JPH06182471A - 自動車用ホイールの成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 マンドレルとテールストックとの間にリムと
なる材料を一度挟持したままで、肉厚の大きい外縁フラ
ンジ部を容易に成形することができる自動車用ホイール
の成形方法を提供する。 【構成】 スピニングローラによって、成形材料５をマ
ンドレル２の成形型部１に押圧するスピニング工程と、
上記成形型部１に対向させられる周壁部10と、上記マン
ドレル２の回転軸に略直角方向に伸びる側壁部11とを有
する増肉ローラ９によって、上記成形材料５の周縁部８
を増肉変形させて自動車用ホイールリムの外縁フランジ
部12を形成する増肉工程と、を自動車用ホイールの成形
方法に含ませる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、自動車ホイールの成
形方法に関し、詳しくは、自動車ホイールのリムの成形
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ホイールは、車体の重量をはじ
め、走行時には駆動力や制動力、さらには自動車の走行
によって生じる様々な荷重を受けつつ高速で回転する。
すなわち、上記ホイールは、自動車の部品のうちでも特
に過酷な条件のもとで機能させられるとともに外観デザ
インも重要視される部品である。

【０００３】上記ホイールは、一般的に、外周部にタイ
ヤが套嵌されるリムと、このリムの内周部に設けられる
ディスクとを備えて構成されており、上記ディスクの中
心部近傍において、複数のボルトによって車軸に組み付
けられるように構成されている。

【０００４】上記ホイールの成形方法には、鋳造法によ
って上記ディスクとリムとを一体成型する方法や、スピ
ニング加工によって上記リムをディスクと別途に成形
し、鋳造法等によって形成されたディスクに接合する方
法等がある。

【０００５】上記鋳造法においては、溶かした鋼材また
は軽合金材を鋳型に注入してホイール全体を成型するこ
とにより、上記ディスクとリムとを同時に成形する。こ
の鋳造法においては、所定の箇所の肉厚をあらかじめ設
定することができるため、強度的に確実なホイールを形
成できる。

【０００６】しかし、上記鋳造法においては、鋳造用鋳
型が必要であり、さらには、成形材料を融解する工程が
必要であるため、設備が大がかりになるとともに製造コ
ストがかかる。

【０００７】また、鋳造法においては、鋳造技術的な面
で肉厚を薄くすることが困難であるため、軽量化が困難
である。

【０００８】このため、上記ディスクのみを鋳造法によ
って成形するとともに、上記リムをスピニング加工等に
よって成形し、これら二つを接合するという方法が多く
採用されている。

【０００９】上記スピニング加工は、外周にスピニング
用成形型部を有するマンドレルの端面と、この端面に対
向させられるテールストックとの間に、円板状の成形材
料を挟持することにより行われる。挟持された成形材料
は、上記マンドレルとテールストックによって回転させ
られるとともに、上記成形型部に沿って移動させられる
スピニングローラによって成形型部に転圧され、この成
形型部に沿った形状に成型される。

【００１０】上記スピニング加工では、板状の成形材料
を上記スピニングローラによって転圧成形するため、肉
厚の薄いリムを形成することができる。

【００１１】したがって、上記スピニング加工によって
成形したリムと、上記鋳造法によって成形したディスク
とを接合する方法によると、デザイン的にも自由が効
き、また軽量化を図りやすいという利点がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記リムの
外縁部には、半径方向外方に曲折して伸びる外縁フラン
ジ部が形成されている。この外縁フランジ部は、タイヤ
を固定する重要な役割を果たすとともに、上述したよう
な走行時の様々な荷重がかかる部位でもある。したがっ
て、上記外縁フランジ部の肉厚を大きく設定することが
望ましい。

【００１３】しかし、上記スピニング加工では、リムの
肉厚を小さくすることはできても、大きくすることはき
わめて困難である。このため、たとえば、特公平３‐６
７７７３号公報に開示されている方法が提案されてい
る。

【００１４】上記公報に記載されている方法において
は、まず、円板状のアルミ合金展伸材からなる成形材料
の周縁部をプレス等で折り曲げて環状のリム部を形成す
る。そして、環状突起を有するマンドレルとテールスト
ックとの間に上記成形材料を挟持して回転させるととも
に、上記スピニングローラを、上記リム部を押圧しなが
ら上記環状突起に向かって回転軸方向に移動させる。こ
れにより、上記成形材料が上記環状突起側へ塑性的に集
められ、上記リム部の端縁に半径方向外方に延出する厚
肉の外縁フランジ部が形成される。

【００１５】上記公報に開示された成形方法によれば、
冷間塑性加工のみで外縁フランジ部に厚みを持たせるこ
とができるため、上述のような鋳造法に係る鋳型を必要
とせず、融解工程も不要になるため、製造コストが下が
る。

【００１６】一方、上記方法においては、リム部の材料
を塑性的にその端縁に集めて外縁フランジ部の肉厚を増
加させているため、あらかじめリム部の厚さを確保して
おかないと、外縁フランジ部の肉厚を増加させることに
より上記リム部が薄くなりすぎ、強度上の問題が生じや
すい。

【００１７】このため、上述したように、前工程で環状
のリム部をプレス等で形成する必要があるが、そうする
と、成形型が複数必要になるとともに、材料をいちいち
はずしてマンドレルに取り付けなおさなければならない
という問題が生じる。

【００１８】また、上記方法においては、上記リム部の
外縁フランジ部を増肉させるため、複雑な形状の環状突
起を必要とし、マンドレルの製作が非常に面倒である。

【００１９】しかも、上記リム部における材料を外縁フ
ランジ部に集めなければならないため、マンドレルの外
周部に設けられる成形型部の形状が自ずと制約される。
したがって、リム部の形状もデザイン的に制約を受けや
すい。

【００２０】さらには、上記スピニングローラによる転
圧を複数回往復しないと、上記外縁フランジ部を所望の
厚さにすることが困難であるとともに、上記スピニング
ローラを転圧するためにかなりの力を要し、製造装置が
大がかりなものとなる。

【００２１】本願発明は、上述の事情のもとで考えださ
れたものであって、マンドレルとテールストックとの間
にリムとなる材料を一度挟持したままで、肉厚の大きい
外縁フランジ部を容易に成形することができる自動車用
ホイールの成形方法を提供することをその課題とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本願発明は、上述の課題
を解決するため、次の手段を講じている。すなわち、本
願発明は、外周にスピニング用成形型部を有するマンド
レルの端面と、上記端面に対向させられるテールストッ
クとの間に円板状の成形材料を挟持して行われる自動車
用ホイールの成形方法であって、上記成形型部に沿って
移動させられるスピニングローラによって、上記成形材
料を上記成形型部に押圧するスピニング工程と、上記成
形型部に対向させられる周壁部と、上記マンドレルの回
転軸に対して略直角方向に伸びる側壁部とを有する増肉
ローラを、上記マンドレルの半径方向内方へ移動させる
ことによって、上記成形型部の内端部ないしこの内端部
から半径方向外方へ立ち上がる内端面と、上記増肉ロー
ラの周壁部ないし側壁部との間で、上記成形材料の周縁
部を増肉変形させてホイールリムの外縁フランジ部を形
成する増肉工程とを含むことを特徴としている。

【００２３】

【発明の作用および効果】本願発明の自動車用ホイール
の成形方法においては、スピニング工程と増肉工程とを
含んでいる。

【００２４】上記スピニング工程においては、まず、外
周にスピニング用成形型部を有するマンドレルの端面
と、この端面に対向させられるテールストックとの間
に、円板状に切り出された成形材料を挟持する。そし
て、上記マンドレルとテールストックによって上記成形
材料を回転させるとともに、上記成形型部に沿って移動
させられるスピニングローラによって、上記成形材料を
上記成形型部に押圧する。これにより、成形材料は、上
記成形型部の形状に成型される。

【００２５】一方、上記増肉工程においては、上記成形
型部に対向させられる周壁部と、上記マンドレルの回転
軸に対して略直角に伸びる側壁部とを備える増肉ローラ
を、上記マンドレルの半径方向内方へ移動させる。

【００２６】これにより、上記成形材料の周縁部は、上
記成形型部の内端部ないしこの内端部から半径方向外方
へ立ち上がる内端面と、上記増肉ローラの周壁部ないし
側壁部との間において上記マンドレルの軸直角方向に圧
縮され、厚み方向に増肉変形させられる。そして、上記
増肉ローラとマンドレルによって囲まれた空間の形状に
対応した外縁フランジ部が形成される。これにより、自
動車ホイールのリムの外縁フランジ部が所定の厚みをも
って成形される。

【００２７】このように、本願発明においては、成形材
料を上記マンドレルとテールストックとの間に一旦挟持
するだけで上記成形材料がリムの形状に成形されるまで
一度も取り外す必要がない。

【００２８】また、増肉工程においては、円板状の成形
材料の直径を大きく設定することにより、増肉変形させ
るための材料を十分確保することができる。このため、
スピニング工程において上記成形型部に沿って成型され
る部位の厚みが薄くなることはない。

【００２９】しかも、上記増肉工程は、成形材料の周縁
部を圧縮して増肉させるものであるため、スピニング工
程において上記成形型部に沿って成型される部位の形状
がデザイン的に制約されることがない。

【００３０】また、従来例のように、スピニングローラ
によって成形材料を塑性的に上記外縁部に集めるもので
はない。このため、マンドレルの製作が容易になるとと
もに、装置が大がかりになることもない。

【００３１】また、上記外縁フランジ部の形状は、上記
増肉ローラの周壁部ないし側壁部の形状と、上記成形型
部の内端部ないしこの内端部から半径方向外方へ立ち上
がる内端面の形状とを変化させることにより、所望の形
状に成形することができる。このため、上記外縁部の形
状および厚みを自由に設定できる。

【００３２】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を、
図面を参照しつつ具体的に説明する。本実施例に係るホ
イールの成形方法においては、リムをスピニング工程に
よって形成するとともに、上記リムの外縁フランジ部を
増肉工程によって形成する。

【００３３】上記スピニング工程は、図１に示すよう
に、外周にスピニング用成形型部１を有するマンドレル
２の端面３と、この端面３に対向させられるテールスト
ック４との間に、アルミ合金展伸材を円板状に切り出し
た成形材料５を挟持することにより行われる。

【００３４】本実施例に係るマンドレル２は、図示しな
い駆動装置によって軸を中心に回転させられる。上記マ
ンドレル２は、略円錐台形状に形成されており、その外
周に上記成形型部１が形成されている。

【００３５】上記テールストック４は、上記マンドレル
２との間に軸方向動させられて材料を挟持するととも
に、マンドレル２とともに回転させられるように構成さ
れている。

【００３６】そして、図１の仮想線に示すように、上記
マンドレル２とテールストック４によって上記成形材料
が回転させられるとともに、上記成形型部１に沿って移
動させられるスピニングローラ６によって上記成形材料
が上記成形型部１に押圧される。

【００３７】上記スピニングローラ６は、金属で形成さ
れた円板状をしており、図１に示すように、回転しなが
らその外周部で上記成形材料を上記マンドレルの成形型
部に押圧するように構成されている。

【００３８】これにより、図２に表れているように、上
記成形型部１に押圧された成形材料５は、上記成形型部
１に沿って曲折されて環状のタイヤ套嵌部７が形成され
る。また、本実施例においては、上記スピニング工程に
おいて、成形材料５の端縁８が半径方向外方に延出させ
られる。

【００３９】上記増肉工程は、図２に表れているよう
に、成形材料５が上記マンドレル２とテールストック４
とに挟持して行われるスピニング工程に連続して行われ
る。この増肉工程においては、上記スピニングローラに
替えて増肉ローラ９が用いられる。

【００４０】上記増肉ローラ９は、図４に示すように、
上記成形型部１に対向させられる周壁部１０と、上記マ
ンドレル２の回転軸に対して略直角方向に伸びる側壁部
１１とを備えており、上記スピニング工程において半径
方向外方へ延出させられた成形材料５の端縁８に向かっ
て軸方向内方へ移動させられる。本実施例においては、
増肉ローラ９は、上記マンドレル２の軸直角方向内方へ
移動するように構成されている。

【００４１】本実施例に係る周壁部１０は、上記マンド
レル２の軸と略平行に形成されており、上記周壁部１０
と側壁部１１とは、カーブをもって滑らかに連続させら
れている。

【００４２】図３および図５に示すように、上記スピニ
ング工程によって成形された上記端縁８に向かって上記
増肉ローラ９を移動させると、上記端縁８は、半径方向
内方へ押圧されて、マンドレルの軸方向の厚さが増加さ
せられるとともに、成形型部の上記内端部１３ないし内
端面１４と、増肉ローラ９の上記周壁部１０ないし側壁
部１１によって形成される空間の形状に対応して変形さ
せられ、マンドレル２の軸方向に増肉させられる。これ
により、リムの外縁フランジ部１２が所定の厚みをもっ
て成形される。

【００４３】このように、本願発明においては、成形材
料５を上記マンドレル２とテールストック４との間に挟
持したままで、リムの形状として完成するまでマンドレ
ルから一度も取り外す必要がない。

【００４４】また、上記増肉工程においては、上記成形
材料５の直径を大きく設定するだけで、外縁フランジ部
を増肉するための材料を十分確保することができる。こ
のため、スピニング工程において上記成形型部１に沿っ
て成型される部位の厚みが薄くなることはない。

【００４５】また、スピニング工程は、成形材料５を上
記成形型部１に沿ってリムの形状に成型するのみであ
り、上記端縁８を増肉させて外縁フランジ部を形成する
工程とは別工程になっている。このため、上記成形型部
１に沿って成型される部位の形状がデザイン的に制約さ
れることがない。

【００４６】また、従来例のように、成形材料５の内側
にある材料を塑性的に上記端縁８に集めるというもので
はない。このため、マンドレル２の製作が容易になると
ともに、大がかりな装置を設ける必要がない。

【００４７】また、上記外縁フランジ部１２の形状は、
上記増肉ローラ９の周壁部１０ないし側壁部１１の形状
と、上記成形型部１の内端部１３ないしこの内端部１３
から半径方向外方へ立ち上がる内端面１４の形状とを変
化させることにより、所望の形状に成形することができ
る。このため、上記外縁フランジ部１２の形状および厚
みが自由に設定できる。

【００４８】すなわち、本願発明を採用することによ
り、作業工程の単純化、および作業時間の短縮を図るこ
とができるとともにリムのデザインを向上させ、さら
に、製造コストを低減させることができる。

【００４９】なお、本願発明は、上記実施例に限定され
ることはない。本実施例においては、上記増肉ローラ９
をマンドレル２の軸直角方向内方へ移動できるように構
成したが、これに限定されることはなく、半径方向内方
へ斜めに移動させることもできる。

【００５０】また、本実施例においては、成形材料５に
アルミ合金展伸材を用いたが、他の素材を使用すること
もできる。

【００５１】また、上記増肉ローラ９の周壁部１０ない
し側壁部１１の形状は、実施例に限定されることはな
く、他の形状を採用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のスピニング工程の概略を示す側面図
である。

【図２】本実施例の増肉工程の概略を示す側面図であ
る。

【図３】本実施例の増肉工程の概略を示す側面図であ
る。

【図４】図２の要部の拡大図である。

【図５】図３の要部の拡大図である。

【符号の説明】

１ スピニング用成形型部 ２ マンドレル ３ 端面 ４ テールストック ５ 成形材料 ６ スピニングローラ ８ 周縁部（端縁） ９ 増肉ローラ １０ 周壁部 １１ 側壁部 １２ 外縁フランジ部 １３ 内端部 １４ 内端面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周にスピニング用成形型部を有するマ
   ンドレルの端面と、上記端面に対向させられるテールス
   トックとの間に円板状の成形材料を挟持して行われる自
   動車用ホイールの成形方法であって、 上記成形型部に沿って移動させられるスピニングローラ
   によって、上記成形材料を上記成形型部に押圧するスピ
   ニング工程と、 上記成形型部に対向させられる周壁部と、上記マンドレ
   ルの回転軸に対して略直角方向に伸びる側壁部とを有す
   る増肉ローラを、上記マンドレルの半径方向内方へ移動
   させることによって、上記成形型部の内端部ないしこの
   内端部から半径方向外方へ立ち上がる内端面と、上記増
   肉ローラの周壁部ないし側壁部との間で、上記成形材料
   の周縁部を増肉変形させてホイールリムの外縁フランジ
   部を形成する増肉工程とを含むことを特徴とする、自動
   車用ホイールの成形方法。