JP2000203205A - ボス付きカップ部材及び車両用ホイ―ル - Google Patents

ボス付きカップ部材及び車両用ホイ―ル

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャストホイールに代わる車両用ホイールを
提供する。 【解決手段】 ボス付きカップ部材10に溶接にて取付
けたスポーク部51と、このスポーク部51に結合した
リム部52と、からなり、カップ部20、スポーク部5
1並びにリム部52を薄肉として軽量化を図ると共に、
ボス部25のみを十分に厚肉として剛性を高めことがで
きたことを示す。 【効果】 溶接ビード53をボス部20から遠避けるこ
とができ、このことにより、溶接熱がボス部20に影響
する虞れはなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用ホイール及び
この車両用ホイールに好適なボス付きカップ部材に関す
る。
【0002】
【従来の技術】車両用ホイールには、スポークにワイヤ
を使用したワイヤスポークホイールと、スポーク部をデ
ィスクにしたディスクホイールとが広く使用されてい
る。ディスクホイールには溶接型ホイールと、キャスト
ホイールと称する一体鋳造型ホイールとが普及してい
る。
【0003】まず、溶接型ホイールでは、ボス部にカッ
プ部を溶接した部材が主要部材となる。この主要部材の
具体例を図面で説明する。図6(a),(b)は従来の
ボス付きカップ部材の一例を示す図である。先ず、
(a)において、曲げ成形し且つ中央に孔101を有す
るカップ部102と、厚肉のボス部103とを準備し、
ボス部103を孔101に嵌合する。次に、(b)にお
いて、106は溶接ビードを示し、溶接でボス部103
をカップ部102に一体化することでボス付きカップ部
材100を得ることができる。
【0004】このボス付きカップ部材100は、ボス部
103の厚肉化とカップ部102の薄肉化とを同時に達
成することができるという構造的な利点があり、車両用
ホイールの要部部材、ブレーキドラム、発電機のロータ
若しくは同等の用途に好適な部材である。しかし、図6
(b)で溶接したときに、ボス部103に不可避的な歪
が発生するために、軸孔107は溶接後に仕上げ加工す
る必要があり、ボス部103にあっては素材→機械加工
→組付け→溶接→機械仕上げ加工の工程を踏まなければ
ならず、加工工数が嵩むことになる。
【0005】又、一体鋳造型ホイールに関する技術とし
て実開平1−80501号公報「自動二輪車用ホイー
ル」や実開昭59−18603号公報「車両用ホイー
ル」などが提案されている。上記は同公報の第1図に
よれば、ハブ14、スポーク部12及びリム11を一体
鋳造したキャストホイールに関する考案である。また、
上記は同公報の第2図によれば、リム部の中心軸線で
左右に2分割することのできる車両用ホイールに関する
考案である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記はハブ14、ス
ポーク部12及びリム11を一体鋳造した鋳造ホイール
である。鋳造では、溶湯の凝固時間をほぼ均等にするた
めに鋳造品の肉厚を大きく変更することはしない。しか
し、ハブ14は車軸を嵌合する関係で肉厚を大きくし、
スポーク部12及びリム11は軽量化のために肉厚を小
さくしなければならないが、この様な細かな要求にキャ
ストホイールを対応させるには無理がある。また、上記
はリム部を2枚重ね構造にしたものであるが、このリ
ム部を鋳造で製造したとすれば、2枚重ね構造のリム部
は厚くなりやすく、重くなりやすい。
【0007】従って、従来のキャストホイール(鋳造一
体型ホイール)では、ハブ(ボス)とスポーク部を一体
化することはできるものの、鋳造品であるから重くなり
やすく軽量化が図りにくい。加えたて鋳造後に軸穴加工
やスプライン加工を施さなければならぬので加工工数が
嵩むなどの課題が残ることになる。
【0008】以上に述べたとおり、溶接型ホイール、一
体鋳造型ホイールのいづれにおいても課題がある。そこ
で、本発明の目的は加工工数が少なくて済み、肉厚の調
整が自在であるボス付きカップ部材及びそれを取入れた
車両用ホイールを提供することにある。
【0009】
【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、カップ部の中央に、回転軸又は固定軸に
嵌合させるボス部を設けたボス付きカップ部材におい
て、このボス付きカップ部材は、ボス部からカップ部ま
で継ぎ目のないプレス一体成形品であることを特徴とす
る。ボス付きカップ部材を、鋳造でなく、溶接でもな
く、塑性加工法で製造する。鋳造ではないから、肉厚の
変更は自在であり、また、溶接をしないので溶接熱によ
る歪を心配する必要は無い。
【0010】請求項2は、請求項1記載のボス付きカッ
プ部材を、平板を素材としてプレス成形して得たもので
あることを特徴とする。素材が平板であるため、材料費
は廉価となり、製品コストを大幅に下げることができ
る。
【0011】請求項3は、請求項1又は請求項2記載の
ボス付きカップ部材と、このボス付きカップ部材に溶接
にて取付けたスポーク部と、このスポーク部に結合した
リム部とから、車両用ホイールを構成したものである。
塑性加工法で製造したボス付きカップ部材に、スポーク
部並びにリム部を組合わせることで、車両用ホイールを
得る。カップ部とスポーク部との間を溶接してもボス部
まで溶接熱が影響することはない。
【0012】
【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。図1は本発明に係るボス付きカ
ップ部材の断面図であり、ボス付きカップ部材10は、
ドラム部分21とディスク部分22とからなるカップ部
20の中央、正確にはディスク部分22の中央に、回転
軸又は固定軸に直接若しくは間接的に嵌合するボス部2
5を一体形成したものである。ボス部25にスプライン
などの歯型を同時成形することも可能である。ボス部2
5の肉厚t1は大きく、ドラム部分21の肉厚t2は小
さい如くに部分によって肉厚に差をつけたが、これは、
ディスク部分22において肉厚を徐々に変更した結果に
よる。
【0013】以上の構成のボス付きカップ部材の塑性加
工法の一例を次に説明する。なお、塑性加工法の一例を
示すに過ぎないので、塑性加工に用いる金型やプレス機
は周知のものを使用するものとして、図示しない。図2
(a)〜(d)は本発明のボス付きカップ部材の製造工
程図(前半)である。 (a):ドーナツ形平板(又は平板)のブランク30を
準備する。なお、このブランク材30としては、アルミ
ニウム合金やチタン合金などの軽金属、炭素鋼、ステン
レス鋼、銅合金などが適当である。このブランク材30
を次の要領で塑性加工する。なお、ドーナツ形平板は中
央が孔がボス部及び軸孔を形成する上で役立つ。しか
し、平板を素材として打ち抜き加工で外周及び内周を形
成してもよい。従って、素材をドーナツ形平板、円板又
は単なる平板とするかは自由である。 (b):図示せぬ絞り金型にて、絞ることによりベル型
断面の第1次成形体31を得る。この第1次成形体31
を更に塑性加工する。 (c):アプセット加工法にて、半完成ボス部32及び
半完成カップ部33からなる第2次成形体34を得る。
この第2次成形体34を更に塑性加工する。 (d):張出し加工法にて、半完成ボス部32を張出し
且つ半完成カップ部33を張出して第3次成形体35を
得る。この第3次成形体35を更に塑性加工する。
【0014】図3(a)〜(c)は本発明のボス付きカ
ップ部材の製造工程図(後半)である。 (a):半完成カップ部33を更に絞り、結果として、
先端に圧肉部36を残すことで第4次成形体37を得
る。得られた第4次成形体37に塑性加工を加える。 (b):図示せぬサイジング金型及びサイジングプレス
機にて仕上げ加工を施して、ボス部25(但し機械加工
は未了)及びカップ部20からなるボス付きカップ部材
10を得る。
【0015】(c):別工程でスポーク部51及びこの
スポーク部51に結合(溶接、リベットなど)したリム
部52とを製造しておき、スポーク部51にボス付きカ
ップ部材10を組付け、溶接すればよい。これで車両用
ホイール50を得ることができる。53,53は溶接ビ
ードであり、溶接ビード53,53はボス部25から十
分に離れており、溶接熱がボス部25に影響する心配は
ない。なお、以上に述べた塑性加工は熱間加工、温間加
工、冷間加工のいづれであってもよいが、仕上り精度の
点で冷間加工が最適である。
【0016】図4は本発明に係る車両用ホイールの断面
図であり、車両用ホイール50は、ボス付きカップ部材
10と、このボス付きカップ部材10に溶接にて取付け
たスポーク部51と、このスポーク部51に結合したリ
ム部52と、からなり、カップ部20、スポーク部51
並びにリム部52を薄肉として軽量化を図ると共に、ボ
ス部25のみを十分に厚肉として剛性を高めことができ
たことを示す。55はタイヤである。
【0017】なお、この車両用ホイール50は、一見し
たところ従来の溶接型ホイールに似ているが、ボス部2
0とディスク部分22との間を溶接せずに塑性加工で一
体的に繋げたことを特徴とする。すなわち、溶接ビード
53をボス部20から遠避けたことを特徴とする。この
ことにより、溶接熱がボス部20に影響する虞れはな
い。
【0018】図5は図1の別実施例に係るボス付きカッ
プ部材の断面図であり、このボス付きカップ部材60
は、ドラム部分61aとディスク部分60dとからなる
カップ部61の中央、正確にはディスク部分61bの中
央に、ボス部62を一体形成したことは図1と共通する
が、ボス部62をディスク部分61bから双方向(図で
は左右)へ張出し、且つ肉を更に厚くすることにより、
段付き孔63を形成したことを特徴とする。
【0019】この様に、本発明によればボス部62とカ
ップ部61とを連続的に一体形したものであるにも拘ら
ず、剛性を確保するためにボス部62の肉厚を増すこ
と、並びに軽量化を図るためにカップ部61を薄肉化す
ることを同時に達成できることを特徴とする。一体成形
品であるから、溶接を施す必要がなく、溶接熱による歪
を心配する必要も無い。
【0020】尚、本発明のボス付きカップ部材10,6
0は、金属素材を塑性加工することで製造しえたもので
あり、塑性加工はプレス(鍛造を含む。)法若しくは同
等の加工法で実施すればよい。従って、実施の形態で説
明した製造方法は代表例を示したに過ぎず、ダイやパン
チの形式、形状は任意であり、またプレスの回数も必要
に応じて増減すればよいものである。
【0021】又、本発明のボス付きカップ部材10,6
0は、車両用ホイールの要部部材に好適であるが、その
他、ブレーキドラムや発電機ロータとしても活用できる
ので、用途を特に限定するものではない。
【0022】さらには、請求項1では、ドーナツ状円板
に限らず、適当な大きさの金属ビレット(塊)を素材と
して、鍛造法やプレス法にて得た一体成形品であっても
よい。
【0023】
【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では、ボス付きカップ部材を、鋳造でな
く、溶接でもなく、塑性加工法で製造する。鋳造ではな
いから、肉厚の変更は自在であり、また、溶接をしない
ので溶接熱による歪を心配する必要が無い。この結果、
歪取りを目的とした機械加工を省くことができ、加工工
数の削減が図れる。加えて、剛性を確保するためにボス
部の肉厚を増すこと、並びに軽量化を図るためにカップ
部を薄肉化することを同時に達成できる。
【0024】請求項2は、請求項1記載のボス付きカッ
プ部材を、平板を素材としてプレス成形して得たもので
あることを特徴とし、素材が平板であるため、材料費は
廉価となり、製品コストを大幅に下げることができる。
【0025】請求項2は、塑性加工法で製造したボス付
きカップ部材に、スポーク部並びにリム部を組合わせる
ことで、車両用ホイールを得る。カップ部とスポーク部
との間を溶接してもボス部まで溶接熱が影響することは
ない。この結果、歪取りを目的とした機械加工を省くこ
とができ、加工工数の削減が図れる。加えて、剛性を確
保するためにボス部の肉厚を増すこと、並びに軽量化を
図るためにカップ部を薄肉化することを同時に達成でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るボス付きカップ部材の断面図
【図2】本発明のボス付きカップ部材の製造工程図(前
半)
【図3】本発明のボス付きカップ部材の製造工程図(後
半)
【図4】本発明に係る車両用ホイールの断面図
【図5】図1の別実施例に係るボス付きカップ部材の断
面図
【図6】従来のボス付きカップ部材の一例を示す図
【符号の説明】
10,60…ボス付きカップ部材、20,61…カップ
部、21,61a…ドラム部分、22,61b…ディス
ク部分、25,62…ボス部、50…車両用ホイール、
51…スポーク部、52…リム部、53…溶接ビード。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カップ部の中央に、回転軸又は固定軸に
    嵌合させるボス部を設けたボス付きカップ部材におい
    て、このボス付きカップ部材は、前記ボス部からカップ
    部まで継ぎ目のないプレス一体成形品であることを特徴
    としたボス付きカップ部材。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のボス付きカップ部材は、
    平板を素材としてプレス成形して得たものであることを
    特徴とするボス付きカップ部材。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載のボス付きカ
    ップ部材と、このボス付きカップ部材に溶接にて取付け
    たスポーク部と、このスポーク部に結合したリム部と、
    からなる車両用ホイール。
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