JPH05123805A

JPH05123805A - 車両用ホイールの製造方法

Info

Publication number: JPH05123805A
Application number: JP4096480A
Authority: JP
Inventors: Otto Berg; オツトー・ベルグ
Original assignee: Norsk Hydro ASA
Current assignee: Norsk Hydro ASA
Priority date: 1991-04-19
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-05-21
Also published as: CZ285723B6; EP0509610A1; SK279465B6; PL294274A1; ZA922652B; AU654179B2; CS121492A3; NO911551L; NO911551D0; CA2066285A1; DE69206663T2; AU1491692A; EP0509610B1; DE69206663D1

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、より少ない材料のロスで、実質的
により簡単でかつより効率的な方法で軽金属製ホイール
を製造することを目的としている。【構成】ハブ部とリム面とを一体に構成してなる軽金
属製車両用ホイールの製造方法が次の工程からなること
を特徴とするものである。ａ．鋳造ビレットまたは同様の丸い中実の金属体から実
質的にディスク形の素材（１）を製造すること、ｂ．前記素材（１）を熱間圧延温度に加熱し、続いて、
回転対称性の予備成形品（２）を作るように、この素材
を旋回転造すること、ｃ．予備成型品（２）の外側部分を分裂すること、その
後、ｄ．外側の分裂したリム部をスピン鍛造することによっ
てリム表面を形成すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ハブ部とリム面とを
一体に構成してなる、軽金属製車両用ホイールの製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】軽金属、主にアルミニウム、または、マ
グネシウムから作られるホイールの利用には、多くの原
因からその発展に多くの関心が払われて来ている。最も
重要な理由は次のようなものである。ー軽量化、特に、一層の安全性と快適さのためにクッシ
ョン性のない質量体の軽量化ー改善されたブレーキ熱の放散ーより魅力的なデザイン性ー改善された仕上げ表面ーリサイクリングに適すること

【０００３】したがって、最近、アルミホイール市場の
シェアがかなり拡大して来ている。スポーツカーや高価
なラクシャリーカーは最も強い関心のある領域である。
このことが、軽金属製ホイールの有利な性質をはっきり
と証明している。高価でない車両の間で市場シェアを得
ることができないのは、基本的に、伝統的な鋼製ホイー
ルに比して単に値段が高すぎるということである。

【０００４】着実に改善されている性能と増大する一層
の信頼性の要素に向かうという一般的な傾向に沿って、
軽金属製ホイールへの関心が増大している。同時に、よ
り大きな制動面に対する要求の増大もある。これは、軽
金属製ホイールのニーズをより一層実現するところのも
の、すなわち、一層の空間とより大きなホイール寸法と
を必要とするということである。

【０００５】今日、軽金属製ホイールの市場は鋳造によ
って作られたアルミホイールが優位を占めている。この
製造方法は、よく知られた技術に基づいている。しかし
ながら、ホイールの鋳造は範囲の広いかつ時間を食う方
法である。

【０００６】他の既知の方法は、ディスクのリムを塑性
加工し、そして、最初に鍛造し、つづいて分割し、絞り
（スピンニング）工程の間に圧縮して、軽金属ホイール
を作ることである。このような製造方法は、ノルウェー
特許第１５４９０８号およびスエーデン特許第４１４５
９２号や第４１４５９３号公報に示されている。最初に
指摘したように、リムに適用される塑性加工による軽金
属製ホイールの製造は、しかしながら、材料の大きなロ
スを含む高価な方法である。さらに、この方法は、ホイ
ールのデザインに僅かな可能性を与えるに過ぎず、それ
ゆえ、この方法は広く利用されるに至っていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前述の既
知の方法に比して実質的により簡単かつより効率的な方
法で、軽金属ホイールを製造することを目的としてい
る。また、この方法は、ヨリ少ない材料のロスで済む方
法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、次の各工程
によって特徴づけられている。ａ．鋳造ビレットまたは同様の丸い中実の金属体から実
質的にディスク形の素材を製造すること、ｂ．熱間圧延温度に前記素材を加熱し、続いて、回転対
称性の予備予成形品を作るために素材を旋回転造するこ
と、ｃ．予備成形品の外側部分を分裂させること、その後、ｄ．外側の分裂部分をスピンニング（絞り）加工するこ
とによってホイールのリム表面を形成すること。

【０００９】この発明の好適な態様としては、ホイール
のハブに特別のデザインを施すために、旋回転造の後で
分裂の前に、予備成形品を押し出しまたは冷間鍛造する
ことができる。さらに、素材はアルミニウムまたはマグ
ネシウムの押し出し棒体から作ることができる。

【００１０】

【発明の作用効果】この発明によって製造されたホイー
ルは、つぎのような有利な特性を有している。ー約１５〜３０％軽量でかつより頑丈である。ー腐食抵抗性の改善ー表面処理の選択の拡大ー短い工程時間でオートメーション化による最大生産能
力ー高い再生産性

【００１１】

【実施例】以下、この発明は、図面を参照してその例に
ついてより詳細に説明される。前述のように、従来の技
術はディスクのリムの塑性加工による軽金属製ホイール
の製造を含み、リムは、先ず鍛造され、続いて分裂、そ
してスピンニング（絞り）工程で圧縮される。このよう
なリムの必要な厚さと真円度は既知の方法によるホイー
ルの製造では限界である。

【００１２】この発明によって、原材料のビレットに同
じ正確さを求めることなくホイールを製造することがで
きる。したがって、この発明の方法の第一工程は、鋳造
ビレットまたは同様の丸い中実の金属体からの実質的に
ディスク形の素材の製造から説明される。このことは、
既知の方法に比して実質的により効率的な方法である。
何故なら、鋳造材料はなんらの前加工なしで利用するこ
とができるからである。かくして、材料の使用量が少な
くてすむばかりでなく、実質的に安い原材費で上げるこ
とができる。

【００１３】第２工程では、素材１は、図１ａに示され
るような旋回鍛造用ローラ３，４によって、図１ｂに示
されるような回転対称性の特別の断面形状の予備成形品
２に加工される。相互の回転は、回転駆動される下部部
材３と自由に回転できる、“シンカー”と呼ばれている
上部部材４との間で行われる。２個の部材の回転軸は、
殆どの場合１から１０度である固定角を形成している。
各部材は予備成形品に必要な特有の形を与えるように形
付けられている。もし、望まれるならば、下部部材３に
はビレットの取り扱い（取り外しなど）を容易にするた
めに、プランジャー５が設けられる。

【００１４】旋回転造の間、ビレットは、その構成材料
の種類による圧延温度（例えば、４５０〜５２０度Ｃ）
に加熱される。加熱された素材１を下部部材３（図１
ａ）の上に置くと、下部部材３が回転する。上部部材４
は下方に動き、素材（被加工品）に接して回転を始め
る。素材１が転造されたとき、上部部材４は戻り、加工
された予備成形品２は取り出される。

【００１５】ホイールディスク（ハブ）が回転対称性の
デザインを有するホイールにとって、旋回転造が最終ホ
イール製品のホイールディスク（ハブ）部の完全な塑性
加工を完成する。

【００１６】アルミニウム合金は、しかしながら、追加
の冷間の塑性加工に非常に適し、非常に容易にソフトな
状態で形付けすることができる。そして、種々の加工工
程によって、特に冷間鍛造によって、実質的に自由なデ
ザインに対して多くの順応性と多くの変形の可能性とを
与え、一方、構造的および機構的な性質が改善される工
程にアクセスすることができる。この加工は一つあるい
は複数の工程で導入されることができ、非常に複雑なデ
ザイン、非常に正確な形状、平滑で精細な表面仕上げを
与えることができる。冷間鍛造によって、デザインの可
能性は、純粋な回転対称性の範囲に開かれている。事実
上、上述の方法は、自由なデザインに対して多くの可能
性を提供し、ほんの僅かばかりの制限を与えるに過ぎな
いものである。

【００１７】図２の（ａ），（ｂ）および（ｃ）図に
は、冷間鍛造の例が示されている。予備成形品２は、旋
回転造の工程の後に、予備成形品２に望まれるデザイン
を与えるために、上型６および下型７の間でプレスされ
る。前述のように、この工程は、この発明に必要な工程
ではなく、代替できる任意の工程である。

【００１８】予備成形品２が旋回転造された後、また
は、任意のプレスにより冷間鍛造された後、ホイールの
リム面を形成する外部が分裂される。これがこの発明の
第３工程であり、図３（ａ）および図３（ｂ）に示され
ている。図に示されるように、予備成形品は回動するホ
ルダー８に固定され、分裂用ローラ９によって２個のリ
ング状部１０および１１にその周囲に沿って分裂され
る。

【００１９】予備成形型品１３の分裂によって、リム面
が、図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるように、そ
の形にスピン鍛造される。被加工材料は上部および下部
加圧ダイ１６および１７からなる回転部材に保持され
る。絞りローラ１２は回転し、異なった長さを有するリ
ムフレーム１４，１５（図４（ｂ））となるように、リ
ング状部１０および１１（図３（ｂ），図４（ａ）参
照）を外側に伸ばす。この発明の方法のこの最終の第４
工程は、再び少ない材料で有利な経済的重量をもたらす
材料の最適分布を可能にする。供給の改善された安定性
によって、スピン鍛造された表面は、鋳造や切削加工表
面に比して優れた構造および性質を有している。

【００２０】例１ディスク形の素材がＡｌＭｇＳｉの合金の鋳造品または
押し出しビレットから（切断して）作られる（第１工
程）。素材のディスクは５２０度Ｃの適当な熱間圧延温
度に加熱され、続いて、次の加工に先立って特別の形と
寸法を作るために（シンカーがビレットすなわち予備成
形品の形を決定する。）、旋回転造される（第２工
程）。転造された材料は、今やこの発明の方法である第
３工程および第４工程にしたがって、さらに加工される
ことができる。しかし、回転対称性から作り出される特
別のデザインをホイールに与えることが好ましいので、
転造された予備成形品材料は冷間鍛造される。この冷間
鍛造に続いて、予備成形品は分裂作業のために固定さ
れ、この成形品の周囲に沿って分裂される（第３工
程）。最終的に、リム面がスピン鍛造され（第４工
程）、この後で、ホイールはその最終形状が得られる。

【００２１】ホイールは続いて熱処理を受け、機械加工
と表面処理をされるが、これらの工程はこの発明の方法
の部分ではない。

【００２２】例２素材のデイスクは、鋳造または押し出された合金ＡＺ３
１のマグネシウム棒体にから作られている（第１工
程）。素材は４８０度Ｃまで加熱され、旋回転造される
（第２工程）。このビレットすなわち素材の加熱工程と
一緒に、再結晶化が生じる。したがって、予め形付けら
れたビレット素材すなわち予備成形品は冷間鍛造の間適
当な強度を有し、その予備成形品は少なくとも２２０度
Ｃの温度に保たれなければならない。冷間鍛造の後に、
予備成形品は分裂され、４５０度Ｃで応力除去の焼きな
まし処理がなされる（第３工程）。リム面のスピニング
工程（へら絞り工程）が、２２０度Ｃ以上の温度で最終
的に行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（ａ）および（ｂ）図はこの発明の方法
の第２工程の概略を示す要部断面図である。

【図２】図２の（ａ），（ｂ）および（ｃ）図は代替の
工程を示す要部断面図である。

【図３】図３の（ａ）および（ｂ）図はこの発明の方法
の第３工程を示す要部断面図である。

【図４】図４の（ａ）および（ｂ）図はこの発明の方法
の第４工程を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１素材２予備成形品３下部部材４上部部材５プランジャー６上型７下型８ホルダー９分裂用ローラ１０，１１リング状部１３予備成形品１４，１５リム表面１６，１７ダイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ａ．鋳造ビレットまたは同様の丸い中実
の金属体から実質的にディスク形の素材を製造するこ
と、ｂ．前記素材を熱間圧延温度に加熱し．続いて、回転対
称性の予備成形品とするためにこの素材を旋回転造する
こと、ｃ．予備成形品の外側部分を分裂させること、その後、ｄ．外側の分裂したリム部をスピン鍛造することによっ
てリム表面を形成すること、上記ａ〜ｄの工程を特徴とする、ハブ部とリム面とを一
体に構成してなる軽金属製車両用ホイールの製造方法。
【請求項２】ホイールのハブ部に所望の特別のデザイ
ンを施すために、予備成形品を圧縮加工または冷間鍛造
することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】素材がアルミニウム合金の押し出された
棒体から作られることを特徴とする請求項１または請求
項２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】原材料がマグネシウム合金の押し出され
た棒体から作られることを特徴とする請求項１または請
求項２のいずれかに記載の方法。