JP4374111B2

JP4374111B2 - 自動車ホイール用リムの製造方法

Info

Publication number: JP4374111B2
Application number: JP2000075475A
Authority: JP
Inventors: 邦男永田
Original assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Current assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP2001259769A

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、詳しくは自動車ホイール用リムのリムフランジ部の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ホイール用リムの軽量化を図るため、リムの部位で最も応力の集中するリムフランジ部の剛性を向上させ、リム全体を薄肉化することにより、軽量化を図るものが従来より数多く提案されている。
【０００３】
これ等の提案のうち、リムフランジ部を２重折返し形状に形成した代表的なものとして、実公平６−４１８４１号公報（従来技術１と呼ぶ）と実開昭６２−１６５１０２号公報（従来技術２と呼ぶ）に開示されたものがある。
【０００４】
従来技術１は、図８に示すように、リム１００の一端を符号１２０で示す如く裏側に２重折返して折曲げ圧接し湾曲させたリムフランジ部１１０を有し、リム１００の他端１１１は厚肉のフランジ部２１０を有するディスク２００の外周部２２０に溶接した構成となっている。
【０００５】
従来技術２は、図９に示すように、一方のリム３００の一端には、ワイヤリング３０２を挟んで表側に２重折返し湾曲させたリムフランジ部３０１が形成されており、他方のリム３１０の一端には、同じくワイヤリング３１２を挟んで表側に２重折返し折曲げ湾曲させたリムフランジ部３１１が形成されており、リム３００と３１０の各他端は、ディスク４００の端部４１０にボルトを介して取付固定された構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術１は、リム１００の他端１１１部をディスク２００に溶接するため、予めそのリムの他端１１１部を機械加工する必要があるので、生産性が悪く、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
一方、上記の従来技術２は、２個に分割されたリム３００，３１０をボルトを介して取付け固定するものであるため、生産性が悪く、製造コストが高くなるという問題に加え、リムフランジ部には、補強用のワイヤリング３０２，３１２が内装されているので、ワイヤリング３０１，３１２の重量だけリムの軽量化が図れないという問題もある。
【０００８】
本発明の目的は、リムの軽量化が確実に図られると共に、生産性が高く、製造コストの安い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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次の手段を用いるものである。
【００１０】
請求項１の発明は、円筒状の素管の両端部を拡管すると共に、該素管の各部を所要の形状に成形加工する自動車ホイール用リムの製造方法において、
前記素管の両端部を拡管すると同時に、該拡管部の両方の周縁端部をリムのタイヤ取付け側の方向に略水平に所定長折曲げ成形する第１工程と、
前記第１工程により折曲げられた両折曲げ部をリムのビードシートのＲ部近傍まで２重に折返し圧接した形状に折曲げ成形する第２工程と、
前記第２工程により折曲げられた両折曲げ部の圧接した重合部をリムフランジ形状に折曲げ成形してリムフランジ部を形成する第３工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第２工程と第３工程の折曲げ成形は、ホイール用リムの外形を所要の形状に成形するロール成形により同時に行うことを特徴とする。
【００１２】
【作用】
請求項１の発明によれば、拡管されたリムの両端の周縁端部は、リムのタイヤ取付け側の方向にリムのビードシートのＲ部近傍まで２重折返し形状に折曲げ圧接され、所要の湾曲形状に成形されたリムフランジ部がリムの両端部に相対して一体的に形成されるため、従来の２重折返し形状のリムフランジ部を片方だけに有するリムに比べて、リムの機械加工又は機械的な取付け固定が不要となるので、製作は容易となり生産性は向上する。
【００１３】
更に、２重折返し形状に折曲げ圧接されたリムフランジ部は、素材板厚の２倍の厚みを有しているため、リムフランジ部の剛性が向上するので、その向上分に見合っただけ素材板厚の薄いものが使用できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、上記の２重折返し形状に折曲げ圧接し、所要の湾曲形状に形成するリムフランジ部の成形は、円筒状のリム素管の外形を所要の形状に成形するロール成形により同時に行われるため、生産性は更に向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１乃至図７に示す実施例に基いて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施例ではリム１０のドロップ部１７にディスク２０の外周端部２１が溶接により接合されて、ホイール１が形成されている。
【００１７】
本発明では、円筒状のリム１０の両端部は、該リム１０のタイヤ取付け側の方向にビードシート部１３のＲ部１５近傍及びビードシート部１４のＲ部１６近傍まで、それぞれ２重折返し形状に折曲げ圧接され、リム１０のタイヤ取付け側の方向に膨出した所要の湾曲形状に成形されることにより、２重板構造のリムフランジ部１１と１２がそれぞれ形成されている。
【００１８】
次に、上記の円筒状のリム１０の両端部に形成されるリムフランジ部１１と１２の加工手順と加工法について説明する。
【００１９】
先ず、図２（ａ）に示すように、図の左側のフレアーダイ２５Ｌと右側のフレーダイ２５Ｒの上には、ベース型２１と下型２２と上型２３が設置され、これ等のベース型２１、下型２２及び上型２３の外周部に接して保持する横型２４が設置されたプレス型の第１の成形装置Ａが用いられる。前記下型２２の外周面側には図２のような曲面状の型面２２ａが形成され、上型２３の内側には図２（ａ）のような型面２３ａが形成されている。
【００２０】
上記の第１の成形装置Ａにおいて、図２（ａ）の状態よりも左右に開いた状態の下型２２と上型２３の間に、周知の方法で加工された円筒状のリムの素管（図２（ａ）において折曲げ部１１ａ，１２ａが折り曲げられずに直線状に延びた状態の素管）が、フレアーダイ２５Ｌ，２５Ｒの軸芯Ｏ−Ｏとリム素管の軸芯を同一としてセットされ、矢印Ｇで示すように、両サイドから中心方向に両型２２，２３を押圧することにより、下型２２の型面２２ａによって素管には矢印Ｄで示す方向に押圧力が作用し、下型２２の型面２２ａによって素管の両端部は拡管される。同時に、上型２３の型面２３ａによって素管には矢印Ｅで示す押圧力が作用し、上型２３の型面によって素管の両端部の上記拡管された周縁端部が、リムのタイヤ取付け側の方向に略水平にそれぞれ折り曲げられ、折曲げ部１１ａと１２ａが成形されて図２（ａ）（ｂ）に示すような半加工リムＷ１が形成される（第１工程）。
【００２１】
次に、図３（ａ）に示すような第２の成形装置Ｂで第２工程を行う。
【００２２】
この第２の成形装置Ｂは、内側のボトルロール３７側に、中型３１と、該中型３１の一方の外側部に接した下型３２と、該下型３２の上方外側部に接した受型３３が組み込まれており、また、外側のトップロール３８には、中型３４と、該中型３４の一方の外側部に接した上型３５と、ベース型３６が組み込まれている。また、前記中型３１の他方の外側部にも前記下型３２、受型３３と同様の下型３２ａ、受型３３ａが組み込まれている。
【００２３】
また、前記中型３４の他方の外側部にも前記上型３５、ベース型３６と同様の上型３５ａ、ベース型３６ａが組み込まれている。
【００２４】
更に、ボトルロール３７側の一方の下型３２及び上型３５と、他方の下型３２ａ及び上型３５ａは、中型３１を中心として左右方向に開閉移動するように備えられており、これらを図示しない駆動手段で開閉移動させるようになっている。そして、ボトルロール３７とトップロール３８の回転によって、夫々に備えた型が回転するロール型の成形装置になっている。
【００２５】
上記の第２の成形装置Ｂにおいて、先ず、ボトルロール３７側の一方の型３２，３３と他方の型３２ａ，３３ａが中型３１を中心にして左右に開いた状態で、しかもトップロール３８とともにその中型３４と上型３５，３５ａとベース型３６，３６ａが図３（ａ）の位置より上方に位置した状態において、中型３１、下型３２，３２ａ及び受型３３，３３ａに相対する中型３４と上型３５，３５ａの間に、前記の半加工リムＷ１をセットする。そして、ボトルロール３７側の左右の型を閉めるとともにボトルロール３７とトップロール３８を回転させつつトップロール３８側を矢印Ｄのように下降させ、半加工リムＷ１を、矢印Ｄで示す方向に押圧する。これにより、中型３４によって半加工のドロップ部１７ａが成形され、下型３２，３２ａと上型３５，３５ａにより半加工のビードシート部１３ａと１４ａが成形されると共に、受型３３，３３ａと上型３５，３５ａにより前記の半加工リムＷ１の折曲げ部１１ａと１２ａは、半加工の非折曲げ部であるビードシート部１３ａと１４ａのＲ部１５と１６の近傍までそれぞれ２重折返し形状に折曲げ圧接された折曲げ部１１ｂと１２ｂに成形され、図３（ｂ）に示すような半加工リムＷ２が形成される（第２工程）。
【００２６】
最後に、図４（ａ）に示すような第３の成形装置Ｃにより第３工程を行う。
【００２７】
この第３の成形装置Ｃは、ボトルロール４７側に、最終形状のドロップ部を形成する中型４１と、該中型４１の一方の外側部に接して最終形状のビード部を形成する下型４２と、該下型４２の上方外側部に接して最終形状のリムフランジ部を形成する受型４３が組み込まれており、また、外側のトップロール４８側には、最終形状のドロップ部を形成する中型４４と、該中型４４の一方の外側部に接した最終形状のビードシート部とリムフランジ部を形成する上型４５が組み込まれている。
【００２８】
また、前記中型４１の他方の外側部にも前記下型４２と受型４３と同様の下型４２ａと受け型４３ａが組み込まれている。
【００２９】
また、前記中型４４の他方の外側部にも前記上型４５と同様の上型４５ａが組み込まれている。
【００３０】
更に、ボトルロール４７側の一方の下型４２及び受型４３と、他方の下型４２ａ及び受型４３ａは、中型４１を中心として左右方向に開閉移動するように備えられており、これらを図示しない駆動手段で開閉移動させるようになっている。
【００３１】
上記第３の成形装置Ｃにおいて、先ずボトルロール４７側の一方の型４２，４３と他方の型４２ａ，４３ａが中型４１を中心として左右に開いた状態で、しかもトップロール４８とともにその中型４４と上型４５，４５ａが図４（ａ）の位置より上方に位置した状態において、中型４１と４４との間に、前記の半加工リムＷ２をセットする。そして、ボトルロール４７側の左右の型を閉めるとともにボトルロール４７とトップロール４８を回転させつつトップロール４８側を矢印Ｄのように下降させ、半加工リムＷ２を矢印Ｄで示す方向に押圧する。これにより、中型４１と下型４２，４２ａに対応する中型４４と上型４５，４５ａにより、最終形状のドロップ部１７とビードシート部１３，１４が成形される。同時に受型４３，４３ａと上型４５，４５ａにより前記の半加工リムＷ２の折曲げ部１１ｂと１２ｂは、それぞれ最終の湾曲形状をしたリムフランジ部１１と１２に成形され、図４（ｂ）に示すようなリム１０が形成される（第３工程）。なお、図４の成形状態においては、ドロップロール４７の軸芯Ｏ−Ｏとリムの軸芯は同芯になる。
【００３２】
以上のように、本発明では、リム１０の両端部に２重折返し形状のリムフランジ部１１と１２が相対して一体的に形成されるため、従来のようなリムの片方の端部のみに２重折返し形状のリムフランジ部が形成されたもの或いは分割されたリムをボルトで取り付けるものに比べて、製作が容易で生産性が向上する。更に、リムフランジ部１１と１２の成形は、リム１０のドロップ部１７やビードシート部１３と１４を成形するロール成形により同時に行われるため、生産性は更に向上する。
【００３３】
次に、上記の製造方法により製造した２重折返し折曲げ形状（以下、Ｗ曲げと呼ぶ）のリムフランジ部を有するリムと、従来の一定板厚のリムフランジ部を有するリムについて、素材の板厚を変えた場合のリムフランジ部の変位量を比較試験した。
【００３４】
但し、比較試験は図５に示すように、リムフランジ部の頂上に対して、矢印Ｅで示す方向に荷重を加えた場合におけるＸ，Ｙ，Ｚ方向の合成した最大変位量で表す方法によった。
【００３５】
なお、図中、ＦはＷ曲げの範囲を示し、リムの材質にはＳＡＰＨ４４０を用いて行い、また上記の試験は、万能試験機（島津製作所製、型式番号ＴＳ００２）を用いて行った。
【００３６】
図６は、最大変位量と質量の関係を比較試験した結果を示すもので、リムフランジ部のＷ曲げ（本発明品）のｔ１．６ｗ（板厚１．６ｍｍ）と、リムフランジ部の一定板厚（従来品）のｔ２．２（板厚２．２ｍｍ）が同等の変位量を示しており、その結果、本試験に用いた大きさのリムでは０．５３ｋｇ（リム単体質量の約１５％）軽量化できることが判明した。
【００３７】
図７は、変位と荷重の関係を比較試験した結果を示すもので、リムフランジ部のＷ曲げ（本発明品）のｔ１．６ｗ（板厚１．６ｍｍ）と、リムフランジ部の一定板厚（従来品）のｔ２．３（板厚２．３ｍｍ）が同等の強度であることが判明した。
【００３８】
以上のように、リム素管の両端部を拡管してタイヤ取付け側の方向に折り曲げ、ビードシート部のＲ部近傍まで２重折返し形状に折り曲げ圧接してリムフランジ部１１，１２を形成することにより、リムフランジ部１１，１２の強度は一定板厚のものに比べて約１．６倍に向上するため、その分だけ板厚の薄い素材を使用することができる。そのため、本例ではリム単体で約１５％の軽量化が図られた。
【００３９】
なお、本発明の２重折返し形状のリムフランジ部１１，１２は、タイヤ取付け側の方向に折曲げ圧接した構造のため、リムフランジ部１１，１２の折曲げ端面が外部から見える位置に露出していないので、自動車用ホイールとしての意匠性を損なうことなく、更に、両端部のリムフランジ部１１，１２は等肉厚、等形状のため、バランスウェイトの装着性を損なうこともない。
【００４０】
【発明の効果】
以上のようであるから、本発明の自動車ホイール用リムの製造方法によれば、次の効果を奏する。
【００４１】
請求項１の発明によれば、２重折返し形状のリムフランジ部はリムの両端部に相対して一体的に形成されるものであるため、製作は容易で生産性が良く、そのため、製造コストが安くなる。
【００４２】
更に、リムフランジ部の剛性が向上するため、板厚の薄い素材を使用することができるので、リムの軽量化が図られる。
【００４３】
請求項２の発明によれば、２重折返し形状のリムフランジ部はロール成形により円筒状リム素管の外形の成形と同時に行われるため、生産性が向上し製造コストが更に安くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により製造された自動車ホイール用リムの１実施例を示す要部断面図である。
【図２】本発明のリムの加工手順を示すもので、（ａ）は第１工程に使用する第１の成形装置と加工されたリムを示す要部断面図、（ｂ）は第１工程で加工されたリムの斜視図である。
【図３】同じく、（ａ）は第２工程に使用する第２の成形装置と加工されたリムを示す要部断面図、（ｂ）は第２工程で加工されたリムの斜視図である。
【図４】同じく（ａ）は第３工程に使用する第３の成形装置と加工されたリムを示す要部断面図、（ｂ）は第３工程で加工されたリムの斜視図である。
【図５】リムフランジ部の変位量を測定するための説明図である。
【図６】各種板厚のリムフランジ部の変位量に対する関係図である。
【図７】各種板厚のリムフランジ部の変形に対する関係図である。
【図８】従来技術１の要部を拡大して示す断面図である。
【図９】従来技術２の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ホイール
１０リム
１１，１２リムフランジ部
１３，１４ビードシート部
１５，１６Ｒ部
１７ドロップ部
２０ディスク

Claims

円筒状の素管の両端部を拡管すると共に、該素管の各部を所要の形状に成形加工する自動車ホイール用リムの製造方法において、
前記素管の両端部を拡管すると同時に、該拡管部の両方の周縁端部をリムのタイヤ取付け側の方向に略水平に所定長折曲げ成形する第１工程と、
前記第１工程により折曲げられた両折曲げ部をリムのビードシートのＲ部近傍まで２重に折返し圧接した形状に折曲げ成形する第２工程と、
前記第２工程により折曲げられた両折曲げ部の圧接した重合部をリムフランジ形状に折曲げ成形してリムフランジ部を形成する第３工程と、
を含むことを特徴とする自動車ホイール用リムの製造方法。
前記第２工程と第３工程の折曲げ成形は、ホイール用リムの外形を所要の形状に成形するロール成形により同時に行うことを特徴とする請求項１記載の自動車ホイール用リムの製造方法。