JP4906186B2

JP4906186B2 - 自動車用リムの製造方法

Info

Publication number: JP4906186B2
Application number: JP2000386755A
Authority: JP
Inventors: 喜一清水
Original assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Current assignee: Central Motor Wheel Co Ltd
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: JP2002178075A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車用リムの製造方法に関するもので、より詳しくは、ロードノイズを低減できる自動車用ディスクホイールのリムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用タイヤにおいては、タイヤ内周面とディスクホイールのリム外周面との間で形成される内腔部（閉空間）の気柱共鳴によってロードノイズが悪化することが知られている。これは、タイヤとリムとで形成される前記の内腔部がタイヤの周方向において同一断面積であるため、内腔部の共鳴がタイヤの回転にかかわらず一定となり、常に一定の周波数で同じ方向に加振されるためである。
【０００３】
このロードノイズの悪化を抑制する方法として、リムウェル部に可動式の遮蔽板を複数取り付け、走行時にこの遮蔽板が遠心力により起立して前記の内腔部を区画し、気柱共鳴の共鳴周波数をロードノイズの問題とならないような振動周波数領域へシフトさせてロードノイズの低減を図るようにしたものが特開平１１−２４５６０５号公報に開示されている。これを第１の従来の技術とする。
【０００４】
また、前記の内腔部を区画するための隔壁を複数形成した可撓性リングをタイヤ内部に内挿して、前記と同様にロードノイズを低減させるものが特許第３００３４７８号公報に開示されている。これを第２の従来の技術とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記第１及び第２の従来の技術については、いずれもディスクホイールとは別体に形成した遮蔽板や可撓性リングを取り付けるため、コスト高になる上に、前記第１の従来の技術においては、タイヤ組付時にタイヤが遮蔽板に当り、遮蔽板を破損させるおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、前記の問題を解決することができるリムを容易に製造することができる自動車用リムの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の第１の発明は、素管から自動車用リムを製造する方法において、リムの中間素管を径方向の内側から外側へ押し出して、中間素管の全体形状及びレッジ部の周方向に適宜間隔を有して複数、かつ、気柱共鳴低減のための凸部を形成する凸部成形工程を含むことを特徴とするものである。
請求項２記載の第２の発明は、前記第１の発明において、前記凸部を、前記レッジ部の周方向に１８０度離れた位置に２個対向して形成することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３記載の第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記凸部成形工程を、リムの中間素材の内外に凸部成形用の成形型を配置し、その内型をリムの径方向の外側へ移動して、プレス成形により前記の凸部を成形するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４記載の第４の発明は、前記第１又は第２又は第３の発明において、前記凸部成形工程後に、リムの最終形状の成形を行うようにしたものである。
【００１０】
請求項５記載の第５の発明は、前記第１乃至第４の何れか１の発明において、前記凸部成形工程後の前段において、１対の成形ロールを用いてリム全幅に亘って所定の形状に予備成形することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６記載の第６の発明は、前記第１乃至第５の何れか１の発明において、前記凸部成形工程の前段のフレアー成形と予備成形を１回のプレス成形にて行うことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図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。
【００１３】
先ず、本発明の製造方法により製造されるリムについて説明する。
【００１４】
図１は本発明により製造されたリムにタイヤを組み付けた状態の縦断面図で、リム１の内側にディスク２が嵌合固着された２ピースタイプのホイールにおいて、そのリム１の外周にタイヤ３が組み付けられている。該リム１の外周面とタイヤ３の内周面との間に密閉された空腔部４が形成されている。
【００１５】
前記リム１の形状について図２乃至図５により説明する。
【００１６】
リム１のレッジ部５には、その周方向に適宜間隔を有して凸部６が形成されており、該凸部６はリム自体を部分的に外方（径方向の外側）へ押し出して形成されている。ここにレッジ部５とは、図６に示すような、タイヤ３が嵌合される両ビートシート部７，８とディスク２が嵌合固定されるドロップ部９を除く部分であり、図６のＤの範囲に示す部分をいう。
【００１７】
また、前記凸部６の頂部はリムの軸芯を中心とする略真円に形成され、更に、前記凹部１０はリムの軸芯を中心とする略真円に形成されている。
【００１８】
前記のように凸部６を周方向に部分的に形成することにより、レッジ部５に周方向、すなわちタイヤの回転方向に、前記の凸部６と該凸部６以外の部分で形成される凹部１０とが交互に形成される。
【００１９】
前記凸部６と凹部１０は、タイヤ３とリム１で囲まれた前記空腔部４の周方向での断面積が、凸部６と凹部１０とにおいて相対的に２％以上、望ましくは略２．５％変化するように形成する。すなわち、空腔部４の周方向での断面積が凸部６において、凹部１０より２％以上、望ましくは２．５％減少するように形成されている。
【００２０】
また、前記凸部６はリム１の周方向に所望数設けるものであるが、図の実施例のように、リム１のレッジ部５を周方向に４等分し、その１／４の範囲毎に凸部６と凹部１０を交互に配置し、２個の凸部６が１８０度離れて対向し、２個の凹部１０が１８０度離れて対向するように配置することが望ましい。
【００２１】
前記のようにリム１のレッジ部５に凹凸を形成して空腔部４の断面積を周方向、すなわちタイヤの回転方向に変化させることにより、走行時のタイヤ３の回転により、前記凸部６が位置する部分でのタイヤ３の接地と、前記凹部１０が位置する部分でのタイヤ３の接地が交互に行われて、接地部での空腔部４の断面積がタイヤの回転に伴って変化し、その結果、気柱共鳴の共鳴周波数をロードノイズの問題とならないような振動周波数領域へシフトさせることができるとともに加振方向も変化させることができる。
【００２２】
前記の凸部６と凹部１０を図の実施例の位置に配置するとともに、前記空腔部４の断面積が周方向において２．５％変化するようにしたホイールを使用して実験した結果、ロードノイズが発生する周波数２００〜３００Ｈｚにおいてロードノイズを３〜６ｄＢ低減できた。
【００２３】
次に、前記の凸部６を形成したリム１の製造方法について説明する。
【００２４】
図７は本発明のリムの製造方法の第１実施例を示す。
【００２５】
図７（Ａ）は加工工程を示し、（Ｂ）はその加工工程により形成されたリムの形状を示す。
【００２６】
図７（Ａ）において、先ず金属製のリムの素管１Ａを用意する。該素管１Ａは所定径で両端２０，２１が開口している。
【００２７】
次に、第１工程▲１▼として前記素管１Ａの両端２０，２１から、フレア成形型３０，３１を矢印方向へ圧入して両端部にフレア２２，２３を成形した第１の中間素管１Ｂを得る。
【００２８】
次に、第２工程▲２▼として前記第１の中間素管１Ｂを内外からなる１対の第１ロール３２，３３により予備成形して第２の中間素管１Ｃを得る。この予備成形は、後工程で成形されるフランジ部、ハンプ部、レッジ部、ドロップ部などを図７（Ｂ）▲２▼に示すような所定の形状に予備成形するもので、これは後工程での形状確保と板ひけを防止するためのものである。
【００２９】
次に、第３工程▲３▼として、前記予備成形された第２の中間素管１Ｃに前記の凸部６をプレス成形によって形成する。この工程を凸部成形工程とする。なお、この工程において、凸部６以外の部分も必要により成形する。
【００３０】
この第３工程で使用する成形型を図８及び図９に示す。この成形型は、環状の外型３４と環状の内型３５とからなる。また、外型３４と内型３５は、図９に示すように、夫々放射状に分割されて複数個の分割型３４ａ，３５ａからなる。この分割数は２〜１４とすることが望ましく、図の例では８分割されている。更に、外型３４の分割型３４ａは夫々径方向（図８の矢印Ｅ−Ｆ方向）に移動可能に設けられているとともにこの移動を行うために駆動手段（図示せず）が設けられている。該外型３４の内面には、前記凸部６を成形するための凹型面３６とその他所望の型面が形成されている。
【００３１】
また、前記内型３５の分割型３５ａも夫々径方向（図８の矢印Ｇ−Ｈ方向）に移動可能に設けられている。該内型３５の外面には前記凸部６を成形するための凸型面３７とその他所望の型面が形成されている。該内型３５の中心部には、軸方向の一方が縮径する円錐型の穴３８が形成され、内型３５の各分割型３５ａの内面がテーパ面３９に形成されている。
【００３２】
前記内型３５の穴３８の位置には、内型３５と同軸で昇降移動するカム４０が配置されており、該カム４０が図示しない駆動手段により昇降するようになっている。該カム４０の先部は前記テーパ面３９のテーパ角に沿ったテーパ面からなる押し面４１が形成され、該カム４０を矢印Ｉ方向へ移動することにより押し面４１が内型３５の各分割型３５ａを径方向の外側へ押し移動するようになっている。
【００３３】
前記の成形型を使用して、第３工程▲３▼を行うには、先ず、外型３４の分割型３４ａを矢印Ｆ方向へ移動して外型３４を拡径するとともに内型３５の分割型３５ａを矢印Ｇ方向へ移動して内型３５を縮径しておく。そして、この外型３４と内型３５の間に前記第２工程▲２▼で成形された第２の中間素管１Ｃを介在して外型３４と内型３５の各分割型３４ａを矢印Ｅ方向へ移動して第２の中間素管１Ｃをクランプする（図８における左側の状態）。
【００３４】
次に、カム４０を矢印Ｉ方向に下降する。この下降により、該カム４０の押し面４１が内型３５における各分割型３５ａのテーパ面３９に係合摺動し、カム４０の軸方向荷重の分力により内型３５の各分割型３５ａが径方向の外側（矢印Ｈ方向）へ押し移動される。このように内型３５が押し移動されると、図８の右側に示すように、その内型３５に形成した凸型面３７によって前記第２の中間素管１Ｃにおけるレッジ部の一部が径方向の外側へ押し出し（張り出し）加工され、前記の凸部６が成形されて第３の中間素管１Ｄがプレス形成される。この第３工程により成形された凸部６及びその周辺の形状を図１０に示す。
【００３５】
このように凸部６を径方向の外側へ加工することにより、材料の軸方向の動きがほとんどなくなり、リム幅方向の変動がわずかですむ。
【００３６】
例えば図１１に示すように、内型として内上型４２と内下型４３を用いるとともにこの内上型４２に凸型面４４を形成し、前記と同様の外型３４で第２の中間素管１Ｃをクランプした後に内上型４２を図１１の矢印に示すように軸方向に移動して、凸型面４４の軸方向移動により凸部６を加工すると、図１２に示すように材料と凸型面４４の接線角θが大きくなって摩擦抵抗が大きくなり、材料が軸方向に押されて図１２のβで示すような座屈を生じる。このような座屈が生じると、リム幅の変動が大きく、またフランジ幅が狭くなって規格外れとなる。また、狭くなる分を見込んで材料幅を広くしなければならず不経済になる問題がある。
【００３７】
これに対し、本発明の実施例のように、凸部６を径方向にプレス加工することにより、材料を引っ張る引っ張り加工となり、前記の問題を解消することができる。
【００３８】
また、凸部６の加工方法として、凸部６以外のレッジ部分を外周面側から内周面側へ凹加工することも考えられるが、この加工は、いわゆる圧縮加工となり、一般的な張り出し加工と比較してその加工が困難である。そのため、本発明の実施例においては、凸部６をレッジ部５の内側面から外側面へ凸加工する張り出し加工として凸部６の加工を容易にしたものである。
前記の凸部成形工程後に次の工程によりリムの最終形状の成形を行う。
【００３９】
第４工程▲４▼として、内外からなる一対の第３ロール４５，４６により、前記第３工程で成形された第３の中間素管１Ｄのビードシート部、ハンプ部、ドロップ部の形状加工及びフランジ部のカール加工を行い、リム全幅に亘って所定の形状に予備成形し、第４の中間素管１Ｅを成形する。この第４工程▲４▼により成形された形状を図１３に示す。図１３において、５はレッジ部、７，８はビードシート部、９はドロップ部、２４はハンプ部を示す。
【００４０】
この第４工程▲４▼を行うのは、前記第３工程▲３▼では、主にレッジ部５における凸部６の凸加工が行われ、図１４に示すように、前記第３工程▲３▼で成形される凸部６の線長Ｌ₁がレッジ部５の線長Ｌ₂よりも長く（約１０％長く）なり、他の部位より加工度が大きくなるとともに他の部位の形状は保証されていないため、凸部６以外の部位の形状を整えるものである。
【００４１】
次に、第５工程▲５▼として図７（Ａ）▲５▼に示すように、割型からなる内型４７の外周に前記第４の中間素管１Ｅを配置し、テーパ状のカム４８，４９を図の矢印方向へ移動して内型４７を径方向の外側へ押圧し、第４の中間素管１Ｅを内側から外側へ拡径して所定の寸法、振れ精度に成形する。この第５工程▲５▼は従来のリム成形と同様である。この第５工程▲５▼の終了により、図７（Ｂ）▲５▼に示すように、前記図１〜図５に示すような凸部６を形成したリム１が得られる。
【００４２】
次に、前記の凸部６を形成したリム１の他の製造方法について図１５により説明する。
【００４３】
本第２実施例は、前記図７に示す第１実施例の第１工程▲１▼と第２工程▲２▼を１つの工程で行うようにしたものである。
【００４４】
図１５の（Ａ）は加工工程を示し、（Ｂ）はその加工工程により形成されたリムを示す。
【００４５】
図１５（Ａ）において、先ず金属製のリムの素管１Ａを用意する。該素管１Ａは所定径で両端２０，２１が開口している。
【００４６】
次に、第１工程▲１▼として前記素管１Ａの開口両端２０，２１から成形型５０，５１を素管１Ａの軸方向に矢印の如く圧入して前記第１実施例における図７（Ｂ）▲２▼と略同形状の第１の中間素管１Ｆをプレス成形により予備成形する。すなわち、フランジ部、ハンプ部、レッジ部、ドロップ部を予備成形するとともに、同時にフランジ部のＲ加工を行う。また、この成形は、図１５（Ａ）▲１▼に示すように、素管１Ａを、その開口両端２０，２１が上下に向くように配置し、上側の成形型５０と下側の成形型５１とで成形することが望ましい。また、当然ながら両成形型５０，５１の外周型面は、前記第１実施例における図７（Ｂ）▲２▼の形状と同等の形状を形成できる型面に形成されている。そして、両成形型５０，５１により前記素管１Ａを径方向の外側へ押し出して素管１Ａの材料が引っ張り加工されるように形成するようになっている。
【００４７】
この第１工程▲１▼は、素管１Ａの軸方向加工であっても、加工傾斜角が小さいため、摩擦抵抗も少なく、シワ、肉ひけもなく、均一に加工することができる。
【００４８】
次に、第２工程▲２▼として、前記第１の中間素管１Ｆを、前記第１実施例における図７（Ａ）に示す第３工程▲３▼と同様の外型３４と内型３５とカム４０を用いて同様の成形方向によりプレス加工し、前記第１実施例における図７（Ｂ）▲３▼と同形状の第２の中間素管１Ｇを得る。この第２工程▲２▼においても前記と同様に、材料を引っ張る引っ張り加工となる。
【００４９】
次に、第３工程▲３▼として、前記第２の中間素管１Ｇを前記第１実施例における図７（Ａ）に示す第４工程▲４▼と同様の内外からなる一対の第３ロール４５，４６を用いて同様の成形方法により加工し、前記第１実施例における図７（Ｂ）▲４▼と同形状の第３の中間素管１Ｈを得る。
【００５０】
次に、第４工程▲４▼として、前記第３の中間素管１Ｈを、前記第１実施例における図７（Ａ）に示す第５工程▲５▼と同様の内型４７とカム４８，４９を用いて同様の成形方法により加工し、前記第１実施例における図７（Ｂ）▲５▼と同形状のリム１を得る。
【００５１】
本第２実施例の製造方法においては、▲１▼▲２▼の工程がプレス成形を主としているため、基本的には材料を引っ張る引っ張り加工である。
【００５２】
従来のリムの製造方法において、ロール成形でリムを製造するものにおいては、図１６に示すように素管の材料を、その素管（中立線）を基準に圧縮側Ｋと引っ張り側Ｌの両方に加工をしている。
【００５３】
これに対し、前記第２実施例においては、図１７に示すように、▲１▼▲２▼の加工が全て引っ張り側Ｌへの引っ張り加工であるため、前記圧縮と引っ張りの両加工を行うものに比べて材料を低減することができ、リムの軽量化とコスト低減を図ることができる。例えばリムサイズ１５×６で約１０％の材料低減が可能になる。
【００５４】
また、本第２実施例においては、前記第１実施例（図７）における第１工程▲１▼と第２工程▲２▼を図１５（Ａ）▲１▼に示す１つの工程で行うことができるため、前記第１実施例（図７）の製造方法に比べて加工工程が１工程少なくてよく、製造の効率化を図ることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、ロードノイズを低減する凸部をリムに形成するに当り、その凸部を容易に成形することができる。
【００５６】
また、請求項３記載の発明のように、内型をリムの径方向の外側へ移動して凸部を成形することにより、リムの軸方向への材料の動きがほとんどなくなり、リムの軸方向の長さの変動がわずかですむ。すなわち、仮に、型をリムの軸方向に移動して凸部を成形するようにすると、リムの軸方向への材料の動き量が多くなり、その分、リムの管素材の幅方向長を広くしなければならず不経済になるが、本発明のようにリムの径方向への加工によって凸部を成形すると、リムの幅方向の長さの変動がわずかになり、前記の軸方向加工に比べて製品コストの低減とリムの軽量化を図ることができる。
【００５７】
また、前記のように凸部を成形すると、この凸部での加工度が大きいことから、他の部位の形状が変化するおそれがある。そこで、請求項４記載のように、凸部を成形した後に、リムの最終形状の成形を行うと、振れ精度、寸法精度の高い最終形状が得られる。
【００５８】
また、請求項５の発明のように凸部成形工程の前段において１対の成形ロールを用いてリム全幅に亘って所定の形状に予備成形するので、後工程である凸部成形工程において、形状確保の容易さと板ひけ防止が効果的に達成される。
請求項６の発明のように、凸部成形工程の前段のフレアー成形と予備成形を１回のプレス成形で行う場合には、請求項５の発明に比べて製造工程の短縮が可能である。また、このプレス成形が引っ張り加工となるので材料の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により成形されたリムにタイヤを組み付けた側面図。
【図２】図１に示すリムの斜視図。
【図３】図２に示すリムの側断面図。
【図４】図２に示すリムの正面図。
【図５】図１におけるＡ−Ａ線断面図。
【図６】リムのレッジ部を説明する側断面図。
【図７】本発明の製造方法の第１実施例を示すもので、（Ａ）は加工工程図、（Ｂ）は（Ａ）の加工によるリムの断面形状を示す図。
【図８】図７における第３工程▲３▼を説明する成形型の拡大側断面図で、左半面は成形前の状態、右半面は成形後の状態を示す。
【図９】図８における成形型の平面図
【図１０】図７における第３工程▲３▼で成形されたリムの拡大断面図。
【図１１】本発明と比較するための成形型を示す側断面図で、左半面は成形前の状態、右半面は成形後の状態を示す。
【図１２】図１１の成形型により成形する場合の説明図。
【図１３】図７の第４工程▲４▼で成形されたリムの側断面図。
【図１４】図７の第３工程により成形された凸部とレッジ部との長さを説明する側断面図。
【図１５】本発明の製造方法の第２実施例を示すもので、（Ａ）は加工工程図、（Ｂ）は（Ａ）の加工によるリムの断面形状を示す図。
【図１６】従来のリムの成形を説明するリムの側断面図。
【図１７】本発明のリムの成形を説明するリムの側断面図。
【符号の説明】
１リム
１Ａ素管
１Ｂ〜１Ｈ中間素管
５レッジ部
６凸部
３４，３５成形型
３７凸型面

Claims

素管から自動車用リムを製造する方法において、リムの中間素管を径方向の内側から外側へ押し出して、中間素管の全体形状及びレッジ部の周方向に適宜間隔を有して複数、かつ、気柱共鳴低減のための凸部を形成する凸部成形工程を含むことを特徴とする自動車用リムの製造方法。
前記凸部を、前記レッジ部の周方向に１８０度離れた位置に２個対向して形成することを特徴とする請求項１記載の自動車用リムの製造方法。
前記凸部成形工程を、リムの中間素材の内外に凸部成形用の成形型を配置し、その内型をリムの径方向の外側へ移動して、プレス成形により前記の凸部を成形するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の自動車用リムの製造方法。
前記凸部成形工程後に、リムの最終形状の成形を行うようにした請求項１又は２又は３記載の自動車用リムの製造方法。
前記凸部成形工程後の前段において、１対の成形ロールを用いてリム全幅に亘って所定の形状に予備成形することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の自動車用リムの製造方法。
前記凸部成形工程の前段のフレアー成形と予備成形を１回のプレス成形にて行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の自動車用リムの製造方法。