JP6807912B2

JP6807912B2 - 車両用ホイールの製造方法

Info

Publication number: JP6807912B2
Application number: JP2018221032A
Authority: JP
Inventors: 基彦榛葉
Original assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Current assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2038-11-27
Also published as: US11045878B2; CN111215643B; US20200164444A1; CN111215643A; JP2020083089A

Description

本発明は、車両用ホイールの製造方法に関する。

従来、軽合金製の車両用ホイールにおいて、型成形後に機械加工を施すことで意匠性の向上を図る技術が知られている。特許文献１に開示された車両用ホイールでは、リム部、センターボア部、およびスポーク部の少なくともいずれか１つの外表面に機械加工面が形成されている。機械加工面は、スポーク部の車両外側を向く外表面に形成された第１加工面と、互いに隣り合う第１加工面同士を径内側または径外側で周方向に結ぶと共に曲面状に形成された第２加工面と、を有する。

特開２０１８−１２７０４０号公報

上述のように車両用ホイールでは、強度や剛性といった機能性ばかりではなく、意匠性も重視されている。そのため、車両用ホイールには新しい意匠が常に求められている。また、新しい意匠を生み出すための製造コストアップを抑えることも求められている。

本発明は上述の観点によりなされたものであり、その目的は、新しい意匠性を有する車両用ホイールをより安価に製造可能な製造方法を提供することである。

本発明の第１の製造方法は、重複切削工程と、非重複切削工程とを含む。
重複切削工程では、車両用ホイールの意匠部に、所定の基準位置から所定の切込み深さで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。
非重複切削工程では、重複切削工程による加工後、意匠部に、基準位置から重複切削工程における切込み深さよりも深い切込み深さで、径方向にて切削痕同士が離間する送り速度で旋盤加工が施される。
発明の詳細な説明では、重複切削工程における切込み深さを「比較的浅い切込み深さ」と表し、非重複切削工程における切込み深さを「比較的深い切込み深さ」と表す。

本発明の第２の製造方法は、非重複切削工程と、重複切削工程とを含む。
非重複切削工程では、意匠部に、所定の基準位置から所定の切込み深さで、径方向にて切削痕同士が離間する送り速度で旋盤加工が施される。
重複切削工程では、非重複切削工程による加工後、意匠部に、基準位置から非重複切削工程における切込み深さよりも浅い切込み深さで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。
発明の詳細な説明では、非重複切削工程における切込み深さを「比較的深い切込み深さ」と表し、重複切削工程における切込み深さを「比較的浅い切込み深さ」と表す。

本発明の第３の製造方法は、第１重複切削工程と、第２重複切削工程とを含む。
第１重複切削工程では、意匠部に、所定の基準位置から所定の切込み深さで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。
第２重複切削工程では、第１重複切削工程による加工後、意匠部に、基準位置から第１重複切削工程における切込み深さよりも浅い切込み深さで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。
発明の詳細な説明では、第１重複切削工程における切込み深さを「比較的深い切込み深さ」と表し、第２重複切削工程における切込み深さを「比較的浅い切込み深さ」と表す。

上記車両用ホイールの製造方法によれば、互いに異なる２種類の切削痕が形成され、従来の単純な旋盤加工で得られる１種類の切削痕による細かく平坦な表面形状に比べて、粗く凸凹とした表面形状を形成できる。しかも、従来から車両用ホイールの製造に用いられている旋盤加工を流用できる。したがって、新しい意匠性を有する車両用ホイールをより安価に得ることができる。

第１実施形態による車両用ホイールの正面図。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。図２のＩＩＩ部拡大図。第１実施形態によるホイールの製造工程を説明する工程図。重複切削工程を行う様子を示す図。重複切削工程前の意匠部の拡大模式図。重複切削工程後の意匠部の拡大模式図。非重複切削工程後の意匠部の拡大模式図。第２実施形態によるホイールの製造工程を説明する工程図。非重複切削工程前の意匠部の拡大模式図。非重複切削工程後の意匠部の拡大模式図。重複切削工程後の意匠部の拡大模式図。第３実施形態によるホイールの意匠部を説明する図。第３実施形態によるホイールの製造工程を説明する工程図。第１重複切削工程前の意匠部の拡大模式図。第１重複切削工程後の意匠部の拡大模式図。第２重複切削工程後の意匠部の拡大模式図。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による車両用ホイール（以下、ホイール）を図１、図２に示す。図１、図２の符号ＡＸは、ホイール１０の回転軸心を示す。図２の紙面の右方向は、ホイール１０を車両に装着した状態において車幅方向の内側から外側に向かう方向（車両外方向）である。以下の説明では、車両外方向側のことを「車両外側」と記載する。

ホイール１０は、軽合金製のホイールである。本実施形態では、ホイール１０は、アルミニウム合金製であり、例えば鋳造により製造される。ホイール１０は、筒状のリム部１１と、リム部１１の内側に設けられたディスク部１２とを備えている。

リム部１１は、車両内側から車両外側に向かって順に形成されたフランジ部２１、ビードシート部２２、ウェル部２３、ビードシート部２４、およびリムフランジ部２５を有している。図示しないタイヤのビード部は、ビードシート部２２およびビードシート部２４に載せられ、フランジ部２１およびリムフランジ部２５により保持される。ウェル部２３は、タイヤをホイール１０に装着する過程でビード部が一時的に入り込む凹部である。

ディスク部１２は、中央に位置するハブ取付部２６と、ハブ取付部２６からリム部１１まで延びる複数のスポーク部２７とを有している。ハブ取付部２６は、ハブ穴２８と、それを取り囲む複数のボルト挿通孔２９とを有している。ホイール１０は、ハブ取付部２６が車軸のハブに取り付けられることで車両に装着される。

（意匠面）
ホイール１０の車両外側部分は意匠部であり、この意匠部の外表面が意匠面３１である。意匠面３１は、車両外側から見える部分であって、ホイール１０の見栄えを決めるデザイン部分であり、リム部１１およびディスク部１２を含む。つまり、意匠面３１は、リム部１１の車両外側の面およびディスク部１２の車両外側の面から構成されている。

意匠面３１は、塗装面３２、第１切削面３３および第２切削面３４を有している。ホイール１０全体には無色または有色のクリア塗装が施されている。そのため、塗装面３２、第１切削面３３および第２切削面３４は、クリア塗膜を通して視認可能である。なお、全ての図面においてクリア塗膜の図示を省略している。

塗装面３２は、型成形したあと、鋳肌に有色の塗装が施された面である。図１では、塗装面３２をドット柄で表している。第１実施形態では、第１切削面３３および第２切削面３４以外の部分が塗装面３２である。

第１切削面３３は、塗装後の意匠部の一部を塗膜ごと切削加工して得られる平坦な面である。この第１切削面３３は、金属光輝面であり、塗装面３２との対比により光輝感が強調されている。第１実施形態では、第１切削面３３は、ハブ取付部２６の車両外側に設けられている。

図１〜図３に示すように、第２切削面３４は、塗装後の意匠部の一部を塗膜ごと切削加工して得られる凹凸面である。この第２切削面３３は、金属光輝面であり、塗装面３２との対比により光輝感が強調されている。第１実施形態では、第２切削面３４は、スポーク部２７の車両外側に設けられている。

第２切削面３４は、略回転方向に延びる２種類の切削溝４１、４２を有している。第１実施形態では、比較的浅い切削溝４１と、比較的深い切削溝４２とが形成されている。切削溝４１は、径方向において切削溝４１同士がつながるように形成されている。切削溝４２は、径方向において切削溝４２同士が離間するように形成されている。切削溝４２と切削溝４２との間には複数の切削溝４１が連続して設けられている。切削溝４１と切削溝４２は内壁面の曲率半径が同じである。切削溝４１の幅は切削溝４２の幅よりも小さい。なお、図１、図２では切削溝４１の図示を省略している。

（製造方法）
ホイール１０は、図４に示す各工程を経て製造される。
鋳造工程Ｓ１では、鋳造によりホイール１０の概形が形成される。
加工工程Ｓ２では、例えば切削加工等によりリム部１１およびボルト挿通孔２９等が形成される。
塗装工程Ｓ３では、全体に塗装が施される。
平滑切削工程Ｓ４では、塗装後の意匠部の中央部を塗膜ごと切削加工して第１切削面３３が形成される。
重複切削工程Ｓ５では、塗装後の意匠部の外周部を塗膜ごと切削加工して第２切削面３４の切削溝４１が形成される。
非重複切削工程Ｓ６では、重複切削工程Ｓ５による加工後にさらに切削加工して第２切削面３４の切削溝４２が形成される。
最終塗装工程Ｓ７では、クリア塗膜が施される。

重複切削工程Ｓ５について詳述する。重複切削工程Ｓ５では、ホイール１０の意匠部３５に、所定の基準位置Ｘから比較的浅い切込み深さＤ１で、径方向にて切削痕（すなわち切削溝４１）同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。図５に示すように、ホイール１０を回転させながらバイト５を径方向Ｍに移動させて意匠部３５を切削し、切削溝４１がスパイラル状に形成される。これにより、図６に示す切削前の意匠部３５の外表面が、図７に示すように径方向につながる複数の切削溝４１を有する切削面となる。図６に示すように、基準位置Ｘは、切削前の意匠部３５の外表面（加工工程Ｓ２にて形成された面）に略一致する。例えば、切込み深さＤ１を０．０９ｍｍとし、バイト５の刃先Ｒが２ｍｍであるのに対して送り速度を０．４ｍｍ／回転とすることで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度となる。バイト５の刃先の形状が切削痕として残るため、切削溝４１の内壁面の曲率半径は２ｍｍとなる。

非重複切削工程Ｓ６について詳述する。非重複切削工程Ｓ６では、重複切削工程Ｓ５による加工後、意匠部３５に、基準位置Ｘから比較的深い切込み深さＤ２で、径方向にて切削痕（すなわち切削溝４２）同士が離間する送り速度で旋盤加工が施される。これにより、図７に示す複数の切削溝４１を有する切削面が、図８に示すように径方向に離間した複数の切削溝４２を有する切削面となる。例えば、切込み深さＤ２を０．２ｍｍとし、バイト５の刃先Ｒが２ｍｍであるのに対して送り速度を２．８ｍｍ／回転とすることで、径方向にて切削痕同士が離間する送り速度となる。バイト５の刃先の形状が切削痕として残るため、切削溝４２の内壁面の曲率半径は２ｍｍとなる。

（効果）
以上説明したように、第１実施形態のホイール１０の製造方法は、重複切削工程と、非重複切削工程とを含む。重複切削工程では、ホイール１０の意匠部３５に、所定の基準位置Ｘから比較的浅い切込み深さＤ１で、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。非重複切削工程では、重複切削工程による加工後、意匠部３５に、基準位置Ｘから比較的深い切込み深さＤ２で、径方向にて切削痕同士が離間する送り速度で旋盤加工が施される。

上記のホイール１０の製造方法によれば、互いに異なる２種類の切削痕として切削溝４１、４２が第２切削面３４に形成され、従来の単純な旋盤加工で得られる１種類の切削痕による細かく平坦な表面形状に比べて、粗く凸凹とした表面形状を形成できる。しかも、従来から車両用ホイールの製造に用いられている旋盤加工を流用できる。したがって、新しい意匠性を有するホイール１０をより安価に得ることができる。

また、重複切削工程における切削溝４１の加工と非重複切削工程における切削溝４２の加工とを同じバイト５を用いて行うことができるため、加工プログラム（送り速度や切込み深さ）の変更程度で量産化が可能となる。

［第２実施形態］
第２実施形態のホイール１０の製造方法を図９〜図１２に基づき説明する。第２実施形態において、ホイール１０の構成は第１実施形態と同じであるが、製造方法が異なる。

（製造方法）
ホイール１０は、図９に示す各工程を経て製造される。
非重複切削工程Ｓ５では、塗装後の意匠部の外周部を塗膜ごと切削加工して第２切削面３４の切削溝４２が形成される。
重複切削工程Ｓ６では、非重複切削工程Ｓ５による加工後にさらに切削加工して第２切削面３４の切削溝４１が形成される。

非重複切削工程Ｓ５について詳述する。非重複切削工程Ｓ５では、ホイール１０の意匠部３５に、所定の基準位置Ｘから比較的深い切込み深さＤ２で、径方向にて切削痕（すなわち切削溝４２）同士が離間する送り速度で旋盤加工が施される。これにより、図１０に示す切削前の意匠部３５の外表面が、図１１に示すように径方向に離間した複数の切削溝４２を有する切削面となる。例えば、切込み深さＤ２を０．２ｍｍとし、バイト５の刃先Ｒが２ｍｍであるのに対して送り速度を２．８ｍｍ／回転とすることで、径方向にて切削痕同士が離間する送り速度となる。バイト５の刃先の形状が切削痕として残るため、切削溝４２の内壁面の曲率半径は２ｍｍとなる。

重複切削工程Ｓ６について詳述する。重複切削工程Ｓ６では、非重複切削工程Ｓ５による加工後、意匠部３５に、基準位置Ｘから比較的浅い切込み深さＤ１で、径方向にて切削痕（すなわち切削溝４１）同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。これにより、図１１に示す複数の切削溝４２を有する切削面が、図１２に示すように径方向につながる複数の切削溝４１を有する切削面となる。例えば、切込み深さＤ１を０．０９ｍｍとし、バイト５の刃先Ｒが２ｍｍであるのに対して送り速度を０．４ｍｍ／回転とすることで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度となる。バイト５の刃先の形状が切削痕として残るため、切削溝４１の内壁面の曲率半径は２ｍｍとなる。

（効果）
以上説明したように、第２実施形態のホイール１０の製造方法は、非重複切削工程と、重複切削工程とを含む。非重複切削工程では、ホイール１０の意匠部３５に、基準位置Ｘから比較的深い切込み深さＤ２で、径方向にて切削痕同士が離間する送り速度で旋盤加工が施される。重複切削工程では、非重複切削工程による加工後、意匠部３５に、基準位置Ｘから比較的浅い切込み深さＤ１で、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。

上記のホイール１０の製造方法によれば、互いに異なる２種類の切削痕として切削溝４１、４２が第２切削面３４に形成されるため、第１実施形態と同様の効果が得られる。

［第３実施形態］
第３実施形態のホイール１０は、図１３に示すように、第２切削面５４の各切削溝４２の間隔が第１実施形態と比べて小さい。それ以外の構成は第１実施形態と同じである。以下、第３実施形態のホイール１０の製造方法を図１４〜図１７に基づき説明する。

（製造方法）
ホイール１０は、図１４に示す各工程を経て製造される。
第１重複切削工程Ｓ５では、塗装後の意匠部の外周部を塗膜ごと切削加工して第２切削面５４の切削溝４２が形成される。
第２重複切削工程Ｓ６では、非重複切削工程Ｓ５による加工後にさらに切削加工して第２切削面５４の切削溝４１が形成される。

第１重複切削工程Ｓ５について詳述する。第１重複切削工程Ｓ５では、ホイール１０の意匠部３５に、所定の基準位置Ｘから比較的深い切込み深さＤ２で、径方向にて切削痕（すなわち切削溝４２）同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。これにより、図１５に示す切削前の意匠部３５の外表面が、図１６に示すように径方向につながる複数の切削溝４２を有する切削面となる。例えば、切込み深さＤ２を０．２ｍｍとし、バイト５の刃先Ｒが２ｍｍであるのに対して送り速度を１．５ｍｍ／回転とすることで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度となる。バイト５の刃先の形状が切削痕として残るため、切削溝４２の内壁面の曲率半径は２ｍｍとなる。

第２重複切削工程Ｓ６について詳述する。第２重複切削工程Ｓ６では、第１重複切削工程Ｓ５による加工後、意匠部３５に、基準位置Ｘから比較的浅い切込み深さＤ１で、径方向にて切削痕（すなわち切削溝４１）同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。これにより、図１６に示す複数の切削溝４２を有する切削面が、図１７に示すように径方向につながる複数の切削溝４１を有する切削面となる。なお、本実施形態では、複数の切削溝４２の間隔が狭いため、それらの間に形成される切削溝４１は１つまたは２つになっている。例えば、切込み深さＤ１を０．０９ｍｍとし、バイト５の刃先Ｒが２ｍｍであるのに対して送り速度を０．４ｍｍ／回転とすることで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度となる。バイト５の刃先の形状が切削痕として残るため、切削溝４１の内壁面の曲率半径は２ｍｍとなる。

（効果）
以上説明したように、第３実施形態のホイール１０の製造方法は、第１重複切削工程と、第２重複切削工程とを含む。第１重複切削工程では、ホイール１０の意匠部３５に、基準位置Ｘから比較的深い切込み深さＤ２で、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。第２重複切削工程では、第１重複切削工程による加工後、意匠部３５に、基準位置Ｘから比較的浅い切込み深さＤ１で、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される。

上記のホイール１０の製造方法によれば、互いに異なる２種類の切削痕として切削溝４１、４２が第２切削面５４に形成されるため、第１実施形態と同様の効果が得られる。

また、第１重複切削工程による切削後、各切削溝４２間には尖り部４３が形成されるが、第２重複切削工程を行うことで尖り部４３を切削して切削溝４１としている。そのため、最終塗装工程Ｓ７で塗装するクリア塗膜が尖り部４３の部分だけ薄くなることを解消でき、ホイール１０の錆び付きを防止できる。

［他の実施形態］
第１〜第３実施形態では、第２切削面３４、５４は、塗装後の意匠部の一部を塗膜ごと切削加工して得られる凹凸面であるものとした。これに対して他の実施形態では、第２切削面は、塗装前に意匠部の一部を切削加工し、その後塗装を施した凹凸面であってもよい。

切削溝を形成する２つの切削工程（すなわち、第１実施形態における重複切削工程と非重複切削工程、第２実施形態における非重複切削工程と重複切削工程、第３実施形態における第１重複切削工程と第２重複切削工程）では、同じバイト５が用いられていた。これに対して他の実施形態では異なるバイトが用いられてもよい。

他の実施形態では、ホイールは、アルミニウム合金製に限らず、例えばマグネシウム合金製など他の軽合金製であってもよい。また、他の実施形態では、ホイールは、鋳造に限らず、鍛造により製造されてもよい。また、他の実施形態では、ディスク部は、スポークタイプに限らず、メッシュタイプ等の他のタイプであってもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１０：ホイール（車両用ホイール）
３１：意匠面
３３：第１切削面
３４、５４：第２切削面
４１：切削溝（切削痕）
４２：切削溝（切削痕）

Claims

車両用ホイールの製造方法であって、
前記車両用ホイールの意匠部に、所定の基準位置から所定の切込み深さで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される重複切削工程と、
前記重複切削工程による加工後、前記意匠部に、前記基準位置から前記重複切削工程における切込み深さよりも深い切込み深さで、径方向にて切削痕同士が離間する送り速度で旋盤加工が施される非重複切削工程と、
を含む車両用ホイールの製造方法。
車両用ホイールの製造方法であって、
前記車両用ホイールの意匠部に、所定の基準位置から所定の切込み深さで、径方向にて切削痕同士が離間する送り速度で旋盤加工が施される非重複切削工程と、
前記非重複切削工程による加工後、前記意匠部に、前記基準位置から前記非重複切削工程における切込み深さよりも浅い切込み深さで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される重複切削工程と、
を含む車両用ホイールの製造方法。
車両用ホイールの製造方法であって、
前記車両用ホイールの意匠部に、所定の基準位置から所定の切込み深さで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される第１重複切削工程と、
前記第１重複切削工程による加工後、前記意匠部に、前記基準位置から前記第１重複切削工程における切込み深さよりも浅い切込み深さで、径方向にて切削痕同士がつながる送り速度で旋盤加工が施される第２重複切削工程と、
を含む車両用ホイールの製造方法。