(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧延形鋼を素材として、フランジ部Ａ（２２）、１５°傾斜のショートビードシート部（２４）、前記フランジ部Ａ（２２）とショートビードシート部（２４）が交差する部分の軸方向外側に形成されたリム軸芯と直交する方向に延びるリムフランジ平坦面（２３ａ）および前記部分の半径方向内側に形成されたリム軸芯と平行する方向に延びるビードシート垂直面（２３ｂ）を有する厚肉アンギュラー部（２３）、サイドウオール部Ａ（２５）、ドロップ部（２６）、サイドウオール部Ｂ（２７）、レッジ部（２８）、ロングビードシート部（２９）、フランジ部Ｂ（３２）、前記フランジ部Ｂ（３２）とロングビードシート部（２９）が交差する部分の軸方向外側に形成されたリム軸芯と直交する方向に延びるリムフランジ平坦面（３０ａ）および前記部分の半径方向内側に形成されたリム軸芯と平行する方向に延びるビードシート垂直面（３０ｂ）を有する薄肉アンギュラー部（３０）からなるリム（２０）であり、
前記リム（２０）の厚肉アンギュラー部（２３）の板厚を薄肉アンギュラー部（３０）の板厚よりも肉厚に形成するとともに、厚肉アンギュラー部（２３）のビードシート垂直面（２３ｂ）の長さを薄肉アンギュラー部（３０）のビードシート垂直面（３０ｂ）の長さよりも長く形成し、前記厚肉アンギュラー部（２３）のビードシート垂直面（２３ｂ）に絞り成形またはスピニング成形されたディスク外周部（３３）を嵌合させ、前記ビードシート垂直面（２３ｂ）とディスク外周端部（３４）を溶接接合した大型自動車用ホイール。
【請求項２】
前記厚肉アンギュラー部（２３）の前記ディスク外周端部（３４）が溶接される部分の板厚を６．５ｍｍ以上としたリム径が１７．５インチである請求項１記載の大型自動車用ホイール。
【請求項３】
前記アンギュラー部（２３）の前記ディスク外周端部（３４）が溶接される部分の板厚を７．０ｍｍ以上としたリム径が１９．５インチである請求項１記載の大型自動車用ホイール。
【請求項４】
前記アンギュラー部（２３）の前記ディスク外周端部（３４）が溶接される部分の板厚を８．０ｍｍ以上としたリム径が２２．５インチである請求項１記載の大型自動車用ホイール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用ホイールに関し、とくに大型ホイールの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型バスやトラックに使用されるホイールのうち、複輪取り付けが可能な１７．５インチ以上のリムサイズのチューブレスホイールは、同一板厚の板材をロール成形して、図３に示すような、フランジ部Ａ３、ショートビードシート部４、サイドウオール部Ａ５、ドロップ部６、サイドウオール部Ｂ７、ホイールの軸芯に平行なレッジ部８、ロングビードシート部９、フランジ部Ｂ１０からなるリム１を製作する。
そして、リム１のレッジ部８の半径方向内側に、絞り成形またはスピニング成形されたディスク２の外径２ａを嵌合させ、ディスク２の立ち上がり端部２ｂとレッジ部８とを溶接接合した組付け構造のタイプが多く使用されてきた。
しかし、このような組付けタイプのホイールでは次のような問題点があった。すなわち、レッジ部８に組付けられるためホイールの内側のスペースがとれないため、ホイールの内側に配置されるブレーキスペースが十分とれず制約されてしまう。また、リムが展伸材からつくられているため、最も強度が必要な部分の板厚にあわせてその他のあまり強度を必要としない部分の板厚も過剰な板厚分布になっていたため、リム１の重量が増加してしまい、燃費の向上を目指した重量軽減の要請に応えることができなかった。
こうした要請に応えるため本出願人は先に、図４に示すような、圧延形鋼からなり、リムの応力分布に応じた板厚分布をもち、リム１のフランジ部３、１０の内側とビードシート部４、９とが交差する部分の半径方向内側にリム１の軸芯と直交する方向に延びるリムフランジ平坦面３ｂと、リム軸芯と平行する方向に延びるビードシート垂直面３ｃを有するアンギュラー部３ａを設けたリムを開発（実用新案第２５０５９０２号）し、このリムにディスクを組付けた図６、図７に示すようないくつかのタイプの組付け構造の開発を試みた。（特願平９ー１１０７８１）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このタイプのホイールではブレーキスペースの確保と、軽量化は実現できるものの、図６、図７のＫで示すように、リムとディスクの溶接部に亀裂が生じてしまい必要な耐久強度を確保することができなかった。
本発明の目的は、必要な耐久強度を確保しながらも、十分なブレーキスペースを確保し、しかも、従来の展伸材リムよりも大幅な重量軽減が可能な大型自動車用ホイールを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成する本発明の自動車用ホイールはつぎの通りである。なお、図中で使用する符号を付してある。
（１）  圧延形鋼を素材として、フランジ部Ａ（２２）、１５°傾斜のショートビードシート部（２４）、前記フランジ部Ａ（２２）とショートビードシート部（２４）が交差する部分の軸方向外側に形成されたリム軸芯と直交する方向に延びるリムフランジ平坦面（２３ａ）および前記部分の半径方向内側に形成されたリム軸芯と平行する方向に延びるビードシート垂直面（２３ｂ）を有する厚肉アンギュラー部（２３）、サイドウオール部Ａ（２５）、ドロップ部（２６）、サイドウオール部Ｂ（２７）、レッジ部（２８）、ロングビードシート部（２９）、フランジ部Ｂ（３２）、前記フランジ部Ｂ（３２）とロングビードシート部（２９）が交差する部分の軸方向外側に形成されたリム軸芯と直交する方向に延びるリムフランジ平坦面（３０ａ）および前記部分の半径方向内側に形成されたリム軸芯と平行する方向に延びるビードシート垂直面（３０ｂ）を有する薄肉アンギュラー部（３０）からなるリム（２０）であり、
前記リム（２０）の厚肉アンギュラー部（２３）の板厚を薄肉アンギュラー部（３０）の板厚よりも肉厚に形成するとともに、厚肉アンギュラー部（２３）のビードシート垂直面（２３ｂ）の長さを薄肉アンギュラー部（３０）のビードシート垂直面（３０ｂ）の長さよりも長く形成し、前記厚肉アンギュラー部（２３）のビードシート垂直面（２３ｂ）に絞り成形またはスピニング成形されたディスク外周部（３３）を嵌合させ、前記ビードシート垂直面（２３ｂ）とディスク外周端部（３４）を溶接接合した大型自動車用ホイール。
（２）  前記厚肉アンギュラー部（２３）の前記ディスク外周端部（３４）が溶接される部分の板厚を６．５ｍｍ以上としたリム径が１７．５インチである（１）記載の大型自動車用ホイール。
（３）  前記アンギュラー部（２３）の前記ディスク外周端部（３４）が溶接される部分の板厚を７．０ｍｍ以上としたリム径が１９．５インチである（１）記載の大型自動車用ホイール。
（４）  前記アンギュラー部（２３）の前記ディスク外周端部（３４）が溶接される部分の板厚を８．０ｍｍ以上としたリム径が２２．５インチである（１）記載の大型自動車用ホイール。
【０００５】
上記（１）の大型自動車用ホイールでは、リムの厚肉アンギュラー部のビードシート垂直面にディスク外周部を嵌合させ、厚肉アンギュラー部のビードシート垂直面とディスク外周部端部を溶接接合した大型自動車用ホイールで、リムのショートビードシート部に対応する厚肉アンギュラー部の板厚をロングビードシート部に対応する薄肉アンギュラー部の板厚よりも肉厚に形成するとともに、ビードシート垂直面の長さも長く形成したので、リムとディスクの溶接接合部の剛性を十分確保できるとともにそれ以外の部分の肉厚を薄くでき、強度バランスも向上させることができるとともに、軽量化をはかることができる。
上記（２）の大型自動車用ホイールでは、上記（１）の作用を１７．５インチのリムサイズのホイールで実現できる。
上記（３）の大型自動車用ホイールでは、上記（１）の作用を１９．５インチのリムサイズのホイールで実現できる。
上記（４）の大型自動車用ホイールでは、上記（１）の作用を２２．５インチのリムサイズのホイールで実現できる。
【０００６】
【実施の態様】
本発明の望ましい実施例に係る大型自動車用ホイールを図１〜図２を参照して説明する。
図１は本発明による、バス、トラック等に用いられる大型自動車用ホイールの全体断面図を示し、図２は図１のリムとディスクの溶接接合部の部分断面図を示している。
図１において２０はリムであり、リム２０はディスク４０が組付けられる側にフランジ部Ａ２２があり、フランジ部Ａ２２に連なりショートビードシート部２４が形成されている。ショートビードシート部２４はリムの軸芯に対してリムの半径方向内方に向かって下がるように１５°傾斜しており、もう一方のロングビードシート部２９とともにタイヤのビード部を保持し、ホイールにタイヤを保持する役割を果たす。
【０００７】
フランジ部Ａ２２とショートビードシート部２４とが交差する部分には、フランジ部Ａ２２とショートビードシート部２４とが交差する部分の軸方向外側に形成されリム軸芯と直交する方向に延びるリムフランジ平坦面２３ａと、フランジ部Ａ２２とショートビードシート部とが交差する部分の半径方向内側に形成されリム軸芯と平行する方向に延びかつリムフランジ平坦面２３ａに垂直に延びるビードシート垂直面２３ｂと、を有する厚肉アンギュラー部２３が、形成されている。２６はドロップ部であり、リム２０の軸方向のほぼ中間に位置しており、リム２０からタイヤを着脱する場合にタイヤのビードを落として着脱し易いように窪みを形成している。
【０００８】
ドロップ部２６とショートビードシート部２４とはサイドウオール部Ａ２５によってつながれている。
２８はレッジ部であり、リム２０の軸芯とほぼ平行に形成されている。レッジ部２８とドロップ部２６とはサイドウオール部Ｂ２７によってつながれている。レッジ部２８の軸方向外側にはロングビードシート部２９が形成されており、フランジ部Ｂ３２につながっている。
【０００９】
フランジ部Ｂ３２とロングビードシート部２９とが交差する部分には、フランジ部Ｂ３２とロングビードシート部２９とが交差する部分の軸方向外側に形成されリム軸芯と直交する方向に延びるリムフランジ平坦面３０ａと、フランジ部Ｂ３２とロングビードシート部２９とが交差する部分の半径方向内側に形成されリム軸芯と平行する方向に延びかつリムフランジ平坦面３０ａに垂直に延びるビードシート垂直面３０ｂと、を有する薄肉アンギュラー部３０が、形成されている。
【００１０】
厚肉アンギュラー部２３のビードシート垂直面２３ｂには絞り成形またはスピニング成形されたディスク４０のディスク外周部３３が嵌合され、ディスク外周端部３４とビードシート垂直面２３ｂは全周にわたって隅肉溶接されている。
従来の本出願人によって開発された圧延形鋼によって製作されアンギュラー部を有する１２°ＤＣリムは、本発明の厚肉アンギュラー部２３、薄肉アンギュラー部３０に該当する部分の肉厚、形状は両者とも均等の板厚によって構成されており、その寸法構成は図５に示すようにディスク外周端部が溶接される部分の板厚ｔ２が５．０〜６．５ｍｍ、ビードシート垂直面の長さｗ２は３〜５ｍｍであった。
【００１１】
しかし、先に述べたように、従来タイプのアンギュラーリムでは、ディスクとの溶接組付け後、ディスク外周端部３４とビードシート垂直面２３ｂとが溶接接合された部分から亀裂が生じてしまい必要な耐久強度が得られなかった内容を発明者等が深く検討した結果、車両に荷重をかけられながら長時間走行した場合、この部分の変形度合いが従来考えていた場合よりも大きく、この部分の剛性を高めることが耐久性を向上させるポイントであることを実験結果から突き止めた。
【００１２】
そして、この厚肉アンギュラー部２３、薄肉アンギュラー部３０の組合せによるリムの厚肉アンギュラー部２３のビードシート垂直面２３ｂにディスク４０を嵌合させ、外周端部３４を溶接接合した、大型自動車用ホイールでは、リムサイズ別に検討した結果、軽量化が実現できしかも溶接部に亀裂が生じない十分な耐久性を有するためには、厚肉アンギュラー部２３の寸法は、本発明を適用するリムサイズが１７．５インチサイズでは、図２に示すディスク外周端部３４と溶接されるアンギュラー部２３のｔ１の板厚は６．５ｍｍ以上、望ましくは６．５〜７．８ｍｍ、１９．５インチサイズでは７．０ｍｍ以上、望ましくは７．０〜９．０ｍｍ、２２．５インチサイズでは８．０ｍｍ以上、望ましくは８．０〜１０．５ｍｍであることが耐久試験結果から確認された。
【００１３】
また、厚肉アンギュラー部２３を設けることによって、ビードシート垂直面２３ｂの長さを長くとることが可能となり、従来の３〜５ｍｍにたいして長さｗ１は１５〜２５ｍｍと長くなるため、ディスクの外周端部３４に対して干渉するリム形状でないため十分な強度の外周端部３４の板厚を確保することができる。
本発明の実施によって、従来の平板をロール成形した均等板厚リムにディスクを組付けたタイプのホイールに比較して、例えば１９．５インチのリムサイズのホイールでは、従来品１３．５Ｋｇだったものが本発明では１０．５Ｋｇまで軽量化することが可能となり、平均して３０％の軽量化ができた。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１の、大型自動車用ホイールによれば、リムの厚肉アンギュラー部のビードシート垂直面にディスク外周部を嵌合させ、厚肉アンギュラー部のビードシート垂直面とディスク外周部端部を溶接接合した大型自動車用ホイールで、リムのショートビードシート部に対応する厚肉アンギュラー部の板厚をロングビードシート部に対応する薄肉アンギュラー部の板厚よりも肉厚に形成するとともに、ビードシート垂直面の長さも長く形成したので、リムとディスクの溶接接合部の剛性を十分確保でき、強度バランスも向上することから、従来と同じ耐久強度で大幅な軽量化を実現できる効果が得られる。
請求項２の大型自動車用ホイールによれば、請求項１と同じ効果を１７．５インチのリムサイズのホイールで得られる。
請求項３の大型自動車用ホイールによれば、請求項１と同じ効果を１９．５インチのリムサイズのホイールで実現できる。
請求項４の大型自動車用ホイールによれば、請求項１と同じ効果を２２．５インチのリムサイズのホイールで得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る大型自動車用ホイールの断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る大型自動車用ホイールの部分断面図である。
【図３】従来の大型自動車用ホイールを示す断面図である。
【図４】従来の大型自動車用ホイールに用いられるリムの断面図である。
【図５】従来と本発明に共通するリムの部分断面図である。
【図６】従来の他の大型ホイールの部分断面図である。
【図７】従来の他の大型ホイールの部分断面図である。
【符号の説明】
２０  リム
２２  フランジ部Ａ
２３  厚肉アンギュラー部
２３ａ、３０ａ  ビードシート平坦面
２３ｂ，３０ｂ  ビードシート垂直面
２４    ショートビードシート部
２５  サイドウオール部Ａ
２６  ドロップ部
２７  サイドウオール部Ｂ
２８  レッジ部
２９  ロングビードシート部
３０  薄肉アンギュラー部
３２  フランジ部Ｂ
３３  ディスク外周部
３４  ディスク外周端部
４０  ディスク
【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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