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技術 車両用ディスクホイールおよび車両用ホイールディスクの製造方法

出願人 リンテックス株式会社
発明者 藤田憲史西貴之杉本英二郎上垣裕彦大谷考平三好洋介
出願日 2018年7月10日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2018-131127
公開日 2019年12月26日 (6ヶ月経過) 公開番号 2019-218039
状態 特許登録済
技術分野 車両ホイール
主要キーワード 中央円弧 外側円弧 各基準領域 素材コイル 穴抜き加工 ナット座 内側円 断面円弧形状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年12月26日)のものです。
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図面 (16)

課題

解決手段

車軸のハブに取り付けられる車両用ホイールディスクには、複数のボルトを通すための複数のボルト孔が形成されている。当該車両用ホイールディスクは、前記複数のボルトと前記複数のナットとによって締め付けられることによって前記ハブに取り付けられる取り付け部を備える。前記取り付け部は、平板部と、複数のナット支持部と、前記平板部に対して車幅方向内側に凹む複数の押し付け部とを有する。軸方向から見て、それぞれの中心に前記ナット支持部が位置するように、前記取り付け部を周方向に前記複数のナット支持部と同数基準領域に等分割した場合に、前記同数の基準領域それぞれに前記押し付け部が設けられる。軸方向から見て、前記押し付け部は、前記ナット支持部の外縁に沿って設けられた円形状または円弧形状の内縁を有する。

概要

背景

近年、旋回時の車両姿勢を安定させるための横滑り防止装置ESC:Electronic Stability Control)を搭載した車両が普及してきている。ESCを搭載した車両においては、例えば、運転者障害物を緊急回避するために車両を急旋回させた際に、横滑りを防止するためにESCが作動する。このとき、ホイールディスクにおいて大きな横力が発生する。このため、ESCが搭載された車両において使用されるホイールディスクには、ESCが搭載されていない従来の車両において使用されるホイールディスクに比べて、高い剛性が要求される。

車両用のホイールディスクの剛性を高めるための技術は、これまでにも提案されている。

例えば、特許文献1には、窓部形成部を有する車両用ホイールディスクが開示されている。特許文献1の車両用ホイールディスクでは、窓部形成部のディスク半径方向外側面が、ディスク半径方向と直交する平面とされている。特許文献1には、上記のような構成によれば、車両においてタイヤからリムに力が加わった際に、窓部形成部が変形しにくくなることが記載されている。

概要

高剛性の車両用ホイールディスクを備えた車両用ディスクホイールを提供する。車軸のハブに取り付けられる車両用ホイールディスクには、複数のボルトを通すための複数のボルト孔が形成されている。当該車両用ホイールディスクは、前記複数のボルトと前記複数のナットとによって締め付けられることによって前記ハブに取り付けられる取り付け部を備える。前記取り付け部は、平板部と、複数のナット支持部と、前記平板部に対して車幅方向内側に凹む複数の押し付け部とを有する。軸方向から見て、それぞれの中心に前記ナット支持部が位置するように、前記取り付け部を周方向に前記複数のナット支持部と同数基準領域に等分割した場合に、前記同数の基準領域それぞれに前記押し付け部が設けられる。軸方向から見て、前記押し付け部は、前記ナット支持部の外縁に沿って設けられた円形状または円弧形状の内縁を有する。

目的

本発明は、高剛性の車両用ホイールディスクを備えた車両用ディスクホイールおよび車両用ホイールディスクの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

円筒状のリムと、前記リムに接合され、かつ車軸のハブに設けられた複数のボルトおよび前記複数のボルトにねじ込まれる複数のナットによって、前記ハブに取り付けられる車両用ホイールディスクとを備えた車両用ディスクホイールであって、前記車両用ホイールディスクは、前記複数のボルトを通すための複数のボルト孔が形成されており、前記複数のボルト孔に通される前記複数のボルトと前記複数のナットとによって締め付けられることによって前記ハブに取り付けられる取り付け部を備え、前記取り付け部は、平板部と、車両において前記平板部に対して車幅方向外側に突出しかつ前記車両用ホイールディスクの軸方向から見て円環形状を有する複数のナット支持部と、車両において前記平板部に対して車幅方向内側に凹む複数の押し付け部とを有し、前記複数のボルト孔はそれぞれ、前記ナット支持部を前記軸方向に貫通するように形成されており、前記軸方向から見て、それぞれの中心に前記ナット支持部が位置するように、前記取り付け部を前記車両用ホイールディスクの周方向に前記複数のナット支持部と同数基準領域に等分割した場合に、前記同数の基準領域それぞれに前記押し付け部が設けられ、前記軸方向から見て、前記押し付け部は、前記ナット支持部の外縁に沿って設けられた円形状または円弧形状の内縁を有する、車両用ディスクホイール。

請求項2

前記軸方向から見て、前記車両用ホイールディスクの中心および前記ボルト孔の中心を通る直線を第1分割線とし、前記ボルト孔の中心を通りかつ前記第1分割線に垂直な方向に延びる直線を第2分割線として、前記基準領域を前記第1分割線および前記第2分割線によって4つの領域に分割した場合に、前記4つの領域それぞれに、前記押し付け部の前記内縁の一部が設けられている、請求項1に記載の車両用ディスクホイール。

請求項3

前記押し付け部は、前記平板部に対して車幅方向内側に凹みかつ互いに離れて設けられる複数の凹部を含み、前記軸方向から見て、前記複数の凹部はそれぞれ、前記取り付け部の外縁に沿って設けられた円弧形状の内縁を有する、請求項1または2に記載の車両用ディスクホイール。

請求項4

前記複数のナット支持部はそれぞれ、前記ナット支持部の径方向外側に向かって膨らむように湾曲する張出部と、前記ナット支持部の周方向において前記張出部に隣り合いかつ前記張出部に対して前記ナット支持部の径方向内側または径方向外側に向かって突出する1以上の突出部とを有する、請求項1から3のいずれかに記載の車両用ディスクホイール。

請求項5

請求項1から4のいずれかに記載の車両用ホイールディスクの製造方法であって、第1面および第2面を有する金属板打ち抜いてブランクを得る、打ち抜き工程と、前記ブランクに対して絞り加工を行うことによって、前記平板部、前記複数のナット支持部、および前記複数の押し付け部を成形する、絞り工程とを備え、前記第1面は、車両において車幅方向外側を向く面であり、前記第2面は、車両において車幅方向内側を向く面であり、前記絞り工程では、ダイおよびブランクホルダによって前記ブランクを支持した状態で、前記第1面の所定の領域にパンチを押し付けることによって前記複数の押し付け部が成形される、車両用ホイールディスクの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、車両用ディスクホイールおよび車両用ホイールディスクの製造方法に関する。

背景技術

0002

近年、旋回時の車両姿勢を安定させるための横滑り防止装置ESC:Electronic Stability Control)を搭載した車両が普及してきている。ESCを搭載した車両においては、例えば、運転者障害物を緊急回避するために車両を急旋回させた際に、横滑りを防止するためにESCが作動する。このとき、ホイールディスクにおいて大きな横力が発生する。このため、ESCが搭載された車両において使用されるホイールディスクには、ESCが搭載されていない従来の車両において使用されるホイールディスクに比べて、高い剛性が要求される。

0003

車両用のホイールディスクの剛性を高めるための技術は、これまでにも提案されている。

0004

例えば、特許文献1には、窓部形成部を有する車両用ホイールディスクが開示されている。特許文献1の車両用ホイールディスクでは、窓部形成部のディスク半径方向外側面が、ディスク半径方向と直交する平面とされている。特許文献1には、上記のような構成によれば、車両においてタイヤからリムに力が加わった際に、窓部形成部が変形しにくくなることが記載されている。

先行技術

0005

特開2017−52342号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、既存の技術だけでは、ホイールディスクの剛性向上の要求に十分に対応できない。このため、従来、ESCを搭載した車両においてホイールディスクに要求される剛性を確保するためには、ホイールディスクの素材として高強度の材料を用いたり、ホイールディスクの板厚を厚くしたりする必要があった。しかしながら、高強度の材料を用いる場合には、ホイールディスクの製造コストが上昇し、ホイールディスクの板厚を厚くする場合には、ホイールディスクの重量が増加するという問題が生じる。

0007

そこで、本発明は、高剛性の車両用ホイールディスクを備えた車両用ディスクホイールおよび車両用ホイールディスクの製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

一般に、車両においてホイールディスクは、車軸のハブに固定される。具体的には、ハブに設けられたボルトをホイールディスクに形成されたボルト穴に通した後、ボルトにナットねじ込むことによって、ハブにホイールディスクが固定される。

0009

上記のようにハブに固定されるホイールディスクにおいて、本発明者らは、車軸からホイールディスクに作用する力、およびホイールディスクに力が加わった際にホイールディスクにおいて生じる現象について詳細に検討した。その結果、車軸からホイールディスクに大きな力が作用した場合、ホイールディスクにおいてハブに固定されている部分(より具体的には、ナットによって締め付けられている部分)が塑性変形し、ホイールディスクにおいて座屈が生じる可能性が高くなることが分かった。

0010

本発明は上記の知見に基づいてなされたものであり、下記の車両用ディスクホイールおよび車両用ホイールディスクの製造方法を要旨とする。

0011

(1)円筒状のリムと、
前記リムに接合され、かつ車軸のハブに設けられた複数のボルトおよび前記複数のボルトにねじ込まれる複数のナットによって、前記ハブに取り付けられる車両用ホイールディスクとを備えた車両用ディスクホイールであって、
前記車両用ホイールディスクは、
前記複数のボルトを通すための複数のボルト孔が形成されており、前記複数のボルト孔に通される前記複数のボルトと前記複数のナットとによって締め付けられることによって前記ハブに取り付けられる取り付け部を備え、
前記取り付け部は、平板部と、車両において前記平板部に対して車幅方向外側に突出しかつ前記車両用ホイールディスクの軸方向から見て円環形状を有する複数のナット支持部と、車両において前記平板部に対して車幅方向内側に凹む複数の押し付け部とを有し、
前記複数のボルト孔はそれぞれ、前記ナット支持部を前記軸方向に貫通するように形成されており、
前記軸方向から見て、それぞれの中心に前記ナット支持部が位置するように、前記取り付け部を前記車両用ホイールディスクの周方向に前記複数のナット支持部と同数基準領域に等分割した場合に、
前記同数の基準領域それぞれに前記押し付け部が設けられ、
前記軸方向から見て、前記押し付け部は、前記ナット支持部の外縁に沿って設けられた円形状または円弧形状の内縁を有する、車両用ディスクホイール。

0012

(2)前記軸方向から見て、前記車両用ホイールディスクの中心および前記ボルト孔の中心を通る直線を第1分割線とし、前記ボルト孔の中心を通りかつ前記第1分割線に垂直な方向に延びる直線を第2分割線として、前記基準領域を前記第1分割線および前記第2分割線によって4つの領域に分割した場合に、前記4つの領域それぞれに、前記押し付け部の前記内縁の一部が設けられている、上記(1)に記載の車両用ディスクホイール。

0013

(3)前記押し付け部は、前記平板部に対して車幅方向内側に凹みかつ互いに離れて設けられる複数の凹部を含み、
前記軸方向から見て、前記複数の凹部はそれぞれ、前記取り付け部の外縁に沿って設けられた円弧形状の内縁を有する、上記(1)または(2)に記載の車両用ディスクホイール。

0014

(4)前記複数のナット支持部はそれぞれ、前記ナット支持部の径方向外側に向かって膨らむように湾曲する張出部と、前記ナット支持部の周方向において前記張出部に隣り合いかつ前記張出部に対して前記ナット支持部の径方向内側または径方向外側に向かって突出する1以上の突出部とを有する、上記(1)から(3)のいずれかに記載の車両用ディスクホイール。

0015

(5)上記(1)から(4)のいずれかに記載の車両用ホイールディスクの製造方法であって、
第1面および第2面を有する金属板打ち抜いてブランクを得る、打ち抜き工程と、
前記ブランクに対して絞り加工を行うことによって、前記平板部、前記複数のナット支持部、および前記複数の押し付け部を成形する、絞り工程とを備え、
前記第1面は、車両において車幅方向外側を向く面であり、前記第2面は、車両において車幅方向内側を向く面であり、
前記絞り工程では、ダイおよびブランクホルダによって前記ブランクを支持した状態で、前記第1面の所定の領域にパンチを押し付けることによって前記複数の押し付け部が成形される、車両用ホイールディスクの製造方法。

発明の効果

0016

本発明によれば、高剛性の車両用ホイールディスクおよびそれを備えた車両用ディスクホイールが得られる。

図面の簡単な説明

0017

図1は、本発明の一実施形態に係る車両用ディスクホイールを示す平面図である。
図2は、図1の車両用ディスクホイールを示す底面図である。
図3は、図1の車両用ディスクホイールの一部を示す斜視図である。
図4は、図1のA−A線断面図である。
図5は、図2に示すナット支持部およびその周辺を示す底面図である。
図6は、押し付け部の他の例を示す図である。
図7は、押し付け部の他の例を示す図である。
図8は、押し付け部の他の例を示す図である。
図9は、押し付け部の他の例を示す図である。
図10は、押し付け部の他の例を示す図である。
図11は、比較対象となる押し付け部を示す図である。
図12は、ナット支持部の他の例を示す概略斜視図である。
図13は、ナット支持部の概略断面図である。
図14は、突出部の形成位置を説明するための図である。
図15は、突出部の形成位置を説明するための図である。

実施例

0018

以下、本発明の実施形態に係る車両用ホイールディスクおよび車両用ディスクホイールについて図面を用いて説明する。

0019

(車両用ディスクホイールの構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る車両用ディスクホイール10(以下、ホイール10と略記する。)を示す平面図であり、図2は、ホイール10を示す底面図である。また、図3は、ホイール10の一部を示す斜視図であり、図4は、図1のA−A線断面図である。

0020

図1図4を参照して、ホイール10は、円筒状のリム12と、本発明の一実施形態に係る車両用ホイールディスク14(以下、ディスク14と略記する。)とを備えている。リム12およびディスク14の材料としては種々の金属材料および樹脂を用いることができる。金属材料としては、例えば、鋼(例えば、熱間圧延鋼板)、アルミニウム、またはアルミニウム合金等を挙げることができる。

0021

リム12とディスク14とは、リム12にディスク14を嵌め込んだ状態で溶接することによって接合されている。なお、リム12の構成としては、公知の種々のリムの構成を採用できるので、詳細な説明は省略する。

0022

詳細な説明は省略するが、ディスク14を製造する際には、例えば、まず、素材コイルから得られた金属板が所定寸法に切断される。その後、所定寸法に切断された金属板を打ち抜くことによって、所定形状のブランクが得られる。更に、得られたブランクに対して、絞り加工および穴抜き加工等の所定の加工が行なわれて、ディスク14が得られる。

0023

ディスク14は、全体として略円盤形状を有している。ディスク14の中心部には、ハブ穴16が形成されている。ハブ穴16は、ディスク14の軸方向から見て略円形状を有している。ディスク14は、ハブ穴16からハブ穴16の径方向外側に向かって順に設けられた取り付け部18、ハット部20およびフランジ部22を有している。

0024

取り付け部18は、図示しない車両の車軸のハブに設けられた複数のボルトと、その複数のボルトにねじ込まれる複数のナットとによって締め付けられることによって、車軸のハブに取り付けられる。取り付け部18の詳細については後述する。なお、取り付け部18を車軸のハブに取り付ける態様は、公知のホイールディスクと同様であるので、詳細な説明は省略する。

0025

ハット部20は、取り付け部18からディスク14の軸方向に膨らむように形成されている。フランジ部22は、円筒形状を有し、リム12に溶接される。なお、ハット部20およびフランジ部22の構成としては、公知の種々のハット部およびフランジ部の構成を採用できるので、詳細な説明は省略する。

0026

以下、取り付け部18について詳しく説明する。

0027

図1図3を参照して、取り付け部18は、平板部24と、複数(本実施形態では、4つ)の押し付け部25と、複数(本実施形態では、4つ)のナット支持部26と、複数(本実施形態では、4つ)のリブ27とを有している。図5は、図2に示すナット支持部26およびその周辺を示す図である。なお、図5においては、各部の位置関係を分かりやすくするために、押し付け部25にハッチングを付している。

0028

図1図3を参照して、平板部24は、車両において車幅方向外側を向く第1面24a(図1および3参照)と、車両において車幅方向内側を向く第2面24b(図2および3参照)とを有している。第1面24aおよび第2面24bは平坦な面であり、互いに平行に設けられている。

0029

押し付け部25は、平板部24に対して、車幅方向内側に凹む凹部である。本実施形態では、押し付け部25は、平板部24に対して車幅方向内側に突出している。言い換えると、押し付け部25は、平板部24に対して、図示しない車軸のハブ側に突出している。

0030

本実施形態では、押し付け部25は、車両において車幅方向外側を向く凹面25a(図1および3参照)と、車両において車幅方向内側を向く凸面25b(図2および5参照)とを有している。凹面25aは、平板部24の第1面24aに対して車幅方向内側に凹み、凸面25bは、平板部24の第2面24bに対して車幅方向内側に突出している。言い換えると、凹面25aは、第1面24aに対して図示しない車軸のハブ側に凹む面であり、凸面25bは、第2面24bに対して図示しない車軸のハブ側に突出する面である。なお、凸面25bは、ディスク14の軸方向に対して垂直でかつ平坦な面である。

0031

押し付け部25は、取り付け部18が図示しない車軸のハブに取り付けられる際に、ハブに押し付けられる部分である。本実施形態では、凸面25bが、車軸のハブに押し付けられる。凸面25bは、第2面24bに対して上記ハブ側に、例えば、0.01mm以上突出している。

0032

図1および図2を参照して、複数のナット支持部26は、ディスク14の周方向に等間隔で並ぶように設けられている。複数のナット支持部26はそれぞれ、ディスク14の軸方向から見て円環形状を有している。ナット支持部26は、ディスク14の軸方向において、平板部24に対して車幅方向外側(凸面25bとは反対側)に向かって突出している。

0033

図1を参照して、本実施形態においては、取り付け部18を、ディスク14の周方向にナット支持部26と同数(すなわち、4つ)の基準領域18aに等分割した場合に、各基準領域18aに押し付け部25が設けられる。なお、図1においては、基準領域18aと基準領域18aとの境界を、二点鎖線で示している。本実施形態では、ディスク14の周方向において、各基準領域18aの中心にナット支持部26が位置している。本実施形態では、ナット支持部26ごとに、押し付け部25が設けられている。また、本実施形態では、ナット支持部26の周囲を覆うように、押し付け部25が設けられている。

0034

図1図3および図5を参照して、本実施形態では、ディスク14の軸方向から見て、各押し付け部25は、ナット支持部26の外縁に沿って設けられた円弧形状の内縁25cを有する。

0035

複数のリブ27は、ディスク14の周方向に等間隔で並ぶように設けられている。本実施形態では、複数のナット支持部26と複数のリブ27とが、ディスク14の周方向において交互に並ぶように設けられている。図3を参照して、リブ27は、ディスク14の軸方向において、平板部24に対して車幅方向外側に向かって突出している。本実施形態では、ディスク14の軸方向から見て、押し付け部25は、ナット支持部26とリブ27との間をディスク14の径方向に通るように設けられている。

0036

各ナット支持部26の中心部には、上記ボルトを通すためのボルト孔28が形成されている。ボルト孔28は、ナット支持部26をディスク14の軸方向に貫通するように形成されている。図3および図4を参照して、ナット支持部26の中心部には、ボルト孔28に繋がるように、ナット座面30が形成されている。本実施形態では、ナット座面30は、テーパー形状を有している。本実施形態では、ナット座面30は、車幅方向外側ほど直径が大きくなるように形成されている。なお、ナット座面30の形状は上述の例に限定されない。例えば、ナット座面30が球面形状断面円弧形状)を有していてもよい。

0037

本実施形態では、車軸のハブに設けられた複数のボルトが取り付け部18の複数のボルト孔28に通され、各ボルトにナットをねじ込むことによって、ディスク14がハブに取り付けられる。上記のナット座面30は、ボルトにねじ込まれたナットを支持する面である。なお、ナット支持部の形状は上述の例に限定されず、公知の種々のナット支持部の形状を採用できる。

0038

なお、本実施形態では、押し付け部25の少なくとも一部が、ディスク14の軸方向から見て、ボルト孔28の中心を中心とする半径20mmの円の内側に設けられることが好ましく、ボルト孔28の中心を中心とする半径18mmの円の内側に設けられることがより好ましい。

0039

なお、平板部24、複数の押し付け部25、複数のナット支持部26および複数のリブ27は、上述の絞り加工によって成形される。本実施形態では、第1面(ディスク14の第1面24aとなる面)および第2面(ディスク14の第2面24bとなる面)を有するブランクを、図示しないダイおよびブランクホルダによって支持した状態で、上記第1面の所定の領域に図示しないパンチを押し付けることによって、凹面25aを有する押し付け部25が成形される。このようにして成形された押し付け部25では、加工硬化によって剛性が向上する。

0040

(本実施形態の効果)
以上のように、本実施形態に係るディスク14では、複数のナット支持部26それぞれに対応するように、押し付け部25が設けられている。各押し付け部25は、平板部24に対して車幅方向内側に凹むように絞り加工によって成形されている。また、各押し付け部25の内縁25cは、ナット支持部26の外縁に沿うように、円弧形状を有している。このような構成により、ディスク14を車軸のハブに取り付けるために、上記ハブに設けられたボルトにナットをねじ込んだ際に、押し付け部25が上記ハブに押し付けられる。上述したように、各押し付け部25の内縁25cは、ナット支持部26の外縁に沿うように円弧形状を有しているので、ボルトにナットを締め付ける際に、押し付け部25によってナット支持部26を適切に保持することができる。したがって、ナット支持部26およびその近傍における局部的な面圧上昇が回避され、ナット支持部26およびその近傍の応力上昇を抑制できる。これにより、車軸からディスク14に大きな力が作用した場合でも、ナット支持部26の近傍の部分が塑性変形することを抑制することができる。その結果、ディスク14において座屈が生じることを抑制することができる。言い換えると、本実施形態に係るディスク14では、従来のディスクから材料を変えたり、板厚を変えたりすることなく、ディスク14の剛性を向上させることができる。したがって、本実施形態によれば、ディスク14の製造コストおよび重量の上昇を抑制しつつ、ディスク14の剛性を向上させることができる。

0041

また、本実施形態では、押し付け部25は、ナット支持部26の周囲を覆うように設けられている。さらに、本実施形態では、押し付け部25の凸面25bは、平板部24の第2面24bに対して、車軸のハブ側に突出している。このような構成により、ナット支持部26の周囲を、ほぼ全周に近い接触面で保持することができる。これにより、車軸からディスク14に大きな力が作用した場合でも、ナット支持部26の近傍の部分が塑性変形することを十分に抑制することができる。

0042

(他の実施形態)
上述の実施形態では、ディスク14の軸方向から見て、押し付け部25が略U字形状を有する場合について説明したが、押し付け部25の形状は上述の例に限定されない。

0043

図6図10は、押し付け部の他の例を示す図である。なお、図6図10には、車幅方向内側から見た基準領域18aの概略図を示している。図6図10においては、各部の位置関係を分かりやすくするために、押し付け部にハッチングを付している。また、図6図10においては、第1分割線A1および第2分割線A2を一点鎖線で示している。第1分割線A1は、ディスク14(図1参照)の軸方向から見て、ディスク14の中心およびボルト孔28の中心を通る直線である。第2分割線A2は、ディスク14の軸方向から見て、ボルト孔28の中心を通りかつ第1分割線A1に垂直な方向に延びる直線である。

0044

図6(a)に示す押し付け部25Aは、外側円弧部60,61と、内側円弧部62と、中央円弧部63,64とを含む。外側円弧部60,61は、第2分割線A2よりもディスク14の径方向外側に設けられ、かつディスク14の周方向において互いに離れた位置に設けられている。外側円弧部60,61はそれぞれ、基準領域18aの外縁に沿うように円弧状に形成されている。内側円弧部62は、第2分割線A2よりもディスク14の径方向内側に設けられている。内側円弧部62は、基準領域18aの内縁に沿うように円弧状に形成されている。中央円弧部63は、ディスク14の周方向において第1分割線A1の一方側に設けられ、中央円弧部64は、ディスク14の周方向において第1分割線A1の他方側に設けられている。中央円弧部63は、外側円弧部60と内側円弧部62とを接続し、かつナット支持部26の外縁に沿うように円弧状に形成されている。中央円弧部64は、外側円弧部61と内側円弧部62とを接続し、かつナット支持部26の外縁に沿うように円弧状に形成されている。

0045

本実施形態においても、押し付け部25Aは、平板部24に対して車幅方向内側に凹むように絞り加工によって成形される。また、中央円弧部63,64の内縁は、ナット支持部26の外縁に沿うように円弧形状を有している。これにより、本実施形態においても、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。

0046

なお、本実施形態では、ディスク14の軸方向から見て、基準領域18aを第1分割線A1および第2分割線A2によって4つの領域に分割した場合に、4つの領域それぞれに押し付け部25Aの上記円弧形状の内縁の一部が設けられている。具体的には、中央円弧部63の内縁が、上記4つの領域のうちの2つの領域に亘って設けられ、中央円弧部64の内縁が、他の2つの領域に亘って設けられている。このように押し付け部25Aを形成することによって、ナット支持部26およびその近傍における局部的な面圧上昇を十分に回避でき、ナット支持部26およびその近傍の応力上昇を十分に抑制できる。これにより、車軸からディスク14に大きな力が作用した場合でも、ナット支持部26の近傍の部分が塑性変形することを十分に抑制することができる。

0047

上述の実施形態では、押し付け部が一つの凹部によって形成される場合について説明したが、図6(b),(c)に示すように、押し付け部が互いに離れて形成された複数の凹部を有していてもよい。具体的には、図6(b)に示す押し付け部25Bは、ディスク14の周方向に互いに離れて形成された凹部5A,5Bを有している。凹部5Aは、外側円弧部60、内側円弧部62aおよび中央円弧部63によって構成され、凹部5Bは、外側円弧部61、内側円弧部62bおよび中央円弧部64によって構成されている。

0048

なお、押し付け部25Bが、図6(a)の押し付け部25Aと異なるのは、内側円弧部62の代わりに、ディスク14の周方向において互いに離れて設けられる内側円弧部62aおよび内側円弧部62bを有している点である。内側円弧部62aは、ディスク14の周方向において第1分割線A1の一方側に設けられ、かつ基準領域18aの内縁に沿うように円弧状に形成されている。内側円弧部62bは、ディスク14の周方向において第1分割線A1の他方側に設けられ、かつ基準領域18aの内縁に沿うように円弧状に形成されている。中央円弧部63は、外側円弧部60と内側円弧部62aとを接続するように設けられ、中央円弧部64は、外側円弧部61と内側円弧部62bとを接続するように設けられている。

0049

本実施形態においても、押し付け部25Bは、平板部24に対して車幅方向内側に凹むように絞り加工によって成形される。また、中央円弧部63,64の内縁は、ナット支持部26の外縁に沿うように円弧形状を有している。また、本実施形態においても、基準領域18aを第1分割線A1および第2分割線A2によって4つの領域に分割した場合に、4つの領域それぞれに押し付け部25Bの円弧形状の内縁の一部が設けられている。以上により、本実施形態においても、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。

0050

図6(c)に示す押し付け部25Cは、ディスク14の周方向および径方向に互いに離れて形成された凹部6A,6B,6C,6Dを有している。凹部6Aは、外側円弧部60および中央円弧部63aによって構成され、凹部6Bは、内側円弧部62aおよび中央円弧部63bによって構成され、凹部6Cは、外側円弧部61および中央円弧部64aによって構成され、凹部6Dは、内側円弧部62bおよび中央円弧部64bによって構成されている。

0051

なお、押し付け部25Cが、図6(b)の押し付け部25Bと異なるのは、中央円弧部63の代わりに、ディスク14の径方向において互いに離れて設けられる中央円弧部63aおよび中央円弧部63bを有し、中央円弧部64の代わりに、ディスク14の径方向において互いに離れて設けられる中央円弧部64aおよび中央円弧部64bを有している点である。

0052

中央円弧部63aは、ディスク14の径方向において第2分割線A2の外側に設けられ、かつナット支持部26の外縁に沿うように円弧状に形成されている。中央円弧部63bは、ディスク14の径方向において第2分割線A2の内側に設けられ、かつナット支持部26の外縁に沿うように円弧状に形成されている。同様に、中央円弧部64aは、ディスク14の径方向において第2分割線A2の外側に設けられ、かつナット支持部26の外縁に沿うように円弧状に形成されている。中央円弧部64bは、ディスク14の径方向において第2分割線A2の内側に設けられ、かつナット支持部26の外縁に沿うように円弧状に形成されている。

0053

本実施形態においても、押し付け部25Cは、平板部24に対して車幅方向内側に凹むように絞り加工によって成形される。また、中央円弧部63a,63b,64a,64bの内縁は、ナット支持部26の外縁に沿うように円弧形状を有している。また、本実施形態においても、基準領域18aを第1分割線A1および第2分割線A2によって4つの領域に分割した場合に、4つの領域それぞれに押し付け部25Cの円弧形状の内縁の一部が設けられている。以上により、本実施形態においても、上述の実施形態と同様の作用効果が得られる。

0054

なお、図6(a)に示した押し付け部25Aでは、ディスク14の周方向において、中央円弧部63,64とボルト孔28との距離が、中央円弧部63,64とリブ27との距離よりも小さく設定されているが、中央円弧部63,64の位置は上述の例に限定されない。例えば、図7(a)に示す押し付け部25Dのように、中央円弧部63,64が、ディスク14の周方向において、ボルト孔28とリブ27との略中間位置に設けられてもよい。また、図7(b)に示す押し付け部25Eのように、ディスク14の周方向において、中央円弧部63,64とボルト孔28との距離が、中央円弧部63,64とリブ27との距離よりも大きくてもよい。

0055

なお、詳細な説明は省略するが、図8図10に示すように、ディスク14の軸方向から見てナット支持部26の外縁に沿った円形状または円弧形状の内縁を有する種々の形状および寸法の押し付け部25F〜25Nを、基準領域18aに設けてもよい。

0056

シミュレーションに基づく検討)
以下、コンピュータを用いたFEM解析によるシミュレーション結果とともに、本発明の効果を説明する。本シミュレーションでは、図1図4に示したホイール10の解析モデルを作成し、各ナット支持部26に対して、ディスク14の軸方向に6000kgfの荷重を与え、ナット支持部26の先端(車幅方向外側の端部)の上記軸方向への沈み量(変位)を調査した。ただし、押し付け部の形状は、図1の押し付け部25ではなく、図6図10に示した押し付け部25A〜25Nの形状とした。なお、解析モデルでは凸面25bは形成していないが、押し付け部25A〜25Nの凸面25bに相当する領域について、ディスク14の軸方向への移動を拘束した。また、比較対象として、図11に示す押し付け部70についても同様の解析を行った。具体的には、4つの領域71〜74の上記軸方向への移動を拘束して、同様の解析を行い、ナット支持部26の沈み量を調査した。なお、リム12およびディスク14の素材は鉄とし、板厚は、2.6mm、2.4mmおよび2.2mmとした。解析結果を下記の表1に示す。

0057

0058

表1に示すように、板厚を2.6mmに設定した場合の解析結果から、図6図10の押し付け部25A〜25Nの凸面25bに相当する領域を拘束した場合には、図11の押し付け部70の4つの領域71〜74を拘束した場合に比べて、ナット支持部26の沈み量が十分に低下することが分かった。また、板厚を2.4mmおよび2.2mmに設定した場合の解析結果から、板厚が小さい場合でも、押し付け部25A〜25Nの凸面25bに相当する領域を拘束することによって、ナット支持部26の沈み量を十分に低減できることが分かる。

0059

以上の結果から、ホイールディスクの軸方向から見て、ナット支持部の外縁に沿った円形状または円弧形状の内縁を有する押し付け部をナット支持部ごとに設けることによって、ナット支持部およびその近傍の領域の変形を十分に抑制できることが分かる。すなわち、本発明によれば、車軸からホイールディスクに大きな力が作用した場合でも、ナット支持部およびその近傍の部分が塑性変形することを抑制することができる。その結果、ホイールディスクにおいて座屈が生じることを抑制することができる。

0060

(ナット支持部の形状)
ナット支持部の形状は、上述の例に限定されない。図12は、ナット支持部26の他の例を示す概略斜視図であり、図13は、図12のB−B部分を示す断面図である。なお、図面が煩雑になることを避けるために、図12および図13においては、押し付け部25の図示を省略している。

0061

図12および図13を参照して、各ナット支持部26は、立ち上がり部26a、複数の張出部26bおよび複数の突出部26cを有している。立ち上がり部26aは、平板部24からディスク14の軸方向において車幅方向外側(凸面25b(図2参照)とは反対側)に向かって立ち上がる部分であり、ディスク14の軸方向から見て円環形状を有している。立ち上がり部26aは、ナット支持部26の径方向内側に向かって膨らむように湾曲している。本実施形態では、立ち上がり部26aは、ナット支持部26の径方向内側に向かいかつディスク14の軸方向において凸面25b(図2参照)に近付く方向に向かって凸となるように形成されている。

0062

複数(本実施形態では4つ)の張出部26bおよび複数(本実施形態では4つ)の突出部26cはそれぞれ、立ち上がり部26aとナット座面30との間に設けられている。本実施形態では、複数の張出部26bおよび複数の突出部26cがナット支持部26の周方向において交互に並ぶように設けられている。

0063

図12を参照して、ディスク14の軸方向から見て、各張出部26bは、円弧形状を有している。図12および図13を参照して、張出部26bは、ナット支持部26の径方向外側に向かって膨らむように湾曲している。本実施形態では、張出部26bは、ナット支持部26の径方向外側に向かいかつディスク14の軸方向において凸面25b(図2参照)から離れる方向に向かって凸となるように形成されている。

0064

突出部26cは、ナット支持部26の周方向において張出部26bに隣り合うように設けられている。突出部26cは、張出部26bに対してナット支持部26の径方向内側に向かって突出している。本実施形態では、突出部26cは、ナット支持部26の径方向内側に向かいかつディスク14の軸方向において凸面25b(図2参照)に近付く方向に突出している。

0065

図13を参照して、本実施形態では、突出部26cの外面51(ナット支持部26の径方向において外側の面)は、張出部26bの外面41(ナット支持部26の径方向において外側の面)に対してナット支持部26の内側に向かって凹んでいる。また、突出部26cの内面52(ナット支持部26の径方向において内側の面)は、張出部26bの内面42(ナット支持部26の径方向において内側の面)に対してナット支持部26の内側に突出している。

0066

以上のように、本実施形態に係るディスク14では、各ナット支持部26に突出部26cが設けられている。突出部26cは、ナット支持部26に横力(ディスク14の軸方向の力)が作用した場合に、補強リブとして機能する。これにより、車軸からディスク14に大きな力が作用した場合でも、ナット支持部26が塑性変形することを抑制することができる。その結果、ディスク14において座屈が生じることを抑制することができる。言い換えると、本実施形態に係るディスク14では、従来のディスクから材料を変えたり、板厚を変えたりすることなく、ディスク14の剛性を向上させることができる。したがって、本実施形態によれば、ディスク14の製造コストおよび重量の上昇を抑制しつつ、ディスク14の剛性を向上させることができる。

0067

(突出部の位置)
以下、ナット支持部における突出部の形成位置について説明する。図14および図15は、突出部の形成位置を説明するための図である。なお、図14(a)は、上述の実施形態における取り付け部18を示す図であり、図14(b)、図15(a)および図15(b)は、取り付け部18の変形例を示す図である。図14および図15においては、ディスク14の軸方向から見て、ディスク14の中心およびボルト孔28の中心を通る仮想的な直線を第1仮想線L1として一点鎖線で示し、ボルト孔28の中心を通りかつ第1仮想線L1に垂直な方向に延びる仮想的な直線を第2仮想線L2として二点鎖線で示している。第1仮想線L1は、ディスク14の軸方向に対して垂直な方向に延びる直線である。

0068

図14(a)を参照して、上述の実施形態では、ディスク14の軸方向から見て、第1仮想線L1と第2仮想線L2とによって、ナット支持部26を4つの領域に区画した場合に、その4つの領域にそれぞれ突出部26cが設けられている。しかしながら、突出部26cの形成位置は上述の例に限定されない。例えば、各ナット支持部26において、第1仮想線L1上に2つの突出部26cを形成し、第2仮想線L2上に2つの突出部26cを形成してもよい。すなわち、図14(a)に示す4つの突出部26cの位置から、ナット支持部26の周方向に45°ずらした位置に、4つの突出部を形成してもよい。

0069

また、例えば、図14(b)に示すように、ディスク14の軸方向から見て、第1仮想線L1によってナット支持部26を2つの領域に区画した場合に、その2つの領域にそれぞれ突出部26cを設けてもよい。なお、上記2つの領域において突出部26cを形成する位置について特に制限はないが、例えば、一方の領域の突出部26cと他方の領域の突出部26cとが第1仮想線L1を中心として互いに線対称となる位置に配置される。また、上記2つの領域それぞれに設けられる突出部26cの数について特に制限はないが、例えば、一方の領域と他方の領域にそれぞれ同数の突出部26cが設けられる。

0070

また、例えば、図15(a)に示すように、ディスク14の軸方向から見て、第2仮想線L2によってナット支持部26を2つの領域に区画した場合に、その2つの領域にそれぞれ突出部が設けられてもよい。なお、上記2つの領域それぞれに設けられる突出部26cの数について特に制限はないが、例えば、図15(b)に示すように、上記2つの領域のうちディスク14の径方向外側の領域の突出部26cの数が、ディスク14の径方向内側の領域の突出部26cの数よりも多くてもよい。また、図示は省略するが、上記2つの領域のうちディスク14の径方向内側の領域の突出部26cの数が、ディスク14の径方向外側の領域の突出部26cの数よりも多くてもよい。

0071

また、各ナット支持部26に設けられる突出部26cの数は上述の例に限定されない。例えば、各ナット支持部26に設けられる突出部26cの数が1つのみであってもよく、5つ以上であってもよい。例えば、図15(a)に示した取り付け部18において、各ナット支持部26に設けられた2つの突出部26cのうちの一方が設けられなくてもよい。

0072

また、上述の実施形態では、突出部26cは、張出部26bに対してナット支持部26の径方向内側に向かって突出している場合について説明したが、突出部の形状は上述の例に限定されない。例えば、突出部が、張出部26bに対してナット支持部26の径方向外側に向かって突出していてもよい。より具体的には、例えば、突出部が、ナット支持部26の径方向外側に向かいかつディスク14の軸方向において押し付け面24aから離れる方向に突出していてもよい。この場合、突出部の外面が張出部26bの外面41(図13参照)に対してナット支持部26の外側に向かって突出し、突出部の内面が張出部26bの内面42(図13参照)に対してナット支持部26の外側に凹むように、ナット支持部26が形成される。このように突出部を形成した場合も、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

0073

なお、各ナット支持部26において、張出部26bに対してナット支持部26の径方向内側に向かって突出する突出部と、張出部26bに対してナット支持部26の径方向外側に向かって突出する突出部とが設けられてもよい。

0074

なお、詳細な説明は省略するが、突出部は、取り付け部18が車軸のハブに取り付けられる際に、ハブに強く押し付けられる部分の近傍に設けられることが好ましい。

0075

この出願は、2018年6月18日に出願された日本出願特願2018−115528を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

0076

以上のように、本発明によれば、高剛性の車両用ホイールディスクおよびそれを備えた車両用ディスクホイールが得られる。したがって、本発明は、車両のディスクホイールにおいて好適に用いられる。

0077

10車両用ディスクホイール
12リム
14車両用ホイールディスク
16ハブ穴
18 取り付け部
18a基準領域
20ハット部
22フランジ部
24平板部
25押し付け部
26ナット支持部

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