JPH0761522B2 - 車輌用アルミニウムホイ−ルの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 本発明は車輌用アルミニウムホイールの製造法に係り、
一体構成の車輌用アルミニウムホイールを特定の円盤状
素材を用い、比較的単純な型成形工程およびコンパクト
な設備とストローク並びに平易な成形作用力によつて能
率的且つ的確に製造せしめ、特に外側リム部の相当に長
い製品であつても殆んど困難性のない条件下において有
効に製造することのできる方法を提供しようとするもの
である。

産業上の利用分野 一体構造の車輌用アルミニウムホイールの製造技術。

従来の技術 車輌用アルミニウムホイールを一体構造として製造する
方法として従来採用されているものはプレス加工による
前後方押出成形法によつている。

なお円筒状素材をプレス加工してＴ型のリム部体とし、
これをデイスク部体として別に成形されたものにボルト
などで連結する２ピース方式、および内側リム部体と外
側リム部体とを別々に成形し、これをデイスク部にボル
トなどで連結する３ピース方式などがある。

特開昭51−123769号公報においては単一体車輪の製造法
として粗成形した物品から出発する成形工程と機械加工
を含む仕上工程を有する製造方法として、円筒形円板の
粗成形物を型鍛造、回転しごきおよびプレス拡大工程の
組合せによって行われることについて第１〜第14図のよ
うな各工程によって製造することが発表されている。

発明が解決しようとする問題点 前記した２ピース方式または３ピース方式によるものは
デイスク部体とリム部体とを連結するための各部体に対
する穿孔と多数個のボルトナツトによる連結緊締を必要
とし、部品点数および工数的に著しく不利である。又前
記した１体構造の１ピース方式によるものではその製造
に当つて前後方押出成形法を採用し、デイスク部全面を
プレス成形しているが、このようなデイスク部全面のプ
レス加工による前後方押出成形はプレス機構のストロー
クおよび加圧力ないし能力が何れも相当に大きい機械設
置を必要とする。特に近時においては外側リム部を相当
に大きく突出させたホイールが一般化しつつあり、この
ように外側リム部を大きく突出させたものを加圧成形す
るためのプレス力、ストロークは甚だ大きいものとなら
ざるを得ない。加圧成形時におけるメタルの流線なども
好ましいものとならないことは明かである。

前記した特開昭51−123769号公報によるものにおいては
型鍛造を利用するとしても粗成形物を得る工程が先行
し、また型鍛造のみならず回転しごきおよびプレス拡大
行程が必要であり、何れにしても順次に多段の変形行程
を実施することは各図に示されている如くで工数が嵩
み、設備的および操作的にコストが嵩むこととなるざる
を得ない不利がある。

「発明の構成」 問題点を解決するための手段 本発明は上記したような従来技術によるもの不利を解消
するように検討を重ね、アルミニウム材の好ましい成形
性を利用し、実質的に２行程でホイールの概略構成を完
成させることに成功したものであって、以下の如くであ
る。

素材厚が目的とするホイールデイスク部中央部分の厚さ
に近いアルミニウム質円盤状素材を用い、該円盤状素材
をハンマー鍛造設備の凹溝と該凹溝の内側にそって膨出
部を環設した上型と下型間において外側リム部をデイス
ク部に対し直交した方向に最終製品リム部厚の２倍以上
の肉厚を以て突出させ、しかもこの外側リム部の外側に
内側リム部をデイスク部面の延長上に突出した状態とし
て型成形せしめ、該ハンマー鍛造に次いでプレス成形設
備の上型ポンチにおける外径側成形部と内径側成形部と
の間に前記外側リム部を目的とする外側リム部長さが得
られる程度まで後方押出成形することを特徴とする車輌
用アルミニウムホイールの製造法。

作用 ハンマー鍛造においては一般的に理解されているように
単なるプレス成形時における加圧成形作用の1000倍前後
に達する成形能が得られる。

しかも目的とする製品のデイスク部中央部分の厚さに近
い素材厚のアルミニウム質円盤状素材を用いて前記ハン
マー鍛造をなすことにより、このデイスク部中央部分に
対する加圧成形力を大幅に軽減し、それより外側部分に
対する鍛造加圧を集中的に図つて鍛流線の流れを有効に
形成し、デツドメタルの発生防止を得しめてリム部、特
に外側リム部形成のためのメタルを効率的にデイスク部
に直交した方向へ突出させ且つ内側リム部をも最終的に
到達する時点を整合せしめ、バランスした成形作用条件
下において成形する。

上記のようにして外側リム部を形成するに適切なメタル
を最終製品リム部厚の２倍以上の肉厚を以て突出成形さ
れた組成形材をプレス成形設備により該外側リム部を目
的の長さとするように後方押出成形することにより、上
記のようにリム部、特に外側リム部形成のために必要な
メタルが所定の位置に確保されていることからそのメタ
ル流れは効率的で、例えばアルミニウム缶成形に準ずる
ような手法で上型ポンチにおける間隙部に適切に押出成
形し、又好ましい鍛錬作用を成形リム部に与える。成形
のためのストローク、プレス力も比較的僅少なもので足
りる。

実施例 上記したような本発明について更に説明すると、本発明
においては第１図に示すようなアルミニウム押出材によ
り素材厚が目的とするホイールデイスク部中央部分の厚
さに近い円盤状素材１を用い、該円盤状素材１を第２図
に示すようなハンマー鍛造設備の上下型2a、2b間におい
て外側リム部11をデイスク部10に対し直交させた方向に
充分な肉厚を以て突出させ、しかもこの外側リム部11の
外側に内側リム部12をデイスク部10面の延長上に突出し
た状態として成形せしめ、次いで第３図に示すようなプ
レス成形設備により前記外側リム部11を目的とする外側
リム部長さが得られる程度まで後方押出成形するもので
ある。

前記した第２図の成形操作について説明すると、この過
程においては実質的にデイスク部10の成形を略完了した
状態とするものであつて、デイスク中央部分10aはホイ
ールとしての半径方向長さに対する面積としても最も小
さい部分であり、従つて該部分の肉厚としては最も大き
い値を採り、該部分10aにおいては前記円盤状素材１の
厚さに近い厚さが形成される。つまりこの中央部分10a
においては素材メタルが殆んど外側方向に流動すること
なく、デイスク中央部の軸孔を形成するために該軸孔相
当部分10cのメタルが押出されたものによつて若干厚く
なる傾向がある。これに対し該中央部分10aと外側リム
部11、12との間に位置するデイスク周側部10bはそれな
りに薄肉化されることは図示の通りで、この薄肉化は主
として上型2aにおける膨出部18によるハンマー鍛造作用
によつて行われ、該部分の薄肉化によるメタルの流れを
前記した外側リム部11を形成するための凹溝部24におい
て受け、同時に内側リム部12も成形する。即ちこのよう
なハンマー鍛造による成形が瞬間的な作用によつて平易
に行い得ることは明かであつて、上下型2a、2bにおける
成形面は成程図示されるようにそれなりの面積を有する
ものであつても、実質的な衝撃的ハンマー鍛造作用をな
す部分は前記膨出部18であつて、しかもそれによつて得
られるべきメタルの流れは密閉状態をなす上下型中央部
分ではなしに外側方向であり，特に上型の膨出部18に隣
接して形成されている凹溝24であるから平易に第２図に
示すような中間素材５を得ることができる。なおこのよ
うなハンマー鍛造で得られる外側リム部11は少くとも最
終製品において必要とする後述第３図以降における外側
リム部の長さに対し２分の１以下、特に３分の１以下の
ものであつて、その厚みは２倍以上、特に３倍以上の厚
肉なものであるから、この点においても上記ハンマー鍛
造において成形されるに適した形態をなしていることは
明らかである。

前記した第３図のプレス成形設備は台盤20に対し、ノツ
クアウトピン21をもつて下型ポンチ成形部22を取付け、
上記台盤20に固定された外側枠30内に上型ガイド23を設
けると共に上型ポンチ25を有する上型台26には上型ポン
チ外径側成形部27を取付け、該上型ポンチ外側成形部27
の中間部に形成された挿通孔27aに前記外側枠30に設け
られたクランクピン31を挿通し、このようなクランクピ
ン31により上型ポンチ内径側成形部28を前記上型ポンチ
25に装備係合させたものであつて、前記内径側成形部28
と外径側成形部27との間には目的の外側リム部を得るた
めの間隙部29が形成されている。

この第３図に示すものの作用について説明すると、第２
図に示す前述したようなハンマー鍛造設備による加工で
得られた中間素材５を前記下型ポンチ成形部22上に位置
せしめ、上型ポンチ25を圧下して上型ポンチ外径側成形
部27と上型ポンチ内径側成形部28とを圧下すると中間素
材25を間隙部29内において後方押出成形がなされ、第４
図に示すような外側リム部111を所定の長さまで押出成
形することができる。なおこのような外側リム部111の
押出成形に際して内側リム部に関しても第２図に示した
内側リム部12に対し更に加工されて同じく第４図に示す
ような内側リム部121とされ、それらの部分においてバ
ランスした成形加工が行われる。上型ポンチ25に取付け
られた内径側成形部28と下型ポンチ成形部22によつてデ
イスク部10のメタルは有効且つ的確に固定され上型ポン
チ外径側成形部27によるプレス操作で好ましい後方押出
し作用が行われることは明かである。

この第３図に示すような後方押出し成形によつて得られ
たものはデイスク部10に対して軸受口14および開口部15
を加工することによつて第４図のように得られ、又外側
リム部111と内側リム部121に所定の屈曲加工することに
より第５図のように外側リム部111が内側リム部121の３
倍以上、特に５〜６倍にも達するような一体成形の車輌
用ホイールを簡易的確に製造し得ることは明かである。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときはこの種車輌用ホ
イールを一体成形体として適切に製造し得るものであ
り、ハンマー鍛造と後方押出成形の併用によつて比較的
単純且つ簡易でストロークの小さい型成形手法と設備に
より軽易な成形力で円滑かつ能率的に製造せしめ、又外
側リム部の相当に長い製品であつても殆んど困難性のな
い条件下で的確に製造し得るなどの効果を有しており、
工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すものであつて、第１図は
本発明において用いる素材の斜面図、第２図は本発明に
おけるハンマー鍛造設備の加工状態を示した断面図、第
３図はその後方押出しプレス成形設備の断面的説明図、
第４図は第３図で得られた成形体に更に加工した状態の
断面図、第５図は製品例についての断面図である。 然してこれらの図面において、１は円盤状素材、2aはハ
ンマー鍛造設備の上型、2bはその下型、５は鍛造中間素
材、６は後方押出し成形体、10はデイスク部、10aはそ
の中央部分、10bはその周側部、11は外側リム部、12は
内側リム部、14は軸受口、15は開口部、18は膨出部、20
は台盤、21はノツクアウトピン、22は下型ポンチ成形
部、23は上型ガイド、24は凹溝、25は上型ポンチ、26は
上型台、27は外径側成形部、28は内径側成形部、29は間
隙部、30は外側枠、31はクランクピン、111は外側リム
部、121は内側リム部を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】素材厚が目的とするホイールデイスク部中
   央部分の厚さに近いアルミニウム質円盤状素材を用い、
   該円盤状素材をハンマー鍛造設備の凹溝と該凹溝の内側
   にそって膨出部を環設した上型と下型間において外側リ
   ム部をデイスク部に対し直交した方向に最終製品リム部
   厚の２倍以上の肉厚を以て突出させ、しかもこの外側リ
   ム部の外側に内側リム部をデイスク部面の延長上に突出
   した状態として型成形せしめ、該ハンマー鍛造に次いで
   プレス成形設備の上型ポンチにおける外径側成形部と内
   径側成形部との間に前記外側リム部を目的とする外側リ
   ム部長さが得られる程度まで後方押出成形することを特
   徴とする車輌用アルミニウムホイールの製造法。