JP5592945B2 - 自動車用ホイール - Google Patents

Description

本発明は、車軸に連結されるホイールディスクを、タイヤを装着するホイールリムに内嵌して接合することにより一体化してなる自動車用ホイールに関するものである。

例えば図６のように、スチール製の自動車用ホイールａとしては、略円盤状のホイールディスクｃを、略円筒状のホイールリムｂに内嵌して、両者を溶接することにより一体化してなる２ピースタイプの構成が知られている（例えば、特許文献１）。ここで、ホイールディスクｃには、車軸１０１のハブ１０２に連結されるハブ取付部ｆと、該ハブ取付部ｆの外周縁から表方へ隆起するハット部ｈと、該ハット部ｈの外周縁から裏方へ延成されたディスクフランジ部ｄとが同心状に設けられている。そして、ハット部ｈには、表方へ突出するハット頂周部ｐからハブ取付部ｆの外周縁へ連成するハット内側傾斜周部ｇに、表側へ突出する一つの内側凸部ｋが周成されている。また、ハット部ｈには、ハット頂周部ｐからディスクフランジ部ｄへ連成するハット外側傾斜周部ｑに、表側へ湾曲状に突出する一つの外側凸部ｍが周成されている。

このような自動車用ホイールａは、そのホイールディスクｃがハット部ｈにより所望の剛性を発揮できることから、自動車の走行中に作用する様々な負荷によって生ずる変形を抑制する効果が高く、総じて高い強度を発揮することができ得る。特に、自動車の走行中に横Ｇが掛かった場合には、ホイールディスクｃを表裏方向へ曲げるように比較的大きな曲げモーメントが作用する。この曲げモーメントに対して前記ハット部ｈが高い剛性を発揮して変形を抑制できることにより、高い強度を発揮できると共に、優れた走行安定性が発揮され得る。

特開２００１ −１８０２０２号公報

ところで、近年、自動車は、その環境性能を向上することが強く求められている。これに伴い、自動車用ホイールにあっても、軽量化や高強度化などの要求性能が厳しくなってきている。そのため、上記した従来構成のハット部を備えた構成（図６参照）に比して、さらなる高強度化や軽量化への要求が高まっている。また、自動車の性能向上に伴って、横Ｇが掛かった場合での走行安定性の向上も求められている。

本発明は、高強度化と優れた走行安定性とを発揮し得る自動車用ホイールを提案するものである。

本発明は、車軸のハブに連結される略円板状のハブ取付部と、該ハブ取付部の外側に設けられた表方へ隆起するハット部と、該ハット部の外周縁から裏方へ延成されたディスクフランジ部とを備えたホイールディスクを、タイヤを装着する略円筒状のホイールリムに内嵌して接合されてなる自動車用ホイールにおいて、前記ハット部は、周方向に亘って表方へ湾曲状に突出するハット頂周部と前記ハブ取付部の外周縁とを連成するハット内側傾斜周部と、ハット頂周部と前記ディスクフランジ部とを連成するハット外側傾斜周部との少なくとも一方に、周方向に亘って表側へ湾曲状に突出する複数の湾曲凸周部と、隣り合う湾曲凸周部間に設けられた周方向に亘って裏側へ湾曲状に凹む一又は複数の湾曲凹周部とが、同心状に周成されているものであることを特徴とする自動車用ホイールである。

ここで、複数の湾曲凸周部と湾曲凹周部とが滑らかに連続するように形成されている構成が好適であり、当該構成を備えたハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との少なくとも一方の縦断面形状は、波の起伏する形を表す波形状を成す。

かかる構成にあっては、複数の湾曲凸周部と隣り合う湾曲凸周部間に設けられた湾曲凹周部との高低差が比較的大きく生じ得ることから、その形状効果によって高い剛性向上効果を発揮できる。そして、本発明にかかる複数の湾曲凸周部による剛性向上効果は、例えば一つの湾曲凸周部のみを配設した構成により生ずる剛性向上効果に比して著しく大きく発揮される。このようなことから、本発明の構成では、複数の湾曲凸周部と湾曲凹周部とが形成されたハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との少なくとも一方の形状効果により、ハット部の剛性が向上し、総じてホイールディスクの剛性と強度とを向上できる。したがって、当該自動車用ホイールを自動車に取り付けることにより、走行中に生ずる横Ｇが掛かった場合における走行安定性を向上することができる。

尚、湾曲凸周部と湾曲凹周部とを定める夫々の湾曲形状としては、適宜設定可能である。この湾曲形状を、例えば縦断面上での曲率半径により設定した場合に、好ましい構成として、複数の湾曲凸周部の曲率半径を全て同じとする構成が用い得る。さらに、複数の湾曲凹周部を備えた構成では、全ての湾曲凹周部の曲率半径を同じとする構成が好適である。このような構成とすることによって、湾曲凸周部と湾曲凹周部とによるハット部の剛性バランスを安定させ易く、ハット部全体としての剛性向上効果が生じ易くなる。さらに、湾曲凸周部の曲率半径をハット頂周部の曲率半径と同じとする構成が好適であり、前記した剛性バランスを一層安定させ易い。

上述した自動車用ホイールにあって、ハット部のハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との少なくとも一方に設けられた湾曲凸周部が、車体に取り付けられたブレーキキャリパの表側角縁に対向する径方向位置に周方向に亘って形成されている構成が好適である。

ここで、ブレーキキャリパは、その内部にブレーキパッドを備える立体形状を成し、車軸に固定されるブレーキディスクよりも表側に突出するように配設される。そして、ブレーキキャリパとブレーキディスクとは、車軸に連結された自動車用ホイールの内側空域に配置される。そのため、一般的な自動車用ホイールでは、ブレーキキャリパと非接触となるように、ホイールディスクのハット部の形状寸法を設定しなければならず、ハット部の形状設計に限界がある。

かかる構成にあっては、複数の湾曲凸周部がブレーキキャリパの表側角縁と対向する径方向位置に設けられることから、該湾曲凸周部によってブレーキキャリパと非接触なハット部の形状寸法を設定し易い。そのため、ハット部とブレーキキャリパとの隙間を可及的に小さくすることができることから、該ハット部の総面積を小さくすることができ、総じて当該自動車用ホイールを軽量化できる。特に、隣り合う湾曲凸周部間に設けた湾曲凹周部によって、前記したブレーキキャリパとの隙間を小さくする作用効果に優れ、自動車用ホイールの軽量化効果も大きい。ここで、軽量化効果は、通常の場合、剛性および強度の向上効果と相反して発揮され得るが、本構成によれば、剛性および強度の向上効果と軽量化効果とを共に向上することができる。

尚、ハット部は周方向に亘って同じ断面形状により形成されていることから、ブレーキキャリパの、周方向に沿った表側角縁に対向する径方向位置に、湾曲凸周部を設ける。そして、ブレーキキャリパの、周方向に沿った表側角縁の配設数に応じて、湾曲凸周部を形成する構成が好適である。これにより、上記した作用効果を一層向上することができ得る。

上述した自動車用ホイールにあって、ハット部は、ハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との両方にそれぞれ、複数の湾曲凸周部と一又は複数の湾曲凹周部とが同心状に周成されているものである構成が提案される。かかる構成により、ハット部の剛性向上効果が一層向上し、上述した本発明の作用効果がさらに高まる。

本発明の自動車用ホイールは、上述したように、ホイールディスクのハット部が、そのハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との少なくとも一方に、表側へ湾曲状に突出する複数の湾曲凸周部と、隣り合う湾曲凸周部間に設けられた裏側へ湾曲状に凹む一又は複数の湾曲凹周部とを備えている構成であるから、複数の湾曲凸周部と湾曲凹周部との形状効果によって高い剛性向上効果が発揮され、総じてホイールの剛性と強度とを向上できる。したがって、本発明の自動車用ホイールを装着した自動車の走行安定性を高めることができ得る。

上述した本発明の自動車用ホイールにあって、湾曲凸周部が、車体に取り付けられたブレーキキャリパの表側角縁に対向する径方向位置に周方向に亘って形成されている構成とした場合には、ブレーキキャリパと非接触なハット部の形状寸法を設定し易いことから、ハット部とブレーキキャリパとの隙間を可及的に小さくして該ハット部の総面積を小さくできるため、総じて当該自動車用ホイールを軽量化できる。したがって、強度および剛性を向上する効果と、軽量化効果との両方を向上することができる。

上述した本発明の自動車用ホイールにあって、ハット部が、ハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との両方にそれぞれ、複数の湾曲凸周部と一又は複数の湾曲凹周部とを同心状に周成したものである構成とすることにより、ハット部の剛性向上効果が一層向上し、上述した本発明の作用効果がさらに高まる。

本発明にかかる実施例１の自動車用ホイール１の平面図である。 図１中のＰ−Ｐ線縦断面図である。 図２中のＸ部を拡大した縦断面図である。 本発明にかかる実施例２の自動車用ホイール６１の縦断面図である。 本発明にかかる実施例３の自動車用ホイール７１の縦断面図である。 従来構成の自動車用ホイールａの縦断面図である。 回転曲げ耐久試験による変位δの測定結果を示す図表である。 回転曲げ耐久試験による変位δの測定方法を示す説明図である。

本発明にかかる実施例１の自動車用ホイール１を各添付図面を用いて詳述する。
図１〜３のように、本発明にかかる自動車用ホイール１は、ホイールリム２のドロップ部１３に、ホイールディスク３のディスクフランジ部２５を内嵌して、ドロップ部１３とディスクフランジ部２５とを隅肉溶接して一体化してなる、いわゆるドロップ嵌合タイプの構成である。そして、ホイールリム２とホイールディスク３とは、それぞれスチール製平板を成形加工してなるものであり、本実施例１の自動車用ホイール１は、２ピースタイプのスチール製ホイールである。

尚、本実施例１にあって、ホイールディスク３の背面側から意匠面側へ向かう方向を表方向とし、逆向きを裏方向としている。また、ホイール径方向に沿って、自動車用ホイール１の中心軸線Ｌへ向かう方向を内方とし、逆向きを外方としている。

上記したホイールリム２は、異形断面の円筒状を成し、その表裏両側の開口端縁に図示しないタイヤのサイドウォール部を支持するリムフランジ部１１ａ，１１ｂが夫々形成されている。そして、タイヤのビードを着座させる表裏のビードシート部１２ａ，１２ｂが、各リムフランジ部１１ａ，１１ｂに夫々に連成されている。さらに、表側のビードシート部１２ａと裏側のビードシート部１２ｂとの間には、内方へ突出するドロップ部１３が設けられており、タイヤ装着作業の際にタイヤのビードを該ドロップ部１３に落とし込むことによって、その装着を容易に行い得るようにしている。

このホイールリム２は、所定寸法とした長方形状のスチール製平板を成形加工することにより得る。詳述すると、長方形状のスチール製平板を、その短辺同士を突き当てるように湾曲させ、短辺同士をアプセットバット溶接により突き合わせ接合して直胴状の円筒体（図示省略）とする。その後、この円筒体を、その内外両側から所定の金型を回動しながら挟み込むロール加工を行うことにより、所望のホイールリム形状に成形する。尚、この長方形平板からホイールリム２を成形する手段は、従来から公知の方法を用いることができ、詳細については省略する。

また、上記したホイールディスク３は、略円盤状を成し、中央にハブ孔２２が開口された略円板状のハブ取付部２１が設けられており、該ハブ取付部２１の外周縁から表方へ隆起する環状のハット部２４が設けられている。そして、このハット部２４の外周縁から裏方へ延成された円環状のディスクフランジ部２５が設けられている。ここで、ハブ取付部２１には、ハブ孔２２の周囲にナット座２６を備えた複数のボルト孔２３が同一円周上に等間隔で穿設されている。このハブ取付部２１とハット部２４とディスクフランジ部２５とは、ホイールディスク３の中心軸線Ｌを中心とする同心状に設けられている。

このホイールディスク３は、スチール製平板を、プレス加工することにより得る。詳述すると、略正方形状のスチール製平板を、その中央を円形凹部とする受け皿状に形成した後、絞り加工によりハブ取付部２１やハット部２４の形状を形成し、ボルト孔２３等を穿設する加工を行う。さらに、リストライク加工によりディスクフランジ部２５を形成し、ホイールディスク３を成形する。このようにホイールディスク３を成形する工程にあっては、従来と同様の工程により行うことができるため、その詳細については省略する。

上記したホイールリム２とホイールディスク３とを溶接した自動車用ホイール１は、タイヤ（図示せず）を装着した後に、自動車の車軸１０１に接合される。ここで、車軸１０１には、図２のように、ホイールディスク３のハブ取付部２１の裏面に圧接されるハブ１０２と、円盤状のブレーキディスク１０３とを備えている。そして、ハブ１０２およびブレーキディスク１０３とは、車軸１０１に固定されており、該車軸１０１と共に回転する。また、前記ブレーキディスク１０３を制動するためのブレーキキャリパ１０５が自動車の車体側に配設されている。

自動車用ホイール１は、そのハブ取付部２１のボルト孔２３に、車軸１０１のハブ１０２から突出する複数のボルト（図示せず）を挿通し、各ボルトにナット（図示せず）を螺合することによって、ハブ１０２に圧接されて固定される。このように自動車用ホイール１を車軸１０１に固定した状態で、該自動車用ホイール１の内側空域に、上記したブレーキディスク１０３とブレーキキャリパ１０５とが配置される。そのため、自動車用ホイール１のホイールディスク３の形状寸法は、ブレーキキャリパ１０５に接触しないように設定される。ここで、ブレーキキャリパ１０５は、その内部に、ブレーキディスク１０３に圧接されるブレーキパッドを備えた立体状形状を成す。本実施例１にあっては、略周方向に沿って長い所定の立体形状からなるブレーキキャリパ１０５としている。そして、このブレーキキャリパ１０５は、略周方向に沿った表側角縁１０５ａ〜１０５ｄを径方向外側および径方向内側にそれぞれ二つ備える形状となっている。

次に本発明の要部について説明する。
ホイールディスク３のハット部２４は、図１〜３のように、表方に最も突出する環状のハット頂周部３６と、該ハット頂周部３６と上記したハブ取付部２１の外周縁との間に設けられた環状のハット内側傾斜周部３５と、前記ハット頂周部３６と上記ディスクフランジ部２５との間に設けられた環状のハット外側傾斜周部３７とにより構成されている。このハット頂周部３６とディスクフランジ部２５とハブ取付部２１とが、中心軸線Ｌを中心とする同心状に形成されている。

ここで、本実施例１の構成にあっては、図２，３のように、ハット部２４のハット内側傾斜周部３５の中腹部に、二つの内側湾曲凸周部４１，４１が周方向に亘って設けられており、該内側湾曲凸周部４１，４１間に一つの内側湾曲凹周部４２が周方向に亘って設けられている。これら二つの内側湾曲凸周部４１，４１は、表側へ湾曲状に突出するように形成されており、一つの内側湾曲凹周部４２は、裏側へ湾曲状に凹むように形成されている。

さらに、ハット部２４のハット内側傾斜周部３５には、その径方向外側の内側湾曲凸周部４１とハット頂周部３６との間に、周方向に亘って湾曲状に凹むハット頂内側凹周部４５が形成されている。そして、ハット頂周部３６、ハット頂内側凹周部４５、二つの内側湾曲凸周部４１，４１、内側湾曲凹周部４２は、中心軸線Ｌを中心として同心状に形成されている。そして、ハット内側傾斜周部３５は、内側湾曲凸周部４１、内側湾曲凹周部４２、内側湾曲凸周部４１、ハット頂内側凹周部４５、が径方向に沿って順に連成する波形状となっている。

一方、本実施例１の構成では、図２，３のように、ハット部２４のハット外側傾斜周部３７の中腹部に、二つの外側湾曲凸周部５１，５１が周方向に亘って設けられており、該外側湾曲凸周部５１，５１間に一つの外側湾曲凹周部５２が周方向に亘って設けられている。これら二つの外側湾曲凸周部５１，５１は、表側へ湾曲状に突出するように形成されており、一つの外側湾曲凹周部５２は、裏側へ湾曲状に凹むように形成されている。さらに、ハット外側傾斜周部３７には、その径方向内側の外側湾曲凸周部５１とハット頂周部３６との間に、周方向に亘って湾曲状に凹むハット頂外側凹周部５５が形成されている。そして、ハット頂周部３６、ハット頂外側凹周部５５、二つの外側湾曲凸周部５１，５１、外側湾曲凹周部５２は、中心軸線Ｌを中心として同心状に形成されている。そして、ハット外側傾斜周部３７は、外側湾曲凸周部５１、外側湾曲凹周部５２、外側湾曲凸周部５１、ハット頂外側凹周部５５が、径方向に沿って順に連成する波形状となっている。

上述したハット内側傾斜周部３５とハット外側傾斜周部３７とにあっては、当該自動車用ホイール１を車軸１０１に連結した状態でブレーキキャリパ１０５に非接触となるように、それぞれの形状寸法を設定している。詳述すると、上記の内側湾曲凸周部４１，４１および外側湾曲凸周部５１，５１を、前記ブレーキキャリパ１０５の表側角縁１０５ａ〜１０５ｄに対向する径方向位置に形成する。さらに、内側湾曲凸周部４１，４１と外側湾曲凸周部５１，５１との各湾曲形状寸法を、夫々に対向するブレーキキャリパ１０５の表側角縁１０５ａ〜１０５ｄに近接するように定める。また、内側湾曲凹周部４２および外側湾曲凹周部５２の各湾曲形状寸法を、ブレーキキャリパ１０５に近接するように定める。これにより、ハット内側傾斜周部３５及びハット外側傾斜周部３７とブレーキキャリパ１０５との隙間を可及的に小さくすることができる。そのため、ハット部２４は、その凹凸形状に倣う径方向長さを短くすることができ、総じて軽量化することともなる。

また、このように、ハット内側傾斜周部３５とハット外側傾斜周部３７とが波紋のように径方向に凹凸を複数連続する形状であることによって、その形状効果によりホイールディスク３の剛性と強度とを向上することができる。これにより、当該自動車用ホイール１を装着した自動車にあって、その走行安定性を向上することができる。さらにまた、剛性と強度との向上に伴って板厚を薄肉化することによって、当該自動車用ホイール１を軽量化することもでき得る。

ここで、本実施例１にあって、内側湾曲凸周部４１，４１と外側湾曲凸周部５１，５１との各湾曲形状寸法としては、これらの曲率半径を、上記したハット頂周部３６と同じ曲率半径に設定している。また、内側湾曲凹周部４２、外側湾曲凹周部５２、ハット内側傾斜周部３５、ハット頂外側凹周部５５の各湾曲形状寸法を、同じ曲率半径により設定している。このように各湾曲形状寸法を曲率半径により定めることによって、上記した剛性と強度との向上効果を、ハット部２４全体として安定的に発揮するものとなり得る。

尚、本実施例１にあって、内側湾曲凸周部４１，４１および外側湾曲凸周部５１，５１により、本発明にかかる湾曲凸周部が構成されている。また、内側湾曲凹周部４２および外側湾曲凹周部５２により、本発明にかかる湾曲凹周部が構成されている。

実施例２の自動車用ホイール６１にあっては、図４のように、そのホイールディスク６３のハット部６４が、上述した実施例１と同様の波形状としたハット内側傾斜周部３５と、波形状としないハット外側傾斜周部６７とを備えた構成である。すなわち、本実施例２の構成は、ホイールディスク６３のハット部６４のハット内側傾斜周部３５にのみ、二つの内側湾曲凸周部４１，４１および一つの内側湾曲凹周部４２を設けたものであり、ハット部６４のハット外側傾斜周部６７が異なる以外は実施例１と同じである。そのため、実施例１と同じ構成要素には同じ符号を記し、その説明を省略する。

ここで、ハット部６４のハット外側傾斜周部６７は、その中腹部が周方向に亘って表側に湾曲する形状を成し、その湾曲する外側凸周部６８とハット頂周部３６とが、裏側へ凹むハット頂外側凹周部６９を介して連成している。この外側凸周部６８とハット頂外側凹周部６９とハット頂周部３６が中心軸線Ｌを中心として同心状に形成されている。

本実施例２にあっては、上記のハット外側傾斜周部６７が、当該自動車用ホイール６１を車軸１０１に連結した際にブレーキキャリパ１０５と非接触としかつ該ブレーキキャリパ１０５との隙間を可及的に小さくするように、形状寸法を定めている。

本実施例２の構成にあっても、上述した実施例１と同様に、波形状のハット内側傾斜周部３５をハット部６４に備えていることから、該ハット内側傾斜周部３５の凹凸形状に倣う径方向長さを短くすることができ、総じて軽量化できる。また、ハット内側傾斜周部３５の形状効果によって剛性と強度とが向上するため、当該自動車用ホイール６１を装着した自動車にあって、その走行安定性を向上することができる。

実施例３の自動車用ホイール７１にあっては、図５のように、そのホイールディスク７３のハット部７４が、上述した実施例１と同様の波形状としたハット外側傾斜周部３７と、一つの内側凸周部７６が設けられたハット内側傾斜周部７５とを備えた構成である。すなわち、本実施例３の構成は、ホイールディスク７３のハット部７４のハット外側傾斜周部３７にのみ、二つの外側湾曲凸周部５１，５１および一つの外側湾曲凹周部５２を設けたものであり、ハット部７４のハット内側傾斜周部７５が異なる以外は実施例１と同じである。そのため、実施例１と同じ構成要素には同じ符号を記し、その説明を省略する。

ここで、ハット部７４のハット内側傾斜周部７５は、その中腹部に、周方向に亘って表側に突出する内側凸周部７６を備え、裏側へ湾曲状に凹むハット頂内側凹周部７８を介してハット頂周部３６に連成している。内側凸周部７６とハット頂内側凹周部７８とハット頂周部３６とが、中心軸線Ｌを中心として同心状に形成されている。

さらに、本実施例３にあっては、上記のハット内側傾斜周部７５が、当該自動車用ホイール７１を車軸１０１に連結した際にブレーキキャリパ１０５と非接触としかつ該ブレーキキャリパ１０５との隙間を可及的に小さくするように、その形状寸法を定めている。ここで、ハット内側傾斜周部７５には一つの内側凸周部７６を備えるだけであるため、ブレーキキャリパ１０５の表側角縁１０５ａ，１０５ｂと対向しない径方向位置に、前記内側凸周部７６を形成している。

本実施例３の構成にあっても、上述した実施例１と同様に、波形状のハット外側傾斜周部３７をハット部７４に備えていることから、該ハット外側傾斜周部３７の凹凸形状に倣う径方向長さを短くすることができ、総じて軽量化できる。また、ハット外側傾斜周部３７の形状効果によって剛性と強度とが向上するため、当該自動車用ホイール１を装着した自動車にあって、その走行安定性を向上することができる。

次に、上述した実施例１〜３の構成について、回転曲げ耐久試験（ＪＩＳ Ｄ４１０３）に従ってシミュレーション計算した結果について説明する。
ここで、ＪＩＳ Ｄ４１０３に従う回転曲げ耐久試験としては、一定の速度で回転する自動車用ホイールのハブ取付部に一定の曲げモーメントを与えることにより行われる。上述した実施例１の構成を用いて詳述すると、図８のように、自動車用ホイール１の表側のリムフランジ部１１ａを締め具１２２によって回転円板１２１の上面に固定する。そして、負荷アーム１２４の一端に設けた取付円板部１２３を、自動車用ホイール１の裏側からハブ取付部２１に連結することにより、負荷アーム１２４を自動車用ホイール１に取り付ける。このように自動車用ホイール１をセットした後に、負荷アーム１２４の他端に水平方向に沿って負荷を掛けて、ホイールディスク３に曲げモーメントを与えながら、回転円板１２１を一定速度により回動する。そして、負荷アーム１２４の他端のピボットポイント（曲げモーメントを与えるために負荷を掛けた位置）Ｙの水平方向に沿った変位（撓み）δを測定する。この変位δは、主としてホイールディスク３の剛性に従って発生することから、この変位δを測定することにより、ホイールディスク３の剛性（すなわち、当該自動車用ホイール１の剛性）を評価する指標としている。

このような回転曲げ耐久試験を上述した実施例１〜３の各自動車用ホイール１，６１，７１について実施した場合について、ピボットポイントＹの変位δを、ＦＥＭ計算手法に基づくシミュレーション計算により算出する。尚、比較のために、上述した従来構成（図６参照）についても同様にシミュレーション計算を実施している。

ここで、実施例１〜３の各自動車用ホイール１，６１，７１および従来構成の自動車用ホイールａは、ホイールサイズが１８×４Ｔ（リム径１８インチ、リム幅４インチ）のものを使用している。また、各ホイールリムの板厚が約２．３ｍｍ、各ホイールディスクの板厚が約３．５ｍｍである。さらに、各ハット部のハット頂周部は、その曲率半径を２０ｍｍとしている。また、本実施例１〜３の各構成にあって、ハット内側傾斜周部３５の内側湾曲凸周部４１，４１およびハット外側傾斜周部３７の外側湾曲凸周部５１，５１の各曲率半径を２０ｍｍに設定しており、内側湾曲凹周部４２および外側湾曲凹周部５２の各曲率半径を５０ｍｍに設定している。

上記した回転曲げ耐久試験に従ってシミュレーション計算結果を図７に示す。ここで、シミュレーション計算は、約３ｋＮ・ｍの一定の曲げモーメントを与えた場合に、上記したピボットポイントＹの変位δを算出している。そして、シミュレーション計算結果の値は、従来構成の変位δを「１」として比例計算した結果である。尚、実施例１〜３および従来構成について、夫々のホイールディスクの重量を、その凹凸形状に倣う径方向長さに基づいて算出している。この重量計算値についても、前記と同様に、従来構成を重量を「１」として比例計算している。また、自動車用ホイールとしては、剛性（強度）の向上と軽量化とを両立することが求められることから、変位δと重量とを積算した値を、剛性向上と軽量化との効率的な発現効果を判断するための指標として表現している。

回転曲げ耐久試験のシミュレーション計算結果により、実施例１〜３の構成は、従来構成に比して、ピボットポイントＹの変位δが小さい。すなわち、実施例１〜３の構成は、従来構成のホイールディスクｃに比して、ホイールディスク３，６３，７３の剛性が高く、特に、実施例１の構成は、変位δが最も小さくなっている。これにより、ハット内側傾斜周部３５およびハット外側傾斜周部３７の両方にそれぞれ複数の湾曲凸周部４１，４１，５１，５１と湾曲凹周部４２，５２を備える構成によって一層高い剛性向上効果の発生が明らかである。さらに、実施例２，３の構成により、ハット内側傾斜周部３５とハット外側傾斜周部３７との少なくとも一方に、複数の湾曲凸周部４１，４１，５１，５１と湾曲凹周部４２，５２とを備えれば、剛性向上効果を得られることが明らかである。そして、ハット内側傾斜周部３５に複数の内側湾曲凸周部４１，４１と内側湾曲凹周部４２とを備えた実施例２の方が、ハット外側傾斜周部３７に複数の外側湾曲凸周部５１，５１と外側湾曲凹周部５２とを備えた実施例３に比して、剛性向上効果が高くなっている。そのため、ハット内側傾斜周部に複数の湾曲凸周部と一又は複数の湾曲凹周部とを備えた構成が、一層好適に用い得る。

さらに、重量の計算結果により、実施例１〜３の構成は従来構成に比して軽量化されることが明らかである。これは、各湾曲凸周部をブレーキキャリパの表側角縁に対向する径方向位置に設け且つブレーキキャリパとの隙間を可及的に小さくするように湾曲凹周部を設けたことに因る。このように、実施例１〜３の構成は、従来構成に比して軽量化効果にも優れていることがわかる。さらに、変位δと重量とを積算した値を比較すると、実施例１〜３の構成が従来構成よりも優れている。特に、実施例１の構成が最も小さく、上記した剛性と軽量化とのバランスが最も優れている。

このような回転曲げ耐久試験に従うシミュレーション計算としては、上記したホイールサイズの構成について実施しているが、他のホイールサイズの構成にあっても同様に、従来構成に比して高い剛性および強度と優れた軽量化効果とを発揮できる。

また、上述した実施例１〜３の構成にあっては、ハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との少なくとも一方に、二つの湾曲凸周部と一つの湾曲凹周部とを備えた構成であるが、その他の構成として、湾曲凸周部と湾曲凹周部との各形成数を適宜変更することができる。例えば、三つの湾曲凸周部と二つの湾曲凹周部とを備えた構成や、四つの湾曲凸周部と三つの湾曲凹周部とを備えた構成などとすることが可能である。さらには、ハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部とで、湾曲凸周部と湾曲凹周部との形成数を異なるようにすることもできる。例えば、ハット内側傾斜周部に三つの湾曲凸周部と二つの湾曲凹周部とを備え、ハット外側傾斜周部に二つの湾曲凸周部と一つの湾曲凹周部とを備えた構成等とすることができる。逆に、ハット内側傾斜周部に二つの湾曲凸周部と一つの湾曲凹周部とを備え、ハット外側傾斜周部に三つの湾曲凸周部と二つの湾曲凹周部とを備えた構成等としても良い。尚、上記したシミュレーション計算結果により、ハット内側傾斜周部に湾曲凸周部と湾曲凹周部とを備えた構成が、一層剛性向上効果を得られることから、ハット外側傾斜周部に比して、ハット内側傾斜周部に備える湾曲凸周部と湾曲凹周部との形成数を多くする構成が好適である。

上述した実施例１〜３の構成では、各湾曲凸周部（内側湾曲凸周部、外側湾曲凸周部）を同じ曲率半径により設定したものであるが、それぞれの曲率半径が異なるように設定しても良い。湾曲凹周部の曲率半径についても同様である。また、湾曲凸周部の曲率半径を、湾曲凹周部の曲率半径に比して大きくしても良いし、同じ曲率半径としても良い。

本実施例１〜３にあっては、ホイールディスクに飾り孔を形成していない構成であるが、ハット部の外側傾斜周部に複数の飾り孔を形成した構成とすることもできる。例えば、外側傾斜周部の、径方向外側の湾曲凸周部よりも外側部位に、複数の飾り孔を周方向に均等間隔で設けた構成が好適に用い得る。

本発明にあっては、上述した実施例に限定されるものではなく、その他の構成についても、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更可能である。例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金、繊維強化金属（ＦＲＭ）により成型した同じ構成の自動車用ホイールにあっても、同様の作用効果を発揮することができる。

１，６１，７１ 自動車用ホイール
２ ホイールリム
３，６３，７３ ホイールディスク
２１ ハブ取付部
２４，６４，７４ ハット部
２５ ディスクフランジ部
３５，７５ ハット内側傾斜周部
３６ ハット頂周部
３７，６７ ハット外側傾斜周部
４１ 内側湾曲凸周部（湾曲凸周部）
４２ 内側湾曲凹周部（湾曲凹周部）
５１ 外側湾曲凸周部（湾曲凸周部）
５２ 外側湾曲凹周部（湾曲凹周部）
１０１ 車軸
１０２ ハブ
１０５ ブレーキキャリパ
１０５ａ〜１０５ｄ 表側角縁

Claims (3)

1. 車軸のハブに連結される略円板状のハブ取付部と、該ハブ取付部の外側に設けられた表方へ隆起するハット部と、該ハット部の外周縁から裏方へ延成されたディスクフランジ部とを備えたホイールディスクを、タイヤを装着する略円筒状のホイールリムに内嵌して接合されてなる自動車用ホイールにおいて、
   前記ハット部は、
   周方向に亘って表方へ湾曲状に突出するハット頂周部と前記ハブ取付部の外周縁とを連成するハット内側傾斜周部と、ハット頂周部と前記ディスクフランジ部とを連成するハット外側傾斜周部との少なくとも一方に、
   周方向に亘って表側へ湾曲状に突出する複数の湾曲凸周部と、隣り合う湾曲凸周部間に設けられた周方向に亘って裏側へ湾曲状に凹む一又は複数の湾曲凹周部とが、同心状に周成されているものであることを特徴とする自動車用ホイール。
2. ハット部のハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との少なくとも一方に設けられた湾曲凸周部が、車体に取り付けられたブレーキキャリパの表側角縁に対向する径方向位置に周方向に亘って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ホイール。
3. ハット部は、ハット内側傾斜周部とハット外側傾斜周部との両方にそれぞれ、複数の湾曲凸周部と一又は複数の湾曲凹周部とが同心状に周成されているものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車用ホイール。

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