JPH09220901A - 車両用ホイール及びその製造方法 - Google Patents

車両用ホイール及びその製造方法

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JPH09220901A
JPH09220901A JP8028358A JP2835896A JPH09220901A JP H09220901 A JPH09220901 A JP H09220901A JP 8028358 A JP8028358 A JP 8028358A JP 2835896 A JP2835896 A JP 2835896A JP H09220901 A JPH09220901 A JP H09220901A
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welding
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博司 光吉
Yasuo Masuda
泰夫 増田
Masaaki Hayakawa
雅明 早川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、複数のパーツを溶接して車両用ホ
イールを製造する際、溶接時間を短縮し、工数、工程の
集約を図ることを目的とする。 【解決手段】 セット治具6上に、完成状態に成形した
ボス2、ハブ3、スポーク4、リム5の各パーツを組立
完成形状にして位置決め固定し、ボスとハブ3の接合
部、及びハブ3とスポーク4の接合部を、ホイール軸方
向と略平行な単一方向からレーザビームを照射してレー
ザ溶接し、スポーク4とリム5の接合部をホイール軸方
向と略平行又はこれと略直角方向からレーザビームを照
射してレーザ溶接を行い、溶接後の歪み取り加工、振れ
修正を廃止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ホイール及
びその製造方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、車両用ホイールは、例えば図5及
び図6に示すように、車軸を挿通せしめるボス51と、
このボス51の外周部に接合されるハブ52と、このハ
ブ52とリム54を結合するスポーク53の4点のパー
ツから構成される場合と、不図示ではあるがハブ52が
省略されてリム54とスポーク53とボス51の3点の
パーツで構成される場合とがある。
【0003】そしてこのようなホイールの製造方法につ
いて、例えば4点のパーツで構成される場合で説明すれ
ば、図8の工程図に示すように、プレス成形したスポー
ク53の外周端部と、ロール成形後フラッシュバット溶
接で成形したリム54の内周部を溶接部a、…(図5)
でスポット溶接する一方、プレス成形したハブ52と、
鍛造成形後内径の荒加工を施したボス51を左右両方向
から溶接部b、c(図6)でミグ溶接し、次いでスポー
ク53の内周部とハブ52の外周部の接合部を溶接部d
で全周に亘ってミグ溶接し、次いで溶接時の熱的影響で
生じる熱歪を除去するため、主としてボス51、ハブ5
2の仕上げ加工、振れ修正を行うようにしている。ま
た、上記のような製造方法は、図7に示す3点のパーツ
の場合も殆ど同様である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の製造
方法は、例えば接合強度を必要とされる箇所では接合部
を両方向(例えば前記溶接部b、c)から溶接しなけれ
ばならないため、溶接時間がかかり、しかも溶接に伴う
熱的影響が大きいため溶接後の歪み取り加工、振れ修正
の工程が不可欠であった。
【0005】そこで、公差が保障された状態で溶接時間
を短縮し、加工工数を削減し或いは工程を集約すること
が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、請求項1において、リムとスポークとボスの
3点のパーツからなる車両用ホイールにおいて、リムと
スポークとボスの各接合部をそれぞれ所定の単一方向か
ら照射されるレーザビームでレーザ溶接するようにし
た。そしてこのように各接合部を所定の単一方向から照
射されるレーザビームで溶接することで、溶接時間が短
縮され、しかも熱的影響が広範囲に及ばず狭い範囲に限
られるため、溶接後の歪み取り加工、振れ修正が不要で
ある。また、単一方向からのレーザ溶接で接合強度は充
分得られる。
【0007】そして請求項2では、前記スポークとボス
の接合部をホイール軸と略平行方向から照射されるレー
ザビームで溶接し、リムとスポークの接合部を、ホイー
ル軸と略平行方向又はホイール軸と略直角方向から照射
されるレーザビームで溶接するようにした。
【0008】また請求項3では、このような3点パーツ
の車両用ホイールの製造方法に関し、リムとスポークと
ボスをそれぞれ々完成品に成形し、これら三者をセット
治具にセットしてホイールの完成形状に組み付けた後、
セットされたリムとスポークの接合部及びスポークとボ
スの接合部をそれぞれ所定の単一方向から照射したレー
ザビームでレーザ溶接するようにした。そしてこのよう
に1つのセット治具にセットしてレーザ溶接する1工程
だけで溶接作業を完了させれば、従来のように各溶接態
様ごと専用の治具等にセットするような煩わしさがなく
なり、作業が簡素化される。尚、このようなセット治具
は、例えば各パーツの接合部が圧接された状態で固定出
来るようにしている。
【0009】また、請求項4では、リムとスポークとハ
ブとボスの4点のパーツからなる車両用ホイールにおい
て、リムとスポークとハブとボスの各接合部をそれぞれ
所定の単一方向から照射されるレーザビームでレーザ溶
接するようにした。そして請求項5では、前記スポーク
とハブの接合部及びハブとボスの接合部を、ホイール軸
と略平行方向から照射されるレーザビームで溶接し、リ
ブとスポークの接合部を、ホイール軸と略平行方向又は
ホイール軸と略直角方向から照射されるレーザビームで
溶接するようにした。そしてレーザビームの照射方向を
上記のような方向にすることで、必要な接合強度を保持
しつつ溶接具のハンドリングの単純化を図る。
【0010】また請求項6では、4点パーツの車両用ホ
イールの製造方法に関し、リムとスポークとハブとボス
をそれぞれ々完成品に成形し、これら四者をセット治具
にセットしてホイールの完成形状に組み付けた後、セッ
トされたリムとスポークの接合部及びスポークとハブの
接合部及びハブとボスの接合部を所定の単一方向から照
射したレーザビームでレーザ溶接するようにした。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図1、図2は4点パ
ーツからなる車両用ホイールをセット治具にセットした
状態を示し、図1は平面図、図2は縦断面図、図3は3
点パーツの車両用ホイールの製造方法の工程図、図4は
4点パーツの車両用ホイールの製造方法の工程図であ
る。
【0012】本発明の車両用ホイールは、例えば自動二
輪車の前後輪のスチールホイールに適用され、この自動
二輪車のフロントホイールは3点パーツで構成され、リ
ヤホイールは4点パーツで構成されている。そして、図
1及び図2は4点パーツであるリヤホイールに適用され
るセット治具に各パーツをセットした状態図であり、以
下、主としてこのリヤホイールを図示した図1、図2及
び図4に基づき説明する。
【0013】本発明のリヤホイール1は、ホイール軸を
挿通せしめるボス2と、このボス2の外径と略同径の嵌
合孔を有するハブ3と、このハブ3の外径と略同径の嵌
合孔を有する略三角プレート状のスポーク4と、このス
ポーク4の外周部が接合されるリム5を備えており、こ
れらボス2とハブ3とスポーク4とリム5は、セット治
具6上に完成状態で組付けられた後、各接合部がレーザ
溶接によって溶接されている。
【0014】そしてこのセット治具6の中央部には、ボ
ス2の内孔に差込み可能となり周縁の段部でボス2の下
面を支持することが出来るボス受け部6aが突設される
とともに、その周囲の同心円上には3ヵ所のハブ受け部
6b、…が突設され、このハブ受け部6bでハブ3の外
周下端部を支持することが出来るようにしている。また
更にその外側には、スポーク4の3ヵ所の透孔4aに挿
入されてスポーク4の下面を支えることが出来るスポー
ク受け部6c、…が突設され、一番外側には、リム5の
下端部を支えることが出来るリム受け部6d、…が突設
されている。
【0015】そして、このセット治具6上にボス2、ハ
ブ3、スポーク4、リム5の各パーツをセットすると、
各パーツの接合部が密着し合う状態で位置決めされるよ
うにしている。また各受け部6a〜6dの先端は、それ
ぞれが受けているパーツの上端より上方に突出しないよ
うにしている。
【0016】また、このセット治具6上にセットされる
パーツのうち、ボス2は例えば鍛造で成形された後、内
径の仕上げ加工を施したものであり、ハブ3とスポーク
4はプレス成形によって成形されたものである。また、
リム5はロール成形された帯状部材をドラム状に巻いて
接合端部をフラッシュバット溶接し、リム成形したもの
であり、特に従来に較べて、ボス2については荒加工で
はなく、当初から仕上げ加工を施す点が異なっている。
【0017】以上のように成形されたボス2、ハブ3、
スポーク4、リム5の各パーツがセット治具6上にセッ
トされると、図2の矢印方向(ホイール軸とほぼ平行)
からレーザビームを照射してレーザ溶接が行われる。こ
の際、リム5とスポーク4の溶接は、従来と同様、それ
ぞれの接合部に各2ヵ所程度の局所レーザ溶接をスポッ
ト的に行い、その他のスポーク4とハブ3の接合部、及
びハブ3とボス2の接合部はほぼ全周に亘ってレーザ溶
接を行うようにしているが、強度的には必ずしも、全周
を行わなくても必要強度を確保出来るため、溶接範囲を
限ることも可能である。
【0018】この際、レーザ照射方向は、溶接ビードの
広がりを考慮し、またビームの干渉を避ける等のため、
ホイール軸の平行方向から所定方向に若干傾斜させるこ
とが必要となる。但し、セット治具6の先端は溶接に干
渉する位置まで突出していないためセット治具6との干
渉防止にあまり注意を払う必要はない。また、リム5と
スポーク4の溶接のレーザ照射方向は、破線の矢印方向
に示すように、リム5の外周部からホイール軸と略直角
方向からスポット的に行うことも可能であり、この方向
からレーザ溶接しても良い。
【0019】以上のような成形法を纏めると図4に示す
ようになる。すなわち、プレス成形したスポーク4及び
ハブ3と、ロール成形後フラッシュバット溶接してリム
成形したリム5と、鍛造成形して内径の仕上げ加工を施
したボス2をセット治具6に完成形状にセットし、図2
の矢印方向からレーザビームを照射してレーザ溶接す
る。この際、各接合部はそれぞれ単一の方向からレーザ
溶接するだけで必要な強度が確保され、しかもレーザ溶
接に要する溶接作業時間は約10秒程度の短時間で完了
する。因みに、この時間は従来の方法に較べて約1/1
0程度の時間である。
【0020】このため、本案では溶接による熱的影響が
広い範囲に広がらず、溶接後の加工工程が不要となる。
すなわち、図8の従来例のように、例えばハブ3のドラ
ム部を仕上げ加工したり、ボス2の内径ベアリング部を
仕上げ加工したり、振れ修正を行う必要がなく工程数が
簡略化される。また、従来では工程数が多いことから、
積み重なる公差に対処するため各工程ごと公差保障に留
意する必要があったが、本案では1工程の公差だけを保
障すれば良いため無駄な作業等を廃止出来る。
【0021】尚、以上の説明では主として4点パーツを
接合するリヤホイールの場合を例にとったが、図3に示
す3点パーツのフロントホイールの場合も同様であり、
完成品状態のスポークとリムとボスを単一のセット治具
にセットし、所定の単一方向からレーザ溶接するだけで
成形が完了する。すなわち、図2において、スポーク4
とハブ3の溶接が省略されるものと看做すことが出来
る。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明は、完成品の状態に
成形した各パーツをセット治具上で組付完成形状に組み
付け、各パーツの接合部を所定の単一方向から照射した
レーザビームでレーザ溶接するようにしたため、接合強
度を確保した状態で溶接作業を短時間に完了させること
が出来る。このため、熱的影響に起因する歪み取り工程
とか、振れ修正等の機械加工を廃止することが出来、工
数、工程が集約されて生産性を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】4点パーツからなる車両用ホイールをセット治
具にセットした状態の平面図
【図2】4点パーツからなる車両用ホイールをセット治
具にセットした状態の縦断面図
【図3】3点パーツの車両用ホイールの製造方法の工程
【図4】4点パーツの車両用ホイールの製造方法の工程
【図5】従来の4点パーツの車両用ホイールの溶接状態
を説明する平面図
【図6】従来の4点パーツの車両用ホイールの溶接状態
を説明する縦断面図
【図7】従来の3点パーツの車両用ホイールの製造方法
の工程図
【図8】従来の4点パーツの車両用ホイールの製造方法
の工程図
【符号の説明】
1…リヤホイール、2…ボス、3…ハブ、4…スポー
ク、5…リム、6…セット治具。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リムとスポークとボスの接合体からなる
    車両用ホイールであって、前記リムとスポークとボスの
    各接合部がそれぞれ所定の単一方向から照射されるレー
    ザビームでレーザ溶接されてなる車両用ホイール。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の車両用ホイールにおい
    て、前記スポークとボスの接合部はホイール軸と略平行
    方向から照射されるレーザビームで溶接され、前記リム
    とスポークの接合部は、ホイール軸と略平行方向又はホ
    イール軸と略直角方向から照射されるレーザビームで溶
    接されてなる車両用ホイール。
  3. 【請求項3】 リムとスポークとボスをそれぞれ々完成
    品に成形する工程と、これら三者をセット治具にセット
    してホイールの完成形状に組み付ける工程と、セットさ
    れたリムとスポークの接合部及びスポークとボスの接合
    部をそれぞれ所定の単一方向から照射したレーザビーム
    でレーザ溶接する工程からなる車両用ホイールの製造方
    法。
  4. 【請求項4】 リムとスポークとハブとボスの接合体か
    らなる車両用ホイールであって、前記リムとスポークと
    ハブとボスの各接合部がそれぞれ所定の単一方向から照
    射されるレーザビームでレーザ溶接されてなる車両用ホ
    イール。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の車両用ホイールにおい
    て、前記スポークとハブの接合部及びハブとボスの接合
    部は、ホイール軸と略平行方向から照射されるレーザビ
    ームで溶接され、前記リブとスポークの接合部は、ホイ
    ール軸と略平行方向又はホイール軸と略直角方向から照
    射されるレーザビームで溶接されてなる車両用ホイー
    ル。
  6. 【請求項6】 リムとスポークとハブとボスをそれぞれ
    々完成品に成形する工程と、これら四者をセット治具に
    セットしてホイールの完成形状に組み付ける工程と、セ
    ットされたリムとスポークの接合部及びスポークとハブ
    の接合部及びハブとボスの接合部を所定の単一方向から
    照射したレーザビームでレーザ溶接する工程からなる車
    両用ホイールの製造方法。
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