JP2000142003A - 自動車用アルミホイールおよびその製造方法 - Google Patents

自動車用アルミホイールおよびその製造方法

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JP2000142003A
JP2000142003A JP10342388A JP34238898A JP2000142003A JP 2000142003 A JP2000142003 A JP 2000142003A JP 10342388 A JP10342388 A JP 10342388A JP 34238898 A JP34238898 A JP 34238898A JP 2000142003 A JP2000142003 A JP 2000142003A
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aluminum
rim material
welding
rim
disk
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JP10342388A
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Yasuo Takagi
靖夫 高木
Masaaki Takaoka
昌晃 高岡
Osamu Ebihara
治 海老原
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Topy Industries Ltd
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Topy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】2ピース型アルミホイールにおけるディスクを
有しない側のリム幅を小さくすることにより、ディスク
を有する側のリムに対する接合を簡単にし、しかも該接
合部の肉厚を小さくして軽量化をはかる。 【解決手段】一方のアルミリム素材を他方のディスク側
アルミリム素材におけるドロップ部外側に位置するとこ
ろの、サイドウオール部からビードシート部間の任意の
位置において突き合わせて継ぎ合わせ溶接してなる。
これにより2ピースアルミホイールの振れ精度を向上さ
せるとともに、ディスク側アルミリム素材の厚肉化を免
れて軽量化をはかることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車用アルミホイ
ールの改良に関し、リム部分において接合されたいわゆ
る2ピースアルミホイールにおいて、とくにリム部分に
おける振れ精度を向上させることにより、ホイール全体
の振れ精度の向上をはかるとともに、製造時における溶
接部分での割れを無くして高品質で、しかも歩留まり率
のよいアルミホイールおよびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0002】
【従来の技術】自動車用アルミホイールについても軽量
化の要請から2ピースにより構成されるものが多く、デ
ィスク側部分(A1側)とリム側部分(A2側)との接
合については、主に図7にあらわしたように、リム側部
分2のビードシート部2aからサイドウオール部2b、
ドロップ部2cに至る大半の部分をアルミ展伸材(板
材)にて製作していたためにリム側部分2の幅が大きく
なり、そのためにこれをディスク側部分1に接合する場
合、ディスク側部分1のビードシート部1aに隣接する
サイドウオール部1b、およびドロップ部1cとに、そ
れぞれ2カ所MIG溶接4、3を施す必要がある。
【0003】また図8の場合においては、リム側部分2
の幅がさらに広く、ドロップ部2cの外側に位置するサ
イドウオール部2dをもって、ディスク側部分1のビー
ドシート部1aに突き合わせ、該突き合わせ部分に溶接
6を、さらにドロップ部2cの底部の一部をディスク側
部分1のドロップ部1cに溶接を施すことにより、合計
2カ所のMIG溶接により接合していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の継ぎ合わせ構造の2ピース型アルミホイールに
あってはリム側部分2の幅が広いために、リム材を円環
状にするFBW(フラッシュバット溶接)部分がリム成
型時に割れを生じやすい。 またディスク側部分1とリ
ム側部分2との全周にわたる継ぎ合わせ溶接が2カ所と
なるために作業性に劣り、しかも2カ所の溶接部中間に
エアがたまりやすく、これが溶接欠陥の発生原因となり
やすい。
【0005】さらに全周にわたる継ぎ合わせ溶接が2カ
所となるということは、溶接熱歪みを大きくし、またリ
ム側部分2の幅が大きいために、その継ぎ合わせ部分を
補強する意味から必然的にディスク側部分1の溶接予定
箇所付近の厚みが不当に厚くなり、その結果十分な軽量
化が果たせないばかりでなく、前記した溶接熱歪みと相
まって振れ精度もあまり良くないこと、そして振れ精度
を改善するためには前記した溶接箇所を切削する作業を
必要とし、コスト高となること等の難点がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した従来技
術における課題を解決し、振れ精度の向上および軽量化
をはかるとともに、製造時における溶接部分での割れを
無くして高品質で、しかも生産性ならびに歩留まり率を
向上させることを目的とするものであって、具体的には
請求項1の発明は、一方のアルミリム素材を他方のディ
スク側アルミリム素材におけるドロップ部外側に位置す
る、サイドウオール部からビードシート部間の任意の位
置において突き合わせて継ぎ合わせ溶接してなることを
特徴とした自動車用アルミホイールに関する。
【0007】さらに請求項6の発明は、一方のアルミリ
ム素材を他方のディスク側アルミリム素材におけるドロ
ップ部外側に位置する、サイドウオール部からビードシ
ート部間の任意の位置において突き合わせて継ぎ合わせ
溶接するようにしたことを特徴とした自動車用アルミホ
イールの製造方法にも関する。 さらに請求項7の発明
は、環状に形成されたアルミ製リム素材に対し、プレス
成型により幅方向左右対称の凹凸形状を施す工程と、プ
レス成型後該アルミ製リム素材を中央にて二等分する工
程と、一方のリム素材を他方のディスク側リム素材にお
けるドロップ部外側に位置する、サイドウオール部から
ビードシート部間の任意の位置において突き合わせて継
ぎ合わせ溶接を施す工程とからなる自動車用アルミホイ
ールの製造方法にも関する。
【0008】さらに請求項8の発明は、半円状に形成さ
れたアルミ製リム素材に対し、プレス成型により幅方向
に向けた凹凸形状を施す工程と、凹凸形状を施した2個
の半円状のアルミ製リム素材を両端部において突き合わ
せ溶接して環状に構成する工程と、環状に構成されたリ
ム素材をディスク側リム素材におけるドロップ部外側に
位置する、サイドウオール部からビードシート部間の任
意の位置において突き合わせて継ぎ合わせ溶接を施す工
程とからなる自動車用アルミホイールの製造方法にも関
する。 さらに請求項9の発明は、上記した継ぎ合わせ
溶接する手段がレーザ溶接であり、また請求項10の発
明は、継ぎ合わせ溶接する手段が摩擦圧接または摩擦撹
拌溶接であるところの自動車用アルミホイールの製造方
法にも関する。
【0009】上記した構成において、請求項1および請
求項6の発明にあっては、一方のアルミリム素材をディ
スク側アルミリム素材におけるドロップ部外側のサイド
ウオール部からビードシート部間の任意の位置において
突き合わせた後、該突き合わせ部分をレーザ若しくは摩
擦圧接または摩擦撹拌溶接等の溶接手段により溶接して
継ぎ合わせる。 また請求項7の発明にあっては、アル
ミリム素材を得る手段として、環状に形成されたアルミ
製リム素材に対し、プレス成型により幅方向左右対称の
凹凸形状を施した後、左右対称のリム素材を中央にて二
等分し、その一方をディスク側リム素材におけるドロッ
プ部外側のサイドウオール部からビードシート部間の任
意の位置において突き合わせるとともに、該突き合わせ
部分にレーザ若しくは摩擦圧接または摩擦撹拌溶接等の
溶接手段により溶接を施して継ぎ合わせる。
【0010】さらに請求項8の発明にあっては、アルミ
リム素材を得る手段として、半円状に形成されたアルミ
製リム素材に対し、プレス成型により幅方向に向けた凹
凸形状を施した2個の半円状のアルミ製リム素材を、両
端部において突き合わせ溶接して環状に構成するととも
に、これをディスク側リム素材におけるドロップ部外側
のサイドウオール部からビードシート部間の任意の位置
において突き合わせてレーザ若しくは摩擦圧接または摩
擦撹拌溶接等の溶接手段により溶接を施して継ぎ合わせ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下において本発明の具体的な内
容を図1〜6の実施例をもとに説明すると、11はディ
スク側アルミリム素材、12はディスク側アルミリム素
材11に突き合わせ接合されるアルミリム素材をあらわ
す。 ディスク側アルミリム素材11は、リムフランジ
11eをはじめとし、ビードシート部11a、サイドウ
ォール部11b、ドロップ部11cおよびその外側のサ
イドウォール部11dに至るまで一連にしかも正面側に
はディスク部分11fを一体に鍛造成型されている。
【0012】一方このディスク側アルミリム素材11に
接合されるアルミリム素材12は、ディスク側アルミリ
ム素材11の外周面凹凸形状に対応させてリムフランジ
12cをはじめとし、ビードシート部12aおよびサイ
ドウォール部12bまでが一連に形成されている。 こ
のアルミリム素材12の成型には一般的なプレス成型に
よっても得られるが、より一層好ましくは図5に示した
ように、予定するアルミリム素材12の二倍の幅を有す
る1枚の平坦なアルミ板を円環状に成型して両端部を突
き合わせ溶接し、溶接部分を平坦に切削した後、これを
プレス成型によりリムフランジ部12cからビードシー
ト部12a、サイドウォール部12bに至る、幅方向左
右対称の凹凸形状を施した環状のアルミ製リム素材12
Xを得、これをその中央部Y−Y線に沿って左右均等に
二等分に分割して用いる。
【0013】またアルミリム素材12を得るもう一つの
好ましい方法には、半環状に形成されたアルミ製リム素
材を用いる手段がある。 これは、まず予定する直径の
リムの2分の1に相当する半円すなわち半環状のアルミ
製リム素材を得、この半環状のアルミ製リム素材に対
し、プレス成型により幅方向に向けた前記12a〜12
cの凹凸形状を施すとともに、凹凸形状を施した2個の
半環状のアルミ製リム素材を、その両端部において互い
に突き合わせて環状に溶接して構成するものである。
【0014】なおこの場合における半環状のリム素材を
得るには、図6にあらわしたように、予定する幅の長尺
なアルミ製板材ALに対し、フランジ形成側の辺長が長
くなるように傾斜して切断線P1・P2・P3のように
切断して板取りをすると素材の歩留まり率がさらに良く
なる。 板取り後これを例えばへら絞り加工等の加工手
段により半環状に形成され、しかも前記した特有の凹凸
形状を施した2つの半環状のリム素材を、それぞれの端
部を切削加工して互いに突き合わせ、さらに該突き合わ
せ部分に対して電子ビーム溶接、レーザ溶接、摩擦撹拌
溶接などのいわゆる低入熱溶接手段により溶接して完全
な環状体に形成する。 このように半環状のリム素材を
用いて環状に成型するようにすると、溶接後の整形加工
がごくわずかですむために、溶接による割れをほとんど
生じない。
【0015】このようにして得られたアルミリム素材1
2は、ディスク側アルミリム素材11のドロップ部11
cの外側に位置する、サイドウオール部11dから外側
のビードシート部(図示省略)間の任意の位置に突き合
わせ、溶接Wを施して継ぎ合わされる。 なおこの場合
における溶接手段としては、図2にあらわしたように、
一般的なMIG溶接による方法でもよく、この場合には
接合内角部分に溶接の余盛りを生じるが、放置しても格
別差し支えない。 またこの場合に用いられる溶接用の
治具Pについては、溶接後のワーク(溶接完了したアル
ミホイール)の取り出しに際して容易に取り出せるよう
に割り型にしておくと好都合である。
【0016】また図3に示したように、レーザ溶接装置
を用いてレーザ溶接Wを施すようにし、もしくは図4に
示したように、摩擦圧接Wを施し、あるいは摩擦撹拌溶
接を施す等、いわゆる低入熱溶接手段を用いて継ぎ合わ
せるようにすると、溶接後の成型加工がほとんど不要と
なり、また溶接後の割れを生じることがなくなる。なお
図4に示した摩擦圧接Wによる低入熱溶接を施した場合
には若干のイバリW1を生ずるが、この部分については
切削により容易に除去することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明は上記した通り、一方のアルミリ
ム素材を他方のディスク側アルミリム素材におけるドロ
ップ部外側に位置する、サイドウオール部からビードシ
ート部間の任意の位置において突き合わせて継ぎ合わせ
溶接してなるものであるために、2ピースアルミホイー
ルにおいて、とくにリム部分における振れ精度を向上さ
せることにより、ホイール全体の振れ精度の向上をはか
るとともに、ディスク側アルミリム素材の厚肉化を免れ
て軽量化をはかることができる。
【0018】また環状に形成されたアルミ製リム素材に
対し、プレス成型により幅方向左右対称の凹凸形状を施
す工程と、プレス成型後該アルミ製リム素材を中央にて
二等分する工程と、一方のリム素材を他方のディスク側
リム素材におけるドロップ部外側に位置する、サイドウ
オール部からビードシート部間の任意の位置において突
き合わせて継ぎ合わせ溶接を施す工程とからなるもので
ある場合においては、上記した振れ精度の向上および軽
量化のみならず、製造時における溶接部分での割れを無
くして高品質で、しかも歩留まり率のよいアルミホイー
ルを得ることができる。
【0019】さらに、半円状に形成されたアルミ製リム
素材に対し、プレス成型により幅方向に向けた凹凸形状
を施す工程と、凹凸形状を施した2個の半円状のアルミ
製リム素材を両端部において突き合わせ溶接して環状に
構成する工程と、環状に構成されたリム素材をディスク
側リム素材におけるドロップ部外側に位置する、サイド
ウオール部からビードシート部間の任意の位置において
突き合わせて継ぎ合わせ溶接を施す工程とからなるもの
である場合においては、とくに溶接後の整形加工がごく
わずかですむために、溶接による割れを生ずることがな
く、より一層歩留まり率の高いアルミホイールを得るこ
とができる。
【0020】さらにアルミリム素材を、ディスク側アル
ミリム素材に突き合わせて接合する溶接手段としてレー
ザ溶接や、摩擦圧接あるいは摩擦撹拌溶接等の、いわゆ
る低入熱溶接手段を用いると、溶接後の成型加工がほと
んど不要となり、また溶接後の割れを生じることがなく
なり、より高品質のアルミホイールを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるところの、2ピース型
アルミホイールの半裁断面図。
【図2】本発明において施される溶接手段の一例である
MIG溶接を用いた溶接部の要部拡大断面図。
【図3】本発明において施される溶接手段の一例である
レーザ溶接を用いた溶接部の要部拡大断面図。
【図4】本発明において施される溶接手段の一例である
摩擦圧接溶接を用いた溶接部の要部拡大断面図。
【図5】本発明において用いられるアルミ製リム素材の
製造法の一例をあらわした環状のアルミ製リム素材の半
裁断面図。
【図6】本発明において用いられる長尺なアルミ製板材
の部分的平面図。
【図7】公知の2ピース型アルミホイールの一例をあら
わした半裁断面図。
【図8】公知の2ピース型アルミホイールの別の例をあ
らわした半裁断面図。
【符号の説明】
11 ディスク側アルミ素材 11a ビードシート部 11b サイドウォール部 11c ドロップ部 11d 外側のサイドウォール部 11e リムフランジ 11f ディスク部分 12 アルミリム素材 12a ビードシート部 12b サイドウォール部 12c リムフランジ 12X 環状のアルミ製リム素材 W 溶接 AL 長尺なアルミ製板材

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方のアルミリム素材を他方のディスク側
    アルミリム素材におけるドロップ部外側に位置するとこ
    ろの、サイドウオール部からビードシート部間の任意の
    位置において突き合わせて継ぎ合わせ溶接してなること
    を特徴とした自動車用アルミホイール。
  2. 【請求項2】プレス成型により幅方向左右対称の凹凸形
    状を施した環状のアルミ製リム素材を中央にて二等分
    し、一方のリム素材を他方のディスク側リム素材におけ
    るドロップ部外側に位置するところの、サイドウオール
    部からビードシート部間の任意の位置において突き合わ
    せて継ぎ合わせ溶接してなることを特徴とした自動車用
    アルミホイール。
  3. 【請求項3】プレス成型により幅方向に凹凸形状を施し
    た2個の半円状のアルミ製リム素材を両端部において突
    き合わせ溶接して環状に構成し、これをディスク側リム
    素材におけるドロップ部外側に位置するところの、サイ
    ドウオール部からビードシート部間の任意の位置におい
    て突き合わせて継ぎ合わせ溶接してなることを特徴とし
    た自動車用アルミホイール。
  4. 【請求項4】一方のリム素材を他方のディスク側リム素
    材におけるドロップ部外側に位置するところの、サイド
    ウオール部からビードシート部間の任意の位置において
    突き合わせて継ぎ合わせ溶接する手段は、レーザ溶接で
    あるところの、請求項1又は請求項2又は請求項3に記
    載の自動車用アルミホイール。
  5. 【請求項5】一方のリム素材を他方のディスク側リム素
    材におけるドロップ部外側に位置するところの、サイド
    ウオール部からビードシート部間の任意の位置において
    突き合わせて継ぎ合わせ溶接する手段は、摩擦圧接また
    は摩擦撹拌溶接であるところの、請求項1又は請求項2
    又は請求項3に記載の自動車用アルミホイール。
  6. 【請求項6】一方のアルミリム素材を他方のディスク側
    アルミリム素材におけるドロップ部外側に位置するとこ
    ろの、サイドウオール部からビードシート部間の任意の
    位置において突き合わせて継ぎ合わせ溶接するようにし
    たことを特徴とした自動車用アルミホイールの製造方
    法。
  7. 【請求項7】環状に形成されたアルミ製リム素材に対
    し、プレス成型により幅方向左右対称の凹凸形状を施す
    工程と、プレス成型後該アルミ製リム素材を中央にて二
    等分する工程と、一方のリム素材を他方のディスク側リ
    ム素材におけるドロップ部外側に位置するところの、サ
    イドウオール部からビードシート部間の任意の位置にお
    いて突き合わせて継ぎ合わせ溶接を施す工程とからなる
    自動車用アルミホイールの製造方法。
  8. 【請求項8】半円状に形成されたアルミ製リム素材に対
    し、プレス成型により幅方向に向けた凹凸形状を施す工
    程と、凹凸形状を施した2個の半円状のアルミ製リム素
    材を両端部において突き合わせ溶接して環状に構成する
    工程と、環状に構成されたリム素材をディスク側リム素
    材におけるドロップ部外側に位置するところの、サイド
    ウオール部からビードシート部間の任意の位置において
    突き合わせて継ぎ合わせ溶接を施す工程とからなる自動
    車用アルミホイールの製造方法。
  9. 【請求項9】一方のリム素材を他方のディスク側リム素
    材におけるドロップ部外側に位置するところの、サイド
    ウオール部からビードシート部間の任意の位置において
    突き合わせて継ぎ合わせ溶接する手段は、レーザ溶接で
    あるところの、請求項6又は請求項7又は請求項8に記
    載の自動車用アルミホイールの製造方法。
  10. 【請求項10】一方のリム素材を他方のディスク側リム
    素材におけるドロップ部外側に位置するところの、サイ
    ドウオール部からビードシート部間の任意の位置におい
    て突き合わせて継ぎ合わせ溶接する手段は、摩擦圧接ま
    たは摩擦撹拌溶接であるところの、請求項6又は請求項
    7又は請求項8に記載の自動車用アルミホイールの製造
    方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6892928B2 (en) 2001-09-25 2005-05-17 Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. Method of manufacturing tubular body, by friction stir welding
JP2009214880A (ja) * 2004-01-20 2009-09-24 Washi Kosan Co Ltd 軽合金製車両用ホイールの製造方法とそのホイール
JP2018505806A (ja) * 2014-12-17 2018-03-01 サン・ジャン・インダストリーズ フロントフランジおよびリムを含む軽合金ハイブリッドホイールの製造方法

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