JPH11192804A

JPH11192804A - リブ構造を付与したリムを有するホイール

Info

Publication number: JPH11192804A
Application number: JP9319204A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Ono; 光太郎小野; Katsunori Yoshimura; 勝則吉村; Kenji Tsunoda; 憲治角田
Original assignee: Washi Kosan Co Ltd
Current assignee: Washi Kosan Co Ltd
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】リムの軽量化と強度を向上させたホイールを
提供すること。【解決手段】ホイールの外側及び／又は内側リム
（３，４）の少なくとも片側面に凹状及び／又は凸状の
断面形状を有するリブ（５）を形成する。リブはリムの
回転軸方向に対して傾斜を為す方向に形成する。またリ
ブの高さに高低差を設けて補強する強度を加減できるよ
うにしている。そしてリブのリム面に於ける平面形状は
幅と長さを有する形状、交差する形状、曲行する形状等
とする。更にリブの幅と長さが同一の場合は曲面の窪み
または膨らみとなるが曲面の替わりに多角形状の窪み又
は膨らみとして少なくとも２方向に配列することで多条
に交差するリブを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディスクとリム等
で構成されるホイールに於いて、リム面にリブを構成し
強度を高めて軽量化を図ったホイールに関するものでタ
イヤを装着する全てのホイールに関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤを装着するホイールは通常回転軸
に固定される円盤状のディスクとその周面に固定される
円筒状のリムから成るものである。リムを構成する部材
は走行中絶えず引っ張りと曲げ応力が作用しこれに耐え
る強度を有する素材が要求される。ホイールに用いられ
る素材は鉄、アルミニュウム、マグネシュウムなどの金
属、合成樹脂が用いられ強度と軽量化の向上の為多大の
努力が払われ一方ディスクの表面には種々のデザインが
施されている。ホイールの形状は取着される輸送手段の
発展に伴い改良が加えられ年々変化の一途をたどってい
る。最も変化の大きなものは車両用ホイールであり車輌
の高性能化が進みタイヤの幅が広くなり、ブレーキの形
状も大型化したためにオフセット寸法が増大すると共に
ディスク周縁部が外リムに直接結合される結果内側リム
はかなり広い幅を有するようになってきている。ホイー
ルの重量は乗用車の操縦性能や燃費に大きな影響を及ぼ
すために軽量で且つ強靱であることが要求されるのでリ
ムの厚みは極力薄く構成され鍛造製のホイールに於いて
は３ｍｍと薄いものになっている。一般にリム自体の横
断面形状は一種のリブ構造を構成してリムが真円度を維
持するための補強を行うようになっており加えてフラン
ジやハンプはそれ自体の持つ機能のほかにリム形状が維
持されるように付勢する機能も合わせ持つものである。
しかしながら上述したように内側リム幅が広くなってく
ると更なる強度と軽量化が望まれる。

【０００３】ホイールを軽量化する手段としては比重の
軽い素材を用いるのが基本であるが強度の面から考察す
れば素材それぞれのリムの厚さには自ずと限度がありこ
れら限度を超えて薄いリムによる軽量化を図ろうとすれ
ば何らかの形状による補強が必要になる。先行技術の開
示によれば、特開昭５５−８９１４号に於いて帯鋼を圧
延する際に幅の中央部をその両端部に比し厚肉に延伸す
る傍ら幅方向に凹部を適宜ピッチで設けて延伸量を調節
しリブと成すことが述べられている。その後両端部をフ
レアリング加工によりフランジとしながら円環状に成形
し所定の長さに切断して切断面を結合しリムを製造する
ものである。そして凹凸状の形状を突起、うろこ模様、
網目模様などを採用することが可能であることが記載さ
れている。しかしながら上述したように延伸量を調節す
ることが必須条件であるから所定長さに於ける圧延方向
の凹部又は凸部の長さの総計はどの部分をとっても同一
であることが必要であるため模様の自由度は制約がある
からリムの補強に必要なリブの形成は十分とは云えな
い。更にその他の先行技術としては実開平１−１６１８
０１号に於いて樹脂製ホイールをリブで補強した例が記
載されている。リブは複数個設けられ回転軸心に対して
直角方向（円周方向）及び平行方向のものが示されてい
る。このうち軸方向に平行なリブはリムの内周面にのみ
形成されておりリムの形状に沿って構成したかについて
は不明である。いずれにしてもリムの外周面と内周面に
それぞれリブを複数個設けたものであり双方のリブが同
一面で交差することはないからホイールとしては半径方
向で見かけの厚みが大きなものとなる。またリブの方向
については斜め方向に対する配慮が成されていない。単
に円筒形のリムの補強を目的に２方向にリブを配設した
ものでこれらを合成した合理的なリブ構造を提案する本
発明とは異なるものである。走行時に於けるホイールに
掛かる応力は回転軸に対して種々の方向から加えられる
から満遍なく補強されることが好ましい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】リムの軽量化と強度を
向上させたホイールを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ディスクとリ
ム等で構成されるホイールに於いて、外側及び／又は内
側リムの少なくとも片側面に凹状及び／又は凸状の断面
形状を有するリブを回転軸方向に対して傾斜を為す方向
に形成するものである。リブの成形はパンチやプレスに
よるか型ロールを押圧するなど塑性変形により形成され
る。この場合リムの円周長が定まった後にリブを成形す
るので延伸量が発生しないように配慮することが肝要で
ある。

【０００６】そして、リブの平面形状は幅と長さを有し
ており前記リム周面に配設される。更に詳しくは後述す
る図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す如く交差はするが
個別に配列される形状と少なくとも他の一つと連続する
ものが有り交差する方向も直角方向に限るものではな
い。又リブの稜線も直線に限らず曲線も本発明に含まれ
る。外側及び内側リムはそれぞれ回転軸方向に有限の長
さを有するからこれらの方向にリブを延長して形成する
場合は当然所定の長さを持つことになるが後述するよう
に形状によって無端となるものがある。

【０００７】また、リブのリム面からの高さ及び／又は
深さが一定若しくは高低差を有する形状にすることで補
強する強さを種々に設定できる。一つのリブ内に高低差
を設けるか高さ又は深さの異なるリブを順次配列する。

【０００８】更に、リブの幅が異なる部分を一連に設け
てリブの補強力を調整する。リブの平面形状が略三角形
や台形等を成すほか外郭線に曲線を用いた形状に形成す
る。

【０００９】一方、リブの平面形状を曲行するように配
設することもできる。リム面は円弧であるから回転軸方
向に傾斜する方向は側面から眺めると曲線となるがここ
では蛇行するか螺行するリブを意味している。

【００１０】更に、蛇行するようなリブに於いては先端
部と後端部が重なるような無端に形成することが出来
る。

【００１１】また、類似の形状としてリブの幅と長さが
同一の場合は曲面状の窪み及び／又は膨らみとなりリム
の補強が可能である。

【００１２】更にリブ形状の変形として多角形状の凹部
及び／又は凸部を形成する。結果として少なくとも２方
向に多条のリブを形成することが出来る。

【００１３】他に鋳造製や樹脂製のホイールの成形行程
に於いては鋳型に予めリブとなるべき形状を施して前記
リブを成形するか鋳造製の場合は離型後塑性変形させて
リブを形成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明を図を用いて説明する。図
１（ａ）は一体型軽合金製ホイール１の回転軸心を含む
断面図である。ホイール１は高オフセット型でディスク
２は外側リム３に結合され幅の広い内側リム４を有して
いる。これらリムは全体としては一種のリブ構造を構成
し半径は一定ではないが略円筒状である。尚リムにはタ
イヤの脱落を防止するハンプ８とリムフランジ９が設け
られている。本発明はリムの円筒面に相当する部分に対
し更にリブ５を設けて円筒部を補強するものである。Ｓ
はオフセット寸法を示す。一例として一種の円筒部を構
成する内側リム４にはリブ５，５ａ・・・が多数設けら
れ図１の中で破線円で示した部分を拡大して図１（ｂ）
に断面図で示し、図１（ａ）の矢印Ａ方向の平面図を図
２（ａ）にその一部を示し関連する形状を同図（ｂ），
（ｃ）に示す。図２（ａ）におけるリブ５，５ａ・・・
は図１（ｂ）に示すように高さｈ₁で曲面の凸部６と曲
面の凹部７で深さｄ₁をもち幅Ｗ及び長さＬで構成され
９０度方向に交互に配列される。本例ではＷが９ｍｍ，
Ｌが２０〜３０ｍｍ，ｈ₁が１ｍｍ，ｄ₁を１ｍｍとし内
側リムにプレス成形した。内リムの厚さｔを２．４ｍｍ
にして上記リブを設けたものとリムの厚さを３ｍｍとし
リブを形成しないものと回転曲げ強度テストしたところ
ほぼ同程度の強度を示した。また図２（ｂ）はリブ５，
５ａが一体となりＴ字型のリブ５−１を形成するもので
ある。図２（ｃ）はリブ５−２，５−３の稜線が太い実
線で示す曲線を基調としており交差する部分に曲面ｒを
形成したものが細い実線で示される。ここでリブ５−
２，５−３を凸状にプレス成形する場合押し型と受け型
はそれぞれ別の形状を刻設しているので凹状に成形され
る部分（細い実線で示された部分）の平面形状は略菱形
及び楕円形を呈しこの部分もリブと見なすことが出来る
からリブの幅は必ずしも一定でなく異なる幅を一連に設
けたことになる。実際には図示されたリムの一部は円弧
面となるが便宜上平面として示している。

【００１５】リブ５は種々の形状をとることが出来る。
図３（ａ）は別の例を示すものでリムの回転軸方向に対
し６０度方向にリブ１０ａ，１０ｂを設けたものであ
る。結果として菱形の凹部１１を配列することでよいが
一部をＢ−Ｂ矢視断面図として図３（ｂ）に示す。この
場合も深さｄ₂を１ｍｍ、高さｈ₂を１ｍｍとすることで
同様の強度を確保できた。なお凹部の間隔ｐ₁，ｐ₂は共
に６ｍｍとした。本例では凹部１１の形状が菱形である
がこの形状は三角形、四角形、六角形等の多角形状を用
いることが出来る。結果としてリブ１０ａ，１０ｂは多
条に交差して形成される。ここで注意されべきところ
は、リムの回転軸に直交する方向の任意の位置で凹部の
長さｍ₁，ｍ₂は一定でないところであり延伸しながら凹
凸部を設ける手段では達成できないところである。

【００１６】別の実施例としてリムの表面側にリブの高
さ及び／又は深さに高低差を設けたところを説明する。
図３（ｃ）はリム４に内側リムの幅方向に長い凸状のリ
ブ５−４をプレス加工したものでリブの裏面は凹状とな
っている。Ｅ−Ｅ矢視断面図を同図（ｄ）に示す。リブ
５−４の両端部に於けるリム面からの高さＨ₁，Ｈ₂は異
なる高さを有しておりＨ₂側の方が高くリブとしての補
強力は大きい。稜線Ｇは直線に限らず曲線でも良い。こ
のようにリブの高さに高低差を設けることはリムの幅方
向で補強の度合いを加減することが可能となる。従って
先出の凹部１１の深さに高低差を設けることでも同様の
効果をもたらすことが出来る。

【００１７】更に、その他の例として菱形の凹部１１を
球面に置換するもので図４（ａ）に球面状の窪み２０を
形成した例を示しそのＣ−Ｃ矢視断面を図４（ｂ）に示
した。この場合も深さｄ₃及び高さｈ₃をそれぞれ１ｍｍ
としてプレス成形した。窪み２０のピッチｐ₃，ｐ₄は６
０度の方向にそれぞれ１５ｍｍであり、窪みの曲率半径
Ｒ₁は７ｍｍである。窪みは重ならないようにし等間隔
に分散させる方が好ましい。結果としてこれら窪みは３
方向に配列したことになりこれによって生ずる凹凸部の
構成は互いにリブ構造を有することになる。また前記窪
みは球面に限らず他の曲面であっても良い。本例では窪
みの裏面を膨らみ２２として形成している。

【００１８】鋳造製や樹脂製の場合は、金型に転写面が
リブになるような凹凸部を構成すればよい。鋳造に於い
て注入される金属は溶融状態からやがて塑状を示し金型
の面形状を正確に転写することになる。また金属が塑状
を示す段階で金型を除去し別行程でプレスによるエンボ
ス加工によりリブを構成しても良い。鋳造の場合はリム
の外側面又は内側面にのみ凹状又は凸状のリブを形成し
ても良いが金型の構成上いずれも割型でないと脱型が出
来ないのでリムの外側面にリブを構成する方が有利であ
る。この場合、裏面側には凹凸状の面は生じない。

【００１９】軽合金製ホイールの製造工程では鍛造、鋳
造の如何を問わず真円度の向上の為にリムを旋盤による
旋削を行うことが多いが本発明に於いてもこの旋削作業
は必要でリムの旋削加工面を正にしてダイスをあてがい
パンチやプレスによるエンボス加工を施すのが簡易な方
法である。又リムの内側加工面に嵌合するマンドレルに
前記旋削加工済みのホイールを装着しリブ形状を有する
回転可能な型を押圧しリブを形成することが出来る。こ
の場合マンドレルは受け型となり凹凸状の形状を設ける
ことは出来なくなるからリムの外側面にのみエンボス加
工が可能である。好ましい形状としては球面、多角形状
が挙げられるがこれら凹状の部分の相互間隔を密にすれ
ばリム部材を鍛造する効果があり金属強度を高める効果
がある。一例として曲率半径１ｍｍの球面をエンボス加
工したリム外側面の状態を図５に示す。図５（ａ）は一
部平面の拡大図で球面の窪み２１が互いに６０度の方向
にピッチｐ₅でエンボス加工されている。またＤ−Ｄ矢
視断面図を図５（ｂ）に示す。窪みの深さｄ₄は０．５
ｍｍで曲率半径Ｒ₂は１ｍｍであり窪みのピッチｐ₅は
２．５ｍｍとした。これらの数値は特に限定されるもの
でなく窪みが重ならないように設けるのが好ましい。

【００２０】種々のリブの形状を内側リムについて述べ
てきたが外側リムについても同様に加工することが出来
るがディスク２のデザインによってはリブの後加工が出
来ない場合がある。このような場合はディスクのデザイ
ンに嵌合するダイス又はマンドレルを用意して外側リム
の変形を防止することで可能となるが詳細な説明は省
く。

【００２１】図６に一部を斜視図としてリブを回転軸方
向に対して傾斜を為す方向に形成した例を示す。図６
（ａ）は軽合金製ホイール１のリム４の片側面に平面形
状が略長方形の凸状のリブ３０を回転軸に対して斜めに
並設したものである。一方向に並設する場合はリブ幅を
広くとることが出来るから高さの設定にも余裕があり高
さ２〜３ｍｍのリブとして強度の高いものを得ることが
できるほか長さに於いてもリム幅全体に亘り形成するこ
とが容易である。このようなリブの変形を図６（ｂ）に
示す。平面形状が三角形のリブ３０ａを交互に向きを変
えて内リムのほぼ全幅に凸状に並設する。結果として凹
状の部分３１もリブとなり矢印Ｆが示すような蛇行する
リブをリムの全周面にわたり無端に設けられる。これら
リブの平面形状は上述した長方形や三角形のほかに弓形
など種々の形状を用いることが出来る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ホ
イールのリムの少なくとも片側面にリブを構成すること
でリム部材の強度を高めることが出来るので厚みを軽減
しうるからホイールの重量を軽くすることが出来る。ま
た塑性変形によるリブの構成について述べたが型成形に
よる鋳造や樹脂製のホイールにも上述したリブを形成す
ることも本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は軽合金製ホイールの断面図であり、
（ｂ）は一部拡大断面図である。

【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は形状の異な
るリブの平面図である。

【図３】（ａ），（ｃ）は別のリブ形状を示す平面図で
あり、（ｂ），（ｄ）はそれぞれの一部拡大断面図であ
る。

【図４】（ａ）は球面の窪みを配設した平面図であり、
（ｂ）は一部拡大断面図である。

【図５】（ａ）はリム外側面にのみ窪みを設けた平面図
であり、（ｂ）はその一部拡大断面図である。

【図６】（ａ）はリム外側面に一方向のリブを並設した
一部斜視図であり、（ｂ）はその変形を示す一部斜視図
である。

【符号の説明】

１軽合金製ホイール２ディスク３外側リム４内側リム５，５ａリブ６曲面の凸部７曲面の凹部１０ａ，１０ｂリブ１１菱形の凹部２０，２１球面の窪み３０長方形状のリブ３０ａ三角形状のリブ３１凹状の部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスクとリム等で構成されるホイール
に於いて、外側及び／又は内側リムの少なくとも片側面
に凹状及び／又は凸状の断面形状を有するリブを回転軸
方向に対して傾斜を為す方向に形成して成るリブ構造を
付与したリムを有するホイール。
【請求項２】リブの平面形状が幅と長さを有しており
前記リム周面に配設された請求項１に記載のホイール。
【請求項３】リブのリム面からの高さ及び／又は深さ
が一定若しくは高低差を有する形状に形成した請求項１
及び２に記載のホイール。
【請求項４】リブの幅が異なる部分を一連に設けて成
る請求項１〜３のいずれか１項に記載のホイール。
【請求項５】リブの平面形状が曲行する方向に配設さ
れた請求項１〜４のいずれか１項に記載のホイール。
【請求項６】リブの平面形状が無端に前記リム周面に
形成された請求項１〜５のいずれか１項に記載のホイー
ル。
【請求項７】外側及び／又は内側リムの少なくとも片
側面に曲面で構成される窪み及び／又は膨らみを形成し
た請求項１〜６のいずれか１項に記載のホイール。
【請求項８】外側及び／又は内側リムの少なくとも片
側面に多角形状の凹部及び／又は凸部を形成した請求項
１〜６のいずれか１項に記載のホイール。
【請求項９】ホイールの成形行程に於いて、前記のリ
ブを形成した請求項１〜８のいずれか１項に記載のホイ
ール。