JP3909970B2 - ホイールバランシングウエイトとその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホイールへの取付けが貼付式の、ホイールバランシングウエイトと、その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用ホイールとタイヤをアッセンブリーした車輪は、車輪回転時に動的アンバランスが潜在し、これを補正するためにバランシングウエイト（バランスウエイトともいう）を装着するのが通例である。
近年、以下の理由により、貼付式バランスウエイトを使用する場合が増えはじめている。
▲１▼ ホイールのデザインを重視するため、意匠面へクリップ式バランスウエイトを取り付けることを避け、ホイール裏の円周面へ、貼付式バランスウエイトを適用する。
▲２▼ ホイールのフランジ形状の多様化により、クリップ式バランスウエイトをホイールのフランジ部に取り付けることが困難な場合がある。
▲３▼ ホイール、タイヤの精度向上により、バランスウエイト重量が減ってきたため、貼付式バランスウエイトの適用が可能となった。
既存の貼付式バランスウエイトの構造は、鋳造で製造されたバー形状のＰｂ（鉛）製ウエイト部に、両面粘着テープ（以下、両面テープという）を貼付したものからなる。また、ホイールに貼付する面には、粘着部保護のため、離型紙が貼付してあり、作業者は、使用時に離型紙を剥がす。
バランスウエイトのホイールへの保持力確保のためには、バーのホイールへの貼付面が、ホイール貼付面と同等の曲率を有することが望ましいが、Ｐｂは極めて可塑性が良いため、通常、作業者の手の力によってもバランスウエイトはホイール曲率面と同様の形状に変形可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、環境保護の観点から、Ｐｂなどの重金属の工業的利用が控えられ、バランスウエイトにおいてもＰｂが他の材料に代替される傾向にある。
工業的な実用実績があり、材料単価が安く、環境に対する安全性も見込まれ、比較的に比重が高い代替材としては、Ｆｅ、Ｃｕなどが考えられる。
貼付式バランスウエイトがこのような材料の場合、Ｐｂと比較して強度が大きいため、作業者の手の力では、貼付時にホイール貼付面と同様の曲率変形を与えることが困難である。
また、ウエイトの種類は、規格重量（例：５ｇから１００ｇまで、５ｇ刻み重量）に従うため、これら全種の重量に応じた全長を有するウエイトを製作する必要がある。
従来のＰｂ製の貼付式バランスウエイトにおいては、単位重量間隔でスリットを付与したものがある。この場合のスリットの機能は、あくまで、貼付する作業環境において、必要重量に応じてウエイトを切断しやすくするだけのものである。Ｐｂの場合、材料強度が低く容易に切断でき、また、切断面の腐食に関する問題はない。一方、ウエイトをスチール製にすると、切断に大きな力を要する。また、素地が露出すると腐食の心配があるため、切断した後、再び表面処理を必要とする。
本発明の課題は、鉛を他の金属で代替えして環境上の問題をなくし、しかも切断が容易な、ホイールバランシングウエイトと、生産性に優れた、その製造方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） 互いに同形状の複数のウエイト本体と該複数のウエイト本体が貼付された単一の両面テープとからなり、前記複数のウエイト本体の各々は、鉛以外の金属材としての鋼からなり、各ウエイト本体は鋼のバー材を一定の間隔で切断し分割したものからなり、各ウエイト本体の両面テープへの貼付面は複数のウエイト本体の並び方向に直線状に延びており、隣合うウエイト本体の側面がテーパ面に形成されている、ホイールバランシングウエイトを製造する方法であって、
圧延または押し出し加工によりバー材を製造する工程と、
複数のウエイト本体の並び方向の各ウエイト本体の幅が、ホイールバランシングウエイトをホイール内周面に馴染ませるように貼付した時に、隣合うウエイト本体の側面同士の接触部に対応する両面テープ部分で両面テープが伸縮することにより、各ウエイト本体の幅方向中央部で両面テープとホイールの円周面とが接着力をもって接着され得る幅以下となるように、前記バー材をパンチにより切断面がテーパ面となるように切断して複数のウエイト本体を製造する工程と、
複数のウエイト本体を、隣合うウエイト本体のテーパ面を対向させて、単一の両面テープの一面に貼付する工程と、
からなるホイールバランシングウエイトの製造方法。
（２） 互いに同形状の複数のウエイト本体と該複数のウエイト本体が貼付された単一の両面テープとからなり、前記複数のウエイト本体の各々は、鉛以外の金属材としての鋼からなり、各ウエイト本体は鋼のバー材を一定の間隔で切断し分割したものからなり、各ウエイト本体の両面テープへの貼付面は複数のウエイト本体の並び方向に直線状に延びており、隣合うウエイト本体の側面がテーパ面に形成されている、ホイールバランシングウエイトを製造する方法であって、
圧延または押し出し加工または切断加工によりバー材を製造する工程と、
複数のウエイト本体の並び方向の各ウエイト本体の幅が、ホイールバランシングウエイトをホイール内周面に馴染ませるように貼付した時に、隣合うウエイト本体の側面同士の接触部に対応する両面テープ部分で両面テープが伸縮することにより、各ウエイト本体の幅方向中央部で両面テープとホイールの円周面とが接着力をもって接着され得る幅以下となるように、前記バー材をパンチとダイにより打抜き加工し、打抜きされた製品の両端の破断面を利用して、テーパ面を形成することにより複数のウエイト本体を製造する工程と、
複数のウエイト本体を、隣合うウエイト本体のテーパ面を対向させて、単一の両面テープの一面に貼付する工程と、
からなるホイールバランシングウエイトの製造方法。
【０００５】
上記（１）のホイールバランシングウエイトの製造方法では、バー材の切断時にパンチによりウエイト本体にテーパ面を形成しておくので、テーパ面をもつウエイト本体の生産性は高い。
上記（２）のホイールのバランシングウエイトの製造方法では、打抜き加工時にパンチとダイのクリアランスを調整するだけで、精度良く、同形状のテーパ面（破断面）を持ったウエイト本体を量産できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明のホイールバランシングウエイトの一実施例を示しており、図４は本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第１実施例を示しており、図５は本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第２実施例を示している。図６は本発明のいずれの実施例にも可能なばり取り方法を示している。本発明の全実施例にわたって共通する部分には、本発明の全実施例にわたって同じ付号を付してある。
【０００７】
本発明の第１実施例のホイールバランシングウエイト（バランシングウエイトはバランスウエイトともいう）１０を、図１〜図３を参照して、説明する。 バランスウエイト１０は、所定の重量で互いに同形状の複数のウエイト本体２０と、複数のウエイト本体２０が一面に貼付された単一の両面テープ３０とからなる。バランスウエイトは、両面テープ３０の、ウエイト本体２０が貼付されている側と反対側の面でホイール１１の内周面に貼付される。ウエイト本体２０が貼付場所は、望ましくは外側から見えないか見えにくい場所であり、また望ましくは軸方向にストレートに延びている（テーパがついていても構わない）場所であり、従来のようにフランジ１２の内周面であるとは限らない。
【０００８】
ウエイト本体２０は、鉛以外の金属材（たとえば、鉛より高い融点をもつ金属材で、比較的大きな比重をもつ材料が望ましく、たとえば鋼、銅などが望ましい）からなる。ウエイト本体２０は、金属材のバー（棒）を一定の間隔で切断し分割したものからなる。各ウエイト本体２０は、隣合うウエイト本体２０の対向する側面２２が両面テープ３０への貼付側端部を除いて互いに隔離されており、たとえば、テーパ面２２（側面と同じであるから符合を２２とする）とされた形状を有している。ただし、側面はテーパ面でなくてもよい。以下、側面がテーパ面の場合を例にとって説明する。対向するテーパ面２２間の間隔は、両面テープ３０への貼付部で０（隙間なし）で、両面テープ３０から離れるほど拡がる。ウエイト本体２０の幅（ホイールに取り付けた時のホイール周方向のウエイト本体２０の幅）は、ウエイト本体２０の幅方向中央部でも両面テープ３０とホイールの円周面とが接着力をもって接着される程度に決定される。
バランスウエイト１０をホイール内周面に馴染ませるように貼付した場合、隣合う側面（対向するテーパ面）２２が接触することによって、ウエイト本体２０間の隙間が無くなる。テーパの角度は、幾何学的には、１つの曲率に対して一義的に決まるが、実際においては、両面テープ３０が伸縮し緩衝的な役割を果たすので、適当なテーパ角を設定することによって、１つのテーパ角度で多種の曲率面に対応が可能である。
【０００９】
各ウエイト本体２０は所定重量を有する。所定重量は、ウエイトの規格重量（通常、５グラムから１００グラブまで５グラムきざみ）のうち、最少の重量とすることが望ましい（通常、５ｇ程度）。この場合、必要重量に応じたウエイトの個数分だけ、両面テープ３０部で切断し、使用する。
【００１０】
つぎに上記本発明実施例のホイールバランシングウエイト（バランシングウエイトはバランスウエイトともいう）１０の製造方法を説明する。
図４は、本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第１実施例を示している。
本発明の第１実施例のホイールバランシングウエイト１０の製造方法は、互いに同形状の複数のウエイト本体２０と該複数のウエイト本体２０が貼付された単一の両面テープ３０とからなり、複数のウエイト本体２０の各々は、鉛以外の金属材からなり、隣合うウエイト本体の側面がテーパ面２２とされた形状を有している、ホイールバランシングウエイト１０を製造する方法であって、圧延または押し出し加工により両側にテーパ面２２が形成されたバー材２３を製造する工程と（図４の第１工程）、バー材２３をスリッター２４（パンチ、あるいはシア切断でもよい）などにより切断して複数のウエイト本体２０を製造する工程と（図４の第２工程）、複数のウエイト本体２０を、隣合うウエイト本体のテーパ面２２同士を対向させて、単一の両面テープ３０の一面に貼付する工程と、からなる。
圧延または押し出し加工工程でテーパ面２２を形成しておくので、切削などによりテーパ面２２を形成する場合に比べて、生産性がよい。また、圧延または押し出し加工でバー材２３を製造し切断するだけなので、１つ１つのウエイト本体を鋳造で製造する場合に比べて、生産性がよい。ただし、本発明のホイールバランシングウエイト２０のウエイト本体２０は、第１実施例の製造方法によって製造されたもの以外のものでもよく、鋳造で製造されたウエイト本体２０であってもよい。
【００１１】
図５は、本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第２実施例を示している。
本発明の第２実施例のホイールバランシングウエイト１０の製造方法は、互いに同形状の複数のウエイト本体２０と該複数のウエイト本体２０が貼付された単一の両面テープ３０とからなり、複数のウエイト本体２０の各々は、鉛以外の金属材からなり、隣合うウエイト本体の側面がテーパ面２２とされた形状を有している、ホイールバランシングウエイト１０を製造する方法であって、圧延または押し出し加工によりバー材２５を製造する工程と（図５の第１工程）、バー材２５をパンチ２６により切断面がテーパ面２２となるように切断して複数のウエイト本体２０を製造する工程と（図５の第２工程）、複数のウエイト本体２０を、隣合うウエイト本体のテーパ面２２同士を対向させて、単一の両面テープ３０の一面に貼付する工程と、からなる。
パンチ２６により切断時にテーパ面２２を形成するので、切削などによりテーパ面２２を形成する場合に比べて、生産性がよい。また、圧延または押し出し加工でバー材２５を製造し切断するだけなので、１つ１つのウエイト本体を鋳造で製造する場合に比べて、生産性がよい。ただし、本発明のホイールバランシングウエイト２０のウエイト本体２０は、第２実施例の製造方法によって製造されたもの以外のものでもよく、鋳造で製造されたウエイト本体２０であってもよい。図７〜図１０は、本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第３実施例を示している。
本発明の第３実施例のホイールバランシングウエイト１０の製造方法は、図１０に示すように、互いに同形状の複数のウエイト本体２０と該複数のウエイト本体２０が貼付された単一の両面テープ３０とからなり、複数のウエイト本体２０の各々は、鉛以外の金属材からなり、隣合うウエイト本体の側面がテーパ面２０ａを有する台形の形状を有している、ホイールバランシングウエイト１０を製造する方法であって、圧延または押し出し加工または切断加工によりバー材２５を製造する工程と（図５の第１工程と同じ）、図７に示すように、バー材２５をパンチ２７とダイ２８により打抜き加工することにより、複数のウエイト本体２０を製造する工程と、複数のウエイト本体２０を、隣合うウエイト本体のテーパ面２２同士を対向させて、単一の両面テープ３０の一面に貼付する工程と、からなる。
この第３実施例が第２実施例と違うところは、ウエイト本体２０のテーパ面２０ａを形成するのに、打抜き加工の際のパンチ２７とダイ２８のクリアランスＣを利用して行うことにある。端材２５ａはスクラップとなる。
図７、図８に示すように、バー材２５をパンチ２７とダイ２８との間でクリアランスＣで打抜き加工すると、打抜き加工された製品２０は、ダイ２８の下に落とされ、図９に示すようにその破断面がテーパ面２０ａを有することになり、台形状の底部角にＲ形状２０ｂを持つウエイト本体２０を製造することができる。
発明者等の実験によれば、自動車用ホイールのサイズが１２インチから１８インチに対して本バランシングウエイトを適用させた場合、ウエイト本体２０の板厚が２ｍｍ〜５ｍｍであれば、図９に示す上辺Ｌ１と下辺Ｌ２との差は、０．１〜０．８ｍｍ程度でも、ホイールに適用する際必要なテーパ面２０ａが形成されることが確認された。
このような、ウエイト本体２０の製造方法を取り入れることにより、既知のプレス技術を応用して、形状、寸法等の精度がよく、量産性に優れたバランシングウエイトの製造が可能となる。
【００１２】
上記の本発明の第１、第２、第３実施例の製造方法に、バー材の製造、切断の工程の後に、鍛造（冷間でも、温間でも、熱間でもよい）により、所定形状に再加工（精度出し加工）する工程を追加してもよい。鍛造工程は、切断工程で発生した端部のばりやダレのばり取り加工を同時に達成できる。
図６は鍛造工程における再加工とそれによるばり取りを示す。鍛造前のウエイト本体２０の厚さ、平面の横、縦の寸法を、ｔ＋Δｔ、Ｌ−ΔＬ、Ｗ−ΔＷ、とすると、鍛造の圧縮により、それぞれの寸法を、ｔ、Ｌ、Ｗにし、その時に角を丸める。鍛造のため、鋳造や切削に比べて生産性が高い。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１のホイールバランシングウエイトの製造方法によれば、つぎの効果を得る。
・バー材の切断時にパンチによりウエイト本体にテーパ面を形成しておくので、テーパ面をもつウエイト本体の生産性は高い。
・バー材の圧延または押し出し加工時に両側にテーパ面を形成しておくので、テーパ面をもつウエイト本体の生産性は高い。
請求項２のホイールバランシングウエイトの製造方法によれば、つぎの効果を得る。
・バー材の打抜き加工時にウエイト本体にテーパ面を形成できるので、テーパ面をもつウエイト本体を精度良く、安定的に量産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のホイールバランシングウエイトの斜視図である。
【図２】図１のホイールバランシングウエイトをホイール内周面に取り付けた状態の部分正面図である。
【図３】本発明のホイールバランシングウエイトをホイール内周面に取り付けた状態のホイールの一部分の断面図である。
【図４】本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第１実施例の各製造工程におけるバー材とウエイト本体の斜視図である。
【図５】本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第２実施例の各製造工程におけるバー材とウエイト本体の斜視図である。
【図６】本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第１実施例、第２実施例第３実施例に適用可能な鍛造工程でのウエイト本体の斜視図である。
【図７】本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第３実施例の製造工程を示す斜視図である。
【図８】本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第３実施例の総抜き効果を説明する断面図である。
【図９】本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第３実施例によって製造されたウエイト本体の断面図である。
【図１０】本発明のホイールバランシングウエイトの製造方法の第３実施例により製造されたバランシングウエイトをホイールの内周面にとりつけた場合の状態図である。
【符号の説明】
１０ ホイールバランシングウエイト
１１ ホイール
１２ フランジ部
２０ ウエイト本体
２０ａ テーパ面
２２ 側面（テーパ面）
２３、２５ バー材
２４ スリッタ
２６、２７ パンチ
２８ ダイ
３０ 両面テープ

Claims (2)

1. 互いに同形状の複数のウエイト本体と該複数のウエイト本体が貼付された単一の両面テープとからなり、前記複数のウエイト本体の各々は、鉛以外の金属材としての鋼からなり、各ウエイト本体は鋼のバー材を一定の間隔で切断し分割したものからなり、各ウエイト本体の両面テープへの貼付面は複数のウエイト本体の並び方向に直線状に延びており、隣合うウエイト本体の側面がテーパ面に形成されている、ホイールバランシングウエイトを製造する方法であって、
   圧延または押し出し加工によりバー材を製造する工程と、
   複数のウエイト本体の並び方向の各ウエイト本体の幅が、ホイールバランシングウエイトをホイール内周面に馴染ませるように貼付した時に、隣合うウエイト本体の側面同士の接触部に対応する両面テープ部分で両面テープが伸縮することにより、各ウエイト本体の幅方向中央部で両面テープとホイールの円周面とが接着力をもって接着され得る幅以下となるように、前記バー材をパンチにより切断面がテーパ面となるように切断して複数のウエイト本体を製造する工程と、
   複数のウエイト本体を、隣合うウエイト本体のテーパ面を対向させて、単一の両面テープの一面に貼付する工程と、
   からなるホイールバランシングウエイトの製造方法。
2. 互いに同形状の複数のウエイト本体と該複数のウエイト本体が貼付された単一の両面テープとからなり、前記複数のウエイト本体の各々は、鉛以外の金属材としての鋼からなり、各ウエイト本体は鋼のバー材を一定の間隔で切断し分割したものからなり、各ウエイト本体の両面テープへの貼付面は複数のウエイト本体の並び方向に直線状に延びており、隣合うウエイト本体の側面がテーパ面に形成されている、ホイールバランシングウエイトを製造する方法であって、
   圧延または押し出し加工または切断加工によりバー材を製造する工程と、
   複数のウエイト本体の並び方向の各ウエイト本体の幅が、ホイールバランシングウエイトをホイール内周面に馴染ませるように貼付した時に、隣合うウエイト本体の側面同士の接触部に対応する両面テープ部分で両面テープが伸縮することにより、各ウエイト本体の幅方向中央部で両面テープとホイールの円周面とが接着力をもって接着され得る幅以下となるように、前記バー材をパンチとダイにより打抜き加工し、打抜きされた製品の両端の破断面を利用して、テーパ面を形成することにより複数のウエイト本体を製造する工程と、
   複数のウエイト本体を、隣合うウエイト本体のテーパ面を対向させて、単一の両面テープの一面に貼付する工程と、
   からなるホイールバランシングウエイトの製造方法。

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