JPH05200472A - ホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】円板状素材の周縁部を裂開した後内リム及び外
リムをスピニング加工によって加工形成するようにした
ホイールの製造方法において、外リムの内周側に環状装
飾部(22)が連続する形式のホイールの加工工程の短縮化
を図り、生産性を向上できるようにすること。 【構成】ディスク部(2) と、これの環状装飾部(22)の周
縁部に連続する厚肉部(12)と、その外周のディスク部内
面側に偏った位置から先端に向って拡大するテーパ筒部
(13)とを具備する円板状素材(M) の厚肉部(12)を、その
外周面から環状装飾部(22)の周縁に隣接するドロップセ
ンタの外側斜面部に相当する位置にまで裂開し、その
後、内リム相当部(11a) 及び外リム相当部(11b) をスピ
ニング加工によって内リムと外リムに加工成形するよう
にしたこと

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスクのオフセット
量の大きなホイールの製造方法、特に、展延性に富むア
ルミニューム合金製のホイールで且ディスク部とリム部
とを一体にした形式のホイールを鍛造とスピニング加工
によって最終形状に仕上げるホイールの製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来技術及び課題】展延性に富む材質からなるホイー
ルをスピニング加工によって製造する方法として、すで
に、特公平03-71209号公報に開示されたものがあり、こ
のもでは、図１〜図３に示す工程によってリム部(1) を
製作し、このリム部を取付けフランジ(10)を用いて図４
のようにディスク部(2) の周縁にネジ止めしている。

【０００３】このものでは、中央に大きな開口を有する
一様な肉厚とした円板状素材(M) の外周部を、図１に示
すように、スピニング加工によって内リム相当側に展延
して薄肉状の筒部を形成する工程と、前記筒部の基端部
を円板状素材(M) を半径方向に裂開する工程と、この裂
開部の一方と前記筒部とによって内リム(1a)を、裂開部
の他方によって外リム(1b)を、それぞれ成形する工程と
からなる。このようにして形成されたリム部(1) では、
前記円板状素材(M) の内周端部がリム部(1) に対して直
角方向に突出する取付けフランジ(10)となる。そして、
このリム部(1)を図４のように前記取付けフランジ(10)
を用いてディスク部(2) の周縁部にネジ止めすると、ホ
イールが完成する。

【０００４】このホイールの製造方法では、リム部(1)
とディスク部(2) とが別体であることから、各別に製作
する必要があり、組立工程が必要となるものの、内リム
(1a)に相当する部分が裂開工程に先立って筒状に展延さ
れることから、リム部(1) に対する取付けフランジ(10)
のオフセット量が大きくできる利点がある。従って、円
板状素材(M) の中央開口部を小さく設定し、この円板状
素材(M) 自体にディスク部(2) を具備する構成としてお
けば、オフセット量の大きなホイールが一体的に製作で
きる。

【０００５】ところが、このような製造方法を採用する
としても、リム部(1) の製造工程として、上記先行技術
をそのまま採用するかぎり製造の効率化が不十分であ
る。裂開工程に先立って内リム(1a)に相当する筒部の加
工工程が必要となり、このために長時間を要するものと
なるからである。又、上記従来の方法による場合には、
外リム(1b)の内周側にディスク部(2) の環状装飾部が連
続する形態のホイールが製作できないという問題があ
る。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、『ディスク部(2) とリム部(1) とが一体で且デ
ィスク部(2) のオフセット量の大きなアルミニューム合
金製のホイールの製造方法であって、円板状素材(M) を
裂開した後内リム(1a)及び外リム(1b)をスピニング加工
によって加工形成するようにしたホイールの製造方法』
において、加工工程の短縮化を図り、生産性を向上でき
るようにするとともに、外リム(1b)の内周側にディスク
部(2) の環状装飾部が連続する形式のホイールを製作で
きるようにすることをその課題とする。

【０００７】

【技術的手段】上記課題を解決するための本発明の技術
的手段は、『外周に環状装飾部(22)を具備するディスク
部(2) と前記環状装飾部(22)の周縁部にリム相当部(11)
を具備するように形成した皿状の円板状素材(M) を鍛造
によって製作し、前記リム相当部(11)は、ディスク部
(2) の環状装飾部(22)の周縁部に続く厚肉部(12)と、こ
の厚肉部(12)の外周のディスク部(2) の内面側に偏った
位置からディスク部(2) の内面側に突出し且先端に向っ
て拡大するテーパ筒部(13)とから構成し、ディスク部
(2) の外面の環状装飾部(22)の周縁及びその近傍内周側
に対接するマンドレル(41)とディスク部(2) の内面でリ
ム相当部(11)の内周域に対接するマンドレル(42)によっ
てディスク部(2) を挟圧し、この挟圧状態で前記円板状
素材(M) の厚肉部(12)を、その外周面から環状装飾部(2
2)の周縁部に隣接するドロップセンタ相当部にまで裂開
して、環状装飾部(22)の外周に連続する外リム相当部(1
1b) と、テーパ筒部(13)とこれに連続する部分からなる
内リム相当部(11a) に分割し、この内リム相当部(11a)
及び外リム相当部(11b) をスピニング加工によって内リ
ム(1a)と外リム(1b)に加工成形するようにした』ことで
ある。

【０００８】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。裂開前
の鍛造工程では、前記テーパ筒部(13)及び厚肉部(12)を
具備する円板状素材(M) がディスク部(2) と一体に製作
されるから、リム部(1) のみを鍛造によって製作する場
合に比べて材料ロスも少なくテーパ筒部(13)に相当する
部分の肉厚も均一化され易い。

【０００９】裂開工程においては、厚肉部(12)は、内リ
ム相当部(11a) とディスク部(2) の環状装飾部(22)に連
続する外リム相当部(11b) とが形成されるが、完成状態
において環状装飾部(22)の周縁部の内側（ディスク軸線
方向内側）に位置するドロップセンタ部に相当する箇所
までの範囲で裂開され、裂開された円板状素材(M) は、
リムのドロップセンタ(1c)の直径に相当する位置に裂開
谷部が位置することとなり、この裂開谷部のディスク部
外面側には、環状装飾部(22)の周縁部に沿った断面部と
その外周側に位置する外リム相当部(11b) が、内側には
テーパ状の内リム相当部(11a) が形成される。このと
き、外側のマンドレル(41)は環状装飾部(22)の周縁部に
対接しているから、裂開によって外リム相当部(11b) が
形成されるときの環状装飾部(22)の変形が防止できる。

【００１０】以上のように裂開されたものでは、前記内
リム相当部(11a) の大部分は、鍛造によって形成された
テーパ筒部(13)であり、厚肉板材からスピニング加工の
みによって内リム相当部(11a) を製作する場合に比べて
内リム相当部(11a) を成形するための所要時間が短縮さ
れる。そして、ディスク部(2) の周縁に続く内リム相当
部(11a) 及び外リム相当部(11b) をスピニング加工によ
って内リム(1a)及び外リム(1b)に加工成形すると、ホイ
ールが完成する。このとき、内リム相当部(11a) の部分
の肉厚は、鍛造工程によって所定の肉厚に設定されたも
のとなるから、又、全体は先端に向って拡大する形状で
あるから、内リム(1a)の最終断面形状に仕上げるための
スピニング加工性が良い。

【００１１】

【効果】鍛造工程、裂開工程、及び、スピニング加工工
程によってホイールが完成するから、上記従来のものに
比べてホイールの製造工程が大幅に合理化され生産製が
向上する。スピニング加工に先立つ内リム相当部(11a)
の形成工程が、従来のスピニング加工のみによって形成
される場合に比べて大幅に時間短縮できるから、この点
でもホイールの生産性が向上する。

【００１２】鍛造によってディスク部(2) と、内リム相
当部(11a) の大部分となるテーパ筒部(13)が一体形成さ
れ、この部分の肉厚精度が良好なものとなるから、内リ
ム(1a)の仕上げ精度及びこの部分のスピニング加工性も
良好なものとなる。ディスク部(2) の環状装飾部(22)の
周縁のホイール内面側のドロップセンタ部にまで裂開さ
れ、この裂開による環状装飾部(22)の変形が防止された
ものとなるから、外リム(1b)の内周側に環状装飾部が連
続するホイールが製作できる。

【００１３】

【実施例】次に、上記した本発明の実施例を図面に従っ
て詳述する。この実施例では、図５に示す断面形状のホ
イールを製作するものであり、このホイールのディスク
部(2) には、その中央の車軸取付け部(21)の外周に種々
の模様や開口を具備させた環状装飾部(22)を形成し、こ
の環状装飾部の外周縁にリム部(1) の外リム(1b)が連続
するように形成された構成であり、リム部(1) のドロッ
プセンタ(1c)と外リム(1b)との間に前記ディスク部(2)
が連続し、このディスク部がリム部(1) に対してホイー
ルの外面側に大きくオフセットされている。

【００１４】円板状素材(M) は鍛造によって製作される
が、この円板状素材(M) のディスク部(2) の全体は、図
６に示すように、最終形状に仕上げられており、ディス
ク部(2) の周縁から一定範囲が上記環状装飾部(22)とな
っている。尚、場合によっては車軸取付け部(21)のボル
ト孔等は後加工によって形成されることもある。前記の
ように形成されたディスク部(2) の周縁部には厚肉部(1
2)が連続的に形成されており、この実施例では、この厚
肉部(12)の断面は内周側の幅が小さな台形状となって上
記環状装飾部(22)に連続しており、この厚肉部(12)の内
面側端面(12a) に一様に連続する態様でテーパ筒部(13)
が形成されている。上記環状装飾部(22)は、図７のよう
に、ディスク部(2) の外面側から多数の凹陥部(22a)(22
a)が円周方向に連続した構成となっている。

【００１５】前記テーパ筒部(13)は先端に向って拡大す
るテーパ状であり、その最大外径は、ホイールの外径に
略一致するか又はそれよりも僅かに大きく設定されてい
る。また、前記テーパ筒部(13)の肉厚は、後続のスピニ
ング加工工程の厚下率との関係で所定の値に設定されて
おり、最終形状における内リム(1a)の耳部(14)以外の部
分の肉厚を３ｍｍとすれば、このテーパ筒部(13)の肉厚
を１０ｍｍ程度に設定して、スピニング加工のしごき加
工成分によって最終リム断面形状になる断面長さに設定
されている。

【００１６】前記厚肉部(12)の部分の肉厚は、前記テー
パ筒部(13)のそれの約二倍よりも僅かに大きく設定され
ており、前記テーパ筒部(13)はその内面が厚肉部(12)の
内面側端面(12a) と連続するように延長形成されてい
る。このように形成された円板状素材(M) を、図８に示
すように、裂開ローラ(31)を用いてテーパ筒部(13)の基
端部に続く箇所で所定深さに裂開する。これにより、裂
開後の外側部分が外リム相当部(11b) となり、裂開後の
外側部分がテーパ筒部(13)と一様な肉厚で連続して全体
が内リム相当部(11a) となる。

【００１７】この裂開工程では、マンドレル(41)(42)に
よってディスク部(2) を挟圧することとなるが、図６及
び図７のように形成された円板状素材(M) を、図８に示
すように、内リム相当部(11a) の内周径に略一致するマ
ンドレル(42)と、環状装飾部(22)の外周径に略一致しこ
の環状装飾部(22)の表面形状に一致する端面形状のマン
ドレル(41)によってディスク部(2) を挟圧して裂開仮想
線(30)に沿って裂開する。

【００１８】この裂開仮想線(30)は、凹陥部(22a) の底
壁であって環状装飾部(22)の外周端部に沿って傾斜する
ように設定されており、この裂開仮想線(30)に沿って裂
開すると、この裂開によって凹陥部(22a) の底壁端部(2
2c) に隣接するドロップセンタ(1c)の一部の断面部が大
略形成されることとなる。なお、前記各凹陥部(22a)の
端縁部で裂開谷部に隣接する部分にマンドレル(41)の端
面が対接するから、裂開工程の際、環状装飾部(22)の形
状が歪む心配もない。

【００１９】又、上記環状素材(M) において、テーパ筒
部(13)の外周面の角度と、裂開ローラ(31)の山形周縁部
の角度を所定に設定しておくと、厚肉部(12)を裂開した
部分の内側部分とテーパ筒部(13)との境界の屈曲角度が
極少ないものとなる。例えば、前記テーパ筒部(13)のデ
ィスク部(2) の軸線に対する角度を４５度程度に設定
し、裂開ローラ(31)の外周面の角度を２０度〜４０度程
度に設定しておくと、裂開後において内リム相当部(11
a) がほぼ一様なテーパ状となった。このように、内リ
ム相当部(11a) が一様なテーパ状となっていることは、
この後に続く、スピニング工程において有利なものとな
る。

【００２０】このように裂開された円板状素材(M) を図
９に示すようにマンドレル(43)(44)によって挟圧して、
このマンドレルの外周面に形成したリム断面部に倣っ
て、内リム相当部(11a) 及び外リム相当部(11b) をスピ
ニングロール(32)を用いてスピニング加工すると、内リ
ム(1a)及び外リム(1b)が形成される。尚、この場合、ス
ピニング加工時の厚下率は７０％程度に設定すると、大
きな加工硬化を起すことなく良好な仕上がりが確保でき
た。

【００２１】このとき、内リム相当部(11a) の肉厚及び
断面長さは、最終形状の内リム(1a)に適合するように事
前に所定の値に設定されているから、又、内リム相当部
(11a) はその外径がホイールの外径よりも大きめに設定
されているから、極僅かの絞り加工と所定のしごき加工
の組合せによって内リム(1a)が形成されることとなり、
亀裂の生じない条件で最終リム断面形状にまで冷間加工
できる。

【００２２】上記実施例のものでは、裂開仮想線(30)を
斜めに設定したが、図１０〜図１２に示すように、裂開
仮想線(30)を屈曲させるようにすることもできる。図１
０に示す実施例では、環状装飾部(22)の凹陥部(22a) の
底壁端部(22c) から一様な断面の外リム相当部(11b) が
突出するように裂開されるから、上記実施例と同様に、
底壁端部(22)とドロップセンタ(1c)とが軸線方向に連続
する。

【００２３】この実施例では、図１０に示すように、円
板状素材(M) の厚肉部(12)はテーパ筒部(13)の肉厚と一
様な断面の外リム相当部(11b) との和に設定されてお
り、この厚肉部(12)を図１１のように底壁端部(22c) の
端縁で屈曲させるように裂開すると、内リム相当部(11
a) 及び外リム相当部(11b) が共に一様な肉厚となる。
そして、このように裂開された前記各リム相当部をスピ
ニング加工によって最終形状に仕上げると、図１２のよ
うなホイールとなる。

【００２４】尚、裂開後の内リム相当部(11a) は、一様
なテーパ状であることが望ましく、このためには、円板
状素材(M) のテーパ角度と、裂開ローラ(31)の頂角及び
裂開方向を所定の条件に設定すればよい。このとき、ホ
イール軸線に直角な平面に対する裂開仮想線(30)の角度
をθとすれば、この角度を完成リム断面のドロップセン
タ(1c)の外側の斜面部の角度に一致させておくと、裂開
によって前記斜面部が形成されることとなる。また、こ
のように、斜めに裂開するとき、裂開ローラ(31)の周縁
の三角形状断面部の外側のテーパ面(31a) の角度を前記
裂開仮想線角度θに一致するか又はこれよりも５度〜１
０度小さく設定して逃げ角度を設けると、裂開工程が円
滑に進行する。一方、裂開ローラ(31)の周縁の内側のテ
ーパ面(31b) の角度については、２５度〜４５度程度に
設定しておくとよく、さらに、裂開ローラ(31)の周縁の
円弧は、半径１ｍｍ〜５ｍｍ程度が良い。（図８参照）
又、上記ドロップセンタ(1c)の外側の斜面部は、１５度
〜３０度に設定されるものであるから、上記裂開仮想線
角度θをこの値に設定しておくと、この部分は裂開工程
によってほぼ最終形状に仕上げられることとなる。

【００２５】さらに、通常は、環状装飾部(22)にはブレ
ーキ装置部の空冷効果を促進するため、ディスク部(2)
の内外に連通する開口が形成されることが多い。このた
めには、凹陥部(22a) の底壁部の所定の範囲に図６及び
図７に示す開口(H) を有するように鍛造によって円板状
素材(M) を形成するようにするか、又は、鍛造工程後或
は完成後において前記所定の範囲に前記開口(H) を形成
するようにする。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の第１工程の説明図

【図２】これの裂開工程の説明図

【図３】これのスピニング加工工程の説明図

【図４】従来例のホイールの説明図

【図５】本発明の方法によって製作されるホイールの断
面図

【図６】円板状素材(M) の断面図

【図７】円板状素材(M) の正面図

【図８】裂開工程の説明図

【図９】スピニング加工工程の説明図

【図１０】他の実施例の方法の円板状素材(M) の説明図

【図１１】この場合の裂開工程の説明図

【図１２】この実施例の場合の最終仕上げ形状の断面図

【符号の説明】

(2) ・・・ディスク部 (1) ・・・リム部 (M) ・・・円板状素材 (1a)・・・内リム (1b)・・・外リム (11)・・・リム相当部 (12)・・・厚肉部 (13)・・・テーパ筒部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク部(2) とリム部(1) とが一体で
   且ディスク部(2) のオフセット量の大きなアルミニュー
   ム合金製のホイールの製造方法であって、円板状素材
   (M) を裂開した後内リム(1a)及び外リム(1b)をスピニン
   グ加工によって加工形成するようにしたホイールの製造
   方法において、外周に環状装飾部(22)を具備するディス
   ク部(2) と前記環状装飾部(22)の周縁部にリム相当部(1
   1)を一体に形成した皿状の円板状素材(M) を鍛造によっ
   て製作し、前記リム相当部(11)は、ディスク部(2) の環
   状装飾部(22)の周縁部に続く厚肉部(12)と、この厚肉部
   (12)の外周のディスク部(2) の内面側に偏った位置から
   ディスク部(2) の内面側に突出し且先端に向って拡大す
   るテーパ筒部(13)とから構成し、ディスク部(2) の外面
   の環状装飾部(22)の周縁及びその近傍内周側に対接する
   マンドレル(41)とディスク部(2) の内面でリム相当部(1
   1)の内周域に対接するマンドレル(42)によってディスク
   部(2) を挟圧し、この挟圧状態で前記円板状素材(M) の
   厚肉部(12)を、その外周面から環状装飾部(22)の周縁部
   に隣接するドロップセンタ相当部にまで裂開して、環状
   装飾部(22)の外周に連続する外リム相当部(11b) と、テ
   ーパ筒部(13)とこれに連続する部分からなる内リム相当
   部(11a) に分割し、この内リム相当部(11a) 及び外リム
   相当部(11b) をスピニング加工によって内リム(1a)と外
   リム(1b)に加工成形するようにしたホイールの製造方
   法。