車両用ホイール
【課題】ハット部の位置を最適化することにより、ホイールキャップのデザイン性を向上できるとともに、ホイールの軽量化を図ることができる車両用ホイールを提供する。
【解決手段】外側サイドウォール部２ａから湾曲部２ｂを経て縮径となるドロップ部２ｃを有するリム２と、外周を軸方向に沿って内側に折り返して成るフランジ１０ａを有するディスク１０とを備え、ディスクの表面から外側に向かって突出しディスクと同心の環状をなすハット部１２を有し、ディスクの中心からハット部の頂部１２ｂまでの距離dHと、ディスクの中心からフランジ１０ａの外周までの距離dmaxとの間に、0.65≦dH/dmax≦0.80の関係がある。
【解決手段】外側サイドウォール部２ａから湾曲部２ｂを経て縮径となるドロップ部２ｃを有するリム２と、外周を軸方向に沿って内側に折り返して成るフランジ１０ａを有するディスク１０とを備え、ディスクの表面から外側に向かって突出しディスクと同心の環状をなすハット部１２を有し、ディスクの中心からハット部の頂部１２ｂまでの距離dHと、ディスクの中心からフランジ１０ａの外周までの距離dmaxとの間に、0.65≦dH/dmax≦0.80の関係がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、農耕用車両、産業用車両等の車両用ホイールに関し、詳しくはリムのドロップ部にディスクを嵌合し溶接した車両用ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用ホイールには強度、重量、コスト等に加え、操縦安定性、ＮＶＨ（騒音、振動）の向上が要求されている。操縦安定性やＮＶＨはホイール剛性に関係するといわれ、例えばホイール剛性が低いと、ステアリング操作に対する操舵輪の応答に遅れが生じて操縦安定性が低下する。又、一般にディスク面のねじり剛性が低いとねじりモードの固有振動数が低くなり、タイヤの気柱共鳴振動数と共振し、ＮＶＨに対して不利になるとされる。
ホイール剛性を向上させることで車両用ホイールの軽量化を図る技術として、ディスクのハット部における径方向の内側斜面に、裏側に向けて湾曲部を形成してホイール剛性を高めたホイールが開示されている（特許文献１参照）。また、ディスクのハット部（突起環部）を省略し、ハブ取付部より外側の環状領域からなるディスク意匠部にディンプル型の椀状曲成部を設けることにより、剛性を確保して意匠性を向上させたホイールが開示されている（特許文献２参照）。
一方、スチールホイールとして、ディスクとリムのドロップ部とを溶接接合する２ピース構造のホイールが普及している。この型のホイールは、例えば図８に示すように、スチール製ディスク１００の外縁を折返し、軸方向に沿って内側に延設してフランジ１００ａを形成し、フランジ外面をリム２０のドロップ部２０ｃ内面に嵌合し、両者の嵌合部５０の内側をアーク溶接して製造される（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８０２０２公報
【特許文献２】特開２００６−０８２７３３公報
【特許文献３】特許３４６０７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の車両用ホイールの場合、ホイール剛性が充分に確保されているとはいえず、ディスクやリムの板厚を厚くすればホイール剛性は向上するものの、ホイールの重量やコストの上昇を招くという問題が生じる。
又、特許文献２に記載の技術は、ハット部を無くしてディンプルなどで剛性を向上させたホイールであるが、特異な見栄えで好き嫌いのあることや意匠の変化が付け難い等の問題がある。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、リムのドロップ部の外側にディスクを嵌合溶接して成る車両用ホイールにおいて、ディスク形状を最適化することにより、ホイール剛性の向上、ホイールの軽量化を図ることができ、さらにホイール意匠面のデザイン性を向上できる車両用ホイールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の車両用ホイールは、外側サイドウォール部から湾曲部を経て縮径となるドロップ部を有するリムと、外縁を軸方向に沿って内側に折り返して成るフランジを有するディスクとを備え、前記ドロップ部の外側内周面と前記フランジの外周面とを嵌合溶接してなり、前記ディスクの表面から外側に向かって突出し該ディスクと同心の環状をなすハット部を有し、前記ディスクの中心から前記ハット部の頂部までの距離dHと、前記ディスクの中心から前記フランジの外周までの距離dmaxとの間に、0.65≦dH/dmax≦0.80の関係があることを特徴とする。
ＦＥＭ解析の結果から、0.65≦dH/dmax≦0.80の範囲では、それ以外（例えばdH/ dmax=0.60程度の従来のホイール）の範囲に比べてホイール剛性が向上する。そのため、ディスクを薄肉化して軽量化を図ることができ、又、ハットがディスクの外周側へ位置するので、ホイールキャップのデザイン性が向上する。さらに、ディスクのハットの高さを低くすることによるホイール剛性の低下を補い、ホイール剛性を維持しつつハットの高さを低くすることができ、ホイールキャップの設計自由度も向上する。
【０００７】
前記ディスクの中心を通る断面から見たとき、前記ディスクの中心側から立ち上がる部分の変曲点Ｐ１の高さがハブ取付け面から20.0mm以下であり、かつ前記ディスクの中心を通る断面から見たとき、前記変曲点Ｐ１と前記ハット部の頂部近傍に位置する変曲点Ｐ２とを接続する曲線は、前記Ｐ１及びＰ２とをそれぞれ通り-5.04x10-3/mmで表される曲率（但し、曲率（単位：1/mm）は円の半径の逆数を表す）の第１の円弧と、1.42x10-2/mmで表される曲率の第２の円弧とで挟まれる領域内に存在する滑らかな曲線であることが好ましい。
ＦＥＭ解析の結果から、このようにすると、前記領域外に存在する曲線の場合に比べてホイール剛性が向上する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リムのドロップ部外側にディスクを嵌合溶接して成る車両用ホイールにおいて、ディスク形状を最適化することにより、ホイール剛性の向上、ホイールの軽量化を図ることができ、さらにホイール及びホイールキャップのデザイン性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明ではスチールホイールを例示するが、本発明はスチールホイールの他、板材の外周を絞り加工等によって折り返してフランジを形成して、ディスクに成形できる材料（例えば、チタン、チタン合金）を対象とすることができる。
又、本発明によるホイールは、公式な耐久強度の規定を満たすものであることが好ましい。但し、公式な耐久強度の規定を有しない産業車両用（農耕用）ホイールや応急使用ホイール（自動車用テンパーホイールを含む）等であっても本発明を適用することができる。
ここで、公式な耐久強度は我国のＪＩＳ Ｄ ４１０３「自動車部品―ディスクホイール―性能及び表示」 であるが、将来、規格が変わった場合は、その時点で我国の日本工業規格ＪＩＳ（及び／又は国際標準化機構ＩＳＯ）が定めるホイールの公式な耐久強度をいう。
ホイール剛性についてはＪＩＳなどの公式な規格は無いが、その重要性から自動車メーカー各社は各自に試験方法及び規格値を規定している。自動車メーカー各社の規格値を相互に換算してみるとほぼ同等の値である。本発明ではＪＩＳ Ｄ ４１０３に規定する「回転曲げ耐久試験」の試験機を用いた剛性試験方法を採用した。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用ホイールの一例を示す（ホイールの軸に平行な面で切断した）断面図である。この車両用（スチール）ホイールは、スチール製のリム２とスチール製のディスク１０とをリムのドロップ部外側に嵌合し、溶接して成る。
なお、以下の説明で「外側」とは、ホイールを車両に取付けた際、ホイールの軸方向から見て外側となる部分をいい、「内側」とは内側となる部分をいう。但し、トラックのダブルタイヤのように、２個のホイールを軸方向に連結して使用する場合、内側に位置するホイールの「外側」と「内側」は上記の通りであるが、外側に位置するホイールの「外側」と「内側」は上記と逆になる。これは、ダブルタイヤの場合、外側に位置するホイールの表裏を逆にして内側ホイールと連結するためである。例えば、内側ホイールの場合、図１の上側部分が外側となるが、外側ホイールの場合は図１の下側部分が外側となる。
また、リム及びディスクの径方向については、「内周面」又は「外周面」と表記する。
【００１１】
１）リム
リム２は略円筒状をなし、その両端に形成された外側フランジ及び内側フランジの間にタイヤを収容するようになっている。外側フランジの内側にはタイヤのビードを受ける外側ビードシートが形成されている。外側ビードシートより内側には最も小径のドロップ部２ｃが形成され、外側ビードシートとドロップ部（外側）２ｃはサイドウォール部２ａを介して滑らかに接続されている。又、ドロップ部２ｃとサイドウォール部２ａとは断面が半円状の湾曲部２ｂを介して接続されている。ドロップ部２ｃより内側にはサイドウォール部を介して内側ビードシートが形成され、内側ビードシートは内側フランジに接続されている。以下の説明では、「ドロップ部」は、ドロップ部の外側部分（外側ビードシートに接続する部分）をいう。
リム２は、例えば所定形状の圧延形鋼を円筒形に丸めて製造することができ、又は、鋼板を丸めて円筒形にした後、ロール成形等によって所定の断面形状としてもよいが、これらの方法に限られない。
【００１２】
２）ディスク
ディスク１０は略円盤状をなし、中心にハブ穴１０ｄが開口され、ハブ穴より外周側にハブを取付けるためのボルト孔１０ｅが形成されている。
ディスクの外縁は軸方向に沿って内側へ折返されてフランジ１０ａを形成し、フランジ１０ａはフランジ端縁１０ｂに至っている。
ディスク１０は、鋼板を種々の形状に打ち抜いたものを絞り加工（プレス加工）して成形することができる。その打ち抜き形状は特に制限されず、一般的には例えば、１）正方形の鋼板を単純に円板状に打ち抜いたもの、２）正方形の鋼板の四隅を円形に打ち抜いたもの、３）２）を更に各辺の中央部でも円弧状に打ち抜いたもの、が挙げられる。このうち、１）はいわゆる水抜き穴が形成されない形状であり、２）、３）は水抜き穴を形成させる形状であり、どの形状のディスクを用いてもよいが、例として２）の場合を説明すると、正方形の鋼板の四隅を円形に打ち抜き、これを絞り加工（プレス加工）してディスク１０を成形することができる（特許文献３の図３参照）。この場合、鋼板の円形に打ち抜かれた部分がディスクのフランジ端縁１０ｂとなり、鋼板のそれ以外の部分は凹部１１となって水抜き穴を形成する。
【００１３】
ディスク１０の表面から外側に向かってハット部１２が突出している。ハット部１２はディスク１０と同心の環状をなし、図１に示す断面から見たときに畝状（山状）になっている。ハット部１２は、頂部１２ｂと、頂部１２ｂからディスク中心側に向かって裾状になだらかに落ち込むハット部内面１２ａと、頂部１２ｂからディスク外側に向かって裾状に落ち込むハット部外面１２ｃとを有している。ハット部内面１２ａは、ボルト孔１０ｅ近傍のディスク面から外側（図１の上側）に立ち上がるディスク立上り面１５と接続している。又、ハット部外面１２ｃは、フランジ１０ａと接続している。
【００１４】
図１の状態（つまり、ディスクの中心を通る断面から見た時）において、ハット部内面１２ａ（ディスク１０の中心側とハット部の頂部１２ｂとの接続部分）は凹状曲線Ｃ１から構成されている。曲線Ｃ１は、ディスクの中心側から外径側へ向かう部分にある立上り面１５を構成する凸状曲線Ｃ３と変曲点Ｐ１で接続している。又、曲線Ｃ１は、頂部１２ｂを構成する凸状曲線Ｃ２と変曲点Ｐ２で接続している。
なお、変曲点とは、曲線が上に凸の状態と上に凹の状態とで変わる点をいい、この点で引いた接線を境界として、曲線の一方と他方とが異なる側にあるものとする。
ここで、ディスク１０の中心から頂部１２ｂまでの距離dHとし、ディスク１０の中心からフランジ１０ａの外周までの距離dmaxとした時、リム径が１４インチのホイールの場合、ディスク外径（dmax×2）=316mm、ハット部頂部径（dH×2）=253.5mmであり、ディスク中心から変曲点Ｐ１に至る直径約139mm、変曲点Ｐ１の高さ（ディスク底面（＝ハブ取付け面）から変曲点Ｐ１までの高さ）11.5mm、ハット高さ（ディスク底面からハット部頂部１２ｂまでの距離）h1=43mm、曲線Ｃ２の半径7mm、曲線Ｃ１の半径100mm（曲率1.00ｘ10−２/mm）である。
尚、曲線Ｃ１の半径100mmとは、上記変曲点Ｐ１、Ｐ２を通る半径100mmの円弧を意味する。
【００１５】
図２は、図１の車両用スチールホイールの部分正面図である。この図において、ディスク１０の外縁には、フランジ１０ａより縮径の凹部１１が形成されている。凹部１１は、ディスク外周円を４等分した位置にそれぞれ形成されている。
最奥部１０ｃが前記湾曲部のＲ中心から外側に位置する場合、ディスク１０をリム２のドロップ部２ｃ内周面に嵌合した際に、凹部１１とドロップ部２ｃ内周面との間に隙間が形成され、これが水抜き穴１４となる。
【００１６】
ハット部１２はディスクと同心で環状に形成され、ハット部外面１２ｃには、円形の飾り穴１０ｆが周方向に沿って複数個開口している。飾り穴１０ｆは通常、軽量化及び放熱のために形成される。
【００１７】
（dH/dmaxの範囲）
本発明において、上記dH、dmaxは、0.65≦dH/dmax≦0.80の関係を有する。この理由について、図３を参照して説明する。
図３は、図１に示す形状のホイールについてＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す。ＦＥＭ解析は、ＪＩＳ Ｄ ４１０３に規定する「回転曲げ耐久試験」の試験機を用いた剛性試験をモデル化して行った。ディスクにおけるハット部の位置（dH/dmaxの値）を種々に変化させ、ディスクの剛性を計算した。
ディスクの主応力は、上記ＪＩＳ Ｄ ４１０３で規定する試験装置（回転曲げ耐久試験機）を用いた剛性試験モデルにおいて以下のように計算する。まず、内側のリムフランジを拘束し、ディスク面に取付けた負荷アームを介してこの取付け面に曲げモーメントを与える。曲げモーメントの値を0から規定値まで増加させたとき、曲げ角度（中心軸と負荷アームの振れ角に相当）θと、モーメントＭの関係はほぼ線形となる。この直線の勾配をホイール剛性（ホイール剛性）と呼び、その単位をNm/radで表す。
この図より、dH/dmax=0.7〜0.75でホイール剛性が最も高くなり、この範囲を外れるとホイール剛性が低下することがわかった。
以上のことから、本発明者らは安全許容度を５％と考え、ホイール剛性が最大値から９５％以内の範囲にあるdH/dmaxを図３から求め、0.65≦dH/dmax≦0.80をその範囲として規定した。
これより、図３によれば、0.65≦dH/dmax≦0.80の範囲では、従来のホイール（dH/ dmax=0.60程度）に比べて最大で10％以上のホイール剛性の向上が実現できる。
一方、dH/dmaxが上記範囲を外れると、従来のホイールに比べて顕著なホイール剛性の向上が図れない。
【００１８】
このように、本発明によればホイール剛性が向上するので、ディスクを薄肉化して軽量化を図ることができる。又、本発明の場合、従来のホイール（dH/ dmax=0.60程度）に比べハットがディスクの外周側へ位置するので、ハット部の内側領域（半径dHで決まる円）も大きくなり、ホイールキャップに立体的なデザインを付加できる部分が広がってデザイン性が向上する。
さらに、通常、ディスクのハットの高さを低くするとホイール剛性が低下するが、本発明によればそのホイール剛性の低下を補うようにdH/dmaxを調整することにより、ホイール剛性を維持しつつハットの高さを低くすることができる。ハットの高さが低くなれば、ホイールキャップの設計自由度も向上する。
【００１９】
（ハット高さ）
図４は、図１に示したディスクにおけるハット高さを種々に変化させ、図３と同様の方法でＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す。
図４より、図１のハット高さ（43mm）よりハット高さを低くするとホイール剛性が低下した。従って、dH/dmaxを調整してホイール剛性を向上させることにより、ハット高さ低減によるホイール剛性の低下を相殺すれば、ホイール剛性を低下させずにハット高さを低くすることができる。例えばまずハット高さの低減量を決め、図４のグラフの傾き（ハット高さの低減によるホイール剛性の低下割合）からホイール剛性の低下量を求めた後、この低下量を相殺するよう、図３に従って（現行のディスクの剛性に対応するdH/dmaxを基準として）dH/dmaxを調整すればよい。
【００２０】
（ハット部の形状）
次に、ハット部の好ましい形状について説明する。本発明において、ディスクの中心を通る断面から見た時、ハット部内面１２ａ（ディスク１０の中心側とハット部の頂部１２ｂとの接続部分）が直線又は凹状曲線Ｃ１になっていることが好ましい。この理由について図５を参照して説明する。
図５は、図１に示したディスクにおける曲線Ｃ１の曲率を種々に変化させ、図３と同様の方法でＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す。なお、この図において、R100は、曲線Ｃ１の半径が100mmで凹状（図１と同じ形状）であることを示し、R-100は曲線Ｃ１の半径が100mmで凸状（図１と反対で上に膨らむ形状）であることを示す。
図５より、曲線Ｃ１がR100（凹状曲線）又はR1000（ディスクの大きさと比較して実質的に直線に近い曲線）の時にホイール剛性が最大となり、Ｃ１が凸状になるとホイール剛性が低下することが判明した。又、Ｃ１の曲率が大きくなる（R55）場合もホイール剛性が若干低下した。
【００２１】
さらに、図５のグラフの各点を二次曲線で近似したところ、式
ｙ＝-280630185894ｘ2+25604338000ｘ+440057370
が得られた（ｙはホイール剛性、ｘは曲線Ｃ１の半径の逆数を表す）。
この式より、一般に要求される要求ホイール剛性値である4.00×108Nmm/rad以上を確保できるための曲線Ｃ１の曲率（曲線Ｃ１の半径の逆数）を求めたところ以下のようになった。
まず、上記要求ホイール剛性値のばらつき（ホイール剛性値の実測値に対する解析値の誤差、及びディスクの製造によるばらつき）として５％を勘案した場合（つまり、ホイール剛性値として上記要求値より５％大きい値を見積もる場合）、曲線Ｃ１の好ましい曲率は、-5.04x10-3〜1.42x10-2/mmとなった。なお、曲率のマイナス符号は、曲線Ｃ１が凸状（図１で上に膨らむ形状）であることを示す。
同様に、ばらつきを７％とした場合、曲線Ｃ１の好ましい曲率は、-3.42x10-3〜1.25x10-2/mmとなり、ばらつきを９％とした場合、曲線Ｃ１の好ましい曲率は、-1.38x10-3〜1.05x10-2/mmとなった。
【００２２】
これらのことより、曲線Ｃ１を上記曲率の円弧とすることが好ましい。又、曲線でなく、直線又は直線に近い形状としてもよい。ここで直線に近い形状とは、完全な直線の他、上記曲率の値が非常に小さい値である場合も含み、ホイール剛性が低下しない限りよいものとする。
さらに、曲線Ｃ１を円弧でなく、３次関数等の高次関数で表される滑らかな曲線としてもよい。但し、この滑らかな曲線は、変曲点Ｐ１と変曲点Ｐ２とをそれぞれ通り-5.04x10-3/mmで表される曲率の第１の円弧と、1.42x10-2/mmで表される曲率の第２の円弧とで挟まれる領域内に存在する必要がある。上記滑らかな曲線が第１及び第２の円弧で挟まれる領域内に存在すれば、実質的に上記曲率の円弧と同様のホイール剛性を確保できるからである。
【００２３】
（変曲点Ｐ１の高さ）
本発明においては、ハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さは、20.0mm以下であることが好ましい。この理由について図６を参照して説明する。
図６は、図１に示したディスクにおけるハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さを種々に変化させ、図３と同様の方法でＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す。
図６より、ハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さが小さくなるほど、ホイール剛性が低下する傾向にあることが判明した。そして、図６に基づいて、一般に要求される要求ホイール剛性値である4.00×108Nmm/rad以上を確保し、かつホイール剛性値のばらつきとして５％を勘案した場合、ハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さが20.0mm以下であれば上記要求ホイール剛性値を確保できるため、ハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さを20.0mm以下に規定した。
【００２４】
本発明は、通常、ホイール径１２〜２２インチの２ピース構造ホイールに適用することができるが、望ましくは、ホイール径１３〜２０インチ、更に望ましくはホイール径１３〜１８インチの２ピース構造ホイールに好適に適用することができる。
また、本発明の２ピース構造ホイールにおいて、ボルト穴ピッチ円直径は、ＪＩＳ Ｄ ４２２０「自動車用ディスクホイールの取付方法及び寸法」の表２、表３に規定されるいずれの場合のものも適用できるが、望ましくは114.3ｍｍピッチ以下のものである。
【００２５】
図７は、図１と異なる形状のディスクであり、曲線Ｃ１の半径が25mmで凹状（図１と同じ形状）であるディスクの断面形状を示す。なお、この図では、ディスクの中心から右側部分のみを記載しているが、ディスクを中心として左側部分が対称に表されるので左側部分の記載を省略する。
図７（ａ）はハット頂部１２０ｂを有し、この頂部高さが高いので乳首型と称される。図７（ｂ）はディスク面に平行な平坦部１３０ｄ、ハット頂部１３０ｂを有するので平坦型と称される。図７（ｂ）のタイプは、ボルト孔近傍のディスク面から外側（図７の上側）に立ち上がる立上り部１３０ｅと平坦部１３０ｄが接続し、平坦部１３０ｄからハット部内面１３０ａが外側に突出している。
なお、本発明において「平坦部」とは、ボルト孔近傍のディスク面から外側（図６の上側）に立ち上がる立上り部１３０ｅより外周側の領域をいい、ディスク中心からボルト孔近傍までのディスク面は除外する。つまり、ボルト孔近傍に平坦部を設けることは差し支えない。
【００２６】
ここで、上記図７（ａ）、（ｂ）のタイプのディスク、及び図１のタイプのディスクにおいてdH/dmaxの値が本発明の規定範囲外であるもの（発明品比較型のディスク）について、ディスク外径（１４インチ）とハット高さ（４３mm）を同一とし、図３と同様の方法でＦＥＭ解析を行った。その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表１から明らかなように、本発明例（図１のタイプ）のホイール剛性は4.41x108Nmm/rad、乳首型（図７（ａ））のホイール剛性は1.01x108Nmm/rad、平坦型（図７（ｂ））のホイール剛性は1.37x108Nmm/rad、発明品比較型のホイール剛性は3.52 x108Nmm/radとなり、いずれも本発明のホイールに比べてホイール剛性が低下した。これらのことより、ホイール剛性を向上させるためには、ハット頂部の位置としてdH/dmaxがを０．６５以上とし、さらに曲線Ｃ１の曲率を1.42x10−２/mm以下とするとともに、ハブ取付け面からの変曲点Ｐ１の高さを２０．０mm以下とすることが好ましいことが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用スチールホイールの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用スチールホイールを示す正面図である。
【図３】図１に示す形状のホイールについてＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す図である。
【図４】ハット高さを種々に変化させてＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す図である。
【図５】曲線Ｃ１の曲率を種々に変化させ、ＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す図である。
【図６】変曲点Ｐ１の高さを種々に変化させ、ＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す図である。
【図７】図１と異なるディスクの断面形状を示す図である。
【図８】従来の車両用スチールホイールにホイールキャップを被せた場合の態様を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２ リム
２ａ 外側サイドウォール
２ｂ 湾曲部
２ｃ （外側）ドロップ部
５ 嵌合部の外側部分
１０ ディスク
１０ａ （ディスクの）フランジ
１２ ハット部
１２ａ ハット部内面
１２ｂ ハット部の頂部
１２ｃ ハット部外面
dH ディスクの中心からハット部の頂部までの距離
dmax ディスクの中心からフランジの外周までの距離
Ｃ１ 凹状曲線
Ｃ２ 頂部曲線
Ｃ３ 立上り面を構成する曲線
Ｐ１ ディスクの中心側から立ち上がる部分の変曲点
Ｐ２ ハット部の頂部近傍に位置する変曲点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、農耕用車両、産業用車両等の車両用ホイールに関し、詳しくはリムのドロップ部にディスクを嵌合し溶接した車両用ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用ホイールには強度、重量、コスト等に加え、操縦安定性、ＮＶＨ（騒音、振動）の向上が要求されている。操縦安定性やＮＶＨはホイール剛性に関係するといわれ、例えばホイール剛性が低いと、ステアリング操作に対する操舵輪の応答に遅れが生じて操縦安定性が低下する。又、一般にディスク面のねじり剛性が低いとねじりモードの固有振動数が低くなり、タイヤの気柱共鳴振動数と共振し、ＮＶＨに対して不利になるとされる。
ホイール剛性を向上させることで車両用ホイールの軽量化を図る技術として、ディスクのハット部における径方向の内側斜面に、裏側に向けて湾曲部を形成してホイール剛性を高めたホイールが開示されている（特許文献１参照）。また、ディスクのハット部（突起環部）を省略し、ハブ取付部より外側の環状領域からなるディスク意匠部にディンプル型の椀状曲成部を設けることにより、剛性を確保して意匠性を向上させたホイールが開示されている（特許文献２参照）。
一方、スチールホイールとして、ディスクとリムのドロップ部とを溶接接合する２ピース構造のホイールが普及している。この型のホイールは、例えば図８に示すように、スチール製ディスク１００の外縁を折返し、軸方向に沿って内側に延設してフランジ１００ａを形成し、フランジ外面をリム２０のドロップ部２０ｃ内面に嵌合し、両者の嵌合部５０の内側をアーク溶接して製造される（特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１８０２０２公報
【特許文献２】特開２００６−０８２７３３公報
【特許文献３】特許３４６０７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の車両用ホイールの場合、ホイール剛性が充分に確保されているとはいえず、ディスクやリムの板厚を厚くすればホイール剛性は向上するものの、ホイールの重量やコストの上昇を招くという問題が生じる。
又、特許文献２に記載の技術は、ハット部を無くしてディンプルなどで剛性を向上させたホイールであるが、特異な見栄えで好き嫌いのあることや意匠の変化が付け難い等の問題がある。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、リムのドロップ部の外側にディスクを嵌合溶接して成る車両用ホイールにおいて、ディスク形状を最適化することにより、ホイール剛性の向上、ホイールの軽量化を図ることができ、さらにホイール意匠面のデザイン性を向上できる車両用ホイールの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の車両用ホイールは、外側サイドウォール部から湾曲部を経て縮径となるドロップ部を有するリムと、外縁を軸方向に沿って内側に折り返して成るフランジを有するディスクとを備え、前記ドロップ部の外側内周面と前記フランジの外周面とを嵌合溶接してなり、前記ディスクの表面から外側に向かって突出し該ディスクと同心の環状をなすハット部を有し、前記ディスクの中心から前記ハット部の頂部までの距離dHと、前記ディスクの中心から前記フランジの外周までの距離dmaxとの間に、0.65≦dH/dmax≦0.80の関係があることを特徴とする。
ＦＥＭ解析の結果から、0.65≦dH/dmax≦0.80の範囲では、それ以外（例えばdH/ dmax=0.60程度の従来のホイール）の範囲に比べてホイール剛性が向上する。そのため、ディスクを薄肉化して軽量化を図ることができ、又、ハットがディスクの外周側へ位置するので、ホイールキャップのデザイン性が向上する。さらに、ディスクのハットの高さを低くすることによるホイール剛性の低下を補い、ホイール剛性を維持しつつハットの高さを低くすることができ、ホイールキャップの設計自由度も向上する。
【０００７】
前記ディスクの中心を通る断面から見たとき、前記ディスクの中心側から立ち上がる部分の変曲点Ｐ１の高さがハブ取付け面から20.0mm以下であり、かつ前記ディスクの中心を通る断面から見たとき、前記変曲点Ｐ１と前記ハット部の頂部近傍に位置する変曲点Ｐ２とを接続する曲線は、前記Ｐ１及びＰ２とをそれぞれ通り-5.04x10-3/mmで表される曲率（但し、曲率（単位：1/mm）は円の半径の逆数を表す）の第１の円弧と、1.42x10-2/mmで表される曲率の第２の円弧とで挟まれる領域内に存在する滑らかな曲線であることが好ましい。
ＦＥＭ解析の結果から、このようにすると、前記領域外に存在する曲線の場合に比べてホイール剛性が向上する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リムのドロップ部外側にディスクを嵌合溶接して成る車両用ホイールにおいて、ディスク形状を最適化することにより、ホイール剛性の向上、ホイールの軽量化を図ることができ、さらにホイール及びホイールキャップのデザイン性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明ではスチールホイールを例示するが、本発明はスチールホイールの他、板材の外周を絞り加工等によって折り返してフランジを形成して、ディスクに成形できる材料（例えば、チタン、チタン合金）を対象とすることができる。
又、本発明によるホイールは、公式な耐久強度の規定を満たすものであることが好ましい。但し、公式な耐久強度の規定を有しない産業車両用（農耕用）ホイールや応急使用ホイール（自動車用テンパーホイールを含む）等であっても本発明を適用することができる。
ここで、公式な耐久強度は我国のＪＩＳ Ｄ ４１０３「自動車部品―ディスクホイール―性能及び表示」 であるが、将来、規格が変わった場合は、その時点で我国の日本工業規格ＪＩＳ（及び／又は国際標準化機構ＩＳＯ）が定めるホイールの公式な耐久強度をいう。
ホイール剛性についてはＪＩＳなどの公式な規格は無いが、その重要性から自動車メーカー各社は各自に試験方法及び規格値を規定している。自動車メーカー各社の規格値を相互に換算してみるとほぼ同等の値である。本発明ではＪＩＳ Ｄ ４１０３に規定する「回転曲げ耐久試験」の試験機を用いた剛性試験方法を採用した。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用ホイールの一例を示す（ホイールの軸に平行な面で切断した）断面図である。この車両用（スチール）ホイールは、スチール製のリム２とスチール製のディスク１０とをリムのドロップ部外側に嵌合し、溶接して成る。
なお、以下の説明で「外側」とは、ホイールを車両に取付けた際、ホイールの軸方向から見て外側となる部分をいい、「内側」とは内側となる部分をいう。但し、トラックのダブルタイヤのように、２個のホイールを軸方向に連結して使用する場合、内側に位置するホイールの「外側」と「内側」は上記の通りであるが、外側に位置するホイールの「外側」と「内側」は上記と逆になる。これは、ダブルタイヤの場合、外側に位置するホイールの表裏を逆にして内側ホイールと連結するためである。例えば、内側ホイールの場合、図１の上側部分が外側となるが、外側ホイールの場合は図１の下側部分が外側となる。
また、リム及びディスクの径方向については、「内周面」又は「外周面」と表記する。
【００１１】
１）リム
リム２は略円筒状をなし、その両端に形成された外側フランジ及び内側フランジの間にタイヤを収容するようになっている。外側フランジの内側にはタイヤのビードを受ける外側ビードシートが形成されている。外側ビードシートより内側には最も小径のドロップ部２ｃが形成され、外側ビードシートとドロップ部（外側）２ｃはサイドウォール部２ａを介して滑らかに接続されている。又、ドロップ部２ｃとサイドウォール部２ａとは断面が半円状の湾曲部２ｂを介して接続されている。ドロップ部２ｃより内側にはサイドウォール部を介して内側ビードシートが形成され、内側ビードシートは内側フランジに接続されている。以下の説明では、「ドロップ部」は、ドロップ部の外側部分（外側ビードシートに接続する部分）をいう。
リム２は、例えば所定形状の圧延形鋼を円筒形に丸めて製造することができ、又は、鋼板を丸めて円筒形にした後、ロール成形等によって所定の断面形状としてもよいが、これらの方法に限られない。
【００１２】
２）ディスク
ディスク１０は略円盤状をなし、中心にハブ穴１０ｄが開口され、ハブ穴より外周側にハブを取付けるためのボルト孔１０ｅが形成されている。
ディスクの外縁は軸方向に沿って内側へ折返されてフランジ１０ａを形成し、フランジ１０ａはフランジ端縁１０ｂに至っている。
ディスク１０は、鋼板を種々の形状に打ち抜いたものを絞り加工（プレス加工）して成形することができる。その打ち抜き形状は特に制限されず、一般的には例えば、１）正方形の鋼板を単純に円板状に打ち抜いたもの、２）正方形の鋼板の四隅を円形に打ち抜いたもの、３）２）を更に各辺の中央部でも円弧状に打ち抜いたもの、が挙げられる。このうち、１）はいわゆる水抜き穴が形成されない形状であり、２）、３）は水抜き穴を形成させる形状であり、どの形状のディスクを用いてもよいが、例として２）の場合を説明すると、正方形の鋼板の四隅を円形に打ち抜き、これを絞り加工（プレス加工）してディスク１０を成形することができる（特許文献３の図３参照）。この場合、鋼板の円形に打ち抜かれた部分がディスクのフランジ端縁１０ｂとなり、鋼板のそれ以外の部分は凹部１１となって水抜き穴を形成する。
【００１３】
ディスク１０の表面から外側に向かってハット部１２が突出している。ハット部１２はディスク１０と同心の環状をなし、図１に示す断面から見たときに畝状（山状）になっている。ハット部１２は、頂部１２ｂと、頂部１２ｂからディスク中心側に向かって裾状になだらかに落ち込むハット部内面１２ａと、頂部１２ｂからディスク外側に向かって裾状に落ち込むハット部外面１２ｃとを有している。ハット部内面１２ａは、ボルト孔１０ｅ近傍のディスク面から外側（図１の上側）に立ち上がるディスク立上り面１５と接続している。又、ハット部外面１２ｃは、フランジ１０ａと接続している。
【００１４】
図１の状態（つまり、ディスクの中心を通る断面から見た時）において、ハット部内面１２ａ（ディスク１０の中心側とハット部の頂部１２ｂとの接続部分）は凹状曲線Ｃ１から構成されている。曲線Ｃ１は、ディスクの中心側から外径側へ向かう部分にある立上り面１５を構成する凸状曲線Ｃ３と変曲点Ｐ１で接続している。又、曲線Ｃ１は、頂部１２ｂを構成する凸状曲線Ｃ２と変曲点Ｐ２で接続している。
なお、変曲点とは、曲線が上に凸の状態と上に凹の状態とで変わる点をいい、この点で引いた接線を境界として、曲線の一方と他方とが異なる側にあるものとする。
ここで、ディスク１０の中心から頂部１２ｂまでの距離dHとし、ディスク１０の中心からフランジ１０ａの外周までの距離dmaxとした時、リム径が１４インチのホイールの場合、ディスク外径（dmax×2）=316mm、ハット部頂部径（dH×2）=253.5mmであり、ディスク中心から変曲点Ｐ１に至る直径約139mm、変曲点Ｐ１の高さ（ディスク底面（＝ハブ取付け面）から変曲点Ｐ１までの高さ）11.5mm、ハット高さ（ディスク底面からハット部頂部１２ｂまでの距離）h1=43mm、曲線Ｃ２の半径7mm、曲線Ｃ１の半径100mm（曲率1.00ｘ10−２/mm）である。
尚、曲線Ｃ１の半径100mmとは、上記変曲点Ｐ１、Ｐ２を通る半径100mmの円弧を意味する。
【００１５】
図２は、図１の車両用スチールホイールの部分正面図である。この図において、ディスク１０の外縁には、フランジ１０ａより縮径の凹部１１が形成されている。凹部１１は、ディスク外周円を４等分した位置にそれぞれ形成されている。
最奥部１０ｃが前記湾曲部のＲ中心から外側に位置する場合、ディスク１０をリム２のドロップ部２ｃ内周面に嵌合した際に、凹部１１とドロップ部２ｃ内周面との間に隙間が形成され、これが水抜き穴１４となる。
【００１６】
ハット部１２はディスクと同心で環状に形成され、ハット部外面１２ｃには、円形の飾り穴１０ｆが周方向に沿って複数個開口している。飾り穴１０ｆは通常、軽量化及び放熱のために形成される。
【００１７】
（dH/dmaxの範囲）
本発明において、上記dH、dmaxは、0.65≦dH/dmax≦0.80の関係を有する。この理由について、図３を参照して説明する。
図３は、図１に示す形状のホイールについてＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す。ＦＥＭ解析は、ＪＩＳ Ｄ ４１０３に規定する「回転曲げ耐久試験」の試験機を用いた剛性試験をモデル化して行った。ディスクにおけるハット部の位置（dH/dmaxの値）を種々に変化させ、ディスクの剛性を計算した。
ディスクの主応力は、上記ＪＩＳ Ｄ ４１０３で規定する試験装置（回転曲げ耐久試験機）を用いた剛性試験モデルにおいて以下のように計算する。まず、内側のリムフランジを拘束し、ディスク面に取付けた負荷アームを介してこの取付け面に曲げモーメントを与える。曲げモーメントの値を0から規定値まで増加させたとき、曲げ角度（中心軸と負荷アームの振れ角に相当）θと、モーメントＭの関係はほぼ線形となる。この直線の勾配をホイール剛性（ホイール剛性）と呼び、その単位をNm/radで表す。
この図より、dH/dmax=0.7〜0.75でホイール剛性が最も高くなり、この範囲を外れるとホイール剛性が低下することがわかった。
以上のことから、本発明者らは安全許容度を５％と考え、ホイール剛性が最大値から９５％以内の範囲にあるdH/dmaxを図３から求め、0.65≦dH/dmax≦0.80をその範囲として規定した。
これより、図３によれば、0.65≦dH/dmax≦0.80の範囲では、従来のホイール（dH/ dmax=0.60程度）に比べて最大で10％以上のホイール剛性の向上が実現できる。
一方、dH/dmaxが上記範囲を外れると、従来のホイールに比べて顕著なホイール剛性の向上が図れない。
【００１８】
このように、本発明によればホイール剛性が向上するので、ディスクを薄肉化して軽量化を図ることができる。又、本発明の場合、従来のホイール（dH/ dmax=0.60程度）に比べハットがディスクの外周側へ位置するので、ハット部の内側領域（半径dHで決まる円）も大きくなり、ホイールキャップに立体的なデザインを付加できる部分が広がってデザイン性が向上する。
さらに、通常、ディスクのハットの高さを低くするとホイール剛性が低下するが、本発明によればそのホイール剛性の低下を補うようにdH/dmaxを調整することにより、ホイール剛性を維持しつつハットの高さを低くすることができる。ハットの高さが低くなれば、ホイールキャップの設計自由度も向上する。
【００１９】
（ハット高さ）
図４は、図１に示したディスクにおけるハット高さを種々に変化させ、図３と同様の方法でＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す。
図４より、図１のハット高さ（43mm）よりハット高さを低くするとホイール剛性が低下した。従って、dH/dmaxを調整してホイール剛性を向上させることにより、ハット高さ低減によるホイール剛性の低下を相殺すれば、ホイール剛性を低下させずにハット高さを低くすることができる。例えばまずハット高さの低減量を決め、図４のグラフの傾き（ハット高さの低減によるホイール剛性の低下割合）からホイール剛性の低下量を求めた後、この低下量を相殺するよう、図３に従って（現行のディスクの剛性に対応するdH/dmaxを基準として）dH/dmaxを調整すればよい。
【００２０】
（ハット部の形状）
次に、ハット部の好ましい形状について説明する。本発明において、ディスクの中心を通る断面から見た時、ハット部内面１２ａ（ディスク１０の中心側とハット部の頂部１２ｂとの接続部分）が直線又は凹状曲線Ｃ１になっていることが好ましい。この理由について図５を参照して説明する。
図５は、図１に示したディスクにおける曲線Ｃ１の曲率を種々に変化させ、図３と同様の方法でＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す。なお、この図において、R100は、曲線Ｃ１の半径が100mmで凹状（図１と同じ形状）であることを示し、R-100は曲線Ｃ１の半径が100mmで凸状（図１と反対で上に膨らむ形状）であることを示す。
図５より、曲線Ｃ１がR100（凹状曲線）又はR1000（ディスクの大きさと比較して実質的に直線に近い曲線）の時にホイール剛性が最大となり、Ｃ１が凸状になるとホイール剛性が低下することが判明した。又、Ｃ１の曲率が大きくなる（R55）場合もホイール剛性が若干低下した。
【００２１】
さらに、図５のグラフの各点を二次曲線で近似したところ、式
ｙ＝-280630185894ｘ2+25604338000ｘ+440057370
が得られた（ｙはホイール剛性、ｘは曲線Ｃ１の半径の逆数を表す）。
この式より、一般に要求される要求ホイール剛性値である4.00×108Nmm/rad以上を確保できるための曲線Ｃ１の曲率（曲線Ｃ１の半径の逆数）を求めたところ以下のようになった。
まず、上記要求ホイール剛性値のばらつき（ホイール剛性値の実測値に対する解析値の誤差、及びディスクの製造によるばらつき）として５％を勘案した場合（つまり、ホイール剛性値として上記要求値より５％大きい値を見積もる場合）、曲線Ｃ１の好ましい曲率は、-5.04x10-3〜1.42x10-2/mmとなった。なお、曲率のマイナス符号は、曲線Ｃ１が凸状（図１で上に膨らむ形状）であることを示す。
同様に、ばらつきを７％とした場合、曲線Ｃ１の好ましい曲率は、-3.42x10-3〜1.25x10-2/mmとなり、ばらつきを９％とした場合、曲線Ｃ１の好ましい曲率は、-1.38x10-3〜1.05x10-2/mmとなった。
【００２２】
これらのことより、曲線Ｃ１を上記曲率の円弧とすることが好ましい。又、曲線でなく、直線又は直線に近い形状としてもよい。ここで直線に近い形状とは、完全な直線の他、上記曲率の値が非常に小さい値である場合も含み、ホイール剛性が低下しない限りよいものとする。
さらに、曲線Ｃ１を円弧でなく、３次関数等の高次関数で表される滑らかな曲線としてもよい。但し、この滑らかな曲線は、変曲点Ｐ１と変曲点Ｐ２とをそれぞれ通り-5.04x10-3/mmで表される曲率の第１の円弧と、1.42x10-2/mmで表される曲率の第２の円弧とで挟まれる領域内に存在する必要がある。上記滑らかな曲線が第１及び第２の円弧で挟まれる領域内に存在すれば、実質的に上記曲率の円弧と同様のホイール剛性を確保できるからである。
【００２３】
（変曲点Ｐ１の高さ）
本発明においては、ハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さは、20.0mm以下であることが好ましい。この理由について図６を参照して説明する。
図６は、図１に示したディスクにおけるハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さを種々に変化させ、図３と同様の方法でＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す。
図６より、ハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さが小さくなるほど、ホイール剛性が低下する傾向にあることが判明した。そして、図６に基づいて、一般に要求される要求ホイール剛性値である4.00×108Nmm/rad以上を確保し、かつホイール剛性値のばらつきとして５％を勘案した場合、ハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さが20.0mm以下であれば上記要求ホイール剛性値を確保できるため、ハブ取付け面から変曲点Ｐ１までの高さを20.0mm以下に規定した。
【００２４】
本発明は、通常、ホイール径１２〜２２インチの２ピース構造ホイールに適用することができるが、望ましくは、ホイール径１３〜２０インチ、更に望ましくはホイール径１３〜１８インチの２ピース構造ホイールに好適に適用することができる。
また、本発明の２ピース構造ホイールにおいて、ボルト穴ピッチ円直径は、ＪＩＳ Ｄ ４２２０「自動車用ディスクホイールの取付方法及び寸法」の表２、表３に規定されるいずれの場合のものも適用できるが、望ましくは114.3ｍｍピッチ以下のものである。
【００２５】
図７は、図１と異なる形状のディスクであり、曲線Ｃ１の半径が25mmで凹状（図１と同じ形状）であるディスクの断面形状を示す。なお、この図では、ディスクの中心から右側部分のみを記載しているが、ディスクを中心として左側部分が対称に表されるので左側部分の記載を省略する。
図７（ａ）はハット頂部１２０ｂを有し、この頂部高さが高いので乳首型と称される。図７（ｂ）はディスク面に平行な平坦部１３０ｄ、ハット頂部１３０ｂを有するので平坦型と称される。図７（ｂ）のタイプは、ボルト孔近傍のディスク面から外側（図７の上側）に立ち上がる立上り部１３０ｅと平坦部１３０ｄが接続し、平坦部１３０ｄからハット部内面１３０ａが外側に突出している。
なお、本発明において「平坦部」とは、ボルト孔近傍のディスク面から外側（図６の上側）に立ち上がる立上り部１３０ｅより外周側の領域をいい、ディスク中心からボルト孔近傍までのディスク面は除外する。つまり、ボルト孔近傍に平坦部を設けることは差し支えない。
【００２６】
ここで、上記図７（ａ）、（ｂ）のタイプのディスク、及び図１のタイプのディスクにおいてdH/dmaxの値が本発明の規定範囲外であるもの（発明品比較型のディスク）について、ディスク外径（１４インチ）とハット高さ（４３mm）を同一とし、図３と同様の方法でＦＥＭ解析を行った。その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表１から明らかなように、本発明例（図１のタイプ）のホイール剛性は4.41x108Nmm/rad、乳首型（図７（ａ））のホイール剛性は1.01x108Nmm/rad、平坦型（図７（ｂ））のホイール剛性は1.37x108Nmm/rad、発明品比較型のホイール剛性は3.52 x108Nmm/radとなり、いずれも本発明のホイールに比べてホイール剛性が低下した。これらのことより、ホイール剛性を向上させるためには、ハット頂部の位置としてdH/dmaxがを０．６５以上とし、さらに曲線Ｃ１の曲率を1.42x10−２/mm以下とするとともに、ハブ取付け面からの変曲点Ｐ１の高さを２０．０mm以下とすることが好ましいことが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用スチールホイールの一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る車両用スチールホイールを示す正面図である。
【図３】図１に示す形状のホイールについてＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す図である。
【図４】ハット高さを種々に変化させてＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す図である。
【図５】曲線Ｃ１の曲率を種々に変化させ、ＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す図である。
【図６】変曲点Ｐ１の高さを種々に変化させ、ＦＥＭ解析を行った場合のホイール剛性を示す図である。
【図７】図１と異なるディスクの断面形状を示す図である。
【図８】従来の車両用スチールホイールにホイールキャップを被せた場合の態様を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２ リム
２ａ 外側サイドウォール
２ｂ 湾曲部
２ｃ （外側）ドロップ部
５ 嵌合部の外側部分
１０ ディスク
１０ａ （ディスクの）フランジ
１２ ハット部
１２ａ ハット部内面
１２ｂ ハット部の頂部
１２ｃ ハット部外面
dH ディスクの中心からハット部の頂部までの距離
dmax ディスクの中心からフランジの外周までの距離
Ｃ１ 凹状曲線
Ｃ２ 頂部曲線
Ｃ３ 立上り面を構成する曲線
Ｐ１ ディスクの中心側から立ち上がる部分の変曲点
Ｐ２ ハット部の頂部近傍に位置する変曲点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側サイドウォール部から湾曲部を経て縮径となるドロップ部を有するリムと、外縁を軸方向に沿って内側に折り返して成るフランジを有するディスクとを備え、前記ドロップ部の外側内周面と前記フランジの外周面とを嵌合溶接してなる車両用ホイールであって、
前記ディスクの表面から外側に向かって突出し該ディスクと同心の環状をなすハット部を有し、前記ディスクの中心から前記ハット部の頂部までの距離dHと、前記ディスクの中心から前記フランジの外周までの距離dmaxとの間に、0.65≦dH/dmax≦0.80の関係があることを特徴とする車両用ホイール。
【請求項２】
前記ディスクの中心を通る断面から見たとき、前記ディスクの中心側から立ち上がる部分の変曲点Ｐ１の高さがハブ取付け面から20.0mm以下であり、
かつ前記ディスクの中心を通る断面から見たとき、前記変曲点Ｐ１と前記ハット部の頂部近傍に位置する変曲点Ｐ２とを接続する曲線は、前記Ｐ１及びＰ２とをそれぞれ通り-5.04x10-3/mmで表される曲率（但し、曲率（単位：1/mm）は円の半径の逆数を表す）の第１の円弧と、1.42x10-2/mmで表される曲率の第２の円弧とで挟まれる領域内に存在する滑らかな曲線であることを特徴とする請求項１記載の車両用ホイール。
【請求項１】
外側サイドウォール部から湾曲部を経て縮径となるドロップ部を有するリムと、外縁を軸方向に沿って内側に折り返して成るフランジを有するディスクとを備え、前記ドロップ部の外側内周面と前記フランジの外周面とを嵌合溶接してなる車両用ホイールであって、
前記ディスクの表面から外側に向かって突出し該ディスクと同心の環状をなすハット部を有し、前記ディスクの中心から前記ハット部の頂部までの距離dHと、前記ディスクの中心から前記フランジの外周までの距離dmaxとの間に、0.65≦dH/dmax≦0.80の関係があることを特徴とする車両用ホイール。
【請求項２】
前記ディスクの中心を通る断面から見たとき、前記ディスクの中心側から立ち上がる部分の変曲点Ｐ１の高さがハブ取付け面から20.0mm以下であり、
かつ前記ディスクの中心を通る断面から見たとき、前記変曲点Ｐ１と前記ハット部の頂部近傍に位置する変曲点Ｐ２とを接続する曲線は、前記Ｐ１及びＰ２とをそれぞれ通り-5.04x10-3/mmで表される曲率（但し、曲率（単位：1/mm）は円の半径の逆数を表す）の第１の円弧と、1.42x10-2/mmで表される曲率の第２の円弧とで挟まれる領域内に存在する滑らかな曲線であることを特徴とする請求項１記載の車両用ホイール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１１４７２３（Ｐ２００８−１１４７２３Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９９８６９（Ｐ２００６−２９９８６９）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
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