JP3950023B2 - 自動車用ホイールディスクの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用ホイールの製造方法に係り、詳しくは、そのホイールディスクの成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用ホイールは、リムの内周面に形成されたドロップ部に、ホイールディスクのフランジ部を溶接して構成される、いわゆる２ピースタイプのものが主流である。この２ピースタイプの自動車用ホイールの製造工程において、ホイールディスクの製造工程としては、プレス加工により略正方形の平板状の板状基材を、中央領域に凹部を形成してなる受け皿状中間材とする予備絞り加工工程を行った後、形状絞り加工工程によってホイールディスクの形状を形成する。その後、ディスクフランジ部等を形成することにより、所望のホイールディスクを成形していることが一般的に知られている。このようなホイールディスク成形工程では、プレス加工によって材料が延伸又は収縮することとなるから、形成されたホイールディスクには比較的薄肉な部位と、厚肉な部位とが混在することとなっていた。
【０００３】
このようなホイールディスクから成る自動車用ホイールにあっては、自動車の車軸のハブと連結されるハブ取り付け面に比較的大きな負荷がかかる。特に、ハブの外周縁と接触する部分に負荷が集中する傾向にある。そのため、このハブ外周縁と接触する、ホイールディスクのナット座からハット部に立ち上がる傾斜面の間に形成されるハブ面アール部は、ハブ外周縁から受ける比較的大きな負荷によって亀裂等が発生し易く、破壊の起点と成り得た。ところが、このハブ面アール部は、上記ホイールディスクの成形によって薄肉化される部位であったことから、従来は、このハブ面アール部が充分な疲労強度を発揮し得るように、該ハブ面アール部の肉厚を基準としてホイールディスクを製造するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、自動車の走行安定性や燃費等を向上させるため、自動車用ホイールの軽量化が求められている。そのため、ホイールディスク及びホイールリムの軽量化が検討されてきた。ところが、ホイールディスクにあっては、上述のように、自動車用ホイールに求められる疲労強度を充分に確保するため、ハブ面アール部の肉厚を基準として成形加工されることとなっていた。そのため、ホイールディスクの、強度的に充分な余裕を有する別の部位をさらに厚肉化することともなっていたから、軽量化を進める上で大きな問題となっていた。
【０００５】
本発明は、ディスクフランジ部のハブ面アール部の疲労強度を適正に保持しつつ、軽量化することが可能な自動車用ホイールディスクの製造方法を提案することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板状基材をプレス加工して、自動車用ホイールディスクを成形するプレス加工工程にあって、該板状基材の中央領域に凹部を形成して、受け皿状中間材を成形する予備絞り加工工程と、該受け皿状中間材をホイールディスクの形状に成形する形状絞り加工工程とを備えた自動車用ホイールディスクの製造方法において、前記受け皿状中間材が、形状絞り加工工程にあって、凹部開口領域から凹部底面方向にかかる押圧力と、凹部底面部の屈曲変形によって生じる外方向への押圧力との相互作用により生じる収縮変形によって、ホイールディスクのハブ面アール部を増肉させることとなるように、予備絞り加工工程により形成されるものであることを特徴とする自動車用ホイールディスクの製造方法である。
【０００７】
かかる製造方法にあっては、形状絞り加工工程によってハブ面アール部が増肉されるように、受け皿状中間材を予備絞り加工工程で成形するものである。ここで、形状絞り加工工程では、受け皿状中間材を上下方向から押圧する上型ダイスと下型パンチとによって挟圧するプレス加工が行われる。この形状絞り加工過程にあっては、受け皿状中間材に、ホイールディスクのハット部内側傾斜面を形成する部分の材料を充分に確保することとなる、凹部底面部から開口方向に向かって屈曲する屈曲部の屈曲率を大きくする撓み変形を生じさせると共に、ホイールディスクのハブ取り付け面を形成する部分の材料を充分に確保することとなる、凹部底面部を開口方向に屈曲させる撓み変形を生じさせる。そして、これら両者の撓み変形の変成部位では、凹部開口領域から凹部底面方向にかかる押圧力と、凹部底面部の屈曲変形によって生じる外方向への押圧力（反力）との相互作用により収縮変形を生じることとなる。その結果、この変成部位から形成されるハブ面アール部が増肉される。ここで、ハブ面アール部を板状基材の肉厚よりも厚くする受け皿状中間材の形状としては、凹部の深さ、凹部底面径、凹部底面部から凹部開口部までの壁面長さ等を、所望のホイールディスクの形状を考慮して設定すれば良い。例えば、上述の従来方法によって設定された受け皿状中間材の形状に比して、同じ形状のホイールディスクを製造する場合にあっても、凹部の深さを所定量だけ深くしたり、凹部底面径を所定量だけ大きくしたり、壁面長さを所定量だけ長くする等して設計するようにする。かかる受け皿状中間材の形成により、ハブ面アール部が増肉する割合を予め考慮して板状基材の肉厚を設定することができるから、強度的に充分な余裕を持つ他の部位が必要以上に厚肉化することなく、疲労強度を適正に維持できる肉厚を有するハブ面アール部を形成することができる。而して、ホイールディスクの軽量化を一層進めることが可能となる。また、このように肉厚の薄い板状基材を使用することにより、材料費を低減できるという優れた効果もある。
【０００８】
一方、上述の自動車用ホイールディスクの製造方法にあって、受け皿状中間材が、形状絞り加工工程で成形されるホイールディスク形状の、ハブ取付面からハット頂上部までのハット高さｄ（ｍｍ）、ハブ面径ｂ（ｍｍ）、ハット頂上径ｃ（ｍｍ）に対して、中央領域の凹部底面部から立ち上がる壁部高さｈ（ｍｍ）及び、該凹部底面径ａ（ｍｍ）を、
（１）６５＋０．１ｄ＜ｈ＜７５＋０．１ｄ
（２）（ｂ＋ｃ）／２−３０＜ａ＜（ｂ＋ｃ）／２−１０
の条件を充足するように、予備絞り加工工程により形成されるものであることを特徴とする製造方法としている。ここで図４に、受け皿状中間材Ｃ及びホイールディスク５の形状を例示する。ハブ面径ｂは、図４（ロ）にあって、車軸のハブとホイールディスクＡの接触するハブ取付面１０の最外径である。また、凹部底面径ａは、図４（イ）にあって、凹部底面部２２の対角位置に形成される、凹部底面部２２から開口方向に向かって屈曲する屈曲部２４の曲率半径Ｒの中心点同士間の距離を示す。
【０００９】
かかる製造方法によれば、予備絞り加工工程で成形された受け皿状中間材が、次工程の形状絞り加工工程でハブ面アール部が増肉化されることとなる。すなわち、形状絞り加工工程における、開口方向から押圧する上型ダイスと、逆方向から押圧する下型パンチとによって挟圧されるプレス加工過程にあって、受け皿状中間材は最初に、屈曲部が屈曲率を大きくする方向に撓み変形を生じ、ホイールディスクのハット部内側傾斜面を形成する領域に充分な材料が確保される。その後、屈曲部は上型ダイスによって撓み変形を拘束されると共に凹部底面方向に向かって押圧力を受ける。また、この押圧力によって、凹部の対向する屈曲部同士が中心方向に押し込まれることとなり、凹部底面部に撓み変形を生じ、ホイールディスクのハブ取り付け面を形成する部分に充分な材料が確保される。その後、凹部底面部は、上型ダイスによって撓み変形を拘束され、外方向への反力を発生させる。これら屈曲部に生じた押圧力と、凹部底面部に生じた反力との相互作用によって、両方の撓み変形の変成部位に収縮変形が生じる。その結果、この変成部位から形成されるハブ面アール部が増肉されることとなる。このように、形状絞り加工工程によってハブ面アール部を増肉させることができるから、ハブ面アール部が増肉する割合を予め考慮して板状基材の肉厚を設定することができるため、強度的に充分な余裕を持つ他の部位が必要以上に厚肉化することなく、疲労強度を適正に維持できる肉厚を有するハブ面アール部を形成することができる。而して、ホイールディスクの軽量化を一層進めることが可能となる。また、このように肉厚の薄い板状基材を使用することにより、材料費を低減できるという優れた効果もある。
【００１０】
かかる本発明の予備絞り加工工程により形成される受け皿状中間材は、上記のように形状絞り加工工程でハブ面アール部を増肉させるため、壁部高さｈ（ｍｍ）及び、該凹部底面径ａ（ｍｍ）を、
（１）６５＋０．１ｄ＜ｈ＜７５＋０．１ｄ
（２）（ｂ＋ｃ）／２−３０＜ａ＜（ｂ＋ｃ）／２−１０
の両者を充足するものとすることが必要となる。かかる形状条件は、ホイールディスクの成形方法を鋭意研鑽したことにより得られたものである。ここで、壁部高さｈが上記（１）の下限値以下であると、形状絞り加工工程で屈曲部に生じる撓み変形が小さすぎ、ハット部傾斜面を形成するために充分な材料が確保されず、上型ダイスから受ける押圧力も小さいものとなる。また、凹部底面径ａが上記（２）の下限値以下であると、凹部底面部に生じた撓み変形が小さくなり、これにより生じる外方向への反力を充分に発生できない。そのため、これら両者間の変成部位には充分な収縮変形を生じない。従って、この変成部位は、ハブ面アール部形状を形成するために当該プレス加工によって延伸変形されて薄肉化されることとなる。而して、上述した従来の成形方法と同様のホイールディスクを成形することとなる。
【００１１】
一方、壁部高さｈ及び凹部底面径ａが上記（１）、（２）の上限値以上となると、ハット部傾斜面を形成する領域に必要以上の材料が存在することとなるから、形状絞り加工工程によって形成されたハット部傾斜面にはシワや屈折等が生じやすくなり、安定して適正な製品を製造することが難しい。また、このような領域に材料が集中すれば、別の領域で充分な材料が不足することとなるから、形状絞り加工工程等で割れやひび等を生じやすくなるという問題も生じる。
【００１２】
このように、予備絞り加工工程により、壁部高さｈを上記の（１）を充足し、かつ、凹部底面径ａを上記の（２）を充足するように受け皿状中間材を形成することによって、上述したように、次工程の形状絞り加工工程でハブ面アール部を適切に増肉化することが可能となる。而して、ハブ面アール部の疲労強度を適正に保持しつつ、ホイールディスクを軽量化することができ得る。また、このようにして得られたホイールディスクは、ハット部の外側に比して内側の方が重くなる重量分布となることから、近年、自動車の乗り心地に大きく影響すると考えられている面外捻り共振値に有利に働くという優れた効果も生じる。
【００１３】
上述した受け皿状中間材が、中央領域の凹部底面部から立ち上がる壁部の軸方向に対する傾斜角θ（°）を外方向に、
１５＜θ＜２０
となるように予備絞り加工工程により形成されるものである製造方法が提案される。このように予備絞り加工工程が壁部の傾斜角θを、かかる形状条件を充足するように受け皿状中間材を形成することにより、上述したように、形状絞り加工工程において、上述した屈曲部の撓み変形や、上型ダイスから凹部底面方向にかかる押圧力を充分に大きなものとすることができる。そのため、凹部底面部の撓み変形との変成部位に充分な収縮変形を生じさせ得るから、ハブ面アール部を増肉化させる効果が向上する。而して、上述したようにホイールディスクの軽量化への寄与が大きいという優れた効果も生じる。ここで、傾斜角θが下限値以下であった場合、又は上限値以上であった場合には、上型ダイスから受ける押圧力が小さくなる作用を生じ、変成部位に生じる収縮変形を減少させることになる。
【００１４】
上述した本発明の製造方法にあっては、形状絞り加工工程によって形成されるハブ面アール部を増肉化し得るように、受け皿状中間材を予備絞り加工工程で成形するものであることから、別途加工工程を設ける必要も無いし、材料等を従来のものから変更する必要も無いため、製造工程が繁雑化したり、生産コストが向上することもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
図１は自動車用ホイールＡの縦断面図である。この自動車用ホイールＡは、リム１と、ハブ孔３をその中央に具備するホイールディスク５とからなる２ピースタイプのホイールである。ここで本実施例の自動車用ホイールＡにあっては、リム１及びホイールディスク５にスチール材を用いた、いわゆるスチールホイールとしている。かかる自動車用ホイールＡは、リム１のドロップ部２の内周面に、ディスク５のディスクフランジ部１１を内嵌させ、該嵌合されたリム１とホイールディスク５を、隅肉溶接又はスポット溶接により接合することにより一体化されてなる。なお、隅肉溶接には、アーク溶接、レーザー溶接等の公知技術を用いることができる。
【００１６】
図２は、自動車用ホイールＡのホイールディスク５の斜視図である。このホイールディスク５は、中心にハブ孔３を有し、その半径方向外側に位置し周方向に互いに均等間隔で六個のボルト孔６を形成されている。各ボルト孔６には、ナットを締め付けた際にナットが接触するナット座１４が夫々に形成されている。さらに、このボルト孔６の半径方向外側から、外方向に向かって隆起する形状となるハット部８が形成され、このハット部８の外側に周方向に複数個の飾り孔９が備えられている。このハット部８及び飾り孔９は、意匠性の向上、剛性の向上、軽量化、放熱性の向上等の役割を果たしており、この飾り孔９はホイールの種類により配設されないものも存在する。ここで、ボルト孔６の外側からハット部８に立ち上がるハット部傾斜面１６と、該ボルト孔６との間の部位が本発明にかかるハブ面アール部１５であり、該ハブ面アール部１５の裏面（意匠面の反対面）が、自動車のハブと連結するハブ取り付け面１０となる（図１参照）。また、この飾り孔９の外側には、ホイールディスク５の軸方向と略平行となるディスクフランジ部１１が形成されている。
【００１７】
次に本発明の要部にかかるホイールディスク５の成形工程について、図３〜図７に従って説明する。
ホイールディスク５は、板状基材Ｂをプレス加工することにより製造される。図３は、一般的なプレス成形によって形成されるホイールディスク５の各成形過程毎の形態を縦断面図によって示している。本発明にあっても図３（イ）〜（ホ）の成形過程に従ってホイールディスク５が成形される。最初に、所定の略正方形状とした平板の合金鋼の四つの角部を、夫々同じ形状となるように外側方向に凸形状となる円弧状に打抜き加工した板状基材Ｂを用意する（図３（イ））。この板状基材Ｂを予備絞り加工工程によって、その中央領域に円穴の凹部２０を有する受け皿状中間材Ｃを形成する（図３（ロ））。その後、該受け皿状中間材Ｃを形状絞り加工工程によって、ナット座１４、ハット部８、ハブ取り付け面１０、ハブ面アール部１５等の形状が形作られたディスク状品Ｄを形成する（図３（ハ））。このディスク状品Ｄではホイールディスク５の形状がほぼ形成されている。次にこのディスク状品Ｄを再度絞り加工することでホイールディスク５の寸法精度を整えると共に、ハブ孔３及びボルト孔６の孔開け加工を行い、ディスク状品Ｅを形成する（図３（ニ））。その後、リストライク工程により、ホイールディスク５の軸方向とほぼ平行となるディスクフランジ部１１を形成し、所望のホイールディスク５を得る（図３（ホ））。
【００１８】
このような予備絞り加工工程によって形成される、本発明にかかる受け皿状中間材Ｃを図４（イ）に示す。また、この受け皿状中間材Ｃによって成形されるホイールディスク５を図４（ロ）に示す。この予備絞り加工工程にあっては、上記の板状基材Ｂを、上面が平面である環状の絞りダイス（図示せず）と、円筒状の絞りパンチ（図示せず）との絞り加工によって、中央領域に円穴状の凹部２０が形成され、その周囲に環状受け部２１が形成された受け皿状中間材Ｃを形成する。この受け皿状中間材Ｃには、凹部底面部２２から環状受け部２１に立ち上がる壁面２３と、該凹部底面部２２との間に、所定の曲率（曲率半径Ｒ）を有する屈曲部２４が形成される。また、この壁面２３と環状受け部２１との間には所定の曲率を有する開口屈曲部２５が形成されている。
【００１９】
ここで、本実施例の自動車用ホイールディスクの製造方法によって成形されるホイールディスク５（図４（ロ））にあって、ハブ面アール部１５からハット頂上部８までのハット高さｄは４０ｍｍ、ハブ面径ｂは１４０ｍｍ、ハット頂上径ｃは２２０ｍｍである。これらハット高さｄ、ハブ面径ｂ、ハット頂上径ｃによって、壁面高さｈ、凹部底面径ａ、該壁面２３の軸方向に対して外方向に傾斜する傾斜角θがそれぞれ、
（１）６９＜ｈ＜７９（６５＋０．１ｄ＜ｈ＜７５＋０．１ｄ）
（２）１５０＜ａ＜１７０
（（ｂ＋ｃ）／２−３０＜ａ＜（ｂ＋ｃ）／２−１０）
（３）１５＜θ＜２０
を充足するように、受け皿状中間材Ｃが予備絞り加工工程で成形される。本実施例にあっては、好適な条件として、この受け皿状中間材Ｃを壁面高さｈが７０ｍｍ、凹部底面径ａが１６０ｍｍ、壁面の傾斜角θが１８°となるように設定している。
【００２０】
次に形状絞り加工工程について、図５〜図７に従って説明する。
この形状絞り加工工程では、予備絞り加工工程で形成した上記の受け皿状中間材Ｃをディスク状品Ｄに成形する。図５（イ）のように、受け皿状中間材Ｃを下型パンチ３０上の所定位置に置く。この時、受け皿状中間材Ｃは、その屈曲部２４が下型パンチ３０のハット壁加工面３３で係止される。そして、受け皿状中間材Ｃの環状受け部２１の外周縁部２６を上型ダイス３１と把持型３２とで把持する。その後、図５（ロ）のように、外周縁部２６を把持した状態で、上型ダイス３１を下降させていくと、受け皿状中間材Ｃの開口屈曲部２５が屈曲していく。これにより、壁面２３の傾斜角θが小さくなって（軸方向に向かう）、屈曲部２４が屈曲率を大きくする方向に撓み変形を生ずることとなる。この撓み変形によってなる壁面変形領域２７には、ホイールディスク５のハット部傾斜面１６を形成するための材料が充分に確保されていくこととなる。
【００２１】
さらに上型ダイス３１が下降していくと、図５（ハ）のように、開口屈曲部２５の屈曲変形が進行すると共に、この開口屈曲部２５が屈曲してなる屈曲変形部位２８が上型ダイス３１に接触し、上型ダイス３１から凹部底面部２２の方向に押圧力を受ける。この屈曲変形部位２８が上型ダイス３１から受ける押圧力によって、屈曲部２４の撓み変形は進行せず、壁面変形領域２７に沿って下方向に押し込まれることとなる。このような上型ダイス３１から受けた押圧力によって、図６（イ）のように、受け皿状中間材Ｃの凹部底面部２２が中心方向に押圧されて下方向に撓み変形を生じる。この撓み変形により、ホイールディスク５の中心方向に向かって十分な材料が確保されることとなる。その後、図６（ロ）から図６（ハ）のように加工が進行すると、凹部底面部２２が下型パンチ３０のナット座加工部３４と接触する。
【００２２】
さらに、上型ダイス３１が下降していくと、図７（イ）のように、上記の屈曲変形部位２８が上型ダイス３１から受ける押圧力により、ハット壁加工面３３に沿って壁面変形領域２７が下方向に押し込まれ、これにより、凹部底面部２２は上方向への撓み変形を生じることとなる。一方、凹部底面部２２の撓み変形は、中央領域で上型ダイス３１と接触することにより進行が妨げられ、中心方向に向かっていた押圧力が逆に外方向に向けて反力として作用することとなる。そして、図７（ロ）のように、凹部底面部２２の撓み変形と、壁面変形領域２７との変成部位２９が両者から受ける押圧力によって収縮変形することとなる。その後、絞り加工が進行していくと、この収縮変形する変成部位２９が上型ダイス３１のハブ面加工部位３６と下型パンチ３０のハブ面加工部位３５とによって挟圧される。そして、図７（ハ）のように、上型ダイス３１と下型パンチ３０とによって完全に挟圧状態となって、ディスク状品Ｄが形成される。而して、変成部位２９によって、板状基材Ｂの板厚よりも増肉されたハブ面アール部１５が形成される。尚、この形状絞り加工工程にあって、ハット部８の頂上部より外側領域は延伸変形されることとなって、薄肉化される。
【００２３】
このような形状絞り加工工程後は、上述したように、ホイールディスク５の寸法精度を整えると共に、ハブ孔３及びボルト孔６の孔開け加工を行う絞り加工工程を行った後、リストライク工程（図示せず）により、ディスクフランジ部１１を成形すると共に、ハブ孔３のハブ孔フランジ（図示せず）と、飾り孔９とを形成して、ホイールディスク５の製造工程が終了する。
【００２４】
一方、上記の本実施例と比較するため、従来の製造方法によって予備絞り加工工程と形状絞り加工工程とからホイールディスク５を成形する場合を、図８及び図９に従って説明する。
従来の成形方法に基づき、予備絞り加工工程により形成された受け皿状中間材Ｃ’は、壁面高さｈ’は６０ｍｍ、凹部底面径ａ’は１４０ｍｍであり、また、該壁面２３の軸方向に対して外方向に傾斜する傾斜角θ’は１８°とした。この受け皿状中間材Ｃ’を、形状絞り加工工程によってディスク状品Ｄ’に成形する。尚、形状絞り加工工程に使用する下型パンチ３０及び上型ダイス３１は、上記実施例の場合と同じものである。図８（イ）のように、受け皿状中間材Ｃ’を下型パンチ３０上の所定位置に置く。この時、受け皿状中間材Ｃ’はその凹部底面部２２が下型パンチ３０のナット座加工部３４の上で係止される。そして、該受け皿状中間材Ｃ’の環状受け部２１の外周縁部２６を上型ダイス３１と把持型３２とで把持する。その後、図８（ロ）から図８（ハ）のように、外周縁部２６を把持した状態で、上型ダイス３１を下降させていくと、受け皿状中間材Ｃ’の開口屈曲部２５が屈曲していく。この時、壁面高さｈ’が不十分であること、及び、凹部底面径ａがホイールディスク５のハブ面径ｂとほぼ同等の大きさであるために、受け皿状中間材Ｃ’がナット座加工部３４で係止されていることから、上型ダイス３１と把持型３２とで把持された外周縁部２６の下降によって、開口屈曲部２５の屈曲した屈曲変形部位２８が外方向に引っぱられることとなる。そのため、屈曲部２４では充分な撓み変形が生じないと共に、ホイールディスク５のハット部傾斜面１６を形成する部分には材料が充分に確保されないこととなる。
【００２５】
さらに上型ダイス３１が下降すると、図９（イ）のように、屈曲変形部位２８がその頂上付近で上型ダイス３１と接触し、上型ダイス３１からこの屈曲変形部位２８が押圧力を受ける。この屈曲変形部位２８が上型ダイス３１から受ける押圧力により、該屈曲変形部位２８の内外両方向に材料を押し込むこととなる。ここで、内方向に作用する押圧力は上述の実施例の場合に比して小さくなる。そして、この押圧力によって、凹部底面部２２はナット座面加工部３４を支持点として上方向に向かって撓み変形を生ずる。さらに、図９（ロ）のように加工工程が進行すると、凹部底面部２２の撓み変形は大きくなるものの、該撓み変形が充分な大きさとなる前に上型ダイス３１に変形を妨げられることとなるため、これによって生じる外方向への反力も小さい。また、ハット部傾斜面１６を形成するハット部形成部位４０では、上方向に凸形状となるように変形していくことにより、ハブ面形成部位４１はハット部傾斜面方向に引っぱられた状態となる。そして、上型ダイス３１がさらに下降すると、ハブ面形成部位４１は、ハブ面加工部位３６の下方向への押圧によって、下方向に凸形状となるように延伸変形されていくこととなる。そして、図９（ハ）のように、上型ダイス３１と下型パンチ３０とによって完全に挟圧状態となって、ディスク状品Ｄ’が形成される。このディスク状品Ｄ’にあって、ハブ面アール部１５は、板状基材Ｂの板厚よりも薄肉化されることとなる。尚、このディスク状品Ｄ’では、ハット部傾斜面１６が薄肉化されると共に、ハット部８の頂上より外側領域では、内側領域に比して厚肉状態となる。
【００２６】
この形状絞り加工工程の後、上述したように、ホイールディスク５’の寸法精度を整えると共に、ハブ孔３及びボルト孔６の孔開け加工を行う絞り加工工程を行った後、リストライク工程（図示せず）により、ディスクフランジ部１１を成形すると共に、ハブ孔３のハブ孔フランジ（図示せず）と、飾り孔９とを形成して、ホイールディスク５’の製造工程が終了する。
【００２７】
ここで、上述した実施例で成形されたホイールディスク５と、従来の方法で成形されたホイールディスク５’とを比較する。ここで、板状基材Ｂは同じ形状、同じ材料のものを使用し、その肉厚は３．０ｍｍであった。この板状基材Ｂを本実施例に従って成形したホイールディスク５にあっては、ハブ面アール部１５の肉厚は３．２０ｍｍとなり、約７％増肉化した。一方、従来の方法で成形したホイールディスク５’にあっては、ハブ面アール部１５の肉厚は２．７６ｍｍであり、約８％薄肉化した。従って、本発明のホイールディスク５の製造方法によれば、同じ板状基材Ｂから疲労強度に優れたホイールディスク５を成形することができる。また、この従来方法によるホイールディスク５’のハブ面アール部１５の肉厚２．７６ｍｍがホイールディスク５に要求されている基準値であるとすると、本発明の成形方法によれば、板状基材Ｂは肉厚２．５８ｍｍのものを使用することで、ハブ面アール部１５の肉厚２．７６ｍｍを形成できるから、板状基材Ｂには従来の方法に比して約１４％薄肉化したものを使用可能である。すなわち、ホイールディスク５は本発明の成形方法によれば、約１４％程度の軽量化が期待できることとなる。これにより、自動車の走行性能や燃費等の向上に大きく貢献できる自動車用ホイールを製造することが可能である。
【００２８】
また、本発明の製造方法によって得られたホイールディスク５は、従来の方法によるホイールディスク５’に比して、重量分布が外側よりも内側の方が重くなるように成形されることから、近年、自動車の乗り心地に大きく影響すると考えられている面外捻り共振値に有利に働くという優れた効果も生じる。
【００２９】
上述したように本発明にあっては、予備絞り加工工程で成形する受け皿状中間材Ｃを特定の形状とすることによって、形状絞り加工工程で形成されるハブ面アール部１５を増肉化させるようにしたものであるから、予備絞り加工工程で用いる環状絞りダイス及び円筒状の絞りパンチを本発明に適合するものとすることにより、本発明の受け皿状中間材Ｃを形成可能である。そのため、ホイールディスク５の製造方法が、従来の成形方法に比して、何ら煩雑化することもないため、製造コストに影響しないという優れた利点もある。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の自動車用ホイールディスクの製造方法として、受け皿状中間材が、形状絞り加工工程にあって、凹部開口領域から凹部底面方向にかかる押圧力と、凹部底面部の屈曲変形によって生じる外方向への押圧力との相互作用により生じる収縮変形によって、ホイールディスクのハブ面アール部を増肉させることとなるように、予備絞り加工工程により形成されるようにした製造方法であるから、ハブ面アール部が増肉する割合を予め考慮して板状基材の肉厚を設定することができるため、ハブ面アール部の疲労強度を適正に維持しつつ、ホイールディスクを軽量化することが可能となる。また、このように肉厚の薄い板状基材を使用することにより、材料費を低減できるという優れた効果もある。
【００３１】
一方、本発明の自動車用ホイールディスクの製造方法として、受け皿状中間材が、形状絞り加工工程で成形されるホイールディスク形状の、ハブ取付面からハット頂上部までのハット高さｄ（ｍｍ）、ハブ面径ｂ（ｍｍ）、ハット頂上径ｃ（ｍｍ）に対して、壁部高さｈ（ｍｍ）及び該凹部底面径ａ（ｍｍ）を、
（１）６５＋０．１ｄ＜ｈ＜７５＋０．１ｄ
（２）（ｂ＋ｃ）／２−３０＜ａ＜（ｂ＋ｃ）／２−１０
の条件を充足するように、予備絞り加工工程により形成されるようにした製造方法であるから、形状絞り加工工程によってハブ面アール部を増肉化させることができる。而して、ハブ面アール部が増肉する割合を予め考慮して板状基材の肉厚を設定することができるため、ハブ面アール部の疲労強度を適正に維持しつつ、ホイールディスクを軽量化することが可能となる。また、このように肉厚の薄い板状基材を使用することにより、材料費を低減できるという優れた効果もある。さらに、この製造方法によるホイールディスクは、ハット部の外側に比して内側の方が重くなる重量分布となることから、近年、自動車の乗り心地に大きく影響すると考えられている面外捻り共振値に有利に働くという優れた効果も生じる。
【００３２】
ここで、受け皿状中間材が、中央領域の凹部底面部から立ち上がる壁部の軸方向に対する傾斜角θ（°）を外方向に、
１５＜θ＜２０
となるように予備絞り加工工程により形成されるようにした製造方法としたものにあっては、形状絞り加工工程におけるハブ面アール部の増肉化効果を一層向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車用ホイールＡの縦断面図である。
【図２】ホイールディスク５の斜視図である。
【図３】ホイールディスク５の各成形工程毎の形態を示す説明図である。
【図４】本発明の受け皿状中間材Ｃ及びホイールディスク５の縦断面図である。
【図５】本発明のホイールディスク製造方法の形状絞り加工工程を示す説明図である。
【図６】図５から続く、本発明のホイールディスク製造方法の形状絞り加工工程を示す説明図である。
【図７】図６から続く、本発明のホイールディスク製造方法の形状絞り加工工程を示す説明図である。
【図８】従来のホイールディスク製造方法の形状絞り加工工程を示す説明図である。
【図９】図８から続く、従来のホイールディスク製造方法の形状絞り加工工程を示す説明図である。
【符号の説明】
Ａ 自動車用ホイール
Ｂ 板状基材
Ｃ 受け皿状中間材
Ｄ ディスク状品
５ ホイールディスク
８ ハット部
１５ ハブ面アール部
２０ 凹部
２２ 凹部底面部
２３ 壁面
２４ 屈曲部
２５ 開口屈曲部

Claims (2)

1. 板状基材をプレス加工して、自動車用ホイールディスクを成形するプレス加工工程にあって、該板状基材の中央領域に凹部を形成して、受け皿状中間材を成形する予備絞り加工工程と、上型パンチ（３０）と下型ダイス（３１）とによって該受け皿状中間材をホイールディスクの形状に成形する形状絞り加工工程とを備えた自動車用ホイールディスクの製造方法において、
   受け皿状中間材は、その中央領域に凹部（２０）が、その周囲に環状受け部（２１）が形成されており、凹部（２０）の底面部である凹部底面部（２２）から環状受け部（２１）に立ち上がる壁面（２３）と凹部底面部（２２）との間に、所定の曲率を有する屈曲部（２４）が形成されており、この壁面（２３）と環状受け部（２１）との間に、所定の曲率を有する開口屈曲部（２５）が形成されているものであり、
   前記形状絞り加工工程は、
   受け皿状中間材の屈曲部（２４）を下型パンチ（３０）のハット壁加工面（３３）に係止させる工程と、
   上型ダイス（３１）と把持型（３２）とで、受け皿状中間材（Ｃ）の環状受け部（２１）の外周縁部（２６）を把持した状態で上型ダイス（３１）を下降させることにより開口屈曲部（２５）を屈曲させてなる屈曲変形部位（２８）を上型ダイス（３１）に接触させる工程と、
   上型ダイス（３１）によって屈曲変形部位（２８）に押圧力が与えられることにより、受け皿状中間材の凹部底面部（２２）を、下型パンチ（３０）のナット座加工部（３４）に接触するとともに、この接触した部分を支持点として上方向へ撓み変形させる工程と、
   上方向へ撓み変形した凹部底面部（２２）を上型ダイス（３１）により下方へ押圧する押圧力と、屈曲変形部位（２８）を上型ダイス（３１）により下方へ押圧する押圧力とによる収縮変形によって、ホイールディスクのハブ面アール部（１５）をプレス加工前の板状基材の板厚より増肉させる工程
   とを備えているとともに、
   前記受け皿状中間材が、形状絞り加工工程で成形されるホイールディスク形状の、ハブ取付面からハット頂上部までのハット高さｄ （ ｍ ｍ ） 、ハブ面径ｂ （ ｍ ｍ ） 、ハット頂上径ｃ （ ｍ ｍ ） に対して、中央領域の凹部底面部から立ち上がる壁部高さｈ （ ｍ ｍ ） 及び、該凹部底面径ａ （ ｍ ｍ ） を、
   （ １ ） ６ ５ ＋ ０ ． １ ｄ ＜ ｈ ＜ ７ ５ ＋ ０ ． １ ｄ
   （ ２ ） （ ｂ ＋ ｃ ） ／ ２ − ３ ０ ＜ ａ ＜ （ ｂ ＋ ｃ ） ／ ２ − １ ０
   の条件を充足するように、予備絞り加工工程により形成されるものであることを特徴とする自動車用ホイールディスクの製造方法。
2. 受け皿状中間材が、中央領域の凹部底面部から立ち上がる壁部の軸方向に対する傾斜角θ（°）を外方向に、
   １５＜θ＜２０
   となるように予備絞り加工工程により形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の自動車用ホイールディスクの製造方法。

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