JPH01168501A - ディスクホイールの構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は摩擦圧接により製造されたディスクホイールの
構造およびその製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、車両のディスクホイールを構成するディスクおよ
びリムの溶着はリムの内周へディスクを嵌合して、該デ
ィスクのフランジ端部とリムとの接触面を炭酸ガスアー
ク溶接によってなされるものが一般的である。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の炭酸ガスアーク溶接の溶着によってディ
スクホイールを製造するものにあっては、加工時間が長
くかつ、製品の熱影響部分が広範囲にわたる等の問題が
あり、製品精度も好ましいものではなかった。

そこで本発明の発明者は、加工時間が短く、熱影響部の
小さい摩擦圧接に注目し、実験、研究を重ねた。摩擦圧
接は、他の抵抗溶接等に比べて、エネルギー効率が高い
ため、要する入力が小さく、また、圧接条件の設定およ
び制御が容易であり、接合部が完全に融合するために溶
接部強度が高く、更に、異種材料間においても接合が可
能であって。

その利用価値は大きなものであるが、上述のようなディ
スクとリムの溶着には未だ利用されていないものである
。

また、このようにディスクとリムを摩擦圧接によって溶
着しようとする場合に、従来のような一部材から成るリ
ムへディスクを圧接するにはディスクのスラスト面をリ
ムの内周面へ接触させて圧接することになるために圧接
面が円周上で不均一であり、その確保も困難であると共
に、圧接装置にリムの半径方向へ押圧力を作用させる手
段が必要であって、その構造が複雑となり実用性に乏し
いものである。更に、前記の如くリムは一部材から成っ
ていたために、その成形時には各部寸法を仕上り寸法に
成形しておくことが必要であって、特に幅方向の中央部
（ドロップ部）を深く成形加工するものにあっては、そ
の加工時の成型金型や設備への負荷を大きくしなければ
ならないという加工上の不具合もあった。

本発明は上記に鑑み、寸法精度が良く、熱影響部が少な
くて材料の変質が小さく、強度の低下の少ないディスク
ホイールの構造、および、その製造方法を提供するもの
である。

（問題点を解決するための手段） 本発明の第１の発明は、リムの胴体部を摩擦圧接構造に
より接合するリムであって、ディスクと左右一対の環状
リム部材とから成り、該ディスクおよびリム部材は、ラ
ジアル方向に接合部が形成され、該接合部を摩擦圧接に
よって一体化したディスクホイールの構造である。然し
て前記リムの接合部はディスクの外周部を挟んで摩擦圧
接された構造を含み、また、前記ディスクの外周部は接
合されたリム部材の一方に摩擦圧接された構造を含む。

第Ｑの発明は、リムの胴体部およびディスクを一体に接
合してディスクホイールを製造するに当たり、ディスク
および各リム部材の中心軸線が同一軸線上になるように
ディスクとリム部材とを配設し、ディスクおよび各リム
部材のうち少なくとも１つを回転すると共に、少なくと
も他の１つを回転不能に固定し、これらのうちいずれか
一方に押圧力を作用させて摩擦圧接することを要旨とし
、同一軸線上に前記ディスクおよびリム部材を配設して
リム部材に設けられたフランジがディスクの外周部に向
かって前進するように構成し、ディスクを固定してリム
部材を回転しつつ前記軸線に沿って前進して、ディスク
とリム部材を摩擦圧接するか、あるいは、ディスクを回
転しつつリム部材を回転することなく前記軸線に沿って
前進してディスクとリム部材を摩擦圧接することを含む
ディスクホイールの製造方法である。

（作用） 上記第１の発明は深絞りタイプのディスクホイールのみ
ならず種々の形状のディスクホイールに適用され、また
、製造過程が短か（熱影響が少ないので深絞りタイプの
ディスクホイールでも強度が高く、高精度のディスクホ
イールを得るものである。

第２の発明にあっては、同一軸線上にディスクとリム部
材を配設し、ディスクおよび各リム部材のうち少なくと
も１つを回転すると共に、少なくとも他の１つを回転不
能に固定し、これらのうちいずれか一方に押圧力を作用
させて摩擦圧接するようにしており、態様として、同一
軸線上にディスクおよびリム部材を配設して、リム部材
に設けられたフランジがディスクの外周部に向かって前
進するように構成されていて、ディスクを固定してリム
部材を回転しつつ前記軸線に沿って前進して両者を摩擦
圧接するか、又は、ディスクを回転しつつリム部材を回
転することなく前記軸線に沿って前進して、ディスクと
リム部材を摩擦圧接するので、作業は短時間に行なわれ
リム部材とディスクとの接触面は軸方向の圧接力と回転
による摩擦とによって両部材を溶融し、接合する。

（実施例） 次に本発明の実施例を図によって説明する。

第１図、第２図、第３図は夫々用１の発明にかかるディ
スクホイール１の３態様を示す縦断面図である。

ディスクホイール１は深絞りタイプのもので、裏側（図
中左側）のリム部材２と表側（右側）のリム部材３とデ
ィスク４とによって構成される。

第１図のものは両リム部材２，３は外向きのフランジ２
ａ、３ａを形成し、それぞれラジアル方向の接合面を有
する。そして該フランジ２ａ、３ａ間にディスク４の外
周部４ａを挟持し、摩擦圧接によって３者が一体になる
ように接合した接合部を構成する。このような接合部は
、圧接時にリムの外周に発生するパリは容易に取り除く
ことができ、作業性が良い。

第２図のものは両リム部材２．３は内向きのフランジ２
ａ、３ａを形成し、それぞれラジアル方向の接合面を有
する。そして該フランジ２ａ、３ａ間にディスク４の外
周部４ａを挟持し、摩擦圧接によって３者が一体になる
ように接合した接合部を構成する。この構造の場合にも
リム外周に発生するパリは容易に取り除くことができる
。

第３図に記載のものは両リム部材２．３は内向きのフラ
ンジ２ａ、３ａを形成し、それぞれラジアル方向の接合
面を有する。そして、該フランジ２ａ、３ａを直接摩擦
圧接すると共に、表側のリム部材３のフランジ３ａの表
側にディスク４の外周部４ａを接合し、摩擦圧接によっ
て３者が一体になるように構成した接合部を構成する。

この構造のものではリムを完成し後からディスクを接合
することになる。

第４図は本ディスクホイール１の製造装置を示す一実施
例の側面図で、ディスク４を固定する油圧クランプシリ
ンダ５．５が左右に配置され、該油圧クランプシリンダ
５．５から同一軸線上にロッド６ｃ、６ｃが相対向して
伸長し、夫々のロッド６ｃ、６ｃの先端にそれぞれ抑圧
部６ａ、６ｂを設けてディスク４を両側から押圧し固定
するクランプ装置６が構成されている。一方、該クラン
プ装置６を挟さんで左右両側に前記ロッド６ｃの軸心を
中心としてロンドロｃとは関係なく回転可能なりランプ
治具７．７が設けられている。該クランプ治具７は胴部
７ａと内側クランプ７ｂと外側クランプ７ｃとより構成
され、胴部７ａの外側には軸受１１が胴部７ａを支承し
ており、端部に回転動力を伝達するフランジ７ｄがある
。内側クランプ７ｂと外側クランプ７ｃとの間にリム部
材２又は３を挟持する。クランプ治具７の回転装置はモ
ーター８により回転動力を前記フランジ７ｄに伝達する
。すなおち、モーター８による動力はプーリ８ａを介し
て回転軸１０に伝えられる１回転軸１０は中空で中心軸
位置には前記ロッド６ｃが挿通されている１回転軸１０
には動力切換用のクラッチ１０ａおよびブレーキ１０ｂ
が必要に応じ設けられ、フランジ１０ｃが前記フランジ
７ｄに接続されている。クランプ治具７の前後進機構は
油圧スライド装置９によってなされる。

次に本装置の作動状況について説明する。摩擦圧接すべ
き部材は、リム部材２，３およびディスク４である。先
ずディスク４を固定するには左右の油圧クランプシリン
ダ５，５を作動しロッド６ｃ、６ｃを伸長する。ロッド
６ｃ先端の押圧部６ａ、６ｂをディスク４の両側から押
しつける。ディスク４の中央に穿設された穴に抑圧部６
ａの中央に設けられた突起部６ｄを挿通することによっ
て軸線上に正しくディスク４が位置するように位置決め
される。

次にクランプ治具７にリム部材２，３をそれぞれ取付け
る。すなわち、内側クランプ７ｂにリム部材２または３
をはめ、周囲を三分割にした三方締めチャックによって
外側クランプ７ｃを該リム部材の外側に押圧して固定す
る。接合すべきディスク４およびリム部材２または３の
セットが終了したら、モータ８を起動しクランプ治具７
を回転すると共に、油圧スライド装置９を作動してクラ
ンプ治具７を固定されたディスク４に向かって前ノ 進させ、リム部材２及び３のフランジをディスクの円周
部に押圧する。固定しているディスク４と回転している
リム部材２および３とは互いに摩擦発熱し両者が溶融状
態になり接合され、回転が停止される。

上記実施例はディスク４を中央に固定し、リム部材２お
よび３を回転することによって摩擦圧接してディスクホ
イールを製造するものであったが、次に、ディスクを回
転しつつリム部材をディスク側へ前進させて摩擦圧接す
る場合について述べる。

この場合の製造装置は第５図に示すものであって、構成
部材は前実施例と略同様であり（前実施例と同部材には
同符号を付す）、ディスク４を保持するクランプ装置６
がモータ８の回転動力によって回転されるべく構成され
ている。そして、前記リム部材２，３とディスク４との
圧接時には第５図に示すようにリム部材２，３およびデ
ィスク４を装置に取付け、モータ８の回転動力によって
ディスク４を回転させた状態で油圧スライド装置９によ
ってリム部材２，３をディスク４側へ前進させ、リム部
材２，３のフランジ２ａ、３ａをディスク４の外周部へ
当接して摩擦圧接する。

このように本発明のディスクホイールの構造にあっては
接合面積を十分取るためにリム部材２および３の端縁を
ラジアル方向のフランジを形成して加工することにより
確実な接合を可能とする。

尚、前述したような製造方法の他に最初に一方のリム部
材２または３を回転せずに他方のリム部材を回転してリ
ム部材同志を摩擦圧接し、その後ディスク４を該接合部
の片側に摩擦圧接により取付けるなど１種々の態様が考
えられる。

（発明の効果） 上記の如く、第１の発明はディスクと左右一対の環状リ
ム部材とから成り、該ディスクおよびリム部材にはラジ
アル方向に接合部か形成され、該接合部を摩擦圧接して
一体化したディスクホイールであるので、深絞りタイプ
のディスクホイールでも容易に製造することができ、接
合部がラジアル方向に形成されているために接合面が広
く取れ、摩擦圧接が確実に行なわれ、炭酸ガスアーク溶
接ノ などの接合と違い加熱部分が小さく加熱時間も少ないの
で得られた製品は接合強度が高く、且つ寸法精度が高い
ものであり、リムは左右一対の環状リム部材から成るた
めに、その各部材は成形が容易で、特に従来のリムにお
ける幅方向の中央部（ドロップ部）の成形において酸部
を略テーパ状に成形してもリムを構成できることから成
形金型や設備への負荷を軽減できるものである。

また、第２の発明は、ディスクおよび左右一対の環状リ
ム部材を一体に接合してディスクホイールを製造するに
当たり、ディスクおよび各リム部材の中心軸線が同一軸
線上になるようにディスクとリム部材とを配設し押圧力
を作用させて摩擦圧接することによってなされるので、
その加工時にはリムの半径方向へ押圧力を作用させる手
段は不要であって、回転軸方向のみの押圧力で製造が可
能であることから、製造装置は縦型、横型に関係なく構
造が簡単であってコストも低減できる。また各部材は直
線軸に沿って移動しディスクホイールが正確な位置決め
のもとに加工され、加工精度が高い、しかも短時間に加
工することができるので従来の炭酸ガスアーク溶接など
と異なり深絞りタイプのディスクホイールでも接合部強
度が高く、精度の高い製品を大量に製造供給することが
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示す図で、第１図、第２図及び第
３図は夫々ディスクホイールの縦断面図、第４図はディ
スクホイールの製造装置の一例を示す一部を破断した縦
断面図、第５図は該装置の他の例を示す一部を破断した
縦断面図である。 １・・・・・・ディスクホイール、２．３・・・・・・
リム部材。 ４・・・・・・ディスク、５・・・・・・油圧クランプ
シリンダ、６・・・・・・クランプ装置、７・・・・・
・クランプ治具、８・・・・・・モーター、９・・・・
・・油圧スライド装置。 第１図 第

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスクと左右一対の環状リム部材とから成り、
   該ディスクおよびリム部材は、ラジアル方向に接合部が
   形成され、該接合部を摩擦圧接によって一体化したディ
   スクホイールの構造。
2. （２）前記接合部は各リム部材に設けた外向きのフラン
   ジによってディスクの外周部を挟持して成る特許請求の
   範囲第１項記載のディスクホイールの構造。
3. （３）前記接合部は各リム部材に設けた内向きのフラン
   ジによってディスクの外周部を挟持して成る特許請求の
   範囲第１項記載のディスクホイールの構造。
4. （４）前記接合部は各リム部材に設けた内向きのフラン
   ジ同志が直接接合され、ディスクの外周部が該フランジ
   のいずれかに接合された特許請求の範囲第１項記載のデ
   ィスクホイールの構造。
5. （５）ディスクおよび左右一対の環状リム部材を一体に
   接合してディスクホイールを製造するに当たり、ディス
   クおよび各リム部材の中心軸線が同一軸線上になるよう
   にディスクとリム部材とを配設し、ディスクおよび各リ
   ム部材のうち少なくとも１つを回転すると共に、少なく
   とも他の１つを回転不能に固定し、これらのうちいずれ
   か一方に押圧力を作用させて摩擦圧接することを特徴と
   するディスクホイールの製造方法。
6. （６）前記リム部材はラジアル方向のフランジを有する
   と共に、該フランジはディスクの外周部を挾持し該外周
   部の両側からリム部材のフランジが前記外周部に向かっ
   て前進するように構成され、ディスクを固定してリム部
   材を回転しつつ前記軸線に沿って前進して、ディスクと
   リム部材を摩擦圧接することを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載のディスクホイールの製造方法。
7. （７）前記リム部材はラジアル方向のフランジを有する
   と共に、該フランジはディスクの外周部を挾持し該外周
   の両側からリム部材のフランジが前記外周部に向かって
   前進するように構成され、ディスクを回転しつつリム部
   材を回転することなく前記軸線に沿って前進して、ディ
   スクとリム部材を摩擦圧接することを特徴とする特許請
   求の範囲第５項記載のディスクホイールの製造方法。
8. （８）前記リム部材は内側に向くフランジを有し該フラ
   ンジ同志を摩擦圧接し、その後、各リム部材のいずれか
   一方のフランジにディスクの外周部を摩擦圧接する特許
   請求の範囲第５項記載のディスクホイールの製造方法。
9. （９）前記リム部材は内側に向くフランジを有し、各リ
   ム部材のいずれか一方のフランジにディスクの外周部を
   摩擦圧接し、その後他方のリム部材のフランジと前記一
   方のリム部材のフランジとを摩擦圧接する特許請求の範
   囲第５項記載のディスクホイールの製造方法。