JP2018086684A

JP2018086684A - 車輪の製造

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Inventors: エグスガードエイギル; Egsgaard Eigil
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Abstract

【課題】少なくとも車両用の複数の部品からなる車輪のリムベース向けの構成要素を作る、改良された方法を提供する。【解決手段】方法は、管状の構成の加工物を提供するステップと、プレス工具類内で加工物を熱間据え込み鍛造して、その部位を必要とされる構成に形成するステップとを含み、加工物のその部位は、好ましくは誘導加熱によって、プレス工具類内でその場で鍛造温度に加熱される。【選択図】図１０Ｄ

Description

本発明は、車両用の車輪の製造に関する。

より詳細には、本発明は、重い車両（たとえば、採鉱、建築、土木、農業車両）用の複数の部品からなる車輪の製造に関し、車輪のリムは、リムの軸方向の端部の方へ向かっているその部位の一方または両方を有しており、車輪に嵌合されたタイヤのそれぞれのビード部分および隣接する側壁部分は、それらの部位に除去可能に係合して、車輪へのタイヤの嵌合および車輪からのタイヤの除去を容易にする。相対的に大きい車輪を有するそのような大きい車両にとって、車輪自体が車両に嵌合されたまま、タイヤが車輪から嵌合または除去されることが一般的であることが理解されよう。

我々が「径方向」、「軸方向」という用語、および同語源の表現を使用したとき、それらは、使用の際に車輪がその周りを回転可能となる軸を基準として使用されることを理解されたい。

本発明が関連付けられるタイプの車輪は、一般に、３つの部品からなる車輪または５つの部品からなる車輪である。それぞれの場合において、リムは、１つの軸方向の端部（通常、車輪が車両に嵌合されるときに車輪の最も内側の端部であり、すなわち車両の中心線に最も近い）に提供されるリムベースを備え、タイヤ側壁の最も内側の端部でビードに隣接してタイヤの径方向に内方の領域内に、タイヤの側壁を支持する一体形成されたフランジを有し（３つの部品からなる車輪の場合）、またはそのようなフランジ形成部をもたらす別個の構成要素による当接のために、リムの軸方向にその他方の端部の方を向いている当接表面を有する（５つの部品からなる車輪の場合）。そのようなフランジ形成部または当接表面に隣接して、リムベースは、タイヤのそれぞれのビードとの係合のための径方向に外向きのビードシート表面を有する。より一般的には、ビードシート表面は、先細りする構成であるが、非駆動輪が、車輪の軸に平行、すなわち円筒形のビードシート表面を有することができる。

リムの他方の軸方向の端部では、リムは、ビードシート構成要素を受け取るように適合されており、タイヤの他方のビードとの係合のための径方向に外向きの表面と、タイヤの他方の側壁の径方向に最も内側の隣接する部位との係合のためのフランジ形成部とを有し、フランジ形成部は、ビードシート構成要素と一体化され、またはビードシート構成要素によって支えられた別個の構成要素である。そのようなビードシート構成要素を保持するために、リムベースの軸方向の自由端部に隣接して設けられた径方向に外向きの溝形成部内に係合する保持リングが使用され、保持リングは、ビードシート構成要素によって当接される。リムベースのそのような部位は、一般にガッタ部分と呼ばれており、本明細書でもガッタ部分と呼ばれるものとし、封止リングを受け取ってリムのその端部でリムベースとビードシート部材との間に気密性を確保するための径方向に外向きのさらなる溝を有することができる。

これまで、そのような複数の部品からなる車輪向けのリムベースは、複数の部位からなるアセンブリとして作られ、これらの部位は、リムベースの円周方向の周りでそれらの間を溶接することによって互いに固定されてきた。一般に、３つの別個のそのような部位、すなわち完全なリムベースのガッタバンド部分を構成するガッタバンド部位と、リムベースの反対側の軸方向の端部の部位を形成するバックバンド部位と、それらの間の中心バンド部位とが利用され、２つの円周方向の溶接部が、リムベース内で３つの構成要素をともに固定する。ときには、中心バンド部位自体が、ともに溶接された２つの構成要素を備えることができる。我々が本明細書で中心バンド部位に言及するとき、それは、中心バンド部位がガッタバンド部位とバックバンド部位との間にあることを意味し、それが必ずしも厳密にリムベースの幾何学的な中心でその２つの軸方向の端部間の中間にあることを意味しないことを理解されたい。

これまで、そのようなリムベースの構成要素は、概して、次のように製造されてきた。中心バンド部位は、幅にあわせて切断され、円筒形の構成に圧延され（rolled）、その隣接する端部がともに突き合わせ溶接された鋼板から作られてきた。その後、それは、他の構成要素と協働してしっかりと溶接されることを可能にするのに適した構成に、その軸方向の端部で機械加工される。バックバンド部位もまた、幅にあわせて切断されて円筒形の構成に圧延され、溶接され、次いでリムベースのその端部でフランジ形成部をそれに提供するようにプレスされて、中心バンド部位への溶接の準備として機械加工された鋼板から作られてきた。あるいは、フランジ形成部をもたらす別個の構成要素との係合のための当接形成部を提供するために、適当に寸法設定および成形された鋼プロファイルが、円形の構成に圧延されて溶接され、プレスされ、次いで場合によっては、それが中心バンド部位に溶接されるのに適した横断面の形状に機械加工される。ガッタバンド部位もまた、その中に形成された保持リングおよび封止リングに対する溝を有するプロファイル形成された鋼ストリップから形成されることができ、そのようなストリップは、円形の構成に圧延されて溶接され、続いて、必要な場合、中心バンド部位への溶接の準備として機械加工される。

そのような製造方法は、主に別個の部位を形成してそれらをともに溶接する上記の処理に要されるコストの点から、特定の欠点を呈する。加えて、構成要素間の溶接部は、障害に至り得る亀裂開始にとって潜在的な箇所および空気漏れにとって潜在的な箇所を提供する。さらに、リムのプロファイル（横断面の形状）の詳述される設計は、それぞれのバンド部位を作るのに適した標準的なプロファイルの利用可能性に依存する。非標準的なプロファイルが利用された場合、それらは入手するのが高価になり、それらの在庫を維持することによって、高いコストが招かれる。

スピニング形成処理を使用してリムベースを単体で製造することが可能になってきたが、これは、工具類に対して高い資本支出を伴い、リムの形成は、材料に高度の変形硬化をかけ、したがってリムベースは、疲労および過負荷に対して下げられた耐性を有する。

したがって、広義には、本発明の目的は、周知のリムベース製造方法の上記で記載された欠点に対処することである。

本発明の一態様によれば、我々は、少なくとも車両用の複数の部品からなる車輪のリムベース向けの構成要素を作る方法であって、管状の構成の加工物を提供するステップと、プレス工具類内で加工物を熱間据え込み鍛造して、その部位を必要とされる構成に形成するステップとを含み、加工物のその部位は、好ましくは誘導加熱によって、プレス工具類内でその場で鍛造温度に加熱される方法を提供する。

好ましくは、プレス工具類は、加工物を把持する第１の部位およびそれに対して可動の第２の部位と、第２の部位とともに可動の誘導加熱要素とを含み、この方法は、第１の部位に対する位置へ第２の部位を動かして、形成されるべき加工物の部位に隣接する位置へ誘導加熱要素を運ぶステップと、誘導加熱要素に給電して、加工物の部位を加熱するステップと、第１の部位に対して工具類の第２の部位をさらに動かして、加工物の部位の据え込み鍛造を行うステップとを含む。

据え込み鍛造は、加工物の縁部部分の厚さを増大させることができる。これは、リムベースのガッタバンド部位を提供することができる。この場合、加工物の縁部部分は、その後、少なくともタイヤビードシート要素に対する保持リングによる係合のための径方向に外向きの溝を提供するように機械加工されることができる。加工物の残りは、リムベースの中心バンド部位を提供することができる。

あるいは、加工物の縁部部分は、フランジ要素による係合のための当接形成部を提供するように据え込み鍛造されることができ、すなわち据え込み鍛造は、リムベースのバックバンド部位を提供することができる。当接形成部、場合によっては中心バンド部位に隣接して、ビードシート部分が提供されることができる。

最も広義には、別個のガッタバンド部位および／またはバックバンド部位を製造するために、本発明による方法を利用することが可能になるはずであり、これらの部位は、互いに、または場合によっては介在させられた中心バンド部位に溶接することによって、リムベース内に組み込まれることができる。本発明によって作られたガッタバンド部位またはバックバンド部位は、場合によっては本発明による方法によって製造されていないバックバンド部位またはガッタバンド部位に、リムベース内で溶接されることができる。たとえば、３つの部品からなる車輪リムベース向けのバックバンド部位は、フランジ形成部および隣接するビードシート部分をそれに提供するようにプレスによって製造された可能性がある。この場合、本発明はそれでもなお、特別にプロファイル形成された鋼ストリップの最初の供給を必要としない点で、複数の部位からなるリムベースに関して上記で記載された周知の作製方法より利点を表す。

本発明によって熱間据え込み鍛造された加工物は、車輪リムベース内に組み込む準備ができた構成要素を作製するために、他の製造処理にかけられることができる。上記で述べられたように、ガッタバンド部位は、その後、保持リングおよび封止要素による係合のための径方向に外向きの溝をそれに提供するように機械加工されることができる。据え込み鍛造は、後にフランジ形成部を作るように冷間形成またはプレスにかけられる加工物の部位の壁厚さの増大を提供するために使用されることができる。これは、プレスされた部位の壁厚さの局部的な変動を実現して、必要とされる場合はそれを強くするために使用されることができる。

しかし、好ましくは、単体のリムベースが本発明によって作られることができる。

この目的で、管状の構成の加工物が、加工物の一方の縁部でリムベースのガッタバンド部位またはバックバンド部位を提供するように、本発明の方法によって据え込み鍛造されることができる。その後、その一方の縁部が据え込み鍛造された加工物は、リムベースの他方のバンド部位、すなわち場合によってはバックバンドまたはガッタバンドを提供するように、その他方の縁部で据え込み鍛造されることができる。

加工物の２つの縁部上のそれぞれの据え込み鍛造動作は、好都合には、別個のプレス工具セット内で実施されることができ、プレス工具セットは、加工物のそれぞれの部位を形成するように成形された部位を備え、各部位には、それぞれの加工物部位の加熱を行うように位置決めされた加熱要素が提供される。

したがって、リムベースの完全な製造は、幅に対して切断され、円筒形の構成に圧延され、リングを形成するように溶接された鋼板の加工物を形成するステップと、それがバックバンド部位およびガッタバンド部位の一方を作製するように誘導加熱および据え込み鍛造される第１のプレス工具セット内に加工物を配置するステップと、加工物をその工具セットから除去するステップと、それがバックバンド部位およびガッタバンド部位の他方を提供するように加熱および据え込み鍛造されるさらなるプレス工具セット内にそれを配置するステップとを含むことができる。その後、形成された加工物は、そのガッタバンド部位内に１または複数の溝を提供するように機械加工され、リムベースのさらなる特徴を提供するように任意の他の機械加工にかけられることができる。

本発明の別の態様によれば、我々は、複数の部品からなる車輪向けのリムベースであって、本発明の第１の態様による方法によって作られた少なくとも１つの構成要素を有するリムベースを提供する。

好ましくは、リムベースは、本発明の第１の態様によるバックバンド部位とガッタバンド部位との両方を有する。より好ましくは、リムベースは、互いに一体化されたバックバンド部位、中心バンド部位、およびガッタバンド部位を有し、バックバンド部位およびガッタバンド部位は、本発明の方法によって必要とされる構成に鍛造される。

本発明の別の態様によれば、我々は、本発明の第２の態様によるリムベースを有する複数の部品からなる車輪を提供する。

本発明のさらに別の態様によれば、我々は、本発明の第１の態様による方法での使用のためのプレス工具類であって、工具類内に把持された加工物を据え込み鍛造するように互いに対して可動の第１の部位および第２の部位を備え、加熱要素、好ましくは誘導加熱要素が、据え込み鍛造されるべき加工物の部位の局部的な加熱を行うことが可能になるように工具類に対して把持されるプレス工具類を提供する。

好ましくは、プレス工具類の第１の部位および第２の部位は、加工物を把持する静止部位と、その据え込み鍛造を行うようにそれに対して可動の第２の部位とを備え、誘導加熱要素は、工具類の第２の部位とともに可動となるように支持される。

誘導加熱要素は、工具類の第２の部位によって支持されることができる。誘導加熱要素と工具類の第２の部位との間には、誘導加熱要素による工具類要素の加熱に耐えて加工物の効果的な加熱を助けるように、遮蔽要素が介在させられることができる。

少なくとも複数の部品からなる車輪のリムベースの構成要素を作ることが意図される方法および工具類を提供する際、本発明の原理は、他の構成要素を作る際にもより広く適用可能となることができることが理解されるであろう。したがって、本発明のさらなる態様によれば、本発明は、プレス工具類内で加工物を熱間据え込み鍛造することによって物品を作る方法であって、据え込み鍛造されるべき加工物の部位は、誘導加熱によってプレス工具類内でその場で形成温度に加熱される方法を提供する。

本発明は、添付の図面を参照しながら例としてここで説明される。
従来技術のリムベースの横断面図であり、３つの部品からなる車輪向けのものでリムベースを形成する構成要素を示す図である。従来技術のリムベースの横断面図であり、５つの部品からなる車輪向けのものでリムベースを形成する構成要素を示す図である。本発明によって作られた３つの部品からなる車輪向けの車輪リムベースの第１の実施形態の横断面図である。本発明の別の実施形態による５つの部品からなる車輪向けの車輪リムベースの横断面図である。本発明による３つの部品からなる車輪向けの車輪リムベースのさらなる実施形態の横断面図である。図５の車輪リムベースの連続する作製段階を示す図である。図５の車輪リムベースの連続する作製段階を示す図である。図５の車輪リムベースの連続する作製段階を示す図である。図５の車輪リムベースの連続する作製段階を示す図である。図６Ａ−図６Ｄの作製処理の可能な修正形態を示す図である。本発明によって作られた５つの部品からなる車輪向けの車輪リムベースのさらなる実施形態の横断面図である。図７の車輪リムベースの連続する作製段階の図である。図７の車輪リムベースの連続する作製段階の図である。図７の車輪リムベースの連続する作製段階の図である。図７の車輪リムベースの連続する作製段階の図である。その連続する動作段階を示す、図３、図４、図５、または図７の車輪リムベースのガッタバンド部位を製造するための本発明による工具類を示す図である。その連続する動作段階を示す、図３、図４、図５、または図７の車輪リムベースのガッタバンド部位を製造するための本発明による工具類を示す図である。その連続する動作段階を示す、図３、図４、図５、または図７の車輪リムベースのガッタバンド部位を製造するための本発明による工具類を示す図である。その連続する動作段階を示す、図３、図４、図５、または図７の車輪リムベースのガッタバンド部位を製造するための本発明による工具類を示す図である。その連続する動作段階を示す、図３、図４、図５、または図７の車輪リムベースのガッタバンド部位を製造するための本発明による工具類を示す図である。図１０Ａ−図１０Ｅに示される工具類の部位の拡大図である。

図面の図１をまず参照すると、これは、３つの部品からなる車輪向けの従来技術のリムベースを示す。それは、ともに溶接された３つの構成要素、すなわち中心バンド１０、ガッタバンド１２、およびバックバンド１４を備える。中心バンド１０は、必要とされる長さおよび幅に応じて切断され、円形の形状に圧延され、閉じたリングを形成するように板の当接された端部間で溶接された鋼板から作られた円筒形の管である。ガッタバンド１２は、長さに応じて切断され、円形の形状に圧延され、リングを形成するように溶接された、プロファイルが１２ａで図示される鋼ストリップから作られる。バックバンド１４は、長さおよび幅に応じて切断され、円形の形状に圧延されてリングを形成するように溶接され、次いでそれを１４で示される構成にするようにプレス動作にかけられた、１４ａで図示されるように中心バンドの厚さよりわずかに厚い鋼板から作られており、タイヤビードシート部分１４ｂと、タイヤビードに隣接して、嵌合されるタイヤの側壁によって係合されるべき隣接するフランジ形成部１４ｃとを含む。

上記で記載された構成要素はすべて、軸方向にともに配置されたときに互いに相互嵌合するように機械加工され、次いで、ガッタバンド１２と中心バンド１０との間および中心バンド１０とバックバンド１４と間をそれぞれ２つの円周方向に延びる溶接線１６、１８に沿ってともに溶接される。

図２は、５つの部品からなる車輪向けの従来技術のリムベースを示す。図１の実施形態と同様に、それは、中心バンド２０、ガッタバンド２２、およびバックバンド２４を備える。中心バンド２０およびガッタバンド２２は、図１の実施形態内の対応する構成要素と同じように製造される。バックバンド２４は、長さに応じて切断され、円形の構成に圧延され、リングを形成するように溶接された、概してＬ字状の断面の鋼ストリップ２４ａから作られるという点で異なる。３つの部品からなる車輪のフランジ形成部１４ｃではなく、それは、示されていない別個のフランジ構成要素によって係合される当接表面２４ｄをもたらす当接部２４ｃを有する。３つのバンド構成要素２０、２２、２４は、互いに相互嵌合するように機械加工され、図１の実施形態内のバンド構成要素と同じやり方でともに溶接される。

図面の図３をここで参照すると、これは、本発明によって作られた構成要素、すなわちガッタバンド部位を含む３つの部品からなる車輪向けのリムベースを示す。このリムベースは、第１の構成要素３０および第２の構成要素３２を備える。どちらの構成要素も、幅および長さに応じて切断され、中空の円筒を形成するように冷間圧延され、リングを形成するように溶接され、次いで必要とされる横断面の形状に形成された鋼板から作られる。構成要素３０は、全体として３４で図示されるガッタバンド部分をそれに提供するように本発明の方法によって据え込み鍛造されたガッタバンド部位であり、中心バンド部分３６の端部から延びる。構成要素３２は、必要とされる横断面の形状にプレスされており、その端部にフランジ形成部４０を有するビードシート部分３８を含む。どちらの構成要素も、必要とされる場合に機械加工され、次いでともに溶接されており、機械加工は、ガッタバンド部分３４の場合、保持リングおよび封止リングとの協働のために径方向に外向きの溝をその中に提供することを含む。

５つの部品からなる車輪向けの図４に示されるリムベースは、どちらも本発明の方法によって製造された２つの構成要素４２、４４を備える。構成要素４２は、図３の実施形態内の構成要素３０と同様である一方、同じく必要とされる幅および長さに応じて切断され、円形の構成に冷間圧延され、リングを形成するように溶接された鋼板から作られた構成要素４４は、軸方向にリムベースの他方の端部の方を向いている当接表面４６ａを有する当接形成部４６をそれに提供するように、本発明の方法によって据え込み鍛造される。どちらの構成要素も、必要とされる場合に機械加工され、次いで円周方向に延びる溶接線４８で溶接される。

図面の図５および図６をここで参照すると、これらは、本発明の方法によって形成された部位を含む単体として作られた３つの部品からなる車輪向けのリムベースを示す。リムベースは、一体化された中心バンド部位（５０）、ガッタバンド部位（５２）、およびバックバンド部位（５４）を備え、最後に記載されたものは、ビードシート部分５４ａおよびフランジ部分５４ｂを含む。それは、まず鋼板を幅および長さに応じて切断し、それを円形の構成に冷間圧延し、その隣接する端部を溶接して、中空の円筒形の加工物を形成することによって製造される（図６Ａ）。その後、加工物の一方の端部が、その端部部分に増大された厚さの領域（図６Ｂの５２ａ）を提供するように、本発明の方法によって熱間据え込み鍛造される。次に、バックバンド部分５４は、図６Ｃに示されるように、ビードシート部分およびフランジ部分を有する図５に示される構成にプレスすることによって冷間形成される。最後に、図６Ｄに示されるように、増大された厚さの部分５２ａは、図５に示されるガッタバンド部分５２の最終の構成を与えるように機械加工される。

ここで図面の図７を参照すると、これは、図５および図６の方法の修正形態を示す。リムベースはこの場合も、図５に示される一体化された中心バンド部位（５０）、ガッタバンド部位（５２）、およびバックバンド部位（５４）を備える。しかし、この場合、リムベースのバックバンド部位５４は、ビードシート部分５４ａとフランジ部分５４ｂとの間の丸みを付けられた部分内に、５４ｃで図示される局部的に増大された壁厚さを有する。これを実現するため、中間製造段階で、増大された厚さの縁部領域５２ａが熱間据え込み鍛造された後、丸みを付けられた部分５４ｃを形成するべき加工物の領域自体が、５４ｄで示される増大された厚さの領域を提供するように熱間据え込み鍛造される（ガッタバンド部分を熱間据え込み鍛造するために使用されるそれとは異なる工具類内）。リムベースのバックバンド部分が冷間形成されるとき、冷間形成されている加工物のその部位の増大された厚さ領域５４ｄは、丸みを付けられた部分５４ｃ内に増大された壁厚さを生じさせる。これは、そこから加工物が作られる板材を、普通なら必要になるはずの厚さよりわずかに薄い材料にすることを可能にし、丸みを付けられた部分５４ｃは、その比較的増大された壁厚さから、増大された強度を導出する。

図面の図８および図９をここで参照すると、これらは、単体として製造された５つの部品からなる車輪向けのリムベースを示し、そのガッタバンド部位とバックバンド部位とはどちらも、本発明の方法を利用して製造される。図８で、リムベースは、中心バンド部位６０、ガッタバンド部位６２、およびバックバンド部位６４を有し、最後に記載された部位は、ビードシート部分６４ａと、当接表面６４ｃを有する当接部分６４ｂとを有する。

図面の図９を参照すると、図８に示されるリムベースに対する製造工程は、まず、図９Ａに示されるように、鋼板からの中空の円筒形の加工物の製造を含む。加工物の一方の端部部分は、増大された厚さの部分６２ａを提供するように、本発明の方法によって熱間据え込み鍛造される（図９Ｂ）。加工物の他方の端部は、バックバンド部分６４の基本構成を提供するように、本発明の方法によって据え込み鍛造される（図９Ｃ）。最後に、ガッタバンド部分６２は、その必要とされる最終の構成に機械加工される（図９Ｄ）。

図面の図１０および図１１をここで参照すると、これらは、本発明による熱間据え込み鍛造処理を示す。図１０Ａから図１０Ｅは、図６Ｂの５２ａまたは図８Ｂの６２ａで図示されるように、加工物上で動作して、その部位、すなわち増大された壁厚さの部分を、必要とされる構成に熱間据え込み形成し、リムベースのガッタバンド領域を形成する、プレス工具セットの一部を横断面で示す。

プレスが必要とされ、その寸法、それが作用させることができる力、動作速度、および制御システムが、以下に記載される動作をそれが実行することを可能にする。そのようなプレス内で利用される工具類は、全体として７０で図示される上部部位と、全体として７２で図示される下部部位とを備える。下部部位７２は、工具類の静止したベース部位であり、全体として７６で図示される加工物を把持する形成部７４を含み、加工物の中心軸が７８で図示される。工具類の上部部位７０は、外側を形成する部位８０と、内側を形成する部位８２とを備え、これらの部位は、それらの対向する表面間に、全体として８４で図示されて図１１により詳細に示された形成空胴を画定する。内側を形成する部位８２の外向きの表面には段が付けられ、したがって空胴８４は、径方向の厚さが加工物の最初の壁厚さより大きい上部部分８６と、さらに増大された径方向の厚さの下部部分８８とを備える。工具部位８０、８２に対して可動の押出し器９０が、空胴８４の上限を画定する。

誘導加熱コイル９４が、９２で概略的に示されている支持部によって、工具類の上部部位７０に対して把持される。コイル９４は、周知のやり方でコイルが電源によって適切に電気を供給されたときに加工物の隣接する部位が適した形成温度に加熱されるような距離で、加工物７６を取り囲むように位置決めされる。非常に大きい作業高さを有する工具類をプレス内に提供する必要を回避するために、誘導コイル９４は必然的に、工具類の外側を形成する部位８０に比較的近接しており、部位８０が誘導加熱コイル９４の動作によって加熱されるのを防止するために、部位８０の底部とコイル９４との間に銅の遮蔽要素９６が提供され、銅の遮蔽要素９６は、部位８０に固定される。遮蔽要素はまた、主として、加工物への最大エネルギー伝達を確保する。

本発明の方法を実施する連続する段階は、次のとおりである。図１０Ａに示されるように、加工物７６が下部工具部位７２に固定されてそこから上方へ延びる状態で、誘導加熱コイル９４が加工物の上部部位と位置合わせされるまで、上部工具部位７０が下げられ、次いでコイルは電気を供給されて、加工物の加熱を引き起こす。その厚さを増大させるように据え込み鍛造されるべき加工物の領域内で、所定のプロファイルで、加工物の所定の長さにわたって、車輪リムベース向けのガッタバンド部位を製造する特定の例では、加工物のそれぞれの部位の温度は、それが１２５０℃の外側温度および１１００℃の内側温度を実現するまで上昇される必要がある。これらの温度は、リムベースの隣接する部位を形成するべき加工物の残りのいかなる変形も引き起こさないで、ガッタバンド部分が正確に形成され得ることを確実にするために必要とされる。

特に加工物の自由縁部で加工物の材料の局部的な溶融が起こり得る可能性を回避するために、誘導加熱コイルは、加工物の必要とされる温度が確立されるまで均一の加熱を確実にするように、それが給電されるとき、加工物に対して上方および下方へ動かされることができる。これはまた、ガッタバンド部位と中心バンド部位との間で段階的な遷移を幾何学的に確実にし、より幅広いガッタバンドが必要とされる場合、増大された厚さの部分の幅を増大させることができる。それはまた、加工物内で局部的または局地的な過熱を引き起こし得るあらゆる電磁ループを中断させる効果を有する。

加工物が正しい温度に加熱された後、誘導加熱コイルは除勢され、工具の上部部位７０は、加工物の加熱された部位上へ急速に押し付けられる。この処理で、押出し器９０は、図１０Ａおよび図１０Ｂでそれが示される位置にあり、上部のより小さい厚さの空胴部位８６の上端部を塞ぐ。最初、加工物の外壁表面は、工具の外側を形成する部位８０の内壁から隔置されることができ、加工物の端部部位は、その径方向に最も内側の表面が空胴８４の上部部位８６内の内側工具部位８２に接触するようにその厚さが増大されるまで据え込まれる。この状態が図１０Ｂに示され、この段階で誘導加熱コイル９４は、加工物の下部部位に隣接している。

次いで、上部工具部位７０が、図１０Ｃに示される位置へ持ち上げられるのに対して、押出し器は、それが遮蔽要素９６と位置合わせされるまで上部工具部位に対して下げられて、誘導加熱コイルがこの場合も、その厚さを増大させるための第１の据え込み段階を経た加工物の部位と位置合わせされるまで、加工物の端部部分を上部空胴部位８６から押し出す。次いで、押出し器９０は、図１０Ｃおよび図１０Ｄに示される位置へ上部工具部位８０、８２に対して持ち上げられて、より小さい径方向の寸法の上部空胴部位８６の下端部で空胴８４を閉じる。誘導加熱コイルはこの場合も、加工物の上部部位がその形成温度へ戻されるまで給電され（ことによると、この場合も、コイルと加工物との間の相対的な上方および下方への動きによる）、次いで、上部工具部位８０、８２はこの場合も、加工物の加熱された部位の上へ急速に押し付けられ、空胴８４の下部部位８８の形状に共形となるように、図１０Ｄに示される加工物の端部部分を成形する。これは、それがリムベースのガッタバンド部分を形成することを可能にするのに十分に増大された壁厚さを加工物に与え、その中の外向きの溝は、形成処理後に機械加工される。次いで、上部工具部位は、図１０Ｄに示される位置から持ち上げられ、押出し器９０は、下部空胴部位８８から加工物を押し出す。加工物は、図１０Ｅに示されるとおりのままである。

上記で記載された鍛造動作では、据え込み鍛造されることが必要とされる部位の形状に従って、上部工具部位７０内の空胴のそれぞれの部位の幾何形状の最適化が必要とされる。特に、空胴は、加工物の残りのいかなる変形も引き起こさないで、加工物のそれぞれの部位がその厚さを増大させるように鍛造されることを可能にするのに十分な体積を提供することが重要である。

加工物が図３に示される３つの部品からなる車輪または図４に示される５つの部品からなる車輪向けのリムベース内で使用されるものであるとき、それはその後、必要とされる場合は機械加工され、図３または図４に示されるバックバンド構成要素に円周方向に溶接されることができる。図４に示されるバックバンド構成要素は、工具空胴が加工物の端部に当接部分４６を形成するように成形されるという違いを除いて同様の工具類を使用して、図１０および図１１を参照して上記に記載された熱間据え込み鍛造処理によって製造されることができる。リムベースのどちらの構成要素も、適当に機械加工されてから、ともに溶接されるはずである。

その後、図１０および図１１に関して記載されるように作られたリムベース構成要素が、図５または図７に示される単体のリムベースを形成するために使用されることができる。それが図５に示されるリムベースを作るために使用されるものである場合、上記で記載されたように据え込み鍛造された加工物は、その後、図６ｃに示されるフランジ形成部を提供するように冷間形成されたリムベースのガッタバンド部位を形成する部分に対向するその端部を有することができる。外向きの溝を提供するためのガッタバンド領域の機械加工は、そのような形成後に実行されることができる。

図８に示される単体のリムベースを作る場合、図１０に示されるように製造された加工物は、図１０および図１１に示される工具類を有するプレスから取り外され、図１１に示されるものと同じ原理で動作可能な工具類が提供された同じまたは別のプレス内に配置されることができるが、工具部位は、図９ｃおよび図９ｄに６４で示される当接表面および隣接するビードシート部位を形成するように成形される。特に、工具部位とともに可動の誘導加熱コイルを利用して、加工物の必要とされる部分を加熱するための位置へそれを動かし、その一部が後に据え込み鍛造されるという原理が、利用されることができる。リムベースのバックバンド部位６４の据え込み鍛造は、２つ以上のステップで実施されることができ、必要とされる場合、中間の再加熱が誘導加熱コイルによって実施される。

上記で記載されたリムベース、ならびにその製造方法で使用される工具類および他の要素の構成は、例示のみを目的として示されており、構成の詳述される変更は、本発明の範囲内で加えられることができることが理解されよう。

本明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語、ならびにそれらの変種は、指定される特徴、ステップ、または整数が含まれることを意味する。これらの用語は、他の特徴、ステップ、または構成要素の存在を除外すると解釈されるものではない。

特有の形態で表され、または開示される機能を実行する手段の点から表された、前述の説明もしくは以下の特許請求の範囲または添付の図面に開示される特徴、または開示される結果を達成する方法もしくは処理は、適宜、別個に、またはそのような特徴の任意の組合せで、本発明をその多様な形態で実現するために利用されることができる。

Claims

少なくとも車両用の複数の部品からなる車輪のリムベース向けの構成要素を作る方法であって、管状の構成の加工物を提供するステップと、鍛造空洞を有するプレス工具類内で前記加工物を熱間据え込み鍛造して、その部位を必要とされる構成に形成するステップとを含み、
該方法は、
前記加工物の前記部位を、前記プレス工具類内でその場で鍛造温度に加熱するステップと、
前記部位を前記鍛造空洞の第一部分で据え込み鍛造し、その厚みを増大させ、前記加工物の部位を第１の形状に形づくるステップと、
前記部位を前記鍛造空洞の第二部分で再度据え込み鍛造し、その厚みを増大させ、前記加工物の部位を第２の形状に形づくるステップ、
を含むことを特徴とする方法。
前記加工物の加熱は誘導加熱によって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記プレス工具類の第１の部位によって前記加工物を把持するステップと、前記プレス工具類の第２の部位とともに前記プレス工具類の前記第１の部位に対して動くように誘導加熱要素を支持するステップとを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記プレス工具類の前記第１の部位に対して前記プレス工具類の前記第２の部位を動かして、形成されるべき前記加工物の前記部位に隣接する位置へ前記誘導加熱要素を運ぶステップと、前記誘導加熱要素に給電して、前記加工物の前記部位を加熱するステップと、前記第１の部位に対して前記プレス工具類の前記第２の部位をさらに動かして、前記加工物の前記部位の前記据え込み鍛造を行うステップとを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
鍛造段階間に前記加工物の前記部位を加熱するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
加熱が進行している間に、前記加工物に対して前記誘導加熱要素を動かすステップを含むことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の方法。
前記据え込み鍛造は、前記加工物の部分の壁厚さを増大させ、および、任意に、前記加工物の前記増大された厚さの部分は縁部部分であり、リムベースのガッタバンド部位を提供し、または、前記増大された厚さの部分は、フランジ形成部を提供するように形成された前記加工物の部位内で補強を提供することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
前記据え込み鍛造は、リムベースのバックバンド部位に対する当接形成部を提供し、および、任意に、前記当接形成部に隣接してビードシート部分を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
車両用の複数の部品からなる車輪向けのリムベースを作る方法であって、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法によって第１の構成要素を作るステップと、前記構成要素を少なくとも１つのさらなる構成要素に溶接するステップとを含むことを特徴とする方法。
前記第１の構成要素は、同じく請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法によって作られたさらなる構成要素に溶接されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
前記構成要素は、リムベースのガッタバンド部位およびバックバンド部位を備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の方法。
車両用の複数の部品からなる車輪向けの単体のリムベースを作る方法であって、請求項７に記載の方法によって構成要素を作るステップと、前記加工物の反対側の縁部部分を形成して、前記リムベースのバックバンド部位を提供するステップとを含むことを特徴とする方法。
前記加工物の前記反対側の縁部部分は冷間形成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記加工物を熱間据え込み鍛造して、冷間形成されたその部位内に増大された壁厚さを提供するステップを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記加工物の前記反対側の縁部部分は、請求項８に記載の方法によって形成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記加工物の前記それぞれの縁部部分は、別個のプレス工具セット内で熱間据え込み鍛造されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の方法によって作られることを特徴とする複数の部品からなる車輪向けのリムベースまたはリムベース向けの構成要素。
請求項１７に記載のリムベースを有することを特徴とする複数の部品からなる車輪。
プレス工具類であって、前記プレス工具類内に把持された加工物の部位を据え込み鍛造してその厚みを増大させ、前記加工物の部位を第１の形状に形づくる第１の配置において、および、前記部位を再度据え込み鍛造し、その厚みを増大させ、前記加工物の部位を第２の形状に形づくる第２の配置において、互いに対して可動の第１の部位および第２の部位を備え、加熱要素が、据え込み鍛造されるべき前記加工物の部位の局部的な加熱を行うことが可能になるように前記プレス工具類に対して把持されることを特徴とするプレス工具類。
前記工具類の前記第１の部位および第２の部位は、前記加工物を把持する静止部位と、その据え込み鍛造を行うようにそれに対して可動の第２の部位とを備え、前記加熱要素は、前記工具類の前記第２の部位とともに可動となるように支持され、および、任意に、前記加熱要素は、前記工具類の前記第２の部位によって支持され、および、任意に、前記加熱要素は誘導加熱要素であり、および、任意に、異なる鍛造段階で前記加工物を据え込み鍛造するための部位を有する鍛造空胴を含むことを特徴とする請求項１９に記載のプレス工具類。
前記加熱要素は、誘導加熱素子であり、前記誘導加熱要素と前記工具類の前記第２の部位との間に遮蔽要素が介在させられることを特徴とする請求項２０に記載のプレス工具類。
請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法での使用のために適合されることを特徴とする請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載のプレス工具類。