JPH09504231A - 車両車輪用リムの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両車輪１００、１２４、１３４に使う車輪リム９０を作る改良された製法を提供する。本発明製法は、（ａ）扁平な材料シートを用意する段階と、（ｂ）この扁平な材料シートを第１の所定の軸線方向長さを持つフープ３０に形成する段階と、（ｃ）このフープ３０を所定のフープ内径を持つように拡張する段階と、（ｄ）このフープ３０にフロースピニング処理を行い、互いに対向する軸線方向端部６２、６４と、これ等の軸線方向端部間に位置させた薄くした軸線方向に延びる中間部分６６とを備え、前期第１の所定の軸線方向長さより大きい第２の所定の軸線方向長さを持つ車輪リム予備成形品６０を作る段階と、（ｅ）前記段階（ｄ）に次いで前記車輪リム予備形成品の少なくとも一方の軸線方向端部を広げる段階と、（ｆ）前記段階（ｅ）に次いで前記車輪リム予備形成品に１連のロール形成作業を受けさせ、少なくとも、１つのタイヤビード受け座保持フランジ８０と、少なくとも１つのタイヤビード受け座面８２、８６と、大体において軸線方向に延びるくぼみ８４とを持つ仕上がりの車輪リム９０を作ることから成る。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 車両車輪用リムの製法 技術分野 本発明は、一般に車両車輪、ことに車両車輪用リムを作る改良された方法に関 する。 背景技術 車両車輪用車両リムを作るのに使うことのできる典型的な工程順序はエバンス （Ｅｖａｎｓ）を発明者とする米国特許第４，１８５，３７０号明細書に記載し てある。この特許明細書に示してあるように、この方法は、（ａ）アルミニウム 又は鋼のような適当な材料から成る扁平なシートを用意する段階と、（ｂ）この シートを円筒形のフープ又はバンドに形する段階と、（ｃ）このフープの側方縁 部を半径方向外方に広げてロール成形機上に位置決めするのに適当なフランジを 持つリム予備成形品（ｒｉｍ ｐｒｅｆｏｒｍ）を作る段階と、（ｄ）このリム 予備成形品に１連のロール成形作業を受けさせ所定の形状を持つ車輪リムを作る 段階と、（ｅ）この車輪リムを拡張し所定の円周を持っ仕上がり車輪リムを作る 段階とから成る。 このようにして車輪リムを形成することによって、ロール成形作業により、リ ムを進行的に成形する際に一般に一様な材料厚さを持つリムを作る。材料をわず かに薄くすることは、曲率が変り半径部を形成するリム部分だけで行われる。す なわち一般に一様な厚さを持つリムでは強度の点で必要のない場所で余分な材料 を持つリムになる。車輪リムの重量は車両の性能に影響を及ぼすから、リムの重 量を減らすことが望ましい。 アシュリー・ジュニア（Ａｓｈｌｅｙ，Ｊｒ．）等を発明者とする米国特許 第４，９６２，５８７号明細書には、車輪リムの重量をその選定した部分を薄く することにより低減する１方法について記載してある。この特許明細書の方法に よれば、互いに対向する仕上がりタイヤ・ビード受け座保持フランジと、互いに 対向する仕上がりタイヤビード受け座表面と、くぼみと、軸線方向に延びる内側 脚とを持つ予備成形車輪リムが得られる。次にくぼみ及び隣接するリム端部はそ れぞれ一緒に回転するように心棒及び端板に取付けてある。次いでフロースピニ ングローラを作動し前進させ、くぼみ及び内側脚部分を互いに接触させることに より予備成形車輪リムのくぼみ及び脚部分を薄くし、伸長させる。 ロール成形作業又はプレス作業によりリムの選定した部分を薄くすることによ って車輪リムの重量を低減する他の方法は、レマーズ（Ｌｅｍｍｅｒｚ）を発明 者とする米国特許第３，３４７，３０２号とボッシュ（Ｂｏｓｃｈ）を発明者と する米国特許第４，１２７，０２２号とボッシュを発明者とする米国特許第４， １４３，５３３号との各明細書に記載してある。 発明の開示 前記したアシュリー等による特許明細書によれば、リム予備成形品のくぼみ（ ｗｅｌｌ）及び脚部分を薄く伸長させるフロースピニング作業（ｆｌｏｗｓｐｉ ｎｎｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）は、仕上がりタイヤビード受け座保持フラン ジ及びタイヤビード受け座表面をロール成形（ｒｏｌｌ ｆｏｒｍｉｎｇ）によ り成形した後に行われる。この結果として、本出願人は、仕上がり車輪の横方向 及び半径方向の振れを正確に制御することはむずかしいことを知った。この説明 で使う横方向の振れとは、それぞれ互いに対向するタイヤビード受け座の表面及 びフランジの間の平面度及び平行度として定義され、又半径方向の振れとはリム の真円度として定義する。本発明は、フロースピニング作業及びロール成形作業 を組合わせて仕上がりの車輪リムに一層緊密な公差を保 持する車輪リムを作る車輪リムの改良された製法に係わる。 とくに本方法は、（ａ）扁平な材料シートを用意する段階と、（ｂ）この扁平 は材料シートを第１の所定の軸線方向長さを持つ大体において円筒形のフープに 形成する段階と、（ｃ）このフープを所定のフープ内径を持つように拡張する段 階と、（ｄ）このフープににフロースピニング処理を行い、互いに対向する軸線 方向端部とこれ等の軸線方向端部間に位置させた薄くした軸線方向に延びる中間 部分とを備え、前記第１の所定の軸線方向長さより大きい第２の所定の軸線方向 長さを持つ車輪リム予備成形品（ｗｈｅｅｌ ｒｉｍ ｐｒｅｆｏｒｍ）を作る 段階と、（ｅ）前記段階（ｄ）に次いで車輪リム予備成形品の少なくとも一方の 軸線方向端部を広げる（ｆｌａｒｅ）段階と、（ｆ）前記段階（ｅ）に次いで車 輪リム予備成形品に１連のロール成形作業を受けさせ、少なくとも１つのタイヤ ビード受け座保持フランジと、少なくとも１つのタイヤビード受け座表面と大体 において軸線方向に延びるくぼみとを持つ仕上がりの車輪リムを作る段階とから 成る。 逆向きのフロースピニング作業及びロール成形作業を前記したようにして組合 わせることにより、仕上がりリムの公差を一層よく制御できる車輪リムを作る。 本発明のその他の利点は添付図面についての好適な実施例の以下の説明から明 らかである。 図面の簡単な説明 第１図は本発明により構成した車両車輪用車輪リムを作る段階の順序を示すブ ロック図である。 第２図は拡張作業後のフープの横断面図である。 第３図はフロースピニング法により作った車輪リム予備成形品の横断面図であ る。 第４図は広げ作業により作った車輪リム予備成形品の横断面図である。 第５図は初期ロール成形作業により作った部分成形車輪リムの横断面図である 。 第６図は中間ロール成形作業により作った部分成形車輪リムの横断面図である 。 第７図は最終ロール成形作業により作った部分成形リムの横断面図である。 第８図は拡張作業により作った仕上がり車輪リムの横断面図である。 第９図はフロースピニング作業を行う前のフープの部分横断面図である。 第１０図はフロースピニング作業により作ったフープの部分横断面図である。 第１１図は本発明により構成した車輪リムを使って構成した仕上がり全面組立 て車輪の部分横断面図である。 第１２図は本発明により構成した車輪リムの別の実施例を使って構成した仕上 がりの普通の組立て車輪の部分横断面図である。 第１３図は本発明により構成した車輪リムのなお別の実施例を使って構成した 仕上がりの全面モジューラ車輪の部分横断面図である。 好適な実施例 添付図面で第１図には、本発明により構成した車輪リム１００を備えた第１１ 図に示したような車両車輪９０を作る段階の順序を示すブロック図を例示してあ る。この実施例に示すように車両車輪９０は全面組立て車輪（ｆｕｌｌ ｆａｃ ｅ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｗｈｅｅｌ）である。又本説明で「フロースピニン グ」（ｆｌｏｗ ｓｐｉｎｎｉｎｇ）という用語は、金属を薄くし成形するスピ ニング工具の押圧力による金属の変形を意味する。又「ロール成形」（ｒｏｌｌ ｆｏｒｍｉｎｇ）という用語は、所望の形状を作るロールの押圧力による金属の 再成形を意味する。 初めに段階１０でたとえば鋼又はアルミニウムのような適当な材料から成る扁 平なシートを大体において円筒形のフープ３０すなわちバンドに形成して溶接す る。フープ３０を段階１０で溶接するときは、この溶接により扁平な表面を生成 する。この結果、本発明によればフープ３０を段階１２で拡張し第２図に示した 実質的に円筒形のフープ３０を作る。フープ３０は、所定の内径Ｄ１を形成する 内面３０Ａと、所定の外径Ｄ２を形成する外面３０Ｂと、所定の軸線方向フープ 長さＸ１を定める互いに対向する１対の端部３０Ｃ、３０Ｄと、所定の厚さＴ１ とを備えている。後述のようにフープ３０を、段階１２で拡張し所定の内径Ｄ１ を形成することが大切である。 次いでフープ３０に、段階１４でフロースピニング処理を受けさせる。第９図 及び第１０図に示すようにこの実施例で示したフロースピニング処理は「逆向き 」フロースピニング処理である。後述のように「前向き」フロースピニング処理 より逆向きフロースピニング処理を使う方がよい。 段階１４ではフープ３０を第９図に示した心棒４０上に位置させる。心棒４０ は、旋盤（図示してない）に回転できるように取付けられ、所定の外径Ｄ３を形 成する主本体４０Ａと、外径Ｄ３より大きい所定の外径Ｄ４を形成する端部部分 ４０Ｂとを備えている。肩部４０Ｃすなわち止めは、心棒４０の主本体４０Λと 端部部分４０Ｂとの間に形成してある。心棒４０の主本体４０Ａの外径Ｄ３は、 大体において拡張段階１２中に形成されるフープ３０の内径Ｄ１に対応し、フー プ３０を心棒４０上に位置させるときに、フープ３０と心棒４０との間に摩擦ば めの関係を生ずる。すなわちフープ３０と心棒４０との間の相対運動は制限され る。 フープ３０を心棒４０上に位置させフープ端部３０Ｃが心棒肩部４０Ｃに係合 すると、スピニング工具５０を肩部４０Ｃに対しフープ３０の外面３０Ｂに隣接 する所定の位置に移動させる。スピニング工具５０は、このスピニング工 具５０を心棒４０の外面に大体において平行に移動させる支持部材（図示してな い）に取付ける。 段階１４ではスピニング工具５０は、作動させられ、半径方向内方に移動し、 フープ３０の外面３０Ｂに接触し、心棒肩部４０Ｃに向かい矢印の方向にすなわ ち図面の左方に前進させられる。段階１４のフロースピニング処理中に、フープ ３０の材料は、スピニング工具５０の端部に係合し、スピニング工具５０により 前方に押される 段階１２におけるフープ３０の拡張により一般に心棒４０の主本体４０Ａの外 径Ｄ３に等しい所定の内径Ｄ１を生じ、又フープ端部３０Ｃが心棒肩部４０Ｃに 接触して位置させられるから、スピニング工具５０を前進させるに伴ってフープ ３０の材料はスピニング工具５０の運動方向とは反対のすなわち逆の方向に、す なわち第１０図の右方に塑性変形しなければならない。 スピニング工具５０は、これが心棒肩部４０Ｃから測って所定の距離に達する まで前進し続ける。スピニング工具５０が所定の距離に達するときは、スピニン グ工具５０は、引かれて第３図及び第１０図に示した車輪リム予備成形品６０を 作る。又スピニング工具５０の送り速度及びｒｐｍとスピニング工具５０の入り 点及び出点とを前もって定めることにより、段階１４の逆向きのフロースピニン グ処理により得られる車輪リム予備成形品６０の得られる軸線方向長さを正確に 制御することができる。 この実施例に示すように逆向きフロースピニング段階１４の間に形成した車輪 リム予備成形品６０は、１対の互いに対向する軸線方向端部部分６２、６４と、 両端部部分６２、６４間に位置する軸線方向に延びる中間部分６６とを備える。 車輪リム予備成形品６０は又、フープ３０の軸線方向長さＡ１より大きい所定の 軸線方向長さＸ２を備える。 車輪リム成形品６０の端部部分６２、６４は、それぞれの全軸線方向長さに わたって実質的に一様な厚さＴ２、Ｔ３を備え、又中間部分６６はその全軸線方 向長さにわたり実質的に一定の厚さＴ４を備える。各端部部分６２、６４の厚さ Ｔ２、Ｔ３は大体において相互に等しく、又中間部分６６の厚さＴ４は、それぞ れ端部部分６２、６４の厚さＴ２、Ｔ３より薄い。又それぞれ端部部分６２、６ ４の厚さＴ２、Ｔ３は一般にフープ３０の厚さＴ１に等しい。 次に段階１６では車輪リム部分６０の端部部分６４は、第４図に示すように上 向きに広げ車輪リム７０を作る。次に段階１８ないし２２ではリム７０は第５図 、第６図及び第７図に示すように１連のロール成形作業を行いそれぞれ車輪リム ７２、７４、７６を漸次に作る。車輪リム７６は、内側タイヤビード受け座保持 フランジ８０と内側タイヤビード受け座８２と、大体において軸線方向に延びる くぼみ（ｗｅｌｌ）８４と、外側タイヤビード受け座８６とを備えている。次に 段階２４では車輪リム７６は拡張して仕上がりの車輪リム９０を作る。 仕上がりの車輪リム９０は、段階２６中に予備成形全面車輪ディスク（ｐｒｅ ｆｏｒｍｅｄ ｆｕｌｌ ｆａｃｅ ｗｈｅｅｌ ｄｉｓｃ）１１０に固定され 、仕上がりの全面組立て車輪（ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｆｕｌｌ ｆａｃｅ ｆａｂ ｒｉｃａｔｅｄ ｗｈｅｅｌ）１００を作る。第１１図に示すように予備成形全 面車輪ディスク１１０は、中央取付け面１１２と、中間皿形部分１１４と、仕上 がりの全面組立て車輪１００の外側タイヤビード受け座保持フランジを仕切る外 側環状部分１１６とを備えている。予備成形全面車輪ディスク１１０は、協働す る車輪リムの構造に従って成形鋼ディスク又は成形アルミニウムディスクである 。 とくに段階２６中には仕上がりの車輪リム９０の外側端部を、予備成形全面車 輪ディスク１１０の外側タイヤビード受け座保持フランジ１１６の内面１１６Ａ に接触して位置させ、そして円周方向溶接部１２０を施して、仕上がりの 車輪リム９０及び予備成形全面車輪ディスク１１０を相互に固定し仕上がりの全 面組立て車輪１００を作る。 本発明では段階１４のフロースピニング後に段階１８ないし２２のロール成形 を行うから、一層緊密な公差を仕上がりの車輪リム９０に保持することができる 。第１１図に示した特定の実施例では本発明の仕上がりの車輪リム９０の横方向 及び半径方向の振れを従来の場合より一層正確に保持される。すなわち仕上がり の車輪リムを本発明方法により作るときはくず材を一層少なくして作ることがで きる。 本発明を段階１４の逆向きフロースピニング作業を使う物として例示し述べた が、前向きのフロースピニング作業を使うこともできる。しかし前向きのフロー スピニング処理は典型的にはリムの一端部を材料に締付ける必要があるから、こ の処理に伴う工具操作費用が本発明の逆向きフロースピニング処理に伴う工具操 作費用に比べて一層高い。 又本発明を仕上がりの全面組立て車輪１００に使う仕上がりの車輪リム９０を 形成するものとして例示し述べたが、本発明は他の形式の車輪に使う協働する車 輪リムを形成するように実施することができる。たとえば第１２図に示すように 本発明は、車輪ディスク１２２に固定され普通の組立て車輪（ｃｏｎｖｅｎｔｉ ｏｎａｌ ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ ｗｈｅｅｌ）１２４を作る車輪リム１２０を 作るように実施することができる。本発明を車輪リム１２０を作るのに利用する ときは、段階１４のフロースピニング作業により形成した車輪リムの両端部を段 階１６中に上向きに広げる。又第１３図に示すように本発明は部分車輪リム（ｐ ａｒｔｉａｌ ｗｈｅｅｌ ｒｉｍ）１３０を作るように実施することができる 。車輪リム１３０は、鋳造全面車輪ディスク１３２に固定され全面モジュラー車 輪（ｆｕｌｌ ｆａｃｅ ｍｏｄｕｌａｒ ｗｈｅｅｌ）１３４を作る。 以上本発明の作動の原理及びモードを好適な実施例について例示し述べた。し かし本発明はその精神を逸脱しないで種種の変化変型を行うことができるのはも ちろんである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両車輪用リムの製法において、 （ａ）扁平な材料シートを用意する段階と、 （ｂ）この扁平な材料シートを第１の所定の軸線方向長さを持つ大体において円 筒形のフープに形成する段階と、 （ｃ）このフープにフロースピニング処理を行い、互いに対向する軸線方向端部 と、これ等の軸線方向端部間に位置させた薄くした軸線方向に延びる中間部分と を備え、前記第１の所定の軸線方向長さより大きい第２の所定の軸線方向長さを 持つ車輪リム予備成形品を作る段階と、 （ｄ）段階（ｃ）に次いで前記車輪リム予備成形品の少なくとも一つの軸線方向 端部を広げる段階と、 （ｅ）段階（ｄ）に次いで前記車輪リム予備成形品に１連のロール成形作業を受 けさせ、少なくとも１つのタイヤビード受け座保持フランジと、少なくとも１つ のタイヤビード受け座面と、大体において軸線方向に延びるくぼみとを持つ仕上 がりの車輪リムを作る段階と、 から成る、車両車輪用リムの製法。 ２．前記段階（ｃ）に先だって前記フープを所定のフープ内径に拡張する請求の 範囲第１項記載の製法。 ３．前記段階（ｅ）の仕上がりの車輪リムを、予備成形した車輪ディスクに固定 し、全面組立て車両車輪を作る請求の範囲第１項記載の製法。 ４．前記段階（ｄ）が、前記車輪リム予備成形品の両軸線方向端部を広げるこ とを含む請求の範囲第１項記載の製法。 ５．前記段階（ｅ）の仕上がりの車輪リムに、１対の互いに対向するタイヤビー ド受け座保持フランジと、１対の互いに対向するタイヤビード受け座表面とを設 け、さらに前記段階（ｅ）の仕上がり車輪リムを、予備成形した車輪ディスクに 固定し、普通の組立て車両車輪を作る請求の範囲第４項記載の製法。 ６．前記段階（ｅ）の仕上がり車輪リムを、予備成形した車輪ディスクに固定し 全面モジュラー車両車輪を作る請求の範囲第１項記載の製法。 ７．車両車輪用リムの製法において、 （ａ）扁平な材料シートを用意する段階と、 （ｂ）この扁平な材料シートを第１の所定の軸線方向長さを持つ大体において円 筒形のフープに形成する段階と、 （ｃ）このフープを所定のフープ内径を持つように拡張する段階と、 （ｄ）第１の所定の外径を持つ第１の部分と、前記第１の所定の外径より大きい 第２の所定の外径を持つ第２の部分とを備えることにより、前記第１及び第２の 部分の間に肩部を形成するようにした心棒を用意する段階と、 （ｅ）前記フープの一端部が前記心棒の肩部に隣接するように、前記フープを前 記心棒上に位置させる段階と、 （ｆ）フロースピニング機械のスピニング端部を前記肩部から所定の距離に位置 させる段階と、 （ｇ）前記フロースピニング機械を作動し、前記フープの材料の逆向きフローに より前記フープを軸線方向に伸長させて薄くし、互いに対向する軸線方向端部と 、これ等の軸線方向端部間に位置する薄くした軸線方向に延びる中間 部分とを持ち、前記の第１の所定の軸線方向長さより大きい第２の所定の軸線方 向長さを持つ車輪リム予備成形品を作る段階と、 （ｈ）前記段階（ｇ）に次いで前記車輪リム予備成形品の少なくとも一方の端部 を広げる段階と、 （ｉ）前記段階（ｈ）に次いで、前記車輪リム予備成形品に１連のロール成形作 業を受けさせ、少なくとも１つのタイヤビード受け座保持フランジと、少なくと も１つのタイヤビード受け座面と、大体において軸線方向に延びるくぼみとを持 つ仕上がりの車輪リムを作る段階と、 から成る車両車輪用リムの製法。 ８．前記段階（ｉ）の仕上がり車輪リムを、予備成形車輪ディスクに固定し、全 面組立て車両車輪を作る請求の範囲第７項記載の製法。 ９．前記段階（ｈ）が、前記車輪リム予備成形品の両軸線方向端部を広げること を含む請求の範囲第７項記載の製法。 １０．前記段階（ｉ）の仕上がり車輪リムに、１対の互いに対向するタイヤビー ド受け座保持フランジと、１対の互いに対向するタイヤビード受け座面とを設け 、さらに前記段階（ｉ）の仕上がり車輪リムを、予備成形車輪ディスクに固定し て普通の組立て車両車輪を作る請求の範囲第９項記載の製法。 １１．前記段階（ｉ）の仕上がり車輪リムを予備成形車輪ディスクに固定し、全 面モジュラー車両車輪を作る請求の範囲第７項記載の製法。