JPH11294541A - ホイールバランシングウエイト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境保全に有利な鉛フリーのバランシングウ
エイトを、クリップの弾力性を損なわず生産性を向上さ
せる。 【解決手段】 ウエイト本体２０とクリップ３０とから
なり、ウエイト本体２０は鉛以外の金属からなり冷間鍛
造により成形されインロー部２２を有し、クリップ３０
はインロー部の半径方向部の少なくとも一部をかしめる
ことにより、ウエイト本体２０に固定されているホイー
ルバランシングウエイト１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホイールバランシ
ングウエイトに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ホイールとタイヤをアッセンブ
リーした車輪は、車輪回転時に動的アンバランスが潜在
し、これを補正するためにバランシングウエイト（バラ
ンスウエイトともいう）を装着するのが通例である。図
１０〜図１２に示すように、従来のバランシングウエイ
ト１は、Ｐｂ（鉛）のウエイト本体２とそれに一端部を
埋め込まれたクリップ３とからなる。従来のバランシン
グウエイトの仕様については、ＪＡＳＯに規定されてお
り、製造方法、製造仕様は、以下の通りである。 ウエイト本体：比較的比重が大きく融点の低いＰｂを素
材とし、鋳造によって製造される。 クリップ：弾性の優れたばね鋼が用いられ、バランシン
グウエイトをホイールのフランジ部に掛止めするための
フックである。クリップのウエイト本体への装着形式
は、クリップの一端をウエイト本体に鋳込む方法が採ら
れる。 表面処理：クリップには、防錆、電食防止などのために
表面処理が施される。 熱処理：クリップには、弾性特性を確保するために、ウ
エイト本体への鋳込み前に熱処理が施されるが、Ｐｂの
溶融温度が低いため鋳込み時にクリップの弾性特性が低
下することはない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、環境保全の観点
から、Ｐｂなどの重金属の工業的利用が控えられ、バラ
ンシングウエイトにおいてもＰｂが他の金属に代替され
る傾向にある。工業的な実用実績があり、材料単価が安
く、環境に対する安全性も見込まれ、比較的に比重が高
い代替材としては、鉄、銅などが考えられるが、これら
の原材料は融点が高く、したがってウエイト本体の製造
ならびにクリップをウエイトに装着する形式、方法に関
し以下の問題が生じる。 （イ）クリップとウエイトを一体で鋳込んだ場合、クリ
ップとウエイトの溶融温度が近いため、合金相の生成、
熱影響によるクリップの弾性特性の低下などが考えら
れ、鋳造工程条件に制約を受ける。鋳込み後にクリップ
を熱処理しようとしても、ウエイトと一体になっている
ために、熱処理条件が厳しく高コストになる。 （ロ）鋳込み工程前にクリップに表面処理を施した場
合、鋳込み時にクリップが高温にさらされ、表面処理層
が損傷を受けるため製造工程の制約、変更、追加が必要
になる。 （ハ）高融点材の鋳造のため、投入エネルギーの増大、
加熱、冷却といったサイクルタイムの増大、金型を含む
鋳造設備の仕様強化が必須であり、製造コストは必然的
に高くなる。生産性の高い鋳造方式としてダイキャスト
方式があるが、高融点材では設備が大型し、工業的な実
用性に乏しい。 （ニ）鋳造方式では、バリ発生のおそれがあり、バリ取
り工程が必要になる。本発明の課題は、鉛を他の金属で
代替し、しかもウエイト本体へのクリップ装着において
クリップのばね特性や表面処理層が損傷を受けず生産性
にも優れたホイールバランシングウエイトを提供するこ
とである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） ウエイト本体と前記ウエイト本体に固定された
クリップとからなり、前記ウエイト本体は、鉛以外の金
属材からなり、装着されるホイールのフランジ部に沿っ
て弧をなして延びる外形を有し、装着されるホイールの
フランジ部との接触面でかつ前記ウエイト本体の長さの
中央部に、前記接触面から凹む底面と該底面の幅方向端
部にて立ち上がる一対の側面を有するインロー部を有し
ており、該インロー部は前記弧の半径方向に延び前記ク
リップの厚さと同等かより大の深さを有する半径方向部
を有しており、前記ウエイト本体の外形および前記イン
ロー部は冷間鍛造により成形されており、前記クリップ
は、ばね性を備え、前記ウエイト本体の前記インロー部
の前記底面に沿って延び、装着されるホイールのフラン
ジ部の端部で折り返されて前記フランジ部の端部を把持
する外形を有し、前記ウエイト本体と係合するための係
合部を有しており、前記クリップは、該クリップを前記
ウエイト本体の前記インロー部に嵌合させる前に、前記
クリップの幅方向両端部のうちホイールとの接触面に近
い側を面取りしておき、次に前記インロー部の前記一対
の側面の少なくとも一部をかしめて前記クリップの幅方
向両端部を押さえることにより、該ウエイト本体に固定
されている、ホイールバランシングウエイト。 （２） ウエイト本体と前記ウエイト本体に固定された
クリップとからなり、前記ウエイト本体は、鉛以外の金
属材からなり、装着されるホイールのフランジ部に沿っ
て弧をなして延びる外形を有し、装着されるホイールの
フランジ部との接触面でかつ前記ウエイト本体の長さの
中央部に、前記接触面から凹む底面と前記底面の幅方向
端部にて立ち上がる一対の側面を有するインロー部を有
しており、前記インロー部は前記弧の半径方向に延び前
記クリップの厚さより大の深さを有する半径方向部を有
しており、前記インロー部は前記半径方向部に少なくと
も前記弧の半径方向内方に向かって前記クリップと係合
する係合部を有しており、前記ウエイト本体の外形およ
び前記インロー部は冷間鍛造により成形されており、前
記クリップは、ばね性を備え、前記ウエイト本体の前記
インロー部の前記底面に沿って延び、装着されるホイー
ルのフランジ部の端部で折り返されて前記フランジ部の
端部を把持する外形を有し、前記ウエイト本体の前記イ
ンロー部の前記係合部に嵌合する係合部を有しており、
前記クリップは、前記クリップを前記ウエイト本体の前
記インロー部に嵌合し前記インロー部の前記一対の側面
の少なくとも一部をかしめて前記クリップの幅方向端部
を押さえることにより、該ウエイト本体に固定されてい
る、ホイールバランシングウエイト。 （３） 前記ウエイト本体の前記係合部が、前記インロ
ー部の前記半径方向部の前記一対の側面に形成され、前
記弧の半径方向外方にいくにつれて間隔が縮小するテー
パー部からなる、（１）または（２）記載のホイールバ
ランシングウエイト。 （４） 前記ウエイト本体の前記係合部が、前記インロ
ー部の前記半径方向部の前記一対の側面に形成され、前
記一対の側面の各々から対向する側面に向かって突出し
ている、（１）または（２）記載のホイールバランシン
グウエイト。

【０００５】上記（１）、（２）、（３）、（４）の各
ホイールバランシングウエイトは、ウエイト本体の材料
に鉛以外の金属を用いるため環境保全上好ましい。ま
た、ウエイト本体を冷間鍛造により成形するため成形が
容易である。さらにクリップのウエイト本体への固定は
鋳込みではなく、かしめによるためクリップの特性に影
響を与えない。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明の第１実施例
を示しており、図４〜図６は本発明の第２実施例を示し
ている。図７〜図９は両実施例に適用できるウエイト本
体とクリップのかしめ構造を示している。両実施例にわ
たって共通する部分には、両実施例にわたって同じ付号
を付してある。まず、両実施例に共通する部分の構成
を、たとえば図１〜図３、および図７〜図９を参照して
説明する。

【０００７】本発明のホイールバランシングウエイト
（バランシングウエイトはバランスウエイトともいう）
１０は、ウエイト本体２０とウエイト本体に固定された
クリップ３０とからなる。

【０００８】ウエイト本体２０は、鉛以外の金属材（鉛
より高い融点をもつ金属材で、比較的大きな比重をもつ
材料が望ましく、たとえば鉄、銅などが望ましい）から
なる棒材からホイールのバランシングに必要な重量に切
断され、冷間鍛造により所定形状（ホイールのフランジ
内周面に添着できる形状）に成形される。ただし、この
方法以外に、ウエイト本体２０の基本断面形状をあらか
じめ圧延（熱間、冷間）や引抜き（熱間、冷間）加工に
よって所定の断面形状のバーに成形しておき、このバー
を所定の長さに切断し、その素材を冷間鍛造によってウ
エイト本体２０の形状に成形してもよい。

【０００９】このようにあらかじめウエイト本体２０の
基本形状を形成しておけば、棒材を切断して冷間鍛造す
る場合に比較して最も成形力を必要とする基本断面形状
の成形をせず、インロー部２２と両端部の成形だけすれ
ばよいので、冷間鍛造の工程および成形荷重を少なくす
ることができ、金型費用の削減や、成形時間の効率化が
可能で、バランシングウエイトを低価格で提供できる。

【００１０】ウエイト本体２０は、装着されるホイール
のフランジ部４０のカール部の内周面に沿って弧をなし
て延びる外形を有し、この弧の周方向をウエイト本体２
０の長手方向としている。ウエイト本体２０は、フラン
ジ部４０との接触面でかつウエイト本体２０の長さ（長
手方向）の中央部に、インロー部２２を有しており、イ
ンロー部２２は、フランジ部４０との接触面２０ａから
凹む底面２２ａと、その底面２２ａの幅方向（ウエイト
本体２０の長手方向と同じ方向）の端部にて接触面２０
ａに向かって立ち上がる一対の側面２２ｂとで構成され
ている。

【００１１】インロー部２２は、フランジ部４０に沿う
弧の半径方向に延びる半径方向部２２ｃと、装着される
ホイールの軸方向に延びる軸方向部２２ｄとを有してい
る。半径方向部２２ｃは、クリップ３０をかしめにより
係合するのに必要な、クリップ３０の厚みと等しいかそ
れよりも大きい深さを有している。軸方向部２２ｄは、
弧の軸芯方向に延び、クリップ３０の厚みとほぼ同じ深
さを有している。インロー部２２は、半径方向部２２ｃ
に、フランジ部４０に沿う弧の半径方向内方に向かって
ウエイト本体２０が移動しようとするとウエイト本体２
０がクリップ３０と係合する係合部２３（ウエイト本体
２０がクリップ３０に対して弧の半径方向内方に移動し
ようとすると、クリップ３０との係合により、それを抑
止する係合部２３）を有している。ウエイト本体２０
の、ホイール装着時ホイール軸芯に直交する面のうちホ
イール軸方向外方に位置する面２０ｂと、その面に直交
する面のうちホイールに接触しない面２０ｃにはインロ
ー部２２は不要である。ウエイト本体２０の外形および
インロー部２２の成形は、成形の容易性と効率向上の観
点から、冷間鍛造により行われる。

【００１２】クリップ３０は、ばね性を付与されてい
る。クリップ３０は、ウエイト本体２０のうちインロー
部２２の底面２２ａに沿って延び、ホイールのフランジ
部４０の立ち上がり部４２からホイールのフランジ部４
０の先端部４１にかけて滑らかに湾曲する面に接しなが
ら湾曲し、ホイールのフランジ部４０の先端部４１を包
み込むように湾曲して折り返され、ホイールのフランジ
部４０の先端部４１の外面を外側から押さえてそこで終
わっている。クリップ３０は、フランジ部４０に沿う弧
の半径方向に延びる半径方向部３０ｃと装着するホイー
ル４０の軸方向に延びる軸方向部３０ｄを有している。
クリップ３０の半径方向部３０ｃは、ウエイト本体２０
のインロー部２２の係合部２３に嵌合する係合部３３を
有する。

【００１３】ウエイト本体２０とクリップ３０の固定
は、図９（イ）に示すように、クリップ３０を、クリッ
プ表面をインロー部底面２２ａに密着させてウエイト本
体２０のインロー部２２に嵌合させ、インロー部２２の
一対の側面２２ｂの少なくとも一部をかしめてクリップ
３０の幅方向端部を押さえることにより行われる。固定
は、図９（ロ）に示すようにインロー部２２の側面２２
ｂの深さ方向の少なくとも一部を、ポンチ５０により押
しつぶしてウエイト本体材料をクリップ幅方向端部上に
せり出すようにかしめることにより行われる。

【００１４】ただし、この方法はかしめ後の形状からわ
かるように、ウエイト材の延性が必要なこと、大きなか
しめ力が必要であること、ホイールへの接触面２０から
クリップ表面までの空間が大きくなるためインロー部２
２の深さを大きくする必要があること、等のため、望ま
しくは図７に示すように、クリップ３０をインロー部２
２に嵌合させる前に、図７の（イ）のようにクリップ３
０の幅方向両端部のホイールへの接触面２０に近い部分
を面取りしておき（面取部を３０ａで示す）、次の図７
の（ロ）の工程でポンチ５０によりウエイト本体材料を
押し込むことにより、かしめる方法がよい。クリップ３
０に対する面取りは面取りパンチによる形成やグライン
ダーによる切削その他いずれの方法でもよい。この方法
は、図９に示した方法よりもかしめるための材料をかぶ
せる必要がなく、材料の流れがスムーズなため少量の加
工によってかしめた部分の剛性が高いかしめが可能とな
るため、プレス機等の仕様が小さいものでもかしめ加工
を行うことができる。また、少量の加工でかしめが可能
となるため、ウエイト素材の延性が低い場合でもかしめ
が可能となる。

【００１５】また、さらに望ましくは、図７に示したク
リップ３０の面取り加工に加えて図８に示すように、イ
ンロー部２２の深さをクリップ３０の厚みと同一にし、
またはほぼ同一にし、（ロ）の工程で中央部を逃がした
ポンチ５０によりウエイト本体材料を押し込むことによ
り、図７の方法よりもさらにホイールへの接触面２０か
らクリップ３０表面までの空間部を少なくすることがで
き、バランシングウエイトの密度を高くすることが可能
なため、ウエイトの幅を短くすることができ、バランス
がとりやすくなり、また、製作を簡略化でき、リム部へ
の取り付けも容易となる。インロー部２２を浅くするこ
とができればさらに鍛造加工の加圧力を減少させること
ができ、プレス機や金型への投資が少なくてすみ結果的
に低価格のバランシングウエイトを提供できる。通常、
ウエイト本体２０には、電着塗装などの表面処理が施さ
れ、クリップ３０には、通常、亜鉛メッキおよび／また
は電着塗装などの表面処理が施されている。クリップ３
０は、ホイールバランシングウエイト１０をホイールの
フランジ部４０に装着時、弾性をもってホイールのフラ
ンジ部４０に係合される。

【００１６】ウエイト本体２０とクリップ３０との固定
は以下の通りである。車輪回転時ウエイト本体２０にか
かるホイール半径方向外方への遠心力に対しては、ウエ
イト本体２０は外形を弧として外周面がホイールのフラ
ンジ部４０の先端部４１の内周面に密着しているので、
フランジ部４０の先端部４１により外周側から押さえら
れ、また、ホイールの半径方向内方への力に対しては、
クリップ３０の係合部３３とインロー部２２の係合部２
２の係合により支持されている。ウエイト本体２０にか
かるホイール軸方向荷重に対しては、クリップ３０が折
り返し部でフランジ部の端部４１に弾性力で食いついて
おり、ウエイト本体２０が係合部２３でかしめによりク
リップ３０に軸方向に移動不能に固定されていることに
より、ウエイト本体２０はクリップ３０を介してフラン
ジ部４０に支持されている。ホイールの周方向について
は、ウエイト本体２０はインロー部２２でクリップ３０
と嵌合固定される。したがって、ウエイト本体２０とク
リップ３０は、いずれの方向にも固定されている。

【００１７】つぎに、本発明の各実施例の特有な部分を
説明する。本発明の第１実施例では、図１〜図３に示す
ように、ウエイト本体２０の係合部２３には、ウエイト
本体２０のインロー部２２の半径方向部２２ｃに形成さ
れた、フランジ部４０に沿う弧の半径方向外方に行くに
つれて間隔が縮小するテーパー部２３ａがある。クリッ
プ３０の係合部３３は、ウエイト本体２０のテーパー部
２３ａに対応する部位に形成され、係合部２３に係合で
きる形状のテーパー部３３ａからなる。ウエイト本体２
０のテーパー部２３ａとクリップ３０のテーパー部３３
ａは、互いに係合される。テーパー部２３ａにより係合
させた場合、係合部２３は弧の半径方向内方に向かって
のみ、クリップ３０と係合する。

【００１８】本発明の第２実施例では、図４〜図６に示
すように、ウエイト本体２０の係合部２３には、ウエイ
ト本体２０のインロー部２２の一対の側面２２ｂに形成
され、対向する側面２２ｂに向かって突出する一対の突
出部２３ｂがある。クリップ３０の係合部３３は、ウエ
イト本体２０の突出部２３ｂに対応する部位に形成さ
れ、係合部２３に係合できる形状の後退部３３ｂからな
る。ウエイト本体２０の突出部２３ｂとクリップ３０の
後退部３３ｂは、互いに係合される。突出部２３ｂおよ
び後退部３３ｂにより係合させた場合、係合部２３は弧
の半径方向内方および外方に向かって、クリップ３０と
係合する。なお、先にのべたクリップ３０幅方向両端部
の面取りを行い、その後ウエイト本体材料をかしめるこ
とにより、ウエイト本体２０とクリップ３０とを結合す
る場合は、ウエイト本体２０とクリップ３０との結合が
格段に強まることから、バランシングウエイトの種類に
よってはウエイト本体２０のインロー部２２に形成され
る凸状の係合部２３を設ける必要がなく、クリップ３０
側に設けられている凹状の係合部３３があれば、ウエイ
ト本体材料がクリップ３０の係合部３３に押し込まれ
て、ウエイト本体２０とクリップ３０との係合力を十分
確保できる。したがって、ウエイト本体２０のインロー
部２２に凸状の係合部２３が形成されておらず、クリッ
プ３０側に凹状の係合部３３が形成されている場合も、
本発明に含まれる。

【００１９】

【発明の効果】請求項１のホイールバランシングウエイ
トによれば、つぎの効果が得られる。 イ、ウエイト本体に鉛以外の金属を用いたので環境保全
上好ましい。 ロ、冷間鍛造によりウエイト本体が成形されるので、生
産性が良い。 ハ、ウエイト本体とクリップの表面処理層を損傷した
り、クリップのばね特性を損なうことがない。 ニ、クリップを面取り加工したのちウエイト本体とかし
められるので、少量の加工によって剛性の高いかしめが
可能となる。請求項２のホイールバランシングウエイト
によれば、つぎの効果が得られる。 イ、ウエイト本体に鉛以外の金属を用いたので環境保全
上好ましい。 ロ、冷間鍛造によりウエイト本体が成形されるので、生
産性が良い。 ハ、ウエイト本体とクリップの表面処理層を損傷した
り、クリップのばね特性を損なうことがない。 ニ、クリップ幅方向両端部に面取りを設けたので、クリ
ップとウエイト本体との結合力が増大され、ホイールと
クリップ間の空間も小さくできる。請求項３のホイール
バランシングウエイトによれば、係合部がテーパー部か
らなるので、請求項１または請求項２の効果に加えて、
ウエイト本体がクリップに対してホイール半径方向内方
に移動しようとしてもその移動を確実に阻止できる。請
求項４のホイールバランシングウエイトによれば、係合
部が突出部と後退部とからなるので、請求項１または請
求項２の効果に加えて、ウエイト本体がクリップに対し
てホイール半径方向内方に移動しようとしてもその移動
を確実に阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のホイールバランシングウ
エイトの断面図である。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】本発明の第２実施例のホイールバランシングウ
エイトの断面図である。

【図５】図４の正面図である。

【図６】図４の平面図である。

【図７】本発明に適用するかしめ加工を示す断面図であ
る。

【図８】本発明に適用する他のかしめ加工を示す断面図
である。

【図９】本発明に適用する他のかしめ加工を示す断面図
である。

【図１０】従来のホイールバランシングウエイトの断面
図である。

【図１１】図１０の正面図である。

【図１２】図１０の平面図である。

【符号の説明】

１０ ホイールバランシングウエイト ２０ ウエイト本体 ２２ インロー部 ２２ａ インロー部の底面 ２２ｂ インロー部の側面 ２２ｃ インロー部の半径方向部 ２３ 係合部 ２３ａ テーパー部 ３０ クリップ ３０ａ 面取 ４０ ホイールのフランジ部 ４１ ホイールのフランジ部端部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエイト本体と前記ウエイト本体に固定
   されたクリップとからなり、 前記ウエイト本体は、鉛以外の金属材からなり、装着さ
   れるホイールのフランジ部に沿って弧をなして延びる外
   形を有し、装着されるホイールのフランジ部との接触面
   でかつ前記ウエイト本体の長さの中央部に、前記接触面
   から凹む底面と該底面の幅方向端部にて立ち上がる一対
   の側面を有するインロー部を有しており、該インロー部
   は前記弧の半径方向に延び前記クリップの厚さと同等か
   より大の深さを有する半径方向部を有しており、前記ウ
   エイト本体の外形および前記インロー部は冷間鍛造によ
   り成形されており、 前記クリップは、ばね性を備え、前記ウエイト本体の前
   記インロー部の前記底面に沿って延び、装着されるホイ
   ールのフランジ部の端部で折り返されて前記フランジ部
   の端部を把持する外形を有し、前記ウエイト本体と係合
   するための係合部を有しており、 前記クリップは、該クリップを前記ウエイト本体の前記
   インロー部に嵌合させる前に、前記クリップの幅方向両
   端部のうちホイールとの接触面に近い側を面取りしてお
   き、次に前記インロー部の前記一対の側面の少なくとも
   一部をかしめて前記クリップの幅方向両端部を押さえる
   ことにより、該ウエイト本体に固定されている、ホイー
   ルバランシングウエイト。
2. 【請求項２】 ウエイト本体と前記ウエイト本体に固定
   されたクリップとからなり、 前記ウエイト本体は、鉛以外の金属材からなり、装着さ
   れるホイールのフランジ部に沿って弧をなして延びる外
   形を有し、装着されるホイールのフランジ部との接触面
   でかつ前記ウエイト本体の長さの中央部に、前記接触面
   から凹む底面と前記底面の幅方向端部にて立ち上がる一
   対の側面を有するインロー部を有しており、前記インロ
   ー部は前記弧の半径方向に延び前記クリップの厚さより
   大の深さを有する半径方向部を有しており、前記インロ
   ー部は前記半径方向部に少なくとも前記弧の半径方向内
   方に向かって前記クリップと係合する係合部を有してお
   り、前記ウエイト本体の外形および前記インロー部は冷
   間鍛造により成形されており、 前記クリップは、ばね性を備え、前記ウエイト本体の前
   記インロー部の前記底面に沿って延び、装着されるホイ
   ールのフランジ部の端部で折り返されて前記フランジ部
   の端部を把持する外形を有し、前記ウエイト本体の前記
   インロー部の前記係合部に嵌合する係合部を有してお
   り、 前記クリップは、前記クリップを前記ウエイト本体の前
   記インロー部に嵌合し前記インロー部の前記一対の側面
   の少なくとも一部をかしめて前記クリップの幅方向端部
   を押さえることにより、該ウエイト本体に固定されてい
   る、ホイールバランシングウエイト。
3. 【請求項３】 前記ウエイト本体の前記係合部が、前記
   インロー部の前記半径方向部の前記一対の側面に形成さ
   れ、前記弧の半径方向外方にいくにつれて間隔が縮小す
   るテーパー部からなる、請求項１または請求項２記載の
   ホイールバランシングウエイト。
4. 【請求項４】 前記ウエイト本体の前記係合部が、前記
   インロー部の前記半径方向部の前記一対の側面に形成さ
   れ、前記一対の側面の各々から対向する側面に向かって
   突出している、請求項１または請求項２記載のホイール
   バランシングウエイト。