JP2010047154A - 車両用ホイール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】板厚の厚い部分をエンボス加工によるディスク部ｄとし、その周囲である板厚の薄い部分を絞り加工によるリム部としたアウターリムｏと、絞り加工により前記ディスク部ｄの所定位置に重なり合う重合部１，２を有するインナーリムｉとで構成されている。アウターリムｏ、インナーリムｉのフランジ部ｆ、ｆは内側にカールされた二重形状である。前記ディスク部ｄの所定位置に前記重合部１，２を重ね合わせて位置決めした状態で前記アウターリムｏと前記インナーリムｉとを溶接３により一体化ならしめる。
【効果】フランジ部ｆがプレス加工により内側にカールされた二重形状であるから、最強のリム部を備えたものとなる。ディスク部ｄは板１枚でできているから、デザインの自由度がある。ディスク部ｄはエンボス加工により形成されているから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、いかなる地形の所であっても走行可能な車両、いわゆる全地形型車両（ＡＬＬ ＴＥＲＲＡＩＮ ＶＥＨＩＣＬＥ、以下、単にＡＴＶという）をはじめとする様々なホイールに関するものである。

この種の車両に用いられるホイールは、軽量化ならしめるため、アルミニウムあるいはアルミニウム合金製とすることが多く、様々なものが量産されるに至っている。

その中で最も一般的なものとして、例えば、特許文献１などに見られるように、インナーリムｉ_１とアウターリムｏ_１とをそれぞれカップ状に絞り加工し、絞り加工されたインナーリムｉ_１とアウターリムｏ_１との間にセンタープレートｃ_１を入れ、インナーリムｉ_１とアウターリムｏ_１とセンタープレートｃ_１の３枚の板を同時に溶接３_１して一体化したものが挙げられる（図３参照、以下、先行技術１という）。

実開昭６２−１６６１０２号公報

また、アルミニウムあるいはアルミニウム合金製の板をロール成型して円筒形とし、この円筒形の当接した端面同士を溶接し、この溶接部に例えば特許文献２に記載されているトリミング加工を施し、しかる後、ロールホーミングマシンを用いてインナー、アウター一体型のリムｉｏ_２を形成する。これとは別に、ディスクｄ_２を絞り加工し、このディスクｄ_２を前記リムｉｏ_２に圧入した上で両者を溶接３_２したものもある（図４参照、以下、先行技術２という）。

特許第３９５４５４６号公報

また、特許文献３に示すように、アルミニウムあるいはアルミニウム合金製の板からインナーリムｉ_３とアウターリムｏ_３とをそれぞれカップ状に絞り加工し、絞り加工されたインナーリムｉ_３とアウターリムｏ_３とをそれぞれを底抜きしてリム端面を仕上げる。これとは別に、ディスクｄ_３を絞り加工し、このディスクｄ_３に前記インナーリムｉ_３とアウターリムｏ_３とを圧入してそれら３つを溶接３_３したものもある（図５参照、以下、先行技術３という）。

特開２００５−１４６２０号公報

さらに、特許文献４に示すように、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材から、ディスク部ｄ_４とすべき板厚の厚い部分をエンボス加工するとともに、板厚の薄い部分を絞り加工してリム部を形成し、該リム部と前記ディスク部ｄ_４とが一体的なアウターリムｏ_４を形成する一方、絞り加工によりインナーリムｉ_４を形成し、このインナーリムｉ_４と前記アウターリムｏ_４とを溶接３_４したものもある（図６参照、以下、先行技術４という）。

特開２００７−１４９８４号公報

前記先行技術１〜４により製造された車両用ディスク、すなわち、図３〜図６に示された車両用ディスクには、それぞれ一長一短がある。

例えば、先行技術１に記載されている車両用ホイールｗ_１及びその製造方法によれば、最も強度を必要とするフランジ部を内側にカールして二重とし、さらに、絞り加工でフランジｆ_１の板厚を厚くすることができるので、最も強度を必要とするフランジｆ_１部分が強くなるという利点を有している。また、絞り加工により内部応力を保持させることができるので、軽量で最強のホイールとすることができるという利点も有している。
これに対して、ディスクｄ_１部分が３枚となるため、ディスクｄ_１部分を自由にデザイン化できないという欠点がある。

また、先行技術２に記載されている車両用ホイールｗ_２及びその製造方法によれば、ディスクｄ_２部分が１枚であるため、自由なエンボス加工ができるのみならず、エンボス加工により強度補強もでき、デザイン性にも優れているという利点を有している。また、材料の歩留まりも良いという利点も有している。
これに対して、ロール成形によりフランジｆ_２を内側にカールさせる加工が難しく、寸法的に安定しないという欠点がある。また、絞り加工のような加工により内部応力を保持させることができないので、より厚いリム材が必要になるという欠点もある。さらに、重量的に重くなるという欠点もある。

また、先行技術３に記載されている車両用ホイールｗ_３及びその製造方法によれば、ディスクｄ_３部分が１枚であるため、自由なエンボス加工ができるのみならず、デザイン性にも優れているという利点を有している。また、インナーリムｉ_３とアウターリムｏ_３がいずれも絞り加工により形成できるので、内部応力を保持させることもでき、理想的なホイールである。
これに対して、リム端面の仕上げ、ディスクｄ_３外周の加工に工数が掛かるという欠点がある。また、リムのうち底抜きした部分は全てスクラップとせざるを得ないため、歩留まりが悪いという欠点もある。

さらに、先行技術４に記載されている車両用ホイールｗ_４及びその製造方法によれば、センタープレートが不要であるので、歩留まりが向上するという利点を有する。また、ディスクｄ_４部分が先行技術１のように３枚からなるものとは異なり、ディスクｄ_４部分を２枚にすることができるので、ホイールの性能が大幅に向上するという利点を有している。
これに対して、ディスクｄ_４部分のデザイン性に欠けるという欠点がある。また、エンボス加工による薄板ディスクの強度アップによる軽量化を期待できないという欠点もある。

このように、前記先行技術１〜４に記載されている車両用ホイールｗ_１〜ｗ_４及びそれらの製造方法には、それぞれ一長一短がある。本発明は、これら一長一短のうちの少なくとも短所全てを、すなわち、ホイールとしてはどうしても避けなければならない前記欠点全てを解消し得るようにしたものである。

本発明の車両用ホイールは、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材のうち、板厚の厚い部分をエンボス加工によるディスク部とし、その周囲である板厚の薄い部分を絞り加工によるリム部としたアウターリムと、絞り加工により前記ディスク部の所定位置に重なり合う重合部を有するインナーリムとからなり、アウター・インナー両リムのフランジ部は内側にカールされた二重形状であり、前記ディスク部の所定位置に前記重合部を重ね合わせて位置決めした状態で前記アウターリムと前記インナーリムとを溶接により一体化ならしめたことを特徴とするものである。

この車両用ホイールによれば、フランジ部が内側にカールされた二重形状であるから、最強のリム部を備えたものとなるという利点を有する。また、ディスク部は板１枚でできているから、デザインの自由度があるという利点を有する。また、ディスク部はエンボス加工により形成されているから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができるという利点を有する。また、材料の歩留まりも良いという利点を有する。さらに、リム端面の仕上げ加工が不要になるという利点も有する。

また、本発明におけるもう１つの車両用ホイールは、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材のうち、板厚の厚い部分をエンボス加工によるディスク部とし、その周囲である板厚の薄い部分を絞り加工によるリム部としたインナーリムと、絞り加工と底抜きを施すとともに端面を仕上げることにより形成されたアウターリムとからなり、インナー・アウター両リムのフランジ部は内側にカールされた二重形状であり、前記インナーリムにアウターリムを圧入するとともに両者を溶接により一体化ならしめたことを特徴とするものである。

本発明におけるもう１つの車両用ホイールによれば、リム端面の仕上げ加工を必要とするが、それ以外は、前記車両用ホイールの場合と同様の利点を有している。

一方、本発明の車両用ホイールの製造方法は、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材から、ディスク部とすべき板厚の厚い部分をエンボス加工するとともに、板厚の薄い部分を絞り加工してリム部を形成し、該リム部と前記ディスク部とが一体的なアウターリムを形成する一方、絞り加工により前記ディスク部の所定位置に重なり合う重合部を設けたインナーリムを形成し、アウター・インナー両リムのフランジ部を内側にカールして二重とし、前記ディスク部の所定位置に前記重合部を重ね合わせて位置決めした状態で前記アウターリムと前記インナーリムとを溶接して一体化したことを特徴とするものである。

この車両用ホイールの製造方法によれば、フランジ部を内側にカールして二重とすることができるので、最強のリム部を備えたものとすることができるという利点を有する。また、ディスク部は板１枚でできているから、デザインの自由度があるという利点を有する。 また、ディスク部をエンボス加工により形成できるから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができるという利点を有する。また、材料の歩留まりも良いという利点を有する。さらに、リム端面の仕上げ加工が不要になるという利点も有する。

また、本発明におけるもう１つの車両用ホイールの製造方法は、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材から、ディスク部とすべき板厚の厚い部分をエンボス加工するとともに、板厚の薄い部分を絞り加工してリム部を形成し、該リム部と前記ディスク部とが一体的なインナーリムを形成する一方、絞り加工によりアウターリムを形成するとともに底抜きして端面を仕上げ、インナー・アウター両リムを内側にカールして二重とし、前記インナーリムに前記アウターリムを圧入するとともに両者を溶接して一体化ならしめたことを特徴とするものである。

本発明におけるもう１つの車両用ホイールの製造方法によれば、リム端面の仕上げ加工が必要となるが、それ以外は、前記車両用ホイールの製造方法の場合と同様の利点を有している。

請求項１記載の車両用ホイールによれば、フランジ部が内側にカールされた二重形状であるから、最強のリム部を備えたものとなるという利点を有する。また、ディスク部は板１枚でできているから、デザインの自由度があるという利点を有する。また、ディスク部はエンボス加工により形成されているから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができるという利点を有する。また、材料の歩留まりも良いという利点を有する。さらに、リム端面の仕上げ加工が不要になるという利点も有する。

請求項２記載の車両用ホイールによれば、リム端面の仕上げ加工を必要とするが、それ以外は、前記請求項１記載の車両用ホイールの場合と同様の利点を有している。

請求項３記載の車両用ホイールの製造方法によれば、フランジ部を内側にカールして二重とすることができるので、最強のリム部を備えたものとすることができるという利点を有する。また、ディスク部は板１枚でできているから、デザインの自由度があるという利点を有する。また、ディスク部をエンボス加工により形成できるから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができるという利点を有する。また、材料の歩留まりも良いという利点を有する。さらに、リム端面の仕上げ加工が不要になるという利点も有する。

請求項４記載の車両用ホイールの製造方法によれば、リム端面の仕上げ加工が必要となるが、それ以外は、前記請求項３記載の車両用ホイールの製造方法の場合と同様の利点を有している。

本発明を実施するための最良の形態について、図１、図２に基づいて詳細に説明する。
図１には、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材のうち、板厚の厚い部分をエンボス加工によるディスク部ｄとし、その周囲である板厚の薄い部分を絞り加工によるリム部としたアウターリムｏを有する車両用ホイールｗの一例が示されている。

これに対して、図２には、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材のうち、板厚の厚い部分をエンボス加工によるディスク部ｄ’とし、その周囲である板厚の薄い部分を絞り加工によるリム部としたインナーリムｉ’を有する車両用ホイールｗ’の別の例が示されている。

そして、図１に示す車両用ホイールｗは、前記アウターリムｏと、絞り加工により前記ディスク部ｄの所定位置に重なり合う重合部１，２を有するインナーリムｉとから構成されており、アウターリムｏ、インナーリムｉのフランジ部ｆ、ｆは内側にカールされた二重形状である。そして、前記ディスク部ｄの所定位置に前記重合部１，２を重ね合わせて位置決めした状態で前記アウターリムｏと前記インナーリムｉとを溶接３により一体化ならしめたものである。フランジ部ｆ、ｆを内側にカールされた二重形状とするには、プレス加工方式を採用することができる。

図１に示す車両用ホイールｗはこのように構成されているので、以下に示すような利点を有する。
(1) フランジ部ｆがプレス加工により内側にカールされた二重形状であるから、最強のリム部を備えたものとなる。
(2) ディスク部ｄは板１枚でできているから、デザインの自由度がある。
(3) ディスク部ｄはエンボス加工により形成されているから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができる。
(4) 材料の歩留まりも良い。
(5) リム端面の仕上げ加工が不要になる。

前記重合部１は、図１(a)からも明らかなように、車両用ホイールｗの円周方向において等間隔に複数個備えられ、他の部分は切り欠かれている。ただし、切り欠かれた部分の外端縁が車両用ホイールｗのディスク部ｄにわずかに重なり合うようになっており、この部分を重合部２とする。そして、前記ディスク部ｄの所定位置に前記重合部１，２を重ね合わせて位置決めした状態で前記アウターリムｏと前記インナーリムｉとを溶接３により一体化ならしめる。

また、図２に示す車両用ホイールｗ’は、前記インナーリムｉ’と、絞り加工と底抜きを施すとともに端面を仕上げることにより形成されたアウターリムｏ’とから構成されており、インナーリムｉ’、アウターリムｏ’のフランジ部ｆ’、ｆ’は内側にカールされた二重形状である。そして、前記インナーリムｉ’に前記アウターリムｏ’を圧入するとともに両者を溶接３’により一体化ならしめたものである。フランジ部ｆ’、ｆ’を内側にカールされた二重形状とするには、プレス加工方式を採用することができる。

図２に示す車両用ホイールｗ’はこのように構成されているので、リム端面の仕上げ加工を必要とするが、それ以外は、図１に示す車両用ホイールｗの場合と同様の利点を有する。以下に、その利点を記載する。
(1) フランジ部ｆ’がプレス加工により内側にカールされた二重形状であるから、最強のリム部を備えたものとなる。
(2) ディスク部ｄ’は板１枚でできているから、デザインの自由度がある。
(3) ディスク部ｄ’はエンボス加工により形成されているから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができる。
(4) 材料の歩留まりも良い。

一方、図１に示す車両用ホイールｗは、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材から、ディスク部ｄとすべき板厚の厚い部分をエンボス加工するとともに、板厚の薄い部分を絞り加工してリム部を形成し、該リム部と前記ディスク部ｄとが一体的なアウターリムｏを形成する一方、絞り加工により前記ディスク部ｄの所定位置に重なり合う重合部１，２を設けたインナーリムｉを形成し、アウターリムｏ、インナーリムｉのフランジ部ｆ、ｆを内側にカールして二重とし、前記ディスク部ｄの所定位置に前記重合部１，２を重ね合わせて位置決めした状態で前記アウターリムｏと前記インナーリムｉとを溶接３して一体化することにより製造することができる。フランジ部ｆ、ｆを内側にカールして二重とするには、プレス加工方式を採用することができる。

この製造方法によれば、以下に示すような利点を有する。
(1) フランジｆ部をプレス加工により内側にカールして二重とすることができるので、最強のリム部を備えたものとすることができる。
(2) ディスク部ｄは板１枚でできているから、デザインの自由度がある。
(3) ディスク部ｄをエンボス加工により形成できるから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができる。
(4) 材料の歩留まりも良い。
(5) リム端面の仕上げ加工が不要になる。
(6) 以上の結果、最軽量のホイールとすることができる。

なお、図１に示す車両用ホイールｗ及びその製造方法における欠点を敢えて挙げるとすれば、前記ディスク部ｄの所定位置に前記重合部１，２を重ね合わせて位置決めするための箇所を作る必要があること、及び、前記位置決め作業を要することであろう。

また、図２に示す車両用ホイールｗ’は、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材から、ディスク部ｄ’とすべき板厚の厚い部分をエンボス加工するとともに、板厚の薄い部分を絞り加工してリム部を形成し、該リム部と前記ディスク部ｄ’とが一体的なインナーリムｉ’を形成する一方、絞り加工によりアウターリムｏ’を形成するとともに底抜きして端面を仕上げ、インナーリムｉ’、 アウターリムｏ’のフランジ部ｆ’、ｆ’を内側にカールして二重とし、前記インナーリムに前記アウターリムｏ’を圧入するとともに両者を溶接３’して一体化することにより製造することができる。フランジ部ｆ’、ｆ’を内側にカールして二重とするには、プレス加工方式を採用することができる。

この製造方法によれば、リム端面の仕上げ加工が必要となるが、それ以外は、図１に示す車両用ホイールｗの製造方法の場合と同様の利点を有する。以下に、その利点を記載する。
(1) フランジ部ｆ’をプレス加工により内側にカールして二重とすることができるので、最強のリム部を備えたものとすることができる。
(2) ディスク部ｄ’は板１枚でできているから、デザインの自由度がある。
(3) ディスク部ｄ’をエンボス加工により形成できるから、薄板でもディスクの強度アップが期待でき、その結果、極めて軽いホイールとすることができる。
(4) 材料の歩留まりも良い。
(5) 以上の結果、最軽量のホイールとすることができる。

なお、図２に示す車両用ホイールｗ’及びその製造方法において、リム端面の仕上げ加工が必要となるという欠点以外の欠点を敢えて挙げるとすれば、中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材から、ディスク部ｄ’とすべき板厚の厚い部分をエンボス加工する範囲が広いため、その加工工数が多くなることであろう。

このように、図１に示す車両用ホイールｗ及びその製造方法、ならびに、図２に示す車両用ホイールｗ’及びその製造方法によれば、前記先行技術１〜４に記載された車両用ホイールｗ_１〜ｗ_４及びそれらの製造方法における一長一短のうちの少なくとも短所全てを解消することができる。

図１、図２において、４，４’はセンター穴、５，５’はホイール取付用の穴、６，６’は車両用ホイールｗ，ｗ’をさらに軽量化ならしめるために穿設した穴である。なお、従来の場合と同様に、ホイール取付用の穴５，５’をＡＴＶのハブ（図示しない）に植え込んであるボルト（図示しない）に嵌め、テーパーナット（図示しない）で固定することにより、車両用ホイールｗ，ｗ’をハブに取り付けることができる。

本発明による車両用ホイールの一例を示す図で、（a）は正面図、(b)は(a)のＡ−Ａ線断面図である。 本発明におけるもう１つの車両用ホイールの一例を示す図で、（a）は正面図、(b)は(a)のＢ−Ｂ線断面図である。 先行技術１として例示する従来の車両用ホイールを示す図で、（a）は正面図、(b)は(a)のＣ−Ｃ線断面図である。 先行技術２として例示する従来の車両用ホイールを示す図で、（a）は正面図、(b)は(a)のＤ−Ｄ線断面図である。 先行技術３として例示する従来の車両用ホイールを示す図で、（a）正面図、(b)は(a)のＥ−Ｅ線断面図である。 先行技術４として例示する従来の車両用ホイールを示す図で、（a）は正面図、(b)は(a)のＦ−Ｆ線断面図である。

符号の説明

ｄ，ｄ’…ディスク部、ｆ，ｆ’…フランジ部、ｉ，ｉ’…インナーリム、ｏ，ｏ’…アウターリム、ｗ，ｗ’…車両用ホイール、３，３’…溶接。

Claims (4)

1. 中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材のうち、板厚の厚い部分をエンボス加工によるディスク部とし、その周囲である板厚の薄い部分を絞り加工によるリム部としたアウターリムと、絞り加工により前記ディスク部の所定位置に重なり合う重合部を有するインナーリムとからなり、アウター・インナー両リムのフランジ部は内側にカールされた二重形状であり、前記ディスク部の所定位置に前記重合部を重ね合わせて位置決めした状態で前記アウターリムと前記インナーリムとを溶接により一体化ならしめたことを特徴とする車両用ホイール。
2. 中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材のうち、板厚の厚い部分をエンボス加工によるディスク部とし、その周囲である板厚の薄い部分を絞り加工によるリム部としたインナーリムと、絞り加工と底抜きを施すとともに端面を仕上げることにより形成されたアウターリムとからなり、インナー・アウター両リムのフランジ部は内側にカールされた二重形状であり、前記インナーリムに前記アウターリムを圧入するとともに両者を溶接により一体化ならしめたことを特徴とする車両用ホイール。
3. 中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材から、ディスク部とすべき板厚の厚い部分をエンボス加工するとともに、板厚の薄い部分を絞り加工してリム部を形成し、該リム部と前記ディスク部とが一体的なアウターリムを形成する一方、絞り加工により前記ディスク部の所定位置に重なり合う重合部を設けたインナーリムを形成し、アウター・インナー両リムのフランジ部を内側にカールして二重とし、前記ディスク部の所定位置に前記重合部を重ね合わせて位置決めした状態で前記アウターリムと前記インナーリムとを溶接して一体化したことを特徴とする車両用ホイールの製造方法。
4. 中央部分が厚くてその周囲が薄くなるように板厚を異ならしめた素材から、ディスク部とすべき板厚の厚い部分をエンボス加工するとともに、板厚の薄い部分を絞り加工してリム部を形成し、該リム部と前記ディスク部とが一体的なインナーリムを形成する一方、絞り加工によりアウターリムを形成するとともに底抜きして端面を仕上げ、インナー・アウター両リムのフランジ部を内側にカールして二重とし、前記インナーリムに前記アウターリムを圧入するとともに両者を溶接して一体化ならしめたことを特徴とする車両用ホイールの製造方法。

Images