JP2000219002A - 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】 整形後のリムを切断して形成され、表側
ビードシート部１１、表側フランジ１２を有する表側リ
ム１０と、整形後のリムを切断して形成され、表側リム
１０と別体に形成される裏側リム２０と、ホイール軸芯
と直交する方向に延びる外周端部３５を有し、外周端部
３５にて表側リム１０の表側ビードシート１１内周に接
合されるとともに、裏面にて裏側リム２０と接合される
ディスク３０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７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
ホイールのリム１は、通常、エキスパンダーまたはシュ
リンカーにより整形されており、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のビードシート
部２ｂの内周側の面にディスク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
５ａとビードシート部２ｂの内周側とを接合した構造と
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の内周側の寸法に合致するよう
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内周側に圧入または挿入
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では、筒状のディスク立
ち上がり部５を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は互いに芯ズレ
しており、これを矯正することは不可能に近かった。そ
のため、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、ディスク外周部の外
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） 整形後のリムを切断して形成され、表側ビード
シート部、表側フランジを有する表側リムと、整形後の
リムを切断して形成され、前記表側リムと別体に形成さ
れる裏側リムと、ホイール軸芯と直交する方向に延びる
外周端部を有し該端部にて前記表側リムの表側ビードシ
ート部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、からなる自動車用ホイー
ル。 （２） 整形後のリムを切断して、表側ビードシート
部、表側フランジを有する表側リムと、該表側リムと別
体に形成される裏側リムと、を形成する工程と、前記表
側リムの表側ビードシート部内周にディスクを接合する
工程と、前記裏側リムを、前記表側リムの裏側リムと切
断された端部に接合するとともに前記ディスク裏面に接
合する工程と、からなる自動車用ホイールの製造方法。 （３） 整形後のリムを切断して、表側ビードシート
部、表側フランジを有する表側リムと、該表側リムと別
体に形成される裏側リムと、を形成する工程と、前記表
側リムの表側ビードシート部内周にホイール軸芯と直交
する方向に延びる外周端部を有するディスクを接合する
工程と、前記裏側リム端部を前記ディスク裏面に接合す
る工程と、前記裏側リムと前記表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。 （４） 前記裏側リムとディスクとの接合は摩擦圧接に
て行われる（２）または（３）記載の自動車用ホイール
の製造方法。 （５） 前記裏側リムと表側リムとの接合は摩擦圧接に
て行われる（２）記載の自動車用ホイールの製造方法。 （６） 前記裏側リムと表側リムとの接合はレーザ溶接
にて行われる（６）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）〜（６）の自動車用ホイールの製造方法では、デ
ィスクが軸方向内側に立ち上がるディスク外周部をもた
ずホイール軸芯と直交する方向に延びる外周端部をもつ
ため、ホイール軸芯と直交する方向におけるディスクの
強度が向上し、表側ビードシート部は強度が向上したデ
ィスクと接合されるため、リム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、表側リムは強度が向上したディスクと接合されるた
め、軸芯の直交方向においてリムの強度が向上し、ホイ
ールの強度が向上する。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、裏側リムを作製するので、溶接組付けする
時に両リムの芯を合わせることにより、従来のような一
体リムの場合の両リムのビードシート部の整形による芯
ズレの問題は起こらず、振れ精度が向上する。また、表
側リムとディスクとの接合箇所を表側ビードシート部と
表側フランジとの連結Ｒ部分（剛性大の部分）に近い部
分に接合することが可能となり、リムの振れ精度、剛性
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いため、ディスク素
材を従来に比べて小とすることができる。さらに、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、錆発生を抑制できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明の第１実施例
の自動車用ホイールとその製造方法を示しており、図４
〜図６は本発明の第２実施例の自動車用ホイールとその
製造方法を示している。本発明の第１実施例、第２実施
例に共通する部分には、本発明の第１実施例、第２実施
例にわたって同じ符号を付してある。まず、本発明の第
１実施例、第２実施例にわたって共通する部分を、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、を有してい
る。

【０００７】表側リム１０と裏側リム２０は、図２に示
すように、エキスパンダーまたはシュリンカーで整形し
た後のリム４０を軸方向に２つに切断することにより、
別体に形成される。表側リム１０は、図１、図３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１
１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と表側フランジ１２との連結部分
は、断面Ｒ形状に形成されている。

【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。２７は、バルブが装着されるバルブ孔である。裏側
リム２０は、表側リム１０とに切断される側の端部２６
から離れた位置で、表側リム１０と摩擦圧接、またはレ
ーザ溶接等にて接合され、端部２６で、ディスク３０と
摩擦圧接にて接合される。

【０００９】ディスク３０は、ディスク３０の径方向中
央にハブ穴３１が設けられており、ハブ穴３１の周囲に
ハブ取付け部３２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３３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、ホイ
ール軸芯と直交する方向に平板状に延びる外周端部３５
を有する。外周端部３５はホイール軸芯と直交する方向
に大きな剛性を有し、裏側リム１０との溶接（Ｗ１）の
熱変形を抑制し、表側リム１０の表側ビードシート部１
１の振れ精度を向上させ、かつ表側ビードシート部１１
の剛性、強度を向上させる。ディスク３０の外周端部３
５とハブ取付け部３２とを連結する連結部３６は若干屈
曲してはいるが、ほぼホイール軸芯と直交する方向に延
びている。そして、この連結部３６に、ホイール周方向
に間欠的に、飾り穴３４が設けられている。ディスク３
０は、半径方向外側端で、表側ビードシート部１１内周
に、アーク溶接（ＭＡＧ溶接など）、レーザ溶接等にて
接合される。Ｗ１はその溶接部を示す。ディスク３０
は、ディスク３０の裏面側の半径方向外側端と飾り穴３
４との間の部分で、裏側リム２０と摩擦圧接にて接合さ
れる。

【００１０】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３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、図２に示すよ
うに、ドロップ部２１、サイドウォール部２３ａ、２３
ｂ、表側ビードシート部１１、裏側ビードシート部２
４、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４０を、エキスパンダーまたはシュリン
カーで整形後、サイドウォール部２３ｂと表側ビードシ
ート部１１とのほぼ間の部分で切断し、互いに別体に製
造される。リム４０には、表側ビードシート部１１とサ
イドウォール部２３ｂとの間に、ホイール半径方向外側
に突出するハンプ部５０が一体に形成されている。リム
４０から表側リム１０と裏側リム２０を製造する際に、
材料歩留りを良くし、切断を容易にするために、リム４
０の切断予定位置の断面形状を他の断面形状より薄くし
て成形しておくことが望ましい。

【００１１】表側リム１０と裏側リム２０が製造された
後、図１、図３に示すように、ホイール軸芯と直交する
方向に延びる、ディスク３０の半径方向外側端部３５
を、表側ビードシート部１１の内周側に挿入または圧入
し、ディスク３０と表側ビードシート部１１をリム軸方
向中央側から、たとえばアーク溶接、レーザ溶接で接合
する。Ｗ１はその溶接部を示す。溶接Ｗ１は、剛性大の
ディスク外周端部３５にて行われるので、溶接熱変形を
抑制でき、表側ビードシート部１１の振れ精度を向上で
き、表側ビードシート部１１の強度を向上できる。

【００１２】ディスク３０と表側リム１０を接合した
後、裏側リム２０とディスク３０とを接合する。裏側リ
ム２０とディスク３０との接合は、裏側リム２０の端部
２６と、ディスク３０の裏面とを、摩擦圧接することに
より行われる。そのとき、裏側リム２０は、裏側リム２
０の端部２６から離れた部分で、ディスク３０との接合
と同時に、表側リム１０と摩擦圧接にて接合されてもよ
いし、または、ディスク３０との接合後に、レーザ溶接
等にて表側リム１０と接合されてもよい。裏側リム２０
とディスク３０との摩擦接合部が飾り穴３４から見える
場合、半径方向内側から圧接時に発生するバリを除去す
ることが望ましい。

【００１３】本発明の自動車用ホイールとその製造方法
では、ディスク３０の飾り穴３４を、ディスク３０の半
径方向外側端近傍まで形成することが可能となるため、
通常設けられている水抜き用の穴は不要となる。従来の
自動車用ホイールとその製造方法では、ディスクとリム
とを接合する場合、接合部がディスクに形成された飾り
穴から見える場合が多いが、本発明実施例では、ディス
ク３０と表側リム１０との接合部は裏側リム２０を接合
することにより飾り穴３４から視認不可能となり、アー
ク溶接を施す場合でも、スパッタの除去を行う必要はな
い。

【００１４】ディスク３０と表側リム１０との接合箇所
は、表側ビードシート部１１の内周側で表側フランジ１
２側の断面Ｒ形状部分１１ａ近傍とすることができ、リ
ムの剛性を従来に比べて大きく向上させることができ
る。また、表側リム１０とディスク３０を接合する時に
はディスク３０と裏側リム２０はまだ接合されていない
ため、表側リム１０とディスク３０との接合は広い空間
を利用することが可能であり、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。

【００１５】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を
説明する。本発明の第１実施例では、図１および図３に
示すように、表側リム１０が表側フランジ１２と表側ビ
ードシート部１１のみを有するようにリム４０を切断す
る。リム４０を切断した後、ディスク３０の半径方向外
周端部３５を表側ビードシート部１１内周側に挿入また
は圧入し、リム軸方向中央側からアーク溶接にて接合す
る。アーク溶接は、全周にわたって連続溶接でも断続溶
接でもよい。この場合、ディスク３０の半径方向外側端
に開先を加工してもよい。

【００１６】ディスク３０と表側リム１０を接合した
後、裏側リム２０の端部２６をディスク３０の裏面に当
接し、それと同時に裏側リム２０のハンプ部５０を表側
リム１０の裏側リム２０とに切断される側の端部に当接
する。その後、相対回転させて摩擦圧接にて、裏側リム
２０とディスク３０、裏側リム２０と表側リム１０を同
時に接合する。裏側リム２０と表側リム１０の接合部に
発生したバリは、ホイール半径方向外側から切削等を施
すことにより除去する。また、裏側リム２０とディスク
３０との接合部が飾り穴３４から見える場合は、ホイー
ル半径方向内側から、バリを切削等により除去してもよ
い。本発明の第１実施例では、表側リム１０と裏側リム
２０とディスク３０を接合した後、表側ビードシート部
１１の剛性は上がるため、表側ビードシート部１１を切
削し、ホイールの振れ精度を高めることができる。

【００１７】本発明の第２実施例では、図４および図６
に示すように、表側リム１０が表側フランジ１２と表側
ビードシート部１１とハンプ部５０のみを有するよう
に、リム４０を切断する。切断後、表側リム１０のハン
プ部５０が形成されている側の端部５０ａは、図示略の
タイヤ装着時に、タイヤに傷が付くことを防ぐために、
面取りしたほうがよい。リム４０を切断した後、ディス
ク３０の半径方向外周端部３５を表側ビードシート部１
１の内周側に挿入または圧入しリム軸方向中央側からレ
ーザ溶接にて接合する。

【００１８】ディスク３０と表側リム１０を接合した
後、裏側リム２０を表側ビードシート部１１の内周に接
触させながら、裏側リム２０の端部２６をディスク３０
の裏面に当接し、裏側リム２０とディスク３０を相対回
転させながら摩擦圧接にて接合する。裏側リム２０とデ
ィスク３０との接合部が飾り穴３４から見える場合は、
ホイール半径方向内側から、バリを切削等により除去し
てもよい。裏側リム２０とディスク３０を接合した後、
裏側リム２０と表側リム１０をレーザ溶接にて接合す
る。接合箇所は、裏側リム２０と、表側ビードシート部
１１の内周または表側ビードシート部１１とハンプ部５
０との連結部と、である。レーザ溶接の場合は、溶接変
形は小となり、ホイール組立て後に表側ビードシート部
１１の切削は不要である。

【００１９】

【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〜請求項６の自動車用ホイールの製造方法によれ
ば、ディスクが軸方向内側に立ち上がるディスク外周部
をもたずホイール軸芯と直交する方向に延びる外周端部
をもつため、ホイール軸芯と直交する方向におけるディ
スクの強度が向上し、表側ビードシート部は強度が向上
したディスクと接合されるため、リムの溶接時の変形は
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、表側リムは強度が向上したディスクと接合さ
れるため、軸芯の直交方向においてリムの強度が向上
し、ホイールの強度が向上する。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、裏側リムを作製するので、溶接組
付けする時に両リムの芯を合わせることにより、従来の
ような一体リムの場合の両リムのビードシート部の整形
による芯ズレの問題は起こらず、振れ精度が向上する。
また、表側リムとディスクとの接合箇所を表側ビードシ
ート部と表側フランジとの連結Ｒ部分（剛性大の部分）
に近い部分に接合することが可能となり、リムの振れ精
度、剛性が向上する。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いため、デ
ィスク素材を従来に比べて小とすることができる。さら
に、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、錆発生を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の自動車用ホイールおよび
本発明の第１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】本発明の第１実施例の自動車用ホイールおよび
本発明の第１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リムの、切断前の段階にお
ける、切断部とその近傍を示す断面図である。

【図３】本発明の第１実施例の自動車用ホイールおよび
本発明の第１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、裏側リムを接合する前の
段階における、表側リムとディスクとの接合部とその近
傍を示す断面図である。

【図４】本発明の第２実施例の自動車用ホイールおよび
本発明の第２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、組立後の接合部とその近
傍を示す断面図である。

【図５】本発明の第２実施例の自動車用ホイールおよび
本発明の第２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リムの、切断前で、切断部
とその近傍を示す断面図である。

【図６】本発明の第２実施例の自動車用ホイールおよび
本発明の第２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、裏側リムを接合する前の
段階における、表側リムとディスクとの接合部とその近
傍を示す断面図である。

【図７】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 ３０ ディスク ３４ 飾り穴 ３５ ディスク外周端部 ４０ （切断前の）リム ５０ ハンプ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｂ 23/00 Ｂ６０Ｂ 23/00 Ａ (72)発明者 海老原 治 東京都千代田区四番町５番地９ トピー工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 4E067 BG00 EB00 4E068 BD00 DA00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 整形後のリムを切断して形成され、表側
   ビードシート部、表側フランジを有する表側リムと、 整形後のリムを切断して形成され、前記表側リムと別体
   に形成される裏側リムと、 ホイール軸芯と直交する方向に延びる外周端部を有し該
   端部にて前記表側リムの表側ビードシート部内周に接合
   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、からなる自動車用ホイール。
2. 【請求項２】 整形後のリムを切断して、表側ビードシ
   ート部、表側フランジを有する表側リムと、該表側リム
   と別体に形成される裏側リムと、を形成する工程と、 前記表側リムの表側ビードシート部内周にディスクを接
   合する工程と、 前記裏側リムを、前記表側リムの裏側リムと切断された
   端部に接合するとともに前記ディスク裏面に接合する工
   程と、からなる自動車用ホイールの製造方法。
3. 【請求項３】 整形後のリムを切断して、表側ビードシ
   ート部、表側フランジを有する表側リムと、該表側リム
   と別体に形成される裏側リムと、を形成する工程と、 前記表側リムの表側ビードシート部内周にホイール軸芯
   と直交する方向に延びる外周端部を有するディスクを接
   合する工程と、 前記裏側リム端部を前記ディスク裏面に接合する工程
   と、 前記裏側リムと前記表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。
4. 【請求項４】 前記裏側リムとディスクとの接合は摩擦
   圧接にて行われる請求項２または請求項３記載の自動車
   用ホイールの製造方法。
5. 【請求項５】 前記裏側リムと表側リムとの接合は摩擦
   圧接にて行われる請求項２記載の自動車用ホイールの製
   造方法。
6. 【請求項６】 前記裏側リムと表側リムとの接合はレー
   ザ溶接にて行われる請求項３記載の自動車用ホイールの
   製造方法。