JP6104765B2 - 車両のホイール - Google Patents

Description

本発明は、車両のホイールに関する。

近年、自動二輪車等の車輪に採用されるホイールでは、ブレーキディスクの大型化や意匠性の面から、ハブ部にブレーキディスクを支持するためのボス部を設けず、スポーク部に前記ボス部を設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、スポーク部を中実に形成してその先端側の分岐部分に前記ボス部を設けている。

特開２０１１−２１３２３７号公報

ところで、ハブ部にボス部を設けないホイールにおいても、ホイールのさらなる軽量化が望まれている。そこで、ホイールを鋳造製としてスポーク部も中空に形成することがあるが、ボス部の分だけ中子の砂が多くなり排砂性が悪くなる。

そこで本発明は、車両のホイールにおいて、ホイールを軽量化しつつ鋳造する際の砂抜きを容易にする構成を合理的に実現することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、環状のリム部（２４）と、車軸が貫通するハブ部（２５）と、中空状に形成されるとともに前記リム部（２４）と前記ハブ部（２５）とを接続するスポーク部（２６）と、を備える車両のホイール（２３）であって、前記スポーク部（２６）のホイール径方向中間部からホイール軸方向に延び、ブレーキディスク（２１）を取り付け可能とするボス部（２７）を備え、前記ボス部（２７）は、前記スポーク部（２６）のスポーク内中空部（２６ａ）と連続するボス内中空部（２７ａ）を有して形成され、前記ボス部（２７）が設けられる前記スポーク部（２６）の前記ボス部（２７）よりもホイール径方向外側に、前記スポーク部（２６）をホイール周方向で貫通する貫通開口部（３７）が設けられることを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、前記スポーク部（２６）の貫通開口部（３７）より前記リム部（２４）側の部位が中実に形成されることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記スポーク部（２６）が複数設けられ、その内の前記ボス部（２７）が形成されないスポーク部（２６）には、ホイール周方向の一方側にのみ開口する片側開口部（３９）が設けられることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記スポーク部（２６）の片側開口部（３９）より前記リム部（２４）側の部位が中実に形成されることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、前記ハブ部（２５）は、円筒状のハブ本体（３１）と、前記ハブ本体（３１）の外周側に前記スポーク内中空部（２６ａ）と連続するハブ内中空部（２５ａ）を形成する外殻部（３２）と、を有し、前記ハブ内中空部（２５ａ）には、前記ハブ本体（３１）と前記外殻部（３２）とを連結するリブ（４１）が設けられることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、中空のスポーク部に中空のボス部を設けて大型のブレーキディスクを軽量に取り付けることができる。また、ホイール鋳造時にボス内中空部を含んだ比較的大きな砂中子を用いても、これを崩壊した後の鋳造砂を貫通開口部から良好に排出することができる。
請求項２に記載した発明によれば、泥砂や水等の異物がスポーク部内の端部に溜まり難くし、スポーク部内の異物を貫通開口部から良好に排出することができる。
請求項３に記載した発明によれば、ボス部が形成されないスポーク部には、幅木の支持や砂抜きに必要な最小限の開口部のみを設け、ホイール全体の剛性を確保し易くすることができる。
請求項４に記載した発明によれば、泥砂や水等の異物がスポーク部内の端部に溜まり難くし、スポーク部内の異物を片側開口部から良好に排出することができる。
請求項５に記載した発明によれば、ハブ部を大径にしてその外周に複数のスポーク部を連結し易くしながら、ハブ部の軽量化を図り、かつリブによってハブ部の剛性を高めることができる。

本発明の実施形態における自動二輪車の右側面図である。 上記自動二輪車の前輪の右側面図である。 上記前輪の上面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 図３のＶ−Ｖ断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。 上記前輪のホイールの右側面図である。 上記ホイールの断面を含む斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ以下に説明する車両における向きと同一とする。また以下の説明に用いる図中適所には、車両前方を示す矢印ＦＲ、車両左方を示す矢印ＬＨ、車両上方を示す矢印ＵＰが示されている。

図１に示す自動二輪車１において、その前輪ＷＦは左右一対の正立式のフロントフォーク７の下端部に軸支され、左右フロントフォーク７の上部はステアリングステム８を介して車体フレーム２の前端部のヘッドパイプ３に操向可能に枢支される。ステアリングステム８のトップブリッジには、前輪操向用のバーハンドル９が取り付けられる。

ヘッドパイプ３からは左右一対のメインフレーム４が下後方に延び、左右メインフレーム４の後端部には左右一対のピボットフレーム５の上端部がそれぞれ連なる。左右メインフレーム４の下方かつ左右ピボットフレーム５の前方には、自動二輪車１の原動機たる水冷四ストローク水平対向六気筒型のエンジンＥが搭載される。図中符号４ａは左右メインフレーム４の前端部から下方に延びてエンジンＥの前端部を支持するエンジンハンガーを示す。

左右ピボットフレーム５は、後端部に後輪ＷＲを軸支するスイングアーム（不図示）の前端部を上下揺動可能に枢支する。前記スイングアームは、例えばエンジンＥから延びるドライブシャフト（不図示）を挿通し、このドライブシャフトを介してエンジンＥと後輪ＷＲとの間の動力伝達を可能とする。

左右メインフレーム４の後部及び左右ピボットフレーム５には、乗員着座用のシート１２を支持するリヤフレーム６の前端部が接続される。シート１２の前方には、外装部品としてのタンクカバー１１が配置される。シート１２の前部下方には、タンクカバー１１の後部内まで延びる燃料タンク（不図示）が配置される。前記燃料タンクの前方でタンクカバー１１の前部内には、エンジンＥの吸気ろ過用のエアクリーナ（不図示）が配置される。

シート１２の後部下方両側には、左右サドルバッグ１４が配置される。シート１２の前部下方両側には、左右サイドカバー１５が配置される。タンクカバー１１の前部下方両側には、側面視でフロントフォーク７と重なるまで前方に延出する左右フロントサイドカバー１６が配置される。左右フロントサイドカバー１６の内側には、左右方向（車幅方向）と略直交する厚板状のラジエータ（不図示）が配置される。ステアリングステム８には、ヘッドランプ等の周囲を覆うランプカウル１７、及び運転者の前方に起立するウインドスクリーン１８が支持される。

図２、図３を併せて参照し、前輪ＷＦのホイール２３の左右両側には、左右一対のブレーキディスク２１が一体回転可能に支持される。左右フロントフォーク７の下部後側には、左右ブレーキディスク２１をそれぞれ挟圧する左右一対のブレーキキャリパ２２が固定的に支持される。これら左右ブレーキディスク２１及び左右ブレーキキャリパ２２により、左右一対のフロントブレーキ２０が構成される。

ブレーキディスク２１は、中央部が開口した円板状をなしてブレーキキャリパ２２に挟圧される環状のディスク本体２１ａと、ディスク本体２１ａの内周側に突設された複数の被支持片２１ｂと、を有する。複数の被支持片２１ｂは、ホイール２３の複数のスポーク部２６に突設されたボス部２７に、それぞれフローティングピン２８を介して支持される。これにより、ブレーキディスク２１がホイール２３に直接的にフローティングマウントされる。

すなわち、ブレーキディスク２１は、ホイール２３のハブ部２５にインナーディスクを介して支持される周知のブレーキディスク２１に対し、前記インナーディスクを無くすことで、ディスク有効径を大径化しつつ軽量化を図り、かつ斬新な外観を構成する。
なお、ボス部２７には、車輪速センサーのパルサーリング３５の外周側の被支持片３５ａもフローティングピン２８により支持される。

図２〜図５を参照し、前輪ＷＦのホイール２３は、タイヤＴを装着する環状のリム部２４と、フロントアクスル（車軸）を貫通させるハブ部２５と、リム部２４及びハブ部２５間に渡る複数のスポーク部２６と、とを一体形成したキャストホイールであり、アルミニウムあるいはアルミニウム合金等の軽合金で構成される。ホイール２３は、各スポーク部２６内及びハブ部２５内にスポーク内中空部２６ａ及びハブ内中空部２５ａをそれぞれ形成し、構造的にも軽量化を図っている。

以下、ホイール２３の軸方向（車両装着状態の車幅方向）をホイール軸方向、ホイール２３の径方向をホイール径方向、ホイール２３の周方向をホイール周方向という。また、ホイール２３の回転中心軸線を線Ｃ１、ホイール２３の車両装着状態での前転方向（車両前進時の回転方向）を矢印Ｆでそれぞれ示す。また、ホイール２３の車両装着状態かつ操舵角０度状態での軸方向中心線は車体左右中心線と一致し、この軸方向中心線を線ＣＬで示す。

図４、図５を参照し、ハブ部２５は、ホイール２３の軸方向中心線ＣＬを左右に跨いでホイール軸方向に延びる円筒状のハブ本体３１と、ハブ本体３１の外周側にハブ内空間部を空けて形成される外殻部３２と、を有する。
ハブ本体３１は、ホイール軸方向両側の端部内にホイールベアリング３３を圧入し、これら両ホイールベアリング３３を介してフロントアクスルに回転自在に支持される。
外殻部３２は、ハブ本体３１のホイール軸方向両端から軸方向中心線ＣＬまで徐々に拡径するように形成される。外殻部３２のホイール軸方向内側からは、複数のスポーク部２６がホイール径方向外側に向けて先細りに延出する。

スポーク部２６は、ホイール周方向で等間隔に並んで例えば１０本設けられる。複数のスポーク部２６の内、さらにホイール周方向で等間隔に並ぶ一部（本実施形態では１本おきに並ぶ計５本）には、その長手方向（ホイール径方向）の中間部でハブ部２５寄りの部位に、ブレーキディスク２１を取り付けるためのボス部２７が形成される。以下、ボス部２７が形成されたスポーク部２６をボス有りスポーク部２６ｂ、これらを除きボス部２７が形成されないスポーク部２６をボス無しスポーク部２６ｎということがある。

スポーク部２６は、断面略矩形状をなし、リム部２４側ほど断面形状を縮小させるように形成される。ハブ部２５の外殻部３２は、それぞれホイール２３の軸方向中心上で鋳型の割面に沿うパーティングラインＰＬを頂部とした山形に形成される（図４参照）。
なお、リム部２４のタイヤＴ内方に臨む部位の凹溝の右側には、ホイール２３の重点（又は軽点）を示すマーク４２が刻印される（図４参照）。通常、タイヤ交換作業はホイール２３の左側を上向きにして行われるため、上記配置によればマーク４２が視認し易く、このマーク４２の位置にタイヤＴの軽点（又は重点）を合わせ易くなる。

ボス有りスポーク部２６ｂの長手方向中間部でリム部２４寄りの部位には、この部位をホイール周方向で貫通するように、ホイール周方向両側の壁部を貫通する貫通開口部３７が形成される。貫通開口部３７は、ボス有りスポーク部２６ｂのスポーク内中空部２６ａの末端をホイール周方向両側に開放し、鋳造後の砂抜き性を高めるとともに、スポーク内中空部２６ａに浸入した雨水等の排出性も高める。ボス有りスポーク部２６ｂにおいて、貫通開口部３７よりもホイール径方向外側の部位は、中空部を有さない中実部３７ａとされる。中実部３７ａのホイール軸方向両側には、「す」の発生を抑えるためのくびれ３７ｂが形成される（図４参照）。

また、図６を併せて参照し、ボス有りスポーク部２６ｂの長手方向中間部でボス部２７と径方向位置を同一とする部位には、この部位のホイール周方向一側（例えばホイール前転方向と反対側）の側壁部に中間開口部３８が形成される。中間開口部３８は、ボス有りスポーク部２６ｂの両ボス部２７間をホイール周方向一側に開放し、鋳造時のガス抜き性や鋳造後の砂抜き性を高める。なお、中間開口部３８をホイール周方向両側に設けてもよい。図中符号２９はフローティングピン２８をボス部２７に締結する締結ボルト、符号２８ａはフローティングピン２８のフランジとブレーキディスク２１の外側面との間に挟まれるウェーブワッシャーをそれぞれ示す。

さらに、ボス無しスポーク部２６ｎの長手方向中間部でリム部２４寄りの部位には、この部位のホイール周方向他側（ホイール前転方向側）の側壁部に片側開口部３９が形成される。片側開口部３９は、ボス無しスポーク部２６ｎ内のスポーク内中空部２６ａの末端をホイール周方向他側に開放し、鋳造後の砂抜き性を高めるとともに、スポーク内中空部２６ａに浸入した雨水等の排出性も高める。ボス無しスポーク部２６ｎにおいて、片側開口部３９よりもホイール径方向外側の部位は、ボス有りスポーク部２６ｂと同様に中実部３９ａとされ、かつそのホイール軸方向両側にくびれ３９ｂが形成される。

ホイール２３の各中空部２５ａ，２６ａ，２７ａは、ホイール２３を金型（鋳型）により成型（鋳造）する際に砂中子を用いることで形成される。砂中子には、金型にセットするための幅木を有し、この幅木が金型の固定型及び移動型間に挟み込まれることで、砂中子が金型のキャビティ内に保持される。

砂中子は、粘結剤で覆われた鋳物砂を焼成する等により各中空部２５ａ，２６ａ，２７ａに応じた形状に造形された中子本体と、中子本体を金型のキャビティ内に保持するための幅木とを有する（何れも不図示）。砂中子は、ホイール２３の鋳造後に加振等により崩壊され、幅木に対応して形成された各開口部３７，３８，３９を砂抜き孔としてホイール２３外に排出される。

ボス有りスポーク部２６ｂの長尺のスポーク内中空部２６ａは、そのホイール軸方向両側のボス部２７のボス内中空部２７ａと連通する。これら各中空部２６ａ，２７ａは、比較的大きな砂中子により一体に形成されるが、このとき、砂中子から発生するガスや蒸気は、各開口部３７，３８から良好に排出される。
また、図７を併せて参照し、両ボス部２７のホイール軸方向外側の端面２７ｂ及びネジ孔２７ｃは、ホイール２３の鋳造後の機械加工等により所定精度に形成されるが、ボス部２７の末端に前記ネジ孔２７ｃ用の素孔を開けておけば、この素孔もガス抜きや砂抜きに利用できる。

図８を併せて参照し、ハブ部２５のハブ内中空部２５ａは、スポーク部２６のスポーク内中空部２６ａと連通する。ハブ部２５のハブ内中空部２５ａのホイール軸方向外側であって、ホイール周方向でボス有りスポーク部２６ｂとそのホイール前転方向側のボス無しスポーク部２６ｎとの間には、それぞれホイール周方向と略直交する板状のリブ４１が形成される。これら複数（計５つ）のリブ４１により、鋳造時の湯流れが良好になるとともに、ハブ部２５の剛性が高められる。

以上説明したように、上記実施形態におけるホイール２３は、環状のリム部２４と、車軸が貫通するハブ部２５と、中空状に形成されるとともにリム部２４とハブ部２５とを接続するスポーク部２６と、を備えるものであって、スポーク部２６のホイール径方向中間部からホイール軸方向に延び、ブレーキディスク２１を取り付け可能とするボス部２７を備え、ボス部２７は、スポーク部２６のスポーク内中空部２６ａと連続するボス内中空部２７ａを有して形成され、ボス部２７が設けられるスポーク部２６のボス部２７よりもホイール径方向外側に、スポーク部２６をホイール周方向で貫通する貫通開口部３７が設けられるものである。

この構成によれば、中空のスポーク部２６に中空のボス部２７を設けて大型のブレーキディスク２１を軽量に取り付けることができる。また、ホイール２３鋳造時にボス内中空部２７ａを含んだ比較的大きな砂中子を用いても、これを崩壊した後の鋳造砂を貫通開口部３７から良好に排出することができる。

また、上記ホイール２３は、ボス部２７が設けられるスポーク部２６のボス部２７とホイール径方向位置を同一にする部位に、ホイール周方向で開口する中間開口部３８が設けられることで、砂中子を崩壊した後の鋳造砂を特にその量の多いボス部２７の近傍から良好に排出することができる。また、砂中子を固めるための接着剤や砂中子に含まれる湿気等が鋳造時にガス化したときのガス抜き性を良好に確保できる。

また、上記ホイール２３は、ボス部２７は、ホイール軸方向両側に延びるように、スポーク毎にホイール軸方向で一対設けられ、中間開口部３８は、一対のボス部２７の間に設けられることで、ホイール軸方向両側のボス部２７の排砂性及びガス抜き性をバランス良く確保することができる。

また、上記ホイール２３は、スポーク部２６の貫通開口部３７よりリム部２４側に中実部３７ａが設けられることで、泥砂や水等の異物がスポーク部２６内の端部に溜まり難くし、スポーク部２６内の異物を貫通開口部３７から良好に排出することができる。

また、上記ホイール２３は、スポーク部２６が複数設けられ、その内のボス部２７が形成されないスポーク部２６には、ホイール周方向の一方側にのみ開口する片側開口部３９が設けられることで、ボス部２７が形成されないスポーク部２６には、幅木の支持や砂抜きに必要な最小限の開口部のみを設け、ホイール２３全体の剛性を確保し易くすることができる。

また、上記ホイール２３は、スポーク部２６の片側開口部３９よりリム部２４側の部位に中実部３９ａが設けられることで、泥砂や水等の異物がスポーク部２６内の端部に溜まり難くし、スポーク部２６内の異物を片側開口部３９から良好に排出することができる。

また、上記ホイール２３は、ハブ部２５は、円筒状のハブ本体３１と、ハブ本体３１の外周側にスポーク内中空部２６ａと連続するハブ内中空部２５ａを形成する外殻部３２と、を有し、ハブ内中空部２５ａには、ハブ本体３１と外殻部３２とを連結するリブ４１が設けられることで、ハブ部２５を大径にしてその外周に複数のスポーク部２６を連結し易くしながら、ハブ部２５の軽量化を図り、かつリブ４１によってハブ部２５の剛性を高めることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、本発明は自動二輪車等の鞍乗り型車両に好適である。前記鞍乗り型車両には、運転者が車体を跨いで乗車する車両全般が含まれ、自動二輪車（原動機付自転車及びスクータ型車両を含む）のみならず、三輪（前一輪かつ後二輪の他に、前二輪かつ後一輪の車両も含む）又は四輪の車両も含まれる。
また、前輪ではなく後輪等の他車輪にも適用してもよい。ホイールにおける全てのスポーク部がボス有りスポーク部である構成でもよい。ボス有りスポーク部２６ｂのボス部２７とホイール径方向位置を同一にする部位、及びボス部２７の少なくとも一方に、中間開口部３８を設けた構成でもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ 自動二輪車（車両）
２３ ホイール
２４ リム部
２５ ハブ部
２５ａ ハブ内中空部
２６ スポーク部
２６ａ スポーク内中空部
２７ ボス部
２７ａ ボス内中空部
３１ ハブ本体
３２ 外殻部
３７ 貫通開口部
３８ 中間開口部
３９ 片側開口部
４１ リブ

Claims (5)

1. 環状のリム部（２４）と、
   車軸が貫通するハブ部（２５）と、
   中空状に形成されるとともに前記リム部（２４）と前記ハブ部（２５）とを接続するスポーク部（２６）と、を備える車両のホイール（２３）であって、
   前記スポーク部（２６）のホイール径方向中間部からホイール軸方向に延び、ブレーキディスク（２１）を取り付け可能とするボス部（２７）を備え、
   前記ボス部（２７）は、前記スポーク部（２６）のスポーク内中空部（２６ａ）と連続するボス内中空部（２７ａ）を有して形成され、
   前記ボス部（２７）が設けられる前記スポーク部（２６）の前記ボス部（２７）よりもホイール径方向外側に、前記スポーク部（２６）をホイール周方向で貫通する貫通開口部（３７）が設けられることを特徴とする車両のホイール。
2. 前記スポーク部（２６）の貫通開口部（３７）より前記リム部（２４）側の部位が中実に形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両のホイール。
3. 前記スポーク部（２６）が複数設けられ、その内の前記ボス部（２７）が形成されないスポーク部（２６）には、ホイール周方向の一方側にのみ開口する片側開口部（３９）が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のホイール。
4. 前記スポーク部（２６）の片側開口部（３９）より前記リム部（２４）側の部位が中実に形成されることを特徴とする請求項３に記載の車両のホイール。
5. 前記ハブ部（２５）は、円筒状のハブ本体（３１）と、前記ハブ本体（３１）の外周側に前記スポーク内中空部（２６ａ）と連続するハブ内中空部（２５ａ）を形成する外殻部（３２）と、を有し、
   前記ハブ内中空部（２５ａ）には、前記ハブ本体（３１）と前記外殻部（３２）とを連結するリブ（４１）が設けられることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の車両のホイール。

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