(57)【要約】【課題】  自動車用ホイールリムの製造において、ロール成形後にロール型から払い出される環状のリムワークについて生じ得る不具合を解消するのに有効な技術を提供する。【解決手段】  自動車用ホイールリムの製造装置であるロール成形装置１００は、第１ロール型であるトップロール型１５０を回転駆動する第１駆動機構としての第１サーボモータ１２０と、第２ロール型であるボトルロール型１６０を回転駆動する第２駆動機構としての第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０と、ロール成形の後にボトルロール型１６０の回転数がロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるようにサーボモータ１３０，１４０を制御する制御装置１７０と、を備える。【選択図】  図１
2016203243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のリムワークをリムワーク外周側に配置した第１ロール型とリムワーク内周側に配置した第２ロール型との双方を用いてロール成形するための、自動車用ホイールリムの製造装置であって、
前記第１ロール型を回転駆動する第１駆動機構と、
前記第２ロール型を回転駆動する第２駆動機構と、
前記ロール成形の後に前記第２ロール型の回転数が前記ロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるように前記第２駆動機構を制御する制御装置と、
を備える、自動車用ホイールリムの製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の、自動車用ホイールリムの製造装置であって、
前記第２駆動機構は、前記第２ロール型を回転駆動するために当該第２ロール型と一体回転するモータ軸と前記モータ軸の回転角を検出するエンコーダとを有するサーボモータによって構成され、
前記制御装置は、前記エンコーダによって検出された前記モータ軸の回転角に基づいて前記第２ロール型の回転数が前記目標回転数になるように前記サーボモータをフィードバック制御する、自動車用ホイールリムの製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の、自動車用ホイールリムの製造装置であって、
前記第２ロール型を構成する２つの分割ロールの少なくとも一方を前記第２ロール型の回転中心に沿った方向に駆動することによって、前記２つの分割ロールをこれらの分割ロールが互いに係合して前記第２ロール型を形成する係合状態と前記２つの分割ロールが離間してこれら２つの分割ロールの間に前記リムワークを払い出すための空間を形成する離間状態とに設定可能な可動装置を備える、自動車用ホイールリムの製造装置。
【請求項４】
環状のリムワークをリムワーク外周側に配置した第１ロール型とリムワーク内周側に配置した第２ロール型との双方を用いてロール成形する工程を含む、自動車用ホイールリムの製造方法であって、
前記第１ロール型及び前記第２ロール型のそれぞれを回転させつつ前記リムワークを前記第１ロール型と前記第２ロール型とによって挟み込んだ状態でこれら２つのロール型間の間隔を調整することで前記リムワークをロール成形する第１ステップと、
前記第１ステップの後に、前記第１ロール型及び前記第２ロール型が互いに離間するようにこれら２つのロール型間の間隔を広げて前記第２ロール型の回転数が前記ロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるように制御する第２ステップと、
前記第２ステップの後に、前記第２ロール型から前記リムワークを払い出す第３ステップと、
を含む、自動車用ホイールリムの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の、自動車用ホイールリムの製造方法であって、
前記第２ロール型を回転駆動するために当該第２ロール型と一体回転するモータ軸と前記モータ軸の回転角を検出するエンコーダとを有するサーボモータを用い、
前記第２ステップでは、前記エンコーダによって検出された前記モータ軸の回転角に基づいて前記第２ロール型の回転数が前記目標回転数になるように前記サーボモータをフィードバック制御する、自動車用ホイールリムの製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の、自動車用ホイールリムの製造方法であって、
前記第３ステップにおいて、前記第２ロール型を形成するように係合する２つの分割ロールの少なくとも一方をこれら２つの分割ロールが離間するように前記第２ロール型の回転中心に沿った方向に駆動して前記２つの分割ロールの間に前記リムワークを払い出すための空間を形成する、自動車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、自動車用ホイールリムを製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、環状のリムワークをリムワーク外周側及びリムワーク内周側のそれぞれに配置したロール型を用いてロール成形する技術が知られている。この種の技術の一例が下記の特許文献１に開示されている。特許文献１に開示の技術によれば、ロール成形時にリムワーク外周側に配置したトップロール型とリムワーク内周側に配置したボトムロール型とによってリムワークを挟み込んだ状態で各ロール型を回転させつつ２つのロール型間の間隔が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−２６１６２５号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、上記のロール成形の終了時に回転状態のボトムロール型から環状のリムワークが払い出される。リムワークは、払い出し前にボトムロール型と一体状に回転しているため、ボトムロール型が高速回転している場合には払い出し後においても惰性によって高速回転する。従って、払い出されたリムワークが高速回転したままで床面に接地して空回りするとこのリムワークのリムワーク外周が傷付くことがあった。また、払い出されたリムワークが高速回転したままで床面に接地すると、リムワークが床面上を回転しつつ移動した後に壁などに高速で衝突することで生じる騒音が問題に成り得る。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、自動車用ホイールリムの製造において、ロール成形後にロール型から払い出される環状のリムワークについて生じ得る不具合を解消するのに有効な技術を提供することである。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明にかかる自動車用ホイールリムの製造装置（１００）は、環状のリムワーク（Ｗ）をリムワーク外周側に配置した第１ロール型（１５０）とリムワーク内周側に配置した第２ロール型（１６０）との双方を用いてロール成形するための製造装置である。この製造装置（１００）は、第１駆動機構（１２０）、第２駆動機構（１３０，１４０）及び制御装置（１７０）を備える。第１駆動機構（１２０）は、第１ロール型（１５０）を回転駆動する。第２駆動機構（１３０，１４０）は、第２ロール型（１６０）を回転駆動する。制御装置（１７０）は、ロール成形の後に第２ロール型（１６０）の回転数がロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるように第２駆動機構（１３０，１４０）を制御する機能を果たす。ここでいう「ロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数」なる記載は、目標回転数がロール成形の終了時の回転数よりも小さくなる種々の形態を包含する主旨に基づくものであり、本記載には、目標回転数が０（ゼロ）よりも大きく且つロール成形の終了時の回転数よりも小さい形態は勿論、目標回転数が０（ゼロ）である形態も含まれる。
【０００７】
この製造装置によれば、ロール成形後に第２ロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることができる。その結果、払い出し後のリムワークが低速回転するか或いは殆ど回転しないため、このリムワークのリムワーク外周が傷付き難くなり、且つ払い出し後のリムワークが壁等に高速で衝突して大きな騒音が発生するのを抑制できる。
【０００８】
上記の製造装置（１００）では、第２駆動機構（１３０，１４０）は、第２ロール型（１６０）を回転駆動するために当該第２ロール型（１６０）と一体回転するモータ軸（１３１，１４１）とモータ軸（１３１，１４１）の回転角を検出するエンコーダ（１３０ａ，１４０ａ）とを有するサーボモータ（１３０，１４０）によって構成されるのが好ましい。この場合、制御装置（１７０）は、エンコーダ（１３０ａ，１４０ａ）によって検出されたモータ軸（１３１，１４１）の回転角に基づいて第２ロール型（１６０）の回転数が目標回転数になるようにサーボモータ（１３０，１４０）をフィードバック制御する。
【０００９】
この製造装置によれば、ロール成形後に第２ロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることができる一方で、環状のリムワークの１回のロール成形に要するサイクルタイムを短縮して生産性を向上させることができる。
【００１０】
上記の製造装置（１００）は、更に可動装置（１３２，１４２）を備えるのが好ましい。この可動装置（１３２，１４２）は、第２ロール型（１６０）を構成する２つの分割ロール（１６１，１６２）の少なくとも一方を第２ロール型（１６０）の回転中心に沿った方向に駆動することによって、２つの分割ロール（１６１，１６２）をこれらの分割ロール（１６１，１６２）が互いに係合して第２ロール型（１６０）を形成する係合状態と２つの分割ロール（１６１，１６２）が離間してこれら２つの分割ロール（１６１，１６２）の間にリムワーク（Ｗ）を払い出すための空間（１６３）を形成する離間状態とに設定可能である。
【００１１】
この製造装置によれば、２つの分割ロールが係合状態から離間状態へと切り替わるように可動装置を制御してリムワークを払い出すための空間を形成することによって、リムワークを第２ロール型から円滑に払い出すことが可能になる。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明にかかる自動車用ホイールリムの製造方法は、環状のリムワーク（Ｗ）をリムワーク外周側に配置した第１ロール型（１５０）とリムワーク内周側に配置した第２ロール型（１６０）との双方を用いてロール成形する工程を含む。この製造方法は、少なくとも第１ステップから第３ステップまでの３つのステップを含む。この製造方法では、これら３つのステップ以外の１又は複数のステップが更に追加されてもよいし、或いはこれら３つのステップのうちの複数のステップが統合されてもよい。第１ステップは、第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）のそれぞれを回転させつつリムワーク（Ｗ）を第１ロール型（１５０）と第２ロール型（１６０）とによって挟み込んだ状態でこれら２つのロール型（１５０，１６０）間の間隔（ｄ）を調整することでリムワーク（Ｗ）をロール成形するステップである。第２ステップは、第１ステップの後に、第１ロール型（１５０）及び第２ロール型（１６０）が互いに離間するようにこれら２つのロール型（１５０，１６０）間の間隔（ｄ）を広げて第２ロール型（１６０）の回転数がロール成形の終了時の回転数を下回る目標回転数になるように制御するステップである。第３ステップは、第２ステップの後に、第２ロール型（１６０）からリムワーク（Ｗ）を払い出すステップである。
【００１３】
この製造方法によれば、ロール成形後に第２ロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることができる。その結果、払い出し後のリムワークが低速回転するか或いは殆ど回転しないため、このリムワークのリムワーク外周が傷付き難くなり、且つ払い出し後のリムワークが壁等に高速で衝突して大きな騒音が発生するのを抑制できる。
【００１４】
上記の製造方法では、第２ロール型（１６０）を回転駆動するために当該第２ロール型（１６０）と一体回転するモータ軸（１３１，１４１）とモータ軸（１３１，１４１）の回転角を検出するエンコーダ（１３０ａ，１４０ａ）とを有するサーボモータ（１３０，１４０）を用いるのが好ましい。この場合、第２ステップでは、エンコーダ（１３０ａ，１４０ａ）によって検出されたモータ軸（１３１，１４１）の回転角に基づいて第２ロール型（１６０）の回転数が目標回転数になるようにサーボモータ（１３０，１４０）をフィードバック制御するのが好ましい。
【００１５】
この製造方法によれば、ロール成形後に第２ロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることができる一方で、環状のリムワークの１回のロール成形に要するサイクルタイムを短縮して生産性を向上させることができる。
【００１６】
上記の製造方法では、第３ステップにおいて、第２ロール型（１６０）を形成するように係合する２つの分割ロール（１６１，１６２）の少なくとも一方をこれら２つの分割ロール（１６１，１６２）が離間するように第２ロール型（１６０）の回転中心に沿った方向に駆動して２つの分割ロール（１６１，１６２）の間にリムワーク（Ｗ）を払い出すための空間（１６３）を形成するのが好ましい。
【００１７】
この製造方法によれば、２つの分割ロールを離間させてリムワークを払い出すための空間を形成することによって、リムワークを第２ロール型から円滑に払い出すことが可能になる。
【００１８】
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、自動車用ホイールリムの製造において、ロール成形後にロール型から払い出される環状のリムワークの回転速度を低く抑えることが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、自動車用ホイールリムの製造装置としてのロール成形装置の概要を模式的に示す図である。
【図２】図２は、トップロール型及びボトムロール型によって挟み込まれたリムワークの断面構造を示す図である。
【図３】図３は、図１中のロール成形装置からリムワークが払い出される様子を模式的に示す図である。
【図４】図４は、図１中のロール成形装置から払い出されたリムワークが床面上を移動した後に壁に衝突する様子を模式的に示す図である。
【図５】図５は、ボトムロール型の回転数Ｒに関するタイムチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の自動車用ホイールリム（以下、単に「ホイールリム」ともいう）を製造するためのホイールリム製造装置の一実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、当該図面では、ホイールリム製造装置の上下方向（垂直方向）を矢印Ｘで示し、ホイールリム製造装置の左右方向（水平方向）を矢印Ｙで示している。
【００２２】
図１に示されるように、ホイールリム製造装置としてのロール成形装置１００は、複数の構成要素が組み付けられる金属製のフレーム部材１０１を備えている。フレーム部材１０１は、床面（載置面）Ｍ上に載置されるベース１０１ａと、ベース１０１ａの上方に配置された上部支持台１０１ｂと、ベース１０１ａと上部支持台１０１ｂとを連結するガイドフレーム１０１ｃと、を備えている。ガイドフレーム１０１ｃは、ベース１０１ａと上部支持台１０１ｂとの間に配置された可動支持台１０２を上下方向Ｙにガイド可能に構成されている。
【００２３】
上部支持台１０１ｂには、第３サーボモータ１１０が固定されている。この第３サーボモータ１１０のモータ軸１１１に固定された駆動ギヤ１１２は、モータ軸１１１と平行状に延在する動力伝達軸１１４に固定された被動ギヤ１１３と係合している。動力伝達軸１１４は、ベアリング１１５を介して上部支持台１０１ｂに軸回り回転可能に支持されている。動力伝達軸１１４の下部には、螺旋状のねじ山からなる雄ネジ部１１６が設けられる一方で、可動支持台１０２の上面に固定されたブラケット１０３の貫通穴には、動力伝達軸１１４の雄ネジ部１１６と螺合する雌ネジ部１０４が設けられている。雌ネジ部１０４及び雄ネジ部１１６は、雌ネジ部１０４と雄ネジ部１１６との間に充填された図示しない複数の鋼球とともに、動力伝達軸１１４をブラケット１０３に対して上下方向Ｘに摺動させる構造、所謂「ボールネジ機構」を構成する。このボールネジ機構によれば、鋼球のころがり運動を利用して摩擦抵抗を抑えることにより動力伝達軸１１４が円滑に摺動する動作を実現することができる。
【００２４】
このボールネジ機構によれば、第３サーボモータ１１０が駆動ギヤ１１２及び被動ギヤ１１３を介して動力伝達軸１１４を軸回転させることによって、可動支持台１０２が上下方向に移動する。例えば、モータ軸１１１が所定方向に回転するように第３サーボモータ１１０が制御された場合に可動支持台１０２が上昇動作する。これに対して、モータ軸１１１が所定方向と逆方向に回転するように第３サーボモータ１１０が制御された場合に可動支持台１０２が下降動作する。即ち、第３サーボモータ１１０による駆動ギヤ１１２の回転運動は、被動ギヤ１１３及び動力伝達軸１１４を介して、可動支持台１０２の上下方向Ｘの直線的な昇降運動に変換される。
【００２５】
第３サーボモータ１１０は、モータ軸１１１の回転角（モータ回転位置）の検出が可能なエンコーダ１１０ａを搭載したサーボ機構式の電動モータとして構成されている。従って、第３サーボモータ１１０は、エンコーダ１１０ａによる検出情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって駆動制御される。具体的には、第３サーボモータ１１０の開始及び停止のタイミング、回転方向、回転速度等の制御パラメータが制御装置１７０によって制御される。制御装置１７０は、検出信号や制御信号の入出力のための出力手段、情報の演算を行うための演算処理手段（ＣＰＵ）、入力信号や演算結果を記憶するための記憶手段（メモリ）等を備える既知の制御装置として構成される。この制御装置１７０が本発明の「制御装置」に相当する。制御装置１７０は、駆動ギヤ１１２と被動ギヤ１１３とのギヤ比、及びねじ山１１６のピッチ間距離、第３サーボモータ１１０の回転角と後述のトップロール型１５０の上下方向Ｘの昇降位置との相関を示す初期情報を予め記憶しておくことによって、第３サーボモータ１１０のモータ回転角からトップロール型１５０の昇降位置を一義的に導出することができる。要するに、第３サーボモータ１１０のエンコーダ１１０ａは、トップロール型１５０の昇降位置を間接的に導出して制御装置１７０に出力する機能を果たす。
【００２６】
可動支持台１０２の下面には、第１ロール型であるトップロール型（単に、「トップロール」ともいう）１５０の回転軸１５１を軸回り回転可能に支持する支持アーム１０５と、回転軸１５１に同軸状に連結されたモータ軸１２１を備える第１サーボモータ１２０と、が固定されている。モータ軸１２１は、トップロール型１５０と一体回転するように構成されており、第１サーボモータ１２０が作動することによってトップロール型１５０がモータ軸１２１とともに軸回り回転する。第１サーボモータ１２０は、トップロール型１５０を回転駆動する回転駆動用サーボモータであり、本発明の「第１駆動機構」を構成している。この第１サーボモータ１２０は、第３サーボモータ１１０と同様に、モータ軸１２１の回転角（モータ回転位置）の検出が可能なエンコーダ１２０ａを搭載したサーボ機構式の電動モータとして構成されている。従って、第１サーボモータ１２０は、エンコーダ１２０ａによる検出情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって駆動制御される。トップロール型１５０は、環状のリムワークＷのロール成形に用いる円柱状の金属部材であり、リムワークＷのリムワーク外周側に配置される。リムワークＷは、ホイールリムが形成される前の円筒状の金属部材であり、典型的には金属板片を環状に丸めた後の板両端を突き合わせて溶接することによって形成される。
【００２７】
ベース１０１ａの上面には、第２Ａサーボモータ１３０をモータ軸１３１に沿って左右方向Ｙにスライド可能に支持する可動装置１３２と、第２Ｂサーボモータ１４０をモータ軸１４１に沿って左右方向Ｙにスライド可能に支持する可動装置１４２と、が互いに左右方向Ｙに離間した状態で設けられている。これら可動装置１３２，１４２が本発明の「可動装置」に相当する。可動装置１３２は、第２Ａサーボモータ１３０の左右方向Ｙのスライド位置に関する情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって第２Ａサーボモータ１３０を左右方向Ｙに駆動する。この可動装置１３２によれば、第２Ａサーボモータ１３０が図１中の第１位置（実線で示されるロール加工位置）と第２位置（二点鎖線で示される退避位置）との間でボトムロール型１６０の回転中心に沿った方向（モータ軸１３１の延びる方向）に直線的に移動する。可動装置１４２は、可動装置１３２と同様に、第２Ｂサーボモータ１４０の左右方向Ｙのスライド位置に関する情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって第２Ｂサーボモータ１４０を左右方向Ｙに駆動する。この可動装置１４２によれば、第２Ｂサーボモータ１４０が図１中の第１位置（実線で示されるロール加工位置）と第２位置（二点鎖線で示される退避位置）との間でボトムロール型１６０の回転中心に沿った方向（モータ軸１４１の延びる方向）に直線的に移動する。
【００２８】
第２Ａサーボモータ１３０のモータ軸１３１には、第２ロール型であるボトムロール型（単に、「ボトムロール」ともいう）１６０の左側領域を構成する左側分割ボトムロール１６１が固定されている。同様に、第２Ｂサーボモータ１４０のモータ軸１４１にはボトムロール型１６０の右側領域を構成する右側分割ボトムロール１６２が固定されている。これら左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２が本発明の「２つの分割ロール」に相当する。
【００２９】
第２Ａサーボモータ１３０がその第２位置にあるとき、左側分割ボトムロール１６１は、右側分割ボトムロール１６２との係合が解除された離間状態になり、モータ軸１３１によって片持状に支持される。第２Ｂサーボモータ１４０がその第２位置にあるとき、右側分割ボトムロール１６２は、左側分割ボトムロール１６１との係合が解除された離間状態になり、モータ軸１４１によって片持状に支持される。これに対して、可動装置１３２，１４２によって左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２が互いに近接してそれぞれの第１位置に設定されると、対向面同士が突き合せられて互いに係合した係合状態になり、上下方向Ｘについてトップロール型１５０に対向配置されるボトムロール型１６０が形成される。この場合、ボトムロール型１６０は、左右分割式（左右分離式）のロール型であり、モータ軸１３１及びモータ軸１４１の双方によって両持状に支持される。モータ軸１３１，１４１は、ボトムロール型１６０と一体回転するように構成されており、第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０が作動することによってボトムロール型１６０がモータ軸１３１，１４１とともに軸回り回転する。第２Ａサーボモータ１３０及び第２Ｂサーボモータ１４０は、ボトムロール型１６０を回転駆動する回転駆動用サーボモータであり、本発明の「第２駆動機構」を構成している。ボトムロール型１６０は、リムワークＷのロール成形に用いる円柱状の金属部材であり、リムワークＷのリムワーク内周側に配置される。
【００３０】
第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０は、前記のサーボモータ１１０，１２０と同様のサーボ機構式の電動モータとして構成されている。即ち、第２Ａサーボモータ１３０は、ボトムロール型１６０を構成する左側分割ボトムロール１６１を回転駆動するために当該左側分割ボトムロール１６１と一体回転するモータ軸１３１と、モータ軸１３１の回転角（モータ回転位置）を検出するエンコーダ（位置検出手段）１３０ａとを備えている。このため、第２Ａサーボモータ１３０は、エンコーダ１３０ａによる検出情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって駆動制御される。同様に、第２Ｂサーボモータ１４０は、ボトムロール型１６０を構成する右側分割ボトムロール１６２を回転駆動するために当該右側分割ボトムロール１６２と一体回転するモータ軸１４１と、モータ軸１４１の回転角（モータ回転位置）を検出するエンコーダ（位置検出手段）１４０ａとを備えている。このため、第２Ｂサーボモータ１４０は、エンコーダ１４０ａによる検出情報を制御装置１７０に出力するとともに、制御装置１７０から出力される制御信号によって駆動制御される。ここでいう第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０が本発明の「サーボモータ」に相当する。
【００３１】
リムワークＷのロール成形時においては、左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２が互いに同方向且つ同速度で回転するように、第２Ａサーボモータ１３０及び第２Ｂサーボモータ１４０が制御される。この場合、第２Ａサーボモータ１３０のエンコーダ１３０ａによって検出された回転数と第２Ｂサーボモータ１４０のエンコーダ１４０ａによって検出された回転数との双方が一致するように、第２Ａサーボモータ１３０及び第２Ｂサーボモータ１４０がフィードバック制御される。これにより、左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２によって形成されたボトムロール型１６０が回転する。更に、リムワークＷのロール成形時において、トップロール型１５０がボトムロール型１６０と逆方向且つ同速度で回転するように第１サーボモータ１２０が制御される。この場合、例えば第２Ａサーボモータ１３０のエンコーダ１３０ａによって検出された回転数と第１サーボモータ１２０のエンコーダ１２０ａによって検出された回転数との双方が一致するように、第１サーボモータ１２０がフィードバック制御される。
【００３２】
次に、上記構成のロール成形装置１００を用いたホイールリムの製造方法について図１に加えて図２〜図５を参照しつつ説明する。この製造方法には、フレア加工を行う工程と、複数段階（典型的には三段階）のロール成形（「ロール加工」ともいう）を行う工程とが含まれている。フレア加工は、公知の加工技術であり詳細な説明は省略するが、金属製の円筒形素体の両端開口縁を切頭円錐形状の一対のフレア加工型によって挟み込んで加圧する技術である。このフレア加工によって得られた環状のリムワークＷに複数段階のロール成形が施されることによって、徐々にホイールリム形状が整えられて板ヒケやシワ等の発生が抑制される。
【００３３】
複数段階のロール成形のうちのそれぞれにおいて、特に図２が参照されるように、リムワークＷをリムワーク外周側に配置したトップロール型１５０とリムワーク内周側に配置したボトムロール型１６０（左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２によって一体状に形成されたボトムロール型）との双方によって挟み込んだ状態でトップロール型１５０及びボトムロール型１６０のそれぞれを逆方向に回転させる。このとき、図２中の矢印で示されるように、トップロール型１５０をボトムロール型１６０に近づけるように第３サーボモータ１１０によってこれら２つのロール型１５０，１６０間の間隔（「距離」或いは「隙間」ともいう）の調整方向（上下方向Ｘ）に駆動する。第３サーボモータ１１０はトップロール型１５０を両ロール型１５０，１６０間の間隔（ロール型間隔）ｄの調整方向（上下方向Ｘ）に駆動する間隔調整用の電動モータであり、可動支持台１０２が下降動作するように第３サーボモータ１１０が制御されることによって間隔ｄが徐々に小さくなるように調整される。この場合、リムワークＷは、そのリムワーク外周面Ｗａがトップロール型１５０の型表面の形状に倣い、且つそのリムワーク内周面Ｗｂがボトムロール型１６０の型表面の形状に倣うようにして圧延される。その結果、所望の形状寸法に整えられたホイールリムが得られる。
【００３４】
各ロール成形では、トップロール型１５０とボトムロール型１６０とによってリムワークＷのリムワーク外周面Ｗａ及びリムワーク内周面Ｗｂを挟み付けた状態で挟み付ける力を増やす際には、両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄが徐々に縮まるようにトップロール型１５０の位置が制御される。或いは、挟み付ける力を減らす際には、両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄが徐々に増えるようにトップロール型１５０の位置が制御される。
【００３５】
最終的なロール成形の終了時には、回転状態のボトムロール型１６０から環状のリムワークＷが払い出される。この払い出しは、制御装置１７０が第２Ａサーボモータ１３０をその第１位置から第２位置に向けて移動させるように可動装置１３２を制御し、且つ第２Ｂサーボモータ１４０をその第１位置から第２位置に向けて移動させるように可動装置１４２を制御することによって実行される。この場合、図３に示されるように、ボトムロール型１６０は、左側分割ボトムロール１６１が左方向Ｙ１に移動し、且つ右側分割ボトムロール１６２が右方向Ｙ２に移動して離間状態になることによって左右に分割され、両ロール１６１，１６２間にリムワークＷを払い出すための空間、即ち払い出し空間１６３を形成する。この払い出し空間１６３の左右方向Ｙについての距離がリムワークＷのワーク幅Ｗｃを上回ることで、リムワークＷは両ロール１６１，１６２による保持から解放されて重力にしたがって下方向Ｘ１に払い出される。
【００３６】
ところで、リムワークＷは、払い出し前にボトムロール型１６０と一体状に回転しているため、ボトムロール型１６０が高速回転している場合には払い出し後においても惰性によって高速回転する。従って、図４が参照されるように、払い出されたリムワークＷが高速回転したまま床面Ｍに接地して空回りすると、このリムワークＷのリムワーク外周が傷付くことが懸念される。また、払い出されたリムワークＷが高速回転したまま床面Ｍに接地すると、このリムワークＷが床面Ｍ上を回転しつつ移動した後に壁Ｌに高速で衝突することで生じる騒音が問題に成り得る。一方で、ロール成形の終了時にボトムロール型１６０の回転数が惰性回転によって所望のレベルまで下がるのを待っていると１回のロール成形に要するサイクルタイムが延びてホイールリムの生産性が低下するという問題が生じ得る。
【００３７】
そこで、本実施の形態では、制御装置１７０は、ロール成形終了後のボトムロール型１６０の回転数（回転速度）を短時間で所望のレベルまで低下させるように第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０を駆動制御することによって、ボトムロール型１６０から払い出されるリムワークＷの回転数（回転速度）を低く抑え、或いはリムワークＷの回転が停止するように制御している。この制御の具体例を、図５を参照しつつ以下に説明する。
【００３８】
上記のロール成形において、ボトムロール型１６０の回転数（以下、単に「ロール回転数」ともいう）Ｒが図５に示されるタイムチャートにしたがって調整されるように、制御装置１７０によって第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０が駆動制御される。このタイムチャートによれば、ロール回転数Ｒは、リムワーク投入後の時間Ｔａ（典型的には、１〜２秒）の間、第１回転数Ｒａに維持された後、時間Ｔｂの間に第１回転数Ｒａから第２回転数Ｒｂへと上げ調整される。この上げ調整では、エンコーダ１３０ａ，１４０ａによって実際に検出されたモータ軸１３１，１４１のモータ回転数（単位時間当たりの回転角の変化量）と、設定された目標回転数（即ち、第１回転数Ｒａを上回る第２回転数Ｒｂ）とを比較し、実際のモータ回転数がこの目標回転数に一致するように第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０をフィードバック制御する。その結果、ボトムロール型１６０のロール回転数Ｒが第２回転数Ｒｂになるように制御される。ロール回転数Ｒが第２回転数Ｒｂに達した状態で、両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄを調整するように第３サーボモータ１１０が駆動制御されることによって、時間Ｔｃ（典型的には、２〜３秒）の間に実質的なロール成形工程が実行される。尚、このロール成形工程において必要に応じてロール回転数Ｒを調整するようにしてもよい。このロール成形工程が本発明の「第１ステップ」に相当する。
【００３９】
ロール成形工程の後で、ロール成形されたリムワークＷの払い出し前の準備処理を行う。この準備処理には、第１の準備処理及び第２の準備処理が含まれる。第１の準備処理は、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０が上下方向Ｘについて互いに離間するように両ロール型１５０，１６０間の間隔ｄを広げるために第３サーボモータ１１０を駆動制御する処理である。第２の準備処理は、ロール回転数Ｒを時間Ｔｄの間に第２回転数Ｒｂから第１回転数Ｒａへと下げ調整する処理である。この下げ調整（第２の準備処理）では、エンコーダ１３０ａ，１４０ａによって実際に検出されたモータ軸１３１，１４１のモータ回転数（単位時間当たりの回転角の変化量）と、予め設定されて制御装置１７０の記憶手段（メモリ）に記憶された目標回転数（即ち、第２回転数Ｒｂを下回る第１回転数Ｒａ）とを比較し、実際のモータ回転数がこの目標回転数に一致するように第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０をフィードバック制御する。この目標回転数は、制御装置１７０の演算によって設定されるものであってもよい。その結果、ボトムロール型１６０のロール回転数Ｒが第１回転数Ｒａになるように制御される。第２の準備処理は、第１の準備処理の後に実行されてもよいし、或いは第１の準備処理と同時並行で実行されてもよい。ここでいう準備処理が本発明の「第２ステップ」に相当する。
【００４０】
その後、可動装置１３２，１４２によってボトムロール型１６０が左右に分割される。この場合、時間Ｔｄは、ロール成形工程の終了時からボトムロール型１６０が左右に分割し始めるまでの時間になる。ロール回転数Ｒが第１回転数Ｒａの状態で時間Ｔｅ（典型的には、１〜２秒）の間にボトムロール型１６０が左右に分割されることによってリムワークＷを払い出す処理が実行される。この処理では、２つの分割ロールである左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２をボトムロール型１６０の回転中心（即ち、第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０のモータ軸１３１，１４１）に沿って互いの接合が解除される方向に相対移動させる。この処理が本発明の「第３ステップ」に相当する。
【００４１】
上記の３つのステップを実行した場合、リムワークＷ１回のロール成形に要する加工時間、所謂、サイクルタイムＴｔは、時間Ｔａと時間Ｔｂと時間Ｔｃと時間Ｔｄと時間Ｔｅを合計した時間になる。尚、本実施の形態では、これら３つのステップ以外の１又は複数のステップが更に追加されてもよいし、或いはこれら３つのステップのうちの複数のステップが統合されてもよい。
【００４２】
上記のロール回転数Ｒの調整では、一実施例として、第１回転数Ｒａを０ｒｐｍ（回／分）、第２回転数Ｒｂを４５０ｒｐｍに設定し、且つ回転数上げ調整に要する時間Ｔｂ及び回転数下げ調整に要する時間Ｔｄをそれぞれ０．５秒に設定している。この場合、４５０ｒｐｍで回転していたボトムロール型１６０が０．５秒間で停止した状態でリムワークＷが払い出されるため、払い出されたリムワークＷが床面Ｍ上で空回りすることがない。
【００４３】
この実施例の変更例として、第１回転数Ｒａを１５０ｒｐｍ、第２回転数Ｒｂを６００ｒｐｍに設定することもできる。この場合、ボトムロール型１６０が０．５秒間で６００ｒｐｍから１５０ｒｐｍまで低下した状態でリムワークＷが払い出されるため、払い出されたリムワークＷの回転速度を低く抑えることができる。
【００４４】
上記の実施例及び変更例によれば、払い出し後のリムワークＷが低速回転するか、或いは殆ど回転しないため、払い出し後のリムワークＷのリムワーク外周が傷付き難くなり、且つ払い出し後のリムワークＷが壁等に高速で衝突して大きな騒音が発生するのを抑制できる。
【００４５】
尚、第１回転数Ｒａは必要に応じて０（ゼロ）ｒｐｍから１５０ｒｐｍまでの範囲に属する回転数の中から選択され、且つ第２回転数Ｒｂは必要に応じて４５０ｒｐｍから６００ｒｐｍまでの範囲に属する回転数の中から選択され得る。
【００４６】
また、本実施の形態では第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０によるフィードバック制御を用いてボトムロール型１６０の回転数を高精度で制御するため、ボトムロール型１６０の加減速を速やかに行うことが可能になる。一方で、これら第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０に代えてインバータを用いた公知のモータ制御では、回生動作によるインバータ内部の電圧上昇等の問題によって短時間での加減速を行うのに限界があることが知られている。本発明者による検討の結果、このモータ制御を用いた場合、ボトムロール型１６０の回転数を、例えば０ｒｐｍから４５０ｒｐｍまで上昇させたり４５０ｒｐｍから０ｒｐｍまで低下させたりするのに、１秒間以上の時間を要することが判明した。これに対して、本実施の形態では、ボトムロール型１６０の回転数を短時間で所望の回転数に制御できるようにしたため、加速に係る時間Ｔｂ及び減速に係る時間Ｔｄを０．５秒間という短い時間に設定することができる。その結果、前記のサイクルタイムＴｔを短縮することができ、ホイールリムの生産性を高めることが可能になる。
【００４７】
尚、時間Ｔｂ及び時間Ｔｄは、必要に応じて１秒間を下回る時間（０．３０秒から０．９９秒までの範囲に属する時間）の中から選択され得る。好ましい時間Ｔｂ及び時間Ｔｄとして、０．３５秒から０．９０秒までの範囲に属する時間が選択される。より好ましい時間Ｔｂ及び時間Ｔｄとして、０．４０秒から０．８０秒までの範囲に属する時間が選択される。最も好ましい時間Ｔｂ及び時間Ｔｄとして、０．４５秒から０．７０秒までの範囲に属する時間が選択される。
【００４８】
また、本実施形態では、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０の回転角を検出するのに、モータ軸の回転角を検出するエンコーダ（位置検出手段）が搭載されたサーボモータを用いるため、位置検出手段を別途設ける必要がなく、構造的にシンプルで且つ装置コストの安価なシステムを構築することが可能になる。
【００４９】
本発明は、上記の典型的な実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【００５０】
上記の実施形態では、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０を共にサーボモータでフィードバック制御することによって回転駆動する場合について記載していた。しかしながら、本発明では、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０をフィードバック制御を行わない電動モータで回転駆動させてもよい。この場合、上記の第２の準備処理を行う際には、フィードバック制御を行わずに、ロール回転数Ｒを時間Ｔｄの間に第２回転数Ｒｂから第１回転数Ｒａへと下げ調整する。
上記の実施形態では、トップロール型１５０及びボトムロール型１６０を共にサーボモータによって回転駆動する場合について記載したが、本発明では、これらトップロール型１５０及びボトムロール型１６０をサーボモータ以外の電動モータによって回転駆動する構造を採用することもできる。
なお、エンコーダを内蔵していない電動モータを採用する場合には、電動モータとは独立したエンコーダによって、この電動モータのモータ軸の回転角を検出し、この電動モータをフィードバック制御する。
【００５１】
上記の実施形態では、ボトムロール型１６０として左側分割ボトムロール１６１及び右側分割ボトムロール１６２によって構成された左右分割式のロール型を用いる場合について記載したが、本発明では、ボトムロール型として１つのロール型を用いることもできる。また、上記の実施形態ではこれら２つの分割ロール１６１，１６２の双方が可動装置１３２，１４２によって左右方向Ｙにスライド移動可能に構成される場合について記載したが、本発明では、左右の分割ロール１６１，１６２のうちの少なくとも一方を左右方向Ｙにスライド移動可能とする構造を採用することができる。この場合、左右の分割ロール１６１，１６２のそれぞれに第２Ａ，第２Ｂサーボモータ１３０，１４０のそれぞれを割り当てる代わりに、左右の分割ロール１６１，１６２のうちのいずれか一方のみにサーボモータを割り当てる構造を採用することができる。更に、分割ロール１６１，１６２が分割される分割方向は左右方向Ｙに限定されるものではなく必要に応じて種々の方向に分割方向を設定することができる。
【００５２】
上記の実施形態では、ロール成形時にトップロール型１５０及びボトムロール型１６０のうちトップロール型１５０のみの昇降位置を調整する場合について記載したが、本発明では、トップロール型及びボトムロール型のうちの少なくとも一方のロール型の昇降位置を調整する構造を採用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１００…ロール成形装置、１１０…第３サーボモータ、１２０…第１サーボモータ、１３０…第２Ａサーボモータ、１３０ａ，１４０ａ…エンコーダ、１３１，１４１…モータ軸、１３２，１４２…可動装置、１４０…第２Ｂサーボモータ、１５０…トップロール型、１６０…ボトムロール、１６１…左側分割ボトムロール、１６２…右側分割ボトムロール、１６３…払い出し空間、１７０…制御装置、Ｗ…リムワーク  
【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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