JP2010163065A - 自動車用ホイールおよび自動車用ホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接部の耐久性を向上することにより、耐久性能が向上し得る自動車用ホイールおよびその製造方法を提案する。
【解決手段】ホイールディスク３の外周縁に設けられた表側フランジ部１１が、意匠面側の環状表周部１１ａと、該環状表周部１１ａから裏側へ連成され且つ環状表周部１１ａの肉厚ｔ１に比して薄肉化されてなる環状裏周部１１ｂとを備え、前記表側フランジ部１１の環状裏周部１１ｂの内側周端部１１ｃと、前記ホイールリム２の表側ビードシート部１３の開口端部１３ａとが全周溶接されてなる自動車用ホイールである。この自動車用ホイールは、溶接部８に作用する応力を表側フランジ部１１の環状裏周部１１ｂにより負担できるため、溶接部８への応力集中を緩和できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤが装着されるホイールリムと車軸が連結されるホイールディスクとを溶接することにより一体化してなる自動車用ホイールおよび該自動車用ホイールの製造方法に関するものである。

自動車用ホイールにあっては、略円筒形状のホイールリムと略円盤形状のホイールディスクとを溶接してなる、いわゆる２ピースタイプのものがある。この２ピースタイプの自動車用ホイールとして、ホイールリムのドロップ部にホイールディスクを内嵌して溶接してなるドロップ嵌合タイプ、ホイールリムの表側ビードシート部にホイールディスクを内嵌して溶接してなるビード嵌合タイプ、さらにはフルフェイスタイプのものが良く知られている。

上記のフルフェイスタイプの一例として、図９のように、ホイールリムｆが一方の開口縁に表側ビードシート部ｇを備え且つ他方の開口縁に裏側フランジ部（図示省略）を備え、ホイールディスクｐがその外周縁に裏側に折り返されてなる表側フランジ部ｒを備えてなり、ホイールリムｆの表側ビードシート部ｇの開口端部ｈとホイールディスクｐの表側フランジ部ｒの内側周端部ｖとを周方向に亘って全周溶接してなる構成の自動車用ホイールｍが提案されている（例えば、特許文献１）。かかる構成にあっては、上記したドロップ嵌合タイプやビード嵌合タイプの構成に比して、ホイールディスクの意匠面を大きく確保できるため、高い意匠性を発揮できるという優れた利点を有している。

特開平１１−４２９０１号公報

ところで、上記した特許文献１の構成にあっては、ホイールリムｆの表側ビードシート部ｇの開口端部ｈとホイールディスクｐの表側フランジ部ｒの内側周端部ｖとを溶接したものであり、この溶接部ｉによりホイールリムｆとホイールディスクｐとの接合強度が保たれている。そして、この溶接部ｉは、タイヤ内の空気漏れを生じないために、前記表側ビードシート部ｇの開口端部ｈと表側フランジ部ｒの内側周端部ｖとを充分に溶融し、且つ全周に亘って溶接して形成されていることを要する。

このような従来構成にあって、上記溶接部に、仮に亀裂（破壊）が発生すると、タイヤ内の空気漏れを生じてしまうことから、該溶接部の強度と耐久性とは、当該自動車用ホイールの耐久性能を決める極めて重要な要因となっている。以上のことから、前記溶接部の耐久性を向上することが求められている。

本発明は、裏側へ折り返してなる表側フランジ部を備えたホイールディスクとホイールリムとの溶接強度と耐久性とを向上し得る自動車用ホイールおよび該自動車用ホイールの製造方法を提案するものである。

本発明は、一方の開口縁に裏側フランジ部を備え、且つ他方の開口縁に表側ビードシート部を備えたホイールリムと、外周縁に表側フランジ部を備えたホイールディスクとから構成されてなる自動車用ホイールにおいて、ホイールディスクの表側フランジ部は、該ホイールディスクの外周縁を裏側へ湾曲状に折り返すことにより、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部から裏側へ連成された環状裏周部とを備え、前記環状裏周部の肉厚が、前記環状表周部の肉厚に比して薄肉化されてなり、前記表側フランジ部の環状裏周部の内側周端部と、前記ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部とが周方向に亘って溶接されてなるものであることを特徴とする自動車用ホイールである。

ここで、上述した特許文献１の従来構成（図９参照）にあっては、耐久性試験に供した場合に、ホイールリムｆとホイールディスクｐとを溶接した溶接部ｉが破壊の起点となり、これにより耐久性能が決まってしまう現象が比較的多くみられた。そのため、前記溶接部ｉの強度向上を目的として、本発明の発明者らが鋭意研鑽を重ねた結果、ホイールディスクｐの表側フランジ部ｒがその表側部位ｓに比して裏側部位ｕが厚肉化していることによって、溶接部ｉへの応力集中を顕著に生じ、該溶接部ｉの耐久性の限界に達してしまうという考えに至った。詳述すると、ホイールディスクｐの表側フランジ部ｒを精緻に観察することにより、表側フランジ部ｒを折り曲げて成形する際に、その裏側部位ｕが肉流れによって厚肉化し、該裏側部位ｕの肉厚ｔ４が表側部位ｓの肉厚ｔ１に比して厚肉となる。そして、この厚肉化に伴って、表側フランジ部ｒの裏側部位ｕは剛性が向上することから、応力が作用しても、該応力を負担し難く、この応力が溶接部ｉへ集中する傾向を生ずる。特に、通常、ホイールディスクｐはホイールリムｆに比して厚肉であることから（ｔ１＞ｔ３）、前記した溶接部への応力集中が増す傾向を一層顕著に生じてしまう。このような溶接部への応力集中によって、該溶接部の強度や耐久性の限界に達すると考えられる。

このような検討結果に基づいて本発明は成されたものであり、表側フランジ部の環状裏周部を環状表周部に比して薄肉化することにより、環状裏周部を低剛性化するようにしたものである。これにより、表側フランジ部に応力が作用すると、その環状裏周部が弾性変形することにより負担することができるため、溶接部に作用した応力を前記環状裏周部に分散し易く、溶接部への応力集中を緩和することができ得る。そのため、溶接部の耐久性の限界に達するまでに要する応力が向上することから、総じて自動車用ホイールの耐久性能が向上する。

さらに、通常、ホイールディスクはホイールリムに比して厚肉であることから、本構成では、表側フランジ部の環状裏周部と表側ビードシート部との肉厚差が低減したものとなっている。ここで、溶接する環状裏周部と表側ビードシート部との肉厚差が大きい場合には、該肉厚差に伴って溶接する際に両者への熱量の伝わり方や溶接後の両者の冷め方に差が生じるため、溶接歪みが発生し易くなる。これに対して、本発明の構成は、前記のように環状裏周部を薄肉化して表側ビードシート部との肉厚差が低減していることから、溶接歪みの発生を抑制する効果が向上するため、溶接部の強度や耐久性を向上することができる。

また、本発明の構成にあっては、表側フランジ部の環状裏周部を環状表周部に比して薄肉化した構成であるから、上述した従来構成（図９参照）に比して軽量化することができるという利点も有する。

尚、本発明にあって、ホイールディスクの表側フランジ部を構成する環状裏周部は、その肉厚を、少なくとも表側ビードシート部の肉厚と同等以上とする構成が好適に用い得る。これは、環状裏周部の肉厚が表側ビードシート部より薄肉化すると、該環状裏周部の強度や剛性の低下が増大するために、該環状裏周部の耐久性低下が懸念されるためである。

上述した自動車用ホイールにあって、ホイールディスクの表側フランジ部は、その環状裏周部の肉厚が、ホイールリムの表側ビードシート部の肉厚と同等となるように形成されてなる構成が提案される。

かかる構成にあっては、環状裏周部と表側ビードシート部との剛性差を可及的に小さくできるため、溶接部に応力が作用した際に、当該応力を環状裏周部と表側ビードシート部とに効率的に分散することができ、溶接部への応力集中を緩和する作用効果が一層向上する。そのため、本構成は、その耐久性能を向上するという本発明の作用効果を一層向上できる。また、環状裏周部と表側ビードシート部とを溶接する際の両者への熱量の伝わり方や、溶接後の両者の冷え方に差が生じることを抑制できるため、溶接歪みの発生を抑制する効果が一層向上する。

上述した自動車用ホイールにあって、ホイールディスクの表側フランジ部は、その環状裏周部の内側周端部が、表方へ窪む開先形状に形成されてなるものであり、前記内側周端部に、ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部が突き当てられて溶接されてなるものである構成が提案される。

かかる構成にあっては、表側フランジ部の環状裏周部の内側周端部が、開先形状であることから、ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部と溶接する際に、その溶接熱を伝え易く、両者に充分に溶け込んだ溶接部が形成される。したがって、溶接部の強度が向上して耐久性が向上するため、総じて当該自動車用ホイールの耐久性能を一層向上することができ得る。

一方、本発明は、上述した本発明にかかる自動車用ホイールの製造方法において、ホイールディスクの外周端部を裏側へ湾曲状に折り返す折曲加工工程と、該外周端部を薄肉化する薄肉加工工程とを順に行うことにより、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部に比して薄肉化した環状裏周部とから構成される表側フランジ部を形成する表側フランジ成形工程を備えていることを特徴とする自動車用ホイールの製造方法である。

かかる方法にあっては、上述した本発明の、環状表周部に比して薄肉化された環状裏周部を備えた表側フランジ部を、適正かつ安定して成形することができる。そのため、本方法により成形した自動車用ホイールにあっては、上述した本発明の作用効果を適正に発揮し得るものである。

尚、本製造方法の薄肉加工工程としては、折曲加工工程により裏側へ湾曲状に折り返した後に行うことから、切削加工により薄肉化する工程が好適に用い得る。

また、本発明は、上述した本発明にかかる自動車用ホイールの製造方法において、ホイールディスクの外周端部を、該ホイールディスクの中心軸線に沿うように折り曲げる第一折曲加工工程と、該外周端部を薄肉化する薄肉加工工程と、該外周端部を内方へ折り返す第二折曲加工工程とを順に行うことにより、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部に比して薄肉化した環状裏周部とから構成される表側フランジ部を形成する表側フランジ成形工程を備えていることを特徴とする自動車用ホイールの製造方法である。

かかる方法にあっては、二段階に分けてホイールディスクの外周端部を折り曲げるようにしており、その間に薄肉加工工程を行うようにしていることから、表側フランジ部の環状裏周部の肉厚を制御し易く、かつシワなどの発生を抑制することができる。したがって、所望の肉厚に薄肉化した環状裏周部を備えた表側フランジ部を適正かつ安定して成形することができ、本方法により成形した自動車用ホイールにあっては、上述した本発明の作用効果を適正に発揮し得るものである。

尚、本製造方法の薄肉加工工程としては、プレス加工によるしごき加工や、フローフォーミング加工によるスピニング加工などが好適に用い得る。これらの方法は、上記した切削加工を用いる製造方法に比して、製造コストを低減できるという優れた利点も有する。

また、本発明は、上述した本発明にかかる自動車用ホイールの製造方法において、ホイールディスクの外周端部を、薄肉化する薄肉加工工程と、該外周端部を裏側へ湾曲状に折り返す折曲加工工程とを順に行うことにより、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部に比して薄肉化した環状裏周部とから構成される表側フランジ部を形成する表側フランジ成形工程を備えていることを特徴とする自動車用ホイールの製造方法である。

かかる方法にあっては、薄肉化した外周端部を折り曲げるようにしていることから、折り曲げる際にシワ等が発生することを抑制する効果に優れ、所望形状の環状薄肉周部を備えた表側フランジ部を適正に成形することができる。したがって、本方法により成形した自動車用ホイールにあっては、上述した本発明の作用効果を適正に発揮し得るものである。

尚、本製造方法の薄肉加工工程としては、プレス加工が好適に用い得る。また、薄肉加工工程は、ホイールディスクを成形するための略円形状平板で、その外周端部を薄肉化するように行なっても良いし、該ホイールディスクの形状を成形した後に行うようにしても良い。いずれの場合も、プレス加工を用いることにより、上記した切削加工に比して製造コストを低減できるという優れた利点を有する。

上述した自動車用ホイールの製造方法にあって、表側フランジ成形工程は、薄肉加工工程の後に、表側フランジ部の環状裏周部の内側周端部を、表方へ窪む開先形状に成形する開先加工工程を行うようにしている製造方法が提案される。

かかる方法にあっては、表側フランジ部の環状裏周部の内側周端部を、開先形状に安定して成形することができる。そして、前記内側周端部にホイールリムの表側ビードシート部の開口端部を突き当てて溶接する工程で、内側周端部と開口端部とを充分に熱し、溶接金属を充分に溶け込ませることができる。そのため、開口端部と内側周端部とを溶接した溶接部を、充分な強度と耐久性とを発揮するものとして安定して形成できる。

尚、開先加工工程としては、切削加工、プレス加工などが好適に用られる。

本発明の自動車用ホイールは、上述したように、ホイールディスクの表側フランジ部が、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部から裏側へ連成され且つ環状表周部の肉厚に比して薄肉化されてなる環状裏周部とを備え、前記表側フランジ部の環状裏周部の内側周端部と、前記ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部とが周方向に亘って溶接されてなるものであるから、環状裏周部が薄肉化により低剛性化されているため、溶接部に作用した応力を前記環状裏周部に分散し易く、溶接部への応力集中を緩和することができ得る。また、前記環状裏周部と表側ビードシート部の開口端部との肉厚差が低減するため、溶接の際に生ずる溶接歪みを低減することができ、溶接部の強度を向上することができる。以上のことから、溶接部の耐久性を向上でき、総じて自動車用ホイールの耐久性能が向上する。

上述した自動車用ホイールにあって、ホイールディスクの表側フランジ部は、その環状裏周部の肉厚が、ホイールリムの表側ビードシート部の肉厚と同等となるように形成されてなる構成の場合には、溶接部に作用した応力を、環状裏周部と表側ビードシート部とに効率的に分散でき、溶接部への応力集中を緩和する作用効果が一層向上するため、自動車用ホイールの耐久性能がさらに向上する。さらに、環状裏周部と表側ビードシート部とを溶接する際の両者への熱量の伝わり方や、溶接後の両者の冷え方に差が生じることを抑制できるため、溶接歪みの発生を抑制する効果が一層向上する。

上述した自動車用ホイールにあって、ホイールディスクの表側フランジ部は、その環状裏周部の内側周端部が、表方へ窪む開先形状に形成されてなるものであり、前記内側周端部に、ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部が突き当てられて溶接されてなるものである構成の場合には、環状裏周部の内側周端部と表側ビードシート部の開口端部とに充分に溶け込んだ溶接部が形成されるため、溶接部の強度と耐久性とが向上し、総じて当該自動車用ホイールの耐久性能を一層向上することができ得る。

一方、本発明は、上述した本発明にかかる自動車用ホイールの製造方法において、ホイールディスクの外周端部を裏側へ湾曲状に折り返す折曲加工工程と、該外周端部を薄肉化する薄肉加工工程とを順に行う表側フランジ成形工程を備えた製造方法であるから、上述した本発明の、環状表周部に比して薄肉化された環状裏周部を備えた表側フランジ部を、適正かつ安定して成形することができる。そのため、本方法により成形した自動車用ホイールにあっては、上述した本発明の作用効果を適正に発揮し得るものである。

また、上述した本発明にかかる自動車用ホイールの製造方法において、ホイールディスクの外周端部を、該ホイールディスクの中心軸線に沿うように折り曲げる第一折曲加工工程と、該外周端部を薄肉化する薄肉加工工程と、該外周端部を内方へ折り返す第二折曲加工工程とを順に行う表側フランジ成形工程を備えた製造方法であるから、表側フランジ部の環状裏周部の肉厚を制御し易く、かつシワなどの発生を抑制することができるため、上述した本発明の表側フランジ部を適正かつ安定して成形できる。そのため、本方法により成形した自動車用ホイールにあっては、上述した本発明の作用効果を適正に発揮し得るものである。

また、上述した本発明にかかる自動車用ホイールの製造方法において、ホイールディスクの外周端部を、薄肉化する薄肉加工工程と、該外周端部を裏側へ湾曲状に折り返す折曲加工工程とを順に行う表側フランジ成形工程を備えた製造方法であるから、折曲加工工程でシワ等の発生を抑制することができるため、上述した本発明の表側フランジ部を適正かつ安定して成形できる。そのため、本方法により成形した自動車用ホイールにあっては、上述した本発明の作用効果を適正に発揮し得るものである。

上述した自動車用ホイールの製造方法にあって、表側フランジ成形工程は、薄肉加工工程の後に、表側フランジ部の環状裏周部の内側周端部を、表方へ窪む開先形状に成形する開先加工工程を行うようにしている製造方法とした場合には、内側周端部を開先形状に安定して成形することができると共に、溶接する工程で、内側周端部と表側ビードシート部の開口端部とに溶接金属を充分に溶け込ませることができ、該溶接部の強度と耐久性とを向上した自動車用ホイールを得ることができる。

本発明にかかる実施例１〜３の自動車用ホイール１の縦断面図である。 図１に示すＸ部の拡大図である。 実施例１の表側フランジ成形工程を構成する第一折曲加工工程の説明図である。 実施例１の表側フランジ成形工程を構成する薄肉加工工程の説明図である。 実施例１の表側フランジ成形工程を構成する第二折曲加工工程の説明図である。 実施例２の表側フランジ成形工程を構成する薄肉加工工程の説明図である。 実施例４の自動車用ホイール７１の、ホイールディスク７３の表側ビードシート部７５を部分的に拡大した縦断面図である。 別例の表側フランジ成形工程を構成するフローフォーミング加工工程の説明図である。 従来構成の自動車用ホイールｍの、ホイールディスクｐの表側ビードシート部ｒを部分的に拡大した縦断面図である。

本発明にかかる実施例１の自動車用ホイール１を各添付図面を用いて詳述する。
図１は、本実施例１の自動車用ホイール１の縦断面図である。この自動車用ホイール１は、スチール製の平板から夫々成形されたホイールリム２とホイールディスク３とを接合して成る、いわゆる２ピースタイプのスチール製ホイールであり、ホイールディスク３の外周縁に表側フランジ部１１を備えた構成である。尚、本実施例１にあって、ホイールディスク３の背面側から意匠面側へ向かう方向を表方向とし、逆向きを裏方向としている。また、ホイール径方向に沿って、自動車用ホイール１の中心軸線Ｓ１へ向かう方向を径方向内方向とし、逆向きを径方向外方向としている。

上記したホイールリム２にあっては、略円筒形状をなし、その一方（裏側）の開口縁にタイヤの裏側のビードを側方から支持する裏側フランジ部１２が設けられ、該裏側フランジ部１２に、タイヤの裏側のビードを着座させて支持固定する裏側ビートシート部１４が連成されている。さらに、他方（表側）の開口縁には、タイヤの表側のビードを着座させて支持固定する表側ビートシート部１３が設けられている。そして、表裏のビードシート部１３，１４の間には、タイヤ装着時にタイヤの表裏のビードを落とすためのドロップ部１５が設けられている。

一方、上記したホイールディスク３にあっては、略円盤形状をなし、その中央に車軸のハブと連結するハブ取付部２１が設けられ、外周縁に表側フランジ部１１が周設されている。そして、ハブ取付部２１と表側フランジ部１１との間には両者を連成するように、径方向に沿った複数のスポーク部２２が、周方向で均等間隔に設けられている。さらに、互いに隣り合うスポーク部２２の間に、飾り孔２５が夫々設けられている。

ここで、ハブ取付部２１には、その中央にハブ孔２７が形成されており、該ハブ孔２７の径方向外側に位置して周方向で互いに均等間隔となるように、複数個のボルト孔２８が設けられている。尚、このホイールディスク３の各部位はそれぞれ同心状に形成されている。また、スポーク部２２は、ハブ取付部２１の周縁から表方へ盛り上がるように形成されている。そして、各スポーク部２２の外端から滑らかに連成するように表側フランジ部１１が形成されている。

上記の表側フランジ部１１は、裏側へ湾曲状に折り返されてなるものであり、上記スポーク部２２の外端から連成された意匠面側の環状表周部１１ａと、該環状表周部１１ａから裏側へ連成されて内方へ延出されてなる環状裏周部１１ｂとから構成されている。この環状裏周部１１ｂは、その内径寸法が、上記したホイールリム２の表側ビードシート部１３の開口端部１３ａの内径寸法とほぼ同じ寸法となるようにしている。そして、表側フランジ部１１は、その環状裏周部１１ｂの肉厚ｔ２が環状表周部１１ａの肉厚ｔ１に比して薄肉化されて形成されており（図２参照）、その詳細については後述する。

このようなホイールリム２とホイールディスク３とを溶接することにより、本実施例１の自動車用ホイール１を得る。すなわち、該ホイールリム２の表側ビードシート部１３の開口端部１３ａと、ホイールディスク３の表側フランジ部１１を構成する環状裏周部１１ｂの内側周端部１１ｃとを溶接することにより（図２参照）、ホイールリム２とホイールディスク３とを一体化してなる。

次に、上述した実施例１の自動車用ホイール１の製造方法について説明する。
上記のホイールリム２は、略長方形状のスチール製平板（板厚としては、例えば２．０ｍｍ〜４．５ｍｍ）を、その短辺同士を突合せ溶接することにより円筒形状とした後、これを回転させた状態で、所定の金型を当該円筒の内外両側から挟圧する所謂ロール加工により成形でき、従来の成形方法を適用することができる。そのため、この成形工程については、その説明を省略する。

一方、上記のホイールディスク３にあっては、略円形状のスチール製平板（板厚としては、例えば３．７ｍｍ〜８．５ｍｍ）を、プレス加工により複数回の絞り加工を行うことにより、所望の意匠面形状に成形する。詳述すると、ホイールディスク３の意匠面部分の凹凸形状を成形し、飾り孔２５の孔開け加工と該飾り孔２５の孔周縁の仕上げ加工などを行う工程（以下、意匠部成形工程という）を行った後、表側フランジ部１１を成形する表側フランジ成形工程を行って、所望のホイールディスク３を得る。または、表側フランジ部１１を成形する表側フランジ成形工程を行った後に、意匠部成形工程を行なって、所望のホイールディスク３を得るようにしても良い。あるいは、表側フランジ部１１を成形する表側フランジ成形工程を行うと同時に、意匠部成形工程を行なって、所望のホイールディスク３を得るようにしても良い。ここで、表側フランジ成形工程以外の各工程は、従来の成形方法を適用することができるため、その説明を省略する。

尚ここで、ホイールリム２を成形するための材料であるスチール製平板は、ホイールディスク３を成形するための材料であるスチール製平板に比して板厚の薄いものを用いている。

この表側フランジ部１１を成形する表側フランジ成形工程について説明する。
本実施例１にあっては、意匠部成形工程によりホイールディスク３の中間成形体３３を形成し、この中間成形体３３の外周端部３４を、第一折曲加工工程（図３参照）、薄肉加工工程（図４参照）、第二折曲加工工程（図５参照）によって、表側フランジ部１１に成形する。ここで、第一折曲加工工程により、図３のように、中間成形体３３の円環状の外周端部３４を中心軸線Ｓ２（ホイールディスク３の中心軸線）に沿って裏方へ折り曲げた後、薄肉加工工程により、図４のように、この外周端部３４’をプレス加工によりしごき加工して薄肉化する。その後、第二折曲加工工程により、図５のように、薄肉化した外周端部３４’’を径方向内方へ折り曲げる。これにより、表側フランジ部１１を成形する。このように、本実施例１の製造方法にあっては、第一折曲加工工程（図３参照）、薄肉加工工程（図４参照）、第二折曲加工工程（図５参照）により、表側フランジ成形工程を構成している。

すなわち、第一折曲加工工程では、図３（Ａ）のように、意匠部成形工程後の中間成形体３３の外周縁を、円環状に下方突成された支持突部４２を備えた上部支持型４１と、同様に円環状に上方突成された支持突部４４を備えた下部支持型４３とにより、周方向に亘って挟持する。ここで、上部支持型４１と下部支持型４３とは、中間成形体３３を位置決めして挟持する。この後、図３（Ｂ）のように、上部支持型４１と下部支持型４３とから外方へ突出している円環状の外周端部３４を、リング状パンチ４５により中心軸線Ｓ２に沿って折り曲げる。このように第一折曲加工工程を行うことにより、中心軸線Ｓ２に沿った外周端部３４’を形成する。

第一折曲加工工程の次に薄肉加工工程を行う。図４（Ａ）のように、折り曲げた外周端部３４’の直内側を、上部支持型４６と下部支持型４８とにより周方向に亘って支持する。そして、図４（Ｂ）のように、リング状パンチ４９を上部支持型４６の外周面に沿って下方へ移動することにより、前記外周端部３４’をしごき加工して薄肉化する。尚、下部支持型４８の外周面の外径とリング状パンチ４９の内周径とにより、薄肉化後の外周端部３４’’の肉厚を設定している。

この薄肉加工工程の次に第二折曲加工工程を行う。図５（Ａ）のように、中間成形体３３の外周縁を上部支持型５１により上方から支持し、湾曲加工周部５４が周成されたリング状折曲型５３を中間成形体３３の中心軸線Ｓ２に沿って下方から上方へ移動する。リング状折曲型５３の湾曲加工周部５４により、図５（Ｂ）のように、薄肉化した外周端部３４’’を内方へ折り曲げる。これにより、表側フランジ部１１を形成する。この表側フランジ部１１は、図２のように、意匠面側の環状表周部１１ａと、裏側へ湾曲状に折り曲げられて内方へ延出した環状裏周部１１ｂとから構成されてなり、この環状裏周部１１ｂの肉厚ｔ２が、環状表周部１１ａの肉厚ｔ１に比して薄肉化されている。尚、第二折曲加工工程において、外周端部３４’’を内方へ折り曲げて形成された環状裏周部１１ｂの先端側（内側周端部１１ｃ側）は、中心軸線Ｓ２に対して直交する方向に沿うように形成されている。

さらに、本実施例１の自動車用ホイール１にあっては、上記したホイールディスク３の表側フランジ部１１を、その環状裏周部１１ｂの肉厚ｔ２がホイールリム２の表側ビードシート部１３の肉厚ｔ３と実質的に同等となるように、上述した表側フランジ成形工程により成形している。

本実施例１の表側フランジ成形工程にあっては、第一折曲加工工程と第二折曲加工工程との二段階で裏側へ折り返すように湾曲する加工を行っていることから、シワ等の発生を抑制することができる。さらに、第一折曲加工工程と第二折曲加工工程との間で、リング状パンチによるしごき加工によって薄肉化するようにしていることから、所望の肉厚に成形し易いことから、表側フランジ部１１の環状裏周部１１ｂの肉厚を制御し易いという利点も有する。また、この薄肉加工工程は、しごき加工により行うため、成形コストを抑制する効果に優れるという利点も有する。更に述べると、本実施例１によれば、第一折曲加工工程、第二折曲加工工程、薄肉加工工程（しごき加工）の３つの工程は、意匠部成形工程に織り交ぜて行うことができる。つまり、環状表周部１１ａと環状裏周部１１ｂとを有するホイールディスク３をプレス加工のみで成形することができ、プレス装置以外の設備を用いる必要が無く、低コストでホイールディスク３を成形することが可能である。

このように成形したホイールリム２とホイールディスク３とを溶接する溶接工程（図示省略）により一体化して、本実施例１の自動車用ホイール１を得る。この溶接工程では、ホイールディスク３の中心軸線Ｓ２（図３，５参照）とホイールリム２の中心軸線（図示省略）とを一致させるようにして、ホイールディスク３の表側フランジ部１１を構成する環状裏周部１１ｂの内側周端部１１ｃに、ホイールリム２の表側ビードシート部１３の開口端部１３ａを突き当てる（図２参照）。そして、この内側周端部１１ｃと開口端部１３ａとを周方向に亘って、外側からアーク溶接により全周溶接する。ここで、環状裏周部１１ｂと表側ビードシート部１３とは、上記のようにほぼ同じ肉厚であることから、溶接の際に熱が両者にほぼ均等に伝わり易く、溶接金属が両者にほぼ均等かつ充分に溶け込んだ溶接部８を全周に亘って形成できる。さらには、環状裏周部１１ｂと表側ビードシート部１３とは、上記のようにほぼ同じ肉厚であることから、環状裏周部１１ｂと表側ビードシート部１３とを溶接した際の両者への熱量の伝わり方や、溶接後の両者の冷え方に差が生じることを抑制できるため、溶接歪みの発生を一層抑制でき得る。これにより、溶接部８の強度と耐久性を向上することができ得る。

この自動車用ホイール１にあっては、ホイールディスク３を構成する表側フランジ部１１の環状裏周部１１ｂが薄肉化されてなるものであるから（図２参照）、上記溶接部８に応力が作用した場合に、該応力を環状裏周部１１ｂの弾性変形により負担することができ、溶接部８への応力集中を緩和することができる。特に、環状裏周部１１ｂは、ホイールリム２の表側ビードシート部１３とほぼ同じ肉厚としていることから、前記応力を環状裏周部１１ｂと表側ビードシート部１３との両方へ効率的に分散する作用効果に優れ、溶接部８への応力集中を緩和する効果が高い。

以上ことから、本実施例１の自動車用ホイールは、溶接部８の強度と耐久性とが向上するため、優れた耐久性能を発揮することができる。

また、上述した従来構成の自動車用ホイールｍ（図９参照）にあって、本実施例１の自動車用ホイール１のホイールディスク３と同じ板厚のスチール製平板によりホイールディスクｐを成形し、当該自動車用ホイール１のホイールリム２と同じ板厚のスチール製平板によりホイールリムｆを夫々に成形したとする。この場合、本実施例１の自動車用ホイール１は、ホイールディスク３を構成する表側フランジ部１１の環状裏周部１１ｂが、従来構成のホイールディスクｐを構成する表側フランジ部ｒの裏側部位ｕに比して薄肉化されているため、従来構成の自動車用ホイールｍに比して軽量化できるという利点も有する。

実施例２にあっては、ホイールディスク３の成形工程で、略円形状のスチール製平板３１に薄肉加工工程を行い（図６参照）、該スチール製平板３１の外周端部３２をプレス加工により薄肉化するようにしている。すなわち、上述した意匠部成形工程の前に薄肉加工工程を行う。そして、意匠部成形工程と同時に、又は意匠部成形工程後に、中間成形体の外周端部３２’を裏側へ折り返す折曲加工工程を行い、表側フランジ部１１を成形する。

ここで、本実施例２の製造方法は、上述した実施例１と同じ自動車用ホイール１を製造する製造方法であり、該自動車用ホイール１の構成については（図１，２参照）、その説明を省略する。

ホイールディスク３の成形工程にあって、上記した薄肉加工工程では、図６（Ａ）のように、ホイールディスク３を成形するための略円形状のスチール製平板３１を、その裏面を下側支持型６１により全面支持し、且つ表面を円柱状の上側支持型６２により支持する。ここで、上側支持型６２の外径は、前記スチール製平板３１の外径より小さく設定されている。そして、図６（Ｂ）のように、上側支持型６２の外周に沿って、リング状パンチ６３を表方から押圧することにより、前記スチール製平板３１の外周端部３２を薄肉化する。これによりスチール製平板３１には、薄肉化された外周端部３２’が形成される。

次にスチール製平板３１を上記実施例１と同様の意匠部成形工程により、所望の意匠面形状に成形する。ここで、外周端部３２’は、意匠部成形工程により直接加工されず、その形状が保持される。尚、本実施例２にあっては、外周端部３２’の意匠面側が凹むように、薄肉加工工程および意匠部成形工程を行っている。

そして、意匠部成形工程により成形した中間成形体を、上述した実施例１と同様の第一折曲加工工程（図３参照）と第二折曲加工工程（図５参照）と順次連続して行い、該中間成形体の外周端部３２’を裏側へ湾曲状に折り返す。これにより、外周端部３２’を折り曲げてなる環状裏周部１１ｂと意匠面側の環状表周部１１ａとから構成される表側フランジ部１１を形成する。本実施例２の製造方法にあっても、上記した実施例１と同様に、図２のように、環状表周部１１ａと環状裏周部１１ｂとから構成されており、該環状裏周部１１ｂの肉厚ｔ２が、ホイールリム２の表側ビードシート部１３の肉厚ｔ３と実質的に同等となるように成形されている。

このように、本実施例２にあっては、スチール製平板３１の状態で薄肉加工工程を行っていることから、該スチール製平板３１の外周端部３２を、安定かつ正確に薄肉化し易く、さらにその肉厚を制御し易い。さらに、本実施例２では、折曲加工工程を、第一折曲加工工程と第二折曲加工工程とに分けて二段階で行っていることから、上述した実施例１と同様にシワ等の発生を抑制する効果を奏する。

このようにホイールディスク３を成形した後に、ホイールリム２と溶接して、本発明にかかる自動車用ホイール１を得る。そして、本実施例２にあっても、実施例１と同様、優れた耐久性能を有する自動車用ホイール１を得ることができる。

また、本実施例２にあっても、上述した実施例１と同様に、従来構成の自動車用ホイールｍ（図９参照）に比して、軽量化できるという利点を有する。

尚、本実施例２の製造方法にあって、スチール製平板３１の外周端部３２を薄肉化する薄肉加工工程と、第一折曲加工工程および第二折曲加工工程による折曲加工工程とにより、本発明にかかる表側フランジ成形工程を構成している。そして、この表側フランジ成形工程以外の工程にあっては、上述した実施例１と同じ工程を行うことができ、その詳細については省略する。

実施例３にあっては、ホイールディスク３の成形工程として、意匠部成形工程、折曲加工工程、薄肉加工工程を順次行うことにより、ホイールディスク３を成形するようにしている。尚、本実施例３の製造方法は、上述した実施例１と同様の自動車用ホイール１を製造する製造方法であり、該自動車用ホイール１の詳細については省略する。

このホイールディスク３の成形工程では、円形状のスチール製平板３１を意匠部成形工程により中間成形体を形成し、該中間成形体の外周端部を、上述した実施例１と同様の第一折曲加工工程（図３参照）と第二折曲加工工程（図５参照）とにより、裏側へ湾曲状に折り返す。そして、折り返した外周端部は、折曲加工により肉流れを生じて、第一折曲加工工程前の外周端部に比して厚肉化している。第二折曲加工工程の後に、この外周端部を、裏面側から切削加工することにより薄肉化する薄肉加工工程（図示省略）を行い、図２のように、ホイールリム２の表側ビードシート部１３の肉厚ｔ３と実質的に同等の肉厚ｔ２である環状裏周部１１ｂを形成する。これにより、環状裏周部１１ｂと環状表周部１１ａとからなる表側フランジ部１１を形成する。

このように、本実施例３にあっては、中間成形体の外周端部を裏側へ折返した後に、切削加工により薄肉化していることから、折曲加工によって折り返した外周端部にシワ等が生じても、切削加工により裏面を滑らかに成形することができる。さらに、裏側へ折り返す第一および第二折曲加工工程の後に、切削加工により薄肉加工工程を行っていることから、環状裏周部１１ｂを高い精度により安定して形成することができる。さらに、本実施例３にあっても、折曲加工工程を第一および第二折曲加工工程の二段階で行っていることから、シワ等の発生を抑制する効果も奏する。

このようにホイールディスク３を成形した後に、ホイールリム２と溶接して、本発明にかかる自動車用ホイール１を得る。そして、本実施例３にあっても、実施例１と同様、優れた耐久性能を有する自動車用ホイール１を得ることができる。また、実施例１と同様に、従来構成の自動車用ホイールｍ（図９参照）に比して、軽量化できるという利点を有する。

尚、本実施例３の製造方法にあって、意匠部成形工程後に、第一折曲加工工程および第二折曲加工工程による折曲加工工程と、薄肉加工工程とを順次実行することにより、本発明にかかる表側フランジ成形工程を構成している。そして、この表側フランジ成形工程以外の工程にあっては、上述した実施例１と同じ工程を行うことができ、その詳細については省略する。

実施例４にあっては、図７のように、開先形状の内側周端部７５ｃが形成された表側フランジ部７５を備えたホイールディスク７３を有する構成の自動車用ホイール７１である。この表側フランジ部７５は、実施例１と同様に環状表周部７５ａと環状裏周部７５ｂとから構成されており、該環状裏周部７５ｂの内側周端部７５ｃを、裏方から表方へ窪むように薄肉化して開先形状とした構成である。ここで、内側周端部７５ｃの開先形状としては、その径方向幅を、ホイールリム２の表側ビードシート部１３の肉厚ｔ３よりも広くするように設定している。

このホイールディスク７３の成形工程は、上述した実施例１と同様に意匠部成形工程、第一折曲加工工程（図３参照）、薄肉加工工程（図４参照）、第二折曲加工工程（図５参照）を行った後に、切削加工により開先形状の内側周端部７５ｃを形成する開先加工工程（図示省略）を行う。これにより、本実施例４の表側フランジ部７５を成形する。すなわち、本実施例４にあっては、第一折曲加工工程、薄肉加工工程、第二折曲加工工程、開先加工工程により、表側フランジ成形工程を構成している。

そして、このホイールディスク７３とホイールリム２とを溶接工程により溶接する。この溶接工程では、ホイールディスク７３の表側フランジ部７５の内側周端部７５ｃに、ホイールリム２の表側ビードシート部１３の開口端部１３ａを、該ホイールディスク７３とホイールリム２の各中心軸線が一致するようにして突き当てる。そして、この状態で外側から全周溶接することにより、溶接金属を、表側ビードシート部１３の開口端部と表側フランジ部７５の内側周端部７５ｃとに溶け込み易く、両者に充分に溶け込んだ溶接部８を安定して形成することができる。

このようにして製造された自動車用ホイール７１は、上記のように溶接部８を形成できることから、該溶接部８の強度と耐久性とが一層向上するため、総じて一層高い耐久性能を発揮できる。尚ここで、本実施例４の自動車用ホイール７１にあっても、図７のように、表側フランジ部７５の環状裏周部７５ｂの肉厚ｔ２が、表側ビードシート部１３の肉厚ｔ３と実質的に同等に形成されていることから、溶接部８への応力集中を緩和する作用効果を奏し、前記した耐久性能の向上効果をさらに高め得る。

本実施例４の自動車用ホイール７１は、ホイールディスク７３の表側フランジ部７５に開先形状の内側周端部７５ｃを形成した以外は、上述した実施例１と同じ構成であり、その説明を省略している。また、製造方法にあっても、開先加工工程を行う以外は、実施例１と同様であるため、その説明を省略している。

一方、上述した実施例１の製造方法にあっては、第一折曲加工工程と第二折曲加工工程との間で行う薄肉加工工程を、リング状パンチによるしごき加工により行うようにした表側フランジ成形工程であるが、その他の方法として、フローフォーミング加工により第一折曲加工工程および薄肉加工工程を行うようにしても良い。例えば、図８（Ａ）のように、フローフォーミング加工工程として、意匠部成形工程後の中間成形体３３の外周縁を、円環状に下方突成された支持突部９２を備えた上部支持型９１と、同様に円環状に上方突成された支持突部９４を備えた下部支持型９３とにより、周方向に亘って挟持する。そして、上部支持型９１と下部支持型９３とを中心軸線Ｓ２を中心として回転すると共に、外周縁にへら周部９６を設けた円盤状の絞りローラ９５を回転しつつ、当該絞りローラ９５を、中心軸線Ｓ２に沿って上方から下方へ移動する。これによって、図８（Ｂ）のように、当該絞りローラ９５のへら周部９６により、上部支持型９１と下部支持型９３とから外方へ突出している円環状の外周端部３４を、下部支持型９３の外周面に沿って折り曲げながら絞り加工して薄肉化していく。尚、この場合には、下部支持型９３の外周面の外径と絞りローラ９５のへら周部９６との隙間により、薄肉化後の外周端部３４の肉厚を設定している。このようにフローフォーミング加工工程を行った後に、実施例１と同様の第二折曲加工工程を行うことにより、上述した実施例１と同様の、表側フランジ部の環状裏周部を薄肉化されてなるホイールディスクを得ることができる。このような製造方法にあっては、フローフォーミング加工工程と第二折曲加工工程とにより、表側フランジ成形工程を構成している。この製造方法によっても、上述した実施例１と同様の作用効果を奏する自動車用ホイールを得ることができる。

また、上述した実施例２，３にあって、実施例４と同様に開先形状を形成する開先加工工程を、第二折曲加工工程の後に行うこともできる。同様に、フローフォーミング加工による薄肉加工工程を行う場合にあっても、開先加工工程を行うようにしても良い。

また、上述した実施例２にあっては、円形状のスチール製平板の状態で薄肉加工工程を行うようにした製造方法であるが、その他の方法として、意匠部成形工程の後に薄肉加工工程を行い、その後に折曲加工工程を行うようにしても良い。

また、上述した実施例１〜４にあっては、ホイールディスクの表側フランジ部を構成する環状裏周部を、ホイールリムの表側ビードシート部の肉厚とほぼ同じとするようにした構成であるが、環状裏周部の肉厚を、環状表周部に比して薄く且つ表側ビードシート部に比して厚くした構成とすることもできる。かかる構成にあっても、環状裏周部へ応力を分散できるため、溶接部への応力集中を緩和することができる。

また、上述した実施例１〜３の構成にあっては、ホイールディスクの表側フランジ部の内側周端部に、ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部を突き当てて溶接してなる構成であるが、その他の構成として、ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部を、ホイールディスクの表側フランジ部の内側周端部に内嵌し、両者を溶接してなる構成とすることもできる。この場合には、ホイールディスクの表側フランジ部の内側周端部を、その内径が、ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部の外径とほぼ同じとなるように成形する。

本発明にあっては、上述した実施例に限定されるものではなく、その他の構成についても、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更可能である。例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金により成型した同じ構成の自動車用ホイールにあっても、同様の作用効果を発揮することができる。

１，７１ 自動車用ホイール
２ ホイールリム
３，７３ ホイールディスク
１１，７５ 表側フランジ部
１１ａ，７５ａ 環状表周部
１１ｂ，７５ｂ 環状裏周部
１１ｃ，７５ｃ 内側周端部
１２ 裏側フランジ部
１３ 表側ビードシート部
１３ａ （表側ビードシート部１３の）開口端部
３２，３２’，３４，３４’，３４’’ 外周端部
ｔ１ （環状表周部の）肉厚
ｔ２ （環状裏周部の）肉厚
ｔ３ （表側ビードシート部の）肉厚
Ｓ２ （ホイールディスクの）中心軸線

Claims (7)

1. 一方の開口縁に裏側フランジ部を備え、且つ他方の開口縁に表側ビードシート部を備えたホイールリムと、外周縁に表側フランジ部を備えたホイールディスクとから構成されてなる自動車用ホイールにおいて、
   ホイールディスクの表側フランジ部は、該ホイールディスクの外周縁を裏側へ湾曲状に折り返すことにより、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部から裏側へ連成された環状裏周部とを備え、前記環状裏周部の肉厚が、前記環状表周部の肉厚に比して薄肉化されてなり、
   前記表側フランジ部の環状裏周部の内側周端部と、前記ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部とが周方向に亘って溶接されてなるものであることを特徴とする自動車用ホイール。
2. ホイールディスクの表側フランジ部は、その環状裏周部の肉厚が、ホイールリムの表側ビードシート部の肉厚と同等となるように形成されてなるものであることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ホイール。
3. ホイールディスクの表側フランジ部は、その環状裏周部の内側周端部が、表方へ窪む開先形状に形成されてなるものであり、
   前記内側周端部に、ホイールリムの表側ビードシート部の開口端部が突き当てられて溶接されてなるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車用ホイール。
4. 請求項１に記載の自動車用ホイールの製造方法において、
   ホイールディスクの外周端部を裏側へ湾曲状に折り返す折曲加工工程と、
   該外周端部を薄肉化する薄肉加工工程と
   を順に行うことにより、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部に比して薄肉化した環状裏周部とから構成される表側フランジ部を形成する表側フランジ成形工程を備えていることを特徴とする自動車用ホイールの製造方法。
5. 請求項１に記載の自動車用ホイールの製造方法において、
   ホイールディスクの外周端部を、該ホイールディスクの中心軸線に沿うように折り曲げる第一折曲加工工程と、
   該外周端部を薄肉化する薄肉加工工程と、
   該外周端部を内方へ折り返す第二折曲加工工程と
   を順に行うことにより、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部に比して薄肉化した環状裏周部とから構成される表側フランジ部を形成する表側フランジ成形工程を備えていることを特徴とする自動車用ホイールの製造方法。
6. 請求項１に記載の自動車用ホイールの製造方法において、
   ホイールディスクの外周端部を、薄肉化する薄肉加工工程と、
   該外周端部を裏側へ湾曲状に折り返す折曲加工工程と
   を順に行うことにより、意匠面側の環状表周部と、該環状表周部に比して薄肉化した環状裏周部とから構成される表側フランジ部を形成する表側フランジ成形工程を備えていることを特徴とする自動車用ホイールの製造方法。
7. 表側フランジ成形工程は、薄肉加工工程の後に、表側フランジ部の環状裏周部の内側周端部を、表方へ窪む開先形状に成形する開先加工工程を行うようにしていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の自動車用ホイールの製造方法。

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