JP2792999B2 - 形鋼リムの成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異形形鋼材から自動車用ホイール（車輪）
のリムを成形する方法に関する。

〔従来の技術〕 ホイールは、環状のリムと、その内周に嵌入されるほ
ぼ円盤状のディスクとの溶接接合から作られる。このう
ちリムは、通常の乗用車のホイールに対しては平板の丸
め、溶接、成形加工で作られるが、バスやトラック等大
型車両のホイールに対しては、素材に異形断面形鋼が用
いられ、形鋼の丸め、溶接、成形加工で作られる。

第３図は、従来の形鋼リムの成形工程を示している。
第３図において、（イ）は形鋼素材を示し、（ロ）は巻
き工程、（ハ）は丸められた素材端部の突き合せ溶接工
程を示している。（ハ）の工程を終えて環状とされたリ
ム素材は、（ニ）の荒縮め工程でシュリンカにより径方
向に（したがって周方向にも）縮められ、（ホ）の伸し
工程でエキスパンダで径方向（したがって周方向）にも
伸ばされ、（ヘ）の仕上縮め工程で縮められ、所定のリ
ム形状に成形される。第４図は第３図の（ハ）の状態で
環状リム素材の断面を示しており、第５図は、第３図の
（ヘ）の状態を終えた最終品段階のリム形状を示してい
る。したがって、第３図の（ニ）、（ホ）、（ヘ）の工
程中に、環状リム素材の一部分は断面の中立軸に対して
伸ばされ、別の部分は断面の中立軸に対して縮められる
ことになる。

環状リム素材の伸し、縮め工程で用いられるエキスパ
ンダ、シュリンカの成形型は、周方向に分割された分割
駒から成っている。第６図、第７図はエキスパンダを示
しており、分割駒２によってリム素材４が成形される状
体を示している。すなわち、コッタ６が下降して周方向
に分割されたスライドジョー８が拡げられ、分割駒２が
拡げられ、リム素材４が径方向、周方向に伸ばされる状
態を示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

異形形鋼を丸める場合、その材料特性上、現行の技術
レベルでは中立軸（第４図のＡ−Ａ線）に忠実に巻かざ
るを得ず、結果として、第４図の成形前形状に示すよう
に、フランジ（4a）側径DF1は伸し、ガター（4b）側径D
G1は縮め加工が必要な寸法となってしまう。そして、こ
のような伸し、縮め加工は１工程ではできないので、第
３図の（ニ）、（ホ）、（ヘ）の工程のように多段の成
形加工が必要となり、工程増を招いている。

その上、フランジ部4aは10％程度の伸し率となるた
め、現行割駒による成形法では、最終の駒離れ間隔ｌが
第７図に示すごとくｌ＝20mm以上にもなる。そのため、
分割駒間に位置するワーク部分ｅは凹状を呈し、ワーク
全体として花形となってしまう。この花形は車両走行中
の微少縦振動を生じる原因となる。

また、荒縮め、仕上縮め工程でのシュリンカの金型も
周方向に分割方式で、非常に複雑かつ大規模な構造とな
っている。さらに精度確認の困難な内容であることか
ら、結果として、ワーク仕上り状態で、真円度不良が1.
5〜1.2mmにもなり、要求値が0.5mmと厳しい場合には、
仕上の切削加工が必要となってしまう。また、平行度不
良（一端の円中心と他端の円中心とのずれ）も1.0mmに
もなり、要求値が0.3mmと厳しい場合には、仕上の切削
加工が必要になってしまう。

本発明は、工程短縮、花形解消、成形精度向上がはか
れる形鋼リムの成形法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は本発明によれば、次の形鋼リムの成形法に
よって達成される。すなわち、 異形形鋼材を丸め端部を突合せ溶接して断面異形の環
状リム素材となし、 前記環状リム素材を、センターガイドにより互いに互
いに同芯とされて軸方向に相対移動可能な上リングと下
リングとの間に設置し、 前記上リングと下リングを相対的に接近させることに
より前記環状リム素材の一部分の径方向伸しと他部分の
径方向縮めを同一のストロークで行わせしめる、 ことを特徴とする形鋼リムの成形法。

〔作用〕

本発明方法では、形鋼を丸めたものから作製された環
状リム素材は、リング状金型（上リング、下リング）を
利用して成形される。上リング、下リングには、環状リ
ム素材の一部分を伸ばしたり、他の部分を縮めたりする
テーパが形成されていて、１回の接近ストロークで、環
状リム素材の伸し、縮め成形を行うことができるように
なっている。かくして、従来、別々に行っていた伸し、
縮め工程が、単一の工程とされ、工程減がはかられる。

また、分割駒を用いないでリングによる成形であるか
ら、ワークに花形が生じない。

さらに、上リングと下リングとを同芯にセットするこ
とにより、真円度と軸方向平行度の精度が高くされる。

〔実施例〕

以下に、本発明方法を、第１図、第２図を参照して説
明する。

本発明において、異形形鋼材を丸め端部を突合せ溶接
して断面異形の環状リム素材とするところ迄は、従来の
第３図の（イ）、（ロ）、（ハ）で説明した工程と同じ
である。続いて、本発明では、この環状リム素材が第１
図、第２図に示すように成形されていく。

第１図、第２図において、10はプレスの上ラム、12は
下ラムを示している。上ラム10には、上型としての上リ
ング14が取付けられ、下ラム12には下型としての下リン
グ16が取付けられている。上リング14と下リング16と
は、センタガイド18、20により、互いに同芯とされてい
る。下センタガイド20はロッド22を介して上方にばね付
勢されている。上リング14と下リング16とは、互いに相
対移動可能であり、たとえば上ラム10が下降されると、
上リング14は下リング16に接近する方向にストロークす
る。

上リング14と下リング16の何れか一方、たとえば上リ
ング14には、上リング14の下リング16への接近時に、断
面異形の環状リム素材４のビード部ｂを拡げるテーパ部
ａが形成されており、他方のリング、たとえば下リング
16には、環状リム素材４（以下、端にワークという）の
ガダー部ｃを縮めるテーパ部ｄが形成されている。ワー
ク伸しおよび縮めを行うテーパ部ａとｄの角度αとβ
は、軸方向加圧力によるワーク４の座堀を防止する上か
ら決められるもので、約25゜とされている。

上リング14、下リング16から成る金型とワーク４の喰
いつきを防止するために、上リング14、下リング16から
成る金型とワーク４間の適当部位に隙間ｅ、ｆ、ｇが設
けられる。この隙間ｅ、ｆ、ｇによって、径方向につい
てはガターとフランジ先端部を除いて、ワーク４は、そ
の外周面および内周面の両方で同時に、上リング14、下
リング16から成る金型に接触することがないようにされ
ている。すなわち、ワーク４が金型に接触するのは、ガ
ターとフランジ先端部を除いては、ワークの内、外周面
の何れか一面か、あるいは両面とも接触しないかの何れ
かとされている。

さらに、下リング16のテーパｄの下側最終部に凸起ｈ
が設けられており、ワーク４が軸方向下方に動きながら
しごかれるようになっている。

第１図、第２図の装置を用いて、異形断面を有する環
状リム素材４は次のように成形される。すなわち、リム
のガター部側を下側にしリムのフランジ部側を上にし
て、リム素材４を下リング16上にセットする。このとき
リム素材４の下端は下リング16のテーパｄと接してい
る。次に上ラム10を下降させて上リング14を下降させ、
上リング14の先端部テーパａをワーク４のフランジに続
くビードシート部ｂに挿入加圧し、テーパａでビードシ
ート部ｂを半径方向外方に押し拡げる。

それと同時に、上リング14はワーク４の下方に押し、
下リング16がそのテーパ部ｄでワーク４のガダー部ｃを
半径方向内方に縮める。これによって、ワーク４の、ビ
ードシート部ｂ、フランジ部の伸ばしと、ガター部ｃの
縮めとが、同時に行われる。上リング14がさらにワーク
４を下方に押して、ワーク４のビードシート部ｂ、フラ
ンジ部が半径方向にさらに拡がると、上リング４の段部
がワーク４のフランジ部内周側に入って、第２図の状態
になり最終形状に成形される。

次に上リング14が下リング16から上方の離されて、ワ
ーク４が金型からとり出されるが、隙間ｅ、ｆ、ｇの存
在によってワーク４の金型への喰いつきが防止されるの
で、ワーク４を容易に金型から取外せる。

なお、成形において、上リング14と下リング16とはセ
ンタガイド18、20によって同芯を保持されているので、
フランジ部の円の中心とガター部の円の中心とはずれ
ず、ワーク４の平行度は高精度に出される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次の効果が得られる。

イ． フランジ部の伸しとガター部の縮めとが同じスト
ロークで、すなわち１工程で行われるから、工程が短縮
され、コスト低減がはかられる。従来はエキスパンダに
よる押しとシュリンカによる縮めは別工程、別装置とな
っていた。

ロ． 上リング、下リングからなる金型での成形のた
め、花形が解消される。従来は分割駒による成形のた
め、割型間に花形が出る。花形解消により、車両振動が
なくなり、ホイールの外観もよくなる。

ハ． 上リング、下リングの使用により、センタガイド
の使用によって容易に金型間同芯性が出せ、真円度、平
行度が向上される。たとえば真円度は従来の分割駒成形
で1.2mmであったものが、本発明では0.5mm以下に低減さ
れ、平行度は従来の1.0mmであったものが本発明では0.3
mm以下に低減された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するに用いる金型を具備した
リム成形装置の断面図、 第２図は第１図の装置の部分断面図、 第３図は異形断面の形鋼リムの従来成形法を示す工程を
示す概略図（第３図のうち（イ）、（ロ）、（ハ）の工
程は本発明にも適用され得る）、 第４図は、異形断面を有する環状リム素材の成形前の断
面図、 第５図は第４図の環状リム素材の成形後の断面図、 第６図は従来の分割駒を具備したリム成形装置の断面
図、 第７図は分割駒間のワーク花形を示す複数の分割駒のア
ッセンブリの部分平面図、 である。 ４……環状リム素材（ワーク） 14……上リング 16……下リング 18……センタガイド ａ、ｄ……テーパ ｂ……ビードシート ｃ……ガター部 ｅ、ｆ、ｇ……隙間 ｈ……凸起

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異形形鋼材を丸め端部を突合せ溶接して断
   面異形の環状リム素材となし、 前記環状リム素材を、センターガイドにより互いに互い
   に同芯とされて軸方向に相対移動可能な上リングと下リ
   ングとの間に設置し、 前記上リングと下リングを相対的に接近させることによ
   り前記環状リム素材の一部分の径方向伸しと他部分の径
   方向縮めを同一のストロークで行わせしめる、 ことを特徴とする形鋼リムの成形法。