JP2000203203A - 自動車用ホイ―ルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振れ精度がよい自動車用ホイールとその製造
方法の提供。 【解決手段】 リム１０のビードシート部１４ｂ内周に
周方向に連続するビードシート補強リング３０を挿入
し、リム１０とビードシート補強リング３０とを溶接に
て接合し、外周部がリムフランジ１５ｂの先端まで延び
るディスク２０を、ディスク２０の裏面にて、リム１０
のフランジ１５ｂの先端とビードシート補強リング３０
の一端とに接合しホイールを組立てた自動車用ホイー
ル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ホイール
とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】意匠を重んじるホイールとして、フルデ
ザインホイールと称されるものがある。従来のフルデザ
インホイールは、図５に示すように、リム１とディスク
７を有する。リム１は、中央部にドロップ部２と、この
両端につらなるサイドウォール部３ａ、３ｂと、ドロッ
プ部とそれぞれのサイドウォール部とをＲ形状で連結す
るドロップ連結部４ａ、４ｂと、それぞれのサイドウォ
ール部３ａ、３ｂにつらなるビードシート部５ａ、５ｂ
と、一方のビードシート部５ａにつらなるフランジ部６
ａと、を有している。他方のビードシート部５ｂにつら
なるフランジ部は、リム１成形後に切り落とされる。デ
ィスク７は、外周部にフランジ部８を有する。ディスク
７のフランジ部８は、切削されて、リム１のフランジ部
６ａとほぼ対称形状に形成されている。ビードシート部
５ｂのサイドウォール部３ｂにつらなっている側と反対
側の端部５ｃ（フランジが切り落とされた側の端部）
は、ディスク７のフランジ部８の根元部位に突き合わさ
れ、エアーシールのために全周にわたって、フランジ部
８に溶接されている。ビードシート部５ｂのフランジ部
８への溶接において、通常、ＭＡＧ溶接（炭酸ガスアー
ク溶接）等にて径方向内側から溶接する場合は、狭い空
間での溶接となる。また、ＭＡＧ溶接では溶接時にシー
ルドガスが使用されるため、溶接トーチの太さが大であ
り、このトーチが狭い空間に入る必要があるため、サイ
ドウォール部３ｂからフランジ部８までの距離を大にし
て溶接が実行される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の自動車
用ホイールおよびその製造にはつぎの問題があった。 ディスク７のリム１への取付けは、タイヤビードが
着座するリム１のビードシート部５ｂ端部（端部は剛性
小）であるため、溶接による熱歪みがホイールの振れ精
度に直接影響する。また、リム１は一般に薄板で形成さ
れるため、溶接後にビードシート５ｂの形状をホイール
振れ精度を高めるために切削することは困難である。 ディスク７の外周付近をリムフランジの形状に切削
する必要があるため、ディスク材はディスクフランジ部
８の板厚が薄くなり、フルデザインにしてもディスクフ
ランジ８を含むリム１の剛性は向上しない。フランジの
み板厚を薄くする切削を行い、他の部分は板厚が厚いま
まなので軽量化が進まず、材料費も無駄である。 成形したリム１のディスク７に接合される側の片側
端部を切断するため、材料にむだな部分が生じる。 ビードシート部５ｂのフランジ部８への溶接は、エ
アーシールと組立溶接がアーク溶接等で兼用されるた
め、全周溶接が必要であり、エアー漏れにつながる溶接
欠陥が存在しない事を確証する必要があった。 ビードシート部５ｂのフランジ部８への溶接は、狭
い空間で行われるため、スパッタの発生が多く、スパッ
タのホイールへの付着が問題になることが多々ある。 本発明の目的は、振れ精度がよい自動車用ホイールとそ
の製造方法を提供することにある。本発明のもう一つの
目的は、上記の目的に加え、軽量化が可能な自動車用ホ
イールとその製造方法を提供することである。本発明の
さらにもう一つの目的は、上記の目的に加え、材料の無
駄をなくした自動車用ホイールとその製造方法を提供す
ることにある。本発明のさらにもう一つの目的は、上記
の目的に加え、溶接が容易な自動車用ホイールとその製
造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） リムのビードシート部内周に周方向に連続する
ビードシート補強リングを挿入し、リムとビードシート
補強リングとを溶接にて接合し、外周部がリムフランジ
の先端まで延びるディスクを、ディスクの裏面にて、前
記リムのフランジの先端と前記ビードシート補強リング
の一端とに接合しホイールに組立てた自動車用ホイー
ル。 （２） 前記ディスクの、リムフランジ先端および前記
ビードシート補強リングの一端との接合は、摩擦圧接に
て行われている（１）記載の自動車用ホイール。 （３） リムのビードシート部内周に周方向に連続する
ビードシート補強リングを挿入しリムとビードシート補
強リングとを溶接にて接合する工程と、外周部がリムフ
ランジの先端まで延びるディスクを、ディスクの裏面に
て、前記リムのフランジ先端と前記ビードシート補強リ
ングの一端とに接合しホイールに組立てる工程と、から
なる自動車用ホイールの製造方法。 （４） 前記ディスクの、リムフランジ先端および前記
ビードシート補強リングの一端との接合は、摩擦圧接に
て行う（３）記載の自動車用ホイールの製造方法。 （５） 前記ビードシート補強リングは幅方向に対称形
に成形して幅方向中央で切断分離して形成される（３）
または（４）記載の自動車用ホイールの製造方法。

【０００５】上記（１）、（２）の自動車用ホイールお
よび（３）〜（５）の自動車用ホイールの製造方法で
は、円筒は端部より円筒軸方向途中部位の方が、剛性が
大で、かつ変形が少ないこと、およびビードシート部が
ビードシート補強リングで補強されていること、によ
り、ビードシート部の溶接変形は従来のビードシート端
部での溶接に比べて小となり、ホイールの振れ精度が向
上する。また、ディスクはフランジ部をリムとの接合の
ために切削する必要がなく、その分全体を厚くしておく
必要がないので、従来に比べて薄手のディスクとするこ
とができ、ホイールの軽量化が可能である。また、リム
のフランジを両方残したままディスクのフランジをリム
のフランジに当接させるため、現行のリム製造ラインで
リムを製造した後、リムのビードシート部とフランジ部
との接続部でのリムの切削は不要となる。したがって、
リムフランジ分の材料の無駄がなくなる。また、リムフ
ランジ部とディスクとの接合は、エアーシールが不要と
なるので溶接が容易になり、その検査も簡単になる。さ
らに、リムとビードシート補強リングとの溶接は、ディ
スクが未接合な状態で施されるため、広い空間での溶接
が可能となり、溶接時のスパッタの発生を抑えることが
できる。また、スパッタが生じてホイールに付着して
も、ディスクによりかくされるため、スパッタの付着問
題は生じない。

【０００６】

【発明の実施の形態】まず、本発明実施例の自動車用ホ
イールを、図１〜図３を参照して説明する。本発明実施
例の自動車用ホイールは、両端にフランジ部１５ａ、１
５ｂを有するリム１０と、リムフランジ１５ａの先端ま
で延びるディスク２０と、リムビードシート部１４ｂの
内周に挿入される周方向に全周にわたって連続するビー
ドシート補強リング３０と、を有している。ビードシー
ト補強リング３０は一端でリム１０に溶接にて接合さ
れ、他端にてディスク２０に接合される。また、ディス
ク２０の外周端はリムフランジ１５ｂの端部に接合され
ている。

【０００７】リム１０の軸方向中央部に、図示略のタイ
ヤ装着時にタイヤの一方のビードを落とすためのドロッ
プ部１１が設けられており、ドロップ部１１の両端に、
サイドウォール部１３ａ、１３ｂが連なって形成されて
いる。サイドウォール部１３ａ、１３ｂとドロップ部１
１には、それぞれ、ドロップ連結部１２ａ、１２ｂによ
って連結されている。ドロップ連結部１２ａ、１２ｂ
は、Ｒ形状に形成されている。サイドウォール部１３
ａ、１３ｂのそれぞれの外周端からビードシート部１４
ａ、１４ｂがリム軸方向外側に向かって延びている。一
方のビードシート部１４ａのリム軸方向外側端には、フ
ランジ部１５ａがつらなっている。ディスク２０に接合
される側のフランジ部１５ｂには、他方のビードシート
部１４ｂがつらなっている。フランジ部１５ｂの外周部
の軸方向端部は、従来のリム製造ラインで製造されるフ
ランジ部外周部よりリム軸方向長さが短くされている
が、この短縮量は小であるため、短縮されたフランジ部
１５ｂの形状は、従来のリム製造ラインで製造可能な範
囲であり、成形後の切断は不要である。したがって、リ
ム１０は、従来のフルデザインホイールのように、一端
のリムフランジを切り落とされない。そのため、切り落
としによる材料の無駄がない。リム１０の厚さは、従来
の通常のリムの厚さである。

【０００８】ディスク２０でハブ取付け部２２の半径方
向外側には、飾り穴２４が設けられている。ディスク２
０は、ディスク２０の径方向中央にハブ穴２１が設けら
れており、ハブ穴２１の周囲にハブ取付け部２２が設け
られている。ハブ取付け部２２には周方向に等間隔にボ
ルト穴２３が複数設けられている。ハブから延びてくる
ハブボルト（両方共に図示略）をボルト穴２３に挿通
し、ハブボルトに図示略のハブナットを螺合することに
より、ホイールは、ディスク２０部位にてハブに固定さ
れる。

【０００９】ディスク２０の外周端部には、リム軸方向
外側で半径方向外方に立ち上がるディスクフランジ部２
５が形成されており、意匠上は従来のフルデザインホイ
ールに準じる美観をもつ。すなわち、ディスクフランジ
部２５はディスク２０のその他の部分に一体に成形され
ており、リム１０のフランジ部１５ｂより軸方向外側に
位置するため、ホイールをディスク２０側の軸方向外側
から見たとき、リム１０とディスク２０半径方向外側端
との間に接合線がない。ディスク２０は、そのフランジ
部２５をリム１０との接合のために薄厚に切削加工され
ることはない。ディスク２０の厚さは、フランジ部２５
もそれより半径方向内側の部分も同じ厚さであり、従来
のフルデザインホイールのディスク中央部の厚さより薄
くされ、軽量化がはかられている。ディスクフランジ部
２５はリム１０のフランジ部１５ｂと協働してホイール
の一端のフランジを構成している。ディスクフランジ部
２５は、その裏面側（リム軸方向中央側）で、フランジ
外周端で、リム１０のフランジ部１５ｂの端部と摩擦圧
接により接合されている。

【００１０】ディスク２０には、リム１０のフランジ部
１５ｂに相当する部分の表側に、望ましくは内周側に向
って、たとえば図示略の樹脂製のホイールキャップが嵌
合可能なキャップ嵌合溝２６が、切削等により形成され
ていてもよい。キャップ嵌合溝２６がディスク２０に内
周側に向って形成される場合、ホイールから軸方向外側
に出っ張ることなくホイールキャップを嵌めることが可
能となる。

【００１１】ビードシート補強リング３０は、周方向に
連続した環状構造となっており、ビードシート部１４ｂ
の内周側に挿入（圧入である場合を含む）される。ビー
ドシート補強リング３０のホイール軸方向中央側の一端
は、リム１０のサイドウォール部１３ｂに溶接にて接合
され、他端はディスク２０の裏面に摩擦圧接にて接合さ
れる。ビードシート補強リング３０の厚さは、リム１０
の板厚程度またはそれ以下とされている。

【００１２】ビードシート補強リング３０の断面形状
は、図１、図２に示すように、サイドウォール部１３ｂ
と接合されるリム軸方向中央側からディスク２０側と接
合される側の軸方向外側に向って、ほぼビードシート部
１４ｂ内面形状に沿う形状に沿って延び、折れ曲がり部
３１でビードシート部１４ｂ内面から離れる方向にホイ
ール半径方向中央側に折れ曲がり、再折れ曲がり部３２
でさらに軸方向外側にほぼ直角に折れ曲がり、ディスク
２０側に向って延びる。

【００１３】つぎに、本発明実施例の自動車用ホイール
の製造方法を、図１〜図４を参照して説明する。本発明
実施例の自動車用ホイールの製造方法は、リム１０のビ
ードシート部１４ｂの内周に、周方向に連続するビード
シート補強リング３０を挿入（圧入を含む）し、リム１
０とビードシート補強リング３０とを溶接にて接合する
工程と、その後、外周部がリムフランジ部１５ｂの先端
まで延びるディスク２０を、ディスク２０の裏面にて、
リム１０のフランジ部１５ｂの先端とビードシート補強
リング３０の一端とに接合してホイールを組み立てる工
程と、からなる。

【００１４】ディスク２０の、リムフランジ部１５ｂの
先端およびビードシート補強リング３０の一端との接合
は、摩擦圧接にて、同時に行われる。摩擦圧接のため、
メッキ後、塗装後でも接合できる。ビードシート補強リ
ング３０は、図４に示すように、断面形状が幅方向に対
称形に成形されたリング３０’を、幅方向中央部で切断
して２分する方法により形成されることが望ましい。そ
うすることによって、ビードシート補強リング３０自体
は軸方向に非対称形状であるにかかわらず、高精度に所
望の形状に成形できる。

【００１５】ビードシート補強リング３０は、ビードシ
ート部１４ｂ内面に圧入された後、軸方向内側端３０ａ
でサイドウォール部１３ｂに溶接（仮付け程度でよい）
され、折れ曲がり部３１でビードシート部１４ｂ内面側
とアーク溶接等で接合される。折れ曲がり部３１での溶
接は、折れ曲がり部３１の形状から、ビードシート部１
４ｂとの間に自然に開先がとれているため、円滑に行う
ことができる。また、折れ曲がり部３１での溶接は、デ
ィスク２０接合前に施されるので、アーク溶接の場合、
軸方向外側から図示略の溶接トーチを進入させることに
より、広い空間での溶接が可能となり、容易に行うこと
ができる。軸方向内側端３０ａと折れ曲がり部３１との
溶接は、溶接によるリム１０とビードシート補強部材３
０の変形を少なくするために、軸方向内側端３０ａを仮
付け程度に溶接した後に折れ曲がり３１の溶接を実施す
るのがよい。ビードシート補強リング３０の軸方向外側
端は、ディスクフランジ部２５の裏面側（リム軸方向中
央側）がリム１０のフランジ１５ｂと摩擦圧接で接合さ
れるのと同時に、ディスク２０に摩擦圧接により接合さ
れる。リム１０とディスク２０とビードシート補強リン
グ３０との接合後、ディスクフランジ部２５の半径方向
外周端で、リム１０のフランジ１５ｂから突出した部分
２５ａと摩擦圧接の場合発生するばり２５ｂ（図１の２
点鎖線部分）を、フランジ１５ｂの形状になめらかに接
するように切削する。

【００１６】ビードシート補強リング３０が設けられて
いるため、リム１０のフランジ部１５ｂとディスクフラ
ンジ部２５との接合、および、ビードシート補強リング
３０とディスク２０との接合を摩擦圧接で行うとき、剛
性確保が容易であり、また図示略の治具での保持が容易
である。ビードシート１４ｂ内面側での軸方向途中部位
でビードシート補強リング３０をビードシート１４ｂに
溶接するため、ホイールの振れ精度が従来に比べて大幅
に向上し、ホイール組立後のビードシート部１４ｂの切
削が可能となる（削り過ぎがないため）。ディスク２０
の表面にキャップ嵌合溝２６が形成された場合、図示略
のキャップをキャップ嵌合溝２６に装着するとき、ホイ
ール軸方向からキャップが出っ張ることなくキャップを
取り付けることができる。そのため、走行中等にキャッ
プに傷が付き難くなる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１、２の自動車用ホイールおよび
請求項３、４、５の自動車用ホイールの製造方法によれ
ば、円筒は端部より円筒軸方向途中部位の方が、剛性が
大で、かつ変形が少ないため、ビードシート部の溶接変
形は従来のビードシート端部での溶接に比べて小となる
こと、また、リムのビードシート部、フランジ部がビー
ドシート補強リングにより補強されること、によりホイ
ールの振れ精度が向上する。また、ディスクフランジが
切削により薄くされないことよりディスク全体を従来に
比べて薄い板を使用できるので、ホイールの軽量化が可
能となる。また、リムのフランジを両方残したままディ
スクのフランジをリムのフランジに当接させるため、従
来のリム製造ラインでリムを製造した場合のような一方
のリムフランジ部の切り落としは不要であり、材料が節
約できる。さらに、リムとビードシート補強リングとの
溶接は、ディスクが未接合な状態で施されるため、広い
空間での溶接が可能となり、溶接時のスパッタの発生を
抑えることができる。また、リムとビードシート補強リ
ングとの溶接箇所は、ディスクを接合後には見えないた
め、スパッタが付着しても問題は生じない。請求項２の
自動車用ホイール、請求項４の自動車用ホイールの製造
方法によれば、ディスクのリム、ビードシート補強リン
グとの接合に摩擦圧接を用いたので、短時間に容易に接
合でき、しかも接合部がビードシート補強リングとリム
とにより剛性が向上しているので、圧接に耐えることが
できる。請求項５記載の自動車用ホイールの製造方法に
よれば、高精度にビードシート補強リングを製作でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の自動車用ホイールの、および本
発明実施例の自動車用ホイールの製造方法の組立後の、
半断面図である。

【図２】本発明実施例の自動車用ホイールの製造方法
の、リムにビードシート補強リングを接合した時の、半
断面図である。

【図３】本発明実施例の自動車用ホイールの製造方法
の、組立接合前のディスクの半断面図である。

【図４】本発明実施例の自動車用ホイールおよびその製
造方法で用いられるビードシート補強リングを製造する
途中でのリングの半断面図である。

【図５】従来の自動車用ホイールの半断面図である。

【符号の説明】

１０ リム １１ ドロップ部 １３ａ、１３ｂ サイドウォール部 １４ａ、１４ｂ ビードシート部 １５ａ、１５ｂ フランジ部 ２０ ディスク ２５ ディスクフランジ部 ２６ キャップ嵌合溝 ３０ ビードシート補強リング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リムのビードシート部内周に周方向に連
   続するビードシート補強リングを挿入し、リムとビード
   シート補強リングとを溶接にて接合し、外周部がリムフ
   ランジの先端まで延びるディスクを、ディスクの裏面に
   て、前記リムのフランジの先端と前記ビードシート補強
   リングの一端とに接合しホイールに組立てた自動車用ホ
   イール。
2. 【請求項２】 前記ディスクの、リムフランジ先端およ
   び前記ビードシート補強リングの一端との接合は、摩擦
   圧接にて行われている請求項１記載の自動車用ホイー
   ル。
3. 【請求項３】 リムのビードシート部内周に周方向に連
   続するビードシート補強リングを挿入しリムとビードシ
   ート補強リングとを溶接にて接合する工程と、 外周部がリムフランジの先端まで延びるディスクを、デ
   ィスクの裏面にて、前記リムのフランジ先端と前記ビー
   ドシート補強リングの一端とに接合しホイールに組立て
   る工程と、からなる自動車用ホイールの製造方法。
4. 【請求項４】 前記ディスクの、リムフランジ先端およ
   び前記ビードシート補強リングの一端との接合は、摩擦
   圧接にて行う請求項３記載の自動車用ホイールの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記ビードシート補強リングは幅方向に
   対称形に成形して幅方向中央で切断分離して形成される
   請求項３または請求項４記載の自動車用ホイールの製造
   方法。