スポーク状ホイールディスクの製造方法及びスポーク状ホイール
【課題】生産性や歩留まりを向上し、リムとの溶接不良を低減したスポーク状ホイールディスクの製造方法を提供する。
【解決手段】ほぼ円形の板状ブランク１００にスポーク部の補強部１１の基となる隆起部１１０を、ボルト孔１０ｅより外周側に同心円上に複数個形成する予成形工程と、隆起部に複数の飾り穴素孔２００を開口し、隣接する飾り穴素孔同士の間にスポーク部素形部１００ｂを形成する開口工程と、飾り穴素孔が開口された板状ブランクの外周部をホイール軸方向とほぼ平行となるよう垂直に折り曲げてディスクフランジ１０ｃを形成し、得られた飾り穴の外縁でディスクフランジの上端縁を構成させるディスクフランジ成形工程と、スポーク部素形部に補強部を設けてスポーク部１０ｂを形成するスポーク部成形工程とを有する。
【解決手段】ほぼ円形の板状ブランク１００にスポーク部の補強部１１の基となる隆起部１１０を、ボルト孔１０ｅより外周側に同心円上に複数個形成する予成形工程と、隆起部に複数の飾り穴素孔２００を開口し、隣接する飾り穴素孔同士の間にスポーク部素形部１００ｂを形成する開口工程と、飾り穴素孔が開口された板状ブランクの外周部をホイール軸方向とほぼ平行となるよう垂直に折り曲げてディスクフランジ１０ｃを形成し、得られた飾り穴の外縁でディスクフランジの上端縁を構成させるディスクフランジ成形工程と、スポーク部素形部に補強部を設けてスポーク部１０ｂを形成するスポーク部成形工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、農耕用車両、産業用車両等の車両に用いるスポーク状ホイールディスク及びスポーク状ホイールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチールホイールは安価で低コストであるため広く普及しているが、アルミホイールに比べて意匠性が劣るという問題がある。そこで、近年、細いスポーク部と大きな飾り穴とを有し、アルミホイールに似た外観を呈するスチールホイールが開発されている（特許文献１〜３参照）。
このうち、特許文献１には、スポークを一体形成し全周にリング部を有する打ち抜きディスクをリムに溶接し、上記リング部をリムのショルダ部に溶接する際、リムの空気軸（バルブ穴）と干渉しないようリング部に切り欠きを設けることが記載されている。
又、特許文献２には、ディスクの飾り穴の周縁をしごいて立壁を設けて強度を確保することで飾り穴の間のスポーク幅を細くし、かつ周方向に形成したディスクフランジをリムと溶接することが記載されている。
特許文献３には、一体の金属シートからディスク部を形成し、ディスク部が複数のスポーク装置と各スポーク装置の外端を連結するリング状のディスクエッジを備えたことが記載されている。そして、この文献には、スポーク装置は２本のスポークバー（補強リブ）から形成され、ディスクエッジをリムウェル（ドロップ部）の内周に接合することが記載されている。
【０００３】
一方、従来の（飾り穴の小さい）ディスクは、例えば正方形の鋼板の四隅を円形に打ち抜いたものを絞り加工（プレス加工）してディスクフランジを形成することで製造される（特許文献４、５参照）。この場合、鋼板の円形に打ち抜かれた部分がディスクフランジ端縁となり、鋼板のそれ以外の端部分は水抜きとなる凹部に形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７０４号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９３５５号公報
【特許文献３】欧州特許第１２６２３３３号明細書（特許請求の範囲１、３項）
【特許文献４】特許３４６０７６４号公報（図３）
【特許文献５】特開２００５−３５３３０号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されたような細いスポーク部と大きな飾り穴を一体成形してディスクを製造する場合、ディスクの曲面加工後に飾り穴を開口しようとすると、ディスクの平面部とディスクフランジに共に穴を開ける裏抜き（ディスクの裏面からの穴開け）加工が必要となり、余分な工程が増えて生産性が低くなる。
一方、特許文献５には、予め飾り穴を開口したディスク用ブランク材を曲げてフランジ部を加工することが記載されているが、この技術は飾り穴（熱放射孔）が比較的小さくてディスク外縁付近まで達しておらず（特許文献５の図２）、アルミホイールのようにスポーク部の間が大きく開口する意匠が得られない。
そして、飾り穴がディスク外周縁付近まで達するよう、予め飾り穴を開口したブランク材を飾り穴部分で曲面加工すると、絞り加工により周方向の材料余りが生じ、さらに飾り穴部分の外周で材料の幅が他より狭く強度が低いため、この部分が曲げ加工時に変形してしまい、ディスクフランジ部端縁がうねるようになることがある。この場合、飾り穴の変形による見栄えの低下、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生や、ディスクの歩留まりが低下したり、飾り穴部分でリング部を溶接すると溶接不良が生じるという不具合がある。
従って本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、スポーク部と大きな飾り穴を一体形成したホイールディスクを製造する際に、生産性や品質を向上させ、リム部との溶接不良を低減したスポーク状ホイールディスク及びスポーク状ホイールの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明のスポーク状ホイールディスクの製造方法は、ほぼ円形の板状ブランクにスポーク部の補強部の基となる隆起部を、ボルト孔より外周側に同心円上に複数個形成する予成形工程と、前記隆起部に複数の飾り穴素孔を開口し、隣接する前記飾り穴素孔同士との間にスポーク部素形部を形成する開口工程と、
前記飾り穴素孔が開口された前記板状ブランクの外周部をホイール軸方向とほぼ平行となるよう垂直に折り曲げてディスクフランジを形成し、得られた飾り穴の外縁で前記ディスクフランジの上端縁を構成させるディスクフランジ成形工程と、
前記スポーク部素形部に前記補強部を設けて前記スポーク部を形成するスポーク部成形工程とを有する。
【０００７】
このようにすると、飾り穴素孔を成形する前に、スポーク部の補強部の基となる隆起部の成形を行うので、スポーク部およびディスクフランジ部の成形が、無理なくできる。また、ブランクに飾り穴素孔を開口した後にディスクフランジの成形を行うので、ディスクの平面部とディスクフランジ部に後から穴を開ける裏抜きが不要となり、生産性が高くなる。
【０００８】
前記板状ブランクの外周縁のうち前記飾り穴素孔に対向する部分を、前記板状ブランクの外周縁のうち前記スポーク部素形部の先端部に対向する部分を通る第１基準円より径方向内側に実質的に凹ませて前記ディスクフランジ成形工程を行ってもよい。
【０００９】
このようにすると、ディスクフランジ成形時に、ブランクのうち強度が弱い部分（飾り穴に対向するブランク外周縁）の変形を打ち消すようにブランク形状を規定しているので、飾り穴に対向するブランク外周縁が曲げ加工で変形してディスクフランジ端縁がうねることがなく、ディスクの歩留まりが向上するとともに、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生を防止できる。
【００１０】
前記飾り穴素孔の外縁のうち中央部を含む部分を、前記飾り穴素孔の外縁のうち最も外側に位置する部分を通る第２基準円より径方向内側に実質的に凹ませて前記ディスクフランジ成形工程を行ってもよい。
【００１１】
このようにすると、ディスクフランジ成形時に、強度が弱い前記飾り穴素孔の外縁の余分な変形を打ち消すようにブランク形状を規定しているので、飾り穴素孔の外縁が曲げ加工で変形してうねることがなく、飾り穴の変形による見栄えの低下、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生、ディスクの歩留まり低下や、飾り穴近傍の嵌合部で溶接した際に溶接不良が生じるのを防止できる。また、外観も向上できる。
【００１２】
本発明のスポーク状ホイールは、前記スポーク状ホイールディスクの製造方法によって製造されたスポーク状ホイールディスクのディスクフランジの外周面を、リムの内周面に嵌合溶接してなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スポーク部と大きな飾り穴を一体形成したスポーク状ホイールディスクを製造する際に生産性や歩留まりを向上し、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生を防止できるとともに製造が容易となる。また、外観も向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明ではスチールホイールを例示するが、本発明はスチールホイールの他、円形状板材の外周を絞り加工等によって折り返してフランジを形成して、ディスクに成形できる材料（例えば、チタン、チタン合金）を対象とすることができる。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係るスポーク状ホイールディスクの製造方法の一例を示す工程図である。
まず、ほぼ円形に打ち抜いたスチール板状ブランク１００に、ディスクの中心となるハブ穴１０ｄと、ハブ穴１０ｄより外周側でハブにホイールを取付けるための複数のボルト孔１０ｅを同心円上に開口し、さらに、スポーク部の補強部１１の基となる複数の隆起部１１０を、ボルト孔１０ｅより外周側に同心円上に形成する（図１（ａ））。隆起部１１０は、スポークの数に対応した個数（図１はスポークが５個の場合を示しており、以下、スポークが５個の場合について説明する。）だけ近接して形成され、隣接する隆起部１１０、１１０の間には、隆起部１１０に相対して径方向に延びる谷部１１３が形成される。なお、隆起部１１０は、後述するスポーク部の中央部１３に対して補強部１１が立ち上がる方向に凸になるように形成される。
【００１６】
ハブ穴１０ｄやボルト孔１０ｅは孔抜きパンチによって開口することができ、隆起部１１０はプレスによる絞り加工で成形することができる。又、本発明の一連の工程は、例えばトランスファープレスでブランクを順に複数の金型に搬送して行うことができる。
【００１７】
次に、各隆起部１１０の中心に、それぞれ頂点がハブ穴１０ｄ側を向く略三角形の飾り穴素孔２００を開口すると共に、板状ブランク１００の外周縁１００ｅを以下の形状に加工する（図１（ｂ））。飾り穴素孔２００を開口する際、隣接する飾り穴素孔２００，２００の間には、ブランク１００の中心から外周に放射状に延びる５個の長片状のスポーク部素形部１００ｂが形成され、スポーク部素形部１００ｂの中央部には前記谷部１１３が径方向に延びる。
外周縁１００ｅと飾り穴素孔２００は、孔抜きパンチによって形成することができる。
【００１８】
ここで板状ブランクの外周縁１００ｅのうち飾り穴素孔２００に対向する外周縁部分１００ｅａは、それ以外の外周縁部分（スポーク部素形部１００ｂの先端部に対向する外周縁１００ｅｂ）が通る第１基準円Ｃ１より径方向内側に凹んでいる。より詳しくは、外周縁部分１００ｅａを、隣接する外周縁１００ｅｂの端部同士をほぼ直線上に結ぶよう形成し、外周縁１００ｅｂが位置する第１基準円Ｃ１より径方向内側に外周縁部分１００ｅａを位置させる。従って、板状ブランクの外周縁１００ｅは全体として略５角形をなす。
なお、スポーク部素形部１００ｂの先端部とは、スポーク部素形部１００ｂの幅方向端部の２つの延長線が、ブランクの外周縁と接する部分の間の領域として規定される。
【００１９】
又、飾り穴素孔の外縁（飾り穴素孔の外周のうちブランクの外周縁側の部分）のうち中央部を含む部分２００ｅは、前記飾り穴素孔の外縁のうち最も外側に位置する部分２００ｆを通る第２基準円Ｃ２より径方向内側に凹んでいる。より詳しくは、外縁２００ｅは、第２基準円Ｃ２より径方向内側にあって、外周縁部分１００ｅａと径方向に一定の間隔（幅）を保持するよう位置する。従って、外縁２００ｅは、外周縁部分１００ｅａとほぼ平行の直線状になっている。なお、飾り穴素孔の外縁のうち最も外側に位置する部分２００ｆは、飾り穴素孔の隅部近傍となっている。
【００２０】
次に、図１（ｂ）の形状に加工された板状ブランク１００の外周縁１００ｅをホイール軸方向とほぼ平行となるよう垂直に折り曲げてディスクフランジ１０ｃを形成する（図１（ｃ））。このディスクフランジ成形工程では、折り曲げ位置外周端R（ｏｕｔ）が飾り穴素孔の外縁２００ｅの端部と同じ半径上にあるか、外縁２００ｅの端部より径方向内側にあるようにする。つまり、折り曲げ位置外周端R（ｏｕｔ）は、図１（ｂ）の第２基準円Ｃ２と同一円周上または、第２基準円Ｃ２より径方向内側の位置にある。
なお、基準円Ｃ１、Ｃ２はいずれも板状ブランク１００の中心と同心の円である。
【００２１】
これにより、得られた飾り穴２０ｘの外縁が曲面接続部Ｒの外周側に位置し、かつディスクフランジ１０ｃの上端縁を構成するようになる。
このように、ディスクフランジの折り曲げ位置を飾り穴素孔の近傍（又は飾り穴素孔の一部を含む）位置とすることで、得られた飾り穴２０の外縁がディスク素形１０ｘの外縁まで達し、飾り穴が大きくなるので意匠性が高まる。なお、ディスクフランジ１０ｃ形成後の板状ブランクを便宜上、ディスク素形と称する。ディスク素形は最終的に得られるディスクとほぼ同一形状であるが、スポーク部の補強部やその他の最終加工が行われていない。又、飾り穴２０ｘは最終的に得られる飾り穴２０と若干大きさが異なるので、符号を変えている。
【００２２】
なお、以下の説明で「外側」とは、ホイールを車両に取付けた際、ホイールの軸方向から見て外側となる部分をいい、「内側」とは内側となる部分をいう。但し、トラックのダブルタイヤのように、２個のホイールを軸方向に連結して使用する場合、内側に位置するホイールの「外側」と「内側」は上記の通りであるが、外側に位置するホイールの「外側」と「内側」は上記と逆になる。これは、ダブルタイヤの場合、外側に位置するホイールの表裏を逆にして内側ホイールと連結するためである。例えば、内側ホイールの場合、図２の上側部分が外側となるが、外側ホイールの場合は図２の下側部分が外側となる。
また、リム及びディスクの径方向については、「内周」又は「外周」と表記する。
【００２３】
ここで、ディスクフランジ成形に供する板状ブランク１００の形状を図１（ｂ）のものとした理由について説明する。上記したように、本発明においては飾り穴２０がディスクの外周に達するよう、フランジの折り曲げ位置外周端R（ｏｕｔ）を飾り穴素孔２００の近傍（又は飾り穴素孔の一部を含む）位置とする。飾り穴素孔２００に対向するブランクの外周縁部分１００ｅａの材料の幅（図１（ｂ）の幅α）は、他の外周縁部分１００ｅｂの材料の幅（図１（ｂ）の幅β）に比べて狭く強度が低くなり、ディスクフランジ成形工程で外周縁部分１００ｅａが変形し延びる。また、ディスクフランジ成形工程は絞り成形であるため、ディスクフランジ１０ｃの周方向に材料余りが生じる。このため、ディスクフランジ端縁がうねるようになる。
従って、外周縁部分１００ｅａの周方向の材料余りや変形伸びを打ち消すよう、予め外周縁部分１００ｅａを板状ブランク１００の内側（第１基準円Ｃ１より径方向内側）に位置させることで、ディスクフランジ１０ｃ形成後にディスクフランジ下端１０ｃ（ｉｎ）（ディスクフランジが最も延びた先端）がどの部分でも軸方向にほぼ同じ高さとなる。
同様に、フランジ成形時に強度が低い飾り穴素孔の外縁２００ｅの余分な変形を打ち消すように外縁２００ｅの形状を規定すれば、飾り穴素孔の外縁２００ｅが曲げ加工で変形してうねることがなくなる。
【００２４】
特に、この実施形態では、外周縁部分１００ｅａと外縁２００ｅの形状をいずれも上記したように規定しているので、外縁２００ｅが外周縁部分１００ｅａから径方向に一定の間隔（幅）となり、ディスクフランジ１０ｃ上端１０ｃ（ｏｕｔ）と下端１０ｃ（ｉｎ）がそれぞれ軸方向にほぼ同じ高さとなる。
周方向の材料余りや変形伸びを打ち消すような外周縁部分１００ｅａ及び／又は飾り穴素孔の外縁２００ｅの形状は、例えばＦＥＭ解析等のシミュレーションや予備的な実験によって決めることができる。
【００２５】
ディスクフランジ成形は、公知の加工によって行うことができ、例えば所定のダイと絞りパンチを用いることができる。又、折り曲げ加工後にさらにディスクフランジ部をしごき加工して延伸してもよい。
【００２６】
次に、ディスク素形１０ｘのスポーク部素形部１００ｂにプレス加工や曲げ加工を行って、長手方向に向かって延びる補強部１１、１１を設けてスポーク部１０ｂを形成する（図１（ｄ））。又、この工程で他の加工も行い、最終的なディスク１０を製造する。
ここで、図２に示す第１補強部１１ａおよび第２補強部１１ｂからそれぞれなる補強部１１、１１をスポーク部１０ｂの幅方向端部に形成し、第２補強部１１ｂがディスク１０の外側（図１の紙面上側）に向かって立ち上がる（隆起する）ようにする。又、ディスクのハブ取付け部１０ａ（ボルト孔１０ｅを囲む領域）の外周縁に、スポーク部１０ｂの第２補強部１１ｂに連続する立ち上がり部１４及び立ち上がり部１４につながる接続部１５を形成し、これらの一体化したリブが飾り穴２０の２辺とその頂点を囲むようにする。なお、接続部１５はハブ取付け部１０ａとほぼ平行に延び、隣接するスポーク部の第１補強部１１ａの間を接続する。
【００２７】
スポーク部の幅方向端部の補強部１１、１１で囲まれたスポーク部の幅方向中央部１３は、補強部１１よりホイール内側に凹んで位置している。
又、折曲げによって形成された曲面接続部Ｒは始端から外周側へ向かって幅が広がってディスクフランジ部１０ｃに接続される。ディスクフランジ１０ｃはホイールの軸方向に沿って延び、当該軸方向において、後述するリムとの嵌合溶接面を形成すると共に、各スポーク部１０ｂを連結して強度を確保する機能を有する。
【００２８】
図２はディスク１０の斜視図である。図２において、ディスク１０のハブ取付け部１０ａはほぼ平面をなすが、スポーク部１０ｂはハブ取付け部１０ａから外側に湾曲した後、ハブ取付け部１０ａとほぼ平行に延び、曲面接続部Ｒで内側に湾曲してディスクフランジ１０ｃにつながっている。
【００２９】
以上のように、本発明においては、飾り穴素孔を成形する前に、スポーク部の補強部の基となる隆起部の成形を行うので、スポーク部およびディスクフランジ部の成形が、無理なくできる。また、ブランクに飾り穴素孔を開口した後にディスクフランジ成形を行うので、ディスクの平面部とディスクフランジに後から穴を開ける裏抜きが不要となり、生産性が高くなる。又、飾り穴部分の外周縁が曲げ加工時に大きく変形してディスクフランジ端縁がうねることがないので、ディスクの歩留まりが向上するとともに、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生を防止できる。
又、本発明において、板状ブランクの外周縁のうち飾り穴素孔に対向する部分１００ｅａを、第１基準円より径方向内側に凹ませたブランクを用いてディスクフランジ成形工程を行った場合、ディスクフランジの下端１０ｃ（ｉｎ）がうねることがなくなる。又、飾り穴素孔の外縁のうち中央部を含む部分を、第２基準円より径方向内側に凹ませたブランクを用いてディスクフランジ成形工程を行った場合、飾り穴素孔の外縁２００ｅが曲げ加工で変形してうねることがなくなる。さらに、板状ブランクの外周縁と飾り穴素孔の外縁をいずれも上記した形状に規定すれば、ディスクフランジの下端１０ｃ（ｉｎ）と上端１０ｃ（ｏｕｔ）がそれぞれ軸方向にほぼ同じ高さとなり、ディスクフランジ１０ｃ自体の幅も均一となる。
【００３０】
次に、本発明のスポーク状ホイールを図３を参照して説明する。本発明のスポーク状ホイールは、上記したディスク１０のディスクフランジ１０ｃの外周面を、リム２の内周面に嵌合溶接してなる。
【００３１】
図３において、リム２は略円筒状をなし、リム２の外側フランジの内側にはタイヤのビードを受ける外側ビードシートが形成されている。外側ビードシートより内側には最も小径のドロップ部２ｃが形成され、外側ビードシートと（外側の）ドロップ部２ｃはサイドウォール部２ａを介して滑らかに接続されている。つまり、ドロップ部２ｃとサイドウォール部２ａとは断面が半円状の湾曲部２ｂを介して接続されている。ドロップ部２ｃより内側にはサイドウォール部を介して内側ビードシートが形成され、内側ビードシートは内側フランジに接続されている。以下の説明では、「ドロップ部」は、ドロップ部の外側部分（外側ビードシートに接続する部分）をいう。そして、リム２の両端に形成された外側フランジ及び内側フランジの間にタイヤを収容する。
リム２は、例えば所定形状の圧延形鋼を円筒形に丸めて製造することができ、又は、鋼板を丸めて円筒形にした後、ロール成形等によって所定の断面形状としてもよいが、これらの方法に限られない。
【００３２】
この実施形態では、リム２のドロップ部２ｃの内周面にディスクフランジ１０ａの外周面を嵌合し、嵌合部の外側部分を溶接して溶接部５を形成し、リム２とディスク１０を接合するが、嵌合溶接部はリム２の内周面であればドロップ部２ｃに限定されない。
又、溶接方法は特に制限されず、例えば、レーザー溶接、プラズマ溶接、ＣＯ２−アーク溶接、ＭＡＧ溶接、サブマージアーク溶接、及びＴＩＧ溶接等を用いることができる。但し、溶接部分がホイール外面になる場合は、溶接ビード表面がきれいなレーザー溶接、プラズマ溶接、又はＴＩＧ溶接を用いることが外観上好ましい。特に、コスト、溶接強度信頼性、外観の点からは、ホットワイヤーＴＩＧ溶接又はサブマージアーク溶接が好ましい。
さらに、ディスクフランジ１０ｃは、リムのドロップ部２ｃと平行となるようホイールの軸方向に延びていればよいが、ディスクフランジ１０ｃをリム２にきつく嵌合させるため、ディスクフランジ１０ｃの先端がやや拡径となるようにしてもよい。
【００３３】
ここで、嵌合部の外側部分を溶接する場合、嵌合部の内側を溶接した場合に比べ、溶接部の強度が向上するので好ましい。この理由としては以下のことが考えられる。まず、回転中のディスクは楕円状にゆがむため、ディスクの径方向に、ディスク１０とリム２の嵌合部を広げる(左右に開く)応力が作用する。このため、嵌合部の内側を溶接した場合、嵌合部を広げる応力は嵌合部の外側から溶接部に伝達し、この際、梃子の原理により溶接部に掛かる応力が高くなると考えられる。
一方、嵌合部の外側を溶接した場合、嵌合部を広げる応力は嵌合部の外側の溶接部に直接負荷されるだけであり、溶接部に掛かる応力は内側を溶接した場合に比べて低くなる。
【００３４】
図４は、ディスクとリムの嵌合部の形態を示す斜視図である。本発明においては、飾り穴２０がディスクの外縁まで広がっているので、スポーク部が直接リムに接続しているように見え、意匠性が向上する。
【００３５】
図５はスポーク部の補強部の変形例を示す。図２及び図４に示す実施形態と異なり、図５の実施形態においては、スポーク部１０ｂ２の幅方向端部の補強部１１ｙ、１１ｙで囲まれたスポーク部の幅方向中央部１３ｙは、補強部１１ｙよりホイール外側に突出している。
この変形例の場合も、予成形工程における隆起部１１０は、後述するスポーク部の中央部に対して補強部が立ち上がる方向に凸になるように形成される。但し、この変形例におけるスポーク部１０ｂ２は、図４に示すスポーク部１０ｂと表裏を引っくり返したような位置関係にあるので、隆起部１１０はホイール内側に凸となる。
又、図６に示すように、ディスクフランジ１０ｃが、対応するリム２の嵌合部分と平行な嵌合ディスクフランジ部１０ｃｐと、スポークの補強部１１および飾り穴２０と接続する接続ディスクフランジ部１０ｃｔとからなっていてもよい。この場合、接続ディスクフランジ部１０ｃｔの先端がスポークの補強部１１および飾り穴２０に向けて拡径しており、接続ディスクフランジ部１０ｃｔの先端にスポークの補強部１１および飾り穴２０が接続されている。
図７に示すように、ディスクフランジ１０ｃが、対応するリム２の嵌合部分と平行な嵌合ディスクフランジ部１０ｃｐと、スポークの補強部１１および飾り穴２０と接続する接続ディスクフランジ部１０ｃｔ２とからなっていてもよい。この場合、接続ディスクフランジ部１０ｃｔ２の先端がスポークの補強部１１および飾り穴２０に向けて縮径しており、接続ディスクフランジ部１０ｃｔの先端にスポークの補強部１１および飾り穴２０が接続されている。
図６、図７のディスクフランジ１０ｃの製造は、いずれも図１（ｃ）の工程または図１（ｄ）の工程の中で行っても良いし、図１（ｃ）の工程の直後または図１（ｄ）の工程の直後に行っても良い。
【００３６】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ブランクの外周縁部分及び飾り穴素孔の外縁の形状は、変形伸びを打ち消してフランジ成形後にディスクフランジ上端及び下端がそれぞれ軸方向にほぼ同じ高さとなる限り、フランジ成形の加工の程度によって応じてこれらの形状を変更することができる。
又、スポーク部や飾り穴の形状は限定されず、これらの個数も複数であれば制限はない。又、スポーク部の補強部の形状や個数も限定されない。さらに、スポーク部に軽量化のための穴が開口していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るスポーク状ホイールディスクの製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】ディスクを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用スチールホイールの一例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態のディスクによるスポーク状ホイールディスクを示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例のディスクによるスポーク状ホイールディスクを示す斜視図である。
【図６】リムとディスクの嵌合部の別の実施形態を示す断面図である。
【図７】リムとディスクの嵌合部のさらに別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ ディスク
１０ａ ハブ取付け部
１０ｂ、１０ｂ２ スポーク部
１０ｃ ディスクフランジ
１１、１１ｙ 補強部
１１ａ、１１ａ２ 第１補強部
１１ｂ、１１ｂ２ 第２補強部
１３、１３ｙ スポーク部の幅方向中央部
１４ 立上がり部
１５ 接合部
２０ 飾り穴
１００ 板状ブランク
１００ｂ スポーク部素形部
１００ｅ 板状ブランクの外周縁
１００ｅａ 飾り穴素孔に対向する外周縁部分
１１０ 隆起部
２００ 飾り穴素孔
２００ｅ 飾り穴素孔の外縁のうち中央部を含む部分
Ｃ１ 第１基準円
Ｃ２ 第２基準円
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、農耕用車両、産業用車両等の車両に用いるスポーク状ホイールディスク及びスポーク状ホイールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチールホイールは安価で低コストであるため広く普及しているが、アルミホイールに比べて意匠性が劣るという問題がある。そこで、近年、細いスポーク部と大きな飾り穴とを有し、アルミホイールに似た外観を呈するスチールホイールが開発されている（特許文献１〜３参照）。
このうち、特許文献１には、スポークを一体形成し全周にリング部を有する打ち抜きディスクをリムに溶接し、上記リング部をリムのショルダ部に溶接する際、リムの空気軸（バルブ穴）と干渉しないようリング部に切り欠きを設けることが記載されている。
又、特許文献２には、ディスクの飾り穴の周縁をしごいて立壁を設けて強度を確保することで飾り穴の間のスポーク幅を細くし、かつ周方向に形成したディスクフランジをリムと溶接することが記載されている。
特許文献３には、一体の金属シートからディスク部を形成し、ディスク部が複数のスポーク装置と各スポーク装置の外端を連結するリング状のディスクエッジを備えたことが記載されている。そして、この文献には、スポーク装置は２本のスポークバー（補強リブ）から形成され、ディスクエッジをリムウェル（ドロップ部）の内周に接合することが記載されている。
【０００３】
一方、従来の（飾り穴の小さい）ディスクは、例えば正方形の鋼板の四隅を円形に打ち抜いたものを絞り加工（プレス加工）してディスクフランジを形成することで製造される（特許文献４、５参照）。この場合、鋼板の円形に打ち抜かれた部分がディスクフランジ端縁となり、鋼板のそれ以外の端部分は水抜きとなる凹部に形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７０４号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９３５５号公報
【特許文献３】欧州特許第１２６２３３３号明細書（特許請求の範囲１、３項）
【特許文献４】特許３４６０７６４号公報（図３）
【特許文献５】特開２００５−３５３３０号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されたような細いスポーク部と大きな飾り穴を一体成形してディスクを製造する場合、ディスクの曲面加工後に飾り穴を開口しようとすると、ディスクの平面部とディスクフランジに共に穴を開ける裏抜き（ディスクの裏面からの穴開け）加工が必要となり、余分な工程が増えて生産性が低くなる。
一方、特許文献５には、予め飾り穴を開口したディスク用ブランク材を曲げてフランジ部を加工することが記載されているが、この技術は飾り穴（熱放射孔）が比較的小さくてディスク外縁付近まで達しておらず（特許文献５の図２）、アルミホイールのようにスポーク部の間が大きく開口する意匠が得られない。
そして、飾り穴がディスク外周縁付近まで達するよう、予め飾り穴を開口したブランク材を飾り穴部分で曲面加工すると、絞り加工により周方向の材料余りが生じ、さらに飾り穴部分の外周で材料の幅が他より狭く強度が低いため、この部分が曲げ加工時に変形してしまい、ディスクフランジ部端縁がうねるようになることがある。この場合、飾り穴の変形による見栄えの低下、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生や、ディスクの歩留まりが低下したり、飾り穴部分でリング部を溶接すると溶接不良が生じるという不具合がある。
従って本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、スポーク部と大きな飾り穴を一体形成したホイールディスクを製造する際に、生産性や品質を向上させ、リム部との溶接不良を低減したスポーク状ホイールディスク及びスポーク状ホイールの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明のスポーク状ホイールディスクの製造方法は、ほぼ円形の板状ブランクにスポーク部の補強部の基となる隆起部を、ボルト孔より外周側に同心円上に複数個形成する予成形工程と、前記隆起部に複数の飾り穴素孔を開口し、隣接する前記飾り穴素孔同士との間にスポーク部素形部を形成する開口工程と、
前記飾り穴素孔が開口された前記板状ブランクの外周部をホイール軸方向とほぼ平行となるよう垂直に折り曲げてディスクフランジを形成し、得られた飾り穴の外縁で前記ディスクフランジの上端縁を構成させるディスクフランジ成形工程と、
前記スポーク部素形部に前記補強部を設けて前記スポーク部を形成するスポーク部成形工程とを有する。
【０００７】
このようにすると、飾り穴素孔を成形する前に、スポーク部の補強部の基となる隆起部の成形を行うので、スポーク部およびディスクフランジ部の成形が、無理なくできる。また、ブランクに飾り穴素孔を開口した後にディスクフランジの成形を行うので、ディスクの平面部とディスクフランジ部に後から穴を開ける裏抜きが不要となり、生産性が高くなる。
【０００８】
前記板状ブランクの外周縁のうち前記飾り穴素孔に対向する部分を、前記板状ブランクの外周縁のうち前記スポーク部素形部の先端部に対向する部分を通る第１基準円より径方向内側に実質的に凹ませて前記ディスクフランジ成形工程を行ってもよい。
【０００９】
このようにすると、ディスクフランジ成形時に、ブランクのうち強度が弱い部分（飾り穴に対向するブランク外周縁）の変形を打ち消すようにブランク形状を規定しているので、飾り穴に対向するブランク外周縁が曲げ加工で変形してディスクフランジ端縁がうねることがなく、ディスクの歩留まりが向上するとともに、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生を防止できる。
【００１０】
前記飾り穴素孔の外縁のうち中央部を含む部分を、前記飾り穴素孔の外縁のうち最も外側に位置する部分を通る第２基準円より径方向内側に実質的に凹ませて前記ディスクフランジ成形工程を行ってもよい。
【００１１】
このようにすると、ディスクフランジ成形時に、強度が弱い前記飾り穴素孔の外縁の余分な変形を打ち消すようにブランク形状を規定しているので、飾り穴素孔の外縁が曲げ加工で変形してうねることがなく、飾り穴の変形による見栄えの低下、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生、ディスクの歩留まり低下や、飾り穴近傍の嵌合部で溶接した際に溶接不良が生じるのを防止できる。また、外観も向上できる。
【００１２】
本発明のスポーク状ホイールは、前記スポーク状ホイールディスクの製造方法によって製造されたスポーク状ホイールディスクのディスクフランジの外周面を、リムの内周面に嵌合溶接してなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スポーク部と大きな飾り穴を一体形成したスポーク状ホイールディスクを製造する際に生産性や歩留まりを向上し、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生を防止できるとともに製造が容易となる。また、外観も向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明ではスチールホイールを例示するが、本発明はスチールホイールの他、円形状板材の外周を絞り加工等によって折り返してフランジを形成して、ディスクに成形できる材料（例えば、チタン、チタン合金）を対象とすることができる。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係るスポーク状ホイールディスクの製造方法の一例を示す工程図である。
まず、ほぼ円形に打ち抜いたスチール板状ブランク１００に、ディスクの中心となるハブ穴１０ｄと、ハブ穴１０ｄより外周側でハブにホイールを取付けるための複数のボルト孔１０ｅを同心円上に開口し、さらに、スポーク部の補強部１１の基となる複数の隆起部１１０を、ボルト孔１０ｅより外周側に同心円上に形成する（図１（ａ））。隆起部１１０は、スポークの数に対応した個数（図１はスポークが５個の場合を示しており、以下、スポークが５個の場合について説明する。）だけ近接して形成され、隣接する隆起部１１０、１１０の間には、隆起部１１０に相対して径方向に延びる谷部１１３が形成される。なお、隆起部１１０は、後述するスポーク部の中央部１３に対して補強部１１が立ち上がる方向に凸になるように形成される。
【００１６】
ハブ穴１０ｄやボルト孔１０ｅは孔抜きパンチによって開口することができ、隆起部１１０はプレスによる絞り加工で成形することができる。又、本発明の一連の工程は、例えばトランスファープレスでブランクを順に複数の金型に搬送して行うことができる。
【００１７】
次に、各隆起部１１０の中心に、それぞれ頂点がハブ穴１０ｄ側を向く略三角形の飾り穴素孔２００を開口すると共に、板状ブランク１００の外周縁１００ｅを以下の形状に加工する（図１（ｂ））。飾り穴素孔２００を開口する際、隣接する飾り穴素孔２００，２００の間には、ブランク１００の中心から外周に放射状に延びる５個の長片状のスポーク部素形部１００ｂが形成され、スポーク部素形部１００ｂの中央部には前記谷部１１３が径方向に延びる。
外周縁１００ｅと飾り穴素孔２００は、孔抜きパンチによって形成することができる。
【００１８】
ここで板状ブランクの外周縁１００ｅのうち飾り穴素孔２００に対向する外周縁部分１００ｅａは、それ以外の外周縁部分（スポーク部素形部１００ｂの先端部に対向する外周縁１００ｅｂ）が通る第１基準円Ｃ１より径方向内側に凹んでいる。より詳しくは、外周縁部分１００ｅａを、隣接する外周縁１００ｅｂの端部同士をほぼ直線上に結ぶよう形成し、外周縁１００ｅｂが位置する第１基準円Ｃ１より径方向内側に外周縁部分１００ｅａを位置させる。従って、板状ブランクの外周縁１００ｅは全体として略５角形をなす。
なお、スポーク部素形部１００ｂの先端部とは、スポーク部素形部１００ｂの幅方向端部の２つの延長線が、ブランクの外周縁と接する部分の間の領域として規定される。
【００１９】
又、飾り穴素孔の外縁（飾り穴素孔の外周のうちブランクの外周縁側の部分）のうち中央部を含む部分２００ｅは、前記飾り穴素孔の外縁のうち最も外側に位置する部分２００ｆを通る第２基準円Ｃ２より径方向内側に凹んでいる。より詳しくは、外縁２００ｅは、第２基準円Ｃ２より径方向内側にあって、外周縁部分１００ｅａと径方向に一定の間隔（幅）を保持するよう位置する。従って、外縁２００ｅは、外周縁部分１００ｅａとほぼ平行の直線状になっている。なお、飾り穴素孔の外縁のうち最も外側に位置する部分２００ｆは、飾り穴素孔の隅部近傍となっている。
【００２０】
次に、図１（ｂ）の形状に加工された板状ブランク１００の外周縁１００ｅをホイール軸方向とほぼ平行となるよう垂直に折り曲げてディスクフランジ１０ｃを形成する（図１（ｃ））。このディスクフランジ成形工程では、折り曲げ位置外周端R（ｏｕｔ）が飾り穴素孔の外縁２００ｅの端部と同じ半径上にあるか、外縁２００ｅの端部より径方向内側にあるようにする。つまり、折り曲げ位置外周端R（ｏｕｔ）は、図１（ｂ）の第２基準円Ｃ２と同一円周上または、第２基準円Ｃ２より径方向内側の位置にある。
なお、基準円Ｃ１、Ｃ２はいずれも板状ブランク１００の中心と同心の円である。
【００２１】
これにより、得られた飾り穴２０ｘの外縁が曲面接続部Ｒの外周側に位置し、かつディスクフランジ１０ｃの上端縁を構成するようになる。
このように、ディスクフランジの折り曲げ位置を飾り穴素孔の近傍（又は飾り穴素孔の一部を含む）位置とすることで、得られた飾り穴２０の外縁がディスク素形１０ｘの外縁まで達し、飾り穴が大きくなるので意匠性が高まる。なお、ディスクフランジ１０ｃ形成後の板状ブランクを便宜上、ディスク素形と称する。ディスク素形は最終的に得られるディスクとほぼ同一形状であるが、スポーク部の補強部やその他の最終加工が行われていない。又、飾り穴２０ｘは最終的に得られる飾り穴２０と若干大きさが異なるので、符号を変えている。
【００２２】
なお、以下の説明で「外側」とは、ホイールを車両に取付けた際、ホイールの軸方向から見て外側となる部分をいい、「内側」とは内側となる部分をいう。但し、トラックのダブルタイヤのように、２個のホイールを軸方向に連結して使用する場合、内側に位置するホイールの「外側」と「内側」は上記の通りであるが、外側に位置するホイールの「外側」と「内側」は上記と逆になる。これは、ダブルタイヤの場合、外側に位置するホイールの表裏を逆にして内側ホイールと連結するためである。例えば、内側ホイールの場合、図２の上側部分が外側となるが、外側ホイールの場合は図２の下側部分が外側となる。
また、リム及びディスクの径方向については、「内周」又は「外周」と表記する。
【００２３】
ここで、ディスクフランジ成形に供する板状ブランク１００の形状を図１（ｂ）のものとした理由について説明する。上記したように、本発明においては飾り穴２０がディスクの外周に達するよう、フランジの折り曲げ位置外周端R（ｏｕｔ）を飾り穴素孔２００の近傍（又は飾り穴素孔の一部を含む）位置とする。飾り穴素孔２００に対向するブランクの外周縁部分１００ｅａの材料の幅（図１（ｂ）の幅α）は、他の外周縁部分１００ｅｂの材料の幅（図１（ｂ）の幅β）に比べて狭く強度が低くなり、ディスクフランジ成形工程で外周縁部分１００ｅａが変形し延びる。また、ディスクフランジ成形工程は絞り成形であるため、ディスクフランジ１０ｃの周方向に材料余りが生じる。このため、ディスクフランジ端縁がうねるようになる。
従って、外周縁部分１００ｅａの周方向の材料余りや変形伸びを打ち消すよう、予め外周縁部分１００ｅａを板状ブランク１００の内側（第１基準円Ｃ１より径方向内側）に位置させることで、ディスクフランジ１０ｃ形成後にディスクフランジ下端１０ｃ（ｉｎ）（ディスクフランジが最も延びた先端）がどの部分でも軸方向にほぼ同じ高さとなる。
同様に、フランジ成形時に強度が低い飾り穴素孔の外縁２００ｅの余分な変形を打ち消すように外縁２００ｅの形状を規定すれば、飾り穴素孔の外縁２００ｅが曲げ加工で変形してうねることがなくなる。
【００２４】
特に、この実施形態では、外周縁部分１００ｅａと外縁２００ｅの形状をいずれも上記したように規定しているので、外縁２００ｅが外周縁部分１００ｅａから径方向に一定の間隔（幅）となり、ディスクフランジ１０ｃ上端１０ｃ（ｏｕｔ）と下端１０ｃ（ｉｎ）がそれぞれ軸方向にほぼ同じ高さとなる。
周方向の材料余りや変形伸びを打ち消すような外周縁部分１００ｅａ及び／又は飾り穴素孔の外縁２００ｅの形状は、例えばＦＥＭ解析等のシミュレーションや予備的な実験によって決めることができる。
【００２５】
ディスクフランジ成形は、公知の加工によって行うことができ、例えば所定のダイと絞りパンチを用いることができる。又、折り曲げ加工後にさらにディスクフランジ部をしごき加工して延伸してもよい。
【００２６】
次に、ディスク素形１０ｘのスポーク部素形部１００ｂにプレス加工や曲げ加工を行って、長手方向に向かって延びる補強部１１、１１を設けてスポーク部１０ｂを形成する（図１（ｄ））。又、この工程で他の加工も行い、最終的なディスク１０を製造する。
ここで、図２に示す第１補強部１１ａおよび第２補強部１１ｂからそれぞれなる補強部１１、１１をスポーク部１０ｂの幅方向端部に形成し、第２補強部１１ｂがディスク１０の外側（図１の紙面上側）に向かって立ち上がる（隆起する）ようにする。又、ディスクのハブ取付け部１０ａ（ボルト孔１０ｅを囲む領域）の外周縁に、スポーク部１０ｂの第２補強部１１ｂに連続する立ち上がり部１４及び立ち上がり部１４につながる接続部１５を形成し、これらの一体化したリブが飾り穴２０の２辺とその頂点を囲むようにする。なお、接続部１５はハブ取付け部１０ａとほぼ平行に延び、隣接するスポーク部の第１補強部１１ａの間を接続する。
【００２７】
スポーク部の幅方向端部の補強部１１、１１で囲まれたスポーク部の幅方向中央部１３は、補強部１１よりホイール内側に凹んで位置している。
又、折曲げによって形成された曲面接続部Ｒは始端から外周側へ向かって幅が広がってディスクフランジ部１０ｃに接続される。ディスクフランジ１０ｃはホイールの軸方向に沿って延び、当該軸方向において、後述するリムとの嵌合溶接面を形成すると共に、各スポーク部１０ｂを連結して強度を確保する機能を有する。
【００２８】
図２はディスク１０の斜視図である。図２において、ディスク１０のハブ取付け部１０ａはほぼ平面をなすが、スポーク部１０ｂはハブ取付け部１０ａから外側に湾曲した後、ハブ取付け部１０ａとほぼ平行に延び、曲面接続部Ｒで内側に湾曲してディスクフランジ１０ｃにつながっている。
【００２９】
以上のように、本発明においては、飾り穴素孔を成形する前に、スポーク部の補強部の基となる隆起部の成形を行うので、スポーク部およびディスクフランジ部の成形が、無理なくできる。また、ブランクに飾り穴素孔を開口した後にディスクフランジ成形を行うので、ディスクの平面部とディスクフランジに後から穴を開ける裏抜きが不要となり、生産性が高くなる。又、飾り穴部分の外周縁が曲げ加工時に大きく変形してディスクフランジ端縁がうねることがないので、ディスクの歩留まりが向上するとともに、嵌合強度不足、組立て精度低下などの不良の発生を防止できる。
又、本発明において、板状ブランクの外周縁のうち飾り穴素孔に対向する部分１００ｅａを、第１基準円より径方向内側に凹ませたブランクを用いてディスクフランジ成形工程を行った場合、ディスクフランジの下端１０ｃ（ｉｎ）がうねることがなくなる。又、飾り穴素孔の外縁のうち中央部を含む部分を、第２基準円より径方向内側に凹ませたブランクを用いてディスクフランジ成形工程を行った場合、飾り穴素孔の外縁２００ｅが曲げ加工で変形してうねることがなくなる。さらに、板状ブランクの外周縁と飾り穴素孔の外縁をいずれも上記した形状に規定すれば、ディスクフランジの下端１０ｃ（ｉｎ）と上端１０ｃ（ｏｕｔ）がそれぞれ軸方向にほぼ同じ高さとなり、ディスクフランジ１０ｃ自体の幅も均一となる。
【００３０】
次に、本発明のスポーク状ホイールを図３を参照して説明する。本発明のスポーク状ホイールは、上記したディスク１０のディスクフランジ１０ｃの外周面を、リム２の内周面に嵌合溶接してなる。
【００３１】
図３において、リム２は略円筒状をなし、リム２の外側フランジの内側にはタイヤのビードを受ける外側ビードシートが形成されている。外側ビードシートより内側には最も小径のドロップ部２ｃが形成され、外側ビードシートと（外側の）ドロップ部２ｃはサイドウォール部２ａを介して滑らかに接続されている。つまり、ドロップ部２ｃとサイドウォール部２ａとは断面が半円状の湾曲部２ｂを介して接続されている。ドロップ部２ｃより内側にはサイドウォール部を介して内側ビードシートが形成され、内側ビードシートは内側フランジに接続されている。以下の説明では、「ドロップ部」は、ドロップ部の外側部分（外側ビードシートに接続する部分）をいう。そして、リム２の両端に形成された外側フランジ及び内側フランジの間にタイヤを収容する。
リム２は、例えば所定形状の圧延形鋼を円筒形に丸めて製造することができ、又は、鋼板を丸めて円筒形にした後、ロール成形等によって所定の断面形状としてもよいが、これらの方法に限られない。
【００３２】
この実施形態では、リム２のドロップ部２ｃの内周面にディスクフランジ１０ａの外周面を嵌合し、嵌合部の外側部分を溶接して溶接部５を形成し、リム２とディスク１０を接合するが、嵌合溶接部はリム２の内周面であればドロップ部２ｃに限定されない。
又、溶接方法は特に制限されず、例えば、レーザー溶接、プラズマ溶接、ＣＯ２−アーク溶接、ＭＡＧ溶接、サブマージアーク溶接、及びＴＩＧ溶接等を用いることができる。但し、溶接部分がホイール外面になる場合は、溶接ビード表面がきれいなレーザー溶接、プラズマ溶接、又はＴＩＧ溶接を用いることが外観上好ましい。特に、コスト、溶接強度信頼性、外観の点からは、ホットワイヤーＴＩＧ溶接又はサブマージアーク溶接が好ましい。
さらに、ディスクフランジ１０ｃは、リムのドロップ部２ｃと平行となるようホイールの軸方向に延びていればよいが、ディスクフランジ１０ｃをリム２にきつく嵌合させるため、ディスクフランジ１０ｃの先端がやや拡径となるようにしてもよい。
【００３３】
ここで、嵌合部の外側部分を溶接する場合、嵌合部の内側を溶接した場合に比べ、溶接部の強度が向上するので好ましい。この理由としては以下のことが考えられる。まず、回転中のディスクは楕円状にゆがむため、ディスクの径方向に、ディスク１０とリム２の嵌合部を広げる(左右に開く)応力が作用する。このため、嵌合部の内側を溶接した場合、嵌合部を広げる応力は嵌合部の外側から溶接部に伝達し、この際、梃子の原理により溶接部に掛かる応力が高くなると考えられる。
一方、嵌合部の外側を溶接した場合、嵌合部を広げる応力は嵌合部の外側の溶接部に直接負荷されるだけであり、溶接部に掛かる応力は内側を溶接した場合に比べて低くなる。
【００３４】
図４は、ディスクとリムの嵌合部の形態を示す斜視図である。本発明においては、飾り穴２０がディスクの外縁まで広がっているので、スポーク部が直接リムに接続しているように見え、意匠性が向上する。
【００３５】
図５はスポーク部の補強部の変形例を示す。図２及び図４に示す実施形態と異なり、図５の実施形態においては、スポーク部１０ｂ２の幅方向端部の補強部１１ｙ、１１ｙで囲まれたスポーク部の幅方向中央部１３ｙは、補強部１１ｙよりホイール外側に突出している。
この変形例の場合も、予成形工程における隆起部１１０は、後述するスポーク部の中央部に対して補強部が立ち上がる方向に凸になるように形成される。但し、この変形例におけるスポーク部１０ｂ２は、図４に示すスポーク部１０ｂと表裏を引っくり返したような位置関係にあるので、隆起部１１０はホイール内側に凸となる。
又、図６に示すように、ディスクフランジ１０ｃが、対応するリム２の嵌合部分と平行な嵌合ディスクフランジ部１０ｃｐと、スポークの補強部１１および飾り穴２０と接続する接続ディスクフランジ部１０ｃｔとからなっていてもよい。この場合、接続ディスクフランジ部１０ｃｔの先端がスポークの補強部１１および飾り穴２０に向けて拡径しており、接続ディスクフランジ部１０ｃｔの先端にスポークの補強部１１および飾り穴２０が接続されている。
図７に示すように、ディスクフランジ１０ｃが、対応するリム２の嵌合部分と平行な嵌合ディスクフランジ部１０ｃｐと、スポークの補強部１１および飾り穴２０と接続する接続ディスクフランジ部１０ｃｔ２とからなっていてもよい。この場合、接続ディスクフランジ部１０ｃｔ２の先端がスポークの補強部１１および飾り穴２０に向けて縮径しており、接続ディスクフランジ部１０ｃｔの先端にスポークの補強部１１および飾り穴２０が接続されている。
図６、図７のディスクフランジ１０ｃの製造は、いずれも図１（ｃ）の工程または図１（ｄ）の工程の中で行っても良いし、図１（ｃ）の工程の直後または図１（ｄ）の工程の直後に行っても良い。
【００３６】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ブランクの外周縁部分及び飾り穴素孔の外縁の形状は、変形伸びを打ち消してフランジ成形後にディスクフランジ上端及び下端がそれぞれ軸方向にほぼ同じ高さとなる限り、フランジ成形の加工の程度によって応じてこれらの形状を変更することができる。
又、スポーク部や飾り穴の形状は限定されず、これらの個数も複数であれば制限はない。又、スポーク部の補強部の形状や個数も限定されない。さらに、スポーク部に軽量化のための穴が開口していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係るスポーク状ホイールディスクの製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】ディスクを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車両用スチールホイールの一例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態のディスクによるスポーク状ホイールディスクを示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例のディスクによるスポーク状ホイールディスクを示す斜視図である。
【図６】リムとディスクの嵌合部の別の実施形態を示す断面図である。
【図７】リムとディスクの嵌合部のさらに別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ ディスク
１０ａ ハブ取付け部
１０ｂ、１０ｂ２ スポーク部
１０ｃ ディスクフランジ
１１、１１ｙ 補強部
１１ａ、１１ａ２ 第１補強部
１１ｂ、１１ｂ２ 第２補強部
１３、１３ｙ スポーク部の幅方向中央部
１４ 立上がり部
１５ 接合部
２０ 飾り穴
１００ 板状ブランク
１００ｂ スポーク部素形部
１００ｅ 板状ブランクの外周縁
１００ｅａ 飾り穴素孔に対向する外周縁部分
１１０ 隆起部
２００ 飾り穴素孔
２００ｅ 飾り穴素孔の外縁のうち中央部を含む部分
Ｃ１ 第１基準円
Ｃ２ 第２基準円
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ円形の板状ブランクにスポーク部の補強部の基となる隆起部を、ボルト孔より外周側に同心円上に複数個形成する予成形工程と、前記隆起部に複数の飾り穴素孔を開口し、隣接する前記飾り穴素孔同士との間にスポーク部素形部を形成する開口工程と、
前記飾り穴素孔が開口された前記板状ブランクの外周部をホイール軸方向とほぼ平行となるよう垂直に折り曲げてディスクフランジを形成し、得られた飾り穴の外縁で前記ディスクフランジの上端縁を構成させるディスクフランジ成形工程と、
前記スポーク部素形部に前記補強部を設けて前記スポーク部を形成するスポーク部成形工程と
を有するスポーク状ホイールディスクの製造方法。
【請求項２】
前記板状ブランクの外周縁のうち前記飾り穴素孔に対向する部分を、前記板状ブランクの外周縁のうち前記スポーク部素形部の先端部に対向する部分を通る第１基準円より径方向内側に実質的に凹ませて前記ディスクフランジ成形工程を行う請求項１に記載のスポーク状ホイールディスクの製造方法。
【請求項３】
前記飾り穴素孔の外縁のうち中央部を含む部分を、前記飾り穴素孔の外縁のうち最も外側に位置する部分を通る第２基準円より径方向内側に実質的に凹ませて前記ディスクフランジ成形工程を行う請求項1または２に記載のスポーク状ホイールディスクの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のスポーク状ホイールディスクの製造方法によって製造されたスポーク状ホイールディスクのディスクフランジの外周面を、リムの内周面に嵌合溶接してなるスポーク状ホイール。
【請求項１】
ほぼ円形の板状ブランクにスポーク部の補強部の基となる隆起部を、ボルト孔より外周側に同心円上に複数個形成する予成形工程と、前記隆起部に複数の飾り穴素孔を開口し、隣接する前記飾り穴素孔同士との間にスポーク部素形部を形成する開口工程と、
前記飾り穴素孔が開口された前記板状ブランクの外周部をホイール軸方向とほぼ平行となるよう垂直に折り曲げてディスクフランジを形成し、得られた飾り穴の外縁で前記ディスクフランジの上端縁を構成させるディスクフランジ成形工程と、
前記スポーク部素形部に前記補強部を設けて前記スポーク部を形成するスポーク部成形工程と
を有するスポーク状ホイールディスクの製造方法。
【請求項２】
前記板状ブランクの外周縁のうち前記飾り穴素孔に対向する部分を、前記板状ブランクの外周縁のうち前記スポーク部素形部の先端部に対向する部分を通る第１基準円より径方向内側に実質的に凹ませて前記ディスクフランジ成形工程を行う請求項１に記載のスポーク状ホイールディスクの製造方法。
【請求項３】
前記飾り穴素孔の外縁のうち中央部を含む部分を、前記飾り穴素孔の外縁のうち最も外側に位置する部分を通る第２基準円より径方向内側に実質的に凹ませて前記ディスクフランジ成形工程を行う請求項1または２に記載のスポーク状ホイールディスクの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のスポーク状ホイールディスクの製造方法によって製造されたスポーク状ホイールディスクのディスクフランジの外周面を、リムの内周面に嵌合溶接してなるスポーク状ホイール。
【図１】
【図３】
【図６】
【図７】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【図６】
【図７】
【図２】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１１３７９９（Ｐ２００９−１１３７９９Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６８１７８（Ｐ２００８−２６８１７８）
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月１７日（２００８．１０．１７）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
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