JP3791977B2 - 自動車ホイール用リムの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車ホイール用リムの製造方法に関し、とくに疲労強度を低下させることなく軽量化をはかることができる自動車ホイール用リムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、乗用車に用いられる、ドロップセンター型の自動車ホイール用リムは、図７（ヘ）に示すように、完成された状態で、フランジ部１０ａ、左右のビードシート部１０ｂ、同じく左右のサードウオール部１０ｃ、ドロップ部１０ｄから構成される形状となる。このリム形状を製作するためには、図７に示すように順に、（イ）板状素材１をコイラーロール２で円筒状に丸めリム素材３を形成するコイリング工程と、（ロ）前記リム素材３の丸め方向両端部５を溶接接合して筒状素管４を形成する溶接工程と、（ハ）前記筒状素管の軸方向両端部を拡径して両端拡径筒状管６を形成するフレアリング工程と、（ニ）前記両端拡径筒状管６を上ロール７ａ、下ロール７ｂ間でロール成形によりドロップ部の基本形状を成形する第１ロール成形工程と、（ホ）前記第１ロール成形工程で形成されたリム中間素材を上ロール８ａ、下ロール８ｂ間でロール成形によりリムの全体形状を形成する第２ロール成形工程と、（ヘ）前記第２ロール成形工程で形成されたリム中間素材を上ロール９ａ、下ロール９ｂ間でロール成形によりリム最終形状１０を形成する第３ロール成形工程によって製作される。
従来は、これらの各工程において、リムの強度を確保する上で、最初の板状素材１の元板厚をいかに維持して成形するかが技術開発の中心に置かれていた。そのためｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４はほぼ、同じ板厚に成形されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、燃費を向上させる意味で、自動車用ホイールにも軽量化の要求が強まっている。しか、従来成形方法では、最も強度上厳しい部位、たとえばビードシート部に対応する部分の板厚ｔ２に厚さを合わさざるをえず、軽量化を実現させることはできなかった。
本発明の目的は、必要強度を確保して、しかも、重量軽減を達成できる自動車ホイール用リムの製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の自動車ホイール用リムの製造方法はつぎの通りである。
（１）板状素材を円筒状に丸めリム素材を形成するコイリング工程と、
前記コイリング工程により形成されたリム素材の丸め方向両端部を溶接接合し筒状素管を形成する溶接工程と、
前記筒状素管の軸方向両端部を拡径し両端拡径筒状管を形成するフレアリング工程と、
前記両端拡径筒状管をロール成形によりリムのドロップ部の基本形状を成形する第１ロール成形工程と、
前記第１ロール成形工程で成形されたリム中間素材をロール成形により成形してリムのほぼ全体形状を形成する第２ロール成形工程と、
前記第２ロール成形工程で成形されたリム中間素材をロール成形によりリムの最終形状に成形する第３ロール成形工程と、
からなる自動車ホイール用リムの製造方法において、、
前記第１ロール成形工程で、ドロップ部に対応する部分を他の部分よりも強圧ロール成形することにより減肉させるとともに加工硬化させることを特徴とする自動車ホイール用リムの製造方法。
（２） 前記強圧ロール成形による減肉において、前記ドロップ部に対応する部分の板厚を素材板厚の７５％〜９５％にする（１）記載の自動車ホイール用リムの製造方法。
【０００５】
上記（１）の方法では、従来のドロップ部に生じる応力が他の部分よりも小さく減肉してもよいことが判明したため、ドロップ部の基本形状を成形する第１ロー成形工程でドロップ部に対応する部分を他の部分よりも減肉（板厚減少塑性加工）させるので、リムを重量軽減させることができ、必要な減肉と同時に加工硬化が生じるので耐久強度を確保することが可能である。
上記（２）の方法では、（１）の強圧ロール成形による減肉率を元の素材板厚に対して加工後の板厚が７５％〜９５％となるように設定したので、安定した軽量化と耐久強度向上が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施例に係る自動車ホイールリムの製造方法を図１〜図６を参照して説明する。本発明の実施例方法は図７に示した従来例と（イ）〜（ハ）の工程までは同一なので、（イ）〜（ハ）の工程は図７を参照して説明する。また、従来方法と実質的に同一な部分には同一の符号を付している。
まず、図７（イ）において、素材板厚３．５ｍｍ、所定長の帯状板状素材１をコイラー２により円筒状に丸めリム素材３を形成する。つぎに、（ロ）においてリム素材３の両端部を溶接接合して筒状素管４を形成する。つぎに（ハ）のフレアリング工程において、筒状素管４の軸方向両端部を拡径して、両端拡径筒状素管６を形成する。つぎに、図１、図２（ニ）に示す第１ロール成形工程において、両端拡径筒状素管６に回転する上ロール７ａ、下ロール７ｂによって圧力をかけドロップ部１０ｄの基本形状を成形する。この場合、重要なのは最終形状に成形されたときに、ドロップ部１０ｄに対応する部分であるＸの部分の上ロール７ａ、下ロール７ｂの間のクリアランスｔ４を素材板厚の７５％から９５％に設定し（他の部分のクリアランスｔ１、ｔ２、３は素材板厚の１００％）、Ｘ部分を他の部分よりも強圧し、減肉（板厚減少）させ、併せてこの部分を加工硬化させることである。つぎに、図２（ホ）に示すように第２ロール成形工程においてリムのほぼ全体形状を形成する。本工程においてはドロップ部の形状はほぼ最終形状に形成されるが、ドロップ部に対応する上ロール８ａ、下ロール８ｂのクリアランスｔ４は前工程と同じ寸法に設定する。
【０００７】
つぎに、図２（ヘ）に示すように、第３成形ロール工程において、リムの最終形状を成形する。上ロール９ａ、下ロール９ｂのドロップ部１０ｄのクリアランスｔ４は前工程と同じ寸法に設定する。以上の工程をへてリムの成形を完了する。
【０００８】
つぎに、作用を説明する。
図３に第１ロール成形工程におけるドロップ部１０ｄの減肉率（ドロップ部板厚／素材板厚×１００％）を素材板厚３．５ｍｍの７５％に設定して成形した場合のリム各部の板厚分布と硬度分布を示した。図４は最終形状成形後の各断面の板厚分布を示した。この結果、ドロップ部１０ｄの平均板厚を素材板厚３．５ｍｍから２．６ｍｍに減肉でき、従来よりもリム重量を６％軽減することができた。また、素材硬度ＨＲＢ５０〜５４をＨＲＢ６８〜７２．５にアップすることができた。
このリムとディスクを組み付けしたホイールの耐久疲労強度を確認するために、図５に示すようなＪＩＳに定められたドラムテストを行った結果、規格値を満足するとともに、減肉にかかわらず従来品と同等の強度を確認することができた。
リム剛性試験においても、図６に示すように、減肉したにもかかわらず、加工硬化により現行品と同じ剛性を確保でき、使用上何等問題がないことが判明した。
上記のようにして製造されたリムは、完成後、ドロップ部が減肉されているので、重量軽減がはかられ、車両の燃費向上に寄与できる。また、減肉部はもともと応力レベルが小さい部分であること、加工硬化されることのため、リム剛性に問題がなく、耐久性上問題が生じることがない。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１の自動車ホイール用リムの製造方法によれば、ドロップ部の基本形状を形成する第１ロール成形工程において、ドロップ部に対応する部分を他の部分よりも強圧成形して、減肉させるとともに、加工硬化させるので、必要強度を確保しながら、従来のリムよりも軽量化したリムを提供できる。
請求項２の自動車ホイール用リムの製造方法によれば、ドロップ部の減肉率を７５％〜９０％の範囲としたので、軽量化が確実に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の自動車ホイール用リムの製造工程のうち第１ロール成形工程を示した断面図である。
【図２】本発明の自動車ホイール用リムの第１〜第３ロール成形工程と各工程でのリムの断面形状を示す図である。
【図３】本発明の自動車ホイール用リムの製造方法の第１ロール成形工程後のリム中間品の板厚と断面硬度分布を示す分布図である。
【図４】本発明の自動車ホイール用リムの製造方法のロール成形完成品の板厚分布図である。
【図５】耐久試験方法と耐久試験結果を示した図である。
【図６】本発明の方法で製造したリムを用いて行った自動車用ホイールのリム剛性試験の結果を示すグラフである。
【図７】従来の自動車ホイール用リムの製造工程図である。
【符号の説明】
１ 板状素材
３ リム素材
４ 筒状素管
６ 両端拡径筒状管
１０ｄ ドロップ部
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車ホイール用リムの製造方法に関し、とくに疲労強度を低下させることなく軽量化をはかることができる自動車ホイール用リムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、乗用車に用いられる、ドロップセンター型の自動車ホイール用リムは、図７（ヘ）に示すように、完成された状態で、フランジ部１０ａ、左右のビードシート部１０ｂ、同じく左右のサードウオール部１０ｃ、ドロップ部１０ｄから構成される形状となる。このリム形状を製作するためには、図７に示すように順に、（イ）板状素材１をコイラーロール２で円筒状に丸めリム素材３を形成するコイリング工程と、（ロ）前記リム素材３の丸め方向両端部５を溶接接合して筒状素管４を形成する溶接工程と、（ハ）前記筒状素管の軸方向両端部を拡径して両端拡径筒状管６を形成するフレアリング工程と、（ニ）前記両端拡径筒状管６を上ロール７ａ、下ロール７ｂ間でロール成形によりドロップ部の基本形状を成形する第１ロール成形工程と、（ホ）前記第１ロール成形工程で形成されたリム中間素材を上ロール８ａ、下ロール８ｂ間でロール成形によりリムの全体形状を形成する第２ロール成形工程と、（ヘ）前記第２ロール成形工程で形成されたリム中間素材を上ロール９ａ、下ロール９ｂ間でロール成形によりリム最終形状１０を形成する第３ロール成形工程によって製作される。
従来は、これらの各工程において、リムの強度を確保する上で、最初の板状素材１の元板厚をいかに維持して成形するかが技術開発の中心に置かれていた。そのためｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４はほぼ、同じ板厚に成形されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、燃費を向上させる意味で、自動車用ホイールにも軽量化の要求が強まっている。しか、従来成形方法では、最も強度上厳しい部位、たとえばビードシート部に対応する部分の板厚ｔ２に厚さを合わさざるをえず、軽量化を実現させることはできなかった。
本発明の目的は、必要強度を確保して、しかも、重量軽減を達成できる自動車ホイール用リムの製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の自動車ホイール用リムの製造方法はつぎの通りである。
（１）板状素材を円筒状に丸めリム素材を形成するコイリング工程と、
前記コイリング工程により形成されたリム素材の丸め方向両端部を溶接接合し筒状素管を形成する溶接工程と、
前記筒状素管の軸方向両端部を拡径し両端拡径筒状管を形成するフレアリング工程と、
前記両端拡径筒状管をロール成形によりリムのドロップ部の基本形状を成形する第１ロール成形工程と、
前記第１ロール成形工程で成形されたリム中間素材をロール成形により成形してリムのほぼ全体形状を形成する第２ロール成形工程と、
前記第２ロール成形工程で成形されたリム中間素材をロール成形によりリムの最終形状に成形する第３ロール成形工程と、
からなる自動車ホイール用リムの製造方法において、、
前記第１ロール成形工程で、ドロップ部に対応する部分を他の部分よりも強圧ロール成形することにより減肉させるとともに加工硬化させることを特徴とする自動車ホイール用リムの製造方法。
（２） 前記強圧ロール成形による減肉において、前記ドロップ部に対応する部分の板厚を素材板厚の７５％〜９５％にする（１）記載の自動車ホイール用リムの製造方法。
【０００５】
上記（１）の方法では、従来のドロップ部に生じる応力が他の部分よりも小さく減肉してもよいことが判明したため、ドロップ部の基本形状を成形する第１ロー成形工程でドロップ部に対応する部分を他の部分よりも減肉（板厚減少塑性加工）させるので、リムを重量軽減させることができ、必要な減肉と同時に加工硬化が生じるので耐久強度を確保することが可能である。
上記（２）の方法では、（１）の強圧ロール成形による減肉率を元の素材板厚に対して加工後の板厚が７５％〜９５％となるように設定したので、安定した軽量化と耐久強度向上が得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施例に係る自動車ホイールリムの製造方法を図１〜図６を参照して説明する。本発明の実施例方法は図７に示した従来例と（イ）〜（ハ）の工程までは同一なので、（イ）〜（ハ）の工程は図７を参照して説明する。また、従来方法と実質的に同一な部分には同一の符号を付している。
まず、図７（イ）において、素材板厚３．５ｍｍ、所定長の帯状板状素材１をコイラー２により円筒状に丸めリム素材３を形成する。つぎに、（ロ）においてリム素材３の両端部を溶接接合して筒状素管４を形成する。つぎに（ハ）のフレアリング工程において、筒状素管４の軸方向両端部を拡径して、両端拡径筒状素管６を形成する。つぎに、図１、図２（ニ）に示す第１ロール成形工程において、両端拡径筒状素管６に回転する上ロール７ａ、下ロール７ｂによって圧力をかけドロップ部１０ｄの基本形状を成形する。この場合、重要なのは最終形状に成形されたときに、ドロップ部１０ｄに対応する部分であるＸの部分の上ロール７ａ、下ロール７ｂの間のクリアランスｔ４を素材板厚の７５％から９５％に設定し（他の部分のクリアランスｔ１、ｔ２、３は素材板厚の１００％）、Ｘ部分を他の部分よりも強圧し、減肉（板厚減少）させ、併せてこの部分を加工硬化させることである。つぎに、図２（ホ）に示すように第２ロール成形工程においてリムのほぼ全体形状を形成する。本工程においてはドロップ部の形状はほぼ最終形状に形成されるが、ドロップ部に対応する上ロール８ａ、下ロール８ｂのクリアランスｔ４は前工程と同じ寸法に設定する。
【０００７】
つぎに、図２（ヘ）に示すように、第３成形ロール工程において、リムの最終形状を成形する。上ロール９ａ、下ロール９ｂのドロップ部１０ｄのクリアランスｔ４は前工程と同じ寸法に設定する。以上の工程をへてリムの成形を完了する。
【０００８】
つぎに、作用を説明する。
図３に第１ロール成形工程におけるドロップ部１０ｄの減肉率（ドロップ部板厚／素材板厚×１００％）を素材板厚３．５ｍｍの７５％に設定して成形した場合のリム各部の板厚分布と硬度分布を示した。図４は最終形状成形後の各断面の板厚分布を示した。この結果、ドロップ部１０ｄの平均板厚を素材板厚３．５ｍｍから２．６ｍｍに減肉でき、従来よりもリム重量を６％軽減することができた。また、素材硬度ＨＲＢ５０〜５４をＨＲＢ６８〜７２．５にアップすることができた。
このリムとディスクを組み付けしたホイールの耐久疲労強度を確認するために、図５に示すようなＪＩＳに定められたドラムテストを行った結果、規格値を満足するとともに、減肉にかかわらず従来品と同等の強度を確認することができた。
リム剛性試験においても、図６に示すように、減肉したにもかかわらず、加工硬化により現行品と同じ剛性を確保でき、使用上何等問題がないことが判明した。
上記のようにして製造されたリムは、完成後、ドロップ部が減肉されているので、重量軽減がはかられ、車両の燃費向上に寄与できる。また、減肉部はもともと応力レベルが小さい部分であること、加工硬化されることのため、リム剛性に問題がなく、耐久性上問題が生じることがない。
【０００９】
【発明の効果】
請求項１の自動車ホイール用リムの製造方法によれば、ドロップ部の基本形状を形成する第１ロール成形工程において、ドロップ部に対応する部分を他の部分よりも強圧成形して、減肉させるとともに、加工硬化させるので、必要強度を確保しながら、従来のリムよりも軽量化したリムを提供できる。
請求項２の自動車ホイール用リムの製造方法によれば、ドロップ部の減肉率を７５％〜９０％の範囲としたので、軽量化が確実に達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の自動車ホイール用リムの製造工程のうち第１ロール成形工程を示した断面図である。
【図２】本発明の自動車ホイール用リムの第１〜第３ロール成形工程と各工程でのリムの断面形状を示す図である。
【図３】本発明の自動車ホイール用リムの製造方法の第１ロール成形工程後のリム中間品の板厚と断面硬度分布を示す分布図である。
【図４】本発明の自動車ホイール用リムの製造方法のロール成形完成品の板厚分布図である。
【図５】耐久試験方法と耐久試験結果を示した図である。
【図６】本発明の方法で製造したリムを用いて行った自動車用ホイールのリム剛性試験の結果を示すグラフである。
【図７】従来の自動車ホイール用リムの製造工程図である。
【符号の説明】
１ 板状素材
３ リム素材
４ 筒状素管
６ 両端拡径筒状管
１０ｄ ドロップ部
Claims (2)
- 板状素材を円筒状に丸めリム素材を形成するコイリング工程と、
前記コイリング工程により形成されたリム素材の丸め方向両端部を溶接接合し筒状素管を形成する溶接工程と、
前記筒状素管の軸方向両端部を拡径し両端拡径筒状管を形成するフレアリング工程と、
前記両端拡径筒状管をロール成形によりリムのドロップ部の基本形状を成形する第１ロール成形工程と、
前記第１ロール成形工程で成形されたリム中間素材をロール成形により成形してリムのほぼ全体形状を形成する第２ロール成形工程と、
前記第２ロール成形工程で成形されたリム中間素材をロール成形によりリムの最終形状に成形する第３ロール成形工程と、
からなる自動車ホイール用リムの製造方法において、、
前記第１ロール成形工程で、ドロップ部に対応する部分を他の部分よりも強圧ロール成形することにより減肉させるとともに加工硬化させることを特徴とする自動車ホイール用リムの製造方法。 - 前記強圧ロール成形による減肉において、前記ドロップ部に対応する部分の板厚を素材板厚の７５％〜９５％にする請求項１記載の自動車ホイール用リムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24167696A JP3791977B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 自動車ホイール用リムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24167696A JP3791977B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 自動車ホイール用リムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1085881A JPH1085881A (ja) | 1998-04-07 |
| JP3791977B2 true JP3791977B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=17077868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24167696A Expired - Lifetime JP3791977B2 (ja) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | 自動車ホイール用リムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3791977B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
| US6935024B2 (en) | 2003-03-14 | 2005-08-30 | Central Motor Wheel Co., Ltd. | Method of manufacturing rims for motor vehicles |
| JP4621018B2 (ja) * | 2004-12-17 | 2011-01-26 | 中央精機株式会社 | 自動車用ホイール |
| JP5552206B2 (ja) * | 2007-05-08 | 2014-07-16 | 中央精機株式会社 | 車両用ホイールリムの成形方法 |
| CN102009565A (zh) * | 2010-11-03 | 2011-04-13 | 杭州润德车轮制造有限公司 | 钢圈整体轮辋 |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP24167696A patent/JP3791977B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1085881A (ja) | 1998-04-07 |
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