车轮轮盘以及使用了该车轮轮盘的车辆用车轮的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种加厚帽部和圆角部双方并实现轻型化和强度提高的车轮轮盘以及使用了该车轮轮盘的车辆用车轮。在车轮轮盘(10)中，连接轮毂安装部(11)和从该轮毂安装部与径向外侧相连的侧壁(19)的圆角部(15)的板厚、以及从侧壁向径向外侧立起的帽部(12)的板厚的至少一部分比除凸缘部(14)以外的其他部位的板厚厚。
【专利说明】车轮轮盘以及使用了该车轮轮盘的车辆用车轮
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种机动车、农业用车辆、工业用车辆等的两件式车辆用车轮的车轮轮盘以及使用了该车轮轮盘的车辆用车轮。
【背景技术】
[0002]两件式车辆用车轮通过将对轮胎进行保持的圆环状的轮辋、安装于车辆上的车轮轮盘这两个构件焊接而构成。
[0003]如图1所示，车轮轮盘通过冲压加工而成形，首先准备平板状的基体材料1(图1(a)),对该基体材料I进行拉延成形从而获取在中央具有凹部2的中间材料3 (图1 (b)的预成形工序)。此处，俯视观察时呈圆形的凹部2具有底壁2a和周壁2b，比凹部2靠径向外侧的部分形成凸边部3c。接下来，将底壁2a成形成圆盘形状从而成形出轮毂安装部11 (图1(c)的轮毂安装部成形工序)，接下来从周壁2b的外缘附近以朝向径向外侧下降的方式成形出凸边部3c而获取帽部12(图1 (d):帽部成形工序)。此处，同时进行帽部12的成形和圆角(R)部15的成形。之后，为了在轮毂安装部11的中心成形出轮毂孔11a，开口出底孔并进行弯曲加工，并且对比帽部12靠径向外侧的部分进行冲压从而成形出外观设计部13以及在轴向上下降的凸缘部14(图1(e) (f))。最后，在轮毂安装部11的轮毂孔Ila的外侧开口出螺栓孔11b，并且在外观设计部13开口出装饰孔13a从而获取车轮轮盘10 (图1 (g))。
[0004]然后，如图2、图3所示，通过将所获取的车轮轮盘10的凸缘部14嵌入并焊接于轮辋20的下垂部21的内周，能够制造出两件式车辆用车轮30。
[0005]然而，当将轮毂安装部11固定于车辆的轮毂时，在与轮毂的外周缘邻接的圆角(R)部15施加有较大的负载。而且，在所述图1(c)所示的轮毂安装部成形工序中圆角部15的板厚被减薄，因此存在在圆角部15产生裂缝而开始车轮轮盘10的损坏的可能性。
[0006]由此，开发出了一种通过规定中间材料3的凹部2的尺寸、形状，从而在成形出轮毂安装部时使圆角部15加厚的技术(专利文献1、2)。
[0007]专利文献1:日本特开2004-74248号公报
[0008]专利文献2:日本特开2007-83297号公报
[0009]然而，经本实用新型研发人员研究发现:不仅是圆角部15，在帽部12也产生较高的应力，从而容易发生疲劳损坏。图4表示本实用新型研发人员进行的在车辆用车轮的车轮轮盘的各个部分产生的应力的FEM(有限元法)解析结果。得知在帽部12产生与圆角部15同等以上的应力。
[0010]而且，图5表示图1(d)的现有的帽部成形工序的详细情况。首先，通过上模100和下模102对凸边部3c进行保持(约束)(图5 (a))。此处，在上模100的下表面形成有形成帽部的上表面的金属模凹部100a。接下来，在凹部2的下侧配置第二下模112，使保持凸边部3c的上模100以及下模102从凹部2的上侧下降(图5(b))。此处，在第二下模112的上表面形成有形成帽部的下表面的金属模凸部112a，通过上模100的下降，周壁2b的外缘在金属模凹部10a与金属模凸部112a之间被拉伸从而成形出突状的帽部12(图5(c))。此时，周壁2b的外缘附近的材料分别向径向内外的F方向流动，帽部12变薄(图5(d))。
实用新型内容
[0011]实用新型要解决的课题
[0012]因此，本实用新型的目的在于提供一种与周围相比将车轮轮盘的圆角部以及帽部双方设为厚壁并实现轻型化和强度提高的车轮轮盘以及使用了该车轮轮盘的车辆用车轮。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]为了解决所述课题，在本实用新型的车轮轮盘中，对轮毂安装部和从该轮毂安装部与径向外侧相连的侧壁进行连接的圆角部的板厚、以及从所述侧壁向径向外侧立起的帽部的板厚双方比除凸缘部以外的其他部位的板厚厚。
[0015]根据该车轮轮盘，加厚圆角部以及帽部从而实现了车轮轮盘以及安装有车轮轮盘的车辆用车轮的轻型化和强度提高。需要说明的是，车轮轮盘中的与轮辋嵌合的轮盘凸缘部作为压缩凸缘而制造，如果不施加特殊的加工则会成为厚壁，因此规定为车辆用车轮轮盘的“除凸缘部以外”的其他部位的板厚。
[0016]本实用新型的车辆用车轮通过将所述车轮轮盘和轮辋连接而成。
[0017]实用新型效果
[0018]根据本实用新型，能够以加厚的方式成形出圆角部以及帽部，从而实现车轮轮盘的轻型化和强度提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是表示车轮轮盘的成形方法的工序图。
[0020]图2是车轮轮盘的沿着轴向的剖视图。
[0021]图3是车轮轮盘的立体图。
[0022]图4是表示在车轮轮盘的各个部分产生的应力的FEM(有限元法)解析结果的图。
[0023]图5是表示现有的帽部成形工序的详细情况的工序图。
[0024]图6是表示本实用新型的实施方式所涉及的车轮轮盘的成形方法的工序图。
[0025]符号说明
[0026]I基体材料
[0027]2 凹部
[0028]2a 底壁
[0029]2b 周壁
[0030]3 中间材料
[0031]3c凸边部
[0032]10车轮轮盘
[0033]11轮毂安装部
[0034]12 帽部
[0035]14凸缘部
[0036]15圆角部
[0037]20 轮辋
[0038]30车辆用车轮
【具体实施方式】
[0039]以下，对本实用新型的实施方式进行说明。作为应用本实用新型的车辆而例示了机动车、公共汽车、卡车等。而且，优选为车辆用车轮具有帽部且满足公认的耐久强度的规定。但是，即使是不具有公认的耐久强度的规定的工业车辆用(农业用)车轮、紧急使用车轮(包括机动车用备用车轮)等也可以应用本实用新型。
[0040]此处，公认的耐久强度是日本JIS D 4103 “机动车部件-轮盘-性能以及表示”，但在将来标准发生了变化的情况下，是指该时期的日本的日本工业标准JIS (和/或国际标准化机构ISO)所指定车轮的公认的耐久强度。
[0041]而且，作为在本实用新型中所使用的车轮轮盘的材料，可以列举能够冲压成形的钢板、钛板等。
[0042]需要说明的是，在以下的说明中，将车轮的轴向称为“轴向”，将车轮的径向称为
“径向”。
[0043]而且，本实用新型的车辆用车轮的结构与所述的图1?图3几乎相同。
[0044]具体而言，如图1?图3所示，本实用新型的车辆用车轮30通过将车轮轮盘10和轮辋20连接而成。在车轮轮盘10中，在轮毂安装部11的中心开口有轮毂孔11a，从轮毂安装部11经由圆角部15向径向外侧立起有侧壁19。并且从侧壁19向径向外侧立起有帽部12，比帽部12靠径向外侧的部分下降而形成外观设计部13。并且，凸缘部从外观设计部13沿轴向下降。在轮毂安装部11的轮毂孔Ila的外侧开口有螺栓孔11b，在外观设计部13开口有装饰孔13a。
[0045]而且，通过将车轮轮盘10的凸缘部14嵌入并焊接于轮辋20的下垂部21的内周，从而构成了两件式车辆用车轮30。
[0046]本实用新型的车轮轮盘10以及车辆用车轮30的特征在于，圆角部15的板厚以及帽部12的板厚双方比车轮轮盘10的除凸缘部14以外的其他部位的板厚厚。由此，将产生有较高的应力而容易发生疲劳损坏的圆角部15和帽部12双方设为厚壁，并且其他部位的板厚相对较薄，因此能够实现车轮轮盘以及安装了车轮轮盘的车辆用车轮的轻型化和强度提闻。
[0047]此处，以下对增加车轮轮盘10的圆角部15以及帽部12的板厚的方法的一个例子进行说明。
[0048]与图1相同，首先准备平板状的基体材料I (图1 (a))，对该基体材料I进行拉延成形从而获取在中央具有凹部2的中间材料3(图1(b)的预成形工序)。此处，基体材料I通过将正方形的板材的四角切割成圆弧状而获取。但是，在本实施方式中，与图1(b)不同，凹部2的底壁2a以从周缘部2b朝向中央倾斜的方式成形(图6(a))。底壁2a呈圆锥形状，随着朝向中心轴线而逐渐变深。在俯视观察时呈圆形的凹部2具有所述底壁2a、从底壁2a立起的周壁2b，比凹部2靠径向外侧的部分形成与轴向垂直的平面状的凸边部3c。
[0049]接下来，如图6所示，通过第一上模101和第一下模102对凸边部3c进行保持(约束)(图6 (a):保持工序)。此处，在第一上模101的下表面形成有形成帽部的上表面的金属模凹部101a。然后，在凹部2的下侧配置第二下模112，使第二上模111从凹部2的上侧下降，在第二上模111和第二下模112之间对凹部2的底壁2a进行冲压加工从而成形出大致圆盘形状的规定形状的轮毂安装部11并且对该轮毂安装部11进行约束(保持)(图6(b):轮毂安装部成形工序、轮毂安装部约束工序)。此处，在成形出轮毂安装部11时，由于底壁2a呈圆锥形状，因此在底壁2a与第二下模112接触而从圆锥形状成形成圆盘形状时，底壁2a的延展被周壁2b限制。由此，经由底壁2a对圆角部15施加有压缩负载。在圆角部15处以产生有比凹部2的其他部位大的弯曲应变的状态承受压缩负载，因此加厚集中。其结果是，成形后的圆角部15与基体材料I相比加厚了 10%左右。相对于此，在由底壁2a成形出轮毂安装部11的过程中，几乎不发生或略微发生轮毂安装部11的加厚。轮毂安装部11与圆角部15相比所要求的疲劳强度的水平较低，因此即使是薄壁也不会带来任何不便。
[0050]而且，在图6(b)的轮毂安装部成形工序中，由于对圆角部15施加压缩负载，因此需要如上所述预先对凸边部3c进行保持。也就是说，需要在保持工序之后、或与保持工序同时进行轮毂安装部成形工序。
[0051]需要说明的是，使用具有呈圆锥形状的底壁2a的中间材料3而成形出轮毂安装部11的方法记载于所述专利文献2中。
[0052]接下来，在对轮毂安装部11进行保持(约束)的状态下使第二上模111以及第二下模112向B方向(图6(c))上升。另一方面，使对凸边部3c进行保持的第一上模101以及第一下模102向A方向(图6(c))下降。由此，使轮毂安装部11 (底壁2a)和凸边部3c在轴向上相对接近，将周壁2b的外缘附近在金属模凹部1la与金属模凸部112a之间压缩并且成形出突状的帽部12(图6(c):帽部成形工序)。此时，由于周壁2b的径向内侧以及凸边部3c的径向外侧的材料被各模101?112约束，因此未被约束的周壁2b的径向外侧以及凸边部3c的径向内侧的部分的材料沿F方向流动而朝向帽部12，从而防止向径向内外流出，因此帽部12加厚(图6(d))。此处，在第二下模112的上表面形成有形成帽部的下表面的凸部112a。需要说明的是，得知成形后的帽部12与基体材料I相比加厚了 5?10%左右。
[0053]如此，在成形出帽部12之后与图1(e)?图1(g)同样而获取车轮轮盘10。
[0054]需要说明的是，在帽部成形工序(图6(c))中，只需使轮毂安装部11与凸边部3c在轴向上相对接近即可，可以在不移动第一上模101以及第一下模102的情况下仅使第二上模111以及第二下模112向B方向上升，也可以在不移动第二上模111以及第二下模112的情况下仅使第一上模101以及第一下模102向A方向下降。
[0055]本实用新型并不限定于所述实施方式，当然也包括本实用新型的技术思想和范围所包含的各种变形以及等价物。
【权利要求】
1.一种车轮轮盘，其特征在于， 对轮毂安装部和从该轮毂安装部与径向外侧相连的侧壁进行连接的圆角部的板厚、以及从所述侧壁向径向外侧立起的帽部的板厚双方比除凸缘部以外的其他部位的板厚厚。
2.—种车辆用车轮，其通过将权利要求1所述的车轮轮盘和轮辋连接而成。
【文档编号】B60B7/00GK204109663SQ201420549178
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】小仓健, 海老原治, 好井健司 申请人:都美工业株式会社