JPS5855870B2 - デイスクホイ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等に用いられるディスクホイールに関
する。

従来、ディスクホイールは、主に軟鋼板のように合金元
素の含有率が比較的低い鋼板が用いられていたが、自動
車の乗り心地、燃費、操縦安定性等を向上させるために
、ディスクホイールの軽量化が研究されており、すでに
軽合金を使用したホイールが実用に供されている。

軽合金製ホイールは、材料コストが高い上、主に鋳造に
よって作られるので生産性が低く、品質管理が難しい等
の問題があった。

他の方法としては、合金元素の含有量が比較的高い析出
型高張力鋼板のような鋼板を用いてディスクホイールを
製造し、軽量化を図る試みが行われている。

このようなディスクホイールにおいては、従来の軟鋼板
を用いた場合と同じように、リムとディスクを別々に作
り、リムとディスクフランジ間で点溶接を行うが、合金
元素の含有率が比較的高いため点溶接部のナゲツトが硬
くなり、切欠感受性が増大するので、合金元素の含有率
が比較的低い軟鋼板のような鋼板を用いた場合に比べ点
溶接部の疲労強度が低下するという欠点があった。

これに対し、溶接後に熱処理を行ってナゲツトの硬さを
下げる対策が考えられるが、溶接後の熱処理は制御に要
する精度が高く、生産性が低い上、品質を一定に保つこ
とが困難である等の問題が残る。

また、同じ合金成分からなる鋼板同士を点溶接する場合
には、板厚が異なるとナゲツトが板厚の大きな方にでき
易く、溶接面におけるナゲツトの面積が小さくなるので
溶接強度が低下するが、強度上ディスクの板厚をリムの
板厚より２０％程大きくしているため、ナゲツトの位置
がずれて溶接強度が低下する。

さらにまた、合金元素の含有率が比較的高い鋼板におい
ては、プレス成形性が悪く、特に意匠性を要求されるた
めに複雑な形状をプレスする必要のあるディスクに用い
ると不具合を生じ易い。

本発明は、上述のような従来のディスクホイールにおけ
る種々の問題点を解決し、疲労強度、衝撃強度、溶接強
度を満足すると共にディスクにおける意匠性の高いプレ
ス成形を可能とし、生産性の高い、軽量化されたディス
クホイールを提供することを目的とする。

本発明は、合金元素の含有率が比較的高い鋼板でできた
リムとリムの内周面に嵌挿され点溶接によってリムの内
周面に固着されるフランジを外周円上に有しフランジの
板厚がリムの板厚より大きく合金元素の含有率が比較的
低い鋼板でできたディスクからなるディスクホイールに
より前記目的を達成するものである。

以下、本発明に係るディスクホイールを実施例に基づき
詳細に説明する。

まず、本発明に係るディスクホイールの構成を説明する
。

第１図にディスクホイールの軸方向縦断面図を示す。

デ゛イスクホイール１は、リム２とリム２の内周面に嵌
挿され、点溶接によってリム２の内周面に固着されるフ
ランジ４を外周円上に有するディスク３からなる。

リム２は、合金元素の含有率が比較的高い鋼板をループ
状にして端部をフラッシュバット溶接等により固着した
後、ロール成形を行い段付形状にする。

ディスク３は、合金元素の含有率が比較的低い鋼板を所
定形状に切断した後、プレス成形によりフランジ４等を
設ける。

フランジ４は、リム２の内周面に嵌挿した後、フランジ
４とリム２との間で円周方向にわたり数点、点溶接が行
われ、溶接面５をまたぐようにナゲツト６が生じてフラ
ンジ４とリム２が固着される。

リム２の板厚は、ディスク３のフランジ４の板厚に比べ
て薄くしである。

次に、本発明に係るディスクホイールの点溶接部の強度
について説明する。

ディスクホイール１における溶接強度を表わすものとし
て十字引張強さが大切であるが、この十−・字引張強さ
と析出型鋼板における引張強さとの間には、第２図に示
すように関係（ＪＩＳＺ３１３７）がある。

この関係から明らかなように、合金元素の含有率の比較
的低い軟鋼板（引張強さ３０ｋｇ／一級）と合金元素の
含有率の比較的高い高張力鋼板（引張強さ６０ ｋｇ／
ｍａ級）との間に十字引張強さが最大となる組成を有す
る鋼板が存在していることがわかる。

本発明の実施例においては、軟鋼板と析出型の高張力鋼
板との間において点溶接を行ったので合金元素の含有量
の鋼材が溶融混合され、両者の中間的な組成ナゲツト６
が有するため、軟鋼板同士及び高張力鋼板同士の場合に
比べて十字引張強さが太きい。

この点を調べるために、ナゲツトの硬さの実験を行った
ので従来例と比較して下表に示す。

試料層１，３は従来例であり、試料Ａ２は本発明の実施
例である。

なお、溶接条件は、電圧４２０〜４４０■、電流３９．
０００〜４１，０ＯＯＡの三相低周波交流を用い、４ら
毎に４らずつ１５〜１８パルスを流しく６０Ｑ−の交流
使用）、加圧力２８姻こて点溶接を行った。

ナゲツト硬さは、ビッカース硬さ試験により求めた。

また、合金元素の含有量を示すために、炭素当量を用い
た。

なお、炭素当量はＣｅｑ Ｃ＋ １ Ｍｎ＋ Ｓｉ ６ ２４ １ １ １ ＋−Ｎｉ＋ Ｃｒ＋ Ｍｏの式より算出した。

１５ ５ ４ （各元素の項に重量％の数値を代入して算出する）以上
の実験結果かられかるように、本発明の実施例（試料層
２）のナゲツト硬さは、軟鋼板同士（試料層１）と析出
型高張力鋼同士（試料層３）の各ナゲツト硬さの中間値
を示している。

ナゲツトの硬さと合金元素の含有率の間には、略比例の
関係があることが知られているが、この実験結果にたれ
ば、本実施例におけるナゲツト硬さは中間値を示してお
り、軟鋼板と析出型高張力鋼板が溶融混合され、両者の
中間的組成を有するナゲットが生成することが確められ
る。

次に、板厚及び合金元素の含有率の差に起因する溶接面
に対してのナゲツトの位置関係について説明する。

合金元素の含有率の異なる鋼板の点溶接においては、電
気伝導度や熱伝導度の違いにより、同じ板厚とすると、
合金元素の含有率の高い方の鋼板にナゲツトがずれ易い
。

また、合金元素の含有率が同じ場合には、板厚の大きな
方にナゲツトがずれ易い。

もし、板厚の小さい方を合金元素の含有率が低い鋼板と
し、板厚の大きい方を合金元素の含有率の高い鋼板とす
ると、ナゲツトは後者に太きくずれて生成される。

例として、板厚１．６間の軟鋼板（引張強さ３０ｋｇ／
ｍ１ｔｔ級）と板厚３．２＊ｍの析出型高張力鋼板（引
張強さ６０に９／ｍ４級）を点溶接した断面の５倍拡大
図を第３図に示すが、ナゲツトＩ−６′が析出型高張力
鋼板の方へ大幅にずれていることがわかる。

軟鋼板は、０．０４％（以下、重量％を示す）のＣ，０
，０１％の５ｉ１０．２４％のＭｎを合金元素の主成分
とし、炭素当量が０．１であり、析出型高張力鋼板は、
０．１４％のＣ，０，５７％のＳｉ、１．３８％のＭｎ
を合金元素の主成分とし、炭素当量が０．４である。

本発明の実施例においては、板厚の小さい方を合金元素
の含有率の高い鋼板とし、板厚の大きい方を合金元素の
含有率の低い鋼板としたため、ナゲツトは、溶接面をま
たいで両者に均等に生成され、溶接強度の良好なものが
得られる。

本発明の他の実施例を下表に示す。

この実施例は、前出の資料嵐２のディスクを軟鋼に代え
て２相型の高張力鋼としたものである。

溶接条件は、同一である。

２相型高張力鋼板は、引張強さが大きいため、ディスク
の板厚を軟鋼に比べて薄くできるので軽量化をさらに促
進可能であり、析出型高張力鋼板に比べて合金元素の含
有率が低いため、ナゲツト硬さも前出の中間値に近く、
よって溶接強度も良好である。

また、プレス成形性も析出型高張力鋼板よりよいため、
ディスクに意匠性をもたせるのに適している。

以上述べたように、本発明に係るディスクホイールによ
れば、リムに合金元素の含有率の比較的高い鋼板を用い
、ディスクに合金元素の含有率の比較的低い鋼板で板厚
のより大きなものを用いる。

ので、リムとディスクフランジの溶接強度を良好に保ち
つつディスクホイールの軽量化を図ることが可能で、デ
ィスクに意匠性を容易に与えることのできる管種々の効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るディスクホイールの軸方向縦断面
図、第２図は析出型鋼板における引張強さと十字引張強
さの関係を表わすグラフ、そして第３図は点溶接部断面
の５倍拡大図をそれぞれ示す。 １・・・・・・ディスクホイール、２・・・・・・リム
、３・・・・・・ディスク、４・・・・・・フランジ、
６・・・・・・ナゲツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 合金元素の含有率が比較的高い鋼板でできたリムと
   該リムの内周面に嵌挿され点溶接によって前記リムの内
   周面に固着されるフランジを外周円上に有し前記フラン
   ジの板厚が前記リムの板厚より大きく合金元素の含有率
   が比較的低い鋼板でできたディスクからなるディスクホ
   イール。