JPH0562301U - 自動車用ホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リムとディスクとのレーザ溶接部への応力集
中軽減および倣いレーザ溶接の適用の可能化。 【構成】 ディスク１４に段付部１８を形成してリム端
部１２ｂをさし込み、突合せて、レーザ溶接にて溶接接
合した自動車ホイールにおいて、レーザ溶接施工部位直
近のリム部外周面１２ｅとディスク部外周面１４ａとの
間に、半径方向に段差ｄを設けた。これによりレーザ溶
接部１６の凹みがなくなり応力集中が軽減される。ま
た、段差によって生じる影を光学式センサで計測すれ
ば、倣いレーザ溶接が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自動車用ホイールに関し、とくにフルフェースタイプのディスクとそ れに接合されるリムとの間の溶接構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の自動車用ホイールは、図１５に示すように、リム２とディスク４の溶接 接合から成るが、溶接部６がホイール表て側から見えないようにして見栄えをよ くするために、図１６、図１７に示すような、リムの一方のフランジ部をディス クに一体に設けた、フルフェースタイプのアルミホイールも使用されている。

【０００３】 フルフェースタイプのホイールでは、ディスク４に段付部８を形成し、リム２ のフランジ部２ａと反対側の端部２ｂを段付部８にさし込み、リム端部２ｂの端 面とディスク４の段付部８の段面８ａとを軸方向に対向させて、両面間をレーザ 溶接接合している。なお、リム２とディスク４はリムドロップ部でもＭＩＧ溶接 される。

【０００４】 リム端部２ｂの端面とディスク段付部段面８ａ間の溶接継手構造は、従来図９ −図１４に示す構造の何れかによっている。 図９の例ではリム２とディスク４の溶接直近部外周面は面一で、リム端面とデ ィスク段付部段面８ａはギャップなしで接合せられ、レーザ溶接接合される。図 １２は溶接接合後の溶接継手部の断面を示しており、該図に示す如く、レーザに よる溶接ビードが凹状になる。 図１０の例ではリム２とディスク４の溶接直近部外周面は面一で、リム端面と ディスク段付部段面８ａはギャップをもって対向せられ、レーザ溶接接合される 。図１３は溶接接合後の溶接継手部の断面を示しており、該図に示す如く、レー ザによる溶接ビードが凹状になり、図１２より凹の程度が強い。 図１１の例ではリム２とディスクの溶接直近部外周面は面一でかつ角部に開先 がとられており、リム端面とディスク段付部段面８ａは突合され、レーザ溶接接 合される。図１４は溶接接合後の溶接継手部の断面を示しており、該図に示す如 く、レーザによる溶接ビードが凹状になっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、従来の自動車用ホイールの溶接構造には、次の問題があった。 イ．レーザによる溶接ビードが凹状になるため、この部分にホイールの応力が集 中し、車両走行中に繰返し荷重がかかる部位であるため、疲労強度上問題を生じ る。 ロ．倣いレーザ溶接を行おうとする場合、溶接施工部直近のディスク部、リム部 外周面が面一のため、センサによる溶接位置の計測が困難である。

【０００６】 本考案は、レーザ溶接による溶接ビードを平滑化するとともに倣い溶接の適用 を可能とした自動車用ホイールを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係る自動車用ホイールは次の構成をとる 。すなわち、 フルフェースタイプのディスクに段付部を形成し、リムのフランジ部と反対側 の端部を前記ディスクの段付部にさし込み、前記リムの端部の端面と前記ディス ク段付部の段面とを軸方向に対向させてレーザ溶接接合した自動車用ホイールに おいて、前記リム端部端面と前記ディスク段付部段面間の溶接施工部直近のディ スク部の外周面とリム部の外周面との間に半径方向に段差を設けたことを特徴と する自動車用ホイール。

【０００８】

【作用】

上記本考案の自動車用ホイールでは、溶接施工前に溶接施工部直近のディスク 部の外周面とリム部の外周面との間に半径方向に段差が設けてあるため、段差に よる影ができ、それを光学式センサで計測して溶接位置を知ることができるので 、溶接位置をレーザ溶接前または同時に計測することにより、倣い溶接が可能で ある。また、かくの如くにしてレーザ溶接された溶接ビードは、ディスク部外周 面からリム部外周面に斜めに連らなる面を形成し、したがって両外周面をなめら かにつなぐことができ、従来のような溶接ビードの凹状がなくなり、溶接ビード 部への応力集中が大巾に緩和される。

【０００９】

【実施例】

図１−図８は本考案の望ましい実施例を示している。 自動車用ホイールはリム１２とディスク１４の溶接接合から成る。ディスク１ ４は、図１（リムドロップ部にて溶接する例）または図２（リムビードシート部 にて溶接する例）に示すように、フルフェースデザイン（一方のリムフランジ部 がディスクに一体に形成されているもの）のアルミディスクとなっている。した がって、リム１２は１つのリムフランジ部１２ａしかもっておらず、フランジ部 と反対側の端部１２ｂにてディスク１４に溶接接合される。

【００１０】 この溶接接合のために、ディスク１４には段付部１８が機械加工にて形成され る。段付部１８は半径方向に延びる段面１８ａと段面１８ａからディスク端まで 軸方向にストレートに延びる軸方向伸長面１８ｂとを有する。リム１２の端部１ ２ｂは、その内周面１２ｃをディスク段付部１８の軸方向伸長面１８ｂに嵌合さ せ、リム端部１２ｂの端面１２ｄをディスク段付部１８の段面１８ａに対向（接 触させてもいいし或いは若干の隙間をもたせてもよい）させた状態で、ディスク １４と、レーザ溶接にて、溶接接合される。１６はレーザ溶接の溶接ビードを示 す。

【００１１】 図３−図６は溶接前の、リム１２とディスク１４の嵌合状態を示している。図 ３−図６に明らかに示されているように、レーザ溶接施工部直近におけるリム端 部１２ｂの外周面１２ｅとディスク部外周面１４ａとの間には、ホイール半径方 向に段差ｄが設けられている。この段差ｄは１ｍｍ以内とされている。ｄを１ｍ ｍ以内としたのは、両面１２ｅ、１４ａがなめらかに溶接ビードでつながらなく なり応力集中が無視できない程度に大きくなってくるからである。

【００１２】 図３の例は、ディスク部外周面１４ａの方がリム端部外周面１２ｅより半径方 向外方にある場合である。 図４の例は、図３の例において、さらにディスク段付部段面１８ａとディスク 部外周面１４ａとの間のコーナ部に開先をとった場合である。 図５の例は、リム端部外周面１２ｅの方がディスク部外周面１４ａより半径方 向外方にある場合である。 図６の例は、図５の例において、さらにリム端部端面１２ｄとリム端部外周面 １２ｅとの間のコーナ部に開先をとった場合である。

【００１３】 図３、図４の場合にレーザ溶接を施すと、溶接後の溶接継手構造は図７に示し たようにり、リム端部外周面１２ｅとディスク部外周面１４ａとは、斜めに延び る溶接ビード部外周面によって連絡される。したがって、従来のような溶接ビー ド部の凹みはなくなる。 同様に、図５、図６の場合にレーザ溶接を施すと、溶接後の溶接継手構造は図 ８に示したようになり、リム端部外周面１２ｅとディスク部外周面１４ａとは、 斜めに延びる溶接ビード部外周面によって連絡される。したがって、従来のよう な溶接ビード部の凹みはなくなる。

【００１４】 また、リム１２とディスク１４は、リムドロップ部の裏面においても、溶接接 合されるが、この溶接２０はＭＩＧ溶接による肉盛り溶接による。

【００１５】 次に、作用を説明する。 リム１２とディスク１４との間のレーザ溶接施工部の直近部の、リム部外周面 １２ｅとディスク部外周面１４ａとの間に、半径方向段差ｄを設けてレーザ溶接 を施工すると、この部分のリム１２とディスク１４とが狭い巾で溶けて一体に融 合し、冷却したときに、リム部外周面１２ｅとディスク部外周面１４ａとは溶接 ビード外周面により斜めにつなげられる。この場合、従来の面一面間にできる凹 みは生じない。したがって、凹みに生じていたような応力集中がなくなるか、ま たは斜め移行部に応力集中が生じたとしても従来の凹みに生じていた応力集中に 比べて極端に小さくなる。このため、車両走行中にホイールに繰返し荷重がかか っても、溶接部に大きな繰返し応力は発生せず、耐疲労強度、耐久性が著しく改 善される。

【００１６】 また、レーザ溶接施工部に存在する段差を利用して、光学式センサにより、段 差によって生じる影を読取ることができ、これによって正しく溶接位置を溶接前 または溶接と同時に知ることができ、倣い溶接が可能となる。たとえば、溶接ト ーチの走行方向直前部に光学式センサを設けて、溶接トーチの走行前方の溶接位 置を正しく知り、コンピュータで溶接トーチの走行を制御することが可能になり 、倣いレーザ溶接の自動車用ホイールへの適用が可能になる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案では、リムとディスクとのレーザ溶接施工部位直近の、リム部外周面と ディスク部外周面との間に、半径方向段差を設けたので、両面が面一の場合に生 じていたレーザ溶接による溶接ビード外周面の凹部が無くなり、溶接部への応力 集中が軽減され、ホイールの耐久性が著しく向上する。また、上記段差によって 、光学式センサによって溶接施工位置を正確に計測することができ、倣いレーザ 溶接の適用が可能になり、ホイール溶接精度、品質、強度を高めることができる 。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る自動車用ホイールの半
断面図である。

【図２】本考案のもう一つの実施例に係る自動車用ホイ
ールの半断面図である。

【図３】本考案の自動車用ホイールのレーザ溶接施工部
位の一例の溶接施工前の部分断面図である。

【図４】本考案の自動車用ホイールのレーザ溶接施工部
位のもう一つの例の溶接施工前の部分断面図である。

【図５】本考案の自動車用ホイールのレーザ溶接施工部
位のさらにもう一つの例の溶接施工前の部分断面図であ
る。

【図６】本考案の自動車用ホイールのレーザ溶接施工部
位のさらにもう一つの例の溶接施工前の部分断面図であ
る。

【図７】図３、図４の例のレーザ溶接施工後の溶接部直
近の部分断面図である。

【図８】図５、図６の例のレーザ溶接施工後の溶接部直
近の部分断面図である。

【図９】従来のリムとディスクとのレーザ溶接施工部位
の一例の溶接施工前の部分断面図である。

【図１０】従来のリムとディスクとのレーザ溶接施工部
位のもう一つの例の溶接施工前の部分断面図である。

【図１１】従来のリムとディスクとのレーザ溶接施工部
位のさらにもう一つの例の溶接施工前の部分断面図であ
る。

【図１２】図９の例のレーザ溶接施工後の溶接部直近の
部分断面図である。

【図１３】図１０の例のレーザ溶接施工後の溶接部直近
の部分断面図である。

【図１４】図１１の例のレーザ溶接施工後の溶接部直近
の部分断面図である。

【図１５】従来のリムとディスクの溶接構造タイプのホ
イールの半断面図である。

【図１６】従来のもう一つの溶接構造タイプのホイール
の半断面図である。

【図１７】従来のさらにもう一つの溶接構造タイプのホ
イールの半断面図である。

【符号の説明】

１２ リム １２ｂ リム端部 １２ｃ リム端部内周面 １２ｄ リム端部端面 １２ｅ リム端部外周面 １４ ディスク １４ａ ディスク部外周面 １６ レーザ溶接部 １８ 段付部 １８ａ 段付部段面 １８ｂ 段付部軸方向伸長面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 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 (72)考案者 枝川 昌浩 東京都千代田区四番町５番地９ トピー工 業株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 フルフェースタイプのディスクに段付部
   を形成し、リムのフランジ部と反対側の端部を前記ディ
   スクの段付部にさし込み、前記リムの端部の端面と前記
   ディスク段付部の段面とを軸方向に対向させてレーザ溶
   接接合した自動車用ホイールにおいて、前記リム端部端
   面と前記ディスク段付部段面間の溶接施工部直近のディ
   スク部の外周面とリム部の外周面との間に半径方向に段
   差を設けたことを特徴とする自動車用ホイール。