(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム等の軽合金製の部材に穴を貫通する加工方法において、上面中央に凸部を有す受け金型と先端を細めた楔形金型とで上記部材を挟み込んで圧縮し、外径が小さな楔形金型の周囲には圧縮に伴って盛り上がりを形成し、その後、ダイ上に上記部材を載せて肩付きポンチによって穴を打ち抜き、肩部下面によって上記盛り上がりを圧縮して所定の座を成形することを特徴とする穴明け加工方法。
【請求項２】
上記受け金型中央には円錐突部を有し、楔形金型先端には球状楔を形成した請求項１記載の穴明け加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はアルミニウム等の軽合金製の車輪用リムであって、該リムのバルブ取付け用穴及びビードストッパー固定用穴、並びに穴明け加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム合金材等に穴を明ける場合は多く、この場合にプレスによる打ち抜き加工がなされる。一般的には穴明けダイスに材料を載せてポンチを押し込む訳であるが、ダイス穴とポンチ間のクリアランスによって打ち抜き面は完全な剪断面ではなく、破断面が残ってしまう。このように穴に破断面が残ってしまうことで部材全体の強度に大きく影響する。すなわち、上記破断部から亀裂が生じて疲労破壊を招くことになる。
【０００３】
このような破断面を有す抜き穴から該破断面を無くす加工方法は幾つか知られているが、最も一般的な加工方法は打ち抜き後に行うシェービング法であり、僅かに大きなポンチを圧入することで該破断部が削り取られることになる。又精密打ち抜き法も多用されていて、この精密打ち抜き法とはダイス穴とポンチはゼロクリアランスをなし、部材を突起付きの板押えと逆押えとで拘束した状態で打ち抜きされる為に破断面は発生しない。
【０００４】
更に対抗ダイス打ち抜き法が知られている。この対抗ダイス打ち抜き法とは、突起付きのダイスによる押し込みにて部材を切り込み、その後で打ち抜き加工するといった方法であり、この場合も破断面の発生はない。これら精密打ち抜き法や対抗ダイス打ち抜き法は打ち抜かれる部材を局部的に圧縮して静水圧を高め、高静水圧下での材料の延性を利用することで破断面の発生を防止している。
【０００５】
このように部材に形成される穴には破断面を残すことなく打ち抜き加工することは可能であるが、該部材に要求される機能によっては破断面がない穴であっても要求される強度が満たされない場合もある。例えば、アルミニウム合金から成る車輪用リムに形成されるバルブ取付け用穴もその一つであり、穴内周面に破断面がなくても作用する面圧によって亀裂が発生する場合もある。それに、リムの軽量化を図る為に肉厚は出来るかぎり薄くされるが、薄いリム母材に貫通するバブル取付け用の穴周面積はそれだけ小さくなり、作用する面圧は必然的に高くなる。
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】
このように、部材に形成される打ち抜き穴に破断面がなくても内周面に作用する面圧によって亀裂が発生する場合があり、特に軽量化の為に肉厚を薄くするならば上記面圧は著しく高くなり、亀裂を発生する頻度が高くなる。本発明が解決しようとする課題はこの問題点であって、部材の厚みよりも穴部の厚さを大きくして打ち抜くことが出来る打ち抜き方法並びに該打ち抜き法によって形成した穴を有す車輪用リムを提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の車輪用リムはバルブ取付け用穴又はビードストッパー固定用穴を有す軽合金製のリムであり、これら穴部の厚みを他の部分よりも大きくしている。すなわち、バルブ取付け用穴やビードストッパー固定用穴を単に部材面に打ち抜きするだけでなく、穴部の厚さを大きくしたところで穴を打ち抜き加工する。従って穴内周の周面積は大きくなり、内面に作用する面圧は小さくなる。結果として穴の強度が高くなる。
【０００８】
ところで、上記穴部の厚さを増大する手段は、打ち抜かれる穴に位置する肉を前以て穴の周囲に盛り上げ加工したところで打ち抜く。すなわち、穴の周囲に座を形成する訳であり、該座の表面は取付け部品に応じて平坦面であったり曲面であったりする。
【０００９】
上記穴加工は中央に突部を形成した受け金型と楔形金型によって部材を挟み込んで圧縮する。その結果、部材の肉は外径が小さい楔形金型の周囲に盛り上がり、肉厚は増大する。ただし、穴は貫通しておらず、穴の上下面が凹状に窪む。その後、ダイと肩付き穴明けポンチにより、穴が打ち抜かれると同時に、盛り上がった部分はポンチの肩部にて圧縮されて平坦面、又は曲面の座が形成される。以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
【実施例】
図１は車輪用リムの断面を表しており、リムは耳部１、ビード部２、ドロップ部３を有したアルミニウム合金製である。勿論、リムの形状は色々あって本発明は特に限定しないが、ドロップ部３にはバルブ取付け用穴４が貫通している。図２は上記穴部の断面を表した正面図の一部を表しているが、該穴部周辺の肉厚は他の部分よりも大きくなっている。
【００１１】
図３は穴部の拡大図であって、ドロップ部３の内周面５から内側へ座６を突出して形成している。従ってドロップ部３の外周面７から座６の表面８までの長さｔ1 はドロップ部におけるリム母材９の厚さｔ2 より大きくなっている。上記穴４はこの座６に形成され、リム母材９を貫通している。同図から明らかなように、座６はドロップ部３の内周面に取り付けしたものではなく、リム母材９を塑性変形して内周面５に盛り上げ加工したものである。このように座６を形成することで穴４の周面積は拡大し、その結果、穴内周面に作用する面圧は低下し、亀裂による疲労破壊を防止することが出来る。
【００１２】
ところで、上記座６はドロップ部３に穴４を加工する一連の工程にて成形されるが、穴加工時に打ち抜かれるチップの一部肉を座として成形する。具体的な加工方法は特に限定しないが、該加工の１例を図４、図５に示している。図４（ａ）は加工前の状態であるが、リム母材９の下側には受け金型１０が、上側には楔形金型１１を配置し、両金型１０、１１によってリム母材９を挟み込む。
【００１３】
上記受け金型１０は上面１２に円錐突部１３を形成し、一方の楔形金型１１は先端を球面状としている。そして受け金型１０は打ち抜かれる穴の大きさよりかなり大きく、楔形金型１１は穴の大きさとなっている。そこで、楔形金型１１を降下させるならば先端の球状楔１４はリム母材９にくい込み、同時に受け金型１０の円錐突部１３もリム母材９の下側にくい込むことになる。その結果、リム母材９の上面側で楔形金型の周囲には肉の盛り上がり１５が形成され、穴の周辺部はリム母材９よりも厚肉状態となる。
【００１４】
このように受け金型１０の円錐突部１３と楔形金型１１の球状楔１４がリム母材９に圧入することで下側には円錐形凹部が、上側には球状凹部がそれぞれ形成され、この状態で図５に示すダイ１６と肩付きポンチ１７にて穴が打ち抜かれる。ポンチ１８は盛り上がり１５の球状凹部に圧入して残り部材を打ち抜き、肩部下面１９によって盛り上がり上面を圧縮する。該肩部下面が平坦面であるならば盛り上がり上面も平坦面となり、曲面を成しているならば同じく曲面として成形される。
【００１５】
ここで、上記受け金型上面に形成される突部形状は円錐形に限らず、又楔形金型の先端形状も特に限定しない。以上述べたように本発明の車輪用リムはバルブ等の取付け用穴の内周面積を増大する為に該穴周辺部の肉厚を大きくしたものであり、次のような効果を得ることが出来る。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の車輪用リムはバルブ取付け用穴の周辺部、又はビードストッパー固定用穴の周辺部は厚肉状態となっている為に穴内周面積は増大し、該穴に作用する面圧は低下する。その結果、穴から亀裂が発生して疲労破壊する危険性は少なくなる。穴周辺部の肉厚を増大する本発明の加工方法は穴打ち抜き時に除去されるチップを打ち抜き前に圧縮して周辺部に圧肉状態の座を加工するものであって、軽量化したリム母材であっても穴の強度は確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】穴周辺部を厚肉としたリム断面図。
【図２】穴部の断面を含むリムの一部正面図。
【図３】穴周辺に座を形成して厚肉部とした拡大図。
【図４】穴の打ち抜き前に座を盛り上げ加工する方法を示す実施例。
【図５】肩付きポンチでもって穴を打ち抜き加工する方法。
【符号の説明】
１  耳部
２  ビード部
３  ドロップ部
４  穴
５  内周面
６  座
７  外周面
８  表面
９  リム母材
10  受け金型
11  楔形金型
12  上面
13  円錐突部
14  球状楔
15  盛り上がり
16  ダイ
17  肩付きポンチ
18  ポンチ
19  肩部下面
【図１】
0003845785.tif 000002
【図２】
0003845785.tif 000003
【図３】
0003845785.tif 000004
【図４】
0003845785.tif 000005
【図５】
0003845785.tif 000006