(57)【要約】【課題】片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部に対するフルフェイス型ディスク材の溶接合を、溶接熱影響を生じないようにおこなう。【解決手段】片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの裏側にリムのフランジ無し側端縁部を突き合わせた後、該突き合わせ部分にＦＳＷ溶接を施すようにした。これにより溶接による熱影響が極端に少なく、リムやディスクに部分変形を生じないから車両走行時に振れを生じて走行フィーリングに悪影響を及ぼすようなことがなく、またディスク表面に部分的な歪みを生じて意匠性を悪化させ、あるいはディスクの表面側に溶接焼けによる酸化膜の生成もないために、塗装品質の悪化を防止するための酸化膜除去作業も不要となり、工程の短縮と低コスト化ならびに高品質化を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの裏側にリムのフランジ無し側端縁部を突き合わせた後、該突き合わせ部分に周方向に沿って順次ＦＳＷ溶接を施すようにしたフルフェイス型ディスクホイールの製造方法。
【請求項２】
片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に、外周端にかけて薄肉にした段部を全周にわたり形成し、該段部にリムのフランジ無し側端縁部を嵌め合わせた後、該嵌め合わせ部分に周方向に沿って順次ＦＳＷ溶接を施すようにしたフルフェイス型ディスクホイールの製造方法。
【請求項３】
フルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に、外周端にかけて薄肉にした段部を全周にわたり形成する手法が鍛造による減肉加工であるところの請求項２に記載のフルフェイス型ディスクホイールの製造方法。
【請求項４】
フルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に、外周端にかけて薄肉にした段部を全周にわたり形成する手法が切削による減肉加工であるところの請求項２に記載のフルフェイス型ディスクホイールの製造方法。
【請求項５】
片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの裏側にリムのフランジ無し側端縁部を突き合わせた後、フルフェイス型ディスクの表面側から上記突き合わせ部分に向けて周方向に順次ＦＳＷ溶接を施すようにしたフルフェイス型ディスクホイールの製造方法。
【請求項６】
リムのフランジ無し側端接合部をフルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に突き当てる場合において、フルフェイス型ディスクの裏側であって、リムの側端部当接部から外周端縁に至る面にあらかじめ鍛造により減肉加工を施すようにした請求項５に記載のフルフェイス型ディスクホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルフェイス型ディスクホイールの製造方法に関し、とくに溶接による熱影響を減少させて品質を向上させ、しかも生産効率の向上ならびにコストの低減をはかることを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
フルフェイス型ディスクホイールは、その特有のスタイリングから近時次第に注目を集めており、フルフェイス型ディスクの裏側に片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部を突き合わせた後、該突き合わせ部分には周方向に沿って主にアーク溶接を施して一体化することにより構成されている。
【０００３】
また、フルフェイス型ディスクホイールは、その独特の意匠デザイン性を発揮する必要から十分な強度を維持するために、ディスク材としてリムよりも厚い板厚のものを用いることになるが、この場合にはディスクのリムフランジ相当箇所についても必然的に板厚になるために、汎用のバランスウエイトがそのまま使用できなくなる。  しかも板厚の薄いリムとの溶接を容易にし、しかも十分な強度を保持させるためにはリムのフランジ相当部分については比較的薄肉にする必要がある。
【０００４】
このような状況から、かかるフルフェイス型ディスクホイールの製造に関しては、片側にのみリムフランジを有するリムとフルフェイス型ディスクとの接合部分において、これまでに種々の工夫がなされている。  具体例を挙げると、特開平５−５８１０６号公報には「２ピース・フルフェイス板ディスクホイール」の発明が開示されている。
【０００５】
これはフルフェイス型ディスク２をリム１に組み付け溶接する際に、ディスク２とリム１との特別な位置決め手段を必要とせず、また溶接ビードの除去を不要とするとともに、溶接熱によるディスク表面のメッキに変色等が生じないようにしたものであって、ディスク２の外周部１０に半径方向の切込み１０ｃを入れて外周部１０をディスク外周部１０ａと内側部１０ｂとに裂開し、外側部１０ａで表側フランジ４を、内側部１０ｂで嵌合部６を形成し、このようにして形成した嵌合部６をリム１の表側ビードシートの内周面５に嵌合溶接するようにしたものである。
【特許文献１】特開平５−５８１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フルフェイス型ディスクの裏側に片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部を突き合わせた後、該突き合わせ部分に周方向に沿ってアーク溶接を施す場合には、溶接ワイヤーを高温で溶かし、アーク（火花）を飛ばしながら高温溶接をおこなうものであるために、溶接後の常温冷却による熱収縮からリムの溶接部分がディスク側に引っ張られて部分変形する結果、車両走行時に振れを生じて走行フィーリングに悪影響を及ぼすことが多い。
【０００７】
またそればかりでなく、高温溶接に起因してディスク表面に部分的な歪みを生じて意匠性を悪化させたり、あるいはディスクの表面側に溶接焼けによる酸化膜が生成されるために、塗装品質の悪化を防止するべくディスク表面にバフ補修を施して酸化膜除去をおこなうことも必要となる等の課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで本発明は上記の課題を解決し、とくに溶接による熱影響を減少させて品質を向上させ、しかも生産効率の向上ならびにコストの低減をはかるようにしたものであって、具体的には請求項１の発明は、片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの裏側にリムのフランジ無し側端縁部を突き合わせた後、該突き合わせ部分に周方向に沿って順次摩擦攪拌溶接〔Friction  Stir  Welding〕（以下単に「ＦＳＷ溶接」という）を施すようにしたフルフェイス型ディスクホイールの製造方法に関する。
【０００９】
また請求項２の発明は、片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に、外周端にかけて薄肉にした段部を全周にわたり形成し、該段部にリムのフランジ無し側端縁部を嵌め合わせた後、該嵌め合わせ部分に周方向に沿って順次ＦＳＷ溶接を施すようにしたフルフェイス型ディスクホイールの製造方法に関する。
【００１０】
さらに請求項３の発明は、フルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に、外周端にかけて薄肉にした段部を全周にわたり形成する手法が鍛造による減肉加工であるところの請求項２に記載のフルフェイス型ディスクホイールの製造方法に関する。  さらに請求項４の発明は、フルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に、外周端にかけて薄肉にした段部を全周にわたり形成する手法が切削による減肉加工であるところの請求項２に記載のフルフェイス型ディスクホイールの製造方法に関する。
【００１１】
さらに請求項５の発明は、片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの裏側にリムのフランジ無し側端縁部を突き合わせた後、フルフェイス型ディスクの表面側から上記突き合わせ部分に向けて周方向に順次ＦＳＷ溶接を施すようにしたフルフェイス型ディスクホイールの製造方法に関する。
【００１２】
さらに請求項６の発明は、リムのフランジ無し側端接合部をフルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に突き当てる場合において、フルフェイス型ディスクの裏側であって、リムの側端部当接部から外周端縁に至る面にあらかじめ鍛造により減肉加工を施すようにした請求項５に記載のフルフェイス型ディスクホイールの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記した通り、フルフェイス型ディスクの裏側にリムのフランジ無し側端縁部を突き合わせた後、該突き合わせ部分に周方向に沿って順次ＦＳＷ溶接を施すようにしたために、溶接による熱影響が極端に少なく、リムやディスクに部分変形を生じないから車両走行時に振れを生じて走行フィーリングに悪影響を及ぼすようなことがなく、またディスク表面に部分的な歪みを生じて意匠性を悪化させ、あるいはディスクの表面側に溶接焼けによる酸化膜の生成もないために、塗装品質の悪化を防止するための酸化膜除去作業も不要となり、工程の短縮と低コスト化ならびに高品質化を実現することができる。
【００１４】
また、リムとディスクとの溶接接合手段がＦＳＷ溶接であるために、鉄のリムと鉄のディスクのみならず、鉄のリムとアルミ合金のディスク等、異種金属との溶接接合の場合においても鉄材同士に劣らない十分な接合強度を維持することができ、フルフェイス型ディスクホイールとしてのバリエーションを増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下において本発明の具体的な内容を図１〜２の第１実施例をもとに説明すると、図において１はリム、４はフルフェイス型ディスクをあらわしている。  なお本発明においてフルフェイス型ディスクとは、ディスクの外周部をリムの表面フランジとして利用することにより、ディスク面と、その外周縁に位置するフランジ部とを１ピース部材として成型したものを意味する。
【００１６】
リム１はタイヤをはめ込むために必要な一定幅を有する帯状鋼板の両端を突き合わせてフラッシュバット溶接をし、これによって略円筒状に構成される。  このリム１は片側にのみリムフランジ２を有するとともに、反対側はフランジ無し側端部３として構成される。  またフルフェイス型ディスク４は、特に図示はしないが縦横の長さがそれぞれ約５００ｍｍ程度、厚み約５ｍｍ程度の方形鋼板より円形のディスク素材が打ち抜かれ、さらに好ましくはディスク素材の片側（裏側すなわちリム１に当接する側）であって、リム１の側端部３当接部から外周端縁に至る面にあらかじめ減肉部４ａを形成し、リム１の側端部３の当接部付近に段部４ｂを形成する。
【００１７】
なお、この場合の減肉加工については、例えば大型のプレス装置を用い、平坦なダイの上にディスク素材を位置合わせして載せ、上方から減肉加工用のパンチを上記ディスク素材に向けて圧下させる鍛造加工を施すことにより減肉部４ａおよび段部４ｂが施されたディスク素材が得られる。  またこの場合に上記した鍛造加工に代えて切削加工を施すことによっても減肉部４ａが施されたディスク素材が得られる。
【００１８】
このようにして減肉加工が施されたディスク素材は、さらに上下金型による第１段および第２段加工等を施すことによりプレスまたはスタンピング加工を施し、さらに中心穴の周りなどを穴抜きしてフルフェイス型ディスク４が成型される。
【００１９】
上記した第１実施例の構成において、片側にのみリムフランジ２を有するリム１のフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスク４を組み付ける場合において、フルフェイス型ディスク４の裏側にリム１のフランジ無し側端縁部３を突き合わせ、あるいはフルフェイス型ディスク４の裏側に形成された段部４ｂに嵌合させた後、該突き合わせ部分あるいは嵌合部分にＦＳＷ溶接、すなわち摩擦攪拌溶接〔Friction  Stir  Welding〕装置を用いてＦＳＷ溶接工具５をリム１のフランジ無し側端縁部３に沿わせつつ周方向に向けて順次ＦＳＷ溶接Ｗを施すことにより目的とするフルフェイス型ディスクホイールを完成する。
【００２０】
なおＦＳＷ溶接は、接合する二つの接合材料の接合面に、先端面が平坦な溶接工具を圧し当てた状態で、これを高速回転させながら順次移動させつつ接合するものであるために、フルフェイス型ディスク４に対するリム１のフランジ無し側端縁部３の突き当て箇所の溶接には適用することができず、これまでは平坦な板状の接合材の接合手段としてしか用いられていなかったものである。
【００２１】
しかし、フルフェイス型ディスクの裏側外周縁寄りの位置に、外周端にかけて薄肉にした段部４ｂを全周にわたり形成するなどの工夫により、フルフェイス型ディスク４の段部４ｂの面とリム１のフランジ無し側端部３の面との接合が可能となるに至り、該接合部分にＦＳＷ溶接Ｗを施すことが可能となった。  またこの溶接方法をフルフェイス型ディスクとリムとの接合に応用することにより、在来のアーク溶接等の溶接手法に比べて１０分の１以下の溶接熱量に抑え、また接合後の変形についても１０分の１以下に抑えることが可能となった。
【００２２】
さらに図３には本発明の第２実施例が示されている。  これは片側にのみリムフランジ２を有するリム１のフランジ無し側端部３にフルフェイス型ディスク４を組み付ける場合において、フルフェイス型ディスク４の裏側にリム１のフランジ無し側端縁部３を突き合せ、あるいはフルフェイス型ディスク４の裏側に形成された段部４ｂに嵌合させた後、ディスク４の表面側からＦＳＷ溶接、すなわち摩擦攪拌溶接〔Friction  Stir  Welding〕装置を用い、ＦＳＷ溶接工具５をリム１のフランジ無し側端縁部３に向けて周方向に順次ＦＳＷ溶接Ｗを施すようにしたものであって、これにより目的とするフルフェイス型ディスクホイールを完成するようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明方法により製造されたフルフェイス型ディスクホイールの部分的断面図。
【図２】本発明における第１実施例であるディスクとリムのフランジ無し側端縁部とのＦＳＷ溶接による接合状態をあらわした要部拡大断面図。
【図３】本発明における第２実施例であるディスクとリムのフランジ無し側端縁部とのＦＳＷ溶接による接合状態をあらわした要部拡大断面図。
【符号の説明】
【００２４】
１          リム
２          リムフランジ
３          フランジ無し側端部
４          フルフェイス型ディスク
４ａ        減肉部
４ｂ        段部
５          ＦＳＷ溶接工具
Ｗ          ＦＳＷ溶接
【図１】
2005350003.tif 000003
【図２】
2005350003.tif 000004
【図３】
2005350003.tif 000005