(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部の拡管された円筒状素管の外形を所要の形状にロール成形により加工する自動車ホイール用リムの製造方法において、
前記円筒状素管の薄肉化する部分を押圧して、この薄肉化する部分の少なくとも片面に小刻みな突起部を成形する第１ロール成形工程と、
前記突起部の形成された部分を押圧して、所要の中間肉厚に薄肉化する第２ロール成形工程と、
前記中間肉厚に形成された部分を押圧して、最終の肉厚に薄肉化する第３ロール成形工程と、
を含むことを特徴とする自動車ホイール用リムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車ホイール用リムの製造方法に関し、詳しくはリムの薄肉化により軽量化を図る自動車ホイール用リムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ホイール用リムの軽量化を図るため、リムの低応力発生部位をリムの素材板の段階或いはリムの外形加工の段階で薄肉化することにより、リムの軽量化を図るものが多数提案されている。
【０００３】
これ等の提案のうち、リムの外形加工を行うロール成形工程において、リムの低応力発生部位を押圧して薄肉化し、リムの軽量化を図るものとして、特開平１０−８５８８１号公報（以下、従来技術１と呼ぶ）と特開平１０−１３７８８５号公報（以下、従来技術２と呼ぶ）がある。
【０００４】
上記の従来技術１は、リムのドロップ部を基本成形する通常の第１ロール成形工程において、低応力発生部位のドロップ部を強圧ロール成形することにより、ドロップ部のみを薄肉化してリムの軽量化を図るものである。
【０００５】
上記の従来技術２は、リムのフランジ部及びその他の部位を成形する第２ロール成形工程又は第３ロール成形工程において、低応力発生部位のドロップ部、サイドウォール部及びビードシート部を薄肉化する凹凸形状のロール型を用い、上記の３部位を強圧することにより薄肉化して、リムの軽量化を図るものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術１は、リムのドロップ部を強圧ロール成形することにより薄肉化するものであるため、高い成形荷重を要することになり、ロール成形機の改造が必要となるという問題があり、更に、薄肉化される部位がリムのドロップ部に限定されるため、リムの軽量化効果が小さいという問題がある。
【０００７】
一方、上記の従来技術２は、低応力発生部であるリムのドロップ部、サイドウォール部及びビードシート部の３部位が全て薄肉化されるものの、成形荷重を下げるために小さくした上ロール型からワーク（半加工リム）の逃げを防ぐため、上ロール型に対するバックアップロール型を追加することが必要になるという問題があり、更に、ロール型に形成された薄肉化用の凹凸部に加わる面圧が高いため、凹凸部の摩耗が早く、ロール型の使用寿命が短いという問題がある。
【０００８】
本発明は、低い成形荷重のロール成形とリムの薄肉化を可能とすることにより、ロール成形機の改造やバックアップロール型の追加を要することなく、軽量化を図るリムを容易に製造できる自動車ホイール用リムの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願発明は、両端部の拡管された円筒状素管の外形を所要の形状にロール成形により加工する自動車ホイール用リムの製造方法において、
前記円筒状素管の薄肉化する部分を押圧して、この薄肉化する部分の少なくとも片面に小刻みな突起部を成形する第１ロール成形工程と、
前記突起部の形成された部分を押圧して、所要の中間肉厚に薄肉化する第２ロール成形工程と、
前記中間肉厚に形成された部分を押圧して、最終の肉厚に薄肉化する第３ロール成形工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
上記の製造方法によれば、第１ロール成形工程において、薄肉化するワーク（半加工リム）の部分の少なくとも片面に小刻みな突起部が成形されるため、第２ロール成形工程において、この突起部の形成されたワークの部分を押圧すると、突起部全体に亘り押圧力が加わるが、平面を押圧する場合に比べて単位面積当りの押圧力は高くなるので、その分だけ低い成形荷重で押圧部は薄肉化される。
【００１１】
上記の第２ロール成形工程においては、最終の肉厚まで一挙には薄肉化しないで所要の中間肉圧に留められるため、第２ロール成形工程での薄肉化は円滑に行われる。
【００１２】
第３ロール成形工程においては、突起部の残存した中間肉厚の部分を押圧すると、この場合も前述と同じ理由により低い成形荷重で押圧部は薄肉化されるため、最終の肉厚まで相対的に低い成形荷重で薄肉化される。
【００１３】
また、上記の第１ロール成形工程において、小刻みな突起部はワークの任意の部位に成形することができるため、薄肉化したい部位を任意に選定することができる。
【００１４】
なお、上記の各工程における薄肉化に対するロール成形は、低い成形荷重で行われるため、各ロール型の摩耗も大幅に少なくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図７に示す実施例に基づいて説明する。
【００１６】
図８は非対称のドロップ部を有する自動車ホイール用リムで、リム１０は両端部から中央部に向けて、各フランジ部１１、各ビードシート部１２、各ハンプ部１３、各サイドウォール部１５が形成され、サイドウォール部１５を介しドロップ部１６が形成されている。なお、片側（図の左側）のハンプ部１３とサイドウォール部１５の間には、平坦部１４が形成されている。
【００１７】
次に、上記リム１０の平坦部１４と片側（図の右側）のハンプ部１３に対する薄肉化の加工手順と加工法について説明する。
【００１８】
図１は第１ロール成形工程におけるリムの加工状態を示すもので、下ロール型２１と上ロール型２２の間に、周知のフレア加工により両端部の拡管された円筒状のリム素管がセットされ、下ロール型２１と上ロール型２２の間で押圧されることにより、半加工のドロップ部１６ａの成形された第１中間リム１０ａが形成される。なお、両端部の１１ａは上記の拡管された部分で、後述のフランジ部が成形される部位に相当する。
【００１９】
ここで、上記の上ロール型２２の押圧面には、図８に示す平坦部１４と片側（図の右側）のハンプ部１３を押圧する部分に、図６に示すように、円周方向に連続して形成され、且つ軸方向に螺旋状に形成された小刻みな凹凸部Ｐが、リムの軸方向の表側と裏側（図８の右側と左側）で勝手違いに設けられている。
【００２０】
この凹凸部Ｐの形状や大きさは、最終の薄肉化する部分の肉厚とリムの形状によって決められるが、形状については、図７の（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、符号Ｒで示すＲ部のみ又はＲ部と符号Ｖで示す直線部からなる各種の形状を採用することができる。
【００２１】
図１（ｂ）に示すように、平坦部１４の外面部には、上ロール型２２で押圧された部分に上記の凹凸部Ｐの逆形状をした小刻みな突起部Ｔが成形される。また、図１（ｃ）に示すように片側ハンプ部１３の外面部には、上ロール型２２で押圧された部分に上記の凹凸部Ｐの逆形状をした小刻みな突起部Ｔが成形される。
【００２２】
なお、上ロール型２２によって半加工のドロップ部１６ａが成形される時点で、平坦部１４と片側ハンプ部１３の外面部に対し、上ロール型２２による押圧が始まるため、半加工のドロップ部１６ａがガイドとなり、半加工リム（以下、ワークと呼ぶ）の横ズレが抑制されるので、安定した突起部Ｔの成形が行われる。
【００２３】
更に、上ロール型２２の押圧面に設けられた小刻みな凹凸部Ｐは、図６に示すように、円周方向に連続し、且つ軸方向に螺旋状に形成され、ワークの軸方向の表側と裏側で勝手違いに設けられているため、ワークにおける突起部Ｔの成形過程において、ワークの軸方向における表側方向と裏側方向に作用する力が相反する方向に作用するので、成形中におけるワークの一方向への動きが抑制され、ワークの横ズレが防止される。
【００２４】
図２は第２ロール成形工程におけるリムの加工状態を示すもので、図２に示す形状の下ロール型２３と上ロール型２４の間に前述の第１ロール成形工程で形成された第１中間リム１０ａがセットされ、下ロール型２３と上ロール型２４の間で押圧されることにより、半加工のフランジ部１１ｂ及びその他の部位が最終形状に成形された第２中間リム１０ｂが形成される。
【００２５】
なお、第２ロール成形工程においては、平坦部１４と片側ハンプ部１３を押圧する下ロール型２３と上ロール型２４の部位のクリアランスが、第１ロール成形の場合よりも小さく設定されているので、図３（ａ）（ｂ）に示すように、平坦部１４と片側ハンプ部１３（突起部Ｔは省略されている）の肉厚は、狙いの中間の肉厚Ｓ１に薄肉化される。この場合、狙いの最終の肉厚まで一挙に薄肉化しないのは、段階的に薄肉化を行うことにより、ワークの所要部位の薄肉化を円滑に行うためである。図３において、Ｌ１，Ｌ２は薄肉化範囲を示す。
【００２６】
ここで、第２ロール成形工程では、平坦部１４と片側ハンプ部１３の外面部に成形されている小刻みな突起部Ｔの部分は、上ロール型２４によって押圧されるが、この場合、突起部Ｔの全体に亘り押圧力が加わるため、平面部を押圧する場合に比べてワークの単位面積当りの押圧力は高くなるので、その分だけ低い成形荷重で押圧部は薄肉化される。
【００２７】
図４は第３ロール成形工程におけるリムの加工状態を示すもので、下ロール型２５と上ロール型２６の間に前述の第２ロール成形工程で形成された第２中間リム１０ｂがセットされ、図４に示す形状の下ロール型２５と上ロール型２６の間で押圧されることにより、最終形状のフランジ部１１に成形された完成リム１０ｃが形成される。
【００２８】
なお、第３ロール成形工程においては、平坦部１４と片側ハンプ部１３を押圧する下ロール型２５と上ロール型２６の部位のクリアランスが、第２ロール成形の場合よりも更に小さく設定されており、図５（ａ）（ｂ）に示すように、平坦部１４と片側ハンプ部１３の肉厚は、狙いの最終の肉厚Ｓ２に薄肉化される。図５においてＬ１，Ｌ２は薄肉化範囲を示す。
【００２９】
ここで、第３ロール成形工程においても、平坦部１４と片側ハンプ部１３の外面部に、やや押し潰された状態で残存している小刻みな突起部Ｔの部分は、上ロール型２６によって押圧されるので、前述の場合と同じ理由により、平面部を押圧する場合よりも低い成形荷重で押圧部は薄肉化される。
【００３０】
次に、上記の実施例では、ホイール用リムの薄肉化部位として平坦部１４と片側ハンプ部１３を取り上げて行ったが、第１ロール成形工程で半加工リムの外面部に成形される小刻みな突起部Ｔを、前記の平坦部１４及び片側ハンプ部１３以外の低応力発生部位の薄肉化したい所望の部位に成形しておくことにより、所望の位置を前述の加工法により薄肉化することが可能である。
【００３１】
また、上記の実施例では、第１ロール成形工程で半加工リムの薄肉化する部位の外面部に小刻みな突起部Ｔを成形したが、薄肉化する部位の内面部又は内外の両面部に前記のような小刻みな突起部Ｔを成形し、前述の加工法により薄肉化を行っても良い。
【００３２】
更に、上記の実施例では、第１ロール成形工程における突起部Ｔの成形を安定して行うため、ロール型の押圧面に設ける突起成形用の凹凸部Ｐを、円周方向に連続して形成し、且つ軸方向に螺旋状に形成し、更に、リムの軸方向の表側と裏側で勝手違いになるように形成したが、このような凹凸部Ｐは前記の形状に特に限定するものではなく、薄肉化する部位に予め小刻みな突起部を成形できる形状のものであれば良い。
【００３３】
以上述べた本発明のロール成形によるリムの薄肉化の方法を用いて、図８に示すリム１０の平坦部１４と片側（図の右側）のハンプ部１３に加え、サイドウォール部１５とドロップ部１６等の低応力発生部位を、強度上から問題のないレベル（元の肉厚の７０％）まで薄肉化した結果、リム全重量に対して約１５％の軽量化を図ることができた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の自動車ホイール用リムの製造方法によれば、実用状態におけるリムの低応力発生部位のうち、任意の部位をロール成形により低い成形荷重で薄肉化することできるため、ロール成形機の改造やバックアップロール型の追加を要することなくリムの軽量化が図られると共に、ロール型の摩耗も少ないので、ロール型の使用寿命も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施例における第１ロール成形工程を示す要部断面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ１部の拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ１部の拡大図である。
【図２】本発明の実施例における第２ロール成形工程を示す要部断面図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ２部の拡大図、（ｂ）は図２のＢ２部の拡大図である。
【図４】本発明の実施例における第３ロール成形工程を示す要部断面図である。
【図５】（ａ）は図４のＡ３部の拡大図、（ｂ）は図４のＢ３部の拡大図である。
【図６】本発明における第１ロール成形工程の上ロール型の実施例を示す要部の分割図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｆ）は本発明における突起部の各種の実施例を示す部分図である。
【図８】自動車ホイール用リムの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｔ      突起部
Ｓ１    中間肉厚
Ｓ２    最終肉厚
１０    リム
２１    下ロール型（第１ロール成形用）
２２    上ロール型（第１ロール成形用）
Ｐ      凹凸部
【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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