WO2005075220A1

WO2005075220A1 - 軽合金製ホイール

Info

Publication number: WO2005075220A1
Application number: PCT/JP2004/013732
Authority: WO
Inventors: Kotaro Ono
Original assignee: Washi Kosan Co., Ltd.
Priority date: 2004-02-03
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2005-08-18
Also published as: EP1714798B1; JPWO2005075220A1; CN1914051A; EP1714798A1; JP4880305B2; EP1714798A4; US20080277996A1

Abstract

　２輪車及び４輪車用ホイールのリム部に空洞部を設けてリムの外観意匠を自在に行うとともに、リムの剛性を向上させることを目的とし、主としてタイヤの仕様との関連で予め角度及び寸法など形状が定められた外側リム１を構成するビードシートＢ、ハンプ部Ｈ、スロープ部Ｓの各面を構成して成る所定の厚みを有する無垢のリムに対して、更に意匠形成面Ｄを加えたこれら４面で囲まれた部分に空洞部５を設けて管環状体を成すリムを構成し、該管環状体の断面積と断面２次モーメントを算出して、無垢のリムから成るホイールに対してより軽量で剛性の高いファッション性に富んだ軽合金製ホイールを提供する。

Description

明細書

軽合金製ホイール

技術分野

[0001] 本発明は、 2輪車、オートバイ及び少なくとも 4輪を装着した自動車において、車輪の外リム部の意匠に近年のファッションであるソフトリム等広く自由度を付与するために、外側リム部を広くし、これによる重量増を避けるため、リム部に空洞部を設けて剛性を高めた軽合金製ホイールに関する。

背景技術

[0002] 軽合金製ホイールは、アルミニウムやマグネシウムを素材原料とし、軽量であり加工性が良いことから意匠性に優れたホイールが提供され、車輛の製造ラインで装着されるほどその装着率は高まっている。し力しながら、外側リムの外観形状はタイヤが装着される面のビードシート、ハンプ、ハンプからリムゥエルに至るスロープ及びリムフランジ内面などの形状が原則として ETRTO規格（Europian Tire and Rim Technical Organization),あるい〖お ATMA規格（日本自動車タイヤ協会）により定められており、多少の形状差はあるもののそれ等の制約によって、リムの外側面をゆるやかな曲面で形成する、いわゆるソフトリムなどを採用するためには、リムの外周部分を広くする必要がある。このためには外側リム断面積を大きくせねばならず、ホイールの重量増加と、うハンディキャップが生じる。

[0003] 前出のハンプからリムゥエルに至るスロープの角度は 4輪を装着する自動車用として、 ETRTO規格では、回転軸に直交する垂直な面に対して 20度以上の傾斜面を、 JATMA規格では、 20度 ± 5度を規定しており、スロープの長さについてはビードシートとリムゥエル間の高さを、前者は 17. 3mm以上、後者は 17. Omm以上と規定している。従って角度 20度以上を設定する場合、スロープの長さは長くなる傾向になる力このことはオフセット寸法が小さいホイールを形成する。外観的にはディスク面が奥まったホイールとなり独特のファッション性を示す力リムの強度は低下することになり、補強するために肉厚を厚くするのでホイール重量は増加する。

[0004] このようなホイールはアフターマーケットでは好ましく取り上げられる力車輛メーカ一では採用されていない。理由としては、ホイールの剛性の低下とブレーキ構造が大型化し、オフセット寸法を大きくとり、ディスクを外側リムフランジに近接した位置に設定せざるを得ない事情がある。また前記スロープの角度は、リムの剛性に大きく影響を及ぼすので、角度はこれらに配慮して設定するのが好ましい。

[0005] 2輪車用のホイールも上記規格にて規定されており、リムゥェルカハンプに至るスロープの傾斜角は 22度で 5度の公差を有し、ハンプの高さは 12. 5— 13mm、ビードシートの傾斜角は 5度 ± 1度となっており、 4輪車用のホイールリムとほぼ相似形状であるが、外側リムと内側リムの区別はなく同じ形状である。

[0006] 一方、車輛の高速走行ィ匕に伴い、ホイールの剛性と軽量ィ匕が求められ、リム部とスポーク部に中空部を設ける製造法が提案されている。先行技術としては特許文献 1、特許文献 2が挙げられる。これらの技術はスポーク部とリム部の中空部が連通することを主体にしているために、リムの形状はスポーク部に中空部を形成しやすくすることが優先され、軽合金製ホイール装着の主目的の 1つであるであるファッション性、就中、リム形状の意匠性には触れていない。本願発明はこの点に鑑み提案するものである。

特許文献 1：特開平 5— 278401号公報

特許文献 2：特表 2003 - 527269号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 通常外側リムあるいは内側リムが無垢で形成される場合、タイヤ装着側の形状が E TRTO規格あるい ίお ATMA規格などが広く用いられるので多少の差異があるものの、 2輪車及び 4輪車用とも原則として形状が定まっているため、例えば軽合金製板材を塑性変形させた場合、リムの外部形状はタイヤ装着側の形状と相似形になる。これを铸造もしくは鍛造、さらにはダイキャストで成形する場合多少の肉厚部と薄肉部が形成されたとしても、大略同じ形状になってしまうことから、ホイールの外観は画一的に成らざるを得ないものである。従って、特に外側リムの外観面を自由に意匠付けした場合、可成りの断面積が必要となって厚肉に成るところが生じ、ホイールの重量を重くしてしまう。 [0008] 本発明は、厚肉になる箇所に空洞を設けて、タイヤ装着側のリム形状と関連性を絶ち、意匠性が高くモノコック構造として剛性を高め意匠性の高いホイールを提供する。特に 2輪車用はリム断面形状は対称でありリム形状の意匠性向上には有用な手段であり、解決しょうとする課題は、ホイールのリム部に空洞部を設けて可及的自由にデザイン可能になるよう、外側リム部を広くすることによりリムの外観意匠を自在に行うとともに、リムの剛性を向上させることである。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明は、主としてタイヤの仕様との関連で予め角度及び寸法など形状が定められた外側リムを構成するビードシート B、ハンプ部 H、スロープ部 Sの各面を構成して成る所定の厚みを有する無垢のリムに対して、更に意匠形成面 Dを加えたこれら 4面で囲まれた部分に空洞部を設けて管環状体を成すリムを構成し、前記無垢のリムの断面積及び断面 2次モーメントをそれぞれ 100%とした場合、

(a)管環状体を成すリム部の断面積が 100%以下であり、

(b)管環状体を成すリム部の断面 2次モーメントが 100%以上であり、

(c)空洞部を設けた時のビードシート部の厚さ Bt、スロープ部の厚さ St、前記意匠形成断面 Dの形状とこれを構成する部分の平均厚さ Dtが、上記要件 (a)が可及的小さぐ（b)が可及的大きくなるように設定されたことを特徴としており、前記空洞部を構成するビードシート部 B、ハンプ部 H、スロープ部 Sの各面、及び前記意匠形成断面 Dの各部分の形状及び厚さを可及的にホイールの剛性を高めて、ホイール外周部分にファッション性を自在に付与できるようにして!/、る。

[0010] 意匠形成面 Dの断面形状は、少なくとも一つ以上の角度を有する面及び曲面又はその少なくともいずれか一方を用いて形成され、曲面は自由曲面も使用される。また、部分的に厚い箇所と薄い箇所がなだらかに連なる場合があり平均厚さと記載している。ホイールデザインに従って前記意匠形成面の形状が決定される力リムを構成する各部の厚さを検討すると共に、空洞部を設けることでホイールリム部の剛性が向上し軽量化も図ることができる。この場合、断面 2次モーメント値を向上させるために、リム空洞部壁面 (前記 B、 H、 S、 Dの内側面）に凹凸や角度及び曲率を適宜設定することも本発明に含まれる。 [0011] 断面 2次モーメントは本発明ではホイールを変形させる外力に抵抗する力を示すが、その概略を説明する。図 12 (a)図は前記環状体の一例として断面 35をハッチングで示している。図心 Oは図の中心であり、重心に相当する位置にある。断面を無数の微少断面 dAに分け、一つの軸 Xからの距離を yとするとき、微少断面積と距離の 2乗との積を断面全部についてカ卩ぇ合わせたものであり、断面 2次モーメントを Iとして 1 = ∑y² dAで計算される。その概念を具体的に示したのが図 12 (b)及び (c)図であり、斜視図で示している。 (b)図は断面 35を X軸の回りに破線で示す曲面に曲げようとする外力の力かる様子を示し、（c)図は断面 35 軸の回りに破線で示す曲面に曲げようとする外力のカゝかる様子を示す。実施例では、 Ix— X及び Iy— yとして算出した結果を図に示して!/、る。算出された数値が大き、ほど断面が曲がりにく!、ことを意味しており、抵抗する力が大きいことになる。

[0012] ビードシート部 B、ハンプ部 H、スロープ部 S等を前出の規格に従って一定にした場合、意匠形成面 Dに基本的な形状を設定して断面 2次モーメントを算出し、リムが変形しにくい傾向を探ると共に、軽量ィ匕の指針とした。実際にはスポークがリムに接合される場合、より正確には 3次元解析が求められるが、断面 2次モーメントの X軸及び y 軸の数値が優れたものは 45度方向のベタトル値も良好な結果を示し、スポークが接合されても優位性は変わらな、。空洞部を設けた形状に関する詳細は実施例の中で明らかにする。

[0013] 請求項 2の発明は、前記の空洞部を設けたリムに中空部を設けたスポークが結合される部分に於いて、結合部の空洞部及び中空部、又はそのいずれか一方を形成する肉厚に増肉厚部及び減肉厚部の少なくとも一方が付加されたことを特徴としており

、肉厚が異なる結合部の応力集中を防止する。例えば前記空洞部と中空部の面が交わる内面部分に角面が生じるので、この突出する肉厚を除去して減肉厚部を形成し曲面を構成する。一方、リム及びスポークの交わる箇所の外側面は、当然のことな力曲面を形成しているので管環状体側の肉厚も厚肉になる力環状体の壁面を厚くする長さはさほど大きくない。また曲面の曲率半径を大きくすると外観形状に影響するため、管環状体の内面側に増肉厚部を設けて緩やかに肉厚を変化させ応力集中を防止する。 [0014] 中空部を有するスポークについては、先行技術として前記特許文献 1および特許文献 2が挙げられ、そのデザイン性については述べられていないが、スポークの形状は軽合金製ホイールのファッション性にぉ、て特に重要であり、多種のデザインが存在するが、車輛の右側又は左側に装着したとき、デザインによっては応力の懸カる方向に対処しなければならない場合がある。中空スポークにおいては、ファッション性を高めつつ、リムとの接合点をはじめ、スポークの断面 2次モーメントの向上と軽量ィ匕を図ることが望まれる。これらに鑑み、上記中空スポークの内側面については、断面 2 次モーメントや剛性を向上させた断面形状が採択されることも本発明に含まれる。

[0015] 請求項 3の発明は、請求項 1に記載の空洞部を含む管環状体を内側リムに形成したことを特徴としており、ビードシート部、ハンプ部、スロープ部が外側リムフランジとほぼ同様に内側リムフランジ部に形成され、意匠形成面 Dはリムゥエルで置き換えるものである。またスロープ部は外側リム部と同じ形状にする必要性はないが、ホイ一ル装着時に障害にならない範囲に留められる。断面 2次モーメントに基づいた空洞部を含む管環状体は、リムフランジ部の近傍に構成する以外にリムの中央いずれの箇所にも設けることができ、リムの剛性を高めることができる。近年リム幅は広くなる傾向にあり、円筒部分に前記管環状体を設けて円筒部分が橈みにくい性質を付与する発明の効果

[0016] 本発明によれば、 ETRTO規格や JATMA規格などに基づ!/、たホイール形状ゃ寸法により、多かれ少なかれ制約を受けている外側リムのタイヤ装着側面の形状に対して、空洞部を介在させることで、外側リムの意匠形成面の形状を上記タイヤ装着側の都合に制約を受けることなく単独に設計することができるので、多種のデザインをリム外観面に施し、自動車車体のデザインにマッチしたホイールデザインの選択肢を拡げた軽合金製ホイールを提供できる。

発明を実施するための最良の形態

[0017] 軽合金製ホイールのリム部を構成するビードシート部、ハンプ部、スロープ部に新規なリムを一体に構成して空洞部を形成し、これらが形成する形状を詳細に検討して、最適な形状と各部の厚さを定めて重量を軽減し且つ剛性の高、ホイールを実現した。

実施例 1

[0018] 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図 1 (a)は従来の鍛造法により作成された外側リム 1を示す断面図であり、ビードシート部 Bとハンプ部 Hとスロープ部 S で構成されるリム la (ハッチング部で示す）とフランジ部 Fで構成される。これらのタイャ装着側の面をそれぞれ B面、 H面及び S面とする。 2は外側リムフランジであり、厚みは軸方向の強度に耐える形状が要求される力デザインの主体を成すには小さい面積を占めており、寧ろ意匠形成断面 Dに追随する外側面を形成している。

[0019] 3はリムゥエルであり内側リム部に連なる力タイヤ装着の際のタイヤ落とし込みに必要な凹部を形成するため、リムゥエルから立ち上がるビードシートの高さが定められているので、リムゥエルはブレーキ装置に接触しないような直径で構成される。これらの面は鍛造、铸造、ダイキャストなど製造方法によりそれぞれの厚さが異なるが大略 3— 8mmで to 。

[0020] 従って外側リム 1の外面、即ち外観を具現する意匠形成面 Dは、前記 B面、 H面、 S 面の形状に相似することになる。ここで意匠形成面 Dとしてフランジ部からゥエル部に至る新規なリム 4を一体に形成しこれの外側面を Dとし、面 Dを種々に変形させて意匠形成面 Dとするものである。

[0021] 図 1 (b)図は上述したホイールと同じホイール口径の铸造法により作成された外側リム 1 'の断面形状を示しており、素材強度の差からハッチングで示すリム lbは肉厚である。この場合も新規なリム 4bを一体に設けてその外側面を意匠形成面 Dとして、る。新規なリム 4、 4bを設けたことにより、それぞれに空洞部 5、 5bが形成される。

[0022] 図 1 (a)に示すリム 4の厚みは種々設定されるが、リム部を形成する素材の断面積がリム 4の分だけ増大するので過度に厚くするのは得策でない。寧ろリム laとリム 4が空洞部 5を形成することで一種の管環状体を構成し、ホイールを変形させる外力に抵抗する力を増大させるようにする。このような外力に抵抗する力は断面 2次モーメントとして計算されるが本発明では単に剛性と記載している場合がある。

[0023] 前記リム laとリム 4及び空洞部 5で構成される管環状体において、リム 4の形状を変化させて、断面 2次モーメント及び断面積を計算した結果を図 2に表で示す。表中、鍛造法による従来形状を（1)とし、本発明による種々の変形例を (2)— (7)に示し、寸法は各部の厚みを示す。

[0024] 図 2中（2)の管環状体の断面形状は略三角形状であり、リム 4がー体に形成されている。また断面 2次モーメントを計算する座標軸 Xはホイールの直径方向、 yはリム幅方向を表すものとする。（3)以下は、リム 4の面 Dに少なくとも一つ以上の角度を有する面と曲面の少なくともいずれか一方で形成し、この面が意匠を形成するためこれを意匠形成面 Dとした。％表示は（1)を基準としこれを 100%として増加率を表示している。

[0025] この中で注目すべきところは、（4)に示されるように、断面積が増大したにも拘わらず、 X軸の断面 2次モーメントが減少している点である。このことからリム 4は外側へ膨らむ形状が好まし、ことが判る。

[0026] 一般的に、ホイールの剛性を高めるためにはリムの重量増加は避けられないが 1.

5— 3倍の剛性を得ることができることから、意匠形成断面 Dは上記の結果を参照して行われることが好ましい。表中（3)と（5)は意匠形成断面 Dとしても好ましぐ X軸と y 軸の断面 2次モーメントをバランス良く調整するには、 y軸の要素を加味した（5)が有利である。

[0027] リム部に空洞を設けるには、鍛造法によることも勿論可能であるが、コスト面、工程面カゝら考えると铸造法が有利である。鍛造法の場合、外側リムの構造は軽量性を追求した形状を基準にして、これに空洞部を設けるため新規なリム 4を付加してリム部の管環状体を検討した結果であり、リム部の断面積が増加するので剛性は増加するが重量的には軽量ィ匕できな、。

[0028] そこで铸造法による車輛メーカー採用の標準的なホイールのリム形状に対して、上記のリム形状に対する断面積と断面 2次モーメントの増加率を算出し、図 3に表記した。铸造法では軽合金素材の圧縮 '引っ張り強度で鍛造品より劣り、気泡や結晶構造などの欠陥が完全に除去できないので、車輛メーカー側の要求もあり、リム部の形状は分厚いものになっている。従って断面積が大きく重量も 1. 5倍程度になっている

[0029] 図 3の表中、（2)は断面形状を検討する上で新規なリム 4b (図 1 (b)参照）を一体に設けて空洞部 5bを形成したものであり、リム 4bの形状を変化させ特徴的な形状を (3 )以下に示している。なおリム 4bの形状が変化するとき、その外側面を意匠形成面 D としている。

[0030] (3)と（5)は断面積が従来形状（1)に対して 100%以下であり、断面 2次モーメントは X軸、 y軸ともバランスがよい。（4)は（2)に比べて軽量ではあるが断面 2次モーメントの値が低、。従ってリム 4bは外側へ膨らむ形状が好ま、。

[0031] 表中の（5)は、同（3)の曲面に平面部をカ卩味したものであるので、変化させる要素が大き、ことから、最もバランスのよ、 (5)の形状に対して更に検討をカ卩えることとした

[0032] 空洞部を設けた管環状体を構成するビードシート部 B、ハンプ部 H、スロープ部 S及びリム 4bを変形させそれぞれの厚さを同じ tとして、これを変化させた場合の断面 2次モーメントを計算し、その結果を図 4と図 5に表記した。結果は当然のことではある力厚さ tが増加するほど断面積及び断面 2次モーメントは増加する。管環状体の外側形状を変えずに厚さを変化させたので空洞部の断面積は変化する。

[0033] 図 4中（5)の t=4の時断面積が 105%であり、これを 100%にした場合を（5' )に示した。ホイールの実用面を考えると厚さ tが lmmでは铸造の溶融金属の流れが均一性を欠き、小石や物が衝突したときに凹みが生じやすぐ X軸の断面 2次モーメントも減少している。また厚さ tが 6mm以上では重さが 1. 5倍になりこれでは実用的とは云えない。断面 2次モーメントを断面積で割った数値を図 6に表記した。厚さが大きくなると単位断面積当たりの断面 2次モーメントの値が減少する。

[0034] 上記結果を考察して、更に断面積がリム基本铸造形状に対して 70— 100%の範囲にある形状をビードシート B、スロープ S及び意匠形成面を構成するリム 4bの厚みを変えて断面積と断面 2次モーメントを計算した結果を図 7に表記した。

[0035] 铸造の容易性を考慮すると (4)と（5)が好ま U、。また（2)— (5)は x軸及び y軸ともに断面 2次モーメント値のバランスがよい。このことからスロープ部の厚さ St、ビードシート部の厚さ Bt、意匠形成面 Dの厚さ Dtに関して、種々の厚さを選択しうることが判る。しカゝしながら走行条件、タイヤ側の仕様の推移、車重の配分、四輪駆動の場合の前後駆動力の配分、サスペンション性能の推移等により、 St、 Bt、 Dtから成る空洞側を曲面を含む厚さに適宜形成することも本発明に含まれ、一例を図 10に示している

[0036] 厚さ tの最適値を求めるために、図 4、図 5、図 6に示した結果をグラフにして図 8に示す。 X軸及び y軸の断面積当たりの断面 2次モーメントは、板厚 (t)が厚くなると減少する傾向を示し、断面 2次モーメントのみの値は、板厚 (t)が厚くなると増加する傾 I口」にある。

[0037] 先ず従来形状に対して断面 2次モーメントの増加率が 100%の位置で横線 10を描く。更に横線 10と X軸の断面 2次モーメント曲線 11の交点 Pに縦線 12を描く。次に断面積が従来形状の 100%以内を上限と考え、断面積が 100%となった板厚 3. 75m mのところに縦線 13を描く。 y軸の断面 2次モーメント曲線 14、 x軸の単位面積当たりの断面 2次モーメント曲線 15、 y軸の単位面積当たりの断面 2次モーメント曲線 16として、これら 4曲線と縦線 12及び 13で囲まれる範囲（図中ハッチング域）が適性範囲である。従ってリム形状の厚さ tの適正値は 2. 3— 4mmの範囲であり、加工と実用の双方を勘案すると、 3— 4mmが最も好ま、板厚であると!/、える。

[0038] ビードシート部厚さ Bt、スロープ部厚さ St及び意匠形成面 Dの厚さ Dtを好ましいと思われる厚さに設定し、断面積と断面 2次モーメント及びこれらの比を図 7に表記した力その結果を図 9にグラフとして示した。断面積が基本形状に対して 100%以下であり、断面 2次モーメントが 100%以上である域をハッチングで示しており、形状的にはかなり限定された条件になっていることが判る。

実施例 2

[0039] 図 1 (b)に示したリム lbに空洞部を設けた例を上述してきた力意匠形成面 Dの厚さ Dtが一定の厚さを有していない例を検討し、図 7の表記中（3)の例を基準にしてリム 4bの厚さ、即ち前記 Dtを変化させた結果を図 10に示した。この結果力も空洞部を構成するビードシート部厚さ Bt、ハンプ部厚さ Ht、スロープ部厚さ St、意匠形成断面 D厚さ Dtの各々の厚みを部分的に変化させて断面 2次モーメントの向上に資することも可能であり、このような形状も本発明に含まれるものである。また部分的に厚い箇所を上記各部に用いることができることから、铸造時の溶融金属の流れを容易にする形状を選択する場合に有効な資料であり、基本形状に対して断面積を 100%以下に抑える有効な手だてを示して、る。

実施例 3

[0040] 図 11 (a)図は、空洞部を設けたリム部を中空部を設けたスポークと結合したホイ一ル 20の一部正面図である。 A— A'及び B— B，断面図をそれぞれ (f)及び (g)図に示す。（f)図の A— A'断面図はスポーク 21の中心部縦断面図であり、スポークの中空部 22はリム部の空洞部 24と連通している。（g)図の B— B，断面図はリム部 23の縦断面図であり、空洞部 24が設けられている。従ってリム部とスポークが結合される結合部 25ではスポークの厚肉部とリム部の薄肉部 23aが結合されることになる。その部分は（a)図の破線円 29で囲まれた部分に表され、その部分の拡大断面図を (b)—（e) 図に示す。

[0041] 铸造法によりスポーク部に中空部を作成するには、金型の一部にホイール中心方向に向力つて設置される中子を引き抜いて成形する力結合部 25は、（c)図のようにほぼ直角に交差する断面が簡単である。しかし厚肉のスポーク 21がリム部の薄肉部 23aと直交するように結合して角面を形成するので、応力集中が発生し亀裂が生じる。従ってノ、ツチング 26で示す部分に肉付けして、リム 23aの断面を徐々に厚くする増肉厚部を形成することが望まし、。

[0042] しかしながら、スポーク 21の断面も厚くなるので破線 27で示すように、リム側へ長い曲面を設けることが必要になる。このことは（a)図に示す開口部 30の形状に影響し、デザインを左右する原因となって重量が増加する。この点を改良するためには、（b) 図に示すように、ハッチング部 28を除去するような中子を用意する力、切削により除去して減肉厚部を形成することが最も望ましい形状である。この構成によれば、スポ一クの厚肉部が徐々にリムの肉厚に達するので、リムと結合する箇所に応力集中が発生し難い形状であり軽量ィ匕につながることになる。

[0043] 図 11 (d)図は、スポーク 21がリムの直径方向に対して傾斜した形状でリムと結合される場合を示している。従って結合角度は緩やかになる力結合部 25に於いて、スポーク 21の厚肉からリム 23aの薄肉に至る厚みの急激な変化を避けるために、曲率の小さい曲面で角面を除去して増肉厚部 31を形成し、リム 23aにも増肉厚部を延長してリムを補強し、増肉厚部の端部に凹面 32を形成してリムの厚みに合致させる。この部分はハッチング 26で示す断面形状になる。また同（e)図は、リム空洞部とスポーク中空部が交わる部分に凸面 31を形成し、スポーク表面側の開口部 30に凹凸面 33 を形成して補強している。これらの結合部は、一旦断面積の大きな部分を形成して力の掛力る方向が変化する場面で緩衝部として作用する。

実施例 4

[0044] 図 13に、上述した空洞部を有するリム構造を内側リムに用いた例を示す。ビードシート部 B，、ハンプ部 H，、スロープ部 S，、リムフランジ 2a，は、外側リム部と同様な構成でよいが、意匠形成面 Dは、ホイールを車輛装着時には視認できないので、デザイン性を強調する必要性がないことからリムゥエル 3aの延長線上に意匠形成面を構成する。し力しながら内側リム部の重量を軽減し断面 2次モーメントを向上させることができるので、ホイールの剛性が増加することからリムゥエル 3aの厚さを薄くしてホイール全体の軽量化を図ることができる。実施例 5

[0045] 上記の実施例に於いて、空洞部 24を成形する方法には先行する技術が開示されているが、一例を図 14に示す。（a)図は、管環状体を形成するリムの製造工程を示す。リム 36aは铸造後の形状を示す。外側リムフランジ 2aとリムゥエル 3a及び管環状体の一部を成形する際にフランジ 37を同時に成形している。次ぎにスピユング機のしごきローラでしごきながら一点鎖線で示す位置に傾倒させ、フランジ ₃₇の先端部分を管環状体の一部を形成する箇所に溶接する。 (b)図では傾倒させたフランジの片側面を切削加工によりスロープ S、ハンプ11、ビードシート Bの各面を形成し空洞部 38を形成して管環状体 39が完成されリム 36となる。

実施例 6

[0046] 空洞部を設けて意匠形成面を自在に設計する段階で空洞部が力なり大き、面積を占める場合は空洞部 42の内側に環状にリブフランジを設けてもよい。図 15はその一例を示している。リム 40を成す管環状体 41のスポークが一体に設けられる側の空洞側にリブフランジ 43を設けて管環状体の剛性を高める。リブフランジは铸造時に同時成形することができるが、リブの突出する方向は金型の引き抜く方向に一致させる。铸造後に環状のリブを溶接することもできるが、この場合は空洞内のいずれの方向にも設けることが可能で断面 2次モーメントの改善に役立てることができる。産業上の利用可能性

[0047] 本発明によれば、軽量且つ剛性に優れた空洞部を有するリム部を提供できるから、スポーク部に中空部を備えたホイールに用いて前記空洞部と中空部を連通させるか、スポークが中空部を形成しな!、無垢の場合や 2ピースホイールのようにボルトなどで結合される場合に於、ても、空洞部を有するリムを用いてファッション性の高、ホイ一ルが提供され、更なる品質向上に寄与することができる。

[0048] なお本発明は、上記にお!、ては铸造法を主体に述べて、るが、溶湯鍛造法やダイキャスト法など加熱によって流体ィ匕した軽金属をホイール又はホイール半製品の形状を造るために、それらの铸型に流し入れた後冷却成形する全ての手法を用いたものに適用されるものである。

図面の簡単な説明

[0049] [図 1]本発明の 1実施形態の外側リムの要部を示す縦断面図であり、（a)図は鍛造法によるもの、（b)図は铸造法による縦断面図である。

[図 2]図 1の鍛造法によるリムの意匠形成断面形状の変形例を示し、断面積と断面 2 次モーメントを計算した結果を示す図表である。（実施例 1)

[図 3]図 1の铸造法によるリムの意匠形成断面形状の変形例を示し、断面積と断面 2 次モーメントを計算した結果を示す図表である。（実施例 1)

[図 4]図 3の（5)リムの各部厚みを変更した例を示す図表である。

[図 5]図 4に続くリムの各部厚みを変更した例を示す図表である。

[図 6]図 4, 5の断面 2次モーメントとリムの断面積の比を示す表である。

[図 7]铸造法によるリムの各部厚さを変更した形状の断面積と断面 2次モーメントを計算した結果を示す図表である。（実施例 2)

[図 8]铸造法によるリムの各部厚さを均一にして板厚を段階的に変更した場合の断面積及び断面 2次モーメントの関係を示すグラフである。（実施例 1)

[図 9]铸造法によるリムの板厚が不均一な場合の断面積及び断面 2次モーメントの関係の最適条件を示すグラフである。（実施例 2)

[図 10]図 7の（3)のリムの一部の厚さを変化させたときの断面積及び断面 2次モーメントの関係を示す図表である。（実施例 2)

[図 11] (a)図は中空部を設けたスポークと空洞部を設けたリムを結合したホイールの一部正面図であり、（b)及び (c)図はスポークとリムの結合部を示す一部拡大断面図であり、（d)及び (e)図は結合角度が異なる場合の結合部を示す断面図である。 (f) 図は（a)図における A— A'断面図であり、（g)図は B— B'断面図である。（実施例 3) [図 12] (a)図は断面 2次モーメントの理論説明図であり、（b)及び (c)図はその理論を図解した説明図である。（実施例 1)

圆 13]内側リムフランジに管環状体を設けた例を示す断面図である。（実施例 4) [図 14] (a)図はリムに空洞部を形成する前段階のリム部形状を示す断面図であり、 (b )図は加工後の完成したリムの断面図である。（実施例 5)

[図 15]リム空洞部内にリブフランジを形成したリムの断面図である。（実施例 6) 符号の説明

1 鍛造法による外側リム

1' 铸造法による外側リム

la リム (鍛造法の場合）

lb リム (铸造法の場合）

2 外側リムフランジ

3 リムゥエル

4 リム

5 空洞部 (鍛造法の場合）

5' 空洞部 (铸造法の場合）

20 中空部を備えたホイール

21 スポーク

23 リム

25 結合部

30 開口部

31 増肉厚部

33 凹凸面フランジ空洞部管環状体リブフランジ

Claims

請求の範囲

[1] 主としてタイヤの仕様との関連で予め角度及び寸法など形状が定められた外側リムを構成するビードシート B、ハンプ部 H、スロープ部 Sの各面を構成して成る所定の厚みを有する無垢のリムに対して、更に意匠形成面 Dを加えたこれら 4面で囲まれた部分に空洞部を設けて管環状体を成すリムを構成し、前記無垢のリムの断面積及び断面 2次モーメントをそれぞれ 100%とした場合、

(a)管環状体を成すリムの断面積が 100%以下であり、

(b)管環状体を成すリムの断面 2次モーメントが 100%以上であり、

(c)空洞部を設けた時のビードシート部の厚さ Bt、スロープ部の厚さ St、前記意匠形成断面 Dの形状とこれを構成する部分の平均厚さ Dtが、上記要件 (a)が可及的小さぐ（b)が可及的大きくなるように設定された、

ことを特徴とする軽合金製ホイール。

[2] 前記空洞部を設けたリムに中空部を設けたスポークが結合される部分に於いて、結合部の空洞部及び中空部、又はそのいずれか一方を形成する肉厚に、増肉厚部及び減肉厚部の少なくとも一方が付加されたことを特徴とする請求項 1に記載の軽合金製ホイール。

[3] 請求項 1に記載の空洞部を含む管環状体を内側リムに形成した軽合金製ホイール