JP2843009B2 - 軽合金ホイール製造装置及び方法 - Google Patents
軽合金ホイール製造装置及び方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金等の
軽合金を鍛造加工して１ピースホイールを製造するのに
好適の軽合金ホイール製造装置及び方法に関する。
軽合金を鍛造加工して１ピースホイールを製造するのに
好適の軽合金ホイール製造装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金等からなるホイール
（以下、アルミホイールという）は、Ｆｅ（鉄）製ホイ
ールに比して軽量であることに加え、ファッション性が
良好である等の理由から、１９６０年代より自動車用と
して使用され始めた。当初、アルミホイールは、スポー
ツカー等の一部の高級車に対して使用されていたが、近
年、そのファッション性より一般大衆車においても使用
されるようになった。
（以下、アルミホイールという）は、Ｆｅ（鉄）製ホイ
ールに比して軽量であることに加え、ファッション性が
良好である等の理由から、１９６０年代より自動車用と
して使用され始めた。当初、アルミホイールは、スポー
ツカー等の一部の高級車に対して使用されていたが、近
年、そのファッション性より一般大衆車においても使用
されるようになった。
【０００３】アルミホイールは、その構造から、１ピー
スホイール、２ピースホイール及び３ピースホイールの
３種類に分類される。ホイールには、デザイン面である
ディスク面とタイヤを支持するリム部とが存在し、１ピ
ースホイールは、このディスク面とリム部とが一体的に
成形されて得られたものである。１ピースホイールは、
鍛造または鋳造によって製造されている。
スホイール、２ピースホイール及び３ピースホイールの
３種類に分類される。ホイールには、デザイン面である
ディスク面とタイヤを支持するリム部とが存在し、１ピ
ースホイールは、このディスク面とリム部とが一体的に
成形されて得られたものである。１ピースホイールは、
鍛造または鋳造によって製造されている。
【０００４】１ピースホイールは、その構造から製造が
容易であると共に、材質的に均一であるため、品質のバ
ラツキが少なく、剛性を確保しやすいという長所があ
る。また、全体が一体的に成形されているため、部品の
欠落及びゆるみ等の不具合が発生する虞れがないという
長所がある。このため、１ピースホイールはアルミホイ
ール全体の約８５％を占めている。
容易であると共に、材質的に均一であるため、品質のバ
ラツキが少なく、剛性を確保しやすいという長所があ
る。また、全体が一体的に成形されているため、部品の
欠落及びゆるみ等の不具合が発生する虞れがないという
長所がある。このため、１ピースホイールはアルミホイ
ール全体の約８５％を占めている。
【０００５】近年、自動車の軽量化が促進され、ホイー
ルにもより一層の軽量化が要望されるようになった。従
来、１ピースホイールは、その殆どが鋳造により製造さ
れてきた。鋳造によって得られる金属組織は、鍛造によ
って得られたものとは異なり、鍛錬されていないことに
加え、シュリンケージ（引け巣）等の欠陥が内在するた
め、ホイールの強度が小さい。このため、必要な強度を
確保しつつ、軽量なホイールを製造することは極めて困
難である。
ルにもより一層の軽量化が要望されるようになった。従
来、１ピースホイールは、その殆どが鋳造により製造さ
れてきた。鋳造によって得られる金属組織は、鍛造によ
って得られたものとは異なり、鍛錬されていないことに
加え、シュリンケージ（引け巣）等の欠陥が内在するた
め、ホイールの強度が小さい。このため、必要な強度を
確保しつつ、軽量なホイールを製造することは極めて困
難である。
【０００６】一方、鍛造によって得られた１ピースホイ
ールには、鋳造によって得られたものとは異なり、その
内部に欠陥が内在することがない。また、得られた金属
組織は鍛錬されている。このため、１ピースホイールは
極めて高強度なものとなる。これにより、ホイールを容
易に軽量化することができる。
ールには、鋳造によって得られたものとは異なり、その
内部に欠陥が内在することがない。また、得られた金属
組織は鍛錬されている。このため、１ピースホイールは
極めて高強度なものとなる。これにより、ホイールを容
易に軽量化することができる。
【０００７】一般に、鍛造よって１ピースホイールを製
造する場合は、鍛造後ホイールのリム部を所定の形状に
成形するため、スピニング工程を必要とする。鍛造直後
のホイールのリム部は太くて短くなっており、このリム
部にスピニングを施すことによって、リムを所定の長さ
まで伸長させ、所定の形状に成形する。一方、スピニン
グではなく、鍛造時にデザイン面及びリム部を成形し、
その後フレアリングにより、リアリム部を成形する製造
方法が開示されている（特開平６−１９８３８２号公
報、特開平６−２１８４８１号公報及び特開平６−２３
８３９０号公報）。
造する場合は、鍛造後ホイールのリム部を所定の形状に
成形するため、スピニング工程を必要とする。鍛造直後
のホイールのリム部は太くて短くなっており、このリム
部にスピニングを施すことによって、リムを所定の長さ
まで伸長させ、所定の形状に成形する。一方、スピニン
グではなく、鍛造時にデザイン面及びリム部を成形し、
その後フレアリングにより、リアリム部を成形する製造
方法が開示されている（特開平６−１９８３８２号公
報、特開平６−２１８４８１号公報及び特開平６−２３
８３９０号公報）。
【０００８】図３乃至８は、フレアリングによるアルミ
ホイールの製造方法を工程順に示す図である。図３に示
すように、先ずアルミニウム合金の鋳塊を所定の大きさ
に切断して、ビレット５１を得る。
ホイールの製造方法を工程順に示す図である。図３に示
すように、先ずアルミニウム合金の鋳塊を所定の大きさ
に切断して、ビレット５１を得る。
【０００９】次に、図４に示すように、つぶし金型６１
ａ及び６１ｂを使用して、ビレット５１をつぶし加工
し、１次加工材５２を得る。このつぶし加工において、
１次加工材５２の突出部５２ａの肉厚及び長さを完成品
ホイールにおけるリム部の肉厚及び長さと略等しくす
る。
ａ及び６１ｂを使用して、ビレット５１をつぶし加工
し、１次加工材５２を得る。このつぶし加工において、
１次加工材５２の突出部５２ａの肉厚及び長さを完成品
ホイールにおけるリム部の肉厚及び長さと略等しくす
る。
【００１０】次に、図５に示すように、鍛造金型６２ａ
及び６２ｂを使用して、１次加工材５２に鍛造加工（荒
打ち）を施し、２次加工材５３を得る。この荒打ちによ
り、２次加工材５３のディスク面５３ａ及び突出部５２
ａの形状が、完成品のものに近づく。その後、図６に示
すように、鍛造金型６３ａ及び６３ｂを使用して２次加
工材に鍛造加工（仕上加工）を施し、３次加工材５４得
る。この３次加工により、ディスク面５４ａは略製品形
状となる。図７は、この３次加工材を拡大して示す図で
ある。
及び６２ｂを使用して、１次加工材５２に鍛造加工（荒
打ち）を施し、２次加工材５３を得る。この荒打ちによ
り、２次加工材５３のディスク面５３ａ及び突出部５２
ａの形状が、完成品のものに近づく。その後、図６に示
すように、鍛造金型６３ａ及び６３ｂを使用して２次加
工材に鍛造加工（仕上加工）を施し、３次加工材５４得
る。この３次加工により、ディスク面５４ａは略製品形
状となる。図７は、この３次加工材を拡大して示す図で
ある。
【００１１】次に図８に示すように、図７に示す突出部
５２ａの先端をフレアリングにより曲げ加工して、リム
部５２ｂを成形する。
５２ａの先端をフレアリングにより曲げ加工して、リム
部５２ｂを成形する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術には、以下に示す問題点がある。即ち、鋳造に
よる１ピースホイールは、安価で製造することができる
ものの、鋳造組織であるため、強度が低く、ホイールの
軽量化が困難であるという問題点がある。
従来技術には、以下に示す問題点がある。即ち、鋳造に
よる１ピースホイールは、安価で製造することができる
ものの、鋳造組織であるため、強度が低く、ホイールの
軽量化が困難であるという問題点がある。
【００１３】鍛造後の加工材にスピニングを施してホイ
ールのリム部を成形する方法では、鍛造により組織が鍛
錬され、強度が向上するため、軽量なホイールを得るこ
とができるものの、スピニングに多大な時間を要するた
め、得られたホイールの価格が極めて高価になるという
問題点がある。このため、このようなホイールは極めて
限定された車種にしか適用することができない。
ールのリム部を成形する方法では、鍛造により組織が鍛
錬され、強度が向上するため、軽量なホイールを得るこ
とができるものの、スピニングに多大な時間を要するた
め、得られたホイールの価格が極めて高価になるという
問題点がある。このため、このようなホイールは極めて
限定された車種にしか適用することができない。
【００１４】鍛造後の加工材にフレアリングを施してホ
イールのリム部を成形する方法では、スピニングを施し
てリム部を成形する方法に比して、コストをより一層抑
制することが可能である。しかし、フレアリングを実施
するために、鍛造時に突出部５２ａが長くなるように成
形する必要がある。このため、図７に示すように、加工
材５４から金型を取り出せるよう、突出部５２ａと金型
６３ｂとの間に抜き勾配αの隙間６４を設ける必要があ
る。このため、フレアリング後の機械加工において、リ
ム部５２ｂの加工しろが多くなり、材料の歩留りが悪く
なるという欠点がある。
イールのリム部を成形する方法では、スピニングを施し
てリム部を成形する方法に比して、コストをより一層抑
制することが可能である。しかし、フレアリングを実施
するために、鍛造時に突出部５２ａが長くなるように成
形する必要がある。このため、図７に示すように、加工
材５４から金型を取り出せるよう、突出部５２ａと金型
６３ｂとの間に抜き勾配αの隙間６４を設ける必要があ
る。このため、フレアリング後の機械加工において、リ
ム部５２ｂの加工しろが多くなり、材料の歩留りが悪く
なるという欠点がある。
【００１５】近年、デザインを重視した少量多品種のホ
イールが要求されている。これらのホイールの多くは、
機械加工でディスク面等を加工し、意匠面を成形するこ
とにより、同一のホイールから得られたものである。こ
のようなホイールを製造するためには、先ずディスク面
等にデザインが施されていない１ピースホイールを用意
する。この１ピースホイールをスピニング又はフレアリ
ングを施して製造した場合は、製造コストが高いため、
ホイールを機械加工し意匠面を形成すると、得られた１
ピースホイールは採算が合わないものとなる。
イールが要求されている。これらのホイールの多くは、
機械加工でディスク面等を加工し、意匠面を成形するこ
とにより、同一のホイールから得られたものである。こ
のようなホイールを製造するためには、先ずディスク面
等にデザインが施されていない１ピースホイールを用意
する。この１ピースホイールをスピニング又はフレアリ
ングを施して製造した場合は、製造コストが高いため、
ホイールを機械加工し意匠面を形成すると、得られた１
ピースホイールは採算が合わないものとなる。
【００１６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、高強度な１ピースホイールを低コストで製
造することができる軽合金ホイール製造装置及び方法を
提供することを目的とする。
のであって、高強度な１ピースホイールを低コストで製
造することができる軽合金ホイール製造装置及び方法を
提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る軽合金ホイ
ール製造装置は、素材を鍛造加工して軽合金ホイールを
製造する軽合金ホイール製造装置において、前記ホイー
ルのディスク部外面を成形する下型と、前記ホイールの
リム部外面を成形すると共に前記下型に接触し実質的に
水平の方向に進出退避移動する複数個の横型と、前記下
型の上方に設置され前記ディスク部内面及び前記リム部
内面を成形する上型とを有し、前記上型の外縁に前記横
型を外側から規制する横型支持部が形成されていること
を特徴とする。
ール製造装置は、素材を鍛造加工して軽合金ホイールを
製造する軽合金ホイール製造装置において、前記ホイー
ルのディスク部外面を成形する下型と、前記ホイールの
リム部外面を成形すると共に前記下型に接触し実質的に
水平の方向に進出退避移動する複数個の横型と、前記下
型の上方に設置され前記ディスク部内面及び前記リム部
内面を成形する上型とを有し、前記上型の外縁に前記横
型を外側から規制する横型支持部が形成されていること
を特徴とする。
【００１８】この場合に、前記横型は、第１の横型と第
１の横型に対向する第２の横型とに分割されているもの
であってもよい。
１の横型に対向する第２の横型とに分割されているもの
であってもよい。
【００１９】前記下型は、中央部に凹部が形成され前記
横型を支持する第１下型と、前記凹部内に設置された第
２下型とから構成されるものであってもよい。
横型を支持する第１下型と、前記凹部内に設置された第
２下型とから構成されるものであってもよい。
【００２０】前記上型の外縁に前記横型を外側から規制
する横型支持部が形成されていることが好ましい。
する横型支持部が形成されていることが好ましい。
【００２１】前記横型の進出退避移動を案内すると共に
前記横型の上方向の移動を規制する横型案内部が前記下
型に設けられていることが好ましい。
前記横型の上方向の移動を規制する横型案内部が前記下
型に設けられていることが好ましい。
【００２２】本発明に係る軽合金ホイールの製造方法
は、ホイールのディスク部外面を成形する下型と、前記
ホイールのリム部外面を成形すると共に前記下型に接触
し実質的に水平の方向に進出退避移動する複数個の横型
と、下型の上方に設置され前記ホイールのディスク部内
面及びリム部内面を成形する上型とを使用し、前記下型
上に素材を載置し、先ず、前記横型を相互に接近移動さ
せて所定のリム形状を成形する工程と、次いで前記上型
を前記下型に接近移動させて所定のディスク形状を成形
する工程と、を有し、前記横型及び上型の１回の移動に
より、素材を所定のホイール形状に一体的に押圧して鍛
造することを特徴とする。
は、ホイールのディスク部外面を成形する下型と、前記
ホイールのリム部外面を成形すると共に前記下型に接触
し実質的に水平の方向に進出退避移動する複数個の横型
と、下型の上方に設置され前記ホイールのディスク部内
面及びリム部内面を成形する上型とを使用し、前記下型
上に素材を載置し、先ず、前記横型を相互に接近移動さ
せて所定のリム形状を成形する工程と、次いで前記上型
を前記下型に接近移動させて所定のディスク形状を成形
する工程と、を有し、前記横型及び上型の１回の移動に
より、素材を所定のホイール形状に一体的に押圧して鍛
造することを特徴とする。
【００２３】
【作用】本発明に係る軽合金ホイール製造装置において
は、素材を下型に配置した後、複数個の横型を下型中央
部に向かって移動させ、各横型を素材に当接させると共
に、上型を下降させて素材に当接させ、下型、上型及び
横型により素材を一体的に押圧して鍛造する。そうする
と、下型と上型とによりホイールのディスク部が成形さ
れることに加え、横型が下型及び上型と共に素材を押圧
し、ホイールのリム部が成形される。このように、本発
明の軽合金ホイール製造装置においては、上型及び下型
に加え、横型が設けられているため、素材を実質的に水
平の方向から押圧することができる。このため、上型と
下型とにより素材を上下方向に鍛錬することができるこ
とに加え、素材を水平の方向から鍛錬することができ
る。即ち、上下方向の鍛錬によってホイールのディスク
部が成形されると共に、水平方向の鍛錬によって、必要
とされる強度を付与しつつ、、ホイールのリム部を成形
することができる。これにより、ホイールのディスク部
に加えリム部が鍛造工程で成形されるため、得られたホ
イールにスピニング又はフレアリングを施す必要がな
く、リム部の加工しろを最低限に抑制することができ
る。また、ホイール製造工程を短縮し、製造コストを低
減することができる。
は、素材を下型に配置した後、複数個の横型を下型中央
部に向かって移動させ、各横型を素材に当接させると共
に、上型を下降させて素材に当接させ、下型、上型及び
横型により素材を一体的に押圧して鍛造する。そうする
と、下型と上型とによりホイールのディスク部が成形さ
れることに加え、横型が下型及び上型と共に素材を押圧
し、ホイールのリム部が成形される。このように、本発
明の軽合金ホイール製造装置においては、上型及び下型
に加え、横型が設けられているため、素材を実質的に水
平の方向から押圧することができる。このため、上型と
下型とにより素材を上下方向に鍛錬することができるこ
とに加え、素材を水平の方向から鍛錬することができ
る。即ち、上下方向の鍛錬によってホイールのディスク
部が成形されると共に、水平方向の鍛錬によって、必要
とされる強度を付与しつつ、、ホイールのリム部を成形
することができる。これにより、ホイールのディスク部
に加えリム部が鍛造工程で成形されるため、得られたホ
イールにスピニング又はフレアリングを施す必要がな
く、リム部の加工しろを最低限に抑制することができ
る。また、ホイール製造工程を短縮し、製造コストを低
減することができる。
【００２４】横型は鍛造時に素材を下型に水平の方向か
ら押圧して、円筒状のリム部を成形する。このため、素
材を横型で覆うためには、横型の個数は２個以上である
ことが必要であるが、通常、２個の横型を互いが対向す
るように配置し、素材を鍛造することによって、均一な
リム部を得ることができる。
ら押圧して、円筒状のリム部を成形する。このため、素
材を横型で覆うためには、横型の個数は２個以上である
ことが必要であるが、通常、２個の横型を互いが対向す
るように配置し、素材を鍛造することによって、均一な
リム部を得ることができる。
【００２５】上述の下型は第１下型と第２下型とにより
構成されるものでもよい。このような下型においては、
第２下型を取り替えることにより、ホイールに種々の形
状のディスク面を形成することができる。
構成されるものでもよい。このような下型においては、
第２下型を取り替えることにより、ホイールに種々の形
状のディスク面を形成することができる。
【００２６】また、外縁に横型支持部が形成された上型
を使用することができる。そうすると、鍛造時に横型を
下型に水平の方向に退避させようとする圧力が発生する
が、横型はこの横型支持部により外側から規制されるた
め、この圧力により横型が退避することがない。これに
よりリム部が高精度で成形され、高品質のホイールを得
ることができる。
を使用することができる。そうすると、鍛造時に横型を
下型に水平の方向に退避させようとする圧力が発生する
が、横型はこの横型支持部により外側から規制されるた
め、この圧力により横型が退避することがない。これに
よりリム部が高精度で成形され、高品質のホイールを得
ることができる。
【００２７】更に、鍛造時の圧力によって、横型を持ち
上げるモーメントが発生するが、下型に横型案内部を設
けることによって、横型が上昇することを防止しつつ、
素材に鍛造を施すことができる。
上げるモーメントが発生するが、下型に横型案内部を設
けることによって、横型が上昇することを防止しつつ、
素材に鍛造を施すことができる。
【００２８】本発明に係る軽合金ホイール製造方法にお
いては、ホイールのディスク部外面を成形する下型と、
ホイールのリム部外面を成形する複数個の横型と、ホイ
ールのディスク部内面形状及びリム部内面を成形する上
型とにより、素材を一体的に押圧して鍛造する。そうす
ると、上述の軽合金ホイール製造装置と同様に、鍛造に
よりホイールのディスク部及びリム部を成形することが
できるので、得られたホイールにスピニング又はフレア
リングを施す必要がなく、リム部の加工しろを最低限に
抑制することができる。また、ホイール製造工程を短縮
し、製造コストを低減することができる。
いては、ホイールのディスク部外面を成形する下型と、
ホイールのリム部外面を成形する複数個の横型と、ホイ
ールのディスク部内面形状及びリム部内面を成形する上
型とにより、素材を一体的に押圧して鍛造する。そうす
ると、上述の軽合金ホイール製造装置と同様に、鍛造に
よりホイールのディスク部及びリム部を成形することが
できるので、得られたホイールにスピニング又はフレア
リングを施す必要がなく、リム部の加工しろを最低限に
抑制することができる。また、ホイール製造工程を短縮
し、製造コストを低減することができる。
【００２９】本発明の素材の材質として、アルミニウム
合金及びマグネシウム合金等を挙げることができる。
合金及びマグネシウム合金等を挙げることができる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に
係る軽合金ホイール製造装置及び方法を示す図である。
図１（ａ）は鍛造前の各金型を示す図であり、（ｂ）は
素材が鍛造される様子を示す図である。図１（ａ）に示
すように、第１下型１の上面中央部には凹部２が形成さ
れており、凹部２には第２下型３が嵌められている。第
２下型３の下面中央部の第１下型１には、貫通孔４ａが
設けられており、この貫通孔４ａに押出棒４が挿入され
るようになっている。そして、鋳造後に、この押出棒４
を突き上げることにより、第２下型３を第１下型１から
取り外せるようになっている。第２下型３の上方には上
型１６が配置されている。第１下型１の両端に、シリン
ダー保持部材６がボルト７により固定されている。シリ
ンダー保持部材６の上部に、油圧シリンダー５がシリン
ダー取付板８を介して設置されている。図１（ｂ）に示
すように、油圧シリンダー５のシリンダーロッド９の先
端には、ホースシュープレート１０が設置されており、
このホースシュープレート１０は横型１２のホースシュ
ープレート取付板１１に接続されている。ホースシュー
プレート１０の端辺には凹部が設けられており、この凹
部がシリンダーロッド９に嵌まるようになっている。ま
た、横型１２には溝が形成されており、この溝にホース
シュープレート１０の端辺が嵌まるようになっている。
これにより、鍛造時に油圧シリンダー５はシリンダーロ
ッド９、ホースシュープレート１０及びホースシュープ
レート取付板１１を介して横型１２を上型１６に押圧す
ることができる。油圧シリンダー５の上方には、リミッ
ター１３が設けられており、リミッター１３のロッド１
４は取付金具１５を介して、ホースシュープレート取付
板１１に取り付けられている。リミッター１３は、横型
１２の位置を検出する。上型１６の外縁には横型支持部
１６ａが設けられている。鍛造時の素材の変形により、
横型１２を後方に押し戻そうとする圧力が発生する。油
圧シリンダー５の力量ではこの圧力に打ち勝つことがで
きないため、横型１２の後方移動を防止することができ
ない。そこで、鍛造時に横型１２の移動を横型１２の外
側から規制するために、上型１６には横型支持部１６ａ
が設けられている。また、余分な素材を排出するため、
鍛造時に横型１２と第１下型１との間には隙間１７ａが
形成されるように、各金型の形状を整えてある。同様
に、鍛造時に横型１２と上型１６との間には隙間１７ｂ
が形成されるように、各金型の形状を整えてある。隙間
１７ｂにより、鍛造時に横型１２が変形し、鍛造終了後
に上型１６が上昇できなくなることを防止する。また、
横型１２の内面形状は、ホイールのリム部に数ｍｍ程度
の余肉（加工しろ）が形成されるような形状となってい
る。
を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に
係る軽合金ホイール製造装置及び方法を示す図である。
図１（ａ）は鍛造前の各金型を示す図であり、（ｂ）は
素材が鍛造される様子を示す図である。図１（ａ）に示
すように、第１下型１の上面中央部には凹部２が形成さ
れており、凹部２には第２下型３が嵌められている。第
２下型３の下面中央部の第１下型１には、貫通孔４ａが
設けられており、この貫通孔４ａに押出棒４が挿入され
るようになっている。そして、鋳造後に、この押出棒４
を突き上げることにより、第２下型３を第１下型１から
取り外せるようになっている。第２下型３の上方には上
型１６が配置されている。第１下型１の両端に、シリン
ダー保持部材６がボルト７により固定されている。シリ
ンダー保持部材６の上部に、油圧シリンダー５がシリン
ダー取付板８を介して設置されている。図１（ｂ）に示
すように、油圧シリンダー５のシリンダーロッド９の先
端には、ホースシュープレート１０が設置されており、
このホースシュープレート１０は横型１２のホースシュ
ープレート取付板１１に接続されている。ホースシュー
プレート１０の端辺には凹部が設けられており、この凹
部がシリンダーロッド９に嵌まるようになっている。ま
た、横型１２には溝が形成されており、この溝にホース
シュープレート１０の端辺が嵌まるようになっている。
これにより、鍛造時に油圧シリンダー５はシリンダーロ
ッド９、ホースシュープレート１０及びホースシュープ
レート取付板１１を介して横型１２を上型１６に押圧す
ることができる。油圧シリンダー５の上方には、リミッ
ター１３が設けられており、リミッター１３のロッド１
４は取付金具１５を介して、ホースシュープレート取付
板１１に取り付けられている。リミッター１３は、横型
１２の位置を検出する。上型１６の外縁には横型支持部
１６ａが設けられている。鍛造時の素材の変形により、
横型１２を後方に押し戻そうとする圧力が発生する。油
圧シリンダー５の力量ではこの圧力に打ち勝つことがで
きないため、横型１２の後方移動を防止することができ
ない。そこで、鍛造時に横型１２の移動を横型１２の外
側から規制するために、上型１６には横型支持部１６ａ
が設けられている。また、余分な素材を排出するため、
鍛造時に横型１２と第１下型１との間には隙間１７ａが
形成されるように、各金型の形状を整えてある。同様
に、鍛造時に横型１２と上型１６との間には隙間１７ｂ
が形成されるように、各金型の形状を整えてある。隙間
１７ｂにより、鍛造時に横型１２が変形し、鍛造終了後
に上型１６が上昇できなくなることを防止する。また、
横型１２の内面形状は、ホイールのリム部に数ｍｍ程度
の余肉（加工しろ）が形成されるような形状となってい
る。
【００３１】図２は図１（ａ）のＡ−Ａ′面を示す断面
図である。図２及び図１（ａ）の隠れ線部分に示すよう
に、第１下型１の端辺には、横型１２の移動方向に沿っ
て、ガイド部材１ａが設けられている。また、第１下型
１の中央部には横型１２の移動方向に沿ってＶ字状のガ
イド部（２段シャンク）１ｂが設けられている。横型１
２の側部にはガイド部材１ａに案内される凸部１２ａが
設けられており、横型１２の底面にはガイド部１ｂに案
内される下板１２ｂが設置されている。このガイド部材
１ａ及びガイド部１ｂにより横型１２の移動方向は一方
向に規制されると共に、横型１２が第１下型１から外れ
ることが防止される。また、ガイド部材１ａの上部に
は、突出部１ｃが設けられている。この突出部１ｃとＶ
字状のガイド部１ｂとにより、鍛造時に横型１２に内圧
が加わり、この内圧により横型１２にモーメントが発生
し、このモーメントにより横型１２が持ち上がることが
防止される。
図である。図２及び図１（ａ）の隠れ線部分に示すよう
に、第１下型１の端辺には、横型１２の移動方向に沿っ
て、ガイド部材１ａが設けられている。また、第１下型
１の中央部には横型１２の移動方向に沿ってＶ字状のガ
イド部（２段シャンク）１ｂが設けられている。横型１
２の側部にはガイド部材１ａに案内される凸部１２ａが
設けられており、横型１２の底面にはガイド部１ｂに案
内される下板１２ｂが設置されている。このガイド部材
１ａ及びガイド部１ｂにより横型１２の移動方向は一方
向に規制されると共に、横型１２が第１下型１から外れ
ることが防止される。また、ガイド部材１ａの上部に
は、突出部１ｃが設けられている。この突出部１ｃとＶ
字状のガイド部１ｂとにより、鍛造時に横型１２に内圧
が加わり、この内圧により横型１２にモーメントが発生
し、このモーメントにより横型１２が持ち上がることが
防止される。
【００３２】このように構成された製造装置において、
加熱された素材２１を第２下型３上に配置した後、油圧
シリンダー５により横型１２を素材２１に押圧する。横
型１２の位置をリミッター１３により検出し、横型１２
の位置が所定の位置となった場合に、上型１６を下降さ
せて下型１及び３、上型１６並びに横型１２により素材
２１を押圧する。この場合に、素材２１の変形によって
内圧が生じ、この内圧により横型１２が後退しないよう
に、上型１６の横型支持部１６ａにより横型１２の外側
から横型１２の移動を規制しつつ、鍛造する。そうする
と、第２下型３と上型１６とにより、素材は上下方向に
鍛錬されてディスク面２２が成形されると共に、横型１
２が、第１下型１及び上型１６と共に、素材を水平方向
に鍛錬し、必要な強度が付与され、リム部２１が成形さ
れる。次に上型１６を上昇させ、横型１２の位置をリミ
ッター１３により検出しつつ、横型１２を後方に移動さ
せ、横型１２の位置が所定の位置となった場合に、得ら
れたホイールを取り出す。ディスク面２２が成形される
と共に、所定の形状及び強度を有するリム部２３が成形
されているため、得られたホイールのリム部２３にスピ
ニング又はフレアリングを施す必要がない。このため、
リム部２３の加工しろを最小限にすることができると共
に工程を削減し、ホイールの生産コストを大幅に削減す
ることが可能となる。なお、本実施例においては、形状
の異なる第２下型３を使用することにより、種々の形状
のディスク面２２を成形することができる。
加熱された素材２１を第２下型３上に配置した後、油圧
シリンダー５により横型１２を素材２１に押圧する。横
型１２の位置をリミッター１３により検出し、横型１２
の位置が所定の位置となった場合に、上型１６を下降さ
せて下型１及び３、上型１６並びに横型１２により素材
２１を押圧する。この場合に、素材２１の変形によって
内圧が生じ、この内圧により横型１２が後退しないよう
に、上型１６の横型支持部１６ａにより横型１２の外側
から横型１２の移動を規制しつつ、鍛造する。そうする
と、第２下型３と上型１６とにより、素材は上下方向に
鍛錬されてディスク面２２が成形されると共に、横型１
２が、第１下型１及び上型１６と共に、素材を水平方向
に鍛錬し、必要な強度が付与され、リム部２１が成形さ
れる。次に上型１６を上昇させ、横型１２の位置をリミ
ッター１３により検出しつつ、横型１２を後方に移動さ
せ、横型１２の位置が所定の位置となった場合に、得ら
れたホイールを取り出す。ディスク面２２が成形される
と共に、所定の形状及び強度を有するリム部２３が成形
されているため、得られたホイールのリム部２３にスピ
ニング又はフレアリングを施す必要がない。このため、
リム部２３の加工しろを最小限にすることができると共
に工程を削減し、ホイールの生産コストを大幅に削減す
ることが可能となる。なお、本実施例においては、形状
の異なる第２下型３を使用することにより、種々の形状
のディスク面２２を成形することができる。
【００３３】本実施例における鍛造工程により、ホイー
ルの概略形状を成形することができるが、この工程数は
１回であってもよく、また、ホイールのデザインに応じ
て複数回とし、素材２１を徐々に目的の形状に成形して
もよい。通常、このようにして得られたホイールは、熱
処理後、機械加工され、製品として供される。また、第
１下型１と第２下型３とは一体のものであってもよい。
ルの概略形状を成形することができるが、この工程数は
１回であってもよく、また、ホイールのデザインに応じ
て複数回とし、素材２１を徐々に目的の形状に成形して
もよい。通常、このようにして得られたホイールは、熱
処理後、機械加工され、製品として供される。また、第
１下型１と第２下型３とは一体のものであってもよい。
【００３４】次に、本実施例により実際にアルミニウム
ホイールを製造した結果について、その比較例と比較し
て説明する。実施例のホイールは図１及び２に示す製造
装置を使用して製造した。
ホイールを製造した結果について、その比較例と比較し
て説明する。実施例のホイールは図１及び２に示す製造
装置を使用して製造した。
【００３５】比較例１のホイールは鍛造後スピニングを
施して製造した。また、比較例２のホイールは図３乃至
８に示すように鍛造後フレアリングを施して製造した。
得られた結果を下記表１に示す。
施して製造した。また、比較例２のホイールは図３乃至
８に示すように鍛造後フレアリングを施して製造した。
得られた結果を下記表１に示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】上記表１に示すように、実施例の歩留りは
約５０％と、比較例１の約４０％及び比較例２の約３５
％に比して、極めて良好である。実施例では、鍛造時に
リム部を含むホイールの概略形状が成形されるため、余
肉が不要である。一方、比較例１及び２ではスピニング
又はフレアリングによってリム部が成形されるため、余
肉が必要であり、歩留りが低下した。
約５０％と、比較例１の約４０％及び比較例２の約３５
％に比して、極めて良好である。実施例では、鍛造時に
リム部を含むホイールの概略形状が成形されるため、余
肉が不要である。一方、比較例１及び２ではスピニング
又はフレアリングによってリム部が成形されるため、余
肉が必要であり、歩留りが低下した。
【００３８】また、実施例の鍛造サイクルタイム（鍛造
に要するホイール１個当たりの時間）が比較例に比して
短いため、低コストで鍛造ホイールを製造することがで
きる。
に要するホイール１個当たりの時間）が比較例に比して
短いため、低コストで鍛造ホイールを製造することがで
きる。
【００３９】更に、実施例の鍛造回数は１回であり、比
較例１及び３の３回に比して少ないため、生産効率が著
しく向上する。
較例１及び３の３回に比して少ないため、生産効率が著
しく向上する。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
横型が下型及び上型と共に素材を一体的に押圧するた
め、鍛造でホイールのリム部を成形することができるの
で、リム部の加工しろが最小限に抑制されると共にホイ
ール製造工程が短縮され、ホイールの製造コストを低減
することができる。
横型が下型及び上型と共に素材を一体的に押圧するた
め、鍛造でホイールのリム部を成形することができるの
で、リム部の加工しろが最小限に抑制されると共にホイ
ール製造工程が短縮され、ホイールの製造コストを低減
することができる。
【図１】本発明の実施例に係る軽合金ホイール製造装置
及び方法を示す図である。
及び方法を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′面を示す断面図である。
【図３】従来の鍛造によるアルミホイールの製造方法の
一工程を示す斜視図である。
一工程を示す斜視図である。
【図４】同じくその製造方法の一工程を示す断面図であ
る。
る。
【図５】同じくその製造方法の一工程を示す断面図であ
る。
る。
【図６】同じくその製造方法の一工程を示す断面図であ
る。
る。
【図７】同じくその製造方法の一工程を示す断面図であ
る。
る。
【図８】同じくその製造方法の一工程を示す断面図であ
る。
る。
１；第１下型 １ａ；ガイド部材 １ｂ；ガイド部 ２；凹部 ３；第２下型 ４；押出棒 ４ａ；貫通孔 ５，１３；油圧シリンダー ６；シリンダー保持部材 ７；ボルト ８；シリンダー取付板 ９；シリンダーロッド １０；ホースシュープレート １１；ホースシュープレート取付板 １２；横型 １２ａ；凸部 １２ｂ；下板 １３；リミッター １４；ロッド １５；取付金具 １６；上型 １６ａ；横型支持部 １７ａ，１７ｂ；隙間 ２１；素材 ２２；ディスク面 ２３；リム部 ５１；ビレット ５２；１次加工材 ５２ａ；突出部 ５２ｂ；リム部 ５３；２次加工材 ５３ａ，５４ａ；ディスク面 ５４；３次加工材 ６１ａ，６１ｂ；つぶし金型 ６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ；鍛造金型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 篤実 三重県員弁郡大安町大字梅戸字東山1100 番 株式会社神戸製鋼所大安工場内 (56)参考文献 特開 平７−16691（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21K 1/32 B21K 1/38
Claims (5)
- 【請求項１】 素材を鍛造加工して軽合金ホイールを製
造する軽合金ホイール製造装置において、前記ホイール
のディスク部外面を成形する下型と、前記ホイールのリ
ム部外面を成形すると共に前記下型に接触し実質的に水
平の方向に進出退避移動する複数個の横型と、前記下型
の上方に設置され前記ディスク部内面及び前記リム部内
面を成形する上型とを有し、前記上型の外縁に前記横型
を外側から規制する横型支持部が形成されていることを
特徴とする軽合金ホイール製造装置。 - 【請求項２】 前記横型は、第１の横型と第１の横型に
対向する第２の横型とに分割されていることを特徴とす
る請求項１に記載の軽合金ホイール製造装置。 - 【請求項３】 前記下型は、中央部に凹部が形成され前
記横型を支持する第１下型と、前記凹部内に設置された
第２下型とから構成されることを特徴とする請求項１又
は２に記載の軽合金ホイール製造装置。 - 【請求項４】 前記横型の進出退避移動を案内すると共
に前記横型の上方向の移動を規制する横型案内部が前記
下型に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載の軽合金ホイール製造装置。 - 【請求項５】 ホイールのディスク部外面を成形する下
型と、前記ホイールのリム部外面を成形すると共に前記
下型に接触し実質的に水平の方向に進出退避移動する複
数個の横型と、下型の上方に設置され前記ホイールのデ
ィスク部内面及びリム部内面を成形する上型とを使用
し、前記下型上に素材を載置し、先ず、前記横型を相互
に接近移動させて所定のリム形状を成形する工程と、次
いで前記上型を前記下型に接近移動させて所定のディス
ク形状を成形する工程と、を有し、前記横型及び上型の
１回の移動により、素材を所定のホイール形状に一体的
に押圧して鍛造することを特徴とする軽合金ホイール製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33382795A JP2843009B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 軽合金ホイール製造装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33382795A JP2843009B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 軽合金ホイール製造装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09168838A JPH09168838A (ja) | 1997-06-30 |
| JP2843009B2 true JP2843009B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=18270391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33382795A Expired - Fee Related JP2843009B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 軽合金ホイール製造装置及び方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2843009B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100395052C (zh) * | 2006-07-14 | 2008-06-18 | 哈尔滨工业大学 | 特种车辆铝轮盘液态模锻成形时使用的模具及成形方法 |
| JP4804500B2 (ja) * | 2008-04-08 | 2011-11-02 | 矢内精工株式会社 | リンクアームの製造方法とその製造に使用されるプレス用金型 |
| KR101032712B1 (ko) * | 2008-11-20 | 2011-05-06 | 유영선 | 차량 등속 조인트용 이너레이스 제조 방법 및 그 장치 |
| CN105081159A (zh) * | 2014-05-20 | 2015-11-25 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 一种钛合金盘件的模锻方法 |
-
1995
- 1995-12-21 JP JP33382795A patent/JP2843009B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09168838A (ja) | 1997-06-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |