JP3760872B2 - ホイール用リム及びホイール用リムの製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、環状のリム部のリム幅方向両端それぞれにリムフランジを備えたホイール用リム及びホイール用リムを製造するための製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホイールとしては、例えば金型に金属の溶湯を流し込んで作られる鋳造１ピースホイールがあるが、これよりもディスク面周辺のファッション性を高めることができ、しかも生産性の利点を有する２ピースホイール（環状のリム部とディスク部の２つのパーツから組み立てられる）や、３ピースホイール（環状のアウターリム部と環状のインナーリム部とディスク部の３つのパーツから組み立てられる）等が近年注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そして、上記ホイールは軽量化を図るためリム部の薄肉化を図りながらも、走行時にタイヤから最も応力が集中するリム部の両端に備えるリムフランジが変形や亀裂等の損傷を招くことがないように剛性を上げるために下記の２種類のホイールが提案されている。
まず、第１のホイールとしては、特開２００１−２５９７６９に示すように、リム部の両端部それぞれを２重に折り返し圧接したリムフランジを備えさせたものである。
又、第２のホイールとしては、実開昭６２−１６５１０２号公報に示すように、リム部の両端それぞれをタイヤ取付側である内側に屈曲成形し、その屈曲成形部内にワイヤリングを内装したものである。
尚、鋳造等によりリムフランジの厚みをリム部の厚みよりも厚くすることによって、剛性を上げることが考えられるが、この場合には、コスト面において不利になるため、同一の厚みの板材を折り曲げ加工やプレス加工を用いてリムフランジの剛性を上げることになる。
【０００４】
第１のホイールの場合には、ただ単にリムの両端部それぞれを２重に折り返し圧接しているだけであるため、リムフランジの厚みをリム部の厚みの２倍の厚みしか確保することができず、リムフランジの変形や亀裂等の損傷を招くことがあった。尚、前記折り返して圧接状態になっている折り返し部と非折り返し部の接触面に隙間が発生すると、その部分での亀裂発生等の強度低下を招くことになるため、大きな力にてリム部の折り返し側の端部を非折り返し側の端部に圧接することになり、その結果、リム部の端部において一部分において押し潰されてしまい、実際には、リムフランジの厚みが前記のようにリム部の厚みの２倍未満になってしまい、上記不都合を解消することができないものであった。この場合には、リム部を形成する板材の厚みを厚くすることが考えられるが、その場合には、ホイール全体の重量増大を招き、実施し難いものであり、改善の余地があった。
又、第２のホイールでは、別体形成された余分の部品であるワイヤリングを要するだけでなく、それをホイール成型時に組み付けるための煩わしい作業を必要とするものであった。又、ワイヤリングを内装する関係上、屈曲成形された屈曲成形部と非屈曲成形部の間に隙間が発生してしまい、ワイヤリングのある部分では強度を高めることができるものの、ワイヤリングの無い部分においては強度が極端に低下するものであった。
【０００５】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、軽量化を図りながらも、変形や損傷のないリムフランジを備えたホイール用リムを提供することができるようにする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、リム部のリム幅方向両端のうち、少なくともアウター側の端部をタイヤ取付側である内側に折り返して非折り返し部分に隙間のない状態で接触させた二重構造部からなるリムフランジを備えさせ、前記折り返し部及び非折り返し部それぞれが、前記リム部の厚みよりも大きな厚みを有し、前記折り返し部の遊端部に、前記非折り返し部の表面に滑らかに連なる湾曲部を備えさせて、ホイール用リムを構成したのである。
従って、リムフランジを折り返し部分と非折り返し部分の二重構造とし、それら折り返し部分及び非折り返し部分それぞれの厚みが、リム部の厚みよりも厚くなっていることから、リムフランジの厚みがリム部の厚みの２倍を越える厚みとなり、従来に比べて強度アップを実現することができる。又、前記折り返し部分と非折り返し部分とを隙間のない状態で接触されているから、リムフランジのどの部分においても所望の強度を得ることができる。又、アウター側の端部をタイヤ取付側である内側に折り返すことによって、折り返した遊端部がタイヤに隠れて外部から見える位置に露呈されることがないため、ホイールとしての意匠性（デザイン性）を損なうことがない。又、折り返し部の遊端部に、非折り返し部の表面に滑らかに連なる湾曲部を備えさせることによって、例えば折り返し部の遊端部が非折り返し部に対して出っ張っている角部を有している場合に、その角部にタイヤが接当して損傷してしまうことや角部に泥や塵等の異物が引っ掛かって堆積してしまうこと等を確実に回避することができる。
【０００７】
リム部のリム幅方向両端のうち、少なくともアウター側の端部をタイヤ取付側である内側に曲線的にカーリングするカーリング手段と、前記カーリング手段にてカーリングされたカーリング部分を非カーリング部分に押し付けることにより隙間無く折り返された二重構造部を構成しながら、前記折り返し部の遊端部を前記非折り返し部の表面に滑らかに連なるように成形すると共に、前記折り返された折り返し部及び該折り返し部に隙間の無い状態で接触させた非折り返し部の厚みを前記リム部の厚みよりも厚い所定厚みになるように仕上げ成形するロール成形手段とからホイールのリムフランジを成形するのである。
上記のようにカーリング手段とロール成形手段とを用いてリムフランジを二重構造部とすることによって、リム部の厚みの２倍を越える所定の厚みになるようにリムフランジを成形することができ、従来に比べて強度アップを確実に図ることができる。そして、請求項１と同様にアウター側の端部をタイヤ取付側である内側に折り返すことによって、折り返した遊端部がタイヤに隠れて外部から見える位置に露呈されることがないため、ホイールとしての意匠性（デザイン性）を損なうことがない。又、折り返し部の遊端部に、非折り返し部の表面に滑らかに連なる湾曲部を備えさせることによって、例えば折り返し部の遊端部が非折り返し部に対して出っ張っている角部を有している場合に、その角部にタイヤが接当して損傷してしまうことや角部に泥や塵等の異物が引っ掛かって堆積してしまうこと等を確実に回避することができる。
【０００８】
前記カーリング手段が、前記アウター側の端部を内側にカーリングしたときに、前記所定厚みよりも厚くなるようにカーリングする手段であり、前記ロール成形手段が、前記カーリング部分の遊端側を前記非カーリング部分に押圧して前記折り返し部の遊端部を前記非折り返し部の表面に滑らかに連なるように成形しながら、前記折り返し部及び該折り返し部に隙間の無い状態で接触させた非折り返し部の厚みを前記リム部の厚みよりも厚い所定厚みになるように該折り返し部及び非折り返し部を所定形状に成形する手段である。
カーリング手段にてアウター側の端部を内側にカーリングすると、そのカーリング部分が縮む側に変形し、その縮んだ分だけ厚みが厚くなる。これを利用して所定厚みよりも所望量厚くなるようにカーリングすることができる。又、前記所定の厚みになったカーリング部分をロール成形手段にて所定の厚みに成形すると共に、カーリング部分の遊端部を非折り返し部の表面に滑らかに連なるように押圧して所定の形状に仕上げ成形することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に、金属製のディスク部１と、金属製でどの箇所においても均一な厚みを有する一枚の板材をプレス加工等により形成した環状のホイール用リムの２つの部材からなる車両用（自動車用）ホイール（２ピースホイールとも言う）を示している。前記ホイール用リムは、環状で筒状のリム部２と、このリム部２のリム幅方向両端にリム部２のタイヤ（図示していない）載置面に対して直交する方向に立設された二重構造部にて構成されるリムフランジ３，３とからなっている。前記ホイールを構成する各部材の金属材料としては、展伸性に富むものであれば任意の金属材料を採用できるが、車両の走行性能を高めるためにアルミニウム合金や、マグネシウム合金等を用いることが好ましい。
【００１０】
前記リムフランジ３について詳述すれば、図２及び図３に示すように、リム部２のリム幅方向両端のそれぞれをタイヤ取付側である内側に折り返して非折り返し部分に隙間のない（押圧した）状態で接触させて二重構造部からリムフランジ３，３を構成し、前記折り返し部３Ａ及び非折り返し部３Ｂそれぞれが、前記リム部２の厚みＤ１よりも大きな厚みＤ２を有し、前記折り返し部３Ａの遊端部に、前記非折り返し部３Ｂの表面に滑らかに連なる湾曲部３Ｃを備えさせている。
前記リム部２の厚みＤ１を、例えば５ｍｍとした場合に、前記折り返し部３Ａ及び非折り返し部３Ｂそれぞれの厚みＤ２を約７ｍｍ（Ｄ１に対して約１．４倍）にし、リムフランジ３全体の厚みＤ３が１４ｍｍ（Ｄ１に対して約２．８倍）になり、リムフランジ３の強度を飛躍的に高めることができるが、これら数値以外であってもよい。ここでは、折り返し部３Ａ及び非折り返し部３Ｂそれぞれの厚みＤ２が同一の値になっているが、それらを隙間のない状態で一体化させることから、異なる値に設定して実施することもできる。
【００１１】
次に、前記リムフランジ３を成形する方法について説明すれば、リム部２のリム幅方向両端のそれぞれをタイヤ取付側である内側に曲線的にカーリングするカーリング手段Ｋ（図４（ａ）〜（ｄ）参照）と、前記カーリング手段Ｋにてカーリングされたカーリング部分を非カーリング部分に押し付けることにより隙間無く折り返された二重構造部を構成しながら、図３に示すように、前記折り返し部３Ａの遊端部を前記非折り返し部３Ｂの表面に滑らかに連なるように成形すると共に、前記折り返された折り返し部３Ａの厚みＤ２及び該折り返し部３Ａに隙間の無い状態で接触させた非折り返し部３Ｂの厚みＤ２を前記リム部２の厚みＤ１よりも厚い所定厚みになるように成形するロール成形手段Ｒ（図５（ａ）〜（ｃ）参照）とからホイールのリムフランジ３を成形するのである。
【００１２】
前記カーリング手段Ｋは、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、１枚の金属製の板材を所定形状にしたリム部２を回転させるための回転治具４と、前記回転治具４に固定されたリム部２の両端（図では一端のみ示している）にリム部２の表面（リム幅方向）に対して直交する方向に沿うように形成された縦部５に対して該直交方向から（矢印方向Ｘから）押圧してカーリングするための円弧状の凹部６Ａが形成された回転曲げローラ６とからなり、縦部５を内側にカーリングしたときに、前記所定厚みＤ２よりも厚くなるようにしている。前記回転曲げローラ６は、図では１個のみしか示していないが、スムーズにカーリングするために前記縦部５の複数箇所で押圧するために周方向に複数個を配設することが好ましい。又、前記回転曲げローラ６は、前記回転している縦部５に接当した時点で回転力を受けてスムーズに一体回転することができる従転ローラから構成している。又、前記回転曲げローラ６以外のものを用いてカーリングすることもできる。
従って、回転治具４により回転状態となったリム部２の縦部５に回転曲げローラ６を矢印方向に接当させた状態で移動させる（押圧する）ことにより、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、縦部５を回転曲げローラ６の凹部６Ａに沿って徐々にカーリング（湾曲）させることができる。そして、図４（ｄ）に示すように、前記回転曲げローラ６の外周端面６Ｂが前記回転治具４の外周端面４Ａに接当することにより前記カーリング処理を完了するのである。
【００１３】
前記ロール成形手段Ｒは、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、前記カーリングされたカーリング部分５のうちの折り曲げ部５Ａを除いた遊端部（先端部）５Ｂを折り曲げ部５Ａ側箇所から前記非カーリング部分５Ｃに押圧して前記折り返し部３Ａの遊端部を前記非折り返し部３Ｂの表面に滑らかに連なるように成形するための円弧状の湾曲面を備えた凸部７Ａと、前記折り返し部３Ａ及び該折り返し部３Ａに隙間の無い状態で接触させた非折り返し部３Ｂの厚みを前記リム部２の厚みＤ１よりも厚い所定厚みＤ２になるように折り返し部３Ａ及び非折り返し部３Ｂを所定形状に成形するために円弧状の湾曲面を備えた凹部７Ｂとを備えた仕上げ回転圧着ローラ７と、前記回転治具４とから構成されている。前記仕上げ回転圧着ローラ７は、図では１個のみしか示していないが、スムーズに仕上げ成形するために前記カーリング処理された縦部５の複数箇所で押圧するために周方向に複数個を配設することが好ましい。又、前記仕上げ回転圧着ローラ７以外のものを用いて仕上げ成形することもできる。
従って、図５（ａ）に示すように、カーリング部分５に対して図の矢印Ｙで示す方向に仕上げ回転圧着ローラ７を移動させることにより、凸部７Ａにてカーリング部分５の遊端部５Ｂを折り曲げ部５Ａ側箇所から押圧して、図５（ｂ）に示すように、遊端部５Ｂがカーリング部分５の内側に形成されている空間が徐々に小さくなるようにカーリング方向とは反対方向に変形させながら、非カーリング部分５Ｃに接触させると共に、図５（ｃ）に示すように遊端部５Ｂを押圧して（押し潰して）非カーリング部分５Ｃの表面に滑らかに連なる湾曲部３Ｃを形成し、前記矢印Ｙと直交する方向で外側に向かう矢印Ｚに向かって仕上げ回転圧着ローラ７を移動させることにより図３でも示した形状のリムフランジ３を得ることができるようにしている。
【００１４】
図１〜図５では、リム部２のリム幅方向両端のいずれもタイヤ取付側である内側に折り返した場合を示したが、図６に示すように、前記リム部２のリム幅方向両端のうち、アウター側端部を前記同様にタイヤ取付側である内側に折り返して折り返した遊端部がタイヤ（図示していない）に隠れて外部から見えないようにしながらも、前記遊端部を外部から見ることができないインナー側端部をタイヤ取付側とは反対側の外側に折り返して実施することもできる。
【００１５】
図１で示したホイールは、２つの部材から構成したツーピースのホイールを示しているが、図７に示すように、前記リム部２をインナー側とアウター側の２つに分割された２つの分割リム２Ａ，２Ｂから構成したスリーピースのホイールから構成してもよい。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２の発明によれば、リムフランジを折り返し部分と非折り返し部分の二重構造とし、それら折り返し部分及び非折り返し部分それぞれの厚みが、リム部の厚みよりも厚くなっていることから、リム部を従来と同様に薄肉軽量化を図りながらも、鋳造等を用いることなくリムフランジの厚みをリム部の厚みの２倍を越える厚みにすることができ、コスト面において有利にすることができると共に、従来に比べて強度アップを実現して変形や損傷のないホイール用リムを提供することができる。
又、前記折り返し部分と非折り返し部分とを隙間のない状態で接触されているから、リムフランジのどの部分においても所望の強度を得ることができ、信頼性の高いものにすることができる。
又、アウター側の端部をタイヤ取付側である内側に折り返すことによって、折り返した遊端部がタイヤに隠れて外部から見える位置に露呈されることがないため、ホイールとしての意匠性（デザイン性）を損なうことがなく、商品力（販売促進力）を備えたものにすることができる。
又、折り返し部の遊端部に、非折り返し部の表面に滑らかに連なる湾曲部を備えさせることによって、例えば折り返し部の遊端部が非折り返し部に対して出っ張っている角部を有している場合に、その角部にタイヤが接当して損傷してしまうことや角部に泥や塵等の異物が引っ掛かって堆積してしまうこと等を確実に回避することができ、更に一層信頼性の高いものにすることにすることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、カーリング手段にてカーリングするだけで、そのカーリング部分の厚みを所定の厚みになるように厚くすることができるから、特別な加工を要することがなく、設備費用等においてコストアップを招くことがない。又、前記所定の厚みになったカーリング部分をロール成形手段にて所定の厚みに成形すると共に、カーリング部分の遊端部を非折り返し部の表面に滑らかに連なるように押圧して所定の形状に仕上げ成形することによって、常に同一形状で同一強度のものを製造することができ、製品のバラツキ等のない生産性の高い製造装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ツーピースホイールの一部切欠き側面図である。
【図２】ホイール用リムの縦断側面図である。
【図３】ホイール用リムのリムフランジを示す縦断面図である。
【図４】カーリング手段にてリム部の端部をカーリングする手順を示す要部の断面図であり、（ａ）はリム部の端部に回転曲げローラを接当した瞬間を示し、（ｂ），（ｃ）はリム部の端部を徐々にカーリングしている状態を示し、（ｄ）はリム部の端部のカーリングが完了した状態を示している。
【図５】ロール成形手段にてカーリングされたリム部の端部を所定の形状に仕上げ成形する手順を示す要部の断面図であり、（ａ）はカーリング部分を押圧している状態を示し、（ｂ）はカーリング部分を凹ませた状態を示し、（ｃ）はリム部の端部を最終形状に成形した状態を示している。
【図６】ホイール用リムの別の形状を示す縦断側面図である。
【図７】スリーピースホイールの一部切欠き側面図である。
【符号の説明】
１ ディスク部 ２ リム部
２Ａ，２Ｂ 分割リム ３ リムフランジ
３Ａ 折り返し部 ３Ｂ 非折り返し部
３Ｃ 湾曲部 ４ 回転治具
４Ａ 外周端面 ５ 縦部（カーリング部分）
５Ａ 折り曲げ部 ５Ｂ 遊端部
５Ｃ 非カーリング部分
６ 回転曲げローラ ６Ａ 凹部
６Ｂ 外周端面 ７ 仕上げ回転圧着ローラ
７Ａ 凸部 ７Ｂ 凹部
Ｋ カーリング手段 Ｒ ロール成形手段

Claims (3)

1. リム部のリム幅方向両端のうち、少なくともアウター側の端部をタイヤ取付側である内側に折り返して非折り返し部分に隙間のない状態で接触させた二重構造部からなるリムフランジを備えさせ、前記折り返し部及び非折り返し部それぞれが、前記リム部の厚みよりも大きな厚みを有し、前記折り返し部の遊端部に、前記非折り返し部の表面に滑らかに連なる湾曲部を備えてなるホイール用リム。
2. リム部のリム幅方向両端のうち、少なくともアウター側の端部をタイヤ取付側である内側に曲線的にカーリングするカーリング手段と、前記カーリング手段にてカーリングされたカーリング部分を非カーリング部分に押し付けることにより隙間無く折り返された二重構造部を構成しながら、前記折り返し部の遊端部を前記非折り返し部の表面に滑らかに連なるように成形すると共に、前記折り返された折り返し部及び該折り返し部に隙間の無い状態で接触させた非折り返し部の厚みを前記リム部の厚みよりも厚い所定厚みになるように仕上げ成形するロール成形手段とを備えてなるホイール用リムの製造装置。
3. 前記カーリング手段が、前記アウター側の端部を内側にカーリングしたときに、前記所定厚みよりも厚くなるようにカーリングする手段であり、前記ロール成形手段が、前記カーリング部分の遊端側を前記非カーリング部分に押圧して前記折り返し部の遊端部を前記非折り返し部の表面に滑らかに連なるように成形しながら、前記折り返し部及び該折り返し部に隙間の無い状態で接触させた非折り返し部の厚みを前記リム部の厚みよりも厚い所定厚みになるように該折り返し部及び非折り返し部を所定形状に仕上げ成形する手段である請求項２記載のホイール用リムの製造装置。

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