JP3929200B2 - 不等厚リムの製造方法とその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不等厚リムの製造方法と、その方法の実施に直接用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リムとディスクとを溶接接合した２ピースホイールにおいて、不等厚リムを製造する方法としては、
(i) 平板を丸め、端部を突合せ溶接して円筒状素環とし、円筒状素環の段階で軸方向の一部を軸方向に移動不能の回転ローラーでリング圧延して減肉し、ついでリム形状にロール成形する方法（たとえば特開平６−２２７６６２、特開平８−２９３６３１）、および
(ii)平板の段階で幅方向の一部を圧延ロールあるいは引抜きで減肉し、ついで平板を丸め、端部を突合せ溶接して円筒状素環とする方法（たとえば特開平８−２９２５８５、特開平９−３０２１７８）、
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
(i) 円筒状素環の段階でリング圧延して不等厚化する場合には、つぎの問題がある。
リング圧延により部分圧下した場合、排除された材料の移動により幅寸法と周長が変化するが、幅変化と周長変化の割合は一定ではない。実験によれば、１個所圧下の場合は、圧下幅が約１５ｍｍ以下では幅のみが拡がるが、それを越えると周長も大きくなる。２個所圧下の場合は、幅と周長の両方が変化する他、左右の圧下幅が異なる場合は左右の周長に差が生じラッパ状になりやすい。このため、所望の寸法のものを１工程で得ることは容易でなく、減肉部位に制約が生じたり、減肉加工に多工程を要することになる。３個所以上の場合も２個所以上の場合と基本的に似た問題が生じる。
(ii)板の段階で圧延あるいは引抜きにより不等厚化する場合には、つぎの問題がある。
不等厚化した材料はその後、巻き→突合せ溶接→溶接のばりのトリミングの工程を経てリム形状に加工されるが、その際、つぎの問題がある。
１）断面形状が左右非対称の場合、巻き加工において両端面の食い違いやねじれが生じやすい。
２）円環内外の溶接ばりのトリミングは、円環に形状がついているため周方向に行うことになるが、バイト形状と減肉形状を完全に一致させることは難しいので、取り残しや取り過ぎが生じやすく、外観品質が低下する。
本発明の目的は、円筒状素環の段階で不等厚化する場合に円筒状素環が幅方向（軸方向）にだけ変化し周長方向には変化しない不等厚リムの製造方法およびその装置を提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、円筒状素環の段階で不等厚化する場合に円筒状素環の不等厚化装置への着脱を速やかに行うことができる不等厚リムの製造装置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本発明はつぎの通りである。
（１） 平板を巻き、端部を突合せ溶接して円筒状素環とし、溶接部をトリミングし、円筒状素環の軸方向の一部を減肉加工し、部分減肉加工した円筒状素環をロール成形してリム形状を出す、工程を有する不等厚リムの製造方法であって、部分減肉加工を回転扱き加工とし、
該回転扱き加工を、軸方向に互いに２分割された左マンドレルと右マンドレルからなる回転可能なマンドレルを円筒状素環の内周側に挿入し、円筒状素環の外周側に位置し左マンドレルに対応して設けられた回転可能な左ローラーを円筒状素環に接触部の軸方向長さを１５ｍｍ以下にして押し付けながら円筒状素環の軸方向に左右のマンドレルの分割部から左側に移動させるとともに、円筒状素環の外周側でかつ左ローラーのマンドレルを挟んで反対側に位置し右マンドレルに対応して設けられた回転可能な右ローラーを円筒状素環に接触部の軸方向長さを１５ｍｍ以下にして押し付けながら円筒状素環の軸方向に左右のマンドレルの分割部から右側に移動させることにより行う不等厚リムの製造方法。
（２） 不等厚リムの製造における円筒状素環の部分減肉加工工程で用いられる不等厚リムの製造装置であって、円筒状素環の内周側に挿入される回転可能なマンドレルと、円筒状素環の外周側に位置し円筒状素環に押し付けられ円筒状素環の軸方向に移動される回転可能なローラーとを有し、
前記マンドレルが軸方向に互いに２分割された左マンドレルと右マンドレルからなり、前記ローラーが左マンドレルに対応して設けられた左ローラーと右マンドレルに対応して設けられた右ローラーとからなり、左ローラーと右ローラーとはマンドレルを挟んで互いに反対側の位置にあり、左ローラーと右ローラーの幅はそれぞれ円筒状素環との接触部の軸方向長さが１５ｍｍ以下となるように設定されている、不等厚リムの製造装置。
【０００５】
上記（１）の不等厚リムの製造方法および上記（２）の不等厚リムの製造装置では、部分減肉加工を回転扱き加工により行うので、かつ左ローラーと右ローラーの幅はそれぞれ円筒状素環との接触部の軸方向長さが１５ｍｍ以下となるように設定されているので、ローラーとワーク（円筒状素環）の接触面積が円筒状素環の幅方向に小さく、圧下によって生じる材料の移動が円筒状素環の幅方向のみに生じる。すなわち、減肉量に応じてワークの幅が拡がり、径は変化しない。このため、寸法制御が容易であり、所望の形状・寸法の不等厚円筒状素環を容易に得ることができる。
また、マンドレルが左右のマンドレルに２分割されているので、ワーク（円筒状素環）のマンドレルへの着脱が左右のマンドレルをワークの長さ分離して行うことができ、単一マンドレルの場合に比べて速やかに行うことができる。また、左右のローラーで加工するため、ローラー１個の場合に比べてローラー移動量を約１／２にすることができる。
また、左右ローラがマンドレルを挟んで互いに反対側位置にあるので、左右のローラー の押力を互いにバランスさせることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明実施例の不等厚リムの製造方法を示し、図２、図３は本発明の不等厚リムの製造装置の第１実施例を示し、図４、図５は本発明の不等厚リムの製造装置の第２実施例を示す。
本発明の全実施例に共通または類似する部分には、本発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。
【０００７】
まず、本発明実施例の不等厚リムの製造方法を、図１を参照して説明する。
本発明実施例の２ピースホイール用の不等厚リムの製造方法は、素材のコイルから素材を引き出す工程１と、引き出された平板素材を定寸に切断する工程２と、巻き加工する工程３と、巻かれた素材の両端部を突合せ溶接し円筒状素環とする工程４と、溶接ばりをトリミングする工程５と、溶接部の軸方向ばりをサイドカッターで除去する工程６と、円筒状素環の幅方向（軸方向）の一部を減肉加工する工程７と、部分減肉された円筒状素環の両端をフレアリング加工（拡開加工）する工程８と、＃１成形（整形）ロール、＃２成形（整形）ロール、＃３成形（整形）ロールで順次ロール成形してリム形状を出していく工程９、１０、１１と、エキスパンダーまたはシュリンカーによりリム形状を真円にする整形工程１２と、エア洩れ、外観検査を施す工程１３と、からなる。ただし、工程７と工程８の順序を逆にし、フレアリングで真円度を修正してから回転扱き加工を行うようにしてもよい。
【０００８】
そして、トリミング工程とリムロール成形工程との間に挿入された円筒状素環の幅方向（軸方向）の一部の部分減肉加工は、回転扱き加工からなる。
回転扱き加工は、図２、図３または図４、図５に示すように、円筒状素環２０の内周側に回転可能なマンドレル２１を挿入し、円筒状素環２０の外周側からローラー２２を押し付け、ローラー２２を円筒状素環２０の幅方向（軸方向）に移動させながら、円筒状素環２０を減肉する加工からなる。回転扱き加工は、スピニング加工の一種である。この回転扱き加工は、円筒状素環２０の幅方向（軸方向）に部分的に施される、部分減肉加工である。減肉はリムのドロップ部に対応する部分に施される。
【０００９】
ローラー２２の（円筒状素環軸方向の）幅は、円筒状素環２０との接触部の（円筒状素環軸方向の）長さが１５ｍｍ以下となるように設定されており、これによって減肉加工時に円筒状素環２０の周長が変化せず幅方向にのみ変化するようになっている。
【００１０】
上記本発明の不等厚リムの製造方法の作用については、部分減肉加工を回転扱き加工により行うので、ローラー２２とワーク（円筒状素環）２０の接触面積が円筒状素環２０の幅方向に小さく、圧下によって生じる材料の移動が円筒状素環２０の幅方向のみに生じる。すなわち、減肉量に応じてワークの幅が拡がり、径は変化しない。このため、寸法制御が容易であり、所望の形状・寸法の不等厚円筒状素環２０を容易に得ることができる。
【００１１】
つぎに、本発明実施例の不等厚リムの製造装置を説明する。
まず、本発明の第１実施例の不等厚リムの製造装置と本発明の第２実施例の不等厚リムの製造装置との共通または類似する部分を、たとえば図２、図３を参照して、説明する。
本発明実施例の不等厚リムの製造装置は、不等厚リムの製造における円筒状素環２０の部分減肉加工工程で用いられる不等厚リムの製造装置であって、円筒状素環２０の内周側に挿入される回転可能なマンドレル２１と円筒状素環２０の外周側に位置し円筒状素環２０に押し付けられ円筒状素環２０の軸方向に移動される回転可能なローラー２２とを有する。
ローラー２２の（円筒状素環軸方向の）幅は、円筒状素環２０との接触部の（円筒状素環軸方向の）長さが１５ｍｍ以下となるように設定されており、これによって減肉加工時に円筒状素環２０の周長が変化せず幅方向にのみ変化するようになっている。
【００１２】
上記本発明の不等厚リムの製造装置の作用については、部分減肉加工を回転扱き加工により行うので、ローラー２２とワーク（円筒状素環）２０の接触面積が円筒状素環２０の幅方向に小さく、圧下によって生じる材料の移動が円筒状素環２０の幅方向のみに生じる。すなわち、減肉量に応じてワークの幅が拡がり、径は変化しない。このため、寸法制御が容易であり、所望の形状・寸法の不等厚円筒状素環２０を容易に得ることができる。
【００１３】
つぎに、本発明の不等厚リムの製造装置の各実施例に特有な部分を説明する。
まず、本発明の第１実施例の不等厚リムの製造装置では、図２、図３に示すように、マンドレル２１が円筒状素環２０の軸方向に互いに２分割された左マンドレル２１Ｌと右マンドレル２１Ｒからなり、ローラー２２が左マンドレル２１Ｌに対応して設けられた左ローラー２２Ｌと右マンドレル２１Ｒに対応して設けられた右ローラー２２Ｒとからなる。左ローラー２２Ｌはマンドレル２１の分割部から左側に移動しながら円筒状素環２０を扱き加工し、右ローラー２２Ｒはマンドレル２１の分割部から右側に移動しながら円筒状素環２０を扱き加工する。左ローラー２２Ｌと右マンドレル２１Ｒとはマンドレルを挟んで互いに反対側位置にあり、左ローラー２２Ｌの押力と右ローラー２２Ｒの押力とを互いにバランスさせるようにしてあり、マンドレルの支持を容易にしてある。
【００１４】
左マンドレル２１Ｌは、軸方向に移動可能でかつ回転可能な左プレート２３Ｌに固定されて左プレート２３Ｌと一体に回転し、右マンドレル２１Ｒは、軸方向に移動可能でかつ回転可能な右プレート２３Ｒに固定されて右プレート２３Ｒと一体に回転する。
左マンドレル２１Ｌと右マンドレル２１Ｒは、マンドレル軸方向に相対動可能に、互いにインロー嵌合している。円筒状素環２０が扱き加工されて軸方向に伸びた時、左マンドレル２１Ｌと右マンドレル２１Ｒとの間隔は拡大し左プレート２３Ｌと右プレート２３Ｒとの間隔は拡大する。
また、円筒状素環２０の左端と左マンドレル２１Ｌとの間に左ストリッパー２４Ｌが設けられており、円筒状素環２０の右端と右マンドレル２１Ｒとの間に右ストリッパー２４Ｒが設けられている。ストリッパー２４Ｌ、２４Ｒにより円筒状素環（ワーク）２０を軸方向に所定の位置に位置決めし固定するとともにワーク取外し時にはワークをエジェクトする。
【００１５】
本発明の第１実施例の不等厚リムの製造装置の作用のうち、扱き加工はつぎのようにして行う。
ローラーをワークに押し当てながら、左ローラー２２Ｌはマンドレル分割位置から左側へ移動させ、右ローラー２２Ｒはマンドレル分割位置から右側へ移動させる。扱き加工が進むにつれてワーク２０の幅が拡がるので、それに追随させて両側プレート２３Ｌ、２３Ｒの間隔を拡げる。その方法としては、マンドレルが閉じる方向（相対的に接近する方向）にワークの幅拡がりを妨げない程度の力で常時力を加えておきワークの幅拡がり力により自然に拡げる方法と、油圧サーボ機構などにより位置制御して開く方法があるが、そのどちらでもよい。
【００１６】
また、ワークの取外しは、ローラー２２Ｌ、２２Ｒを後退させ、ついで左右のストリッパー２４Ｌ、２４Ｒをワークの方向へ加圧するとともに、左右のマンドレル２１Ｌ、２１Ｒを開く。
ワークの装着は、ローラー２２Ｌ、２２Ｒを後退させ左右のマンドレル２１Ｌ、２１Ｒを開いた状態で、ワークを左右のマンドレル２１Ｌ、２１Ｒの間に置いてローラー２２Ｌ、２２Ｒを前進させ左右のマンドレル２１Ｌ、２１Ｒを閉じることにより行う。
ワークの着脱において、ワークは左右のマンドレル２１Ｌ、２１Ｒに対して各マンドレル２１Ｌ、２１Ｒ分の長さだけ相対動させればよいので、単一マンドレル（分割マンドレルの２倍の長さをもつマンドレル）の場合の１／２だけ相対動させればよく、ワークのマンドレルへの着脱は速やかに行うことができる。
【００１７】
本発明の第２実施例（参考例）の不等厚リムの製造装置では、図４、図５に示すように、マンドレル２１は単一マンドレルからなり、ローラー２２がマンドレルに対応して設けられている。ローラー２２に対してバランスローラーを設けてもよく、その場合はローラー２２とバランスローラーとはマンドレルを挟んで互いに反対側位置に設けられ、マンドレルの支持を容易にすることが望ましい。マンドレル２１は回転可能なプレート２３に固定されており、プレート２３と一体に回転する。プレート２４とワーク端との間にはストリッパー２４が設けられている。
【００１８】
本発明の第２実施例（参考例）の不等厚リムの製造装置の作用のうち、扱き加工はつぎのようにして行う。
ローラー２２をワーク２０に押し当てながら、軸方向に移動させ、扱き加工を行う。扱き加工が進むにつれてワーク２０の幅が拡がるがワークの一端を軸方向に押えないこととして自由に伸びを逃がす。なお、ワークがスリップするのを防ぐため、ワークの一端を、ワークの幅拡がりを妨げない程度の力で常時加圧するようにしてもよい。
【００１９】
また、ワークの取外しは、ローラー２２を後退させ、ついでストリッパー２４をワークの方向へ加圧し、ワーク２０をマンドレル２１に対しスライドさせてマンドレル２１から外す。
ワークの装着は、ローラー２２を後退させた状態で、ワークをマンドレル２１の端部に対向させてマンドレル２１に対しスライドさせることにより行う。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の不等厚リムの製造方法および請求項２の不等厚リムの製造装置によれば、部分減肉加工を回転扱き加工により行うので、かつ左ローラーと右ローラーの幅はそれぞれ円筒状素環との接触部の軸方向長さが１５ｍｍ以下となるように設定されているので、ローラーとワーク（円筒状素環）の接触面積が円筒状素環の幅方向に小さく、圧下によって生じる材料の移動が円筒状素環の幅方向のみに生じる。すなわち、減肉量の応じてワークの幅が拡がり、径は変化しない。このため、寸法制御が容易であり、所望の形状・寸法の不等厚円筒状素環を容易に得ることができる。
また、マンドレルが左右のマンドレルに２分割されているので、ワーク（円筒状素環）のマンドレルへの着脱が左右のマンドレルをワークの長さ分離して行うことができ、単一マンドレルの場合に比べて速やかに行うことができる。また、左右のローラーで加工するため、ローラー１個の場合に比べてローラー移動量を約１／２にすることができる。
また、左右ローラがマンドレルを挟んで互いに反対側位置にあるので、左右のローラーの押力を互いにバランスさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明実施例の不等厚リムの製造方法の工程図である。
【図２】 本発明の第１実施例の不等厚リムの製造装置の扱き加工完了時の断面図である。
【図３】 本発明の第１実施例の不等厚リムの製造装置のワーク取外し時の断面図である。
【図４】 本発明の第２実施例（参考例）の不等厚リムの製造装置の扱き加工完了時の断面図である。
【図５】 本発明の第２実施例（参考例）の不等厚リムの製造装置のワーク取外し時の断面図である。
【符号の説明】
２０ 円筒状素環
２１ マンドレル
２１Ｌ 左マンドレル
２１Ｒ 右マンドレル
２２ ローラー
２２Ｌ 左ローラー
２２Ｒ 右ローラー
２３ プレート
２４ ストリッパー

Claims (2)

1. 平板を巻き、端部を突合せ溶接して円筒状素環とし、溶接部をトリミングし、円筒状素環の軸方向の一部を減肉加工し、部分減肉加工した円筒状素環をロール成形してリム形状を出す、工程を有する不等厚リムの製造方法であって、部分減肉加工を回転扱き加工とし、
   該回転扱き加工を、軸方向に互いに２分割された左マンドレルと右マンドレルからなる回転可能なマンドレルを円筒状素環の内周側に挿入し、円筒状素環の外周側に位置し左マンドレルに対応して設けられた回転可能な左ローラーを円筒状素環に接触部の軸方向長さを１５ｍｍ以下にして押し付けながら円筒状素環の軸方向に左右のマンドレルの分割部から左側に移動させるとともに、円筒状素環の外周側でかつ左ローラーのマンドレルを挟んで反対側に位置し右マンドレルに対応して設けられた回転可能な右ローラーを円筒状素環に接触部の軸方向長さを１５ｍｍ以下にして押し付けながら円筒状素環の軸方向に左右のマンドレルの分割部から右側に移動させることにより行う不等厚リムの製造方法。
2. 不等厚リムの製造における円筒状素環の部分減肉加工工程で用いられる不等厚リムの製造装置であって、円筒状素環の内周側に挿入される回転可能なマンドレルと、円筒状素環の外周側に位置し円筒状素環に押し付けられ円筒状素環の軸方向に移動される回転可能なローラーとを有し、
   前記マンドレルが軸方向に互いに２分割された左マンドレルと右マンドレルからなり、前記ローラーが左マンドレルに対応して設けられた左ローラーと右マンドレルに対応して設けられた右ローラーとからなり、左ローラーと右ローラーとはマンドレルを挟んで互いに反対側の位置にあり、左ローラーと右ローラーの幅はそれぞれ円筒状素環との接触部の軸方向長さが１５ｍｍ以下となるように設定されている、不等厚リムの製造装置。

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