(57)【要約】【課題】  軽量化とねじり剛性や回転曲げ剛性との両立を図ることのできる鋳抜き部構造を有する車両用ホイールを提供する。【解決手段】  スポーク部２および該スポーク部２間に形成される窓部３を有するディスク部４と、リム部５と、ハブ固定部６とからなる車両用ホイール１である。スポーク部２の裏面側に鋳抜き部７がハブ固定部６にまで延在し、鋳抜き部７と窓部３との間に窓リブ８が形成され、かつ、ハブ固定部６における鋳抜き部最大幅Ｗ1が前記スポーク部内周部における鋳抜き部幅Ｗ2より大きい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポーク部および該スポーク部間に形成される窓部を有するディスク部と、リム部と、ハブ固定部とからなる車両用ホイールにおいて、
前記スポーク部の裏面側に鋳抜き部が前記ハブ固定部にまで延在し、該鋳抜き部と前記窓部との間に窓リブが形成され、かつ、該ハブ固定部における鋳抜き部最大幅Ｗ1が前記スポーク部内周部における鋳抜き部幅Ｗ2より大きいことを特徴する車両用ホイール。
【請求項２】
前記鋳抜き部の平面形状が略ひょうたん形である請求項１記載の車両用ホイール。
【請求項３】
前記鋳抜き部最大幅Ｗ1が前記鋳抜き部幅Ｗ2の１．５〜３倍である請求項１または２記載の車両用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ホイールに関し、詳しくは軽量化とねじり剛性および回転曲げ剛性との両立を図った車両用ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のロードホイールには種々の材質、構造のものがあるが、乗用車やＲＶ車に使用されている１ピースアルミホイールは車体の軽量化を実現するために広く採用されている。かかる１ピースアルミホイールの製法には、鍛造、高圧鋳造、低圧鋳造、グラビテー鋳造などが知られているが、溶湯が金型キャビティ内に低速で充填され、ガスの巻込み及び酸化物の発生が他の鋳造法に比べて極力抑制されることから、一般には低圧鋳造法が主流である。
【０００３】
１ピースアルミホイールは、図３に示すようにボルトとナットによりハブボルト孔２９を介して車軸に取付けられる厚肉のハブ固定部２６と、スポーク部２２および該スポーク部２２間に形成される窓部２３を有するディスク部２４と、リム部２５とから構成され、かかるハブ固定部２６及びリム部２５が車体やタイヤとの取回しの点から大幅な形状変更はできないものの、これまで１ピースアルミホイールに対し鋳抜き部２７等に基づく軽量化の他にも種々の技術改良が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、スポーク部の裏側に幅方向中央に位置する中リブと、この中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成されている鋳造アルミホイールが記載されている。鋳造後にフライス加工によりこのような形状にすることで、鋳造欠陥がなく軽量化を実現することができるとしている。
【０００５】
また、特許文献２には、ホイールセンタ部に穿設された各ハブボルト孔の両側に一対のスポーク部を配設するとともに、これらのスポーク部をホイールセンタ部側程太く構成することが開示されており、これにより、ホイールの「面倒れモード」による車内振動および騒音の発生を防止することができるとしている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、スポーク部の裏面側には鋳抜き部と窓部側との間で外リブが形成され、かつスポーク部の裏面側の中央には鋳造により成形された中リブが備えられている車両用ホイールが開示されており、これにより、高強度でかつ軽量化することができるとしている。
【特許文献１】特開２０００−２５５２０２号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２００２−２９３１０１号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００５−１５４９号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、これまで、ホイールの軽量化とねじり剛性および回転曲げ剛性との両立という観点からは十分な検討がなされておらず、この点についてはなお改良の余地が残されていた。
【０００８】
そこで本発明の目的は、軽量化とねじり剛性および回転曲げ剛性との両立を図ることのできる車両用ホイールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく、ハブ固定部がねじり剛性や回転曲げ剛性に対し影響が少ないことに着目して鋭意検討した結果、スポーク部の裏面側に形成する鋳抜き部を所定の形状とすることにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明の車両用ホイールは、スポーク部および該スポーク部間に形成される窓部を有するディスク部と、リム部と、ハブ固定部とからなる車両用ホイールにおいて、
前記スポーク部の裏面側に鋳抜き部が前記ハブ固定部にまで延在し、該鋳抜き部と前記窓部との間に窓リブが形成され、かつ、該ハブ固定部における鋳抜き部最大幅Ｗ1が前記スポーク部内周部における鋳抜き部幅Ｗ2より大きいことを特徴するものである。
【００１１】
本発明の車両用ホイールにおいて、前記鋳抜き部の平面形状は、好ましくは略ひょうたん形であり、また、好ましくは前記鋳抜き部最大幅Ｗ1が前記鋳抜き部幅Ｗ2の１．５〜３倍である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両用ホイールの軽量化とねじり剛性および回転曲げ剛性とを良好に両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、本発明の好適実施形態に係る車両用ホイールの裏面側における拡大部分側面図を示す。図１に示す車両用ホイール１は、スポーク部２およびスポーク部２間に形成される窓部３を有するディスク部４と、リム部５と、ハブボルト孔９を有するハブ固定部６とからなる。スポーク部２の裏面側には、図示するように鋳抜き部７がハブ固定部６にまで延在する。この鋳抜き部７と窓部３との間には窓リブ８が形成されている。また、本発明においては、ハブ固定部６における鋳抜き部最大幅Ｗ1がスポーク部２の内周部における鋳抜き部幅Ｗ2より大きいことが肝要である。
【００１４】
図１に示すように、鋳抜き部７の平面形状の幅が、ホイール内周側で小さく、外周側で大きくすることにより、軽量化と、回転曲げ強度を両立させることが可能となる。また、鋳抜き部７をスポーク部２からハブ固定部６まで延在させることにより、ねじり剛性や回転曲げ剛性を損なうことなく、より一層の軽量化を実現することができる。
【００１５】
さらに、その際、ハブ固定部６における鋳抜き部７の最大幅Ｗ1はスポーク部２の内周部の鋳抜き部７の幅Ｗ2より大きく取ることができ、よって、鋳抜き部７の平面形状は、好ましくは略ひょうたん形となり、また、前記鋳抜き部最大幅Ｗ1が前記鋳抜き部幅Ｗ2の１．５〜３倍となることが好ましい。
【００１６】
図２に、径方向に沿ったスポーク部２の断面図（図１におけるＡ−Ａ矢視図）を示す。図示するように、鋳抜き部７はスポーク部２からハブ固定部６にまで延在する。鋳抜き部７の輪郭は直線的なものでよいが、曲部を設けるなど、適宜最適化することもできる。また、窓リブ８の高さはねじり剛性および回転曲げ剛性の確保の観点より適宜最適化を図ればよい。
【００１７】
なお、ホイールの意匠面の形状は、カーメーカなどのユーザーからの要望に応じ適宜変更し得るものであり、本発明においては、意匠面の裏側の肉盗み形状を最適化するものである。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
（製法）
本実施例においてはＪＩＳに定めるＡＣ４Ｃ，またはＡＣ４ＣＨ材相当のアルミ合金材料を用いて鋳造を行った。
【００１９】
（解析方法）
本発明における解析の手法は以下の手順にて行った。かかる解析はホイールのねじり剛性試験および回転曲げ剛性試験を模擬したものであり、手法としては有限要素法、境界要素法等の公知の手段を用いた。
【００２０】
実施例
図１に示すスポーク裏面形状を持つ車両用ホイール（サイズ：１８インチ）の３次元データを形成した。この実施例における車両用ホイールの各寸法は下記の通りである。
スポーク部の幅：６０ｍｍ
スポーク部の長さ：１４０ｍｍ
窓リブの厚さ：２０ｍｍ
天井肉厚：６ｍｍ
ハブ固定部における鋳抜き部最大幅Ｗ1：２８ｍｍ
スポーク部の内周部における鋳抜き部幅Ｗ2：１８ｍｍ
スポーク部における鋳抜き部最大幅Ｗ3：４２ｍｍ
重量：１１．９ｋｇ
尚、スポーク部の幅は一端の窓部３から他端の窓部３までの距離のうち、最も狭い部分とし、また、スポーク部の長さは、窓部３が形成される回転軸側の径からリム部５側の径までの長さとした。
【００２１】
本実施例の車両用ホイールにおいてねじり剛性試験および回転曲げ剛性試験の各々に対する解析を行ったところ、両者ともユーザーの要求を満足する特性値が得られた。
【００２２】
比較例
図３に示すスポーク裏面形状を持つ車両用ホイール（サイズ：１８インチ）の３次元データを形成した。この比較例における車両用ホイールの各寸法は下記の通りである。
スポーク部の幅：６０ｍｍ
スポーク部の長さ：１４０ｍｍ
窓リブの厚さ：１３ｍｍ
天井肉厚：９ｍｍ
ハブ固定部における鋳抜き部最大幅Ｗ1：０ｍｍ
スポーク部の内周部における鋳抜き部幅Ｗ2：０ｍｍ
スポーク部における鋳抜き部最大幅Ｗ3：３８ｍｍ
重量：１２．２ｋｇ
【００２３】
比較例の車両用ホイールにおいてねじり剛性試験および回転曲げ剛性試験の各々に対する解析を行ったところ、両者とも上記実施例と同様の特性値が得られたが、重量は実施例に比べ２．５％程重かった。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る車両用ホイールの裏面形状を示す部分拡大図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】比較例の車両用ホイールの裏面形状を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  車両用ホイール
２  スポーク部
３  窓部
４  ディスク部
５  リム部
６  ハブ固定部
７  鋳抜き部
８  窓リブ
９  ハブボルト孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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