JP2017154152A

JP2017154152A - ホイールリムおよびその製造方法

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Publication number: JP2017154152A
Application number: JP2016038716A
Authority: JP
Inventors: 清裕池澤; Kiyohiro Ikezawa; 憲史藤田; Norifumi Fujita; 洋介三好; Yosuke Miyoshi
Original assignee: RINTEKKUSU KK
Current assignee: RINTEKKUSU KK
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2017-09-07

Abstract

【課題】金属板（板状素材）から溶接を用いることなく、ホイールリムを製造する。
【解決手段】本発明のホイールリムの製造方法は、外形抜き加工により、前記金属板からブランクを得る、第一打抜き工程１０と、前記ブランクから、一端にフランジ、他端に底部を備える碗状素材を得る、絞り工程２０と、穴抜き加工により、前記底部を中空底部とする、第二打抜き工程３０と、前記フランジを成形して中空碗状素材を得る、フランジ成形工程４０と、前記中空底部を軸方向に立ち上げて中間成形体を得る立ち上げ工程５０と、前記中間成形体の少なくとも一端を押し広げる、フレアリング工程６０と、両端が押し広げられた中間成形体から、ホイールリムを得る本成形工程７０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホイールリムおよびその製造方法に関する。

従来、ホイールリムを製造する方法としては、アプセット溶接にて製造した円筒状素材を用いて、ロール成形によってリムを製造する方法が一般的である（特許文献１〜４など参照）。また、板状素材を用いて、リムとディスクが一体型のホイールを製造する方法も知られている（特許文献５参照）。

特開２００３−２７５８３７号公報特開２００５−５２８８４号公報特開２０１３−５２４４２号公報特開２０１５−１１０２３２号公報特開２０１１−２４０３６０号公報

特許文献１〜４に記載の方法では、板状素材から溶接によって円筒状素材を製造する必要がある。しかし、この円筒状素材の製造には、莫大な設備投資が必要であるとともに、そのメンテナンス費用も必要であるため、製造コストを上昇させる。また、溶接欠陥が生じた場合にはホイールとしての性能に悪影響を及ぼす。

特許文献５に記載の方法では、リムとディスクが一体型のホイールが製造されるため、リムおよびディスクそれぞれの形状に制約がある。

したがって、本発明の目的の一つは、金属板（板状素材）からアプセット溶接にて製造した円筒素材を用いることなく、ホイールリムを製造する方法を提供することにある。

通常のホイールリムは、左右フランジ部の板厚差がない。しかし、左右フランジ部に所定の板厚差を設ければ、ディスクの取り付け位置の調整、ブレーキ等の左右非対称な周辺部品との取付け位置の調整などにより、ホイールの左右の質量バランスをコントロールすることが可能となる。その結果、通常のホイールよりも優れた走行安定性を付与することができる。このような性能の向上は、特に二輪車用ホイールリムの場合に顕著となる。

したがって、本発明の目的のもう一つは、走行安定性に優れるホイールに用いることができる、左右フランジ部の板厚差があるホイールリムを提供することにある。

〔Ａ〕金属板からホイールリムを製造する方法であって、
（１）外形抜き加工により、前記金属板からブランクを得る、第一打抜き工程と、
（２）前記ブランクから、一端に予備フランジ、他端に底部を備える碗状素材を得る、絞り工程と、
（３）穴抜き加工により、前記底部を中空底部とする、第二打抜き工程と、
（４）前記予備フランジをフランジ形状に成形する、フランジ成形工程と、
（５）前記中空底部を軸方向に立ち上げて中間成形体を得る、立ち上げ工程と、
（６）前記中間成形体の少なくとも一端を押し広げる、フレアリング工程と、
（７）両端が押し広げられた中間成形体から、ホイールリムを得る本成形工程とを備える、ホイールリムの製造方法。

〔Ｂ〕前記（１）の工程において、さらに穴抜き加工を行い、中空ブランクを得る、上記〔Ａ〕のホイールリムの製造方法。

〔Ｃ〕前記（３）の工程において、さらに外形抜き加工を行い、前記予備フランジの形状を変更する、上記〔Ａ〕または〔Ｂ〕のホイールリムの製造方法。

〔Ｄ〕本成形工程の後に、さらに、ロール加工工程および／またはサイジング工程を備える、上記〔Ａ〕〜〔Ｃ〕のいずれかのホイールリムの製造方法。

〔Ｅ〕両端にフランジ、その内側にビードシート、さらにその内側にウエルを備えるホイールリムであって、リム中心線における厚さをＴ₀とするとき、一方のフランジの厚さＴ_FAが、０．５０Ｔ₀以上１．００Ｔ₀未満であり、他方のフランジの厚さＴ_FBが、１．００Ｔ₀を超え１．５０Ｔ₀以下である、ホイールリム。

〔Ｆ〕ホイールリムが鉄合金板からなる、上記〔Ｅ〕のホイールリム。

本発明の製造方法によれば、金属板（板状素材）からアプセット溶接にて製造した円筒素材を用いることなく、ホイールリムを製造する方法を提供することができる。また、本発明のホイールリムによれば、走行安定性において優れるホイールに用いることができる、左右フランジ部の板厚差があるホイールリムを提供することにある。

本発明の製造方法の一実施形態を説明するフロー図第一打抜き工程の例を示す図。(a)は装置構成の例、(b)はこの工程によって製造されたブランクの例を示す。絞り工程の例を示す図。(a)は装置構成の例、(b)はこの工程によって製造された碗状素材の例を示す。絞り工程の他の例を示す図。(a)は装置構成の例、(b)はこの工程によって製造された碗状素材の例を示す。第二打抜き工程の例を示す図。(a)は装置構成の例、(b)はこの工程によって製造された中空碗状素材の例を示す。フランジ成形工程の例を示す図。(a)は装置構成の例、(b)はこの工程によって製造された中空碗状素材の例を示す。立ち上げ工程の例を示す図。(a)は装置構成の例、(b)はこの工程によって製造された中間成形体の例を示す。フレアリング工程の例を示す図。(a)は装置構成の例、(b)はこの工程によって製造された中間成形体の例を示す。本成形工程の例を示す図。(a)は装置構成の例、(b)はこの工程によって製造されたホイールリムの例を示す。本発明のホイールリムの例を示す図。

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
１．ホイールリムの製造方法
図１に示すように、本実施形態に係るホイールリムの製造方法は、外形抜き加工により、前記金属板からブランクを得る、第一打抜き工程１０と、前記ブランクから、一端に予備フランジ、他端に底部を備える碗状素材（有底円筒素材）を得る、絞り工程２０と、穴抜き加工により、前記底部を中空底部として中空碗状素材を得る、第二打抜き工程３０と、前記予備フランジをフランジ形状に成形する、フランジ成形工程４０と、前記中空底部を軸方向に立ち上げて中間成形体を得る立ち上げ工程５０と、前記中間成形体の少なくとも一端を押し広げる、フレアリング工程６０と、両端が押し広げられた中間成形体から、ホイールリムを得る本成形工程７０とを備える。

図２に示すように、第一打抜き工程１０においては、例えば、金属板１（略四角形）が、上金型１０ａおよび下金型１０ｂによって外形抜き加工され、ブランク２（略円形）が得られる。第一打抜き工程１０は、予め、金属板１の中央部に穴抜き加工を施した後に上記の外形抜き加工を行うか、上記の外形抜き加工と同時に金属板１の中央部に穴抜き加工を施すか、上記の外形抜き加工を施した後に金属板１の中央部に穴抜き加工を施すことにより、中空ブランクを得る工程であってもよい。なお、この中空ブランクに形成される穴の直径は、後段の穴抜き加工によって形成される穴の大きさよりも小さいものである。このような中空ブランクを用いる場合には、穴が拡げられる際の加工負荷を軽減させ、加工時の肉薄減少を抑制できるとともに、最終製品の左右のフランジの質量バランスの調整が容易になる。

金属板としては、鉄合金板、アルミ合金板など様々な板材を用いることができるが、特に、鉄合金板を用いるのが好ましい。

図３に示すように、絞り工程２０においては、ブランク２が、上金型２０ａおよび下金型２０ｂによって、絞り加工され、一端に予備フランジ３ａ、他端に底部３ｂを備える碗状素材３が得られる。この絞り工程２０は、一回の工程により所定形状を有する碗状素材３を得ることとしてもよいし、二回以上の工程により所定形状の碗状素材３を得ることとしてもよい。すなわち、図４に示すように、絞り工程２０においては、上記の碗状素材３を、上金型２１ａおよび下金型２１ｂによって、絞り加工して、一端に予備フランジ３ａ、他端に底部３ｂを備え、さらに、最終製品のビードシート等に対応する予備的な形状を備える碗状素材３Ａを得る工程であってもよい。

図５に示すように、第二打抜き工程３０においては、碗状素材３Ａが、上金型３０ａおよび下金型３０ｂによって、穴抜き加工され、底部３ｂに穴３ｃを備える中空底部３Ｂが得られる。なお、この図では、予備的な形状を備える碗状素材３Ａを加工する例を説明しているが、図３に示す碗状素材３に穴抜き加工を行ってもよい。第二打抜き加工工程３０は、予め外形抜き加工により予備フランジ３ａの形状を変更した後に穴抜き加工を施すか、穴抜き加工と同時に外形抜き加工により予備フランジ３ａの形状を変更するか、穴抜き加工の後に外形抜き加工により予備フランジ３ａの形状を変更する工程であってもよい。このように、第二打抜き工程において、外形抜き加工を行い、さらに前記予備フランジの形状を変更する構成であれば、材料の異方性によるフランジ幅のバラツキを最小限に抑える事ができるというメリットがある。

図６に示すように、フランジ成形工程４０においては、碗状素材３ｂの予備フランジ３ａが所定のフランジ形状に成形され、その後、図７に示すように、中空底部３ｂが碗状素材３Ｃの軸方向（図中矢印の方向）に立ち上げられ、中間成形体３Ｄが得られる。本実施形態においては、予備フランジ３ａをフランジ形状に成形後に中空底部３ｂを立ち上げる場合を説明したが、予備フランジ３ａのフランジ形状への成形および中空底部３ｂ立ち上げを同時に行ってもよいし、また、中空底部３ｂを立ち上げた後に予備フランジ３ａのフランジ形状への成形をしてもよい。

図８に示すように、フレアリング工程６０においては、中間成形体３Ｄの少なくとも一端を押し広げる工程である。なお、図８に示す例のように、碗状素材３のフランジ形状に３ａであった端部（フランジ側端部）が、絞り加工によって、最終製品形状または最終製品に近い形状にまで加工されている中間成形体３Ｄを加工する場合には、碗状素材３の底部３ｂがあった端部（底部側端部）のみを押し広げればよい。一方、フランジ側端部が最終製品形状または最終製品に近い形状にまで加工されていない場合には、中間成形体３Ｄの両端（フランジ側端部および底部側端部の双方）を押し広げる必要がある。

図９に示すように、本成形工程７０においては、押し広げられた中間成形体３Ｅが、上金型７０ａおよび下金型７０ｂによって、所定形状のフランジ４ａ、ビードシート４ｂおよびウエル４ｃを備えるホイールリム４が得られる。このとき、例えば、カム機構を用いて、上金型７０aを下降させると、複数の外側金型７０ｃが中間成形体３Ｅの外側から内方へ移動し、これにより中間成形体３Ｅを押圧して所定形状のホイールリムを得ることができる。なお、図示は省略するが、この工程の後に、さらに、ロール加工工程および／またはサイジング工程を実施して、フランジ４ａ、ビードシート４ｂおよびウエル４ｃなどの形状を整えればさらに好ましい。

２．ホイールリム
図１０に示すように、本実施形態のホイールリム４は、両端にフランジ４ａ、その内側にビードシート４ｂ、さらにその内側にウエル４ｃを備えるホイールリムであって、左右フランジに板厚差を設けることを特徴とする。このような板厚差を設ければ、ディスクの取り付け位置の調整、ブレーキ等の左右非対称な周辺部品との取付け位置の調整などにより、ホイールの左右の質量バランスをコントロールすることが可能となる。その結果、通常のホイールよりも優れた走行安定性を付与することができるからである。しかし、上記の板厚差が大きすぎると、加工割れが生じる。

よって、リム中心線における厚さをＴ₀とするとき、一方のフランジの厚さＴ_FAが、０．５０Ｔ₀以上１．００Ｔ₀未満であり、他方のフランジの厚さＴ_FBが、１．００Ｔ₀を超え１．５０Ｔ₀以下であることが必要である。一方のフランジの厚さＴ_FAの下限は、０．６０Ｔ₀であることが好ましく、上限は、０．９０Ｔ₀であることが好ましい。他方のフランジの厚さＴ_FBの下限は、１．１０Ｔ₀であることが好ましく、上限は、１．４０Ｔ₀であることが好ましい。

本実施形態に係るホイールリムは、特に、二輪車用ホイールリムとして有用である。二輪車においては、車体の質量バランスが左右均等ではないことが多く、そのような場合に本発明のホイールリムで車体全体の質量バランスを改善することが可能となるからである。また、本実施形態に係るホイールリムは、鉄合金板からなるものが好ましい。

本発明の製造方法によれば、金属板（板状素材）から溶接を用いることなく、ホイールリムを製造する方法を提供することができる。また、本発明のホイールリムによれば、走行安定性において優れるホイールに用いることができる、左右フランジ部の板厚差があるホイールリムを提供することにある。

１金属板
２ブランク
３絞り工程後の碗状素材
３Ａ絞り工程後の碗状素材（予備的形状付き）
３Ｂ第二打抜き工程後の中空碗状素材
３Ｃフランジ成形工程後の中空碗状素材（フランジ成形）
３Ｄ立ち上げ工程後の後の中間成形体（底部立ち上げ）
３Ｅフレアリング工程後の中間成形体
３ａ予備フランジ
３ｂ底部
３ｃ穴
４ホイールリム
４ａフランジ
４ｂビードシート
４ｃウエル
１０第一打抜き工程
１０ａ第一打抜き工程の上金型
１０ｂ第一打抜き工程の下金型
２０絞り工程
２０ａ絞り工程の上金型
２０ｂ絞り工程の下金型
２１ａ絞り工程の上金型（予備的形状付き)
２１ｂ絞り工程の下金型（予備的形状付き）
３０第二打抜き工程
３０ａ第二打抜き工程の上金型
３０ｂ第二打抜き工程の下金型
４０フランジ成形工程
４０ａフランジ成形工程の上金型
４０ｂフランジ成形工程の下金型
５０立ち上げ工程
５０ａ立ち上げ工程の上金型
５０ｂ立ち上げ工程の下金型
６０フレアリング工程
６０ａフレアリング工程の上金型
６０ｂフレアリング工程の下金型
７０本成形工程
７０ａ本成形工程の上金型
７０ｂ本成形工程の下金型
７０ｃ本成形工程の外側金型

Claims

金属板からホイールリムを製造する方法であって、
（１）外形抜き加工により、前記金属板からブランクを得る、第一打抜き工程と、
（２）前記ブランクから、一端に予備フランジ、他端に底部を備える碗状素材を得る、絞り工程と、
（３）穴抜き加工により、前記底部を中空底部とする、第二打抜き工程と、
（４）前記予備フランジをフランジ形状に成形する、フランジ成形工程と、
（５）前記中空底部を軸方向に立ち上げて中間成形体を得る、立ち上げ工程と、
（６）前記中間成形体の少なくとも一端を押し広げる、フレアリング工程と、
（７）両端が押し広げられた中間成形体から、ホイールリムを得る本成形工程とを備える、ホイールリムの製造方法。
前記（１）の工程において、さらに穴抜き加工を行い、中空ブランクを得る、請求項１に記載のホイールリムの製造方法。
前記（３）の工程において、さらに外形抜き加工を行い、前記フランジの形状を変更する、請求項１または２に記載のホイールリムの製造方法。
本成形工程の後に、さらに、ロール加工工程および／またはサイジング工程を備える、
請求項１から３までのいずれかに記載のホイールリムの製造方法。
両端にフランジ、その内側にビードシート、さらにその内側にウエルを備えるホイールリムであって、
リム中心線における厚さをＴ₀とするとき、一方のフランジの厚さＴ_FAが、０．５０Ｔ₀以上１．００Ｔ₀未満であり、他方のフランジの厚さＴ_FBが、１．００Ｔ₀を超え１．５０Ｔ₀以下である、ホイールリム。
ホイールリムが鉄合金板からなる、請求項５に記載のホイールリム。