JP2022137745A

JP2022137745A - 車両用ホイールの製造方法

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Publication number: JP2022137745A
Application number: JP2021037394A
Authority: JP
Inventors: 栄二高島; Eiji Takashima
Original assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Current assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-09-22
Anticipated expiration: 2041-03-09
Also published as: JP7227996B2; US20220288668A1; CN115041918B; CN115041918A; US11660656B2

Abstract

【課題】切削面と素材の表面とが交わる部分が視覚的に強調された意匠性の高い車両用ホイールを製造する。【解決手段】車両用ホイールの製造方法は、略円筒状のホイールリムと、ホイールリムの内周側に設けられるホイールディスクと、を備える車両用ホイールの製造方法である。同製造方法は、鋳造法または鍛造法により軽金属製のホイールの素材を成形する成形工程と、素材の一部を切削加工して切削面を形成する切削工程と、切削面と、該切削面と素材の表面とが交わるエッジ部と、素材の表面のうちの少なくともエッジ部の周囲と、を有色の塗料で塗装する塗装工程と、塗装工程後、エッジ部に対して面取り加工を施して素材が露出した光輝面を形成する面取り工程と、を含む。【選択図】図５

Description

本明細書に開示される技術は、車両用ホイールの製造方法に関する。

従来から、意匠性を高めるために、塗装された軽金属製のホイールの表面を塗膜とともに旋盤加工して金属素材を露出させた光輝面が形成された車両用ホイールの製造方法が知られている。この光輝面は、旋盤加工により形成されるため、最も車両外側となる部位にしか設けることができず、単調な平坦面や局面で形成される。一方で、例えば特許文献１及び特許文献２のように、光輝面の意匠性を高めるために、マシニングセンタを用いて、ホイールの３次元形状に沿って切削工具を移動させて光輝面を形成したり、切削工具の回転軸を変化させて３次元的曲面の光輝面を形成したりするなど、より複雑な形状の光輝面を形成する車両用ホイールの製造方法が開示されている。

特開２０１７－２２６３３０号公報特開２０１８－１２７０４０号公報

本発明者は、鋭意検討した結果、従来とは異なる製造方法により、意匠性の高い車両用ホイールの製造方法を新たに見出した。

本明細書では、上述した課題を解決することが可能な技術を開示する。

本明細書に開示される技術は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本明細書に開示される車両用ホイールの製造方法は、略円筒状のホイールリムと、前記ホイールリムの内周側に設けられるホイールディスクと、を備える車両用ホイールの製造方法であって、鋳造法または鍛造法により軽金属製のホイールの素材を成形する成形工程と、前記素材の一部を切削加工して切削面を形成する切削工程と、前記切削面と、該切削面と前記素材の表面とが交わるエッジ部と、前記素材の前記表面のうちの少なくとも前記エッジ部の周囲と、を有色の塗料で塗装する塗装工程と、前記塗装工程後、前記エッジ部に対して面取り加工を施して前記素材が露出した光輝面を形成する面取り工程と、を含む。

本車両用ホイールの製造方法では、それぞれ有色の塗料で塗装された切削面と素材の表面との境界に沿って線状に延び、且つ素材が露出した光輝面を形成することができ、視覚的に強調された意匠性の高い車両用ホイールを製造することができる。

（２）上記車両用ホイールの製造方法において、前記面取り工程では、機械加工により前記エッジ部に対して前記面取り加工を施すとしてもよい。本車両用ホイールの製造方法の面取り工程で形成される光輝面は、線状に延びるため光輝面の幅のばらつきが大きいと、見た目が悪くなりやすい。このため、光輝面の幅の変化率を抑制することが求められる。本車両用ホイールの製造方法によれば、機械加工を用いることで、例えば手動によって面取りを行う場合に比べて、線状に延びる光輝面の幅のばらつきを抑制することができる。

なお、本明細書に開示される技術は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、車両用ホイール、その製造方法等の形態で実現することが可能である。

第１実施形態における車両用ホイール１００の外観構成を概略的に示すＸＺ平面図である。車両用ホイール１００のＹＺ断面構成を概略的に示す説明図である。車両用ホイール１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。車両用ホイール１００の製造工程を示すフローチャートである。車両用ホイール１００の製造工程の一部を示す説明図である。第２実施形態における車両用ホイール１００ａの一部分の外観構成を概略的に示すＸＺ平面図である。車両用ホイール１００ａのＹＺ断面構成を概略的に示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ－１．車両用ホイール１００の構成：
図１は、第１実施形態における車両用ホイール１００（以下、単に「ホイール１００」という）の外観構成を概略的に示すＸＺ平面図である。図２は、ホイール１００のＹＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図２には、図１のＩＩ－ＩＩの位置におけるホイール１００のＹＺ断面構成が示されている。図３は、本実施形態におけるホイール１００のＸＹ断面構成を概略的に示す説明図である。図３には、図１のＩＩＩ－ＩＩＩの位置におけるホイール１００のスポーク部２１０のＸＹ断面構成が示されている。各図には、方向を特定するための互いに直交するＸＹＺ軸が示されている。本明細書では、便宜的に、Ｙ軸方向は、ホイール１００の回転軸に平行な方向であるとし、以下、「ホイール軸方向」というものとするが、ホイール１００は実際にはそのような向きとは異なる向きで配置されてもよい。後述の図５についても同様である。以下、ホイール１００の径方向を「ホイール径方向」といい、ホイール１００の回転軸周りの周方向を「ホイール周方向」という。

図２に示すように、ホイール１００は、ホイール素材１０２の表面に、カラーコート層３００と、クリアコート層３１０と、が形成されている。なお、ホイール素材１０２は、後述する成形工程で成形された後、塗装工程および面取り工程を経てホイール１００に成る。ここで、各工程で使用されるホイール１００の素材は、便宜上、ホイール素材１０２と説明する。

ホイール素材１０２は、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽金属により形成されている。ホイール素材１０２は、略円筒状のホイールリム１０と、該ホイールリム１０の内周側に配置されたホイールディスク２０と、を備える。本実施形態のホイール素材１０２は、ホイールリム１０とホイールディスク２０とが一体成形された、いわゆる１ピースタイプのホイールである。以下、ホイール１００（ホイール素材１０２）に対してホイール軸方向の一方側（Ｙ軸正方向側）を「アウター側」といい、ホイール軸方向の他方側（Ｙ軸負方向側）を「インナー側」という。ホイール１００が車両本体（図示せず）に装着された場合、ホイール１００のアウター側は、車両本体とは反対側に向けられ、ホイール１００のインナー側は、車両本体側に向けられる。ホイール１００のアウター側の面が意匠面とされる。

（ホイールリム１０）
図１に示すように、ホイールリム１０は、全体として略円筒状であり、円筒部（図示しない）と、一対のフランジ部１１０（図１ではアウター側のフランジ部１１０のみ図示）とを含む。円筒部は、ウェル部等が形成された円筒状である。一対のフランジ部１１０は、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）視で略円環状であり、円筒部におけるホイール軸方向の両端にそれぞれ位置する。一対のフランジ部１１０によって、ホイール１００に装着されたタイヤ（図示せず）がホイール軸方向に位置ずれしないように保持される。

（ホイールディスク２０）
ホイールディスク２０は、ホイールリム１０におけるアウター側に位置しており、ハブ取付部２２０と、複数（本実施形態では５本）のスポーク部２１０とを含む。ハブ取付部２２０は、略円盤状であり、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）視でホイールディスク２０の略中央に位置している。ハブ取付部２２０の略中心には、車両本体のハブ（図示せず）が連結されるハブ孔２２２が形成されている。また、ハブ孔２２２の周囲には、ホイール１００を車両本体のハブに固定するための複数のボルト孔２２４が形成されている。

複数のスポーク部２１０は、ホイールリム１０とハブ取付部２２０との間に放射状に配置されている。各スポーク部２１０は、ホイール径方向に延びている。互いに隣り合うスポーク部２１０同士の間には、開口部（風孔部）１２が形成されている。開口部１２は、略三角形状であるが、これに限らず、例えば略矩形状でもよい。各スポーク部２１０は、ホイールリム１０のフランジ部１１０まで延びている。

（ホイール１００の光輝面２４０）
ホイール１００には、線状の光輝感によりホイール１００の意匠性を高める光輝面２４０が形成されている。具体的には、図１に示すように、ホイール素材１０２のうちアウター側の外表面（意匠面）は、切削面２３０と、複数の光輝面２４０と、複数の傾斜面２５０と、を有する。

切削面２３０は、切削面２３０の法線がホイール軸方向に平行もしくは交差する方向に延びる面である。具体的には、切削面２３０は、ホイール素材１０２におけるアウター側の外表面のうち、ハブ取付部２２０とスポーク部２１０とにおける最もアウター側に位置する面である。切削面２３０は、ホイール軸方向に略垂直な平坦状の面である。各傾斜面２５０は、ホイール素材１０２におけるアウター側の外表面のうち、開口部１２を画定している枠状部分である。各傾斜面２５０は、切削面２３０に対して傾斜している面である。具体的には、図２および図３に示すように、傾斜面２５０は、アウター側に向かって開口部１２の開口面積が拡張するようにホイール軸方向（Ｙ軸方向）に対して傾斜している。なお、傾斜面２５０は、平面状でもよいし、曲面状でもよい。

光輝面２４０は、切削面２３０と傾斜面２５０との境界に位置している線状の部分である。光輝面２４０は、切削面２３０と傾斜面２５０との両方に対して、ホイール軸方向（Ｙ軸方向）に対する角度が互いに異なる部分を有している。具体的には、光輝面２４０は、略平面であり、ホイール軸方向に対する光輝面２４０の傾斜角度は、ホイール軸方向に対する切削面２３０の傾斜角度と、ホイール軸方向に対する傾斜面２５０の傾斜角度との間の角度である。また、光輝面２４０は、光輝面２４０の長手方向に略垂直な断面（例えば図３のＸＹ断面）において、切削面２３０の延長線Ｌ１と傾斜面２５０の延長線Ｌ２との交点Ｐよりもホイール素材１０２（スポーク部２１０）側に位置している（図３参照）。

カラーコート層３００は、切削面２３０と傾斜面２５０との表面に有色の塗料で塗装して形成された層である。光輝面２４０の表面には、カラーコート層３００は形成されておらず、ホイール素材１０２（母材）が露出している。すなわち、光輝面２４０は、両側がカラーコート層３００によって塗装された塗装面（切削面２３０、傾斜面２５０）に挟まれた線状部分である。光輝面２４０の幅は、例えば０．３ｍｍ以上である。また、光輝面２４０の幅は、例えば２ｍｍ以下である。

クリアコート層３１０は、光透過性の塗料で塗装して形成された層であり、ホイール１００のアウター側の外表面全体（切削面２３０、光輝面２４０、傾斜面２５０）に形成されている。

Ａ－２．ホイール１００の製造方法：
上述したホイール１００の製造方法について説明する。図４は、ホイール１００の製造工程を示すフローチャートであり、図５は、ホイール１００の製造工程の一部を示す説明図である。

まずは、図４に示すように、軽金属製の加工前のホイール素材１０２を成形する（Ｓ１１０）。加工前のホイール素材１０２は、軽金属材料を用いて、例えば公知の鋳造法または鍛造法により成形される。図５（Ａ）には、加工前のホイール素材１０２のＸＹ断面が示されている。なお、加工前のホイール素材１０２は、特許請求の範囲における、成形工程で成形される軽金属製のホイールの素材の一例であり、Ｓ１１０の工程は、特許請求の範囲における成形工程の一例である。

次に、加工前のホイール素材１０２のうち、アウター側の最表面部分２３０Ｘを切削加工して切削面２３０を形成する（Ｓ１２０）。図５（Ｂ）には、図５（Ａ）の加工前のホイール素材１０２に対して、最表面部分２３０Ｘが切削された後のホイール素材１０２のＸＹ断面が示されている。切削面２３０は、略平坦状の面である。切削面２３０が形成されたことにより、切削後のホイール素材１０２には、切削面２３０と傾斜面２５０とが交わるエッジ部２３５が形成される。切削加工は、例えばフライス盤や旋盤を用いた機械加工機を用いて行うことができる。なお、切削後のホイール素材１０２は、特許請求の範囲における、切削工程によって切削面が形成されたホイールの素材の一例であり、Ｓ１２０の工程は、特許請求の範囲における切削工程の一例である。

次に、切削後のホイール素材１０２のアウター側の表面全体を有色の塗料で塗装する（Ｓ１３０）。具体的には、切削後のホイール素材１０２のうち、切削面２３０と、エッジ部２３５と、エッジ部２３５の周囲（傾斜面２５０等）とに塗装を行う。有色の塗料は、有彩色の塗料でもよいし無彩色の塗料でもよい。図５（Ｃ）には、切削面２３０と傾斜面２５０とエッジ部２３５との全体にわたってカラーコート層３００が形成されている切削後のホイール素材１０２のＸＹ断面が示されている。なお、Ｓ１３０の工程は、特許請求の範囲における塗装工程の一例である。

次に、塗装された切削後のホイール素材１０２のエッジ部２３５に対して面取り加工を施し（Ｓ１４０）、ホイール素材１０２が露出した光輝面２４０が形成される。図５（Ｄ）には、面取り加工によって、切削面２３０上のカラーコート層３００と、傾斜面２５０上のカラーコート層３００との間に、光輝面２４０が形成されているホイール素材１０２のＸＹ断面が示されている。本実施形態では、例えばＮＣ加工機を用いた機械加工により面取り加工を施す。

エッジ部２３５のホイール軸方向から見た形状は、開口部１２に沿って角部が丸い略三角形状であり、直線状部分（図１の符号Ｄ参照）と曲線状部分（図１の符号Ｃ参照）とを含んでいる。面取り工程では、エッジ部２３５に対して、エッジ部２３５の形状に沿って面取り加工を連続的に行うことで、開口部１２を囲むように光輝面２４０が形成される。Ｓ１４０の工程は、特許請求の範囲における面取り工程の一例である。また、面取り加工前のエッジ部２３５は、上述の通り、直線状部分と曲線状部分とを含んだ形状を呈しているが、面取り加工により形成された光輝面２４０も同様に、角部が丸い略三角形状であり、直線状部分と曲線状部分とを含んでいる。

次に、面取り後のホイール素材１０２にコーティング加工が施され、クリアコート層３１０が形成される（Ｓ１５０）。これにより、ホイール１００の腐食等が防止される。

Ａ－３．本実施形態の効果：
以上説明したように、本実施形態のホイール１００の製造方法では、塗装工程（Ｓ１３０）において、切削後のホイール素材１０２における切削面２３０とエッジ部２３５と傾斜面２５０とが有色で塗装される。その後、面取り工程（Ｓ１３０）において、切削後のホイール素材１０２のエッジ部２３５に対して面取り加工が施されてホイール素材１０２が露出される。これにより、エッジ部２３５に沿うとともにホイール素材１０２が露出した光輝面２４０が形成されたホイール１００が作製される。すなわち、切削面２３０と傾斜面２５０との境界に位置する光輝面２４０が視覚的に強調された意匠性の高いホイール１００を製造することができる。

本実施形態では、面取り工程（Ｓ１４０）において、機械加工により面取り加工が施される。これにより、例えば手動によって面取り加工を行う場合に比べて、例えば凹凸の少ない高精度な面取り加工を行うことができる。

Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態におけるホイール１００ａの一部分の外観構成を概略的に示すＸＺ平面図である。図７は、ホイール１００ａのＹＺ断面構成を概略的に示す説明図であり、図７には、図６のＶＩＩ－ＶＩＩの位置におけるホイール１００ａのＹＺ断面構成が示されている。以下では、第２実施形態のホイール１００ａの構成の内、上述した第１実施形態のホイール１００の構成と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を適宜省略する。

上記第１実施形態では、ホイール軸方向から見て、ホイール１００に形成された光輝面２４０の形状は、略三角形状の環状であったが、本第２実施形態では、ホイール軸方向から見て、ホイール１００ａに形成された光輝面２４０ａの形状は、一部が間欠した非環状である。

具体的には、図６に示すように、ホイール１００ａに形成された光輝面２４０ａの形状は、略Ｖ字状に配置された一対の直線部分と、一対の直線部分同士をつなぐ曲線部分と、を有している。曲線部分は、ハブ取付部２２０ａの近傍に配置されている。一対の直線部分は、それぞれ、曲線部分から、スポーク部２１０ａの長手方向（ホイール径方向）に沿って、ホイールディスク２０ａの周縁まで伸びている。

なお、ホイールディスク２０ａにおける切削面２３０ａは、ホイールディスク２０ａの周縁まで伸びている。ホイールディスク２０ａの周縁のうち、光輝面２４０ａの一対の直線部分の間に位置する部分は、ホイールディスク２０ａの外周形状に応じた円弧状部分が存在する。ただし、図７に示すように、この円弧状部分と傾斜面２５０ａとが交わるエッジ部分には面取り加工が行われておらず、光輝面２４０ａが存在しない。勿論、該エッジ部分に面取り加工を行って光輝面を形成してもよい。

Ｃ．変形例：
本明細書で開示される技術は、上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態に変形することができ、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態では、ホイール１００，１００ａ（ホイール素材１０２）は、１ピースタイプのホイールであるとしたが、これに限らず、ホイールリム１０とホイールディスク２０，２０ａとが別体である、いわゆる２ピースタイプのホイールであるとしてもよい。また、上記実施形態では、車両用ホイールとして、スポーク部２１０，２１０ａを備えるホイール１００，１００ａを例示したが、これに限らず、スポーク部を備えないホイールでもよい。

上記実施形態において、面取り工程（Ｓ１４０）では、エッジ部２３５に対して間欠的に面取り加工を行ってもよい。また、光輝面２４０，２４０ａの形成の際、エッジ部２３５に対して機械加工を一回り以上してもよいし、エッジ部２３５に対する機械加工の幅（加工後の光輝面２４０，２４０ａの線状の幅）を変更しながら面取り加工を行ってもよい。

上記実施形態では、面取り加工後の光輝面として、切削面２３０，２３０ａと傾斜面２５０，２５０ａとの境界に位置する光輝面２４０，２４０ａを例示したが、これに限らず、ホイール軸方向に対する角度が互いに異なるとともに隣り合ってエッジ部を形成する２つの面（切削面と素材の表面）との境界に位置すればよい。なお、切削面と素材の表面との相対角度は、例えば１４０度未満であればよく、例えば１３０度以上でもよい。光輝面２４０，２４０ａの長手方向に垂直なスポーク部２１０，２１０ａの断面において、光輝面２４０，２４０ａは、略直線状に限らず、凸状の曲線でもよいし、凹状（例えばＵ字状）の曲線でもよい。ホイール１００，１００ａにおいて、光輝面２４０，２４０ａに切削面２３０，２３０ａや傾斜面２５０，２５０ａとは異なる有色の塗料で塗装されてもよい。光輝面２４０の形状は、略三角形状に限らず、他の多角形状でもよいし、円形状でもよい。光輝面２４０ａの形状は、略Ｖ字状に限らず、円弧状などでもよい。

上記実施形態における各部材を構成する材料は、あくまで例示であり、各部材が他の材料により構成されていてもよい。

上記実施形態におけるホイール１００，１００ａの製造方法はあくまで一例であり、種々変形可能である。例えば、切削加工（Ｓ１２０）では、例えば、公知のマシニングセンタなどの切削機を用いて行ってもよい。また、面取り加工（Ｓ１４０）を、機械加工ではなく、ヤスリなどを利用した手作業で（手動）で行ってもよい。上記製造方法において、コーティング工程（Ｓ１５０）を行わなくてもよい。

１０：ホイールリム１２：開口部２０，２０ａ：ホイールディスク１００，１００ａ：車両用ホイール１０２：ホイール素材１１０：フランジ部２１０，２１０ａ：スポーク部２２０，２２０ａ：ハブ取付部２２２：ハブ孔２２４：ボルト孔２３０，２３０ａ：切削面２３０Ｘ：最表面部分２３５：エッジ部２４０，２４０ａ：光輝面２５０，２５０ａ：傾斜面３００：カラーコート層３１０：クリアコート層

Claims

略円筒状のホイールリムと、前記ホイールリムの内周側に設けられるホイールディスクと、を備える車両用ホイールの製造方法であって、
鋳造法または鍛造法により軽金属製のホイールの素材を成形する成形工程と、
前記素材の一部を切削加工して切削面を形成する切削工程と、
前記切削面と、該切削面と前記素材の表面とが交わるエッジ部と、前記素材の前記表面のうちの少なくとも前記エッジ部の周囲と、を有色の塗料で塗装する塗装工程と、
前記塗装工程後、前記エッジ部に対して面取り加工を施して前記素材が露出した光輝面を形成する面取り工程と、
を含む、車両用ホイールの製造方法。
請求項１に記載の車両用ホイールの製造方法であって、
前記面取り工程では、機械加工により前記エッジ部に対して前記面取り加工を施す、
車両用ホイールの製造方法。