JP6806744B2 - 車両用ホイール及び車両 - Google Patents

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Description

本開示は、車軸回りに配置されたディスク部と、タイヤが取り付けられるリム部と、ディスク部及びリム部間を連結するスポーク部とを有する車両用ホイール、及び該車両用ホイールを備えた車両に関する。
ホイールには、車軸回りに配置されたディスク部、タイヤが取り付けられるリム部、並びに、ディスク部及びリム部間を連結するスポーク部を有するものがある。例えば特許文献１には、スポーク部の車軸方向の外側の面に肉抜き部を設けて軽量化し、ディスク補強部材をディスク部及びスポーク部の車軸方向の外側の面に接着させることによりホイール全体の強度及び意匠性を向上させた車両用ホイールが記載されている。
特開２０１６−３７０６１号公報
特許文献１に記載の車両用ホイールでは、ホイールの強度を確保するために、ディスク部及びスポーク部の表面に補強部材を接着させる必要があり、その製造作業が煩雑であった。このような問題に鑑み、本発明は、必要な強度を確保した上で軽量化でき、かつ、製造の煩雑化が抑制された、スポーク部を有する車両用ホイールを提供することを目的とする。
本発明の少なくともいくつかの実施形態は、車軸を中心とした円盤状をなし、ハブ（７）に取り付けられるべきディスク部（２）と、タイヤが取り付けられるべき円環状をなすリム部（３）と、前記ディスク部及び前記リム部を互いに結合する複数のスポーク部（４）とを備える車両用ホイールであって、前記スポーク部の半径方向の内端部が、前記ディスク部に対して車軸方向の外向きに突出形成され、かつ前記ディスク部の外周縁よりも前記半径方向の内方に延出し、前記車軸方向の内側の面において、凹状の肉抜き部（１３）が前記スポーク部と前記ディスク部の外周縁とに跨がって設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、スポーク部及びディスク部に跨る範囲に肉抜き部を設けることによって、応力が一部に集中することを抑制して車両用ホイールの強度及び剛性を最適化できるとともに、車両用ホイールを軽量化できる。補強用の他の部材を取り付けることなく、車両用ホイールに必要な強度を確保できるため、製造時の作業性が向上する。
本発明の少なくともいくつかの実施形態は、車軸を中心とした円盤状をなし、ハブ（７）に取り付けられるべきディスク部（２）と、タイヤが取り付けられるべき円環状をなすリム部（３）と、前記ディスク部及び前記リム部を互いに結合する複数のスポーク部（４）とを備える車両用ホイールであって、前記スポーク部の半径方向の内端部が、前記ディスク部に対して車軸方向の外向きに突出形成され、かつ前記ディスク部の外周縁よりも前記半径方向の内方に延出し、前記車軸方向の内側の面において、凹状の肉抜き部（１３）が前記スポーク部及び前記ディスク部に跨がって設けられており、前記スポーク部の前記半径方向の内端部における前記車軸方向の外側の表面は、前記半径方向の内方に向かうにつれて前記車軸方向の内方に向かい、前記ディスク部の前記車軸方向の外側の表面に接続する接続面（１２）を有し、前記肉抜き部の前記半径方向の延在範囲は、前記接続面の前記半径方向の延在範囲の全体を含むことを特徴とする。
この構成によれば、スポーク部とディスク部との連結部分における断面変化が緩やかになり、応力集中を抑制して車両用ホイール１を軽量化できる。
本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成の何れかにおいて、側面視で前記ディスク部及び前記リム部に重なっていない範囲において、前記スポーク部の周方向の幅及び厚さは略一定であり、前記半径方向の外方に向かうにつれて、前記肉抜き部の周方向の幅が広くなり、及び／又は前記肉抜き部の前記車軸方向の深さが深くなることを特徴とする。
スポーク部は、半径方向の外端側（リム部側）が半径方向の内端側（ディスク部側）よりも強度上細くできるが、この構成によれば、半径方向の外方に向かうほど肉抜きの量が増えるため、強度を確保した上で軽量化が図れる。
本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記構成の何れかにおいて、前記スポーク部と前記リム部との連結部分において、前記スポーク部の前記半径方向の外端部は、前記リム部に対して前記リム部の前記車軸方向の外縁（３ａ）よりも前記車軸方向の外方に突出形成され、かつ前記リム部の内周縁（３ｂ）よりも前記半径方向の外方に延出していることを特徴とする。
この構成によれば、スポーク部の外端部が、リム部に対して車軸方向の外方に突出しているため、スポーク部の剛性が向上する。
本発明の少なくともいくつかの実施形態は、上記の何れかの構成の車両用ホイールと、前記ディスク部よりも前記車軸方向の内方に配置され、側面視で前記車軸を中心として円形をなすブレーキディスク（１４）とを備える車両において、前記ディスク部の外径は、前記ブレーキディスクの外径に略等しいことを特徴とする。
この構成によれば、ブレーキディスクが外部から見え難く、意匠性が向上する。また、ブレーキの摩耗粉の飛散が抑制され、車両用ホイールの車軸方向の外側の面に摩耗粉が付着することが抑制される。
本発明によれば、スポーク部を有する車両用ホイールにおいて、必要な強度が確保された上で軽量化でき、製造の煩雑化が抑制できる。
実施形態に係るホイールの斜視図 実施形態に係るホイール本体の車軸方向の内側（裏面側）から見た側面図 Ａ：実施形態に係るホイール本体の車軸方向の外側（表面側）から見た側面図、Ｂ：Ａ図のＢ−Ｂ断面図 図３（Ａ）におけるＩＶ−ＩＶ断面図
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。説明に当たって前後、左右及び上下の方向は、車両の方向に従う。
図１〜図４に示すように、車両用ホイール１は、側面視で左右方向に延びる車軸を中心とした円形をなすディスク部２と、タイヤが取り付けられるリム部３と、ディスク部２及びリム部３を互いに連結する複数のスポーク部４とを備える。車両用ホイール１は、鋳物又は鍛造物である。
円盤状のディスク部２は、側面視における中心を貫通するセンター孔５と、センター孔５よりも半径方向の外方において、車軸方向に貫通する５つの締結孔６とが設けられている。５つの締結孔６は、センター孔５と同心円の共通の円周上に、周方向において互いに等間隔に配置される。車両本体のハブ７（図３）の軸部がセンター孔５に嵌合し、ハブ７に設けられたボルト（図示せず）が締結孔６に挿通されてナット（図示せず）に締結されることにより、又は、ボルト（図示せず）を締結孔６に挿通してハブ７に設けられたナット部（図示せず）に締結させることにより、車両用ホイール１がハブ７に固定される。ディスク部２の車軸方向の内側の面には、締結孔６の間に軽量化のための肉抜き８が設けられている。
円環状のリム部３は、車軸方向の外側に位置する第１ビードシート部９と、車軸方向の内側に位置する第２ビードシート部１０と、第１ビードシート部９及び第２ビードシート部１０の間を連結する中間部１１とを備える。第１ビードシート部９及び第２ビードシート部１０の半径方向の外側の面にはタイヤのビード（図示せず）が密着する。第１ビードシート部９が中間部１１に比べて厚肉になっていることにより、車両用ホイール１が回転する際の振動が低減され、騒音振動性能が向上する。第１ビードシート部９の車軸方向の外側の面は、半径方向の内方に向かうにつれて車軸方向の内方に向かい、かつ、車軸方向の外側に凸となるように湾曲している。
１０本のスポーク部４がディスク部２から半径方向の外方に放射状に延出してリム部３の第１ビードシート部９に連結している。１０本のスポーク部４は、車軸を中心に１０回対称形に配置される。すなわち、互いに隣り合うスポーク部４の半径方向の延長線がなす角度は等しく３６°である。
各々のスポーク部４は、側面視で、半径方向に延びる中心線に対して左右対称形をなす。スポーク部４の車軸方向の外側の面は、概ね車軸方向に直交している。スポーク部４の半径方向の両端面の近傍を除いた部分において、スポーク部４の車軸方向の外面の周方向幅は、略一定であり、車軸方向の内面の周方向幅よりも狭くなっており、周方向の両側面は傾斜面となっている。
スポーク部４の半径方向の内端部は、ディスク部２に対して車軸方向の外向きに突出形成され、かつディスク部２の外周縁よりも半径方向の内方に延出している。スポーク部４の半径方向の内端部における、ディスク部２に接続する車軸方向の外側の接続面１２は、半径方向の内方に向かうにつれて車軸方向の内方に向かうように傾斜又は湾曲している。
スポーク部４及びディスク部２の車軸方向の内側の面において、両者の連結部は概ね半径方向に沿って滑らかに連続しているが、スポーク部４及びディスク部２に跨る範囲に凹状の肉抜き部１３が形成されている。スポーク部４及びディスク部２に跨る範囲に肉抜き部１３を設けることによって、応力が一部に集中することを抑制して車両用ホイール１の強度及び剛性を最適化できるとともに、車両用ホイール１を軽量化できる。
肉抜き部１３は半径方向に沿って延在する。肉抜き部１３の半径方向の内端は、接続面１２よりも半径方向の内方に位置する。肉抜き部１３の半径方向の外端は、接続面１２よりも半径方向の外方、かつ、第１ビードシート部９の内周縁よりも半径方向の内方に位置する。従って、肉抜き部１３の半径方向の延在範囲は、接続面１２の半径方向の延在範囲の全体を含む。接続面１２によって、ディスク部２の車軸方向の外側の面とスポーク部４の車軸方向の外側の面との間に車軸方向に段差が生じている。この段差によってディスク部２及びスポーク部４を合わせた断面形状が急変すると、この部分に応力が集中する。しかし、肉抜き部１３の半径方向の延在範囲が、接続面１２の半径方向の延在範囲の全体を含むため、この部分の断面形状の変化が緩やかになり、応力集中を避けて車両用ホイール１を軽量化できる。
また、側面視でディスク部２及びリム部３に重なっていない範囲において、スポーク部４の周方向の幅及び厚さは略一定である。肉抜き部１３の周方向の幅は、半径方向の外方に向かうにつれて拡がっている。すなわち、肉抜き部１３は、側面視で等脚台形状をなしている。なお、肉抜き部１３の周方向の幅が変化することに加えて、又は代えて、肉抜き部１３の車軸方向の深さが、半径方向の外方に向かうにつれて深くなってもよい。スポーク部４は、半径方向の外端側（リム部側）が半径方向の内端側（ディスク部側）よりも強度上細くできるため、肉抜き部を半径方向の外方に向かうにつれて大きくすることにより、強度を確保した上で軽量化できる。
スポーク部４の半径方向の外端部は、リム部３の第１ビードシート部９の車軸方向の外側の面に連結する。第１ビードシート部９の車軸方向外側の面は、半径方向の外周縁が車軸方向の外縁になるように湾曲している。スポーク部４の半径方向の外端部は、リム部３に対してリム部３の車軸方向の外縁３ａよりも車軸方向の外方に向かって突出形成され、かつリム部３の第１ビードシート部９の半径方向の内周縁３ｂよりも半径方向の外方に延出している。このように、スポーク部４の外端部が、リム部３に対して車軸方向の外方に突出していることにより、スポーク部４の剛性が向上している。
車両用ホイール１が取り付けられた車両は、車両用ホイール１と同軸にディスク部２よりも車軸方向の内方、かつ、第２ビードシート部１０よりも車軸方向の外方に配置されて、側面視で車軸を中心とした円形をなすブレーキディスク１４を備える。ディスク部２の外径は、ブレーキディスク１４の外径に略等しい。このため、ブレーキディスク１４が外部から見え難く、意匠性が向上する。また、ブレーキの摩耗粉の飛散が抑制され、車両用ホイール１の意匠面である、車軸方向の外側の面に摩耗粉が付着することが抑制される。
以上のように、車両用ホイール１は、肉抜き部１３を設けることにより軽量化されるが、スポーク部４のディスク部２及びリム部３への連結形状や、肉抜き部１３の形状及び配置によって剛性が向上するため、補強のための他の部材を接合しなくても車両用ホイール１に必要な強度を確保できる。
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、スポーク部や締結孔の数は変更してもよく、この場合、複数のスポーク部及び締結孔は車軸を中心とする回転対称形に配置されることが好ましい。
１：車両用ホイール
２：ディスク部
３：リム部（３ａ：車軸方向の外縁、３ｂ：内周縁）
４：スポーク部
７：ハブ
１２：接続面
１３：肉抜き部
１４：ブレーキディスク

Claims (4)

  1. 車軸を中心とした円盤状をなし、ハブに取り付けられるべきディスク部と、
    タイヤが取り付けられるべき円環状をなすリム部と、
    前記ディスク部及び前記リム部を互いに結合する複数のスポーク部とを備える車両用ホイールであって、
    前記スポーク部の半径方向の内端部が、前記ディスク部に対して車軸方向の外向きに突出形成され、かつ前記ディスク部の外周縁よりも前記半径方向の内方に延出し、
    前記車軸方向の内側の面において、凹状の肉抜き部が前記スポーク部及び前記ディスク部に跨がって設けられており、
    前記スポーク部の前記半径方向の内端部における前記車軸方向の外側の表面は、前記半径方向の内方に向かうにつれて前記車軸方向の内方に向かい、前記ディスク部の前記車軸方向の外側の表面に接続する接続面を有し、
    前記肉抜き部の前記半径方向の延在範囲は、前記接続面の前記半径方向の延在範囲の全体を含むことを特徴とする車両用ホイール。
  2. 車軸を中心とした円盤状をなし、ハブに取り付けられるべきディスク部と、
    タイヤが取り付けられるべき円環状をなすリム部と、
    前記ディスク部及び前記リム部を互いに結合する複数のスポーク部と
    を備える車両用ホイールであって、
    前記スポーク部の半径方向の内端部が、前記ディスク部に対して車軸方向の外向きに突出形成され、かつ前記ディスク部の外周縁よりも前記半径方向の内方に延出し、
    前記車軸方向の内側の面において、凹状の肉抜き部が前記スポーク部と前記ディスク部の外周縁とに跨がって設けられており、
    側面視で前記ディスク部及び前記リム部に重なっていない範囲において、前記スポーク部の周方向の幅及び厚さは略一定であり、前記半径方向の外方に向かうにつれて、前記肉抜き部の周方向の幅が広くなり、及び／又は前記肉抜き部の前記車軸方向の深さが深くなることを特徴とする車両用ホイール。
  3. 前記スポーク部と前記リム部との連結部分において、前記スポーク部の前記半径方向の外端部は、前記リム部に対して前記リム部の前記車軸方向の外縁よりも前記車軸方向の外方に突出形成され、かつ前記リム部の内周縁よりも前記半径方向の外方に延出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用ホイール。
  4. 車軸を中心とした円盤状をなし、ハブに取り付けられるべきディスク部、タイヤが取り付けられるべき円環状をなすリム部、並びに、前記ディスク部及び前記リム部を互いに結合する複数のスポーク部を備える車両用ホイールと、
    前記ディスク部よりも車軸方向の内方に配置され、側面視で前記車軸を中心として円形をなすブレーキディスクと
    を備える車両において、
    前記スポーク部の半径方向の内端部が、前記ディスク部に対して前記車軸方向の外向きに突出形成され、かつ前記ディスク部の外周縁よりも前記半径方向の内方に延出し、
    前記車軸方向の内側の面において、凹状の肉抜き部が前記スポーク部と前記ディスク部の外周縁とに跨がって設けられており、
    前記ディスク部の外径は、前記ブレーキディスクの外径に略等しいことを特徴とする車両。
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