(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ部（２０）の中央に、回転軸又は固定軸に嵌合させるボス部（２５）を設けたボス付きカップ部材（１０）において、
このボス付きカップ部材（１０）は、前記ボス部（２５）からカップ部（２０）まで継ぎ目のないプレス一体成形品で、且つ前記ボス部（２５）を前記カップ部（２０）に較べて厚肉に形成し、
前記カップ部（２０）は、ドラム部分（２１）とディスク部分（２２）とを具備し、このディスク部分（２２）の中央にボス部（２５）が形成され、前記ディスク部分（２２）は、前記ボス部（２５）から前記ドラム部分（２１）へかけて徐々に薄肉になるように成形されることを特徴としたボス付きカップ部材。
【請求項２】
請求項１記載のボス付きカップ部材（１０）は、平板を素材としてプレス成形して得たものであることを特徴としたボス付きカップ部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のボス付きカップ部材（１０）と、このボス付きカップ部材（１０）に溶接にて取付けたスポーク部（５１）と、このスポーク部（５１）に結合したリム部（５２）と、からなる車両用ホイール。
【請求項４】
前記スポーク部（５１）と前記ボス付きカップ部材（１０）との溶接部は、前記ドラム部分（２１）上のディスク部分（２２）寄りに設けられることを特徴とした請求項３記載の車両用ホイール。
【請求項５】
塑性加工にて平板からボス付きカップ部材（１０）を成形するボス付きカップ部材の製造方法において、
平板を上側に膨らんだベル型断面に成形し、次にアプセット加工法にて、カップ部（３３）とこのカップ部（３３）よりも厚肉に形成したボス部（３２）とからなる継ぎ目のない一体成形体を得ることを特徴としたボス付きカップ部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用ホイール及びこの車両用ホイールに好適なボス付きカップ部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用ホイールには、スポークにワイヤを使用したワイヤスポークホイールと、スポーク部をディスクにしたディスクホイールとが広く使用されている。
ディスクホイールには溶接型ホイールと、キャストホイールと称する一体鋳造型ホイールとが普及している。
【０００３】
まず、溶接型ホイールでは、ボス部にカップ部を溶接した部材が主要部材となる。この主要部材の具体例を図面で説明する。
図６（ａ），（ｂ）は従来のボス付きカップ部材の一例を示す図である。
先ず、（ａ）において、曲げ成形し且つ中央に孔１０１を有するカップ部１０２と、厚肉のボス部１０３とを準備し、ボス部１０３を孔１０１に嵌合する。
次に、（ｂ）において、１０６は溶接ビードを示し、溶接でボス部１０３をカップ部１０２に一体化することでボス付きカップ部材１００を得ることができる。
【０００４】
このボス付きカップ部材１００は、ボス部１０３の厚肉化とカップ部１０２の薄肉化とを同時に達成することができるという構造的な利点があり、車両用ホイールの要部部材、ブレーキドラム、発電機のロータ若しくは同等の用途に好適な部材である。
しかし、図６（ｂ）で溶接したときに、ボス部１０３に不可避的な歪が発生するために、軸孔１０７は溶接後に仕上げ加工する必要があり、ボス部１０３にあっては素材→機械加工→組付け→溶接→機械仕上げ加工の工程を踏まなければならず、加工工数が嵩むことになる。
【０００５】
又、一体鋳造型ホイールに関する技術として▲１▼実開平１−８０５０１号公報「自動二輪車用ホイール」や▲２▼実開昭５９−１８６０３号公報「車両用ホイール」などが提案されている。
上記▲１▼は同公報の第１図によれば、ハブ１４、スポーク部１２及びリム１１を一体鋳造したキャストホイールに関する考案である。
また、上記▲２▼は同公報の第２図によれば、リム部の中心軸線で左右に２分割することのできる車両用ホイールに関する考案である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼はハブ１４、スポーク部１２及びリム１１を一体鋳造した鋳造ホイールである。鋳造では、溶湯の凝固時間をほぼ均等にするために鋳造品の肉厚を大きく変更することはしない。しかし、ハブ１４は車軸を嵌合する関係で肉厚を大きくし、スポーク部１２及びリム１１は軽量化のために肉厚を小さくしなければならないが、この様な細かな要求にキャストホイールを対応させるには無理がある。
また、上記▲２▼はリム部を２枚重ね構造にしたものであるが、このリム部を鋳造で製造したとすれば、２枚重ね構造のリム部は厚くなりやすく、重くなりやすい。
【０００７】
従って、従来のキャストホイール（鋳造一体型ホイール）では、ハブ（ボス）とスポーク部を一体化することはできるものの、鋳造品であるから重くなりやすく軽量化が図りにくい。加えたて鋳造後に軸穴加工やスプライン加工を施さなければならぬので加工工数が嵩むなどの課題が残ることになる。
【０００８】
以上に述べたとおり、溶接型ホイール、一体鋳造型ホイールのいづれにおいても課題がある。
そこで、本発明の目的は加工工数が少なくて済み、肉厚の調整が自在であるボス付きカップ部材及びそれを取入れた車両用ホイールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、カップ部の中央に、回転軸又は固定軸に嵌合させるボス部を設けたボス付きカップ部材において、このボス付きカップ部材は、ボス部からカップ部まで継ぎ目のないプレス一体成形品で、且つボス部をカップ部に較べて厚肉に形成し、カップ部は、ドラム部分とディスク部分とを具備し、このディスク部分の中央にボス部が形成され、ディスク部分は、ボス部からドラム部分へかけて徐々に薄肉になるように成形されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２は、請求項１記載のボス付きカップ部材を、平板を素材としてプレス成形して得たものであることを特徴とする。
素材が平板であるため、材料費は廉価となり、製品コストを大幅に下げることができる。
【００１１】
請求項３は、請求項１又は請求項２記載のボス付きカップ部材と、このボス付きカップ部材に溶接にて取付けたスポーク部と、このスポーク部に結合したリム部とから、車両用ホイールを構成したものである。
塑性加工法で製造したボス付きカップ部材に、スポーク部並びにリム部を組合わせることで、車両用ホイールを得る。
カップ部とスポーク部との間を溶接してもボス部まで溶接熱が影響することはない。
請求項４に係る車両用ホイールでは、スポーク部とボス付きカップ部材との溶接部は、ドラム部分上のディスク部分寄りに設けられることを特徴とする。
請求項５は、塑性加工にて平板からボス付きカップ部材を成形するボス付きカップ部材の製造方法において、平板を上側に膨らんだベル型断面に成形し、次にアプセット加工法にて、カップ部とこのカップ部よりも厚肉に形成したボス部とからなる継ぎ目のない一体成形体を得ることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係るボス付きカップ部材の断面図であり、ボス付きカップ部材１０は、ドラム部分２１とディスク部分２２とからなるカップ部２０の中央、正確にはディスク部分２２の中央に、回転軸又は固定軸に直接若しくは間接的に嵌合するボス部２５を一体形成したものである。ボス部２５にスプラインなどの歯型を同時成形することも可能である。
ボス部２５の肉厚ｔ１は大きく、ドラム部分２１の肉厚ｔ２は小さい如くに部分によって肉厚に差をつけたが、これは、ディスク部分２２において肉厚を徐々に変更した結果による。
【００１３】
以上の構成のボス付きカップ部材の塑性加工法の一例を次に説明する。なお、塑性加工法の一例を示すに過ぎないので、塑性加工に用いる金型やプレス機は周知のものを使用するものとして、図示しない。
図２（ａ）〜（ｄ）は本発明のボス付きカップ部材の製造工程図（前半）である。
（ａ）：ドーナツ形平板（又は平板）のブランク３０を準備する。なお、このブランク材３０としては、アルミニウム合金やチタン合金などの軽金属、炭素鋼、ステンレス鋼、銅合金などが適当である。このブランク材３０を次の要領で塑性加工する。なお、ドーナツ形平板は中央が孔がボス部及び軸孔を形成する上で役立つ。しかし、平板を素材として打ち抜き加工で外周及び内周を形成してもよい。従って、素材をドーナツ形平板、円板又は単なる平板とするかは自由である。
（ｂ）：図示せぬ絞り金型にて、絞ることによりベル型断面の第１次成形体３１を得る。この第１次成形体３１を更に塑性加工する。
（ｃ）：アプセット加工法にて、半完成ボス部３２及び半完成カップ部３３からなる第２次成形体３４を得る。この第２次成形体３４を更に塑性加工する。
（ｄ）：張出し加工法にて、半完成ボス部３２を張出し且つ半完成カップ部３３を張出して第３次成形体３５を得る。この第３次成形体３５を更に塑性加工する。
【００１４】
図３（ａ）〜（ｃ）は本発明のボス付きカップ部材の製造工程図（後半）である。
（ａ）：半完成カップ部３３を更に絞り、結果として、先端に厚肉部３６を残すことで第４次成形体３７を得る。得られた第４次成形体３７に塑性加工を加える。
（ｂ）：図示せぬサイジング金型及びサイジングプレス機にて仕上げ加工を施して、ボス部２５（但し機械加工は未了）及びカップ部２０からなるボス付きカップ部材１０を得る。
【００１５】
（ｃ）：別工程でスポーク部５１及びこのスポーク部５１に結合（溶接、リベットなど）したリム部５２とを製造しておき、スポーク部５１にボス付きカップ部材１０を組付け、溶接すればよい。これで車両用ホイール５０を得ることができる。５３，５３は溶接ビードであり、溶接ビード５３，５３はボス部２５から十分に離れており、溶接熱がボス部２５に影響する心配はない。
なお、以上に述べた塑性加工は熱間加工、温間加工、冷間加工のいづれであってもよいが、仕上り精度の点で冷間加工が最適である。
【００１６】
図４は本発明に係る車両用ホイールの断面図であり、車両用ホイール５０は、ボス付きカップ部材１０と、このボス付きカップ部材１０に溶接にて取付けたスポーク部５１と、このスポーク部５１に結合したリム部５２と、からなり、カップ部２０、スポーク部５１並びにリム部５２を薄肉として軽量化を図ると共に、ボス部２５のみを十分に厚肉として剛性を高めることができたことを示す。５５はタイヤである。
【００１７】
なお、この車両用ホイール５０は、一見したところ従来の溶接型ホイールに似ているが、ボス部２０とディスク部分２２との間を溶接せずに塑性加工で一体的に繋げたことを特徴とする。すなわち、溶接ビード５３をボス部２０から遠避けたことを特徴とする。このことにより、溶接熱がボス部２０に影響する虞れはない。
【００１８】
図５は図１の別実施例に係るボス付きカップ部材の断面図であり、このボス付きカップ部材６０は、ドラム部分６１ａとディスク部分６０ｄとからなるカップ部６１の中央、正確にはディスク部分６１ｂの中央に、ボス部６２を一体形成したことは図１と共通するが、ボス部６２をディスク部分６１ｂから双方向（図では左右）へ張出し、且つ肉を更に厚くすることにより、段付き孔６３を形成したことを特徴とする。
【００１９】
この様に、本発明によればボス部６２とカップ部６１とを連続的に一体形したものであるにも拘らず、剛性を確保するためにボス部６２の肉厚を増すこと、並びに軽量化を図るためにカップ部６１を薄肉化することを同時に達成できることを特徴とする。
一体成形品であるから、溶接を施す必要がなく、溶接熱による歪を心配する必要も無い。
【００２０】
尚、本発明のボス付きカップ部材１０，６０は、金属素材を塑性加工することで製造しえたものであり、塑性加工はプレス（鍛造を含む。）法若しくは同等の加工法で実施すればよい。従って、実施の形態で説明した製造方法は代表例を示したに過ぎず、ダイやパンチの形式、形状は任意であり、またプレスの回数も必要に応じて増減すればよいものである。
【００２１】
又、本発明のボス付きカップ部材１０，６０は、車両用ホイールの要部部材に好適であるが、その他、ブレーキドラムや発電機ロータとしても活用できるので、用途を特に限定するものではない。
【００２２】
さらには、請求項１では、ドーナツ状円板に限らず、適当な大きさの金属ビレット（塊）を素材として、鍛造法やプレス法にて得た一体成形品であってもよい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、ボス付きカップ部材を、鋳造でなく、溶接でもなく、塑性加工法で製造する。鋳造ではないから、肉厚の変更は自在であり、また、溶接をしないので溶接熱による歪を心配する必要が無い。
この結果、歪取りを目的とした機械加工を省くことができ、加工工数の削減が図れる。加えて、剛性を確保するためにボス部の肉厚を増すこと、並びに軽量化を図るためにカップ部を薄肉化することを同時に達成できる。
詳細には、ボス付きカップ部材は、プレス一体成形品であり、ディスク部分は、ボス部からドラム部分へかけて徐々に薄肉になるように成形される。ボス付きカップ部材を、塑性加工法で製造するから、肉厚の変更は自在である。この結果、加工工数の削減が図れる。加えて、剛性を確保するためにボス部の肉厚を増すこと、並びに軽量化を図るためにカップ部を薄肉化することを同時に達成できる。
【００２４】
請求項２は、請求項１記載のボス付きカップ部材を、平板を素材としてプレス成形して得たものであることを特徴とし、素材が平板であるため、材料費は廉価となり、製品コストを大幅に下げることができる。
【００２５】
請求項３は、塑性加工法で製造したボス付きカップ部材に、スポーク部並びにリム部を組合わせることで、車両用ホイールを得る。カップ部とスポーク部との間を溶接してもボス部まで溶接熱が影響することはない。
この結果、歪取りを目的とした機械加工を省くことができ、加工工数の削減が図れる。加えて、剛性を確保するためにボス部の肉厚を増すこと、並びに軽量化を図るためにカップ部を薄肉化することを同時に達成できる。
請求項４では、スポーク部とボス付きカップ部材との溶接部は、ドラム部分上のディスク部分寄りに設けられている。溶接部は、ボス部から十分に離れており、溶接熱がボス部に影響する心配はない。
請求項５では、平板を上側に膨らんだベル型断面に成形し、次にアプセット加工法にて、カップ部とこのカップ部よりも厚肉に形成したボス部とからなる継ぎ目のない一体成形体を得るようにした。塑性加工法で製造するので、肉厚の変更は自在であり、剛性を確保するためにボス部の肉厚を増すこと、並びに軽量化を図るためにカップ部を軽量化することを同時に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るボス付きカップ部材の断面図
【図２】本発明のボス付きカップ部材の製造工程図（前半）
【図３】本発明のボス付きカップ部材の製造工程図（後半）
【図４】本発明に係る車両用ホイールの断面図
【図５】図１の別実施例に係るボス付きカップ部材の断面図
【図６】従来のボス付きカップ部材の一例を示す図
【符号の説明】
１０，６０…ボス付きカップ部材、２０，６１…カップ部、２１，６１ａ…ドラム部分、２２，６１ｂ…ディスク部分、２５，６２…ボス部、５０…車両用ホイール、５１…スポーク部、５２…リム部、５３…溶接ビード。
【図１】
0004083332.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0004083332.tif 000005
【図５】
0004083332.tif 000006
【図６】
0004083332.tif 000007