(57)【要約】【課題】フェアリングを一体構造にて有する車両用ホイールであってもフェアリング形成部分におけるアンダーカット部分の駄肉が十分に取り除かれた構造を実現する。【解決手段】リム２と、複数のスポーク３２を有するディスク３とを備える車両用ホイール１であって、ホイール表面側に流れる空気流を整流するフェアリング５がディスク表面に一体構造にて有し、上記フェアリング５がリム２の外側リムフランジ２１の内径部からスポーク天面の幅方向両端部にわたって連続して形成されている。上記フェアリング５で覆われたリム内周面２ａからスポーク側面３２ａに連続する部位には当該部位の駄肉を除去して形成された凹溝部６が設けられている。上記のスポーク３２とリム３の交点部７０におけるディスク表面には当該交点部７０の駄肉を除去して形成された穴部７が設けられている。【選択図】図１
2018020592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リムと、複数のスポークを有するディスクとを備える車両用ホイールであって、
ホイール表面側に流れる空気流を整流するフェアリングがディスク表面に一体構造にて有し、上記フェアリングがリムの外側リムフランジの内径部からスポーク天面の幅方向両端部にわたって連続して形成され、
上記フェアリングで覆われたリム内周面からスポーク側面に連続する部位には当該部位の駄肉を除去して形成された凹溝部が設けられ、
上記のスポークとリムの交点部におけるディスク表面には当該交点部の駄肉を除去して形成された穴部が設けられている車両用ホイール。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用ホイールにおいて、
上記のスポークとリムの交点部では、ディスク表面側から見て凹溝部が形成されない略三角形形状のアンダーカット部分を有し、
上記穴部は、アンダーカット部分に対応して台形形状又は三角形形状に形成されている車両用ホイール。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用ホイールにおいて、
上記穴部には、穴底を貫通してエアバルブを挿通可能とするバルブ孔が設けられている車両用ホイール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用ホイールにおいて、
上記バルブ孔と径方向対角位置の穴部又は上記バルブ孔を設けた穴部は、バルブ孔及びエアバルブによる重量不釣り合いを相殺するように当該穴部の体積を調整して形成されている車両用ホイール。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用ホイールにおいて、
上記穴部は、ホイール表面側に流れる空気流の乱流を起こさないように穴部を塞ぐフタが設けられている車両用ホイール。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用ホイールにおいて、
上記のフタを設けた穴部には、当該穴部の外周部におけるディスク径方向外側位置に穴部内部を外界と連通させる連通口が設けられている車両用ホイール。
【請求項７】
リムと、複数のスポークを有するディスクとを備え、ホイール表面側に流れる空気流を整流するフェアリングがディスク表面に一体構造にて有し、上記フェアリングがリムの外側リムフランジの内径部からスポーク天面の幅方向両端部にわたって連続して形成され、当該フェアリングで覆われたリム及びスポークの駄肉が除去された車両用ホイールの製造方法であって、
上記フェアリングで覆われたリム内周面及びスポーク側面の駄肉をディスク裏面側からの切削加工により除去して、リム内周面からスポーク側面に連続する部位に凹溝部を形成する工程と、
上記のスポークとリムの交点部の駄肉をディスク表面側からの切削加工により除去して、スポークとリムの交点部にディスク表面に開口した穴部を形成する工程とを有する車両用ホイールの製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の車両用ホイールの製造方法において、
上記凹溝形成工程におけるディスク裏面側からの切削加工では、スポークとリムの交点部にディスク表面側から見て略三角形形状のアンダーカット部分が残存し、
上記穴部形成工程におけるディスク表面側からの切削加工により、上記アンダーカット部分に対応してディスク表面側から見て台形形状又は三角形形状に駄肉を除去する車両用ホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気流を整流するフェアリングを備えるとともに、可及的に駄肉を除去して軽量化を図った車両用ホイール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用ホイールにおける空力性能を向上するためにフェアリング（整流部材）を設けることが知られている。例えば、特許文献１には、ホイール本体の通気孔を通して車外方向へ流出する空気の流れを整流するために、車両用ホイールの車外側表面となるディスク表面においてホイール外径と略等しい外径を有する環状ガイド面を有するホイールカバーを装着するか、又はこのような環状ガイド面をホイール自体に形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４８９２７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、フェアリングを車両用ホイールに設けると、フェアリング相当部の重量が増加し得る。一方、車両用ホイールの軽量化のためにリムやスポークの駄肉を除去することが行われている。フェアリングを車両用ホイールに一体構造にて設けたものでは、リムやスポークの駄肉をディスク裏面側からの切削加工により除去することとなるが、フェアリング形成部分におけるアンダーカット部分の駄肉を除去しようにも切削工具の移動が制限されて限界があり、十分に駄肉を除去することができない。そのため、車両用ホイールにフェアリングを一体構造に設けたものでは、リム及びスポークの駄肉を十分に除去することが難しく、車両用ホイールの軽量化の要求に十分に応えられないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フェアリングを一体構造にて有する車両用ホイールであってもフェアリング形成部分におけるアンダーカット部分の駄肉が十分に取り除かれた車両用ホイール及びそ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】
【０００６】
本発明に係る車両用ホイールは、
リムと、複数のスポークを有するディスクとを備える車両用ホイールであって、
ホイール表面側に流れる空気流を整流するフェアリングがディスク表面に一体構造にて有し、上記フェアリングがリムの外側リムフランジの内径部からスポーク天面の幅方向両端部にわたって連続して形成され、
上記フェアリングで覆われたリム内周面からスポーク側面に連続する部位には当該部位の駄肉を除去して形成された凹溝部が設けられ、
上記のスポークとリムの交点部におけるディスク表面には当該交点部の駄肉を除去して形成された穴部が設けられている。
【０００７】
また、本発明に係る車両用ホイールの製造方法は、
リムと、複数のスポークを有するディスクとを備え、ホイール表面側に流れる空気流を整流するフェアリングがディスク表面に一体構造にて有し、上記フェアリングがリムの外側リムフランジの内径部からスポーク天面の幅方向両端部にわたって連続して形成され、当該フェアリングで覆われたリム及びスポークの駄肉が除去された車両用ホイールの製造方法であって、
上記フェアリングで覆われたリム内周面及びスポーク側面の駄肉をディスク裏面側からの切削加工により除去して、リム内周面からスポーク側面に連続する部位に凹溝部を形成する工程と、
上記のスポークとリムの交点部の駄肉をディスク表面側からの切削加工により除去して、スポークとリムの交点部にディスク表面に開口した穴部を形成する工程とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用ホイールによれば、フェアリングを一体構造で設けた車両用ホイールにおいて、フェアリングにより空力性能に優れ、且つ凹溝部及び穴部によりリム及びスポークから多くの駄肉が除去されて最大限に軽量化を図ることができる。
【０００９】
また、本発明の車両用ホイールの製造方法によれば、フェアリングを一体構造にて有する車両用ホイールであってもフェアリング形成部分におけるアンダーカット部分の駄肉を多く取り除くことができ、フェアリング付きの車両用ホイールにおいて更なる軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態による車両用ホイールの構成を示す正面図である。
【図２】実施形態による車両用ホイールにおいて飾り穴の位置で切断した断面模式図である。
【図３】実施形態による車両用ホイールにおいてスポークの位置で切断した断面模式図である。
【図４】実施形態による車両用ホイールにおいてバルブ孔を設けた穴部の位置で切断した断面模式図である。
【図５】穴部にフタをする状態を説明するための拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１、図２、図３に示すように、実施形態の車両用ホイール１は、リム２とディスク３とが一体構造に形成されたものである。車両用ホイール１は、軽合金製、例えばアルミニウム合金から形成されており、鍛造・スピニングにより成形されるが、本発明は、これに限らず、車両用ホイール１の製法や材質を問わず適用可能であり、例えば、鋳造型から形成した鋳造ホイールであってもよい。
【００１２】
リム２は、円筒状の両端部に径方向外方へ延びるリムフランジ２１が形成され、円筒状部分にリムフランジ２１の内径側端部から連続してビードシート部２２が形成され、車両外側部位ではビードシート部２２から中央側にウエル部２３が形成された構造を有する。
【００１３】
ディスク３は、リム２における車両外側部位の外側リム部に配設されている。このディスク３は、車両ハブと嵌合するハブ穴３１ａを有するハブ取付部３１と、ハブ取付部３１から外周方向に放射状に延設されてリム２に接続する複数のスポーク３２と、スポーク３２間の飾り穴３３とを備えている。スポーク３２は、リム２２の内周面においてウエル部２３、ビードシート部２２及びリムフランジ２１の部分に接続されている。
【００１４】
また、ディスク３は、車両外側に向くディスク３表面に一体構造となって設けられたフェアリング５を有する。フェアリング５は、車両走行中にホイール表面側に流れる空気流を整流する整流板である。このフェアリング５は、リムフランジ２１の内径部において周方向に沿って形成されて中心方向に向けて一定幅で張り出すリング板状整流部５１と、各スポーク３２の天面側の幅方向両端部においてリング板状整流部５１と連続してスポーク３２の長さ方向に沿って形成されてスポーク３２の幅方向に一定幅で張り出す翼板状整流部５２とを有する。翼板状整流部５２は、飾り穴３３において隣接したスポーク３２間のハブ取付部３１の表面側にも連続して形成されている。このように、フェアリング５は、リング板状整流部５１と翼板状整流部５２とにより飾り穴３３の内周囲を取り囲むように形成されている。なお、フェアリング５の表面及びスポーク３２の天面は、平滑な面に形成されている。従って、フェアリング５により、車両走行中にホイール表面側に流れる空気流が飾り穴３３等により乱流となることを抑制し、ホイール表面側を流れる空気流を層流状態として滑らかに整流することができ、その結果、車両用ホイール１の空力特性を向上することができる。
【００１５】
また、フェアリング５で覆われたリム内周面２ａ及びスポーク側面３２ａには当該部位の駄肉を除去して形成された凹溝部６が設けられている。すなわち、リム内周面２ａには、ウエル部２３及びビードシート部２２の部分の駄肉を除去して形成された凹状の第１凹溝部６１が設けられている。スポーク３２の両側面には、スポーク３２の高さ方向（スポーク裏面からスポーク天面に向かう方向）の中央部にスポーク３２の長さ方向に沿ってスポーク３２の駄肉を除去して形成された凹状の第２凹溝部６２が設けられている。第２凹溝部６２は、飾り穴３３において隣接したスポーク３２間のハブ取付部３１の側面にも連続して設けられている。
【００１６】
リム内周面２ａの第１凹溝部６１とスポーク側面３２ａの第２凹溝部６２とは連続して設けられている。すなわち、第１凹溝部６１と第２凹溝部６２は、リム２の内周面からスポーク３２の側面に連続する部位にその部位の駄肉を除去した凹状の凹溝部６を構成している。従って、各飾り穴３３の内周部には、凹状の凹溝部６が全周にわたって形成されている。このように、各飾り穴３３に凹状の凹溝部６を形成することによりリム２とスポーク３２とにおける駄肉が除去されるので、フェアリング５を一体構造で設けた車両用ホイール１において強度を損なわずに軽量化を図ることができる。
【００１７】
また、スポーク３２とリム２の交点部７０、すなわちスポーク３２とリム２の接続部分７０には、ディスク３表面から見て、凹溝部６が形成されていない略三角形形状のアンダーカット部分が残存している。このアンダーカット部分となるスポーク３２とリム２の接続部分７０には、ディスク表面において当該接続部分７０の駄肉を除去して形成された穴部７が設けられている。この穴部７は、ディスク表面から見て、略三角形形状のアンダーカット部分と対応して台形形状に形成されている。これにより、スポーク３２とリム２の接続部分７０において多くの駄肉を除去することができる。穴部７は、各スポーク３２のリム２との交点部７０に設けられている。このように、複数の穴部７を形成することによりリム２とスポーク３２とにおける駄肉が更に除去されるので、フェアリング５を一体構造で設けた車両用ホイール１において強度を損なわずに更なる軽量化を図ることができる。
【００１８】
以上の凹溝部６及び穴部７は、マシニングセンタによりエンドミル等の切削工具を多軸に移動させて穴加工を施して駄肉を除去する工程により形成される。
フェアリング５で覆われたリム内周面２ａからスポーク側面３２ａに連続する部位は、ディスク３の裏面側から切削工具を差し入れて切削加工を行って当該部位の駄肉を除去する（凹溝部６形成工程）。すなわち、ディスク表面側からの切削加工では、特にフェアリング５の根元部分を切削する際、切削工具の移動がフェアリング５の存在によって制限されて駄肉除去に限界がある。これに対して、ディスク裏面側からの切削加工では、フェアリング５が邪魔とならずフェアリング５の根元部分を深く切削することができ、多くの駄肉を除去することができる。このディスク裏面側からの切削加工により凹溝部６が形成されることとなる。リム内周面２ａ及びスポーク側面３２ａの駄肉を除去する工程において、リム内周面２ａの駄肉を除去して第１凹溝部６１を形成する過程と、スポーク側面３２ａの駄肉を除去して第２凹溝部６２を形成する過程とを別々に行うことが好ましい。これにより、先に形成した第１凹溝部６１又は第２凹溝部６２により切削工具の移動範囲を広げることができ、多くの駄肉を除去することができる。
【００１９】
一方、ディスク裏面側からの切削加工によっても、スポーク３２とリム２の交点部７０では、ディスク表面側から見て、凹溝部６が形成されない略三角形形状のアンダーカット部分が残存してしまう。そこで、スポーク３２とリム２の交点部７０では、ディスク３の表面側から切削工具を当接させて切削加工を行ってアンダーカット部分の駄肉を除去する（穴部７形成工程）。このディスク表面側からの切削は、略三角形形状のアンダーカット部分に対応して台形形状に駄肉を除去するが、アンダーカット部分に対応して三角形形状に駄肉を除去してもよい。これにより、アンダーカット部分の駄肉を確実に且つ多く除去することができる。このディスク表面側からの切削加工により穴部７が形成されることとなる。
【００２０】
以上の駄肉除去工程により、スポーク３２及びリム２から多くの駄肉を除去することができ、フェアリング５を一体構造で設けた車両用ホイール１を最大限に軽量化することができる。
【００２１】
なお、スポーク裏面においても、ディスク裏面側からの切削加工により、スポーク３２の幅方向中央部にスポーク３２の長さ方向に沿って当該部分の駄肉を除去して、中央凹部を形成するようにしてもよい。これにより、車両用ホイール１の更なる軽量化を図ることができる。
【００２２】
また、各スポーク３２とリム２の交点部７０に設けた穴部７は、以下のような構成を備える。
複数の穴部７のうちの１つの穴部７Ａ（図１参照）は、穴底を貫通してタイヤが装着されるリム２の外周面に開口したバルブ孔４が設けられている。このバルブ孔４には、タイヤに空気を充填するエアバルブを挿通して取り付けられる。これにより、エアバルブが穴部７Ａ内に収められるので、車両走行中の異物の接触等によるエアバルブの破損を防止することができる。
【００２３】
各穴部７は、ディスク３の径方向対角位置に配置されるように設けられている。そして、図４に示すように、バルブ孔４を設けた穴部７Ａと径方向対角位置の穴部７Ｂ（図１参照）は、バルブ孔４及びエアバルブによる重量不釣り合いを相殺するように当該穴部（７Ａ又は７Ｂ）の深さを調整（体積を調整）して形成されている。このバルブ孔４と径方向対角位置の穴部７Ｂ以外のすべての穴部７は、同じ深さ及び大きさを有する。図４の例では、バルブ孔４を設けた穴部７Ａと比較して、その径方向対角位置の穴部７Ｂの深さを浅く形成している。これにより、バルブ孔４と径方向対角位置の穴部７Ｂの残肉がバルブ孔４及びエアバルブによる重量不釣り合いを相殺するカウンターウエイトとなり、ホイールバランスを正常に保持することができる。
【００２４】
なお、バルブ孔４を設けた穴部７Ａにおいて、当該穴部７Ａの深さ、大きさ等を変えてその体積を調整してホイールバランスを正常に保つようにしてもよい。また、各穴部７の深さ、大きさ等を変えてその体積を調整してバルブ孔４及びエアバルブの重量影響のみならず総合的にホイールバランスを調整するようにしてもよい。
【００２５】
また、図５に示すように、各穴部７は、穴部７周辺に対して大きな突起とならないように穴部７内を塞ぐフタ８が設けられている。例えば、フタ８として樹脂や金属等の封止シールを用い、この封止シールを穴部７に貼り付けることにより穴部７を塞ぐようにしてもよい。また、フタ８としてアルミやチタン等の金属製の薄板又は樹脂製の薄板を用い、穴部７の開口周縁部に深さの浅いザグリ穴（図示せず）を形成してフタ８となる薄板をザグリ穴に嵌め込むようにして穴部７を塞ぐようにしてもよい。このように、すべての穴部７にフタ８を設けてディスク表面に穴部７が露出しないようにすることにより、車両走行中にホイール表面側を流れる空気流に乱流を起こすことなく、フェアリング５による良好な空力特性を確保することができる。
【００２６】
フタ８を設けた各穴部７には、穴部７の外周部におけるディスク３径方向外側位置に穴部７内を外界と連通させる連通口７１が設けられている。例えば、連通口７１として、穴部７外周部に穴部７内と連通する逃し溝を設けたり、また、フタ８の外周縁付近に貫通孔を設けたり、フタ８の外周縁に切欠きを設けたり等して、連通口７１を形成することができる。このような連通口７１により、穴部７内に水が浸入した場合には外部に排水させてホイールバランスを乱さないようにすることができ、また、穴部７内に圧が残らないように大気開放することができる。また、連通口７１をディスク３の径方向外側位置に設けるので、車両用ホイール１の回転の遠心力により穴部７内の水や異物等を速やかに排出することができる。
【００２７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で様々な変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  車両用ホイール
２  リム
２ａ  リム内周面
３  ディスク
４  バルブ孔
５  フェアリング
６  凹溝部
７  穴部
８  フタ
２１  リムフランジ
２２  ビードシート部
２３  ウエル部
３１  ハブ取付部
３１ａ  ハブ穴
３２  スポーク
３２ａ  スポーク側面
３３  飾り穴
５１  リング板状整流部
５２  翼板状整流部
６１  第１凹溝部
６２  第２凹溝部
７０  交点部（接続部分）
７１  連通口
【図１】
2018020592.tif 000003
【図２】
2018020592.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018020592.tif 000006
【図５】
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