傾斜する上り傾斜部２４ａと、上り傾斜部２４ａから連続して形成されホイール軸外方向に突出した頂部２４ｂと、頂部２４ｂから連続して形成されホイール軸内方向に向かって傾斜する下り傾斜部２４ｃとから構成される。下り傾斜部２４ｃは、下り傾斜途中において傾斜角度が大きくなるように（ホイール軸方向に近づくように）曲折されている。

下り傾斜部２４ｃの径外方向には、４つのディスクフランジ３０が、周方向に所定距離をあけて形成される。この４つのディスクフランジ３０は、周方向に等間隔に配置され、ディスク軸方向に略平行な円筒の一部をなすように、それぞれ下り傾斜部２４ｃからホイール軸内方向に延びて形成される。このため、隣り合うディスクフランジ３０の間には、基材の存在しない切欠３１が形成される。各ディスクフランジ３０は、その先端側においてホイールウェル部１１の内周面に嵌合する。

ディスクフランジ３０間に形成される４つの切欠３１は、ハット部２４の下り傾斜部２４ｃの外周側にまで延びている。従って、この切欠３１が、自動車用ホイール１の外側に露出して４つの開口３２を形成する。開口３２は、ホイールリム１０と、ホイールディスク２０のディスクフランジ３０、ハット部２４とにより囲まれる基材の存在しないエリアとなる。以下、この開口３２を囲む部分を窓部３３と呼び、特に、ホイールディスク２０側における窓部をディスク窓部３４と呼ぶ。また、ディスク窓部３４における開口３２との境界領域、つまり、ディスク窓部３４の周縁部分を窓縁３５と呼ぶ。

このようにディスクフランジ３０を周方向に間欠的に設けて開口３２を形成することにより、軽量化、材料量の低減、ブレーキ装置Ｂｒ（図２，図３参照）の冷却性能の向上等を図ることができるが、一方で、ホイールディスク２０の強度が低下する。そこで、本実施形態においては、ホイールディスク２０の各ディスク窓部３４に、窓縁３５に沿って補強用のリブ４０が細い線状に形成されている。

後述する試験結果からわかるように、ホイールディスク２０においては、窓縁３５の中央位置（隣り合うディスクフランジ３０間の周方向中間位置）が最も強度が弱くなる部分であるため、リブ４０は、各窓縁３５の中央位置を中心として、周方向に所定の長さにわたって形成される。

図６は、図２（ホイール軸を含む平面で切断した断面図）におけるリブ４０の形成されている部分の拡大図であって、窓縁３５の中央位置におけるリブ４０の断面形状を表している。この図６においては、ホイール軸方向を図面の縦方向に向けて表している。

図６に示すように、リブ４０は、窓縁３５における基材の表面と裏面とを略平行に波板状に変形させたもので、窓縁３５に沿って線状に窪んだ凹部４１と、凹部４１の両側に位置する外側凸部４２と内側凸部４３とによって構成される。凹部４１は、その内側曲げ半径Ｒｉが約０．５ｍｍとなっており、その最深部４１ａがほぼピン角に近い形状に形成される。

また、凹部４１よりも開口３２側に位置する外側凸部４２は、その外側曲げ半径Ｒｏ１が３．３ｍｍとなる湾曲した形状である。また、凹部４１よりも径内方向に位置する内側凸部４３は、その外側曲げ半径Ｒｏ２が８．０ｍｍとなる湾曲した形状である。また、凹部４１の最深部４１ａから、開口３２に臨む窓縁端面４４までの板厚中心を結ぶ径方向の軸線長さＬは、４．０ｍｍに設定されている。また、リブ４０の径方向の窪み量Ｗは２．０ｍｍ、ホイール軸方向の窪み量Ｄは４．０ｍｍに設定されている。また、リブ４０が形成される部位の平均的な板厚ｔは、２．３８ｍｍである。

このようにリブ４０は、ホイール軸を含む平面で切断した断面形状が波板状となるように窓縁３５に沿って形成される。また、凹部４１の最深部４１ａがピン角に近い形状となっているため、図７に示すように、最深部４１ａが１本の細線５０となって見える。また、リブ４０は、図８に示すように、ディスクフランジ３０がホイールウェル部１１に嵌合するエリアＸには形成されないように、その周方向の長さが設定されている。

次に、ホイールディスク２０の成形方法について説明する。ホイールディスク２０は、図１９に示すように、略正方形の平らな鋼板の４つのコーナーを円弧状に切断して形成されたディスク基材Ｐを、図９に示す５つの工程により加工して製造される。この場合、ディスク基材Ｐにおける外周が円弧状に切断された４つのコーナー部Ｆが、それぞれディスクフランジ３０となり、正方形の４辺Ｓとなる部分がディスクフランジ３０間に形成される切欠３１の円弧状周囲となる。尚、図９は、右側がディスクフランジ３０の形成される側の断面を表し、左側がディスクフランジ３０の形成されない側、つまり、リブ４０の形成される側の断面を表している。

第１絞り工程においては、図９（ａ）に示すように、プレス加工により、ディスク基材Ｐの中央部に円形の凹部５１が成形される。続く第２絞り工程においては、図９（ｂ）に示すように、プレス加工により、ナット座２２ａ、凸部２３、ハット部２４、ハブ取付面２５が成形される。このとき、リブ４０も同時に成形される。

図１０は、リブ４０を成形する第２絞り工程で用いられる成形金型装置１００の概略を表す。この図においては、ディスク基材Ｐをホイール軸方向にプレス加工する金型のみについて示している。また、図面の右側がディスクフランジ３０が形成される側の金型断面で、図面の左側がディスクフランジ３０が形成されない側の金型断面を表す。

成形金型装置１００は、図示しない固定台に固定された下型部１１０と、下型部１１０の上方に設けられ上下方向に移動可能な上型部１２０とを備える。尚、図１０では説明の便宜上、下型部１１０を一つの金属の塊から出来ているかのように図示しているが、下型部１１０は実際には複数の金型パーツを組み合わせて構成されている。同様に、上型部１２０は実際には複数の金型パーツを組み合わせて構成されている。第２絞り工程においては、第１絞り工程が完了したディスク基材Ｐを下型部１１０にセットした状態で、上型部１２０を下降させて、上型部１２０と下型部１１０との間でディスク基材Ｐをホイール軸方向に挟圧することにより、ナット座２２ａ、凸部２３、ハット部２４、ハブ取付面２５、および、リブ４０を成形する。図中において、破線円で囲んだ部分がリブ４０を成形する部分となる。その部分の拡大図を図１１に示す。

図示するように、上型部１２０には、リブ４０の凹部４１を成形するための凸部１２１と、凹部４１の両側の外側凸部４２および内側凸部４３を成形するための外側凹部１２２および内側凹部１２３が設けられる。また、下型部１１０には、リブ４０の凹部４１（裏面から見れば凸部）を成形するための凹部１１１と、凹部４１の両側の外側凸部４２および内側凸部４３を成形するための外側凸部１１２および内側凸部１１３が設けられる。これにより、ディスク基材Ｐが上型部１２０の凸部１２１、外側凹部１２２、内側凹部１２３と、下型部１１０の凹部１１１、外側凸部１１２、内側凸部１１３との間でホイール軸方向に挟圧されてリブ４０が波板状に成形される。

第２絞り工程が終了すると、続いて、ハブトリム工程が行われる。このハブトリム工程においては、図９（ｃ）に示すように、ハブ孔２１が成形される。続くリストライク工程においては、図９（ｄ）に示すように、ディスク基材Ｐの４つのコーナー部Ｆがディスク軸方向と平行になるようにディスク軸内方向に曲げ加工されてディスクフランジ３０が成形される。また、ハブ孔２１の周囲の板面をディスク軸方向と平行になるようにディスク軸外方向に曲げ加工されてハブ孔フランジ２１ａが成形される。また、ナット座２２ａにボルト孔２２が成形される。続くコイニング工程においては、図９（ｅ）に示すように、ナット座２２ａのボルト孔２２の形状が整えられる。

次に、リブ４０を形成した本実施形態の自動車用ホイール１における耐久性について、リブを形成していない自動車ホイールと比較して説明する。比較例の自動車用ホイールは、実施形態の自動車用ホイールと比べて、リブ４０が形成されていない点に関してのみ相違する。従って、この比較結果によりリブ４０の効果が示されることになる。ここでは、日本工業規格（ＪＩＳ）で規定されている回転曲げ耐久試験（ＪＩＳ Ｄ４１０３）をＦＥＭ（Finite Element Method：有限要素法）解析により行った結果について説明する。尚、試験対象とした自動車用ホイール１は、以下の仕様のものとしている。
ホイールサイズ：１３×４．５０Ｂ （リム径１３インチ、リム幅４．５０インチ、フランジ形状Ｂ）
リムの素材：板厚＝２．３ｍｍ、自動車用加工性熱間圧延高張力鋼板（ＳＰＦＨ５９０）
ディスクの素材：板厚＝２．３ｍｍ、自動車構造用熱間圧延鋼板（ＳＡＰＨ４４０）

回転曲げ耐久試験は、一定の速度で回転する自動車用ホイールのハブ取付面に一定の曲げモーメントを与えることにより行われる。この耐久試験においては、図１２に示すように、外リムフランジ１２を回転テーブルＴＢの上面に固定し、自動車用ホイール１のハブ取付面２５に負荷アームＬＡの基端ＬＡ１を連結する。負荷アームＬＡの先端ＬＡ２は、回転可能かつ径方向に変位可能に支持される。回転曲げ耐久試験は、この状態で、負荷アームＬＡの先端ＬＡ２に図面矢印方向に負荷をかけてハブ取付面２５に曲げモーメントを与えながら回転テーブルＴＢを回転させる。そして、自動車用ホイール１に亀裂や破損等の異常が発生して耐久限界に達したときの回転数（以下、耐久回転数と呼ぶ）を耐久性の指標とする。

この回転曲げ耐久試験においては、曲げモーメントＭの大きさを１．１５ｋＮ・ｍとして行った。その結果、比較例の自動車用ホイールにおいては、耐久回転数が２５万回転、異常発生個所が窓縁３５の周方向中央部であったのに対し、本実施例の自動車用ホイール１においては、耐久回転数が４０万回転、異常発生個所がハブ取付面２５であった。従って、リブ４０を形成したことにより、ホイールディスク２０の耐久性が１．６倍に向上したことがわかる。

以上説明した本実施形態の自動車用ホイール１によれば、窓縁３５に沿って波板状のリブ４０を形成したことにより、窓縁３５の強度が高まり、ホイールディスク２０の耐久性を飛躍的に向上させることができる。また、リブ４０は、従来例として挙げた自動車ホイールのように、開口の周囲の板面を内側に大きく曲げて傾斜平面を形成するものではなく、波板状に形成したものであるため、非常にコンパクトにすることができる。このため、図２に二点鎖線にて示すように、ブレーキ装置Ｂｒとの干渉に対して有利となる。また、ディスク基材Ｐの幅を広くする必要がなく、材料費および軽量化においてもメリットが得られる。

また、リブ４０は、プレス工程においてハット部２４と同時にプレス成形されるものである。このため、リブ４０を成形するための専用金型パーツを必要としなく製造コストの増加を招かない。また、リブ４０は、ディスクフランジ３０がホイールウェル部１１に嵌合するエリアＸには形成されていない。このため、ディスクフランジ３０とホイールウェル部１１との接合強度の低下を招かない。

ここで、上述した効果が特に顕著に得られるリブ４０の好ましい形状について説明する。凹部４１の内側曲げ半径Ｒｉは、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ（０．５ｍｍ≦Ｒｉ≦１．０ｍｍ）とすることが好ましい。また、外側凸部４２の外側曲げ半径Ｒｏ１は、板厚ｔの１．３倍〜１．６倍（１．３ｔ≦Ｒｏ１≦１．６ｔ）とすることが好ましい。また、凹部４１の最深部４１ａから窓縁端面４４までの軸線長さＬは、板厚ｔの１．５倍〜２．０倍（１．５ｔ≦Ｌ≦２．０ｔ）とすることが好ましい。こうした寸法に設定した場合には、非常にコンパクトなリブ４０を形成することができるため、ブレーキ装置Ｂｒとの干渉による制限を少なくすることができるとともに、窓縁３５において所望の強度が得られ、ひいては、ホイールディスク２０の強度を向上させることができる。尚、上記リブ４０の板厚ｔは、リブ４０の全体における板厚の平均値としている。

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、開口を４つ形成した４開口タイプの自動車用ホイール１について説明したが、開口の数は４つに限るものではない。第２実施形態は、その一例として、開口を３つ形成した３開口タイプの自動車用ホイールについて説明する。図１３、図１４は、第２実施形態としての自動車用ホイールを表し、図１３は、自動車用ホイールの表側から見た正面図であり、図１４は、図１３のＣ−Ｃ断面図である。第２実施形態の自動車用ホイール２は、スチール製のホイールリム１０とスチール製のホイールディスク２００とから構成され、ホイールリム１０のホイールウェル部１１の内周面に、ホイールディスク２００の３つのディスクフランジ３００を嵌合して溶接することにより一体的に形成される。

この第２実施形態の自動車用ホイール２は、第１実施形態の自動車用ホイール１に比べて、ホイールディスク２００におけるディスクフランジの数、開口の数、窓部の形状が相違するだけで、他の点については、同一である。従って、ここでは、相違点に関係する構成についてのみ説明し、共通する構成については、図面に第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態におけるホイールディスク２０は、略正方形の鋼板の４つのコーナーを円弧状に切断して形成されたディスク基材Ｐをプレス加工することにより形成されるが、この第２実施形態におけるホイールディスク２００は、図２０に示すように、略正三角形の鋼板の３つのコーナーを、正三角形の中心と同心の円弧で切断して形成されたディスク基材Ｐ１をプレス加工することにより形成される。この場合、外周が円弧状に切断された３つのコーナー部Ｆ１が、それぞれディスクフランジ３００となり、正三角形の３辺Ｓ１となる部分がディスクフランジ３００間に形成される切欠３１０の円弧状周囲となる。３つのディスクフランジ３００は、その先端側においてホイールウェル部１１の内周面に嵌合する。

ディスクフランジ３００間に形成される３つの切欠３１０は、ハット部２４の下り傾斜部２４ｃの径方向中間位置にまで延びている。従って、この切欠３１０が、自動車用ホイール２の外側に露出して大きな開口３２０を形成する。この開口３２０を囲む部分が窓部３３０となる。ホイールディスク２００側における窓部をディスク窓部３４０と呼ぶ。また、ディスク窓部３４０の周縁部分を窓縁３５０と呼ぶ。

このように大きな開口３２０が形成されると、ホイールディスク２００の強度が低下する。そこで、ホイールディスク２００には、窓縁３５０に沿って補強用のリブ４００が形成されている。このリブ４００は、図１６に示すように、窓縁３５０に沿って線状に細く窪んだ凹部４１０と、凹部４１０の両側に位置する外側凸部４２０と内側凸部４３０とによって波板状に形成される。リブ４００は、第１実施形態におけるリブ４０とほぼ同様の寸法関係（Ｒｉ，Ｒｏ１，Ｒｏ２，Ｌ，Ｗ，Ｄ）をもって形成される。また、リブ４００は、第１実施形態の加工方法と同様に、第２絞り工程によって、ナット座２２ａ、凸部２３、ハット部２４、ハブ取付面２５と同時にプレス成形される（図１５参照）。

この第２実施形態の自動車用ホイール２においても、第１実施形態の自動車用ホイール１と同様の作用効果が得られる。

以上、２つの実施形態にかかる自動車用ホイールについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態においては、中央がホイール軸内方向に窪んだ溝状のリブを形成したが、図１７に示すように、中央がホイール軸外方向に突出したリブ５００、換言すれば、裏面から見て中央が窪んだ溝状のリブ５００を形成してもよい。この図１７では、４つの開口３２を形成した第１実施形態の自動車用ホイール１に適用した例について示しているが、第２実施形態の自動車用ホイール２においても適用することができる。リブ５００は、図１８に示すように、成形金型装置１００における下型部１１０と上型部１２０の形状を変更するだけで、上述した実施形態と同様に第２絞り工程において成形することができる。

リブ５００は、ホイール軸外方向に突出した凸部５１０と、凸部５１０の両側に位置する外側凹部５２０と内側凹部５３０とによって波板状に形成される。従って、ホイールディスク２０の裏面側から見れば、リブ５００は、凹部５１１と、凹部５１１の両側に位置する外側凸部５２１と内側凸部５３１とによって波板状に形成される。この裏面側から見た凹部５１１、外側凸部５２１、内側凸部５３１は、第１実施形態の表面側から見た凹部４１、外側凸部４２、内側凸部４３とほぼ同様の湾曲形状をしている。また、凹部５１１の最深部５１１ａから、開口３２に臨む窓縁端面４４までの板厚中心を結ぶ径方向の軸線長さＬに関しても、第１実施形態と同様となっている。

従って、この変形例においても、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、本実施形態においては、各ディスク窓部にそれぞれ１本のリブを形成したが、リブは、必ずしも１本に限るものではなく、複数本（例えば、２本）形成されるものであってもよい。また、リブの中央に設けられる凹部の断面形状は、Ｕ字状、Ｖ字状、四角形状など任意に決めることができる。また、本実施形態においては、スチール製の板材からプレス加工を行ったホイールディスクにリブを設けていた。これに限らず、アルミニウム、マグネシウム合金、チタン合金などの板材からプレス加工を行ったホイールディスクにリブを設け、これらのホイールディスクを用いた自動車用ホイールを構成してもよい。

Claims (5)

1. ホイールリムとホイールディスクとを備え、前記ホイールディスクの外周に周方向に間欠的に形成されたディスクフランジを前記ホイールリムのウェル部の内周面に接合して構成されるとともに、隣り合う前記ディスクフランジ間に形成される切欠の一部が露出して、前記ホイールリムと前記ホイールディスクとで囲まれる開口が形成された自動車用ホイールにおいて、
   前記ホイールディスクには、前記開口の周囲となる窓縁に沿って、ホイール軸を含む平面で切断した断面形状が波板状となるリブが形成され、
   前記リブは、前記ホイールディスクの表面あるいは裏面から見て、線状に窪んだ凹部と前記凹部の両側に設けられる凸部とによって波板状に形成されていることを特徴とする自動車用ホイール。
2. 前記凹部の内側曲げ半径は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであること特徴とする請求項１記載の自動車用ホイール。
3. 前記凹部よりも前記開口側に位置する前記凸部の外側曲げ半径は、前記リブの板厚の１．３倍〜１．６倍であることを特徴とする請求項１または２記載の自動車用ホイール。
4. 前記開口の周方向中央位置における前記凹部の最深部から前記開口に臨む窓縁端面までの板厚中心を結ぶ径方向の軸線長さは、前記リブの板厚の１．５倍〜２．０倍であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の自動車用ホイール。
5. 前記リブは、前記ディスクフランジにおける前記ウェル部に嵌合する領域には形成されていないことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか一項記載の自動車用ホイール。

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