(57)【要約】【課題】  略均等肉厚の円筒状素管から、部分的に薄肉化された周部を備える不等肉厚管を成形し得る不等肉厚管の成形方法、該不等肉厚管から形成する車両用ホイールリムの製造方法、及び不等肉厚管成形装置を提案する。【解決手段】  段階的に拡幅する押圧突部２２ａ〜２２ｆが夫々周成された複数の押圧ロール２０ａ〜２０ｆを、その拡幅する順序に従って、マンドレルロール２に遊嵌して回動する円筒状素管ｘに、各押圧突部２２ａ〜２２ｆを押圧することにより、薄肉周部ｙ１〜ｙ６を段階的に形成し、所定幅の薄肉周部Ｙを有する不等肉厚管Ｘを成形する成形方法、この不等肉厚管Ｘを成形する工程を備えたホイールリムの製造方法、及びこの成形方法を具体化した装置１である。これにより、通常のホイールリムの生産性を維持しつつ、不等肉厚状のホイールリムを製造することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンドレルロールに円筒状素管を遊嵌して、該マンドレルロールの回転により円筒状素管を回動させ、配設順序に沿って段階的に押圧幅が拡幅するように設定されている複数の押圧ロールを、その順序に従って、各押圧幅に構成された押圧突部が円筒状素管に圧接する位置に順次移動させ、かつ当該円筒状素管が少なくとも一回転する間、各押圧ロールの押圧突部を該円筒状素管に押圧維持し、この各押圧ロールの移動と押圧維持を繰り返すことにより、薄肉周部を順次段階的に拡幅するように形成して、所定幅の薄肉周部を有する不等肉厚管を成形するようにしたことを特徴とする不等肉厚管の成形方法。
【請求項２】
マンドレルロールに円筒状素管を遊嵌して、該マンドレルロールの回転により円筒状素管を回動させ、配設順序に沿って段階的に押圧幅が拡幅するように設定されている複数の押圧ロールを、その順序に従って、各押圧幅に構成された押圧突部が円筒状素管に圧接する位置に順次移動させ、かつ当該円筒状素管が少なくとも一回転する間、各押圧ロールの押圧突部を該円筒状素管に押圧維持し、この各押圧ロールの移動と押圧維持を繰り返すことにより、薄肉周部を順次段階的に拡幅するように形成して、所定幅の薄肉周部を有する不等肉厚管を成形する不等肉厚管成形工程を備えていることを特徴とする車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項３】
円筒状素管が遊嵌され、その回転により該素管を回動させるマンドレルロールと、
該マンドレルロールに遊嵌した円筒状素管に、ロール外周面に周成された押圧突部を外側から順次押圧することにより、該素管に所定幅の薄肉周部を形成する複数の押圧ロールからなり、各押圧ロールの押圧突部が、その配設順序に沿って、所定幅の薄肉周部となるまで、段階的に押圧幅が拡幅するように設定されている押圧ロール群と、
押圧ロール群を各押圧ロールの押圧突部の押圧幅が順次拡がる順列により周方向へ回動可能に支持して、全押圧ロールを一体的に周回可能とするロール公転部材と、
前記マンドレルロールと略平行に設けられ、ロール公転部材が外嵌されて各押圧ロールのロール外周面が周接され、該マンドレルロールとの間で、押圧ロールを介して円筒状素管を挟圧する押圧支持ロールと、
各押圧ロールを、押圧支持ロールとマンドレルロールとの間で円筒状素管に圧接する押圧位置へ、押圧幅が拡がるように順次位置変換させると共に、円筒状素管が少なくとも一回転する間、各押圧ロールが押圧位置で該円筒状素管を押圧加工するように、前記ロール公転部材を周回駆動する周回駆動制御装置と、
を備えていることを特徴とする不等肉厚管成形装置。
【請求項４】
マンドレルロールに遊嵌する円筒状素管の軸方向位置を定めると共に、押圧ロールを押圧することにより生ずる該円筒状素管の軸方向への延伸変形を妨げないようにした位置決め手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の不等肉厚管成形装置。
【請求項５】
マンドレルロールと押圧支持ロールとを、円筒状素管を入脱可能とする離間位置と、マンドレルロールに遊嵌した該円筒状素管を、押圧位置に在る押圧ロールにより押圧加工可能とする加工位置とに変換する位置変換手段を備えていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の不等肉厚管成形装置。
【請求項６】
マンドレルロールと押圧支持ロールとにより円筒状素管と押圧ロールとを挟圧する押圧位置の両側に、該円筒状素管をマンドレルロールに押え付ける管押えロールを備えていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の不等肉厚管成形装置。
【請求項７】
押圧ロールの押圧突部が、その両側に夫々に裾拡がりとなるように傾斜する傾斜周面を備えてなるものであることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の不等肉厚管成形装置。
【請求項８】
ロール公転部材が、各押圧ロールを、それぞれの押圧突部の一側端を揃え、他側へ押圧幅が拡がるように、押圧支持ロールの周囲に配設するようにしたものであることを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の不等肉厚管成形装置。
【請求項９】
ロール公転部材が、各押圧ロールを、それぞれの押圧突部の押圧幅が両側へ拡がるように、押圧支持ロールの周囲に配設するようにしたものであることを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれかに記載の不等肉厚管成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ほぼ均一な肉厚の円筒状素管を、その軸方向に沿った所定部分を周方向に亘って薄肉化することにより、部分的に肉厚の異なる部位を有する不等肉厚管を成形する不等肉厚管の成形方法、該不等肉厚管から成形する車両用ホイールリムの製造方法、及び不等肉厚管を成形し得る不等肉厚管成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両用ホイールとして、ホイールリムとホイールディスクとを溶接してなる構成の２ピースホイールがよく知られている。ここで、ホイールリムは、通常、略均一な板厚の長方形状金属板を、その両側の短辺同士を突当てるように曲げて、ここを突当て溶接することにより円筒状素管を形成した後、該素管の内外から所定の金型で挟圧するロール加工により、所望の形状として成形されることが一般的である。尚、ホイールリムを成形する円筒状素管としては、一般的に、該素管の直径に比して軸方向長さ（管長）の短いものが用いられる。
【０００３】
ところで、近年、車両用ホイールは軽量化への要求が強い。このため、ホイールリムにあっては、強度的に余裕のある軸方向の部位を部分的に薄肉化（以下、不等肉厚化）して成形するようにした製造方法が種々提案されている。このように、ホイールリムを不等肉厚化する成形方法としては、円筒形状素管を形成した後、又はリム形状に成形した後に、所定部位を切削加工して薄肉化するようにした方法がある。また、強度的に余裕のある部位が形成されるところを、金属板の状態で予め薄肉化した後、当該金属板の短辺同士を突当て溶接して不等肉厚管を形成し、これをロール加工するようにした製造方法が提案されている（例えば、特許文献１）。さらにまた、略均一な円筒状素管をフロー・ターニング加工することにより、所定部位を薄肉化する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。ここで、フロー・ターニング加工としては、円筒状素管を、その外側から軸方向に沿って所定のロールをローリングすることにより部分的に減肉する加工である。
【特許文献１】特開２００４−２３０９１９号公報
【特許文献２】特表２００４−５２２６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した車両用ホイールのホイールリムを不等肉厚化する成形方法にあって、切削加工する方法では、材料の歩留まりが低いこと、切削屑の処理作業を要すること、切削加工に時間を要するためリムの生産性が低下すること等の問題が生じている。また、予め部分的に薄肉化した金属板を曲げて不等肉厚管を形成する方法では、当該金属板の短辺同士を溶接した溶接部が、軸方向に沿って凹凸面状に形成される。このため、当該溶接部のトリミング加工処理を、該凹凸面に沿って実行させることが難しく、この加工処理後の溶接部形態を充分に滑らかに形成することができないという問題が生じている。さらにまた、フロー・ターニング加工により不等肉厚化する方法では、前記した切削加工のような切削屑を生じることがないため歩留まりは高いが、加工時間が長く、生産性が低いという問題がある。
【０００５】
したがって、車両用ホイールのリム生産工程には、上記した問題点を生ぜず、不等肉厚リムの生産工程にあって優れた歩留まりと高い生産性とを発揮し得る技術が切望されている。本発明は、このような要求に応え得る、略均一な肉厚の円筒状素管を不等厚肉化する不等肉厚管成形方法、不等肉厚管成形装置、および該不等肉厚管からホイールリムを成形するホイールリムの成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、マンドレルロールに円筒状素管を遊嵌して、該マンドレルロールの回転により円筒状素管を回動させ、配設順序に沿って段階的に押圧幅が拡幅するように設定されている複数の押圧ロールを、その順序に従って、各押圧幅に構成された押圧突部が円筒状素管に圧接する位置に順次移動させ、かつ当該円筒状素管が少なくとも一回転する間、各押圧ロールの押圧突部を該円筒状素管に押圧維持し、この各押圧ロールの移動と押圧維持を繰り返すことにより、薄肉周部を順次段階的に拡幅するように形成して、所定幅の薄肉周部を有する不等肉厚管を成形するようにしたことを特徴とする不等肉厚管の成形方法である。ここで、各押圧ロールは、押圧突部の押圧幅の幅方向が円筒状素管の軸方向に沿うようにして、該円筒状素管に押圧加工することが好適である。これにより、円筒状素管に形成する薄肉周部の幅方向は、該素管の軸方向となる。
【０００７】
尚、押圧ロールは、円筒状素管を押圧加工する時に、該素管の回動を助けるようにマンドレルロールの回転方向と逆向きに該マンドレルロールの周速度とほぼ同じ周速度で駆動されていることが好適である。これにより、押圧加工を円滑に行うことができる。
【０００８】
かかる方法にあっては、複数の押圧ロールを、その押圧幅が拡幅する順番に円筒状素管を押圧加工することにより、薄肉周部を所定幅まで段階的に拡幅するように形成し、所望の不等肉厚管を成形することができる。
【０００９】
ここで、各押圧ロールの押圧突部は、薄肉周部を所定幅まで多段階に分けて形成するように設定された各押圧幅により夫々設けられているものであるから、個々の押圧ロールにより押圧加工される軸方向に沿った加工寸法（以下、加工幅）は円筒状素管の軸方向長さ（以下、管長）に比して充分に短くすることが可能である。すなわち、各押圧ロールによる押圧加工では、軸方向でみれば、加工されている部分の寸法が加工されていない部分の寸法に比して極めて小さく、全長（管長）に対して一部分だけを加工することとなっている。
【００１０】
したがって、押圧加工される部位の円周方向の延伸が、非加工部位により拘束されることとなるため、当該押圧加工によって円筒状素管の内径はほとんど変化し得ない。その結果、薄肉周部の形成により排除される材料は管の軸方向に流れ、該薄肉周部の軸方向の延伸を引き起こす。すなわち、当該押圧加工により、円筒状素管は、その管長が伸長することとなる。
【００１１】
したがって、本発明の成形方法によれば、円筒状素管の素管内径をほとんど変化させることなく、所定幅の薄肉周部を有し、かつ、管長が長尺化されてなる所望の不等肉厚管を成形することができ得る。そして、予め軸方向に伸長する長さ（以下、軸方向延伸長）を考慮して設計することにより、円筒状素管（加工前）を形成する材料サイズ（該素管の周長と管長さとを成す材料面積、以下原単位と言う）を低減することもできる。
【００１２】
さらに、個々の押圧ロールによる押圧加工は、その回動に従って、円筒状素管の軸方向の一部領域（加工幅）に対して周方向に圧延を実行していくこととなっている。したがって、押圧ロールの押圧突部と円筒状素管が接触する加工面積（上記した加工幅×周方向の接触長）は極めて小さくなっており、該加工面積に従って、所望の押圧加工を施すための負荷（以下、押圧加工力）も小さくなる。これにより、本発明は、この押圧加工力を発揮するための機器を比較的小型なものとすることが可能となる。さらにまた、円筒状素管を回動させる周速度を高くする等して、各押圧ロールによる押圧加工に要する加工時間を充分に短くすることも可能となるため、総じて所望の不等肉厚管を成形するまでの加工時間が短時間化される。
【００１３】
一方、本発明は、車両用ホイールリムを製造する方法として、マンドレルロールに円筒状素管を遊嵌して、該マンドレルロールの回転により円筒状素管を回動させ、配設順序に沿って段階的に押圧幅が拡幅するように設定されている複数の押圧ロールを、その順序に従って、各押圧幅に構成された押圧突部が円筒状素管に圧接する位置に順次移動させ、かつ当該円筒状素管が少なくとも一回転する間、各押圧ロールの押圧突部を該円筒状素管に押圧維持し、この各押圧ロールの移動と押圧維持を繰り返すことにより、薄肉周部を順次段階的に拡幅するように形成して、所定幅の薄肉周部を有する不等肉厚管を成形する不等肉厚管成形工程を備えていることを特徴とする方法である。
【００１４】
かかる方法にあっては、上述した不等肉厚管の成形方法と同様の成形工程により得た不等肉厚管を用いて、車両用ホイールリムを製造するようにした方法であり、車両用ホイールとして強度的に余裕の有る所定部位を部分的に薄肉化した不等肉厚形状のホイールリムを成形することができる。したがって、充分な強度及び耐久性を保持しつつ軽量化された車両用ホイールを製造することができ得る。また、上述したように、材料の原単位を低減できるため、製造コストを低くすることができる。さらにまた、比較的短時間で不等肉厚管を成形することができるため、ほぼ均一な肉厚の円筒管から成形する通常の場合と、ほぼ同等の生産性を維持することができ得る。
【００１５】
さらに、上記した不等肉厚管成形方法の実質的な成形装置として、本発明は、円筒状素管が遊嵌され、その回転により該素管を回動させるマンドレルロールと、該マンドレルロールに遊嵌した円筒状素管に、ロール外周面に周成された押圧突部を外側から順次押圧することにより、該素管に所定幅の薄肉周部を形成する複数の押圧ロールからなり、各押圧ロールの押圧突部が、その配設順序に沿って、所定幅の薄肉周部となるまで、段階的に押圧幅が拡幅するように設定されている押圧ロール群と、押圧ロール群を各押圧ロールの押圧突部の押圧幅が順次拡がる順列により周方向へ回動可能に支持して、全押圧ロールを一体的に周回可能とするロール公転部材と、前記マンドレルロールと略平行に設けられ、ロール公転部材が外嵌されて各押圧ロールのロール外周面が周接され、該マンドレルロールとの間で、押圧ロールを介して円筒状素管を挟圧する押圧支持ロールと、各押圧ロールを、押圧支持ロールとマンドレルロールとの間で円筒状素管に圧接する押圧位置へ、押圧幅が拡がるように順次位置変換させると共に、円筒状素管が少なくとも一回転する間、各押圧ロールが押圧位置で該円筒状素管を押圧加工するように、前記ロール公転部材を周回駆動する周回駆動制御装置とを備えていることを特徴とするものである。尚ここで、ロール公転部材は、複数の押圧ロールを一体的に公転作動させるものであり、プラネタリーミルにおけるケージと類似のものである。
【００１６】
かかる構成の不等肉厚管成形装置にあっては、円筒状素管をマンドレルロールに遊嵌して回動させ、押圧幅の拡幅する順番に従って各押圧ロールを押圧位置に順次変換することにより、該押圧位置で円筒状素管を押圧加工し、薄肉周部を所定幅まで順次段階的に拡幅するように形成して、所望の不等肉厚管を成形できるものである。尚、各押圧ロールは、その押圧突部の押圧幅の幅方向が円筒状素管の軸方向にほぼ沿うように、ロール公転部材に配設されていることが好適である。これにより、押圧ロールの押圧加工により形成される薄肉周部は、その幅方向が円筒状素管の軸方向となる。
【００１７】
ここで、本不等肉厚管成形装置は、上述したように、押圧ロール群を構成する複数の押圧ロールにより、円筒状素管を多段階に分けて押圧加工するようにしていることから、各押圧ロールにより押圧加工される加工幅（軸方向の加工寸法）を小さくできる。これにより、上述したように、円筒状素管の管長に比して加工幅が充分に短くなることから、各押圧ロールの押圧加工によって、周方向への延伸が拘束されることとなり、軸方向への延伸を引き起こすこととなる。したがって、円筒状素管の内径を変化させることなく、所定幅の薄肉周部を有し、かつ、管長（軸方向長さ）が長尺化されてなる所望の不等肉厚管を成形することができ得る。
【００１８】
また、上記のように、個々の押圧ロールによる押圧加工時の加工面積が小さいことから、押圧加工力を小さくでき、該押圧加工力を発揮する機器を小型化できる。すなわち、本発明の不等肉厚管成形装置は、比較的小型なものとなる。さらに、マンドレルロール及び押圧支持ロールを高速回転させ、円筒状素管の周速度を高くすると共に、この回転に応じてロール公転部材も各押圧ロールを押圧位置へ順次変換する周回駆動の速度を速くすることが可能となる。したがって、所望の不等肉厚管を短時間で成形することができ得る。而して、本発明の不等肉厚管成形装置は、上述した従来構成の成形方法に比して、高い生産性を発揮し得るものである。
【００１９】
本発明の不等肉厚管成形装置は、車両用ホイールのリム生産ラインに適用することにより、車両用ホイールの強度上影響の無い部分を薄肉化したホイールリムの生産に供することができる。例えば、本不等肉厚管成形装置を、金属板の短辺同士を溶接して円筒状素管を形成する工程の直後に配設し、この円筒状素管から所定部位を薄肉化した不等肉厚管を形成する。そして、この不等肉厚管を、ロール成形加工工程により、部分的に薄肉化された不等肉厚形状のホイールリムに成形する。このようなリム生産ラインにあっては、本発明の不等肉厚管成形装置が短時間で不等肉厚管を成形する高い生産性を発揮し、略均一な肉厚のホイールリムを生産する通常の生産ラインに比して、ほぼ同等の生産性を維持しつつ、軽量化されたホイールリムを成形することが可能となる。さらに、不等肉厚管は、不等肉厚管成形装置により円筒状素管の管長を長尺化して成形されることから、予め軸方向に伸長する長さ（リム幅の拡幅量）を考慮して円筒状素管の素管長を設定することにより、該円筒状素管を成形する金属板の原単位を低減することができる。また、本発明の不等肉厚管成形装置は、円筒状素管から不等肉厚管を成形するものであるから、前記のように、リム生産ラインにあって、ロール成形加工工程の直前に配設することができ得る。このため、金属板の短辺同士を溶接する工程や該溶接部位をトリミングする工程を通常の工程で行うことが可能であり、溶接部を平滑な面性状に処理することができる。
【００２０】
上述した不等肉厚管成形装置にあって、マンドレルロールに遊嵌する円筒状素管の軸方向位置を定めると共に、押圧ロールを押圧することにより生ずる該円筒状素管の軸方向への延伸変形を妨げないようにした位置決め手段を備えている構成が提案される。
【００２１】
かかる構成にあっては、位置決め手段により、押圧ロールの押圧突部に対する円筒状素管の軸方向位置を正確に定めることができ、所望の軸方向位置に薄肉周部を確実に成形し得る。また、上述したように、不等肉厚管成形装置は、押圧ロールの押圧加工により管長を長尺化する延伸変形を生ずる。ここで、仮に、軸方向への延伸変形が妨げられると、軸方向延伸長が制限されるのみならず、押圧加工時に各ロールに大きな負荷が作用したり、押圧加工している部位近傍に局部的な変形を生じる等の不具合が起こり得る。したがって、位置決め手段が管長の延伸変形を妨げないようにすることにより、所望の形状の不等肉厚管を適正に成形することができる。
【００２２】
また、上述した不等肉厚管成形装置にあって、マンドレルロールと、ロール公転部材により押圧ロールを装着した押圧支持ロールとを、円筒状素管を入脱可能とする離間位置と、マンドレルロールに遊嵌した該円筒状素管を、押圧位置に在る押圧ロールにより押圧加工可能とする加工位置とに変換する位置変換手段を備えた構成が提案される。
【００２３】
かかる構成により、離間位置でマンドレルロールに円筒状素管を遊嵌した後、加工位置に位置変換して薄肉周部を形成する押圧加工を行い、再び離間位置に位置変換して当該加工後の不等肉厚管をマンドレルロールから取り外すという一連の工程が円滑かつ容易に実行されることとなる。ここで、位置変換手段は、マンドレルロール、押圧支持ロールのいずれか一方を位置変換するものであっても良いし、又は両者を位置変換するものであっても良い。
【００２４】
また、上述した不等肉厚管成形装置にあって、マンドレルロールと押圧支持ロールとにより円筒状素管と押圧ロールとを挟圧する押圧位置の両側に、該円筒状素管をマンドレルロールに押え付ける管押えロールを備えた構成が提案される。
【００２５】
かかる構成にあっては、管押えロールが押圧位置の両側で円筒状素管をマンドレルロールに押え付けることによって、押圧位置の付近で該円筒状素管の内周面をマンドレルロールにより充分に支持させることができる。したがって、押圧加工により素管内側が変形することを充分に防ぐことができる。さらには、押圧加工によって素管が周方向へ延伸することを拘束する作用もある。また、押圧ロールによる押圧加工中にあって、マンドレルロールが円筒状素管を所定の回転速度で安定して回転させることができ、高速回転させる場合にあっても、安定して高い生産性を維持できる。
【００２６】
さらに、上述した不等肉厚管成形装置にあって、押圧ロールの押圧突部が、その両側に夫々に裾拡がりとなるように傾斜する傾斜周面を備えてなるものである構成が提案される。
【００２７】
かかる構成にあっては、各押圧ロールにより形成される薄肉周部が、その軸方向に沿った断面形状を、ロール径方向内側へ軸方向幅が狭くなる台形状としたものとなるようにしている。この台形状断面の薄肉周部を形成することにより、次の押圧ロールの押圧加工が、当該薄肉周部を軸方向に一層拡幅し易くなっている。したがって、上述したように各ロールを高速で回転させるようにした場合にあっても、複数の押圧ロールによる押圧加工を一層円滑に実行できる。尚、仮に、押圧突部を、その傾斜周面が形成されておらず、両側がロール外周面に対してほぼ直角に形成されたものとした場合には、長方形状断面の薄肉周部が形成される。この場合、次の押圧ロールが押圧加工した時に、この薄肉周部の両側部位が該周部の内側へ押付けられるように被り変形することが懸念される。本構成では、このような被り変形が生じることを防止できる。
【００２８】
一方、上述した不等肉厚管成形装置にあって、ロール公転部材が、各押圧ロールを、それぞれの押圧突部の一側端を揃え、他側へ押圧幅が拡がるように、押圧支持ロールの周囲に配設するようにした構成が提案される。
【００２９】
かかる構成にあっては、押圧加工により、円筒状素管の軸方向一側へ延伸変形するようにしている。
【００３０】
又は、ロール公転部材が、各押圧ロールを、それぞれの押圧突部の押圧幅が両側へ拡がるように、押圧支持ロールの周囲に配設するようにした構成が提案される。
【００３１】
かかる構成にあっては、押圧加工により、円筒状素管の軸方向両側へ延伸変形するようにしている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、上述したように、マンドレルロールに遊嵌した円筒状素管を回動させ、配設順序に沿って段階的に拡幅する押圧幅を成す押圧突部が夫々周成されている複数の押圧ロールを、その順序に従って、各押圧突部が円筒状素管に圧接する位置に順次移動させ、かつ当該円筒状素管が少なくとも一回転する間、押圧突部を該円筒状素管に押圧維持し、この各押圧ロールの移動と押圧維持を繰り返すことにより、薄肉周部を順次段階的に拡幅するように形成して、所定幅の薄肉周部を有する不等肉厚管を成形するようにした成形方法であるから、素管内径をほとんど変化させることなく、略均一な肉厚の円筒状素管から、所定幅の薄肉周部を有し、かつ、管長が長尺化されてなる所望の不等肉厚管を成形することができる。また、個々の押圧ロールによる加工面積（軸方向の加工寸法×周方向の接触長）が小さいことから、押圧加工力を小さくできるため、機器を小型化できると共に、素管を回動する速度を高速化することができ、所望の不等肉厚管を成形するまでの加工時間が短時間化される。
【００３３】
また、本発明は車両用ホイールリムの製造方法として、マンドレルロールに遊嵌した円筒状素管を回動させ、配設順序に沿って段階的に拡幅する押圧幅を成す押圧突部が夫々周成されている複数の押圧ロールを、その順序に従って、各押圧突部が円筒状素管に圧接する位置に順次移動させ、かつ当該円筒状素管が少なくとも一回転する間、押圧突部を該円筒状素管に押圧維持し、この各押圧ロールの移動と押圧維持を繰り返すことにより、薄肉周部を順次段階的に拡幅するように形成して、所定幅の薄肉周部を有する不等肉厚管を成形する不等肉厚管成形工程を備えた方法であるから、強度的に余裕の有る所定部位を部分的に薄肉化してなる不等肉厚形状のホイールリムを製造することができる。さらに、当該ホイールリムの成形方法にあっては、材料の原単位を低減できるため、リム重量を軽量化することができると共に、製造コストを低く抑えることができる。また、不等肉厚管の成形を比較的短時間に行うことができるため、通常のホイールリムの生産性を充分に維持しつつ、不等肉厚形状のホイールリムを得ることが可能である。
【００３４】
また、本発明の不等肉厚管成形装置は、マンドレルロールに円筒状素管を遊嵌して回動させると共に、複数の押圧ロールからなる押圧ロール群を支持するロール公転部材を、各押圧ロールの押圧突部の押圧幅が順次拡がる順列に従って、該マンドレルロールと該ロール公転部材が外嵌された押圧支持ロールとの間で円筒状素管に圧接する押圧位置へ、各押圧ロールを順次位置変換させるように周回駆動制御装置により周回駆動することにより、各押圧ロールの押圧突部が順次押圧して、所定幅の薄肉周部となるまで段階的に拡幅するようにし、該円筒状素管を所望の不等肉厚管に成形するようにした装置であるから、円筒状素管の素管内径をほとんど変化させることなく、所定幅の薄肉周部を有し、かつ、管長が長尺化されてなる所望の不等肉厚管を成形することができる。本発明の不等肉厚管成形装置は、比較的小さな押圧加工力により成形でき、装置自体が小型化され得るものであると共に、所望の不等肉厚管を短時間に成形できるという高い生産性を発揮できるものである。したがって、車両用ホイールのリム生産ラインに容易かつ適正に配設することができるため、強度的に余裕の有る所定部位を薄肉化してなる不等肉厚リムを、略均一な肉厚のリムを成形する通常の場合とほぼ同等の生産性で成形することが可能となる。また、リム生産ラインにあって、トリミング加工処理後に不等肉厚管を成形することができるため、円筒状素管の溶接やトリミング加工を適正に行うことができ、溶接部を平滑な面性状に成形できる。さらに、円筒状素管の管長が伸長することを予め考慮して設計すれば、素管長の短い円筒状素管から所望長さの不等肉厚リムを成形することができるため、材料の原単位を低減でき、材料費の低減とリム重量の軽量化とを実現できる。
【００３５】
このような不等肉厚管成形装置にあって、マンドレルロールに遊嵌した円筒状素管の軸方向位置を定めると共に、押圧ロールの押圧加工により生ずる該円筒状素管の軸方向への延伸変形を妨げないようにした位置決め手段を備えている構成とした場合には、該位置決め手段により、所望の軸方向位置に薄肉周部を確実に成形できると共に、管長を長尺化する延伸変形が適正に行われることとなる。而して、リム生産ラインに適用された場合に、優れた生産性を維持できる。
【００３６】
また、上述した不等肉厚管成形装置にあって、マンドレルロールと押圧支持ロールとを、円筒状素管を入脱可能とする離間位置と、マンドレルロールに遊嵌した該円筒状素管を押圧位置に在る押圧ロールにより押圧加工可能とする加工位置とに変換する位置変換手段を備えた構成とした場合には、円筒状素管をマンドレルロールに遊嵌することと、押圧加工後に不等肉厚管のマンドレルロールからの取り外しとを容易に行うことができる。而して、不等肉厚管を成形するという一連の工程が円滑に進行し、高い生産性を維持できるようになっている。
【００３７】
また、上述した不等肉厚管成形装置にあって、マンドレルロールと押圧支持ロールとにより円筒状素管と押圧ロールとを挟圧する押圧位置の両側に、該円筒状素管をマンドレルロールに押え付ける管押えロールを備えた構成とした場合には、押圧位置で円筒状素管の内周面をマンドレルロールにより充分に支持することができるため、素管内側が変形することを防ぐことができる。また、押圧加工中にあっても、円筒状素管を所定の回転速度を維持して回転させることができ、安定して高い生産性を維持できる。
【００３８】
また、上述した不等肉厚管成形装置にあって、押圧ロールの押圧突部が、その両側に夫々に裾拡がりとなるように傾斜する傾斜周面を備えている構成とした場合には、次々に実行される押圧加工により、被り変形等の不具合を生じることなく、順次適正に薄肉周部を形成することができ得る。而して、リム生産ラインに配設され、高速で円筒状素管を回動させる場合にあっても、各押圧ロールによる押圧加工が円滑に行われ、高い生産安定性を発揮できる。
【００３９】
一方、上述した不等肉厚管成形装置にあって、ロール公転部材が、各押圧ロールを、それぞれの押圧突部の一側端を揃え、他側へ押圧幅が拡がるように、押圧支持ロールの周囲に配設するようにした場合には、押圧加工により該他側へ延伸変形することとなる。これにより、不等肉厚管としての薄肉周部の位置設計を比較的容易に行い得ると共に、押圧位置に対する円筒状素管の軸方向位置決めも容易にできる。
【００４０】
又は、ロール公転部材が、各押圧ロールを、それぞれの押圧突部の押圧幅が両側へ拡がるように、押圧支持ロールの周囲に配設するようにした場合には、押圧加工により軸方向両側へ延伸変形することとなる。この押圧加工では、薄肉周部の両側で夫々拡幅する加工幅が、それぞれ両側への延伸変形に寄与することとなっているため、延伸長に対して、片側の加工幅を小さくできる。したがって、押圧ロールの配設数を少なくしたり、さらに高速で円筒状素管を回動することに適する。また、比較的幅の広い薄肉周部を成形する場合に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
本発明にかかる実施の形態を添付図面を用いて詳述する。
図１，図２は、本発明の不等肉厚管成形装置１を表す概念図であり、図１が正面図、図２が側面図である。この不等肉厚管成形装置１には、円筒状素管ｘを遊嵌するマンドレルロール２と、周囲に複数の押圧ロール２０ａ〜２０ｆが配設された押圧支持ロール３とを、それぞれの中心軸が略平行となるようにして設けられている。ここで、本実施例にあっては、押圧支持ロール３の周囲に、六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆを配するようにしており、これら押圧ロール２０ａ〜２０ｆにより本発明にかかる押圧ロール群（図示省略）が構成されている。尚、各ロールを支持するフレーム、各ロールの回動軸や駆動軸を支持する軸受け等については、図面への記載及び説明を省略している。
【００４２】
上記したマンドレルロール２には、その中心軸に沿って駆動軸１０が接続されており、該駆動軸１０を回動する駆動モータ１２により、該マンドレルロール２がその中心軸を中心として周方向に沿って回動するようになっている。この駆動モータ１２は、図示しない制御装置によって、その駆動を制御されている。尚、本実施例にあって、このマンドレルロール２は、その外径を円筒状素管ｘの内径に比して少し小さくしたものとなっており、円筒状素管ｘを遊嵌することと、成形後の不等肉厚管Ｘを取り外すこととを容易に行い得るようにしている。
【００４３】
また、上記した押圧支持ロール３には、その中心軸に沿って前後方向に突出する駆動軸１１が接続されており、該駆動軸１１を回動する駆動モータ１３により、該押圧支持ロール３がその中心軸を中心として周方向に沿って回動するようになっている。尚、この駆動モータ１３は、図示しない制御装置によって、その駆動を制御されている。また、この押圧支持ロール３は、軸方向両外側に、押圧ロール２０ａ〜２０ｆのロール外周面２１が周接される接触周面４，４が設けられ、該接触周面４，４間に逃げ溝５が形成されている構成となっている。
【００４４】
この押圧支持ロール３の周囲に配設される各押圧ロール２０ａ〜２０ｆには、それぞれのロール外周面２１に、マンドレルロール２に遊嵌した円筒状素管ｘに外側から押圧加工する押圧突部２２ａ〜２２ｆが周成されている。この押圧突部２２ａ〜２２ｆが、円筒状素管ｘに押圧されることにより（図３参照）、当該円筒状素管ｘに、各押圧突部２２ａ〜２２ｆの軸方向幅（以下、押圧幅）ｔ１〜ｔ６に応じた薄肉周部ｙ１〜ｙ６（図３参照）を形成する。ここで、本実施例にあっては、六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆを配設するようにしており、詳しくは後述する。
【００４５】
これら六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、この押圧支持ロール３の周囲に周方向に略均等間隔となるようにして、ロール公転部材１５により配設されている。ここで、ロール公転部材１５は、その内周縁が駆動軸１１に遊転可能に支持される前後二部材の円環状体（図示省略）から構成され、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆを前後両側から遊転可能に支持するように設けられてなるものである。尚、前後両側の円環状体は、図示しない接合部材により連結されている。そして、このロール公転部材１５は、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆを、その前後から突成された回動軸２５ｍ，２５ｎを前後両側から遊転可能とすると共に、各ロール外周面２１を押圧支持ロール３の接触周面４，４に周接するように支持している。ここで、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧突部２２ａ〜２２ｆは、押圧支持ロール３の逃げ溝５に挿入され、該押圧支持ロール３と接触しないようにしている。
【００４６】
さらに、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆには、図２のように、前側の回動軸２５ｍが上記したロール公転部材１５から前方へ突出するように設けられており、該回動軸２５ｍに自転用被回動歯車１８が配設されている。また、押圧支持ロール３の駆動軸１１も、上述したように、該押圧支持ロール３から前方へ突出するように設けられており、該駆動軸１１の前方突出部位に自転用回動歯車１９が配設されている。そして、これら自転用被回動歯車１８と自転用回動歯車１９とが噛み合わされていることにより、該駆動軸１１の回動を回動軸２５ｍに伝達するようにしている。すなわち、この自転用被回動歯車１８と自転用回動歯車１９により、駆動モータ１３の回動が各押圧ロール２０ａ〜２０ｆに伝達されることとなっている。ここで、自転用被回動歯車１８は、そのピッチ円直径が押圧ロール２０ａ〜２０ｆの外径と等しくなるようにすると共に、自転用回動歯車１９は、そのピッチ円直径が押圧支持ロール３の外径と等しくなるように設定されている。これにより、押圧ロール２０ａ〜２０ｆを、押圧支持ロール３の周速度と同じ周速度で回動するようにしている。尚、これら自転用被回動歯車１８及び自転用回動歯車１９は、図１（及び図４）では省略している。
【００４７】
上記したロール公転部材１５には、その後側部材の後部に公転用被歯車部２７が、駆動軸１１の周りに周成されている。この公転用被歯車部２７は、駆動軸１１の周囲に遊転可能となるように支持されている。そして、ステッピングモータ１６により回動される公転用歯車１７が、前記公転用被歯車部２７に噛み合わされるようにして配設されている。このステッピングモータ１６を駆動制御することにより、ロール公転部材１５が駆動軸１１の周囲を周回駆動することとなり、これに従って全ての押圧ロール２０ａ〜２０ｆを一体的に公転することとなる。すなわち、このロール公転部材１５は、全ての押圧ロール２０ａ〜２０ｆを一体的に公転させると共に、個々の押圧ロール２０ａ〜２０ｆがそれぞれ自転できるようにもしている。尚、ステッピングモータ１６は、図示しない制御装置に接続されており、所定の回転速度で制御されるものとなっている。ここで、回動伝達部材１７、ステッピングモータ１６、制御装置等により、本発明の周回駆動制御手段が構成されている。このようにロール公転部材１５は、六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆを一体的に公転作動させるものであり、プラネタリーミルにおけるケージと類似のものである。
【００４８】
そして、上述したように、押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、押圧支持ロール３とマンドレルロール２との間で、その押圧突部２２ａ〜２２ｆが、マンドレルロール２に遊嵌している円筒状素管ｘに圧接する位置へ、ロール公転部材１５が周回駆動することによって移動されるようになっている。そして、押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧突部２２ａ〜２２ｆが円筒状素管ｘに圧接される位置で、これら両者は押圧支持ロール３とマンドレルロール２との間で挟圧されることとなり、該押圧突部２２ａ〜２２ｆが該円筒状素管ｘをその外側から押圧する。この挟圧力の最も大きくなる位置、すなわち、押圧突部２２ａ〜２２ｆにより最も深く押圧加工される位置が、押圧位置Ｐとなる。このように、ロール公転部材１５が押圧支持ロール３の周囲を周回駆動して、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆを押圧位置Ｐへ順次位置変換することにより、該押圧位置Ｐに位置した押圧ロール２０ａ〜２０ｆが、その押圧突部２２ａ〜２２ｆにより円筒状素管ｘを押圧加工して薄肉周部ｙ１〜ｙ６を形成する（図３参照）。ここで、ロール公転部材１５は、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆを、円筒状素管ｘが少なくとも一回転する間、押圧位置Ｐで停止するようにステッピングモータ１６により制御される。尚、本実施例にあっては、円筒状素管ｘが二回転する間、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆを押圧位置Ｐで停止するようにしている。
【００４９】
また、マンドレルロール２は、該マンドレルロール２を上下方向に移動させる位置変換制御装置３０に接続されている（図１）。そして、この位置変換制御装置３０により、マンドレルロール２は、上記した押圧位置Ｐに在る押圧ロール２０ａ〜２０ｆと円筒状素管ｘとを押圧支持ロール３と共に挟圧する加工位置Ｈ１と、該押圧支持ロール３から離れて、円筒状素管ｘを遊嵌したり、成形後の不等肉厚管Ｘを取り外す離間位置Ｈ２とに位置変換される（図４参照）。ここで、位置変換制御装置３０は、ステッピングモータ３２と、該ステッピングモータ３２に接続された移動支持杆３１とを備え、該移動支持杆３１の杆長を回動半径として上下方向へ所定角度だけ往復回動するように制御するものである。そして、この移動支持杆３１に、マンドレルロール２が接続され、前記した加工位置Ｈ１と離間位置Ｈ２との間で往復移動するようになっている。この位置変換制御装置３０により、本発明の位置変換手段が構成されている。
【００５０】
尚、本実施例にあっては、上述した押圧支持ロール３の位置は固定されており、上記のようにマンドレルロール２を位置変換するようにしている。
【００５１】
さらに、本不等肉厚管成形装置１には、マンドレルロール２に遊嵌された円筒状素管ｘを、上記した押圧位置Ｐの周方向両側で、該マンドレルロール２に押え付ける管押えロール３５，３５が配設されている（図１）。この管押えロール３５，３５は、図示しない位置変換装置により、円筒状素管ｘを外側から押え付ける押え位置（図４（ロ））とマンドレルロール２から離れる退避位置（図４（イ））とに位置変換されるようになっている。そして、管押えロール３５，３５は、円筒状素管ｘを遊嵌したマンドレルロール２が上記した加工位置に位置すると、押え位置に位置して円筒状素管ｘを押さえ付け、不等肉厚管Ｘが成形されると、該不等肉厚管Ｘから離れた退避位置に位置するように位置変換制御される。すなわち、管押えロール３５，３５は、マンドレルロール２を位置変換する位置変換制御装置３０と連動して、位置変換作動を実行するように制御されている。
【００５２】
次に、上述した押圧ロール２０ａ〜２０ｆについて詳細に説明する。
押圧ロール群を構成する六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、図３のように、押圧位置Ｐで各押圧突部２２ａ〜２２ｆを順次押圧することにより、所望の不等肉厚管Ｘを構成する薄肉周部Ｙの所定幅（以下、周部幅）Ｔまで段階的に順次拡幅する薄肉周部ｙ１〜ｙ６を夫々に形成するようにしたものである。ここで、各押圧突部２２ａ〜２２ｆは、順次拡幅する薄肉周部ｙ１〜ｙ６を形成するように、その押圧幅ｔ１〜ｔ６が夫々設定されている。すなわち、本実施例にあっては六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆを配設するようにしていることから、最も狭い押圧幅ｔ１を成す押圧突部２２ａが周成された押圧ロール２０ａから、最も広い押圧幅ｔ６を成す押圧突部２２ｆが周成された押圧ロール２０ｆまで、順次押圧加工することによって、六段階に分けて薄肉周部Ｙを形成することとなっている。尚、最も幅広の押圧突部２２ｆの押圧ロール２０ｆにより形成される薄肉周部ｙ６が、周部幅Ｔの薄肉周部Ｙとなる。
【００５３】
ここで、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、それぞれの押圧突部２２ａ〜２２ｆが順次拡幅する軸方向の加工寸法（加工幅）と周方向の接触長との積算域（加工面積）を、押圧加工することとなっている。すなわち、押圧ロール２０ａの押圧突部２２ａは、その押圧幅ｔ１と周長とを積算した領域を押圧加工する。また、押圧ロール２０ｂの押圧突部２２ｂは、その押圧幅ｔ２と押圧ロール２０ａの押圧幅ｔ１との差幅に、周長を積算した領域を押圧加工する。同様に、押圧ロール２０ｃの押圧突部２２ｃは、その押圧幅ｔ３と押圧ロール２０ｂの押圧幅ｔ２との差幅に、周長を積算した領域を押圧加工する。これ以降の押圧ロール２０ｄ〜２０ｆにあっても、同様に押圧加工が施される。
【００５４】
この押圧突部２２ａ〜２２ｆは、軸方向両側に裾拡がりとなる傾斜周面２３，２３と、該傾斜周面２３，２３間にロール外周面２１と略平行な周平面２４ａ〜２４ｆとから構成されている。この傾斜周面２３，２３は、本実施例にあって、全押圧突部２２ａ〜２２ｆで同じ傾斜角としており、ロール外周面２１に対して約３０度の傾斜角で形成している。尚、各押圧突部２２ａ〜２２ｆは、同じ傾斜周面２３，２３により構成されていることから、周平面２４ａ〜２４ｆの軸方向幅が押圧幅ｔ１〜ｔ６に応じて異なることとなっている。
【００５５】
また、各押圧突部２２ａ〜２２ｆは、ロール外周面２１からの径方向外側へ突出する距離が同じとなるように設けられている。尚、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆの各ロール外周面２１の外径も同じとしている。これにより、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、各薄肉周部ｙ１〜ｙ６をほぼ同じ肉厚に形成する。尚、この押圧突部２２ａ〜２２ｆの突出高さは、不等肉厚管Ｘの薄肉周部Ｙが所望の肉厚となるように設定されている。
【００５６】
ここで、押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、上記した押圧位置Ｐに位置した場合に、ロール外周面２１が、円筒状素管ｘとの間に挟圧力を生じないようにして、該円筒状素管ｘの外周面に近接するようにしている。すなわち、ロール外周面２１は、僅かに離間するようにしても良いし、ほぼ接触するようになっていても良い。このように、上述したマンドレルロール２の加工位置Ｈ１は、該マンドレルロール２と押圧支持ロール３との間隔が、円筒状素管ｘの肉厚と押圧ロール２０ａ〜２０ｆの外径とを加算した距離とほぼ等しくなるように設定されている。これにより、押圧ロール２０ａ〜２０ｆが押圧位置Ｐで押圧加工する場合に、肉厚方向へ生じる膨張を防ぐことができ得るようにしている。尚、このように肉厚方向への延伸を防ぐことにより、軸方向へ延伸させる作用が大きく生じることともなる。
【００５７】
そして、このような六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、図１のように、押圧支持ロール３に外嵌されるロール公転部材１５によって、該押圧支持ロール３の周囲に略均等間隔で配設される。ここで、ロール公転部材１５には、六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆが、各押圧突部２２ａ〜２２ｆを徐々に拡幅する順序に従って配列されている。尚、本実施例にあって、図１の紙面上で時計回りに押圧ロール２０ａから押圧ロール２０ｆまで順番に並んでいる。
【００５８】
ここで、本実施例にあっては、図３のように、六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆが、それぞれの押圧突部２２ａ〜２２ｆを、その一側端部（図面の右側端部）の軸方向位置が等しくなるように周成してなるものとしている。そして、ロール公転部材１５に、最も狭い押圧幅ｔ１の押圧ロール２０ａから最も広い押圧幅ｔ６の押圧ロール２０ｆまで、各押圧突部２２ａ〜２２ｆが他側へ順次拡がるように配列される。この六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆが、押圧幅ｔ１〜ｔ６の拡がる順に押圧加工することにより、薄肉周部ｙ１〜ｙ６は軸方向の一側へ拡幅するように形成されることとなる。
【００５９】
一方、上記したマンドレルロール２には、円筒状素管ｘを遊嵌した場合に、該円筒状素管ｘの嵌入側端部が当接して、円筒状素管ｘの軸方向位置を位置決めするためのフランジ部６が周成されている（図２，図３）。このフランジ部６と、上記した押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧突部２２ａ〜２２ｆとの軸方向位置関係によって、円筒状素管ｘに形成する薄肉周部Ｙの軸方向位置が決まることとなる。そして、ロール公転部材１５は、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆを、マンドレルロール２のフランジ部６と同じ側で各押圧突部２２ａ〜２２ｆの一側端部が夫々整一となるように配設している。これにより、押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧加工によって生じる管長を延伸する延伸変形を、フランジ部６と反対側へ生じさせ得るようにしている。したがって、延伸変形が、フランジ部６側へ生じようとして、該フランジ部に妨げられ、押圧ロール２０ａ〜２０ｆと素管との軸方向位置がズレてしまうことも防ぎ得る。
【００６０】
尚、このフランジ部６は、押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧加工時にそのロール外周面２１と接触しないように、マンドレルロール２の外周面から外側に突成されている。
【００６１】
次に、上述した本発明にかかる不等肉厚管成形装置１を、ホイールディスクとホイールリムとを接合してなる２ピースタイプの自動車用ホイールのリム生産ラインに適用した場合について、不等肉厚管Ｘを成形する過程に従って説明する。ここで、不等肉厚管成形装置１は、リム形状を形成するロール加工工程の前に配設し、該円筒状素管ｘから成形した不等肉厚管Ｘがロール加工工程に移送されるように生産ラインを組み立てている。
【００６２】
尚、本実施例で成形するホイールリム９０にあっては、図１０のように、表裏両側にフランジ部９１，９２が形成され、該フランジ部９１，９２に、タイヤのビードが着座する表裏両側のビードシート部９３，９４が夫々に連成されている。そして、表側のビードシート部９３からウエル部９５を介してドロップ部９７が連成されており、該ドロップ部９７の裏側には、ウエル部９６を介してレッジ部９８が形成され、該レッジ部９８が裏側のビードシート部９４に連成されている。このホイールリム９０にあって、裏側ビードシート部９４とドロップ部９７との間の、レッジ部９８と裏側のウエル部９６とを、他の部位に比して薄肉化して成形する。このレッジ部９８と裏側のウエル部９６との部位は、通常のリム生産ラインで成形された場合に、肉厚が大きく、自動車用ホイールの強度上余裕を持っている。本実施例では、この部位を薄肉化したホイールリム９０を成形し、総じて自動車用ホイールを軽量化するようにしている。
【００６３】
以下、ホイールリム９０の生産工程に従って詳述する。
【００６４】
先ず、略均一な板厚の長方形状の金属板（図示省略）を準備する。この金属板にあって、板厚は、自動車用ホイールとなった場合にホイールリムの最も強度が求められている部位に必要な肉厚に従って設定されている。また、金属板の長辺長さは、所望のリム径に従って設定されている。また、短辺長さは、ホイールリム成形後に、所望のリム幅に成形されるように予め設定される。本実施例にあっては、不等肉厚管成形装置１の加工工程によりリム幅方向（軸方向）へ延伸変形する延伸長を考慮して、金属板の短辺長さを設定しており、当該不等肉厚管成形装置１を配設していない通常のリム生産ラインの場合に比して、短辺長さが短くなっている。すなわち、金属板の原単位が少ない。
【００６５】
この金属板を、両側の短辺同士が合わさるようにほぼ一様に曲げ加工して、該短辺同士を突き当てた状態で溶接することにより、円筒体とする。そして、この溶接により内側及び外側へ突成された溶接山や、両側へはみ出たバリを削るトリミング加工を行う。このトリミング加工によって溶接部を滑らかな曲面状とし、本発明にかかる円筒状素管ｘが形成される。ここで、円筒状素管ｘは、一般的に、その直径に対して管長が短いものとなっている。尚、この円筒状素管ｘの管長は、ホイールリムを成形する場合にあって、リム幅を示している。
【００６６】
上述した、所定寸法の金属板を準備し、溶接してトリミング加工を行うまでの工程は、通常のリム生産ライン上で行われている工程と同じであり、詳細は省略している。
【００６７】
このように形成された円筒状素管ｘは、不等肉厚管成形装置１へ移送され、薄肉周部Ｙが形成されて不等肉厚管Ｘとなる。本実施例にあっては、上述したように、成形後のリム９０が、そのレッジ部９８と裏側のウエル部９６とを薄肉化したものとなるように、円筒状素管ｘの、これら部位が後工程のロール加工工程により成形される部分に、薄肉周部Ｙを形成する。このため、レッジ部９８と裏側のウエル部９６とを形成する部位に、薄肉周部Ｙを形成できるように、上述したようにマンドレルロール２のフランジ部６と、押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧突部２２ａ〜２２ｆとの軸方向位置関係を設定している。
【００６８】
尚、不等肉厚管成形装置１にあって、円筒状素管ｘが移送される前には、マンドレルロール２が離間位置Ｈ２に在り、管押えロール３５，３５は、退避位置に在る（図４（イ）参照）。この時、ロール公転部材１５は、最も狭い押圧幅ｔ１に設定された押圧突部２２ａが周成されている押圧ロール２０ａと、最も幅広の押圧幅ｔ６に設定された押圧突部２２ｆが周成されている押圧ロール２０ｆとの間に、押圧位置Ｐが存するようにして停止している。
【００６９】
不等肉厚管成形装置１まで円筒状素管ｘが移送されると、図４（イ）のように、該円筒状素管ｘを、離間位置Ｈ２に存するマンドレルロール２に遊嵌する。ここで、円筒状素管ｘは、フランジ部６に当接されて、その軸方向位置が決定する（図２参照）。その後、位置変換制御装置３０が駆動して、円筒状素管ｘを遊嵌した状態でマンドレルロール２を上方移動させ、離間位置Ｈ２から加工位置Ｈ１へ位置変換する。そして、図４（ロ）のように、このマンドレルロール２が加工位置Ｈ１へ位置変換されると、管押えロール３５，３５を押え位置へ移動させて、当該円筒状素管ｘをその外側からマンドレルロール２に押さえ付ける。これにより、円筒状素管ｘの、両側管押えロール３５，３５の間の領域が、その内周面をマンドレルロール２の外周面により面支持された状態となる。さらに、マンドレルロール２を所定周速度で回動させるように、駆動軸１０が接続された駆動モータ１２を駆動制御する。同様に、押圧支持ロール３を所定周速度で回動させるように、駆動軸１１が接続された駆動モータ１３を駆動制御する。尚、この駆動モータ１３を駆動させることにより、押圧支持ロール３と同期して各押圧ロール２０ａ〜２０ｆも所定周速度で回動することとなる。ここで、マンドレルロール２と押圧支持ロール３とは、同じ方向かつ同じ周速度となるように、それぞれの回動を制御している。また、押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、逆方向に同じ周速度で回動する。尚、本実施例にあっては、図面上で、マンドレルロール２および押圧支持ロール３は時計回りに回動し、押圧ロール２０ａ〜２０ｆは反時計回りに回動することとしている。
【００７０】
上記のように、マンドレルロール２が回動すると、該マンドレルロール２に押え付けられている円筒状素管ｘも回動する。
【００７１】
そして、ステッピングモータ１６を駆動して、ロール公転部材１５を、押圧支持ロール３に沿って周回動させ、押圧ロール２０ａを押圧位置Ｐまで移動させる。ここで、ロール公転部材１５は、図面上を反時計周りに動くこととなる。そして、押圧ロール２０ａが押圧位置Ｐに到達すると、ステッピングモータ１６の駆動を停止して、ロール公転部材１５の周回動を停止させる（図１参照）。この押圧位置Ｐで、押圧ロール２０ａと円筒状素管ｘとは、マンドレルロール２と押圧支持ロール３とにより挟圧され、該押圧ロール２０ａの押圧突部２２ａが該円筒状素管ｘをその外側から押圧加工する。そして、円筒状素管ｘがマンドレルロール２の回動に従って回動することにより、該円筒状素管ｘの外周に亘って、押圧突部２２ａの形状に応じた薄肉周部ｙ１が形成される（図３（イ））。ここで、本実施例にあっては、マンドレルロール２が二周する間、押圧ロール２０ａが押圧位置Ｐに在るように、ロール公転部材１５はその周回動を停止した状態に制御される。これにより、押圧ロール２０ａが、薄肉周部ｙ１を適正な形状に安定的に形成できるようになっている。
【００７２】
さらに、この押圧ロール２０ａの押圧突部２２ａが円筒状素管ｘに押圧されると、上記した薄肉周部ｙ１の形成に伴って、軸方向に延伸変形する（図示省略）。ここで、この押圧ロール２０ａは、円筒状素管ｘの回動に従って、円筒状素管ｘの周方向へ押圧加工していくこととなっている。そして、押圧突部２２ａの押圧幅ｔ１は、周部幅Ｔを六段階に分けて形成するものの一段階であり、円筒状素管ｘの管長に比して極めて短く、押圧加工に伴う加工幅も小さくなる。このため、軸方向では、押圧突部２２ａにより押圧加工されない非加工部位に比して、押圧加工される加工部位は充分に小さくなっている。したがって、この非加工部位により、押圧突部２２ａの加工方向である周方向への延伸変形が拘束され、当該押圧加工によって円筒状素管ｘの内径はほとんど変化し得ない。そして、薄肉周部ｙ１の形成により排除（減肉）される材料は軸方向に流れ、該薄肉周部ｙ１の軸方向の延伸を引き起こすこととなり、円筒状素管ｘの管長が伸長する。尚、この軸方向への延伸変形は、円筒状素管ｘの軸方向位置を定めていないフランジ部６と反対側へ生じる。
【００７３】
ここで、押圧位置Ｐの両側で管押えロール３５，３５によってマンドレルロール２に押さえ付けられていることも、周方向への延伸変形を拘束することに寄与している。
【００７４】
さらに、押圧ロール２０ａは、上述したように、押圧加工している部位の軸方向に沿って、ロール外周面２１が円筒状素管ｘの外周面と近接するようにしたものであることから、該円筒状素管ｘが肉厚方向へ膨張変形することを抑制している。これも、上述したように、軸方向への延伸変形に変換されることとなっている。
【００７５】
このように、押圧ロール２０ａの押圧加工により、円筒状素管ｘに薄肉周部ｙ１を形成すると共に、該薄肉周部ｙ１の形成に伴って素管長が軸方向へ延伸変形することとなる。そして、円筒状素管ｘは、内径がほとんど変化せず、薄肉周部ｙ１が形成されたものとなっている。
【００７６】
また、押圧ロール２０ａが円筒状素管ｘを押圧加工している状態にあって、該押圧ロール２０ａは、上述したように、該円筒状素管ｘと逆向きに回動している。このように、押圧ロール２０ａと円筒状素管ｘとが互いに逆回転しながら押圧加工することにより、該押圧加工が進行することとなる。さらに、押圧ロール２０ａと押圧支持ロール３とは圧接し、両者間で押圧加工時の負荷が作用しているものの、両者が互いに逆方向へ同じ周速度で回転していることにより、押圧加工のエネルギーロスを小さくし、該押圧加工の円滑な進行に寄与している。
【００７７】
上述したように、押圧ロール２０ａが、円筒状素管ｘの二周回する間、押圧位置Ｐで押圧加工すると、再びステッピングモータ１６を駆動してロール公転部材１５を反時計回りに周回動させ、次の押圧ロール２０ｂを押圧位置Ｐへ移動させる。そして、この押圧ロール２０ｂの押圧突部２２ｂが押圧され、既に形成されている薄肉周部ｙ１を拡幅するようにして、薄肉周部ｙ２が形成される（図３（ロ））。ここで、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧突部２２ａ〜２２ｆは、上述したように、フランジ部６側で整一となっていることから、当該押圧ロール２０ｂにより、薄肉周部ｙ１はフランジ部６と反対側へ拡幅され、薄肉周部ｙ２が形成されることとなっている。
【００７８】
ここで、押圧ロール２０ｂが押圧加工する前に、押圧ロール２０ａにより形成された薄肉周部ｙ１には、図３（イ）のように、その軸方向両側縁に外方へ拡がる傾斜周部ｚ，ｚが形成されている。このため、押圧ロール２０ｂの押圧突部２２ｂが、この薄肉周部ｙ１を押圧した場合にあって、拡幅する側の傾斜周部ｚは、該押圧に従って軸方向へ圧延されることとなり得る。したがって、押圧ロール２０ｂの押圧加工によって、薄肉周部ｙ１の傾斜周部ｚが被り変形する等の不具合を生じることなく、薄肉周部ｙ２が形成される（図３（ロ））。
【００７９】
さらに、押圧ロール２０ｂの押圧加工により、薄肉周部ｙ２が形成されるに伴って、フランジ部６と反対側へ軸方向に沿って延伸変形し、管長が伸長する（図示省略）。これは、上述した押圧ロール２０ａと同様に、押圧幅ｔ１に対する押圧幅ｔ２の加工幅が管長に比して充分小さいことにより、周方向への延伸変形が拘束されることに因る。さらに、フランジ部６と反対側へ拡幅するように薄肉周部ｙ２を形成していることからも、フランジ部６により拡幅変形を妨げられることなく、比較的容易に軸方向へ延伸変形できることとなっている。
【００８０】
尚、押圧ロール２０ｂにあっても、上述した押圧ロール２０ａと同様に、円筒状素管ｘが二周回する間、押圧位置Ｐに停止して押圧加工するようにしており、薄肉周部ｙ２を適正かつ安定して形成できるようになっている。
【００８１】
上記したように、押圧ロール２０ｂが押圧位置Ｐで保持された状態で、円筒状素管ｘが二周回すると、再びロール公転部材１５を反時計回りに周回動させ、次の押圧ロール２０ｃを押圧位置Ｐへ移動させる。そして、この押圧ロール２０ｃを、円筒状素管ｘが二周回する間、押圧位置Ｐで押圧加工させることにより、さらに拡幅した薄肉周部ｙ３を形成する（図３（ハ））。この押圧加工によっても、上述と同様に、軸方向へ延伸変形して管長が伸長する。
【００８２】
さらに、押圧ロール２０ｄ、押圧ロール２０ｅ、押圧ロール２０ｆを、順に押圧位置Ｐへ移送し、上述した押圧ロール２０ａ〜２０ｃと同様に、それぞれ円筒状素管ｘが二周回する間押圧加工する（図示省略）。このように順次押圧加工することにより、薄肉周部ｙ４（図３（ニ））、薄肉周部ｙ５（図３（ホ））、薄肉周部ｙ６（図３（ヘ））の順に形成されると共に、各加工毎に軸方向へ延伸変形して管長が延びていく。そして、押圧ロール２０ｆにより薄肉周部ｙ６が形成されることにより、所定の周部幅Ｔを成す薄肉周部Ｙが形成された不等肉厚管Ｘ（図３（ヘ））が成形されることとなる。
【００８３】
上記のように、順次押圧加工が行われ、最も幅広の押圧幅ｔ６を成す押圧ロール２０ｆにより薄肉周部ｙ６が形成されると、ロール公転部材１５は、押圧ロール２０ｆと押圧ロール２０ａとの間に押圧位置Ｐが位置するように、回動して停止する（図４（ロ）参照）。さらに、管押えロール３５，３５が押え位置から退避位置に位置変換される。その後、位置変換制御装置３０がマンドレルロール２を加工位置Ｈ１から離間位置Ｈ２まで位置変換し（図４（イ）参照）、該マンドレルロール２から、所望の薄肉周部Ｙが形成された不等肉厚管Ｘが取り外される。このようにして、円筒状素管ｘから不等肉厚管Ｘを成形する工程が終了する。
【００８４】
尚、本実施例の不等肉厚管成形装置１にあって、ロール公転部材１５は、ステッピングモータ１６を、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆを順次押圧位置Ｐに位置変換するように間欠的に駆動するように制御している。すなわち、ロール公転部材１５は、押圧ロール２０ａ〜２０ｆを押圧位置Ｐへ移送する場合に周回駆動し、円筒状素管ｘが二周回する間は該押圧位置Ｐで停止するように作動する。
【００８５】
一方、このように不等肉厚管成形装置１により成形された不等肉厚管Ｘは、ホイールリム形状を成形するロール加工工程に移送される。このロール加工工程にあっては、不等肉厚管Ｘの両側開口部を拡開するフレア工程、所定のロール金型を回動しながら内側と外側から挟圧してホイールリム形状を形成するロール工程、真円度を整えるエキスパンド工程等が順次実行される。ここで、ホイールリム形状を形成するロール工程にあっては、不等肉厚管Ｘに形成した薄肉周部Ｙに、レッジ部と裏側のウエル部とが形成されるように、前記したロール金型による加工が実行されるようにしている。そして、このようなロール加工工程により、レッジ部と裏側ウエル部とが他部位に比して薄肉化された所望のホイールリム９０が成形される（図１０）。尚、このロール加工工程は、通常のリム生産ライン上で行われている工程と同じであり、詳細は省略している。
【００８６】
このように、本発明にかかる不等肉厚管成形装置１は、通常のリム生産ラインに組み込まれ、所望のホイールリム９０を生産することができる。すなわち、この不等肉厚管成形装置１による不等肉厚管Ｘの成形工程が増加する以外は、通常の生産ラインと同じ工程でよい。したがって、ホイールリム９０の生産に要する時間としては、不等肉厚管成形装置１による成形工程に要する時間が、通常のリム生産時間より増加するだけである。
【００８７】
ここで、上記した不等肉厚管成形装置１は、上述したように、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆを所定の周部幅Ｔまで六段階に分けて押圧加工させるものであり、各押圧加工にあって、押圧突部２２ａ〜２２ｆが素管ｘと接触して押圧加工する加工面積（加工幅×周方向の接触長）は小さくなっている。このため、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆによるそれぞれの押圧加工では、該押圧加工に要する押圧加工力も比較的小さくてよい。そして、この押圧加工力が小さいことから、成形装置１や素管ｘに掛かる負荷も比較的小さくなる。したがって、当該成形装置１は、比較的小型のものとなり、リム生産ラインに組み込むことを、容易かつ適正に行うことができる。
【００８８】
さらに、この不等肉厚管成形装置１を組み込むことにより、ホイールリム９０の生産に要する時間は、通常のリム生産時間に、該不等肉厚管成形装置１による成形工程に要する時間が増加することとなる。不等肉厚管成形装置１の成形時間は、円筒状素管ｘを回動させるマンドレルロール２の周速度と、押圧支持ロール３の周速度とを高速化することにより、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆによる押圧加工時間を短縮し、短時間化することが可能となる。上記したように、本不等肉厚管成形装置１は、押圧加工力が比較的小さく、かつ該装置１や素管ｘに係る負荷も小さいことから、前記したマンドレルロール２と押圧支持ロール３との周速度を高めても、円滑かつ適正に薄肉周部ｙ１〜ｙ６を形成でき得る。すなわち、本発明にかかる不等肉厚管成形装置１は、比較的短い加工時間しか要せず、通常のリム生産ラインから僅かに生産時間が延びる程度にしかならない。これは、上述した従来構成のように、切削工程やフロー・ターニング加工工程を組み込んだ場合に比して、リム生産に要する総時間が著しく短縮されるということである。
【００８９】
而して、本発明にかかる不等肉厚管成形装置１は、強度上影響のない部位を部分的に薄肉化してなるホイールリム９０を生産する生産ラインに組み込まれた場合に、従来にない、高い生産性を発揮することができる。また、かかる不等肉厚管成形装置１により成形される不等肉厚管Ｘは、上述したように円筒状素管ｘの管長さが伸長されたものとなることから、該円筒状素管ｘを形成する金属板の原単位が低減できるため、材料費の低減とリム重量の軽量化とを実現でき得る。
【００９０】
次に、上述した不等肉厚管成形装置１にあって、同様の不等肉厚管Ｘを成形する他の構成について説明する。
【００９１】
例えば他の構成として、図６のように、六個の押圧ロール７０ａ〜７０ｆを、それぞれの押圧幅ｔ１〜ｔ６が軸方向両側へ順次拡がるように、各押圧突部７２ａ〜７２ｆが周設してなるものとする。ここでは、各押圧突部７２ａ〜７２ｆが、その軸方向中央位置を揃うようにして、軸方向両側への加工幅が等しくなるようにしている。そして、この六個の押圧ロール７０ａ〜７０ｆを、それぞれの押圧突部７２ａ〜７２ｆの中央位置が軸方向でほぼ同じ位置となるようにして、ロール公転部材１５に配設している（図５参照）。これら六個の押圧ロール７０ａ〜７０ｆにより押圧ロール群（図示省略）を構成している。
【００９２】
また、マンドレルロール７１を遊嵌した円筒状素管ｘの位置決めをする位置決め手段として、該円筒状素管ｘの初期位置を定め、かつ押圧ロール７０ａ〜７０ｆによる押圧加工によって軸方向両側へ管長が伸長する延伸変形を妨げないようにしたガイド装置７６が、マンドレルロール７１の直下に配設されている（図５参照）。このガイド装置７６には、回動軸を上下方向とした二個のガイドロール７７，７７がマンドレルロール７１の軸方向に沿って並設されており、かつ、互いに近づく方向に付勢されている。尚、両ガイドロール７７，７７の初期間隔は、円筒状素管ｘの管長に等しく設定されており、該円筒状素管ｘを配することにより、薄肉周部Ｙを所定位置に形成できるように、六個の押圧ロール７０ａ〜７０ｆに対する円筒状素管ｘの初期位置が定められる。そして、各押圧ロール７０ａ〜７０ｆの押圧加工により、軸方向両側へ延伸変形を生じると、両側のガイドロール７７，７７がその付勢力に抗して外方へ動くこととなる。また、この二個のガイドロール７７，７７は、それぞれ回動可能に支持されており、円筒状素管ｘの回動に従って回転するようになっている。尚、マンドレルロール７１には、上記したフランジ部６は形成されていない。
【００９３】
このような構成にあっても、上述と同様に、六個の押圧ロール７０ａ〜７０ｆを、押圧幅ｔ１〜ｔ６が順に拡がるように、順次押圧位置Ｐへ位置変換して、図６（イ）〜（へ）のように薄肉周部ｙ１〜ｙ６を順に形成する。そして、所定の周部幅Ｔの薄肉周部Ｙを形成し、不等肉厚管Ｘを得る（図６（ヘ）参照）。ここで、六個の押圧ロールによる押圧加工では、薄肉周部ｙ１〜ｙ６が、徐々に軸方向両側へ拡幅するように形成される。これにより、当該押圧加工による薄肉周部ｙ１〜ｙ６が形成されるに従って、管長が両側へ伸長するように延伸変形する。この延伸変形による管長の延伸寸法を考慮して円筒状素管ｘの管長を設定することにより、材料の原単位を低減できる。
【００９４】
かかる構成にあっても、上述と同様に、リム生産ラインに配設し、同じホイールリム９０を適正に生産することが可能であり、同じ作用効果を発揮できるものである。尚、六個の押圧ロール７０ａ〜７０ｆの各押圧突部７２ａ〜７２ｆを異なる構成とした押圧ロール群を備え、かつガイド装置７６を配設した以外は、上述した押圧ロール２０ａ〜２０ｆを備える構成と同じ構成とし、その説明を省略している。
【００９５】
一方、さらに他の構成として、図８のように、それぞれ二箇所の押圧突部８２ａ，８３ａ〜押圧突部８２ｄ、８３ｄが周成された四個の押圧ロール８０ａ〜８０ｄと、所定の周部幅Ｔに等しい押圧幅ｔ６の押圧突部８２ｅが周成された一個の押圧ロール８０ｅ（２０ｆと同じ）と、押圧突部を有しないロール外周面８７からなる平ロール８１とから構成される押圧ロール群（図示省略）を備えるものとする。ここで、平ロール８１のロール外周面８７は、他の押圧ロール８０ａ〜８０ｅのロール外周面２１と同じ外径からなるものとしている。そして、これら合計六個の各種ロールが、図７のように、押圧幅の拡がる順列に従って略均等間隔でロール公転部材１５に配設される。
【００９６】
尚、この押圧ロール８０ａ〜８０ｅを備えた構成では、後述するように、上述した一箇所の押圧突部２２ａ〜２２ｆを有する押圧ロール２０ａ〜２０ｆを備えた構成に比して、周部幅の広い薄肉周部を容易かつ適正に形成することが可能である。これにより、本実施例では、図８に示すように、所望の薄肉周部Ｙ’の周部幅Ｔ’が幅広となるようにした不等肉厚管Ｘ’を成形するようにしている。
【００９７】
ここで、各押圧ロール８０ａ〜８０ｄの各押圧突部８２ａ，８３ａ〜押圧突部８２ｄ、８３ｄは、押圧幅ｔ１１，ｔ１２〜押圧幅ｔ４１，ｔ４２に設定されており、各押圧加工に従って、薄肉周部ｙ１１，ｙ１２〜ｙ４１，ｙ４２を順次形成する。また、押圧ロール８０ｅの押圧突部８２ｅは、押圧幅ｔ５１に設定されており、直前に形成された薄肉周部ｙ４１，ｙ４２をつなげ、押圧加工により薄肉周部ｙ５１を形成する。そして、押圧ロール８０ｅの押圧突部８２ｅの押圧幅ｔ５１は、周部幅Ｔ’と等しくなっており、該押圧ロール８０ｅにより形成される薄肉周部ｙ５１が、所望の薄肉周部Ｙ’となる。
【００９８】
また、押圧ロール８０ａ〜８０ｄにあっては、それぞれ二箇所の押圧突部８２ａ，８３ａ〜押圧突部８２ｄ、８３ｄの間の周面を、ロール外周面２１の外径に比して、僅かに小さい外径となるように形成している。これは、押圧ロール８０ａ〜８０ｄによる押圧加工が実行された場合に、各押圧突部８２ａ，８３ａ〜押圧突部８２ｄ、８３ｄの間に生じる肉厚方向への膨張変形を許容できるようにするためである。そして、上述した平ロール８１は、押圧ロール８０ａ，８０ｂの押圧加工によって薄肉周部ｙ２１，ｙ２２間に生じた、肉厚方向の膨れを、押しつぶすことを目的として設けられている。
【００９９】
かかる構成にあっては、先ず、二箇所の押圧突部８２ａ，８３ａを周成した押圧ロール８０ａが、図８（イ）のように、円筒状素管ｘに押圧されて、それぞれ二箇所の薄肉周部ｙ１１，ｙ１２を同時に形成する。その後、図８（ロ）のように、次の押圧突部８２ｂ，８３ｂを周成した押圧ロール８０ｂが押圧されて、前記二箇所の薄肉周部ｙ１１，ｙ１２を夫々に拡幅して薄肉周部ｙ２１，ｙ２２を同時に形成する。ここで、薄肉周部ｙ２１，ｙ２２の間は、肉厚方向の内外に膨れた形態となっており、該薄肉周部ｙ２１，ｙ２２が形成された素管ｘは、該膨れた部位がマンドレルロール７１に接触している状態である。次に、図８（ハ）のように、平ロール８１を押し付けることにより、前記した薄肉周部ｙ２１，ｙ２２間に形成されている膨れた形態を押しつぶす。
【０１００】
さらに、押圧ロール８０ｃ，８０ｄを順番に押圧加工して、図８（ニ），（ホ）のように、順次薄肉周部ｙ３１，ｙ３２と薄肉周部ｙ４１，ｙ４２を形成する。尚、押圧ロール８０ｃ，８０ｄの押圧加工によっても、薄肉周部ｙ３１，ｙ３２間及び薄肉周部ｙ４１，ｙ４２間に膨れが生じるが、この膨れは極小さく、最後の押圧ロール８０ｅにより押しつぶされる。
【０１０１】
その後、図８（ヘ）のように、一箇所の押圧突部８２ｅを備える押圧ロール８０ｅにより、二箇所の薄肉周部ｙ４１，ｙ４２を連結して一体となった薄肉周部ｙ５１を形成する。こうして、所望の薄肉周部Ｙを備えてなる不等肉厚管Ｘが成形される。
【０１０２】
ここで、各押圧ロール８０ａ〜８０ｄは、それぞれ二箇所の押圧突部を徐々に軸方向両側へ拡幅する形状として備えているものであるから、各押圧加工により軸方向両側へ延伸変形を生じる。また、押圧ロール８０ｅは、二箇所の薄肉周部ｙ４１，ｙ４２を連結するように押圧加工するため、当該押圧加工によっても軸方向両側へ延伸変形することとなる。したがって、本構成にあっても、上記したように、フランジ部６を設けていないマンドレルロール７１と、ガイド装置７６とを備えた構成となる。
【０１０３】
本構成の、二箇所の押圧突部が周成された四個の押圧ロール８０ａ〜８０ｄは、それぞれが押圧加工して、同時に二箇所の薄肉周部を形成するものである。このため、例えば、所望の薄肉周部Ｙ’を比較的幅広な周部幅Ｔ’となるようにする場合にあっても、個々の押圧突部８２ａ，８３ａ〜押圧突部８２ｄ、８３ｄの加工幅を、上述した一箇所の押圧突部２２ａ〜２２ｆの加工幅以下とすることが可能となる。したがって、押圧ロール８０ａ〜８０ｅの押圧加工力も高くなるが、一箇所の押圧突部を備えた構成に比して、ほぼ同等の生産性を維持しながら、周部幅Ｔ’の幅広な薄肉周部Ｙ’を形成することができる。この二箇所の押圧突部を備えた構成は、比較的幅広な薄肉周部Ｙ’を有する不等肉厚管の成形を適正に行うことができ、リム幅の広いホイールリムの生産工程に好適に用い得る。図８のように、かかる構成では、実質的に五個の押圧ロール８０ａ〜８０ｅにより、比較的幅広な周部幅Ｔ’まで拡幅するようにしている。
【０１０４】
尚、上述した一箇所の押圧突部２２ａ〜２２ｆにより形成される薄肉周部Ｙと同じ周部幅Ｔとなるようにする場合には、該押圧突部２２ａ〜２２ｆの加工幅に比して、個々の押圧突部８２ａ，８３ａ〜押圧突部８２ｄ、８３ｄの加工幅を、適宜ほぼ半分程度にまで小さくすることもできる。このように加工幅が小さければ、各押圧加工を一層容易かつ適正に行うことができ、さらなる生産性の向上も可能となる。
【０１０５】
この構成では、上記した押圧ロール８０ａ，８０ｂ、平ロール８１、押圧ロール８０ｃ，８０ｄ，８０ｅを順に押圧位置Ｐへ位置変換することにより、図８のように薄肉周部が順次段階的に拡幅するようにして、周部幅Ｔ’の薄肉周部Ｙ’を備えてなる不等肉厚管Ｘを成形する。この不等肉厚管Ｘは、上述したように、円筒状素管ｘの管長が軸方向両側へ延伸されてなるものである。
【０１０６】
かかる構成にあっても、上述と同様に、リム生産ラインに配設し、同じホイールリム９０を適正に生産することが可能であり、同じ作用効果を発揮できるものである。尚、二箇所に押圧突部を周成した四個の押圧ロール８０ａ〜８０ｄと、平ロール８１と、一箇所の押圧突部８２ｅを周成してなる押圧ロール８０ｅとを備え、かつガイド装置７６を配設した以外は、上述した押圧ロール２０ａ〜２０ｆを備える構成と同じ構成とし、その説明を省略している。
【０１０７】
次に、上述した二箇所の押圧突部が周成された四個の押圧ロール８０ａ〜８０ｄと、平ロール８１と、一箇所の押圧突部が周成された一個の押圧ロール８０ｅとを備える構成により、円筒状素管ｘから所望の不等肉厚管Ｘ’が成形されることを検証した。
【０１０８】
ここで、試験に供した円筒状素管ｘは、管長が約２１０ｍｍ、肉厚が約２．８ｍｍ、外周長が約１１６０ｍｍとした。
【０１０９】
また、所望の不等肉厚管Ｘ’は、その薄肉周部Ｙ’の周部幅Ｔ’は約４０ｍｍとなり、その肉厚を約２．０ｍｍとなるようにしている。
【０１１０】
そして、各押圧ロール８０ａ〜８０ｅの形状は、次のように設定した。また、各押圧突部の傾斜周面の傾斜角は約３０度としている。
（１）押圧ロール８０ａ；押圧突部８２ａの押圧幅ｔ１１を約６ｍｍ、押圧突部８３ａの押圧幅ｔ１２を約６ｍｍ、押圧突部８２ａ，８３ａ間隔を約２１ｍｍ。
（２）押圧ロール８０ｂ；押圧突部８２ｂの押圧幅ｔ２１を約９ｍｍ、押圧突部８３ｂの押圧幅ｔ２２を約１１ｍｍ、押圧突部８２ｂ，８３ｂ間隔を約１５ｍｍ。
（３）押圧ロール８０ｃ；押圧突部８２ｃの押圧幅ｔ３１を約１２ｍｍ、押圧突部８３ｃの押圧幅ｔ３２を約１６ｍｍ、押圧突部８２ｃ，８３ｃ間隔を約９ｍｍ。
（４）押圧ロール８０ｄ；押圧突部８２ｄの押圧幅ｔ４１を約１５ｍｍ、押圧突部８３ｄの押圧幅ｔ４２を約２１ｍｍ、押圧突部８２ｄ，８３ｄ間隔を約３ｍｍ。
（５）押圧ロール８０ｅ；押圧突部８２ｅの押圧幅ｔ５１を約４０ｍｍ。
【０１１１】
また、平ロール８１は、そのロール外周面８７を、上述した押圧ロール８０ａ〜８０ｅのロール外周面２１と同じ外径にしたものである。
【０１１２】
尚、この検証過程では、各押圧ロール８０ａ〜８０ｅによる押圧加工を行う毎に、管長（軸方向長さ）を測定するようにしている。
【０１１３】
そして、円筒状素管ｘを、押圧ロール８０ａ〜８０ｅを順次押圧加工し、不等肉厚管Ｘ’を成形した（図８参照）。この不等肉厚管Ｘ’の形状を調べた結果、その薄肉周部Ｙ’は、約３９ｍｍ幅で、約２．０ｍｍの肉厚に形成されていた。また、管長は、約２２２ｍｍとなっており、当初の円筒状素管ｘの管長から約１２ｍｍ延伸された。ここで、上記したように各押圧加工毎の管長を測定した結果、図９のように、徐々に延伸変形していた。この各延伸変形毎の軸方向への延伸寸法は、各押圧加工毎に薄肉周部を拡幅していく各押圧突部毎の加工幅と周長との積からなる加工面積に従って生じており、一定の相関関係がある。これを詳細に調べた結果、各押圧加工毎に次々形成される薄肉周部の減肉量に対して約７０％〜８０％が延伸変形に用いられていることがわかった。すなわち、本発明の装置は、高い歩留まりを発揮するものであることが明らかとなった。
【０１１４】
このように、本発明の不等肉厚管成形装置によれば、所望の薄肉周部Ｙ’を形成すると共に、管長を長尺化する。そして、薄肉周部Ｙの減肉量が管長の長尺化に用いられることにより、薄肉周部Ｙ’の形状から予め管長の延伸長を算出しておくことにより、円筒状素管ｘの材料の原単位を低減することができる。特に、本発明の装置では、高い歩留まりを発揮できることにより、通常のリム生産ラインに組み込むことで、材料原単位の低減幅も大きくでき、リム重量を軽量化する効果も高い。
【０１１５】
さらに、マンドレルロール７１及び押圧支持ロール３の周速度を高速制御し、該周速度に応じて、ロール支持部材１５の周回駆動を制御するようにして、押圧ロール８０ａ〜８０ｅを連続して押圧加工するようにして不等肉厚管Ｘ’を成形した結果、円筒状素管ｘから該不等肉厚管Ｘ’を成形するまでに要する時間は約１０秒であった。このように、不等肉厚管Ｘを成形する生産性に優れることから、上述したように、通常のリム生産ラインに組み込んだ場合にも、略均一なホイールリムの生産性とほとんど変わらない生産性を発揮できる。
【０１１６】
以上の検証により、本発明の不等肉厚管成形装置の有用性が充分に証明された。
【０１１７】
上述したように、本実施例の不等肉厚管成形装置１にあっては、六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆにより順次押圧加工するようにした構成であるが、上記のように五個の押圧ロール８０ａ〜８０ｅにより押圧加工することも可能であり、その他、所望の周部幅Ｔに応じて、押圧ロールの配設個数を様々に設定することができる。また、上記した実施例では、押圧突部２２ａ〜２２ｆのロール外周面２１からの突出高さを等しくしているものであるが、その他、この突出高さも順次高くなるように設定して、押圧加工毎に薄肉周幅ｙ１〜ｙ６の深さが徐々に深くなるようにすることも可能である。
【０１１８】
また、上述の実施例にあっては、ロール公転部材１５を押圧位置Ｐで一時停止するように間欠的に周回駆動するように制御した構成である。ところで、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆは、押圧位置Ｐで薄肉周部ｙ１〜ｙ６を適正に形成できるように圧接されて押圧できれば良いことから、押圧位置Ｐを充分な低速で周回動するようにしても良い。すなわち、ロール公転部材１５を、押圧ロール２０ａ〜２０ｆが押圧加工可能なところ（押圧位置Ｐ）に位置変換するまでは、高速で周回駆動し、円筒状素管ｘが二回転する間は、押圧加工が充分行われるように低速で周回駆動するように、周速度を二段階に交互に変換する非間欠的な制御を行うようにする。
【０１１９】
また、上述した実施例にあって、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆによる押圧加工は、円筒状素管ｘが少なくとも一回転する間行われるように制御すれば、薄肉周部ｙ１〜ｙ６を形成可能である。したがって、上述のように、円筒状素管ｘが二回転する間押圧加工するように制御した構成の他、例えば、円筒状素管ｘを三回転、四回転等する間押圧加工する構成とすることもできる。このように、円筒状素管ｘを回転する回数を多くすることにより、各押圧加工を一層充分に施すようにしても良い。また、円筒状素管ｘを一回転半や二回転半等のように設定することも可能である。
【０１２０】
また、上述の実施例にあっては、押圧ロール２０ａ〜２０ｆを、押圧支持ロール３を回動する駆動モータ１３により、互いに逆方向へ同じ周速度で回動するようにした構成であるが、その他の構成として、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆをロール公転部材１５に遊転可能に配設されるものとすることも可能である。この構成では、押圧ロール２０ａ〜２０ｆが、夫々に円筒状素管ｘを押圧加工する場合に、押圧支持ロール３とマンドレルロール２との挟圧力により回動することとなる。したがって、押圧加工を円滑かつ安定して実行するためには、この挟圧力を生ずる押圧加工力（押圧加工による負荷）を比較的大きくすることが好適な条件となる。
【０１２１】
また、上述の実施例にあって、各押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧突部２２ａ〜２２ｆには、その両側に約３０度の傾斜角とした傾斜周面２３，２３を形成した構成であるが、この傾斜周面２３，２３の傾斜角を変更することも可能である。ここで、傾斜角が小さくなると、押圧突部２２ａ〜２２ｆの周平面２４ａ〜２４ｆが狭くなるため、同じ周部幅Ｔでは軽量化効果が低減することとなる。一方、傾斜角が大きくなり、約９０度に近くなると、上述したように、次の押圧加工により被り変形を生じることが懸念される。このようなことから、この傾斜角は、約１０度〜約６０度の範囲が好適である。
【０１２２】
さらに、上述した実施例にあっては、押圧支持ロール３に、押圧ロール２０ａ〜２０ｆの押圧突部２２ａ〜２２ｆが接触しないように逃げ溝５を形成するようにした構成であるが、その他の構成として、この逃げ溝５の溝深さを該押圧突部２２ａ〜２２ｆの突出高さと同じに設定して、逃げ溝５の溝底面と押圧突部２２ａ〜２２ｆの周平面２４ａ〜２４ｆとが当接するようにしても良い。これにより、押圧支持ロール３が、押圧加工時に各押圧突部２２ａ〜２２ｆに作用する負荷を一層直接的に支持することができることとなる。
【０１２３】
本発明の不等肉厚管成形装置にあっては、上述した実施例に限定されるものではなく、その他の構成についても、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更可能である。例えば、薄肉周部を複数箇所設けた不等肉厚管を成形するように、各押圧ロールにそれぞれ複数の押圧突部を周成した構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本実施例の不等肉厚管成形装置１の正面視した概念図である。
【図２】本実施例の不等肉厚管成形装置１の側面視した概念図である。
【図３】本実施例の六個の押圧ロール２０ａ〜２０ｆにより順次押圧加工し、薄肉周部ｙ１〜ｙ６を形成する状態を表す説明図である。
【図４】マンドレルロール２が、（イ）円筒状素管ｘを遊嵌する離間位置Ｈ２と（ロ）押圧加工可能な加工位置Ｈ１とに在る状態を表す説明図である。
【図５】他の構成の押圧ロール群（押圧ロール７０ａ〜７０ｆ）を配設した装置を側面視した概念図である。
【図６】押圧ロール７０ａ〜７０ｆにより順次押圧加工し、薄肉周部ｙ１〜ｙ６を形成する状態を表す説明図である。
【図７】さらに他の構成の押圧ロール群（押圧ロール８０ａ〜８０ｅ、平ロール８１）を配設した装置を正面視した概念図である。
【図８】押圧ロール８０ａ〜８０ｅ、平ロール８１により順次押圧加工し、薄肉周部ｙ１１，ｙ１２〜薄肉周部ｙ４１，ｙ４２及び薄肉周部ｙ５１を形成する状態を表す説明図である。
【図９】この押圧ロール８０ａ〜８０ｅによる押圧加工毎の管長を測定した結果を表す図表である。
【図１０】本実施例の不等肉厚管成形装置１を、リム生産ラインに組み入れて生産するホイールリム９０の形状を表す断面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  不等肉厚管成形装置
２  マンドレルロール
３  押圧支持ロール
１５  ロール公転部材
２０ａ〜２０ｆ  押圧ロール
２１  ロール外周面
２２ａ〜２２ｆ  押圧突部
２３  傾斜周面
３５  管押えロール
９０  ホイールリム
Ｔ  周部幅
ｔ１〜ｔ６  押圧幅
Ｙ  薄肉周部
ｙ１〜ｙ６  薄肉周部
Ｘ  不等肉厚管
ｘ  円筒状素管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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