(57)【要約】【課題】ホイールリムの製造ラインに配設されて、メンテナンス作業や段替え作業などの作業効率を向上し得る車両用ホイールリム成形装置を提案する。【解決手段】第一トップ用回動軸６１を第一トップロール２４ａとボトムロール２３とが所定間隙を隔てた第一ロール加工位置ｓ２に位置変換して保持することによって、ボトムロール２３に遊嵌した円筒形加工体Ｙ１を第一トップロール２４ａにより押圧して予備圧接するロール加工を行い、次に第二トップ用回動軸７１を第二ロール加工位置ｒ２に位置変換することによって、所望の加工板厚になり且つボトムロール２３に倣うように本圧接するロール加工を行うようにしたものであり、当該装置一台で二工程のロール加工を行い得る。本成形装置１を製造ラインに適用することにより、そのライン長さを短縮でき、段替え作業等を改善でき、総じて生産性を向上でき得る。【選択図】図８
2008279466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形素体の両端開口縁を拡口したフレア加工後の円筒形加工体をホイールリムの所定加工形状に成形するためのボトムロールが同心状に嵌着される、自転可能に設けられたボトム用回動軸と、該ボトム用回動軸を回動するボトム用駆動モータとを備えたボトムロール駆動装置と、
フレア加工後の円筒形加工体をボトムロールと協同して所定加工形状の予備形状に成形するための第一トップロールが嵌着されるものであって、ボトム用回動軸と平行に自転可能に支持され、上下動可能に設けられた第一トップ用回動軸と、
第一トップ用回動軸を回動する第一トップ用駆動モータと、
第一トップ用回動軸を、第一トップロールがボトムロールの上方に退避した第一待機位置と、第一トップロールがボトムロールに遊嵌した円筒形加工体の板厚以上に設定した所定間隙をボトムロールから隔てて支持される第一ロール加工位置とに位置変換制御すると共に、該第一ロール加工位置で停止保持して、ロール加工付与位置とした円筒形加工体を第一トップロールとボトムロールとにより押圧して該円筒形加工体を該ボトムロールに予備圧接する第一位置変換制御手段とを備えた第一トップロール可動制御装置と、
ボトムロールと対をなす、ホイールリムの所定加工形状を成形するための第二トップロールが嵌着されるものであって、ボトム用回動軸と平行に自転可能に支持され、上下動可能に設けられた第二トップ用回動軸と、
第二トップ用回動軸を回動する第二トップ用駆動モータと、
第二トップ用回動軸を、第二トップロールがボトムロールの上方に退避した第二待機位置と、第一トップロールによりロール加工した円筒形加工体を第二トップロールとボトムロールとにより押圧し、該円筒形加工体を該ボトムロールに倣うようにして所望の加工板厚に本圧接する第二ロール加工位置とに位置変換制御する第二位置変換制御手段とを備えた第二トップロール可動制御装置と
を備えたことを特徴とする車両用ホイールリム成形装置。
【請求項２】
ボトムロールと第二トップロールとが、ホイールリムの完成形状に至る中間形状を成形するためものであると共に、第一トップロールが、ホイールリムの基本形状を成形するためのものであるとしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールリム成形装置。
【請求項３】
ボトムロールと第二トップロールとが、ホイールリムの完成形状を成形するためものであると共に、第一トップロールが、ホイールリムの完成形状に至る中間形状を成形するためのものであるとしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用ホイールリム成形装置。
【請求項４】
第一トップロール可動制御装置の第一位置変換制御手段は、
ボトムロール駆動装置の左右一側方でボトムロールの横断面に沿って上下方向に揺動可能に軸支され、第一トップ用回動軸を自転可能に支持した第一可動アームと、
該第一可動アームを上下方向に揺動する第一アーム駆動装置と、
該第一アーム駆動装置を駆動制御することにより、第一トップ用回動軸を第一待機位置と第一ロール加工位置とに位置変換するように移動制御する第一アーム駆動制御手段とを備えると共に、
第二トップロール可動制御装置の第二位置変換制御手段は、
ボトムロール駆動装置の左右他側方でボトムロールの横断面に沿って上下方向に揺動可能に軸支され、第二トップ用回動軸を自転可能に支持した第二可動アームと、
該第二可動アームを上下方向に揺動する第二アーム駆動装置と、
該第二アーム駆動装置を駆動制御することにより、第二トップ用回動軸を第二待機位置と第二ロール加工位置とに位置変換するように移動制御する第二アーム駆動制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用ホイールリム成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ホイールを構成するホイールリムを成形するための成形装置に関し、詳しくはロール加工するための車両用ホイールリム成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用ホイールとして、ホイールリムのドロップ部またはビードシート部の内周面に、ホイールディスクのフランジ部を内嵌して溶接して構成される、いわゆる２ピースタイプのものが知られている。ここで、ホイールリムは、一般的に、所定寸法の長方形とした金属製平板から加工成形される。すなわち、長方形の金属製平板を、その短辺同士を接合することにより、円筒形素体を形成する。その後、この円筒形素体の両端開口縁を拡口して円筒形加工体を成形するフレア加工工程を行い、さらに、当該円筒形加工体を内外から所定形状の金型（トップロールとボトムロール）で挟圧するロール加工工程により所定形状のホイールリムを成形する（例えば、特許文献１）。ここで、ロール加工工程では、ロール加工中に円筒形加工体を支持固定したまま成形加工することができないため、円筒形加工体と所定の金型とを周方向に回転させながら加工を行っている。
【０００３】
上記したように、ホイールリムの成形工程としては、図２８（Ａ）のように、長方形の金属製平板Ｚを、その短辺同士を溶接して円筒形素体Ｘを成形する。次に、フレア加工工程としては、図２８（Ｂ）のように、円筒形素体Ｘの両端開口縁に、切頭円錐形状のフレア加工型α、αを押圧することによって、該両端開口縁を拡口した円筒形加工体Ｙ１を成形する。次のロール加工工程は、三工程に分けて順次実行され、徐々にホイールリム形状を整えていくように加工を施すことにより、板ヒケやシワ等の発生を抑制している。ここで、第一ロール加工工程では、図２９（Ａ）のように、ホイールリムの基本形状に成形するための第一ボトムロールβ１と第一トップロールγ１とを互いに反対方向に回転しながら、フレア加工した円筒形加工体Ｙ１をその内外から挟圧し、円筒形加工体Ｙ１を、第一ボトムロールβ１と第一トップロールγ１とに倣うように圧接して基本形状の円筒形加工体ｙ２を成形する。次の第二ロール加工工程では、図２９（Ｂ）のように、ホイールリムの中間形状に成形するための第二ボトムロールβ２と第二トップロールγ２とを互いに反対方向に回転しながら、第一ロール加工工程後の円筒形加工体ｙ２をその内外から挟圧し、第二ボトムロールβ２と第二トップロールγ２とに倣うように圧接して中間形状の円筒形加工体ｙ３を成形する。さらに次の第三ロール加工工程では、図２９（Ｃ）のように、ホイールリムの完成形状に成形するための第三ボトムロールβ３と第三トップロールγ３とを互いに反対方向に回転しながら、第二ロール加工工程後の円筒形加工体ｙ３をその内外から挟圧し、第三ボトムロールβ３と第三トップロールγ３とに倣うように圧接する。これにより、所望の形状寸法に整えられたホイールリムＷを得る。
【０００４】
このようなフレア加工工程、第一ロール加工工程、第二ロール加工工程、第三ロール加工工程にあっては、それぞれで専用金型を使用することから、各工程毎に専用金型を装着する加工装置を夫々設置している。そして、各加工装置間で、円筒形加工体を搬送する搬送装置が設けられている。さらに、フレア加工装置の前に、円筒形素体を成形するための前工程用の装置を配置し、第三ロール加工装置の後に、真円度の調整等を行う後工程用の装置を配置することにより、金属製平板からホイールリムを成形するまでの製造ラインが構成されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−８５８８１号公報（段落番号「０００２」、図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来のホイールリムの製造ラインにあっては、各加工装置が加工順に配設されることとなるため、ライン全長が長くなっている。そのため、メンテナンス等の保全作業する場合、生産品種の変更に際して各金型を取り替える段替え作業を行う場合、加工装置に不具合が発生して修繕する場合等には、各加工装置（作業場所）への移動に労力と時間とを費やすために、総じてこれら作業が繁雑化したり、作業時間が長くなる一因となっていた。
【０００７】
また、従来のホイールリムの製造ラインを設置するためには、各加工装置を一列に配設する場合、長い設置スペースを必要とし、また、この製造ラインが蛇行するように各加工装置を配設したとしても、広い設置スペースを必要とする。
【０００８】
ホイールリムの製造ラインとして、上記した保全作業や段替え作業などの繁雑化や長時間化を抑制したり、設置スペースの省スペース化を達成するために、ライン全長を短くすることが求められている。本発明は、ホイールリム製造ラインのライン全長を短くすることが可能な車両用ホイールリム成形装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、円筒形素体の両端開口縁を拡口したフレア加工後の円筒形加工体をホイールリムの所定加工形状に成形するためのボトムロールが同心状に嵌着される、自転可能に設けられたボトム用回動軸と、該ボトム用回動軸を回動するボトム用駆動モータとを備えたボトムロール駆動装置と、フレア加工後の円筒形加工体をボトムロールと協同して所定加工形状の予備形状に成形するための第一トップロールが嵌着されるものであって、ボトム用回動軸と平行に自転可能に支持され、上下動可能に設けられた第一トップ用回動軸と、第一トップ用回動軸を回動する第一トップ用駆動モータと、第一トップ用回動軸を、第一トップロールがボトムロールの上方に退避した第一待機位置と、第一トップロールがボトムロールに遊嵌した円筒形加工体の板厚以上に設定した所定間隙をボトムロールから隔てて支持される第一ロール加工位置とに位置変換制御すると共に、該第一ロール加工位置で停止保持して、ロール加工付与位置とした円筒形加工体を第一トップロールとボトムロールとにより押圧して該円筒形加工体を該ボトムロールに予備圧接する第一位置変換制御手段とを備えた第一トップロール可動制御装置と、ボトムロールと対をなす、ホイールリムの所定加工形状を成形するための第二トップロールが嵌着されるものであって、ボトム用回動軸と平行に自転可能に支持され、上下動可能に設けられた第二トップ用回動軸と、第二トップ用回動軸を回動する第二トップ用駆動モータと、第二トップ用回動軸を、第二トップロールがボトムロールの上方に退避した第二待機位置と、第一トップロールによりロール加工した円筒形加工体を第二トップロールとボトムロールとにより押圧し、該円筒形加工体を該ボトムロールに倣うようにして所望の加工板厚に本圧接する第二ロール加工位置とに位置変換制御する第二位置変換制御手段とを備えた第二トップロール可動制御装置とを備えたことを特徴とする車両用ホイールリム成形装置である。
【００１０】
かかる構成にあっては、二つのトップロールを夫々取り付ける二つのトップ用回動軸と一つのボトムロールを取り付ける一つのボトム用回動軸とを装着備え、第一トップロールとボトムロールとにより第一のロール加工を行い、その後、第二トップロールとボトムロールとにより第二のロール加工を行うことができるようにしたものであり、当該装置一台で二段階のロール加工工程を行うことができる。
【００１１】
通常、トップロールとボトムロールとは一対であり、両者を円筒形加工体を介して押し付けることにより、その間で円筒形加工体をその板厚方向に圧縮して両者に倣うように挟圧することによりロール加工を行う。そのため、互いに噛み合わない（一対でない）トップロールとボトムロールとでは両者を押し付けて挟圧するロール加工を行うことはできない。
【００１２】
本発明の構成はボトムロールを共通化していることから、該ボトムロールと噛み合わない第一トップロールでは、通常のロール加工（両者を押し付けて狭圧する加工）を行わず、ボトムロールとの間に円筒形加工体の板厚以上とした所定間隙を隔てた位置まで押圧するようにしている。そして、第一トップ用回動軸を第一ロール加工位置で保持することにより、所定間隙よりも狭くなることもない。このように第一トップ用回動軸を第一ロール加工位置で停止保持することにより、互いに噛み合わない第一トップロールとボトムロールとによっても、ロール加工を行うことができる。ここで、第一トップロールを、ボトムロールから所定間隙を隔てた位置で精度良く停止して保持することによって、円筒形加工体を予備圧接するロール加工を安定的に行うことができ得る。そのため、第一位置変換制御手段により、第一トップ用回動軸を第一ロール加工位置に正確かつ安定して位置変換し且つ保持する制御が必須である。
【００１３】
第一ロール加工位置とした場合の第一トップロールとボトムロールとによる予備圧接した状態では、両者間に円筒形加工体の板厚以上とする所定間隙があるため、円筒形加工体にその板厚方向に圧縮する力がほとんど作用しない。そのため、当該ロール加工によって生じる変形が板厚方向に拘束され難くいことから、シワやヒケ等の発生を抑制する効果が高い。この予備圧接するロール加工を行うことによって、比較的変形量を大きくなる加工を行うことも可能である。また、この第一ロール加工位置で保持することから、円筒形加工体を圧延することもない。
【００１４】
このように第一トップロールによる予備圧接するロール加工では、円筒形加工体を主に第一トップロールにより押圧加工するため、該第一トップロールに倣うように変形することができ、予備形状に成形することができ得る。その後、この予備形状に成形した円筒形加工体を、第二トップロールとボトムロールとの間で、該ボトムロールに倣うように本圧接するロール加工を行うことによって、所定加工形状に成形することができる。
【００１５】
本発明の構成にあって、第一ロール加工位置に停止保持して円筒形加工体をボトムロールに予備圧接した状態としては、例えば、円筒形加工体の幅方向に亘って間隔を置いて複数箇所圧接している部分圧接した状態である。この場合には、圧接した箇所の間に空隙が生じており、該空隙が幅方向に複数存在する。この空隙により、ロール加工による変形を吸収できることから、該変形の自由度が増え、シワやヒケ等の発生を抑制する効果が高い。また、予備圧接した状態としては、一、二箇所でボトムロールに円筒形加工体が圧接しているだけである状態や、比較的広い領域で圧接している状態をも含む。そして、この予備圧接した状態で、圧接しているところでは、板厚方向にほとんど圧縮しない。すなわち、所定間隙とは、フレア加工した円筒形加工体の板厚以上であり、且つ当該円筒形加工体を押圧してボトムロールに部分圧接することができる間隙である。
【００１６】
また、第二トップロールによる本圧接した状態としては、第二トップロールとボトムロールとで円筒形加工体を所望のホイールリム板厚となるように板厚方向に圧縮することにより、当該円筒形加工体をボトムロールに倣うようにした状態である。この本圧接する第二ロール加工位置としては、例えば、上述した第一ロール加工位置と同様に、第二トップロールを所望の加工板厚とする予め定められた所定間隙をボトムロールから隔てて保持する位置とすることができる。この場合の所定間隙は、上記した第一ロール加工位置の所定間隙に比してボトムロールに近接するように設定される。そして、この第二ロール加工位置で第二トップロールを停止保持することにより、当該加工中に円筒形加工体を圧延することがなく、所望の加工板厚に正確かつ安定して成形することができ得る。また、第二ロール加工位置としては、第二トップロールに作用する圧力が所定閾値となると第二トップ用回動軸を停止するようにして位置変換される位置とすることもできる。この場合には比較的容易に位置変換するための制御を行うことができる。
【００１７】
一方、第一トップロール可動制御装置の第一位置変換制御手段は、上記のように、第一トップ用回動軸を精度良く位置変換し且つ第一ロール加工位置に保持することができるものであるから、この制御を利用すれば、第一トップ用回動軸の移動速度を制御することも可能である。これにより、第一トップロールが円筒形加工体を押圧する際の加工速度を、比較的低速とすることによって、該押圧による円筒形加工体の変形をゆっくりと進行させることができるため、円筒形加工体にケやシワ等が生じることを抑制する効果がさらに向上する。尚、第二トップロール可動制御装置の第二位置変換制御手段にあっても、同様の構成とすることにより、加工速度を低速して円筒形加工体にヒケやシワ等が生じることを抑制でき得る。
【００１８】
本発明の第一トップロール可動制御装置と第二トップロール可動制御装置としては、第一トップ用回動軸と第二トップ用回動軸とを、直線状に移動するようにした構成や曲線状に移動するようにした構成などにすることが可能である。いずれの構成にあっても、一方のトップロールがボトムロールとロール加工するときに、他方がその移動を妨げないように設定するものであれば良い。
【００１９】
本発明の構成にあって、第二トップロールおよびボトムロールにより成形され得る所定加工形状としては、フレア加工した円筒形加工体からホイールリムに成形するまでの間で予め設定され得る形状である。すなわち、フレア加工後に行う複数工程のロール加工で夫々成形される設定形状とすることができる。また、第一トップロールにより成形され得る予備形状としては、前記所定加工形状の成形時にシワやヒケ等を発生しないようにするために、予め成形しておく前段階の加工形状である。これも、フレア加工後に行う複数工程のロール加工で夫々成形される設定形状にあって、所定加工形状の前工程で設定された形状とすることができる。このような第一トップロール、第二トップロール、ボトムロールとして、以下の二構成が提案される。
【００２０】
第一に、ボトムロールと第二トップロールとが、ホイールリムの完成形状に至る中間形状を成形するためものであると共に、第一トップロールが、ホイールリムの基本形状を成形するためのものであるとした構成が提案される。
【００２１】
かかる構成にあっては、第一トップロールによりホイールリムの基本形状を成形し、第二トップロールによりホイールの完成形状に至る間の中間形状を成形するようにしたものであり、フレア加工した円筒形加工体を、基本形状、中間形状に順次成形加工することができる。尚、本発明の装置により成形した中間形状の円筒形加工体を、さらに本発明の装置以外の装置と用いたロール加工工程により完成形状のホイールリムに成形する。具体例としては、上述した従来の第一〜第三のロール加工工程を行う構成にあって、その第一および第二ロール加工工程を行う装置として用いることができる。
【００２２】
第二に、ボトムロールと第二トップロールとが、ホイールリムの完成形状を成形するためものであると共に、第一トップロールが、ホイールリムの完成形状に至る中間形状を成形するためのものであるとした構成が提案される。
【００２３】
かかる構成にあっては、第一トップロールによりホイールリムの完成形状に至る間の中間形状を成形し、第二トップロールによりホイールの完成形状を成形するようにしたものである。例えば、上述した従来の第一〜第三のロール加工工程を行う構成にあって、その第二および第三ロール加工工程を行う装置として用いることができる。また例えば、上述した従来の第一〜第三のロール加工工程を行う構成にあって、その第一から第三ロール加工工程を行う装置として用いることができる。
【００２４】
上述した車両用ホイールリム成形装置にあって、第一トップロール可動制御装置の第一位置変換制御手段は、ボトムロール駆動装置の左右一側方でボトムロールの横断面に沿って上下方向に揺動可能に軸支され、第一トップ用回動軸を自転可能に支持した第一可動アームと、該第一可動アームを上下方向に揺動する第一アーム駆動装置と、該第一アーム駆動装置を駆動制御することにより、第一トップ用回動軸を第一待機位置と第一ロール加工位置とに位置変換するように移動制御する第一アーム駆動制御手段とを備えると共に、第二トップロール可動制御装置の第二位置変換制御手段は、ボトムロール駆動装置の左右他側方でボトムロールの横断面に沿って上下方向に揺動可能に軸支され、第二トップ用回動軸を自転可能に支持した第二可動アームと、該第二可動アームを上下方向に揺動する第二アーム駆動装置と、該第二アーム駆動装置を駆動制御することにより、第二トップ用回動軸を第二待機位置と第二ロール加工位置とに位置変換するように移動制御する第二アーム駆動制御手段とを備えた構成が提案される。
【００２５】
かかる構成にあっては、第一トップ用回動軸と第二トップ用回動軸を円弧移動（曲線状に移動）することにより、第一待機位置と第一ロール加工位置、第二待機位置と第二ロール加工位置の位置変換を行うようにしたものである。これにより、第一トップロールおよび第二トップロールを、ボトムロールの左右から夫々に円弧移動して該ボトムロールの上方から押圧してロール加工するようにしている。ここで、円弧移動は、各可動アームの揺動により比較的単純な円弧軌跡に従うことから、各トップロールを比較的滑らかに移動することができると共に、各位置へ位置変換する精度も向上する。特に、第一アーム駆動制御手段により第一トップロールが円筒形加工体を予備圧接する第一ロール加工位置に位置変換して保持する精度が向上することにより、当該ロール加工によりシワやヒケ等の発生を抑制する効果が一層高まる。そのため、上述した本発明の二工程のロール加工を正確かつ安定して行う作用効果がさらに向上し、それぞれの形状に適正に成形でき得る。
【００２６】
また、各トップロール可動制御装置は、互いのトップロールによるロール加工を妨げないようにすることが必要である。本構成にあって、円弧移動は比較的狭い作動領域に設けることができるため、互いのロール加工を妨げないように設置することも比較的容易であると共に、装置自体をコンパクトなサイズに構成することが可能である。したがって、本構成の成形装置は、その設置スペースを小さくでき、製造ラインとしての設置スペースを省スペース化することができ得る。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の車両用ホイールリム成形装置は、上述したように、第一トップ用回動軸を第一トップロールとボトムロールとが所定間隙を隔てた第一ロール加工位置に位置変換して保持することによって、ボトムロールに遊嵌した円筒形加工体を第一トップロールにより押圧して予備圧接するロール加工を行い、次に第二トップ用回動軸を第二ロール加工位置に位置変換することによって、所望の加工板厚になり且つボトムロールに倣うように本圧接するロール加工を行うようにしたものであり、二工程のロール加工を当該装置一台で行うことができる。本成形装置は、第一トップ用回動軸を第一ロール加工位置に位置変換して保持することにより、第一トップロールと所定加工形状を成形するボトムロールとで円筒形加工体を予備圧接してロール加工を行うことができ、そして該ロール加工により、比較的変形量の大きな加工や複雑に変形する加工に適用して、シワやヒケ等の発生を抑制できる。そして、第二トップ用回動軸を第二ロール加工位置に位置変換することにより、第一トップロールにより成形した予備形状を所望の加工板厚とする所定加工形状に精度良く成形することができる。本発明の成形装置を、ホイールリムを生産するための製造ラインに適用することによって、該製造ラインのライン長さを、上述した従来の各加工工程毎に加工装置を配設した構成に比して短くすることができる。したがって、機器の保全作業、段替え作業、不具合の修繕作業等による作業の繁雑化を抑制できると共に、該作業時間を短時間化することができるため、総じてホイールリムの生産性を向上でき得る。
【００２８】
ここで、第一トップロールが、ホイールリムの基本形状を成形するためのものであり、且つボトムロールと第二トップロールとが、ホイールリムの中間形状を成形するためものであるとした構成にあっては、フレア加工した円筒形加工体をホイールリムの中間形状に成形することができるものであり、上述した従来の第一および第二ロール加工工程に相当する加工を行うことができる。したがって、本構成の成形装置を用いることにより、従来の第一および第二ロール加工工程を行う各加工装置を配置したスペースを縮小することができ得る。
【００２９】
又は、第一トップロールが、ホイールリムの中間形状を成形するためのものであり、且つボトムロールと第二トップロールとが、ホイールリムの完成形状を成形するためものであるとした構成にあっては、ホイールリムの基本形状をなす円筒形加工体をホイールリムの完成形状に成形することができるものであり、上述した従来の第二および第三ロール加工工程に相当する加工、或いは上述した従来の第一〜第三ロール加工工程に相当する加工を行うことができる。したがって、本構成の成形装置を用いることにより、従来の第二および第三ロール加工工程を行う各加工装置を配置したスペース、或いは上述した従来の第一〜第三ロール加工工程を行う各加工装置を配置したスペースを縮小することができ得る。
【００３０】
また、上述した車両用ホイールリム成形装置にあって、第一トップロール可動制御装置が、第一トップ用回動軸をボトムロールの左右一側で上下方向に円弧移動するように構成し、第二トップロール可動制御装置が第二トップ用回動軸をボトムロールの左右他側で上下方向に円弧移動するように構成した場合にあっては、第一トップ用回動軸および第二トップ用回動軸を比較的滑らかに移動することができ、各ロール加工位置に一層高い精度で位置決めすることができる。そのため、第一トップ用回動軸を第一ロール加工位置に正確かつ安定して停止保持する効果が向上するため、第一トップロールで予備圧接するロール加工により、シワやヒケ等の発生を一層抑制することができ得る。したがって、本発明の第一トップロールと第二トップロールによる二工程のロール加工によって、所望のホイールリムの生産安定性がさらに向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の各実施例を添付図面を用いて詳述する。
実施例１は、フレア加工工程、第一ロール加工工程、第二ロール加工工程、第三ロール加工工程を行う製造ラインにあって、第一ロール加工工程と第二ロール加工工程とを一台で実行する車両用ホイールリム成形装置１である。また、実施例２は、実施例１と同じ成形装置１を、第二ロール加工工程と第三ロール加工工程とを行う装置として用いている。さらにまた、実施例３は、フレア加工工程および第一〜第三ロール加工工程に相当する成形加工を一台で実行する車両用ホイールリム成形装置１１１である。
【実施例１】
【００３２】
図１，２は、本実施例１の車両用ホイールリム成形装置１である。この車両用ホイールリム成形装置１は、ボトム用回動軸１１を備えたボトムロール駆動装置１０と、第一トップ用回動軸６１を備えた第一トップロール可動制御装置６０と、第二トップ用回動軸７１を備えた第二トップロール可動制御装置７０とを備えている。
【００３３】
ボトムロール駆動装置１０には、図３のように、その基体部１７に、ボトム用回動軸１１が前後方向に沿って水平となるように自転可能に支持されている。このボトム用回動軸１１は、その軸前部１１ａを基体部１７の前縁から突出するようにしており、該軸前部１１ａを支持しない所謂片持状に支持して設けられている。この軸前部１１ａには、ボトムロール２３が嵌着されている。ボトムロール２３は、所定の取付具（図示省略）によってボトム用回動軸１１に固結され、該ボトム用回動軸１１と一体的に回動するようになっている。そして、交換可能である。このボトムロール２３は、ホイールリムの完成形状に至る間の中間形状を成形するためのものであり、フレア加工した円筒形加工体Ｙ１を遊嵌する外径寸法に形成されている。
【００３４】
さらに、このボトム用回動軸１１には、その後端部に、回動ギア１２が接合されている。また、ボトム用回動軸１１の下方には、ボトム用駆動モータ１４が配設されており、該ボトム用駆動モータ１４の駆動軸に接合した駆動ギア１３が、ボトム用回動軸１１の回動ギア１２の鉛直下方位置となるようにしている。そして、回動ギア１２と駆動ギア１３とに、所定無端状の伝達ベルト１５がかけられている。ボトム用駆動モータ１４を駆動することにより、伝達ベルト１５を介してボトム用回動軸１１を回動する。
【００３５】
ここで、ボトム用駆動モータ１４は、モータ駆動制御装置１６に接続されている。そして、モータ駆動制御装置１６により、ボトム用駆動モータ１４の回動開始停止の制御、回動方向の制御、回動速度の制御を行っている。さらに、このモータ駆動制御装置１６には、後述する第一トップ用駆動モータ６５と第二トップ用駆動モータ７５も接続されており、同様に駆動制御する。尚、ボトム用回動軸１１とボトム用駆動モータ１４とにより、本発明にかかるボトムロール駆動装置１０が構成されている。
【００３６】
また、上記した第一トップロール可動制御装置６０と第二トップロール可動制御装置７０とは、ボトムロール駆動装置１０の左右に互いに対称となるように夫々配設されている。
【００３７】
第一トップロール可動制御装置について説明する。
ボトムロール駆動装置１０の正面視右側には、図７のように、正面視Ｌ形のＬ形支持体６６が配設され、該Ｌ形支持体６６に、第一位置変換支軸６３がボトム用回動軸１１と平行となるように自転可能に支持されている（図４参照）。そして、第一位置変換支軸６３に、第一可動アーム６２が接合されている。第一可動アーム６２には、第一位置変換支軸６３の右側領域に配される端部に、第一油圧シリンダ６４の一端が回動可能に連結されており、第一位置変換支軸６３の接合部位に対して反対側の端部に、第一トップ用回動軸６１が自転可能に支持されている。この第一トップ用回動軸６１は、第一位置変換支軸６３と平行となるように支持されており、その前端部に第一トップロール２４ａが嵌着されている（図４参照）。この第一トップロール２４ａは、ホイールリムの基本形状に成形するためのものである（図９参照）。尚、この第一可動アーム６２は、後述するように、第一トップ用回動軸６１に取り付けた第一トップロール２４ａをボトムロール２３に近接した際に、該ボトムロール２３に遊嵌した円筒形加工体Ｙ１の最上部に上方から押圧するように、第一位置変換支軸６３の接合部位と第一トップ用回動軸６１の支持部位との間の長さを設定している（図８参照）。
【００３８】
この第一トップロール２４ａは、ボトムロール２３との夫々の凹凸形状の幅方向位置が合うように、第一トップ用回動軸６１に取り付けられているまた、第一トップロール２４ａは、所定の取付具（図示省略）により第一トップ用回動軸６１に固定され、交換可能となっている。
【００３９】
また、上記したように、第一油圧シリンダ６４の一端部は、第一可動アーム６２に回動可能に連結されている。そして、第一油圧シリンダ６４の反対側の端部は、Ｌ形支持体６６に回動可能に連結されている。第一油圧シリンダ６４は、伸縮駆動するように配設されており、この伸縮駆動に従って、第一可動アーム６２を上下に揺動し、これに伴って第一トップ用回動軸６１と第一トップロール２４ａとが第一位置変換支軸６３を回動中心として上下方向に円弧移動する。すなわち、第一油圧シリンダ６４を縮退することにより、図７のように、第一トップロール２４ａを、右上方へ円弧移動して、ボトムロール２３から右斜め上方に退避した位置（以下、第一待機位置ｓ１）とする。また、第一油圧シリンダ６４を伸長することにより、図８のように、第一トップロール２４ａを、第一待機位置ｓ１から左下方へ円弧移動して、ボトムロール２３の直上で近接する位置（第一ロール加工位置ｓ２）へ動かす。尚、上述したように第一トップ用回動軸６１とボトム用回動軸１１とは平行であることから、第一油圧シリンダ６４の伸縮駆動によって、第一トップロール２４ａは、ボトムロール２３の鉛直横断面に沿って上下方向に円弧移動する。
【００４０】
上記した第一油圧シリンダ６４は、図５のように、油圧回路９１と位置制御装置９２とにより駆動制御されている。油圧回路９１は、正逆回転するポンプ９５と、ポンプ９５を駆動するサーボモータ９６とを備えている。第一油圧シリンダ６４内のヘッド側領域６７ａと、ポンプ９５の一端とがオイル流路９３によって接続されており、第一油圧シリンダ６４内のロッド側領域６７ｂとポンプ９５のもう一端とがオイル流路９４によって接続されている。また、サーボモータ９６の回転角および回転速度と、ポンプ９５の回転角および回転速度とが対応するように構成されている。詳述すると、サーボモータ９６を正回転させると、ポンプ９５が正回転し、ヘッド側領域６７ａへオイルを供給し、第一油圧シリンダ６４を伸長させるようになっている。また、サーボモータ９６を逆回転させると、ポンプ９５が逆回転し、ロッド側領域６７ｂへオイルを供給し、第一油圧シリンダ６４を縮退させるようになっている。そして、位置制御装置９２により、サーボモータ９６の回転方向（正逆方向）と回転角と回転速度とを制御することによって、第一油圧シリンダ６４のヘッド側領域６７ａとロッド側領域６７ｂとに流動するオイル量を精度良く制御し、該第一油圧シリンダ６４を精密かつ正確に伸縮駆動する制御を行うことができるように構成されている。
【００４１】
この油圧回路９１は、ポンプ９５の駆動によりヘッド側領域６７ａとロッド側領域６７ｂとの間でオイルのやり取りをするように設けられており、いわゆる閉鎖された回路に構成されている。ただし、ヘッド側領域６７ａとロッド側領域６７ｂとの間でオイルのやり取りをする場合には、ロッド６４ａ（第一油圧シリンダ６４のロッド）におけるロッド側領域６７ｂ内に位置する部分の体積分に相当するオイルが足りなくなったり、余ったりする現象が起こる。この対策として、油圧回路９１は、シャトルバルブ９７と、タンク９８とを備えている。詳述すると、シャトルバルブ９７は、いわゆる低圧優先型シャトルバルブである。シャトルバルブ９７は、第一吸排口９７ａ、第二吸排口９７ｂ、第三吸排口９７ｃを備えている。第一吸排口９７ａはオイル流路９３に接続され、第二吸排口９７ｂはオイル流路９４に接続され、第三吸排口９７ｃはタンク９８に接続されている。オイル流路９３内の圧力がオイル流路９４内の圧力よりも高い場合には、シャトルバルブ９７は、第一吸排口９７ａを閉鎖すると共に第二吸排口９７ｂとタンク９８とを連通させるようになっている。逆に、オイル流路９４内の圧力がオイル流路９３内の圧力よりも高い場合には、シャトルバルブ９７は、第二吸排口９７ｂを閉鎖すると共に第一吸排口９７ａとタンク９８とを連通させるようになっている。そのため、ポンプ９５が正回転すると、オイル流路９３内の圧力がオイル流路９４内の圧力よりも高くなり、第一吸排口９７ａが閉鎖され、第二吸排口９７ｂとタンク９８とが連通する。そして、ポンプ９５の正回転により、ロッド側領域６７ｂ内のオイルがポンプ９５を通過してヘッド側領域６７ａへ供給され、第二吸排口９７ｂからは足りない分のオイル（ロッド６４ａにおけるロッド側領域６７ｂ内に位置する部分の体積分）のみがポンプ９５を通過してヘッド側領域６７ａへ供給される。この結果、第一油圧シリンダ６４が伸長する。一方、ポンプ９５が逆回転すると、オイル流路９４内の圧力がオイル流路９３内の圧力よりも高くなり、第二吸排口９７ｂが閉鎖され、第一吸排口９７ａとタンク９８とが連通する。そして、ポンプ９５の逆回転により、ヘッド側領域６７ａ内のオイルがポンプ９５を通過してロッド側領域６７ｂへ供給され、ヘッド側領域６７ａ内で余ったオイルは第一吸排口９７ａを介してタンク９８へ排出される。この結果、第一油圧シリンダ６４が縮退する。つまり、タンク９８の容量は、ロッド６４ａにおけるロッド側領域６７ｂ内に位置する部分の体積分よりも少しだけ多ければよく、タンク９８を小型化できる。また、シャトルバルブ９７は、ノーマルオープンのため、圧油は常時大気圧となっている。そのため、ポンプ９５を停止すると、例えば第一トップロール２４ａの自重などにより動いてしまうことを防ぐことができ、その停止位置で正しく保持でき得る。
【００４２】
このように、第一油圧シリンダ６４を油圧回路９１と位置制御装置９２とにより伸縮駆動制御していることにより、第一トップ用回動軸６１を正確かつ安定して移動し停止する制御を行うことができる。すなわち、位置制御装置９２によって、サーボモータ９６（ポンプ９５）の回転角と回転速度とを制御することにより、第一トップ用回動軸６１の位置制御や移動速度制御を行っている。
【００４３】
尚ここで、例えば、上述した従来構成にあっては、一般的に、油圧シリンダの駆動制御を油圧シリンダにオイルを流入するバルブの開閉制御により行なう構成となっている。そのため、当該油圧シリンダによりトップロールを移動する制御精度には限界があり、実状として位置変換する際の停止位置の制御可能な単位はせいぜいミリ単位である。また、従来構成では、油圧シリンダのヘッド側とロッド側とに夫々連通するオイルの貯留槽が配設され、その連通路にバルブが配設されている回路となっている。そのため、バルブを閉鎖しても、トップロールの自重等により動いてしまう。そのため、前記した停止位置の制御が不安定となりやすく、該停止位置で正確に保持できていない。
【００４４】
これに対して、上記した本実施例の油圧回路９１と位置制御装置９２とによる駆動制御では、１／１００ミリ単位の位置変換が可能である。そして、この位置変換可能な単位が精密であることにより、移動速度の制御も精密に行うことができる。
【００４５】
上述したように第一油圧シリンダ６４の駆動制御により、第一トップ用回動軸６１の位置変換を正確かつ安定して制御できることに基づいて、該第一トップ用回動軸６１に取り付けた第一トップロール２４ａがボトムロール２３に遊嵌した円筒形加工体Ｙ１を押圧して停止する位置を設定している。この第一トップ用回動軸６１の停止位置は、第一トップロール２４ａがボトムロール２３からフレア加工した円筒形加工体Ｙ１の板厚以上とする所定間隙を隔てた位置としている（図９参照）。尚、この所定間隙は、円筒形加工体Ｙ１の板厚以上に設定された微細な間隙である。この所定間隙とする停止位置まで移動することにより、第一トップロール２４ａが円筒形加工体Ｙ１を押圧して予備圧接する。この予備圧接した状態では、円筒形加工体Ｙ１から押圧加工された円筒形加工体Ｙ２とボトムロール２３とが、幅方向の複数箇所で圧接し且つ夫々の圧接域が比較的狭い範囲となっており、各圧接域の間に空隙が生じている。すなわち、本実施例にあって、円筒形加工体Ｙ２がボトムロール２３に部分的に圧接する。そして、このように予備圧接するように、第一トップロール２４ａがボトムロール２３から所定間隙を隔てた停止位置を設定している。
【００４６】
この停止位置まで第一トップ用回動軸６１を移動して、第一トップロール２４ａがボトムロール２３に遊嵌した円筒形加工体Ｙ１を押圧することにより、該円筒形加工体Ｙ１を主に第一トップロール２４ａに倣うように変形する。これにより、第一トップロール２４ａに倣って予備中間形状である円筒形加工体Ｙ２に成形する。
【００４７】
ここで、第一トップロール２４ａを、ボトムロール２３から所定間隙をおいて停止して保持することから、第一トップロール２４ａとボトムロール２３とが互いに噛み合わない形状であっても、ロール成形することができる。尚、第一トップ用回動軸６１を、第一トップロール２４ａとボトムロール２３との間に所定間隙を隔てて停止する停止位置が、本発明にかかる第一ロール加工位置ｓ２である。
【００４８】
また、上記した第一トップ用回動軸６１には、図４のように、その後端部位に、第一トップ用駆動モータ６５が連結されている。この第一トップ用駆動モータ６５を駆動することにより、第一トップ用回動軸６１を回動して第一トップロール２４ａを回転する。この第一トップ用駆動モータ６５は、第一可動アーム６２に支持されており、第一トップ用回動軸６１と一体的に円弧移動するようになっている。尚、第一トップ用駆動モータ６５の駆動制御は、上記したモータ駆動制御装置１６により行っている。
【００４９】
上述した第一油圧シリンダ６４により、本発明にかかる第一アーム駆動装置が構成されており、さらに、第一油圧シリンダ６４、油圧回路９１、位置制御装置９２により、本発明にかかる第一アーム駆動制御手段が構成されている。また、第一アーム駆動装置、第一アーム駆動制御手段、第一可動アーム６２とにより、本発明にかかる第一位置変換制御手段が構成されている。また、第一位置変換制御手段、第一トップ用回動軸６１、第一トップ用駆動モータ６５により、本発明にかかる第一トップロール可動制御装置６０が構成されている。
【００５０】
一方、上記した第二トップロール可動制御装置７０としては、上述した第一トップロール可動制御装置６０と同様の構成をなし、図７のように、ボトムロール駆動装置１０に対して左右対称となるように、該ボトムロール駆動装置１０の正面視左側に配設されている。すなわち、ボトムロール駆動装置１０の左側にＬ形支持体７６が配設されており、該Ｌ形支持体７６に、ボトム用回動軸１１と平行に第二位置変換支軸７３が自転可能に支持され（図４参照）、第二位置変換支軸７３に、第二可動アーム７２が接合されている。第二可動アーム７２には、第二位置変換支軸７３の左側領域に配される端部に、第二油圧シリンダ７４の一端が回動可能に連結されており、第二位置変換支軸７３の接合部位に対して反対側の端部に、第二トップ用回動軸７１が自転可能に支持されている。第二トップ用回動軸７１は、第二位置変換支軸７３と平行となるように支持されており、その前端部に第二トップロール２４ｂが嵌着されている（図４参照）。ここで、第二トップロール２４ｂは、ホイールリムの中間形状を成形するためのものであり、上記したボトムロール２３と対をなす（図１１参照）。さらに、第二トップロール２４ｂは、ボトムロール２３との夫々の凹凸形状の幅方向位置が合うように、第二トップ用回動軸７１に取り付けられている。尚、ホイールリムの中間形状としては、ホイールリムの完成形状に形似した形状であって、該完成形状に至るまでの間の中間的な形状として予め設定している。
【００５１】
また、上述したように、第二油圧シリンダ７４の一端部は、第二可動アーム７２に回動可能に連結されている。そして、第二油圧シリンダ７４の反対側の端部は、Ｌ形支持体７６に回動可能に連結されている。第二油圧シリンダ７４にあっても、伸縮駆動することにより、第二トップ用回動軸７１および第二トップロール２４ｂを第二位置変換支軸７３を回動中心として円弧移動する。そして、該第二油圧シリンダ７４を駆動制御するための油圧回路９１および位置制御装置９２が配設されている（図５参照）。この油圧回路９１と位置制御装置９２とは、上述した第一トップロール可動制御装置６０と同じ構成のものを用いており、その説明を省略する。そして、第二油圧シリンダ７４を駆動制御することにより、第二トップ用回動軸７１を円弧移動して、第二トップロール２４ｂがボトムロール２３の左斜め上方に退避する第二待機位置ｒ１（図７参照）と、該ボトムロール２３の直上で近接する第二ロール加工位置ｒ２（図１０参照）とに位置変換する。この第二ロール加工位置ｒ２へ移動することによって、ボトムロール２３に遊嵌した基本形状の円筒形加工体Ｙ２を、第二トップロール２４ｂが押圧して、所望の加工板厚となるように押し付けてボトムロール２３に倣うように本圧接する。ここで、本実施例にあって、第二ロール加工位置ｒ２としては、第二トップロール２４ｂとボトムロール２３とが所望の加工板厚に等しい所定間隙を離れるように設定している（図１１参照）。そして、第二ロール加工位置ｒ２で本圧接した状態では、ボトムロール２３とその幅方向に亘ってほぼ全体的に圧接するようにしている。尚、所望の加工板厚としては、基本形状の円筒形加工体Ｙ２を圧縮して加工できるように、該円筒形加工体Ｙ２の板厚より薄い所定板厚に設定している。これにより、この第二ロール加工位置ｒ２は、上記した第一ロール加工位置ｓ２に比して、ボトムロール２３との間隙が狭くなっている。
【００５２】
第二油圧シリンダ７４を駆動制御する油圧回路９１および位置制御装置９２にあっても、上述したように、第二トップ用回動軸７１を正確かつ安定して移動し停止する制御を行うことができる。これにより、第二トップ用回動軸７１を上記した第二ロール加工位置ｒ２で停止保持するようにしている。
【００５３】
また、第二トップロール可動制御装置７０にあっても、上記した第一トップロール可動制御装置６０と同様に、第二トップ用駆動モータ７５が第二トップ用回動軸７１の後端に連結されており、該第二トップ用駆動モータ７５の駆動により、第二トップロール２４ｂを回転する。尚、第二トップ用駆動モータ７５の駆動制御は、上記したモータ駆動制御装置１６により行っている。
【００５４】
尚、第二油圧シリンダ７４により、本発明にかかる第二アーム駆動装置が構成されており、さらに、第二油圧シリンダ７４、油圧回路９１、位置制御装置９２により、本発明にかかる第二アーム駆動制御手段が構成されている。また、第二アーム駆動装置、第二アーム駆動制御手段、第二可動アーム７２とにより、本発明にかかる第二位置変換制御手段が構成されている。また、第二位置変換制御手段、第二トップ用回動軸７１、第二トップ用駆動モータ７５により、本発明にかかる第二トップロール可動制御装置７０が構成されている。
【００５５】
一方、ボトムロール駆動装置１０の左右両側には、図２，６のように、サイドロール可動装置８０，８０が夫々に配設されている。このサイドロール可動装置８０，８０は、サイドロール８１，８１と該サイドロール８１，８１を進退移動するエアシリンダ８３，８３とを備えており、これらをボトムロール２３の左右斜め上方となる位置に夫々配設している。そして、エアシリンダ８３，８３の駆動により、サイドロール８１，８１を、ボトムロール２３から夫々に左右斜め上方へ退避した待機位置ｐ１（図６（Ａ）参照）と、該待機位置ｐ１から進出してボトムロール２３に遊嵌した円筒形加工体Ｙ１の斜め上部に当接する保持位置ｐ２（図６（Ｂ）参照）とに夫々進退移動するものである。ここで、サイドロール８１，８１は、それぞれ、切頭円錐形の二個のロールが互いに対向するように遊転可能に設けられている。この二個のロールがボトムロール２３に遊嵌した円筒形加工体Ｙ１の両端斜め上部に斜め上方から当接することにより、該円筒形加工体Ｙ１を、その内面上部がボトムロール２３の外面上部に当接した状態で保持できるようにしている。尚、サイドロール可動装置８０，８０は、サイドロール８１，８１およびエアシリンダ８３，８３とを、その待機位置ｐ１と保持位置ｐ２とへの進退作動によっても、上記した第一トップロール２４ａおよび第二トップロール２４ｂに接触しないように設けられている。
【００５６】
次に、上述した本実施例１の車両用ホイールリム成形装置１を用いてホイールリムＷを成形する過程について説明する。尚、このホイールリムＷを成形するためのロール加工工程としては、三段階（第一〜第三ロール加工工程）に分けて行うようにしている。
【００５７】
従来と同様に、所定寸法形状としたスチール製（アルミニウム合金製、マグネシウム合金製等でも良い）の金属製平板Ｚから円筒形素体Ｘを成形する（図２８（Ａ）参照）。この円筒形素体Ｘを図示しない搬送装置により、従来と同様のフレア加工工程を行う加工装置に搬送し、当該装置により円筒形素体Ｘの両端開口縁を拡口するフレア加工を行い、円筒形加工体Ｙ１に成形する（図２８（Ｂ）参照）。尚、円筒形素体Ｘを成形する加工装置、フレア加工する加工装置としては、従来と同じ構成のものを用いることができ、その詳細については省略する。
【００５８】
フレア加工した円筒形加工体Ｙ１を、図示しない搬送装置により車両用ホイールリム成形装置１に搬送する。ここで、車両用ホイールリム成形装置１は、ボトムロール２３、第一トップロール２４ａ、第二トップロール２４ｂが取り付けられている。そして、第一トップロール可動制御装置６０が第一トップ用回動軸６１を第一待機位置ｓ１とし、第二トップロール可動制御装置７０が第二トップ用回動軸７１を第二待機位置ｒ１としている。また、サイドロール可動装置８０，８０は、そのサイドロール８１，８１を待機位置ｐ１，ｐ１としている。
【００５９】
車両用ホイールリム成形装置１に搬送した円筒形加工体Ｙ１は、ボトムロール２３に遊嵌されている（図示省略）。ここで、ボトムロール２３は円筒形加工体Ｙ１より小径であることから、該円筒形加工体Ｙ１は、その上部内面をボトムロール２３の上部外面により支持された、所謂ぶら下げられた状態で支持される。
【００６０】
そして、モータ駆動制御装置１６により、ボトム用駆動モータ１４を駆動してボトムロール２３を回転すると共に、第一トップ用駆動モータ６５を駆動して第一トップロール２４ａを回転する。ここで、ボトム用駆動モータ１４と第一トップ用駆動モータ６５とを、互いに逆方向に回動すると共に、ボトムロール２３の外面の回転速度と第一トップロール２４ａの外面の回転速度とを等しくするように、駆動制御している。
【００６１】
ボトム用駆動モータ１４の駆動に伴い、サイドロール可動装置８０，８０のエアシリンダ８３，８３を駆動して、サイドロール８１，８１を待機位置ｐ１，ｐ１から保持位置ｐ２，ｐ２へ位置変換する（図６（Ｂ）参照）。これにより、円筒形加工体Ｙ１を、その左右斜め上方から押え、ボトムロール２３に対して前後方向へ移動しないようにすると共に、振動を抑制するようにしている。そして、サイドロール８１，８１が当接すると、円筒形加工体Ｙ１はボトムロール２３の回動に従って回転する。
【００６２】
その後、第一トップロール可動制御装置６０では、位置制御装置９２により油圧回路９１のポンプ９５を駆動制御することにより、第一油圧シリンダ６４を駆動して、第一トップ用回動軸６１を第一待機位置ｓ１（図７参照）から下方へ円弧移動する。この円弧移動により、第一トップロール２４ａが、円筒形加工体Ｙ１の上部外面に上方から圧接し、さらに該円筒形加工体Ｙ１を下方へ押し付けていくことにより押圧加工していく。この第一トップロール２４ａによる押圧加工中、円筒形加工体Ｙ１はボトムロール２３および第一トップロール２４ａの回動に従って回転して、その周方向に亘ってほぼ均一に押圧されてロール加工される。このロール加工では、円筒形加工体Ｙ１は、その内面がボトムロール２３に部分的に圧接し、その外面が第一トップロール２４ａに倣って変形していく。そして、第一トップ用回動軸６１を、図８のように、上記した第一ロール加工位置ｓ２に正確に停止して保持する。
【００６３】
ここで、第一トップ用回動軸６１を第一ロール加工位置ｓ２で停止保持している間、第一トップロール２４ａは、図９のように、ボトムロール２３から円筒形加工体Ｙ１の板厚以上に設定した所定間隙を隔てており、該円筒形加工体Ｙ１の内面がボトムロール２３と幅方向の複数箇所で圧接しており、圧接域間でボトムロール２３との間に空隙が生じている。この円筒形加工体Ｙ１とボトムロール２３とが圧接した領域は、それぞれ比較的狭い範囲となっている。そして、この圧接した領域で、円筒形加工体Ｙ１を板厚方向に圧縮する力がほとんど作用していない。このように円筒形加工体Ｙ１を予備圧接してロール加工することにより、円筒形加工体Ｙ１の直状胴部を基本形状に変形するという比較的変形量の大きい加工にあっても、ある程度変形に余裕を持たせることができるため、大きな変形を伴うロール加工であっても、シワやヒケなどの不具合の発生を抑制できる。また、第一トップ用回動軸６１を第一ロール加工位置ｓ２で停止保持していることにより、第一トップロール２４ａとボトムロール２３との間隔がこれ以上狭くなることもないため、圧接した領域が局部的に圧延されることもない。
【００６４】
第一トップ用回動軸６１は、第一トップロール２４ａが少なくとも一周回するまで、第一ロール加工位置ｓ２で停止保持し、その後、上方へ円弧移動して第一待機位置ｓ１へ戻る。そして、第一トップ用駆動モータ６５を停止する。これにより、第一トップロール２４ａによるロール加工が終了して、ホイールリムの基本形状に成形した円筒形加工体Ｙ２を得る。
【００６５】
次に第二トップロール可動制御装置７０の第二トップ用駆動モータ７５を駆動して、第二トップロール２４ｂを回動する。ここで、第二トップ用駆動モータ７５にあっても、上述した第一トップ用駆動モータ６５と同様に、ボトムロール２３と逆方向に且つ両者の外面の回転速度が等しくなるように駆動制御している。そして、位置制御装置９２により油圧回路９１のポンプ９５を駆動制御することによって、第二油圧シリンダ７４を駆動し、第二トップ用回動軸７１を第二待機位置ｒ１（図７参照）から下方へ円弧移動する。この円弧移動により、第二トップロール２４ｂが、円筒形加工体Ｙ２の上部外面に上方から圧接して押圧していくことにより、円筒形加工体Ｙ２をその周方向に亘って押圧してロール加工する。そして、図１０のように、第二トップ用回動軸７１を第二ロール加工位置ｒ２で正確に停止して保持する。この第二ロール加工位置ｒ２まで移動することによって、上述したように、第二トップロール２４ｂとボトムロール２３との間で円筒形加工体Ｙ２を、所望の加工板厚とするように押圧し、該ボトムロール２３に倣うように本圧接する。これにより、図１１のように、ホイールリムの中間形状に変形し、該形状の円筒形加工体Ｙ３を成形する。尚、第二トップ用回動軸７１を第二ロール加工位置ｒ２で停止保持していることにより、第二トップロール２４ｂとボトムロール２３との間隔がこれ以上狭くなることもないため、所望のホイールリム板厚よりも薄肉化するように圧延されることもない。
【００６６】
ここで、第二トップ用回動軸７１の、第二トップロール２４ｂが円筒形加工体Ｙ２を押圧するロール加工中の移動速度を、比較的低速とするように第二油圧シリンダ７４を駆動制御している。これにより、加工速度が低速となって、徐々にゆっくりと変形するようにしていることから、シワやヒケ等の発生を抑制することができる。
【００６７】
第二トップ用回動軸７１は、第二ロール加工位置ｒ２で、少なくとも円筒形加工体Ｙ２が一周回するまで停止保持し、その後、上方へ円弧移動して第二待機位置ｒ１へ戻る。このようにして、第二トップロール２４ｂによるロール加工が終了する。そして、サイドロール可動装置８０，８０のエアシリンダ８３，８３を駆動して、サイドロール８１，８１を保持位置ｐ２，ｐ２から待機位置ｐ１，ｐ１へ位置変換する。さらに、ボトム用駆動モータ１４を駆動停止する。その後、ボトムロール２３に遊嵌している円筒形加工体Ｙ３を取り外し、図示しない搬送装置により、次の加工装置へ搬送する。
【００６８】
円筒形加工体Ｙ３は、ホイールリムの完成形状に成形するためのロール加工装置（図示省略）により、ロール加工されて、ホイールリムに成形される。このロール加工装置は、所定のトップロールとボトムロールとにより、円筒形加工体Ｙ３を挟圧してロール加工を行うものであり、このロール加工を行う工程が所謂第三ロール加工工程である。その後、さらにエキスパンダ工程を行う加工装置に搬送されて、真円度を調整される。これにより、所望のホイールリムを得る。尚、第三ロール加工工程、エキスパンダ工程にあっては、従来の加工装置を用いて同様に成形加工することができる工程であるため、その詳細については省略する。
【００６９】
このように本実施例１の車両用ホイールリム成形装置１にあっては、対でないトップロール２４ａとボトムロール２３とによってもロール加工を行い得るようにして、二つのトップロール２４ａ，２４ｂと一つのボトムロール２３とにより、二工程のロール加工を行うことができる。具体的には、フレア加工した円筒形加工体Ｙ１に、ホイールリムの基本形状に成形するロール加工と、その後にホイールリムの中間形状に成形するロール加工とを行うことができるようにしている。金属製平板からホイールリムを成形するまでの製造ラインを形成した場合にあって、本実施例１の車両用ホイールリム成形装置１を適用することによって、上述した従来の、各加工工程毎の加工装置を配設した構成に比して、ライン長さを短縮することができる。そのため、例えば、メンテナンス作業や段替え作業を行う場合などにあって、これら作業する作業者の移動距離を短縮することができ、作業の効率化と短時間化を実現可能である。
【実施例２】
【００７０】
実施例２にあっては、上述した実施例１と同じ構成の車両用ホイールリム成形装置１を、上述した従来の第一〜第三ロール加工工程を行う製造ラインにあって、第二ロール加工工程と第三ロール加工工程とを行う装置として用いるようにしている。
【００７１】
ボトムロール駆動装置１０のボトム用回動軸１１には、ホイールリムの完成形状を成形するためのボトムロール１０３を嵌着する（図１２参照）。また、第一トップロール可動制御装置６０の第一トップ用回動軸６１には、ホイールリムの中間形状を成形するための第一トップロール１０４ａを嵌着し（図１２参照）、第二トップロール可動制御装置７０の第二トップ用回動軸７１には、ホイールリムの完成形状を成形するための第二トップロール１０４ｂを嵌着する（図１３参照）。ここで、第二トップロール１０４ｂとボトムロール１０３とは対をなす。
【００７２】
次に、この車両用ホイールリム成形装置１を用いたホイールリムの成形過程を説明する。
従来と同様に円筒形素体Ｘを成形し（図２８（Ａ）参照）、その後、該円筒形素体Ｘをフレア加工して円筒形加工体Ｙ１を成形する（図２８（Ｂ）参照）。この円筒形加工体Ｙ１を、ホイールリムの基本形状に成形するロール加工を行う加工装置に搬送し、該基本形状の円筒形加工体ｙ２を得る（図２９（Ａ）参照）。このロール加工を行う加工装置は、従来の構成と同じ装置を用いることができ、その詳細については省略する。尚、フレア加工した円筒形加工体Ｙ１をホイールリムの基本形状に成形する工程が、所謂第一ロール加工工程である。
【００７３】
ホイールリムの基本形状とした円筒形加工体ｙ２を、図示しない搬送装置により、車両用ホイールリム成形装置１に搬送し、ボトムロール２３に遊嵌してぶら下げられた状態で支持する（図示省略）。そして、ボトム用回動軸１１と第一トップ用回動軸６１とを、互いに逆方向かつ両者のロール外面の回転速度が等しくなるように回転する。さらに、サイドロール８１，８１を待機位置ｐ１，ｐ１から保持位置ｐ２，ｐ２（図６（Ｂ）参照）に位置変換して、円筒形加工体ｙ２をその左右斜め上部を押さえる。
【００７４】
その後、第一トップロール可動制御装置１では、位置制御装置９２により油圧回路９１のポンプ９５を駆動制御することにより、第一油圧シリンダ６４を駆動して、第一トップ用回動軸６１を第一待機位置ｓ１（図７参照）から下方へ円弧移動する。この円弧移動により、第一トップロール１０４ａは、周方向に回転する円筒形加工体ｙ２の上部外面に上方から圧接し、さらに該円筒形加工体ｙ２を下方へ押し付けていくことにより、周方向に亘ってほぼ均一に押圧してロール加工していく。そして、第一トップ用回動軸６１を、第一トップロール１０４ａが、円筒形加工体ｙ２の板厚以上とする所定間隙をボトムロール１０３から隔てた第一ロール加工位置ｓ３で正確に停止して保持する（図８参照）。この第一ロール加工位置ｓ３に位置変換することにより第一トップロール１０４ａとボトムロール１０３との間で円筒形加工体ｙ２を予備圧接してロール加工する。これにより、ホイールリムの中間形状をなす円筒形加工体Ｙ３’を成形する。ここで、予備圧接した状態としては、図１２のように、上述した実施例１の場合と同様に、円筒形加工体Ｙ３’とボトムロール１０３とが幅方向に複数箇所で圧接し、該圧接域間で空隙を生じている。そして、この圧接域で、円筒形加工体ｙ２に圧縮力がほとんど作用しないようにしている。これにより、円筒形加工体ｙ２を、シワやヒケ等の発生を抑制しつつ、第一トップロール２４ａに倣って変形して、ホイールリムの中間形状をなす円筒形加工体Ｙ３’に成形する。
【００７５】
第一トップロール１０４ａを第一待機位置ｓ１に戻すと、第二トップロール可動制御装置７０では、第二トップ用回動軸７１を第一トップ用回動軸６１と同様に回転し、位置制御装置９２と油圧回路９１とにより第二油圧シリンダ７４を駆動して第二待機位置ｒ１（図７参照）から下方へ円筒移動する。この円弧移動により、第二トップロール１０４ｂが周方向に回転する円筒形加工体Ｙ３’の上部外面に上方から圧接して押圧していくことにより、その周方向に亘って押圧してロール加工する。そして、第二トップ用回動軸７１を第二ロール加工位置ｒ３で停止して保持する（図１０参照）。この第二ロール加工位置ｒ３は、第二トップロール１０４ｂが、ボトムロール１０３から所望のホイールリム板厚とほぼ同じとなる所定間隙を隔てた位置として設定している。そして、第二ロール加工位置ｒ３でロール加工することにより、図１３のように、円筒形加工体Ｙ３’を、第二トップロール１０４ｂとボトムロール１０３との間で挟圧して、ホイールリムの完成形状（ホイールリムＷ）に成形する。ここで、円筒形加工体Ｙ３を、両者に倣うように変形し且つ所望のホイールリム板厚とするように圧縮変形する。このように円筒形加工体Ｙ３を本圧接するロール加工を行うことにより、ホイールリムＷを成形する。尚、第二ロール加工位置ｒ３で停止保持していることにより、必要以上に圧延加工してしまうことを防止している。
【００７６】
このように第二トップロール１０４ｂによるロール加工が終了すると、サイドロール８１，８１を待機位置ｐ１，ｐ１に位置変換して、ボトム用回動軸１１を回動停止する。その後、ボトムロール１０３に遊嵌しているホイールリムＷを、図示しない搬送装置により、次のエキスパンダ工程を行う加工装置へ搬送する。尚、エキスパンダ工程は、従来と同様の加工装置により実行するようにしているため、その詳細については省略する。
【００７７】
本実施例２にあっては、ホイールリムの中間形状を成形するための第一トップロール１０４ａ、ホイールリムの完成形状を成形するための一対の第二トップロール１０４ｂおよびボトムロール１０３を取り付けることにより、第二ロール加工工程と第三ロール加工工程とを当該装置一台で行うようにしている。これにより、上述した実施例１と同様に、ホイールリムの製造ラインに適用して、そのライン長さを短縮することができるから、ホイールリム製造にかかるメンテナンスや段替えなどの作業の効率化と短時間化を実現でき得る。
【実施例３】
【００７８】
実施例３の車両用ホイールリム成形装置１１１にあっては、上述した従来構成のフレア加工工程および第一〜第三ロール加工工程に相当する成形加工を、当該装置一台で行うようにしたものである。
【００７９】
車両用ホイールリム成形装置１１１は、図１４〜図１６のように、ボトム用回動軸１１を備えた後部成形装置１２０と、該後部成形装置１２０の前方で前後方向に移動可能に設けられた前部可動体１３０と、円筒形素体Ｘ等を前後方向へ移送するワーク移送装置１４０とを備えている。さらに、上述した実施例１と同じ構成の、第一トップロール可動制御装置６０と、第二トップロール可動制御装置７０と、サイドロール可動装置８０とを備えている。
【００８０】
ここで、第一トップロール可動制御装置６０の第一トップ用回動軸６１には、ホイールリムの中間形状を成形するための第一トップロール１２４が嵌着されている（図２３参照）。この第一トップロール１２４は、上述した実施例２の第一トップロール１０４ａに比して、実施例１の基本形状に近い形態（中間形状）のものとしている。また、第二トップロール可動制御装置７０の第二トップ用回動軸７１には、上述した実施例２と同様の第二トップロール１０４ｂが嵌着されている（図１３参照）。
【００８１】
後部成形装置１２０は、図１６のように、その基体部１２７に、ボトム用回動軸１１が前後方向に水平に自転可能に支持され、その軸前部１１ａを該基体部１２７の前縁から突出するようにしており、該軸前部１１ａを支持しない所謂片持状に設けられている。また、基体部１２７には、ボトム用回動軸１１の軸前部１１ａが突出する前縁部位に、該ボトム用回動軸１１と同心状に環状後部フレア加工型１２１ａが固着されている。環状後部フレア加工型１２１ａを取り付けた状態で、ボトム用回動軸１１の軸前部１１ａが環状後部フレア加工型１２１ａの内側を貫通して前方へ突出するように、ボトム用回動軸１１が配置されている。尚、環状後部フレア加工型１２１ａは所定ボルト等で基体部１２７に固定され、交換可能としている。
【００８２】
ボトム用回動軸１１の軸前部１１ａには、ボトムロール１２３が嵌着されている。ボトムロール１２３は、上述した実施例１と同様に、所定の取付具（図示省略）により取り付けられ、交換可能としている。このボトムロール１２３は、上述した実施例２と同様に、ホイールリムの完成形状を成形するためのものであり、その外径が、後述する環状前部フレア加工型１２１ｂの内径に比して小径となるように形成されている。
【００８３】
さらに、このボトム用回動軸１１は、上述した実施例１と同様に、ボトム用駆動モータ１４が連繋されており、該ボトム用駆動モータ１４がモータ駆動制御装置１６により駆動制御されるようにしている。
【００８４】
尚、本実施例３にあって、後部成形装置１２０が、本発明にかかるボトムロール駆動装置である。
【００８５】
一方、上記した前部可動体１３０は、図１６，１７のように、後部成形装置１２０の前方に位置し、前後方向に移動可能に配設されている。この前部可動体１３０の後部に、環状後部フレア加工型１２１ａと一対の環状前部フレア加工型１２１ｂが、該環状後部フレア加工型１２１ａと同心状に対向するように固着されている。環状前部フレア加工型１２１ｂが固着された状態で、上記したボトムロール１２３およびボトム用回動軸１１の軸前部１１ａを、該環状前部フレア加工型１２１ｂの内側空域１３１に挿入可能としている。尚、この環状前部フレア加工型１２１ｂにあっても、所定ボルトなどで前部可動体１３０に固定され、交換可能としている。
【００８６】
本実施例にあっては、上記した環状後部フレア加工型１２１ａと環状前部フレア加工型１２１ｂとは、切頭円錐形状に形成されている。
【００８７】
この前部可動体１３０は、上記した後部成形装置１２０のボトム用回動軸１１と平行に設けられた案内レール１３５，１３５に摺動可能に支持されている。すなわち、前部可動体１３０は、案内レール１３５，１３５に従って前後方向に移動可能となっている。また、この前部可動体１３０の前方には、油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂが上下に並設されており、前部可動体１３０の前端に上下に並んで接続されている。油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂは、ボトム用回動軸１１の中心線と平行に前後方向へ伸縮駆動するように設けられており、その駆動により、前部可動体１３０を前後方向へ移動する。この油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂにオイルを流出入するための所定の油圧回路と該油圧回路を制御する制御手段とを設けた駆動制御装置１３８が配設されており、油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂを伸縮駆動する制御を行う。詳述すると、駆動制御装置１３８は、油圧シリンダ１３７ａの伸縮と、油圧シリンダ１３７ｂの伸縮とを共に同期させる制御を行う。油圧シリンダ１３７ａは、油圧シリンダ１３７ｂに比して、断面積の大きい大容量のため、押圧力が強い。一方、油圧シリンダ１３７ｂは、油圧シリンダ１３７ａに比して、微妙な位置決めを行うことができる。そのため、駆動制御装置１３８は、フレア加工時には、油圧シリンダ１３７ａの伸縮駆動制御を主として、油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂの伸縮を同期制御する。一方、駆動制御装置１３８は、前部可動体１３０の前後方向の位置決めを行いたい時には、油圧シリンダ１３７ｂの伸縮駆動制御を主として、油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂの伸縮を同期制御する。
【００８８】
尚、本実施例にあっては、油圧シリンダ１３７ｂの伸縮駆動制御を行う駆動制御装置１３８にも、上述した油圧回路９１及び位置制御装置９２と同様の油圧回路及び位置制御装置を備えている。そのため、駆動制御装置１３８の伸縮駆動制御によって油圧シリンダ１３７ｂの伸縮長さを正確に制御し、前部可動体１３０の前後方向の位置決めを正確に行うことができる。
【００８９】
ここで、上記した油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂを駆動制御する駆動制御装置１３８は、前部可動体１３０を後退（前方移動）した場合に、図２０（Ａ）のように、環状前部フレア加工型１２１ｂとボトム用回動軸１１の軸前部１１ａとが前後に離間して生じる空域を介して、円筒形素体Ｘをボトムロール１２３に通すことができると共に、ロール加工後のホイールリムＷを取り出すことができるように、前方停止位置を設定している。この前方停止位置が、本発明にかかる退避位置ｈ１である。また、前部可動体１３０を退避位置ｈ１から前進（後方移動）することにより、図２０（Ｂ）のように、ボトムロール１２３を挿通した円筒形素体Ｘを環状後部フレア加工型１２１ａと環状前部フレア加工型１２１ｂとで挟圧して、該円筒形素体Ｘの両端開口縁を拡口するフレア加工を行う。このフレア加工する後方位置が、本発明にかかるフレア加工位置ｈ２である。
【００９０】
尚、本実施例にあって、前部可動体１３０の前進および後退としては、該前部可動体１３０を主体とする作動で示している。すなわち、前部可動体１３０の前進は、成形装置１１１の構成からみれば後方移動であり、また、前部可動体１３０の後退は、成形装置１１１の構成からみれば前方移動である。
【００９１】
次に、円筒形素体Ｘ等を前後方向へ移送するワーク移送装置１４０について図１８，１９により説明する。
車両用ホイールリム成形装置１１１の左右両側部に、上記した案内レール１３５，１３５と平行に移送用案内レール１４１，１４１が配設されている。この移送用案内レール１４１，１４１には、上記した前部可動体１３０に連結された移送中継部材１４２，１４２が摺動可能に配されていると共に、該移送中継部材１４２，１４２の後方に同様に摺動可能な移送受動部材１４３，１４３が配されている。ここで、移送中継部材１４２と移送受動部材１４３とは、いわゆる送りねじ機構により連動するように設計されている。すなわち、移送中継部材１４２には、ボールネジにより雌ねじを構成した中継ナット１４５が接合されており、該中継ナット１４５に噛み合う中継ねじ軸１４６が、自転可能に支持されて移送用案内レール１４１に並設されている。この中継ねじ軸１４６の後方には、同心状に受動ねじ軸１４７が自転可能に支持されており、中継ねじ軸１４６と受動ねじ軸１４７とが継ぎ手機構１４８を介して連結されている。この継ぎ手機構１４８は、中継ねじ軸１４６と受動ねじ軸１４７とを一体的に回転するようにしている。そして、ボールネジにより雌ねじを構成した受動ナット１４９が、受動ねじ軸１４７と噛み合う構成として、移送受動部材１４３に接合されている。この送りねじ機構により、移送中継部材１４２が前後方向に移動するに従って、中継ナット１４５が連結された中継ねじ軸１４６が回動する。そして、中継ねじ軸１４６の回動が継ぎ手機構１４８を介して伝達されて受動ねじ軸１４７が回動することにより、受動ナット１４９と共に移送受動部材１４３が、移送中継部材１４３と同方向に移動する。尚、本実施例にあっては、移送中継部材１４２の移動量に対して、移送受動部材１４３の移動量が所定割合少なくなるように、中継ねじ軸１４６と受動ねじ軸１４７のピッチを夫々設定している。
【００９２】
また、移送受動部材１４３，１４３には、夫々の上端に差し渡された架台１５０が配設されている。そして、この架台１５０の中央部位に、上下方向に駆動するエアシリンダ１５１が配設されており、該エアシリンダ１５１に昇降支持台１５２が接合されている。この昇降支持台１５２は、エアシリンダ１５１の駆動により昇降動する。さらに、昇降支持台１５２上には、二個のロールを遊転可能に並設してなるワーク支持部材１５３が配設されている。このワーク支持部材１５３は、そのロールを回転軸線が前後方向に平行とするように構成されており、該二個のロール上に円筒形素体Ｘ等を乗載して支持するものである。
【００９３】
ここで、ワーク支持部材１５３は、円筒形素体Ｘ等を乗載した場合に、該円筒形素体Ｘの中心線とボトム用回動軸１１の中心線とを鉛直上下方向で平行となるように設けられている（図２０（Ａ）参照）。そして、エアシリンダ１５１の駆動により昇降動し、乗載した円筒形素体Ｘ等の中心線がボトム用回動軸１１の中心線と一致する位置に位置決めすることができるようになっている。この中心線が一致する位置を、支持位置ｍ１として設定している。
【００９４】
このようなワーク移送装置１４０は、上記した油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂの駆動により、移送中継部材１４２および移送受動部材１４３を介して、ワーク支持部材１５３を前後方向へ移動するようになっている。そして、ワーク支持部材１５３の前後方向への移動量は、上述した送りねじ機構の中継ねじ軸１４６と受動ねじ軸１４７とのピッチの比率により決まる。本実施例にあっては、図２０（Ａ）のように、ワーク支持部材１５３を、上記したエアシリンダ１５１により支持位置ｍ１に保持した状態で、前部可動体１３０を退避位置ｈ１とした場合に、ボトムロール１２３と環状前部フレア加工型１２１ｂとの間で、円筒形素体Ｘを乗載可能であり且つロール加工後のホイールリムＷを取出可能とする受渡位置ｆ１とする。そして、ワーク支持部材１５３を、前部可動体１３０の前進に伴って前進して、図２０（Ｂ）のように、円筒形素体Ｘの両端開口縁を環状後部フレア加工型１２１ａと環状前部フレア加工型１２１ｂとにより押圧してフレア加工するフレア加工付与位置ｆ２にまで移動する。さらに、ワーク支持部材１５３を、前部可動体１３０の後退に伴って後退して、図２１（Ａ）のように、環状前部フレア加工型１２１ｂの内側空域１３１から退出したボトムロール１２３に、フレア加工した円筒形加工体Ｙ１を遊嵌するロール加工付与位置ｆ３に移動する。このように、ワーク支持部材１５３は、前部可動体１３０を退避位置ｈ１とした時に受渡位置ｆ１とし、該前部可動体１３０をフレア加工を開始する位置とした時にフレア加工付与位置ｆ２とし、前部可動体１３０を環状前部フレア加工型１２１ｂの内側空域１３１からボトムロール１２３を退出しているところでロール加工付与位置ｆ３とするように、上記した中継ねじ軸１４６と受動ねじ軸１４７とのピッチ比率を設定している。
【００９５】
また、ワーク支持部材１５３は、ロール加工付与位置ｆ３で、上記したエアシリンダ１５１により降動して、図２１（Ｂ）のように、フレア加工後の円筒形加工体Ｙ１を、ボトムロール１２３にぶら下げて支持した状態とする。このようにワーク支持部材１５３が、円筒形加工体Ｙ１の下方で支持しない位置を、降下位置ｍ２と設定している。そして、ワーク支持部材１５３は、エアシリンダ１５１の昇降駆動により、上記した支持位置ｍ１と降下位置ｍ２とに位置変換する。
【００９６】
次に、本実施例３の車両用ホイールリム成形装置１１１を、ホイールリムＷの製造ラインに設置した場合にあって、該ホイールリムＷの成形過程について説明する。
上述した実施例１と同様に円筒形素体Ｘを成形した後、該円筒形素体Ｘを図示しない搬送装置により車両用ホイールリム成形装置１１１に搬送する。この車両用ホイールリム成形装置１１１には、環状後部フレア加工型１２１ａ、ボトムロール１２３、環状前部フレア加工型１２１ｂ、第一トップロール１２４、第二トップロール１０４ｂが取り付けられている。そして、前部可動体１３０を退避位置ｈ１とし、第一トップロール可動制御装置６０が第一トップ用回動軸６１を第一待機位置ｓ１とし、第二トップロール可動制御装置１７０が第二トップ用回動軸１７１を第二待機位置ｒ１とし、ワーク移送装置１４０がワーク支持部材１５３を受渡位置ｆ１とし且つ支持位置ｍ１としている。
【００９７】
搬送装置により搬送された円筒形素体Ｘを、ワーク移送装置１４０のワーク支持部材１５３上に支持し（図２０（Ａ）参照）、油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂを駆動制御することにより、前部可動体１３０を前進するに伴って、ワーク支持部材１５３を前進する。この移動により、円筒形素体Ｘをボトムロール１２３の前端から通し、さらにボトムロール１２３を環状前部フレア加工型１２１ｂの内側空域１３１へ挿入する。そして、図２０（Ｂ）のように、ワーク支持部材１５３をフレア加工付与位置ｆ２に移動し、前部可動体１３０をフレア加工位置ｈ２に移動することにより、円筒形素体Ｘをフレア加工する。このフレア加工によって、円筒形素体Ｘの両端開口縁を拡口した円筒形加工体Ｙ１を得る。
【００９８】
フレア加工の後に、上記した駆動制御装置１３８により油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂを駆動制御して、前部可動体１３０を後退し、これに伴いワーク支持部材１５３を後退する。ここで、前部可動体１３０が後退することによって、ボトムロール１２３が環状前部フレア加工型１２１ｂの内側空域１３１から退出し、図２１（Ａ）のように、円筒形加工体Ｙ１を、ボトムロール１２３に遊嵌するロール加工付与位置ｈ３にワーク支持部材１５３を位置決めして停止する。尚、このロール加工付与位置ｈ３は、容量の小さい油圧シリンダ１３７ｂの駆動制御によって精度良く位置決めすることができる。その後、図２１（Ｂ）のように、ワーク移送装置１４０のエアシリンダ１５１を降動することにより、ワーク支持部材１５３を下方移動して降下位置ｍ２とし、該ワーク支持部材１５３が円筒形加工体Ｙ１を支持しない状態とする。この場合、円筒形加工体Ｙ１は、その上部内面をボトムロール１２３の上部外面により支持された、所謂ぶら下げられた状態となる。
【００９９】
その後、上述した実施例１と同様に、ボトムロール１２３を回転して、サイドロール８１，８１を保持位置ｐ２，ｐ２に位置変換する（図６（Ｂ）参照）。第一トップロール可動制御装置６０は、図２２のように、第一トップロール１２４を回動して第一待機位置ｓ１から下方へ円弧移動し、周方向に回転する円筒形加工体Ｙ１の上部外面と圧接して押し付けていき、周方向に亘ってロール加工する。そして、第一トップ用回動軸６１を第一ロール加工位置ｓ４に正確に停止して保持する（図２２参照）。ここで、第一ロール加工位置ｓ４は、図２３のように、第一トップロール１２４とボトムロール１２３との間隙をフレア加工した円筒形加工体Ｙ１の板厚以上とした、該第一トップロール１２４がボトムロール１２３から所定間隙をおいた位置となる位置として設定している。そして、この第一ロール加工位置ｓ４まで押圧加工することにより、円筒形加工体Ｙ１をボトムロール１２３に複数箇所で部分的に予備圧接し、第一トップロール１２４に倣うように変形する。これにより、ホイールリムの中間形状をなす円筒形加工体Ｙ４を得る。
【０１００】
ここで、この部分的に予備圧接した状態では、ボトムロール１２３と圧接した夫々の圧接域が比較的狭く、各圧接域の間に空隙が生じている。これにより、当該ロール加工による変形にある程度余裕を持たせることができるため、円筒形加工体Ｙ１の直状胴部を中間形状に変形するという、比較的大きな変形量を生じさせるロール加工にあっても、シワやヒケ等の発生を抑制でき得る。
【０１０１】
尚、第一トップロール可動制御装置６０にあっては、上述したように、油圧回路９１と位置制御装置９２とにより、第一油圧シリンダ６４を精度良く位置変換する制御を行い得るものであるから、移動速度の制御も精密に行うことができる。本実施例３にあっては、第一トップロール１２４の円弧移動を、円筒形加工体Ｙ１に圧接してロール加工中に、比較的低速となるように制御している。これにより、本ロール加工の際に、上記したシワやヒケ等の発生を抑制する効果を一層向上することができ得る。
【０１０２】
第一トップロール１２４を第一待機位置ｓ１に戻すと、上述した実施例２と同様に、第二トップロール可動制御装置７０は、第二トップ用回動軸７１を回動して第二待機位置ｒ１（図２２参照）から下方へ円筒移動し、第二トップロール１０４ｂを周方向に回転する円筒形加工体Ｙ４の上部外面に圧接して押圧していくことにより、その周方向に亘ってロール加工する。そして、第二トップ用回動軸７１を第二ロール加工位置ｒ４（図１０参照）で正確に停止して保持する。この第二ロール加工位置ｒ４は、上述した実施例２と同様に、円筒形加工体Ｙ４を、第二トップロール１０４ｂとボトムロール１２３との間で挟圧して、両者に倣うように変形し且つ所望のホイールリム板厚とするように圧縮変形する（図１３参照）。このように円筒形加工体Ｙ４を本圧接するロール加工を行うことにより、ホイールリムの完成形状に成形し、該形状のホイールリムＷを得る。尚、第二ロール加工位置ｒ４で停止保持していることにより、必要以上に圧延加工してしまうことを防止している。
【０１０３】
このように第二トップロール１０４ｂによるロール加工が終了すると、サイドロール８１，８１を待機位置ｐ１，ｐ１に位置変換して、ボトムロール１２３を回動停止する。その後、ワーク移送装置１４０のエアシリンダ１５１を駆動して、ワーク支持部材１５３を降下位置ｍ２から支持位置ｍ１へ昇動して、ホイールリムＷを乗載して支持する。そして、油圧シリンダ１３７ａ，１３７ｂの駆動により、前部可動体１３０を後退して退避位置ｈ１とし、これに伴ってワーク支持部材１５３を受渡位置ｆ１とする。受渡位置ｆ１でワーク支持部材１５３に支持されているホイールリムＷを、図示しない搬送装置により次のエキスパンダ工程へ搬送する。
【０１０４】
上述したように、本実施例３の車両用ホイールリム成形装置１１１にあっては、円筒形素体Ｘのフレア加工と、フレア加工した円筒形加工体Ｙ１をホイールリムの中間形状に成形するロール加工と、ホイールリムの完成形状に成形するロール加工とを順次行うものである。すなわち、本成形装置１１１は、従来構成のフレア加工工程と第一〜第三ロール加工工程に相当するロール加工工程とを当該装置一台で行うものである。ここで、第一トップロール１２４によるロール加工では、直胴部を有する円筒形加工体Ｙ１を直接に中間形状に変形するため、比較的大きな変形量を生じるが、該第一トップロール１２４により予備圧接することにより、シワやヒケ等の発生を抑制することができる。これにより、本成形装置１１１による二工程のロール加工工程としても、所望のホイールリムを適正に成形することができ得る。
【０１０５】
そして、本実施例３の成形装置１１１を用いることにより、ホイールリムを製造するための製造ライン長を、大幅に短縮することが可能である。これにより、ホイールリム製造にかかるメンテナンスや段替えなどの作業の効率化と短時間化とを実現するという、本発明の作用効果を一層高めることができ得る。
【実施例４】
【０１０６】
実施例４の車両用ホイールリム成形装置２０１にあっては、分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂを用いて、ロール加工の際に該分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂを接合して一体化することにより両持状に支持するようにした構成である。図２４のように、ボトム用回動軸１１の軸前部１１ａの前方に、前後方向に移動可能に設けられた前部可動体２０２が設けられており、該前部可動体２０２には、ボトム用回動軸１１の中心軸線を一直線状となるように、ボトム用遊転軸２０６が遊転可能に支持されている。このボトム用遊転軸２０６は、その軸後部２０６ａを前部可動体２０２の後部から後方へ突出するように配設されており、所謂片持状に支持されている。
【０１０７】
上記したボトム用回動軸１１の軸前部１１ａとボトム用遊転軸２０６の軸後部２０６ａとには、ボトムロールをその長手方向中央部分で二分割した分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂが夫々嵌着されている。そして、上記した前部可動体２０２を前後方向に移動することにより、ボトム用遊転軸２０６の軸後部２０６ａをボトム用回動軸１１の軸前部１１ａの前方へ退避する位置と、両者の先端が当接して接続する位置とに位置変換する。ここで、退避した位置では、互いの分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂの間に円筒形加工体やホイールリムＷを配置したり、取り出したりできる。一方、接続する位置では、互いの分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂを接合してボトムロールとして一体化する。そして、分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂを接合した状態では、ボトム用回動軸１１とボトム用遊転軸２０６とによって、分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂが両持状に支持される。分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂとが接合した状態で、ボトム用回動軸１１を回動することにより、分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂが一体に回動する。
【０１０８】
また、この車両用ホイールリム成形装置２０１には、前部可動体２０２を前後方向へ移動する油圧シリンダ２０３と該油圧シリンダ２０３を駆動制御する制御装置（図示省略）が配設されている。
【０１０９】
このような車両用ホイールリム成形装置２０１は、図示しない搬送装置により搬送された円筒形加工体を、互いに離間している分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂ間に配置し、前部可動体２０２を駆動することにより各分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂを接合する。これにより、円筒加工体をボトムロール（分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂが一体化したもの）に遊嵌して、吊り下げられた状態とする。
【０１１０】
尚、本実施例の構成にあって、上記した以外の構成は、上述した実施例１と同様の構成であり、同じ構成要素に同じ符号を記し、その説明を省略している。尚、図２４では、サイドロール可動装置８０，８０は省略している。
【０１１１】
本実施例４にあっては、ロール加工を行う際に、ボトムロール（分割ボトムロール２０９ａ，２０９ｂが一体化したもの）を両持状に支持することができるため、該ボトムロールの中心軸線がブレ難い。そのため、上記した実施例１〜３の片持状の構成に比して、ロール径の大きいボトムロールを使用することができ、且つ、ロール加工の成形安定性に優れる。そして、上述した実施例１と同様の作用効果を発揮し得る。
【実施例５】
【０１１２】
実施例５の車両用ホイールリム成形装置２１１は、図２５，２６のように、ボトム用回動軸１１の上方で、第一トップ用回動軸６１と第二トップ用回動軸７１とを水平方向に沿って左右横方向に移動し、また上下方向に移送するようにした構成である。ここで、第一トップ用回動軸６１と第二トップ用回動軸７１とは、互いに水平方向に沿って平行とするように、トップ軸水平可動体２１３に回動可能に支持されている。そして、このトップ軸水平可動体２１３は、水平方向に沿って左右横方向に移動可能とするように、トップ軸垂直可動体２１４に支持されている。さらに、このトップ軸垂直可動体２１４は、垂直方向に昇降動可能とするように支持されている。
【０１１３】
上記のトップ軸垂直可動体２１４には、トップ軸水平可動体２１３を水平方向に移動する案内ガイド２１５，２１５と、該トップ軸水平可動体２１３を移動するための油圧シリンダ２１６とを備えている。この油圧シリンダ２１６の駆動によりトップ軸水平可動体２１３が左右横方向に移動することによって、第一トップ用回動軸６１と第二トップ用回動軸７１とのいずれか一方を、ボトム用回動軸１１の垂直上方とする位置（図２５（Ａ），図２６（Ａ）参照）に位置変換することができる。また、トップ軸垂直可動体２１４は、垂直方向に移動するための案内ガイド２１７，２１７に支持されていると共に、その左右両端部で油圧シリンダ２１８，２１８に連結している。この油圧シリンダ２１８，２１８を同期して駆動制御することにより、トップ軸垂直可動体２１４を昇降動する（図２５（Ｂ），図２６（Ｂ）参照）。
【０１１４】
本実施例５の車両用ホイールリム成形装置２１１にあっては、図２５（Ａ）のように、第一トップ用回動軸６１をボトム用回動軸１１の垂直上方に位置して、本発明にかかる第一待機位置とする。その後、トップ軸垂直可動体２１４を降動することにより、図２５（Ｂ）のように、第一トップ用回動軸６１を、本発明にかかる第一ロール加工位置に位置変換することができる。また、図２６（Ａ）のように、トップ軸水平可動体２１３を移動することにより、第二トップ用回動軸７１をボトム用回動軸１１の垂直上方に位置して、本発明にかかる第二待機位置とする。その後、トップ軸垂直可動体２１４を降動することにより、図２６（Ｂ）のように、第二トップ用回動軸７１を、本発明にかかる第二ロール加工位置に位置変換することができる。
【０１１５】
尚、本実施例５にあっては、トップ軸水平可動体２１３を移動する油圧シリンダ２１６およびトップ軸垂直可動体２１４を移動する油圧シリンダ２１８，２１８は、上述した実施例１と同様の油圧回路と位置制御装置とによって、位置変換する駆動を正確に制御できるようにしている。また、これ以外の構成にあっても、上述した実施例１と同様の構成とし、同じ構成要素に同じ符号を記し、その説明を省略している。
【０１１６】
本実施例５の車両用ホイールリム成形装置２１１にあっても、上述した実施例１と同様の作用効果を発揮し得る。
【０１１７】
このような実施例５と別の構成として、図２７に示すように、第一トップ用回動軸６１と第二トップ用回動軸７１とを別々に水平方向と垂直方向とに移動するようにした構成とすることもできる。この構成にあっては、第一トップ用回動軸６１を支持する第一トップ軸可動体２２２と、第二トップ用回動軸７１を支持する第二トップ軸可動体２２３とを、夫々に水平方向と垂直方向とに移動制御するものである。すなわち、図２７（Ａ）のように、第一トップ用回動軸６１をボトム用回動軸１１の垂直上方に位置して、本発明にかかる第一待機位置とする。第二トップ用回動軸７１をボトム用回動軸１１の垂直上方に位置して、本発明にかかる第二待機位置とする。この構成にあっても、上記した実施例５と同様に、油圧シリンダ、油圧回路、位置変換制御装置などを用いて、各待機位置と各ロール加工位置とに正確に位置変換することが可能である。そして、上述した実施例１と同様の作用効果を発揮し得る。
【０１１８】
一方、上述した実施例にあって、第一アーム駆動制御手段と第二アーム駆動制御手段を構成する油圧回路および位置制御装置とは、所謂サーボ機構として油圧シリンダ６４，７４を駆動制御するようにした構成である。このサーボ機構としては、上記した油圧回路９１に限定されず、油圧シリンダ６４，７４を精度良く駆動制御する構成のものであれば良い。また、油圧シリンダ６４，７４および第一，第二アーム駆動制御手段に代わる他の構成として、例えば、ボールネジを用いた送りねじ機構を可動アームに連結し、ネジを回動するサーボモータと、該サーボモータを制御する制御装置とを備えた構成とすることもできる。この構成では、サーボモータの回転角および回転速度を制御することにより、送りねじ機構を介して可動アームの揺動を正確かつ安定して制御でき、上述した実施例と同様の作用効果を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本実施例１，２の車両用ホイールリム成形装置１の側面図である。
【図２】車両用ホイールリム成形装置１の正面図である。
【図３】ボトムロール駆動装置１０の縦断面図である。
【図４】第一トップロール可動制御装置６０の第一トップ用回動軸６１と第一位置変換支軸６３、および第二トップロール可動制御装置７０の第二トップ用回動軸７１と第二位置変換支軸７３を表す横断面図である。
【図５】第一トップロール可動制御装置６０と第二トップロール可動制御装置７０とに夫々配設された油圧回路９１および位置制御装置９２を示す概念図である。
【図６】サイドロール可動装置８０の、サイドロール８１，８１を（Ａ）待機位置ｐ１と（Ｂ）保持位置ｐ２とした状態を示す平面図である。
【図７】第一トップロール可動制御装置６０の第一トップ用回動軸６１を第一待機位置ｓ１とし、第二トップロール可動制御装置７０の第二トップ用回動軸７１を第二待機位置ｒ１とした状態を示す説明図である。
【図８】実施例１にあって、第一トップロール可動制御装置６０の第一トップ用回動軸６１を第一ロール加工位置ｓ２に位置変換した状態を示す説明図である。
【図９】図８の第一ロール加工位置ｓ２における、第一トップロール２４ａにより予備圧接した状態を示す説明図である。
【図１０】実施例１にあって、第二トップロール可動制御装置７０の第二トップ用回動軸７１を第二ロール加工位置ｒ２に位置変換した状態を示す説明図である。
【図１１】図１０の第二ロール加工位置ｒ２における、第二トップロール２４ｂにより本圧接した状態を示す説明図である。
【図１２】実施例２にあって、第一トップロール可動制御装置６０の第一トップ用回動軸６１を第一ロール加工位置ｓ３に位置変換した状態における、第一トップロール１０４ａにより予備圧接した状態を示す説明図である。
【図１３】実施例２にあって、第二トップロール可動制御装置７０の第二トップ用回動軸７１を第二ロール加工位置ｒ３に位置変換した状態における、第二トップロール１０４ｂにより本圧接した状態を示す説明図である。
【図１４】実施例３の車両用ホイールリム成形装置１１１の側面図である。
【図１５】同上の車両用ホイールリム成形装置１１１の平面図である。
【図１６】後部成形装置１２０、前部可動体１３０を示す縦断面図である。
【図１７】後部成形装置１２０、前部可動体１３０を示す横断面図である。
【図１８】ワーク移送装置１４０を拡大した側面図である。
【図１９】ワーク移送装置１４０の、図１８のＭ−Ｍ縦断面図を示す縦断面図である。
【図２０】前部可動体１３０の（Ａ）退避位置ｈ１と、（Ｂ）フレア加工位置ｈ２とを示す説明図である。
【図２１】ワーク移送装置１４０がワーク支持部材１５３を、（Ａ）ロール加工付与位置ｆ３とし、その後（Ｂ）降下位置ｍ２とした状態を示す説明図である。
【図２２】実施例３にあって、第一トップロール可動制御装置６０の第一トップ用回動軸６１を第一ロール加工位置ｓ４に位置変換した状態を示す説明図である。
【図２３】図２２の第一ロール加工位置ｓ４における、第一トップロール１２４により予備圧接した状態を示す説明図である。
【図２４】実施例４の車両用ホイールリム成形装置２０１の側面図である。
【図２５】実施例５の車両用ホイールリム成形装置２１１の作動を示す概念図である。
【図２６】同上の車両用ホイールリム成形装置２１１の作動を示す概念図である。
【図２７】別の構成例を示す概念図である。
【図２８】従来の、（Ａ）金属製平板Ｚから円筒形素体Ｘを成形する工程と、（Ｂ）円筒形素体Ｘをフレア加工する工程とを示す説明図である。
【図２９】従来の、（Ａ）第一ロール加工工程におけるロール加工している状態と、（Ｂ）第二ロール加工工程におけるロール加工している状態と、（Ｃ）第三ロール加工工程におけるロール加工している状態とを示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１０１，１１１，２１１  車両用ホイールリム成形装置
１０  ボトムロール駆動装置
１１  ボトム用回動軸
１４  ボトム用駆動モータ
２３，１０３，１２３  ボトムロール
２４ａ，１０４ａ，１２４  第一トップロール
２４ｂ，１０４ｂ  第二トップロール
６０  第一トップロール可動装置
６１  第一トップ用回動軸
６２  第一可動アーム
６４  第一油圧シリンダ（第一アーム駆動装置）
６５  第一トップ用駆動モータ
７０  第二トップロール可動制御装置
７１  第二トップ用回動軸
７２  第二可動アーム
７４  第二油圧シリンダ（第二アーム駆動装置）
７５  第二トップ用駆動モータ
９１  油圧回路
９２  位置制御装置
１２０  後部成形装置（ボトムロール駆動装置）
１４０  ワーク移送装置
１５３  ワーク支持部材
ｓ１  第一待機位置
ｓ２，ｓ３，ｓ４  第一ロール加工位置
ｒ１  第二待機位置
ｒ２，ｒ３，ｒ４  第二ロール加工位置
Ｘ  円筒形素体
Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，Ｙ３’，Ｙ４，ｙ２  円筒形加工体
Ｗ  ホイールリム
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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