JPH0741336B2 - 自動車用車輪の製造方法 - Google Patents

自動車用車輪の製造方法

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JPH0741336B2
JPH0741336B2 JP3358980A JP35898091A JPH0741336B2 JP H0741336 B2 JPH0741336 B2 JP H0741336B2 JP 3358980 A JP3358980 A JP 3358980A JP 35898091 A JP35898091 A JP 35898091A JP H0741336 B2 JPH0741336 B2 JP H0741336B2
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titanium
rim
wheel
automobile
manufacturing
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彰 吉川
隆 天瀬
一浩 小原
正人 福田
伸也 石外
好則 寺田
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、純チタン又はチタン合
金からなるチタン板材を素材とし、ディスク部とリム部
とをそれぞれ成形し、そののち両者を一体にするように
した自動車用車輪の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、チタン材料を用いて自動車用車輪
を製作しようとする研究は行われたが、素材が高価であ
ると共に加工が困難であり、材料費,加工費がきわめて
高価である。そのため、市場にはチタン製自動車用車輪
は全く存在しない。また、従来のチタン材料を用いた自
動車用車輪の製造方法としては、一般にチタン合金の塊
から機械加工により削り出して製作する方法が用いられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の前記チタン材料
の塊から切削して製作する場合、素材を必要以上に要
し、車輪の形状が複雑になればなるほど切削代も多くな
り、削り屑も多くなる。しかも、チタン材料は難切削加
工材であり、加工に長時間を要し、加工コストが高くな
るのみならず、高価な素材の多くを削り屑として捨てる
ため、材料面,加工工数面よりコストがきわめて高くな
るという問題点がある。本発明は、前記の点に留意し、
切削屑がなく材料が少なく、かつ、加工工数が少なく加
工が容易であり、材料面,加工面で安価な自動車用車輪
の製造方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の自動車用車輪の製造方法は、自動車の車軸
への取付穴を有するディスク部を、素材板厚が5〜20
mm程度の厚板の純チタン又はチタン合金からなるチタン
板材をα相領域内でかつ高温度領域で熱間プレス成形で
荒加工する工程と、機械加工で仕上げ加工を行う工程
と、プレス打ち抜きにより飾り穴を加工する工程により
成形し、タイヤの装着されるリム部を、素材板厚が2〜
5mm程度の薄板の純チタン又はチタン合金からなるチタ
ン板材を円筒状に成形し,端部を溶接で接合する工程
と、冷間ロール成形の工程により成形し、ディスク部を
リム部に嵌入する工程と、嵌入された嵌入部を溶接で接
合する工程により、ディスク部とリム部を一体にして車
輪を製造することを特徴とするものである。
【0005】
【作用】前記のように構成された本発明の自動車用車輪
の製造方法は、純チタン又はチタン合金からなるチタン
板材を素材とし、ディスク部とリム部とをそれぞれ成形
しているため、材料がきわめて少なく、かつ、ディスク
部を、α相領域内でかつ高温度領域でプレス金型で熱間
プレス成形で荒加工して成形するため、比較的絞り率の
大きい加工でも割れが生じにくくなり、β相領域内での
鍛造のように、変態温度以上での塑性加工性を必要とせ
ず、加工に要する熱エネルギが少なくて済み、さらに、
成形温度が低いために、材料表面の活性度が比較的低
く、非保護性の酸化膜の成長も抑えられる。その上、
ィスク部の飾り穴がプレス打ち抜きによるため、加工時
間が従来に比し約1/4で大幅に短縮でき、さらに、リ
ム部が塑性加工後機械加工を要しないため、材料の歩留
りが良く、加工が容易である。しかも、素材の板厚が、
ディスク部が5〜20mm程度の厚板であり、リム部が2
〜5mm程度の薄板であるため、それぞれ薄過ぎることな
く強度的に充分であり、厚過ぎて重量が大になり、燃費
が上昇したり、材料費が高価になることがない。
【0006】
【実施例】1実施例について図1ないし図5を参照して
説明する。図1及び図2は本発明の製造方法により得ら
れた自動車用車輪1の切断側面図及び正面図であり、2
は車輪1のディスク部、3はディスク部2に透設された
複数個の取付穴であり、自動車の車軸へ取り付けるため
のボルトが挿通される。4はディスク部2に透設された
複数個の飾り穴、5はタイヤが装着されるリム部であ
る。
【0007】つぎに、ディスク部2の成形工程を図3に
ついて説明する。同図Aに示す板厚が20mmの円板状の
純チタンの板材6を350〜900℃好ましくは835
〜865℃に加熱し、加熱した板材6を速やかに同図B
に示すプレス機械の所定の金型7,8に投入し、所定の
形状になるまで加圧して付形し、荒加工のディスク部2
を成形する。
【0008】この荒加工の工程では、純チタンの板材6
からなる素材をα相領域内で、かつ、高温度領域で塑性
変形させるようにする。そうすることにより比較的絞り
率の大きい加工でも割れが生じにくくなる。
【0009】この方法によると、一般の熱間鍛造のよう
に、ビレットを素材とした大きな材料流動を伴う鍛造法
ではなく、板材の熱間プレス成形方法を用いているた
め、β相領域内での鍛造のように、変態温度以上での塑
性加工性を必要とせず、加工に要する熱エネルギが少な
くて済み、さらに、成形温度が低いために、材料表面の
活性度が比較的低く、非保護性の酸化膜の成長も抑えら
れる。
【0010】前記熱間プレス成形では、最終製品の形状
まで成形できないので、図3Cに示す切削による機械加
工で仕上げ加工を行う。即ち旋盤の取付用治具9により
ディスク部2を把持し、バイト10によりディスク部2
を仕上げる。
【0011】その後、自動車のブレーキの熱を放熱し、
かつ車輪の意匠性の向上のために、図3Dに示すプレス
打ち抜きにより飾り穴4を加工する。即ち、打ち抜き用
のポンチ11及びダイス12によりディスク部2に飾り
穴4を成形する。この場合、純チタンのプレス打ち抜き
では素材の熱伝導が悪く、打ち抜かれた瞬間に発生した
熱が放散されずに残り、きわめて打ち抜き性が悪いた
め、ポンチ11,ダイス12に熱伝導の良好なアルミ青
銅を用い、かつ、圧縮空気を工具に吹き付け、温度上昇
を防止する。
【0012】つぎに、リム部5の成形工程を図4につい
て説明する。同図Aに示す板厚が4mmの短冊状の純チタ
ンの板材13を、同図Bに示すロールベンダ14を用い
て円筒状に成形し、円筒状の端部15を突き合わせ、図
4Cに示すように、突き合わせ部をTIG溶接トーチ1
6及び溶加棒17を用いて溶接し、円筒体18を成形す
る。
【0013】その円筒体18の成形後、図4Dに示す車
輪用リム成形機,いわゆるロール成形機19を用い、円
筒体18を室温で所定のリム形状に成形加工し、最後に
サイジング加工を施して真円度及び各寸法を規定形状,
寸法になるよう成形する。
【0014】つぎに、図5に示すように、ディスク部2
をリム部5の所定位置に嵌入し、その嵌入された嵌入部
20の両側をTIG溶接トーチ16及び溶加棒17によ
り溶接して接合し、ディスク部2とリム部5を一体にし
て自動車用車輪1を製造する。
【0015】なお、ディスク部2及びリム部5を構成す
る素材は、純チタンのほかチタン合金でもよく、本発明
の素材は純チタン又はチタン合金からなるチタン板材が
適用される。また、その素材の板厚は、ディスク部2の
場合5〜20mm程度の厚板が望ましく、リム部5の場合
2〜5mm程度の薄板が望ましく、それぞれ薄過ぎると強
度的に不充分であり、厚過ぎると重量が大になって燃費
が上昇し、かつ、材料費が高価になる。
【0016】また、前記実施例では、ディスク部2のデ
ザイン面の周縁部がリム部5のフランジ部分の表側の先
端まで形成されているが、ディスク部2の周縁部がリム
部5の腹部に嵌入する場合でもよく、ディスク部2の嵌
入位置は限定されるものではない。さらに、リム部5の
円筒状の端部15の突き合わせ部の溶接は、TIG溶接
のほかフラッシュバット溶接或いはDCバット溶接でも
よく、また、ディスク部2とリム部5の接合の溶接にM
IG溶接を適用してもよい。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載する効果を奏する。純チタン又
はチタン合金からなるチタン板材を素材とし、ディスク
部とリム部とをそれぞれ成形しているため、従来のよう
に切削による材料の無駄がなく、材料がきわめて少なく
て材料費を大幅に低減することができ、かつ、ディスク
部を、α相領域内でかつ高温度領域でプレス金型で熱間
プレス成形で荒加工して成形するため、比較的絞り率の
大きい加工でも割れが生じにくくなり、β相領域内での
鍛造のように、変態温度以上での塑性加工性を必要とせ
ず、加工に要する熱エネルギが少なくて済み、さらに、
成形温度が低いために、材料表面の活性度が比較的低
く、非保護性の酸化膜の成長も抑えられる。その上、
来の切削加工に要する時間に比し加工時間を大幅に短縮
することができ、加工費を大きく削減することができ
る。さらに、ディスク部の飾り穴がプレス打ち抜きによ
るため、機械加工では困難な形状に容易に加工でき、従
来に比しきわめて安価でデザイン性の自由度の大きい自
動車用車輪を提供することができる。しかも、素材の板
厚が、ディスク部が5〜20mm程度の厚板であり、リム
部が2〜5mm程度の薄板であるため、それぞれ薄過ぎる
ことなく強度的に充分であり、厚過ぎて重量が大にな
り、燃費が上昇したり、材料費が高価になることがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の製造方法による自動車用車
輪の切断側面図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】A,B,C,Dは図1のディスク部の製造工程
図である。
【図4】A,B,C,Dは図1のリム部の製造工程図で
ある。
【図5】図1のディスク部とリム部の接合工程図であ
る。
【符号の説明】
1 自動車用車輪 2 ディスク部 3 取付穴 4 飾り穴 5 リム部 6 チタン板材 13 チタン板材 20 嵌入部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B23K 9/028 Z 7011−4E B60B 3/08 (72)発明者 福田 正人 兵庫県神戸市西区今寺21−3 (72)発明者 石外 伸也 兵庫県加古川市尾上町口里790−8−D− 204 (72)発明者 寺田 好則 兵庫県高砂市荒井町小松原5−10−17 (56)参考文献 特開 昭59−42148(JP,A) 特開 昭55−36034(JP,A) 特開 昭63−215328(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 自動車の車軸への取付穴を有するディス
    ク部を、素材板厚が5〜20mm程度の厚板の純チタン又
    はチタン合金からなるチタン板材をα相領域内でかつ高
    温度領域で熱間プレス成形で荒加工する工程と、機械加
    工で仕上げ加工を行う工程と、プレス打ち抜きにより飾
    り穴を加工する工程により成形し、タイヤの装着される
    リム部を、素材板厚が2〜5mm程度の薄板の純チタン又
    はチタン合金からなるチタン板材を円筒状に成形し,端
    部を溶接で接合する工程と、冷間ロール成形の工程によ
    り成形し、前記ディスク部を前記リム部に嵌入する工程
    と、前記嵌入された嵌入部を溶接で接合する工程によ
    り、前記ディスク部と前記リム部を一体にして車輪を製
    造することを特徴とする自動車用車輪の製造方法。
JP3358980A 1991-12-27 1991-12-27 自動車用車輪の製造方法 Expired - Lifetime JPH0741336B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5536034A (en) * 1978-09-04 1980-03-13 Bridgestone Corp Manufacture of automobile wheel
JPS5942148A (ja) * 1982-08-31 1984-03-08 Honda Motor Co Ltd 車両用ホイ−ル
JPS63215328A (ja) * 1987-02-28 1988-09-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 自動車用ホイ−ル

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