JP3715145B2

JP3715145B2 - 車両用ホイール構造

Info

Publication number: JP3715145B2
Application number: JP25096899A
Authority: JP
Inventors: 秋男半田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: JP2001071702A; US6517165B1; CA2317256C; CA2317256A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアルミニウム合金製ホイールにおいてコストダウンを図るのに好適な車両用ホイール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ホイール構造としては、例えば、実開昭６２−２４０１号公報「軽合金製合せホイール」に記載されたものが知られている。
上記技術では、同公報の第１図に示される通り、深絞りされた２個のカップの底であるディスク部間に合せ板５を挟み込み、２個のカップと合せ板５の外周面とを溶接し、２個のカップのそれぞれのディスク部及び合せ板５からなるフランジ部４に車軸に固定するためのボルト孔を開け、このボルト孔にブシュ６を圧入した軽合金製合せホイールが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術では、ホイールが２個のカップと合せ板５とで構成される３ピース構造であるため、部品数が多くなり、例えば、ボルト孔にブシュ６を圧入する場合や、２個のカップと合せ板５と溶接する場合に、２個のカップ及び合せ板５の位置合せの精度を高めたり、２個のカップ及び合せ板５のそれぞれに開けたボルト孔の寸法精度を高める必要がある。また、３ピース構造のホイールであるため、部品数が多くなり、製造や管理等のコストが増大する。
更に、ボルト孔にブシュ６を取付けるため、部品数が増え、コストアップとなる。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、部品数を減らすことでコストダウンを図ることができる車両用ホイール構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、リム及びディスクからなるアルミニウム合金製ホイールであって、車軸側のハブに設けたボルトに前記ディスクに開けた取付穴を嵌合し、ボルトにナットをねじ込む、又は前記ハブに設けためねじに前記ディスクに開けた取付穴を合せ、この取付穴にボルトを通し、更に、前記めねじにボルトをねじ込むことで前記ハブにホイールを取付ける車両用ホイール構造において、前記ディスクを１枚の板から成形し、前記取付穴の周囲に、表面が球面状の加工硬化層を有するナット座面又はボルト頭部座面を形成し、ハブとホイールのハブ取付部とは、取付穴の中心とディスク中心とを結んだ線に対して左右対称に各単一のほぼ三日月状の当たり部で均等に当たることを特徴とする。
【０００６】
ディスクを１枚の板から成形して部品数を減らす。
また、加工硬化層を有するナット座面又はボルト頭部座面を形成し、ナット又はボルトの取付け、取外しによるアルミニウム合金製ホイールの摩耗を抑える。
【０００７】
この結果、従来に比べて、ディスクの枚数が減るとともに、従来のような各ディスクを結合するための締結部品が不要となり、更に、従来、別部材としていたナット座部材も不要になって、更に部品数を減らすことができ、製造、管理等のコストを削減することができる。
また、１枚構造のディスクの製造はスチールホイール用製造設備を用いることができ、設備投資を抑えることができる。
更に、ハブにホイールを取付けるために、球面を有するスチールホイール用のナット又はボルトを流用することができ、コストアップを抑えることができる。
【０００８】
請求項２は、ディスクに、軽量化及び装飾のための穴を開けたことを特徴とする。
ホイールを軽量にするとともに外観性を向上させることができる。
【０００９】
請求項３は、当たり部を、ディスクに開けられた複数の取付穴の中心を通る円の内側と外側とで当たり面積を異ならせたことを特徴とする。
ほぼ三日月状の当たり部でホイール回転時の振れの発生を抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るホイール構造を採用した車両の斜視図である。
車両としては、例えば、バギー等の不整地走行用車（ＡＴＶ：ＡｌｌＴｅｒｒａｉｎＶｅｈｉｃｌｅ）であり、軽量、コンパクトな車体によって、小回りが効き、操作性が容易なため、農業、牧畜業、狩猟、安全監視等での移動用、レジャーに適したオフロード専用車である。
【００１１】
不整地走行用車１０は、車体１１に回転自在に取付けたハンドル１２と、このハンドル１２に操舵可能に連結した前輪１３，１３と、車体１１の上部に取付けたシート１４と、このシート１４の下方に配置したエンジン及び変速機からなるパワーユニット１５と、このパワーユニット１５で駆動する後輪１６，１６とからなる。なお、１７はバンパ、１８，１８はフロントサスペンションユニット、２１はヘッドランプ、２２はフロントフェンダ、２３はリヤフェンダ、２４はマフラである。
【００１２】
前輪１３は、タイヤ２６と、本発明のホイール構造を有するアルミニウム合金製のホイールとしてのフロントホイール２７とからなる。後輪１６は、タイヤ２８と、本発明のホイール構造を有するアルミニウム合金製のホイールとしてのリヤホイール２９とからなる。
【００１３】
フロントホイール２７とリヤホイール２９とは、同一のものでもよいし、また、オフセット量、リム径、リム幅等が異なるものでもよく、本発明に係る基本構造は同一とする。
従って、以下には主にフロントホイール２７について説明する。
【００１４】
図２は本発明に係る車両用ホイール構造を有するフロントホイールの正面図であり、フロントホイール２７は、リム３１とディスク３２とからなり、ディスク３２は、中央に開けたセンタ穴３３と、このセンタ穴３３の周囲に円周方向に等間隔に開けた取付穴としてのボルト挿通穴３４・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）と、このボルト挿通穴３４・・・のそれぞれの間に開けた軽量化のための穴としての軽量用穴３５・・・と、リム３１に近い側の円周方向に並べて開けた装飾のための穴としての飾り穴３６・・・とを備える。なお、３７は、タイヤ２６（図１参照）内にエアを注入するバルブ（不図示）を取付けるバルブ取付穴である。
【００１５】
ボルト挿通穴３４は、車軸側のハブ（後述する。）に設けたボルト（後述する。）を通して嵌合させるものであり、ボルトにナット（後述する。）をねじ込むことでハブにフロントホイール２７を取付ける。
【００１６】
図３は図２の３−３線断面図であり、１枚の板でディスク３２をプレス成形することで、ディスク３２に、表側に突出させた環状突出部４１と裏側に突出させたハブ取付部４２とを形成し、リム３１とディスク３２とを溶接したフロントホイール２７を示す。なお、４３，４４はリム３１に形成したフランジ部である。
ディスク３２は、１枚構造であるため、スチールホイールと同一のプレス成形の方法で製造することができる。
【００１７】
図４は本発明に係る車両用ホイール構造のボルト挿通穴部とハブへの取付構造を示す断面図である。
フロントホイール２７は、ボルト挿通穴３４の周囲に、加工硬化層を有するナット座面４５を形成したものであり、このナット座面４５は凹の球面Ｂを有する球面座である。
【００１８】
ここで、４６は車軸側に取付けたハブ、４７はハブ４６に取付けたボルト、４８はボルト４７にねじ込んでハブ４６にフロントホイール２７を取付けるために、球面座のナット座面４５に対応する凸の球面Ｓを有するナットである。
【００１９】
以上説明したように、本発明の車両用ホイール構造は、ナット座面４５を球面座としたことを特徴とする。
これにより、球面を有するスチールホイール用のナットを流用することができ、コストアップを抑えることができる。
【００２０】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る車両用ホイール構造のディスクに設けた穴を示す断面図であり、（ａ）は軽量用穴３５、（ｂ）は飾り穴３６を示す。
（ａ）において、軽量用穴３５は縁部に面取り３５ａを施したものである。この軽量用穴３５は装飾のための穴を兼ねたものである。
これにより、フロントホイール２７の外観性、特に質感を向上させることができる。
【００２１】
（ｂ）において、飾り穴３６は縁部に面取り３６ａを施したものである。この飾り穴３６は軽量化のための穴を兼ねたものである。
これにより、（ａ）で説明した軽量用穴３５の面取り３５ａと同様に、フロントホイール２７の外観性、特に質感を向上させることができる。
【００２２】
以上の（ａ），（ｂ）で説明したように、本発明の車両用ホイール構造は、ディスク３２に、軽量化及び装飾のための軽量用穴３５及び飾り穴３６を開けたことを特徴とする。
これにより、フロントホイール２７を軽量にするとともに外観性を向上させることができる。
【００２３】
図６は本発明に係る車両用ホイール構造のハブとの接触部を説明する説明図である。
ナット４８（図４参照）を所定のトルクで締め付けて、ハブ４６にフロントホイール２７を取付けた時に、フロントホイール２７のハブ取付部４２の裏面は、ハブ４６の表面に、図中にハッチングで示した略三日月形状に当たる。（略三日月状の部分を当たり部４９とする。）即ち、ハブ４６とハブ取付部４２とは、ボルト挿通穴３４に対して対称位置にできる当たり部４９，４９で均等に当たる。
従って、ハブ４６にフロントホイール２７を取付けた時に、ハブ４６に対してフロントホイール２７が安定し、前輪が回転するときのフロントホイール２７の振れの発生を抑えることができる。
【００２４】
以上に述べたナット座面の成形要領を次に説明する。
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る車両用ホイール構造のナット座面の成形要領を説明する作用図である。
（ａ）において、ダイＤを用いてディスク３２をプレス成形し、ボルト挿通穴３４を開けた後、ボルト挿通穴３４側に、球面Ｂを有するパンチＰを移動させ、（ｂ）に示すように、ボルト挿通穴３４の縁部にパンチＰで押付ける。
（ｃ）において、ディスク３２からダイＤ及びパンチＰを離す。
これにより、ボルト挿通穴３４の縁部には、加工硬化層Ｈを有する球面状のナット座面４５が形成される。
【００２５】
図８は車両用ホイール構造の比較例を示す断面図であり、ホイール１００は、カップ状のインナホイール１０１と、このインナホイール１０１のディスク部１０２に隣接させたセンタディスク１０３と、このセンタディスク１０３にディスク部１０４を隣接させたアウタホイール１０５とからなる軽合金製の３ピース構造のものであり、インナホイール１０１及びアウタホイール１０５をセンタディスク１０３の外周面に溶接したものである。
【００２６】
また、ホイール１００は、車軸側のハブにボルト・ナットで取付けるために、ディスク部１０４、センタディスク１０３及びディスク部１０２を貫通させたスチール製のナット座部材１０６を取付けたものである。
【００２７】
以上に説明したホイール１００は、３ピース構造であるため、部品数が多くなることにより、３部品の位置合せを行いながらの溶接や、ナット座部材１０６を取付けるために、インナホイール１０１、センタディスク１０３及びアウタホイール１０５にそれぞれ開けた穴の位置決めに多くの工数を費やさなければならない。
【００２８】
また、軽合金製のホイール１００では、硬度が小さいため、軽合金材自体をナット座にして、ナットで取付・取外しを繰り返した場合、ナット座の摩耗が大きくなって具合が悪い。このために、別部材として硬度の大きい材料で構成したナット座部材１０６が必要になる。
【００２９】
このようなホイール１００の構造に対して、本発明の車両用ホイール構造は、図３において、リム３１及びディスク３２からなるアルミニウム合金製ホイール２７，２９（図１参照）であって、図４に示した車軸側のハブ４６に設けたボルト４７にディスク３２に開けたボルト挿通穴３４を嵌合し、ボルト４７にナット４８をねじ込むことでハブ４６にホイール２７，２９を取付ける車両用ホイール構造において、ディスク３２を１枚の板から成形し、ボルト挿通穴３４の周囲に、加工硬化層を有するナット座面４５を形成したことを特徴とする。
【００３０】
上記構成により、複数枚構成のディスクに比べてディスク３２自体の枚数が少なくなるとともに複数のディスクを結合するための締結部品が不要となり、更に、従来、別部材としていたナット座部材が不要になり、部品数を減らすことができて製造、管理等のコストを削減することができる。
また、ディスク３２の製造はスチールホイール用製造設備を用いて行えるので設備投資を抑えることができる。
【００３１】
尚、本発明では、図４に示したように、ナット座面４５を球面座としたが、これに限るものではなく、ナット座面４５をテーパ座、平面座ぐり、平面座としてもよく、要は加工硬化層を有するものであればよい。
【００３２】
また、本発明の実施の形態では、車軸側のハブに設けたボルトにディスクに開けた取付穴を嵌合し、ボルトにナットをねじ込むことでハブにホイールを取付ける車両用ホイール構造において、ディスクを１枚の板から成形し、取付穴の周囲に、加工硬化層を有するナット座面を形成したが、これに限るものではなく、車軸側のハブに設けためねじにディスクに開けた取付穴を合せ、この取付穴にボルトを通し、更に、めねじにボルトをねじ込むことでハブにホイールを取付ける車両用ホイール構造において、ディスクを１枚の板から成形し、取付穴の周囲に、加工硬化層を有するボルト頭部座面を形成してもよい。
即ち、ディスクの取付穴の周囲に、ボルトの頭部が当たるボルト頭部座面を形成し、このボルト頭部座面は加工硬化層を有することを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の実施の形態では、ナット座面を球面座としたが、これに限るものではなく、ボルト頭部座面を球面座としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の車両用ホイール構造は、リム及びディスクからなるアルミニウム合金製ホイールであって、車軸側のハブに設けたボルトに前記ディスクに開けた取付穴を嵌合し、ボルトにナットをねじ込む、又は前記ハブに設けためねじに前記ディスクに開けた取付穴を合せ、この取付穴にボルトを通し、更に、前記めねじにボルトをねじ込むことで前記ハブにホイールを取付ける車両用ホイール構造において、前記ディスクを１枚の板から成形し、前記取付穴の周囲に、表面が球面状の加工硬化層を有するナット座面又はボルト頭部座面を形成し、ハブとホイールのハブ取付部とは、取付穴の中心とディスク中心とを結んだ線に対して左右対称に各単一のほぼ三日月状の当たり部で均等に当たるので、従来の複数枚構成のディスクに比べてディスク自体の枚数が少なくなるとともに各ディスクを結合するための締結部品が不要となり、更に、従来、別部材としていたナット座部材が不要になり、部品数を減らすことができてコストを削減することができる。
また、球面を有するスチールホイール用のナット又はボルトを流用することができ、コストアップを抑えることができる。
【００３５】
請求項２の車両用ホイール構造は、ディスクに、軽量化及び装飾のための穴を開けたので、ホイールを軽量にするとともに外観性を向上させることができる。
【００３６】
請求項３の車両用ホイール構造は、当たり部を、ディスクに開けられた複数の取付穴の中心を通る円の内側と外側とで当たり面積を異ならせたので、このほぼ三日月状の当たり部でホイール回転時の振れの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホイール構造を採用した車両の斜視図
【図２】本発明に係る車両用ホイール構造を有するフロントホイールの正面図
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】本発明に係る車両用ホイール構造のボルト挿通穴部とハブへの取付構造を示す断面図
【図５】本発明に係る車両用ホイール構造のディスクに設けた穴を示す断面図
【図６】本発明に係る車両用ホイール構造のハブとの接触部を説明する説明図
【図７】本発明に係る車両用ホイール構造のナット座面の成形要領を説明する作用図
【図８】車両用ホイール構造の比較例を示す断面図
【符号の説明】
１０…車両（不整地走行用車）、２７，２９…ホイール（フロントホイール、リヤホイール）、３１…リム、３２…ディスク、３４…取付穴（ボルト挿通穴）、３５，３６…穴（軽量用穴、飾り穴）、４２…ハブ取付部、４５…ナット座面、４６…ハブ、４７…ボルト、４８…ナット、４９…当たり部、Ｂ…球面、Ｈ…加工硬化層。

Claims

リム及びディスクからなるアルミニウム合金製ホイールであって、車軸側のハブに設けたボルトに前記ディスクに開けた取付穴を嵌合し、ボルトにナットをねじ込む、又は前記ハブに設けためねじに前記ディスクに開けた取付穴を合せ、この取付穴にボルトを通し、更に、前記めねじにボルトをねじ込むことで前記ハブにホイールを取付ける車両用ホイール構造において、
前記ディスクを１枚の板から成形し、前記取付穴の周囲に、表面が球面状の加工硬化層を有するナット座面又はボルト頭部座面を形成し、前記ハブと前記ホイールのハブ取付部とは、前記取付穴の中心と前記ディスク中心とを結んだ線に対して左右対称に各単一のほぼ三日月状の当たり部で均等に当たることを特徴とする車両用ホイール構造。
前記ディスクに、軽量化及び装飾のための穴を開けたことを特徴とする請求項１記載の車両用ホイール構造。
前記当たり部を、前記ディスクに開けられた複数の前記取付穴の中心を通る円の内側と外側とで当たり面積を異ならせたことを特徴とする請求項１記載の車両用ホイール構造。