(57)【要約】【課題】  従来技術の欠点を克服したモータ車両用、特に乗用車用のホイールディスクを提供する。【解決手段】  組付け用の円形の半径方向外側部分と、所定数の固定孔を有し、且つ心出しベントで半径方向内方に終わっている支持領域を備えた固定および心出し用の半径方向内側部分と、内側部分と外側部分とを連結するアームとを備えており、各アームは、実質的に周方向に２つの隣接する固定孔の間に配置されており、円形の半径方向外側部品の半径方向内側の自由縁部は、アームの横自由縁部と孔を構成しているホイールディスクにおいて、各アームを機械的に補強するために、アームの各々の中央領域が、心出しベントに開口するヨークを含めて、ディスクのアームの横領域に対して軸方向内方に引込んだ膨れ部を収容するように変形されていることを特徴とするホイールディスク。
2005511371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リム（２）に連結されるようになっている組付け用の円形の半径方向外側部分（４）と、
所定数の固定孔（５２）を有し、軸方向外方に折返された縁部、すなわち、心出しベント（５３）で半径方向内方に終わっている支持領域（５１）を備えている固定および心出し用の半径方向内側部分（５）と、
内側部分（５）と外側部分（４）とを連結するアーム（６）とを備えており、各アーム（６）は、実質的に周方向に２つの隣接する固定孔（５２）の間に配置されており、円形の半径方向外側部品（４）の半径方向内側の自由縁部（４２）は、アーム（６１）の横自由縁部と孔（７）を構成している、エンボス加工されたシート金属から外面および内面を有して形成された、特に乗用車用のホイールディスク（３）であって、
各アーム（６）を機械的に補強するために、アーム（６）の各々の中央領域が、ディスクのアームの横領域（６３）に対して軸方向内方に引込んだ膨れ部（６４）を収容するように変形されており、この膨れ部（６４）は、固定および心出し用の半径方向内側部分のヨーク（５５）を含めて、心出しベント（５３）からアームの中央部分に沿って組付け用の円形の外側部分（４）まで半径方向に延びており、ヨーク（５５）は支持領域（５１）に対して軸方向外方に片寄っているホイールディスク（３）。
【請求項２】
２つの隣接した固定孔（５２）間の中央軸方向平面を考慮して、ヨーク（５５）の内面と支持領域（５１）の内面とを離す軸方向距離（ｈ）はすべての箇所でホイールディスクを形成するシート金属の初めの厚さ（ｅ）より大きいことを特徴とする請求項に記載のディスク。
【請求項３】
アーム（６）は、ディスクの内面に向かって折り返された自由な横方向切欠き縁部（６２）を有することを特徴とする請求項１または２に記載のディスク。
【請求項４】
円形組付け部分（４）の半径方向内側自由縁部（４２）はディスクの内面に向かって折り返されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項５】
孔（７）は、シート金属を打抜き、次いで、縁部（４２、６２）を、ディスクの内面に向けて折り返すことによって得られることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項６】
アーム（６）の断面は、半径方向内側部分（５）から円形の半径方向外側部分（４）に向かって連続的に減少していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項７】
アームの耐曲げ性は、中央部分（５）から外側部分（４）に向かって減少することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項８】
支持領域（５１）は、各固定孔（５２）のまわりに少なくとも２つの別個な支持面（５４２，５４３，５４４，５４５，５４６）を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項９】
２つの別個な支持面（５４５、５４６）は、固定孔（５２）の軸線の両側に半径方向に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項１０】
２つの支持面（５４５，５４６）の少なくとも１つは、固定孔（５２）の両側に周方向に配置された２つの支持面（５４３，５４４）で形成されていることを特徴とする請求項８に記載のディスク。
【請求項１１】
膨れ部（６４）の基部（６５）は、切欠き孔を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項１２】
アーム（６）および孔（７）の最終形状は、１回またはそれ以上のエンボス加工操作で同時に得られることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項１３】
切欠き後、孔（７）の縁部は、折返し前にエンボス加工部品上でトリミングされることを特徴とする請求項１３に記載のディスク。
【請求項１４】
アーム（６）の数が３、４、５または６個である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のディスク。
【請求項１５】
リム（２）と、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のディスク（３）とを組み付けることにより形成された特に乗用車用のホイール（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンボス加工シート金属から一体に形成され、重量、コスト、スタイルまたは可能な追加スタイル（例えば、装飾ホイールカバー）自由度の点で優れた妥協を示す、特に乗用車用のアーム付のモータ車両ホイールディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ車両用のシート金属ホイールの設計において、一般的なアームはこのような製品の重量およびコストを最適にするものである。エンボス技術、数値シミュレーション手段および材料の開発により、この２、３年にわたって大きな進歩があった。しかしながら、製品の大部分は、孔を備えており、ときどき、上側部品にエンボス加工された実質的に線対称のディスク（すなわち、横断面輪郭の形状が事実上固定されたディスク）の概念内に留まっている。
【０００３】
この種類の輪郭は、ほとんどの場合、製造業者が車両に取付けられるときに製品に設置される装飾ホイールカバーになぜ頼るかを説明する、非常に高められたスタイルまたはイメージを製品にもたらさない。
【０００４】
補剛体および／またはリム付のディスクの特定の組立体（リムが端部に溶接されたアンダーシート「全面」組立体（すなわち、半径方向外側縁部がリムの外側フランジおよび座部を有するディスクなど））を構成し、ときどき彩色に関した効果と関連された深いエンボス加工領域を形成することによってホイールディスクを形成するシート金属から直接、スタイルを作る幾つかの試みを行った。これらの試みはいまだ重量過剰または実施困難の理由で一般化に達していない。
【０００５】
一般に、乗用車用のスタイリングホイールの市場はアルミニウム合金の使用に限られている。これらのディスクの製造方法（成形、鍛造など）は合理的な重量でスタイルの広い自由度を与えるが、４倍ないし８倍（１０倍さえ）も高価であると言う欠点がある。
【０００６】
特許文献１は、ディスクが１枚のエンボス加工シート金属部片から外面および内面を備えて形成されるホイールを開示している。このディスクは、リムに連結されるようになっている組付け用の円形の半径方向外側部分と、固定し且つホイールハブに対して心出しするためのものであって、所定数の固定孔を有し、且つ軸方向外方に折返された縁部または心出しベントで半径方向内方に終わっている支持領域を備えた半径方向内側部分と、内側部分と外側部分とを連結するアームとを備えており、各アームは、実質的に周方向に２つの隣接する固定孔の間に配置されており、円形の半径方向外側部品の半径方向内側の自由縁部は、アームの横自由縁部と孔を構成している。このディスクは実質的に円形の平面状支持領域を有しており、各アームは２つの剛化要素を備えており、これらの要素は、支持領域から半径方向円形の組付け部分まで半径方向に延びており、ディスクの内部に向けて軸方向に引込められている中間ストリップの両側に配置されている。
【０００７】
裸のまたは取付けられた部品（例えば、装飾ホイールカバー）によるスタイルリングの自由度が明らかに得られるが、このようなディスクは、特に、アームとディスクを固定して心出しするための半径方向内側部分との間の結合領域に、作動中に受ける力に耐えることができる比較的薄いシート金属を必要とすると言う欠点を有している。
【０００８】
以後、
−  ディスクの「内面」は、内方に配向されたディスクの側面を言い、特に、支持領域
の内面はディスクが固定されるホイールの外面と接触するようになっている。
−  ディスクの「外面」は、外方に配向されたディスクの側面を言い、この側面はホイールを車両に取付けるときに目に見える。
【０００９】
【特許文献１】ドイツ特許明細書第２０１０８９９５Ｕ号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記の従来技術の欠点を克服したホイールディスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の対象は、各アームを機械的に補強するために、アームの各々の中央領域が、ディスクのアームの横領域に対して軸方向内方に引込んだ膨れ部を収容するように変形されており、この膨れ部は、固定および心出し用の半径方向内側部分のヨークを含めて、心出しベントからアームの中央部分に沿って組付け用の円形の外側部分まで半径方向に延びており、ヨークは支持領域に対して軸方向外方に片寄っている同様なホイールディスクである。
【００１２】
ディスクを固定し、心出しするための半径方向内側部分の特定の幾何形状は、作動中、この領域が耐える応力ピークを減少させると言う利点がある。
【００１３】
有利な実施例によれば、２つの隣接した固定孔間の中央軸方向平面を考慮して、ヨークの内面と支持領域の内面とを離す軸方向距離はすべての箇所でホイールディスクを形成するシート金属の初めの厚さより大きい。
【００１４】
好ましい実施例によれば、アームは、ディスクの内面に向かって折り返された自由な横方向切欠き縁部を有する。同様に、有利には、円形組付け部分の半径方向内側自由縁部はディスクの内面に向かって折り返されている。
【００１５】
本発明の他の好適な特徴によれば、孔の縁部はシート金属を打抜き、次いでディスクの内面に向けて折返すことによって得られる。これは、切欠き面が外側から目に見えないように最大の有孔面積を解放すると言う利点を有する。
【００１６】
更に、かくして得られた美感が好ましくなり、強い孔により、ブレーキの良好な換気に加えて、加えられるスタイルリング（装飾ホイールカバー）の顕著な自由度が得えられる。
【００１７】
好ましくは、円周方向における膨れ部の幅および深さ、およびアームの幅、断面、および曲げ強さは軸方向内側部分から軸方向外側に向かって減少するのがよい。
【００１８】
これらの構成の目的は、アームが受ける応力に応じて作動中の応力を低減することが必要であるアームにおいて材料を最も良好に分布させることである。
【００１９】
各固定孔のまわりの各支持領域は、少なくとも２つの別個な支持面を有してもよい。好ましくは、支持領域は、固定孔の軸線に対して、半径方向内側に配置された第１支持面と、軸方向外側に配置され、固定孔の両側に周方向に配置された２つの他の支持面とを有している。
【００２０】
有利には、膨れ部の基部は、切欠き孔を備える。基部は、かかる孔は、標準の孔であってもよいし、或いは装飾ホイールカバーのようなスタイリング部品を固定するためのものとして作用してもよい。
【００２１】
本発明によるディスクのアームおよび孔の最終形状は１回またはそれ以上のエンボス加工操作で同時に得られてもよい。好ましくは、切欠き後、孔の縁部は折返し前にエンボス加工部品上でトリミングされる。
【００２２】
最後に、アームの数は特に３、４、５または６個でもよい。
【００２３】
かくして、本発明は、重量および製造方法が成形または鍛造合金ディスクのものに近いスタイルのために最適化された在来の鋼ディスクのものと同様であるホイールディスクを説明する。
【００２４】
また、本発明は、対象として、リムと、本発明によるディスクとを組み付けることによって形成されたホイールを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明によるホイールディスクを、添付図面を参照して以下に説明する。
図１は本発明によるディスク３およびリム２を有する組付けホイール１の外側（外面）の斜視図である。図２は固定孔の軸線を通る同ホイールの軸方向断面図である。リム２は通常、２つの外側フランジ２４および内側フランジ２５と、２つの外側座部２２および内側座部２３と、取付け用溝２１とを備えている。
【００２６】
ディスク３は、好ましくは高い強さの鋼またはアルミニウムで構成される鋼金属素材の成形、特にエンボス成形により製造されている。ディスク３の主要構成要素は、組付け用の円形の半径方向外側部分４、心出しおよび固定用の半径方向内側部分５、およびこれらの部分４、５間の結合アーム６である。
【００２７】
半径方向外側部分４は図２が示すようにリム２に対する組付け領域であり、この組付け用部分４の半径方向外側縁部４１はディスク３の回転軸線と実質的に平行な方向を有している。組付け用部分４は円形であり、すなわち、周方向に連続している。リム２への組付けは通常はんだ付けにより行われる。これはリム２の取付け用溝２１のところで行われてもよい。また、リム２の外側座部２２の下で組付けを行うことも可能である。
【００２８】
この場合、固定および心出し用部分５は、５つの固定孔５２と、カラーまたは心出しベント５３の形態の軸方向外方に湾曲された半径方向内側縁部とを持つ支持領域５１を有している。固定孔５２はディスクを車両のホイールハブに固定するボルトを受入れるものと考えられる。支持領域５１の内面は車両のハブと接触するようになっている支持面５４を有している。この支持面５４は平面Ｐに対応する。図４が示すように、２つの隣接した固定孔５２間のディスク３の部分では、支持領域５１ならびに支持面５４は２つの固定孔間でヨーク５５により中断されている。好ましくは、支持面５４の平面Ｐとヨーク５５の内面との間の軸方向距離ｈは、その中央領域において、出発シート金属素材の厚さeより大きい。この厚さeはホイールを支持する荷重に応じて３ｍｍと６ｍｍとの間である。
【００２９】
このヨークの特定の幾何形状により、支持領域においてアームからアームの両側に位置する種々の支持面に向かう力を最良の仕方で分布させることができ、アームに周方向に向かい合う応力の集中を回避することができる。
【００３０】
アーム６は部分４、５を連結し、ディスク３のこれらの２つの部分間に力の伝達を確保する。これらのアーム６の横縁部は組付け用部分４の半径方向内側縁部と共に大きい孔７を構成している。
【００３１】
大きい孔７を有するホイールディスク３を実現する問題は、作動中に生じる疲労応力に対して十分に耐えるこれらの孔を横方向に構成するアーム６を形成することである。
【００３２】
図３の（a）ないし（ｃ）は、固定および心出し用部分５に対する結合領域のアーム６の断面の組付け用部分４の方への変化を示している。これらのアーム６の断面は、２つの横縁部６１を有する２つの横領域６３と、軸方向外方に基部６５および２つの隣接側部６６を備えてアームの中央に配置された膨れ部６４とを有する。図１の実施例では、各膨れ部６４は、心出しベント５３から、ヨーク５５を含めて、アーム６の中央領域に沿って組付け用の円形の外側部分４まで半径方向に延びている。アーム６の２つの横縁部６１の自由な切欠き縁部６２はディスクの内側に向けて折り返されている。２つの外側領域６３に対する膨れ部６４の補強側部６６の軸方向高さならびに膨れ部６４の基部６５の幅は、ディスクの軸線からの半径方向距離が増大するにつれて、漸次減少している。これは図３の（a）ないし（ｃ）に示されている。
【００３３】
上記例では、すべて孔７のまわりのアーム６の切欠き自由縁部６２および組付け用部品の自由縁部４２はディスク３の内面の方に折り返されている。これにより、追加の剛性を与えることに加えて、鋭い隆起部があまり魅力的でない切欠きがある領域の消失に因り、孔７の面積を増大し、且つ好ましいスタイル効果をもたらすことができる。
【００３４】
固定および心出し用領域５は、本発明によるディスクにおいて、各々が固定孔５２を取り囲んでいる支持領域５１で構成されており、隣接した支持領域５１はヨーク５５ならびに心出しベント５３により分離されている。
【００３５】
図５は本発明によるディスク３の実施例の内面の斜視図を示している。詳細には、この図は５つの固定孔５２のまわりに配置された５つの支持領域５１、５つのヨーク５５および心出しベント５３を有する固定および心出し用部分５を示している。
【００３６】
図６ないし図９は支持領域５１の支持面５４の４つの特定の実施例を示している。図６は、支持面５４１が独特であって、固定孔に対して半径方外方にたった１つの中断を設けて固定孔５２を取り囲んでいる第１実施例を示している。図７においては、支持面は固定孔５２の両側に周方向に配置された２つの面５４２で構成されている。図８では、支持面は４つの面５４３、５４４、すなわち、固定孔５２の軸線の両側に周方向にこの軸線に対して半径方向外方に配置された２つの面５４３と、固定孔５２の軸線の両側に周方向にこの軸線に対して半径方向内方に配置された２つの面５４４で構成されている。図９の支持面自身は３つの支持面、すなわち、上記のような２つの面５４３と、固定孔５２の軸線に対して半径方向内方に配置された１つの面５４５とを有している。支持面の幾何形状により、支持面に亘って応力集中領域を分布させることが可能であり、ここに示すディスク３の特定な場合では、図７、８、９に示された実施例が、単一の支持面（図６）よりも有利である。しかし、図８および９の実施例が好ましい。実際、これらの２つの構成は、アームによって伝達される曲げ力に対して、固定孔５２の軸線の両側に半径方向に正確に配置された支持領域により耐えることを確保する。
【００３７】
ヨーク５５は、膨れ部６４と直角の応力集中を回避しながら、ヨーク５５の両側に位置する種々の支持領域５４１、５４２、５４３、５４４、５５５、および５４６間でアームの曲げによって伝達される力を最良の仕方で分布させることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明によるディスクを有する組付けホイールの斜視図である。
【図２】固定孔の軸線に沿った図１のホイールの軸方向断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、ディスクの中央から外側に向けての、アームの断面の変化を示す図である。
【図４】２つの隣接した固定孔の軸線を通るディスクの断面図である。
【図５】ディスクの内面の斜視図である。
【図６】図５の固定孔のうちの１つの拡大図であって、支持面の変更実施例を示す図である。
【図７】図５の固定孔のうちの１つの拡大図であって、支持面の変更実施例を示す図である。
【図８】図５の固定孔のうちの１つの拡大図であって、支持面の変更実施例を示す図である。
【図９】図５の固定孔のうちの１つの拡大図であって、支持面の変更実施例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2005511371.tif 000014
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