JPH09192829A - フルフェイス板ディスクホイール溶接における溶接部冷却 装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホイールディスクとホイールリムとを溶接す
るに際し、溶接前に施工された意匠面が、溶接によって
損傷することを防止する。更に、冷却水の飛散を防止し
作業環境の向上を図る。 【解決手段】 ホイールディスク２におけるホイールリ
ム１を溶接する部分の裏面を支承する環状の枠体４を設
ける。枠体４に上方が開口する冷却水通路５を環状に形
成する。冷却水通路５の両側壁上面に環状のシール材
６，６を突設する。枠体４内に冷却水通路５へ冷水を供
給する手段を設ける。枠体４を回転する手段１０を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車用フルフェイ
ス板ディスクホイールのリムとディスクを溶接する際に
用いる溶接部の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホイールディスクとホイールリム
の溶接部の冷却技術としては特開昭６１−１５０１号公
報、特開昭５６−４１０７３号公報が公知である。

【０００３】前者は溶接部の強度低下を防止するため溶
接部の裏側となるホイールリムの外面を冷却水のスプレ
ー、水中への浸漬又は冷却空気の吹き付けにより所要の
温度まで冷却することが開示されている。

【０００４】後者はドラム耐久寿命の向上を目的とし、
溶接部分の反対側を水冷しつつ溶接することが一部記載
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭６１−１５
０１号公報における水冷は、ノズルから直噴冷却もしく
は水中への浸漬の態様であり、ワーク全体への冷却水付
着および周囲環境への水の飛散があり、実用的でない。
また、冷却空気の吹き付けは冷却能力が水に比して著し
く小さく、充分に冷却できないため溶接部裏面の損傷
（焼け等）を防止することができない。

【０００６】また特開昭５６−４１０７３号公報の提案
は、単に溶接部の反対側を水冷すると記載するのみで具
体的な水冷手段、水冷の態様については全く開示がない
ので、当業者といえども実施不可能な提案といえる。

【０００７】しかして、フルフェイス板ディスクメッキ
ホイールの場合、溶接前に板ディスクにメッキが施され
ることから溶接部裏面の損傷（焼けやメッキの微小クラ
ック）が発生しこれがため外観意匠性や耐久性を著しく
損うという欠点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためになしたものであり、ホイールディスク（２）
におけるホイールリム（１）を溶接する部分の裏面を支
承する環状の枠体（４）と、該枠体（４）において上方
が開口する溝により環状に形成された冷却水通路（５）
と、該冷却水通路（５）を形成する両壁部上面に突設し
た環状のシール材（６，６）と、上記枠体（４）内を通
じて上記冷却水通路（５）内へ冷却水を供給する冷却水
供給手段と、上記枠体（４）を回転する駆動手段（１
０）とからなることを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明装置は環状の溝による冷却
水通路を枠体の上面に形成し、該冷却水通路の両側にシ
ール材を突設し、かつ冷却水通路へ冷水を供給する冷却
水供給系を備え、更に枠体を回転する回転駆動装置を有
する。

【００１０】しかして、使用時においては、環状の枠体
の上部にホイールリムとホイールディスクを組立てた組
立体におけるディスク部を載置し、そのホイールリム溶
接部の裏面を上記環状の冷却水通路部に位置せしめ、枠
体とディスクホイールとを適宜の固定具にて固定し、上
記シール材を溶接部裏面側のディスクに密着させ、ディ
スク冷却面を利用して上記冷却水通路を密閉構造の冷却
水循環経路に形成する。そして冷却水通路に冷水を供給
して溶接部を冷却するものである。

【００１１】上記環状の溝は、円板状の支承体の周囲
に、上方へ突出する枠体を一体形成し、この枠体に形成
するとよい。またこの溝は凹状に形成するとよい。冷却
水通路を形成する溝の幅の決定に際しては、本発明冷却
装置は溶接熱により溶接部裏側（意匠面）の表面温度が
メッキの焼けやメッキ層の微小クラックが生じないよう
に冷却するものであるので高温領域の範囲に合せて決め
ることが好ましい。

【００１２】シール材としては弾力性のある耐熱性ゴム
質リングが好ましい。また、シール材の突出高さは、枠
体とディスクホイールとを治具で固定したとき、ディス
クホイール冷却面を利用した密閉構造の冷却水通路を形
成できればよく、数ｍｍもあれば充分である。

【００１３】ホイールリムとフルフェイス板ディスクの
溶接組立ては全周溶接となることから、溶接トーチ固定
で溶接物側を回転させることが好ましく、このため本発
明冷却装置では冷却水通路を形成する枠体を回転駆動装
置に接続する構造である。

【００１４】この接続に際しては、例えば冷却水通路を
形成したボスを介して回転駆動装置に接続するものであ
り、該ボスの外周には、冷却水供給のための例えばスリ
ップジョイントが嵌合配置される。ここに回転駆動装置
の回転は溶接トーチの溶接速度に応じて回転量を調節さ
れることは当然である。

【００１５】そして前記冷却水供給系には必要に応じて
レギュレーターを配置し冷却水経路内の水圧及び水量を
一定に保持することにより一定の冷却条件を保持して冷
却することが好ましい。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の実施例を示す断面図である。

【００１７】図において１はリムを示し２はフルフェイ
ス板ディスクで、３は溶接ビードを示す。１１は溶接ト
ーチを示し図示省略した支持部材により、位置調整可能
に固定保持されている。本図の場合リム１の外側に配置
されているがリム１の内側に配置することも可能であ
る。

【００１８】４は円環状の枠体で、ホイールディスク２
におけるホイールリム１の溶接部３の裏面を支承する環
状に形成されている。該枠体４は図３に示すような円板
状の支承体４ａの外周部上面に一体的に形成されてい
る。上記円環状の枠体４には、溶接部３の裏側に位置す
るように、上方が開口する凹溝からなる冷却水通路５が
枠体４の全周に亘って形成され、この冷却水通路５内を
冷却水が循環するように形成してある。

【００１９】６，６は上記枠体４における冷却水通路５
の両側壁の上面に配設した耐熱性ゴム質パッキンからな
るシール材で、溶接時に、図２に示すように、組み立て
られたホイールディスク２を該両シール材６，６上に載
置することにより、ホイールディスク２の溶接部裏面に
よって密閉構造の冷却水通路が形成され、冷却中は冷却
水路５中の冷却水が外部へ洩れることのないようになっ
ている。

【００２０】図３は図１に示す装置の平面図であり、円
環状の枠体４の冷却水通路５は溶接部裏側となる部位で
円周方向に円環状に設けてあり、その一部に堰７が設け
られている。そして、その堰７を挟んだ一方には冷却水
の流入口４ｂが開口され、他方には冷却水の流出口４ｃ
が開口されている。

【００２１】図１において９は円環状の枠体４を有する
支承体４ａと、電動モータ等の回転駆動装置１０とを連
結するボスであり、該ボス９には冷却水の流入路９ａと
流出路９ｂが形成されている。８はボス９の外周に嵌合
配置された冷却水供給用スリップジョイントであり、冷
却水入口用のホース１２ａと出口用のホース１２ｂが配
置されている。

【００２２】上記ボス９の外周面には、上記ホース１２
ａ側の入口に常時連通する環状の通路９ｃと、ホース１
２ｂの出口に常時連通する環状の通路９ｄが形成され、
また、上記流入路９ａが環状の通路９ｃに連通し、上記
流出路９ｂが環状の通路９ｄに連通している。

【００２３】更に、上記流入路９ａは、上記支承体４ａ
内に形成した冷却水供給路４ｄを通じて上記冷却水通路
５に開口した流入口４ｂに連通され、上記流出路９ｂ
は、上記支承体４ａ内に形成した冷却水帰還路４ｅを通
じて上記冷却水通路５に開口した流出口４ｃに連通して
いる。

【００２４】したがって、ボス９と共に支承体４ａ及び
枠体４が回転しても、冷却水入口用のホース１２ａから
供給した冷却水は、通路９ｃ→流入路９ａ→冷却水供給
路４ｄを経て流入口４ｂから冷却水通路５に流入し、該
冷却水通路５を１周して流出口４ｃから冷却水帰還通路
４ｅに流出し、該冷却水帰還通路４ｅ→流出路９ｂ→通
路９ｄを経て出口用のホース１２ｂへ流出する。そし
て、帰還させた冷却水を熱交換器等で放熱して再度冷却
水入口用のホース１２ａから供給して上記の経路を循環
させる。

【００２５】以上により、ホイールディスク２を枠体４
上に載置して回転しつつトーチ１１によりホイールリム
１との溶接部３を溶接し、かつその回転溶接中におい
て、その溶接部３の裏面の全部位を直接冷却水により冷
却することができる。

【００２６】以上、本発明の実施例を示したが本装置の
使用に際しては、フルフェイスディスクのハブ穴を利用
しディスクホイールと円環状の枠体４とをボルト結合等
の手段により両者を密着させるものであり、この密着手
段は容易なため図示を省略した。

【００２７】次に本発明の冷却装置による操業例を挙げ
る。図１に示す構成の冷却装置を用い、スチール製フル
フェイス板ディスクホイールを下記条件で溶接し、溶接
部裏面を冷却した。

【００２８】板ディスク肉厚 ：５ｍｍ 板ディスク表面状態 ：Ｃｒメッキ処理 溶接法 ：ＭＡＧ溶接 溶接箇所 ：全周 冷却条件 円環状の枠体の冷却水通路（幅×深さ）：８×５（ｍｍ） 円環状の枠体材質 ：ＭＣナイロン シール材突出高さ ：３ｍｍ シール材材質 ：耐熱性ゴム 冷却水温度 ：１８℃ 冷却水水圧 ：３ｋｇｆ／ｃｍ² 冷却水流量 ：１５リットル／ｍｉｎ 冷却時間 ：溶接中 上記の条件で操業した結果溶接部裏面（意匠面）の最高
温度は５８℃であった。

【００２９】比較として上記と同一ホイールを同一の溶
接条件で溶接組立てし、 冷却水温度 ：１８℃ 冷却水水圧 ：３ｋｇｆ／ｃｍ² 冷却水流量 ：１５リットル／ｍｉｎ 冷却時間 ：溶接中 の条件で、溶接部裏面に、従来のようにノズルにより直
接散水冷却したところ、裏面の最高温度は６０℃であっ
た。

【００３０】しかして、本発明装置の場合、１００℃以
下の充分に低い温度にまで抜熱が可能で、溶接部裏面の
焼けやメッキ層の微小クラックの発生を防止する充分な
効果を発揮する。

【００３１】さらに、従来のノズルからの散水冷却のよ
うに水の飛散が生じないので作業環境が良好で周辺装置
の悪影響も生じない。

【００３２】

【発明の効果】以上詳細に述べたように本発明装置によ
れば、溶接部裏面を利用して密閉した循環冷却水通路を
構成するので全溶接長に亘って均一な直接冷却を可能と
し抜熱効果は非常に大きい。このためメッキ品を溶接施
工する場合においては、溶接部裏側（ディスク意匠面
側）の損傷（焼けやメッキ層の微小クラック）を確実に
防止し得る効果が得られる。また非メッキ品の場合、該
部位でのスケール生成が防止できるので塗装密着性に優
れており、従来のように塗装密着性確保のためにスケー
ル除去の余分の工程を必要としない。

【００３３】加えて、水の飛散が防止できるので作業環
境を良好に保ち、周辺装置への悪影響もないという産業
上有用な効果を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す断面図。

【図２】 図１における溶接部周辺の冷却装置部分の拡
大断面図。

【図３】 図１におけるホイールを除いた本発明装置部
の平面図。

【符号の説明】

１… リム ２… ディ
スク ３… 溶接ビード ４… 円環
状の枠体 ５… 冷却水通路 ６… シー
ル材 ７… 堰 ８… スリ
ップジョイント ９… ボス ９ａ… 流入
路 ９ｂ… 流出路 １０… 回転
駆動装置 １１… 溶接トーチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホイールディスクにおけるホイールリム
   を溶接する部分の裏面を支承する環状の枠体と、該枠体
   において上方が開口する溝により環状に形成された冷却
   水通路と、該冷却水通路を形成する両壁部上面に突設し
   た環状のシール材と、上記枠体内を通じて上記冷却水通
   路内へ冷却水を供給する冷却水供給手段と、上記枠体を
   回転する駆動手段とからなることを特徴とするフルフェ
   イス板ディスクホイール溶接における溶接部冷却装置。