JP2594852B2 - 車輪用リムの製造方法 - Google Patents

車輪用リムの製造方法

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JP2594852B2
JP2594852B2 JP3279690A JP27969091A JP2594852B2 JP 2594852 B2 JP2594852 B2 JP 2594852B2 JP 3279690 A JP3279690 A JP 3279690A JP 27969091 A JP27969091 A JP 27969091A JP 2594852 B2 JP2594852 B2 JP 2594852B2
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修二郎 稲谷
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株式会社レイズエンジニアリング
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車輪用リムの製造方法
に関するものであり、特に、ヘラ絞り加工によってアル
ミニューム合金やマグネシウム合金からなる車輪用リム
を製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来技術及び課題】自動車用車輪には、全体が一体化
された所謂ワンピースホイールと、車輪のディスク部と
リム部とが分離されてこれらをディスク周縁においてネ
ジ止めした所謂ツーピースホイール又はスリーピースホ
イールとに分離される。後者の形式の車輪のうち、特
に、スリーピースホイールは、図1に示すように構成さ
れ、リム部(1) は、ディスク(2) に対して外側に位置す
るリム半体(1a)と前記ディスク(2) に対して内側に位置
するリム半体(1b)とに分離され、これらをディスク(2)
の周縁においてネジ止めした構成となっている。
【0003】そして、リム半体(1a)及びリム半体(1b)
は、通常、環状板をヘラ絞り加工によって製作される。
このヘラ絞り加工は、金型に被加工板を装着してこの金
型と一体回動する様に固定し、金型を回転させながら、
ヘラ又はローラによって被加工板を金型側に押し付け
る。これにより、被加工板が金型の表面形状に倣った形
状に変形されて、リム半体が加工できる。
【0004】従来このヘラ加工は、冷間加工条件下で行
われていた。元来、リム半体(1a)(1b)の直径が比較的大
きいことと、及び、前記冷間加工によるローラの押圧力
等の加工力が大きくなることから、ヘラ加工装置全体が
大型化するという不都合があった。又、最近では、車輪
の軽量高強度化の要求も強く、この要求を満足させるた
めにマグネシウム合金からなる素材が採用されるが、こ
の場合には上記加工を施すと、被加工板に亀裂等が生じ
て満足なものが加工できないという問題がある。
【0005】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、『被加工板(W)を金型(3)に装着させて前
記被加工板(W)をローラ(4)によって金型(3)の
表面に沿わせて変形させるヘラ絞り加工によりリム断面
形状に仕上げる車輪用リムの製造方法』において、被加
工板(W)の直径による装置大型化の要因はともかく、
ローラ(4)の押圧力の増大による要因を解消すること
により、装置の小型化を企画すると共に、被加工板
(W)の素材がマグネシウムやその合金であっても、円
滑に加工できるようにし、加えて、ローラ(4)の耐久
性を確保できるようにすることをその課題とする。
【0006】
【技術的手段】上記課題を解決するための本発明の技術
的手段は、『軽合金製の被加工板(W)を熱間加工温度
条件に加熱した状態にて、セラミック製のローラ(4)
を用いてヘラ絞り加工し、前記ローラ(4)は、断面形
状の全体が略菱形状でローラ周縁部の断面形状が円弧状
にも形成されてなる』ことである。
【0007】
【作用】上記技術的手段は次のように作用する。被加工
板(W)は、熱間加工によってヘラ絞りされてリムとな
る。従って、冷間加工の場合に比べて、ローラ(4)に
作用させるべき加工圧力が大幅に軽減される。
【0008】又、このヘラ絞りの際に用いられるローラ
(4)はセラミック製であるから、このローラ(4)が
被加工板(W)を加圧変形させるときに、この被加工板
(W)の表面に焼き付くこともない。従って、前記ロー
ラ(4)が長期間に亙ってその表面状態が安定し、前記
ローラ(4)からの加工圧力が効果的に被加工板(W)
に作用する。
【0009】さらに、熱間加工によって加圧変形される
ものであるから、被加工板(W)の構成材料がマグネシ
ウム又はその合金であっても、円滑に加工変形されるこ
ととなり、亀裂等が生じない。ヘラ絞り加工の際、前記
ローラ(4)には、半径方向の圧縮力に加えて、曲げ応
力等の複雑な加工圧力が作用することがあるが、前記ロ
ーラ(4)の断面形状は、全体が略菱形状でローラ周縁
部の断面形状が円弧状にも形成されているから、このロ
ーラ(4)がセラミック製であっても、前記加工圧力に
対して十分な強度が生じる。
【0010】
【効果】ヘラ絞り加工の際の加工圧力が軽減できるか
ら、その分、加工装置全体が小型化できる。又、熱間加
工であるから加工硬化が殆ど生じない。従って、残留応
力等による悪影響が少なくなり、マグネシウム又はこれ
の合金からなるリムも亀裂などが生じることなく正確に
加工できる。
【0011】さらに、ローラ(4)はセラミック製であ
るから、軽合金製の被加工板(W)を熱間加工するとき
に焼き付きを起さない。従って、ローラ(4)の研磨や
交換をすることなく長時間に亙って連続的にヘラ加工で
き、生産性が向上する。前記ローラ(4)の断面形状が
特殊に構成されていることから、このローラ(4)がセ
ラミック製であっても、ヘラ絞り加工の際に生じる複雑
な加工圧力に対して十分な強度がある。加工の際に、前
記ローラ(4)が損傷する心配がない。なお、前記ロー
ラ(4)が請求項2の発明のように、ジルコニア系のセ
ラミックとした場合には、被加工板(W)との滑りが良
く加工精度が向上すると共に加工効率が向上する。
【0012】
【実施例】次に、上記した本発明の実施例を図面に従っ
て詳述する。この実施例では図1に示すリム半体(1a)を
製作する場合について説明する。リム半体(1a)は、ディ
スク(2) の周縁にネジ止めするためのフランジ部(11)と
このフランジ部(11)の外周縁から略直角に屈曲する筒状
部(12)と、この筒状部(12)の外側端縁から半径方向に伸
びる耳部(13)と、この耳部(13)に続いて外側に伸びる舌
片部(14)とから構成される。
【0013】金型(3) は、図2に示すように、前記リム
半体(1a)の外側面の表面形状に一致したものとし、型表
面中央にはリム半体(1a)の内周縁の直径に一致する円板
状凸部(31)を具備させてある。この金型(3) には、パッ
ド(30)が対向して配設され、このパッド(30)は、進退軸
(32)により回転自在に支持されると共に、パッド(30)の
周縁部には、環状凸部(33)が形成されており、この環状
凸部(33)の内径は、円板状凸部(31)の外径に略一致する
と共に、その外径は、リム半体(1a)のフランジ部(11)の
外径よりも大幅に小さく設定されている。
【0014】尚、パッド(30)を進退軸(32)によって回転
自在に支持する構成、この進退軸(32)の進退機構等には
周知の構成が採用される。ローラ(4) は、腕(41)の先端
に回動自在に保持されて、その回転軸線が水平となるよ
うに支持されている。前記腕(41)は、図3のように、水
平面内で、X軸−Y軸方向に駆動される駆動装置(42)の
出力部(43)に連結されており、この連結部において首振
り可能に支持されると共に、前記ローラ(4) の角度を前
記出力部(43)との間に介装した油圧シリンダ(44)によっ
て調節できるようになっている。
【0015】又、この油圧シリンダ(44)の出力及び前記
駆動装置(42)の出力は、マイクロコンピュータ等によっ
て予め設定された手順で制御されるようになっており、
被加工板(W) を装着した状態において、始動させると、
ローラ(4) が金型(3) の表面の中央部から徐々に外側に
移動すると共に、ローラ(4) の姿勢が金型(3) の表面に
対して略直角に保たれた状態でX軸−Y軸方向に駆動さ
れて被加工板(W) がヘラ絞り加工される。
【0016】尚、この加工の際、円板状の被加工板
(W)を一工程で最終断面形状に仕上げる方法や、第1
工程においては大略仕上げ形状に成形し、その後に最終
仕上げ形状にする等の方法により、複数工程を経て最終
断面形状に仕上げる方法等任意に採用できる。前記ロー
ラ(4)は、図2に示すように周縁が円弧状に形成され
た後述する断面形状の円板状となっているが、このロー
ラ(4)はジルコニア系のセラミックからなる。この素
材からなるローラ(4)の場合、その表面粗さが小さく
なれば、被加工板(W)との滑りが良くなり、この実施
例では、最大高さ粗さ0.5μm以下に設定している。
【0017】尚、ローラ(4)の形状としては、図4に
示すように、周縁の断面が円弧状となった断面菱形とな
る形状に設定している。この場合には、腕(41)によ
りローラ(4)を回転自在に支持する軸支部の区間が長
くなるから、加工時においてローラ(4)に対して複雑
な加工圧力が作用した場合にも、十分な強度を発揮す
る。又、被加工板(W)を熱間加工するため、予め熱間
加工温度範囲の上限温度近傍に加熱した被加工板(W)
を金型(3)に装着する構成としてあり、さらに、図5
のように、この金型(3)内にヒータ(H)を内蔵して
これの発熱によって金型(3)を加熱し、前記被加工板
(W)の加工工程中における温度降下を低く押えられる
ようにしている。
【0018】上記構成のヘラ絞り装置を用いてリム半体
(1a)を加工するには、予め所定形状及び寸法に形成した
被加工板(W) を所定温度に加熱した状態において、図2
及び図3のように装着し、この状態で金型(3) を回転駆
動させながら、駆動装置(42)及び油圧シリンダ(44)を動
作させてローラ(4) の姿勢を制御しつつこのローラ(4)
の位置を移動させると、既述と同様に、熱間加工条件下
で、絞りによってリム半体(1a)が製作できる。
【0019】尚、熱間加工条件を確保する方法として
は、図6に示すように、金型(3) に装着した被加工板
(W) の被加工部をバーナ(B) によって加熱するようにし
てもよい。この場合、同図のように、ローラ(4) の反対
側に前記バーナを位置させると、ローラ(4) を支持する
駆動装置(42)や油圧シリンダ(44)などの動作の邪魔にな
らず、小型の加熱装置で被加工板(W) を熱間加工条件温
度に加熱できる利点がある。また、予め加熱された被加
工板(W) を取り扱う不都合が解消されるから生産性が向
上する。
【0020】以上、リム半体(1a)の製造について説明し
たが、他方のリム半体(1b)についても同様に製造できる
ことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車用車輪の断面図
【図2】ヘラ絞り加工装置の要部の説明図
【図3】ヘラ絞り加工装置の全体の説明図
【図4】ローラ(4) の他の例の説明図
【図5】金型(3) の断面図
【図6】被加工板(W) の他の加熱方法の説明図
【符号の説明】
(W) ・・・被加工板 (3) ・・・金型 (4) ・・・ローラ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被加工板(W)を金型(3)に装着させ
    て前記被加工板(W)をローラ(4)によって金型
    (3)の表面に沿わせて変形させるヘラ絞り加工により
    リム断面形状に仕上げる車輪用リムの製造方法におい
    て、軽合金製の被加工板(W)を熱間加工温度条件に加
    熱した状態にて、セラミック製のローラ(4)を用いて
    ヘラ絞り加工し、前記ローラ(4)は、断面形状の全体
    が略菱形状でローラ周縁部の断面形状が円弧状にも形成
    されてなる車輪用リムの製造方法。
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