JP3478309B2 - 鍛造品の製造方法 - Google Patents

鍛造品の製造方法

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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、鋳造により成形した素
材を鍛造で最終形状に成形する鍛造品の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】この種の鍛造品の製造方法としては、例
えば特開平3−142031号公報に開示されているも
のがある。
【0003】上記公報の製造方法では、まず、鋳造によ
ってディスク部素材を製造し、この際、ディスク部素材
を最終製品(ディスク部材)に近似した形状に成形す
る。こののち、ディスク部素材を鍛造により成形するこ
とで車両用ホイールのディスク部材を得るようにしてい
る。
【0004】このように、鋳造によりディスク部素材を
製造し、そのディスク部素材を鍛造することでディスク
部材を製造することにより、鍛造工程の簡略化などを実
現している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の車両用ホイールの製造方法にあっては、鋳造で成形
するディスク部素材を最終製品に近似した形状にしてい
たため、鍛造の際の加工度が小さくなり、鍛造による強
度上の効果(例えば、鋳造において凝固する際に発生し
た樹脂状晶の微細分断効果や、鍛流線の発生による効
果)、および鍛造品の特徴の一つである滑らかで光沢の
ある表面が得られないという不具合があり、このような
不具合を解決することが課題であった。
【0006】
【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、鋳造および鍛造の工程により得られる鍛
造品において、強度および表面品質の向上を実現するこ
とができる鍛造品の製造方法を提供することを目的とし
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる鍛造品の
製造方法は、請求項1として、鋳造により成形したディ
スク素材を鍛造によりロードホイール用ディスクに成形
する鍛造品の製造方法において、最終形状であるロード
ホイール用ディスクに対応した形状のディスク素材を鋳
造により成形し、鋳造により成形したディスク素材が、
中央にハブ取付部を有すると共に、ハブ取付部の外周に
凹凸を有するスポーク部を有しており、ハブ取付部の厚
さを鍛造後の厚さの130%以上にすると共に、凹部の
底部の厚さを鍛造後の厚さの3倍以上とし、且つ凸部の
高さを鍛造後の高さの3分の1以下にし、このディスク
素材を鍛造することによりロードホイール用ディスクを
成形する構成とし、請求項2として、請求項1記載の鍛
造品の製造方法において、ディスクにアウターリムを一
体的に成形する構成とし、請求項3として、鋳造により
成形した素材を鍛造により最終形状に成形する鍛造品の
製造方法において、鍛造品が断面H形を成しており、最
終形状である鍛造品に対応した形状の素材を鋳造により
成形し、鋳造により成形した素材の凹部の底部の厚さを
鍛造後の厚さの130%以上にすると共に、凸部の高さ
を鍛造後の高さの2分の1以下にし、その素材を鍛造す
ることにより鍛造品を成形する構成とし、請求項4とし
て、鋳造により成形した素材を鍛造により最終形状に成
形する鍛造品の製造方法において、鍛造品が断面矩形状
を成しており、最終形状である鍛造品に対応した形状の
素材を鋳造により成形し、鋳造により成形した素材の厚
さを鍛造後の130%以上にし、その素材を鍛造するこ
とにより鍛造品を成形する構成としており、上記構成を
課題を解決するための手段としている。
【0008】
【0009】
【発明の作用】本発明に係わる鍛造品の製造方法では、
請求項1として、鋳造により成形されるディスク素材を
最終形状であるロードホイール用ディスクに対応した形
状とし、ディスク素材におけるハブ取付部の厚さ、スポ
ーク部における凹部の底部の厚さ、およびスポーク部に
おける凸部の高さを設定したことにより、ディスク素材
を鍛造する際の加工度が充分なものとなり、これに応じ
た強度と表面品質が得られる。
【0010】また、本発明の請求項2に係わる鍛造品の
製造方法では、請求項1記載の製造方法においてディス
クにアウターリムを一体的に成形することにより、ロー
ドホイールにおいて最も強度が要求され且つホイールの
外観となるアウターリムにも鍛造による強度と表面品質
が得られる。
【0011】さらに、本発明に係わる鍛造品の製造方法
では、請求項3として、断面H形を成す素材における凹
部の底部の厚さや凸部の高さを設定し、請求項4とし
て、断面矩形状を成す素材における厚さを設定したこと
により、素材を鍛造する際の加工度が充分なものとな
り、これに応じた強度と表面品質が得られる。
【0012】
【実施例】図1は、本発明の請求項1〜3に係わる鍛造
品の製造方法の一実施例を示す図であって、鍛造品であ
るロードホイール用ディスクの製造において、鋳造によ
り成形されたディスク素材M(図1a)と、ディスク素
材Mを鍛造することにより成形したディスクD(図1
b)を示す図である。
【0013】上記のディスク素材Mは、例えばアルミニ
ウム合金製であって、中央に、裏側(図1下側)にへこ
んだ状態のハブ取付部Hを有すると共に、ハブ取付部H
の外周に、凹部Aおよび凸部Bを有するスポーク部Sを
有し、さらに、スポーク部Sの外周に、裏側へ突出した
環状のインナーリム接合部Jを有すると共に、インナー
リム接合部Jの外周にアウターリムRを有しており、全
体として最終形状であるディスクDに対応した形状に成
形してある。なお、ハブ取付部Hの中央には、鍛造時の
材料の流れを得るための穴Cが設けてある。
【0014】ここで、図4は、アルミニウム合金(60
61)を材料として、鋳造のみの成形品(黒丸)と、鋳
造・鍛造後にT6処理を施した成形品(白丸)の圧下率
(加工度)に伴う引張り強さおよび耐力の変化を示すグ
ラフである。また、図5は、鋳造のみの成形品(黒丸)
および鋳造・鍛造による成形品(白丸)の圧下率に伴う
伸びの変化を示すグラフである。
【0015】つまり、鋳造後に鍛造を行う方法において
A6061を素材とした鍛造並の強度を得るには、15
%以上の加工度が必要である。また、ディスクDは、ア
ウターリムR、スポーク部Sおよびハブ取付部Hの順に
強度が必要とされており、これに対処するためにもとく
にアウターリムRおよびスポーク部Sに15%以上の加
工度を得ることが望ましい。
【0016】そこで、ディスク素材Mは、鍛造の際に1
5%以上の加工度が得られる形状として、鋳造により成
形したハブ取付部Hの厚さt1を、鍛造後の厚さt2の
130%以上にすると共に、凹部Aの底部の厚さt3
を、鍛造後の厚さt4の3倍以上にし、また、図2に示
すように、凸部Bの高さh1を、鍛造後の高さh2の3
分の1以下にしている。
【0017】さらに、インナーリム接合部Jにあって
は、鍛造の際に突出部分に対して両側からの材料の流れ
が生じ、これにより図3に示すような割れPなどの鍛造
欠陥が発生することがあるため、体積としては鍛造後と
同等の材料配分にしてある。なお、アウターリムRにあ
っては材料の一部が鍛造型の外側へ流れてばりQとなる
ので、その分余裕のある寸法設定が可能である。
【0018】そして、本発明の鍛造品の製造方法では、
鋳造により上記形状に成形したディスク素材Mを鍛造に
よりディスクDに成形することにより、ディスク素材M
を鍛造する際の加工度が15%以上となり、鍛造による
充分な強度が得られると共に、鍛造品の特徴の一つであ
る滑らかで光沢のある表面が得られることとなる。
【0019】また、上記ディスクDは、アウターリムR
が一体的に成形されており、ロードホイールにおいて最
も強度が要求され且つホイールの外観となるアウターリ
ムRにも、鍛造による充分な強度と良好な表面品質が得
られた状態となる。
【0020】なお、鍛造後のディスクDは、後に裏面の
切削などの加工が施され、凹部Aがその底部の除去によ
って風穴となる。さらに、本実施例のディスクDを備え
たロードホイールは、アウターリムRを一体的に有する
ディスクDと、別途製造されたインナーリム(図示せ
ず)とから成る2ピースタイプと呼ばれるものであり、
ディスクDのインナーリム接合部Jにインナーリムを溶
接で結合することによって完成する。
【0021】図6は、本発明の請求項3に係わる鍛造品
の製造方法の一実施例を説明する図であって、断面H形
を成す鍛造品として、自動車のサスペンションに用いら
れるトランスバーリンクを例に挙げており、鋳造により
成形されたリンク素材M1(a,b)と、リンク素材M
1を鍛造することにより成形したトランスバーリンクT
(c,d)を示している。
【0022】リンク素材M1は、アルミニウム合金製で
あって、3点の支持部1〜3間のリンク部分がウエブ
(凹部)4およびその両側のリブ(凸部)5,5により
断面H形を成しており、全体として最終形状であるトラ
ンスバーリンクTに対応する形状になっている。
【0023】ここで、先のディスクの実施例で説明した
ように、鋳造後に鍛造を行う方法において鍛造並の強度
を得るには、15%以上の加工度を得ることが望まし
い。
【0024】そこで、リンク素材M1は、凹部の底部の
厚さであるウエブ4の厚さt5を鍛造後の厚さt6の1
30%以上にすると共に、凸部の高さとなるリブ5の高
さ(ウエブ表面からの高さ)h3を鍛造後の高さt4の
2分の1以下にしている。これにより、リンク素材M1
を鍛造することで成形されたトランスバーリンクTに
は、15%以上の充分な加工度が得られている。
【0025】図7は、本発明の請求項4に係わる鍛造品
の製造方法の一実施例を説明する図であって、断面矩形
状を成す鍛造品として、自動車のサスペンションに用い
られるアッパーアームを例に挙げている。
【0026】アッパーアームUは、3点の支持部11〜
13間の部分が断面矩形状を成しており、鋳造により成
形された素材(図示せず)の断面矩形状部分の厚さを鍛
造後の厚さt7の130%以上とし、その素材に鍛造を
行うことにより成形されている。これにより、アッパー
アームUには、15%以上の充分な加工度が得られてい
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の請求
項1に係わる鍛造品の製造方法によれば、鋳造および鍛
造の工程により得られるロードホイール用ディスクにお
いて、鍛造の際に充分な加工度が得られることから、鍛
造並の充分な強度を得ることができると共に、鍛造独特
の滑らかで光沢のある良好な表面品質を得ることができ
る。
【0028】また、本発明の請求項2に係わる鍛造品の
製造方法によれば、上記の効果に加えて、ロードホイー
ルにおいて最も強度が要求され且つホイールの外観とな
るアウターリムRにも充分な強度と良好な表面品質を得
ることができる。
【0029】さらに、本発明の請求項3および4に係わ
る鍛造品の製造方法によれば、鋳造と鍛造の工程により
得られる断面H形を成す鍛造品、および同工程により得
られる断面矩形状の鍛造品において、鍛造の際に充分な
加工度を得ることができ、鍛造並の強度を得ることがで
きると共に、良好な表面品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1および2に係わる鍛造品の製
造方法における鋳造後のディスク素材(a)および鍛造
後のディスク(b)を説明する断面図である。
【図2】図1a中のE−E線に基づく凸部の断面図
(a)および図1b中のF−F線に基づく凸部の断面図
(b)である。
【図3】インナーリム接合部における鍛造欠陥を説明す
る断面図である。
【図4】鍛造のみの成形品と鋳造鍛造品の圧下率に伴う
引張り強さおよび耐力の変化を示すグラフである。
【図5】鍛造のみの成形品および鋳造鍛造品の圧下率に
伴う伸びの変化を示すグラフである。
【図6】本発明の請求項3に係わる鍛造品の製造方法に
おける鋳造後のリンク素材を示す側面図(a)、図a中
のX−X線に基づく断面図(b)、鍛造後のトランスバ
ーリンクを示す側面図(c)および図c中のX−X線に
基づく断面図(d)である。
【図7】本発明の請求項4に係わる鍛造品の製造方法に
おける鍛造後のアッパーアームを説明する斜視図であ
る。
【符号の説明】
A 凹部 B 凸部 D ディスク(鍛造品) H ハブ取付部 M ディスク素材 M1 リンク素材 R アウターリム S スポーク部 T トランスバーリンク(鍛造品) U アッパーアーム(鍛造品) 4 ウエブ(凹部) 5 リブ(凸部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高 木 潔 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社 内 (56)参考文献 特開 平1−210140(JP,A) 特開 平5−146841(JP,A) 特開 平6−248402(JP,A) 特開 平6−172949(JP,A) 特開 平6−190493(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00 B60B 3/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋳造により成形したディスク素材を鍛造
    によりロードホイール用ディスクに成形する鍛造品の製
    造方法において、最終形状であるロードホイール用ディ
    スクに対応した形状のディスク素材を鋳造により成形
    し、鋳造により成形したディスク素材が、中央にハブ取
    付部を有すると共に、ハブ取付部の外周に凹凸を有する
    スポーク部を有しており、ハブ取付部の厚さを鍛造後の
    厚さの130%以上にすると共に、凹部の底部の厚さを
    鍛造後の厚さの3倍以上とし、且つ凸部の高さを鍛造後
    の高さの3分の1以下にし、このディスク素材を鍛造す
    ることによりロードホイール用ディスクを成形すること
    を特徴とする鍛造品の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の鍛造品の製造方法におい
    て、ディスクにアウターリムを一体的に成形することを
    特徴とする鍛造品の製造方法。
  3. 【請求項3】 鋳造により成形した素材を鍛造により最
    終形状に成形する鍛造品の製造方法において、鍛造品が
    断面H形を成しており、最終形状である鍛造品に対応し
    た形状の素材を鋳造により成形し、鋳造により成形した
    素材の凹部の底部の厚さを鍛造後の厚さの130%以上
    にすると共に、凸部の高さを鍛造後の高さの2分の1以
    下にし、その素材を鍛造することにより鍛造品を成形す
    ることを特徴とする鍛造品の製造方法。
  4. 【請求項4】 鋳造により成形した素材を鍛造により最
    終形状に成形する鍛造品の製造方法において、鍛造品が
    断面矩形状を成しており、最終形状である鍛造品に対応
    した形状の素材を鋳造により成形し、鋳造により成形し
    た素材の厚さを鍛造後の130%以上にし、その素材を
    鍛造することにより鍛造品を成形することを特徴とする
    鍛造品の製造方法。
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