JPH10180400A - Wheel disc, production and device therefor - Google Patents

Wheel disc, production and device therefor

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JPH10180400A
JPH10180400A JP34072696A JP34072696A JPH10180400A JP H10180400 A JPH10180400 A JP H10180400A JP 34072696 A JP34072696 A JP 34072696A JP 34072696 A JP34072696 A JP 34072696A JP H10180400 A JPH10180400 A JP H10180400A
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punch
swinging
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wheel disc
wheel
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Jiyuetsu Yamoto
寿悦 八本
Takashi Kimura
尚 木村
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Topy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lighten the weight and to reduce the cost while keeping the durable strength for requiring on a parts collected with stress by non-uniformly making the wall thickness even in the circumferential direction of a disc and making the wall thickness of the stress collecting parts thicker in comparison with the other parts. SOLUTION: This wheel disc 10 is produced by swinging a swinging punch 21 and forming projecting and recessing parts 22 on a plurality of numbers of places in the circumferential direction. In this wheel disc 10, the wall thickness is changed in the circumferential direction, by increasing the wall thickness only at the stress concentrated part, the durable strength can be improved. The production device 20 is provided with the swinging punch 21 and a swinging mechanism having two eccentric rollers to swing the swinging punch 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ホイールディスク
とその製造方法並びにその製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wheel disk, a method of manufacturing the same, and an apparatus for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ホイールは、図8に示すように、環状の
リム2(タイヤを保持する部品)と皿状のディスク1
(ホイールを車両に取り付ける部品)とを溶接接合した
ものからなる。バス、トラックなど大型ホイールのディ
スクは、従来、図7に示すように、平板素材3から円形
ブランク材4をプレス打ち抜きし、プレス機5で絞り成
形してディスク形状を出し、ハブ穴6や飾り窓7をプレ
スにより穴抜きし、ナット座8をマルチドリルで皿加工
して、作製していた。平板からの絞り成形によるディス
クは、図8に示すように、ほぼ半径方向に等厚断面に作
製される。また、一部、コールドスピニング加工により
ハブ取付け部から端部(半径方向外周端部)に向かって
徐々に板厚を減少させたホイールディスクも提案されて
いるが、スピニング加工上板厚変化はホイールディスク
半径方向のみに限定され、周方向に板厚を変化させるこ
とはできなかった。一方、ディスクの車両への取付け部
とリムへの取付け部との間には飾り窓があけられてお
り、また、取付部にはホイール取付用のボルト穴があけ
られている。飾り窓はホイールが車両に取付けられたと
きホイールの内側に位置するブレーキシステムの冷却機
能をもっている。車両に取付けられたホイールは、車両
取付け部とタイヤから与えられる繰返し負荷荷重に耐
え、かつより軽量であることが望まれるため、ボルト穴
や飾り窓などの低疲労寿命部位によって製品寿命や素材
板厚(したがって製品重量)が左右されてきた。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 8, a wheel includes an annular rim 2 (a part for holding a tire) and a disc-shaped disc 1.
(A part for attaching the wheel to the vehicle). Conventionally, as shown in FIG. 7, discs for large wheels such as buses and trucks are obtained by press-punching a circular blank material 4 from a flat plate material 3 and forming the disc shape by drawing with a press machine 5 to form a hub hole 6 and a decorative window. 7 was punched by a press, and the nut seat 8 was prepared by dishing with a multidrill. As shown in FIG. 8, a disk formed by drawing from a flat plate is formed to have a substantially radially uniform cross section. In addition, a wheel disc has been proposed in which the thickness is gradually reduced from the hub mounting portion toward the end (radially outer peripheral end) by cold spinning, but a change in the thickness of the wheel due to spinning has been reported. It was limited to the disk radial direction only, and could not change the plate thickness in the circumferential direction. On the other hand, a decorative window is provided between a portion where the disk is mounted on the vehicle and a portion where the disk is mounted on the rim, and a bolt hole for mounting a wheel is formed in the mounting portion. The window has the function of cooling the brake system located inside the wheel when the wheel is mounted on the vehicle. Wheels mounted on vehicles are required to withstand the repeated load applied from the vehicle mounting part and tires and be lighter in weight. (Hence the product weight) has been affected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ホイールの耐久強度は
ホイール形状とディスク板厚分布にて決まる発生応力分
布によって支配されるにもかかわらず、素材形状、加工
方法に制約された絞り形状のディスクに、所定の冷却効
果を得る飾り窓を加工したり、車輛仕様に一致したボル
ト穴を加工するため、最も発生応力が低い所に飾り窓な
どの低疲労寿命部位を位置させる設計とすることはでき
ない。したがって、ホイールの耐久強度を保証するの
に、素材の板厚そのものを厚くしたり、強度が高い高級
材料を使用し、ホイール全体を強化することによって対
策している。それによりホイールの耐久強度上不必要な
部分まで強化され、軽量化、コストダウンの阻害となっ
ている。本発明の目的は、高応力発生部位など必要部位
のみを強化したホイールディスクとその製造方法並びに
その製造装置を提供することにある。
Despite the fact that the durability of the wheel is governed by the stress distribution determined by the wheel shape and the disk thickness distribution, it is possible to produce a drawn disk which is restricted by the material shape and processing method. In order to machine a decorative window for obtaining a predetermined cooling effect or to machine a bolt hole conforming to the vehicle specifications, it is not possible to design a decorative window or other low fatigue life site at a place where the generated stress is the lowest. Therefore, in order to guarantee the durability of the wheel, measures are taken by increasing the thickness of the material itself, using a high-grade material having high strength, and strengthening the entire wheel. As a result, unnecessary parts in terms of wheel durability are strengthened, which hinders weight reduction and cost reduction. An object of the present invention is to provide a wheel disk in which only necessary parts such as high stress generating parts are reinforced, a method of manufacturing the same, and a manufacturing apparatus thereof.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) 板を成形して製作したホイールディスクであっ
て、ホイールディスク周方向に不均一な板厚分布を有
し、周方向において応力集中部位の板厚が応力が集中し
ない部位の板厚に比べて大とされているホイールディス
ク。 (2) ホイールディスク周方向に不均一な板厚分布を
有するホイールディスクを揺動鍛造により成形する方法
であって、揺動パンチにホイールディスクの板厚に変化
をつけるための凹凸部を揺動パンチ周方向に複数箇所形
成しておき該揺動パンチを揺動させながらホイールディ
スクを成形するホイールディスクの製造方法。 (3) 前記揺動パンチの揺動が菊モーションである
(2)記載のホイールディスクの製造方法。 (4) ホイールディスク周方向に不均一な板厚分布を
有するホイールディスクの製造装置であって、ホイール
ディスクの板厚に変化をつけるための凹凸部が揺動パン
チ周方向に複数箇所形成された揺動パンチおよび揺動パ
ンチの対向型と、前記揺動パンチと連結され少なくとも
1つのモータと少なくとも1つの偏心ローターを有し前
記揺動パンチを揺動させる揺動機構と、を備えたホイー
ルディスクの製造装置。
The present invention to achieve the above object is as follows. (1) A wheel disc manufactured by forming a plate, which has an uneven thickness distribution in the circumferential direction of the wheel disc, and the thickness of the stress-concentrated portion in the circumferential direction is smaller than the thickness of the portion where the stress is not concentrated. A wheel disc that is considered larger. (2) A method of forming a wheel disk having a non-uniform thickness distribution in the circumferential direction of the wheel disk by rocking forging. A method of manufacturing a wheel disk, wherein a plurality of portions are formed in a circumferential direction of a punch, and a wheel disk is formed while swinging the swinging punch. (3) The method according to (2), wherein the swing of the swing punch is a chrysanthemum motion. (4) An apparatus for manufacturing a wheel disc having a non-uniform thickness distribution in the circumferential direction of the wheel disc, wherein a plurality of uneven portions for changing the thickness of the wheel disc are formed in the circumferential direction of the swinging punch. A wheel disc comprising: a swinging punch; a facing type of the swinging punch; and a swinging mechanism coupled to the swinging punch and having at least one motor and at least one eccentric rotor for swinging the swinging punch. Manufacturing equipment.

【0005】上記(1)のホイールディスクでは、ディ
スクの周方向にも板厚が不均一とされ、応力集中部位の
板厚がその他の部位に比べて厚くしてあるので、応力集
中部位に必要な耐久強度を保持したまま軽量化、コスト
ダウンがはかられる。上記(2)のホイールディスクの
製造方法では、凹凸部を形成してある揺動パンチを用い
てディスクを揺動鍛造するので、周方向に不均一となる
板厚分布をもつディスクを成形することができる。上記
(3)のホイールディスクの製造方法では、揺動パンチ
に菊モーションを行わせることにより、揺動パンチと成
形される材料の間で回転方向のずれが発生することを防
止または抑制することができる。上記(4)のホイール
ディスクの製造装置では、揺動パンチが周方向複数箇所
に凹凸部を有しているので、揺動パンチを揺動させた時
に、周方向に不均一となる板厚分布をもつディスクを成
形することができる。
[0005] In the wheel disk of the above (1), the plate thickness is not uniform even in the circumferential direction of the disk, and the plate thickness of the stress concentration portion is thicker than the other portions. Weight and cost can be reduced while maintaining high durability. In the method (2) for manufacturing a wheel disk, since the disk is rock-forged using a rocking punch having an uneven portion, a disk having a nonuniform thickness distribution in the circumferential direction is formed. Can be. In the method of manufacturing a wheel disk according to the above (3), by causing the swinging punch to perform a chrysanthemum motion, it is possible to prevent or suppress the occurrence of a rotational deviation between the swinging punch and the material to be formed. it can. In the wheel disk manufacturing apparatus of the above (4), since the oscillating punch has irregularities at a plurality of locations in the circumferential direction, when the oscillating punch is oscillated, the thickness distribution becomes uneven in the circumferential direction. Can be formed.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は本発明実施例のホイールデ
ィスクを示しており、図2は本発明のもう一つの実施例
のホイールディスクを示している。一般のホイールで
は、飾り穴のコーナR部、リムとディスクとの溶接結合
部、ホイールの車両への取付け部などに応力が集中する
ことが、有限要素法による解析の結果から知られてい
る。加えて、これらの応力集中部位は打ち抜き等の塑性
加工成形により作製されるため製造上からも切欠きが生
じやすい部位でもある。したがって、これらの部位は疲
労強度上、安定した高品質を確保しにくい部位である。
FIG. 1 shows a wheel disc according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a wheel disc according to another embodiment of the present invention. It is known from the results of analysis by a finite element method that stress is concentrated on a general wheel at a corner R portion of a decorative hole, a welded joint between a rim and a disc, a portion where a wheel is attached to a vehicle, and the like. In addition, since these stress concentration portions are formed by plastic working such as punching, notches are also likely to occur in the manufacturing process. Therefore, these parts are parts where it is difficult to secure stable high quality in terms of fatigue strength.

【0007】本発明実施例のホイールディスク10は、
板から成形によって作られるホイールディスクが対象で
あり、鋳造ホイールは含まない。本発明実施例のホイー
ルディスク10は、図1、図2に示すように、ホイール
ディスク周方向に不均一な板厚分布を有し、ホイールデ
ィスク周方向において応力集中部位の板厚が応力が集中
しない部位の板厚に比べて大とされている。
The wheel disk 10 according to the embodiment of the present invention
Covers wheel discs made by molding from a plate, excluding cast wheels. As shown in FIGS. 1 and 2, the wheel disc 10 according to the embodiment of the present invention has an uneven thickness distribution in the circumferential direction of the wheel disc. It is set to be large compared to the thickness of the part that does not.

【0008】図1のホイールディスク10では、板厚を
増大された応力集中部位は飾り窓11の周りの部分12
であり、A−A断面に示すように、ディスク周方向にお
いて、この部分12の板厚は部分12の外側の部分13
の板厚より大とされている。ディスク半径方向には、B
−B断面に示すように、応力が集中するディスクのハブ
への取付け部14の板厚を大としてあり、半径方向外周
にいくに従って薄くすることが望ましい。ただし、半径
方向の板厚変化はなくてもよい。
In the wheel disc 10 shown in FIG. 1, the stress concentration site where the thickness is increased is a portion 12 around the decorative window 11.
As shown in the AA cross section, in the disk circumferential direction, the thickness of this portion 12 is
It is said to be larger than the plate thickness. In the disk radial direction, B
As shown in the -B cross section, the plate thickness of the mounting portion 14 of the disk on which the stress is concentrated to the hub is large, and it is desirable that the thickness be reduced toward the outer periphery in the radial direction. However, there is no need to change the thickness in the radial direction.

【0009】図2のホイールディスク10は、バス、ト
ラック用の大型ホイール用のホイールディスクであり、
ハブへの取付け部14は、隣接するナット座15の間の
部分に溝17を作ってその肉を寄せることにより、板厚
増大部16としてある。ナット座15のまわりの部分1
6は応力が集中する部位でもあり、ディスク周方向にお
いて、溝17より板厚が増大された板厚増大部となって
いる。
The wheel disk 10 shown in FIG. 2 is a wheel disk for large wheels for buses and trucks.
The mounting portion 14 for the hub is formed as a plate thickness increasing portion 16 by forming a groove 17 in a portion between the adjacent nut seats 15 and bringing the thickness thereof closer. Part 1 around nut seat 15
Reference numeral 6 denotes a portion where stress is concentrated, which is a portion having a greater thickness than the groove 17 in the circumferential direction of the disk.

【0010】上記構造のホイールディスク10は、周方
向に板厚を変化させて応力集中部位の板厚を厚くしたの
で、その部分に応力が集中しても板厚が厚くなっている
分応力が小さくなり、疲労強度が向上する。また、周方
向全体にわたって板厚を厚くするものではないから、従
来のように疲労強度を得るために周方向全体にわたって
板厚を厚くする場合に比べて、強度を保証したまま、大
幅な軽量化とコストダウンをはかることができる。ま
た、図2の構造の場合は、部分16の板厚増大により応
力を緩和させるほか、溝17による板厚減少により取付
けナットの緩みが抑制される。
In the wheel disk 10 having the above-described structure, the plate thickness is changed in the circumferential direction to increase the plate thickness at the stress concentration portion. It becomes smaller and the fatigue strength is improved. In addition, since the thickness is not increased over the entire circumferential direction, the weight is significantly reduced while maintaining the strength compared to the conventional case where the thickness is increased over the entire circumferential direction to obtain fatigue strength. And cost reduction. In addition, in the case of the structure shown in FIG. 2, the stress is reduced by increasing the plate thickness of the portion 16, and the mounting nut is prevented from loosening due to the decrease in the plate thickness due to the groove 17.

【0011】板の成形から作製されたホイールディスク
において、周方向の板厚変化を有するホイールディスク
が従来存在しなかった理由は、スピニング加工において
は、ロールがワークに対して相対回転しながら加工する
ので、ワークを周方向に均一に加工してしまい、周方向
に局部的に形状、板厚を変化させることができないから
であり、また従来のプレス加工では全面加工と1回のプ
レスによる成形のために全応力集中部位を増厚するに必
要な大きなプレス力を従来のプレス機で得ることができ
ないからである。しかし、本発明実施例の方法は、特殊
な形状の揺動パンチを用いた揺動鍛造により、周方向の
板厚変化を有するホイールディスクの製造を可能にし、
しかも比較的小さな加工力での製造を可能にした。
[0011] In a wheel disk manufactured from the forming of a plate, there has been no wheel disk having a change in thickness in the circumferential direction. The reason for this is that in spinning, the roll is rotated while rotating relative to the workpiece. This is because the work is uniformly processed in the circumferential direction, and the shape and the thickness of the work cannot be locally changed in the circumferential direction. This is because a large pressing force required to increase the thickness of the entire stress concentration site cannot be obtained with a conventional press. However, the method of the embodiment of the present invention makes it possible to manufacture a wheel disk having a thickness change in the circumferential direction by swing forging using a swing punch having a special shape,
In addition, manufacturing with a relatively small processing force is enabled.

【0012】本発明実施例のホイールディスクの製造方
法は、図3〜図6に示すように、ホイールディスク周方
向に不均一な板厚分布を有するホイールディスク10を
揺動鍛造により成形する方法であって、揺動パンチ21
にホイールディスク10の板厚に変化をつけるための凹
凸部22を揺動パンチ周方向に複数箇所形成しておき、
揺動パンチ21を揺動させながらホイールディスク10
を成形する方法からなる。揺動パンチ21の揺動におい
ては、揺動パンチ21が揺動パンチ軸芯23まわりに回
転されないまま、揺動パンチ軸芯23を揺動鍛造装置2
0の軸芯24に対して揺動させる。
The method of manufacturing a wheel disc according to the embodiment of the present invention is a method of forming a wheel disc 10 having an uneven thickness distribution in the circumferential direction of a wheel disc by rocking forging, as shown in FIGS. Yes, swinging punch 21
A plurality of uneven portions 22 for changing the thickness of the wheel disk 10 are formed in the circumferential direction of the swinging punch,
While oscillating the oscillating punch 21, the wheel disc 10
Is formed. In the swinging of the swinging punch 21, the swinging punch 21 is not rotated around the swinging punch shaft 23, and the swinging punch shaft 23 is moved by the swing forging device 2.
It is swung with respect to the 0 axis 24.

【0013】揺動パンチ軸芯23の揺動鍛造装置軸芯2
4に対する揺動は、図3において揺動パンチ軸芯23を
揺動鍛造装置軸芯24まわりに回転させたときに図5に
おいて揺動パンチ軸芯23が揺動鍛造装置軸芯24に対
して左右に揺動する回転モーションによって生じる揺動
や、図6において揺動パンチ軸芯23を揺動鍛造装置軸
芯24を中心にして菊の花びら状に運動させたときに揺
動パンチ軸芯23が揺動鍛造装置軸芯24に対して揺動
する菊モーションによって生じる揺動、などを含む。菊
モーションの揺動では、揺動パンチ21の加圧中心の軌
跡も、図4に示すように菊の花びら状となる。
The swing forging device shaft 2 of the swing punch shaft 23
When the swinging punch shaft 23 is rotated around the swing forging device shaft 24 in FIG. 3, the swinging punch shaft 23 is moved with respect to the swing forging device shaft 24 in FIG. When the swinging punch shaft 23 is moved in a chrysanthemum petal shape around the swing forging device shaft 24 in FIG. Swing caused by a chrysanthemum motion that swings with respect to the swing forging apparatus shaft center 24. In the swing of the chrysanthemum motion, the locus of the pressing center of the swing punch 21 also has a petal shape of chrysanthemum as shown in FIG.

【0014】揺動鍛造においては、揺動パンチ21の加
圧領域25(たとえば、図3の例ではハッチを施した領
域)は揺動パンチ21の揺動に従って順次移動し、ディ
スク素材のうち揺動パンチ21の加圧領域にある部分の
みが形状成形、板厚増減が行われる。この加圧成形領域
はディスク周方向に一部に過ぎないので、従来のプレス
成形のように周方向全域にわたって成形する場合に比べ
て、ディスク形状の成形およびディスク板厚の増減に要
する荷重(成形力)は小さく、装置容量上から成形、板
厚増減可能の範囲にある。
In the swing forging, the pressurized area 25 (for example, the hatched area in the example of FIG. 3) of the swing punch 21 sequentially moves in accordance with the swing of the swing punch 21 and swings out of the disk material. Only the portion of the dynamic punch 21 in the pressing area is shaped and the thickness is increased or decreased. Since the pressure forming area is only a part in the circumferential direction of the disk, the load required for forming the disk shape and increasing or decreasing the thickness of the disk (compared to the conventional press forming in the entire circumferential direction). Force) is small and in the range of forming and increasing / decreasing the plate thickness from the capacity of the apparatus.

【0015】図3、図4は飾り窓があけられる部分とそ
の周りの部分を含む部分を揺動鍛造において板厚を変化
させたい部分26とした場合を示している。揺動パンチ
21には部分26と揺動鍛造時に加圧接触する部位に凹
凸部22が形成されている。凹凸部22は部分26が板
厚を増大させたい部分(飾り窓の周りの部分)である場
合には凹部からなり、部分26が板厚を減少させたい部
分(ナット座の間の部分)である場合には凸部からな
る。揺動鍛造中に、板厚を変化させたい部分26が加圧
領域25に入った時に、その部分26は板厚を変化され
る。
FIG. 3 and FIG. 4 show a case where the part including the part where the decorative window is opened and the part around it is the part 26 in which the thickness is to be changed in the swing forging. The oscillating punch 21 is formed with an uneven portion 22 at a position where the oscillating punch 21 comes into pressure contact with the portion 26 during oscillating forging. When the portion 26 is a portion where the plate thickness is to be increased (a portion around the decorative window), the uneven portion 22 is formed of a concave portion, and the portion 26 is a portion where the plate thickness is to be reduced (a portion between the nut seats). In this case, it is composed of convex portions. During the rocking forging, when a portion 26 whose thickness is to be changed enters the pressurized region 25, the portion 26 is changed in thickness.

【0016】揺動鍛造においては、揺動パンチ21が揺
動パンチ軸芯23まわりに回転されないので、揺動パン
チ21の凹凸部22とディスク素材の板厚を変化させた
い部分26との位置はずれないか、またはずれにくい。
しかし、揺動パンチ21の揺動パンチ軸芯23まわりの
回転は積極的に止められてはいないので、かつ揺動パン
チ21の凹凸部22からの反力の周方向成分を受けてデ
ィスク素材が周方向にずれることもあるので、図3の回
転モーションの揺動では、揺動パンチ21の凹凸部22
とディスク素材の板厚を変化させたい部分26との位置
が揺動鍛造中にずれることがある。
In the swing forging, since the swing punch 21 is not rotated around the swing punch axis 23, the position of the concave / convex portion 22 of the swing punch 21 and the portion 26 where the thickness of the disk material is desired to be changed are shifted. No or hard to slip.
However, since the rotation of the oscillating punch 21 around the oscillating punch shaft center 23 is not positively stopped, the disk material is subjected to the circumferential component of the reaction force from the concave and convex portions 22 of the oscillating punch 21 and the disk material is removed. 3 may be displaced in the circumferential direction.
The position of the portion 26 where the thickness of the disk material is to be changed may be shifted during swing forging.

【0017】しかし、図4の菊モーションの揺動鍛造で
は、とくに図6の球面軸受中心軌跡が描く菊の花びらが
周方向に1周してきた時に軌跡の始端と終端とが一致す
る場合には、揺動パンチ21の凹凸部22とディスク素
材の板厚を変化させたい部分26との位置が揺動鍛造中
にずれないことが、試験によって確かめられた。その理
由は、揺動パンチ21の凹凸部22からの反力がディス
ク素材を周方向に押さないからであると考えられる。し
たがって、揺動鍛造においては、ずれ防止の点から、揺
動パンチ21に菊モーションを行わせることが望まし
い。
However, in the rocking forging of the chrysanthemum motion shown in FIG. 4, when the chrysanthemum petal drawn by the center locus of the spherical bearing shown in FIG. It was confirmed by a test that the position of the uneven portion 22 of the swing punch 21 and the portion 26 of the disk material where the thickness of the disk material is desired to be changed did not shift during the swing forging. It is considered that the reason is that the reaction force from the uneven portion 22 of the swing punch 21 does not push the disk material in the circumferential direction. Therefore, in the swing forging, it is desirable to make the swing punch 21 perform a chrysanthemum motion from the viewpoint of preventing displacement.

【0018】上記のホイールディスクの製造方法では、
凹凸部22を形成してある揺動パンチ21を用いてディ
スクを揺動鍛造するので、周方向に不均一となる板厚分
布をもつディスク10を成形することができる。しか
も、プレスに比べてはるかに小さな成形荷重で済む。
In the above method for manufacturing a wheel disc,
Since the disk is rock-forged using the rocking punch 21 having the irregularities 22 formed thereon, the disk 10 having a thickness distribution that is non-uniform in the circumferential direction can be formed. Moreover, a much smaller forming load is required as compared with a press.

【0019】図5、図6は本発明実施例の、ホイールデ
ィスク周方向に不均一な板厚分布を有するホイールディ
スク10を製造する、揺動鍛造装置20からなる、ホイ
ールディスク製造装置を示している。このホイールディ
スク製造放置は、一対の型と、揺動機構と、からなる。
一対の型は、ホイールディスク10の板厚に変化をつけ
るための凹凸部22が揺動パンチ周方向に複数箇所形成
された揺動パンチ21および揺動パンチの対向型27か
らなる。揺動機構は、球面軸受32を介して揺動パンチ
21と連結され、2つのモータ28、29と2つの偏心
ローター30、31を有し、揺動パンチ21を揺動させ
る。
FIGS. 5 and 6 show a wheel disc manufacturing apparatus comprising an oscillating forging apparatus 20 for manufacturing a wheel disc 10 having an uneven thickness distribution in the circumferential direction of the wheel disc according to the embodiment of the present invention. I have. This wheel disk production leaving comprises a pair of dies and a swing mechanism.
The pair of dies includes an oscillating punch 21 and an opposing dies 27 for oscillating punches, each having a plurality of uneven portions 22 formed in the circumferential direction of the oscillating punch for changing the thickness of the wheel disk 10. The swing mechanism is connected to the swing punch 21 via a spherical bearing 32 and has two motors 28 and 29 and two eccentric rotors 30 and 31 to swing the swing punch 21.

【0020】ホイールディスク製造装置は、さらに、揺
動パンチ21と対向型27の一方を他方に向かって付勢
する油圧シリンダ33を有している。また、対向型27
はディスク素材が揺動鍛造中に半径方向に位置ずれを起
こすことを防止するためのセンターガイド34を有して
おり、ディスク素材のセンター穴はセンターガイド34
に係合される。揺動パンチ21の凹凸部22はホイール
ディスクの板厚を増減させたい部位に対応する部位に形
成されており、図5では飾り窓の周り部分を板厚増大さ
せるために揺動パンチ21に凹部を形成した場合を示し
てある。
The wheel disk manufacturing apparatus further has a hydraulic cylinder 33 for urging one of the swinging punch 21 and the facing die 27 toward the other. In addition, facing type 27
Has a center guide 34 for preventing the disc material from being displaced in the radial direction during the rocking forging.
Is engaged. The uneven portion 22 of the swing punch 21 is formed at a portion corresponding to a portion where the thickness of the wheel disc is to be increased or decreased. In FIG. 5, a recess is formed in the swing punch 21 in order to increase the thickness around the decorative window. The case where it was formed is shown.

【0021】揺動パンチ21は上方に延びるアーム21
aを有している。また、球面軸受32は、球面接触面で
互いに摺動接触する内側部材と外側部材を有している。
アーム21aはその上端部分で球面軸受32の内側部材
に保持されている。偏心ローター30は円形の外周面と
円形の内周面とを有しており、偏心ローター30の外周
面と内周面とは互いに偏心している。同様に、偏心ロー
ター31は円形の外周面と円形の内周面とを有してお
り、偏心ローター31の外周面と内周面とは互いに偏心
している。
The swinging punch 21 has an arm 21 extending upward.
a. In addition, the spherical bearing 32 has an inner member and an outer member that are in sliding contact with each other on a spherical contact surface.
The arm 21a is held at its upper end by the inner member of the spherical bearing 32. The eccentric rotor 30 has a circular outer peripheral surface and a circular inner peripheral surface, and the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the eccentric rotor 30 are eccentric to each other. Similarly, the eccentric rotor 31 has a circular outer peripheral surface and a circular inner peripheral surface, and the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the eccentric rotor 31 are eccentric to each other.

【0022】偏心ローター30はその外周面で枠体35
によって回転自在に支持されており、偏心ローター30
と枠体35との摺動接触面はベアリング36となってい
る。偏心ローター30の内周面に偏心ローター31の外
周面が摺動自在に接触しておりその摺動面はベアリング
37となっている。また、偏心ローター31の内周面に
球面軸受32の外側部材の外周面が摺動自在に接触して
おりその摺動面はベアリング38となっている。偏心ロ
ータ31の内周面の中心と球面軸受32の中心は一致し
ている。ただし、球面軸受32の外側部材と内側部材は
互いに同心である。偏心ロータ30はモーター28によ
って回転され、偏心ローター31はモーター29によっ
て回転される。
The eccentric rotor 30 has a frame 35 on its outer peripheral surface.
Rotatably supported by the eccentric rotor 30
A sliding contact surface between the frame and the frame 35 serves as a bearing 36. The outer peripheral surface of the eccentric rotor 31 is slidably in contact with the inner peripheral surface of the eccentric rotor 30, and the sliding surface is a bearing 37. Further, the outer peripheral surface of the outer member of the spherical bearing 32 slidably contacts the inner peripheral surface of the eccentric rotor 31, and the sliding surface is a bearing 38. The center of the inner peripheral surface of the eccentric rotor 31 matches the center of the spherical bearing 32. However, the outer member and the inner member of the spherical bearing 32 are concentric with each other. The eccentric rotor 30 is rotated by a motor 28, and the eccentric rotor 31 is rotated by a motor 29.

【0023】この構造によって、球面軸受32の中心
は、偏心ロータ30、31の回転角度の組み合わせるこ
とによって、とり得る最大円(図6の円)の内側で任意
の位置をとり得る。したがって、揺動パンチ21に任意
の揺動(回転モーション、菊モーションなど)を行わせ
ることができる。
With this structure, the center of the spherical bearing 32 can take an arbitrary position inside the maximum circle (the circle in FIG. 6) that can be obtained by combining the rotation angles of the eccentric rotors 30, 31. Therefore, it is possible to cause the swing punch 21 to perform any swing (rotational motion, chrysanthemum motion, etc.).

【0024】偏心ローター30が偏心量A−B=r、偏
心ローター31が偏心量C−D=rをもって、偏心ロー
ター30を正転、偏心ローター31を逆転させた時、ア
ーム21aの上端部の球面軸受32の中心の軌跡(x,
y)は、つぎの式で表される。 x=r・cos(ωo ・t)+r・cos(ωi ・t−
ωo ・t) y=−r・sin(ωo ・t)+r・sin(ωi ・t
−ωo ・t) ここで、t:時間 ωo :偏心ローター30の角速度(時計まわり方向が
正) ωi :偏心ローター31の角速度(反時計まわり方向が
正) r:偏心ローター30の偏心量=偏心ローター31の偏
心量
When the eccentric rotor 30 is rotated forward and the eccentric rotor 31 is rotated reversely, with the eccentric rotor 30 having the eccentric amount AB = r and the eccentric rotor 31 having the eccentric amount CD = r, the upper end of the arm 21a is closed. The locus of the center of the spherical bearing 32 (x,
y) is represented by the following equation. x = r · cos (ω o · t) + r · cos (ω i · t−
ω o · t) y = −r · sin (ω o · t) + r · sin (ω i · t
−ω o · t) where t: time ω o : angular velocity of the eccentric rotor 30 (clockwise is positive) ω i : angular velocity of the eccentric rotor 31 (positive in the counterclockwise direction) r: eccentricity of the eccentric rotor 30 Amount = Eccentric amount of eccentric rotor 31

【0025】図6は菊モーションの場合の球面軸受32
の中心の軌跡(x,y)を示している。図6中、1、
2、3、4、5の順に軌跡を描いていく。軌跡の始点と
終点が一致して、綺麗な花びらとなるには、nを整数と
して、ωi とωo の間につぎの関係が成り立つように、
ωi とωo を選定する。 ωi =n・(ωi −2ωo ) 綺麗な花びら軌跡を描かせることによって、揺動鍛造中
に揺動パンチ21とディスク素材10が回転方向に位置
ずれを起こすことが防止されることが試験によって確か
められた。
FIG. 6 shows a spherical bearing 32 in the case of chrysanthemum motion.
Of the center of (x, y). In FIG.
The trajectory is drawn in the order of 2, 3, 4, and 5. In order for the starting point and the ending point of the trajectory to coincide with each other to obtain a beautiful petal, the following relationship is established between ω i and ω o , where n is an integer.
Choose ω i and ω o . ω i = n · (ω i −2ω o ) By drawing a beautiful petal trajectory, it is possible to prevent the swing punch 21 and the disk material 10 from being displaced in the rotation direction during the swing forging. Confirmed by testing.

【0026】上記製造装置は、揺動パンチ21に周方向
に複数箇所に、凹凸部22を有していて、この揺動パン
チ21を揺動機構によって揺動させ、対向型27を揺動
パッチ21側に付勢しつつ、ディスク素材を成形するの
で、ディスク素材の板厚を周方向に変化させることがで
き、ディスク素材に周方向に複数箇所、板厚増大部、ま
たは板厚減少部を成形することができる。とくに、揺動
パンチ21に菊モーションを行わせる場合は、揺動鍛造
中の揺動パンチ21とディスク素材10の回転方向位置
ずれを防止でき、綺麗な成形ができる。
The above-described manufacturing apparatus has the oscillating punch 21 having a plurality of irregularities 22 at a plurality of positions in the circumferential direction. The oscillating punch 21 is oscillated by an oscillating mechanism, and the opposing mold 27 is oscillated by the oscillating patch. Since the disk material is molded while being urged toward the 21 side, the thickness of the disk material can be changed in the circumferential direction, and the disk material can be provided with a plurality of circumferentially increased thickness, increased thickness, or reduced thickness portions. Can be molded. In particular, when the swinging punch 21 is caused to perform chrysanthemum motion, displacement of the swinging punch 21 and the disk material 10 in the rotating direction during the swing forging can be prevented, and a beautiful molding can be performed.

【0027】[0027]

【発明の効果】請求項1のホイールディスクでは、ディ
スクの周方向にも板厚が不均一とされ、応力集中部位の
板厚がその他の部位に比べて厚くしてあるので、応力集
中部位に必要な耐久強度を保持したまま軽量化、コスト
ダウンがはかられる。請求項2のホイールディスクの製
造方法では、凹凸部を形成してある揺動パンチを用いて
ディスクを揺動鍛造するので、周方向に不均一となる板
厚分布をもつディスクを成形することができる。請求項
3のホイールディスクの製造方法では、揺動パンチに菊
モーションを行わせることにより、揺動パンチと成形さ
れる材料の間で回転方向のずれが発生することを防止ま
たは抑制することができる。請求項4のホイールディス
クの製造装置では、揺動パンチが周方向複数箇所に凹凸
部を有しているので、揺動パンチを揺動させた時に、周
方向に不均一となる板厚分布をもつディスクを成形する
ことができる。
According to the wheel disc of the first aspect, the thickness of the disc is not uniform even in the circumferential direction of the disc, and the thickness of the stress-concentrated portion is larger than that of the other portions. The weight and cost can be reduced while maintaining the required durability. In the method for manufacturing a wheel disk according to the second aspect, since the disk is rock-forged using a rocking punch having an uneven portion, it is possible to form a disk having a nonuniform thickness distribution in the circumferential direction. it can. In the method of manufacturing a wheel disk according to the third aspect, by causing the swinging punch to perform the chrysanthemum motion, it is possible to prevent or suppress occurrence of a rotational direction shift between the swinging punch and the material to be formed. . In the wheel disk manufacturing apparatus according to the fourth aspect, since the oscillating punch has uneven portions at a plurality of positions in the circumferential direction, when the oscillating punch is oscillated, the thickness distribution that becomes uneven in the circumferential direction is reduced. Can be molded.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のホイールディスクのA−A
断面、B−B断面を伴なう部分正面図である。
FIG. 1 is an AA diagram of a wheel disc according to an embodiment of the present invention.
It is a partial front view accompanying a cross section and a BB cross section.

【図2】本発明のもう一つの実施例のホイールディスク
のC−C断面を伴なう部分正面図である。
FIG. 2 is a partial front view of a wheel disk according to another embodiment of the present invention, taken along a line CC.

【図3】本発明の一実施例のホイールディスクの製造方
法における加圧軌跡の一例(回転モーション)を示すホ
イールディスクの正面図である。
FIG. 3 is a front view of the wheel disc showing an example (rotational motion) of a pressing locus in the method of manufacturing a wheel disc according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例のホイールディスクの製造方
法における加圧軌跡のもう一例(菊モーション)を示す
ホイールディスクの正面図である。
FIG. 4 is a front view of the wheel disc illustrating another example (chrysanthemum motion) of the pressing locus in the method of manufacturing the wheel disc according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例のホイールディスクの製造装
置の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an apparatus for manufacturing a wheel disk according to an embodiment of the present invention.

【図6】図5の装置で菊モーションを行った時の球面軸
受の中心の軌跡図である。
6 is a locus diagram of a center of a spherical bearing when chrysanthemum motion is performed by the apparatus of FIG. 5;

【図7】従来のホイールディスクの製造工程図である。FIG. 7 is a manufacturing process diagram of a conventional wheel disk.

【図8】従来の製造方法で作製されたホイールディスク
の部分断面図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a wheel disk manufactured by a conventional manufacturing method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ホイールディスク 11 飾り窓 20 揺動鍛造装置 21 揺動パンチ 22 凹凸部 26 板厚を変化させたい部分 27 対向型 28、29 モーター 30、31 偏心ローター 32 球面軸受 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wheel disk 11 Decorative window 20 Oscillating forging device 21 Oscillating punch 22 Irregular part 26 The part which wants to change board thickness 27 Facing type 28, 29 Motor 30, 31 Eccentric rotor 32 Spherical bearing

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 板を成形して製作したホイールディスク
であって、ホイールディスク周方向に不均一な板厚分布
を有し、周方向において応力集中部位の板厚が応力が集
中しない部位の板厚に比べて大とされているホイールデ
ィスク。
1. A wheel disk manufactured by molding a plate, wherein the plate has a non-uniform thickness distribution in the circumferential direction of the wheel disk, and the thickness of the stress-concentrated portion in the circumferential direction is such that the stress is not concentrated. A wheel disc that is considered to be large compared to its thickness.
【請求項2】 ホイールディスク周方向に不均一な板厚
分布を有するホイールディスクを揺動鍛造により成形す
る方法であって、揺動パンチにホイールディスクの板厚
に変化をつけるための凹凸部を揺動パンチ周方向に複数
箇所形成しておき該揺動パンチを揺動させながらホイー
ルディスクを成形するホイールディスクの製造方法。
2. A method for forming a wheel disc having a non-uniform thickness distribution in the circumferential direction of a wheel disc by swing forging, wherein the swing punch is provided with an uneven portion for changing the thickness of the wheel disc. A method of manufacturing a wheel disc, wherein a plurality of portions are formed in a circumferential direction of a swinging punch and a wheel disc is formed while swinging the swinging punch.
【請求項3】 前記揺動パンチの揺動が菊モーションで
ある請求項2記載のホイールディスクの製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the swing of the swing punch is a chrysanthemum motion.
【請求項4】 ホイールディスク周方向に不均一な板厚
分布を有するホイールディスクの製造装置であって、ホ
イールディスクの板厚に変化をつけるための凹凸部が揺
動パンチ周方向に複数箇所形成された揺動パンチおよび
揺動パンチの対向型と、前記揺動パンチと連結され少な
くとも1つのモータと少なくとも1つの偏心ローターを
有し前記揺動パンチを揺動させる揺動機構と、を備えた
ホイールディスクの製造装置。
4. An apparatus for manufacturing a wheel disc having a non-uniform thickness distribution in a circumferential direction of a wheel disc, wherein a plurality of concave and convex portions for varying the thickness of the wheel disc are formed in the circumferential direction of the swinging punch. A swinging punch and a facing type of the swinging punch, and a swinging mechanism coupled to the swinging punch and having at least one motor and at least one eccentric rotor for swinging the swinging punch. Equipment for manufacturing wheel discs.
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