JPH04167943A - 軽合金製ホイール用一体型リムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は軽合金製ホイール用一体型リムの製造方法に関
する。

（従来の技術とその問題点） 従来、ホイール用のアルミニウム合金製一体型リムの製
造方法としては、最初にアルミニウム合金の圧延板を一
定寸法に切断し、その板をリング状に巻き端末成形した
後、フラッシュバット溶接をし、パリカント、プラニソ
シャー及びサイドバリカットの仕上処理をし、その後、
ロール成形して所定の形状に仕上げるという方法がある
。しかしながらこの方法によれば、溶接部分に欠陥を生
じやすく、このために全数エアーリークテストをしなけ
ればならず、更に、溶接部分の強度は、他の部分よりも
低いため、溶接部の品質保証の問題、そしてその溶接部
分は他のリム部と比べて比重が異なるために回転バラン
スが採りにくいこと、成形が多工程にわたり生産効率が
低い等の問題があった。

一方、問題の多い溶接工程を無くした従来の一体型リム
の製造方法としては、第９図〜１２図に示す鍛造−ロー
ル成形の方法がある。図示に基づき従来の方法を説明す
ると、まず鍛造により第９図に示す断面が略Ｈ型の鍛造
材５１を得る。５２は以後の工程で外側リムとなる部分
で、５３は内側リムになる部分、５４は機械加工後ディ
スクと組み合わされる部分である。第１０図では鍛造材
５１をスピニング加工により外側リムと内側リムとにな
るように軸方向に延伸する工程を示す。５５はスピニン
グ加工中のワーク、５６は外側リム用のマンドレル、５
７は内側リム用マンドレル、５８は外側リム部、５９は
内側リム部、６ｏはマンドレル５６．５７により挟圧さ
れて回転力を与えられる中央部分、６１はスピニングロ
ーラである。第１１図はロール成形機により、リム部が
最終形状にロール成形される工程を示す。６２はロール
成形されたリム材、６３はマンドレル、６４はリムの外
側全巾に作用するローラ、６５は外側リムの内側に作用
するローラ、６６は外側リム、６７は内側リムである。

第１２図はリム材６２の中央部分（第１０図に示す中央
部分６０）がプレス等で打ち抜かれた一体型すムロ８を
示す。上述のように溶接工程の無い従来の一体型リムの
製造方法はホイールの径が１４′、巾が６′位までのも
のであれば有効な方法であるが、近年車の高性能化とユ
ーザーの要求により、ホイールの大径及び広巾化が急速
に進み、１８′径で９′巾のものも製造されている。

この結果、従来の方法では、広巾リムの場合、第１０図
のスピニング工程でリム中に応じたリム素材寸法を得る
ために何回もローラ６１をワークに押圧しなければなら
ず、１８′径で９′巾の場合は、その時間が１０分径径
も及ぶ。従ってワークの加工硬化も進み、第１１図に示
すロール成形加工前にこの加工硬化を解消するために、
炉に入れ３５０’Ｃに昇温し約１時間キープする、いわ
ゆる軟化焼鈍工程が必要となる。更に第１１図に示すロ
ール成形においても径が大きいため、仕上径が不安定で
、１８′径の場合その歪は直径で３ｍｍにも達すること
がある。又、外側リム部は成形ローラ６４と６５に挟圧
されて徐々に所定の形状に成形されるが、ローラ６４の
押圧カレこ耐える剛性をローラ６５に与えることは片持
ちの構造上不可能であるため、押圧力を小さくし時間を
かけて成形する必要がある。１８′径で９″巾の場合、
その成形時間は８分位に及び、しかも内側リムに比にで
外側リムの歪は大きいものになる。そのために素材を厚
肉にし、この後の工程の機械加工時に黒皮の残らぬよう
充分な切削代を付ける必要がある。更に成形ローラ６４
．６５はリム巾と第１２図に示す外側リムの深さＤの変
化に応じて用意されねばならない。

このように従来の鍛造素材から一体型リムを得る方法は
、素材重量を多く必要とし、かつ加工時間がかかり、更
に工具費も多くなる等の問題があった・ 本発明に係る一体型リムの製造方法は、溶接工程の無い
鍛造材からのものに関するもので、前述のような問題点
を解決し、最少の材料で精度の良い一体型リムを短時間
に効率良く得んとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽
合金を用いて、熱間鍛造工程とスピニング工程を経て軽
合金製ホイール用の一体型リムを製造する方法において
、外側リムのフランジ部を鍛造により成形するとともに
、内側リムを軸方向外方に向って徐々に肉薄に形成し、
しかる後にスピニング機によりロール成形加工して仕上
げるようにするものである。

又、ウェル部とビートシート部との間の傾斜部の傾斜角
を大きくして、タイヤ内の空気量の増大を図っているホ
イール仕様の場合においては、内側リムの成形に際し、
更にその先端部内側に、局部的に拡開された切欠部を設
けて成形するようにするものである。

（作用） 本発明の一体型リムの製造方法は、上述のように鍛造で
成形されたリム材の内側リム部のみをスピニング加工に
より所定の寸法形状に仕上げ、外側リムは鍛造で成形さ
れたままの状態でスピニング加工は不要で、又、スピニ
ングローラはリム径、リム巾に関係なくどのようなサイ
ズのリムにも使うことができる。そして、ウェル部とビ
ートシート部に間の傾斜部の傾斜角が急な仕様のもので
はスピニング加工時に内側リム部がマンドレルに充分追
従出来るように内側リムの先端部内側に、局部的に拡開
部を設けているので、スムーズに短時間のスピニング加
工が出来る。

（実施例） 本発明の実施例を第１図〜８図に基づいて説明する。

第１図の１は、鍛造成形が完了し不要なパリを取り除い
た一体型のリム素材を示す。２は次のスピニング工程で
内側リム部となる部分、３は外側リム、４は外側リム３
のフランジ部を示す。５は機械加工後にディスクと組み
合わされる厚肉部分、６は中央の薄肉部分でスピニング
工程のあとプレス等で打ち抜かれるいわゆるスクラップ
とされる部分である。第２図は、鍛造材１のＡ部を拡大
した図であり、即ち鍛造材１を軸方向に断面した図であ
る。外側リム３と同フランジ４は完全に鍛造により成形
され、内側リム部２は、軸方向外方に向って徐々に薄く
なるようその外側でα°、内側でβ°の角度を与えられ
ている。これらの角度はリム巾によって若干の差はある
が大体α°は２°、β°は５°位／Ｉ１１鍛造とスピニ
ング上部台が良かった。

第３図にスピニング成形された一体型リム８を示す。鍛
造材１は、スピニング機のマンドレル１３と１４により
中央の厚肉部５と薄肉部６が挟圧され、回転させられる
。成形ローラ１５が２点鎖線で示す鍛造材１の内側リム
部となる部分に矢印で示すような動きをしてスピニング
成形を行う。ローラ１５の動きは油圧電気式サーボ機構
（図示せず）等によりコントロールされ所定のワーク形
状に仕上げる。９はウェル部、１０はウェル部９がらビ
ートシート部１１に移行する傾斜部、１２はスピニング
成形された内側リムのフランジ部、ｔ２はその厚さを示
す。第４図はこの発明により製造した一体型リムを使用
した組立式ホイールの一例を示し、この一体型リム８は
スピニング加工後、中央の薄肉部分６がプレス等で除去
された後、熱処理、機械加工、塗装等の工程を経て完成
されたもので、１９は同リムの外側リム部、２０は同じ
く内側リム部、２１はディスク、２２は一体型リム８と
ディスク２１を締結するボルト等の固定子である。本実
施例におけるサイズ１８′で９１中の場合の一体型リム
の製造における従来法とこの発明法との差を表にすると
次のようである。

次に、請求項（２）に示す発明を説明する。

第５図に示すものは、ウェル部とビートシート部との間
の傾斜部が急傾斜角の仕様のホイールの場合の鍛造材で
あり、この鍛造材１の場合は、内側リム部２の先端部２
ａの内側に、角度θ°で局部的に拡開した切欠部７を形
成する。θ°は先端部の厚みｔｌと、第３図におけるウ
ェル部よりビートシート部１１への傾斜部１０の傾斜度
σ°と、内側リムフランジ１２の必要肉厚ｔ２によって
決定されるが傾斜角度σ°が７５°の場合は、θ。

は３０”　から４５°、し１は９ｍｍ位が最も良い成形
コンデイションであった。

第６図に、内側リム部２の先端部２ａが、マンドレル１
３の傾斜部１０ａを乗り越える直前の状態を示す。従来
のリム全中に作用する成形ローラを使用するロール成形
法とは異なり、本発明では１個あるいは複数の成形ロー
ラで内側リム部のみスピニングを行い所定の内側リム形
状を得る方法であるので、ウェル部９がビートシート部
１１を形成する部位１１ａ前の傾斜部１０ａを乗り越え
るための工夫が必要になる。これは内側リム部２の先端
内側に局部的な切欠部を形成することで解決出来たもの
である。これは切欠部７が、傾斜部１０ａに当接し、ロ
ーラ１５が矢印で示す軌跡で移行されることにより、内
側リム材の先端部２ａがマンドレル１３のビートシート
部形成部位１１ａに持ち上げられ、その後頁にローラ１
５の作用により内側リム部のフランジが形成される。第
７図は、以上に述べた一部型リムを使用した組立式ホイ
ールである。もし、内側リム部先端の切欠部７が存在し
なかった場合は第８図で示すように、第１図の姿勢から
１８０°反転して天地を逆にして、即ち外側リム部３を
下にして金型１６上にセットし、しかる後に金型１７を
内側リム２の内径側に挿入して矢印方向に作用させ、内
側リム２の先端部を拡開する、いわゆるフレアリングと
呼ばれる工程が必要となりこれには１００トン以上の油
圧プレスが必要で、更にフレアリングの加工時間も要す
る。ローラ１５の動きは第６図では矢印の軌跡で１回で
終了するように描かれているが、実際には内側リム部２
の肉厚が素材の段階ではスピニング加工終了時の厚みの
２．５倍近くもあるために、第７図で示す形状に内側リ
ム２０が形成されるまでに３〜４回繰り返してローラ１
５を内側リム部に作用させる。但しこの時先端部２ａに
はローラ１５は作用せず、第６図の状態から１回のみ作
用させて一気に傾斜部１０ａを乗り越すことが重要であ
る。勿論このスピニング工程は複数のローラを同時に作
用させることが可能で、実施例では３個のローラを同時
に作用させたので、１８′径で９′巾の一部リムであっ
てもわずか３分間でこのスピニング工程が終了出来た。

以上のような本発明の製造方法においては、スピニング
加工終了後の一部型リムの精度が良く、同じく１８′径
９′巾で歪は直径で内側リム部が０．７ｍｍ、外側リム
部が０．５■であった。従って従来法に比較して大幅な
材料の節約が図られた。

（発明の効果） 本発明の一部型リムの製造方法によれば、鍛造時間は従
来方法より２５％位アップするが、素材重量、機械加工
等の減少効果が大きく、総合的にはコストを２５％位従
来法に比較して低くすることができる有益な製造方法で
ある。

【図面の簡単な説明】

第　１　図は、鍛造工程を終えた一部型リム素材の四半
分を切り欠いてその切り口 を示す斜視図であり、 第　２　図は、第１図のＡ部分の断面の拡大図であり、 第３　図は、鍛造成形された一部型リムをスピニングし
た状態を、一部断面で示 す側面図であり、 第４　図は、完成した組立式ホイールの一例を一部断面
的に示す側面図であり、 第５　図は、第１図のＡ部分の断面に相当する部分の別
実施例仕様ホイールの拡 大国であり、 第６　図は、内側リムの先端部のスピニング状態を示す
断面図であり、 第７　図は、完成した組立式ホイールの別個を一部断面
的に示す側面図であり、 第　８　図は、一体型リム素材のフレアリング工程を示
す縦断面図であり、 第９　図は、従来の方法における一部型リム素材を切り
欠いて示す斜視図であり、 第１０図は、同じくスピニング工程を示す一部断面で示
す側面図であり、 第１１図は、同じくロール成形工程を示す一部断面で示
す側面図であり、 第１２図は、完成した一部型リムを示す断面図である。 符号の説明 １・・・一体型リム素材 ２・・・内側リムとなる部分

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金
   を用いて、熱間鍛造工程とスピニング工程を経て軽合金
   製ホィール用の一体型リムを製造する方法において、外
   側リムのフランジ部を鍛造により成形するとともに、内
   側リムを軸方向外方に向って徐々に肉薄に成形し、しか
   る後にスピニング機によりロール成形加工して仕上げる
   ことを特徴とする軽合金製ホィール用一体型リムの製造
   方法。
2. （２）内側リムの成形に際し、更にその先端部内側に、
   局部的に拡開された切欠部を設けて成形することを特徴
   とする請求項（１）記載の軽合金製ホィール用一体型リ
   ムの製造方法。