JP6368731B2

JP6368731B2 - 車両用ホイール

Info

Publication number: JP6368731B2
Application number: JP2016052240A
Authority: JP
Inventors: 雅章西; 健一長富; 悠佑大沢
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2016-03-16
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2036-03-16
Also published as: JP2017165253A

Description

本発明は、車両用ホイールに関する。

従来の車両用ホイールとして、金属製ホイールのスポーク部の表面を炭素繊維部材で構成されるＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化樹脂）パネルを用いて補強する構造が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

実開昭６１−１７５００１号公報

しかしながら、このような従来の車両用ホイールでは、ホイールに加わる荷重やホイールの回転によって生じるタイヤ径方向に働く力によって、スポークの表面に備えられているＣＦＲＰパネルがスポークから剥離する虞があった。
本発明は、補強用パネルがスポークから剥離しにくい車両用ホイールを提供することを課題とする。

本発明に係る車両用ホイールは、断面がＵ字形状の凹部を備えるスポークと、凹部を覆うように固着されるＣＦＲＰ製の補強用パネルと、を備える車両用ホイールであって、補強用パネルは、断面がスポークの凹部の底壁部に向かって突出する突出部を備え、突出部の第１側面部は、底壁部と接続する第１側壁部と当接している、ことを特徴としている。

このような構成によれば、ホイールの回転に応じてＣＦＲＰ製の補強用パネルにスポークから剥離する力が作用したとしても、補強用パネルの突出部の側面部を介してスポークの凹部の側壁部に力が分散する。
このため、補強用パネルがスポークから剥離する事を抑制できる。
さらに凹部内の空洞量を多く設定して、軽量化を図ることができる。

また、頂面部を底壁部に当接させて、取付安定性を向上させることにより、さらに補強用パネルが剥離する虞を減少させることができる。
さらに、突出部が一つの補強用パネルに複数設けられている。このため、さらに取付安定性が向上して、凹部の側壁部から補強用パネルが剥離する事を抑制できる。

本発明によれば、補強用パネルがスポークから剥離しにくい車両用ホイールを提供することができる。

実施形態に係る車両用ホイールを示し、全体の構成を説明する斜視図である。実施形態に係る車両用ホイールを示し、図１中ＩＩ−ＩＩ線に沿った位置での断面図である。実施形態の車両用ホイールで、全体の構成を説明する斜視図である。実施形態の車両用ホイールで、補強用パネルが装着されていない状態にて図１と同じ方向から見た斜視図である。実施形態の変形例の車両用ホイールで、図１中ＩＩ−ＩＩ線に沿った位置に相当する断面図である。

本発明の実施形態について、図１乃至図５を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、方向を説明する場合は、車両の運転者からみた前後左右上下に基づいて説明する。なお、車幅方向と左右方向は同義である。

図１に示すように、この実施形態のホイール１は、例えばアルミニウム合金製で、リム１１と、このリム１１をハブに連結するためのディスク部１０とを備えている。
なお、ハブは、図示しない車軸に装着されて、ホイール１を進行方向Ｙ（車両前進時）に転動させる際の回転中心となる。

リム１１は、図１に示すホイール幅方向Ｘの両端部に形成されるビードシート部１１ａ，１１ａ同士の間にウェル部１１ｃを有している。ウェル部１１ｃは、ホイール１の径方向Ｚの内側（回転中心側）に向かって凹設されている。
そして、このリム１１のビードシート部１１ａ，１１ａに図示しないタイヤのビードが当接されて、タイヤがホイール１に装着されるように構成されている。

ディスク部１０は、主に複数のスポーク２０を周上に等間隔で配置することにより円盤状を呈して形成されている。
スポーク２０は、平面視で径方向外側に向けて拡開する略扇型を呈している。そして、スポーク２０の各内側面側には、周方向の断面がＵ字形状の凹部２１が備えられている（図４参照）。なお、図１において、符号３０は、補強パネルであり、凹部２１を覆うように取り付けられるが、詳細は後記する。

図２は、実施形態に係るホイール１を示し、図１中ＩＩ−ＩＩ線に沿った位置での断面図である。
この実施形態のスポーク２０は、凹部２１の底壁部２２と、この底壁部２２に略直交して接続される第１側壁部２３および第２側壁部２４とを有して主に構成されている。
このうち、第１側壁部２３と第２側壁部２４とは、略ハの字状に並設されて、底壁部２２を挟んで所定の間隔Ｗ１を漸増させながら向かい合わせられて凹部２１（図１・図４参照）が形成されている。これにより、凹部２１の内側面の形状は、径方向Ｚで面積の相違する断面略コ字状を呈している。
この実施形態の凹部２１は、図１に示すように、スポーク２０の扇形の外形状に合せて、周方向の断面面積を回転中心から径方向Ｚの外方に向かうにつれて増大させている。そして、凹部２１は、ホイール幅方向Ｘからの平面視では略三角形形状を呈するように凹設されている（図４参照）。このように、凹部２１を各スポーク２０に形成することにより、肉抜きとなり、軽量化が図られる。

また、この実施形態のホイール１には、各スポーク２０の凹部２１をディスク部１０の裏面から覆うように固着されるＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化樹脂）製の補強用パネル３０が備えられている。
この実施形態の補強用パネル３０は、凹部２１の開口上部を覆う平面部３１と、この平面部３１の凹部２１側側面から直交するように突出して一体に延設される突出部３２とを有して主に構成されている。

このうち、平面部３１は、第１側壁部２３と第２側壁部２４とに跨る平面状の上面部３１ｃを有している。この上面部３１ｃの回転方向前，後両側には側縁部３１ａ，３１ｂが設けられている。
これらの上面部３１ｃの両側に位置する側縁部３１ａ，３１ｂは、第１側壁部２３と第２側壁部２４との上端縁に当接されて両側から上面部３１ｃを支持している。

また、実施形態の突出部３２は、平板状を呈して、第１側壁部２３と第２側壁部２４との間の間隔Ｗ１に比較して厚さ方向寸法Ｗ２が小さく（Ｗ１＞Ｗ２）なるように設定されている。
そして、補強用パネル３０は、上面部３１ｃのうち側縁部３１ａ近傍から、凹部２１内の底壁部２２方向に向けて突出部３２を突出させている。
この突出部３２は、前記底壁部２２と接続して、略三角形状を呈する凹部２１の一辺となる第１側壁部２３の形状に沿うように、面状に当接される第１側面部３２ａを有している。

この実施形態の突出部３２は、前記第１側面部３２ａの反対側側面に、ホイール１の進行方向Ｙに向けられた第２側面部３２ｂを備えている。また、凹部２１の第１側壁部２３には、第２側壁部２４が向かい合うように備えられている。

この実施形態の車両用ホイールでは、凹部２１と補強用パネル３０との間が熱硬化性樹脂によって構成される接着材によって固着されている。すなわち、凹部２１の第１側壁部２３と突出部３２の第１側面部３２ａとの間は、接着材によって固着されている。また、第１側壁部２３，第２側壁部２４と平面部３１の各側縁部３１ａ，３１ｂとの間は、接着材によって固着されている。

そして、この第２側面部３２ｂは、第２側壁部２４の内側面に対して、所定の距離Ｗ３、隔離した位置に設けられることにより、凹部２１内の空隙を残存させるように構成されている。

さらに、この実施形態の突出部３２は、前記底壁部２２側の端縁に、第１側面部３２ａと第２側面部３２ｂとに跨って連続するように接続する頂面部３２ｃを備えている。
そして、この頂面部３２ｃを底壁部２２の上面側に当接させている。

次に、この実施形態の車両用ホイールの作用効果について説明する。
この実施形態では、ホイール１へ加わる荷重や、ホイール１の回転に応じてＣＦＲＰ製の補強用パネル３０にスポーク２０から剥離するような力が作用する。
このような場合でも、補強用パネル３０の突出部３２の第１側面部３２ａは、スポーク２０の凹部２１の第１側壁部２３の内側面に面状に比較的広い面積にて当接している。
このため、この第１側面部３２ａを介してスポーク２０の凹部２１の第１側壁部２３に作用する力を分散させることができる。
したがって、補強用パネル３０がスポーク２０から剥離することを抑制できる。

しかも、この実施形態では、ＣＦＲＰ製の補強用パネル３０が平面部３１と第１側面部３２ａとの縦断面形状を略Ｌ字型となるように構成されている。
このため、さらに、上面部３１ｃの両側に位置する側縁部３１ａ，３１ｂが第１側壁部２３と第２側壁部２４との上端縁に当接されて、作用する力を分散させる。
したがって、さらに面圧の分散が効率よく行われて、高い剛性を付与できるため、回転方向で後方の凹部２１の第１側壁部２３に固着された状態となり、さらに、補強用パネル３０はスポーク２０から剥離しにくくなる。

また、第２側面部３２ｂは、凹部２１に第１側壁部２３と向かい合うように備えられている第２側壁部２４に対して、所定の距離Ｗ３、隔離した位置に設けられている。
このため、凹部２１内の空洞量を多く設定して、さらに軽量化を図ることができる。
しかも、ＣＦＲＰ製の補強用パネル３０が所望の剛性を有しているため、ホイール１の剛性の低下を抑制できる。

さらに、頂面部３２ｃを底壁部２２の上面側に当接させて、補強用パネル３０の取付安定性を向上させることができる。したがって、さらに補強用パネル３０がスポーク２０から剥離する虞を減少させることができる。

また、略Ｌ字型となるように平板状する突出部３２が形成されている。突出部３２は、第１側壁部２３と第２側壁部２４との間の間隔Ｗ１に比較して厚さ方向寸法Ｗ２が小さく（Ｗ１＞Ｗ２）なるように設定されている。このため、所望の剛性を得ながら、補強用パネル３０の材料量の増大を抑制して、さらに軽量化を図ることができる。

図３は、実施形態のホイール１で、全体の構成を説明する斜視図である。
車外側から見た様子では、図１に示されるような補強用パネル３０は、各スポーク２０の裏面側の凹部２１に位置する。このため、車外側から補強用パネル３０が各スポーク２０に隠れて見えないため、外観品質が良好である。

図４は、実施形態のホイール１で、図１に示すような補強用パネル３０が装着されていない状態にて図１と同じ方向から見た斜視図である。
この実施形態のホイール１のディスク部１０では、周方向に均等に複数設けられたスポーク２０のそれぞれに凹部２１が凹設形成されている。
このため、ホイール１全体の強度を低下させることなく、効率的にホイール１を軽量化することができる。

上述してきたように、この実施形態のホイール１では、スポーク２０に凹部２１を形成することにより軽量化が図れ、補強用パネル３０がスポーク２０から剥離しにくく、剛性を低下させることがない車両用ホイールを提供することができる。

[変形例]
図５は、この発明の実施形態の変形例のホイール１０１を示すものである。
なお、前記実施形態と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明を省略する。
この変形例の補強用パネル１３０には、２つの突出部１３２，１３３が所定の寸法Ｗ４離間されて平面部１３１に一体となるように設けられている。このため、ＣＦＲＰ製の補強用パネル１３０は、平面部１３１と突出部１３２，１３３とによって形成される縦断面形状を略π字状としている。

次に、変形例の車両用ホイールの作用効果について説明する。
このように構成されたこの実施形態の変形例のホイール１０１では、補強用パネル１３０に２つの突出部１３２，１３３が所定の寸法Ｗ４離間した位置で平面部１３１に固設されている。
各突出部１３２，１３３は、それぞれ凹部２１の両側に位置する第１側壁部２３，第２側壁部２４の内側面に面状に当接されて、均等に力を分散させることができる。
このため、実施形態のホイール１と比べて、この変形例のホイール１０１は、さらにスポーク２０の凹部２１への取付安定性を向上させて、凹部２１の第１側壁部２３および第２側壁部２４から補強用パネル１３０が剥離する事を抑制できる。

また、補強用パネル１３０は、縦断面形状を略π字状としている。このため、ホイール１０１が前進方向に回転しても後進方向に回転しても、スポーク２０から剥離することなく踏ん張ることができる。このため、タイヤをローテーションさせても支障がない。

以上、本実施形態に係る車両用ホイールについて、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。

すなわち、本実施形態では、第２側面部３２ｂは、第２側壁部２４に対して、所定の距離Ｗ３、隔離した位置に設けられているが特にこれに限らず、たとえば、所定の距離Ｗ３＝０となるように両側の内側面に対して第１側面部３２ａおよび第２側面部３２ｂを当接させる構成であってもよく、所定の距離Ｗ３の大きさが特に限定されるものではない。

また、本実施形態では、第１側面部３２ａが第１側壁部２３に当接されているが、特にこれに限らず、たとえば補強用パネル３０から一体に突出された突出部３２等が凹部２１内の底壁部２２の上面近傍まで頂面部３２ｃを延設しているものでもよい。
このように第１側面部３２ａの一部が第１側壁部２３に当接されていれば、頂面部３２ｃが底壁部２２に接触していなくてもよく、突出部３２の形状、数量および材質が特に限定されるものではない。

さらに、上面部３１ｃの両側に位置する側縁部３１ａ，３１ｂは、第１側壁部２３と第２側壁部２４との上端縁に当接されて、スポーク２０の裏面側に隠れるように構成されているが、特にこれに限らず、スポーク２０と隣設配置された他のスポークとの間の間隙から露出するように、面延設方向に拡張されて構成されていてもよい。また、補強用パネル３０は、ホイール１の各スポーク２０ごとに配置されているが、特にこれに限らず、隣接配置された他のスポークと一体となるよう拡張されて構成されていてもよい。

また、たとえば、補強用パネル３０の材質としては、ＣＦＲＰに含まれるものであれば、線維強化プラスチックなどに限定されるものではなく、どのような母材の樹脂や強化材の炭素繊維を用いた複合材料であってもよく、材質および製造方法が限定されるものではない。

さらに、この実施形態のホイール１は、アルミニウム合金製のものを示して説明してきたが、マグネシウム合金や鉄製等、他の材質の合金によって構成されていてもよい。

１，１０１ホイール（車両用ホイール）
２０スポーク
２１凹部
２２底壁部
２３第１側壁部
２４第２側壁部
３０，１３０補強用パネル
３１，１３１平面部
３２，１３２突出部
３２ａ第１側面部
３２ｂ第２側面部
３２ｃ頂面部

Claims

断面がＵ字形状の凹部を備えるスポークと、
前記凹部を覆うように固着されるＣＦＲＰ製の補強用パネルと、
を備える車両用ホイールであって、
前記補強用パネルは、断面が前記スポークの前記凹部の底壁部に向かって突出する突出部を備え、
前記突出部の第１側面部は、前記底壁部と接続する第１側壁部と当接し、前記突出部は、前記第１側面部と反対側に第２側面部を備え、
前記第２側面部は、前記凹部に備えられているとともに、前記第１側壁部と向かい合う第２側壁部と隔離している、
ことを特徴とする車両用ホイール。
前記突出部は、前記第１側面部と前記第２側面部とに連続して接続する頂面部を備え、
前記頂面部は、前記底壁部と当接している、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイール。
前記突出部は、一つの補強用パネルに複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用ホイール。
２つの前記突出部が所定寸法離間した位置で、平面部に一体に設けられることにより縦断面形状を略π字状としている、
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用ホイール。