JPH08183301A - 可変オフセットフルフェースホイールとその製造方法 - Google Patents

可変オフセットフルフェースホイールとその製造方法

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JPH08183301A
JPH08183301A JP6335284A JP33528494A JPH08183301A JP H08183301 A JPH08183301 A JP H08183301A JP 6335284 A JP6335284 A JP 6335284A JP 33528494 A JP33528494 A JP 33528494A JP H08183301 A JPH08183301 A JP H08183301A
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JP
Japan
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wheel
rim
disc
assembly
flange
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JP6335284A
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English (en)
Inventor
Joseph C Overbeck
シイ オウバーヴェック ジョセフ
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Motor Wheel Corp
Original Assignee
Motor Wheel Corp
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Publication date
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】複数部分のディスクを有する、複数ピースの分
解しないフルフェース車両ホイールアセンブリーを、ホ
イール装着ディスク中央部分および外部をそれぞれ互い
に個別に製造する。 【構成】ディスク112外部と中央部の結合フランジ
は、円錐、または筒状形状で、ホイールアセンブリーの
内板と外板に延在し、アセンブリー内に圧入する。他の
例では、ディスクフランジは、ほぼホイールアセンブリ
ーの放射状に延在し、リム12は、そこから放射状に内
部へ、環状フランジを備え、重畳している。第2の接合
は、永久的にリムフランジとディスク外部を共に同接合
周囲で固着する。リムは圧延した鉄または非鉄シートメ
タル、または軽金属合金の機械加工した鋳造、鍛造また
は押し出し成形とする。ディスク外部と中央部は、シー
トメタル打ち抜きとする。一方法では、部品は一時的
に、可動自在に結合フランジに組み立てられ、リム12
は中央部は正確に配置される。次に、部品は固定状態で
結合フランジを共に永久的に固着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車ホイール、少なく
ともホイールディスクがスチールまたはアルミニウムの
ようなシートメタルから製造される、特にいわゆる「フ
ルフェース」型の乗用車ホイールとの製造方法に関す
る。
【0002】
【発明の背景】60年以上もの間、ホイール上に空気タ
イヤをボタンフック装着するの適した乗用車(ライトト
ラックおよび乗用車を含む)用ホイールは、通常スチー
ル製のシートメタルから製造され、これによって車両の
ハブまたは他のホイール装着部分へのホイール装着のた
めに適したディスク(「ボディ」、「スパイダー」、
「ウェブ」または「センター」とも種々呼ばれる)を固
着したドロップセンターウェル付き圧延1ピースリムが
提供されてきた。通常、リムは内板と外板の両方のビー
ドシートおよび組み合わせたタイヤビード保持フランジ
で造られ、またディスクはリムのドロップセンターウェ
ルの基礎に確保される。このようなホイールはチューブ
レスタイヤの使用に適しており、また比較的簡単な、標
準形状のディスクを利用した、いわゆる「ベースホイー
ル」または「プレインジェーン(簡素な)」ホイールと
して今日広く使われている。1960年代から、ホイー
ル(いわゆる「様式化したホイール」)の外観を高める
ために、ずっと高価な、はるかに様式化され深絞りした
ディスクの使用が成功をおさめてきたが、多種類の外観
を提供する機会が限られていたため、また製造費を削減
するために、「プレインジェーン」ホイールの外観を高
めたいという最終顧客の追加オプションとして、取り外
し自在の取り付け装飾ハブキャップ、ホイールカバーお
よび/またはトリムリングが提供されてきた。
【0003】本出願人の譲受入、モーターホイールコー
ポレーション、ランシング、ミシガンによって「ポリキ
ャスト」という商標で広く商業化され、また販売されて
いるような合成樹脂およびシートメタルの様式化したホ
イールの「バックボーン」として使用するならば、この
ようなホイールはまた美学的に高めることができる。こ
のようなホイールは、例えばヨゼフ他米国特許第5,0
98,272号および該特許に引用され、また本出願の
譲受入、モーターホイールコーポレーション、ランシン
グ、ミシガンに譲渡された特許で、より詳しく説明され
ているようなシートメタル「バックボーン」の外板
(「ストリートサイド(道路側)」、「カーブサイド
(カーブ側)」または「ビューティーサイド(装飾サイ
ド)」とも種々呼ばれる)に永久的に固着された装飾プ
ラスチックボディを備えている。
【0004】他のホイールの外観を高める試みは、砂型
鋳造、永久ダイカスト、鍛造等のような工程によって製
造され、機械最終加工されたアルミニウムスタイルホイ
ールの開発であった。このようなホイールは、ディスク
と一体接合された外板タイヤビードシートおよび保持フ
ランジを備えることが可能で、これによって、いわゆる
「フルフェースルック」が付与され、また同様にディス
クは1ピースホイールアセンブリー内の内板半分でリム
残部と一体接合される。または、モーターホイールノバ
ックの米国特許第3,506,311号で例示されてい
るような溶接によって結合した2ピースホイールアセン
ブリーとして造ることが可能である。このようなアルミ
ニウムフルフェーススタイルホイールは、過去10年間
にますます人気を得ているが、該ホイールはホイールの
装飾を高める問題に対して高コストの解決策を提示して
いる。
【0005】1980年代にモーターホイールコーポレ
ーションにより開始された最近の乗用車ホイール開発
は、いわゆる「フルフェース」シートメタル(例えば、
スチール)ホイールであり、この場合ディスクはその外
部周辺でほぼ放射状に外側へ延在する加工シートメタル
部分であり、外板タイヤビード保持フランジを形成し、
フルフェースの外観を達成する。修正された2部分から
なるビードシート、単独ビード保持フランジ型リムは、
その外板端部に隣接して形成され、外板ビードシートを
設け、またリム自由端はフルフェースディスク部の内板
面に溶接される、放射状に内側に曲がったフランジを設
けるように形成される。そのようなフルフェースホイー
ルの商業的な成功例は、オーバーベック他の米国特許第
4,610,482号に開示また請求され、また本出願
の譲受入に譲渡されている。そのようなシートメタルフ
ルフェースホイールによって、ホイールデザイナーは、
鋳造または鍛造によるアルミニウムホイールよりも低い
コストで、よりユニークなフルフェーススタイル外観を
ホイールの外板面に提供し、一方、簡素なホイールにつ
いて装飾ホイールカバーを取り付ける必要性を省略し、
また付随する問題とコストを解決することができる。
【0006】オーバーベック他の特許第4,610,4
82号のフルフェースシートメタルホイールは、前輪駆
動システムのオフセットに対する高まる必要性に応じて
おり、同時に前述の簡素なホイール型構造またはベース
ホイール型構造よりも優れた重量節減を提供している。
また、これらのホイールは、現在のO.E.M車両ホイ
ールに要求される苛酷な疲労寿命仕様を満足する強力
な、信頼性のある気密円周溶接接合および2ピースホイ
ールアセンブリーのような他の必要パラメータを満足す
る。何百万個ものそのようなホイールが製造され、また
販売され、また米国および外国メーカーの乗用車に現在
使用されている。
【0007】当業界でよく理解されているように、1ピ
ースホイールディスク/外板リムフランジ部品を利用し
たこのようなフルフェースホイールの製造は、一般的に
大量のホイールディスク製造に関しては、複雑な高コス
トの工具および関連固定装置および運搬設備を必要と
し、またそのような順送りダイ成形装置を維持するため
に相当な製造処理コストを伴う。多くの成形段階ならび
にその後の製造操作では、しばしば、ディスクの中央ボ
ルト円ホイール装着部と、中央装着部からホイール外部
へ放射状に延在するディスクの「ウィンドウ」または
「装飾部」と、フルフェースホイールの場合には、ディ
スクの外板タイヤビード保持フランジを形成する反対に
曲がった外部端部とを提供するときに必要となる、未加
工の平らな円形シートメタルを種々の形状、輪郭および
穴に加工する必要がある。
【0008】また、1ピースホイールディスクの設計と
デザインでは、一般に、冷間加工成形と絞り操作のため
に適切な材料選択とディスクブランクの設計が必要であ
る。最初の素材の厚さは、より低コストのシートメタル
初期材料の経済的利用を可能とするため、未加工品全体
に同一でなければならない。選択したシートメタル初期
材料、すなわち軟炭素鋼またはHSLAスチール、アル
ミニウムまたはマグネシウムは、製造上の成形要件と現
在の乗用車ホイールの苛酷な疲労負荷仕様を満足できる
強度とたわみ特性とに適合しなければならない。使用時
にホイールにかかる周期的応力レベルは、ホイールディ
スクの種々の部分の間で変動するので、前述の未加工デ
ィスクパラメータの両方とホイールディスクの最終的断
面形状と輪郭を選択および設計し、高い応力を受ける領
域の疲労寿命要件を受容するようにしなければならな
い。これはディスクのより低い応力領域の疲労寿命要件
について「材料過剰設計」に陥る恐れがあり、またそれ
によって生ずるコストと重量の不利益を被る。
【0009】さらに、あるフルフェーススタイルまたは
他の型のディスクホイールデザインについてさえも、ボ
ルト円レイアウト(例えば数と寸法)の変形および中央
穴の寸法と形状の変形を受容する必要性がしばしば生ず
る。これもまた、高い工具変更コストおよび製造、据え
付けまたそのような工具変更をテストするための浪費時
間を招く恐れがある。
【0010】そのような従来のフルフェースアルミニウ
ムおよびシートメタルホイール構造では、1ピースディ
スクが外板タイヤビード保持フランジを提供しており、
この構造の際立った特徴は、該構造がいかなる特定のフ
ルフェースホイール部分設計についても固定(非可変)
ホイールオフセットを有していることである。反対に、
「プレインジェーン」または「ベースホイール」構造で
は、周辺ディスクフランジが2部分からなるビードリム
のドロップセンターウェルへ筒型圧入および溶接取り付
けされているため、そのようなホイール型のブレーキク
リアランスの減少には制約があるにも関わらず、ホイー
ル設計の他のパラメータを変更することなしに、あるホ
イール部分のオフセット仕様を比較的容易に変更するこ
とができる。従来、あるフルフェースホイール設計を変
更なしに保ちたいと望み、またなお異なったホイールオ
フセット要件を有する異なった車両モデルに合わせるよ
うに望むならば、ホイール装着面をホイールリムに関し
て移動するために、ホイールの1ピースディスク/外板
リムフランジ部分の形状を再設計しなければならなかっ
た。シートメタルフルフェースディスクによって、次に
この部分を造るトランスファープレスで利用される順送
りダイ冷間成形装置の再装備が強制された。これによっ
て、そのような変更工具の製造ならびに設置とテストに
伴う工具変更費用と長いリードタイムが発生した。スタ
イルの観点から、ホイールディスク/外板リムフランジ
部の外板の外観がそれほど変更されなかった場合でも、
これは事実であった。
【0011】したがって、改良したフルスケールホイー
ル構造を提供することが本発明の目的であり、これによ
って広範囲のホイールオフセットの変形が低減コスト
で、またフルフェースホイールの装飾領域の外板の外観
を変更することなく達成され、その部分の強度対重量率
の最適化が可能となり、熱伝導率がディスク構造部分に
よって変化することを可能とし、また一方でフルフェー
スホイールの前述のホイール製造要件とホイール製品要
件を満たしつつ、ホイールディスク全体のための単独の
初期材料を選択する必要性を省略することによって、様
式の変形の増大が許されることになる。
【0012】本発明のもう一つの目的は、前述の特徴を
持つフルフェース車両ホイール構造を造るための改良手
段を経済的かつ統一的な信頼性のある方法で提供するこ
とである。
【0013】
【発明の概要】概して本発明は、フルフェースホイール
ディスクを当初単に二つの独立した部分として造ること
によって、前述の目的を達成する。一部分はディスクの
中央装着部として、他の部分はディスクの残部として造
られ、次にこれらの別々に造られた二つの部分は永久に
相互結合され、完成したフルフェースホイールディスク
を形成する。ホイールオフセットおよび/または中央穴
および装着ボルト穴の変更は、単にディスクの中央装着
部分のデザインを変更するだけで経済的に行うことがで
きる。この特徴ならびに以下に記載する本発明の改良さ
れたフルフェースホイール構造の協同的特徴により、ホ
イールデザイナーは全体のディスクのこれら各領域の形
状、機能および製造効率を一層最適化し、ホイールの全
体的な均一性と性能を高め、フルフェースホイールコス
トを低減することができる。
【0014】
【従来の技術】添付図をより詳しく参考にして、本発明
をよく理解するために、好適な手段に従って製造された
ホイール10および従来のホイール構造の具体例を図1
と図2に示す。ホイール10は、オーバーベック他の特
許第4,610,482号の例で示され、説明されてい
るような2ピースホイールアセンブリーの1つの具体例
を構成し、また1ピースリム部12と1ピースディスク
リムフランジ部14とを構成し、これらは円周の連続的
な気密溶接ジョイント16によって永久的かつ確実に相
互に接合されている。リム12は、図2で最適に示され
ているように、内板タイヤビードを保持するフランジ1
8、内板タイヤビードシート、安全ハンプ22、ドロッ
プセンターウェル部24、外板ビードシート安全ハンプ
26および外板タイヤビードシート28を提供するため
に、従来方法のコイリング、鍛接および圧延によって帯
板鋼材料から造られていることが望ましい。しかし、外
板タイヤビード保持フランジを備える「フルリム」の代
わりに、リム12は、参考のため本発明に組み込まれた
前述のオーバーベック等の特許’482に従って、その
外板自由端に放射状に内側に曲がったフランジ部30を
備える。
【0015】ホイール10の1ピースディスク14は、
従来好適に、ドリル加工、穿孔、リーマ加工等の、いわ
ゆる「ピアスアフター(事後穿孔)」または他の「フォ
ームアフターアセンブリー」操作によって造られてきた
パイロット中央開口部42を備えた中央の「ボルト円」
ホイール装着部40を備えている。ホイール10は、ホ
イールビードシート20と28の平均軸と同心の開口部
42、または本出願の譲受人に譲渡され、また参考とし
て本出願に組み込まれたダウディ他の米国特許第4,2
97,287号および第4,354,407号に従っ
て、タイヤーホイールをマッチさせて装着するためのリ
ムビードシートに関し、所定の調整偏心距離を有する開
口部42を備えることもできる。ホイール装着ボルト穴
44、46、48、50および52も、貫通後または他
の成形後の操作で好適に作られ、また円形配列で開口部
42と同心の装着部40に配列されてきた。ディスク1
4もフルスト円錐形の中間部、すなわちハット部54を
有し、該ハット部はクラウン部56を画成する装着部4
0と一体であり、また該装着部から放射状に外側にまた
軸方向に外板に延在する。頻繁に非常に高い応力を受け
るディスク領域であるクラウン部56は、通気孔または
「ウィンドウ」部58と一体的に結合し、該「ウィンド
ウ」はさらに放射状に外側に延在し、また外板タイヤビ
ード保持フランジ60の形状でディスク14の外周部と
一体的に結合している。このようにして、1ピースディ
スク14はいわゆる「フルフェース」ディスクリムフラ
ンジ部として使用され、すなわち該1ピースディスクは
リム12のドロップセンターウェル24との接合部で終
わるのではなく、むしろ放射状に外側にリムの外板自由
端を越えて連続し、リムの外板タイヤビード保持フラン
ジ60とホイールアセンブリー10を提供し、これによ
ってホイール10の外板または装飾側の「フルフェース
外観」を達成する。
【0016】ホイールデザインの変形を付けるためにホ
イールデザイナーが利用する一次ゾーンは、ディスク1
4の前述の中間および外周部54−60である。このよ
うにして、7個のデザイン通気孔62、64、66、6
8、70、72および74の環状配列がウィンドウ部5
6に形成され、ディスク14に設けられる。リム12の
バルブステム穴86と位置合わせしたディスク部56に
も、バルブステムノッチ84が設けられる。
【0017】それぞれ別々の操作で、リム部12を最終
的に圧延成形し、またディスク14を最終形状に打ち抜
いた後(ボルト穴14−52およびパイロット穴42を
除いて)、図2に示すような相対的な位置になるよう
に、溶接機械の適切なアセンブリー固定装置内で、リム
12はディスクフランジ60の内板表面で支持されたエ
ッジフランジ部30と固定される。ホイール10のアセ
ンブリーは、「トレンチ(条溝)」またはフランジ部3
0の外板傾斜表面とフランジ部60の内板表面との間の
対称の条溝の中に、円周上の連続的アーク溶接結合部1
6を形成し、ディスク14にリム12を永久固着するこ
とによって完成される(図2)。そのように成形された
溶接結合部16は、確実にリムとディスクを相互に接合
し、またこれらの部分の接合部で気密シールを形成する
ように、十分な溶け込みフレアベベルアーク溶接接合で
あることが望ましい。当業者が十分に承知しているよう
に、溶接接合部16の溶接メタルビードは、マイクログ
ラフで断面を図解した場合、前述のオーバーヴェック他
の’482特許の図3に示されているような溶接接合部
の図解にほぼ一致するので、図2に若干概略的に示され
ている。
【0018】ボルト穴44−50は、従来の方法で、ボ
ルト穴の中間周辺に配設された装着パッド部100から
外板方向にずらしてある。装着パッド100は、図2の
ライン102によって示されているように、放射面に配
設された内板支持面の円周配列を画成し、また車両のホ
イールハブ、ブレーキハブまたは他のホイール装着構造
を従来の方法に従って支えるような構造になっている。
ホイール10の「センターライン」は、図2のライン1
04によって示され、またタイヤビード保持フランジ1
8とホイール10の60から等距離の放射面として画成
されている。このように、図2に図解されたようなホイ
ール10の「オフセット」は、ホイール10の軸方向の
「O」で示した寸法であり、また放射面104と102
の間の距離である。従来、オフセット空間Oを有する従
来のホイール10の外板外観を保ち、同時に異なったオ
フセットの必要性を有する車両に適合させるように希望
する場合、オフセット寸法の変更を行うのに必要な装着
パッド100を移動し、装着部40を移すために、ホイ
ール技術者はディスク14の輪郭を再設計する必要があ
った。しかし、これによりホイールの外板外観に何らか
の変形が生じ、したがってディスクリム部を作るために
利用される段階的成形移転プレスの各多重ステーション
において順送り成形、ダイ打ち抜き工具および引削り工
具の設備更新が必要であった。この結果、必然的に相当
なリードタイムが費やされ、またかなりの工具デザイ
ン、組立、取り付けおよびテスト費用を伴うので、この
ような所望のオフセット変更は多くの場合経済的に実用
的でなかった。フルフェースディスク内のオフセットを
変更するこの問題を克服する従来の一つの方法は、19
92年9月4日に、ロスS.ヒルおよびチャールズE.
キールJr.の名前で出願された出願番号07/94
0,502に開示され、また請求され、また本出願の譲
受入に譲渡されている。この先行方法は、限定されたホ
イールオフセット寸法の変更範囲を得るのには非常に有
用で、利点があるが、本発明により提供されるような広
範囲のオフセットを得るのには有効ではなく、また本発
明の他の目的および付随する利点を達成するのには有効
でない。
【0019】
【実施例】
【第1の実施例】さらに詳しく添付図を参考にして、図
3−5で本発明の手段と構造に従ってホイール110の
最初の実施例を説明する。ホイール110は、従来のホ
イール10の前述したリム12から形成される3ピース
アセンブリーを構成し、また中央装着部114および外
部116から形成される2ピースディスク112を構成
する。例を示すと、2ピースディスク112は従来のデ
ィスク14と同様の構造上の特徴と形態を提供し、した
がってこれらの特徴は、サフィックスを付けた対応参考
数字によって示され、その説明は繰り返さない。本発明
の主要な特徴に従ったディスク112の二つのディスク
部分114と116との間の永久的相互結合の設計、組
立および配置では、フルフェースホイール10内のディ
スク14の装着部40対ウインドウ部58は、それらが
車両とリム12およびその上に支えられるチューブレス
空気タイヤ(図示せず)間の負荷支持サポートとしての
共通の機能を分担しなければならないとしても、それぞ
れ別々のまたある点では相反する機能を果たさなければ
ならないことを考慮している。また、前記各部分は、そ
のような苛酷な、周期的負荷をホイールハブまたは車両
の他のホイール装着部を介して伝達する機能を果たさな
ければならず、ホイール110は通常のホイール固定装
置(図示せず)によって、取り外し自在に車両のホイー
ル装着部に取り付けられる。
【0020】このようにして、ホイール110内では一
般的に接合部120として示される永久的結合は、11
4と116の部分間に提供され、該結合部はフルスト円
錐形ハット部54’において放射状に内部へ、またディ
スク112の均一のフルスト円錐形状の領域内のクラウ
ン56’の内板に配置されている。接合部120は、中
央部114上で外部へ分岐するフルスト円錐形フランジ
122を含み、また外部116上で内部へ収束するフル
スト円錐形フランジ124を含む。フランジ122の外
板端部126およびフランジ124の内板端部128
は、それぞれ適切に別々に機械加工され、互いに嵌合
し、114と116部の間の階段状の蟻継ぎを形成す
る。接合部120は、放射状に外部と内部へ、軸方向に
互い違いに配置された蟻継ぎの継目とそれぞれ位置合わ
せした内板溶接ビード130と外板溶接ビード132
(図3に半概略的に示されている)も含む。溶接部13
0と132は円周上で連続的であり、M.I.G.溶接
技術によって形成される。
【0021】ホイール110の製造の際には、三つのホ
イール部分、すなわちリム12、ディスク装着部分11
4およびディスク外部116は、個別の、しかし相関し
た仕様に従ってそれぞれ個別に大量生産される。リム1
2は図1および図2の従来のホイール10の説明に従っ
て製造される。ディスク部144と116はともに、自
動移動プレス運転により提供される従来の大量生産の段
階的ダイおよび絞り打ち抜き工具によって製造すること
が望ましい。しかし、ディスク112は2ピース構造な
ので、114部分と116部分をそれぞれ生産するため
に必要な異なった工具は、従来のホイール10の1ピー
スディスク14を形成する工具に比較して大幅に簡略化
することも可能である。これは、114と116部分の
形状がディスク全体の形状よりもずっと単純であるから
である。このため、選択した材料の成形もより容易にな
る。また、フランジ122と124の円錐角が広いの
で、これらの部分を打ち抜き、絞るのが容易になる。
【0022】ホイール110の製造方法では、打ち抜い
たままの状態では典型的にわずかに外側へ広がるフレア
角度を有するフランジ60’の外部端部140を除い
て、外部116は順送り型押しおよび絞り操作により成
形され、仕上げされる。図3の端部140の最終形状
は、機械加工によって、バランス重量保持力とタイヤ装
着に適したフランジ端部の形状にすることが可能であ
る。
【0023】ホイール110の装着部分114も、ボル
ト穴44−52と中央パイロット穴42’を除いて、個
別に成形して、仕上げされる。
【0024】ディスク部分114と116は、前述した
ように溶接部130と132を形成することによって接
合部120で固定され、永久に結合される。次に、ディ
スクサブアセンブリー114−116とリム12は、図
3に示した相対的な位置で溶接機に適切に固定し、前述
の溶接接合部16はリム12をディスク112に結合す
るように成形され、前述のオーバーベック他の’482
特許の発明を具体化するフルフェースホイール構造を提
供する。
【0025】組み立てたホイール110は、さらに貫通
後操作で前述のダウディ他の’287と’407特許に
従って加工され、ボルト穴と中央パイロット開口部を正
確に形成し、相互位置ならびにリムビードシートとの相
関位置を決める。望むならば、この操作は圧印加工およ
び仕上げ押え加工段階と組合せることが可能で、より正
確に装着面100’を成形し、位置を決め、これによっ
て面102’と104’の平行関係を確保し、オフセッ
ト寸法O’をより正確に決めることができる。それぞれ
のディスクおよびリムバルブ穴80と86は、アセンブ
リー後の操作で成形することもできる。
【0026】前述の説明で今明らかになることは、ホイ
ール110によって本発明の2ピースディスク構造が具
体化され、従来のフルフェースホイール10の1ピース
ディスク14に関する前述の問題が克服されることであ
る。装着部114は所望によって長いまたは短いフラン
ジ122を備えるように設計することが可能で、これに
よって比較的簡単かつ廉価な工具変更に必要なホイール
110のオフセット寸法O’を変更することが可能であ
り、これは当業者により十分に理解される。114部分
の装着パッド100’の領域の直径寸法を一定に保つこ
とが必要な場合、フランジ122が長くなると該フラン
ジの円錐角度をより浅くすることが必要であり、また図
3の接合部120の構造を利用するときには、フランジ
122と結合するために、フランジ124の曲がりをわ
ずかに変化させることが必要となるのは明らかである。
別の方法としては、フランジ124をそのままにして、
フランジ122と124の端部126と128を適切に
機械加工して、フランジ122と124間に生じる円錐
角の差を受容することができる。
【0027】さらに、中央装着部114は、最初は独立
部分として製造されるので、ホイールのこの部分のデザ
インと構造の他の変更、例えばサイズ、位置、ボルト円
の中のボルト穴数の変更は、車両の必要性を満たすよう
に行うことができる。中央パイロット開口部42’のサ
イズと形状の変更も容易に行うことができる。各場合と
も、全体ディスク112のそれに比較して114部の簡
素さのため、わずかな設備更新費用が必要となるにすぎ
ない。
【0028】2ピースディスク構造によって、資材の種
類および中央部分と外部116との間の厚さの選択と最
適化につき大きな柔軟性が提供される。例えば、「ポリ
キャスト」ホイール構造内の「バックボーン」のために
ホイール110を使用するとき、ディスク112の外部
116をブレーキ時に発生する車体熱からより良く断熱
することを望むなら、114部分は116部分の使用の
ために選択される金属よりも熱伝導率が低い金属材料、
例えばステンレスで製造することができる。反対に、ホ
イール110の美的効果は116部分にステンレスのよ
うな材料を利用することによって高めることができる。
一方、114部分はコストの安い軟炭素鋼またはHSL
Aスチールから製造することができる。外部116の外
板面の、メッキ、被着等のような他の美的および/また
は保護処理は、これら部分のアセンブリーの前に、11
4部分とは別に116部分上でそのような操作を実施で
きるという可能性によって容易となる。
【0029】また理解されることは、クラウン56’内
部の放射状のホイール10の外板面の部分、すなわちホ
イールの中央装着領域が、従来しばしば取り外し自在な
装飾ハブキャップを備えていることである。このよう
に、外板溶接ビード132は、通常ホイールの使用時に
はカバーされており、また内板溶接部130は車両に装
着したときはホイールの使用者には見えない。したがっ
て、ホイールのこの中央領域における外観は、フルフェ
ースホイールの外板の最終的外観にとってほとんど問題
にならない。
【0030】さらに、中央部分114の打ち抜きに使用
されるそれぞれの初期の半加工品材料の素材の厚さは、
外部116に対して異なることが可能であり、したがっ
てホイールディスク内の異なった各領域の機能上の必要
性を満たすために十分に最適化することが可能である。
ディスク構造に付与されたこのデザインの柔軟性によっ
て、ホイール全体の強度対重量の最適化の向上ならびに
資材費の著しい節約が可能となる。
【0031】
【第2の実施例】図6、7および8は模範的な第2の実
施例、本発明の手段と構造に従って製造されたホイール
200を図示している。ホイール200はリム12の3
ピースアセンブリーおよびホイール110のディスク1
12に類似した2ピースディスク212であり、また概
して同一の方法で組み立てられる。
【0032】ホイール200は、第一に、中央装着部2
14とディスク外部216間の接合部220の構造にお
いてホイール112とは異なる。接合部220は、接合
部120のように、中央部フランジ222の端面226
と外部フランジ224の端面228との蟻継ぎ突き合せ
接合であり、該端面は重畳する蟻次接合の肩を形成する
ため相補的に機械加工されている。しかし、外部216
の内側へ曲がったフランジ224は、ホイール110の
フランジ124よりも短く造られており、このため接合
部220は通例、ディスク212の内板ではなく、ディ
スク212のクラウン56’に位置している。接合部2
20は円周上において連続的な、比較的大きな溶接ビー
ド230を含み、該溶接ビードはディスク部分の内板で
M.I.G溶接技術によって形成されるのが好ましく、
また図6では半概略的に示されている。フランジ224
の端面228の部分は、フランジ222から放射状に内
部へ突き出しており、望むならこの領域で溶接ビードを
追加するのに利用される。しかし、テストによれば単独
溶接230を利用した接合部220は、O.E.M乗用
車ホイール疲労テスト要件を満たしている。したがっ
て、端面222は取り外し自在なハブキャップ用の便利
な取り付け構造として使えるように、残しておくことが
できる。図6−8のホイール200の構造を具体化した
実験用プロトタイプテストの成功によって示されている
ように、ホイール110の前述の利点は、ホイール20
0にも生じることが分かる。このように、大きな疲労強
度を持ち、溶接は接合部220のみで、外板側にはな
く、また取り外し自在のハブキャップ取り付け用に改造
可能であるので、ホイール200は現在のところホイー
ル110よりも好ましい。
【0033】
【第3および第4の実施例】図9および10は、それぞ
れ本発明の手段と構造に従って製造したホイール300
と400の第3と第4の実施例を示している。ホイール
300と400はホイール110について前述した手段
と装置に従ってほぼ構成されている。ホイール300と
400は、両方とも完全に重畳した形態の接合構造であ
るという点で、ホイール110と200とは異なってい
るが、この重畳した接合構造は互いに逆になっている。
したがって、図9および10の実施例では、中央部31
4、414の相互に係合したそれぞれの接合部320、
340の特徴のみを図示してある。
【0034】図9に示すように、ディスク312の外部
ディスク部316は内側に曲がったフルスト円錐フラン
ジ324を備え、該フランジはクラウン56’からホイ
ール110のフランジ124よりも長く内板に突き出
し、打ち抜いた未加工の端面328で終わる。ディスク
中央部314のフルスト円錐フランジ322は、適切に
設計し、アセンブリー内の伸縮する外側重畳フランジ3
22に寸法を合わせ、また同じように打ち抜いた未加工
の端面を持つことができる。別の方法として、図9に示
すように、端面326は機械加工またはクラウン56の
内板の半径にほぼ合うように形成された開先加工端面3
26を備えている。永久的に314と316部分に接合
する接合部320は、円周上の連続的な内板の隅肉溶接
部330(図9では半概略的に示してある)も含み、該
溶接部は通例フランジ端面326の接合部において、ま
たクラウン56’の放射状に外側にあるディスク外部3
16のそれぞれ隣接した内板側面において溶接されてい
る。
【0035】図10のホイール400では、中央部41
4のフランジ422とディスク外部416のフランジ4
24との内板の重畳が特徴であり、フランジ422は適
切にこの重畳形態のために再設計されている。さらに、
フランジ422と424の端面426と428は、打ち
抜き、未加工端部であることが可能である。ホイール4
00の接合部420に具体化されたディスク部分414
と416の永久結合は、フランジ端部428と426の
接合部において、またそれぞれ隣接したフランジ面42
2と424においてて、円周上の連続的な内板および外
板の隅肉溶接部430と432によって提供される。
【0036】ホイール300と400のそれぞれの接合
部320と420は、本来的に、前述のディスク212
と212に較べ、ディスク外部316と416でより多
くの材料を必要とするが、接合部のフランジ端面の機械
加工操作の削減により、資材費増加が相殺される。さら
に、接合部320と420の伸縮性のため、より大きな
余裕のある寸法公差をフランジ322、324、422
および424の仕様に適用することができる。伸縮性の
重畳接合部320と420の円錐形状には、二つの部分
が互いに図9および10の最終組立て位置に圧入された
とき、圧入順応性があることが望ましい。重畳した接合
フランジによって提供される限界的な相互のたわみによ
り、好ましいプレストレスが与えられ、またフランジ角
度の余裕のある公差が可能となり、さらにこの観点で製
造上の節約をもたらす。
【0037】中央部および外部314、316と414
および416の正確な最終組立関係は、これらの二つの
部分のアセンブリーおよび溶接時に利用される従来のア
センブリー溶接固定装置の適切な設計によって確立する
ことができる。したがって、ディスク312、414が
ディスクのサブアセンブリーを製造するために予備組立
する必要がある場合、中央部の装着パッド100’を外
部ディスク部316、416のビード保持フランジ6
0’の内板面に関して正確に配置する。別の方法では、
リムの一部を成すディスクサブアセンブリーを形成する
ために、外部ディスク部316、416を最初にリム1
2に接合する必要がある場合、ホイールの横方向の振れ
を最小限にするため、装着パッド面100’をリムビー
ドシートの平均面と平行に正確に配置する。望むなら、
接合部320と420が完全に重畳した特性もまた、ス
ポット溶接、リベット固定、摩擦および慣性溶接、レー
ザー溶接等(図示せず)のような他の固定方法にも合っ
ている。
【0038】図10に示したホイール400では、ディ
スク内部または「装着キャップ」414内で、ディスク
外部416内よりも厚いシート材料を利用する前述の特
徴も示されている。この資材の厚さを選択できるという
特徴は、もちろん、以下に示す本発明のホイール構造の
他の実施例においても利用可能であり、また逆に、ディ
スク外部のシート材料の厚さをディスク内部のそれより
も厚くすることもできる。
【0039】前述の説明から今理解されることは、本発
明のホイール300と400の改造によって、上述の利
点に加え、必要なオフセットの変更、強度対重量の最適
化、製造費の節約等に対応できるというような前述のホ
イール110の利点も提供されることである。
【0040】
【第5および第6の実施例】図11と12では、同様に
本発明に従って構成されたホイール500と600の第
5および第6の実施例がそれぞれ部分的に説明されてい
る。図11では、ディスク512の外部516もまた、
ホイールの内板に収束するフルスト円錐形状の内側に曲
がったフランジ524を備えている。しかし、フランジ
524は放射状に内部へ延在する、平坦な円形のフラン
ジ部550で終わっている。同様に、中央部514は外
板方向へ分散するフルスト円錐フランジ部522を備え
ており、該フランジ部は放射状に外部へ延在した、平坦
な円形のフランジ部552で終わり、該フランジ部はア
センブリー内で軸方向にフランジ550に重畳するよう
になっている。フランジ550と552は、それぞれア
センブリー内で位置合わのため配置されたアセンブリー
穴554と556の円形の列を備えている。514と5
16部分は、リベット556によって永久的に結合さ
れ、該リベットはそのシャンクを最初に位置合わせフラ
ンジアセンブリー穴に挿入し、次にひっくり返し、従来
の適切なリベット固定装置によってアセンブリーの内板
または外板から常温頭造する。
【0041】図12のホイール600は、中央装着部6
14が米国特許第4,917,440号に開示されてい
るホイール構造の装着部のハブキャップに似せた円錐ま
たは「ディキシーキャップ」32と類似した中央の「デ
ィキシーキャップ」部660を備えているという点以外
では、ホイール500に一致している。
【0042】ホイール500と600のそれぞれのリベ
ット結合接合部520と620は、このようにして機械
的重ね継ぎ手の性質を持つ。ネジ部品および結合ナット
のような機械的結合手段の他の形態を、リベット556
または666の代わりとすることが可能であることが分
かる。同様に、接合部520と620は、重畳したフラ
ンジのスポット溶接のような他の結合手段、またはホイ
ール300または400の方法によるフランジ端部の隅
肉溶接によってさえも、永久に合体させることが可能で
ある。しかし、接合部520と620の機械的結合は、
中央部514、614および516または616側の外
部ディスク部分が異なった材料からできており、例えば
アルミニウム対スチールのように溶接結合および材料悪
化問題をもたらす場合には利点がある。
【0043】ホイール500と600は、ホイール11
0について前に述べた順序で製造し、組み立て、またア
センブリー後の装着穴形成操作ならびに圧印加工後のサ
イジング操作によって仕上げすることが可能である。こ
れによって、中心にまたは前述のダウディ他の’287
特許および’407特許に説明された調整偏心付きで、
ホイールのビードシートの平均軸に関して、ホイールの
放射状のホイール装着穴の軸の正確な形成および位置決
めが可能となる。
【0044】別の方法では、従来の「フィニッシュ・ビ
フォー(仕上げ前の)」製造順序は、中央部514と6
14に適用することが可能であり、これらの部分は完全
に精密成形され、それぞれの外部ディスク部516と6
16へのアセンブリー前に仕上げされる。この場合、ホ
イール500と600のそれぞれのアセンブリー穴55
4、556および654、656は、個別の異なった部
品製造操作によって形成され、精密仕上げすることがで
きる。
【0045】さらに、アセンブリー穴554、556、
654、656のこれらの組の一つは、チャールズE.
キールJr.の名前で米国出願シリーズ第08/03
1,272号で開示され、請求され、また本出願の譲受
人に譲渡され、参考として本出願に組み込まれた発明の
手段と構造に従って、アセンブリー穴の他の組に較べわ
ずかに直径を大きくして製造することができる。このよ
うな手段に従って、フルフェースホイール500と60
0のすべての三つの部品は、二つのディスク部分のアセ
ンブリー穴ならびにホイール装着ボルト穴およびディス
ク中央部514と614内のパイロット中央開口部を含
め、アセンブリーの前に最終形成される。直径のより小
さいアセンブリー穴の組は、圧入に適応してリベットの
シャンクを受容するように大きさが決められる。望むな
ら、リベットは小さなアセンブリー穴を有するディスク
部の一つに予め組み合わせることができる。
【0046】次に、外部ディスク部分516または61
6は、ホイール110について前述したような溶接接合
部16によって、永久的に結合リム12に固定される。
次に、望ましくはリムビードシートを固定することによ
って、リム12と外部ディスク部516、616のサブ
アセンブリーを固定する。次に、ディスク中央部51
4、616は、外部ディスク部516、616に組み立
てられ、この結果それぞれのフランジ550、552お
よび650、652は、より大きな直径のアセンブリー
穴を通して挿入され、予め組み立てられたリベットのシ
ャンクと重畳し、平坦に接触する。このようにして、リ
ベットコールドヘッディングの前に、アセンブリー穴の
2組の直径寸法の差によって、固定されたリムとディス
ク外部サブアセンブリーに関し、ホイール500、60
0の放射状に横方向に全体が移動する中央部514、6
14のために所定のクリアランスが設けられる。
【0047】次の操作では、中央部514、614は精
密仕上げした中央部パイロット開口部42’およびこれ
によってホイールの放射状にマンドレルにより横方向に
全体が移動されて中央部に挿入された円錐形の心立てマ
ンドレル(図示せず)によって係合され、これは装着ボ
ルト穴および/または中央パイロット開口部の軸はリム
ビードシートの平均軸と一致させるか、またはマッチ装
着のために前述の調整偏心を付与するのに必要である。
このようにして、中央部514がリムおよびディスク外
部サブアセンブリーに関し放射状に正確に配置された
後、アセンブリー穴のクリアランスを満たし、元の位置
で第2のリベットヘッドを形成するようにリベット55
6、666は常温頭造され、これによって確実にディス
ク中央部を外部ディスクとリムサブアセンブリーに合体
させる。
【0048】接合部520と620は、放射状にディス
ククラウン56’の内部へ配置されているので、それら
は取り外し可能なハブキャップによって視界から容易に
隠すことができる。ホイール500または600が前述
した「ポリキャスト」ホイールの「バックボーン」とし
て使用する場合には、元の位置でホイールの外側面に成
形された装飾用ウレタンの外板のカバーは、望むなら、
接合部520と620を隠すために利用することができ
る。
【0049】さらに、前述の説明から、ホイール500
と600により目的が達成され、多くの車両ホイールの
応用においてさらなる利点をもたらす前述の追加特徴を
提供しつつ、ホイール110について前述した利点が得
られるのは明らかである。
【0050】
【第7の実施例】図13では、本発明の2ピースディス
ク構造の前述の原理を、鋳造、鍛造、押し出し成形また
は熱間圧延のアルミニウムまたはマグネシウム製の「フ
ルリム」711を有するホイール700に同様に適用す
ることができる。すなわち、2部分からなるビードシー
ト720と728および2部分からなるタイヤビード保
持フランジ718と760、ならびに放射状に内部へ延
在する、アセンブリー穴762の円形列を備えた一体型
装着フランジ761を備えたホイールである。ホイール
700はまた外部ディスク部716と中央ディスク部7
14により構成される2ピースディスク711を備えて
いる。アセンブリー穴764の第1の円形列は、リムフ
ランジアセンブリー穴762との位置合わせのため配向
されたディスク部716の外部端近傍に設けられる。こ
れらのアセンブリー穴の一組は、前に説明したように他
と比較して直径をより大きくして造ることができる。ま
た外部ディスク部716は、その放射フランジ750
に、アセンブリー穴766の第2の円形列を有し、該放
射フランジはアセンブリー内のフランジ750に放射状
に重畳する中央部714の放射フランジ752に設けら
れたアセンブリー穴768の円形列との位置合わせのた
め配向されている。リム711は、リベット770のよ
うな固定具によって外部ディスク部716に永久的に固
定され、また外部ディスク部716は同様にディスク中
央部714にリベット772で固定されている。
【0051】ホイール700を組み立てるときは、最初
にリム711をディスク部716に組合せ、次にこのサ
ブアセンブリーをホイール500または600を組み立
てる方法で、ディスク中央部714に組み合わせること
ができる。この場合、アセンブリー移動クリアランスを
設けるために、アセンブリー穴766と768の組の寸
法のみを決めればよい。別の方法では、ディスク中央部
714を予めディスク中央部716に組合せ、接合構造
部720をこの操作で形成することができる。次に、ア
センブリー穴762と764によって提供される移動ク
リアランス特性を利用して、2ピースディスクサブアセ
ンブリーをリム711に組み合わせることができる。ど
ちらの工程によっても、ホイールの放射状に、リムビー
ドシート720、728の平均軸と、中央部714内の
ホイール装着穴および/またはパイロット穴との所望す
る軸列の一致が達成される。
【0052】ホイール700の構造を利用して、その構
成部品の個別製造の際に異なった材料および手段を使用
することができる。リム711は、アルミニウムおよび
/またはマグネシウムの軽合金製の鋳造、鍛造、押し出
し成形または熱間圧延であることが可能であり、必要な
らば最終形状に機械加工することができる。外部ディス
ク部716は、連続的にダイ打ち抜きされ、また軟カー
ボンまたはHSLAスチールのようなシートメタルまた
は適切なアルミニウム合金から形成することができる。
ディスク中央部714は、ホイールハブまたはブレーキ
構成要素と外部ディスク部716との間の断熱を提供
し、また当業界でよく知られる「さび付き」問題を減ら
すための車両上の腐食のないホイール装着を提供するた
めに、ダイ打ち抜きされるか、またはステンレススチー
ルシート材料から形成することができる。ホイールディ
スクの輪郭ならびにホイールオフセットの変更は、大幅
に低減した工具費用で、個別の部分を改造して達成する
ことができる。資材と構成部品の厚さの選択の可能性が
増した利点を利用して、コストを低減して、強度対重量
比の改善した車両を提供できるようになった。
【0053】
【第8の実施例】図14では、リム711と同一のフル
リム811を利用した本発明の第8の実施例ホイール8
00が図示されている。また、ホイール800は外部デ
ィスク部816と中央装着部814からなる2ピースデ
ィスクを備えている。リム811は、放射状の完全重畳
型接合をホイール700の方法で形成するために、フラ
ンジ816を経由して、リベット870によって外部デ
ィスク部816に永久的に結合されている。しかし、ホ
イール800は、外部ディスク部816が放射状ではな
く軸方向の完全重畳型接合部820によって、永久的に
中央部814に結合されているという点で、ホイール7
00とは異なる。
【0054】このようにホイール800内で、ディスク
部816は内部端828に隣接して円筒状の放射状外部
面を提供する、放射状に内側に曲がった第2のフランジ
824を備えている。ディスク中央部814は、同様
に、放射状に外側に曲がったフランジ822を備えてお
り、該フランジは外板方向に延在し、また同様にその外
部端826に隣接して円筒状の内部面を有し、該外部端
は伸縮接合部820を形成するためにフランジ824の
円筒状面の上方で、密着または圧入して滑らかに伸縮す
るような構造になっている。別の方法では、フランジ8
24と822の摺動可能な結合面は、ホイール300の
接合部320に類似した互いに補足的なわずかな円錐
角、例えば余裕のある部分公差を利用した伸縮係合を可
能にし、完全に係合したときは圧入用に設計された5°
程度のテーパー角度を備えることができる。接合部82
0を介した中央ディスク部814のディスク外部816
への結合は、リベット866の円形配列によって行うの
が望ましい。
【0055】望むなら、リム811のフランジ860内
のリベット870用のアセンブリー穴および同様に、中
央部814のフランジ822内のリベット866用のア
センブリー穴は、ディスク部816の対応するアセンブ
リー穴よりも直径をわずかに大きくすることができる。
この2部分からなる2軸接合構造によって、ホイール8
00から放射状のリム811に関し、外部ディスク部8
1と中央部814の全体的に移動するアセンブリー固定
装置は、アセンブリー時、ホイール800から放射状の
これらの部分を正確に配置するために利用することがで
きる。同様に、ホイール800から軸方向の中央部81
4の全体的に移動するアセンブリー固定装置は、リム8
11のビードシート中央面に関し、これら部分のアセン
ブリー時その装着面を正確に配置するために利用するこ
とができる。さらに、両方のアラインメントシフトは一
つの操作で行うことができる。リベット870と866
は、該固定装置移動の前に、それぞれの部分におけるア
センブリー穴の小さい方の組を通じた圧入によって、シ
ャンクを最初に挿入することが望ましい。該部分を最終
位置に移動した後、元の場所でリベット軸の自由端を前
述したような第2のリベットヘッドに形成するために、
リベットはリベット装置によって係合される。
【0056】さらに詳しく述べれば、ホイール800の
この二重の2軸接合構造を利用して、三つのホイール部
分811、814および816はゆるくまたは可動自在
に内部係合され、また部分的に相対的運動の制限のため
に圧入リベット870と866によって留められる。次
に、この「ゆるんだ」3部分アセンブリーは、外側でジ
ョー(図示せず)によって固定することができ、該ジョ
ーはリム812のビードシート820と828に係合
し、既知の機械軸方向で前記820と828の位置を決
める。中央部814は円錐配置マンドレル(図示せず)
によって係合され、該マンドレルは仕上げした中央パイ
ロット開口部42’に挿入され、ホイールから放射状
に、リムビードシートに関し、前述の所定の方法でボル
ト穴円と中央パイロット開口部の軸を配置する。次に、
適切なバックアップダイブロック(図示せず)をゆるん
だホイールアセンブリーの内板側内に動かし、リベット
870の軸の内板端部に係合させることができる。この
ダイブロックはわずかに円錐状の中央開口部を備えるこ
とも可能で、該開口部は伸縮し、またリベット866の
放射状外部端を取り囲む。このようにして固定され、配
置されまた支持された、ゆるく合体した3ピースアセン
ブリーによって、中央部814の装着面は、所定の方法
によって、ホイール800の中央面104’に対し平行
にしろ、平行でないにしろ、バックアップダイ差込み工
具上に設けられた配置面を有する装着パッドの対応する
係合面支持によって配置される。
【0057】次に、リベット870は最終的に形成さ
れ、またリベットに対しホイール800の軸方向に可動
自在にホイールの外板側からリベット固定装置(図示せ
ず)にリベット870の外板端部を係合することによっ
て、812部と816部と永久的に固定された状態でス
エージ成形加工され、ギャングリベットまたは順次的リ
ベットを行う。同様に、ホイールの外板側から軸方向に
円錐マンドレル(図示せず)を挿入することによって、
リベット866をギャングリベットすることが可能であ
り、同時にすべてのリベット866を係合させ、それら
をリベットの内板端部周囲のバックアップダイブロック
コーンに当接し、これによってリベットを変形させ、ま
たリベットコーンとバックアップコーンの間のくさび作
用によって常温頭造する。
【0058】この固定および最終アセンブリー組立は、
このようにして、米国特許第4,646,434号;ア
ンワールR.ダウディの名前で提出され、また本記録の
代理人に譲渡された第4,733,448号および第
4,815,186号に開示され、請求された手段と装
置の方法で、リムビードシートの横方向の振れを補整す
るために、中央部814の装着パッド100’およびそ
の面102’を配向するように設計するのに役立つ。し
たがって、上記のような構造で組み立てられたホイール
800は、放射状および横方向の振れを所定の通り正確
に制御して製造することができる。このようにして、ホ
イールは正確に「中心」に造られるか、または測定さ
れ、印を付けたタイヤヘの放射マッチ装着のために、調
整した所定の偏心距離付きで製造することができる。同
様に、ホイール横方向の振れの最初のハーモニックは最
小化することができるか、または所定の既知のハーモニ
ック量はホイールのある所定の位置で、横方向の振れの
一次ハーモニックの高い点または低い点について、測定
し、印を付けたタイヤへの横方向のマッチ装着のために
ホイールに付与することができる。
【0059】ホイール500、600、700および8
00の各構成部品、すなわちリム、外部ディスク部およ
び中央ディスク部は、それぞれ個別の部品として製造さ
れ、最終的に精密部分として形成され、そのため機械加
工またはパンチングのようなアフターアセンブリー成形
操作は、ほとんどあるいはまったく必要がないことが明
らかである。同様に、望まなければ接合部の溶接をする
必要がない。したがって、各構成部品の資材と厚さの選
択幅が広く、タイヤと車両間のホイール負荷支持機能を
果たす際の各役割に関し、ホイール各部の個々のニーズ
と機能に最適に適応することができる。
【0060】ホイール110−800の製造に関する前
述の構造と手段は、「ポリキャスト」ホイール製造用の
「バックボーン」メタルホイールを設計するのにも適し
ている。この場合、層780と880(図13と図1
4)のようなウレタン組成または他のプラスチック材の
装飾層は、鋳造または他の被着手段によって、ホイール
アセンブリーの3部分の内の一つまたは複数の外板面に
対して設けられる。望むなら、図13と14に図示され
ているように、それぞれ層780と880を成形して、
リム712と812、外部ディスク部716と816な
らびに中央部714と814の外板面を覆い、これによ
ってリベット770、766、870および/または8
66を隠すことができる。
【0061】ホイール300、400、500、60
0、700および800では、代替固定システムを利用
できることも明らかである。溶接接合の問題をもたらす
材料の代わりに、リベットまたはネジ部品のような機械
固定システムが望ましい。容易に溶接可能な材料につい
ては、アーク溶接、スポット溶接、連続シーム抵抗溶
接、レーザー溶接、摩擦または慣性溶接等のような溶接
固定システムを選択し、当業者が前述の開示に関し十分
に理解しているように、指定のホイール設計および/ま
たは用途に合わせることができる。
【0062】前述の説明から、本発明が複数部分の、分
解しない金属構造のフルフェース型のホイールを提供
し、該ホイールが上記に説明したことを含め、前述の目
的を十分に達成し、また多くの利点を提供するのは明ら
かである。個々のホイール構成要素は、従来の大量生産
の工具製造設備と高速ホイール生産ラインを利用して製
造し、また組立ることができる。構成部品の外板金属表
面によって、または金属構成要素を「ポリキャスト」ホ
イール構造の「バックボーン」として利用し、一方製造
工程を広範囲の構造上のホイールオフセットに適応させ
ることによって、広範囲の様式効果をホイールの装飾側
に付与することができる。
【0063】本発明を説明した前述のホイール110、
200、300、400、500、600、700およ
び800では、このようにして、図1と2の前述のフル
フェースホイール10よりも優れた、ならびにヘック他
の米国特許第5,188,429号に開示されたフルフ
ェースホイール構造および英国特許第445,642と
米国レースイクイップメントホイール部品No.72−
4604(ヘック他の5,188,429に参照されて
いる)に開示されたベースホイール型構造よりも優れ
た、改良されたホイール構造が示されている。
【0064】本発明に従って、フルフェース型ホイール
構造内に課される種々の応力の負荷にも関わらず、ヘッ
ク他の’429特許および英国特許445,642のボ
ックスのような、2層3ピースディスク中央構造から1
ピースを、すなわちヘック他の部分38および英国特許
445,642の部分20を省略することができる。さ
らに、外部ディスク部とディスク中央部または装着キャ
ップ部の両方とも、ヘック他の5,888,429およ
び前述のARE部品No.7246g4ベース型ホイー
ルに説明されているような比較的重く、また同一のゲー
ジシート素材の厚さのもので製造する必要がない。ハッ
ト部クラウン’56およびディスク外部−内部接合部1
20、220、320、420、520、620、72
0または820に至るフランジ124、224、32
4、424、524、624のような反対に曲がり、内
側に曲がった環状部を有するフルフェース外部ディスク
部を形成することは、本発明のフルフェース型ホイール
に適した2ピースディスクを提供する際の改善に貢献す
る。
【0065】前述の説明と図面は、本発明が関わる当業
者に対し詳細に本発明の種々の好適な実施例を記述し、
図解しているが、本発明の開示は多くの変更と構成を示
唆し、同時に本発明の精神と範囲から逸脱することなし
に、大きく異なった実施例と応用を示唆している。した
がって、本発明は添付の請求および適用の従来技術の範
囲のみによって限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】前述のオーバーベック他の米国特許第4,61
0,482号における従来技術のフルフェースホイール
構造の外板側の部分的正面図である。
【図2】図1のライン2−2上で見たときの中央の、放
射断面図であり、図1の従来のフルフェースホイール構
造の1ピースホイールディスク/外板リムフランジの部
分をより分かりやすく図示している。
【図3】図5の線3−3上で見たときの、本発明に従っ
たフルフェースホイール構造の第1の実施例の部分的放
射断面図である。
【図4】ホイールの外板側から見たときの、図3の実施
例に従って組み立てられた完全なホイールの斜視図であ
る。
【図5】ホイールの内板側から見たときの図3と図4の
ホイールの正面図である。
【図6】図8の線6−6上で見たときの、本発明のホイ
ール構造の第2の実施例の部分的放射状断面図である。
【図7】ホイールの外板側からみたときの、図6の第2
の実施例に従って組み立てられた完全なホイールの斜視
図である。
【図8】ホイールの内板側から見たときの図6と図7の
ホイールの正面図である。
【図9、10、11、12、13、14】部分的放射断
面図であり、図3と6の方法で断面をみたときの、本発
明のホイール構造の第3、第4、第5、第6、第7およ
び第8の実施例をそれぞれ図示している。

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホイールへの空気タイヤ装着のための内
    板ビードシートと外板ビードシートとを有する1ピース
    ドロップセンターウェルリムを具備する複数ピースの分
    解しないフルフェース車両ホイールアセンブリーであっ
    て、前記リムは、ホイールに固着されまた放射状にリム
    の内部に延在する環状のディスク装着手段と、中央パイ
    ロット開口部と前記パイロット中央開口部を囲み、前記
    ホイールを車両のホイール装着構造に固定するためのホ
    イール装着固定具を受容するためのホイール装着ボルト
    穴とを有するホイール装着ディスク中央部と、放射状に
    重畳し、また永久的にアセンブリー内の前記リムの前記
    ディスク装着手段に固着された環状の外周部を有するデ
    ィスク外部とを備え、前記ディスク外部は、放射状に前
    記ディスク中央部と前記外周部との間に配設された中間
    ウィンドウ通気開口部も備え、前記ディスク外部と前記
    ホイール中央部はそれぞれ個別に製造され、またそれぞ
    れの内周部と外周部で形成された環状の結合フランジを
    それぞれ備え、前記結合フランジはアセンブリー内で互
    いに係合し、また結合手段は永久的に前記中央部と前記
    ディスク外部を共に前記結合フランジに固着することを
    特徴とするフルフェース車両ホイールアセンブリー。
  2. 【請求項2】 前記結合フランジが、嵌合した支持内に
    配設された目立つような形状の終端を備え、また前記結
    合手段が円周上に前記終端に形成され、前記終端を固着
    する連続的溶接手段を構成する、請求項1のホイールア
    センブリー。
  3. 【請求項3】 前記終端が目立つような蟻継ぎ突合せ接
    合を前記終端間に形成する階段状の面を備え、また前記
    溶接手段が前記フランジの内板側および外板側にいて、
    前記接合面とそれぞれ位置合わせした内板および外板の
    溶接ビードを構成する、請求項2のホイールアセンブリ
    ー。
  4. 【請求項4】 前記ディスク外部と前記中央部の前記結
    合フランジが、それぞれ前記ホイールアセンブリーの内
    板と外板に延在し、またアセンブリー内で重畳し、また
    前記結合手段が、前記中央部と前記ディスク外部フラン
    ジの内部係合に形成され、また永久的に前記ディスク部
    と中央部を共に固着する溶接手段を構成する、請求項1
    のホイールアセンブリー。
  5. 【請求項5】 前記溶接手段が、前記中央部フランジと
    前記ディスク部中間部の内板側の接合部で形成された内
    板円周上の連続的溶接ビードを構成する、請求項4のホ
    イールアセンブリー。
  6. 【請求項6】 前記中央部結合フランジが、下部を切り
    落とした肩部によって形成された終端を備え、また前記
    肩部が、前記ディスク部結合フランジの内板端に放射状
    に外側に重畳する、請求項5のホイールアセンブリー。
  7. 【請求項7】 前記中央部とディスク外部結合フランジ
    が、前記ホイールアセンブリーの軸方向に互いに支持し
    合わない関係で完全に互いにずらした終端を備え、また
    前記溶接手段が、前記フランジ終端の一方と、隣接した
    組合せフランジ面の接合部とにおいて形成された少なく
    とも一つの溶接ビードを構成する、請求項4のホイール
    アセンブリー。
  8. 【請求項8】 前記中央部フランジが前記ディスク部フ
    ランジの外側に放射状に配設され、また圧入、伸縮アセ
    ンブリー内で前記ディスク部フランジと重畳する、請求
    項7のホイールアセンブリー。
  9. 【請求項9】 前記中央部フランジが前記ディスク外部
    フランジの外側に放射状に配設され、また圧入、伸縮ア
    センブリー内で前記ディスク部フランジと重畳する、請
    求項7のホイールアセンブリー。
  10. 【請求項10】 前記中央部とディスク外部結合フラン
    ジが完全にアセンブリー内で重畳し、また互いに支持し
    合わない関係で配設されたそれぞれの終端を備え、前記
    結合手段が、前記中央部とディスク外部フランジをアセ
    ンブリーの重畳領域周囲において、円周上で共に永久的
    に固着する第1の固定手段を構成する、請求項1のホイ
    ールアセンブリー。
  11. 【請求項11】 前記固定手段が固定システムグルー
    プ: (a) 溶接: (b)リベット;および (c)ネジ固定 から選択される、請求項10のホイールアセンブリー。
  12. 【請求項12】 前記中央部とディスク外部結合フラン
    ジが、前記ホイールアセンブリーのほぼ放射状にホイー
    ルアセンブリー内の重畳領域に延在する、請求項10の
    ホイールアセンブリー。
  13. 【請求項13】 前記中央部とディスク外部結合フラン
    ジが、前記ホイールアセンブリーのほぼ軸方向にホイー
    ルアセンブリー内の重畳領域に延在する、請求項10の
    ホイールアセンブリー。
  14. 【請求項14】 前記中央部とディスク外部結合フラン
    ジが相互に位置合わせするアセンブリー穴の組をホイー
    ルアセンブリー内に備え、また前記固定手段が前記アセ
    ンブリー穴を通じて延在し、前記アセンブリー穴の組の
    一つの直径が前記の他の組よりもわずかに大きい機械的
    固定具を構成する、請求項12または13のホイールア
    センブリー。
  15. 【請求項15】 前記中央部と外部ディスク部結合フラ
    ンジが、相互に位置合わせするアセンブリー穴の第1の
    組をホイールアセンブリー内に備え、前記穴の組の一つ
    は直径が前記他の穴の組よりもわずかに大きく、またこ
    の場合、前記固定手段は、元の位置でひっくり返して常
    温頭造された前記アセンブリー穴の組のそれぞれ組み合
    わせて、位置合わせした対をしっかりと充填するような
    リベットを構成する、請求項12または13のホイール
    アセンブリー。
  16. 【請求項16】 前記リムの前記ディスク装着手段が、
    前記リムの放射状に内部へ前記リム外板ビードシートの
    近傍に延在する環状のリムフランジを備え、前記リムフ
    ランジと前記ディスク外周部が放射状に互いに重畳し、
    また第2の固定手段が永久的に前記リムフランジとディ
    スク外周部を共に前記リムフランジとディスク外周部周
    囲に固着する、請求項13のホイールアセンブリー。
  17. 【請求項17】 前記リムフランジとディスク外周部が
    相互に位置合わせするアセンブリー穴の第2の組をホイ
    ールアセンブリー内に備え、前記第2の穴の組の一組は
    直径が前記第2の穴の他の組よりもわずかに大きく、前
    記第2の固定手段は前記第2の穴の組に配設され、また
    永久的に前記リムフランジとディスク外周部を円周上に
    共に固定手段の周囲に固着する、請求項16のホイール
    アセンブリー。
  18. 【請求項18】 前記第1と第2の固定手段が、元の位
    置でひっくり返して常温頭造されまたそれぞれが組み合
    わせて、位置合わせした前記アセンブリー穴の組の穴の
    対をしっかりと充填するようなリベットを構成する、請
    求項17のホイールアセンブリー。
  19. 【請求項19】 前記中央部とディスク外部結合フラン
    ジがフルスト円錐である、請求項4のホイールアセンブ
    リー。
  20. 【請求項20】 前記中央部とディスク外部結合フラン
    ジが、アセンブリー内の伸縮圧入と摺動的に係合してい
    る、請求項19のホイールアセンブリー。
  21. 【請求項21】 (1)前記リムが、 (a)圧延シートメタルの輪; (b)機械加工された軽金属合金製の環状の鋳造材料; (c)機械加工された環状の鍛造材料; (d)コイリングして、輪を形成するためにその端部を
    まとめて溶接した押し出し成形した部分品 ;から成るグループから選択され、 (2)前記ディスク外部が、 (a)アルミニウムまたはマグネシウム合金; (b)ステンレス鋼; (c)HSLAスチール; (d)軟炭素鋼; から成るグループから選択された材料製のシートメタル
    打ち抜きを構成し、また (3)前記ホイール中央部が、 (a)ステンレス鋼; (b)HSLAスチール; (C)軟炭素鋼; (d)アルミニウムまたはマグネシウム合金; から成るグループから選択される、請求項1のホイール
    アセンブリー。
  22. 【請求項22】 シートメタルから製造されたディスク
    を備え、また中央ボルト円装着部と、前記ボルト円装着
    部からほぼ放射状に外部へ延在する中間部と、前記中間
    部を囲む外周部とを含む乗用車フルフェースホイール構
    造において、前記ディスク外周部は前記ホイール用の外
    板タイヤビード保持フランジを設けるように形成され、
    またリムは内板タイヤビード保持フランジと、内板タイ
    ヤビードシート部と、ドロップセンターウェル部とを含
    み、またリム端部は円周上に連続的に前記リム外板ビー
    ドシートに隣接した前記リム周囲に延在し、前記リムと
    ディスクは永久的に前記リム端部と前記ディスク外周部
    の接合部に形成された、円周上の連続的な溶接によって
    接合され、この場合の改良は、前記中央ボルト円装着部
    がホイール装着中央部として前記ディスクの前記中間お
    よび外周部から個別に製造されるような前記ホイールデ
    ィスクの複数部分構造であり、前記中央部はボルト穴と
    装着パッド部を構成し、また環状フランジ部は前記パッ
    ド部からホイール外板方向へ延在し、前記ディスク中間
    部は環状の反対に曲がった外板突出ハット部を備え、前
    記ハット部は前記ハット部の放射状に内部へ放射状に前
    記ディスク中間部の最奥の周辺を画成する環状装着フラ
    ンジ部によって固着され、前記ホイールはさらに前記デ
    ィスク中央部とディスク中間部フランジ部を相互に接合
    する結合手段を含むことを特徴とする、フルフェースホ
    イール構造。
  23. 【請求項23】 前記リムが、円周上に連続的に前記リ
    ム端部周囲に延在する放射状に内側に曲がったリム端部
    フランジ部を含み、前記リム端部フランジは外板末端に
    おいてほぼ放射状に延在する支持面を備え、前記ディス
    ク外周部はほぼ放射状に延在する、前記リム端部支持面
    に支持されて配設されたリム交接面を備え、前記リム端
    部フランジは放射状に内部へ傾斜する、前記リム外板ビ
    ードシートと前記リム端部支持面との間に延在し、前記
    ディスクリム交接面と共に、前記リム外板ビードシート
    の放射状に内部へ配設された条溝を画成する面を備え、
    前記円周上の連続的な溶接は前記条溝の中に形成され
    る、請求項22のホイール構造。
  24. 【請求項24】 ホイールへの空気タイヤ装着のための
    内板ビードシートと外板ビードシートとを有する1ピー
    スドロップセンターウェルリムを具備する複数ピースの
    分解しない車両構造において、前記リムは、ホイールに
    固着されまた放射状にリムの内側に延在するディスク装
    着手段を備え、ホイール装着ディスクは、中央パイロッ
    ト開口部と、前記ホイールを車両のホイール装着構造に
    取り外し自在に固定するためのホイール装着固定具を受
    容するための前記中央パイロット開口部を囲むホイール
    装着ボルト穴の円形列とを有する中央装着部を備え、前
    記ディスクは、ほぼ放射状に延在する、アセンブリー内
    の前記リムの前記ディスク装着手段に重畳する環状リム
    装着部を有する外周部を備え、前記ディスクもまた、放
    射状に前記ディスク中央装着部と外周部との間に配設さ
    れた中間ウィンドウ通気開口部を備え、前記リムの前記
    ディスク装着手段はホイール内に形成された第2の一組
    のアセンブリー穴を備え、前記第1と第2のアセンブリ
    ー穴の組は、ホイールの軸方向に延在しかつ互いに位置
    合わせしてアセンブリー内に配設されるそれらの軸を備
    え、アセンブリー穴の前記の一つの組の各穴の直径は、
    アセンブリー穴の他の前記の組の各穴の直径よりもわず
    かに大きい所定の寸法に予め形成され、また固定手段は
    前記位置合わせするアセンブリー穴を個々に通して個々
    に延在して、前記ディスクとリムに共に組立て関係で永
    久的に連結し、前記固定手段はそれぞれアセンブリー穴
    のより小さい直径の組にびったり合うように寸法を決め
    た直径を有するシャンクを備え、また少なくとも初期に
    はアセンブリー穴の大きい方の直径の組の中でゆるく、
    アセンブリー穴の第1と第2の組のそれぞれの軸の整列
    不良を許すようになっており、前記ディスクとリムの最
    終の永久的アセンブリーは、最終的な所定の精度と、ア
    センブリー穴の前記第1と第2の組の軸の有り得る整列
    不良の範囲内で、リムのビードシートの平均軸に関し、
    中央パイロット開口部とディスクのボルト穴円の永久的
    に固定された軸配向を提供し、この場合の改良は、前記
    中央ボルト円装着部がホイール装着中央部として前記デ
    ィスクの前記中間および外周部から個別に製造されるよ
    うな前記ホイールディスクの複数部分構造であり、前記
    中央部はボルト穴と装着パッド部を構成し、また環状フ
    ランジ部は前記パッド部からホイール外板方向へ延在
    し、また前記ホイールはさらに前記中央部フランジ部を
    前記ディスク中間部に接合する結合手段を含むことを特
    徴とする、車両ホイール構造。
  25. 【請求項25】 ホイールへの空気タイヤ装着のための
    内板ビードシートと外板ビードシートとを有する1ピー
    スドロップセンターウェルリムを具備する形態の複数ピ
    ースの分解しない車両ホイールアセンブリーの組立方法
    であって、前記リムは、ホイールに固着されかつ放射状
    にリムの内側に延在するディスク装着手段を備え、ホイ
    ール装着ディスクは、中央パイロット開口部と、前記ホ
    イールを車両のホイール装着構造に固定するためのホイ
    ール装着固定具を受容するための前記中央パイロット開
    口部を囲むホイール装着ボルト穴の円形列とを有する中
    央装着部を備え、前記ディスクは、放射状にアセンブリ
    ー内の前記リムの前記ディスク装着手段をアセンブリー
    と重畳させる外周部を備え、前記ディスクもまた、前記
    ディスク中央部と前記外周部との間に放射状に配設され
    た中間ウィンドウ通気開口部を備え、前記方法は、 (1)前記リムを個別部分として、最終寸法に仕上げ成
    形し; (2)環状結合フランジを内周に形成して、前記ディス
    ク外部および中間部を個別部分として、最終寸法に仕上
    げ成形し; (3)結合フランジをホイールの外板側の外周に成形し
    て、また装着面手段をホイールの内板側に形成して、個
    別部分として前記中央部を形成する; (4)前記ディスク外部と中間部を前記リム部に永久的
    に結合して、リムと部分的ディスクサブアセンブリーを
    形成し; (5)前記サブアセンブリーをアセンブリー装置上に固
    定し、前記リムのビードシートの平均軸を前記装置の所
    定の第1の軸上に配向し; (6)前記結合部フランジを可動自在に互いに係合させ
    て、前記中央部を前記サブアセンブリー上に置くことに
    よって、一時的に前記サブアセンブリーと前記中央部と
    を組み立て; (7)前記装置の配置手段を前記リムに関し前記中央部
    に係合させることによって、前記中央部前記中央部を正
    確に配置し、前記アラインメントを達成するのにリムに
    関し必要ならば、前記中央部を全体的に移動することに
    よって、前記中央部を前記リムビードシートに関し所定
    の配向に位置合わせし; (8)永久的に前記中央部とサブアセンブリーを永久的
    固定関係で組み立て、一方、工程(7)で配置されたよ
    うに、永久的に前記中央部とサブアセンブリーの前記結
    合フランジを分解しない方法で共に固着し、これによっ
    て前記中央部とサブアセンブリーの最終の永久的アセン
    ブリーにより、前記リムビードシート対前記中央部につ
    いての、最終的な所定の永久的に固定された配向が提供
    される;ことから成る、複数ピースの分解しない車両ホ
    イールアセンブリーの組立方法。
  26. 【請求項26】 前記工程(3)がさらに前記中央部を
    ホイール内で仕上げ成形された前記中央パイロット開口
    部とボルト穴によって、最終的寸法に仕上げ成形するこ
    とを含み、また前記工程(7)はさらに前記配置手段を
    前記中央部ボルト穴および/または前記中央パイロット
    開口部に係合させ、軸を前記ボルト穴円と前記中央開口
    部の軸を装置の所定の第2の軸に位置合わせし、これに
    よって前記工程(8)では前記ボルト穴と中央開口部の
    前記軸が前記配向に固定される、請求項25の方法。
  27. 【請求項27】 装置の前記第1と第2の軸が一致す
    る、請求項26の方法。
  28. 【請求項28】 前記第2の軸が前記第1の軸に対して
    所定の量と所定の方向で偏心である、請求項26の方
    法。
  29. 【請求項29】 前記工程(3)がさらに前記中央装着
    面手段を最終的寸法に仕上げ成形することを含み、また
    前記工程(7)さらに前記配置手段を前記中央部に係合
    させ、前記中央部装着面手段をリムビードシートの平均
    面に関し所定の配向に位置合わせすることを含む、請求
    項25の方法。
  30. 【請求項30】 前記装着面手段がリムビードシートの
    平均面に対して平行に位置合わせした、請求項29の方
    法。
  31. 【請求項31】 前記装着面手段がリムビードシートの
    平均面に対して非平行に、所定の量と方向で位置合わせ
    した、請求項29の方法。
  32. 【請求項32】 前記工程(4)が工程(5)から
    (8)と同時に実行され、前記ディスク外部と中間部お
    よび前記リム部が、一時的に共に、また相互に可動自在
    に工程(7)において組み立てられ、また工程(8)で
    永久的に組み立てられる、請求項29の方法。
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