JP4043429B2 - 高意匠ホイールとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高意匠ホイールとその製造方法に関する。

近年、スチールホイールは意匠性に優れたアルミホイールに押されて、車両への装着率が減少する傾向にある。コスト的に有利なスチールホイールの車両への装着率を上げるために、スチールホイールの意匠性を向上させる以下の構造が採用されている。

その一つとして、図５に示すセミフルデザインホイール５０があり、現在最も多く使用されている。セミフルデザインホイール５０は、ディスクフランジ５１の外周面の軸方向端部側を切削してそこにリム５２を嵌合させディスクフランジ端部でディスク５３とリム５２とを溶接したものであり、軸方向外側から見た時にディスクとリムの嵌合線が見えないようにして意匠性を向上させたものである。

その他に、図６に示すフルデザインホイール６０がある（特開平１１−１５１９０１号公報）。フルデザインホイール６０は、ディスク外周部に、従来のリムの軸方向外側フランジ６１を形成し、リムは軸方向外側フランジレスとし、ビードシート端部６２でディスク６３と溶接接合したものである。軸方向外側から見た時にディスクとリムの溶接線が見えないので、意匠性が向上している。図５のセミフルデザインに比べて、リム、ディスクの嵌合部がなく、その分意匠面が広がるため、さらに高意匠化される。
図７は、本出願人が先に出願した新タイプのフルデザインホイール７０である（特願２００３−３４０７５２号）。図６のホイールに比べて、意匠面が広くなっている。

さらに、図８、図９に示すホイール８０（このタイプのホイールを、以下、「Ａタイプホイール」という）が開発されている。これは、できる限り飾り穴８１を大きくして、その上に装飾されたキャップを貼付けることで、スチール素材を車両外側から隠し、装飾キャップでの高意匠化を狙ったものである。

ディスクをスポーク９１のみとしたのが図１０、図１１のホイール９０（このタイプのホイールを、以下、「Ｂタイプホイール」という）である。ディスクとなる部分は、外周のディスクフランジと、ディスクフランジによって縁どられた穴からなる飾り穴をもたない。スポーク間のＶ形の切り欠けが飾り穴に対応する開口となる。ディスクフランジがないため、スポークの強度、剛性が低く、スポークの縁部に外側に折り曲げた立壁を形成するとともに板厚を厚くして対応している。リムとの組付けは、リムのサイドウォール９２にディスクを軸方向に付き当てている。Ａタイプホイールと同じようにキャップによる高意匠化がはかられる。

しかし、従来の構造または製造方法には、以下の問題があった。
１． セミフルデザインやフルデザインは、共にホイール素材を直接見せるものであり、飾り穴縁部の半径方向外周部と内周部に反転折り曲げ部Ａが存在し、反転折り曲げ部には加工技術の限界である曲げ加工時の角のアール（丸み）と板厚２枚分以上の半径方向距離が必ず存在し、飾り穴をホイール半径方向に広げるのに限界があり、飾り穴が小さくなる。そのため、飾り穴を大きく見せたいという要求を満足させることには限界がある。また、反転折り曲げ部の曲げのアールを小さくすると、割れが発生するなど、強度上の問題が生じる。
２． Ａタイプホイールにおいても、飾り穴縁部の半径方向外周部と内周部に反転折り曲げ部Ａが存在し、飾り穴を大きくするのに制限がある。飾り穴をホイール周方向に広げるとスポークが細くなるので、板厚を厚くする必要が生じるが、板厚を厚くすると、飾り穴縁部の半径方向外周部と内周部に反転折り曲げ部Ａの曲げのアールの変形率が大きくなり、割れが発生するため、板厚増加とそれによる飾り穴のホイール周方向への拡大にも限界がある。
３． Ｂタイプホイールは、スポーク縁部に反転曲げ部がないので、他の種類のホイールにおけるような、反転曲げ部による、飾り穴拡大の制限はないが、Ｂタイプホイールにはディスクフランジがないので、スポークが外周部端部で周方向に互いに連結されておらず、各スポークに十分な剛性を確保することが難しい。スポークに十分な剛性を確保するには、板厚増加が必要であり、板厚を増加すると、スポーク縁部の立壁形成において曲げ部に割れが生じやすく、強度を確保することが難しい他、車両の重量低減、燃費の向上の要求に逆行する。
特開平１１−１５１９０１号公報

本発明が解決しようとする問題点は、従来ホイールは反転曲げ部の存在により飾り穴を十分に大きくできないため意匠効果を十分に引き出すことができないこと、飾り穴を大きくすると反転曲げ部の曲げのアールが小さくなって割れが生じ、強度を確保することが難しくなるという問題である（Ｂタイプホイールの場合も、スポーク間のＶ形空間を広げてスポークの幅を狭くすると、強度上の問題が出る）。

本発明の目的は、意匠効果を十分に引き出すために飾り穴を大きくすることができ、かつ、飾り穴周縁の立壁部分に割れがなく十分な強度、剛性を確保することができる高意匠ホイールとその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） 溶接にて互いに接合されるリムとディスクとを有するホイールと、該ホイールに軸方向外側から取り付けられる装飾キャップとを備えた高意匠ホイールであって、
前記ディスクが、周方向に全周にわたって延びかつ軸方向に内側に延びるディスクフランジと、各穴の周縁部にディスク軸方向外側に立ち上がる立壁を有する複数の飾り穴と、を有しており、
前記ディスクフランジは、リムと溶接され、ディスクの隣り合う飾り穴の間の部分であるスポークの半径方向外側端部をホイール周方向に互いに連結しており、
前記立壁は前記スポークの剛性を高めており、前記立壁の端面が前記装飾キャップにより覆われており、
前記ディスクフランジと前記立壁は軸方向に互いに反対方向に延びている、高意匠ホイール。
（２） リムとディスクを製造し、リムにディスクを溶接にて接合してホイールとし、ホイールに軸方向外側から装飾キャップを取り付けて高意匠化する、高意匠ホイールの製造方法であって、
前記ディスクを製造する工程が、周方向に全周にわたって延びかつ軸方向内側に延びるディスクフランジを形成する工程と、ディスクの飾り穴部位を穴抜き後抜き穴の周縁部をディスク軸方向外側に立ち上げて立壁を形成する工程とを含み、
高意匠ホイールの製造後には、
前記ディスクフランジは、リムと溶接され、ディスクの隣り合う飾り穴の間の部分であるスポークの半径方向外側端部をホイール周方向に互いに連結しており、
前記立壁は前記スポークの剛性を高めており、前記立壁の端面が前記装飾キャップにより覆われており、
前記ディスクフランジと前記立壁は軸方向に互いに反対方向に延びている、高意匠ホイールの製造方法。

上記（１）の高意匠ホイールおよび上記（２）の高意匠ホイールの製造方法によれば、飾り穴周縁部の立壁はディスク軸方向外側に立ち上がるので、飾り穴周縁部には反転折り曲げ部がなく、飾り穴をホイール半径方向に外側および内側に広げることができる。反転折り曲げ部は曲げアールを小さくして壁を密着させても壁厚２枚分（実際はアールの半径を小さくできないので、２枚分より大きい）、飾り穴の拡大は制限されるが、９０度以下の立壁の場合は、壁１枚分の制限しか受けない。飾り穴が十分に大きくなることにより、装飾キャップの飾り穴も大きくでき、意匠効果を十分引き出すことができる。立壁はディスク軸方向外側に立ち上がるが、立壁端面は軸方向外側から装飾キャップで覆われるので、意匠効果上問題ない。
また、ディスクフランジを設けたので、スポークの半径方向外側端部がディスクフランジによって周方向に互いに連結され、従来のＢタイプホイールに比べて、スポークの強度、剛性確保が容易であり、ディスクの板厚を従来のＢタイプホイールのように増加させる必要がない。ディスクの板厚を増加させる必要がないので（従来のＢタイプホイールに比べて板厚を削減することができるので）、立壁の形成時に曲げ部の割れ発生とそれによる強度低下を防止することができ、また、ホイールの重量増加も不要となる。また、スポークは両側の飾り穴の立壁によって、「コ」の字状断面をもち、十分な剛性、強度をもつので、スポークの幅を狭くすることができ、飾り穴をホイール周方向にも広げることができ、装飾キャップの飾り穴もホイール周方向に大きくでき、意匠効果を十分引き出すことができる。

本発明の高意匠ホイールとその製造方法を、図１〜図４を参照して説明する。
本発明の高意匠ホイール１は、溶接にて互いに接合されるリム２０とディスク３０とを有するホイール１０と、ホイール１０に軸方向外側から取り付けられる装飾キャップ４０とを備えている。
リム２０、ディスク３０はスチール製またはアルミ合金製またはチタン合金製で、素材の板のリム形、ディスク形への成形後、ディスク３０をリム２０のドロップ部２１またはリムビードシート部２２に嵌合して、リム２０と溶接する。ホイール１０は、リム２０、ディスク３０の２ピースホイールで、溶接接合型ホイールである。
装飾キャップ４０は、たとえば、樹脂製または金属製（たとえば、ステンレス製）で、表面は高意匠化されていて、ホイールの意匠面を構成する。装飾キャップ４０は、ディスク３０の部分を覆う大きさをもつものであってもよいし、あるいはディスク３０の部分とリム２０の部分の両方を覆う大きさをもつものであってもよい。装飾キャップ４０は、ホイール１０の飾り穴３２に対応する部位に飾り穴４１を有する。

ディスク３０は、周方向に全周にわたって延びかつ軸方向に内側に延びるディスクフランジ３１と、各穴の周縁部にディスク軸方向外側に立ち上がる立壁３３を有する複数の飾り穴３２と、を有している。
立壁３３は、ディスクの飾り穴に対応する部分に飾り穴より小さい穴を打ち抜き、該穴の周縁部をディスク軸方向外側にしごいて（絞りあげて）形成される。これによって、打ち抜き穴が広げられ、立壁３３をもつ飾り穴３２となる。立壁３３は従来のセミフルデザイン、フルデザイン、Ａタイプの各種ホイールと異なり、ホイール軸方向外側に立ち上がる。折り曲げの角度は反転せず、９０度かそれ以下である。
ディスクフランジ３１の延びる方向と立壁３３の延びる方向とは、ホイール軸方向において、互いに反対である。立壁３３の端面は装飾キャップ４０により覆われているので、ホイール軸方向外側から見えない。
立壁３３は、ホイール軸方向外側に延びるので（Ａタイプホイールの場合と反対方向に延びるので）、ホイール軸方向内側に延びるディスクフランジ３１およびハブ穴側の曲がり部との関係で、反転折り曲げ部を形成しない。

隣り合う飾り穴３２の間の部分はホイール半径方向に延びるスポーク３４である。スポーク３４は半径方向外側端部を、ディスクフランジ３１によって、ホイール周方向に互いに連結されている。
スポーク３４は、半径方向外側端部で周方向にディスクフランジ３１で連結されるので、Ｂタイプホイールのスポークのように半径方向外側端部が互いに独立な構造と異なる。

立壁３３は、飾り穴３２を製品の飾り穴より小さく打ち抜き、打ち抜き穴の周縁部をホイール軸方向外側にしごき上げることにより形成された壁である。打ち抜き穴の周縁部が立壁３３となって、打ち抜き穴が広がるので、製品の飾り穴３２は打ち抜き穴に比べて大きい。飾り穴３２は、ホイール半径方向外側には、ほぼディスクフランジ３１の内径部位まで広げられている。飾り穴３２は、ホイール周方向にも、広げられていて、その結果、スポーク３４の幅は、強度上支障が生じない範囲で、狭くなっている。
立壁３３が形成されていることによって、スポーク３４は、その両側の飾り穴の立壁３３をもつため、「コ」の字状断面を有し、「コ」の字状断面によって、スポーク３４の剛性が高まる。また、スポーク３４が半径方向外周側端部をディスクフランジ３１によって連結されていることによってもスポーク３４の剛性が高まるので、剛性、強度アップのためのディスクの厚さ増加はなく、ディスクの厚さは従来のＢタイプホイールの厚さに比べて削減されている。

本発明の高意匠ホイール１の製造方法は、スチール、またはアルミ合金、またはチタン合金の、プレートを成形して、リム２０、ディスク３０を製造し、ディスク３０をリム２０に嵌入して溶接にて互いに接合してホイール１０を製造する工程を有する。その後、ホイール１０に装飾キャップ４０を取り付けて高意匠化をはかる。
ディスク３０の製造工程で、ディスク３０に、周方向に全周にわたって延びかつ軸方向内側に延びるディスクフランジ３１を形成するとともに、ディスクに飾り穴３２より小さいサイズの穴を打ち抜き（プレス打ち抜き）後、打ち抜き穴の周縁部をディスク軸方向外側にしごき上げて立壁３３を形成し、飾り穴３２を形成する。
ディスクフランジ３１の形成工程と、立壁３３の形成工程は、どちらが先に行われてもよいし、あるいは同時に行われてもよい。

つぎに、本発明の高意匠ホイールとその製造方法の作用、効果を説明する。
まず、飾り穴周縁部の立壁３３はディスク軸方向外側に立ち上がるので、飾り穴周縁部には反転折り曲げ部（ホイール軸方向に１８０度折り曲げられる折り曲げ部）がなく、飾り穴３２をホイール半径方向に外側および内側に広げることができる。反転折り曲げ部は曲げアールを小さくして壁を密着させても壁厚２枚分（実際はアールの半径を小さくできないので、２枚分より大きい）、飾り穴拡大は制限されるが、９０度以下の立壁３３の場合は、壁１枚分の制限しか受けない。その分、ホイール半径方向外側および内側に、飾り穴３２が広げられ、飾り穴３２が大きくなり、同時に、装飾キャップ４０の飾り穴４１も大きくすることにより、意匠効果を十分引き出すことができる。立壁３３はディスク軸方向外側に立ち上がるが、立壁端面は軸方向外側から装飾キャップ４０で覆われるので、意匠は損なわれない。

また、ディスクフランジ３１を設けたので、スポーク３４の半径方向外側端部がディスクフランジ３１によって周方向に互いに連結され、従来のＢタイプホイールに比べて、スポークの強度、剛性確保が容易であり、ディスクの板厚を従来のＢタイプホイールのように増加させる必要がない。ディスクの板厚を増加させる必要がないので（従来のＢタイプホイールに比べて板厚を削減することができるので）、立壁３３の形成時に曲げ部の割れ発生とそれによる強度低下を防止することができ、また、ホイールの重量増加も不要となる。また、スポーク３４は両側の飾り穴の立壁３３によって、「コ」の字状断面となり、十分な剛性、強度をもつので、スポークの幅を狭くすることができ、飾り穴３２をホイール周方向にも広げることができ、装飾キャップ４０の飾り穴４１もホイール周方向に大きくすることにより、意匠効果を十分引き出すことができる。

本発明の高意匠ホイールの断面図である。 本発明の高意匠ホイールの正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明の高意匠ホイールに装着される装飾キャップの正面図である。 従来のセミフルデザインホイールの半断面図である。 従来のフルデザインホイールの半断面図である。 本出願人が先に提案した新タイプのフルデザインホイールの半断面図である。 従来のＡタイプホイールの断面図である。 図８のＡタイプホイールの正面図である。 従来のＢタイプホイールの断面図である。 図１０のＢタイプホイールの正面図である。

符号の説明

１ 高意匠ホイール
１０ ホイール
２０ リム
２１ ドロップ部
２２ リムビードシート
３０ ディスク
３１ ディスクフランジ
３２ 飾り穴
３３ 立壁
３４ スポーク
４０ 装飾キャップ
４１ 飾り穴

Claims (2)

1. 溶接にて互いに接合されるリムとディスクとを有するホイールと、該ホイールに軸方向外側から取り付けられる装飾キャップとを備えた高意匠ホイールであって、
   前記ディスクが、周方向に全周にわたって延びかつ軸方向に内側に延びるディスクフランジと、各穴の周縁部にディスク軸方向外側に立ち上がる立壁を有する複数の飾り穴と、を有しており、
   前記ディスクフランジは、リムと溶接され、ディスクの隣り合う飾り穴の間の部分であるスポークの半径方向外側端部をホイール周方向に互いに連結しており、
   前記立壁は前記スポークの剛性を高めており、前記立壁の端面が前記装飾キャップにより覆われており、
   前記ディスクフランジと前記立壁は軸方向に互いに反対方向に延びている、高意匠ホイール。
2. リムとディスクを製造し、リムにディスクを溶接にて接合してホイールとし、ホイールに軸方向外側から装飾キャップを取り付けて高意匠化する、高意匠ホイールの製造方法であって、
   前記ディスクを製造する工程が、周方向に全周にわたって延びかつ軸方向内側に延びるディスクフランジを形成する工程と、ディスクの飾り穴部位を穴抜き後抜き穴の周縁部をディスク軸方向外側に立ち上げて立壁を形成する工程とを含み、
   高意匠ホイールの製造後には、
   前記ディスクフランジは、リムと溶接され、ディスクの隣り合う飾り穴の間の部分であるスポークの半径方向外側端部をホイール周方向に互いに連結しており、
   前記立壁は前記スポークの剛性を高めており、前記立壁の端面が前記装飾キャップにより覆われており、
   前記ディスクフランジと前記立壁は軸方向に互いに反対方向に延びている、高意匠ホイールの製造方法。

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