WO2023149502A1 - ホイールディスク - Google Patents

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WO2023149502A1
WO2023149502A1 PCT/JP2023/003385 JP2023003385W WO2023149502A1 WO 2023149502 A1 WO2023149502 A1 WO 2023149502A1 JP 2023003385 W JP2023003385 W JP 2023003385W WO 2023149502 A1 WO2023149502 A1 WO 2023149502A1
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flange
window
wheel disc
wheel
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French (fr)
Inventor
孝之 野中
研二 森下
正史 岡田
Original Assignee
トピー工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/04—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding

Definitions

  • the present invention relates to a wheel disc for use in a two-piece vehicle wheel.
  • the wheel disc includes a hub attachment portion, an annular hat portion radially adjacent to the hub attachment portion, and a welded flange connected to the outer peripheral edge of the hat portion. This weld flange is welded to the inner periphery of the drop portion that forms the smallest diameter portion of the wheel rim.
  • Wheel discs are obtained by drawing flat plate blanks.
  • a blank having a shape in which the four corners of a square plate are cut off in an arc shape the portions near the four arc sides of the blank are bent, thereby axially inward (that is, toward the vehicle). ) resulting in the weld flange extending above.
  • a window forming flange extending toward the vehicle is formed by bending a portion near the straight side of the blank.
  • the window-forming flange can increase the rigidity of the wheel disc, which in turn allows the wheel disc to be thinner and lighter.
  • the window forming flange protrudes toward the internal space of the vehicle wheel, so it is necessary to avoid interference with the brake accommodated in this internal space. Therefore, the window forming flange must be arranged radially outside the brake, and the dimensions of the blank cannot be reduced. This prevents further weight reduction of the wheel disc.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and includes a hub mounting portion, a hat portion adjacent to the radially outer side of the hub mounting portion and protruding axially outward, the hat portion having an annular shape; a hat portion having an inner peripheral portion connecting the top portion and the hub mounting portion; and an outer peripheral portion disposed radially outward of the top portion; a plurality of weld flanges and a plurality of window forming flanges extending toward the wheel rim, wherein the weld flanges are welded to the wheel rim inner periphery, the window forming flanges forming windows therebetween with the wheel rim inner periphery.
  • a wheel disc for a vehicle configured to
  • the outer peripheral portion of the hat portion has a first region connected to the welding flange and a second region connected to the window forming flange alternately in the circumferential direction, and the second region and the window forming flange are connected.
  • the portion protrudes axially outward over a range including at least the center in the circumferential direction from the corresponding portion at the same distance from the center axis of the wheel in the first region.
  • the amount of projection of the window forming flange into the internal space of the vehicle wheel can be reduced, so that the window forming flange is arranged radially outward of the brake in order to avoid interference with the accommodated brake.
  • the radial dimension of the second region of the wheel disc can be reduced to reduce the weight.
  • interference with the brake can be avoided even if the axial width of the window forming flange is increased, so it is possible to reduce the thickness and weight of the wheel disc without lowering the rigidity of the wheel disc.
  • the connecting portion protrudes axially outward over the entire length from the corresponding portion of the first region.
  • said first region slopes axially inwardly from said apex towards said weld flange, while said second region extends radially outwardly of said apex towards said window-forming flange. is slanted to go axially outward toward the According to this configuration, the connecting portion between the second region and the window forming flange can be made to protrude greatly outward in the axial direction.
  • the outer peripheral portion of the hat portion has a transition region between the first region and the second region, and the transition region extends from the second region to the first region along the circumferential direction. It is slanted so as to advance axially inward toward it. According to this configuration, it is possible to avoid forming a step between the first region and the second region, thereby suppressing a decrease in fatigue strength due to stress concentration.
  • the circumferential width of the transition region increases radially outwardly as the difference in axial position between the first region and the second region increases radially outwards. According to this configuration, the gap between the first region and the second region can be further smoothed.
  • it is a draw-formed product from a blank having a flat plate shape obtained by cutting off the four corners of a square in an arc shape, the weld flange being formed by the vicinity of the four sides forming the arc of the blank, and the window formation Flanges are formed by adjacent portions of the four straight sides of the blank, and intersections connecting the welding flanges and the window forming flanges extend axially.
  • the rigidity of the wheel disc can be increased.
  • FIG. 1 is a schematic front view of a vehicle wheel according to an embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1
  • It is a front view of the wheel disc of the wheel for the same vehicle. It is a side view of the same wheel disk. It is a perspective view of the same wheel disk.
  • the cross section of the upper half of the same wheel disc is shown enlarged, the solid line shows the cross section corresponding to FIG. 2A, and the two-dot chain line shows the cross section corresponding to FIG. 2B, respectively.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the upper half of a conventional wheel disc as a comparative example
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the upper half of a wheel disc as another comparative example
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the upper half of a wheel disc as still another comparative example
  • 1 is a cross-sectional view of the upper half of a wheel disc according to one embodiment of the invention
  • FIG. FIG. 2 is a front view showing a blank for molding a wheel disc according to the present embodiment together with a comparative example indicated by a two-dot chain line.
  • the two-piece vehicle wheel comprises a wheel disc 1 and a wheel rim 2.
  • L denotes the central axis of the vehicle wheel.
  • the vehicle side is defined as axially inner and the opposite side of the vehicle is defined as axially outer.
  • the wheel disc 1 includes a central circular hub attachment portion 10, an annular hat portion 20 adjacent to the radially outer side of the hub attachment portion 10, and 4 continuous to the outer peripheral edges of the hat portions 20 and alternately arranged. It comprises one (plural) welding flanges 30 and four (plural) window forming flanges 40 .
  • the hub mounting portion 10 has a central hub hole 11 and a plurality of, for example, four bolt holes 12 arranged around it.
  • the hat portion 20 has a chevron-shaped cross section along the diameter and protrudes axially outward (opposite side of the vehicle). It has an inner peripheral portion 22 adjacent to the radially inner side of 21 and an outer peripheral portion 23 adjacent to the radially outer side of the top portion 21 .
  • the inner peripheral portion 22 has the same cross-sectional shape over the entire circumference, and is inclined axially inward (vehicle side) from the top portion 21 toward the hub mounting portion 10 .
  • the periphery of the outer peripheral portion 23 has a shape in which four arc sides and four straight sides are alternately arranged. The cross-sectional shape of the outer peripheral portion 23 will be described later.
  • the welding flange 30 protrudes axially inward in parallel with the wheel center axis L from the four arc sides of the peripheral edge of the outer peripheral portion 23 of the hat portion 20, and draws a circular arc centered on the wheel center axis L.
  • the window forming flange 40 protrudes axially inward in parallel with the wheel center axis L from the four straight sides of the peripheral edge of the outer peripheral portion 23 of the hat portion 20, and has a flat plate shape. However, as shown in FIGS. 2A and 2B, the window forming flange 40 is curved when viewed in the radial direction.
  • the weld flanges 30 and the window forming flanges 40 are alternately arranged in the circumferential direction. That is, the weld flanges 30 are arranged at regular intervals (90° intervals) in the circumferential direction, and the window forming flanges 40 are arranged between the weld flanges 30 .
  • the weld flange 30 and the window forming flange 40 are joined at an intersection 35 that extends parallel to the central axis L. As shown in FIG.
  • the wheel rim 2 has a well-known structure and will not be described in detail, but a wheel rim drop portion 2a having a minimum diameter, a pair of bead seat portions 2b located on both sides in the axial direction, and a pair of bead seats 2b located on both sides in the axial direction. and a wheel rim flange 2c.
  • a weld flange 30 of the wheel disc 1 is welded to the inner circumference of the drop portion 2a of the wheel rim 2 in a fitted state.
  • the window forming flange 40 is separated from the inner circumference of the wheel rim 2 because the distance from the center axis L is shorter than the welding flange 30, and the window 5 is formed between the window forming flange 40 and the inner circumference of the wheel rim 2.
  • the vehicle wheel has an interior space 6 defined by a wheel disc 1 and a wheel rim 2 .
  • the wheel disc 1 is obtained by drawing a flat plate-shaped blank 50 indicated by the solid line in FIG.
  • This blank 50 is obtained by cutting four corners of a square plate.
  • the periphery of the blank 50 has four arced sides 51 and four straight sides 52 .
  • the hub attachment portion 10, the hat portion 20, the welding flange 30, and the window forming flange 40 are obtained.
  • a portion 30A with a predetermined width W1 along the arc side 51 of the blank 50 is the welding flange 30, and a portion 40A with a predetermined width W2 along the straight side 52 is the window forming flange 40.
  • the outer peripheral portion 23 includes four first regions 231 connecting the top portion 21 and the welding flange 30, four second regions 232 connecting the top portion 21 and the window forming flange 40, and between the first regions 231 and the second regions 232. and a transition region 233 positioned at .
  • a transition region 233 is dotted in FIG. 3 to identify these regions.
  • the first region 231 is inclined radially outward from the top portion 21 of the hat portion 20 so as to progress axially inward, and welding is performed while changing the inclination angle. It reaches the flange 30 .
  • Its cross-sectional shape is similar to that of a conventional wheel disc.
  • the second region 232 has a cross-sectional shape different from that of the first region 231 . Specifically, as shown in solid lines in FIGS. 2A and 6 , the second region 232 has a gentle slope that extends radially outward from the top portion 21 and extends axially outward from the window forming flange 40 . up to. As a result, the radial outer edge of the second region 232, that is, the boundary between the second region 232 and the window-forming flange 40, that is, the connecting portion 45, is wider than the corresponding portion 231a that is the same distance from the central axis L in the first region 231 over its entire length. , will be located axially outward. As a result, the amount of protrusion of the window forming flange 40 inward in the axial direction from the corresponding portion 231a is reduced.
  • the weight of the wheel disc 1 can be reduced. The reason will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7D.
  • the vehicle wheel is required to avoid interference with the brake.
  • avoidance of interference with the brake caliper 100 is particularly required.
  • FIG. 7A shows a conventional wheel disc as a comparative example.
  • the outer peripheral portion 23' of the hat portion 20' of the wheel disc has a uniform cross-sectional shape over the entire circumference at locations where the distance from the center axis L is the same. That is, the region 232' contiguous to the window forming flange 40' has the same cross-sectional shape as the region contiguous to the weld flange up to the window forming flange 40' (however, the axial width of the window forming flange 40' is , shorter than the weld flange). Since the window forming flange 40 ′ is arranged radially outside the brake caliper 100 , interference with the brake caliper 100 can be avoided.
  • the distance from the wheel center axis L to the window forming flange 40' is long, the distance from the center point C of the blank 50' to the straight side 52' of the blank 50' is as indicated by the two-dot chain line in FIG. must be sufficiently long, and the dimensions of the blank 50' cannot be reduced to reduce its weight.
  • This embodiment uses a blank 50 with reduced dimensions indicated by solid lines in FIG.
  • the second region 232 gently inclines in the opposite direction to the first region 231, and the connecting portion 45 between the second region 232 and the window forming flange 40 is the corresponding portion of the first region 231. Since it is displaced axially outward from 231a (FIG. 6), the amount of protrusion of the window forming flange 40 into the internal space 6 can be reduced. As a result, interference between the window forming flange 40 and the brake caliper 100 can be avoided.
  • the axially outward displacement of the connecting portion 45 of the second region 232 and the window forming flange 40 allows an increase in the axial width of the window forming flange 40 without interfering with the brake, thereby increasing the wheel disc 1 .
  • Rigidity is increased, and the thickness and weight of the wheel disc 1 can be further reduced.
  • transition area 233 Since the second region 232 protrudes axially outward from the first region 231 , the axial position differs between the circumferential end of the first region 231 and the circumferential end of the second region 232 .
  • the transition region 233 is inclined from the second region 232 toward the first region 231 so that the axial position gradually moves inward in the axial direction, and a sharp step is formed at the boundary between the first region 231 and the second region 232 . can be avoided, thereby relieving stress concentration.
  • the difference in axial position between the circumferential end of the first region 231 and the circumferential end of the second region 232 increases radially outward. Since the width of the transition region 233 in the circumferential direction is increased, the difference in axial position can be reliably reduced.
  • a weld flange forming portion 30A corresponding to the weld flange 30 is defined by an angle ⁇ 1 and a predetermined width W1 .
  • a window forming flange forming portion 40A corresponding to the window forming flange 40 is defined by an angle ⁇ 2 and a predetermined width W2 .
  • the distance between the straight side 52 and the center point C is preferably set so that the boundary 35A between the weld flange forming portion 30A and the window forming flange forming portion 40A remains. 35 A of this boundary becomes the cross
  • the present invention can adopt various forms regardless of the above embodiment.
  • the tip of the window forming flange 40 protrudes axially inward from the corresponding portion 231a of the first region 231. It may be located axially outside.
  • the second region 232 gently inclines so as to advance radially outward and axially outward, but may extend in a direction orthogonal to the wheel center axis. Alternatively, it may be inclined so as to advance radially outward and axially inward (in this case, the inclination of the second region needs to be gentler than that of the first region).
  • the connecting portion 45 between the window forming flange 40 and the second region 232 protrudes axially outward from the corresponding portion 231a of the first region 231 over the entire circumferential length.
  • only a predetermined range including the circumferential center of the connecting portion 45 protrudes axially outward from the corresponding portion 231a, and portions near both ends of the connecting portion 45 do not protrude axially outward from the corresponding portion 231a. good.
  • the second region 232 is slightly curved axially outward along the circumferential direction, but may be flat or the like.
  • the window forming flange may be curved instead of flat.
  • the present invention can be applied to vehicle wheels.

Abstract

車両用のホイールディスク１のさらなる軽量化を図る。車両用のホイールディスク１のハット部２０は、円環状の頂部２１と、頂部２１とハブ取付部１０とを連ねる内周部２２と、頂部２１と溶接フランジ３０および窓形成フランジ４０を連ねる外周部２３とを有している。溶接フランジ３０がホイールリム２内周に溶接され、窓形成フランジ４０とホイールリム２内周との間に窓５が形成される。ハット部２０の外周部２３は、溶接フランジ３０に連なる第１領域２３１と窓形成フランジ４０に連なる第２領域２３２とを周方向に交互に有している。第２領域２３２と窓形成フランジ４０の連接部４５は、第１領域２３１においてホイール中心軸線Ｌからの距離が等しい対応箇所２３１aより、軸方向外側に突出している。

Description

ホイールディスク
本発明は、ツーピース型の車両用ホイールに用いられるホイールディスクに関する。
ホイールディスクとホイールリムからなるツーピース型の車両用ホイールは周知である。ホイールディスクは、ハブ取付部と、このハブ取付部の径方向外側に隣接する環状のハット部と、このハット部の外周縁に連なる溶接フランジを備えている。この溶接フランジが、ホイールリムの最小径部をなすドロップ部の内周に溶接される。
ホイールディスクは、平板のブランクを絞り成形することにより得られる。正方形の板材の４隅部を円弧状に切り落とした形状のブランクを用いた場合、ブランクの４つの円弧の辺の近傍部位が折り曲げられることにより、軸方向内側に向かって（すなわち、車両に向かって）延びる上記溶接フランジとなる。
特開２０１７－５２３４２号公報（特許文献１）に開示されたホイールディスクでは、上記ブランクの直線の辺の近傍部位をも折り曲げることにより、車両に向かって延びる窓形成フランジが形成される。この窓形成フランジによりホイールディスクの剛性を高めることができ、ひいてはホイールディスクの薄肉化、軽量化が可能である。
特許文献１のホイールディスクは、車両用ホイールの内部空間に向かって窓形成フランジが突出しているので、この内部空間に収容されるブレーキとの干渉を回避する必要がある。そのため、窓形成フランジはブレーキの径方向外側に配置しなければならず、ブランクの寸法を減じることができない。このことは、ホイールディスクのさらなる軽量化を妨げる。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ハブ取付部と、前記ハブ取付部の径方向外側に隣接し軸方向外側に突出するハット部であって、円環状の頂部と、前記頂部と前記ハブ取付部とを連ねる内周部と、前記頂部の径方向外側に配置された外周部とを有するハット部と、前記ハット部の前記外周部の周縁に交互に配され軸方向内側に向かって延びる複数の溶接フランジおよび複数の窓形成フランジと、を備え、前記溶接フランジがホイールリム内周に溶接され、前記窓形成フランジが前記ホイールリム内周との間に窓を形成するように構成された車両用のホイールディスクにおいて、
　前記ハット部の前記外周部は、前記溶接フランジに連なる第１領域と前記窓形成フランジに連なる第２領域とを周方向に交互に有しており、前記第２領域と前記窓形成フランジの連接部は、少なくとも周方向中央を含む範囲にわたり、前記第１領域においてホイール中心軸線からの距離が等しい対応箇所より、軸方向外側に突出していることを特徴とする。
上記構成によれば、窓形成フランジが車両用ホイールの内部空間に突出する量を減じることができるので、収容されるブレーキとの干渉を回避するために窓形成フランジをブレーキの径方向外側に配置せず、ブレーキと軸方向に対峙するように配置することが可能となる。その結果、ホイールディスクの第２領域の径方向寸法を減じて軽量化を図ることができる。また、窓形成フランジの軸方向幅を増大させてもブレーキとの干渉を回避することができるので、ホイールディスクの剛性を低下させることなく薄肉化、軽量化を図ることも可能である。
好ましくは、前記連接部は全長にわたって、前記第１領域の前記対応箇所より軸方向外側に突出している。
好ましくは、前記第１領域が前記頂部から前記溶接フランジに向かって軸方向内側に進むように傾斜しているのに対して、前記第２領域は、前記頂部の径方向外側から前記窓形成フランジに向かって軸方向外側に進むように傾斜している。この構成によれば、第２領域と窓形成フランジの連接部を軸方向外側に大きく突出させることができる。
好ましくは、前記ハット部の前記外周部は、前記第１領域と前記第２領域との間に遷移領域を有し、前記遷移領域は、周方向に沿い前記第２領域から前記第１領域に向かって軸方向内側に進むように傾斜している。この構成によれば、第１領域と第２領域との間に段差を形成せずに済み、応力集中による疲労強度低下を抑制することができる。
好ましくは、前記第１領域と前記第２領域の軸方向位置の差が、径方向外側に向かって増大するにしたがい、前記遷移領域の周方向幅が径方向外側に向かって増大する。この構成によれば、第１領域と第２領域との間をより一層なだらかにすることができる。
好ましくは、正方形の４隅部を円弧状に切り落とした平板形状を有するブランクからの絞り成形品であり、前記溶接フランジが前記ブランクの円弧をなす４つの辺の近傍部により形成され、前記窓形成フランジが前記ブランクの直線をなす４つの辺の近傍部により形成され、前記溶接フランジと前記窓形成フランジとを連ねる交差部が軸方向に延びている。この構成によれば、溶接フランジと窓形成フランジを交差部により連ねたので、ホイールディスクの剛性を高めることができる。
　本発明によれば、ホイールディスクのさらなる軽量化を図ることができる。
本発明の一実施形態に係る車両用ホイールの概略正面図である。 図１におけるＡ－Ａ矢視断面図である。 図１におけるＢ－Ｂ矢視断面図である。 同車両用ホイールのホイールディスクの正面図である。 同ホイールディスクの側面図である。 同ホイールディスクの斜視図である。 同ホイールディスクの上半分の断面を拡大して示すもので、実線は図２Ａに対応する断面、二点鎖線は図２Ｂに対応する断面を、それぞれ拡大して示す。 比較例としての従来のホイールディスクの上半分の断面図である。 別の比較例としてのホイールディスクの上半分の断面図である。 さらに別の比較例としてのホイールディスクの上半分の断面図である。 本発明の一実施形態のホイールディスクの上半分の断面図である。 本実施形態のホイールディスク成形用のブランクを、二点鎖線の比較例とともに示す正面図である。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１，図２Ａ，図２Ｂに示すように、ツーピース型の車両用ホイールは、ホイールディスク１とホイールリム２を備えている。図において車両用ホイールの中心軸線を符号Ｌで示す。明細書において、車両側を軸方向内側と定義し、車両の反対側を軸方向外側と定義する。
ホイールディスク１は、中央の円形のハブ取付部１０と、このハブ取付部１０の径方向外側に隣接する環状のハット部２０と、このハット部２０の外周縁に連なるとともに交互に配置された４つ（複数）の溶接フランジ３０および４つ（複数）の窓形成フランジ４０とを備えている。
ハブ取付部１０は、中央のハブ穴１１と、その周囲に配置された複数例えば４つのボルト穴１２とを有している。
図２Ａ，図２Ｂに示すように、ハット部２０は、直径に沿う横断面形状が山形をなして軸方向外側（車両の反対側）に突出しており、円環形状をなす頂部２１と、頂部２１の径方向内側に隣接する内周部２２と、頂部２１の径方向外側に隣接する外周部２３とを有している。内周部２２は全周にわたって同一断面形状を有しており、頂部２１からハブ取付部１０に向かって軸方向内側（車両側）に進むように傾斜している。外周部２３の周縁は、４つの円弧の辺と４つの直線の辺が交互に配置された形状を有している。外周部２３の断面形状については後述する。
溶接フランジ３０は、ハット部２０の外周部２３の周縁の４つの円弧の辺からホイール中心軸線Ｌと平行に軸方向内側に向かって突出しており、ホイール中心軸線Ｌを中心とした円弧を描いている。窓形成フランジ４０は、ハット部２０の外周部２３の周縁の４つの直線の辺からホイール中心軸線Ｌと平行に軸方向内側に向かって突出しており、平板形状をなしている。ただし、図２Ａ，図２Ｂように、窓形成フランジ４０は径方向から見ると湾曲している。
溶接フランジ３０と窓形成フランジ４０は周方向に交互に配置されている。すなわち、溶接フランジ３０が周方向に等間隔（９０°間隔）で配置され、窓形成フランジ４０が溶接フランジ３０間に配置されている。溶接フランジ３０と窓形成フランジ４０は、交差部３５で連なっており、この交差部３５は、中心軸線Ｌと平行に延びている。
ホイールリム２は、周知の構造であるので詳述しないが、最小径部のホイールリムドロップ部２ａとその軸方向両側に位置する一対のビードシート部２ｂと、さらにその軸方向両側に位置する一対のホイールリムフランジ２ｃとを有している。
ホイールリム２のドロップ部２ａの内周に、ホイールディスク１の溶接フランジ３０が嵌合状態で溶接される。窓形成フランジ４０は、中心軸線Ｌからの距離が溶接フランジ３０より短いためホイールリム２の内周から離れており、窓形成フランジ４０とホイールリム２内周との間に窓５が形成されている。車両用ホイールは、ホイールディスク１とホイールリム２により画成された内部空間６を有している。
ホイールディスク１は、図８の実線で示す平板形状のブランク５０を絞り成形することにより得られる。このブランク５０は正方形の板材の４隅部を切断することにより得られる。これにより、ブランク５０の周縁は４つの円弧の辺５１と４つの直線の辺５２を有している。このブランク５０を絞り成形することにより、上述したハブ取付部１０とハット部２０と溶接フランジ３０と窓形成フランジ４０が得られる。ブランク５０の円弧の辺５１に沿う所定幅Ｗ１の部位３０Ａが上記溶接フランジ３０となり、直線の辺５２に沿う所定幅Ｗ２の部位４０Ａが上記窓形成フランジ４０となる。
次に、本願発明の主たる特徴部となるハット部２０の外周部２３の形状について説明する。図３～図５は、ホイールディスク１の外周部２３の複雑な面形状における異なる面領域の境界を多数の細線で表している。外周部２３は、頂部２１と溶接フランジ３０とを連ねる４つの第１領域２３１と、頂部２１と窓形成フランジ４０を連ねる４つの第２領域２３２と、第１領域２３１と第２領域２３２の間に配置された遷移領域２３３とを有している。これら領域を識別するために図３において遷移領域２３３を散点で示す。
図２Ｂおよび図６に二点鎖線で示すように、第１領域２３１は、ハット部２０の頂部２１から径方向外側に向かって軸方向内側に進むように傾斜し、その傾斜角度を変えながら溶接フランジ３０に至る。その断面形状は、従来のホイールディスクと同様である。
第２領域２３２は、第１領域２３１と異なる断面形状を有している。具体的には、図２Ａおよび図６に実線に示すように、第２領域２３２は、頂部２１から径方向外側に向かって軸方向外側に進むように緩やかな傾斜を有して窓形成フランジ４０に至る。その結果、第２領域２３２の径方向外縁すなわち第２領域２３２と窓形成フランジ４０の境界すなわち連接部４５は、その全長にわたって、第１領域２３１において中心軸線Ｌからの距離が等しい対応箇所２３１ａより、軸方向外側に配置されることになる。これにより、窓形成フランジ４０は、対応箇所２３１ａからの軸方向内側への突出量が減じられる。
上記構成により、ホイールディスク１の軽量化を図ることができる。その理由を、図７Ａ～図７Ｄを参照しながら詳述する。車両用ホイールの内部空間６にブレーキが収容される場合、車両用ホイールはブレーキとの干渉を回避することが求められる。ディスクブレーキの場合、特にブレーキキャリパ１００との干渉回避が求められる。
図７Ａは、比較例として従来のホイールディスクを示す。このホイールディスクのハット部２０’の外周部２３’は、中心軸線Ｌから距離が等しい箇所では全周にわたって等しい断面形状を有している。すなわち、窓形成フランジ４０’に連なる領域２３２’は、窓形成フランジ４０’に至るまで、溶接フランジに連なる領域と等しい断面形状を有している（ただし、窓形成フランジ４０’の軸方向幅は、溶接フランジより短い）。窓形成フランジ４０’は、ブレーキキャリパ１００の径方向外側に配置されているので、ブレーキキャリパ１００との干渉を回避することができる。しかし、ホイール中心軸線Ｌから窓形成フランジ４０’までの距離が長いので、図８に二点鎖線で示すように、ブランク５０’の中央点Ｃからブランク５０’の直線の辺５２’までの距離を十分に長くする必要があり、ブランク５０’の寸法を減じて軽量化を図ることができない。
図８の実線で示すブランク５０のように、ブランク５０の直線の辺５２を中央点Ｃに近づけてブランク５０の寸法を減じた場合でも、図７Ｂに示すように軸方向に延びる窓形成フランジを形成しない構成であれば、ブレーキキャリパ１００と干渉しない。しかし、ホイールディスクの強度低下を招く。
図８の実線で示すブランク５０のように、ブランク５０の直線の辺５２を中央点Ｃに近づけてブランク５０の寸法を減じた場合、図７Ｃに示すようにハット部２０”の外周部２３”において、窓形成フランジ４０”に連なる領域２３２”の断面形状が、溶接フランジに連なる領域と同じであると、窓形成フランジ４０”がブレーキキャリパ１００と干渉してしまう。
本実施形態では、図７Ｃの比較例と同様に、図８の実線で示す寸法を減じたブランク５０を用い、窓形成フランジ４０を有する。しかし、図７Ｄに示すように、第２領域２３２が第１領域２３１とは逆の方向に緩やかに傾斜し、第２領域２３２と窓形成フランジ４０の連接部４５が第１領域２３１の対応箇所２３１ａ（図６）より軸方向外側に変位しているので、窓形成フランジ４０の内部空間６への突出量を減じることができる。その結果、窓形成フランジ４０とブレーキキャリパ１００との干渉を回避することができる。
また、第２領域２３２と窓形成フランジ４０の連接部４５の軸方向外側への変位は、ブレーキと干渉せずに窓形成フランジ４０の軸方向幅の増大を可能にし、これによりホイールディスク１の剛性を高め、ホイールディスク１のさらなる薄肉化、軽量化を図ることができる。
次に、遷移領域２３３の役割について説明する。第２領域２３２は第１領域２３１より軸方向外側に突出しているので、第１領域２３１の周方向の端と第２領域２３２の周方向の端との間で、軸方向位置が異なる。遷移領域２３３は第２領域２３２から第１領域２３１に向かって軸方向位置が徐々に軸方向内側に向かうように傾斜しており、第１領域２３１と第２領域２３２との境で急な段差が生じるのを回避することができ、これにより応力集中を緩和することができる。
本実施形態では、第１領域２３１の周方向の端と第２領域２３２の周方向の端との間の軸方向位置の差は、径方向外側に向かうにしたがって増大するが、これに伴って遷移領域２３３の周方向の幅が増大するため、軸方向位置の差を確実に緩和することができる。
ブランク５０の寸法の減少には制約がある。図８を参照して説明する。溶接フランジ３０に対応する溶接フランジ成形予定部３０Ａは、角度Θ１と所定幅Ｗ１で規定される。窓形成フランジ４０に対応する窓形成フランジ成形予定部４０Ａは、角度Θ２と所定幅Ｗ２で規定される。直線の辺５２と中央点Ｃとの間の距離は、溶接フランジ成形予定部３０Ａと窓形成フランジ成形予定部４０Ａの境界３５Ａが残るように設定するのが好ましい。この境界３５Ａは、成形後に溶接フランジ３０と窓形成フランジ４０を連ねる交差部３５（図５参照）となる。
本発明は上記実施形態に拘わらず、種々の形態を採用可能である。
上記実施形態では図６に示すように、窓形成フランジ４０の先端が第１領域２３１の対応箇所２３１ａから軸方向内側に突出しているが、対応箇所２３１aと軸方向位置が等しいか対応箇所２３１aから軸方向外側に位置してもよい。
上記実施形態では、第２領域２３２が径方向外側に向かって軸方向外側に進むように緩やかに傾斜しているが、ホイール中心軸線と直交する方向に延びていてもよい。また、径方向外側に向かって軸方向内側に進むように傾斜していてもよい（この場合、第２領域の傾斜を第１領域の傾斜より緩やかにする必要がある）。
上記実施形態では、窓形成フランジ４０と第２領域２３２の連接部４５が周方向の全長にわたって、第１領域２３１の対応箇所２３１ａより、軸方向外側に突出している。別の実施形態では、連接部４５における周方向中央を含む所定範囲だけが対応箇所２３１aから軸方向外側に突出し、連接部４５の両端近傍部では対応箇所２３１ａから軸方向外側に突出していなくてもよい。
本実施形態では、第２領域２３２は周方向に沿って軸方向外側に僅かに湾曲しているが、平坦な形状等であってもよい。窓形成フランジは平板形状でなく、湾曲していてもよい。
　本発明は、車両用ホイールに適用することができる。
 

Claims (6)

  1. 　ハブ取付部（１０）と、
    　前記ハブ取付部の径方向外側に隣接し軸方向外側に突出するハット部であって、円環状の頂部（２１）と、前記頂部と前記ハブ取付部とを連ねる内周部（２２）と、前記頂部の径方向外側に配置された外周部（２３）とを有するハット部（２０）と、
    　前記ハット部の前記外周部の周縁に交互に配され軸方向内側に向かって延びる複数の溶接フランジ（３０）および複数の窓形成フランジ（４０）と、
    　を備え、
    　前記溶接フランジ（３０）がホイールリム（２）内周に溶接され、前記窓形成フランジ（４０）が前記ホイールリム内周との間に窓を形成するように構成されたホイールディスクにおいて、
    　前記ハット部（２０）の前記外周部（２３）は、前記溶接フランジ（３０）に連なる第１領域（２３１）と前記窓形成フランジ（４０）に連なる第２領域（２３２）とを周方向に交互に有しており、
    　前記第２領域（２３２）と前記窓形成フランジ（４０）の連接部（４５）は、少なくとも周方向中央を含む範囲にわたり、前記第１領域（２３１）においてホイール中心軸線（Ｌ）からの距離が等しい対応箇所（２３１ａ）より、軸方向外側に突出していることを特徴とするホイールディスク。
  2. 　前記連接部（４５）は周方向の全長にわたって、前記第１領域（２３１）の前記対応箇所（２３１ａ）より軸方向外側に突出していることを特徴とする請求項１に記載のホイールディスク。
  3. 　前記第１領域（２３１）が前記頂部（２１）から前記溶接フランジ（３０）に向かって軸方向内側に進むように傾斜しているのに対して、前記第２領域（２３２）は、前記頂部の径方向外側から前記窓形成フランジ（４０）に向かって軸方向外側に進むように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のホイールディスク。
  4. 　前記ハット部（２０）の前記外周部（２３）は、前記第１領域（２３１）と前記第２領域（２３２）との間に遷移領域（２３３）を有し、前記遷移領域は、周方向に沿い前記第２領域から前記第１領域に向かって軸方向内側に進むように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のホイールディスク。
  5. 　前記第１領域（２３１）と前記第２領域（２３２）の軸方向位置の差が、径方向外側に向かって増大するにしたがい、前記遷移領域（２３３）の周方向幅が径方向外側に向かって増大することを特徴とする請求項４に記載のホイールディスク。
  6. 　正方形の４隅部を円弧状に切り落とした平板形状を有するブランク（５０）からの絞り成形品であり、前記溶接フランジ（３０）が前記ブランクの円弧をなす４つの辺（５１）の近傍部により形成され、前記窓形成フランジ（４０）が前記ブランクの直線をなす４つの辺（５２）の近傍部により形成され、前記溶接フランジと前記窓形成フランジとを連ねる交差部（３５）が軸方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のホイールディスク。
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