JPWO2011125968A1 - 車両用ホイールリムの製造方法 - Google Patents

Abstract

パンチ２６とパンチ２６に対向する側の側面が凹凸面２４とされたダイ２２とを備えたしごき装置２０を用いて、平板状素材２をしごき加工し、不等厚の平板状部材１０Ａを作製するしごき加工工程を有し、しごき加工工程では、平板状素材２をダイ２２にセットし、しごき装置２０を作動させてパンチ２６をダイ２２に対して相対動させ、ダイ２２の凹凸面２４とパンチ２６とによる平板状素材２の板厚の変化を伴いつつ、平板状素材２をしごき加工して不等厚の平板状部材１０Ａを作製する、車両用ホイールリムの製造方法。この製造方法によれば、従来の、転圧装置、フローフォーミングによる不等厚化を用いずに、平板状素材を不等厚化できる。

Description

本発明は、車両用ホイールリムの製造方法に関し、特に、平板状素材から不等厚の車両用ホイールリムを製造する車両用ホイールリムの製造方法に関する。

従来、特許文献１、２は、平板状素材から製造される不等厚の車両用ホイールリムの一例を開示している。
（ａ） 特許文献１の不等厚の車両用ホイールリムの製造方法では、加圧ロールと転圧ロールからなる一対のロールを複数段配置した転圧装置を用いて平板状素材から不等厚の平板状部材を作製し、該不等厚の平板状部材を円筒状に巻いて端部を溶接して不等厚の円筒状部材とし、該不等厚の円筒状部材をロール成形して車両用ホイールリム形状を出し、不等厚の車両用ホイールリムが製造される。
（ｂ） 特許文献２の不等厚の車両用ホイールリムの製造方法では、平板状素材から円筒状素材を作製し、該円筒状素材をフローフォーミング（フローターニング、スピニング等）によって不等厚の円筒状部材とし、該不等厚の円筒状部材をロール成形して車両用ホイールリム形状を出し、不等厚の車両用ホイールリムが製造される。

しかし、従来の車両用ホイールリムの製造方法にはつぎの問題点がある。
（ａ） 特許文献１
加圧ロールと転圧ロールからなる一対のロールを複数段配置した転圧装置を用いるため、設備が大型で、かつ高価である。
（ｂ） 特許文献２
フローフォーミングは、それに用いる設備が高価となる。
フローフォーミングでは、マンドレルに対して円筒状素材を押しつけるロールを、素材軸方向と素材厚さ方向との２つの方向に移動させなければならないので、パンチの送り方向が一方向でよいプレス機などの設備に比べて、設備が、数倍、高価となる。

特開平１０−１８０３８７号公報 特表２００４−５１２９６３号公報

本発明の目的は、従来に比べて低コストで、しかも、転圧装置、フローフォーミングによる不等厚化を用いずに平板状素材を不等厚化できる、不等厚の車両用ホイールリムの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１） パンチと該パンチに対向する側の側面が凹凸面とされたダイとを備えたしごき装置を用いて、平板状素材をしごき加工し、不等厚の平板状部材を作製するしごき加工工程を有し、
前記しごき加工工程では、前記平板状素材を前記ダイにセットし、前記しごき装置を作動させて前記パンチを前記ダイに対して相対動させ、前記ダイの凹凸面と前記パンチとによる前記平板状素材の板厚の変化を伴いつつ、前記平板状素材をしごき加工して前記不等厚の平板状部材を作製する、車両用ホイールリムの製造方法。
（２） 前記しごき加工工程の前に、前記平板状素材の一方向の一端部を折り曲げて前記平板状素材に折り曲げ部と該折り曲げ部より先端側の平板状素材のフランジ部を形成するフランジ部成形工程を有し、
前記しごき加工工程で、前記平板状素材を前記平板状素材のフランジ部にて前記ダイにひっかけ、ついで、前記しごき装置に組付けられる押さえ部材を前記ダイに対して相対動させて前記平板状素材のフランジ部を前記押さえ部材と前記ダイとで挟圧し、ついで、前記平板状素材の前記平板状素材のフランジ部以外の部分の少なくとも一部を前記パンチを前記ダイに対して相対動させてしごき加工し前記不等厚の平板状部材を作製し、
前記しごき加工工程の後に前記不等厚の平板状部材を車両用ホイールリム形状に成形する際、前記平板状素材のフランジ部の少なくとも一部が、車両用ホイールリムの一方のリムのフランジ部に成形される、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（３） 前記凹凸面は、前記ダイに対する前記パンチの移動方向で、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面に、前記ダイと前記パンチの間隔を前記平板状素材の板厚より狭くする凸部が少なくとも１つ設けられることにより形成されている、（１）または（２）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（４） 前記凹凸面は、前記ダイに対する前記パンチの移動方向と直交する方向で、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面に、前記ダイと前記パンチの間隔を前記平板状素材の板厚より狭くする凸部が少なくとも１つ設けられることにより形成されている、（１）または（２）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（５） 前記フランジ部成形工程および／または前記しごき加工工程の挟圧工程において、前記平板状素材のフランジ部の、前記平板状素材の前記一方向の中間部を、１箇所以上で折り曲げて前記平板状素材のフランジ部に１以上の中間折り曲げ部を形成する、（２）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（６） 前記中間折り曲げ部の少なくとも１つの折り曲げ方向と前記折り曲げ部の折り曲げ方向とは互いに逆である、（５）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（７） 前記しごき加工工程では、前記平板状素材は、前記ダイに対する前記パンチの移動方向先側端を排出板で押し受けながらしごき加工される、（１）または（２）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（８） 前記しごき加工工程の後に、前記不等厚の平板状部材を筒状に巻いて巻きの両端部を突き合わせて溶接し不等厚の筒状部材を作製する筒状部材成形工を有する、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（９） 前記筒状部材成形工程の後に、前記不等厚の筒状部材を車両用ホイールリム形状にロール成形するロール成形工程を有する、（８）記載の車両用ホイールリムの製造方法。

上記（１）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、平板状素材をしごき加工により不等厚の平板状部材に成形するため、従来の、転圧装置、フローフォーミングによる不等厚化を用いずに、平板状素材を不等厚化できる。また、従来の、転圧装置、フローフォーミングのための設備が、本発明では、しごきのダイ、パンチと、しごき装置にとって代わられ、転圧装置、フローフォーミングの設備費用に比べてしごきのダイ、パンチと、しごき装置の合計費用が低価であるため、従来に比べて設備費用を低減でき、従来に比べて低コストで不等厚の車両用ホイールリムを製造できる。
また、パンチをダイに対して相対動させ、平板状素材をしごき加工して不等厚の平板状部材を作製するので、従来のプレス機をパンチのダイに対する一方向ストローク動に使用できる。その結果、成形時間の短縮化、成形設備のコストダウンをはかることができる。

上記（２）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、しごき加工工程で平板状素材のフランジ部をダイにひっかけてしごき加工を行うので、平板状素材がパンチによって引きずり込まれて成形中にダイに対して移動することが抑制され、高精度の成形が可能となる。
また、しごき加工工程では、平板状素材のフランジ部を押さえ部材とダイとで挟圧してから、平板状素材の平板状素材のフランジ部以外の部分の少なくとも一部をしごき加工するため、平板状素材のフランジ部を押さえ部材とダイとで挟圧しない場合に比べて、よりいっそう平板状素材がパンチによって引きずり込まれて成形中にダイに対して移動することが抑制される。

上記（３）または（４）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、凹凸面は、ダイとパンチの間隔を平板状素材の板厚より狭くする凸部がダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されているため、厚さが変化する平板状部材を作製できる。

上記（５）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、フランジ部成形工程および／またはしごき加工工程の挟圧工程において、平板状素材のフランジ部に１以上の中間折り曲げ部を形成するため、平板状素材のフランジ部に中間折り曲げ部が形成されない場合に比べて平板状素材のフランジ部の変形抵抗が増し、よりいっそう平板状素材がパンチによって引きずり込まれて成形中にダイに対して移動することが抑制される。

上記（６）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、中間折り曲げ部の少なくとも１つの折り曲げ方向と折り曲げ部の折り曲げ方向とが互いに逆であるため、中間折り曲げ部の全ての折り曲げ方向と折り曲げ部の折り曲げ方向とが同じである場合と異なり、折り曲げ方向が折り曲げ部の折り曲げ方向と逆になっている中間折り曲げ部より先端側の平板状素材のフランジ部が押さえ部材に引っ掛かる。そのため、中間折り曲げ部の全ての折り曲げ方向と折り曲げ部の折り曲げ方向とが同じである場合に比べて、よりいっそう平板状素材がパンチによって引きずり込まれて成形中にダイに対して移動することが抑制される。

上記（７）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、しごき加工工程では、平板状素材が、ダイに対するパンチの移動方向先側端を排出板で押し受けながらしごき加工されるため、しごき加工時に、平板状素材がパンチによって引きずり込まれて成形中にダイに対して移動することが抑制される。

上記（８）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、しごき加工工程の後に、不等厚の平板状部材を筒状に巻いて巻きの両端部を突き合わせて溶接し不等厚の筒状部材を作製する筒状部材成形工程を有するため、不等厚の筒状部材を作製できる。

上記（９）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、筒状部材成形工程の後に、不等厚の筒状部材を車両用ホイールリム形状にロール成形するロール成形工程を有するため、不等厚の、車両用ホイールリムを作製できる。

本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、平板状素材作製工程とフランジ部成形工程としごき加工工程とを示す工程図である。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。 本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の筒状部材成形工程を示す工程図である。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。 本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法のフレア加工工程とロール成形工程を示す工程図である。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。 本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、しごき装置を示す部分断面図である。ただし、本図は、しごき力を受けるバックアップの代わりに凹凸面を有するダイを設定し、パンチの両側で平板状素材をしごき加工できるようにすることで、本発明の実施例２にも適用可能である。 本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、排出板が設けられている場合の、排出板とその近傍のみを示す拡大部分断面図である。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。 本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、平板状素材のフランジ部に中間折り曲げ部が形成されている場合の、平板状素材のフランジ部とその近傍のみを示す拡大部分断面図である。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。 本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、パンチとその近傍のみを示す拡大部分断面図である。 本発明の実施例２の車両用ホイールリムの製造方法の、パンチとその近傍のみを示す拡大部分断面図である。

以下に、本発明の車両用ホイールリムの製造方法を、図面を参照して説明する。
図中、図１〜図７は、本発明の実施例１に適用可能であり、図８は、本発明の実施例２に適用可能である。ただし、図１〜図３、図５、図６は、本発明の実施例２にも適用可能であり、図４は、しごき力を受けるバックアップの代わりに凹凸面を有するダイを設定し、パンチの両側で平板状素材をしごき加工できるようにすることで、本発明の実施例２にも適用可能である。
本発明の全実施例に共通な部分に対しては、本発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。

まず、本発明の全実施例に共通な部分を説明する。
本発明の車両用ホイールリム１０Ｃの製造方法は、図１〜図３に示すように、平板状素材２から不等厚の車両用ホイールリム１０Ｃを製造する方法である。平板状素材２の材料は金属であり、金属は、たとえば、鋼、非鉄金属（アルミニウム、マグネシウム、チタンおよびその合金を含む）などである。
車両用ホイールリム１０Ｃは、図１に示すように、平板状素材２をしごき加工することで表裏面の一方の面が凹凸面とされた、不等厚の平板状部材１０Ａとし、図２に示すように、不等厚の平板上部材１０Ａを巻いて、軸芯と平行なストレート状の壁を有する不等厚の筒状部材１０Ｂとし、図３に示すように、不等厚の筒状部材１０Ｂをさらにロール成形して軸直交方向に湾曲する壁を有する部材１０Ｃである。不等厚の筒状部材１０Ｂは、たとえば直円筒状不等厚筒状部材であり、不等厚の車両用ホイールリム１０Ｃは、たとえば乗用車用、トラック・バス用、産業車両用のホイールリムである。

本発明の車両用ホイールリム１０Ｃの製造方法は、図１（ａ）に示す平板状素材２を作製する平板状素材作製工程と、図１（ｃ）および図５〜図８に示すように、パンチ２６と該パンチ２６に対向する側の側面が凹凸面２４とされたダイ２２とを備えたしごき装置２０を用いて、平板状素材２をしごき加工し、不等厚の平板状部材１０Ａを作製するしごき加工工程と、を有する。

平板状素材作製工程では、図１（ａ）に示すように、平板状素材（矩形素材）２は、たとえばコイル状に巻かれた帯状部材２ａから、帯状部材２ａを直線状に引き出して、所定寸法長さ毎に切断することにより、順次、作製される。また、平板状素材２は、平板状素材２よりも大きい面積を有する平板材を必要な大きさに切断して作製されていてもよい。
また、コイル状に巻かれた一定厚の帯状部材２ａから、帯状部材２ａを直線状に引き出して、切断しない状態でしごき加工を行い、１部材分の長さに切断して不等厚の平板状部材１０Ａとしてもよい。
平板状素材２は、全体が同一平面上にある壁のみで構成されていてもよいし、あるいは、図１（ｂ）に示すように、フランジ部成形工程を備え、平板状素材２の一方向（平板状素材２を不等厚の筒状部材１０Ｂに成形したときに、不等厚の筒状部材１０Ｂの長さ方向、中心軸方向になる方向、以下α方向という）の一端部を折り曲げて形成される、折り曲げ部８と折り曲げ部８より先端側の平板状素材のフランジ部９を有していてもよい。
平板状素材のフランジ部９の長さは、平板状素材２の厚さの６．５倍〜１７倍とするのが望ましい。さらには７倍〜１３倍とするのが望ましい。平板状素材２の厚さは２．０ｍｍ〜８．０ｍｍ程度が望ましい。更には２．３ｍｍから６．０ｍｍとするのが望ましい。ただし、平板状素材２の厚さは、上記範囲に限定されず、任意に設定できる。
平板状素材２の大きさには特段の制限はない。平板状素材２をしごき加工工程により不等厚の平板状部材１０Ａとし、さらに該不等厚の平板状部材１０Ａを筒状部材成形工程により不等厚の筒状部材１０Ｂとし、さらに該不等厚の筒状部材１０Ｂをロール成形工程により車両用ホイールリム（乗用車用ホイールリム、トラック用ホイールリム）として多用される寸法（大きさ）の車両用ホイールリム１０Ｃを製造する場合、不等厚の筒状部材１０Ｂの軸方向の長さは７６ｍｍ〜２６５ｍｍが望ましい。さらには１５０ｍｍ〜２３０ｍｍとするのが望ましい。また不等厚の筒状部材１０Ｂの外径は１７７ｍｍ〜６００ｍｍが望ましい。さらには２８０ｍｍ〜５８０ｍｍとするのが望ましい。
なお、最初から平板状素材２に平板状素材のフランジ部９に相当するダイ２２に掛止可能な形状がある場合には、フランジ部成形工程は不要である。
以下、本発明実施例では、平板状素材２が折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９を有する場合を説明する。

折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９は、しごき加工工程の前のフランジ部成形工程で形成される。
折り曲げ部８は、平板状素材２を９０度以下あるいは９０度以上の角度で折り曲げた（湾曲させた）折り曲げ部分（湾曲部分）である。平板状素材のフランジ部９は、しごき加工工程で、平板状素材２を平板状素材のフランジ部９にてダイ２２に引っかけて位置決めし、しごき加工時に平板状素材２がダイ２２に対してずれないようにすることに役立つ。折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９は、たとえば一対の型５２ａ、５２ｂで平板状素材２を挟圧して変形させることで形成される。

平板状素材のフランジ部９には、図６に示すように、１以上の中間折り曲げ部９ａが形成されていてもよい。なお、図６では、平板状素材のフランジ部９に中間折り曲げ部９ａが１つのみ形成される場合を示している。中間折り曲げ部９ａは、平板状素材のフランジ部９の、α方向の中間部を１箇所以上９０度以下の角度で折り曲げて（湾曲させて）形成される。中間折り曲げ部９ａは、フランジ部成形工程および／またはしごき加工工程の挟圧工程において形成される。中間折り曲げ部９ａは、フランジ部成形工程でのみ形成されてもよく、しごき加工工程の挟圧工程でのみ形成されてもよく、フランジ部成形工程としごき加工工程の挟圧工程の両方で形成されてもよい。中間折り曲げ部９ａがしごき加工工程の挟圧工程において形成される場合、中間折り曲げ部９ａは、押さえ部材２３とダイ２２とで平板状素材のフランジ部９を挟圧する力で平板状素材のフランジ部９を変形させて形成される。
なお、図示例では中間折り曲げ部９ａの少なくとも１つの折り曲げ方向と折り曲げ部８の折り曲げ方向とは互いに逆である場合を示しているが、同じ方向に折り曲げてもよい。折り曲げ部８の折り曲げ角度が大きい場合やしごき加工に必要な力が小さい場合は、中間折り曲げ部９ａは無くてもよい。
折り曲げ部８および中間折り曲げ部９ａの折り曲げる角度は９０度以上であっても良いが、しごき加工工程の後に不等厚の平板状部材１０Ａのフランジ部を平らに戻す工程において、加工が困難となったり加工量が大きくなったりしてしまう。中間折り曲げ部９ａを形成することで中間折り曲げ部９ａおよび折り曲げ部８での折り曲げ角度が比較的小さくても（９０度未満であっても）、しごき加工工程で平板状素材２がパンチ２６に引きずられてしまう事が無く、さらに筒状部材成形工程で筒状部材成形をしやすくなる。

しごき加工工程では、平板状素材２（折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９をもつ平板状素材２）を平板状素材のフランジ部９にてダイ２２にひっかけてダイ２２にセットする。
その後、しごき装置２０を作動させて、パンチ２６をダイ２２に対して相対動させる。
押さえ部材２３とパンチ２６をダイ２２に対して平板状素材２のα方向に相対動させると（接近させると）、押さえ部材２３がダイ２２にセットされた平板状素材２の、平板状素材のフランジ部９に当たり、押さえ部材２３とダイ２２とで平板状素材のフランジ部９を挟圧し（押さえ部材２３で平板状素材のフランジ部９をダイ２２に押し付け）、押さえ部材２３は止まる。パンチ２６がさらにダイ２２に対して平板状素材２のα方向にのみ相対動し（接近し）、平板状素材２の平板状素材のフランジ部９以外の部分をダイ２２の凹凸面２４とパンチ２６とによる平板状素材２の板厚の変化を伴いつつ、平板状素材２をしごき加工して、不等厚の平板状部材１０Ａを作製する。
しごき加工することで、加工硬化による硬度アップとそれに伴う抵抗力、疲労強度の改善がされる。平板状素材２の材料が鋼である場合、しごき率｛（加工前板厚−加工後板厚）／加工前板厚×１００｝は６０％以下であることが望ましい。６０％より大であると、不等厚の平板状部材１０Ａにかじりや割れが発生しやすくなるからである。ただし、しごき率が６０％以上の加工を行なってもよい。
なお、しごき加工に必要な力が小さい場合、押さえ部材２３は無くてもよい。
しごき加工工程の前、あるいはしごき加工時に、平板状素材２に潤滑処理等（ボンデ処理、潤滑油）を行なうことが望ましい。不等厚の平板状部材１０Ａの焼き付き、疵の発生を抑えられるからである。ただし、潤滑処理を行なわずにしごき加工を行なってもよい。

しごき装置２０は、たとえば、図４に示すようなプレス機３０で構成される。
プレス機３０は、架台３２、架台３２に取り付けられたラム駆動手段３４、ラム駆動手段３４により上下動されるラム３６、ボルスター３８、排出板４０を上下動させる排出板駆動手段４２を有する。
プレス機３０には、ダイ２２と、パンチ２６と、押さえ部材２３と、排出板４０とが、組付けられる。ダイ２２は、ボルスター３８またはボルスター３８に対して固定される部材に固定される。パンチ２６は、ラム３６またはラム３６に固定される部材に固定される。押さえ部材２３は、ラム３６またはラム３６に固定される部材に上下動可能に取付けられる。排出板４０は、ボルスター３８またはボルスター３８に固定される部材に固定され、排出板駆動手段４２により上下駆動可能に取付けられる。ダイ２２の側面の上端部には、平板状素材２の平板状素材のフランジ部９をひっかける傾斜部または段差部２２ｄが形成されている。平板状素材２は、平板状素材のフランジ部９を傾斜部または段差部２２ｄに接触させ、ひっかけて、ダイ２２にセットされる。

ラム駆動手段３４を作動させて（プレス機３０を作動させて）ラム３６を下降させると、押さえ部材２３とパンチ２６がダイ２２に対して相対動（下降、接近）する。押さえ部材２３とパンチ２６がダイ２２に対して相対動すると、押さえ部材２３がダイ２２にセットされた平板状素材２の平板状素材のフランジ部９に当たり、押さえ部材２３とダイ２２の段差部２２ｄとで平板状素材のフランジ部９を挟圧し（押さえ部材２３で平板状素材のフランジ部９をダイ２２の段差部２２ｄに押し付け）、押さえ部材２３は止まる。パンチ２６がさらにダイ２２に対して相対動し、平板状素材２の平板状素材のフランジ部９以外の部分をダイ２２の凹凸面２４とパンチ２６とによる平板状素材２の板厚の変化を伴いつつしごき加工する。
平板状素材２をしごき加工しているとき、パンチ２６がダイ２２に対して相対動する方向に、平板状素材２のα方向の長さは徐々に長くなる（伸びる）。

排出板４０は、平板状素材２のしごき加工工程で、平板状素材２がダイ２２に対してずれないようにするために、ダイ２２に対するパンチ２６の移動方向と反対方向に平板状素材２を押す（支える）ようになっていてもよい。この場合、平板状素材２は、ダイ２２に対するパンチ２６の移動方向先側端（下端）を排出板４０で押し受けながらしごき加工される。なお、平板状素材２をしごき加工しているときに平板状素材２のα方向の長さはパンチ２６がダイ２２に対して相対動する方向に徐々に長くなるが（伸びるが）、排出板４０の位置は排出板駆動手段４２により制御されており、平板状素材２の長さの変化に伴って排出板４０が後退し、排出板４０は一定荷重でまたは略一定荷重で平板状素材２をしごき加工中押し続けることができるようになっている。排出板４０の移動は、排出板４０に作用する荷重を制御してもよいし、α方向の変位量を制御してもよい。また、排出板４０を所定位置に強固に保持することで平板状素材２のα方向の長さの変化を拘束し、α方向の長さを一定に保つことができる。

図５に示すように、ダイ２２の、パンチ２６の突出部２８に対向する側の側面が凹凸面２４とされている。
凹凸面２４は、パンチ２６の突出部２８との間隔（平板状素材２の板厚方向の間隔）が一様でなく異なる部分がある面である。ダイ２２の凹凸面２４は、パンチ２６の突出部２８に対向する側の側面とパンチ２６の突出部２８との間隔を平板状素材２の板厚より狭くするために、図５に示すように、ダイ２２に対するパンチ２６の移動方向と平行または直交する方向で隣接する部分（凹部２４ｂ）に比べてパンチの突出部２８側に凸となる凸部２４ａが少なくとも１つ設けられることにより形成されている。凸部２４ａの突出量は、不等厚の平板状部材１０Ａの各部分の目標板厚によって決定され、１つの凸部２４ａの中で、一定とされていてもよく異なっていてもよい。また、複数の凸部２４ａが設けられる場合、それぞれの凸部２４ａの突出量は不等厚の平板状部材１０Ａの各部分の目標板厚によって決定され、それぞれの凸部２４ａの突出量は同一であってもよく異なっていてもよい。凸部２４ａは、ダイ２２のパンチ２６に対向する側の側面の少なくとも一部に形成されていればよい。
パンチ２６は、ダイ２２に向かって移動された時の先端部近傍に、ダイ２２に向かって突出する突出部２８を有し、突出部２８で平板状素材２をしごく。

不等厚の平板状部材１０Ａにおける厚肉部（板厚を薄くしない部分）は、車両用ホイールリム１０Ｃとして使用した状態で、大きな荷重(負荷、力）が生じる部分（曲がり部、リムのフランジ部）に対応しており、不等厚の平板状部材１０Ａにおける薄肉部（板厚を薄くした部分）は、車両用ホイールリム１０Ｃとして使用した状態で、小さな荷重(負荷、力）が生じる部分（曲がり部やリムのフランジ部以外の部分）に対応している。これによって、最終製品状態で、必要な強度、剛性を維持しつつ、軽量化、材料の節約、コストダウンがはかられている。

不等厚の平板状部材１０Ａは、後述する筒状部材成形工程を有する場合には、筒状に丸めるのが困難である場合、図２に示すように、筒状部材成形工程を容易に行うことができるように、しごき加工工程と筒状部材成形工程との間に、不等厚の平板状部材１０Ａを折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９を有しない平板状にする工程を有してもよい。この工程では、たとえば、一対の型５３ａ、５３ｂで、折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９を有する不等厚の平板状部材１０Ａを挟圧して変形させることで、不等厚の平板状部材１０Ａを折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９を有しない平板状にする。中間折り曲げ部９ａを成形した場合、中間折り曲げ部９ａを成形しない場合に比べて折り曲げ部８および中間折り曲げ部９ａの折り曲げ角度を小さくできるので折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９を有しない平板状にしやすい。

本発明の車両用ホイールリム１０Ｃの製造方法は、しごき加工工程の後に、不等厚の平板状部材１０Ａを筒状に巻いて巻きの両端部（α方向と直交する方向の両端部）を突き合わせて溶接し不等厚の筒状部材１０Ｂを作製する筒状部材成形工程を有していてもよい。筒状部材成形工程では、不等厚の平板状部材１０Ａを筒状に巻いて巻きの両端部を突き合わせてフラッシュバット溶接、バット溶接、アーク溶接等で溶接し、溶接部６の盛り上がりとバリをトリミングして、不等厚の筒状部材１０Ｂを作製する。不等厚の筒状部材１０Ｂは内周面と外周面の一方が凹凸面とされ、他方の面が軸芯と平行に延びる直線状の壁のみで構成される。

本発明の車両用ホイールリム１０Ｃの製造方法は、さらに、筒状部材成形工程の後に、図３に示すように、不等厚の筒状部材１０Ｂを車両用ホイールリム形状にロール成形するロール成形工程を有していてもよい。
ロール成形工程は、不等厚の筒状部材１０Ｂの軸方向両端部をフレア加工機４４を用いてフレア加工して拡開した後に行なわれる、ロール成形工程では、下ロール４６と上ロール４７との間に不等厚の筒状部材１０Ｂの壁を挟みロールを回転させながら下ロール４６と上ロール４７を接近させ、不等厚の筒状部材１０Ｂを車両用ホイールリム形状に成形する。その後、エキスパンダーおよび／またはシュリンカー４８を用いてサイジング加工（真円に近づける加工および車両用ホイールリム断面形状の整形加工）し、最終的な車両用ホイールリム形状にする。
平板状素材のフランジ部９は、その一部または全部が車両用ホイールリム１０Ｃのリムのフランジ部１０ａ（または１０ｇ）となっている。

ロール成形工程後の不等厚の車両用ホイールリム１０Ｃは、軸方向一端から他端に向かって順に、リムのフランジ部１０ａ、ビードシート部１０ｂ、サイドウオール部１０ｃ、ドロップ部１０ｄ、サイドウオール部１０ｅ、ビードシート部１０ｆ、リムのフランジ部１０ｇを有する。図示略の車両用ホイールディスクが車両用ホイールリム１０Ｃに嵌入され、溶接されて、溶接タイプの車両用ホイールとなる。車両用ホイールリム１０Ｃの各部の間には曲がり部がある。曲がり部とリムのフランジ部１０ａ、１０ｇは、それ以外の部分に比べて、通常使用時に発生する荷重(負荷、力）が大きく、厚肉であることが望ましい。

ここで、本発明全実施例に共通する部分の作用を説明する。
本発明実施例では、平板状素材２をしごき加工により不等厚の平板状部材１０Ａに成形するため、従来の、転圧装置、フローフォーミングによる不等厚化を用いずに、平板状素材を不等厚化できる。また、従来の、転圧装置、フローフォーミングのための設備が、本発明では、しごきのダイ２２、パンチ２６と、プレス機３０にとって代わられ、転圧装置、フローフォーミングの設備費用に比べてしごきのダイ２２、パンチ２６と、プレス機３０の合計費用が低価であるため、従来に比べて設備費用を低減でき、従来に比べて低コストで不等厚の車両用ホイール１０Ｃを製造できる。
また、従来の、フローフォーミングで素材を不等厚化する場合に比べて、平板状素材を不等厚化する時間を約１／３に短縮でき、生産性を向上できる。
また、フローフォーミングがパンチによるしごきにとって代わられるため、従来のフローフォーミングで素材を不等厚化する場合と異なり、不等厚の筒状部材１０Ｂにフローフォーミングの成形ロールの成形痕が残らず、外観品質が維持される。

パンチ２６をダイ２２に対して相対動させ、平板状素材２をしごき加工して不等厚の平板状部材１０Ａを作製するので、プレス機３０をパンチ２６のダイ２２に対する一方向ストローク動に使用できる。その結果、成形時間の短縮化、成形設備のコストダウンをはかることができる。

しごき加工工程で平板状素材のフランジ部９をダイ２２にひっかけてしごき加工を行うので、平板状素材２がパンチ２６によって引きずり込まれて成形中にダイ２２に対して移動することが抑制され、高精度の成形が可能となる。
また、しごき加工工程では、平板状素材のフランジ部９を押さえ部材２３とダイ２２とで挟圧してから、平板状素材２の平板状素材のフランジ部９以外の部分の少なくとも一部をしごき加工するため、平板状素材のフランジ部９を押さえ部材２３とダイ２２とで挟圧しない場合に比べて、よりいっそう平板状素材２がパンチ２６によって引きずり込まれて成形中にダイ２２に対して移動することが抑制される。
平板状素材のフランジ部９は、折り曲げ部８の近傍を除きしごき加工されないため、しごき加工による薄肉化がされない。平板状素材のフランジ部９は、ロール成形工程によりリムのフランジ部１０ａ（または１０ｇ)とその近傍になるため、車両用ホイールリム１０Ｃに成形したときに、比較的厚肉にすることができ、車両用ホイールリムの耐久性が向上する。

フランジ部成形工程および／またはしごき加工工程の挟圧工程において、平板状素材のフランジ部９に１以上の中間折り曲げ部９ａを形成するため、平板状素材のフランジ部９に中間折り曲げ部９ａが形成されない場合に比べて平板状素材のフランジ部９の変形抵抗が増し、よりいっそう平板状素材２がパンチ２６によって引きずり込まれて成形中にダイ２２に対して移動することが抑制される。また、中間折り曲げ部９ａを形成することで、折り曲げ部８と中間折り曲げ部９ａの折り曲げ角度を小さくできるため、筒状部材成形工程での成形が容易になる。

中間折り曲げ部９ａの少なくとも１つの折り曲げ方向と折り曲げ部８の折り曲げ方向とが互いに逆であるため、中間折り曲げ部９ａの全ての折り曲げ方向と折り曲げ部８の折り曲げ方向とが同じである場合と異なり、折り曲げ方向が折り曲げ部８の折り曲げ方向と逆になっている中間折り曲げ部９ａより先端側の平板状素材のフランジ９部分が押さえ部材２３に引っ掛かる。そのため、中間折り曲げ部９ａの全ての折り曲げ方向と折り曲げ部８の折り曲げ方向とが同じである場合に比べて、よりいっそう平板状素材２がパンチ２６によって引きずり込まれて成形中にダイ２２に対して移動することが抑制される。

中間折り曲げ部９ａがフランジ部成形工程においてのみ形成される場合、しごき加工工程の挟圧工程で中間折り曲げ部９ａを形成する場合に比べて、平板状素材のフランジ部９を押さえ部材２３とダイ２２とで挟圧するときに、平板状素材２がダイ２２に対して位置ずれすることを抑制できる。
中間折り曲げ部９ａがしごき加工工程の挟圧工程においてのみ形成される場合、フランジ部成形工程で中間折り曲げ部９ａを形成する必要がなく、フランジ部成形工程において折り曲げ部８と平板状素材のフランジ部９を容易に形成できる（フランジ部成形工程を簡素化できる）。

平板状素材２が、ダイ２２に対するパンチ２６の移動方向先側端を排出板４０で押し受けながらしごき加工されるため、しごき加工時に、平板状素材２がパンチ２６によって引きずり込まれて成形中にダイ２２に対して移動することが抑制される。またしごき加工による平板状素材２の伸び量の制御もしやすくなる。

凹凸面２４が、ダイ２２に対するパンチ２６の移動方向で、または、ダイ２２に対するパンチ２６の移動方向と直交する方向で、ダイ２２とパンチ２６の間隔を平板状素材２の板厚より狭くする凸部２４ａがダイ２２に少なくとも１つ設けられることにより形成されているため、厚さが変化する不等厚の平板状部材１０Ａを作製できる。

しごき加工工程の後に、不等厚の平板状部材１０Ａを筒状に巻いて巻きの両端部を突き合わせて溶接し不等厚の筒状部材１０Ｂを作製する筒状部材成形工程を有するため、不等厚の筒状部材１０Ｂを作製できる。

筒状部材成形工程の後に、さらに、不等厚の筒状部材１０Ｂを車両用ホイールリム形状にロール成形するロール成形工程を有するので、厚さが必要な車両用ホイールリムのフランジ部１０ａ（または１０ｇ）の少なくとも一部を平板状素材のフランジ部９から成形することにより耐久性を向上させた不等厚の軽量な車両用ホイールリム１０Ｃを作製できる。
また、しごき加工工程後の不等厚の平板状部材１０Ａをプレス加工することで、車両用ホイールディスクを作成することもできる。

つぎに、本発明の各実施例に特有な構成を説明する。
[実施例１]
本発明の実施例１の車両用ホイールリム１０Ｃの製造方法では、図４、図７に示すように、パンチ２６の、ダイ２２と反対側に、バックアップ５０が設けられている。
バックアップ５０は、プレス機３０の、ボルスター３８またはボルスター３８に対して固定される部材に固定される。バックアップ５０の、パンチ２６と対向する側面の上端部、および／またはパンチ２６の、バックアップ５０と対向する側面の下端部には、パンチ２６がダイ２２とバックアップ５０との間に進入するときにパンチ２６がバックアップ５０に引っ掛かることを抑制する傾斜部５６が形成されている。バックアップ５０の傾斜部５６は、上方かつダイ２２から離れる方向に傾斜している。

本発明の実施例１の車両用ホイールリム１０Ｃの製造方法では、パンチ２６の、ダイ２２と反対側に、バックアップ５０が設けられているため、しごき加工工程中にパンチ２６がダイ２２の凹凸面２４から離れる方向に移動することを抑制し、確実に必要な厚さに変化した不等厚の平板状部材１０Ａを製造でき、該不等厚の平板状部材１０Ａを筒状部材成形工程で筒状に巻いて巻きの両端部を突き合わせてフラッシュバット溶接、バット溶接、アーク溶接等で溶接し、溶接部６の盛り上がりとバリをトリミングすることで不等厚の筒状部材１０Ｂを製造でき、該不等厚の筒状部材１０Ｂをロール成形して車両用ホイールリム１０Ｃを製造することができる。

[実施例２]
本発明の実施例２の車両用ホイールリム１０Ｃの製造方法では、図８に示すように、２つのダイ２２がパンチ２６を挟んだ両側に、凹凸面２４をパンチ２６に対向する側にして設けられており、パンチ２６の突出部２８がダイ２２の凹凸面２４に対向するように２つ設けられている。

本発明の実施例２の車両用ホイールリム１０Ｃの製造方法では、ダイ２２がパンチ２６の両側に設けられているため、パンチ２６の両側に設けられるダイ２２のそれぞれに平板状素材２をセットすることで、２つの平板状素材２を同時に不等厚化できる。

２ 平板状素材
６ 溶接部
８ 折り曲げ部
９ 平板状素材のフランジ部
９ａ 軸方向中間折り曲げ部
１０Ａ 不等厚の平板状部材
１０Ｂ 不等厚の筒状部材
１０Ｃ 車両用ホイールリム
１０ａ リムのフランジ部
１０ｇ リムのフランジ部
２０ しごき装置
２２ ダイ
２３ 押さえ部材
２４ 凹凸面
２４ａ 凸部
２４ｂ 凹部
２６ パンチ
２８ 突出部
３０ プレス機
３２ 架台
３４ ラム駆動手段
３６ ラム
３８ ボルスター
４０ 排出板
４２ 排出板駆動手段
４４ フレア加工機
４６ 下ロール
４７ 上ロール
４８ エキスパンダーおよび／またはシュリンカー
５０ バックアップ

Claims (9)

1. パンチと該パンチに対向する側の側面が凹凸面とされたダイとを備えたしごき装置を用いて、平板状素材をしごき加工し、不等厚の平板状部材を作製するしごき加工工程を有し、
   前記しごき加工工程では、前記平板状素材を前記ダイにセットし、前記しごき装置を作動させて前記パンチを前記ダイに対して相対動させ、前記ダイの凹凸面と前記パンチとによる前記平板状素材の板厚の変化を伴いつつ、前記平板状素材をしごき加工して前記不等厚の平板状部材を作製する、車両用ホイールリムの製造方法。
2. 前記しごき加工工程の前に、前記平板状素材の一方向の一端部を折り曲げて前記平板状素材に折り曲げ部と該折り曲げ部より先端側の平板状素材のフランジ部を形成するフランジ部成形工程を有し、
   前記しごき加工工程で、前記平板状素材を前記平板状素材のフランジ部にて前記ダイにひっかけ、ついで、前記しごき装置に組付けられる押さえ部材を前記ダイに対して相対動させて前記平板状素材のフランジ部を前記押さえ部材と前記ダイとで挟圧し、ついで、前記平板状素材の前記平板状素材のフランジ部以外の部分の少なくとも一部を前記パンチを前記ダイに対して相対動させてしごき加工し前記不等厚の平板状部材を作製し、
   前記しごき加工工程の後に前記不等厚の平板状部材を車両用ホイールリム形状に成形する際、前記平板状素材のフランジ部の少なくとも一部が、車両用ホイールリムの一方のリムのフランジ部に成形される、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
3. 前記凹凸面は、前記ダイに対する前記パンチの移動方向で、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面に、前記ダイと前記パンチの間隔を前記平板状素材の板厚より狭くする凸部が少なくとも１つ設けられることにより形成されている、請求項１または請求項２記載の車両用ホイールリムの製造方法。
4. 前記凹凸面は、前記ダイに対する前記パンチの移動方向と直交する方向で、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面に、前記ダイと前記パンチの間隔を前記平板状素材の板厚より狭くする凸部が少なくとも１つ設けられることにより形成されている、請求項１または請求項２記載の車両用ホイールリムの製造方法。
5. 前記フランジ部成形工程および／または前記しごき加工工程の挟圧工程において、前記平板状素材のフランジ部の、前記平板状素材の前記一方向の中間部を、１箇所以上で折り曲げて前記平板状素材のフランジ部に１以上の中間折り曲げ部を形成する、請求項２記載の車両用ホイールリムの製造方法。
6. 前記中間折り曲げ部の少なくとも１つの折り曲げ方向と前記折り曲げ部の折り曲げ方向とは互いに逆である、請求項５記載の車両用ホイールリムの製造方法。
7. 前記しごき加工工程では、前記平板状素材は、前記ダイに対する前記パンチの移動方向先側端を排出板で押し受けながらしごき加工される、請求項１または請求項２記載の車両用ホイールリムの製造方法。
8. 前記しごき加工工程の後に、前記不等厚の平板状部材を筒状に巻いて巻きの両端部を突き合わせて溶接し不等厚の筒状部材を作製する筒状部材成形工を有する、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
9. 前記筒状部材成形工程の後に、前記不等厚の筒状部材を車両用ホイールリム形状にロール成形するロール成形工程を有する、請求項８記載の車両用ホイールリムの製造方法。

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