JPH10211801A - 不均板厚ディスク - Google Patents
不均板厚ディスクInfo
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- JPH10211801A JPH10211801A JP1662797A JP1662797A JPH10211801A JP H10211801 A JPH10211801 A JP H10211801A JP 1662797 A JP1662797 A JP 1662797A JP 1662797 A JP1662797 A JP 1662797A JP H10211801 A JPH10211801 A JP H10211801A
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Abstract
強度を向上させ、重量軽減もはかれるホイールディスク
を提供する。 【解決手段】 意匠面1dの板厚分布を、飾り穴3の中
心を通り飾り穴3の中心3aとホイール4の中心とを結
ぶ直線から45度傾けた直線が飾り穴3の周縁と交差す
る部分3bおよび近傍の板厚を他の飾り穴周縁部より増
厚させて飾り穴増厚部1cとした不均板厚ディスク。
Description
のディスクに関する。
に、皿状のディスク1と環状のリム2とを接合して製作
される。特にバス、トラック用のディスクは、従来、図
9に示すように、平板素材3プレスで打ち抜いたり、ま
たはガス切断によって円形ブランク材4を用意し、プレ
ス機で絞り成形型5により絞り成形を行いディスク形状
を出し、ハブ穴、ボルト穴、飾り穴をプレス機で穴抜き
し、ナット座をマルチプルドリルで皿加工して製作して
いた。平板からプレス機によって絞り成形されたディス
クは、図7に示すようにディスクの断面の板厚は、ほぼ
等厚成形される。また、図8のようにコールドスピン加
工により徐々に減肉したものもあるが、経験的にハブ取
付部の板厚を基準にすると、端部は元厚の約1/2程度
まで減肉させたものが長い間使用されてきた。
ディスク、および端末部に向かって肉厚を単に徐減させ
たものが必ずしも科学的に分析された結果決められた形
状でないため、最近のより耐久性を向上させ、重量低減
をはかりたいという要求にこたえることができなかっ
た。こうした要求にこたえるため出願人は先に、有限要
素法を用いてホイールに作用する応力分布を解析し特開
平7−257101号に示す自動車用ホイールを開発し
た。しかし、この自動車用ホイールはリムとディスクの
一般部(壁の存在する部位)が最弱部の場合は有効であ
るが、ホイールによっては飾り穴部から疲労亀裂が発生
することも多く、こうした飾り穴部が最弱部の場合は、
その目的を達成することができなかった。本発明の目的
は、一般部だけでなく穴周縁部を含めてより総合的に発
生応力分布を改善し、ディスクホイールの耐久疲労強度
を向上させ、重量低減も可能なディスクを提供すること
にある。
の、本発明の不均板厚ディスクはつぎの通りである。 (1) ホイールの軸芯と直交する方向に延びるハブ取
付部と、前記ハブ取付部につらなり、半径方向外側にか
つ軸方向内側に向かって湾曲しながら延びる湾曲部と、
前記湾曲部につらなり、半径方向外側にかつ軸方向内側
に向かって、前記湾曲部の曲率半径よりも大きな曲率半
径で湾曲しながら延びる意匠面部と、前記意匠面部につ
らなり、軸方向外側に向かって延びる端末部と、前記意
匠面部に設けられた複数個の飾り穴と、を有するホイー
ル用ディスクにおいて、前記意匠面部の板厚分布を、前
記飾り穴の軸芯方向に見て、前記飾り穴の中心を通り前
記飾り穴の中心と前記ホイールの中心とを結ぶ直線から
45度傾けた直線が前記飾り穴の周縁と交差する部分お
よび近傍を、他の飾り穴周縁部よりも板厚を増厚させて
飾り穴増厚部としたことを特徴とする不均板厚ディス
ク。 (2) 前記飾り穴増厚部を、意匠面部の裏面側を増厚
させることにより形成した(1)記載の不均板厚ディス
ク。 (3) 前記ディスクの板厚分布を、ハブ取付部、飾り
穴増厚部、湾曲部、飾り穴中心部、端末部、の順に薄肉
とした(1)、(2)記載の不均板厚ディスク。 (4) 前記ディスクの板厚分布を、ハブ取付部を1と
した場合、飾り穴増厚部を0.62〜0.70、湾曲部
を0.50〜0.58、飾り穴中心部を0.42〜0.
50、端末部を0.35〜0.42、とした(1)、
(2)記載の不均板厚ディスク。
クにおいては、ディスクの飾り穴周縁部に応力が集中し
やすく、とくに飾り穴の中心を通り飾り穴中心とホイー
ル中心とを結ぶ直線から左右に45度傾けた直線が飾り
穴の周縁と交差する部分またはその近傍から、亀裂が発
生するので、その部分の板厚を飾り穴増厚部として増厚
し、その部分の板厚を飾り穴増厚部として増厚し、その
部分を強化させた。上記(2)のディスクでは、飾り穴
増厚部をディスク裏面に設けたので、応力バランスがよ
くなり、耐久性がさらに向上する。上記(3)、(4)
のディスクでは、板厚分布をハブ取付部、飾り穴の増厚
部、湾曲部、飾り穴中心部、端末部の順に薄肉としたの
で、応力バランスがよく、重量増加を伴うことなく耐久
疲労強度が向上する。また、ディスクの重量も低減で
き、車両重量軽減による燃費の向上に貢献できる。この
板厚分布の形成は、コールドスピニングなどによって容
易に実現できる。
るディスクを示している。従来構成と同じ部分には図
7、図8と同じ符号を付してある。ホイール4は、図1
に示すように、リムの形状に成形された環状のリム2の
内周側に皿状のディスク1を嵌合し、ディスク1の端部
1eを溶接接合することによって製作される。ディスク
1は、ハブ取付部1aと、湾曲部1bと、意匠面部1d
と、端末部1eとを有する。意匠面部1dは湾曲部1b
および端末部1eになめらかに連なるために意匠面部1
dの湾曲と反対方向に湾曲する両端部を有する。ハブ取
付部1aはディスク軸芯(ホイール軸芯と一致)と直交
する方向に延びる。湾曲部1bは、ハブ取付部1aに一
体的に連なり、半径方向外側にかつホイール軸方向内側
に向かって湾曲しながら延びて、意匠面部1dの端部に
接続している。意匠面部1dは、湾曲部1bに連なり半
径方向外側にかつ軸方向内側に向かって、湾曲部1bの
曲率半径よりも大きな曲率半径をもって湾曲しながら、
延びる。端末部1eは、意匠面部1dに連なり、ホイー
ル軸方向内側に向かって、ディスク軸芯と平行かまたは
ほぼ平行に延びる。リム2とディスク1とはディスク端
末部1eの先端で溶接接合される。4bはその溶接部を
示す。ディスク1の意匠面部1dには図2、図4にも示
すように、意匠性の向上、放熱性の向上、重量軽減の目
的で、ほぼ円形の飾り穴3が、ほぼ同一円周上に複数個
(図4では6個)形成されている。
板厚に変化をもたせてある。ハブ取付部の板厚は均等か
またはほぼ均等である。湾曲部1bの板厚はハブ取付部
1aの板厚を1とした場合、0.50〜0.58の範囲
にある。意匠面部1dは、飾り穴の軸方向視(図2)に
おいて、飾り穴3の中心を通り、飾り穴3の中心3a
と、ホイール4の中心4aとを結ぶ直線から45傾けた
直線が、飾り穴3の周縁3cと交差する部分3b(一つ
の飾り穴に4箇所)とその他の部分を有し、交差する部
分3bおよびその近傍は他の周縁部より板厚を増大して
飾り穴増厚部1cとしてある。飾り穴増厚部1cはハブ
取付部1aを1とした場合0.62〜0.70の範囲に
あり、この部分の板厚はハブ取付部1aについで厚く形
成されている。また、この飾り穴増厚部1cの増厚は、
図5(B)に示すように意匠面部1dの表側に形成して
も従来の形状(C)に比べて、表、裏の応力バランスを
向上させることができるが、図5(A)に示すように、
意匠面部1dの裏面側に形成することがより望ましい。
他の意匠面部1dの板厚は、ハブ取付部1aを1とした
場合、0.42〜0.50の範囲にある。端末部1eの
板厚は、ハブ取付部1の板厚を1とした場合、0.35
〜0.42の範囲に形成されている。以上の構成から、
板厚分布はハブ取付部1a、飾り穴増厚部1c、湾曲部
1b、意匠面部1d、端末部1eの順に薄肉となってい
る。
の中央にハブ穴5が穿設され、意匠面部1dには飾り穴
3が周方向に互いに間隔をおいて複数個穿設される。デ
ィスク1は車両のハブに装着され、ハブボルト(図示せ
ず)、ボルト穴6、ナット座6aによって固定される。
コールドスピニングによって製作することができる。図
3において、均等板厚素材20からプレス打ち抜き等に
よって、円形素材21をつくり、つぎにコールドスピニ
ング機22を用いてスピニング加工を行い、上記板厚の
関係を満足するように成形加工される。つぎに、プレス
機によって、ハブ穴5、ボルト穴6、飾り穴3を打ち抜
き、更に、マルチプルドリルでボルト穴6のナット座6
aの加工を行う。従来のスピニング加工はハブ取付部1
aから、端末部1eの間が徐々に薄くなるように成形し
たり、湾曲部1bを端末部1eよりも薄くなるように成
形したが、本発明では、意匠面部1dのうち、最も応力
の集中しやすい、飾り穴3の中心とホイール4の中心と
を結ぶ直線から45度傾けた直線が飾り穴3の周縁と交
差する部分3bおよびその近傍を、その部分の板厚を他
の部分よりも増厚させ、飾り穴増厚部1cを形成した。
上記板厚の関係を達成できれば、コールドスピニング以
外の方法で製作されてもよい。たとえば、最近開発され
ている揺動鍛造法やその他の成形法を用いてもよい。
する。図5(A)、(B)は本発明による飾り穴近傍の
板厚分布と板厚の増厚部の増厚方向を示し、図5(C)
は従来の板厚分布のものを比較のために示したものであ
る。また、図6は応力の発生の状況を従来例のストレー
ト表側の応力値を1とした場合と比較して示したもので
ある。図5(A)は最も亀裂が発生しやすい飾り穴の中
心を通り飾り穴の中心とホイールの中心とを結ぶ直線か
ら45度傾けた直線が飾り穴の周縁と交差する部分およ
び近傍の板厚を意匠面部の裏側の方向に増厚させたの
で、図6に示すように、応力の発生を抑えるとともに、
裏と表のバランスを良くすることができる。図5(B)
は表側に増厚したものであるが、従来例の(C)よりも
応力が改善できた結果になっている。これによって、本
発明品では、従来例である図7、図8のディスクよりも
大幅な重量低減がはかられるとともに、大幅な耐久性の
向上がはかられ、また改善される。そして、特開平7−
257201号のディスクと比較しても、同等かそれ以
上の重量低減ができ、さらなる耐久性の向上がはかられ
る。
り、飾り穴の中心とホイールの中心とを結ぶ直線から4
5度傾けた直線が飾り穴の周縁と交差する部分および近
傍を飾り穴増厚部として、他の飾り穴周縁よりも増厚さ
せたので、発生応力を低減させ、飾り穴からの亀裂の発
生を防止し、ホイールの耐久疲労強度を向上させること
ができるとともに、重量を低減させることができる。請
求項2によれば、飾り穴増厚部を意匠面部の裏側に増厚
させたので、応力バランスを良くし、より耐久性を高め
ることができる。請求項3によれば、請求項1、2と同
様な効果を得ることができる。請求項4によれば、最適
の耐久性向上と重量低減がはかられる。
ホイールの部分断面図である。
平面図である。
図である。
部の断面図である。
部の応力の比較を示す表である。
断面図である。
断面図である。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ホイールの軸芯と直交する方向に延びる
ハブ取付部と、 前記ハブ取付部につらなり、半径方向外側にかつ軸方向
内側に向かって湾曲しながら延びる湾曲部と、 前記湾曲部につらなり、半径方向外側にかつ軸方向内側
に向かって、前記湾曲部の曲率半径よりも大きな曲率半
径で湾曲しながら延びる意匠面部と、 前記意匠面部につらなり、軸方向外側に向かって延びる
端末部と、 前記意匠面部に設けられた複数個の飾り穴と、を有する
ホイール用ディスクにおいて、 前記意匠面部の板厚分布を、前記飾り穴の軸芯方向に見
て、前記飾り穴の中心を通り前記飾り穴の中心と前記ホ
イールの中心とを結ぶ直線から45度傾けた直線が前記
飾り穴の周縁と交差する部分および近傍を、他の飾り穴
周縁部よりも板厚を増厚させて飾り穴増厚部としたこと
を特徴とする不均板厚ディスク。 - 【請求項2】 前記飾り穴増厚部を、意匠面部の裏面側
を増厚させることにより形成した請求項1記載の不均板
厚ディスク。 - 【請求項3】 前記ディスクの板厚分布を、ハブ取付
部、飾り穴増厚部、湾曲部、飾り穴中心部、端末部、の
順に薄肉とした請求項1、請求項2記載の不均板厚ディ
スク。 - 【請求項4】 前記ディスクの板厚分布を、ハブ取付部
を1とした場合、飾り穴増厚部を0.62〜0.70、
湾曲部を0.50〜0.58、飾り穴中心部を0.42
〜0.50、端末部を0.35〜0.42、とした請求
項1、請求項2記載の不均板厚ディスク。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010163065A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | 自動車用ホイールおよび自動車用ホイールの製造方法 |
JP2017530897A (ja) * | 2014-08-29 | 2017-10-19 | マキシオン ホイールズ ジャーマニー ホールディングス ゲーエムベーハー | ディスクホイールのためのホイールディスク |
CN109774372A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-21 | 东风汽车底盘系统有限公司 | 一种车轮轮辐及其生产方法 |
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-
1997
- 1997-01-30 JP JP01662797A patent/JP3758780B2/ja not_active Expired - Fee Related
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