JP2000233601A - スポーク型ホイールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクがリムビードシート部に溶接されな
いスポーク型ホイールとその製造方法の提供。 【解決手段】 フランジ部、ビードシート部、ドロップ
部を有するリム１０と、先端をスポーク状に分離したデ
ィスク２０と、各スポーク部の先端部に接合されたリム
のフランジ壁に当接、接合されるリムフランジ付け根Ｒ
部補強リング３０と、ディスク裏面とリムのドロップ部
１３近傍に接合されるスポーク部補強部材４０と、から
なるスポーク型ホイールとその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スポーク型ホイー
ルとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、製造されている鋼製ホイール
は、一般にリムのドロップ部かビードシート部の内径側
にディスクを圧入（嵌入）した後に溶接する方法で組立
られる。このうち、意匠的にスポーク形状を意識したホ
イールでは、リムのビードシート部に圧入する（いわゆ
る、スタイルドホイール）場合が多い。しかるに、ビー
ドシート部はタイヤが装着される部分であり、表面的に
径が広くなる（一般に５°テーパー）設計になってい
る。そのために圧入後の移動時にディスクが動き易く、
種々の問題が生じている。また、このテーパーに極力合
わせるためにディスク外周を切削しているが、この切削
は上記の動き防止の点からも必要になっている。しか
し、この切削を行うためにプレス時の素材寸法を極端に
大きくしておく必要があった。また、切削不良は、振れ
不良に直接つながるので、基準面や基準芯でプレス成形
後のディスクを切削機（旋盤）に慎重にセットする必要
があった。従来のような構造で、飾り穴を外周方向に大
きくすると、ディスクの外周にその歪が影響して、切削
がし難い。ひいては振れ不良の原因になる。上記の他、
飾り穴の大きさは強度に影響するので、それらの全ての
点を考慮して飾り穴の大きさは決定されてきたが、結果
としてスポークとは言い難い外観に甘んじてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の鋼製ス
ポーク型ホイールにはつぎの問題がある。 従来の鋼製ホイールでは、飾り穴部を拡大して、残
りの部分をスポーク状に見立てて、擬スポーク型ホイー
ルを製作することが多かった。しかし、この方法では、
上記の如く、ディスク外周の切削加工が必要である、切
削用にディスク厚さを大にしておかなければならず軽量
化が困難である、飾り穴を大きくし過ぎるとホイールの
強度低下を招く、などの問題がある。 ディスクをリムビードシート部に溶接接合するの
で、リムビードシート部に溶接時に熱歪が生じ、振れ精
度や強度に問題が生じる。溶接後、リムビードシート部
の外周に切削加工を施して対策すると、リムの厚さを大
にしておかなければならず、軽量化上問題が生じる。 従来の鋼製ホイールの構造では、リムにディスクを
圧入する必要があったので、組立工程において圧入工程
と溶接工程との２工程が必要であった。２工程あると、
圧入状態で溶接機まで移動する必要が生じ、その間にリ
ムからディスクが抜け出す方向に微妙に動き、そのまま
溶接をして溶接不良や振れ不良品を製造してしまうこと
があった。 本発明の目的は、ディスクがリムビードシート部に挿入
はされるが、ディスクがリムビードシート部に圧入、溶
接接合されることがない、スポーク型ホイールとその製
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） フランジ部、ビードシート部、ドロップ部を有
するリムと、先端をスポーク状に分離したディスクと、
各スポーク部の先端部に接合されて各スポーク部の先端
部を周方向に連結しかつリムのフランジ壁に当接、接合
されるリムフランジ付け根Ｒ部補強リングと、ディスク
裏面とリムのドロップ部近傍との間にわたってホイール
軸方向に延びディスク裏面とリムのドロップ部近傍に接
合されるスポーク部補強部材と、からなるスポーク型ホ
イール。 （２） 先端をスポーク状に分離したディスクの各スポ
ーク部の先端部に各スポーク部の先端部を周方向に連結
するリムフランジ付け根Ｒ部補強リングを接合し、つい
で、リムフランジ付け根Ｒ部補強リングが接合されたデ
ィスクをリムのフランジ付け根Ｒ部またはビードシート
部に挿入するとともにリムフランジ付け根Ｒ部補強リン
グをリムのフランジ壁に当接させリムのフランジ壁に接
合し、ついで、ディスク裏面とリムのドロップ部近傍と
の間にわたってホイール軸方向に延びるスポーク部補強
部材をディスク裏面とリムのドロップ部近傍に接合す
る、スポーク型ホイールの製造方法。 （３） リムフランジ付け根Ｒ部補強リングとリムとの
接合が全周にわたっており、かつ摩擦接合である（２）
記載のスポーク型ホイールの製造方法。 （４） スポーク部補強部材が丸棒からなり、スポーク
部補強部材とディスク本体との接合が摩擦接合である
（２）記載のスポーク型ホイールの製造方法。

【０００５】上記（１）のスポーク型ホイールおよび上
記（２）〜（４）のスポーク型ホイールの製造方法で
は、ディスクのスポークは周方向に分離しており、スポ
ーク外周ににリムフランジ付け根Ｒ部補強リングを接合
し、リムフランジ付け根Ｒ部補強リングをリムフランジ
に接合するので、ディスクをリムビードシート部に挿入
するだけで、リムビードシート部への圧入、溶接接合は
せずに済む。また、スポーク部補強部材でスポーク部が
補強されるとともにリムとディスク本体との連結も補強
されるので、ホイールの強度は十分である。その結果、
リムビードシート部に生じていた溶接変形をなくすかま
たは少なくすることができ、振れ精度を向上できる。ま
た、ディスク外周を圧入に必要な程高精度に切削する必
要がない（切削するにしても挿入に必要な精度で切削す
ればよい）。ディスクを切削用に厚くしておく必要がな
いので、軽量化をはかることができる。また、ディスク
の外周は連続していないので、（飾り穴を大きくして疑
似スポークホイールとすることなく）鋼製のホイールで
本当の意味のスポーク型ホイールを提供できる。また、
ディスクの外周は連続していないので、外周付近を窓に
沿って裏側へ折り曲げる加工は容易にでき、それによっ
てスポーク部の厚み感を容易に出すことができる。ま
た、ディスクの素材を大きくしたり板厚を厚くする必要
がないので、経済的である。飾り穴（窓）が比較的大き
くできるので、軽量化を達成できる。素材板厚が厚くな
いので、デザイン的制約がほとんど無い。また、圧入す
る必要がないので、組立時に同一装置内でワークセット
と組立溶接が可能となり、リムに対してディスクが動く
ことがない。したがって、溶接不良や振れ不良が発生し
にくくなる。板厚を厚くする必要がないことにより、大
きなプレス能力を必要としない、組立で圧入機を必要と
しない、溶接不良や振れ不良を発生しない、など、総合
的に経済効果が高い上に、意匠面でも優れたホイールを
提供できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明の第１実施例
を示し、図５〜図８は本発明の第２実施例を示し、図９
〜図１２は本発明の第３実施例を示す。本発明のすべて
の実施例に共通する部分には本発明のすべての実施例に
わたって同じ符合を付してある。

【０００７】まず、本発明のいずれの実施例にも共通な
部分を図１〜図４を参照して説明する。本発明実施例の
スポーク型ホイール１００は、鋼製であり、リム１０
と、周方向に分離したスポーク部２１を有するディスク
２０と、周方向に全周にわたって連続したリムフランジ
付け根Ｒ部補強リング３０と、ホイール軸方向に延びる
スポーク部補強部材４０と、からなる。リム１０はビー
ドシート部１１、フランジ部１２、ドロップ部１３、サ
イドウォール部１４を有する。本発明実施例のスポーク
型ホイール１００は、ディスクスポーク部２１外径より
内径が小さいリムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０を
ディスクスポーク部２１の表側に重ね合わせ接合した、
または突合せ接合したディスク２０を、リム１０のビー
ドシート部１１に挿入し（圧入ではない）、リム１０と
リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０とを接合し、さ
らに、ディスク裏面とリムのドロップ部近傍との間にわ
たってホイール軸方向に延びるスポーク部補強部材４０
をディスク裏面とリムのドロップ部近傍に接合すること
により構成される。リム１０とリムフランジ付け根Ｒ部
補強リング３０との接合、およびスポーク部補強部材４
０とディスク裏面との接合は、溶接または摩擦接合であ
る。リム１０とディスク２０とはビードシート部１１の
内周では溶接接合されない。

【０００８】リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０は
リム１０のフランジ部１２の、ホイール表側面に接触
し、リム１０に接合されてリムフランジ付け根Ｒ部を補
強している。リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０は
ディスクのスポーク部２１の外周部に溶接接合される。
ディスク部２０のスポーク部２１とスポーク部２１との
間の部分は飾り穴（窓）である。ディスク部２０のうち
飾り穴の縁となる部分は、望ましくは、裏側に約９０°
折り曲げられてもよく、折り曲げた場合は、スポーク部
２１は厚み感をもたされる。

【０００９】リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０と
リム１０との接合は望ましくは全周にわたっており、ア
ーク溶接、レーザ溶接、摩擦接合であってもよい。リム
フランジ付け根Ｒ部補強リング３０は、望ましくはリム
１０に全周にわたって接合される。リムフランジ付け根
Ｒ部補強リング３０は、外周付近の裏側に突起状部分３
１を有していてもよく、その場合、突起状部分３１をリ
ムフランジ壁に摩擦接合してもよい。

【００１０】スポーク型ホイール１００の製造方法は、
先端をスポーク状に分離したディスク２０の各スポーク
部２１の先端部に各スポーク部２１の先端部を周方向に
連結するリムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０を接合
（たとえば、溶接接合）する工程と、ついで、リムフラ
ンジ付け根Ｒ部補強リング３０が接合されたディスク２
０をリム１０のフランジ付け根Ｒ部またはビードシート
部１１に挿入するとともにリムフランジ付け根Ｒ部補強
リング３０をリム１０のフランジ部１２に当接させリム
のフランジ壁に接合する工程と、ついで、ディスク裏面
とリムのドロップ部近傍との間にわたってホイール軸方
向に延びるスポーク部補強部材４０をディスク裏面とリ
ム１０のドロップ部近傍に接合する工程と、からなる。
ディスク２０はリム１０のビードシート部の内周面には
溶接されない。リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０
は、望ましくはリム１０に全周にわたって接合される。
リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０は、リムフラン
ジ壁に摩擦接合されてもよい。スポーク部補強部材４０
は丸棒からなってもよい。スポーク部補強部材４０とデ
ィスク２０との接合は摩擦接合であってもよい。

【００１１】リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０に
ついては、種々の製造方法があり得る。たとえば、平板
を縦巻きし、端部を溶接接合して円筒状物を作製した
後、円板状に矯正整形して、さらに金型上で窓部相当位
置を裏側に折り込んで作製する。または、予め、平板を
断面コ型にロール成形した型鋼を縦巻きして端部を溶接
接合した後、円板状に矯正整形して、上記とは逆に、ス
ポーク部相当位置を垂直に起こす方法によりリムフラン
ジ付け根Ｒ部補強リング３０を得てもよい。その他、予
め、スポーク部相当位置部品と窓部相当位置部品を多数
準備しておき、順次接合して円状としてリムフランジ付
け根Ｒ部補強リング３０を得ることも可能である。

【００１２】つぎに、本発明実施例のスポーク型ホイー
ルとその製造方法の共通な部分の作用を説明する。本発
明実施例のスポーク型ホイールおよび本発明実施例のス
ポーク型ホイールの製造方法では、ディスク２０のスポ
ーク２１は周方向に分離しており、スポーク外周ににリ
ムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０が接合してり、リ
ムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０がリムフランジ１
２に接合されるので、ディスク外周はリムビードシート
部１１に圧入されずに挿入されるだけなので、ディスク
外周は圧入に必要な程高精度に切削する必要がない（切
削するにしても挿入に必要な精度で切削すればよい）。
また、ディスク２０をリムビードシート部１１に挿入す
るだけで、リムビードシート部１１への圧入、溶接接合
はせずに済む。また、スポーク部補強部材４０でスポー
ク部２１が補強されるとともにリム１０とディスク２０
との連結も補強されるので、ホイールの強度は十分であ
る。

【００１３】その結果、ディスク２０を切削用に厚くし
ておく必要がなく、軽量化をはかることができる。ま
た、リムビードシート部１１に生じていた溶接変形をな
くすかまたは少なくすることができ、ホイール振れ精度
を向上できる。また、ディスク２０の外周は周方向に連
続していないので、（飾り穴を大きくして疑似スポーク
ホイールとすることなく）鋼製のホイールで本当の意味
のスポーク型ホイールを提供できる。また、ディスク２
０の外周は周方向に連続していないので、外周付近を窓
に沿って裏側へ折り曲げる加工は容易にでき、それによ
ってスポーク部２１の厚み感を容易に出すことができ
る。また、ディスク２０の素材を大きくしたり板厚を厚
くする必要がないので、経済的である。飾り穴（窓）が
比較的大きくできるので、軽量化を達成できる。素材板
厚が厚くないので、デザイン的制約がほとんど無い。

【００１４】また、圧入する必要がないので、組立時に
同一装置内でワークセットと組立溶接が可能となり、リ
ム１０に対してディスク２０が動くことがない。したが
って、溶接不良や振れ不良が発生しなくなる。板厚を厚
くする必要がないことにより、大きなプレス能力を必要
としない、組立で圧入機を必要としない、溶接不良や振
れ不良を発生しない、など、総合的に経済効果が高い上
に、意匠面でも優れたホイールを提供できる。

【００１５】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分の
構成、作用を説明する。図１〜図４は、本発明の第１実
施例を示す。リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０を
最初から摩擦接合が可能な断面（すなわち、リムフラン
ジ付け根Ｒ部の外周付近に形成した断面突起状部分３１
を具備した断面）、およびスポーク部２１に対して完全
溶け込み溶接が達成できる開先形状となる断面になるよ
うに準備しておき、ディスクスポーク部２１にリムフラ
ンジ付け根Ｒ部補強リング３０を重ねて固定して、溶接
１（リング３０とディスク２０外周端面との溶接）を施
工する。開先形状を選べば、通常のマグ溶接にて突合せ
溶接と同等となる完全溶け込み溶接が得られる。その
時、リング３０内周面とディスク表側面との間のすみ肉
溶接は不要である（ただし、行ってもよい）。

【００１６】このようにして準備した、ディスク２０に
接合したリムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０の突起
状部分３１を、リムフランジ１２壁に押し付けながら回
転し、摩擦接合する。この摩擦接合部はリムフランジ付
け根Ｒ部補強リング３０とリムフランジ１２の全周にわ
たって行われる。その後、スポーク数に応じて、その数
だけ準備されたスポーク部補強部材４０（連結部材４
０）をディスク２０とリムドロップ部１３との間に挿入
して、溶接１´（スポーク部補強部材４０とディスクス
ポーク部２１裏面との間の溶接）と溶接３（スポーク部
補強部材４０とリムドロップ部１３との間の溶接）を施
工して、スポーク部補強部材４０でディスク２０とリム
１０とを連結する。

【００１７】リムフランジ付け根Ｒ部補強リング３０と
リムフランジ１２との接合を摩擦接合とすることによ
り、つぎの利点がある。アーク溶接などの他の接合法と
比較して、材料に及ぼす熱影響が少ない。ディスクのめ
っき焼けの問題が生じない。また、塗装側（一般にリム
側）への影響も少ない。また、アーク溶接などの他の接
合法と比較して、リムフランジ壁部１２の変形が少な
い。また、接合が高能率に行うことができる。

【００１８】本発明の第２実施例を、図５〜図８に示
す。本発明の第２実施例では、リムフランジ付け根Ｒ部
補強リング３０の内径を本発明の第１実施例の場合に比
べて大きくして、窓部（飾り穴）を大きく見せたもので
ある。窓部を大きくすると、ホイールとしての使用時に
水はけがよくなり、好ましい。この場合、リムフランジ
付け根Ｒ部補強リング３０のスポーク２１対応位置に溶
接肉盛をして溶接１の開先を形成するようにするとよ
い。または、別途、開先形状に加工した部品をスポーク
数準備して接合してもよい。また、スポーク部補強部材
４０は、リム１０との接合以前に予めディスクスポーク
部２１裏面に接合される。この場合、スポーク部補強部
材４０のディスクスポーク部２１裏面への接合は、溶接
であっても、あるいは摩擦接合であってもよい。作用と
しては、窓部を大きくすることにより、軽量化がはから
れる。また、水はけがよくなる。

【００１９】本発明の第３実施例を、図９〜図１２に示
す。本発明の第３実施例では、スポーク部補強部材４０
を丸棒（丸パイプである場合を含む）で構成している。
第３実施例では、スポーク部補強部材４０を予めディス
クスポーク部２１裏面に接合しておく。この接合を摩擦
接合にすると高能率で強固な接合ができる。その後にス
ポーク部補強部材４０のリム１０への溶接３を行う。溶
接３は丸棒４０の全周にわたって実施するのが望ましい
が、予め開先を設けて一方向から全溶け込みの溶接を行
ってもよい。作用としては、スポーク部補強部材４０の
ディスクスポーク部２１裏面への接合を摩擦接合とする
ことにより、高能率の接合ができる。

【００２０】

【発明の効果】請求項１のスポーク型ホイールおよび請
求項２〜請求項４のスポーク型ホイールの製造方法によ
れば、ディスクのスポークは周方向に分離しており、ス
ポーク外周ににリムフランジ付け根Ｒ部補強リングを接
合し、リムフランジ付け根Ｒ部補強リングをリムフラン
ジに接合するので、ディスクをリムビードシート部に挿
入するだけで、リムビードシート部への圧入、溶接接合
はせずに済む。また、スポーク部補強部材でスポーク部
が補強されるとともにリムとディスク本体との連結も補
強されるので、ホイールの強度は十分である。その結
果、リムビードシート部に生じていた溶接変形をなくす
かまたは少なくすることができ、振れ精度を向上でき
る。また、ディスク外周を圧入に必要な程高精度に切削
する必要がない（切削するにしても挿入に必要な精度で
切削すればよい）。ディスクを切削用に厚くしておく必
要がないので、軽量化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のスポーク型ホイール、お
よびその製造方法により作製されたスポーク型ホイール
の断面図である。

【図２】図１のホイールの半正面図である。

【図３】図１のホイールのスポーク部における拡大断面
図である。

【図４】図１のホイールの飾り穴部における拡大断面図
である。

【図５】本発明の第２実施例のスポーク型ホイール、お
よびその製造方法により作製されたスポーク型ホイール
の断面図である。

【図６】図５のホイールの半正面図である。

【図７】図５のホイールのスポーク部における拡大断面
図である。

【図８】図５のホイールの飾り穴部における拡大断面図
である。

【図９】本発明の第３実施例のスポーク型ホイール、お
よびその製造方法により作製されたスポーク型ホイール
の断面図である。

【図１０】図９のホイールの半正面図である。

【図１１】図９のホイールのスポーク部における拡大断
面図である。

【図１２】図９のホイールの飾り穴部における拡大断面
図である。

【符号の説明】

１０ リム １１ ビードシート部 １２ フランジ部 １３ ドロップ部 １４ サイドウォール部 ２０ ディスク ２１ スポーク部 ３０ リムフランジ付け根Ｒ部補強リング ４０ スポーク部補強部材 １００ スポーク型ホイール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フランジ部、ビードシート部、ドロップ
   部を有するリムと、先端をスポーク状に分離したディス
   クと、各スポーク部の先端部に接合されて各スポーク部
   の先端部を周方向に連結しかつリムのフランジ壁に当
   接、接合されるリムフランジ付け根Ｒ部補強リングと、
   ディスク裏面とリムのドロップ部近傍との間にわたって
   ホイール軸方向に延びディスク裏面とリムのドロップ部
   近傍に接合されるスポーク部補強部材と、からなるスポ
   ーク型ホイール。
2. 【請求項２】 先端をスポーク状に分離したディスクの
   各スポーク部の先端部に各スポーク部の先端部を周方向
   に連結するリムフランジ付け根Ｒ部補強リングを接合
   し、 ついで、リムフランジ付け根Ｒ部補強リングが接合され
   たディスクをリムのフランジ付け根Ｒ部またはビードシ
   ート部に挿入するとともにリムフランジ付け根Ｒ部補強
   リングをリムのフランジ壁に当接させリムのフランジ壁
   に接合し、 ついで、ディスク裏面とリムのドロップ部近傍との間に
   わたってホイール軸方向に延びるスポーク部補強部材を
   ディスク裏面とリムのドロップ部近傍に接合する、スポ
   ーク型ホイールの製造方法。
3. 【請求項３】 リムフランジ付け根Ｒ部補強リングとリ
   ムとの接合が全周にわたっており、かつ摩擦接合である
   請求項２記載のスポーク型ホイールの製造方法。
4. 【請求項４】 スポーク部補強部材が丸棒からなり、ス
   ポーク部補強部材とディスク本体との接合が摩擦接合で
   ある請求項２記載のスポーク型ホイールの製造方法。