JP2557879B2 - ホイ−ルのボルト穴のナツト座加工方法 - Google Patents
ホイ−ルのボルト穴のナツト座加工方法Info
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- seat
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- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
- B21H1/02—Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
- B24B39/02—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution
- B24B39/023—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution the working tool being composed of a plurality of working rolls or balls
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
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- Y10T29/49504—Disc shaping
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ホイールのボルト穴のナット座の加工方法
に関する。
に関する。
［従来の技術］ ホイールは車軸のハブにスタッドボルトによって取付
けられるので、ホイールはスタッドボルトを挿通するた
めのボルト穴を有する。ホイールがアルミ合金等の軽合
金から成る場合、とくに大型ホイールの場合、ボルト穴
は球面状のナット座を有する。この球面状のナット座の
加工は、従来、ボルト穴をドリルで穿設し、しかる後切
削加工かコイニング（回転しない工具で強い力で軸方向
に圧縮力をかけナット座を圧縮成形する加工法）かによ
ってナット座を形成するという方法をとっていた。
けられるので、ホイールはスタッドボルトを挿通するた
めのボルト穴を有する。ホイールがアルミ合金等の軽合
金から成る場合、とくに大型ホイールの場合、ボルト穴
は球面状のナット座を有する。この球面状のナット座の
加工は、従来、ボルト穴をドリルで穿設し、しかる後切
削加工かコイニング（回転しない工具で強い力で軸方向
に圧縮力をかけナット座を圧縮成形する加工法）かによ
ってナット座を形成するという方法をとっていた。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来の加工方法によって作成されたホイール
は、ボルト穴まわりのライフ強度がホイールの他の部分
のライフ強度に対して劣り、これをカバーするために、
ホイールの板厚を厚くして、必要な強度を確保していた
ために、重量増加という問題を伴なうとともに、以下の
問題も発生していた。
は、ボルト穴まわりのライフ強度がホイールの他の部分
のライフ強度に対して劣り、これをカバーするために、
ホイールの板厚を厚くして、必要な強度を確保していた
ために、重量増加という問題を伴なうとともに、以下の
問題も発生していた。
ホイールをトラックやバス等の車両に装着するに際
し、それまでスチール製の板厚の薄いホイールを取付け
ていた車両のホイール交換の場合は、スタッドボルト迄
長いものに交換しなければならず、交換に手間がかかっ
てしまう。
し、それまでスチール製の板厚の薄いホイールを取付け
ていた車両のホイール交換の場合は、スタッドボルト迄
長いものに交換しなければならず、交換に手間がかかっ
てしまう。
また、座面を暫定設備（アムスラー）でコイニング
し、エッジの面取りを手仕上げによって行なっているの
で、作業が危険でかつ熟練を要する。さらに、このコイ
ニング、手仕上げ面取りは、ボルト穴のドリル加工とは
別の装置、手段で行なうので、工数が多くかかる。
し、エッジの面取りを手仕上げによって行なっているの
で、作業が危険でかつ熟練を要する。さらに、このコイ
ニング、手仕上げ面取りは、ボルト穴のドリル加工とは
別の装置、手段で行なうので、工数が多くかかる。
本発明は、軽合金ホイールのナット座を特殊加工方法
によって加工することによりナット座自体の強度を向上
させ、ナット座がライフ強度上のネックとならないよう
にし、板厚の増加やそれに伴なう問題を発生させないよ
うにすることを目的とする。
によって加工することによりナット座自体の強度を向上
させ、ナット座がライフ強度上のネックとならないよう
にし、板厚の増加やそれに伴なう問題を発生させないよ
うにすることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 上記問題は、本発明によれば、段付ドリル加工によっ
てナット座を含みボルト穴を加工し、しかる後ナット座
の少なくともエッジ部にローラバニシング加工を施して
ナット座を鏡面に仕上げる、ホイールのボルト穴のナッ
ト座加工方法によって解消される。
てナット座を含みボルト穴を加工し、しかる後ナット座
の少なくともエッジ部にローラバニシング加工を施して
ナット座を鏡面に仕上げる、ホイールのボルト穴のナッ
ト座加工方法によって解消される。
［作用］ 上記本発明のナット座加工方法によるときは、ドリル
加工されたナット座の少なくともエッジ部を転動するロ
ーラを押圧するローラバニシング加工によって鏡面仕上
げするので、表面が加工硬化し、さらに圧縮残留応力が
生じることにより強度が上昇し、さらに表面粗さは鏡面
仕上げとなる。
加工されたナット座の少なくともエッジ部を転動するロ
ーラを押圧するローラバニシング加工によって鏡面仕上
げするので、表面が加工硬化し、さらに圧縮残留応力が
生じることにより強度が上昇し、さらに表面粗さは鏡面
仕上げとなる。
ナット座表面自体のライフ強度の増加によってホイー
ルは板厚を増加する必要がなくなり、重量増加は阻止で
き、スタッドボルトの交換を必要とせずにホイールの交
換が可能となる。さらにローラバニシング加工を球面座
とエッジ部の両方に施す場合は、ナット座の球面とエッ
ジが同時に仕上げられるので、工数低減、加工の容易化
がはかられる。さらに、鏡面仕上げによって外観品質も
向上する。
ルは板厚を増加する必要がなくなり、重量増加は阻止で
き、スタッドボルトの交換を必要とせずにホイールの交
換が可能となる。さらにローラバニシング加工を球面座
とエッジ部の両方に施す場合は、ナット座の球面とエッ
ジが同時に仕上げられるので、工数低減、加工の容易化
がはかられる。さらに、鏡面仕上げによって外観品質も
向上する。
［実施例］ 以下に、本発明に係るホイールのボルト穴のナット座
加工方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明す
る。
加工方法の望ましい実施例を、図面を参照して説明す
る。
第１図はホイールの加工すべきボルト穴を示し、第２
図は加工中のホイールおよび加工装置を示し、第３図は
加工装置中のローラを示し、第４図はローラの一部を拡
大したものを示している。
図は加工中のホイールおよび加工装置を示し、第３図は
加工装置中のローラを示し、第４図はローラの一部を拡
大したものを示している。
第１図において、アルミ合金から成るホイール１は、
ハブに通りつける際のスタッドボルトが挿通するボルト
穴２を有する。ボルト穴２は軸方向両端部にナット座３
を有し、ナット座３は球面座４とエッジ部５とを有す
る。本発明のローラバニシング加工が施される部位は、
第１図において、粗い短かい斜線を施した部位であり、
少なくともエッジ部５である。ローラバニシング加工は
エッジ部５と球面座４の両方に施されてもよい。この部
位は、ナットが当接しかつ形状が急激に異なる部位のた
め局部集中応力が発生する部位であり、この部位に切削
加工の傷等が残っていると繰返し応力を受けている間に
傷からクラックが成長して疲労破壊を生じホイール１の
ライフ強度（疲れ強さ）を弱める。
ハブに通りつける際のスタッドボルトが挿通するボルト
穴２を有する。ボルト穴２は軸方向両端部にナット座３
を有し、ナット座３は球面座４とエッジ部５とを有す
る。本発明のローラバニシング加工が施される部位は、
第１図において、粗い短かい斜線を施した部位であり、
少なくともエッジ部５である。ローラバニシング加工は
エッジ部５と球面座４の両方に施されてもよい。この部
位は、ナットが当接しかつ形状が急激に異なる部位のた
め局部集中応力が発生する部位であり、この部位に切削
加工の傷等が残っていると繰返し応力を受けている間に
傷からクラックが成長して疲労破壊を生じホイール１の
ライフ強度（疲れ強さ）を弱める。
ホイール１は、段付きドリル刃によって裏表からドリ
ル加工されることにより、ナット座３の粗形状を含みボ
ルト穴２がまずドリル加工される。このようなドリル加
工は従来も行なわれていた加工であり、従来はこのドリ
ル加工の後にナット座３にコイニングかまたは切削加工
が施されていたのである。
ル加工されることにより、ナット座３の粗形状を含みボ
ルト穴２がまずドリル加工される。このようなドリル加
工は従来も行なわれていた加工であり、従来はこのドリ
ル加工の後にナット座３にコイニングかまたは切削加工
が施されていたのである。
しかし本発明では、ナット座３を含みボルト穴２を加
工されたホイール１のナット座３の少なくともエッジ部
５に、第２図に示すように、ローラバニシング加工を施
すことに特徴がある。ローラバニシング加工は、転動す
るローラ６をナット座３に押圧する加工であり、ローラ
バニシング加工自体は公知の技術であるが、これをホイ
ール１のナット座３に適用する方法は従来なかった。ロ
ーラバニシング加工がホイール１のボルト穴２のナット
座３の加工に適用されなかったのは、次のような理由に
よるものと推察される。
工されたホイール１のナット座３の少なくともエッジ部
５に、第２図に示すように、ローラバニシング加工を施
すことに特徴がある。ローラバニシング加工は、転動す
るローラ６をナット座３に押圧する加工であり、ローラ
バニシング加工自体は公知の技術であるが、これをホイ
ール１のナット座３に適用する方法は従来なかった。ロ
ーラバニシング加工がホイール１のボルト穴２のナット
座３の加工に適用されなかったのは、次のような理由に
よるものと推察される。
ローラバニシング加工は転動するローラおよび押圧の
ための付勢装置を必要とするので、一般に装置が大型と
なり、ホイールのナット座のように小さな加工部位に適
用されず、万一適用するにしても小型の、ホイールナッ
ト座加工用の専用のローラバニシング装置の開発が必要
となる。このような装置の開発に際しては、転動するロ
ーラを必要としないコイニング装置の方が当業者にとっ
て通常採用される手段であり、従来は専らコイニング装
置とされていた。また、万一ローラバニシング加工をホ
イールのナット座に適用したとしても、それは球面座と
エッジとに独立に適用されるであろうし、そのような場
合は１つのナット座の加工に２回のローラバニシング加
工を必要とし、コイニング加工とエッジ部手仕上げに比
べてそれ程工数低減が望めなくなってしまう。したがっ
て、とくに新たなローラバニシング加工を開発する利点
がなくなってしまう。
ための付勢装置を必要とするので、一般に装置が大型と
なり、ホイールのナット座のように小さな加工部位に適
用されず、万一適用するにしても小型の、ホイールナッ
ト座加工用の専用のローラバニシング装置の開発が必要
となる。このような装置の開発に際しては、転動するロ
ーラを必要としないコイニング装置の方が当業者にとっ
て通常採用される手段であり、従来は専らコイニング装
置とされていた。また、万一ローラバニシング加工をホ
イールのナット座に適用したとしても、それは球面座と
エッジとに独立に適用されるであろうし、そのような場
合は１つのナット座の加工に２回のローラバニシング加
工を必要とし、コイニング加工とエッジ部手仕上げに比
べてそれ程工数低減が望めなくなってしまう。したがっ
て、とくに新たなローラバニシング加工を開発する利点
がなくなってしまう。
本発明では、ローラバニシング加工の適用に際し、ロ
ーラバニシング加工装置の小型化と、ローラバニシング
加工をエッジ部４と球面座５の両方に施す場合は、特殊
形状のローラ６の開発により、１つのナット座３に１回
のローラバニシング加工を施すことによってナット座３
の球面座４とエッジ部５の両方の同時加工を可能として
いる。
ーラバニシング加工装置の小型化と、ローラバニシング
加工をエッジ部４と球面座５の両方に施す場合は、特殊
形状のローラ６の開発により、１つのナット座３に１回
のローラバニシング加工を施すことによってナット座３
の球面座４とエッジ部５の両方の同時加工を可能として
いる。
第２図および第３図において、ローラバニシング加工
の工具本体７は、加工圧を出す皿ばね８（第２図に概略
的に図示）を内蔵しており、小型の推力手段で押圧力が
出せる。工具本体７は、工具本体軸芯まわり回転自在の
フレーム９を有しており、フレーム９には少なくとも１
個のローラ６がローラ軸芯まわりに回転自在に保持され
る。10は推力の反力を受けるスラストベアリングであ
る。ローラ６は両端部に円筒部11、12を有し、工具本体
７の一端の円錐面に転動自在に支持される。ローラ６
は、両端の円筒部11、12の中間に、特殊形状の押圧面を
有し、この押圧面は、ホイール１のナット座３の球面座
４の表面と雄雌の関係で同形状に形成された球面部13
と、その両端につらなりホイール１のナット座３のエッ
ジ部５の表面と雄雌の関係で同形状に形成されたエッジ
成形部14とから成る。ただし球面部13はなくてもよい。
ローラ６が球面部13とエッジ成形部14との両方を同時に
備えている場合は、１回のローラバニシング加工によっ
て、１つのホイール１のナット座３の球面座４とエッジ
部５の同時成形が可能である。ローラバニシング加工
は、ローラ６をナット座３にあて、工具本体７をナット
座３方向に押して皿ばね８によって推力を出してローラ
６をナット座に押しつけ、工具本体７をその軸芯まわり
に回転させ、ローラ６をナット座３に押圧の状態を保持
して転動させることによって行なわれる。これによっ
て、ナット座３は、少なくともエッジ部５にローラバニ
シング加工が施され、鏡面に仕上げられる。
の工具本体７は、加工圧を出す皿ばね８（第２図に概略
的に図示）を内蔵しており、小型の推力手段で押圧力が
出せる。工具本体７は、工具本体軸芯まわり回転自在の
フレーム９を有しており、フレーム９には少なくとも１
個のローラ６がローラ軸芯まわりに回転自在に保持され
る。10は推力の反力を受けるスラストベアリングであ
る。ローラ６は両端部に円筒部11、12を有し、工具本体
７の一端の円錐面に転動自在に支持される。ローラ６
は、両端の円筒部11、12の中間に、特殊形状の押圧面を
有し、この押圧面は、ホイール１のナット座３の球面座
４の表面と雄雌の関係で同形状に形成された球面部13
と、その両端につらなりホイール１のナット座３のエッ
ジ部５の表面と雄雌の関係で同形状に形成されたエッジ
成形部14とから成る。ただし球面部13はなくてもよい。
ローラ６が球面部13とエッジ成形部14との両方を同時に
備えている場合は、１回のローラバニシング加工によっ
て、１つのホイール１のナット座３の球面座４とエッジ
部５の同時成形が可能である。ローラバニシング加工
は、ローラ６をナット座３にあて、工具本体７をナット
座３方向に押して皿ばね８によって推力を出してローラ
６をナット座に押しつけ、工具本体７をその軸芯まわり
に回転させ、ローラ６をナット座３に押圧の状態を保持
して転動させることによって行なわれる。これによっ
て、ナット座３は、少なくともエッジ部５にローラバニ
シング加工が施され、鏡面に仕上げられる。
ローラバニシング加工が施されたナット座３は、その
表面および表面近傍が局部強制歪みによって加工硬化さ
れ、それと同時に圧縮残留応力が発生し、かつ切削加工
等において必然的に生じるような加工による傷をもたな
い鏡面となる。
表面および表面近傍が局部強制歪みによって加工硬化さ
れ、それと同時に圧縮残留応力が発生し、かつ切削加工
等において必然的に生じるような加工による傷をもたな
い鏡面となる。
加工硬化は表面の疲労強度を向上させるとともにホイ
ール１の全体の強度を向上させる。また、圧縮残留応力
はナット座３の表面および表面近傍に繰返し応力がかか
ったときに応力変動領域が過大引張領域に入ることを防
止し費用破壊の発生を生じ難くする。また、鏡面はクラ
ックの発生、進展のもととなる傷の存在をなくす。これ
らは何れも、ホイール１のナット座３の疲労強度を著し
く向上させるものである。
ール１の全体の強度を向上させる。また、圧縮残留応力
はナット座３の表面および表面近傍に繰返し応力がかか
ったときに応力変動領域が過大引張領域に入ることを防
止し費用破壊の発生を生じ難くする。また、鏡面はクラ
ックの発生、進展のもととなる傷の存在をなくす。これ
らは何れも、ホイール１のナット座３の疲労強度を著し
く向上させるものである。
ナット座３の疲労強度増加によって、従来必要であっ
たナット座３の強度カバーのためのホイール１の板厚増
加は不要となる。したがって、本発明の加工方法が適用
されたナット座３を有するホイール１は、当然にホイー
ル板厚が増加されておらず、重量が軽減され、材料費も
節約されたホイール１となっている。
たナット座３の強度カバーのためのホイール１の板厚増
加は不要となる。したがって、本発明の加工方法が適用
されたナット座３を有するホイール１は、当然にホイー
ル板厚が増加されておらず、重量が軽減され、材料費も
節約されたホイール１となっている。
このような板厚増加を伴なわないホイール１は、ホイ
ール交換に際し、スタッドボルトまで長さの長いスタッ
ドボルトに交換することを必要とせず、ホイール交換を
容易にする。
ール交換に際し、スタッドボルトまで長さの長いスタッ
ドボルトに交換することを必要とせず、ホイール交換を
容易にする。
［発明の効果］ 本発明に係るホイールのボルト穴のナット座加工方法
によるときは、次の効果を得る。
によるときは、次の効果を得る。
イ．ホイールのライフ強度が向上する。
ロ．このライフ強度向上によりホイールの板厚を薄くで
き、軽量化、コストダウンがはかれる。
き、軽量化、コストダウンがはかれる。
ハ．また、ホイール板厚の軽減によって、トラック、バ
ス等の車両のホイール交換、装着が容易となる。
ス等の車両のホイール交換、装着が容易となる。
ニ．ナット座を１回のローラバニシング加工によって加
工できるため、従来のコイニングまたは切削、および手
仕上げ面取りにくらべて、加工工数の削減がはかられ
る。
工できるため、従来のコイニングまたは切削、および手
仕上げ面取りにくらべて、加工工数の削減がはかられ
る。
ホ．外観品質が向上する。
第１図はホイールのボルト穴近傍の断面図、 第２図は本発明のローラバニシング加工をホイールに適
用している状態の概略正面図、 第３図はローラバニシング加工装置の正面図、 第４図はローラの部分正面図、 である。 １……ホイール ２……ボルト穴 ３……ナット座 ４……球面座 ５……エッジ部 ６……ローラ ７……工具本体 ８……皿ばね 13……球面部 14……エッジ成形部
用している状態の概略正面図、 第３図はローラバニシング加工装置の正面図、 第４図はローラの部分正面図、 である。 １……ホイール ２……ボルト穴 ３……ナット座 ４……球面座 ５……エッジ部 ６……ローラ ７……工具本体 ８……皿ばね 13……球面部 14……エッジ成形部
Claims (2)
- 【請求項１】段付ドリル加工によってナット座を含みボ
ルト穴を加工し、 しかる後ナット座の少なくともエッジ部にローラバニシ
ング加工を施してナット座の少なくともエッジ部を鏡面
に仕上げる、 ことを特徴とするホイールのボルト穴のナット座加工方
法。 - 【請求項２】前記ローラバニシング加工をナット座のエ
ッジ部と球面座の両方に施す特許請求の範囲第１項記載
のナット座加工方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62099993A JP2557879B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | ホイ−ルのボルト穴のナツト座加工方法 |
| US07/184,800 US4821388A (en) | 1987-04-24 | 1988-04-22 | Method for processing a nut seat on a wheel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62099993A JP2557879B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | ホイ−ルのボルト穴のナツト座加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63267160A JPS63267160A (ja) | 1988-11-04 |
| JP2557879B2 true JP2557879B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=14262160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62099993A Expired - Fee Related JP2557879B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | ホイ−ルのボルト穴のナツト座加工方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4821388A (ja) |
| JP (1) | JP2557879B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2687341B1 (fr) * | 1992-02-14 | 1995-09-01 | Messier Bugatti | Procede de galetage de pieces metalliques, en particulier de roues en alliage leger, et dispositif de mise en óoeuvre dudit procede. |
| JP3356311B2 (ja) * | 1992-09-18 | 2002-12-16 | 晴美 小暮 | リベット列又はボルト列により接合した板材の接合部分の接合法 |
| US5492030A (en) * | 1994-01-26 | 1996-02-20 | Thomson Saginaw Ball Screw Company, Inc. | Methods of making ball nuts for preloaded ball nut and screw assemblies |
| JP3343774B2 (ja) * | 1995-10-27 | 2002-11-11 | トピー工業株式会社 | 鋳造アルミホイールの製造方法 |
| US5826453A (en) * | 1996-12-05 | 1998-10-27 | Lambda Research, Inc. | Burnishing method and apparatus for providing a layer of compressive residual stress in the surface of a workpiece |
| JP3664880B2 (ja) * | 1998-07-08 | 2005-06-29 | 栃木富士産業株式会社 | 面取り用金型および該金型を用いた面取り加工方法 |
| KR20010075372A (ko) | 1998-09-25 | 2001-08-09 | 추후 | 액츄에이터 어셈블리 잔류물 감소 |
| JP4596439B2 (ja) * | 2000-01-25 | 2010-12-08 | 株式会社スギノマシン | 管端部加工工具 |
| US6415486B1 (en) | 2000-03-01 | 2002-07-09 | Surface Technology Holdings, Ltd. | Method and apparatus for providing a residual stress distribution in the surface of a part |
| US6622570B1 (en) | 2000-03-01 | 2003-09-23 | Surface Technology Holdings Ltd. | Method for reducing tensile stress zones in the surface of a part |
| EP1439933B1 (en) * | 2001-11-02 | 2010-04-07 | The Boeing Company | Apparatus and method for forming weld joints having compressive residual stress patterns |
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| FR2944463B1 (fr) * | 2009-04-17 | 2012-07-20 | C T I F Ct Tech Des Ind De La Fonderie | Procede de renforcement d'une piece metallique presentant une surface brute ou ebauchee. |
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