JPH01138080A - デイスクホイールの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はディスクおよびリムが摩擦圧接された車両のデ
ィスクホイールの構造に関するものである。

（従来の技術） 従来より、車両のディスクホイールを構成するディスク
およびリムの溶着にはリムの内周へディスクを嵌合して
、該ディスクのフランジ端部とリムとの接触面を炭酸ガ
スアーク溶接によって溶着させるものが一般的であった
。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような従来のディスクとリムとの炭酸ガス
アーク溶接にあっては、その加工時間が長いものであり
、製品の熱影響部が大きなものであると共に、製品の寸
法精度も好ましいものではなかった。そしてこれらの問
題点を解決することは困難であり、現在その解決手段も
限界に達している。

そこで本発明の発明者は、加工時間が短く、熱影響部の
小さい摩擦圧接に注目し、実験、研究を重ねた。摩擦圧
接は、他の抵抗溶接等に比べてエネルギー効率が高いた
め要する入力が小さく、また圧接条件の設定および制御
が容易であり、接合部が完全に融合するために溶接部強
度が高く、更には異種材料間においても容易に行えるも
のであって、その利用価値は大きなものであるが、上述
のようなディスクとリムの溶着には未だ利用されていな
いものである。

一方、このような摩擦圧接によってディスクとリムを溶
着させる場合、第７図に示すようにディスクａとリムｂ
との圧接面に渦巻き状のバリＣが発生する。そして該バ
リＣを削除せず残しておいた場合にはバリの中央部ｄか
ら亀裂が発生して圧接強度を低下さすることがあるため
に前記バリは削除しておくことが望ましく、そのために
製造作業が煩雑になるという問題がある。更には摩擦圧
接に限らず、このような溶接部分は酸化して錆が発生し
易いという問題点もあった。

本発明はこの摩擦圧接時に発生するバリを有効に利用し
て溶接部強度をより向上させると共に前記問題点を解決
することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 前記の点に鑑みて本発明は、車両のディスクホイールを
構成するディスクとリムが摩擦圧接によって溶着される
ものであって、前記ディスクおよびリムの少なくとも一
方には、その摩擦圧接部八対向して開口されると共に摩
擦圧接時に発生するバリが侵入するバリ溝が前記摩擦圧
接部に隣接して側設されたことを特徴とするディスクホ
イールの構造に係るものである。

（作用） 上記構成による本発明の作用は、ディスクおよびリムの
少なくとも一方にバリ溝が側設されたことにより、摩擦
圧接時に圧接部から発生したバリが該バリ溝へ侵入し、
充填されてバリ溝内で凝固して圧接強度の向上に寄与す
るものである。

（実施例） 次に本発明における実施例を図面に沿って説明する。

先ず、本発明の構造を有するディスクおよびリムの摩擦
圧接に用いられる摩擦圧接装置について説明する。

第１図および第２図に示すように本実施例に用いられる
装置は縦型摩擦圧接装置１てあって、該縦型摩擦圧接装
置１は台盤２」二に載置されたり１１位置決め手段３お
よびその上方でリム４の回りＩＬめどなる内外周のり１
１クランプ５，６、更にその上方に位置されたディスク
７の位置決め手段８、該ディスク７を保持する内外周の
ディスククランプ９，１０を主要部として構成されてい
る。

台盤２は周知の工作機械と同様に、重力の方向に対して
垂直な基準面を有するものであって、その略中央部には
後述する内周リムクランプ５の油圧シリンダ５ａが挿入
される挿入孔２ａが穿設されている。

リム位置決め手段３は上記台盤２上に載置された基板３
ａと更にその上方に設けられたアタッチメント３ｂから
なり、各々は台盤上にボルト止め等により固定されてい
ると共に、その中央部には後述する内周リムクランプ５
の一端が挿入されるべく中心孔３ｃ、３ｃが貫通されて
いる。また、アタッチメント３ｂは適用されるリム４の
内周面４ａに合致した形状の外周面３ｄを有して該リム
４の水平方向の位置決めを図っている。従って、多種類
のリムを適用する装置の場合は該アタッチメント３ｂは
リム４の内径および内周形状に応じて交換されるもので
ある。

内周リムクランプ５は折曲されたクランプアーム５ｂが
その折曲部付近を中心に回動自在となるよう装置本体側
（第２図鎖線２ｂ）へ枢支されると共に、その下端が連
結棒５Ｃを介して油圧シリンダ５ａ内のピストンロンド
上端５ｄに枢支されたリンク機構からなるものであって
、該油圧シリンダ５ａの作動によってクランプアーム５
ｂはリム４の半径方向へ拡張自在な構造となっている。

尚、該リンク機構は同心円上の３箇所、即ち１２０°の
角度間隔を有して設けられ、上記油圧シリンダ５ａの作
動によって連動されるものである。

更に、クランプアーム５ｂ先端のリム内周面との当接爪
５ｅはリム４の内径に応じて交換自在、若しくは伸縮自
在となっている。

外周リムクランプ６は上記内周リムクランプ５に対面し
た箇所、即ち３箇所に設けられると共に、その一端には
リム４の外周面４ｂに略近似した形状のクランプ爪６ａ
を有するものであって、油圧装置６ｂによってリム４の
半径方向へ移動自在となっている。

ディスク位置決め手段８はディスク７の中央に穿設され
たハブ孔７ａへ挿入される中央突部８ａが設けられた円
盤状部材であって、後述する外周ディスククランプ１０
が取付けられたものである。

上記中央突部８ａはハブ孔７ａの内径と合致してディス
ク７の水平方向の位置決めとなるために、多種類のディ
スクを適用する装置においてはハブ孔７ａの径に応じて
交換されるものである。

内周ディスククランプ９はディスク７外縁の湾曲部７ｂ
内周を外方へ抑圧して該ディスクを保持するものであっ
て、クランプアーム９ａの上端はクランプアーム連結部
材９ｂを介して楔部材９ｃへ当接自在に設けられている
。クランプアーム連結部材９ｂは同心円上の３箇所でデ
ィスク７の半径方向へ移動可能に設けられたものであっ
て、その傾斜面９ｅは楔部材９ｃの傾斜面９ｄと間隙を
隔てて同傾斜角度を有しており、他端９ｆはクランプア
ーム連結部材９ｂから折曲された部分てあって上記クラ
ンプアーム９ａが図示省略したボルト止め等により着脱
自在に取付けられている。楔部材９ｃは本装置の回転主
軸ｌｌ内へ挿通さ九ると共に、上下方向へ移動可能であ
る。

外周ディスククランプ１０は上述の如くディスク位置決
め手段８の外周縁に取付けられたものであって、上記内
周ディスククランプ９のクランプアーム９ａと対面した
位置で、ディスク位置決め手段８の下面へ突設して取付
けられたものである。

次に上述した摩擦圧接装置１によって摩擦圧接されるデ
ィスク７およびリム４について説明する。

ディスク７は第２図および第３図（ａ）に示すようにア
ルミ合金の鋳造加工後、ハブ孔７ａの穿孔加工および表
面を研削加工することによって得られる周知のものであ
って、その下面の摩擦圧接面７ｃは下方へ突設されてお
り、その内周において、その全周には突部（後述するバ
リ溝１２の周壁１２ａ）が設けられ、該突部に前記摩擦
圧接面７ｃ方向へ開口したバリ溝１２が刳設されている
。

該バリ溝１２は前記鋳造加工して得られたディスク７の
研削加工によって刳設されたものである。

リム４は同じく第２図および第３図（ａ）に示すように
スチール類の板材をロール加工することによって得られ
る周知のものであって、その円筒部端面４ｃは前記摩擦
圧接面７ｃと摩擦圧接されて摩擦圧接部１４となるもの
である。

次に上記構成による本実施例の作用について説明する。

先ず、第２図に示すように台盤２上に載置されたリム位
置決め手段３のアタッチメント３ｂ上方からリム４を挿
入載置することによって該リム４は水平方向に位置決め
され、そして油圧シリンダ５ａの作動により内周リムク
ランプ５のクランプアーム５ｂを矢印Ａの方向に回動さ
せてリム当接爪５ｅをリム内周面４ａへ押圧させると共
に、外周リムクランプ６のクランプ爪６ａをリム４側、
即ち矢印Ｂ方向へ移動させてリム当接爪５ｅ、クランプ
爪６ａによってリム４を挟持してリムのＵり止めをする
。この時に冬瓜の移動量を調整することによりリムの真
円度を良好にしておく。次にディスク７のハブ孔７ａを
ディスク位置決め手段８の中央突部８ａへ嵌合させた後
、楔部材９ｃを下方へ移動することにより（矢印ｃ）、
傾斜面９ｄがクランプアーム連結部材９ｂを外方、即ち
矢印り方向へ拡張する。その拡張に伴ってディスク７は
クランプアーム９ａと外周ディスククランプ１０との間
で挟持されて保持される。以上の操作によってリム４お
よびディスク７は心合せされた状態で本装置１へ取付け
が完了する。その後、回転主軸１１を回転させると共に
下降させると、保持されたディスク７の摩擦圧接面７ｃ
は回転状態においてリム４の円筒部端面４ｃと接触する
（第３図（ｂ）参照）。更にディスク７を下降させると
ディスク７とリム４の接触面の摩擦によって摩擦熱が発
生し、圧接部が溶融する。そして、その溶融部分は第３
図（ｃ）に示すように圧接部の内外周へ渦巻き状のバリ
１３として発生、延出する。

その際、リム４の内周側へ発生したバリは前記バリ溝１
２へ侵入し、充填され始め、更にディスク７を下降させ
ると該バリ１３はバリ溝］２へ充満される（第３図（ｄ
）参照）。その後、上記回転を停止すると溶融部が結合
すると共に、バリ１３がバリ溝１２の内部で凝固してデ
ィスク７とリム４とは強固に圧接されたものになる。そ
の後、リム４の外周側へ発生したバリを切削し、塗装さ
れて完成品（第４図参照）となる。

このように摩擦圧接でディスクとリムを溶着させる場合
には、従来の炭酸ガスアーク溶接等に比べ溶接時間が１
／４〜１１５に短縮されると共にその熱影響部も少なく
なり、完成品の寸法精度も向上されたものとなる。また
、摩擦圧接後はバリ溝へバリが充満され、その楔効果に
よって、その圧接強度が向上されると共にリム内周側へ
発生したバリを削除する工程も不要であり、更に摩擦圧
接部周辺はバリ溝の周壁で被覆されており、バリもその
内部の形状に成形されているために該部は凹凸が少なく
塗装時の塗料が付着し易くなり、酸化が抑制されて錆が
防止されている。

尚、本実施例におけるバリ溝はディスク下面の摩擦圧接
部の内周に側設したが、本発明はこれに限らず、第５図
（ａ）に示すようにディスク７にリム４が挿入される周
回溝１５を設け、該周回溝１５の内部にバリ溝１２を側
設したり（第５図（ｂ）は圧接後を示す）、第６図（ａ
）に示すようにリム４側へバリ溝１２を側設することも
可能である（第６図（ｂ）は圧接後を示す）。

（発明の効果） 上述の如く本発明によればこれまで炭酸ガスアーク溶接
が一般的であったディスクホイールを構成するディスク
とリムの溶着において、摩擦圧接を採用したことによっ
て、従来に比べてディスクホイールの加工時間が短縮さ
れると共に、摩擦圧接部は熱影響部分が小さいために材
料の変質および接合強度の低下が抑制されて製品の寸法
精度も良好なものとなるという一般的な摩擦圧接の効果
のみならず、前記ディスクおよびリムの少なくとも一方
には、その摩擦圧接部八対向して開口されると共に摩擦
圧接時に発生するバリが侵入するバリ溝が前記摩擦圧接
部に隣接して側設され、摩擦圧接後は該バリ溝へバリが
充填されるために、その楔効果によって圧接強度が向上
されると共に、バリの削除はリムの外周側のみであって
製造作業が簡略であり、更に摩擦圧接部周辺はバリ溝の
周壁で被覆されており、バリもその内部の形状に沿って
成形されているために該部は凹凸が少なく塗装時の塗料
が付着し易くなり該摩擦圧接部は空気に接触する部分が
少なくなることから、酸化して錆が発生することが抑制
されているという様々な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の実施例な示し、第１図は本
発明の実施例に用いられた装置の一部を破断した正面図
、第２図はそのワーク取付は部分を拡大し、一部を破断
した縦断面図、第３図はディスクおよびリムの摩擦圧接
作業を示す縦断面図、第４図は完成品（ディスクホイー
ル）を示す斜視図、第５図および第６図はバリ溝の他の
例を示す縦断面図であり、第７図はバリ溝を設けない場
合のディスクとリムの圧接状態を示す縦断面図である。 ４・・・リム、４Ｃ・・　円筒部端面、７・　・・ディ
スク、７ｃ・　・摩擦圧接面、１２・　バリ溝、１３　
　バリ。 （ａ　）　　　　　　　　　　　（ｂ）（ａ）　　　　
　　　　　　　　　　（ｂ）第５図 第６図 第７図 手続補正書 昭和６３年３月２３日 昭和６２年特許願第２９６８８５号 ２、発明の名称 ディスクホイールの構造 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　広島東広島市へ本松大字飯田１４３７番地名称　
マツダ部品工業株式会社 代表者竹崎重雄 ４、代理人 郵便番号５５０ 居所　大阪市西区靭本町１丁目４番８号太平ビル 電話　（０６）４４５−２１２８　（代）（自発補正） ６、補正の対象 （１）図面（第６図（ａ）） ７、補正の内容 （１）図面の第６図（ａ）を別紙の通り補正する。 ８、添付書類の目録 （１）補正図面　　　　　　　　　　　　　　１通づζ 了 ］　（ ］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両のディスクホィールを構成するディスクとリ
   ムが摩擦圧接によって溶着されるものであって、前記デ
   ィスクおよびリムの少なくとも一方には、その摩擦圧接
   部八対向して開口されると共に摩擦圧接時に発生するバ
   リが侵入するバリ溝が前記摩擦圧接部に隣接して刳設さ
   れたことを特徴とするディスクホィールの構造。