(57)【要約】パンチ２６と、パンチ２６に対向する側の側面が凹凸面とされたダイ２２と、押さえ部材２３と、を備えたしごき装置２０を用いて、筒状素材４をしごき加工し不等厚の筒状部材１０Ａを作製するしごき加工工程を有する。しごき加工工程では、筒状素材のフランジ部９をダイ２２に掛止し、ついで、押さえ部材２３をダイ２２に対して相対動させて筒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、ついで、筒状素材４の、筒状素材のフランジ部９以外の部分の少なくとも一部を、パンチ２６をダイ２２に対して相対動させてしごき加工し不等厚の筒状部材１０Ａを作製する。
2011102357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、押さえ部材と、を備えたしごき装置を用いて、一つの筒状素材をしごき加工し不等厚の筒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は、前記筒状素材の軸方向一端部の折り曲げ部で軸方向と交わる方向に折り曲げられ、該折り曲げ部より先端側に形成される筒状素材のフランジ部を前記ダイに掛止し、ついで、前記押さえ部材を前記ダイに対して相対動させて前記筒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、前記筒状素材の、前記筒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不等厚の筒状部材を作製する、工程からなり、
前記しごき加工工程の後に前記筒状部材を車両用ホイールリム形状に成形する際、前記筒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、車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項２】
前記筒状素材のフランジ部は、１以上の軸方向中間折り曲げ部を有している、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項３】
前記軸方向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２記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項４】
前記軸方向中間折り曲げ部は前記しごき加工工程の前および／または前記しごき加工工程の挟圧工程において形成される、請求項２または請求項３記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項５】
前記しごき加工工程では、前記筒状素材は、該筒状素材のフランジ部と軸方向反対側の端部を排出板で押し受けながらしごき加工される、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項６】
前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の軸方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項７】
前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の周方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項８】
前記しごき加工工程の後に、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１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ホイールリムの製造方法に関し、特に、筒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。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１は、一定厚の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。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、一定厚の板状素材から一定厚の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。【０００３】
しかし、フローフォーミングを用いた不等厚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。
（ｉ）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しごき装置などの設備に比べて、設備が、数倍、高価となる。
また、しごき装置を用いて筒状素材を不等厚化することは、つぎの理由により、考え難い。
（ａ）パンチが素材軸方向と直交方向に移動しないので、素材の板厚を不等厚にできない。パンチを素材軸方向と直交方向に移動できるようにした装置では、不等厚にする加工に大きな加圧力を必要とし、機構が複雑となり高価になる。
（ｂ）また、ダイとパンチを備えたしごき装置に組み付けて素材をしごき加工により不等厚化することは、素材の材料がダイの凹部に入り込むため、成型後に素材をダイから外せなくなる。
（ｃ）また、ダイとパンチを備えたしごき装置に組み付けて素材をしごき加工により不等厚化する成形では、円筒状素材のようにパンチがひっかかる底板が無い素材では、素材がパンチに引きずり込まれて成形中にダイに対して移動し高精度の成形が困難となるおそれがある。
（ii）フローフォーミングは、生産性が低い。
フローフォーミングは、しごき装置を用いた成形に比べて、生産性が約１／３となる。１つの車両用ホイールリム製造ラインに分岐部を設けて該分岐部で３つのサブラインに分岐し、それぞれのサブラインに１つずつフローフォーミング設備を設けると、生産性の問題は解消されるが、フローフォーミング設備が３セットとなり、設備費用が３倍になる、かつ、フローフォーミング設備を設ける設置スペースが３倍必要になる、などの問題が生じるので、採用困難である。
(iii) フローフォーミングの成形ロールの成形痕が素材に残り、外観品質が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５１２９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来のフローフォーミングによる不等厚成形に比べて、（ｉ）設備費を低減できること、（ii）生産性を向上させることができること、(iii) 外観品質を向上させることができること、の少なくとも１つを達成できる車両用ホイールリムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、押さえ部材と、を備えたしごき装置を用いて、一つの筒状素材をしごき加工し不等厚の筒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は、前記筒状素材の軸方向一端部の折り曲げ部で軸方向と交わる方向に折り曲げられ、該折り曲げ部より先端側に形成される筒状素材のフランジ部を前記ダイに掛止し、ついで、前記押さえ部材を前記ダイに対して相対動させて前記筒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、前記筒状素材の、前記筒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不等厚の筒状部材を作製する、工程からなり、
前記しごき加工工程の後に前記筒状部材を車両用ホイールリム形状に成形する際、前記筒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、車両用ホイールリムの製造方法。
（２）前記筒状素材のフランジ部は、１以上の軸方向中間折り曲げ部を有している、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（３）前記軸方向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、（２）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（４）前記軸方向中間折り曲げ部は前記しごき加工工程の前および／または前記しごき加工工程の挟圧工程において形成される、（２）または（３）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（５）前記しごき加工工程では、前記筒状素材は、該筒状素材のフランジ部と軸方向反対側の端部を排出板で押し受けながらしごき加工される、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（６）  前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の軸方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（７）  前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の周方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、（１）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、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
上記（１）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、筒状素材をしごき加工により不等厚の筒状部材に成形するため、従来のフローフォーミングのための設備と工程が不要となる。その結果、前述の（ｉ）、（ii）、(iii) のフローフォーミングに付随する問題点が、それぞれ、つぎの（ｉ）、（ii）、(iii) のように解決される。
（ｉ）従来のフローフォーミング設備が、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、フローフォーミング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る。
（ii）素材の不等厚化において、従来のフローフォーミング工程が、本発明では、しごき装置によるしごき加工工程にとって代わられるため、筒状素材を不等厚化する時間をフローフォーミングに比べて約１／３に短縮でき、生産性を向上できる。１つの車両用ホイールリム製造ラインに円筒状素材の板厚を不等厚化する工程を設ける場合に、従来のフローフォーミングに代えてしごき装置を用いたしごき成形を用いると、従来１つの車両用ホイールリム製造ラインにつき３セットのフローフォーミング設備を設けなければならなかったところを、１セットのしごき装置を用いたしごき設備を設けるだけで済み、コスト上および設備設置スペース上の問題点を解決できる。
(iii) フローフォーミングがパンチとダイによるしごきにとって代わられるため、不等厚筒状部材に、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。
また、しごき加工工程では、筒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、筒状素材の、筒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、筒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。【０００８】
上記（２）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、筒状素材のフランジ部に１以上の軸方向中間折り曲げ部を有するため、筒状素材のフランジ部に軸方向中間折り曲げ部がない場合に比べて、折り曲げ部および軸方向中間折り曲げ部の折り曲げ角度を小さくしても、しごき加工をするときに筒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。また、折り曲げ角度が小さいので後工程で加工がしやすい。【０００９】
上記（３）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、軸方向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、軸方向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軸方向中間折り曲げ部より先端側の筒状素材のフランジ部が押さえ部材に引っ掛かり、よりいっそう筒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。【００１０】
上記（４）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、しごき加工工程の前および／またはしごき加工工程の挟圧工程において、筒状素材のフランジ部の軸方向中間部を１箇所以上で折り曲げて筒状素材のフランジ部に１以上の軸方向中間折り曲げ部を形成するため、筒状素材のフランジ部に軸方向中間折り曲げ部が形成されない場合に比べて、よりいっそう筒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。【００１１】
上記（５）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、筒状素材が、筒状素材のフランジ部と軸方向反対側の端部（軸方向他端）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、よりいっそう筒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。【００１２】
上記（６）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、凹凸面が、ダイのパンチに対向する側の側面の軸方向で、ダイとパンチの間隔を筒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ので、軸方向に厚さが変化する筒状部材を作製できる。【００１３】
上記（７）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、凹凸面が、ダイのパンチに対向する側の側面の周方向で、ダイとパンチの間隔を筒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ので、周方向に厚さが変化する筒状部材を作製できる。【００１４】
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ので、不等厚の軽量な、車両用ホイールリムを作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、フランジ部成形工程としごき加工工程を示す工程図である。ただし、本図は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図１（ａ）は筒状素材を示す。図１（ｂ）はフランジ部成形工程を示す。左半分は筒状素材のフランジ部の形成のみを行う場合を示し、右半分は筒状素材のフランジ部と軸方向中間折り曲げ部の形成を行う場合を示す。図１（ｂ’）はフランジ部成形工程後の筒状素材を示す。左半分は筒状素材のフランジ部の形成のみを行った場合を示し、右半分はフランジ部成形工程で筒状素材のフランジ部の成形と軸方向中間折り曲げ部の形成を行った場合を示す。図１（ｃ）はしごき加工工程を示す。左半分はしごき加工前で、筒状素材のフランジ部を押さえ部材とダイで挟圧した状態を示し、右半分はしごき加工後を示す。図１（ｃ’）はしごき加工工程後の不等厚の筒状部材を示す。左半分は断面を示し、右半分は外観を示す。
【図２】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、フランジ部成形工程の前に行われる筒状素材製作工程を示す。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。図２（ａ）は一定厚の板状素材を筒状に巻き、巻きの端部を溶接した筒状素材の製作工程を示す。図２（ｂ）はパイプ状素材を所定長さに切断した筒状素材の製作工程を示す。
【図３】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。図３（ａ）は、フレア加工前の不等厚の筒状部材の、上半分を側面図で示し下半分を断面図で示した図である。図３（ｂ）は、フレア加工後の不等厚の筒状部材の、上半分を側面図で示し下半分を断面図で示した図である。図３（ｃ）は、不等厚の筒状部材を上ロールと下ロールとの間にセットした状態の、筒状部材を断面図で示したロールの側面図である。（上ロールの上半分は省略してある。）図３（ｄ）は上ロールと下ロールの間に不等厚の筒状部材を挟み、ロール成形をしている状態の、筒状部材を断面図で示したロールの側面図を示す。（上ロールの上半分は省略してある。）図３（ｅ）は上ロールと下ロールの間に不等厚の筒状部材を挟み、ロール成形をしている状態の正面図を示す。（上ロールの上半分は省略してある。）図３（ｆ）はロール成形後の車両用ホイールリムの断面図である。
【図４】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法にて製造されるホイールリムがリムのフランジ部を１つのみ有する車両用ホイールリムである場合の、車両用ホイールリムの断面図である。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。
【図５】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。本図は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図５の左半分はしごき加工前のダイに筒状素材を挿入した状態を示し、図５の右半分はしごき加工後を示す。
【図６】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、しごき加工工程の挟圧工程で筒状素材のフランジ部に軸方向中間折り曲げ部が形成される場合の、筒状素材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、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図６の左半分は軸方向中間折り曲げ部が形成される前を示し、右半分は軸方向中間折り曲げ部が形成された後を示す。
【図７】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、筒状素材とその近傍のみを示す拡大部分断面図である。図７の左半分はしごき加工前を示し、右半分はしごき加工後を示す。
【図８】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、筒状素材のフランジ部と反対側の筒状素材の軸方向端部の位置にダイの凸部が設定されていないことにより、筒状素材のフランジ部と反対側の筒状素材の軸方向端部がしごき加工によって薄肉化されない場合の、筒状素材とその近傍のみを示す部分拡大断面図である。本図は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図８の左半分はしごき加工前を示し、右半分はしごき加工後を示す。
【図９】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、パンチが途中で止まることにより、筒状素材のフランジ部と反対側の筒状素材の軸方向端部がしごき加工されない場合の、筒状素材とその近傍のみを示す部分拡大断面図である。本図は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図９の左半分はしごき加工前を示し、右半分はしごき加工後を示す。
【図１０】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、ダイの周方向で、パンチとの間隔を狭くする凸部がダイにある場合の、ダイ（アウターダイ）のみの断面図である。
【図１１】本発明の実施例２の車両用ホイールリムの製造方法の、筒状素材とその近傍のみを示す拡大部分断面図である。図１１の左半分はしごき加工前を示し、右半分はしごき加工後を示す。
【図１２】本発明の実施例２の車両用ホイールリムの製造方法の、ダイの周方向で、パンチとの間隔を狭くする凸部がダイにある場合の、ダイ（インナーダイ）のみの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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１０は、本発明の実施例１に適用可能であり、図１１、図１２は、本発明の実施例２に適用可能である。ただし、図１、図５、図６、図８、図９は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能であり、図２〜図４は、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。
【００１７】
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１０Ｂの製造方法は、図１〜図３に示すように、筒状素材４から不等厚の車両用ホイールリム１０Ｂを製造する方法である。筒状素材４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。不等厚の車両用ホイールリム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なストレート状の壁を有する筒状部材１０Ａを、ロール成形して軸直交方向に湾曲する壁を有する部材１０Ｂである。不等厚の筒状部材１０Ａは、たとえばしごき加工後の筒状素材のフランジ部９を除く（内周面または外周面）部分が軸芯と平行な不等厚の筒状部材であり、不等厚の車両用ホイールリム１０Ｂ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。
【００１８】
本発明の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法は、図１に示すように、（ａ）一定厚の筒状素材４の軸方向一端部を折り曲げて筒状素材４に折り曲げ部８と折り曲げ部８より先端側に筒状素材のフランジ部９を形成するフランジ部成形工程と、（ｂ）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、押さえ部材２３とを備えたしごき装置２０を用いて、筒状素材４を筒状素材のフランジ部９にてダイ２２に軸方向に掛止し（引っ掛けて）、ついで、押さえ部材２３をダイ２２に対して相対動させて筒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、ついで、筒状素材４の筒状素材のフランジ部９以外の部分の少なくとも一部をパンチ２６をダイ２２に対して相対動させてしごき加工し不等厚の筒状部材１０Ａを作製するしごき加工工程と、を有する。
なお、図１（ｃ）において、左半分はしごき加工前の筒状素材４の、筒状素材のフランジ部９を押さえ部材２３とダイ２２とで挟圧している状態を示し、右半分はパンチ２６をダイ２２に対して相対動させて筒状素材４をしごき加工し、筒状素材４が不等厚の筒状部材１０Ａとなった状態を示している。
筒状素材のフランジ部９の長さは、筒状素材４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。
筒状素材４の大きさ（軸方向長さ、外径）には特段の制限はない。筒状素材４から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１０Ｂを製造する場合、筒状素材４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。また筒状素材４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、筒状素材４が鋳造品である場合など、最初から筒状素材４に筒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。
【００１９】
上記筒状素材のフランジ部９を形成する工程の前に、図２に示すような、一定厚の平板状素材２から一定厚の筒状素材４を作製する筒状素材製作工程を有していてもよい。筒状素材製作工程では、図２（ａ）に示すように、一定厚の平板状素材（矩形素材）２は、たとえばコイル状に巻かれた一定厚の帯状部材から、帯状部材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。ついで、平板状素材２は、筒状に巻かれ、巻きの両端部を互いに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、一定厚の筒状素材４を作製する。
なお、筒状素材製作工程では、図２（ｂ）に示すように、パイプ状素材２´を所定寸法長さに切断して一定厚の筒状素材４を製作しても良い。
筒状素材４として、平板状素材にバーリング加工（ピアスバーリング加工）を施し、成形された突出片を使用することも考えられる。しかし、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）として使用できる筒状素材４のような大きさまで穴を拡大することは、割れなどの発生によりできない。
図１（ｂ）に示すように、フランジ部成形工程で筒状素材４に筒状素材のフランジ部９を成形する場合、筒状素材のフランジ部９の厚さは筒状素材のフランジ部９を成形する前の筒状素材４の厚さよりも薄くなる。
筒状素材４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、筒状素材４の厚さは、上記範囲に限定されず、任意に設定できる。
【００２０】
フランジ部成形工程において、筒状素材のフランジ部９は筒状素材４の軸方向から９０度以下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。筒状素材のフランジ部９の少なくとも一部は、筒状素材４の軸方向と交わる方向に延びている。筒状素材のフランジ部９は、しごき加工工程で、筒状素材４を筒状素材のフランジ部９にてダイ２２に軸方向に掛止し位置決めし、しごき加工時に筒状素材４がダイ２２に対して軸方向にずれないようにすることに役立つ。
【００２１】
筒状素材のフランジ部９には、１以上の軸方向中間折り曲げ部９ａが形成される。なお、図示例では、筒状素材のフランジ部９に軸方向中間折り曲げ部９ａが１つのみ形成される場合を示している。軸方向中間折り曲げ部９ａは、筒状素材のフランジ部９の軸方向中間部を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。軸方向中間折り曲げ部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。軸方向中間折り曲げ部９ａは、図１（ｂ）に示すようにフランジ部成形工程でのみ形成されてもよく、図６に示すように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。軸方向中間折り曲げ部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、軸方向中間折り曲げ部９ａは、押さえ部材２３とダイ２２とで筒状素材のフランジ部９を挟圧する力で筒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、軸方向中間折り曲げ部９ａの折り曲げ方向と折り曲げ部８の折り曲げ方向が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、軸方向中間折り曲げ部９ａは無くてもよい。
折り曲げ部８および軸方向中間折り曲げ部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筒状部材１０Ａをロール成形工程で車両用ホイールリム形状に成形する場合のように筒状部材１０Ａの端部を、再度成形加工する必要がある場合成形加工が困難となったり、筒状部材１０Ａの筒状素材のフランジ部９を切除したりする必要がある。軸方向中間折り曲げ部９ａを形成することで軸方向中間折り曲げ部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）、しごき加工時に筒状素材４がパンチ２６に引きずられてしまう事が無く、ロール成形をしやすくなる。
【００２２】
しごき加工工程では、一定厚の筒状素材４（折り曲げ部８と筒状素材のフランジ部９をもつ筒状素材４）を筒状素材のフランジ部９にてダイ２２に軸方向に掛止しダイ２２にセットする。その後、しごき装置２０を作動させて押さえ部材２３とパンチ２６をダイ２２に対して筒状素材４の軸方向にのみ相対動させ（接近させ）る。押さえ部材２３とパンチ２６をダイ２２に対して相対動させると、押さえ部材２３がダイ２２にセットされた筒状素材４の、筒状素材のフランジ部９に当たり、押さえ部材２３とダイ２２とで筒状素材のフランジ部９を挟圧し（押さえ部材２３で筒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に対して筒状素材４の軸方向にのみ相対動し（接近し）、筒状素材４の筒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とによる筒状素材４の径と板厚の変化を伴いつつしごき加工する。
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。筒状素材４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、筒状部材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。
筒状素材４をしごき加工しているとき、パンチ２６の移動方向に、筒状素材４の軸方向長さは徐々に長くなる（伸びる）。
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、筒状素材４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。筒状部材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。
【００２３】
しごき装置２０は、たとえば、図５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、排出板４０に連結され排出板４０に素材排出荷重をかける排出板駆動手段４２を有する。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固定部材に固定され、パンチ２６はラム３６またはラム３６に固定される固定部材に固定される。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、パンチ２６がダイ２２に対して筒状素材４の軸方向にのみ相対動（接近）する。
ここでプレス機３０はラム駆動手段３４が液圧シリンダの液圧式プレスのほか、ラム駆動手段３４がモータとクランク軸、コネクティングロッド等からなる機械式プレスであってもよいし、ラム駆動手段３４がサーボモータ、ボールスクリュー等からなるサーボ駆動プレスであってもよい。また排出板駆動手段４２は、油圧シリンダであっても空圧シリンダであってもよく、また電動モータ等を用いた昇降機構であっても良い。
【００２４】
固定側がダイ２２で、可動側がパンチ２６である。図１（ｃ）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（一定厚の筒状素材４の板厚の方向の間隔）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との間隔を一定厚の筒状素材４の板厚より狭くするために、（ａ）図６〜図９に示すように、ダイ２２の側面の軸方向で、隣接する部分（凹部２４ｂ）に比べてパンチ２６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てもよく、（ｂ）図１０および図１２に示すように、ダイ２２の側面の周方向で、隣接する部分（凹部２４ｂ）に比べてパンチ２６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てもよく、（ｃ）上記（ａ）と上記（ｂ）の複合にて形成されていてもよい。
凸部２４ａの突出量は、車両用ホイールリム１０Ｂ（筒状部材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の突出量は車両用ホイールリム１０Ｂ（筒状部材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の突出部２８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。
図６に示すように、ダイ２２の側面の軸方向で、１つの凸部２４ａと、その１つの凸部２４ａよりしごき加工時のパンチ２６の移動方向の先側にありその１つの凸部２４ａに隣接する凹部２４ｂとは、ダイ２２の側面の軸芯と直交する面ではない傾斜面からなる第１の傾斜面２４ｃ１で接続されている。第１の傾斜面２４ｃ１を設ける理由は、軸芯と直交する面の場合に比べて、排出板４０から筒状部材１０Ａに素材排出荷重をかけたときに、筒状部材１０Ａが凸部２４ａに引っ掛かり難く筒状部材１０Ａがダイ２２から外れやすくするためである。また、ダイ２２の側面の軸方向で、１つの凸部２４ａと、その１つの凸部２４ａより筒状部材１０Ａをダイ２２から外すときに排出板４０が移動する方向の先側にありその１つの凸部２４ａに隣接する凹部２４ｂとは、ダイ２２の側面の軸芯と直交する面ではない傾斜面からなる第２の傾斜面２４ｃ２で接続されている。第２の傾斜面２４ｃ２を設ける理由は、軸芯と直交する面の場合に比べて、しごき加工時に筒状素材４のしごき加工による、塑性流動を容易にするためである。第１の傾斜面２４ｃ１と第２の傾斜面２４ｃ２との、ダイ２２の側面の軸方向に対する角度は、６０度以下に緩やかにされていることが望ましく、さらには４５度以下に、さらには２０度以下に、さらには１０度以下に緩やかにされていることが望ましい。１０度以下が望ましい理由は、しごき加工による疵が筒状部材１０Ａに発生することを抑制できるからである。ただし、最も筒状素材のフランジ部９側にある第２の傾斜面２４ｃ２の、ダイ２２の側面の軸方向に対する角度は、６０度より大きくてもよい。各第１の傾斜面２４ｃ１の傾斜角度は、一定であってもよく、徐々に変化していてもよい。また、各第２の傾斜面２４ｃ２の傾斜角度は、一定であってもよく、徐々に変化していてもよい。
【００２５】
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で筒状素材４をしごく。
筒状素材のフランジ部９は、折り曲げ部８の近傍を除きパンチ２６が接触せず、しごき加工されない。筒状素材のフランジ部９と反対側の筒状素材４の端部は、ダイ２２の凸部２４ａの有無により、図７に示すように、ダイ２２の筒状素材のフランジ部９と反対側の軸方向端部の位置に凸部２４ａが設定されておりしごき加工によって薄肉化されていてもよく、図８に示すように、ダイ２２の筒状素材のフランジ部９と反対側の軸方向端部の位置に凸部２４ａが設定されていないことによりしごき加工によって薄肉化されていなくてもよい。突出部２８が筒状素材４の軸方向中間部に達した後、パンチ２６をダイ２２に対して停止させてパンチ２６をダイ２２から抜くことで、図９に示すように、筒状素材４の、パンチ２６の停止位置より先側にある部分（筒状素材のフランジ部９と反対側の筒状素材の端部）は、しごき加工されず、素材板厚のままにすることもできる。
【００２６】
排出板４０は、一定厚の筒状素材４のしごき加工時に、筒状素材のフランジ部９と反対側の筒状素材４の端面がダイ２２に対してしごき加工による想定した伸び以上に軸方向にずれないようにするために、しごき加工時にパンチ２６が移動する方向（筒状素材４を押す方向）と反対方向から（筒状素材４の軸方向に）筒状素材４を押し受ける（支える）。なお、筒状素材４をしごき加工しているときに筒状素材４の軸方向長さは徐々に長くなるが、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、筒状素材４の軸方向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筒状素材４を軸方向に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。
また、排出板４０に作用する荷重を制御してもよいし、軸方向に変位する量を制御してもよい。
また、排出版４０を所定位置に強固に保持し、筒状素材４を受けながらしごき加工を行うことで、筒状素材４の軸方向長さの変化を拘束し、軸方向長さを一定に保つこともできる。
【００２７】
図１（ｃ）に示すように、しごき加工工程では、パンチ２６を下降させて不等厚の筒状部材１０Ａを作製した後、パンチ２６をダイ２２から抜いた後あるいは抜きながら該筒状部材１０Ａに排出板４０からの軸方向の力を加え、該筒状部材１０Ａを半径方向に変形させて、ダイ２２から筒状部材１０Ａを外す。ダイ２２から筒状部材１０Ａを外すときに必要な筒状部材１０Ａの径の変化率が小さい場合、排出板４０からの軸方向の力で筒状部材１０Ａを半径方向（筒状部材１０Ａの板厚方向）に弾性変形させてダイ２２から外すことができる。また、ダイ２２から筒状部材１０Ａを外すときに必要な筒状部材１０Ａの径の変化率が大きい場合、排出板４０からの軸方向の力で筒状部材１０Ａを半径方向に塑性変形させてダイ２２から外すこともできる。ダイ２２から筒状部材１０Ａを外すときに必要な筒状部材１０Ａの径の変化量を予め見込んだパンチ、ダイの設計を行うことで精度の高い筒状部材１０Ａを製造することができる。
排出板４０は筒状部材１０Ａをしごき加工時にパンチ２６が移動する方向（筒状素材４を押す方向）と反対方向に押す。筒状部材１０Ａを外すときに排出板４０が筒状部材１０Ａを押す軸方向の力は、筒状部材１０Ａを軸方向に押した時に筒状部材１０Ａを半径方向に変形させて筒状部材１０Ａを外すのに必要な力以上であり、この力は、パンチ２６が筒状素材４を軸方向に押す（しごく）力に比べてはるかに小さい。筒状部材１０Ａを外すのに、ダイ２２を周方向に分割する必要がないので、ダイ２２は、非分割で、一体ダイとされている。
【００２８】
不等厚の筒状部材１０Ａにおける厚肉部（板厚を薄くしない部分）は、最終製品の使用状態で、大きな力が働く部分（車両用ホイールリム１０Ｂの場合、曲がり部、リムのフランジ部）に対応しており、不等厚の筒状部材１０Ａにおける薄肉部（板厚を薄くした部分）は、最終製品の使用状態で、小さな力が働く部分（車両用ホイールリム１０Ｂの場合、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。
【００２９】
本発明の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法は、しごき加工工程の後に、図３に示すように、不等厚の筒状部材１０Ａ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。
ロール成形工程は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、不等厚の筒状部材１０Ａの軸方向の少なくともいずれか一方の端部をフレア加工して拡開した後に行なわれる。フレア加工と同等の加工がロール成形工程で行なわれ、フレア加工が不要な場合もある。
ロール成形工程では、図３（ｃ）、図３（ｄ）、図３（ｅ）に示すように、下ロール３１と上ロール３２との間に筒状部材１０Ａを挟みロールを回転させ、筒状部材１０Ａを成形し、車両用ホイールリム形状に成形する。その後、図示略のエキスパンダーおよび／またはシュリンカー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、図３（ｆ）に示すように最終車両用ホイールリム形状にする。
筒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１０Ｂのリムのフランジ部１０ａ（または１０ｇ）となっている。
【００３０】
成形後の車両用ホイールリム１０Ｂ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１０Ｂ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１０Ｂ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応力が大きく、厚肉であることが望ましい。
ただし、成形後の車両用ホイールリム１０Ｂは、図４に示すように、リムのフランジ部１０ａまたはリムのフランジ部１０ｇ（図示例ではリムのフランジ部１０ａ）が存在せず、図示略の車両用ホイールディスク側にリムのフランジ部１０ａを有している、車両用ホイールディスクと組み合わせる車両用ホイールリムであってもよい。
【００３１】
一定厚の筒状素材４が車両用ホイールリムに成形される場合、従来は、一定厚の直円筒状素材のしごき加工による不等厚化は行われず、一定厚の直円筒状素材のまま、ロール加工による車両用ホイールリム形状出し工程に送られるか、あるいは、たとえ一定厚の直円筒状素材を不等厚化するとしても、スピニング加工以外の方法の適用は、従来技術で説明したように、考えつかなかったし、実際にも使用されていない。本発明では、しごき加工を、筒状素材４の作製工程と、筒状部材１０Ａのロール加工工程との間に挿入して、筒状素材４をスピニング加工によらずに、不等厚化している。
【００３２】
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、一定厚の筒状素材４をしごき加工により不等厚の筒状部材１０Ａに成形するため、従来のフローフォーミングのための設備と工程が不要となる。その結果、前述の（ｉ）、（ii）、(iii) のフローフォーミングに付随する問題点が、それぞれ、つぎの（ｉ）、（ii）、(iii) のように解決される。
（ｉ）従来のフローフォーミング設備が、本発明では、しごきのダイ２２、パンチ２６と、しごき装置２０（プレス機３０）にとって代わられ、フローフォーミング設備費用に比べてしごきのダイ２２、パンチ２６と、しごき装置２０（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る。
（ii）筒状素材４の不等厚化において、従来のフローフォーミング工程が、本発明では、しごき装置２０（プレス機３０）によるしごき工程にとって代わられるため、筒状素材４を不等厚化する時間をフローフォーミングに比べて約１／３に短縮でき、生産性を向上できる。１つの車両用ホイールリム製造ラインに円筒状素材の不等厚化工程を設ける場合に、従来のフローフォーミングに代えてしごき装置２０（プレス機３０）を用いたしごき成形を用いると、従来１つの車両用ホイールリム製造ラインにつき３セットのフローフォーミング設備を設けなければならなかったところを、１セットのしごき装置２０（プレス機３０）を用いたしごき設備を設けるだけで済み、コスト上および設備設置スペース上の問題点を解決できる。
(iii) フローフォーミングがパンチ２６とダイ２２によるしごきにとって代わられるため、不等厚の筒状部材１０Ａ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。
【００３３】
パンチ２６をダイ２２に対して相対動させ、筒状素材４をしごき加工して不等厚の筒状部材１０Ａを作製するので、パンチ２６のダイ２２に対する相対動は半径方向動は伴わず軸方向動のみであり、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。
【００３４】
不等厚の筒状部材１０Ａを作製した後、筒状部材１０Ａに軸方向の力を加え、筒状部材１０Ａを半径方向に変形させて、ダイ２２から筒状部材１０Ａを外すので、ダイ２２に、周方向に分割されていない、一体のダイを用いることができる。その結果、周方向に分割されたダイを用いる場合に比べて、分割ダイを半径方向に移動させる機構が必要でなく、設備費用を低く維持できる。さらに、しごき加工後の筒状部材１０Ａに分割ダイの合わせ部にくい込んだばりが残ることがなく、ばり取り加工が不必要である。
【００３５】
しごき加工工程で筒状素材のフランジ部９をダイ２２に軸方向に掛止してしごき加工を行うため、筒状素材４全体がパンチ２６が押す軸方向にずれることが抑制され、高精度の成形が可能となる。
【００３６】
また、しごき加工工程では、筒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、筒状素材４の、筒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、筒状素材４全体がパンチ２６が押す軸方向にずれることが抑制され、高精度の成形が可能となる。
【００３７】
筒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。筒状素材のフランジ部９は、ロール加工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１０Ｂ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。
【００３８】
しごき加工工程の前の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、筒状素材のフランジ部９の軸方向中間部を１箇所以上で折り曲げて筒状素材のフランジ部９に１以上の軸方向中間折り曲げ部９ａを形成するため、筒状素材のフランジ部９に軸方向中間折り曲げ部９ａが形成されない場合に比べて、よりいっそう筒状素材４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。
【００３９】
軸方向中間折り曲げ部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、軸方向中間折り曲げ部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軸方向中間折り曲げ部９ａより先端側の筒状素材のフランジ９部分が押さえ部材２３に引っ掛かり、よりいっそう筒状素材４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。
【００４０】
軸方向中間折り曲げ部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軸方向中間折り曲げ部９ａを形成する場合に比べて、筒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、筒状素材４がダイ２２に対して位置ずれすることを抑制できる。
軸方向中間折り曲げ部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、筒状素材製作工程で軸方向中間折り曲げ部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と筒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）。
【００４１】
筒状素材４が、筒状素材４の軸方向他端を排出板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、よりいっそう筒状素材４全体がパンチ２６が押す軸方向にずれることが抑制される。また、しごき加工による筒状素材４の伸び量の制御もしやすくなる。
【００４２】
凹凸面２４が、ダイ２２の側面の軸方向で、ダイ２２とパンチ２６の間隔を一定厚の筒状素材４の板厚より狭くする凸部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ので、軸方向に厚さが変化する筒状部材１０Ａを作製できる。
【００４３】
凹凸面２４が、ダイ２２の側面の周方向で、ダイ２２とパンチ２６の間隔を一定厚の筒状素材４の板厚より狭くする凸部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ので、周方向に厚さが変化する筒状部材１０Ａを作製できる。
【００４４】
不等厚の筒状部材１０Ａ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筒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１０Ｂを作製できる。
【００４５】
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１０Ｂの製造方法では、図１（ｃ）、図６に示すように、ダイ２２が筒状孔２２ａと内周側面２２ｂをもつアウターダイからなり、アウターダイの内周側面２２ｂが凹凸面２４とされている。また、パンチ２６がアウターダイ２２の筒状孔２２ａに軸方向に出入りするインナーパンチからなり、その外周側面２６ｅに突出部２８が形成されている。筒状素材のフランジ部９は、筒状素材４の径方向外側に曲げられている。
【００４６】
アウターダイ２２の内周側面２２ｂの上端部は、図６に示すように、筒状素材のフランジ部９を掛止するフランジ受け部２２ｃが形成されている。筒状素材４は、筒状素材のフランジ部９をフランジ受け部２２ｃに接触させ、掛止して、アウターダイ２２にセットされる。
【００４７】
アウターダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分の内径は、しごき加工前の筒状素材のフランジ部９以外の部分の外径より大きい。そのため、しごき加工前の筒状素材４を容易にアウターダイ２２にセットすることができる。
インナーパンチ２６の突出部２８の外径は、しごき加工前の筒状素材のフランジ部９以外の部分の内径より大きい。そのため、しごき加工によって筒状素材４をダイ２２に押し付けて筒状素材４にダイ２２の凹凸面２４の凹凸形状を転写できる。
インナーパンチ２６の突出部２８の外半径とアウターダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分の内半径との差は、しごき加工前の筒状素材４の板厚より小さい。そのため、しごき加工によって凸部２４ａ部分で筒状素材４の板厚を薄くできる。
パンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）により筒状素材４がセットされたアウターダイ２２の筒状孔２２ａ内に突入させていくと、パンチ２６の突出部２８が筒状素材４をしごき、筒状素材４を拡径させ、さらにアウターダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分で筒状素材４の板厚を薄くさせる。
アウターダイ２２の凸部２４ａが設けられていない部分の内半径と、インナーパンチ２６の突出部２８の外半径との差をしごき前の筒状素材４の板厚と等しいか該板厚より大きくした場合、パンチ２６の突出部２８により筒状素材４の内半径が拡大されることによる板厚減少分以上には、しごき加工によって筒状素材４の板厚を薄くすることはない。筒状部材１０Ａの板厚を部分的に、筒状素材４の板厚より厚くすることも可能であり、排出板４０の筒状素材４を押し受ける制御により、より厚くすることができる。
【００４８】
筒状素材４をしごき加工するとき、筒状素材４はインナーパンチ２６が押す軸方向に筒状部材４全体がずれようとするが、筒状素材のフランジ部９をアウターダイ２２のフランジ受け部２２ｃに掛止していること、押さえ部材２３とダイ２２とで筒状素材のフランジ部９を挟圧していること、排出板４０が筒状素材４をインナーパンチ２６の押し方向と反対方向から押し受けていること、により、筒状素材４がインナーパンチ２６により軸方向にずれることが抑制される。その結果、筒状部材１０Ａに形成される厚肉部と薄肉部の軸方向位置は、アウターダイ２２の凹凸面２４の軸方向位置に対して互いにずれることが抑制される。この筒状部材１０Ａを用いて、ロール成形した車両用ホイールリム１０Ｂは、厚さが必要な部分は厚く、厚さが必要ない部分は薄い軽量な車両用ホイールリム１０Ｂとなる。
【００４９】
本発明の実施例１の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法では、ダイ２２が筒状孔２２ａと内周側面２２ｂをもつアウターダイからなり、アウターダイ２２の内周側面２２ｂが凹凸面２４とされており、パンチ２６がアウターダイ２２の筒状孔２２ａに軸方向に出入するインナーパンチからなるので、アウターダイ２２をしごき装置２０（プレス機３０）の下側のボルスター３８側に固定し、インナーパンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）の上側のラム３６側に固定して、インナーパンチ２６をアウターダイ２２に対して上下ストロークさせることにより、筒状部材１０Ａの製造にしごき装置２０（プレス機３０）を用いることができる。また、筒状素材のフランジ部９が、筒状素材４の径方向外側に曲げられているため、しごき加工された筒状部材１０Ａをフレア加工およびロール加工により車両用ホイールリム１０Ｂに成形することが容易になる。
【００５０】
[実施例２]
本発明の実施例２の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法では、図１１，図１２に示すように、ダイ２２が外周側面２２ｅをもつインナーダイからなり、インナーダイ２２の外周側面２２ｅが凹凸面２４とされている。また、パンチ２６が筒状孔２６ａと内周側面２６ｂをもつアウターパンチからなり、その内周側面２６ｂに突出部２８が形成されている。
【００５１】
インナーダイ２２の外周側面２２ｅの上端部には、筒状素材のフランジ部９を掛止するフランジ受け部２２ｄが形成されている。筒状素材４は、筒状素材のフランジ部９をフランジ受け部２２ｄに接触させ、掛止して、インナーダイ２２にセットされる。
【００５２】
インナーダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分の外径は、しごき加工前の筒状素材のフランジ部９以外の部分の内径より小さい。そのため、しごき加工前の筒状素材４を容易にインナーダイ２２にセットすることができる。
アウターパンチ２６の突出部２８の内径は、しごき加工前の筒状素材のフランジ部９以外の部分の外径より小さい。そのため、しごき加工によって筒状素材４をダイ２２に押し付けて筒状素材４に凹凸を付けられる。
アウターパンチ２６の突出部２８の内半径とインナーダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分の外半径との差は、しごき前の筒状素材４の板厚より小さい。そのため、しごき加工によって凸部２４ａ部分で筒状素材４の板厚を薄くできる。
アウターパンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）により筒状素材４がセットされたインナーダイ２２側に移動させインナーダイ２２がアウターパンチ２６の筒状孔２６ａに入り込んでくると、アウターパンチ２６の突出部２８が筒状素材４をしごき、筒状素材４を縮径させ、さらにインナーダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分で筒状素材４の板厚を薄くさせる。
インナーダイ２２の凸部２４ａが設けられていない部分の外半径と、アウターパンチ２６の突出部２８の内半径との差をしごき前の筒状素材４の板厚と等しいか該板厚より大きくした場合、しごき加工によって筒状素材４の板厚を薄くすることはなく、筒状素材４の板厚より厚くすることができる場合もある。
【００５３】
筒状素材４をしごき加工するとき、筒状素材４はアウターパンチ２６が押す軸方向に筒状部材４全体がずれようとするが、筒状素材のフランジ部９をインナーダイ２２のフランジ受け部２２ｄに掛止していること、押さえ部材２３とダイ２２とで筒状素材のフランジ部９を挟圧していること、排出板４０が筒状素材４をアウターパンチ２６の押し方向と反対方向から押し受けていること、により、筒状素材４全体がアウターパンチ２６により軸方向にずれることが抑制される。その結果、筒状部材１０Ａに形成される厚肉部と薄肉部の軸方向位置は、インナーダイ２２の凹凸面２４の軸方向位置に対して互いにずれることが抑制される。この筒状部材１０Ａを用いて、ロール成形した車両用ホイールリム１０Ｂは、厚さが必要な部分は厚く、厚さが必要ない部分は薄い軽量な車両用ホイールリム１０Ｂとなる。
【００５４】
本発明の実施例２の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法では、ダイ２２が外周側面をもつインナーダイからなり、インナーダイ２２の外周側面が凹凸面２４とされており、パンチ２６が筒状孔２６ａと内周側面をもつアウターパンチからなるので、インナーダイ２２をしごき装置２０（プレス機３０）の下側のボルスター３８側に固定し、アウターパンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）の上側のラム３６側に固定して、アウターパンチ２６をインナーダイ２２に対して上下ストロークさせることにより、筒状部材１０Ａの製造にしごき装置２０（プレス機３０）を用いることができる。
【符号の説明】
【００５５】
２  平板状素材
４  筒状素材
６  溶接部
８  折り曲げ部
９  筒状素材のフランジ部
９ａ  軸方向中間折り曲げ部
１０Ａ  不等厚の筒状部材
１０Ｂ  車両用ホイールリム
１０ａ  リムのフランジ部
１０ｂ  リムのフランジ部
２０  しごき装置
２２  ダイ（アウターダイ、インナーダイ）
２２ａ  アウターダイの筒状孔
２２ｂ  アウターダイの内周側面
２２ｃ  アウターダイのフランジ受け部
２２ｄ  インナーダイのフランジ受け部
２２ｅ  インナーダイの外周側面
２３  押さえ部材
２４  凹凸面
２４ａ  凸部
２４ｂ  凹部
２６  パンチ（インナーパンチ、アウターパンチ）
２６ａ  アウターパンチの筒状孔
２６ｂ  アウターパンチの内周側面
２６ｅ  インナーパンチの外周側面
２８  突出部
３０  プレス機
３２  架台
３４  油圧シリンダ
３６  ラム
３８  ボルスター
４０  排出板
４２  油圧シリンダ
【図１】
2011102357.tif 000003
【図２】
2011102357.tif 000004
【図３】
2011102357.tif 000005
【図４】
2011102357.tif 000006
【図５】
2011102357.tif 000007
【図６】
2011102357.tif 000008
【図７】
2011102357.tif 000009
【図８】
2011102357.tif 000010
【図９】
2011102357.tif 000011
【図１０】
2011102357.tif 000012
【図１１】
2011102357.tif 000013
【図１２】
2011102357.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月20日(2011.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの鋼製の筒状素材の軸方向一端部を折り曲げて、前記筒状素材に、折り曲げ部と該折り曲げ部より先端側に筒状素材のフランジ部を形成するフランジ部成形工程と、
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、押さえ部材と、を備えたしごき装置を用いて、前記筒状素材をしごき加工し不等厚の筒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は、前記筒状素材のフランジ部を前記ダイに掛止し、ついで、前記押さえ部材を前記ダイに対して相対動させて前記筒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、前記筒状素材の、前記筒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不等厚の筒状部材を作製する、工程からなり、
前記しごき加工工程の後に、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し、
前記ロール成形工程では、前記筒状素材のフランジ部が、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、車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項２】
前記筒状素材のフランジ部は、１以上の軸方向中間折り曲げ部を有している、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項３】
前記軸方向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２記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項４】
前記軸方向中間折り曲げ部は前記しごき加工工程の前および／または前記しごき加工工程の挟圧工程において形成される、請求項２または請求項３記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項５】
前記しごき加工工程では、前記筒状素材は、該筒状素材のフランジ部と軸方向反対側の端部を排出板で押し受けながらしごき加工される、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項６】
前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の軸方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項７】
前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の周方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
前記折り曲げ部での折り曲げ角度は９０度未満である、請求項２または請求項３記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
外周側面をもつインナーダイからなり、インナーダイ２２の外周側面が凹凸面２４とされており、パンチ２６が筒状孔２６ａと内周側面をもつアウターパンチからなるので、インナーダイ２２をしごき装置２０（プレス機３０）の下側のボルスター３８側に固定し、アウターパンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）の上側のラム３６側に固定して、アウターパンチ２６をインナーダイ２２に対して上下ストロークさせることにより、筒状部材１０Ａの製造にしごき装置２０（プレス機３０）を用いることができる。
符号の説明
［００５５］
２  平板状素材
４  筒状素材
６  溶接部
８  折り曲げ部
９  筒状素材のフランジ部
９ａ  軸方向中間折り曲げ部
１０Ａ  不等厚の筒状部材
１０Ｂ  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（アウターダイ、インナーダイ）
２２ａ  アウターダイの筒状孔
２２ｂ  アウターダイの内周側面
２２ｃ  アウターダイのフランジ受け部
２２ｄ  インナーダイのフランジ受け部
２２ｅ  インナーダイの外周側面
２３  押さえ部材
２４  凹凸面
２４ａ  凸部
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月7日(2012.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの鋼製の筒状素材の軸方向一端部を折り曲げて、前記筒状素材に、折り曲げ部と該折り曲げ部より先端側に筒状素材のフランジ部を形成するフランジ部成形工程と、
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、押さえ部材と、を備えたしごき装置を用いて、前記筒状素材をしごき加工し不等厚の筒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は、前記筒状素材のフランジ部を前記ダイに掛止し、ついで、前記押さえ部材を前記ダイに対して相対動させて前記筒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、前記筒状素材の、前記筒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不等厚の筒状部材を作製する、工程からなり、
前記しごき加工工程の後に、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し、
前記ロール成形工程では、前記筒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、車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項２】
前記筒状素材のフランジ部は、１以上の軸方向中間折り曲げ部を有している、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項３】
前記軸方向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２記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項４】
前記軸方向中間折り曲げ部は前記しごき加工工程の前および／または前記しごき加工工程の挟圧工程において形成される、請求項２または請求項３記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項５】
前記しごき加工工程では、前記筒状素材は、該筒状素材のフランジ部と軸方向反対側の端部を排出板で押し受けながらしごき加工される、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項６】
前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の軸方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項７】
前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の周方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、請求項１記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【請求項８】
前記折り曲げ部での折り曲げ角度は９０度未満である、請求項２または請求項３記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ホイールリムの製造方法に関し、特に、筒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。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１は、一定厚の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。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、一定厚の板状素材から一定厚の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。
【０００３】
しかし、フローフォーミングを用いた不等厚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。
（ｉ）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しごき装置などの設備に比べて、設備が、数倍、高価となる。
また、しごき装置を用いて筒状素材を不等厚化することは、つぎの理由により、考え難い。
（ａ）パンチが素材軸方向と直交方向に移動しないので、素材の板厚を不等厚にできない。パンチを素材軸方向と直交方向に移動できるようにした装置では、不等厚にする加工に大きな加圧力を必要とし、機構が複雑となり高価になる。
（ｂ）また、ダイとパンチを備えたしごき装置に組み付けて素材をしごき加工により不等厚化することは、素材の材料がダイの凹部に入り込むため、成型後に素材をダイから外せなくなる。
（ｃ）また、ダイとパンチを備えたしごき装置に組み付けて素材をしごき加工により不等厚化する成形では、円筒状素材のようにパンチがひっかかる底板が無い素材では、素材がパンチに引きずり込まれて成形中にダイに対して移動し高精度の成形が困難となるおそれがある。
（ii）フローフォーミングは、生産性が低い。
フローフォーミングは、しごき装置を用いた成形に比べて、生産性が約１／３となる。１つの車両用ホイールリム製造ラインに分岐部を設けて該分岐部で３つのサブラインに分岐し、それぞれのサブラインに１つずつフローフォーミング設備を設けると、生産性の問題は解消されるが、フローフォーミング設備が３セットとなり、設備費用が３倍になる、かつ、フローフォーミング設備を設ける設置スペースが３倍必要になる、などの問題が生じるので、採用困難である。
(iii) フローフォーミングの成形ロールの成形痕が素材に残り、外観品質が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５１２９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来のフローフォーミングによる不等厚成形に比べて、（ｉ）設備費を低減できること、（ii）生産性を向上させることができること、(iii) 外観品質を向上させることができること、の少なくとも１つを達成できる車両用ホイールリムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  一つの鋼製の筒状素材の軸方向一端部を折り曲げて、前記筒状素材に、折り曲げ部と該折り曲げ部より先端側に筒状素材のフランジ部を形成するフランジ部成形工程と、
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、押さえ部材と、を備えたしごき装置を用いて、前記筒状素材をしごき加工し不等厚の筒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は、前記筒状素材のフランジ部を前記ダイに掛止し、ついで、前記押さえ部材を前記ダイに対して相対動させて前記筒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、前記筒状素材の、前記筒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不等厚の筒状部材を作製する、工程からなり、
前記しごき加工工程の後に、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し、
前記ロール成形工程では、前記筒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、車両用ホイールリムの製造方法。
（２）前記筒状素材のフランジ部は、１以上の軸方向中間折り曲げ部を有している、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（３）前記軸方向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、（２）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（４）前記軸方向中間折り曲げ部は前記しごき加工工程の前および／または前記しごき加工工程の挟圧工程において形成される、（２）または（３）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（５）前記しごき加工工程では、前記筒状素材は、該筒状素材のフランジ部と軸方向反対側の端部を排出板で押し受けながらしごき加工される、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（６）  前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の軸方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（７）  前記凹凸面は、前記ダイの前記パンチに対向する側の側面の周方向で、前記ダイと前記パンチの間隔を前記筒状素材の板厚より狭くする凸部が前記ダイに少なくとも１つ設けられることにより形成されている、（１）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
（８）前記折り曲げ部での折り曲げ角度は９０度未満である、（２）または（３）記載の車両用ホイールリムの製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
上記（１）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、筒状素材をしごき加工により不等厚の筒状部材に成形するため、従来のフローフォーミングのための設備と工程が不要となる。その結果、前述の（ｉ）、（ii）、(iii) のフローフォーミングに付随する問題点が、それぞれ、つぎの（ｉ）、（ii）、(iii) のように解決される。
（ｉ）従来のフローフォーミング設備が、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、フローフォーミング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る。
（ii）素材の不等厚化において、従来のフローフォーミング工程が、本発明では、しごき装置によるしごき加工工程にとって代わられるため、筒状素材を不等厚化する時間をフローフォーミングに比べて約１／３に短縮でき、生産性を向上できる。１つの車両用ホイールリム製造ラインに円筒状素材の板厚を不等厚化する工程を設ける場合に、従来のフローフォーミングに代えてしごき装置を用いたしごき成形を用いると、従来１つの車両用ホイールリム製造ラインにつき３セットのフローフォーミング設備を設けなければならなかったところを、１セットのしごき装置を用いたしごき設備を設けるだけで済み、コスト上および設備設置スペース上の問題点を解決できる。
(iii) フローフォーミングがパンチとダイによるしごきにとって代わられるため、不等厚筒状部材に、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。
また、しごき加工工程では、筒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、筒状素材の、筒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、筒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ので、不等厚の軽量な、車両用ホイールリムを作製できる。
【０００８】
上記（２）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、筒状素材のフランジ部に１以上の軸方向中間折り曲げ部を有するため、筒状素材のフランジ部に軸方向中間折り曲げ部がない場合に比べて、折り曲げ部および軸方向中間折り曲げ部の折り曲げ角度を小さくしても、しごき加工をするときに筒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。また、折り曲げ角度が小さいので後工程で加工がしやすい。
【０００９】
上記（３）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、軸方向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、軸方向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軸方向中間折り曲げ部より先端側の筒状素材のフランジ部が押さえ部材に引っ掛かり、よりいっそう筒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。
【００１０】
上記（４）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、しごき加工工程の前および／またはしごき加工工程の挟圧工程において、筒状素材のフランジ部の軸方向中間部を１箇所以上で折り曲げて筒状素材のフランジ部に１以上の軸方向中間折り曲げ部を形成するため、筒状素材のフランジ部に軸方向中間折り曲げ部が形成されない場合に比べて、よりいっそう筒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。
【００１１】
上記（５）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、筒状素材が、筒状素材のフランジ部と軸方向反対側の端部（軸方向他端）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、よりいっそう筒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。
【００１２】
上記（６）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、凹凸面が、ダイのパンチに対向する側の側面の軸方向で、ダイとパンチの間隔を筒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ので、軸方向に厚さが変化する筒状部材を作製できる。
【００１３】
上記（７）の車両用ホイールリムの製造方法によれば、凹凸面が、ダイのパンチに対向する側の側面の周方向で、ダイとパンチの間隔を筒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ので、周方向に厚さが変化する筒状部材を作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、フランジ部成形工程としごき加工工程を示す工程図である。ただし、本図は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図１（ａ）は筒状素材を示す。図１（ｂ）はフランジ部成形工程を示す。左半分は筒状素材のフランジ部の形成のみを行う場合を示し、右半分は筒状素材のフランジ部と軸方向中間折り曲げ部の形成を行う場合を示す。図１（ｂ’）はフランジ部成形工程後の筒状素材を示す。左半分は筒状素材のフランジ部の形成のみを行った場合を示し、右半分はフランジ部成形工程で筒状素材のフランジ部の成形と軸方向中間折り曲げ部の形成を行った場合を示す。図１（ｃ）はしごき加工工程を示す。左半分はしごき加工前で、筒状素材のフランジ部を押さえ部材とダイで挟圧した状態を示し、右半分はしごき加工後を示す。図１（ｃ’）はしごき加工工程後の不等厚の筒状部材を示す。左半分は断面を示し、右半分は外観を示す。
【図２】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、フランジ部成形工程の前に行われる筒状素材製作工程を示す。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。図２（ａ）は一定厚の板状素材を筒状に巻き、巻きの端部を溶接した筒状素材の製作工程を示す。図２（ｂ）はパイプ状素材を所定長さに切断した筒状素材の製作工程を示す。
【図３】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。図３（ａ）は、フレア加工前の不等厚の筒状部材の、上半分を側面図で示し下半分を断面図で示した図である。図３（ｂ）は、フレア加工後の不等厚の筒状部材の、上半分を側面図で示し下半分を断面図で示した図である。図３（ｃ）は、不等厚の筒状部材を上ロールと下ロールとの間にセットした状態の、筒状部材を断面図で示したロールの側面図である。（上ロールの上半分は省略してある。）図３（ｄ）は上ロールと下ロールの間に不等厚の筒状部材を挟み、ロール成形をしている状態の、筒状部材を断面図で示したロールの側面図を示す。（上ロールの上半分は省略してある。）図３（ｅ）は上ロールと下ロールの間に不等厚の筒状部材を挟み、ロール成形をしている状態の正面図を示す。（上ロールの上半分は省略してある。）図３（ｆ）はロール成形後の車両用ホイールリムの断面図である。
【図４】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法にて製造されるホイールリムがリムのフランジ部を１つのみ有する車両用ホイールリムである場合の、車両用ホイールリムの断面図である。ただし、本図は、本発明の実施例２にも適用可能である。
【図５】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。本図は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図５の左半分はしごき加工前のダイに筒状素材を挿入した状態を示し、図５の右半分はしごき加工後を示す。
【図６】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、しごき加工工程の挟圧工程で筒状素材のフランジ部に軸方向中間折り曲げ部が形成される場合の、筒状素材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、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図６の左半分は軸方向中間折り曲げ部が形成される前を示し、右半分は軸方向中間折り曲げ部が形成された後を示す。
【図７】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、筒状素材とその近傍のみを示す拡大部分断面図である。図７の左半分はしごき加工前を示し、右半分はしごき加工後を示す。
【図８】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、筒状素材のフランジ部と反対側の筒状素材の軸方向端部の位置にダイの凸部が設定されていないことにより、筒状素材のフランジ部と反対側の筒状素材の軸方向端部がしごき加工によって薄肉化されない場合の、筒状素材とその近傍のみを示す部分拡大断面図である。本図は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図８の左半分はしごき加工前を示し、右半分はしごき加工後を示す。
【図９】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、パンチが途中で止まることにより、筒状素材のフランジ部と反対側の筒状素材の軸方向端部がしごき加工されない場合の、筒状素材とその近傍のみを示す部分拡大断面図である。本図は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能である。図９の左半分はしごき加工前を示し、右半分はしごき加工後を示す。
【図１０】本発明の実施例１の車両用ホイールリムの製造方法の、ダイの周方向で、パンチとの間隔を狭くする凸部がダイにある場合の、ダイ（アウターダイ）のみの断面図である。
【図１１】本発明の実施例２の車両用ホイールリムの製造方法の、筒状素材とその近傍のみを示す拡大部分断面図である。図１１の左半分はしごき加工前を示し、右半分はしごき加工後を示す。
【図１２】本発明の実施例２の車両用ホイールリムの製造方法の、ダイの周方向で、パンチとの間隔を狭くする凸部がダイにある場合の、ダイ（インナーダイ）のみの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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１０は、本発明の実施例１に適用可能であり、図１１、図１２は、本発明の実施例２に適用可能である。ただし、図１、図５、図６、図８、図９は、ダイとパンチと排出板および押さえ部材の関係を変えることにより、本発明の実施例２にも適用可能であり、図２〜図４は、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。
【００１６】
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１０Ｂの製造方法は、図１〜図３に示すように、筒状素材４から不等厚の車両用ホイールリム１０Ｂを製造する方法である。筒状素材４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。不等厚の車両用ホイールリム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なストレート状の壁を有する筒状部材１０Ａを、ロール成形して軸直交方向に湾曲する壁を有する部材１０Ｂである。不等厚の筒状部材１０Ａは、たとえばしごき加工後の筒状素材のフランジ部９を除く（内周面または外周面）部分が軸芯と平行な不等厚の筒状部材であり、不等厚の車両用ホイールリム１０Ｂ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。
【００１７】
本発明の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法は、図１に示すように、（ａ）一定厚の筒状素材４の軸方向一端部を折り曲げて筒状素材４に折り曲げ部８と折り曲げ部８より先端側に筒状素材のフランジ部９を形成するフランジ部成形工程と、（ｂ）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、押さえ部材２３とを備えたしごき装置２０を用いて、筒状素材４を筒状素材のフランジ部９にてダイ２２に軸方向に掛止し（引っ掛けて）、ついで、押さえ部材２３をダイ２２に対して相対動させて筒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、ついで、筒状素材４の筒状素材のフランジ部９以外の部分の少なくとも一部をパンチ２６をダイ２２に対して相対動させてしごき加工し不等厚の筒状部材１０Ａを作製するしごき加工工程と、を有する。
なお、図１（ｃ）において、左半分はしごき加工前の筒状素材４の、筒状素材のフランジ部９を押さえ部材２３とダイ２２とで挟圧している状態を示し、右半分はパンチ２６をダイ２２に対して相対動させて筒状素材４をしごき加工し、筒状素材４が不等厚の筒状部材１０Ａとなった状態を示している。
筒状素材のフランジ部９の長さは、筒状素材４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。
筒状素材４の大きさ（軸方向長さ、外径）には特段の制限はない。筒状素材４から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１０Ｂを製造する場合、筒状素材４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。また筒状素材４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、筒状素材４が鋳造品である場合など、最初から筒状素材４に筒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。
【００１８】
上記筒状素材のフランジ部９を形成する工程の前に、図２に示すような、一定厚の平板状素材２から一定厚の筒状素材４を作製する筒状素材製作工程を有していてもよい。筒状素材製作工程では、図２（ａ）に示すように、一定厚の平板状素材（矩形素材）２は、たとえばコイル状に巻かれた一定厚の帯状部材から、帯状部材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。ついで、平板状素材２は、筒状に巻かれ、巻きの両端部を互いに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、一定厚の筒状素材４を作製する。
なお、筒状素材製作工程では、図２（ｂ）に示すように、パイプ状素材２´を所定寸法長さに切断して一定厚の筒状素材４を製作しても良い。
筒状素材４として、平板状素材にバーリング加工（ピアスバーリング加工）を施し、成形された突出片を使用することも考えられる。しかし、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）として使用できる筒状素材４のような大きさまで穴を拡大することは、割れなどの発生によりできない。
図１（ｂ）に示すように、フランジ部成形工程で筒状素材４に筒状素材のフランジ部９を成形する場合、筒状素材のフランジ部９の厚さは筒状素材のフランジ部９を成形する前の筒状素材４の厚さよりも薄くなる。
筒状素材４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、筒状素材４の厚さは、上記範囲に限定されず、任意に設定できる。
【００１９】
フランジ部成形工程において、筒状素材のフランジ部９は筒状素材４の軸方向から９０度以下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。筒状素材のフランジ部９の少なくとも一部は、筒状素材４の軸方向と交わる方向に延びている。筒状素材のフランジ部９は、しごき加工工程で、筒状素材４を筒状素材のフランジ部９にてダイ２２に軸方向に掛止し位置決めし、しごき加工時に筒状素材４がダイ２２に対して軸方向にずれないようにすることに役立つ。
【００２０】
筒状素材のフランジ部９には、１以上の軸方向中間折り曲げ部９ａが形成される。なお、図示例では、筒状素材のフランジ部９に軸方向中間折り曲げ部９ａが１つのみ形成される場合を示している。軸方向中間折り曲げ部９ａは、筒状素材のフランジ部９の軸方向中間部を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。軸方向中間折り曲げ部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。軸方向中間折り曲げ部９ａは、図１（ｂ）に示すようにフランジ部成形工程でのみ形成されてもよく、図６に示すように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。軸方向中間折り曲げ部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、軸方向中間折り曲げ部９ａは、押さえ部材２３とダイ２２とで筒状素材のフランジ部９を挟圧する力で筒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、軸方向中間折り曲げ部９ａの折り曲げ方向と折り曲げ部８の折り曲げ方向が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、軸方向中間折り曲げ部９ａは無くてもよい。
折り曲げ部８および軸方向中間折り曲げ部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筒状部材１０Ａをロール成形工程で車両用ホイールリム形状に成形する場合のように筒状部材１０Ａの端部を、再度成形加工する必要がある場合成形加工が困難となったり、筒状部材１０Ａの筒状素材のフランジ部９を切除したりする必要がある。軸方向中間折り曲げ部９ａを形成することで軸方向中間折り曲げ部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）、しごき加工時に筒状素材４がパンチ２６に引きずられてしまう事が無く、ロール成形をしやすくなる。
【００２１】
しごき加工工程では、一定厚の筒状素材４（折り曲げ部８と筒状素材のフランジ部９をもつ筒状素材４）を筒状素材のフランジ部９にてダイ２２に軸方向に掛止しダイ２２にセットする。その後、しごき装置２０を作動させて押さえ部材２３とパンチ２６をダイ２２に対して筒状素材４の軸方向にのみ相対動させ（接近させ）る。押さえ部材２３とパンチ２６をダイ２２に対して相対動させると、押さえ部材２３がダイ２２にセットされた筒状素材４の、筒状素材のフランジ部９に当たり、押さえ部材２３とダイ２２とで筒状素材のフランジ部９を挟圧し（押さえ部材２３で筒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に対して筒状素材４の軸方向にのみ相対動し（接近し）、筒状素材４の筒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とによる筒状素材４の径と板厚の変化を伴いつつしごき加工する。
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。筒状素材４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、筒状部材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。
筒状素材４をしごき加工しているとき、パンチ２６の移動方向に、筒状素材４の軸方向長さは徐々に長くなる（伸びる）。
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、筒状素材４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。筒状部材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。
【００２２】
しごき装置２０は、たとえば、図５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、排出板４０に連結され排出板４０に素材排出荷重をかける排出板駆動手段４２を有する。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固定部材に固定され、パンチ２６はラム３６またはラム３６に固定される固定部材に固定される。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、パンチ２６がダイ２２に対して筒状素材４の軸方向にのみ相対動（接近）する。
ここでプレス機３０はラム駆動手段３４が液圧シリンダの液圧式プレスのほか、ラム駆動手段３４がモータとクランク軸、コネクティングロッド等からなる機械式プレスであってもよいし、ラム駆動手段３４がサーボモータ、ボールスクリュー等からなるサーボ駆動プレスであってもよい。また排出板駆動手段４２は、油圧シリンダであっても空圧シリンダであってもよく、また電動モータ等を用いた昇降機構であっても良い。
【００２３】
固定側がダイ２２で、可動側がパンチ２６である。図１（ｃ）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（一定厚の筒状素材４の板厚の方向の間隔）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との間隔を一定厚の筒状素材４の板厚より狭くするために、（ａ）図６〜図９に示すように、ダイ２２の側面の軸方向で、隣接する部分（凹部２４ｂ）に比べてパンチ２６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てもよく、（ｂ）図１０および図１２に示すように、ダイ２２の側面の周方向で、隣接する部分（凹部２４ｂ）に比べてパンチ２６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てもよく、（ｃ）上記（ａ）と上記（ｂ）の複合にて形成されていてもよい。
凸部２４ａの突出量は、車両用ホイールリム１０Ｂ（筒状部材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の突出量は車両用ホイールリム１０Ｂ（筒状部材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の突出部２８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。
図６に示すように、ダイ２２の側面の軸方向で、１つの凸部２４ａと、その１つの凸部２４ａよりしごき加工時のパンチ２６の移動方向の先側にありその１つの凸部２４ａに隣接する凹部２４ｂとは、ダイ２２の側面の軸芯と直交する面ではない傾斜面からなる第１の傾斜面２４ｃ１で接続されている。第１の傾斜面２４ｃ１を設ける理由は、軸芯と直交する面の場合に比べて、排出板４０から筒状部材１０Ａに素材排出荷重をかけたときに、筒状部材１０Ａが凸部２４ａに引っ掛かり難く筒状部材１０Ａがダイ２２から外れやすくするためである。また、ダイ２２の側面の軸方向で、１つの凸部２４ａと、その１つの凸部２４ａより筒状部材１０Ａをダイ２２から外すときに排出板４０が移動する方向の先側にありその１つの凸部２４ａに隣接する凹部２４ｂとは、ダイ２２の側面の軸芯と直交する面ではない傾斜面からなる第２の傾斜面２４ｃ２で接続されている。第２の傾斜面２４ｃ２を設ける理由は、軸芯と直交する面の場合に比べて、しごき加工時に筒状素材４のしごき加工による、塑性流動を容易にするためである。第１の傾斜面２４ｃ１と第２の傾斜面２４ｃ２との、ダイ２２の側面の軸方向に対する角度は、６０度以下に緩やかにされていることが望ましく、さらには４５度以下に、さらには２０度以下に、さらには１０度以下に緩やかにされていることが望ましい。１０度以下が望ましい理由は、しごき加工による疵が筒状部材１０Ａに発生することを抑制できるからである。ただし、最も筒状素材のフランジ部９側にある第２の傾斜面２４ｃ２の、ダイ２２の側面の軸方向に対する角度は、６０度より大きくてもよい。各第１の傾斜面２４ｃ１の傾斜角度は、一定であってもよく、徐々に変化していてもよい。また、各第２の傾斜面２４ｃ２の傾斜角度は、一定であってもよく、徐々に変化していてもよい。
【００２４】
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で筒状素材４をしごく。
筒状素材のフランジ部９は、折り曲げ部８の近傍を除きパンチ２６が接触せず、しごき加工されない。筒状素材のフランジ部９と反対側の筒状素材４の端部は、ダイ２２の凸部２４ａの有無により、図７に示すように、ダイ２２の筒状素材のフランジ部９と反対側の軸方向端部の位置に凸部２４ａが設定されておりしごき加工によって薄肉化されていてもよく、図８に示すように、ダイ２２の筒状素材のフランジ部９と反対側の軸方向端部の位置に凸部２４ａが設定されていないことによりしごき加工によって薄肉化されていなくてもよい。突出部２８が筒状素材４の軸方向中間部に達した後、パンチ２６をダイ２２に対して停止させてパンチ２６をダイ２２から抜くことで、図９に示すように、筒状素材４の、パンチ２６の停止位置より先側にある部分（筒状素材のフランジ部９と反対側の筒状素材の端部）は、しごき加工されず、素材板厚のままにすることもできる。
【００２５】
排出板４０は、一定厚の筒状素材４のしごき加工時に、筒状素材のフランジ部９と反対側の筒状素材４の端面がダイ２２に対してしごき加工による想定した伸び以上に軸方向にずれないようにするために、しごき加工時にパンチ２６が移動する方向（筒状素材４を押す方向）と反対方向から（筒状素材４の軸方向に）筒状素材４を押し受ける（支える）。なお、筒状素材４をしごき加工しているときに筒状素材４の軸方向長さは徐々に長くなるが、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、筒状素材４の軸方向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筒状素材４を軸方向に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。
また、排出板４０に作用する荷重を制御してもよいし、軸方向に変位する量を制御してもよい。
また、排出版４０を所定位置に強固に保持し、筒状素材４を受けながらしごき加工を行うことで、筒状素材４の軸方向長さの変化を拘束し、軸方向長さを一定に保つこともできる。
【００２６】
図１（ｃ）に示すように、しごき加工工程では、パンチ２６を下降させて不等厚の筒状部材１０Ａを作製した後、パンチ２６をダイ２２から抜いた後あるいは抜きながら該筒状部材１０Ａに排出板４０からの軸方向の力を加え、該筒状部材１０Ａを半径方向に変形させて、ダイ２２から筒状部材１０Ａを外す。ダイ２２から筒状部材１０Ａを外すときに必要な筒状部材１０Ａの径の変化率が小さい場合、排出板４０からの軸方向の力で筒状部材１０Ａを半径方向（筒状部材１０Ａの板厚方向）に弾性変形させてダイ２２から外すことができる。また、ダイ２２から筒状部材１０Ａを外すときに必要な筒状部材１０Ａの径の変化率が大きい場合、排出板４０からの軸方向の力で筒状部材１０Ａを半径方向に塑性変形させてダイ２２から外すこともできる。ダイ２２から筒状部材１０Ａを外すときに必要な筒状部材１０Ａの径の変化量を予め見込んだパンチ、ダイの設計を行うことで精度の高い筒状部材１０Ａを製造することができる。
排出板４０は筒状部材１０Ａをしごき加工時にパンチ２６が移動する方向（筒状素材４を押す方向）と反対方向に押す。筒状部材１０Ａを外すときに排出板４０が筒状部材１０Ａを押す軸方向の力は、筒状部材１０Ａを軸方向に押した時に筒状部材１０Ａを半径方向に変形させて筒状部材１０Ａを外すのに必要な力以上であり、この力は、パンチ２６が筒状素材４を軸方向に押す（しごく）力に比べてはるかに小さい。筒状部材１０Ａを外すのに、ダイ２２を周方向に分割する必要がないので、ダイ２２は、非分割で、一体ダイとされている。
【００２７】
不等厚の筒状部材１０Ａにおける厚肉部（板厚を薄くしない部分）は、最終製品の使用状態で、大きな力が働く部分（車両用ホイールリム１０Ｂの場合、曲がり部、リムのフランジ部）に対応しており、不等厚の筒状部材１０Ａにおける薄肉部（板厚を薄くした部分）は、最終製品の使用状態で、小さな力が働く部分（車両用ホイールリム１０Ｂの場合、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。
【００２８】
本発明の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法は、しごき加工工程の後に、図３に示すように、不等厚の筒状部材１０Ａ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。
ロール成形工程は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、不等厚の筒状部材１０Ａの軸方向の少なくともいずれか一方の端部をフレア加工して拡開した後に行なわれる。フレア加工と同等の加工がロール成形工程で行なわれ、フレア加工が不要な場合もある。
ロール成形工程では、図３（ｃ）、図３（ｄ）、図３（ｅ）に示すように、下ロール３１と上ロール３２との間に筒状部材１０Ａを挟みロールを回転させ、筒状部材１０Ａを成形し、車両用ホイールリム形状に成形する。その後、図示略のエキスパンダーおよび／またはシュリンカー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、図３（ｆ）に示すように最終車両用ホイールリム形状にする。
筒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１０Ｂのリムのフランジ部１０ａ（または１０ｇ）となっている。
【００２９】
成形後の車両用ホイールリム１０Ｂ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１０Ｂ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１０Ｂ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応力が大きく、厚肉であることが望ましい。
ただし、成形後の車両用ホイールリム１０Ｂは、図４に示すように、リムのフランジ部１０ａまたはリムのフランジ部１０ｇ（図示例ではリムのフランジ部１０ａ）が存在せず、図示略の車両用ホイールディスク側にリムのフランジ部１０ａを有している、車両用ホイールディスクと組み合わせる車両用ホイールリムであってもよい。
【００３０】
一定厚の筒状素材４が車両用ホイールリムに成形される場合、従来は、一定厚の直円筒状素材のしごき加工による不等厚化は行われず、一定厚の直円筒状素材のまま、ロール加工による車両用ホイールリム形状出し工程に送られるか、あるいは、たとえ一定厚の直円筒状素材を不等厚化するとしても、スピニング加工以外の方法の適用は、従来技術で説明したように、考えつかなかったし、実際にも使用されていない。本発明では、しごき加工を、筒状素材４の作製工程と、筒状部材１０Ａのロール加工工程との間に挿入して、筒状素材４をスピニング加工によらずに、不等厚化している。
【００３１】
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、一定厚の筒状素材４をしごき加工により不等厚の筒状部材１０Ａに成形するため、従来のフローフォーミングのための設備と工程が不要となる。その結果、前述の（ｉ）、（ii）、(iii) のフローフォーミングに付随する問題点が、それぞれ、つぎの（ｉ）、（ii）、(iii) のように解決される。
（ｉ）従来のフローフォーミング設備が、本発明では、しごきのダイ２２、パンチ２６と、しごき装置２０（プレス機３０）にとって代わられ、フローフォーミング設備費用に比べてしごきのダイ２２、パンチ２６と、しごき装置２０（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る。
（ii）筒状素材４の不等厚化において、従来のフローフォーミング工程が、本発明では、しごき装置２０（プレス機３０）によるしごき工程にとって代わられるため、筒状素材４を不等厚化する時間をフローフォーミングに比べて約１／３に短縮でき、生産性を向上できる。１つの車両用ホイールリム製造ラインに円筒状素材の不等厚化工程を設ける場合に、従来のフローフォーミングに代えてしごき装置２０（プレス機３０）を用いたしごき成形を用いると、従来１つの車両用ホイールリム製造ラインにつき３セットのフローフォーミング設備を設けなければならなかったところを、１セットのしごき装置２０（プレス機３０）を用いたしごき設備を設けるだけで済み、コスト上および設備設置スペース上の問題点を解決できる。
(iii) フローフォーミングがパンチ２６とダイ２２によるしごきにとって代わられるため、不等厚の筒状部材１０Ａ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。
【００３２】
パンチ２６をダイ２２に対して相対動させ、筒状素材４をしごき加工して不等厚の筒状部材１０Ａを作製するので、パンチ２６のダイ２２に対する相対動は半径方向動は伴わず軸方向動のみであり、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。
【００３３】
不等厚の筒状部材１０Ａを作製した後、筒状部材１０Ａに軸方向の力を加え、筒状部材１０Ａを半径方向に変形させて、ダイ２２から筒状部材１０Ａを外すので、ダイ２２に、周方向に分割されていない、一体のダイを用いることができる。その結果、周方向に分割されたダイを用いる場合に比べて、分割ダイを半径方向に移動させる機構が必要でなく、設備費用を低く維持できる。さらに、しごき加工後の筒状部材１０Ａに分割ダイの合わせ部にくい込んだばりが残ることがなく、ばり取り加工が不必要である。
【００３４】
しごき加工工程で筒状素材のフランジ部９をダイ２２に軸方向に掛止してしごき加工を行うため、筒状素材４全体がパンチ２６が押す軸方向にずれることが抑制され、高精度の成形が可能となる。
【００３５】
また、しごき加工工程では、筒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、筒状素材４の、筒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、筒状素材４全体がパンチ２６が押す軸方向にずれることが抑制され、高精度の成形が可能となる。
【００３６】
筒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。筒状素材のフランジ部９は、ロール加工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１０Ｂ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。
【００３７】
しごき加工工程の前の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、筒状素材のフランジ部９の軸方向中間部を１箇所以上で折り曲げて筒状素材のフランジ部９に１以上の軸方向中間折り曲げ部９ａを形成するため、筒状素材のフランジ部９に軸方向中間折り曲げ部９ａが形成されない場合に比べて、よりいっそう筒状素材４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。
【００３８】
軸方向中間折り曲げ部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、軸方向中間折り曲げ部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軸方向中間折り曲げ部９ａより先端側の筒状素材のフランジ９部分が押さえ部材２３に引っ掛かり、よりいっそう筒状素材４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。
【００３９】
軸方向中間折り曲げ部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軸方向中間折り曲げ部９ａを形成する場合に比べて、筒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、筒状素材４がダイ２２に対して位置ずれすることを抑制できる。
軸方向中間折り曲げ部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、筒状素材製作工程で軸方向中間折り曲げ部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と筒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）。
【００４０】
筒状素材４が、筒状素材４の軸方向他端を排出板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、よりいっそう筒状素材４全体がパンチ２６が押す軸方向にずれることが抑制される。また、しごき加工による筒状素材４の伸び量の制御もしやすくなる。
【００４１】
凹凸面２４が、ダイ２２の側面の軸方向で、ダイ２２とパンチ２６の間隔を一定厚の筒状素材４の板厚より狭くする凸部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ので、軸方向に厚さが変化する筒状部材１０Ａを作製できる。
【００４２】
凹凸面２４が、ダイ２２の側面の周方向で、ダイ２２とパンチ２６の間隔を一定厚の筒状素材４の板厚より狭くする凸部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ので、周方向に厚さが変化する筒状部材１０Ａを作製できる。
【００４３】
不等厚の筒状部材１０Ａ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筒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１０Ｂを作製できる。
【００４４】
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１０Ｂの製造方法では、図１（ｃ）、図６に示すように、ダイ２２が筒状孔２２ａと内周側面２２ｂをもつアウターダイからなり、アウターダイの内周側面２２ｂが凹凸面２４とされている。また、パンチ２６がアウターダイ２２の筒状孔２２ａに軸方向に出入りするインナーパンチからなり、その外周側面２６ｅに突出部２８が形成されている。筒状素材のフランジ部９は、筒状素材４の径方向外側に曲げられている。
【００４５】
アウターダイ２２の内周側面２２ｂの上端部は、図６に示すように、筒状素材のフランジ部９を掛止するフランジ受け部２２ｃが形成されている。筒状素材４は、筒状素材のフランジ部９をフランジ受け部２２ｃに接触させ、掛止して、アウターダイ２２にセットされる。
【００４６】
アウターダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分の内径は、しごき加工前の筒状素材のフランジ部９以外の部分の外径より大きい。そのため、しごき加工前の筒状素材４を容易にアウターダイ２２にセットすることができる。
インナーパンチ２６の突出部２８の外径は、しごき加工前の筒状素材のフランジ部９以外の部分の内径より大きい。そのため、しごき加工によって筒状素材４をダイ２２に押し付けて筒状素材４にダイ２２の凹凸面２４の凹凸形状を転写できる。
インナーパンチ２６の突出部２８の外半径とアウターダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分の内半径との差は、しごき加工前の筒状素材４の板厚より小さい。そのため、しごき加工によって凸部２４ａ部分で筒状素材４の板厚を薄くできる。
パンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）により筒状素材４がセットされたアウターダイ２２の筒状孔２２ａ内に突入させていくと、パンチ２６の突出部２８が筒状素材４をしごき、筒状素材４を拡径させ、さらにアウターダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分で筒状素材４の板厚を薄くさせる。
アウターダイ２２の凸部２４ａが設けられていない部分の内半径と、インナーパンチ２６の突出部２８の外半径との差をしごき前の筒状素材４の板厚と等しいか該板厚より大きくした場合、パンチ２６の突出部２８により筒状素材４の内半径が拡大されることによる板厚減少分以上には、しごき加工によって筒状素材４の板厚を薄くすることはない。筒状部材１０Ａの板厚を部分的に、筒状素材４の板厚より厚くすることも可能であり、排出板４０の筒状素材４を押し受ける制御により、より厚くすることができる。
【００４７】
筒状素材４をしごき加工するとき、筒状素材４はインナーパンチ２６が押す軸方向に筒状部材４全体がずれようとするが、筒状素材のフランジ部９をアウターダイ２２のフランジ受け部２２ｃに掛止していること、押さえ部材２３とダイ２２とで筒状素材のフランジ部９を挟圧していること、排出板４０が筒状素材４をインナーパンチ２６の押し方向と反対方向から押し受けていること、により、筒状素材４がインナーパンチ２６により軸方向にずれることが抑制される。その結果、筒状部材１０Ａに形成される厚肉部と薄肉部の軸方向位置は、アウターダイ２２の凹凸面２４の軸方向位置に対して互いにずれることが抑制される。この筒状部材１０Ａを用いて、ロール成形した車両用ホイールリム１０Ｂは、厚さが必要な部分は厚く、厚さが必要ない部分は薄い軽量な車両用ホイールリム１０Ｂとなる。
【００４８】
本発明の実施例１の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法では、ダイ２２が筒状孔２２ａと内周側面２２ｂをもつアウターダイからなり、アウターダイ２２の内周側面２２ｂが凹凸面２４とされており、パンチ２６がアウターダイ２２の筒状孔２２ａに軸方向に出入するインナーパンチからなるので、アウターダイ２２をしごき装置２０（プレス機３０）の下側のボルスター３８側に固定し、インナーパンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）の上側のラム３６側に固定して、インナーパンチ２６をアウターダイ２２に対して上下ストロークさせることにより、筒状部材１０Ａの製造にしごき装置２０（プレス機３０）を用いることができる。また、筒状素材のフランジ部９が、筒状素材４の径方向外側に曲げられているため、しごき加工された筒状部材１０Ａをフレア加工およびロール加工により車両用ホイールリム１０Ｂに成形することが容易になる。
【００４９】
[実施例２]
本発明の実施例２の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法では、図１１，図１２に示すように、ダイ２２が外周側面２２ｅをもつインナーダイからなり、インナーダイ２２の外周側面２２ｅが凹凸面２４とされている。また、パンチ２６が筒状孔２６ａと内周側面２６ｂをもつアウターパンチからなり、その内周側面２６ｂに突出部２８が形成されている。
【００５０】
インナーダイ２２の外周側面２２ｅの上端部には、筒状素材のフランジ部９を掛止するフランジ受け部２２ｄが形成されている。筒状素材４は、筒状素材のフランジ部９をフランジ受け部２２ｄに接触させ、掛止して、インナーダイ２２にセットされる。
【００５１】
インナーダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分の外径は、しごき加工前の筒状素材のフランジ部９以外の部分の内径より小さい。そのため、しごき加工前の筒状素材４を容易にインナーダイ２２にセットすることができる。
アウターパンチ２６の突出部２８の内径は、しごき加工前の筒状素材のフランジ部９以外の部分の外径より小さい。そのため、しごき加工によって筒状素材４をダイ２２に押し付けて筒状素材４に凹凸を付けられる。
アウターパンチ２６の突出部２８の内半径とインナーダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分の外半径との差は、しごき前の筒状素材４の板厚より小さい。そのため、しごき加工によって凸部２４ａ部分で筒状素材４の板厚を薄くできる。
アウターパンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）により筒状素材４がセットされたインナーダイ２２側に移動させインナーダイ２２がアウターパンチ２６の筒状孔２６ａに入り込んでくると、アウターパンチ２６の突出部２８が筒状素材４をしごき、筒状素材４を縮径させ、さらにインナーダイ２２の凸部２４ａが設けられている部分で筒状素材４の板厚を薄くさせる。
インナーダイ２２の凸部２４ａが設けられていない部分の外半径と、アウターパンチ２６の突出部２８の内半径との差をしごき前の筒状素材４の板厚と等しいか該板厚より大きくした場合、しごき加工によって筒状素材４の板厚を薄くすることはなく、筒状素材４の板厚より厚くすることができる場合もある。
【００５２】
筒状素材４をしごき加工するとき、筒状素材４はアウターパンチ２６が押す軸方向に筒状部材４全体がずれようとするが、筒状素材のフランジ部９をインナーダイ２２のフランジ受け部２２ｄに掛止していること、押さえ部材２３とダイ２２とで筒状素材のフランジ部９を挟圧していること、排出板４０が筒状素材４をアウターパンチ２６の押し方向と反対方向から押し受けていること、により、筒状素材４全体がアウターパンチ２６により軸方向にずれることが抑制される。その結果、筒状部材１０Ａに形成される厚肉部と薄肉部の軸方向位置は、インナーダイ２２の凹凸面２４の軸方向位置に対して互いにずれることが抑制される。この筒状部材１０Ａを用いて、ロール成形した車両用ホイールリム１０Ｂは、厚さが必要な部分は厚く、厚さが必要ない部分は薄い軽量な車両用ホイールリム１０Ｂとなる。
【００５３】
本発明の実施例２の車両用ホイールリム１０Ｂの製造方法では、ダイ２２が外周側面をもつインナーダイからなり、インナーダイ２２の外周側面が凹凸面２４とされており、パンチ２６が筒状孔２６ａと内周側面をもつアウターパンチからなるので、インナーダイ２２をしごき装置２０（プレス機３０）の下側のボルスター３８側に固定し、アウターパンチ２６をしごき装置２０（プレス機３０）の上側のラム３６側に固定して、アウターパンチ２６をインナーダイ２２に対して上下ストロークさせることにより、筒状部材１０Ａの製造にしごき装置２０（プレス機３０）を用いることができる。
【符号の説明】
【００５４】
２  平板状素材
４  筒状素材
６  溶接部
８  折り曲げ部
９  筒状素材のフランジ部
９ａ  軸方向中間折り曲げ部
１０Ａ  不等厚の筒状部材
１０Ｂ  車両用ホイールリム
１０ａ  リムのフランジ部
１０ｂ  リムのフランジ部
２０  しごき装置
２２  ダイ（アウターダイ、インナーダイ）
２２ａ  アウターダイの筒状孔
２２ｂ  アウターダイの内周側面
２２ｃ  アウターダイのフランジ受け部
２２ｄ  インナーダイのフランジ受け部
２２ｅ  インナーダイの外周側面
２３  押さえ部材
２４  凹凸面
２４ａ  凸部
２４ｂ  凹部
２６  パンチ（インナーパンチ、アウターパンチ）
２６ａ  アウターパンチの筒状孔
２６ｂ  アウターパンチの内周側面
２６ｅ  インナーパンチの外周側面
２８  突出部
３０  プレス機
３２  架台
３４  油圧シリンダ
３６  ラム
３８  ボルスター
４０  排出板
４２  油圧シリンダ
【国際調査報告】
2011102357.tif 000015
2011102357.tif 000016
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