JP4764666B2 - タイヤホイールの加工方法およびタイヤホイール加工用把持構造 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤホイールの加工に用いるのに好適なタイヤホイールの加工方法およびタイヤホイール加工用把持構造に関する。

従来から、タイヤホイール、例えば、自動車のタイヤホイールは、近年、軽量化による燃費の向上などの理由によりアルミニウムなどの軽合金により形成されたものが主流となっている。

図５は、一般的なタイヤホイールの一例を示すものであり、このタイヤホイールＷは、図示しない車軸に嵌め込んで固定される中心孔Ｄａを具備する円盤状のディスク部Ｄを有している。このディスク部Ｄの外周には、円筒状のリム部Ｌの一端が接続されている。そして、リム部Ｌの軸方向に沿った両端のうちのリム部Ｌのディスク部Ｄの配設側の一方は、ディスク部側リム端Ｌａとされており、他方は、ディスク部Ｄの配設側とは反対側の開口側リム端Ｌｂとされている。

ところで、このようなタイヤホイールＷは、例えば、鋳造などにより完成品の形状に近似したタイヤホイールＷの原型を形成し、このタイヤホイールＷの内外面に、切削加工を主とした加工を施すことにより高精度に形成されている。

このようなタイヤホイールＷの加工は、例えば、図６に示す第１加工工程ＣＰ１０１と、図７に示す第２加工工程ＣＰ１０２と、図８に示す第３加工工程ＣＰ１０３とをこの順に行うようになっている。

すなわち、第１加工工程ＣＰ１０１においては、図６に示すように、第１タイヤホイール加工用チャック１１１の複数の爪１１１ａ（１つのみ図示）を図６の下向き太矢印にて示す下方に移動させることにより、図６の２点鎖線にて示す加工に供するタイヤホイールＷ、すなわち、加工する前の加工対象物（ワーク）のディスク部側リム端Ｌａの端面を第１タイヤホイール加工用チャック１１１の爪１１１ａと受け台１１１ｂとの間に挟持することで把持し、この状態で第１タイヤホイール加工用チャック１１１とともにタイヤホイールＷを回転させつつ切削加工が行われるようになっている。

第１加工工程ＣＰ１０１における切削加工においては、中心孔Ｄａ、ディスク部Ｄの内面Ｄｂ、リム部Ｌの内面Ｌｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄのうちのディスク部Ｄの配設側とは反対側（開口側リム端Ｌｂを含む）の荒加工と、中心孔Ｄａ、ディスク部Ｄの内面Ｄｂおよびリム部Ｌの内面Ｌｃの仕上げ加工とが行われるようになっている。

なお、図６において、第１加工工程１０１ＣＰにおける荒加工部位を加工に供するタイヤホイールＷに隣接する長い破線にて示してある。また、第１加工工程１０１ＣＰにおける仕上げ加工部位を短い破線にて長い破線の外側に示してある。

第２加工工程ＣＰ１０２においては、図７に示すように、第１タイヤホイール加工用チャック１１１とは異なる第２タイヤホイール加工用チャック１１２が用いられる。そして、第２タイヤホイール加工用チャック１１２の第１爪１１２ａを図７の水平方向の太矢印にて示すように径方向外側に拡径することで、図７の２点鎖線にて示す加工に供するタイヤホイールＷ、すなわち、第１加工工程ＣＰ１０１の終了後に得られた中間加工品（ワーク）の中心孔Ｄａを芯出し把持するとともに、複数の第２爪１１２ｂ（１つのみ図示）を図７の下向き太矢印にて示す下方に移動させることにより、開口側リム端Ｌｂの端面を第２タイヤホイール加工用チャック１１２の爪１１２ｂと受け台１１２ｃとの間に挟持することで把持し、この状態で第２タイヤホイール加工用チャック１１２とともにタイヤホイールＷを回転させつつ切削加工が行われるようになっている。

したがって、第１加工工程ＣＰ１０１を終了した後に、第１タイヤホイール加工用チャック１１１から第２タイヤホイール加工用チャック１１２への交換、すなわち、段取り替えが行われている。勿論、加工に供するタイヤホイールＷの着脱および付け替えも行われている。

第２加工工程ＣＰ１０２における切削加工は、ディスク部Ｄの外面Ｄｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄのうちのディスク部Ｄの配設側（第１加工工程ＣＰ１０１において荒加工がなされなかった部位：ディスク部側リム端Ｌａを含む）の荒加工が行われるようになっている。

なお、図７において、第２加工工程ＣＰ１０２における荒加工部位を加工に供するタイヤホイールＷに隣接する長い破線にてに示してある。

第３加工工程ＣＰ１０３においては、図８に示すように、第１および第２タイヤホイール加工用チャック１１１、１１２とは異なる第３タイヤホイール加工用チャック１１３が用いられる。そして、第３タイヤホイール加工用チャック１１３の第１爪１１３ａ（１つのみ図示）を図８の水平方向の太矢印チャックにて示すように径方向外側に拡径することで、図８の２点鎖線にて示す加工に供するタイヤホイールＷ、すなわち、第２加工工程ＣＰ１０２の終了後に得られた中間加工品（ワーク）の中心孔Ｄａを芯出し把持するとともに、ストッパ１１３ｂにディスク部Ｄの中心孔Ｄａに接続する内端面Ｄｄを当接させることで軸方向の位置決めを行う。さらに、複数の押圧ピン１１３ｃ（１つのみ図示）を図８の上向き太矢印にて示すように上方に移動させることにより、押圧ピン１１３ｃの先端を開口側リム端Ｌｂ、詳しくは内側段部Ｌｅに当接させて把持し、これらの状態で第３タイヤホイール加工用チャック１１３とともにタイヤホイールＷを回転させつつ切削加工が行われるようになっている。

したがって、第２加工工程ＣＰ１０２を終了した後に、第２タイヤホイール加工用チャック１１２から第３タイヤホイール加工用チャック１１３への交換、すなわち、段取り替えが行われている。勿論、加工に供するタイヤホイールＷの着脱および付け替えも行われている。

第３加工工程ＣＰ１０３における切削加工においては、ディスク部Ｄの外面Ｄｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄの仕上げ加工が行われるようになっている。

なお、図８において、第３加工工程ＣＰ１０３における仕上げ加工部位を加工に供するタイヤホイールＷに隣接する短い破線にてに示してある。

このように、従来のタイヤホイールＷの把持方法および加工方法においては、各加工工程ＣＰ１０１、ＣＰ１０２、ＣＰ１０３毎に把持方法が異なるために、各加工工程ＣＰ１０１、ＣＰ１０２、ＣＰ１０３毎に、タイヤホイール加工用チャック１１０（符号１１０は、第１タイヤホイール加工用チャック１１１、第２タイヤホイール加工用チャック１１２、第３タイヤホイール加工用チャック１１３を総称する）の交換という段取り替えの作業が行われている。

なお、タイヤホイール加工用チャックとしては、中心孔を芯出し把持するとともに、リム部の自由端部をクランプアームによって把持するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、タイヤホイール加工用チャックとして、ハブ部の中心孔を芯出し把持する芯出爪と、リム部の自由端部を支持する防振ダンパを設けた構成のものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらにまた、タイヤホイール加工用チャックとして、中心孔を芯出し把持するとともに、リム部の内面を径方向外側に向けて押圧把持するものも提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００５−０８１４４９号公報 特開２００２−１４４８０４号公報 特開２００２−１４４１１６号公報

ところで、近年においては、タイヤホイールＷの生産性の向上および低コスト化が求められている。

しかしながら、従来のタイヤホイールＷの加工方法では、近年の生産性の向上および低コスト化の要求に応えることができないという問題点があった。

例えば、生産性の向上および低コスト化を図るために、荒加工における加工代（切削量）を大きくして加工時間の短縮を図ることが考えられるが、荒加工における加工代を大きくした場合、リム部Ｌの外面Ｌｄの荒加工において、加工に供するタイヤホイールＷに対して、加工に用いる切削工具であるバイトにより径方向外側から内側に向かって作用する力が大きくなる。そのため、加工中にバイトが当接するリム部Ｌの加工部位が径方向内側に弾性変形するので高精度の加工を行うことができなかった。

また、タイヤホイールＷの加工に、第１、第２および第３加工工程ＣＰ１０１、ＣＰ１０２、ＣＰ１０３の３つの工程を必要とするとともに、各加工工程ＣＰ１０１、ＣＰ１０２、ＣＰ１０３毎に、異なるタイヤホイール加工用チャック１１０への段取り替えと、これらのタイヤホイール加工用チャック１１０に対するタイヤホイールＷの着脱を必要とし、実際の加工時間以外の無駄な時間が多いという問題点があった。

そこで、タイヤホイールの生産性の向上および低コスト化を図ることのできるタイヤホイールの加工方法およびタイヤホイール加工用把持構造が求められている。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、タイヤホイールの生産性の向上および低コスト化を図ることのできるタイヤホイールの加工方法およびタイヤホイール加工用把持構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明に係るタイヤホイールの加工方法の特徴は、中心孔を備えた円盤状のディスク部と、当該ディスク部の外周に一端が接続された円筒状のリム部とを有するタイヤホイールを把持して回転させつつ切削加工するタイヤホイールの加工方法において、前記中心孔、前記ディスク部の内面および前記リム部の内面のそれぞれが仕上げ加工されるとともに、前記リム部の外面のうちの前記ディスク部の配設側とは反対側が荒加工されたものを加工に供するタイヤホイールとし、当該タイヤホイールを、加工に供するタイヤホイールの前記中心孔と、前記リム部の内面と、前記リム部の前記ディスク部の配設側とは反対側の開口側リム端との３箇所を把持することにより把持し、ついで前記タイヤホイールを回転させつつ前記ディスク部の外面および前記リム部の外面の残りの部分を荒加工し、前記荒加工の後に、前記タイヤホイールの回転数を小さくし、ついで前記リム部の内面を径方向内側から外側に押圧する押圧力を低減し、ついで前記タイヤホイールの回転数をもとの回転数に復帰するかあるいはもとの回転数より大きくし、ついで前記ディスク部の外面および前記リム部の外面を仕上げ加工する点にある。

本発明に係るタイヤホイールの加工方法においては、前記中心孔の把持が前記中心孔を径方向内側から外側に押圧する芯出し把持であり、前記リム部の内面の把持が前記リム部の内面を径方向内側から外側に押圧する径方向外側への把持であり、前記開口側リム端の把持が前記リム部の開口側リム端を軸方向に沿って前記ディスク部側に向かって押圧する軸方向の把持であることが好ましく、また、前記中心孔の芯出し把持と、前記リム部の内面の押圧把持と、前開口側リム端の押圧把持とをこの順に行うことが好ましい。

また、本発明に係るタイヤホイール加工用把持構造の特徴は、本発明のタイヤホイールの加工方法に用いるタイヤホイール加工用把持構造であって、前記中心孔を把持する第１把持手段と、前記リム部の内面を把持する第２把持手段と、前記開口側リム端を押圧把持する第３把持手段とを有している点にある。また、本発明に係るタイヤホイール加工用把持構造の特徴は、本発明のタイヤホイールの加工方法に用いるタイヤホイール加工用把持構造であって、前記中心孔を径方向内側から外側に押圧して芯出し把持する第１把持手段と、前記リム部の内面を径方向内側から外側に押圧して前記リム部を径方向外側へ押圧把持する第２把持手段と、前記リム部の前記ディスク部の配設側とは反対側の開口側リム端を軸方向に沿って前記ディスク部側に向かって押圧して前記開口側リム端を押圧把持する第３把持手段とを有している点にある。

本発明に係るタイヤホイールの加工方法によれば、加工時に、加工に用いる切削工具により、加工に供するタイヤホイールに対してリム部の径方向の外側から内側、および、ディスク部の軸方向の外側から内側に加わる力を中心孔を把持する力と、リム部の内面を把持する力と、リム部の開口側リム端を把持する力との３者で受けることができるので、加工に供するタイヤホイールに対してディスク部の外面およびリム部の外面の残りの部分の荒加工と、ディスク部の外面およびリム部の外面の仕上げ加工とを、従来必要であった段取り替えをせずに、１つの工程で行うことができる。

また、本発明に係るタイヤホイールの加工方法によれば、荒加工の後に、タイヤホイールの回転数を小さくし、ついでリム部の内面を径方向内側から外側に押圧する押圧力を低減し、ついでタイヤホイールの回転数をもとの回転数に復帰するかあるいはもとの回転数より大きくして仕上げ加工を行うので、リム部の内面を径方向内側から外側に押圧する押圧力を容易に低減することができるとともに、仕上げ加工を実行する前に、荒加工により薄肉とされたリム部に加わる遠心力を小さくして、荒加工した後のタイヤホイールに加わる遠心力の影響による変位を除去することができる。その結果、仕上げ加工による加工精度を高く保持することができる。ここで、タイヤホイールがアルミホイールの場合、タイヤホイールの回転数をもとの回転数より大きくすることにより、仕上げ面の光沢がより増加するので、外観品質の向上に寄与する。さらに、本発明に係るタイヤホイールの加工方法によれば、中心孔の把持が中心孔を径方向内側から外側に押圧する芯出し把持であり、リム部の内面の把持がリム部の内面を径方向内側から外側に押圧する径方向外側への把持であり、開口側リム端の把持がリム部の開口側リム端を軸方向に沿ってディスク部側に向かって押圧する軸方向の把持であるから、加工時において、加工に用いる切削工具により、加工に供するタイヤホイールに対して外側から内側に加わる力を確実かつ容易に受けることができる。また、本発明に係るタイヤホイールの加工方法によれば、中心孔の芯出し把持と、リム部の内面の押圧把持と、開口側リム端の押圧把持とをこの順に行うので、加工に供するタイヤホイールを確実かつ適正に把持させることができる。また、本発明に係るタイヤホイール加工用把持構造によれば、中心孔と、リム部の内面と、開口側リム端との３箇所を支持して把持することができる。また、本発明に係るタイヤホイール加工用把持構造によれば、中心孔と、リム部の内面と、開口側リム端との３箇所を支持して把持することができるとともに、中心孔の芯出し把持、リム部の内面の押圧把持、および開口側リム端の押圧把持ができる。

したがって、本発明に係るタイヤホイールの加工方法およびタイヤホイール加工用把持構造によれば、タイヤホイールの生産性の向上および低コスト化を図ることができる。

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

図１は本発明に係るタイヤホイールの加工方法に用いるタイヤホイール加工用把持構造を具備するタイヤホイール加工用チャックの第１実施形態の要部の断面図である。

図１に示すように、本実施形態のタイヤホイール加工用把持構造を具備するタイヤホイール加工用チャック１は、ほぼ円筒状に形成されたチャック本体２を有している。このチャック本体２は、複数のチャック取付ボルト３（１つのみ図示）により、工作機械、例えば、旋盤の主軸ＭＳに取り付けられるようになっている。

前記チャック本体２の図１の上方に示す上面の中央部には取付凹部４が形成されており、この取付凹部４には、チャック頭部５が着脱自在に配設されている。このチャック頭部５は、取付凹部４に複数の取付ボルト６により着脱自在に取着されるほぼ円筒状の基部７と、この基部７の上面に配設された環状のストッパ８とを有している。そして、ストッパ８の上面は、加工に供するタイヤホイールＷのディスク部Ｄの内端面Ｄｄが着座可能な着座面９とされている。なお、取付凹部４に対するチャック頭部５の取り付けは、インロー構造によって位置決めがなされている。

前記チャック本体２の内孔２ａには、ドローパイプ１０の先端側が軸方向に沿って摺動自在に配設されている。このドローパイプ１０は、図示しないシリンダなどのアクチュエータの駆動力により、図１の上下方向に往復移動自在とされている。また、ドローパイプ１０の図１の上方に示す先端部分には、芯出し爪１２の基端部が着脱自在に取着されている。この芯出し爪１２は、チャック頭部５にテーパ部材取付ボルト１３により着脱自在に取着されたテーパ部材１４の外周面に外嵌されている。そして、芯出し爪１２の先端面は、着座面９より上方へ突出されており、タイヤホイールＷの中心孔Ｄａに内端面Ｄｄ側から挿入されるようになっている。また、芯出し爪１２は、ドローパイプ１０を図１の下方に移動させることで、テーパ部材１４のテーパ面１４ａにより拡径して中心孔Ｄａを芯出し保持することができるようになっている。

前記芯出し爪１２、テーパ部材１４およびドローパイプ１０により、本実施形態の加工に供するタイヤホイールＷの中心孔Ｄａを径方向内側から外側に押圧して芯出し把持する第１把持手段１１が形成されている。

なお、チャック頭部５、芯出し爪１２およびテーパ部材１４は、加工に供するタイヤホイールＷのリム部Ｌの幅寸法（軸方向の長さ）および／または形状に応じて異なる寸法および／または形状のものと交換されるようになっている。

前記チャック本体２の上面には、加工に供するタイヤホイールＷのリム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧してリム部Ｌを径方向外側へ押圧把持するための第２把持手段１５が配設されている。この第２把持手段１５は、チャック本体２の上面に図示しない取付ボルトにより着脱自在に取着された第２取付基体１６を有している。この第２取付基体１６は環状に形成されており、この第２取付基体１６には、複数、本実施形態においては、３つのリム内面用押圧体１７が配設されている。これらのリム内面用押圧体１７は、チャック本体２の軸心から等距離位置において隣位の２つのリム内面用押圧体１７の中心間距離が等しくなるように等角度配置されている。また、各リム内面用押圧体１７は、径方向外側に位置する先端面が第２取付基体１６の外周面から径方向外側に突出して配設されている。そして、リム内面用押圧体１７の径方向中心側に位置する基体部には、ピストン体１８が一体に形成されている。

なお、リム内面用押圧体１７の設置数としては、３以上の任意の数から選択することができる。

前記第２取付基体１６の内部には、各ピストン体１８の基端部が装着されるシリンダ室１９が形成されており、このシリンダ室１９は、ピストン体１８の後方（径方向中心側）に設けられた押出し側シリンダ室２０と、ピストン体１８の前方（径方向外側）に設けられた引き込み側シリンダ室２１とを有している。そして、押出し側シリンダ室２０には、押出し用通路（配管）２２の一端が接続されており、引き込み側シリンダ室２１には、引き込み用通路２３の一端が接続されている。そして、図示しない油圧源から送出される作動油を押出し用通路２２を介して押出し側シリンダ室２０に供給することで、リム内面用押圧体１７を径方向に沿って外側へ水平に移動させることができるようになっている。また、作動油を引き込み用通路２３を介して引き込み側シリンダ室２１に供給することで、リム内面用押圧体１７を径方向に沿って内側へ水平に移動させることができるようになっている。

すなわち、本実施形態の第２把持手段１５は、油圧駆動される往復動形のピストンシリンダと同様の構成とされており、第２取付基体１６がシリンダケースの機能を分担し、リム内面用押圧体１７がピストンロッドの機能を分担するように構成されている。

なお、駆動源としては、作動油を用いた油圧に限定されるものではなく、電気、空気圧などの各種のものから設計コンセプトなどの必要に応じて選択使用することができる。

また、第２把持手段１５としては、本実施形態のリム内面用押圧体１７を径方向に沿って水平方向に直線的に往復動させる構成に限定されるものではなく、加工に供するタイヤホイールＷのリム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧することのできる構成であれば、各種の構成から選択使用することができる。

さらに、第２把持手段１５、詳しくは、リム内面用押圧体１７の配設位置としては、チャック本体２の軸心方向においてできるだけ上方に設けられていることが好ましい。これは、加工に供するタイヤホイールＷのリム部Ｌがディスク部Ｄの外周を支え部とした片持ち状に形成されているため、リム内面用押圧体１７によるリム部Ｌの内面Ｌｃの押圧位置がディスク部Ｄに近い方が、リム部Ｌの内面Ｌｃの押圧力によるリム部Ｌの径方向外側に向かう変形を抑えることができるためである。

さらにまた、第２把持手段１５は、加工に供するタイヤホイールＷのリム部Ｌの幅寸法（軸方向の長さ）および／または形状に応じて異なる寸法および／または形状のものと交換されるようになっている。

前記チャック本体２の外周面の下端部側には、加工に供するタイヤホイールＷのリム部Ｌのディスク部Ｄの開口側リム端Ｌｂとしての内側段部Ｌｅを軸方向に沿ってディスク部Ｄ側に向かって押圧して開口側リム端Ｌｂを押圧把持する第３把持手段２４が配設されている。この第３把持手段２４は、チャック本体２の外周面の下端に形成された取付フランジ部２５の上面に、図示しない取付ボルトなどにより着脱自在に取着された第３取付基体２６を有している。この第３取付基体２６は環状に形成されており、この第３取付基体２６には、複数、本実施形態においては９つのリム端用押圧シリンダ２７が配設されている。これらのリム端用押圧シリンダ２７は、チャック本体２の軸心から等距離位置において隣位の２つのリム端用押圧シリンダ２７の中心間距離が等しくなるように等角度配置されている。また、各リム端用押圧シリンダ２７は、その軸方向をチャック本体２の軸心に沿って平行な上下方向に向けて配設されている。

前記リム端用押圧シリンダ２７は、第３取付基体２６に着脱可能に取着されるシリンダ本体２８と、このシリンダ本体２８に装着されたピストンロッド２９とを有している。そして、ピストンロッド２９は、図１の下方に示す基端部がシリンダ本体２８の内部に装着され、図１の上方に示す先端部がシリンダ本体２８から上方へ突出して配設されており、ピストンロッド２９の先端面は、加工に供するタイヤホイールＷを把持した把持状態において開口側リム端Ｌｂとしての内側段部Ｌｅに当接する当接面３０とされている。

本実施形態のリム端用押圧シリンダ２７は、単動形のエアシリンダと同様に形成されており、シリンダ本体２８の内部に圧縮空気を供給することで、ピストンロッド２９を図１の上方に移動させることができるように形成されている。また、シリンダ本体２８の内部に供給した圧縮空気を排気することで、ピストンロッド２９は、図示しないばねの付勢力によって、図１の下方に移動し、元の位置に復帰するように形成されている。

なお、リム端用押圧シリンダ２７としては、圧縮空気を用いた空気圧駆動に限定されるものではなく、電気駆動、油圧駆動などの各種の駆動形式のものから設計コンセプトなどの必要に応じて選択使用することができる。

また、第３把持手段２４によるタイヤホイールＷの把持位置としては、軸方向に沿った開口側リム端Ｌｂの端面であってもよい。

さらに、第３把持手段２４は、加工に供するタイヤホイールＷのリム部Ｌの幅寸法（軸方向の長さ）および／または形状に応じて異なる寸法および／または形状のものと交換されるようになっている。

さらにまた、本実施形態のタイヤホイール加工用チャック１においては、タイヤホイール加工用チャック１により加工に供するタイヤホイールＷを確実かつ適正に把持させることができるという意味で、第１把持手段１１による加工に供するタイヤホイールＷの中心孔Ｄａの芯出し把持と、第２把持手段１５によるリム部Ｌの内面Ｌｃの押圧把持と、第３把持手段２４による開口側リム端Ｌｂの押圧保持とがこの順番で実施されるように形成されていることが肝要である。すなわち、第１、第２および第３把持手段１１、１５、２４による把持順序が異なると、加工に供するタイヤホイールＷが変形したり、甚だしくは操作の途中で脱落する危険性も発生する。

その他の構成については、従来公知のタイヤホイール加工用チャックと同様とされているので、その詳しい説明については省略する。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について本発明のタイヤホイールの加工方法の実施形態とともに説明する。

図１は、タイヤホイールを把持した状態を示している。また、図２は、本発明に係るタイヤホイールの加工方法による加工工程を簡略化して示す説明図である。

本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法および加工方法は、前述した従来の第１加工工程ＣＰ１０１を終了したもの（図６参照）を加工に供するタイヤホイールＷとして用いたものを例示している。

すなわち、中心孔Ｄａ、ディスク部Ｄの内面Ｄｂおよびリム部Ｌの内面Ｌｃのそれぞれが仕上げ加工されるとともに、リム部Ｌの外面Ｌｃのうちのディスク部Ｄの配設側とは反対側が荒加工されたものを加工に供するタイヤホイールＷとする。

本実施形態のタイヤホイール加工用チャック１を用いて、タイヤホイールＷを加工する場合には、まず、加工に供するタイヤホイールＷをチャック本体２に被せ、中心孔Ｄａを芯出し爪１２に挿入し、ディスク部Ｄの内端面Ｄｄをチャック頭部５のストッパ８に載置する。これにより、ディスク部Ｄの内端面Ｄｄがストッパ８の着座面９に着座し、タイヤホイールＷの軸方向への位置決めが容易にできる。この時、第２把持手段１５のリム内面用押圧体１７の外周面は、タイヤホイールＷのリム部Ｌの内面Ｌｃと対向している。さらに、第２把持手段１５のピストンロッド２９の当接面３０は、タイヤホイールＷの開口側リム端Ｌｂの内側段部Ｌｅと対向している。

ついで、ドローパイプ１０を図１の下方に駆動し、芯出し爪１２を径方向外側に拡開し、タイヤホイールＷの中心孔Ｄａを径方向内側から外側に押圧して芯出し把持する。

ついで、押出し側シリンダ室２０に作動油を供給することで、第２把持手段１５を駆動する。そして、第２把持手段１５が駆動すると、リム内面用押圧体１７が径方向外側に向かって水平に移動し、タイヤホイールＷのリム部Ｌの内面Ｌｃをリム内面用押圧体１７の外周面で径方向内側から外側に押圧してリム部Ｌの内面Ｌｃを径方向外側へ押圧把持する。

ついで、第３把持手段２４のリム端用押圧シリンダ２７のシリンダ本体２８に圧縮空気を供給することで、第３把持手段２４を駆動する。そして、第３把持手段２４が駆動すると、リム端用押圧シリンダ２７のピストンロッド２９が開口側リム端Ｌｂに向かって軸方向に沿って上昇し、開口側リム端Ｌｂとしての内側段部Ｌｅをピストンロッド２９の当接面３０で軸方向に沿ってディスク部Ｄ側に向かって押圧して開口側リム端Ｌｂを押圧把持する。

すなわち、図１に示すように、加工に供するタイヤホイールＷの中心孔Ｄａと、リム部Ｌの内面Ｌｃと、開口側リム端Ｌｂとの３箇所を支持して把持する。

なお、中心孔Ｄａを芯出し把持する力と、リム部Ｌの内面Ｌｃを押圧把持する力と、開口側リム端Ｌｂを押圧保持する力との比を、１：５：０．０５程度とするとよい。

ついで、加工に供するタイヤホイールＷを把持した状態で、タイヤホイール加工用チャック１を搭載した工作機械の主軸を回転駆動し、タイヤホイールＷの加工を行う。

本実施形態のタイヤホイールＷの加工方法は、タイヤホイール加工用チャック１とともにタイヤホイールＷを、例えば２０００ｒｐｍ程度で回転させつつ加工工具であるバイトで切削加工を行う。この加工工程は、本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法、すなわち、図２の水平の中太矢印にて示す中心孔Ｄａの芯出し把持と、図２の水平の大太矢印にて示すリム部Ｌの内面Ｌｃの押圧把持と、図２の上向き小太矢印にて示す開口側リム端Ｌｂ、詳しくは内側段部Ｌｅの押圧把持とを行った状態で、図２に示すように、まず、ディスク部Ｄの外面Ｄｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄのうちの荒加工がなされていない部位（開口側リム端Ｌｂを含む）の荒加工を行う。

ついで、タイヤホイールＷの回転数を小さく、例えば、１５００ｒｐｍ程度とし、ついでリム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する押圧力を低減する。この時、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する押圧力を解除してもよい。

ここで、タイヤホイールＷの回転数を小さくするのは、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する力を低減しやすくするためである。

すなわち、第２把持手段１５には、タイヤホイール加工用チャック１の回転による遠心力が作用するので、リム内面用押圧体１７には、遠心力による径方向内側から外側へ向かう力が加わることになる。したがって、リム内面用押圧体１７には、押出し側シリンダ室２０に供給された作動油による圧力以上の力が径方向内側から外側へ向かって作用する。そのため、タイヤホイールＷの回転数、すなわち、タイヤホイール加工用チャック１の回転数を小さくすることで、リム内面用押圧体１７に加わる遠心力を弱めて、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する力を低減しやすくしている。

なお、タイヤホイールＷの回転数を小さくせずに、単に、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する押圧力を低減するようにしてもよい。この場合、第２把持手段１５に加わる遠心力には、第２把持手段１５のリム内面用押圧体１７の作動力を大きくすることで対応することができる。但し、リム内面用押圧体１７による作動力を大きくするには、ピストン体１８およびシリンダ室１９、ひいては第２取付基体１６などの第２把持手段１５自体の大型化を必要とするので、タイヤホイールＷ、すなわち、タイヤホイール加工用チャック１の回転数を変更することで対応することが最も好ましい。

ついで、タイヤホイールＷ、すなわち、タイヤホイール加工用チャック１の回転数をもとの回転数に復帰するかあるいはもとの回転数より大きくして、ディスク部Ｄの外面およびリム部Ｌの外面Ｌｄの仕上げ加工を行う。

ここで、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する押圧力を低減する前に、タイヤホイールＷの回転数を小さくしなかった場合には、タイヤホイール加工用チャック１の回転数をもとの回転数のままあるいはもとの回転数より大きくして、仕上げ加工を行うとよい。

なお、図２において、本実施形態の加工方法による加工工程ＣＰ０１における荒加工部位を加工に供するタイヤホイールＷに隣接する長い破線にて示してある。また、仕上げ加工部位を短い破線にて長い破線の外側に示してある。

このように本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法によれば、加工に供するタイヤホイールＷの中心孔Ｄａと、リム部Ｌの内面Ｌｃと、リム部Ｌのディスク部Ｄの配設側とは反対側の開口側リム端Ｌｂとの３箇所を把持するので、加工時に、加工に用いる切削工具により、加工に供するタイヤホイールＷに対してリム部Ｌの径方向の外側から内側、および、ディスク部Ｄの軸方向の外側から内側（図３の上から下）に加わる力を、中心孔Ｄａを把持する力と、リム部Ｌの内面Ｌｃを把持する力と、リム部Ｌの開口側リム端Ｌｂを把持する力との３者で受けることができる。

すなわち、本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法によれば、加工時にタイヤホイールＷに外側から加わる全ての力に対向してタイヤホイールＷを支持することができる。

その結果、荒加工の加工代を大きくしても加工部位が弾性変形するのを防止することができる。

また、本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法によれば、加工に供するタイヤホイールＷに対して、ディスク部Ｄの外面およびリム部Ｌの外面Ｌｄのディスク部Ｄの配設側の荒加工と、ディスク部Ｄの外面Ｄｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄの仕上げ加工との両者に用いることができる。

すなわち、本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法によれば、段取り替えせずに、荒加工と仕上げ加工との両者をこの順に実施することができる。

したがって、本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法によれば、荒加工の加工代を大きくして加工時間を短縮することができるので、タイヤホイールＷの生産性の向上および低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法によれば、中心孔Ｄａの把持が、中心孔Ｄａを径方向内側から外側に押圧する芯出し把持であり、リム部Ｌの内面Ｌｃの把持が、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する径方向外側への把持であり、開口側リム端Ｌｂの把持が、リム部Ｌの開口側リム端Ｌｂを軸方向に沿ってディスク部Ｄ側に向かって押圧する軸方向への把持であるので、加工時において、加工に用いる切削工具により、加工に供するタイヤホイールＷに対して外側から内側に加わる力を確実かつ容易に受けることができる。

本実施形態のタイヤホイールＷの加工方法によれば、中心孔Ｄａ、ディスク部Ｄの内面Ｄｂおよびリム部Ｌの内面Ｌｃのそれぞれが仕上げ加工されるとともに、リム部Ｌの外面Ｌｄのうちのディスク部Ｄの配設側とは反対側が荒加工されたものを加工に供するタイヤホイールＷとし、このタイヤホイールＷを本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法により把持し、ついでタイヤホイールＷを回転させつつディスク部Ｄの外面Ｄｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄの残りの部分を荒加工し、ついでディスク部Ｄの外面Ｄｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄを仕上げ加工するので、加工時に、加工に用いる切削工具により、加工に供するタイヤホイールＷに対してリム部Ｌの径方向の外側から内側、および、ディスク部Ｄの軸方向の外側から内側に加わる力を中心孔Ｄａを把持する力と、リム部Ｌの内面Ｌｃを把持する力と、リム部Ｌの開口側リム端Ｌｂを把持する力との３者で受けることができる。

したがって、加工に供するタイヤホイールＷに対してディスク部Ｄの外面Ｄｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄの残りの部分の荒加工と、ディスク部Ｄの外面Ｄｃおよびリム部Ｌの外面Ｌｄの仕上げ加工とを、従来必要であった段取り替えをせずに、１つの工程で行うことができる。その結果、タイヤホイールＷの生産性の向上および低コスト化を図ることができる。

また、本実施形態のタイヤホイールＷの加工方法によれば、荒加工を行った後に、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する押圧力を低減し、ついで仕上げ加工を行うので、仕上げ加工を実行する前に、荒加工により薄肉とされたリム部Ｌに加わる遠心力を小さくして、荒加工した後のタイヤホイールＷに加わる遠心力の影響による変位を除去することができる。その結果、仕上げ加工による加工精度を高く保持することができる。

また、本実施形態のタイヤホイールＷの加工方法によれば、荒加工を行った後に、タイヤホイールＷの回転数を小さくし、ついでリム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する押圧力を低減し、ついでタイヤホイールＷの回転数をもとの回転数に復帰するかあるいはもとの回転数より大きくして仕上げ加工を行うので、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧する押圧力を容易に低減することができるとともに、仕上げ加工を実行する前に、荒加工により薄肉とされたリム部Ｌに加わる遠心力を小さくして、荒加工した後のタイヤホイールＷに加わる遠心力の影響による変位を除去することができる。その結果、仕上げ加工による加工精度を高く保持することができる。なお、タイヤホイールＷがアルミホイールの場合、タイヤホイール加工用チャック１の回転数をもとの回転数より大きくすることにより、仕上げ面の光沢がより増加するので、外観品質の向上に寄与する。

本実施形態のタイヤホイール加工用チャック１によれば、中心孔Ｄａを径方向内側から外側に押圧して芯出し把持する第１把持手段１１と、リム部Ｌの内面Ｌｃを径方向内側から外側に押圧してリム部Ｌを径方向外側へ押圧把持する第２把持手段１５と、リム部Ｌのディスク部Ｄの配設側とは反対側の開口側リム端Ｌｂを軸方向に沿ってディスク部Ｄ側に向かって押圧して開口側リム端Ｌｂを押圧把持する第３把持手段２４とを有しているので、本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法および加工方法を容易に実施することができる。したがって、タイヤホイールＷの生産性の向上および低コスト化を図ることができる。

したがって、本実施形態のタイヤホイールＷの把持方法およびタイヤホイールＷの加工方法ならびにタイヤホイール加工用チャック１によれば、タイヤホイールＷの生産性の向上および低コスト化を図ることができる。

図３および図４は本発明に係るタイヤホイールの加工方法に用いるタイヤホイール加工用把持構造を具備するタイヤホイール加工用チャックの第２実施形態の要部を示す断面図である。

本実施形態のタイヤホイール加工用把持構造を具備するタイヤホイール加工用チャック１Ａは、前述した第１実施形態のタイヤホイール加工用チャック１の第２把持手段１５の変形例を示すものである。

すなわち、図３および図４に示すように、本実施形態のタイヤホイール加工用チャック１Ａの第２把持手段１５Ａは、チャック本体２の上面に着脱自在に取着された環状取付基体３３を有しており、この環状取付基体３３の上面には、複数、本実施形態においては３つのレバーユニット３４（１つのみ図示）が配設されている。これらのレバーユニット３４は、図４に示すように、チャック本体２の軸心から等距離位置において隣位の２つのレバーユニット３４の中心間距離が等しくなるように等角度配置されている。また、各レバーユニット３４は、図３に示すように、チャック本体２の内孔２ａとドローパイプ１０との間に独立して上下動する第２ドローパイプ３５に対してプランジャ４０およびプランジャプレート４１により挟持されて接続される上下動可能なプレート３６と、このプレート３６の上方に水平に設けられた支持軸３７を中心として回動自在に配設されたマスタージョウ３８と、このマスタージョウ３８の先端に着脱自在に取着された把持爪としてのリム内面用押圧体３９とを有している。

本実施形態の第２把持手段１５Ａは、タイヤホイールＷのリム部Ｌの内面Ｌｃを把持する際には、第２ドローパイプ３５を下方へ駆動し、プレート３６を下方に移動すると、プレート３６に設けられたマスタージョウ３８が支持軸３７を中心として図４の反時計方向へ回動し、リム内面用押圧体３９の先端面がリム部Ｌの内面Ｌｃに当接し、タイヤホイールＷのリム部Ｌの内面Ｌｃをリム内面用押圧体３９の外周面で径方向内側から外側に押圧してリム部Ｌの内面Ｌｃを径方向外側へ押圧把持するように形成されている。

なお、第２把持手段１５Ａは、加工に供するタイヤホイールＷのリム部Ｌの幅寸法（軸方向の長さ）および／または形状に応じて異なる寸法および／または形状のものと交換されるようになっている。

その他の構成については、前述した第１実施形態のタイヤホイール加工用チャック１と同様とされているので、前述した第１実施形態のタイヤホイール加工用チャック１と同一ないし相当する構成については図面中に同一の符号を付し、その詳しい説明については省略する。

このような構成からなる本実施形態のタイヤホイール加工用チャック１Ａによれば、前述した第１実施形態のタイヤホイール加工用チャック１と同様の効果を奏することができる。

本実施形態のタイヤホイールの把持方法は、タイヤホイールのディスク部にボルト孔やエアバルブ取付用孔を穿孔加工するに際に用いることができる。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

本発明に係るタイヤホイールの加工方法に用いるタイヤホイール加工用把持構造を具備するタイヤホイール加工用チャックの第１実施形態のタイヤホイールを把持した状態の要部を加工に供するタイヤホイールとともに示す概略断面図 本発明に係るタイヤホイールの加工方法による加工工程を簡略化して示す説明図 本発明に係るタイヤホイールの加工方法に用いるタイヤホイール加工用把持構造を具備するタイヤホイール加工用チャックの第２実施形態の要部を示す図１と同様の図 図３の要部の平面図 一般的なタイヤホイールの一例を示す要部の断面図 従来のタイヤホイールの把持方向および加工方法における第１加工工程を説明する説明図 図６に続く第２加工工程を説明する図６と同様の図 図７に続く第３加工工程を説明する図６と同様の図

符号の説明

１、１Ａ タイヤホイール加工用チャック
２ チャック本体
３ 取付凹部
４ チャック頭部
８ ストッパ
９ 着座面
１０ ドローパイプ
１１ 第１把持手段
１２ 芯出し爪
１３ テーパ部材
１５、１５Ａ 第２把持手段
１６ 第２取付基体
１７、３９ リム内面用押圧体
１８ ピストン体
２４ 第３把持手段
２６ 第３取付基体
２７ リム端用押圧シリンダ
２８ シリンダ本体
２９ ピストンロッド
３０ 当接面
３３ 環状取付基体
３４ レバーユニット
３５ 第２ドローパイプ
３６ プレート
３７ 支持軸
３８ マスタージョウ
ＣＰ０１ 加工工程
Ｗ タイヤホイール
Ｄ ディスク部
Ｄａ 中心孔
Ｄｂ 内面
Ｄｃ 外面
Ｄｄ 内端面
Ｌ リム部
Ｌａ ディスク側リム端
Ｌｂ 開口側リム端
Ｌｃ 内面
Ｌｄ 外面
Ｌｅ 内側段部

Claims (5)

1. 中心孔を備えた円盤状のディスク部と、当該ディスク部の外周に一端が接続された円筒状のリム部とを有するタイヤホイールを把持して回転させつつ切削加工するタイヤホイールの加工方法において、
   前記中心孔、前記ディスク部の内面および前記リム部の内面のそれぞれが仕上げ加工されるとともに、前記リム部の外面のうちの前記ディスク部の配設側とは反対側が荒加工されたものを加工に供するタイヤホイールとし、
   当該タイヤホイールを、加工に供するタイヤホイールの前記中心孔と、前記リム部の内面と、前記リム部の前記ディスク部の配設側とは反対側の開口側リム端との３箇所を把持することにより把持し、
   ついで前記タイヤホイールを回転させつつ前記ディスク部の外面および前記リム部の外面の残りの部分を荒加工し、
   前記荒加工の後に、前記タイヤホイールの回転数を小さくし、ついで前記リム部の内面を径方向内側から外側に押圧する押圧力を低減し、ついで前記タイヤホイールの回転数をもとの回転数に復帰するかあるいはもとの回転数より大きくし、
   ついで前記ディスク部の外面および前記リム部の外面を仕上げ加工することを特徴とするタイヤホイールの加工方法。
2. 前記中心孔の把持が前記中心孔を径方向内側から外側に押圧する芯出し把持であり、前記リム部の内面の把持が前記リム部の内面を径方向内側から外側に押圧する径方向外側への把持であり、前記開口側リム端の把持が前記リム部の開口側リム端を軸方向に沿って前記ディスク部側に向かって押圧する軸方向の把持であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤホイールの加工方法。
3. 前記中心孔の芯出し把持と、前記リム部の内面の押圧把持と、前開口側リム端の押圧把持とをこの順に行うことを特徴とする請求項２に記載のタイヤホイールの加工方法。
4. 請求項１に記載のタイヤホイールの加工方法に用いるタイヤホイール加工用把持構造であって、
   前記中心孔を把持する第１把持手段と、
   前記リム部の内面を把持する第２把持手段と、
   前記開口側リム端を押圧把持する第３把持手段とを有していることを特徴とするタイヤホイール加工用把持構造。
5. 請求項２に記載のタイヤホイールの加工方法に用いるタイヤホイール加工用把持構造であって、
   前記中心孔を径方向内側から外側に押圧して芯出し把持する第１把持手段と、
   前記リム部の内面を径方向内側から外側に押圧して前記リム部を径方向外側へ押圧把持する第２把持手段と、
   前記リム部の前記ディスク部の配設側とは反対側の開口側リム端を軸方向に沿って前記ディスク部側に向かって押圧して前記開口側リム端を押圧把持する第３把持手段とを有していることを特徴とするタイヤホイール加工用把持構造。

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