(57)【要約】【課題】製造過程のコストを押さえ、重量の分布が均等なアルミ合金のホイールディスクの製造方法を提供する。【解決手段】アルミ合金材料を使って、直接絞り成型方法で、必要なホイールディスクの断面形状による、アルミ合金のプレート１０が作られる。プレスする面の形状が当該ホイールディスクの断面形状と同じで、そのプレート材１０の長さの方向に沿って、適切なアーク角度を呈する上下金型１セットを利用して、そのプレート材１０に対し、その長さの方向に沿って、ステップを分けて一々圧力をかけて、そのプレート材１０を丸い形のホイールディスクに成形するのである。その両端をだんだん接近させて、一つの接続隙間が形成された後、その接続隙間を溶接する。その後、手順によるアニーリング処理、形削る処理、熱処理及びカッティング処理を行うことで、一つのアルミ合金のホイールディスクの完成品が完成される。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミ合金のホイールディスクの製造方法であって、
直接絞り成型方法で、アルミ合金の材料で所定のホイールディスクの断面形状の、アルミ合金のプレート材が成形され、
プレスする面の形状が当該ホイールディスクの断面形状と同じ、そのプレート材の長さの方向に沿って、適切なアーク角度を呈する上下金型１セットを利用して、そのプレート材に対し、その長さの方向に沿って、ステップを分けて一々圧力をかけて、
そのプレート材に丸い形のホイールディスクが形成され、その両端をだんだん接近させて、一つの接続隙間が形成された後、その接続隙間を溶接してから、アルミ合金のホイールディスクの半製品が完成されることを特徴とするアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項２】
アルミ合金の材料は、直接絞り成型方法により、所定のホイールディスクの断面形状で、内側エッジにリブのあるアルミ合金のプレート材が作られることを特徴とする請求項１記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項３】
上、下の金型は、それぞれ油圧機械の油圧ロッドの上に接続している上固定ベースおよび、下固定ベースに取り付けられ、その上、下の金型の上で対応するプレス面、ちょうど製造する予定のホイールディスクの断面形状が形成されるので、そのアルミ合金のプレート材が上、下の金型の対応するプレス面の上に取り付けられ、その二つの対応するプレス面がアルミ合金のプレート材の長さの方向に、１個の適切なアーク角度を呈することで、油圧機械を駆動させ、その２個の金型でプレート材に圧力をかけて、その上に１個のアーク形状が形成されることを特徴とする請求項２記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項４】
アーク角度の最適な大きさは１５度から６０度の間であることを特徴とする請求項３記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項５】
アーク角度の半径は、製造する予定のアルミ合金のホイールディスクの半径に相当するものであることを特徴とする請求項３記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項６】
上の金型と隣接する二つ側の位置に、それぞれ１個の補助ホイールが取り付けられ、その補助ホイールのホイールフレームを油圧機械の上固定ベースに固定で取り付けることで、その上の金型より下の金型に置くアルミ合金のプレート材をプレスする場合、その補助ホイールが同期作動可能であり、そのアルミ合金のプレート材での隣接するプレスされない部分は、アーク角度に沿って連続変形を生じることを特徴とする請求項３記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項７】
２個の金型は、まずそのプレート材に対し、その長さの方向に沿って、隣接する二つ側の位置に、それぞれ圧力をかけることで、そのプレート材の両端にそれぞれ予定のアーク形状が形成されることを特徴とする請求項６記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項８】
プレート材の両端に予定のアーク形状が形成された後、鋸でそのアルミ合金のプレート材の両端面に形成された不均等の変形量を除去することを特徴とする請求項７記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項９】
アルミ合金のプレート材の両端面に形成された不均等の変形量を除去した後、鋸でその両端面に一つの予定の面取りを形成することで、アルミ合金のプレート材がプレスで丸いホイールディスクを形成された場合、その両端を寄せることでＶ字型の接続隙間が形成されることを特徴とする請求項８記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項１０】
アルミ合金のプレート材がプレスで丸いホイールディスクを形成した後、その接続隙間に局部溶接を行い、そのアルミ合金のプレート材を丸いホイールディスクに定型することを特徴とする請求項９記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【請求項１１】
アルミ合金のプレート材が丸いホイールディスクに定型された後、そのＶ字型の接続隙間に溶接を行い、そのアルミ合金の溶接材をその接続隙間の中に溶接させて、１個のアルミ合金のホイールディスクの半製品が形成されることを特徴とする請求項１０記載のアルミ合金のホイルディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミ合金のホイールディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、アルミ合金のホイールディスクの製造方法が開示されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
従来のアルミ合金のホイールディスクの製造方法について、例えばＳｅｃｏｌｏｅｔ  ａｌのアメリカ第４，５８９，１７７号の発明特許登録及びＥＶｅｎｓのアメリカ第４，１８５，３７０号の発明特許登録がある。図１に示すようにそれはまず、アルミ合金のプレート材１を曲げて丸い形が形成される。図２に示すように次に、アルミ合金プレートの両端にある接続隙間２を溶接して１個のディスク３が形成され、又、異なる形状のプレス金型を備える押し型マシンを使って、そのディスクの断面に手順による異なる形状の金型のプレス成型を行う。図３に示すように、それによる段々必要な断面形状のあるアルミ合金のホイールディスク４が形成されたのである。
【０００４】
【特許文献１】
アメリカ第４，５８９，１７７号
【特許文献２】
アメリカ第４，１８５，３７０号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の製造加工の過程で、その断面がプレート状を呈するアルミ合金ディスクは、プレスで必要なアルミ合金のホイールディスクの断面形状を形成するため、たくさんの異なる形状のプレス金型を備える押し型マシンを利用して、ディスクに異なる形状のプレス成型を行うことで、段々必要な断面形状が形成されている。このためプレス成型するプロセスで、数セットの値段が高い押し型マシンを装置しなければならない。そのため、設備のコストが高すぎるし、異なる形状のプレス成型作業を使う場合、その加工プロセスが複雑なので、時間及び人手を浪費する。且つ、数セットの押し型マシンの運転もたくさんエネルギーを浪費するため、アルミ合金のホイールディスクの全体コストが安くならないのである。
【０００６】
又、従来のアルミ合金のホイールディスクの製造方法は、押し型マシンを利用して、断面がプレート形状を呈するアルミ合金のホイールディスクに、異なる形状のプレス成型作業を行うことで、段々必要な断面形状が形成されるので、全体的なプレス成型作業の過程において、プレート形状を呈するアルミ合金のホイールディスクが不均等になる。このため、薄くなる及び変形しやすいことで、製造されたアルミ合金のホイールディスクは、重量の分布が不均等になり、又は硬度が低くなるため、従来のアルミ合金のホイールディスクの使用寿命がひどく影響されるものである。
【０００７】
したがって本発明の目的は、製造過程のコストを押さえ、重量の分布が均等なアルミ合金のホイールディスクの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の請求項に記載のアルミ合金のホイールディスクの製造方法は、主にアルミ合金材料を使って、直接絞り成型方法で、必要なホイールディスクの断面形状による、アルミ合金のプレートが作られる。プレスする面の形状が当該ホイールディスクの断面形状と同じで、そのプレート材の長さの方向に沿って、適切なアーク角度を呈する上下金型１セットを利用して、そのプレート材に対し、その長さの方向に沿って、ステップを分けて一々圧力をかけて、そのプレート材を丸い形のホイールディスクに成形するのである。
【０００９】
当発明の一つの目的は直接絞り成型方法で、アルミ合金の材料を必要なホイールディスクの断面形状による、ホイールディスクの断面形状と同一になるプレート材を製造してから、それらのプレス金型を使って、そのプレート材に対し、長さの方向に沿って、ステップを分けて一々圧力をかけて、そのプレート材に丸い形のホイールディスクを形成させる。その両端をだんだん接近させて、一つの接続隙間が形成された後、その接続隙間を溶接してから、アルミ合金のホイールディスクの半製品が完成させる。その後、その半製品に手順によるアニーリング処理、形削る処理、熱処理及びカッティング処理を行うことで、一つのアルミ合金のホイールディスクの完成品が完成される。
【００１０】
当発明のもう一つの目的は直接絞り成型方法で、アルミ合金の材料を必要なホイールディスクの断面形状による、ホイールディスクの断面形状と同一で、且つその内側にリブがあるアルミ合金のプレート材に製造してから、それらのプレス金型を使って、そのプレート材に対し、長さの方向に沿って、ステップを分けて一々圧力をかけて、そのプレート材に丸い形のホイールディスクを形成する。その両端をだんだん接近させて、一つの接続隙間が形成された後、その接続隙間を溶接してから、内側にリブのあるアルミ合金のホイールディスクの半製品が完成させる。その後、その半製品に手順による加工処理を行うことで、一つのアルミ合金のホイールディスクの完成品が完成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の実施例はアルミ合金のホイールディスクの製造方法に関するものである。それは主にアルミ合金材料を使って、直接絞り成型方法である。
【００１２】
図４に示すように、必要なホイールディスクの断面形状による、アルミ合金のプレート材１０が作られる。又、図５に示すように１セットの上、下の金型２０、金型３０を利用する。図６に示すように、そのアルミ合金のプレート材１０に対し、その長さの方向が両端に隣接する位置に沿って、それぞれ圧力をかけて、そのアルミ合金のプレート材１０の両端に、それぞれ１個の予定θ角度のある形状を形成させる。
【００１３】
実施例では、図５に示すように、上、下の金型２０、金型３０をそれぞれ油圧機械の油圧ロッド（図面に表示されてない）の上に接続している上、下固定ベース２８、固定ベース３８（図面の中での点線で示す部分）に取り付ける。その上、下の金型２０、金型３０の上で対応するプレス面２１、プレス面３２に、ちょうど製造する予定のホイールディスクの断面形状が形成される。そのアルミ合金のプレート材１０が上、下の金型２０、金型３０の対応するプレス面２１、プレス面３２の上に取り付けられる。その二つの対応するプレス面２１、プレス面３２がアルミ合金のプレート材１０の長さの方向に、１個の適切なθ角度を呈することで、その油圧機を駆動させる。二つの金型２０、金型３０よりそのアルミ合金のプレート材１０に圧力をかけた後、その上に一つのθ角度を呈するアーク形状を呈する。そのアーク角度θの大きさは、実際作業の需要による設けられるが、１５度から６０度の間に設計するのが最適である。そのθ角度の半径は、その製造するアルミホイールディスクの半径と相当する。その実施例の中で、前述のように、プレス成型する過程に、そのアルミ合金のプレート材１０の上にプレスで成型された部分及びその隣接するプレスされない部分の間に、不連続な変形を生じることを避けるため、その上の金型２０と隣接する二つ側の位置に、それぞれ１個の補助ホイール４０を取り付ける。その補助ホイール４０のホイールフレーム４１を油圧機械の上固定ベース２８に固定で取り付けることで、その上の金型２０より下の金型３０に置くアルミ合金のプレート材１０へプレスする場合、その補助ホイール４０が同期作動できるので、そのアルミ合金のプレート材１０での隣接するプレスされない部分は、θ角度に沿って連続変形を可能とする。
【００１４】
本発明の実施例がアルミ合金のプレート材１０の両端に一つの予定θ角度が成型された後、そのアルミ合金のプレート材１０の両端の面に、金属分子構造が絞られるため、その長さの方向に沿って、不均等の変形が生じる。
【００１５】
図７に示すように、中央部分の変形量△ＬＣは両側の△ＬＳより大きくさせるので、本実施例ではそのアルミ合金のプレート材１０の後プロセスに、順調に丸いホイールディスクがプレスで製造される。且つ、その両端に一つの接続隙間が均等に形成され、そのアルミ合金のプレート材１０の両端に形成された不均等の変形量△Ｌを鋸で除去する。
【００１６】
図８に示すように、そのアルミ合金のプレート材１０で順調に丸いホイールディスクがプレスにより製造された場合、その両端を均等に寄せられる接続隙間の外のエッジはより大きいがその内のエッジは緊密に寄せるＶ字型の接続隙間を呈するので、フライス盤でアルミ合金のプレート材１０の両端に一つの予定の面取りが形成されるものである。
【００１７】
図９に示すように、アルミ合金のプレート材１０を上、下の金型２０、金型３０の間に置き、その長さの方向に沿って、プレスで成型されない部分に、ステップによる一々プレス作業を行う。
【００１８】
図１０に示すように、その板材がプレスで丸くだんだん寄せあって一つのＶ字型の接続隙間５１が形成された後、そのＶ字型の接続隙間５１に局部溶接６０を行い、そのアルミ合金のプレート材１０は丸いホイールディスクに定型される。本実施例ではそのＶ字型の接続隙間５１に溶接処理を行い、そのアルミ合金の溶接材６１がそのＶ字型の接続隙間５１の中において、そのアルミ合金のプレート材の両端の面と溶接させることで、本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク半製品５０が形成する。
【００１９】
図１１に示すように、そのホイールディスク半製品５０が完了された後、本実施例では、そのＶ字型の接続隙間５１に溶接で形成された熱い応力の集中することを取り除ける。且つ、分子構造を均等に配列させてから、そのホイールディスク半製品５０にアニーリング処理を行い、そのアニーリング処理が完了された後、そのホイールディスク半製品５０をもう一つの油圧機械（図面の中に表示してない）の上、下の形削る金型８１、金型８２の間に置く。その上、下の形削る金型８１、金型８２をそれぞれ油圧機械の油圧ロッド及び固定ベースの上に取りつける。その二つの形削る金型８１、金型８２の上での対応するプレス面の形状は、ちょうど製造するホイールディスクの内側エッジの形状と同一になるので、その二つの形削る金型８１、金型８２がホイールディスク半製品５０の内側エッジに圧力をかける場合、そのホイールディスク半製品５０が成型する過程に生じた誤差を校正可能であり、その形削った後のホイールディスク半製品５０は製造したいホイールディスクと同一な内側形状が得られる。
【００２０】
本実施例では又ホイールディスク半製品５０に順序による熱処理を行い、その連続の熱処理を通し、その材料を固体化させることで、その構造の強度を上昇させ、カッティング処理を利用して、そのホイールディスク半製品５０の外側エッジの表面にある不均等の突出を削って、均等で滑る外側エッジ表面を形成することで、アルミ合金のホイールディスクの完成品が完了されるものである。
【００２１】
図４に示すように、本発明のもう一つの実施例では、アルミ合金材料を使って、直接絞り成型方法でアルミ合金のプレート材１０が製造された場合、ホイルディスクが必要とする断面形状とまったく同じのものを製造可能である。且つ、その内側エッジには１個のリブ１１形のアルミ合金のプレート材１０を備える。
【００２２】
図５、図６に示すように、もう一つの実施例では、そのアルミ合金のプレート材１０をプレスで成型する場合、その油圧機械の上に取り付けられた上、下の金型２０、金型３０の中で、リブ１１と対応する下の金型３０のプレス面３２の上に、１個のそのリブ１１をちょうど入れるコンケーブスロート３１が設けられている。又、上、下の金型２０、金型３０を使って、ステップによる圧力をかけて、そのリブ１１のアルミ合金のプレート材１０の上に、１個の丸いホイールディスクを形成させてから、溶接、アニーリング処理、形削る処理、熱処理及びカッティング処理を完了した後、リブ１１のあるアルミ合金のホイールディスクが製造される。
【００２３】
図１２に示すように、もう一つの実施例では、そのリブ１１の上に複数個の対称なホール１３を設けている。ロックユニット９０による車のシャフトと合わせるホイール７０をそのホール１３にロックで設けられるので、そのホイールディスク５０を内側エッジに設けられたホイール７０と穏やかに一体化させる。製造する途中、複雑な溶接手順が全く必要でなく、リブ１１を利用して、有効にそのホイールディスク５０の構造強度を向上可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のアルミ合金のホイールディスク製造方法中のアルミプレートを示す説明図である。
【図２】従来のアルミ合金のホイールディスク製造方法中のアルミ合金を示す説明図である。
【図３】従来のアルミ合金のホイールディスク製造方法で製造されたアルミ合金のホイールディスクを示す説明図である。
【図４】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法中のアルミプレートを示す説明図である。
【図５】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法中のアルミ合金の説明図である。
【図６】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法で製造されたアルミ合金のホイールディスクを示す説明図である。
【図７】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法中のアルミプレートを示す説明図である。
【図８】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法中のアルミ合金を示す説明図である。
【図９】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法で製造されたアルミ合金のホイールディスクを示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法中のアルミプレートを示す説明図である。
【図１１】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法中のアルミ合金を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施例によるアルミ合金のホイールディスク製造方法で製造されたアルミ合金のホイールディスクを示す説明図である。
【符号の説明】
１０    アルミ合金のプレート材
１１    リブ
１３    ホール
２０    金型
２１    プレス面
２８    固定ベース
３０    金型
３１    コンケーブスロート
３２    プレス面
３８    固定ベース
４０    補助ホイール
４１    ホイールフレーム
５０    ホイールディスク半製品
５１    Ｖ字型の接続隙間
６０    局部溶接
６１    アルミ合金の溶接材料
７０    ホイール
８１    形削る金型
８２    形削る金型
９０    ロックユニット
【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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