(57)【要約】【課題】ホイールの面外剛性を従来に比べて向上させることができる自動車用ホイールの提供。【解決手段】（１）スポーク部４０を有しており、スポーク部４０が、横断面がホイール軸方向内側に開放するコ字状の断面コ字状部４１と、断面コ字状部４１のホイール軸方向内側端部からスポーク部４０の幅方向外側に突出する突出部４２と、を備えている、自動車用ホイール１０。（２）断面コ字状部４１の幅は、スポーク部４０のホイール半径方向内側端に近づくにつれて小とされており、突出部４２の突出方向長さは、スポーク部４０のホイール半径方向内側端に近づくにつれて大とされている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スポーク部を有しており、
前記スポーク部が、横断面がホイール軸方向に開放するコ字状の断面コ字状部と、該断面コ字状部のホイール軸方向開放側端部から前記スポーク部の幅方向外側に突出する突出部と、を備えている、自動車用ホイール。
【請求項２】
前記突出部の突出方向長さは、前記スポーク部のホイール半径方向内側端に近づくにつれて大とされている、請求項１記載の自動車用ホイール。
【請求項３】
前記断面コ字状部の幅は、前記スポーク部のホイール半径方向内側端に近づくにつれて小とされている、請求項２記載の自動車用ホイール。
【請求項４】
前記スポーク部はホイール周方向に複数設けられており、
ホイール周方向で隣り合う前記スポーク部の突出部同士のホイール半径方向内側端部が滑らかに連なっている、請求項１記載の自動車用ホイール。
【請求項５】
前記突出部に、該突出部をホイール軸方向に貫通する貫通穴が設けられている、請求項１記載の自動車用ホイール。
【請求項６】
前記突出部の厚みは、ホイール半径方向内側端部に近づくにつれて大とされている、請求項１記載の自動車用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用ホイールのスポーク部は、横断面がホイール軸方向内側に開放するコ字状の断面コ字状部のみで形成されている。
【０００３】
しかし、従来の自動車用ホイールにはつぎの問題点がある。
ホイールの面外剛性（リム部の接地側にタイヤから横荷重を受けたとき、ハブ取付け面を基準としたリム部のたわみの少なさ）を向上させたいというニーズがある。しかし、単純にスポーク部の断面積を増加させてスポーク部の断面係数を向上させホイールの面外剛性を向上させようとすると、スポーク部の断面積が増加するため、ホイールの質量が増加してしまう。
【特許文献１】特開２００４−９８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ホイールの面外剛性を従来に比べて向上させることができる自動車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】
【０００５】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  スポーク部を有しており、
前記スポーク部が、横断面がホイール軸方向に開放するコ字状の断面コ字状部と、該断面コ字状部のホイール軸方向開放側端部から前記スポーク部の幅方向外側に突出する突出部と、を備えている、自動車用ホイール。
（２）  前記突出部の突出方向長さは、前記スポーク部のホイール半径方向内側端に近づくにつれて大とされている、（１）記載の自動車用ホイール。
（３）  前記断面コ字状部の幅は、前記スポーク部のホイール半径方向内側端に近づくにつれて小とされている、（２）記載の自動車用ホイール。
（４）  前記スポーク部はホイール周方向に複数設けられており、
ホイール周方向で隣り合う前記スポーク部の突出部同士のホイール半径方向内側端部が滑らかに連なっている、（１）記載の自動車用ホイール。
（５）  前記突出部に、該突出部をホイール軸方向に貫通する貫通穴が設けられている、（１）記載の自動車用ホイール。
（６）  前記突出部の厚みは、ホイール半径方向内側端部に近づくにつれて大とされている、（１）記載の自動車用ホイール。
【発明の効果】
【０００６】
上記（１）の自動車用ホイールによれば、断面コ字状部のホイール軸方向開放側端からスポーク部の幅方向外側に突出する突出部が設けられているため、突出部が設けられていない場合（従来）に比べて、スポーク部の横断面で、図心をとおりホイール軸方向（スポーク部の厚み方向）と直交する線に対して離れたところの断面積が大きくなり断面二次モーメントが大きくなる。したがって、従来に比べて、ホイールの面外剛性を向上させることができる。
上記（２）の自動車用ホイールによれば、突出部の突出方向長さがスポーク部のホイール半径方向内側端に近づくにつれて大とされているため、ホイール半径方向内側にいくにつれてホイールのスポーク部の厚み方向の曲げ剛性を向上させることができ、タイヤからの横荷重によるモーメントはホイール半径方向内側にいくにつれて大になるから耐曲げモーメント上有利である。
上記（３）の自動車用ホイールによれば、断面コ字状部の幅がスポーク部のホイール半径方向内側端に近づくにつれて小とされており、また、断面コ字状部の幅が小になるにつれて突出部の突出方向長さが大となるため、スポーク部の質量（ホイールの質量）の増大を抑制しながらスポーク部のホイール半径方向内側端部に近づくにつれてスポーク部の厚み方向の曲げ剛性を向上させることができる。
上記（４）の自動車用ホイールによれば、ホイール周方向で隣り合うスポーク部の突出部同士のホイール半径方向内側端部が滑らかに連なっているため、滑らかに連なっていない場合に比べて疲労強度等において有利である。
上記（５）の自動車用ホイールによれば、突出部に貫通穴が設けられているため、貫通穴が設けられていない場合に比べてホイールの軽量化を図ることができる。
上記（６）の自動車用ホイールによれば、突出部の厚みがホイール半径方向内側端部に近づくにつれて大とされているため、突出部の厚みが変わらない場合に比べて、ホイールの面外剛性を向上させることができるとともにタイヤからの力を効果的にハブ取付け部に伝えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜図９は、本発明実施例の自動車用ホイールを示している。
本発明実施例の自動車用ホイール１０は、アルミ合金製、マグネシウム合金製等の（鋳造）軽合金ホイールである。ただし、自動車用ホイールはスチール製であってもよい。自動車用ホイール１０は、リム部とディスク部を別々に作製して溶接で一体化した２ピースホイールであってもよく、リム部とディスク部とを（全体を）一体に作製した１ピースホイールであってもよい（図示例では１ピースホイールである場合を示している）。
【０００８】
自動車用ホイール１０は、図２に示すように、リム部２０と、スポーク部４０を備えるディスク部３０と、を有する。
【０００９】
ディスク部３０は、ホイール半径方向外側端部とその近傍に位置するディスク外周部３１と、ホイール半径方向中央のハブ穴３２の周囲に設けられるハブ取付け部３３と、を備える。
【００１０】
ディスク外周部３１は、（ｉ）自動車用ホイール１０が１ピースホイールである場合、リム部２０のホイール軸方向一側のフランジ部２１、ビードシート部２２、サイドウォール部２３の役割を果たしており、（ｉｉ）自動車用ホイール１０が２ピースホイールである場合、リム部２０のホイール軸方向一側のフランジ部２１、ビードシート部２２、サイドウォール部２３の役割を果たしていてもよい。
【００１１】
ハブ取付け部３３には、図３に示すように、ホイール周方向に等間隔にボルト穴３３ａが複数設けられている。隣り合うボルト穴３３ａ間には、自動車用ホイール１０の軽量化を図るために、肉盗み部３３ｂが設けられていることが望ましい。
ハブから延びてくるハブボルト（両方ともに図示略）をボルト穴３３ａに挿入し、ハブボルトに図示略のハブナットを螺合することにより、自動車用ホイール１０は、ディスク部３０部位にてハブに固定される。
【００１２】
スポーク部４０は、ディスク外周部３１とハブ取付け部３３との間にわたってホイール半径方向に直線状に延びている。スポーク部４０は、ディスク外周部３１とハブ取付け部３３とに連なっている。スポーク部４０は、ホイール周方向に等間隔にたとえば５個設けられている。ただし、スポーク部４０の数は５個に限定するものではなく、複数設けられていれば、２個、３個、４個でもよく、６個以上であってもよい。ホイール周方向に隣り合うスポーク部４０の間は、飾り穴５０になっている。
【００１３】
スポーク部４０は、図４〜図７に示すように、ホイール半径方向と直交する面で切断して見た断面（横断面）がホイール軸方向内側またはホイール軸方向外側に開放するコ字状（Ｕ字状）の断面コ字状部４１と、断面コ字状部４１のホイール軸方向開放側端部からスポーク部４０の幅方向外側に突出する突出部４２と、を備えている。なお、本発明図示例では、断面コ字状部４１がホイール軸方向内側に開放し、突出部４２が断面コ字状部４１のホイール軸方向内側端部からスポーク部４０の幅方向外側に突出する場合を示している。以下、本発明実施例では、断面コ字状部４１がホイール軸方向内側に開放し、突出部４２が断面コ字状部４１のホイール軸方向内側端部からスポーク部４０の幅方向外側に突出する場合を説明する。
【００１４】
断面コ字状部４１は、スポーク部４０の幅方向（ホイール周方向）に互いに対向する２つの側壁部４１ａと、２つの側壁部４１ａを連結する連結部４１ｂとで形成されている。
【００１５】
側壁部４１ａは、連結部４１ｂから離れる方向（ホイール軸方向内側）かつスポーク部幅方向外側に傾斜して直線状に延びている。ただし、側壁部４１ａは、傾斜せずに連結部４１ｂから離れる方向に直線状に延びていてもよい。また、側壁部４１ａの傾斜が直線状ではなく、連結部４１ｂから離れるにつれて傾斜角度が変化していてもよい。側壁部４１ａのホイール軸方向長さは、スポーク部４０のホイール半径方向内側端に近づくにつれて大とされている。側壁部４１ａの厚み（スポーク部幅方向の厚み）は、連結部４１ｂの厚み（ホイール軸方向の厚み）よりも大とされている。
【００１６】
連結部４１ｂは、２つの側壁部４１ａのホイール軸方向外側端部同士を連結している。連結部４１ｂのスポーク部幅方向中央部は、図２に示すように、ホイール半径方向外側にいくにつれてホイール軸方向内側に傾斜している。連結部４１ｂは、スポーク部幅方向中央側にいくにつれてホイール軸方向内側に凹んでいる（傾斜している）。
連結部４１ｂのスポーク部幅方向の幅は、図１に示すように、スポーク部４０のホイール半径方向内側端に近づくにつれて小とされている。連結部４１ｂの幅がスポーク部４０のホイール半径方向内側に近づくにつれて小とされているため、断面コ字状部４１の幅は、スポーク部４０のホイール半径方向内側端に近づくにつれて小とされている。
【００１７】
突出部４２は、断面コ字状部４１のホイール半径方向全体にわたって設けられていてもよく、断面コ字状部４１のホイール半径方向の一部のみに設けられていてもよい。突出部４２が断面コ字状部４１のホイール半径方向の一部のみに設けられる場合、突出部４２は断面コ字状部４１の少なくともホイール半径方向内側端部に設けられる。突出部４２のホイール軸方向外側面は、図５〜図７に示すように、断面コ字状部４１の側壁部４１ａに滑らかに連なっている。
【００１８】
突出部４２の突出方向長さは、図１に示すように、スポーク部４０のホイール半径方向内側端に近づくにつれて大とされている。ホイール周方向で隣り合うスポーク部４０の突出部４２同士の、ホイール半径方向内側端部とその近傍（のホイール半径方向外側面）は、滑らかに連なっている。
【００１９】
突出部４２の厚み（ホイール軸方向の厚み）は、図５〜図７に示すように、ホイール半径方向内側にいくにつれて大となっている。スポーク部４０のホイール半径方向内側端部にある突出部４２の厚みは、断面コ字状部４１の側壁部４１ａ及び連結部４１ｂの厚みより大とされている。スポーク部４０のホイール半径方向中央よりホイール半径方向内側にある突出部４２の厚みは、断面コ字状部４１の側壁部４１ａ及び連結部４１ｂの厚みより大とされている。
【００２０】
図８に示すスポーク部４０の変形例では、連結部４１ｂの厚みｔ１が側壁部４１ａの厚みｔ２より厚く、また、突出部４２の厚みｔ３が側壁部４１ａの厚みｔ２より厚くなっている。このような厚みバランスにすることによって、スポーク部４０の断面積を増すことなくスポーク部４０の厚み方向の剛性をさらに効果的に増すことができ、より軽量化が可能となる。
【００２１】
突出部４２には、図９に示すように、突出部４２をホイール軸方向に貫通する貫通穴４２ａが設けられていてもよい。貫通穴４２ａが設けられる場合、ホイール軸方向から見たときの貫通穴４２ａの形状は、円形であってもよく、楕円形であってもよく、その他の形状であってもよい。
【００２２】
ここで、図１０〜図１２について説明する。
図１０は、スポーク部４０の計算用モデルの横断面図である。図１０において、
ｂ：断面コ字状部４１の連結部４１ｂの幅、
Ｘ−Ｘ：スポーク部４０の横断面の図心をとおりホイール軸方向（スポーク部４０の厚み方向）と直交する線、
Ｙ−Ｙ：スポーク部４０の横断面の図心をとおりホイール周方向（スポーク部４０の幅方向）と直交する線、
ｈ：断面コ字状部４１の側壁部４１ａのホイール軸方向長さ、
ｔ１：連結部４１ｂの厚み、
ｔ２：側壁部４１ａの厚み、
ｔ３：突出部４２の厚み、
（なお、計算用モデルでは、ｔ１＝ｔ２＝ｔ３  としている。）
Ｌ：突出部４２の突出方向長さ、
を示している。
【００２３】
また、図１１は、図１０において、突出部４２の断面コ字状部４１からの突出方向長さＬが０（ゼロ）のときのｂの値を８．０とし、そこから、ｔ１、ｔ２、ｈは変えずにｂの値を０．０まで小さくしていき、ｂが小さくなっていく分だけ左右の突出部４２の突出方向長さＬの合計を大きくしていったときの、スポーク部４０の横断面でのスポーク部４０の厚み方向（Ｘ−Ｘ軸周り）の断面二次モーメントＩｘを示した表である。
また、図１２は、横軸を連結部４１ｂの幅ｂ、縦軸を断面二次モーメントＩｘの比としたときの、グラフである。なお、ｂの値が８．０でＬの値が０．０のときのＩｘを１００パーセントとしている。
【００２４】
図１２から以下のことがわかる。幅ｂを小さくしていくと、ある値（図では４．０）までは、ｂの値が小さくなるにつれて（突出部４２の突出方向長さが大になるにつれて）Ｉｘが大きくなり、ある値（図では４．０）を超えると、ｂの値が小さくなるにつれてＩｘが小さくなることがわかる。すなわち、ｂの値を小さくしてその分Ｌの値を増していくと、Ｉｘの極大値が存在することがわかる。よって、Ｉｘが極大値となるｂの値またはその近傍のｂの値をとることにより、自動車用ホイール１０の面外剛性（リム部２０の接地側にタイヤから横荷重を受けたとき、ハブ取付け面を基準としたリム部２０のたわみの少なさ）上有利になることがわかる。
【００２５】
つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
本発明実施例では、断面コ字状部４１のホイール軸方向内側端からスポーク部４０の幅方向外側に突出する突出部４２が設けられているため、突出部４２が設けられていない場合（従来）に比べて、スポーク部４０の横断面で、図心をとおりホイール軸方向（スポーク部の厚み方向）と直交する線に対して離れたところの断面積が大きくなりスポーク部４０の厚み方向の断面二次モーメントが大きくなる。したがって、従来に比べて、自動車用ホイール１０の面外剛性を向上させることができる。
従来に比べて自動車用ホイール１０の面外剛性を向上させることができるため、突出部４２に貫通穴４２ａを設けて自動車用ホイール１０の軽量化を図ることができ、また貫通穴４２ａに相当する肉量を突出部４２の先端部に移動させた場合、スポーク部４０の幅方向の図心から離れたところの断面積が大きくでき、スポーク部４０の幅方向の剛性を向上させることができる。
【００２６】
断面コ字状部４１の幅がスポーク部４０のホイール半径方向内側端に近づくにつれて小とされており、突出部４２の突出方向長さがスポーク部４０のホイール半径方向内側端に近づくにつれて大とされているため、ホイール半径方向内側にいくにつれて自動車用ホイール１０のスポーク部４０の厚み方向の曲げ剛性を向上させることができる。その結果、図示略のタイヤからの横荷重によるモーメントはホイール半径方向内側にいくにつれて大になるから耐曲げモーメント上有利である。
【００２７】
断面コ字状部４１の幅が小になるにつれて突出部４２の突出方向長さが大となるため、スポーク部４０の質量（ホイール１０の質量）の増大を抑制しながらスポーク部４０のホイール半径方向内側端部の曲げ剛性を向上させることができる。また、断面コ字状部４１の幅が小になるにつれて突出部４２の突出方向長さが大となるため、スポーク部４０の横断面の形状を従来とは異なる形状にすることで、スポーク部４０の断面積（ホイール質量）を維持しながら、自動車用ホイール１０の面外剛性を向上させることができる。
【００２８】
ホイール周方向で隣り合うスポーク部４０の突出部４２同士の、ホイール半径方向内側端部が滑らかに連なっているため、滑らかに連なっていない場合に比べて疲労強度等において有利である。
【００２９】
突出部４２の厚みがホイール半径方向内側端部に近づくにつれて大とされているため、突出部４２の厚みが変わらない場合に比べて、自動車用ホイール１０の面外剛性を向上させることができるとともにタイヤからの力を効果的にハブ取付け部３３に伝えることができる。
突出部４２のホイール半径方向内側端部の厚みが断面コ字状部４１の側壁部４１ａ及び連結部４１ｂの厚みよりも大とされているため、突出部４２の厚みが断面コ字状部４１の側壁部４１ａ及び連結部４１ｂの厚みより小とされている場合に比べて、自動車用ホイール１０の面外剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明実施例の自動車用ホイールの、正面図である。
【図２】本発明実施例の自動車用ホイールの、断面図である。
【図３】本発明実施例の自動車用ホイールの、背面図である。
【図４】図１のＡ―Ａ線断面図である。
【図５】図１のＢ―Ｂ線断面図である。
【図６】図１のＣ―Ｃ線断面図である。
【図７】図１のＤ―Ｄ線断面図である。
【図８】図１のスポーク断面の変形例の図である。
【図９】本発明実施例の自動車用ホイールの、突出部に貫通穴が設けられている場合の、正面図である。
【図１０】本発明実施例の、スポーク部の計算用モデルの断面図である。
【図１１】図１０において、突出部の断面コ字状部からの突出方向長さが０（ゼロ）のときのｂの値を８．０とし、そこからｂの値を０．０まで小さくしていき、ｂが小さくなっていく分だけ左右の突出部の突出方向長さの合計を大きくしていったときの、スポーク部の横断面での断面二次モーメントＩｘを示した表である。
【図１２】横軸を連結部の幅ｂ、縦軸を断面二次モーメントＩｘの比としたときの、グラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１０  自動車用ホイール
２０  リム部
２１  リム部のホイール軸方向一側のフランジ部
２２  リム部のホイール軸方向一側のビードシート部
２３  リム部のホイール軸方向一側のサイドウォール部
３０  ディスク部
３１  ディスク外周部
３２  ハブ穴
３３  ハブ取付け部
３３ａ  ボルト穴
３３ｂ  肉盗み部
４０  スポーク部
４１  断面コ字状部
４１ａ  側壁部
４１ｂ  連結部
４２  突出部
４２ａ  貫通穴
５０  飾り穴
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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