JPS6327101B2 - - Google Patents

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JPS6327101B2
JPS6327101B2 JP3401380A JP3401380A JPS6327101B2 JP S6327101 B2 JPS6327101 B2 JP S6327101B2 JP 3401380 A JP3401380 A JP 3401380A JP 3401380 A JP3401380 A JP 3401380A JP S6327101 B2 JPS6327101 B2 JP S6327101B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thickness
press
aluminum
diameter
rim
Prior art date
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Expired
Application number
JP3401380A
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English (en)
Other versions
JPS56131033A (en
Inventor
Masatoshi Nanba
Takuo Kusano
Koichi Masuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Light Metal Co Ltd filed Critical Nippon Light Metal Co Ltd
Priority to JP3401380A priority Critical patent/JPS56131033A/ja
Priority to FR8105320A priority patent/FR2478499A1/fr
Priority to GB8108401A priority patent/GB2072560B/en
Priority to CA000373286A priority patent/CA1167705A/en
Priority to US06/245,639 priority patent/US4408379A/en
Priority to DE19813110756 priority patent/DE3110756A1/de
Publication of JPS56131033A publication Critical patent/JPS56131033A/ja
Publication of JPS6327101B2 publication Critical patent/JPS6327101B2/ja
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  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウムホイールリム材の製造法
に係り、拡径プレスにより枢要部の厚肉化を図
り、軽量にして美観性に優れたアルミニウムホイ
ールリム材を比較的簡易な方法で、しかも好まし
い強度分布をもつた製品として的確に製造するこ
とのできる方法を提供しようとするものである。 車輛用ホイールをアルミニウム質金属材(アル
ミニウム及びアルミニウム系合金材:以下単にア
ルミニウムという)によつて製造することは軽量
でしかも独特な光沢を有する製品が特別なメツキ
などを施さなくても得られるなどの特質があり、
特に近時における省エネルギー目的などにも即し
たものとして広く採用されている。ところがこの
アルミニウムホイールとして従来から用いられて
いるものは一般的に金型鋳造方式によるものであ
つて、成程鋳鍛造技術の如きも採用されるとして
もその金属組織は基本的に鋳造組織であるから充
分な強度が得られず、必然的に肉厚も大とせざる
を得ないからアルミニウム材による軽量化メリツ
トを真に有効に発揮することができない。このた
め一部に圧延組織を利用したプレス加工製品を得
べく、即ちホイールにおけるリム部とデイスク部
の如きを適当に分割して、2ピース乃至3ピース
の如きに製造したものを組合わせて製品となし、
そのリム部などを前記のようにプレス材で製造す
るようなことに関してもそれなりの検討がなされ
ているようであるが、斯かるリム部をどのような
素材によつてプレス成形し製品化するとしてもそ
のプレス加工により薄層化した部分の発生を避け
られず、しかもその薄層化した部分がホイールと
して利用された場合において比較的高い強度の要
請される部分となる傾向が大であつて、このため
必要強度を得るための素材厚さがそれなりに大で
あることを必要とし、経済的に不利であるばかり
でなく、加工行程に大きなエネルギーを必要と
し、又充分な軽量化を図り得ないなどの欠点があ
る。 本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ね
て創案されたものであつて、素材として比較的薄
肉の円筒状素材を用い、これを圧縮応力作用下に
おいて拡径プレスすることにより拡管と同時に素
材板厚を製品として強度を必要とする部分におい
て部分的に素材厚より増加せしめてプレス成形す
ることを特徴とするものである。 即ちこのような本発明によるものの技術的内容
について仔細を説明すると、この種車輛用ホイー
ルをデイスク部と別体として形成されたリム部の
断面形状は一般的に第1図に示すようなものであ
り、このようなリム部20においてその各部にお
いて必要とされる強度をリム部20の外面側20
a及びその内面側20bに関して標準的なタイヤ
圧4.0Kg/cm2、荷重1100Kgという条件下で求めた
結果はこの第1図の下方に〜の各相当部分と
の関係で夫々展開状態で示す通りである。蓋し
点においては外面側で15Kg/mm2の引張力が作用
し、且つ内面側では11Kg/mm2の圧縮力が作用する
という厳しい応力条件となり、点においても外
面側が11Kg/mm2の引張、内面側が5Kg/mm2の圧縮
力が作用するという条件下にあるものである。と
ころがこのようなホイール用リム部を従来一般的
に行われている回転成形技術によつて成形した場
合における肉厚分布は第2図に示す通りであつ
て、上記点や点或いは点においては素材肉
厚の12%程度薄くなつており、点或いは点に
おいても7.5%程度薄層化し、反対に点などで
は相当に厚くなつている(例えば点では7.5%
厚い)。従つてこのように強度を必要とする点
の薄層化を前提として素材板厚を求めるならばそ
れなりに厚いものとならざるを得ず、その成形加
工が困難化するだけでなしにホイールの軽量化を
阻害し、又コストアツプとならざるを得ない。 本発明は上記したような検討結果に基いて更に
仔細な研究を重ねて創案されたものである。即ち
本発明においては第4図Aに示すような円管状素
材10を用い、これを同図B〜Gのような各過程
を経て製品たるホイールリム部とするものであ
り、それらの各過程を成形するプレス成形などに
ついては別に第5図から第10図に夫々示す通り
である。蓋し本発明においては上記したように圧
縮応力作用下においてプレス成形するもので第5
図に示すように下型2と中型1によつて上記した
ような素材10の下部及び底部を保持した条件下
で上パンチ3で素材10の前記したような点相
当部分およびそれより上方の部分を押圧拡径する
ものであり、この際に上パンチ3における拡径の
ためのテーパ部31に関してはその押圧成形時に
おいて素材10を外側に押出すパンチ分力と素材
10をその軸方向に圧縮するパンチ分力とを有効
に作用せしめ、しかもその軸方向に圧縮するパン
チ分力によつて素材10が屈曲点などにおいて座
屈することなしに該部分の素材に圧縮変形を図
り、その肉厚を素材厚より増加するものである。 即ち斯かる関係について本発明者等が具体的に
各種のアルミニウム合金による継目なし押出管を
準備し、その内径、板厚、高さと内径との比を
種々に変え又上パンチ3におけるテーパ部31の
角度を仔細に変化させて検討した。使用したアル
ミニウム合金の材質についてはJIS A5052,
6061,6063,5154,5056の如くであり、又その試
験条件及び押圧成形により上記点相当の屈曲部
分における板厚変化や座屈発生状況を要約して示
すと次の第1表の通りである。なおこの次表のも
のは代表的に使用したアルミニウム合金の材質が
JIS A5052(平均変形抵抗15Kg/mm2)の場合であ
り、その他の材質の場合においても平均変形抵抗
以外は略同様な傾向が認められた。
【表】
【表】 即ち上表の結果によると上パンチの傾斜部角度
を10゜以上とすることにより上述したような屈曲
角部における肉厚増加が認められ、又45゜までは
増加が次第に高められるが48〜50゜を超えること
の肉厚増加の割合が減少し、65゜を超えると単に
屈曲されるだけの程度のものとなる。然して素材
の肉厚と内径との関係については肉厚tが
0.006Dから0.06Dの間にあることが好ましく、肉
厚tが0.06D以上となると屈曲角部に座屈の発生
が認められ、又肉厚tが0.006D以下となつた場
合にも座屈が発生する。素材の高さ(H)と内径(D)と
の関係(H/D)については1.5以下が好ましく、
例えばこのH/Dが1.7となることにより屈曲角
部における肉厚増加がないばかりか座屈も又認め
られることになる。 素材の平均変形抵抗に関しては10〜25Kg/mm2の
範囲内のものを選ぶことが好ましい。即ちこの関
係については上パンチテーパ部の角度が45゜で素
材内径340mm、H/D=1.3という条件下において
次の第2表に示す材質のものに対し第5図のプレ
ス成形した結果は、この第2表に併せて示す通り
であつて、平均変形抵抗が8Kg/mm2のJIS A6063
材はH/Dが1.3の場合であつても座屈の発生が
認められ、又この平均変形抵抗が29Kg/mm2のJIS
A5056材では割れの発生が認められる。
【表】 即ち上記したような結果を要約すると上パンチ
テーパ部31の角部を10〜65゜とし、H/Dを1.5
以下となし、板厚tを内径Dに対して0.006D〜
0.06Dに選ぶと共に平均変形抵抗が10〜25Kg/mm2
の範囲の材質とすることによつて常に好ましい屈
曲部での肉厚増加と座屈発生のない拡径プレス加
工をなすことができる。 第5図のようにして上パンチ3のテーパ部31
と中型テーパ部1aとの間での拡型プレス加工を
なした後においては第6図に示すように2つのテ
ーパ部32,33を有する上パンチ3aと中型
1′による押圧成形をなすが、上記のようにして
テーパ部31により素材10に傾斜拡径部11が
適切に形成されたものにおいては第6図の下段に
示すような押圧成形において特段の問題がなく、
同様にその後の第7図に示す素材一端側を直角状
とする成形も円滑に実施される。 素材10の他側部に対する押圧成形は第8図と
第9図に示すように行われ、即ち既にプレス成形
された一側部を下部支持型4と2つ割りの中型5
で把持拘束した条件下で上型6によるプレス成形
が行われるもので、第8図Aのように中型5を開
披した条件下で素材10をセツトしてから同図B
のように中型5を閉じ、次いで第9図Aのように
上パンチ6を押圧して成型し、その後に直角状段
部60を有する上パンチ6aを用いて第9図Bの
ように再びプレス成形する。この素材他側部に対
する成形に当つても上パンチ6のテーパ部61を
上記したような10〜65゜の角度範囲に選ぶことに
よりその屈曲角部14周辺において座屈の発生を
見ることなく、しかも好ましい厚肉化を図ること
ができる。又上記した第5〜9図のように一方向
から順次に加工する方法の外に上下両方向から同
時に加工することも可能である。 斯うして押圧成形された本発明のアルミニウム
ホイールリム材は、その後に夫々の適用車種に応
じた第10図に1例を示すような成形ロール7な
どにより中間部および縁部に対する部分的な成形
加工18,19などを適当に施すことにより目的
の車種に応じたホイールリムを得ることができ
る。即ちこの第10図に示すような部分的加工は
素材の一部に対し単に部分的な屈曲加工をなすだ
けのものであるから前記した第5〜9図の工程で
得られた肉厚分布自体は殆んど変化することがな
く、仮りに変化するとしても肉厚が屈曲加工部で
少許減少するだけで、増加することのないことは
加工の態様からして明らかである。 上記したような具体的に得られる製造例につい
てその各部の肉厚を示すと第3図の通りであり、
即ちJIS A5052材による厚さ4mmで内径が300mm
の円筒材を用い上記したような第5〜10図に示
す方法で押圧成形して得られた製品と従来の一般
的方法たる回転成形法によるものについて第2図
と第3図に示すような〜の各部毎の寸法を測
定した結果を要約して示すと次の第3表に示す通
りであつて、従来法によるものが枢要部において
薄肉化しているのに対し本発明によるものはその
ような枢要部で素材厚の10%前後にも達する好ま
しい厚肉化の図られていることを確認できた。
【表】 即ち第1図に示すような応力分布を考慮するな
らば本発明方法によるホイールリム材で得られた
ホイールリムが頗る合理的な肉厚分布を形成し得
ることが明かであり、その結果として目的の強度
を特に測定点部分で確保し得る素材厚として従
来法のものの2.0%程度薄いもので足りることと
なり、それによつてこの種車輛用ホイールのリム
を頗る経済的且つ容易に製作し得ることが確認さ
れた。 以上説明したような本発明方法によれば枢要部
において拡径プレスにより素材板厚よりも厚肉化
せしめ、比較的薄層の素材によつて車輛用ホイー
ルのリム部に好ましい強度を得しめることがで
き、又それによつてそのプレス成形を容易とする
と共に低コスト且つ軽量で、しかも能率的に該リ
ム部を製造せしめ省エネルギー目的にも合理的に
即応し得るものであるから工業的にその効果の大
きい発明である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第1図は車輛用ホイールのリム部における応
力分布状態の説明図、第2図は従来法によるリム
部の肉厚分布説明図、第3図は本発明によるもの
の肉厚分布説明図、第4図は本発明によるものの
素材変形過程を段階的に示した説明図、第5図か
ら第10図は夫々の過程における成形操作の各説
明図である。 然してこれらの図面において、1,1′,1″及
び5,5aは中型、2,4は下型、3,6は上パ
ンチ、10は素材、11,12,13,14,1
6,17は各屈曲部、20はリム部を夫々示すも
のであり、又A〜Lは夫々測定点を示すものであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 円筒状素材を用いてアルミニウムホイールの
    リム材をプレス成形するに当り前記素材の高さの
    内径に対する比の値を1.5以下とし、又その肉厚
    を内径の0.006から0.06倍の範囲に選ぶと共に該
    素材の平均変形抵抗が10〜25Kg/mm2にあるアルミ
    ニウム素材を用い、しかもその中間部に形成され
    る拡径屈曲部を成形するための上パンチテーパ部
    の角度を10〜65゜として前記素材を圧縮応力作用
    下に拡径プレスし前記拡径屈曲部の厚肉化を図る
    ことを特徴とするアルミニウムホイールリム材の
    製造法。
JP3401380A 1980-03-19 1980-03-19 Production of aluminum wheel rim Granted JPS56131033A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3401380A JPS56131033A (en) 1980-03-19 1980-03-19 Production of aluminum wheel rim
FR8105320A FR2478499A1 (fr) 1980-03-19 1981-03-17 Procede de fabrication d'une jante de roue en aluminium
GB8108401A GB2072560B (en) 1980-03-19 1981-03-18 Method for producing an aluminium wheel rim
CA000373286A CA1167705A (en) 1980-03-19 1981-03-18 Method of producing an aluminum wheel rim
US06/245,639 US4408379A (en) 1980-03-19 1981-03-19 Method of producing an aluminum wheel rim
DE19813110756 DE3110756A1 (de) 1980-03-19 1981-03-19 Verfahren zur herstellung einer aluminiumfelge

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JP3401380A JPS56131033A (en) 1980-03-19 1980-03-19 Production of aluminum wheel rim

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JPS56131033A JPS56131033A (en) 1981-10-14
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Families Citing this family (6)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0712505B2 (ja) * 1989-05-15 1995-02-15 本田技研工業株式会社 ホイールリムの製造方法及びその製造装置
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JPS56131033A (en) 1981-10-14

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