JP2000219001A - 自動車用ホイールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振れ精度がよく、強度が高い自動車用ホイー
ルとその製造方法の提供。 【解決手段】 表側フランジ１２、表側ビードシート部
１１を有する表側リム１０と、表側リム１０と別体に形
成され、ドロップ部２１、裏側ビードシート部２４、裏
側フランジ２５を有する裏側リム２０と、ホイール軸方
向と直交する方向に平板状に延びる部分３７を有し、平
板状に延びる部分３７の外周端３６で表側ビードシート
部１１の内周に接合されるとともに裏面にて裏側リム２
０と接合されるディスク３０と、一端がディスク３０の
表面に接合され他端が表側フランジ１２の先端に接合さ
れるフランジ補強リング４０と、からなる自動車用ホイ
ール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ホイール
とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ホイールにおいて、デザイン性
を配慮したホイールの中に、図５に示す構造の通常スタ
イルドホイールと称されるものがある。この構造のホイ
ールは、通常、エキスパンダーまたはシュリンカーによ
りほぼ真円に整形されており、ドロップ部１ａ、ビード
シート部２ａ、２ｂ、フランジ３ａ、３ｂが全て一体に
形成されている。ホイールは、リム１の表側ビードシー
ト部２ｂの内周面にディスク４の軸方向内側に立ち上が
る外周部５を嵌合させ、ディスク４の外周部５の端部５
ａとビードシート部２ｂの内周面とを溶接接合した構造
となっている。この構造のホイールを製作するには、リ
ム１のビードシート部２ｂの内周面の径に合致するよう
にディスク４の外周部５の外周面を切削し、ディスク４
をリム１のビードシート部２ｂ内周面に圧入または挿入
し、ディスク外周部５の端部５ａとリムビードシート部
２ｂ裏側をＭＡＧ溶接（通常、炭酸ガスアーク溶接）で
溶接していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の自動車
用ホイールとその製造方法にはつぎの問題があった。 ディスク立ち上がり部５をリムビードシート部２ｂ
内周面に溶接接合するホイール２は、筒状のディスク立
ち上がり部５の端部の剛性が小さいため、溶接熱変形が
生じやすく、ビードシート部２ｂの振れ精度を出しにく
い。また、通常、エキスパンダーまたはシュリンカーで
整形したリム１の２つのビードシート部２ａ、２ｂは互
いに芯ズレしており、２つのビードシート部２ａ、２ｂ
が一体に形成されたリム１では、振れ精度の大きな向上
は不可能であった。また、リム１は一般に薄板で形成さ
れるため、溶接後にビードシート部２ｂの形状をホイー
ル振れ精度を高めるために切削することは困難である。 ディスク４をビードシート部２ｂ内周側に圧入して
いたために、ディスク外周部５とビードシート部２ｂの
内周形状が正確に合致していないと、ホイールとして十
分な強度が得られない。そのため、ディスク外周部外周
面を切削する必要があり、切削工数がかかる。 ディスク４は板材を絞り成形することによって、一
体で製作していたので、軸方向内側に立ち上がるディス
クの外周部の分、ディスク素材の外径寸法が大となり、
使用材料が無駄になる。 ディスク外周部５とビードシート部２ｂとの溶接
は、狭い空間で行われるため、溶接欠陥が発生しやす
く、スパッタが発生しやすく、スパッタのホイールへの
付着が多く、その部分に錆が発生することがあった。 本発明の目的は、振れ精度がよく、強度が高い自動車用
ホイールとその製造方法を提供することにある。本発明
のもう一つの目的は、上記の目的に加え、リムの剛性を
向上させ、材料の無駄をなくした自動車用ホイールとそ
の製造方法を提供することにある。本発明のさらにもう
一つの目的は、上記の目的に加え、ホイールの組立て時
における接合が容易な自動車用ホイールとその製造方法
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） 表側フランジ、表側ビードシート部を有する表
側リムと、前記表側リムと別体に形成され、ドロップ
部、裏側ビードシート部、裏側フランジを有する裏側リ
ムと、ホイール軸芯方向と直交する方向に平板状に延び
る部分を有し該部分の外周端で前記表側ビードシート部
の内周に接合されるとともに裏面にて前記裏側リムと接
合されるディスクと、一端が前記ディスクの表面に接合
され他端が前記表側フランジの先端に接合されるフラン
ジ補強リングと、からなる自動車用ホイール。 （２） 表側フランジ、表側ビードシート部を有する表
側リムと、前記表側リムと別体に形成され、ドロップ
部、裏側ビードシート部、裏側フランジを有する裏側リ
ムと、ホイール軸芯方向と直交する方向に平板状に延び
る部分を有し該部分の外周端で前記表側ビードシート部
の内周に接合されるとともに裏面にて前記裏側リムと接
合されるディスクと、一端が前記ディスクの表面に接合
され他端が前記表側フランジの先端に接合されるフラン
ジ補強リングと、を有する自動車用ホイールの製造方法
であって、前記フランジ補強リングの一端を前記ディス
クの表面に接合する工程と、フランジ補強リングが接合
されたディスクを前記表側ビードシート部の内周に挿入
する工程と、前記表側リムと前記ディスクを接合する工
程と、前記フランジ補強リングの他端と前記表側リムフ
ランジを接合する工程と、前記ディスクと前記裏側リム
を接合する工程と、からなる自動車用ホイールの製造方
法。 （３） 前記フランジ補強リングは幅方向に対称形に成
形して幅方向中央で切断分離して形成される（２）記載
の自動車用ホイールの製造方法。

【０００５】上記（１）の自動車用ホイールおよび上記
（２）の自動車用ホイールの製造方法では、ディスク
は、軸方向内側に立ち上がるディスク外周部をもたず、
ホイールの軸芯に直交する方向に延びる平板状部をもつ
ため、平板状部の面内の剛性が向上し、表側ビードシー
ト部は剛性が向上したディスクの平板状部の外周端と接
合されるため、リムビードシートのディスクとの溶接時
の変形は従来に比べて小となり、ホイールの振れ精度が
向上する。また、表側ビードシート部は面内剛性、強度
が向上したディスクと接合されるため、ホイール軸芯と
直交する方向においてリムの剛性、強度が向上し、ホイ
ールの強度も向上する。また、リムにエキスパンダー、
シュリンカーによる真円整形をかけた後、リムを切断し
て表側リム、裏側リムを作製した場合、溶接組付けする
時に両リムの芯を合わせればよいので、従来のような一
体リムの場合の両リムビードシート部の整形による芯ず
れの問題は起こらず、振れ精度が向上する。また、フラ
ンジ補強リングをディスクの表面および表側フランジの
先端に接合するため、表側リムのフランジ部の剛性、強
度が向上する。さらに、ディスクに一体に形成されてい
た軸方向内側に立ち上がる外周部がなくなるため、ディ
スク素材は従来に比べて小とすることができる。さら
に、ディスク表面とフランジ補強リングの一端との接合
およびディスクと表側リムとの接合は、従来に比べて広
い空間で行うことができるため、溶接欠陥が発生し難
く、スパッタが発生し難くなり、錆発生抑制にもなる。
上記（３）の自動車用ホイールの製造方法では、高精度
なフランジ補強リングを容易に製作できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】まず、本発明実施例の自動車用ホ
イールを、図１〜図３を参照して、説明する。本発明実
施例の自動車用ホイールは、表側リム１０と、表側リム
１０と別体に形成される裏側リム２０と、ディスク３０
と、表側リム１０とディスク３０に接合されるフランジ
補強リング４０と、を有している。

【０００７】表側リム１０は、図１、図２に示すよう
に、表側ビードシート部１１と表側フランジ１２を有し
ており、表側フランジ１２は表側ビードシート部１１の
リム軸方向外側端につらなって形成されている。表側ビ
ードシート部１１の表側フランジ１２がつらなっていな
い側の端部には、図示略のタイヤ装着時にタイヤビード
の表側ビードシート部１１からの抜けを防止するための
ハンプ部１４が設けられている。

【０００８】裏側リム２０は、ホイールの軸方向中央部
に、図示略のタイヤ装着時にタイヤの一方のビードを落
とすためのドロップ部２１が設けられており、ドロップ
部２１の両端に、サイドウォール部２３ａ、２３ｂがつ
らなって形成されている。サイドウォール部２３ａ、２
３ｂとドロップ部２１は、それぞれ、ドロップ連結部２
２ａ、２２ｂによって連結されている。ドロップ連結部
２２ａ、２２ｂは、Ｒ形状に形成されている。サイドウ
ォール部２３ａのドロップ連結部２２ａが連結されてい
ない側の外周端から、裏側ビードシート部２４がリム軸
方向外側に向って延びている。裏側ビードシート部２４
の軸方向外側端には、裏側フランジ２５がつらなってい
る。２６はバルブが装着されるバルブ孔である。

【０００９】ディスク３０の径方向中央にはハブ穴３１
が設けられており、ハブ穴３１の周囲にハブ取付け部３
２が設けられている。ハブ取付け部３２には周方向に等
間隔にボルト穴３３が複数設けられている。ハブ（図示
略）から延びてくるハブボルト（図示略）をボルト穴３
３に挿通し、ハブボルトに図示略のハブナットを螺合す
ることにより、ホイールは、ディスク３０部位にてハブ
に固定される。ディスク３０は、ハブ取付け部３２の半
径方向外側端から軸方向外側かつ半径方向外方に斜めに
延び、この斜めに延びる部分３５の半径方向外側端から
ディスク３０の半径方向外側端部３６まで、ホイール軸
方向と直交する方向に平板状に延びている。そして、こ
の平板状に延びる部分３７に、周方向に間欠的に、飾り
穴３４が設けられている。ディスク３０は、半径方向外
側端で、表側ビードシート部１１内周面に、たとえばＭ
ＡＧ溶接（通常、炭酸ガスアーク溶接）にて、接合され
る。この溶接部をＷ１で示す。ディスク３０の平板状部
３７は、半径方向に、筒状に比べてはるかに大きな剛性
を有するので、平板状部３７の外周端３６で表側ビード
シート部１１と溶接しても、表側ビードシート部１１の
溶接時熱変形は抑制され、振れ精度、剛性、強度が向上
される。ディスク３０の裏面の、半径方向外側端部３６
と飾り穴３４との間の部分で、ディスク３０は、裏側リ
ム２０の裏側フランジ２５が設けられていない側の端部
と摩擦圧接にて接合されている。

【００１０】フランジ補強リング４０は、周方向に連続
しており、表側リム１０または裏側リム２０の板厚程度
またはそれ以下の板厚を有する。フランジ補強リング４
０の一方の端部またはその近傍は、表側フランジ１２の
軸方向外側端に接合され（この接合部をＷ３で示す）、
フランジ補強リング４０の他方の端部は、ディスク３０
表面の、半径方向外側端部３６と飾り穴３４との間の部
位に接合される（この接合部をＷ２で示す）。図１は、
フランジ補強リング４０の、表側フランジ１２と接合さ
れる側の端部が、表側フランジ１２の外側端と接合され
る場合を示している。図２は、フランジ補強リング４０
の端部近傍で表側フランジ１２に接合され、表側フラン
ジ１２との接合部からフランジ補強リング４０の端部ま
での部分が、表側フランジの一部を構成している場合を
示している。フランジ補強リング４０と表側フランジ１
２との接合Ｗ３は、たとえばＴＩＧ溶接にて行われ、フ
ランジ補強リング４０とディスク３０との接合Ｗ２は、
たとえばアーク溶接にて行われる。フランジ補強リング
４０と表側フランジ１２との接合は、表側リム１０とデ
ィスク３０との接合Ｗ１の前に行われるので、広い空間
を利用でき、溶接が容易である。

【００１１】つぎに、上記構造を有する本発明の自動車
用ホイールの製造方法を、図１〜図４を参照して説明す
る。まず、表側リム１０と裏側リム２０の製造方法を説
明する。表側リム１０と裏側リム２０は、たとえば、図
４に示すように、ドロップ部２１、サイドウォール部２
３ａ、２３ｂ、表側ビードシート部１１、裏側ビードシ
ート部２４、表側フランジ１２、裏側フランジ２５が全
て一体に形成されたリム５０（ただし、図４において、
サイドウォール部２３ａ、裏側ビードシート部２４、裏
側フランジ２５は、図示略）を、サイドウォール部２３
ｂと表側ビードシート部１１とのほぼ間の部位で切断
し、製造される。そのとき、表側リム１０の表側フラン
ジ１２が形成されていない側の端部１３（図１、図２参
照）は、図示略のタイヤ装着時に、タイヤに傷が付くこ
とを防止するために面取りした方がよい。ただし、表側
リム１０と裏側リム２０の製造方法は上記の方法に限る
ものではない。

【００１２】表側リム１０と裏側リム２０が製造された
後、ディスク３０の裏面にフランジ補強リング４０を当
接し、ホイール半径方向外側から、ディスク３０とフラ
ンジ補強リング４０とを、たとえばアーク溶接Ｗ２で接
合する。そのとき、ディスク３０と表側リム１０は接合
されていないため、ディスク３０とフランジ補強リング
４０との接合は広い空間を利用して行うことが可能であ
り、アーク溶接を施す場合でも溶接欠陥が発生し難く、
スパッタの発生は小となる。そのため、スパッタ付着部
からのホイールの錆の発生、ホイールの強度低下を、従
来より抑制することができる。

【００１３】ディスク３０とフランジ補強リング４０を
接合した後、ディスク３０を表側リム１０の表側ビード
シート部１１内周側に挿入または圧入し、ディスク３０
の外周端３６と表側ビードシート部１１の内周面をリム
軸方向中央側から接合（Ｗ１）する。ディスク３０の平
板状部３７は、半径方向に、筒形に比べてはるかに大き
な剛性を有するので、平板状部３７の外周端３６で表側
リム１０の表側ビードシート部１１と溶接しても、表側
ビードシート部１１の溶接時熱変形は抑制され、振れ精
度、剛性、強度が向上される。ディスク３０と表側ビー
ドシート部１１との接合をレーザ溶接等で行うとき、フ
ランジ補強リング４０のディスク３０と接合していない
側の端部と表側フランジ１２の軸方向外側端とを仮付け
溶接して固定しておくことにより、ディスク３０と表側
リム１０との組立溶接を容易化でき、かつ溶接時におけ
る表側フランジ１２の変形防止をはかることができる。
また、ディスク３０と表側リム１０との接合は、タイヤ
組付後のエアーシールのため、全周溶接とすることが望
ましい。

【００１４】ディスク３０と表側リム１０の表側ビード
シート部１１を接合した後、フランジ補強リング４０の
ディスク３０と接合していない側の端部またはその近傍
を、表側フランジ１２の軸方向外側端に接合（Ｗ３）す
る。フランジ補強リング４０と表側フランジ１２との接
合は、たとえばＴＩＧ溶接で行われ、溶接後に表側フラ
ンジ１２の形状になめらかに接するように仕上げ加工を
施す。表側リム１０とフランジ補強リング４０とが接合
されたディスク３０と、裏側リム２０とを、ディスク３
０裏面にて、摩擦圧接等で接合する。

【００１５】フランジ補強リング４０は、図３に示すよ
うに、断面形状が角部が丸められたＶ字状とされ、幅方
向に対称形に成形されたリング４１を、幅方向中央部で
切断して２分する方法により形成されることが望まし
い。そうすることによって、フランジ補強リング４０自
体は軸方向に非対称形状であるにかかわらず、高精度に
最終の形状に成形できる。

【００１６】本発明の自動車用ホイールでは、表側ビー
ドシート部１１の内周側のどの位置にディスク３０の外
周端を接合するかは、強度とデザインで選択可能であ
る。フランジ補強リング４０とディスク３０との接合
は、半径方向外側から行われ、接合後にディスク３０と
表側リム１０を接合することにより視認不可能となるた
め、仕上げ加工は不要となる。また、ディスク３０と表
側リム１０との接合箇所およびディスク３０と裏側リム
２０との接合箇所も、ホイールを組立て図示略のタイヤ
を装着した後、ディスク３０側の軸方向外側方向から視
認不可能となるため、仕上げ加工は不要である。

【００１７】

【発明の効果】請求項１の自動車用ホイールおよび請求
項２の自動車用ホイールの製造方法によれば、ディスク
は、軸方向内側に立ち上がるディスク外周部をもたず、
ホイールの軸芯に直交する方向に延びる平板状部をもつ
ため、平板状部の面内の剛性が向上し、表側ビードシー
ト部は剛性が向上したディスクの平板状部の外周端と接
合されるため、リムビードシートのディスクとの溶接時
の変形は従来に比べて小となり、ホイールの振れ精度が
向上する。また、表側ビードシート部は面内剛性、強度
が向上したディスクと接合されるため、ホイール軸芯と
直交する方向においてリムの剛性、強度が向上し、ホイ
ールの強度も向上する。また、リムにエキスパンダー、
シュリンカーによる真円整形をかけた後、リムを切断し
て表側リム、裏側リムを作製した場合、溶接組付けする
時に両リムの芯を合わせればよいので、従来のような一
体リムの場合の両リムビードシート部の整形による芯ず
れの問題は起こらず、振れ精度が向上する。また、フラ
ンジ補強リングをディスクの表面および表側フランジの
先端に接合するため、表側リムのフランジ部の剛性、強
度が向上する。さらに、ディスクに一体に形成されてい
た軸方向内側に立ち上がる外周部がなくなるため、ディ
スク素材は従来に比べて小とすることができる。さら
に、ディスク表面とフランジ補強リングの一端との接合
およびディスクと表側リムとの接合は、従来に比べて広
い空間で行うことができるため、溶接欠陥が発生し難
く、スパッタが発生し難くなり、錆発生抑制にもなる。
請求項３の自動車用ホイールの製造方法によれば、高精
度なフランジ補強リングを容易に製作できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の自動車用ホイールおよび本発明
実施例の自動車用ホイールの製造方法で製造された自動
車用ホイールの、組立後の半断面図である。

【図２】本発明実施例の自動車用ホイールおよび本発明
実施例の自動車用ホイールの製造方法で製造された自動
車用ホイールの、フランジ補強リングが表側フランジの
一部を構成する場合の、組立後の半断面図である。

【図３】本発明実施例の自動車用ホイールおよびその製
造方法で用いられるフランジ補強リングを製造する途中
段階でのリングの半断面図である。

【図４】本発明実施例の自動車用ホイールおよびその製
造方法で用いられる表側リムと裏側リムを製造する途中
段階でのリムの半断面図である。

【図５】従来の自動車用ホイールの半断面図である。

【符号の説明】

１０ 表側リム １１ 表側ビードシート部 １２ 表側フランジ ２０ 裏側リム ２１ ドロップ部 ２４ 裏側ビードシート部 ２５ 裏側フランジ ３０ ディスク ３６ 外周端部 ３７ 平板状部 ４０ フランジ補強リング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表側フランジ、表側ビードシート部を有
   する表側リムと、 前記表側リムと別体に形成され、ドロップ部、裏側ビー
   ドシート部、裏側フランジを有する裏側リムと、 ホイール軸芯方向と直交する方向に平板状に延びる部分
   を有し該部分の外周端で前記表側ビードシート部の内周
   に接合されるとともに裏面にて前記裏側リムと接合され
   るディスクと、 一端が前記ディスクの表面に接合され他端が前記表側フ
   ランジの先端に接合されるフランジ補強リングと、から
   なる自動車用ホイール。
2. 【請求項２】 表側フランジ、表側ビードシート部を有
   する表側リムと、 前記表側リムと別体に形成され、ドロップ部、裏側ビー
   ドシート部、裏側フランジを有する裏側リムと、 ホイール軸芯方向と直交する方向に平板状に延びる部分
   を有し該部分の外周端で前記表側ビードシート部の内周
   に接合されるとともに裏面にて前記裏側リムと接合され
   るディスクと、 一端が前記ディスクの表面に接合され他端が前記表側フ
   ランジの先端に接合されるフランジ補強リングと、を有
   する自動車用ホイールの製造方法であって、 前記フランジ補強リングの一端を前記ディスクの表面に
   接合する工程と、 フランジ補強リングが接合されたディスクを前記表側ビ
   ードシート部の内周に挿入する工程と、 前記表側リムと前記ディスクを接合する工程と、 前記フランジ補強リングの他端と前記表側リムフランジ
   を接合する工程と、 前記ディスクと前記裏側リムを接合する工程と、 からなる自動車用ホイールの製造方法。
3. 【請求項３】 前記フランジ補強リングは幅方向に対称
   形に成形して幅方向中央で切断分離して形成される請求
   項２記載の自動車用ホイールの製造方法。