JPH0356819B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ビレツトから型鍛造作業、プレス拡
大作業および回転しごき作業の組合せによつてタ
イヤを装着する車両用の一体型車輪の製造方法に
関する。

（従来の技術） タイヤを装着する車両用の一体型車輪の製造方
法として、例えば、特開昭52−1348610号公報、
特公昭47−15209号公報、及び、特開昭51−
123769号公報等に記載のものが公知である。

前記特開昭52−134861号公報に記載のもの（以
下、「従来例１」という）は、第４図に示す如く、
金型４０の内径よりも小径の素材４１を、冷間鍛
造により、その鍛造１工程で、内側リム部材４２
と外側リム部材４３と及びホイール取付部材４４
とを成形し、鍛造２工程で、ホイール取付部材４
４に車軸挿入部４５を成形し、鍛造３工程で、外
側リム部材４３をフランジを有する外側リム４６
に成形すると共に、車軸挿入部４５に加工孔４７
を成形し、鍛造４工程で、加工孔４７を軸挿入孔
４８に成形し、鍛造５工程で、外側リム４６の外
側面を成形し、鍛造６工程で、外側リム４６のフ
ランジ寸法決めと、軸挿入孔４８の仕上げを行
い、鍛造７工程で、ホイール取付部材４４の表面
にデザイン成形をし、その後、回転成形ロール４
９により、内側リム部材４２をフレアリングして
フランジを有する内側リム５０に成形し、更に、
総型の成形ロール５１により内側リム５０を仕上
成形するものであつた。

また、前記特公昭47−15209号公報に記載のも
の（以下、「従来例２」と云う）は、円筒形素材
を熱間プレスにより、厚くされた縁部を有する皿
状の準備成形片に成形し、該準備成形片を金型内
で鍛造して、第４図に示すように、簡単な矩形の
リング縁部５２と適当なハブ５３とを有する車輪
デイスクの形に成形し、その後、機械加工により
車輪デイスクの表面を切削加工し、次に、裂開ロ
ーラ５４により、リング縁部５２の外周面を裂開
する。次に軟化焼なましを行い、その後、前記裂
開ローラ５４を半径方向及び軸方向に送つて、裂
開脚部を開く、荒仕上スピニング加工を施す。そ
の後、転圧ローラ５５により中央仕上スピニング
加工を施し、中間焼なましを実施した後、仕上転
圧ローラ５６により仕上スピニング加工を行つ
て、目的とする車輪を成形するものであつた。

また、前記特開昭51−123769号公報に記載のも
の（以下、「従来例３」と云う）は、第４図に示
す如く、円板部５７と厚肉フランジ部５８と薄肉
フランジ部５９とを有する鍛造品６０が通常３回
の型鍛造によつて成形される。

次いで、この鍛造品６０を金型６１に装着せし
め、厚肉フランジ部５８を回転しごき作業によつ
て軸方向外方に延伸加工した後、プレス金型６２
によつて前記延伸加工部分６３を径方向に拡大さ
せ、次いで、仕上げ金型６４に装着してから仕上
げローラ６５によつて加工するものであつた。

（発明が解決しようとする課題） 前記「従来例１」のものは、鍛造で大部分の工
程を処理するため、鍛造の工数が多く、第４図の
例では７工程が必要であつた。

また、冷間鍛造を主体としていること、およ
び、ロール成形でしごき加工（肉厚を減じる加
工）を行つていないため、鍛造で薄肉の素材を作
らなければならないから、鍛造力量は過大とな
り、金型寿命も問題となつていた。

更に、ロール成形は総型でロールに沿わせるだ
けのため、肉厚の修正は不可能であり、また、車
輪の形状が変われば、成形ロールを変える必要が
あり、ロール製作コストが多大であつた。

また、「従来例２」の場合は、鍛造形状が単純
すぎるため、スピニング工程が長くなり、第４図
の例では６工程を要していた。また裂開工程にお
いては、裂開ローラをリング縁部に喰い込ませる
ため、多大の力が必要となり、スピニング装置の
大型化を招いていた。

更に、「従来例３」は、鍛造品４が略リム形状
に相当する薄肉フランジ部３を有するものとして
加工されるものであることから、少なくとも３回
の型鍛造工程が必要となり、工程数が多くしかも
複雑形状の金型の数種類が必要となり、型組み型
ばらし作業等の付帯作業が多く、生産コストが高
くつくという問題がある。

また、回転しごき作業によつて延伸作業におい
て材料を延伸方向にのみ流動させるものであるこ
とから、機械加工率が悪くなり、加工回数が多く
これがひいては工具寿命が短命となるばかりか、
仕上げ加工を施しても製品形状に不揃いが生じ易
くなるという問題がある。

また、スピニングの工程が、円筒型回転しごき
と円錐型回転しごきの２工程に分れ、かつ各工程
の金型が異なるため、その都度加工物を着脱しな
ければならず、作業性が悪かつた。

また、円筒型回転しごきを省略する場合には、
大フランジの大巾な延伸を必要とするため（同公
報第５頁左上欄第17〜20行目参照）、鍛造力量が
過大になると云う問題があつた。

そこで、本発明は、前記各従来例の有する問題
点を解決するためになされたものであつて、鍛造
からスピニングに至る全工程を通じて、工程数を
削減して生産性を高めるようにした、一体型車輪
の製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、型鍛造作業においての鍛造品形状を
シンプルな形状とすることで、鍛造荷重が小さく
ともよく、しかも、金型形状も単純で型交換も少
なくてすみ生産性を向上できるとともに、回転し
ごき加工具による延伸にあつても機械加工率を損
なうことなく少ない加工回数で加工できるように
したものであつて、このため本発明では中心部の
円板部１２と、該円板部１２の外周部に付根部１
３を介して軸方向両側に延出するタイヤ装着用リ
ムフランジ２４とを有する一体型車輪２５の製造
方法において、 型鍛造により、ピレツトを、外周面がストレー
トな厚肉筒状部１４と、該筒状部１４の内周面の
軸方向途中から径内方向に滑らかに延出する付根
部１３及び該付根部１３に続く円板部１２とを有
する鍛造品１０に成形する鍛造工程と、 前記筒状部１４の両端縁部を軸方向両側からプ
レスにより押圧して径外方向に拡開するプレス工
程と、 その後、前記付根部１３の軸方向両端面を一対
の金型１８，１９で挟持し、該金型１８，１９の
外周面は前記リムフランジ２４の内周面形状に成
形されており、該金型１８，１９をその軸心回り
に回転させつつ、前記筒状部１４の外周面の軸方
向中途部に、前記軸心と平行な軸心を有する回転
しごき加工具２０をその径方向に押し付け、 この押し付けに際して、前記加工具２０は軸方
向一方が急斜面の細巾テーパー面２０Ａで他方が
緩斜面の広巾テーパー面２０Ｂとされた山形テー
パーローラを用い、前記押付中は広巾テーパー面
２０Ｂ側に筒状部１４の材料を流動させ、 その後、細巾テーパー面２０Ａ側方向に加工具
２０を移動させて、筒状部１４の軸方向一方を一
方の金型１９の外周面形状に沿つて延伸させるし
ごき作業を行つて、リムフランジ２４の軸方向一
方を成形し、 次に、前記押付位置から、前記しごき作業とは
逆方向に回転しごき加工具を移動させて、筒状部
１４の軸方向他方を他方の金型１８の外周面形状
に沿つて延伸させるしごき作業を行つて、リムフ
ランジ２４の軸方向他方を成形するスピニング工
程とから成る点を特徴とする。

尚、本発明において、軸方向とは、車輪の軸中
心線に沿つた方向を云い、径方向とは、車輪の軸
中心線に直交する直径線に沿つた方向をいう。従
つて、径外方向とは、車輪の軸中心から直径線に
沿つて中心から離れる方向をいう。

（作用） 本発明方法によれば、鍛造工程における鍛造品
の形状が、外周ストレートな厚肉筒状部と円板部
と及び筒状部と円板部とを滑らかに連接する付根
部とからなる極めて単純な形状であるため、鍛造
１工程で該鍛造品を成形することができる。

プレス工程における筒状部端部の拡開は、次工
程の金型挿入を容易とする。また、筒状部端部の
拡開により、リムフランジ端部のＲ（アーム）成
形を容易とする。

スピニング工程においては、回転しごき加工具
を筒状部外周面に押圧する際、一方が急斜面で他
方が緩斜面の山形テーパーローラを用いて押付け
るので、筒状部の材料は緩斜面側に流動する。

そして、流動側とは反対側に前記加工具を移動
させることにより、材料は軸方向一方に延伸さ
れ、小リムフランジが成形される。その後、前記
押付位置から反対方向に加工具を移動させて、流
動側の筒部材をしごき加工することにより、その
材料は前記延伸方向とは反対方向に延伸され、大
リムフランジが成形される。

即ち、回転しごき加工具の押付けに際し、材料
を加工具の緩斜面側に流動させているので、急斜
面側に材料コブは生じない、また緩斜面側も、そ
の斜面は広巾テーパー面であるから、材料は円に
流動して、この側にも材料コブは生じない。従つ
て、加工具の両側には材料コブが生じないので、
その後のしごき加工が容易となり、スピニング工
程は３工程でリムフランジを成形することができ
る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳述す
る。

第１図１はビレツトから型鍛造作業を経て成形
された鍛造品１０を示しており、該鍛造品１０は
中心にボス部１１を有する車輪の円板部１２とこ
の外周縁に外径方向に行くに従い軸方向に拡大さ
れた付根部１３を介して一体に成形された厚肉筒
状部１４とからなり、該厚肉筒状部１４はその外
周面１５が型抜き勾配を有して車輪の軸方向とほ
ぼ平行に成形されている。

而して、前記鍛造品１０は形状がシンプルなこ
とからビレツトより通常１回の型鍛造作業によつ
て成形可能である。

但し、該型鍛造作業は数回の作業で成形するこ
とでもよいが、通常、１回で済ませることができ
る。

第１図２はプレス拡大作業が示されており、該
拡大作業はフレアリング用金型１６，１７によつ
て厚肉筒状部１４の軸方向両端縁１４Ａ，１４Ｂ
をプレスにより径外方向にそれぞれ拡大すること
によりなされる。

即ち、型鍛造された鍛造品１０の軸心を金型１
６，１７の軸心にＸ−Ｘに合致させて装着せし
め、本実施例では上型の可動型である金型１６を
下型の固定型である金型１７に押下げることによ
つて、厚肉筒状部１４の軸方向両端縁１４Ａ，１
４Ｂを径外方向にそれぞれ拡大するのである。

次に、厚肉筒状部１４を車輪のリムフランジ形
状に近い形状にスピニング加工する。

即ち、拡大された鍛造品１０はスピニング用金
型１８，１９の軸心Ｘ−Ｘに合致されて装着さ
れ、該金型１８，１９をその軸心回りに回転させ
ることによつて厚肉筒状部１４が回転しごき作業
される。

つまり、第１図３で示す如く金型１８，１９に
装着された鍛造品１０の厚肉筒状部１４における
外周面１５の軸方向中間部にローラ形で示す回転
しごき用の加工具２０を図示の如く押付け、この
被押付け部２１より押付け状態を確保しながら加
工具２０を軸方向一方に移動させて第１図４で示
す如く厚肉筒状部１４の一方側に車輪のリムフラ
ンジ形状に近い形状に延伸加工するのである。

而して、この延伸加工は加工具２０の押付けＡ
と引続く該加工具２０の第１図４で示す倣い移動
Ｂによりなされ、倣い移動Ｂ中に金型１８，１９
をその軸心回りに回転させることによつて外周面
１５がスピニング加工されることになる。

この押付けＡ作業中、加工具２０の軸方向への
移動Ｂ方向と反対方向に向かつて材料を逃がすこ
とにより、加工具２０による加工効率を損なうの
が防止され次工程の成形を容易にしている。

即ち、加工具２０は細巾テーパー面２０Ａと広
巾テーパー面２０Ｂとからなる押付け部２０Ｃが
形成され、広巾テーパー面２０Ｂが鈍い角度とさ
れて押付け作業中に材料の軸方向への移動Ｂ方向
と反対方向への逃げを容易にすべくされ、次回の
加工部へ材料を逃がせしめ、加工中の効率を向上
させているのである。

次いで、第２図１，２で示す如く本実施例では
別の回転しごき加工具２２の被押付け部２１への
押付けＣと引続く該加工具２２の軸方向への倣い
移動Ｄによつて軸方向他方側のスピニング作業が
なされ、このスピニング作業は金型１８，１９が
そのまま利用できる。

即ち、金型１８，１９をその軸心回りに回転さ
せ、加工具２２の押付け部２２Ｃを被押付け部２
１に押付け、該加工具２２の軸方向への移動Ｄに
よつて延伸加工を施し、ここに、リムフランジ形
状に近い回転しごき作業がなされる。

この加工具２２は前述した加工具２０と同じも
のを利用することもできるが、本実施例では加工
具２０より軸長が短い両テーパー面２２Ａ，２２
Ｂを介して形成される押付け部２２Ｃを有する形
状の加工具２２が採用され、移動Ｄ中は材料はそ
の移動Ｄ方向へ向かつて流動されるようにして延
伸される。

而して、本発明の好適実施例にあつては、スピ
ンドル加工用の金型１８，１９がそのまま利用さ
れて第３図で示す如く仕上げローラで示す加工具
２３によつて最終形状のリムフランジ２４が成形
された一体型車輪２５が製造されるのであり、従
つて、スピニング加工用の金型１８，１９の外面
形状は、リムフランジ２４の内周面形状に適合す
る形状とされている。

（発明の効果） 本発明では型鍛造作業によつて鍛造成形の鍛造
品は、円板部とこの外周縁に径外方向に拡大され
た付根部を介して外周面が車輪の軸方向とほぼ平
行とされた厚肉筒状部とを有する一体成形であ
り、形状がシンプルであることから、鍛造荷重が
小さくてもよく、このことは小型プレスでもよい
ことを意味することから、型製作費が易く、寿命
を長くすることができる。

鍛造形状は「従来例２」でも簡単な形状である
が、従来例２では、裂開スピニング以降７工程を
要する。これに対し、本発明の第１図１の形状に
すること、および、第１図３，４のスピニング加
工によつてはじめて鍛造１工程、スピニング３工
程が可能となる。すなわち、鍛造形状を第１図１
にすることにより、従来例２の裂開およびスピニ
ングの初期段階を省略できる。なお、鍛造荷重
は、被鍛造材の断面積（円盤の面積）とリム部の
厚み（第１図１の15）によつて支配される。従来
例２では、リム部の厚みは無視できるが、断面積
（円盤の外径）が大きいため、鍛造荷重は小さく
はならない。

また、鍛造品の形状を前述のようなシンプルな
形状にしたとしても、厚肉筒状部はその一方を加
工具によつて押付け作業中、加工方向と反対方向
への材料の逃げを許容するので、加工効率が損な
われることがないし、この加工後に反対方向の回
転しごき作業を施すものであることから、スピニ
ング用金型としてはひとつのもので事済み、型交
換作業、工程間の搬送も簡単で工程数が少ないこ
とから生産性を向上させることができる。

なお、ホイールのような量産材では、生産性の
優劣がコストに大きく寄与し、もつとも重要な指
標となる。

すなわち、従来例３とくらべると鍛造工程が少
ないため、リム部の肉厚は厚くなり、その後のス
ピニング工程は従来のスピニング加工法のままで
は、多数の工程が避けられない。しかし、これを
回避できるようにしたのが、本発明の第１図３，
４のスピニング加工法である。すなわち、第１図
３のロール２０のような形状のロールを押付ける
ことにより、素材の材料を軸方向一方に延伸させ
うること、併せて、第１図４の小フランジ成形を
連続して行うことにより、スピニング工程は３工
程で完了できる。

尚、本発明では鍛造後に削り出していた従来例
の如く加工硬化除去のための熱処理が必要でない
ことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例と従来例を示しており、
第１図１は型鍛造された鍛造品の断面図、第１図
２は拡大作業中の断面図、第１図３，４は軸方向
一方の回転しごき作業の工程断面図、第２図１，
２は軸方向他方の回転しごき作業の工程断面図、
第３図は仕上げ工程の断面図、第４図は従来例と
本発明を比較した工程断面図である。 １０……鍛造品、１２……円板部、１４……厚
肉筒状部、１８，１９……スピニング用金型、２
０，２２……加工具、２１……被押付け部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心部の円板部１２と、該円板部１２の外周
   部に付根部１３を介して軸方向両側に延出するタ
   イヤ装着用リムフランジ２４とを有する一体型車
   輪２５の製造方法において、 型鍛造により、ピレツトを、外周面がストレー
   トな厚肉筒状部１４と、該筒状部１４の内周面の
   軸方向途中から径内方向に滑らかに延出する付根
   部１３及び該付根部１３に続く円板部１２とを有
   する鍛造品１０に成形する鍛造工程と、 前記筒状部１４の両端縁部を軸方向両側からプ
   レスにより押圧して径外方向に拡開するプレス工
   程と、 その後、前記付根部１３の軸方向両端面を一対
   の金型１８，１９で挟持し、該金型１８，１９の
   外周面は前記リムフランジ２４の内周面形状に成
   形されており、該金型１８，１９をその軸心回り
   に回転させつつ、前記筒状部１４の外周面の軸方
   向中途部に、前記軸心と平行な軸心を有する回転
   しごき加工具２０をその径方向に押し付け、 この押し付けに際して、前記加工具２０は軸方
   向一方が急斜面の細巾テーパー面２０Ａで他方が
   緩斜面の広巾テーパー面２０Ｂとされた山形テー
   パーローラを用い、前記押付中は広巾テーパー面
   ２０Ｂ側に筒状部１４の材料を流動させ、 その後、細巾テーパー面２０Ａ側方向に加工具
   ２０を移動させて、筒状部１４の軸方向一方を一
   方の金型１９の外周面形状に沿つて延伸させるし
   ごき作業を行つて、リムフランジ２４の軸方向一
   方を成形し、 次に、前記押付位置から、前記しごき作業とは
   逆方向に回転しごき加工具を移動させて、筒状部
   １４の軸方向他方を他方の金型１８の外周面形状
   に沿つて延伸させるしごき作業を行つて、リムフ
   ランジ２４の軸方向他方を成形するスピニング工
   程とから成ることを特徴とする一体型車輪の製造
   方法。