JP3889127B2 - 自動車用ホイールディスクの加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ディスクホイールの加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用ディスクホイールのうち乗用車用スチールホイールはホイールディスクとホイールリムの２つの部品を接合（一般に溶接）して完成品となり様々な形状のものが実用に供されている。特に、ホイールディスクは意匠面を形成する意味合いから、ホイールリムとの接合の態様においてその外径接合部分についても様々な形状に加工されている。例えば、図１０，図１１に示すホイールディスク３とホイールリム２がリムビードシート部で接合される自動車用ホイール１において、ホイールディスク３の外径接合部分３ａは図１２の如き形状に加工されている。図１３はその外径接合部分３ａの加工順序を示す説明図で、便宜上ホイールディスク３の外径部の一部のみを断面で示している。
【０００３】
しかして、図１３において（ａ）は最初のプレス加工を示し円筒絞りにより外径接合部分３ａを粗成形する。３ｂはディスクの意匠面（表）側、３ｃは裏面側、３ｄは外径接合先端部を示す。
【０００４】
図１３（ｂ）は第２段目の据込加工を示し、外径接合先端部３ｄを先細り形状に加工する。図１３（ｃ）は最後の工程である切削加工を示し、３ｅはデザイン上の必要から形成するテーパー面であり、前工程の据込加工にて形成されている。３ｆはリムビードシート部に嵌合するために必要な５°テーパー面であり、前工程の据込加工で肉厚となった面を所定の外径、テーパーとなる様に切削加工して形成される。３ｇは図示省略したハブ取付面からの距離ｈに長さを決めて切削加工した先端面であり、この部位の肉厚ｔは一般にホイールリムの肉厚にほぼ等しい肉厚に設定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来は、プレス加工→据込加工（プレス加工の一種）→切削加工の３工程を必要とし、就中切削加工は他の加工と異なるため専用の加工装置を必要とする他、加工のためのサイクルタイムも余分に必要とするため、トータルの生産性が低い問題がある。
【０００６】
しかも切削屑発生による材料原単位の低下と屑処理に要する人件費も必要とする。また、切削加工を外注で実施する場合には輸送コスト、輸送時間も浪費することとなり、これらの課題を解決する手段の出現が望まれている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するためになしたものであり、その要旨とするところは、
ホイールディスクとホイールリムがリムビードシート部で接合される自動車用ディスクホイールにおけるホイールディスクの加工において、該ディスクの外径接合部分に絞り加工としごき加工を同時に加えて外径接合先端部を先細り形状とし、次いで先細り形状とした外径接合部分に据込加工を施し塑性流動によって最終形状とすることを特徴とする自動車用ホイールディスクの加工方法である。
【０００８】
本発明においては、第１段のプレス加工の加工内容を単なる円筒絞りだけでなく、同時にしごき加工を施す加工形態としたので、ホイールディスクの外径接合先端部を先細り形状にプレス加工できる。
【０００９】
これによって最終形状に近い形状に加工しうるので、次の据込加工では目的の最終形状に成形加工を達成でき、従来採用していた切削加工工程を全廃することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に図１乃至図９に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１はホイールディスク３の外径接合部分を示す部分断面図であり、図中の符号は図１３で示したものと同じ意味で使用している。
先ず、図１（ａ）は最初のプレス加工後の形状を示し、絞り加工としごき加工を同時に加え外径接合先端部３ｄを先細り形状に加工する。このときの先細りの程度は、最先端部において最終肉厚に近い肉厚となるまで加工する。これによって次の据込加工で最終形状・寸法に加工することが容易になる。
【００１２】
この最初のプレス加工は絞り加工としごき加工を同時に行うので加工時間は従来と変わらない利点が得られる。
次に、図１（ｂ）は据込加工後の最終形状を示し、据込加工においては外径接合先端部３ｄのうちデザイン上の好ましさから形成するテーパー面３ｅと、リムビードシート部への嵌合のために必要な５°テーパー面３ｆ、及びリムビードシート部とのアーク溶接接合のためハブ取付面（図示省略）からの距離ｈまでにその長さを決めた最先端面３ｇの３ヶ所を据込加工し最終の形状・寸法にする。ここに最先端部の肉厚ｔはホイールリムの肉厚とほぼ等しい肉厚に加工することが良好な溶接強度を得る上で好ましい。
【００１３】
尚、前記デザイン上の好ましさから形成するテーパー面３ｅは必ずしも形成する必要はなくこの部位の据込加工は省略しても良い。
次に図２乃至図９に基づいて加工方法の詳細について説明する。
【００１４】
図２は絞り加工としごき加工を行う最初のプレス加工に用いるプレス機を示す。図２において、プレス機４は下型プレート５と上型プレート６とを備え、それぞれに下型台７、上型台８が固定されている。
【００１５】
上型台８に固定されているガイドポスト９は、下型台７のガイドブシュ１０に案内されて上下に摺動するようになっている。下型台５には下型補助プレート１１が固着されており、その上に絞りパンチ１２とハネ出し１３が配置されている。ハネ出し１３はクッションロッド１４によって、クッションパッド１５と連結されており、クッションピン１６を介して上下に動き、ディスク３となるワークＷ１の成形後、絞りパンチ１２からハライ出す役目を担っている。
【００１６】
上型台８には絞りリング１７が固着されており、上型台８と同時に下降することにより、ワークＷ１の外周端部Ｅ３を折り曲げる（絞る）役目を担っている。上型台８に配置されている上型補助プレート１８とフロートダイ１９はノックアウトロッド２０によってノックアウトパッド２１と連結されており、ノックアウトピン２２を介して上下に動き、ワークＷ１の外周端部Ｅ３を折り曲げたときにワークＷ１全体が変形しないように押さえる役目と、ワークＷ１を絞りリング１７からハライ出す役目を担っている。
【００１７】
次に上記のプレス機４による最初の加工状態について図３乃至図５により説明する。
図３はワークＷ１の外周端部Ｅ３を成形する直前の状態を表す。図中のＷ２は図１のワークＷ１の前工程のワークを示す。
【００１８】
ワークＷ２は絞りパンチ１２とフロートダイ１９によって矢印ｂ，ｃの方向に作用力を受けている。絞りリング１７は矢印ａの方向に働く。
図４はワークＷ２の外周端部Ｅ１を加工し始めたワークを表す。
【００１９】
絞りリング１７が矢印ａの方向へさらに動くことにより、ワークＷ２の外周端部Ｅ１は絞りパンチ１２の外周部Ｐ１を基点とし、絞りリング１７の先端部Ｒ１によって折り曲げられる（絞られる）。ワークＷ３の外周端部Ｅ２は矢印ｄ，ｅの方向へ作用力を受けている。
【００２０】
図５はワークＷ１の外周端部Ｅ３が成形完了した状態を表す。
絞りパンチ１２の外周部はＰ１からＰ２にかけてテーパーとなっており、絞りリング１７との空間Ｓ１はワークＷ１の外周端部Ｅ３に向かって狭くなっている。よってワークＷ１の外周端部Ｅ３は矢印ｄ，ｅ，ｆ，ｇの作用力によって絞りとしごきの同時加工を行っている。ワークＷ１の外周端部Ｅ３は矢印ｄ，ｇ方向へ塑性流動し、先細り粗加工されたことで、後工程の据込加工での最終成形をし易くしている。
【００２１】
次に据込加工を行う最終工程に使用するプレス機について説明する。
図６はそのプレス機を示すもので、図６において、プレス機２４は、下型プレート２５と上型プレート２６とを備え、それぞれに下型台２７、上型台２８が固定されている。
【００２２】
上型台２８に固定されているガイドポスト２９は下型台２７のガイドブシュ３０に案内されて上下に摺動するようになっている。
下型台２７には下型補助プレート３１が固着されており、その上に据込みパンチ３２と据込みリング３３とハネ出し３４が配置されている。ハネ出し３４はクッションロッド３５によってクッションパッド３６と連結されており、クッションピン３７を介して上下に動き、ワークＷ４の成形後、据込みパンチ３２、及び据込みリング３３からハライ出す役目を担っている。
【００２３】
上型台２８には上型補助プレート３８と据込みダイ３９が固着されており、上型台２８とともに上下に摺動するようになっている。
そして、据込みダイ３９によってワークＷ４の外周部のテーパー面Ｅ６が成形され、据込みパンチ３２によってワークＷ４の外周端面Ｅ４の成形、据込みリング３３によってワークＷ４の外周部のテーパー面Ｅ６から外周端面Ｅ４にかけてのテーパ面Ｅ７（リムビードシートとの嵌合部：図９参照）が成形される。
【００２４】
次に上記のプレス機２４による最終の加工状態について説明する。
図７は上記のプレス機４によって成形されたワークＷ１を据込加工する直前の状態を表す。
【００２５】
ハネ出し３４に乗ったワークＷ１は、据込みダイ３９が矢印ｈ方向へ下降することにより、矢印ｊの作用力を受けている。それに伴い、ハネ出し３４も矢印ｉ方向へクッション圧力をワークＷ１にかけながら矢印ｈ方向へ下降する。ワークＷ１の外周端部Ｅ３は、据込みリング３３のテーパー面Ｒ３の入り口Ｒ２に接触し、そのテーパー面Ｒ３に沿って下降し始める。
【００２６】
図８はワークＷ１の外周端部Ｅ３が、据込みパンチ３２の端面成形部Ｐ３に到達したときの状態を表す。
ワークＷ１の外周端部Ｅ３は据込リング３３によって矢印ｋ方向に作用力を受ける。この作用力によってワークＷ１の外周部Ｅ５は矢印ｋ，ｍ方向へ塑性流動する。
【００２７】
図９はワークＷ１を据込加工完了した状態を示す（図中のＷ４は据込加工完了したワークを表す）。
図８でのワークＷ１と据込みパンチ３２とのスキマＳ２分を、さらに据込ダイ３９を矢印ｈ方向に下降させることにより、ワークＷ１の外周端部Ｅ３は矢印ｋ，ｎ，ｏ，ｐ方向に作用力を受け、矢印ｋ，ｎ，ｏ方向に塑性流動し、据込みダイ３９のテーパー面Ｄ、据込みパンチ３２の端面成形部Ｐ３とテーパー面Ｐ４、据込みリング３３の外周テーパー面Ｒ３によって保持され、ワークＷ４の外周面Ｅ６，Ｅ７，Ｅ４が成形される。
【００２８】
上記最終工程により加工された上記外周面Ｅ６，Ｅ７，Ｅ４は、図１（ｂ）に示すテーパー面３ｅ，５°テーパー面３ｆ，ハブ取付面３ｇに該当し、図１（ｂ）に示す形状の外径接合部分３ａが形成される。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に述べたように、本発明によれば、前記従来の工程に比べて切削工程の省工程化が可能なため、設備投資の削減の他、ディスク材料原単位の向上が図られかつ生産性の向上も同時に達成できるため、ホイールディスク生産コストの削減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すホイールディスクの外径接合部分を示す部分断面図で、（ａ）は最初のプレス加工後の形状を示し、（ｂ）は据込加工後の最終形状を示す。
【図２】本発明の最初のプレス加工を行うプレス機を示す縦断面図。
【図３】図２のプレス機によってワークを成形する直前の状態を示す要部断面図。
【図４】図３の状態からワークの外周端面を成形し始めた状態を示す要部断面図。
【図５】ワークの外周端面の成形完了状態を示す要部断面図。
【図６】本発明の最終の据込加工を行うプレス機を示す縦断面図。
【図７】図６のプレス機によって据込加工する直前の状態を示す要部断面図。
【図８】据込加工の途中を示す要部断面図。
【図９】据込加工完了状態を示す要部断面図。
【図１０】本発明を適用するホイールディスクとホイールリムを接合したホイールの縦断面図。
【図１１】図１０のホイールの正面図。
【図１２】従来技術により成形された外径接合部分を示す断面図。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は従来の成形工程を示す各断面図。
【符号の説明】
２…リム ３…ディスク
３ａ…外径接合部分 ３ｄ…外径接合先端部
３ｅ，３ｆ，３ｇ…据込加工を施した面

Claims (1)

1. ホイールディスクとホイールリムがリムビードシート部で接合される自動車用ディスクホイールにおけるホイールディスクの加工において、該ディスクの外径接合部分に絞り加工としごき加工を同時に加えて外径接合先端部を先細り形状とし、次いで先細り形状とした外径接合部分に据込加工を施し塑性流動によって最終形状とすることを特徴とする自動車用ホイールディスクの加工方法。

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