以下、本発明の実施形態について説明する� ��なお、以下の説明ではスチールホイールを� ��示するが、本発明はスチールホイールの他� ��円盤状板材の外周を絞り加工等によって折� ��返してフランジを形成して、ディスクに成� ��できる材料(例えば、チタン、チタン合金)� �対象とすることができる。
 一方、アルミニウム、マグネシウム等はス� ��ール等に比べて材料強度が低いため、鋳造� ��よって厚肉のディスクを一体に製造するの� ��通常であり、ディスクとリムの溶接構造は� ��題とならない。本発明ではこのような厚肉� ��一体成形された鋳造(鍛造)ディスクを対象� �しない。
 又、本発明によるホイールは、公式な耐久� ��度の規定を満たすものであることが好まし� ��。但し、公式な耐久強度の規定を有しない� ��業車両用(農耕用)ホイールや応急使用ホイ� �ル(自動車用テンパーホイールを含む)等であ っても本発明を適用することができる。
 ここで、公式な耐久強度は我国のJIS D 4103� ��自動車部品―ディスクホイール―性能及び� ��示」 であるが、将来、規格が変わった場� �は、その時点で我国の日本工業規格JIS(及び/ 又は国際標準化機構ISO)が定めるホイールの� �式な耐久強度をいう。

 図1は、本発明の実施形態に係る車両用ホイ ールの第1実施形態を示す正面図である。本� �明の実施形態の車両用(スチール)ホイールは 、スチール製のリム2とスチール製のディス� �10とをリムのドロップ部2cに嵌合し、溶接し� ��成るホイールである。
 なお、以下の説明で「外側」とは、ホイー� ��を車両に取付けた際、ホイールの軸方向か� ��見て外側となる部分をいい、「内側」とは� ��側となる部分をいう。但し、トラックのダ� ��ルタイヤのように、2個のホイールを軸方向 に連結して使用する場合、内側に位置するホ イールの「外側」と「内側」は上記の通りで あるが、外側に位置するホイールの「外側」 と「内側」は上記と逆になる。これは、ダブ ルタイヤの場合、外側に位置するホイールの 表裏を逆にして内側ホイールと連結するため である。例えば、内側ホイールの場合、図2� �上側部分が外側となるが、外側ホイールの� �合は図2の下側部分が外側となる。
 また、リム及びディスクの径方向について� ��、「内周」又は「外周」と表記する。

 図1において、リム2は略円筒状をなし、そ� �両端に形成された外側フランジ及び内側フ� �ンジの間にタイヤを収容するようになって� �る。
 ディスク10は鋼板を一体成形してなり、デ� �スクの中心にハブ穴10dが開口され、ハブ穴10 dより外周側にハブを取付けるための複数の� �ルト孔10eが同心円上に形成されている。ハ� �穴10dとボルト孔10eが形成された略円盤状部� �をハブ取付け部10aと称する。
 ハブ取付け部10aからディスクの外周縁へ向� ��って5個の長片状のスポーク部10bが放射状に 延びている。各スポーク部10bの幅方向端部の 両側には、それぞれ第1補強部11aおよび第2補� ��部11b(図3参照)からなり長手方向(外周方向)� �延びる2つの補強部11、11が形成されている。 なお、第2補強部11bがスポーク部10bの中央か� �外側に立ち上がり、第1補強部11aにつながっ� ��いる。第1補強部11aはハブ取付け部10aとほぼ 平行に延び、スポーク部10bの端縁を形成する 。

 各スポーク部10bの外周端はホイールの内側� ��折り返されて曲面接続部Rを形成し、曲面接 続部Rを介してスポーク部10bにリング状のデ� �スクフランジ10cが接続されている。ディス� �フランジ10cはホイールの軸方向に沿って延� �、当該軸方向においてリム2との嵌合面を形� ��すると共に、各スポーク部10bを連結して強� ��を確保する機能を有する。
 そして、隣接する2つのスポーク部10b、10bと 、ハブ取付け部10aの外周端と、ディスクフラ ンジ10cの外側端部との間に略三角形の飾り穴 20が5個画成されている。飾り穴20は通常、軽� ��化及び放熱のために形成される。

 スポーク部10bの幅方向端部の延長線L、Lが� �ム2と接する部分(この実施形態ではドロップ 部2c)によってスポーク部の先端部12が規定さ� ��、後述するリム2(ドロップ部2c)の内周面と� �ィスクフランジ10cの外周面との嵌合部のう� �、先端部12に対向する部分が溶接されて溶接 部5を形成している。
 なお、リム2のサイドウォール部(ドロップ� �より外周側)にはバルブ穴15が形成されてい� �が、図2の例ではディスクとリムとをドロッ� ��部で溶接するため、バルブ穴15とディスク10 は干渉せず、ディスク10に切り欠きを形成す� ��必要がない。

 図2は、図1のII-II線に沿う断面図である。図 2において、リム2の外側フランジの内側には� ��イヤのビードを受ける外側ビードシートが� ��成されている。外側ビードシートより内側� ��は最も小径のドロップ部2cが形成され、外� �ビードシートと(外側の)ドロップ部2cはサイ� ��ウォール部2aを介して滑らかに接続されて� �る。つまり、ドロップ部2cとサイドウォール 部2aとは断面が半円状の湾曲部2bを介して接� �されている。ドロップ部2cより内側にはサイ ドウォール部を介して内側ビードシートが形 成され、内側ビードシートは内側フランジに 接続されている。以下の説明では、「ドロッ プ部」は、ドロップ部の外側部分(外側ビー� �シートに接続する部分)をいう。
 リム2は、例えば所定形状の圧延形鋼を円筒 形に丸めて製造することができ、又は、鋼板 を丸めて円筒形にした後、ロール成形等によ って所定の断面形状としてもよいが、これら の方法に限られない。

 一方、ディスク10のハブ取付け部10aはほぼ� �面をなすが、スポーク部10bはハブ取付け部10 aから外側に湾曲した後、ハブ取付け部10aと� �ぼ平行にホイール径方向外側に延び、曲面� �続部Rで内側に湾曲してディスクフランジ10c� ��つながっている。なお、スポーク部10bの補� ��部11で囲まれたスポークの幅方向中央部13は 補強部11よりホイール内側に位置している。
 ディスク10は、例えば正方形の鋼板の四隅� �円形に打ち抜き、かつ飾り穴部分を開けた� �のを絞り加工(プレス加工)して折り返し、デ ィスクフランジ部を成形して製造することが できる。なお、後述するように、加工時にデ ィスクフランジ10cの端縁がうねるように変形 する場合、予め材料の流動や変形を考慮した 異型ブランクをディスク材料として用いても よい。

 図3はディスク10の斜視図である。図3におい て、ディスクのハブ取付け部10aの外周縁には 、スポーク部10bの第2補強部11bに連続する立� �上がり部14及び立ち上がり部14につながる接� ��部15が形成され、これらの一体化したリブ� �飾り穴20の2辺とその頂点を囲むようになっ� �いる。なお、接続部15はハブ取付け部10aとほ ぼ平行に延び、隣接するスポーク部の第1補� �部11aの間を接続する。
 一方、曲面接続部Rは始端から外周側へ向か って幅が広がってディスクフランジ部10cに接 続されるため、斜めから見ると飾り穴20は略� ��角形をなしている。
 ここで、飾り穴20に隣接するディスクフラ� �ジ10cで材料の幅が最も狭くなり、強度が最� �低くなる。このため、折り返し加工によっ� �ディスクフランジ10cを形成する時、この部� �が図3の破線に示すように下方(折り返し加工 方向)に変形し、ディスクフランジ10c端縁が� �ねるようになることがある。その結果、飾� �穴部分でリング部を溶接すると、溶接不良� �生じたり、充分な接合強度が得られなかっ� �りする場合がある。

 一方、スポーク部10bの延長部分にある曲面� ��続部R近傍では材料の幅が広く、強度も高い ため、折り返し加工によってディスクフラン ジ10c端縁がうねることが少ない。従って、こ の部分に相当するスポーク部の先端部12付近� ��嵌合面を溶接することにより、溶接不良が� ��くなり、確実に溶接することができる。
 又、リムとハブとの間の力の伝達は、主に� ��ポーク部10bを介して行われ、飾り穴20に隣� �するディスクフランジ10cの材料の幅が狭い� �合は殆ど力が伝達されず、この部分で溶接� �てもホイール強度は殆ど向上せずに無駄と� �る。
 このようなことから、スポーク部の先端部1 2に対向する嵌合面を溶接することにより、� �接不良がなくなると共に、溶接の無駄がな� �ので生産性も向上する。

 なお、溶接方法は特に制限されず、例えば� ��レーザー溶接、プラズマ溶接、CO ₂ -アーク溶接、MAG溶接、サブマージアーク溶� �、及びTIG溶接等を用いることができる。但� �、溶接部分がホイール外面になる場合は、� �接ビード表面がきれいなレーザー溶接、プ� �ズマ溶接、又はTIG溶接を用いることが外観� �好ましい。特に、コスト、溶接強度信頼性� �外観の点からは、ホットワイヤーTIG溶接又� �サブマージアーク溶接が好ましい。

 又、ディスクフランジ10cは、リムのドロ� ��プ部2cと平行となるようホイールの軸方向� �延びていればよいが、ディスクフランジ10c� �ドロップ部2cにきつく嵌合させるため、ディ スクフランジ10cの先端がやや拡径となるよう にしてもよい。

 次に、リム2とディスク10との嵌合及び溶� ��の態様について、図2の部分拡大図である図 4を参照して説明する。図4において、リム2の ドロップ部2cの内周面にディスクフランジ10c� ��外周面が嵌合されて嵌合部が形成される。� ��して、嵌合部の外側部分が溶接されて溶接� ��5を形成し、リム2とディスク10が接合される 。

 ここで、嵌合部の外側部分を溶接する場合� ��嵌合部の内側(図4の溶接部5b)を溶接した場� �に比べ、溶接部の強度が向上する。この理� �としては以下のことが考えられる。まず、� �転中のディスクは楕円状にゆがむため、デ� �スクの径方向(図4の左右方向)に、ディスク10 とリム2の嵌合部を広げる(左右に開く)応力が 作用する。このため、嵌合部の内側を溶接し た場合、嵌合部を広げる応力は嵌合部の外側 から溶接部(図4の溶接部5b)に伝達し、この際� ��梃子の原理により溶接部に掛かる応力が高� ��なると考えられる。
 一方、嵌合部の外側を溶接した場合、嵌合� ��を広げる応力は嵌合部の外側の溶接部に直� ��負荷されるだけであり、溶接部に掛かる応� ��は内側を溶接した場合に比べて低くなる。

 なお、嵌合部の内側を溶接する場合、上記� ��た梃子の原理が生じ難くなるよう、溶接部� ��ホイール外側に近付けることが好ましく、� ��ィスクフランジの内側端縁10c(in)がドロップ 部2cの軸方向中央部CEより外側に位置するこ� �が好ましい。このようにすることによって� �材料重量軽減も可能となる。
 ここで、ドロップ部2cの軸方向中央部CEは、 ドロップ部2cの外側端縁2c(out)と内側端縁2c(in) との間の距離の中点で表される。又、各端縁 2c(out)、2c(in)は、ホイールの軸方向に平行な� �ロップ部2cのリム内周面が湾曲し終わり、サ イドウォール内周面16、16と接して曲率が大� �く変化する接点または変曲点で表される。
 なお、ディスクフランジ10cとリム2との嵌合 長さ(軸方向の長さ)を短くし過ぎると、継手� ��造全体が短くなって強度が低下するととも� ��、振れが生じ易くなる。
 ディスクフランジの内側端縁10c(in)がうねり を有する場合、最も内側に位置する部分を内 側端縁10c(in)とみなす。

 飾り穴20に隣接するディスクフランジ10cの� �側端縁10c(out)が、ドロップ部2cの外側端縁2c(o ut)より内側に位置すると、ディスクフランジ 10cがリム2より内側に引っ込み、図5に示すよ� ��に外側端縁10c(out)が外から見え難くなるの� �、スポーク部が直接リムに接続しているよ� �に見え、意匠性が向上する。
 なお、ディスク外周端の折り返しの度合に� ��っては、曲面接続部Rとディスクフランジの 外側端縁10c(out)との間に、ホイール軸方向に� ��行な中間部分が存在することがある。この� ��合、ディスクフランジの外側端縁10c(out)は� �り穴20に隣接する部分で規定され、又、ドロ ップ部の内周面とディスクフランジの外周面 との嵌合部は、ドロップ部の内周面と上記中 間部分を含むディスクフランジの外周面との 嵌合部で規定される。
 又、ディスクフランジの外側端縁10c(out)が� �ねりを有する場合、最も外側に位置する部� �を外側端縁10c(out)とみなす。

 図5は、本発明の第2実施形態に係る車両用� �イールを示す正面図である。第2実施形態の� ��両用(スチール)ホイールは、スチール製の� �ム2とスチール製のディスク10とをリムのド� �ップ部2cに嵌合し、溶接して成るホイールで ある。また、図6は、図5のVI-VI線に沿う断面� �である。
 第2実施形態の場合、第1実施形態と比較し� �、ディスクフランジ10cの幅が広くなってい� �。図6の例では、ディスクフランジ10cのホイ� ��ルの軸方向内側端縁10c(in)がドロップ部2cの� ��央部CEを越え、ドロップ部の内側端2c(in)近� �に延びている。しかし、ディスクフランジ10 cの幅が十分確保できれば、例えばドロップ� �2c自体の長さが長い場合のように、必ずしも ディスクフランジの内側端縁10c(in)がドロッ� �部の中央部CEを越えていなくてもよい。

 前記ドロップ部2cの内周面とディスクフラ� �ジ10cの外周面との嵌合部のうち、飾り穴に� �接する部分が溶接されて溶接部6を形成して� ��る。ここで、飾り穴に隣接する(嵌合)部分� �は、少なくとも前記スポーク部の先端部に� �向する部分を除いた嵌合部分をいう。なお� �飾り穴の隅部R2は加工上、曲線になっており 、隅部R2におけるディスクフランジ10cの幅は� ��り穴の中央部のディスクフランジ10cの幅よ� ��広い。従って、以下に述べるようにディス� ��フランジのうち剛性の低い部分で溶接する� ��いう観点からは、嵌合部分のうち、スポー� ��部の先端部に対向する部分を除くだけでな� ��、飾り穴の隅部R2に対向する部分を除いた� �分を溶接するのが好ましい。
 なお、飾り穴の隅部R2の終点は隅部が湾曲� �終わった点で表され、隅部R2の終点から飾り 穴の中央部を経て他の隅部R2の終点に至る嵌� ��部分を溶接するのが好ましいことになる。

 通常、リム2とハブ(図示略)との間の力の� ��達は、リム2から順に溶接部6、ディスクフ� �ンジ10c、スポーク部10bを経てハブ取付け部10 aに至る経路をとる。従って、スポーク部の� �端部12で溶接する場合、スポーク部の剛性が 高すぎて溶接部に応力集中が生じることがあ る。そこで、先端部12以外の嵌合部分で溶接� ��ることによって、スポーク部10bに比較して� ��性の小さいディスクフランジ10c部分が溶接� ��れることになり、応力集中が緩和され、溶� ��部近傍の疲労耐久性が向上する。

 次に、リム2とディスク10との嵌合及び溶� ��の態様について、図6の部分拡大図である図 7を参照して説明する。図7において、リム2の ドロップ部2cの内周面にディスクフランジ10c� ��外周面が嵌合されて嵌合部が形成される。� ��して、嵌合部の外側部分が溶接されて溶接� ��6を形成し、リム2とディスク10が接合される 。

 ここで、嵌合部の外側部分6を溶接する場合 、嵌合部の内側(図7の溶接部6b)を溶接した場� ��に比べ、溶接部の強度が向上する。この理� ��は第1実施形態の場合と同様である。
 なお、第1実施形態において、スポークの先 端部に対向する部分以外の嵌合部分は溶接さ れていない。又、第2実施形態において、ス� �ークの先端部に対向する嵌合部分は溶接さ� �ていない。

 本発明において、嵌合部の外側部分に加� ��、嵌合部の内側部分を溶接してもよく、強� ��及び剛性向上の点からはこのようにすると� ��ましい。

 図2および図6の例では、ディスクフラン� �10cがリム2のドロップ部で嵌合しているが、� ��9に示すように、リム2のビードシート部2fな どのドロップ部以外の部分でディスクフラン ジ10cが嵌合していても良い。ビードシート部 2fで嵌合している場合、ドロップ部2cで嵌合� �ている場合に比較して、ホイールの意匠面� �大きくできるとともに、ブレーキなどを収� �するホイールの内部空間を広くできる。

 又、図10に示すように、ディスクフランジ10 cが、対応するリム2の嵌合部分と平行な嵌合� ��ィスクフランジ部10cpと、スポークの補強部 11および飾り穴20と接続する接続ディスクフ� �ンジ部10ctとからなっていてもよい。この場� ��、接続ディスクフランジ部10ctの先端がスポ ークの補強部11および飾り穴20に向けて拡径� �ており、接続ディスクフランジ部10ctの先端� ��スポークの補強部11および飾り穴20が接続さ れている。
 図11に示すように、ディスクフランジ10cが� �対応するリム2の嵌合部分と平行な嵌合ディ� ��クフランジ部10cpと、スポークの補強部11お� ��び飾り穴20と接続する接続ディスクフラン� �部10ct2とからなっていてもよい。この場合、 接続ディスクフランジ部10ct2の先端がスポー� ��の補強部11および飾り穴20に向けて縮径して おり、接続ディスクフランジ部10ctの先端に� �ポークの補強部11および飾り穴20が接続され� ��いる。

 本発明は上記実施形態に限定されない。� ��えば、スポーク部や飾り穴の形状は限定さ� ��ず、これらの個数も複数であれば制限はな� ��。又、スポーク部の補強部の形状や個数も� ��定されず、補強部の突出方向も制限はなく� ��例えばスポークの幅方向中央部13が補強部11 よりホイール軸方向外側に位置しても良い。 さらに、スポーク部に軽量化のための穴が開 口していてもよい。