JP2758249B2 - ２ピースフルデザインホイール - Google Patents
２ピースフルデザインホイールInfo
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- JP2758249B2 JP2758249B2 JP2078754A JP7875490A JP2758249B2 JP 2758249 B2 JP2758249 B2 JP 2758249B2 JP 2078754 A JP2078754 A JP 2078754A JP 7875490 A JP7875490 A JP 7875490A JP 2758249 B2 JP2758249 B2 JP 2758249B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ溶接を用いてリムとディスクを溶接
接合した２ピースフルデザインホイールに関する。
接合した２ピースフルデザインホイールに関する。
レーザ光線を利用した溶接は、非常に高いエネルギ密
度が得られ狹く深い溶け込みとなるため、被溶接部材の
熱歪や材料特性の劣化が少ないという利点を有する。そ
のため、たとえば自動車の走行安全上重要な部品の一つ
であるディスクホイールの溶接に適用されている。
度が得られ狹く深い溶け込みとなるため、被溶接部材の
熱歪や材料特性の劣化が少ないという利点を有する。そ
のため、たとえば自動車の走行安全上重要な部品の一つ
であるディスクホイールの溶接に適用されている。
第６図は、従来の２ピースフルデザインホイールの接
合に、レーザ溶接を適用した場合を示している。図中、
１はタイヤ（図示略）が装着されるリム２と、車両のハ
ブ（図示略）に取付けディスク３とからなるディスクホ
イールを示している。２ピースフルデザインホイールで
は、リム２の一方の端部にはフランジ部が形成されてお
らず、その代わりにディスク３が取付けられている。デ
ィスク３は、通常はリム２の内周側に取付けられるのが
一般的であるが、２ピースフルデザインホイールでは、
ディスク３の外周端部3aがタイヤを保持するフランジと
して機能する。
合に、レーザ溶接を適用した場合を示している。図中、
１はタイヤ（図示略）が装着されるリム２と、車両のハ
ブ（図示略）に取付けディスク３とからなるディスクホ
イールを示している。２ピースフルデザインホイールで
は、リム２の一方の端部にはフランジ部が形成されてお
らず、その代わりにディスク３が取付けられている。デ
ィスク３は、通常はリム２の内周側に取付けられるのが
一般的であるが、２ピースフルデザインホイールでは、
ディスク３の外周端部3aがタイヤを保持するフランジと
して機能する。
第７図は、従来の２ピースフルデザインホイールにお
けるリム２とディスク３との溶接状態を示している。リ
ム２のディスク３との接合面はホイール軸芯に対して垂
直に形成されている。同様にディスク３のリム２との接
合面はホイール軸芯に対して垂直に形成されている。リ
ム２とディスク３とはレーザ光線Ｌによって溶接される
が、この時のリム２に対するレーザ光線Ｌの入射角度は
θ4となっている。また、レーザ光線Ｌは、リム２の外
周端とディスク３の軸方向内側面との交点を通過するよ
うになっている。この状態で溶接されたホイールでは、
溶接部におけるのど厚は第８図に示したd2が確保され
る。
けるリム２とディスク３との溶接状態を示している。リ
ム２のディスク３との接合面はホイール軸芯に対して垂
直に形成されている。同様にディスク３のリム２との接
合面はホイール軸芯に対して垂直に形成されている。リ
ム２とディスク３とはレーザ光線Ｌによって溶接される
が、この時のリム２に対するレーザ光線Ｌの入射角度は
θ4となっている。また、レーザ光線Ｌは、リム２の外
周端とディスク３の軸方向内側面との交点を通過するよ
うになっている。この状態で溶接されたホイールでは、
溶接部におけるのど厚は第８図に示したd2が確保され
る。
しかし、第７図に示す開先形状では、リム２とディス
ク３とを組付ける際の位置決め精度を確保するのが難し
いという問題があった。すなわち、両者を溶接する際に
は、リム２とディスク３とを治具等によって位置決めし
なければならないが、従来では両者を独立して位置決め
するため、リム２とディスク３とが芯ずれしやすく、位
置精度を確保することが難しい。
ク３とを組付ける際の位置決め精度を確保するのが難し
いという問題があった。すなわち、両者を溶接する際に
は、リム２とディスク３とを治具等によって位置決めし
なければならないが、従来では両者を独立して位置決め
するため、リム２とディスク３とが芯ずれしやすく、位
置精度を確保することが難しい。
また、従来の開先形状の場合は、所定の有効のど厚を
得るためレーザ光線の入射角度、入射位置を大きくする
と、第８図に示すように、入射位置をＢだけずらした分
のどd3を大にすることができるが、レーザ光線Ｌのビー
ム径が細いため開先のこりＮなどの溶接欠陥が生じやす
い。
得るためレーザ光線の入射角度、入射位置を大きくする
と、第８図に示すように、入射位置をＢだけずらした分
のどd3を大にすることができるが、レーザ光線Ｌのビー
ム径が細いため開先のこりＮなどの溶接欠陥が生じやす
い。
さらに、このディスクホイールの溶接に用いられるレ
ーザ加工機のトーチヘッドは大型でかつ形状も複雑なこ
とが多く、これらの場合レーザ光線の入射角度を大きく
とるには限度があり、必然的に溶接部の溶け込み深さに
対する有効のど厚が小さくなってしまう。また、十分な
のど厚を得るためにレーザ光線による入熱を大きくする
と、溶接変形が増大し、かつ、レーザ出力の大きい高価
な発振機が必要となるという問題も生じる。
ーザ加工機のトーチヘッドは大型でかつ形状も複雑なこ
とが多く、これらの場合レーザ光線の入射角度を大きく
とるには限度があり、必然的に溶接部の溶け込み深さに
対する有効のど厚が小さくなってしまう。また、十分な
のど厚を得るためにレーザ光線による入熱を大きくする
と、溶接変形が増大し、かつ、レーザ出力の大きい高価
な発振機が必要となるという問題も生じる。
本発明は、リムとディスクとの位置決め精度を高くで
き、しかも溶接品質の低下を招くことなく大きな接合強
度を得ることができる２ピースフルデザインホイールを
提供することを目的とする。
き、しかも溶接品質の低下を招くことなく大きな接合強
度を得ることができる２ピースフルデザインホイールを
提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
フランジを一体に有するディスクの背面にリムのビー
ドシート部端面を溶接接合した２ピースフルデザインホ
イールであって、 ディスクの背面にホイール軸芯とほぼ平行な辺と傾斜
辺の２辺をもつ直角三角形の断面を有する環状溝を形成
しておき、 リムのビードシート部端面を前期ディスクの環状溝の
傾斜辺と同じ傾斜をもつテーパ面に形成し、 リムのビードシート部端のテーパ面とディスクの環状
溝の傾斜辺とをホイール軸方向に当接させ、 リムのビードシート部端のテーパ面とディスクの環状
溝の傾斜辺との当接面を、該当接面の延長線方向から該
当接面にレーザ光を照射してレーザ溶接することによ
り、リムとディスクとを溶接接合した、２ピースフルデ
ザインホイール。
ドシート部端面を溶接接合した２ピースフルデザインホ
イールであって、 ディスクの背面にホイール軸芯とほぼ平行な辺と傾斜
辺の２辺をもつ直角三角形の断面を有する環状溝を形成
しておき、 リムのビードシート部端面を前期ディスクの環状溝の
傾斜辺と同じ傾斜をもつテーパ面に形成し、 リムのビードシート部端のテーパ面とディスクの環状
溝の傾斜辺とをホイール軸方向に当接させ、 リムのビードシート部端のテーパ面とディスクの環状
溝の傾斜辺との当接面を、該当接面の延長線方向から該
当接面にレーザ光を照射してレーザ溶接することによ
り、リムとディスクとを溶接接合した、２ピースフルデ
ザインホイール。
上記本発明の２ピースフルデザインホイールでは、リ
ムのビードシート部端面をディスク環状溝の傾斜辺と当
接させるため、リムとディスクは自動調芯され、リムと
ディスクとの組付け精度は高精度に維持される。
ムのビードシート部端面をディスク環状溝の傾斜辺と当
接させるため、リムとディスクは自動調芯され、リムと
ディスクとの組付け精度は高精度に維持される。
また、レーザ光線の入射角度と傾斜当接面の傾斜角度
をほぼ一致させているため、両部材の当接面をレーザ光
線によって十分に溶融させることができ、溶け込み深さ
を大きくすることができる。そして、この溶け込み深さ
がそのまま有効のど厚となるため、従来方法よりも溶接
部への入熱を下げることができ、溶接変形も低減され
る。
をほぼ一致させているため、両部材の当接面をレーザ光
線によって十分に溶融させることができ、溶け込み深さ
を大きくすることができる。そして、この溶け込み深さ
がそのまま有効のど厚となるため、従来方法よりも溶接
部への入熱を下げることができ、溶接変形も低減され
る。
以下に、本発明に係る２ピースフルデザインホイール
の望ましい実施例を図面を参照して説明する。
の望ましい実施例を図面を参照して説明する。
第１図ないし第５図は、本発明の一実施例を示してお
り、とくに自動車のディスクホイールに適用した例を示
している。図中、11は、２ピースフルデザインホイール
を示しており、この２ピースフルデザインホイール11
は、被溶接部材としてのリム12とディスク13とを構成し
ている。タイヤ（図示略）を保持するリム12は、適度な
剛性と弾性とを備え、かつ耐疲労性と軽量化が要求され
る。リム12の図の左端には半径方向外方に膨出するフラ
ンジ部12aが形成されている。リム12の図の右端（リム
ビードシート端部）は、ディスク13との接合部に形成さ
れている。自動車のハブに取付けられるディスク13は、
断面形状が底の浅いすり鉢状に形成されており、外周端
がタイヤを保持するフランジ部13aに形成されている。
ディスク13には、複数の軽量孔（飾り窓）13bが形成さ
れており、軽量孔13bの内側には、ハブ孔13cが形成され
ている。ディスク13のフランジ部13aのつけ根部分は、
リム12との接合部に形成されている。
り、とくに自動車のディスクホイールに適用した例を示
している。図中、11は、２ピースフルデザインホイール
を示しており、この２ピースフルデザインホイール11
は、被溶接部材としてのリム12とディスク13とを構成し
ている。タイヤ（図示略）を保持するリム12は、適度な
剛性と弾性とを備え、かつ耐疲労性と軽量化が要求され
る。リム12の図の左端には半径方向外方に膨出するフラ
ンジ部12aが形成されている。リム12の図の右端（リム
ビードシート端部）は、ディスク13との接合部に形成さ
れている。自動車のハブに取付けられるディスク13は、
断面形状が底の浅いすり鉢状に形成されており、外周端
がタイヤを保持するフランジ部13aに形成されている。
ディスク13には、複数の軽量孔（飾り窓）13bが形成さ
れており、軽量孔13bの内側には、ハブ孔13cが形成され
ている。ディスク13のフランジ部13aのつけ根部分は、
リム12との接合部に形成されている。
第１図は、リム12とディスク13との接合部を示してい
る。リム12のディスク13との接合面はテーパ面12bに形
成されている。本実施例では、テーパ面12bのテーパ角
に合せてレーザ光線Ｌの入射角θ1が設定され、θ1は10
〜45゜に設定されている。ディスク13のリム12との接合
部は直角三角形の環状溝とされており、溝の傾斜辺（テ
ーパ面）13dには、リム12の端部のテーパ面12bが当接さ
れ、この当接面のテーパ角はリム12のテーパ角と同様に
レーザ光線Ｌの入射角度θ1と一致されている。
る。リム12のディスク13との接合面はテーパ面12bに形
成されている。本実施例では、テーパ面12bのテーパ角
に合せてレーザ光線Ｌの入射角θ1が設定され、θ1は10
〜45゜に設定されている。ディスク13のリム12との接合
部は直角三角形の環状溝とされており、溝の傾斜辺（テ
ーパ面）13dには、リム12の端部のテーパ面12bが当接さ
れ、この当接面のテーパ角はリム12のテーパ角と同様に
レーザ光線Ｌの入射角度θ1と一致されている。
リム12とディスク13との当接面は、レーザ光線Ｌの照
射によって溶融される。本実施例では、レーザ光線Ｌは
リム12の外周側から照射される。
射によって溶融される。本実施例では、レーザ光線Ｌは
リム12の外周側から照射される。
つぎに、本実施例における作用について説明する。
レーザ溶接前は、リム12とディスク13とは分離されて
いる。レーザ溶接を行なうに際して、リム12とディスク
13との位置合せが行なわれる。この場合、ディスク13の
接合部であるテーパ面13dは溝に形成されているため、
テーパ面13dにリム12の接合部であるテーパ面12bを当接
させることにより、両者は自動調芯されて高精度に組付
けられる。すなわち、テーパ面同士の当接によって、リ
ム12とディスク13の一方が他方に対して芯出し方向に自
然に案内され位置決めされる。したがって、芯ずれの精
度は、単独でリム12およびディスク13を位置決めする場
合よりも、著しく向上される。これは、不つり合い量の
少ないことが要求されるディスクホイールにおいては、
極めて重要なことである。
いる。レーザ溶接を行なうに際して、リム12とディスク
13との位置合せが行なわれる。この場合、ディスク13の
接合部であるテーパ面13dは溝に形成されているため、
テーパ面13dにリム12の接合部であるテーパ面12bを当接
させることにより、両者は自動調芯されて高精度に組付
けられる。すなわち、テーパ面同士の当接によって、リ
ム12とディスク13の一方が他方に対して芯出し方向に自
然に案内され位置決めされる。したがって、芯ずれの精
度は、単独でリム12およびディスク13を位置決めする場
合よりも、著しく向上される。これは、不つり合い量の
少ないことが要求されるディスクホイールにおいては、
極めて重要なことである。
リム12とディスクホイール13との位置合せが完了する
と、デーパ面12b、13dのテーパ面の延長線上からレーザ
光線Ｌが照射される。そのため、開先加工されたリム12
とディスクホイール13との傾斜当接面がレーザ光線Ｌに
よって十分に溶融され、当接面に沿って深い溶込みW1が
形成される。したがって、この状態では開先のこり等の
溶接欠陥も防止される。
と、デーパ面12b、13dのテーパ面の延長線上からレーザ
光線Ｌが照射される。そのため、開先加工されたリム12
とディスクホイール13との傾斜当接面がレーザ光線Ｌに
よって十分に溶融され、当接面に沿って深い溶込みW1が
形成される。したがって、この状態では開先のこり等の
溶接欠陥も防止される。
第４図は溶接部の有効のど厚に対するディスクホイー
ルの疲労強度の変化を示している。このグラフは、第５
図に示すように、タイヤ20を装着したホイール11に、所
定の荷重Ｐを付与して得られたものである。第４図の中
央軸線Ａをはさんで右側が本発明による溶接継手を示し
ており、左側が従来方法による溶接継手を示している。
図に示すように、同じ溶込み深さの場合でも、本発明の
方法の場合には有効のど厚をd2からd1にすることが可能
となる。
ルの疲労強度の変化を示している。このグラフは、第５
図に示すように、タイヤ20を装着したホイール11に、所
定の荷重Ｐを付与して得られたものである。第４図の中
央軸線Ａをはさんで右側が本発明による溶接継手を示し
ており、左側が従来方法による溶接継手を示している。
図に示すように、同じ溶込み深さの場合でも、本発明の
方法の場合には有効のど厚をd2からd1にすることが可能
となる。
なお、本実施例では、レーザ光線Ｌをリム12の外周面
側から照射するようにしたが、第３図に示すように、リ
ム12の内周面側から入射角度θ2で照射するようにして
も同様な効果が得られる。
側から照射するようにしたが、第３図に示すように、リ
ム12の内周面側から入射角度θ2で照射するようにして
も同様な効果が得られる。
本発明に係るレーザ溶接方法によれば、つぎの効果が
得られる。
得られる。
（イ） リムとディスクをレーザ溶接するに際し、両部
材の接合部をテーパ面に形成したので、組付け精度を高
めることができる。
材の接合部をテーパ面に形成したので、組付け精度を高
めることができる。
（ロ） また、レーザ光線の入射角度をテーパ面の角度
とほぼ一致させるようにしたので、開先のこり等の溶接
欠陥を防止しつつ、有効のど厚を大にすることができ
る。したがって、接合部の接合強度は大に確保され、疲
労強度を高めることができる。
とほぼ一致させるようにしたので、開先のこり等の溶接
欠陥を防止しつつ、有効のど厚を大にすることができ
る。したがって、接合部の接合強度は大に確保され、疲
労強度を高めることができる。
（ハ） 溶け込み深さがそのまま有効のど厚となるた
め、従来方法よりも入熱を下げることが可能となり、溶
接変形を小さくすることができる。
め、従来方法よりも入熱を下げることが可能となり、溶
接変形を小さくすることができる。
第１図は本発明の一実施例に係る２ピースフルデザイン
ホイールのレーザ溶接方法を示す断面図、 第２図は２ピースフルデザインホイールの断面図、 第３図は第１図の変形例を示す断面図、 第４図は第３図の本発明と従来方法における有効のど厚
と疲労強度との関係を示す特性図、 第５図は第４図の特性値を算出するために用いられる疲
労強度試験装置の概略構成図、 第６図は従来のディスクホイールの要部断面図、 第７図は第６図の部分拡大断面図、 第８図は第６図の溶接方法を用いて有効のど厚を大にし
た場合の溶け込み状態を示した断面図、 である。 12……ディスクホイールのリム 12b……テーパ面 13……ディスクホイールのディスク 13b……テーパ面 Ｌ……レーザ光線 θ1……レーザ光線の入射角度 W1……溶け込み
ホイールのレーザ溶接方法を示す断面図、 第２図は２ピースフルデザインホイールの断面図、 第３図は第１図の変形例を示す断面図、 第４図は第３図の本発明と従来方法における有効のど厚
と疲労強度との関係を示す特性図、 第５図は第４図の特性値を算出するために用いられる疲
労強度試験装置の概略構成図、 第６図は従来のディスクホイールの要部断面図、 第７図は第６図の部分拡大断面図、 第８図は第６図の溶接方法を用いて有効のど厚を大にし
た場合の溶け込み状態を示した断面図、 である。 12……ディスクホイールのリム 12b……テーパ面 13……ディスクホイールのディスク 13b……テーパ面 Ｌ……レーザ光線 θ1……レーザ光線の入射角度 W1……溶け込み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沢 進 東京都千代田区四番町５番地９ トピー 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−22489（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−114186（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 B60B 3/04
Claims (1)
- 【請求項１】フランジを一体に有するディスクの背面に
リムのビードシート部端面を溶接接合した２ピースフル
デザインホイールであって、 ディスクの背面にホイール軸芯とほぼ平行な辺と傾斜辺
の２辺をもつ直角三角形の断面を有する環状溝を形成し
ておき、 リムのビードシート部端面を前記ディスクの環状溝の傾
斜辺と同じ傾斜をもつテーパ面に形成し、 リムのビードシート部端のテーパ面とディスクの環状溝
の傾斜辺とをホイール軸方向に当接させ、 リムのビードシート部端のテーパ面とディスクの環状溝
の傾斜辺との当接面を、該当接面の延長線方向から該当
接面にレーザ光を照射してレーザ溶接することにより、
リムとディスクとを溶接接合した、２ピースフルデザイ
ンホイール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078754A JP2758249B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | ２ピースフルデザインホイール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2078754A JP2758249B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | ２ピースフルデザインホイール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281077A JPH03281077A (ja) | 1991-12-11 |
| JP2758249B2 true JP2758249B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=13670687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2078754A Expired - Fee Related JP2758249B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | ２ピースフルデザインホイール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2758249B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6422489A (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-25 | Toyota Motor Corp | Method for welding hollow cylindrical members |
| JPH02114186U (ja) * | 1989-03-02 | 1990-09-12 |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2078754A patent/JP2758249B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03281077A (ja) | 1991-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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