JPH10507132A - スポークホイールの二重壁を有する中空ホイールリムにニツプル穴を穿孔する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は半径方向内方に配置された内側壁部とその外側に配置された外側壁部とを備える二重壁部を有したホイールリムにニツプル穴あるいは同様な穴を空ける方法に関する。この穴はホイールリムの外側壁部と内側壁部と更には内側壁部を支承する穿孔ダイスとを通過して連続移動される穿孔工具により穿孔される。本発明は又この方法を実行する装置をも含む。

Description

【発明の詳細な説明】 スポークホイールの二重壁を有する中空ホイールリム にニツプル穴を穿孔する方法および装置 （技術分野） 本発明は、二重壁を有する中空ホイールリムの二つの壁部に穴を整列させて列 状に穿孔する方法および装置に関する。 （背景技術） この種の方法はヨーロツパ特許出願第 0,579,525号により周知である。この出 願によれば（図８参照）、穴は二重壁部を有する中空ホイールリムの二重壁部を 一方向から貫通して空けられる。この穴空け法では、穿孔による細片と油がホイ ールリム内の中空空間部に入り、その汚染を洗浄する要があり、費用と時間がか かる。 穿孔と洗浄の費用およびそれに伴う生産時間が増加するため、二重壁部を有す る中空ホイールリムは通常の自転車に使用できず、主にレース用など高級自転車 にのみ使用されている。 （発明の開示） 本発明の第一の目的は、二重壁部を有する中空ホイールリムに効率よく穴を空 ける方法を提供することにあり、また従来の方法の欠点を克服することにある。 このため本発明の方法によれば、ホイールリムが穿孔ダイスに接して配置され 、また切断刀を有する穿孔工具がホイールリムの二重壁部および穿孔ダイスを連 続的に貫通して作動される。 この工具を連続作動して二重壁に穿孔することにより、二つの穴は完全に整合 され、一方この工程が迅速に遂行され、中空ホイールリムの内部が油と細片で汚 されることがない。 本発明による方法の好適な実施態様によれば、最初に空けられた穴の直径が、 連続動作中に穿孔工具の一部をなす拡張工具を穴に通すことによつて拡大され得 、穿孔工具は、拡張工具が穿孔ダイスに支承される壁部に達する前に停止される 。 即ち異なつた直径の穴が効率よく空けられる。 本発明のもう一つの実施態様によれば、穿孔工具が10ｍ／sec以上に加速され 、その後切断刃がホイールリムの最初の壁部に通過される。 このように高速動作を可能にすることにより、支承されない最初の壁部の穴周 縁部分が内側に曲がることが防止される。 本発明はまた、穿孔ダイスを有するリム支承部と、穿孔ダイスから所定の距離 離間された始動位置から切断刃が穿孔ダイスの内部に入る停止位置まで可動の切 断刃を有する穿孔工具と、穿孔工具の駆動装置とを備え、ホイールリムに穴を空 ける本発明の方法を実施するに適した装置に関する。 本発明による装置は使用の際、駆動装置により穿孔工具に力が与えられ、穿孔 工具が始動位置から10ｍ/sec以上に加速され、その後切断刃が、穿孔ダイスに接 して配置された第２の壁部を備える二重壁部の中空ホイールリムの第１の壁部に 接触するという特徴を有する。 ホイールリムに穴を空けるための装置自体は米国特許第4,854,201 号に開示さ れている。しかしながらこの従来の装置 では非支承の壁部の穿孔に適さず、二重壁部を有する中空ホイールリムに穿孔す る場合のみに有効であつた。 本発明の装置によれば、穿孔工具は壁部を曲げることなく、第１の壁部に穴を 空け得るため、ホイールリムの形状が維持される。 本発明の装置は、穿孔工具を短距離で停止させ得る制動装置を備えることが望 ましい。 これにより穿孔工具の寸法を減少させることが可能となる。 本発明は、本発明に従つて製造され、最大直径の穴が外側の壁部に空けられ、 各壁部に整合した穴が具備された二重壁部を有する中空ホイールリムに関する。 本発明によるホイールリムにおいては、外側壁部の穴の周囲の材料が半径方向 内側に曲げられる。 このようにホイールリムの外側壁部上に置かれる空気で充満されたチユーブが 、穴の尖つた縁で損傷を受けることがなく、またそのような損傷を防止するため の付加部品を用いる必要がなく、付加部品を製造し設置するための付加費用もな い。 本発明を実施例の概略を示す図面に沿つて以下に開示する。 （図面の簡単な説明） 図１〜図５は本発明による方法の異なつた工程におけるホイールリムと穿孔工 具の簡略断面図（但し明解にするためにホイールリムの内側壁部を支承する穿孔 ダイスは示していない）、図６ａおよび図６ｂは図１〜図５で使用される穿孔工 具の実施例の拡大斜視図、図７は穿孔装置の穿孔工具の一部 断面で示す側面図、図８は二重壁部を有するホイールリムに穴をあける装置の簡 略断面図、図９は本発明による穿孔装置の第２の実施例の簡略断面図、図10は図 ９に示すＡ部の詳細図、図11は図９の穿孔装置の一部をなす油圧装置の簡略説明 である。 （発明を実施するための最良の形態） 図１〜図５には内側壁部２と外側壁部３と二つの壁部２、３の間の中空域４と を備えた二重壁部を有するホイールリム１の簡略断面図が示される。このホイー ルリム１にはスポークとスポークニツプル（図示せず）に適合する穴を設ける必 要がある。これらの穴は、スポークおよびスポークニツプルが放射状に、あるい は放射線に対しやや角度を付けて配列されるように形成される。ニツプル穴とは 別にバルブ用として幾分大きい穴を空ける要がある。内側壁部２は通常、1.0〜1 .1mmに対して2.5〜2.8mm程度、外側壁部３より厚くされており、スポークニツプ ルの頭部を内側壁部２上に配置可能に構成されている。 本発明によれば、ホイールリム１の穴は穿孔工具５を使用して空けられる。こ の穿孔工具５は円筒状の正面部６とこれに隣接して例えば40度のノーズ角度を持 つ先細円錐形部７とを備える。穿孔工具５の正面部６の先端については後述する 。 穿孔工具５は10ｍ/sec以上、最大50ｍ/sec、望ましくは30ｍ/secの速度で作業 可能である。このような高速作業により、材料片がホイールリム１の壁部２、３ から打ち抜かれ得、且つ材料に変形を生じない。穿孔が例えば８〜15ｍ/secのよ う に低速である場合、穿孔工具は非支承の外側壁部３にへこみを生じ、これに伴つ てホイールリムの内側壁部が内方に曲げられる（特にホイールリムが細い場合） か、あるいは裂け目が生じる。穿孔速度が増加すると、顕著な傾向としてこのよ うな欠点が消失する。図１〜図５の実施例では、穿孔がホイールリム１の外側か ら行われるため、先ず小さなデイスク８が外側壁部３から打ち抜かれ（図２参照 ）、次に小さなデイスク８が穿孔工具５の先端に付着された状態でデイスク８と 小さなデイスク９が内側壁部２から（図３参照）打ち抜かれる。次いで穿孔工具 ５の円錐形部７が幾分円錐状に拡大される、即ちホイールリム１の外側壁部３の 穴10の外方に曲がり、スポークニツプルの頭部を通すことにより（図示せず）簡 単に組立可能になるように設けられる。所望の穿孔深さに到達したとき（円錐形 部７は内側壁部２に到達していないとき）、穿孔工具５を素早く停止せしめ、次 の穴の穿設のために後退される。 図６ａおよび図６ｂは穿孔工具５の先端部の実施例を示す。先端部には４つの 切断刃11が設けられ、切断刃11は凹状切断刃12によつて交互に円周に沿つて均等 に連結されて配置される。円周上の切断刃11から先端部の中心までの高さの差が 、当初に打ち抜かれるホイールリム１の外側壁部３の厚さより大であることが望 ましい。この種の先端部は外側壁部３の穴10から切り離されたデイスク８が切断 刃11間のくぼみに残され、外方に突出されていないため、次の穿孔がデイスクに よつて妨げられず、穿孔作業が極めて容易になる。図６ｂによ る実施例は歯11に代えて小さい平面部11’を有している。 図７には装置のピストンロツド13に対し穿孔工具５が着脱可能な態様が示され ている。ネジ山部20の形状に応じた着脱性が特にこの連結に大きな力が加えられ ることに着目して設計される。 図８は穿孔のための装置の原理を概略的に示している。この装置（方法はこれ 以上説明しないが）は空気作用で駆動され、且つ停止可能なピストン14に連結さ れたピストンロツド13を備える。このような作動原理は例えばポータブルの釘打 ち装置などにも採用されている。ピストン14はハウジング15で囲われ、このハウ ジング15には穿孔行程の終期にピストン14を最終的に停止するための停止部が具 備されている。この停止部は機械的構造で作成可能であり、例えば図示のように リム16がプラスチツクバツフア体、空気式バツフア体として形成され得る。停止 部16あるいはハウジング15全体は、連結部材18の補助によつてハウジング15に連 結されるリムクランプ17に対し高さが調整可能に設けられる。穿孔ダイス19に対 する停止部16の設定は特に穿孔装置５の円錐形部７の先端から停止部16と係合す るピストン14の一部までの距離により決定される。図８の場合、穿孔ダイス19が 穿孔工具５と協働され、空けられる穴10の周囲全体のホイールリムを支承するこ とが理解されよう。 図９は穿孔によつて二重壁部有するホイールリム29に穴を空ける穿孔装置25を 示す。穿孔中にホイールリム29はハウジンク28に固定された下部ダイス27に載置 されている。穿孔ニ ツプル26はピストンロツド30に付設され、ピストンロツド30はピストンヘツド31 と共にシリンダ35内を移動するプランジヤを形成する。シリンダ30はハウジング 28に装着される。 ピストンロツド30はシリンダ35内の通過密封部34により密閉され、リング36と ブシユ37とを通過する。リング36は密封部36とスクレイパーリング32を包有する 。ブシユ37には潤滑油を含んだ空気を供給する空気供給源（図示せず）と連通さ れる開口部49が具備されている。また開口部49は圧力センサ（図示せず）にも接 続されており、このセンサはピストンロツド30が開口部49の口部を密閉している か、あるいは次の穿孔行程実行のためにプランジヤが完全に後退しているかを検 出する。 シリンダ35、リング36並びにブシユ37はネジ蓋38によつてハウジング28に固定 される。且つ弁39はアキユムレータ40とダクト47との間の油の流れを遮断するた めに、ハウジング28に装着されている。この弁39はダクト48により作動され、ダ クト48自体はダクト53を経て制御弁と連通される。ダクト53はまた逆止め弁50を 経てパイプ連結部43と連通される。シリンダ35とピストンヘツド31とネジ蓋38と で区画されるチエンバ54は多孔の逆止め弁51を介しパイプ連結部42と連通される 。アキユムレータ40はパイプ連結部41を経て畜圧される。 プランジヤが穿孔を行う準備状態、即ちピストンヘツド31が図９の最左位置に 位置しているとき、ピストンヘツド31はシリンダ35の壁部に設けられたダクト46 を閉鎖する。これらのダクトはチエンバ54とダクト47間の連通部を形成し、プラ ンジヤが穿孔行程の一部を実行した後この連通部が開口されるように構成されて いる。 穿孔中にチエンバ55内にあつた油はダクト52からパイプ連結部43に、またここ から排出パイプＴ（図11参照）に流れる。穿孔行程が終了する直前、即ち図９の プランジヤが完全に右端に移行させられる直前に、ダクト52がピストンヘツド31 によつて閉鎖され、チエンバ55は開口部44を介してのみパイプ連結部43に連通さ れる。開口部44が極めて小さいのでプランジヤが速度を落としている間チエンバ 55内の油の圧力が極めて高くなる。 図10はプランジヤが最右位置に達したときの詳細部Ａを示す。この位置におい てピストンヘツド31はバツフアリング45によつて停止される。ピストンロツド30 とシリンダ35間の油による密封は、ピストンロツド30が高速、例えば30mm/secで 移動でき、一方穿孔行程の終期にチエンバ55内の圧力が1000バール以上に上昇す るという特定の条件を満足するように構成されている。この油による密閉は密封 部33と通過密封部34とによつて実現される。密封部33の前部の空間において収集 された油はダクト53を経て排出可能である。密封部33において厚さが数ミクロの 油のコーテイングが高速で作動するピストンロツド30上に残される。この油はス クレイプパイプ32によつてピストンロツド30から除去されるか、あるいは穿孔中 およびピストンロツド30の作動が停止している間に相当な汚れの原因となる油が 排出される。 図11は供給パイプＰと排出パイプＴを有する穿孔装置が圧 力集合体（図示せず）と連結された穿孔装置の油圧機構を示す。穿孔装置は制御 弁56と洗浄弁57と安全弁58とによつて作動される。安全弁58は洗浄弁57の安全装 置として機能しており、許容不可能な高圧となることが防がれる。 本装置は次のように動作する。プランジヤが位置Ａにあり、制御弁56が位置Ｉ にあり、洗浄弁は位置IIにある。アキユムレータ40内の圧力はＰである。このと き制御弁56が位置IIIに、又洗浄弁57が位置Ｉに夫々移動すると、弁39が開口し 、ダクト47がアキユムレータ40と直接連通される。またダクト42内の圧力もＰと なり、これに伴いプランジヤが位置ＡからＢに移動され、一方加速が制御弁56を 経て流れる油の量によつて制限される。ピストンヘツド31がダクト46を通過した 後は、油がアキユムレータ40からヅクト46まで妨げられることなく流れることに なり、油の流量が大きく増加する。この結果プランジヤは穿孔速度30ｍ/secまで 加速する。穿孔行程の終わりにプランジヤが上述したように停止され、ピストン ロツドの運動エネルギーは開口部44（図９および図１０参照）からの油の流出を 絞ることによつて吸収される。 制御弁56が位置IIに移動すると、ダクト52に沿つて油が短時間流れるため、絞 りにより温められた油が排出されることになる。次に洗浄弁57が位置IIに移動し たとき弁39は閉鎖する。制御弁56を位置Ｉにすることにより、プランジヤは多孔 の逆止め弁51で制限される速度で位置Ａに移動する。 上述の実施例では、油圧式バツフア装置を有する移動中のプランジヤの作動の 停止が油圧式駆動装置と共に同時に調整 され得る。本発明の範囲内でバツフア装置と駆動装置とを分離した他の実施例も 採用である。プランシヤが減速し、短距離で望ましくは10mm〜20mm内で停止され ることが常に重要な構成となる。プランジヤの運動エネルギは大部分が吸収され る必要があるが、解放状態になることは回避される。仮に解放状態になつてしま うとプランジヤはバネ力で後退することになる。この後退が生じると穿孔装置が 再度ホイールリムを通過することになり、穴の形成上不都合が生じる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．二重壁部を有するホイールリム（１）を穿孔ダイス（19）に接して配置し、 切断刃（11、12）を有した穿孔工具（５）をホイールリム（１）の二つの壁部（ ２、３）を通過して移動させることを特徴とする、中空ホイールリム（１）の二 つの壁部（２、３）に整列させて列状に穴（10）を空ける方法。 ２．最初に空けられた穴（10）の直径が連続運動中に穿孔工具（５）の一部をな す拡大工具（７）を穴に通過させて拡大せしめ、穿孔工具（５）を拡大工具（７ ）を穿孔ダイス（19）により支承する壁部（２）に到達する前に停止させてなる 請求項１の方法。 ３．連続移動の終期に、穿孔工具の運動エネルギを油圧式バツフア装置（44、45 ）に吸収させる請求項２の方法。 ４．穿孔工具を減速の時生じる熱を流体によつて除去する請求項３の方法。 ５．穿孔工具（５）は切断刃（11、12）をホイールリム（１）の第１の壁部（３ ）を通して移動する前に、少なくとも10ｍ/secの速度まで加速する請求項１〜４ のいずれか一の方法。 ６．穿孔ダイス（19）を有するリム支承部（17）と、穿孔ダイス（19）から所定 の距離離間させた始動位置から切断刃（11、12）を穿孔ダイス（19）内部に入る 停止位置まで移動可動な切断刀（11、12）を有する穿孔工具（５）と、穿孔工具 （５）用の駆動手段（14、15）とを備え、使用時の切断刃（12）が穿孔ダイス（ 19）に接して置かれる第二の壁部（２）を備えた二重壁部を有する中空ホイール リム（１）の第１の壁部（３）に接触する前に始動位置から少なくとも10ｍ/sec の速度まで穿孔工具を加速させ ることを特徴とするホイールリム（１）に穴（10）を空ける装置。 ７．穿孔工具を約20mmより短い距離で停止させる制動手段（44、45）を有するこ とを特徴とする請求項６の装置。 ８．制動手段は穿孔工具（５）の運動エネルギの大部分を吸収するに適する油圧 式バツフア装置（44、45）を有することを特徴とする請求項７の装置。 ９．空気式駆動装置を備えた請求項８の装置。 10．穿孔工具（５）が凹状の先端部を有する請求項６〜９のいずれか一の装置。 11．穿孔工具の先端部に円周上に均等に配置され、切断刀（12）によつて円周上 の一点で相互に結合された多数の切断刃（11）を有している請求項10の装置。 12．穿孔工具（５）の切断刃（12）の近傍の部分は所定の長さ（６）に亙り円筒 形に設けられ、これに近接した先細の円錐形部分（７）を有してなる請求項６〜 11のいずれか一の装置。 13．駆動装置（14、15）には穿孔ダイスに対して調整可能な停止部（16）が具備 されてなる請求項６〜12のいずれかの装置。 14．装置の一部をなす請求項６〜13のいずれか一の穿孔工具。 15．最大直径の穴が外側壁部（３）に具備され、各壁部に整合した穴が具備され 、外側壁部の穴の周部が円周に沿つて内方に曲げられてなることを特徴とする二 重壁部を有する中空ホイールリム（１）。