JP4392688B2 - フルフェイス型ディスクホイールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フルフェイス型ディスクホイールの製造法に関し、とくに生産効率ならびに品質を向上させ、しかもコストの低減をはかることを目的とする。

フルフェイス型ディスクホイールは、その特有のスタイリングから近時次第に注目を浴びているが、独特の意匠デザイン性を発揮する必要から十分な強度を維持するために、ディスク材としてリムよりも厚い板厚のものを用いることになるが、この場合にはディスクのリムフランジ相当箇所についても必然的に板厚になるために、汎用のバランスウエイトがそのまま使用できなくなる。 しかも板厚の薄いリムとの溶接を容易にし、しかも十分な強度を保持させるためにはリムのフランジ相当部分については比較的薄肉にする必要がある。

このような状況から、かかるフルフェイス型ディスクホイールの製造に関しては、片側にのみリムフランジを有するリムとフルフェイス型ディスクとの接合部分において、これまでに種々の工夫がなされている。 具体例を挙げると、特開平８−３１８７０１号公報には「２ピースフルフェイス板ディスクホイール」の発明が開示されている。

これは、リム１の片側フランジ３ａを切削除去するとともに該部分を極薄肉に形成してリム当接面５およびリム嵌合面７を形成し、またフルフェイス用ディスク２の表側フランジ４におけるリム当接面５の裏面側に上記リム当接面５およびリム嵌合面７を受け入れるディスク当接面６およびディスク嵌合面８を、切削加工により形成して該ディスク当接面６およびディスク嵌合面８内に、リム１のリム当接面５およびリム嵌合面７を接合後、該リム１の内周側より上記接合部を溶接して一体化するようにしたものである。

また特開平５−５８１０６号公報には「２ピース・フルフェイス板ディスクホイール」の発明が開示されている。 これはフルフェイス型ディスク２をリム１に組み付け溶接する際に、ディスク２とリム１との特別な位置決め手段を必要とせず、また溶接ビードの除去を不要とするとともに、溶接熱によるディスク表面のメッキに変色等が生じないようにしたものであって、ディスク２の外周部１０に半径方向の切込み１０ｃを入れて外周部１０をディスク外周部１０ａと内側部１０ｂとに裂開し、外側部１０ａで表側フランジ４を、内側部１０ｂで嵌合部６を形成し、このようにして形成した嵌合部６をリム１の表側ビードシートの内周面５に嵌合溶接するようにしたものである。
特開平８−３１８７０１号公報 特開平５−５８１０６号公報

しかしながら、特開平８−３１８７０１号公報に記載のものにあっては、ディスクの裏側であって、リムの側端当接部から外周端縁に至る面を切削加工により削って薄肉化するものであるために生産効率が悪く、またディスクの旋盤への取り付け、位置決め、芯出し、加工後の取り出しなど種々工数が嵩み、しかもコスト高となるばかりでなく品質面においても板厚にバラツキが多いこと、また切り粉によるデザイン面損傷等の不具合があること等から実用上において十分なものとはいえない。

またこの場合、前記した特開平５−５８１０６号公報に記載のもののように、ディスクの裏側であって、リムの側端当接部から外周端縁に至る面を薄肉化することに関して、切削を無くす案も浮上してはいるが、切込みによる場合においては技術的な困難が伴い、熟練性を要するために量産に不向きで、しかもコストの上昇は避けられない。

さらにスタンピングでの減肉についても、一般的なプレスでは能力的に板厚を２〜５％程度しか減肉することができないために現実的ではない。 さらにフローフォーミングや、その組み合わせについても、加工工数が多く、低コスト化が著しく困難であることから実用化にはつながりにくい。

そこで本発明は上記の課題を解決し、実用化を可能としたものであって、具体的には片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端部にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの素材段階において、平坦なディスク素材裏側であって、リムの側端部当接部から外周端縁に至る面に、あらかじめプレス装置を用いた減肉加工用のパンチを圧下させることによる揺動鍛造により全周にわたり減肉部を形成した後、該減肉部の側端部当接部にリムのフランジ無し側端部を位置合わせのうえ接合組み付けし、さらに該接合部分に溶接を施すようにしたフルフェイス型ディスクホイールの製造方法に関する。

本発明は上記した通り、片側にのみリムフランジを有するリムのフランジ無し側端にフルフェイス型ディスクを組み付ける場合において、フルフェイス型ディスクの素材段階において、平坦なディスク素材の裏側であって、リムの側端部当接部から外周端縁に至る面に、あらかじめプレス装置を用いた減肉加工用のパンチを圧下させることによる揺動鍛造により全周にわたり減肉加工を形成した後、該減肉部の側端部当接部にリムのフランジ無し側端を位置合わせのうえ接合組み付けし、さらに該接合部分に溶接を施すようにしたものであるから、とくにフルフェイス型ディスクの裏側に減肉加工を施すにあたり、格別の熟練を要しないから生産性ならびに生産効率がよく、また揺動鍛造による加工硬化も期待でき、高耐久性で高品質、かつ低コストのフルフェイス型ディスクホイールを量産することができる。

また本発明において、フルフェイス型ディスクの素材段階において、平坦なディスク素材の裏側であって、リムの側端部当接部から外周端縁に至る面を全周にわたり揺動鍛造により減肉加工するために、一般の鍛造プレス機を用いる場合に比して設備費が大幅に低減され、しかも型面摩擦の拘束度合いが少ないために加工限界が大幅に向上し、また特に精密な薄肉化が可能となる。

以下において本発明の具体的な内容を図１〜５の実施例をもとに説明すると、図において１はリム、４はフルフェイス型ディスクをあらわしている。 なお本発明においてフルフェイス型ディスクとは、ディスクの外周部をリムの表面フランジとして利用することにより、ディスク面と、その外周縁に位置するフランジ部とを１ピース部材として成型したものを意味する。

リム１はタイヤをはめ込むために必要な一定幅以上の帯状鋼板の両端を突き合わせてフラッシュバット溶接をし、これによって略円筒状に構成される。 このリム１は片側にのみリムフランジ２を有するとともに、反対側はフランジ無し側端部３として構成される。

またフルフェイス型ディスク４は、図２にあらわしたように縦横の長さがそれぞれ約５００ｍｍ程度、厚み約５ｍｍ程度の方形であって、多くの場合中心に中心穴ｈを穿設した鋼板４ａより円形のディスク素材４ｂが打ち抜かれる。

このディスク素材４ｂは、さらに片側（裏側すなわちリム１に当接する側）であって、リム１の側端部３当接部から外周端縁に至る面にあらかじめ減肉部ｃを形成する。減肉部ｃの形成は、この場合図３に示したようなプレス装置を用いた減肉加工用のパンチ６を圧下させることによる揺動鍛造により加工される。すなわち、平坦なダイ５の上にディスク素材４ｂを位置合わせして載せ、上方から減肉加工用のパンチ６をディスク素材４ｂに向けて圧下させることにより減肉部ｃが施されたディスク素材４ｃが得られる（図４参照）。

このようにして減肉加工が施されたディスク素材４ｃは、さらに図５（ａ）のような上金型７と下金型８とによる第１段加工後、さらに図５（ｂ）のような上金型９と下金型１０とによる第２段加工をするなどによりプレスまたはスタンピング加工を施し、さらに中心穴ｈの周りなどを穴抜きしてフルフェイス型ディスク４が成型される。

この場合にディスク４の裏側に対する上記した減肉加工手段として揺動鍛造法による加工をおこなうために、比較的小型のプレス機を用いることができ、生産性やコスト低減の面においてさらに有効である。 揺動鍛造は上金型を円モーションあるいはシーソーモーション等の揺動モーションによって順次局部的に鍛造成形をおこなうものであるために、据え込み式成形においては一般的な加圧プレスの場合に比して５分の１から１０分の１程度の成形力により成形することができるためにプレス機器や金型および基礎などの設備投資を大幅に低減することができ、また一般的な加圧プレスに比して騒音や振動も少ないために作業環境を改善することができる。

さらに金型加圧面との型面摩擦による素材金属板の拘束度合いが少ないところから加工限界が大幅に向上し、大幅な薄肉化が可能で作業性も向上するなどのメリットがあり、本発明において、ディスク素材４ｂに対する減肉加工手段として揺動鍛造法による加工手段を採用することはより一層有益である。

上記した実施例の構成において、片側にのみリムフランジ２を有するリム１のフランジ無し側端部３に、フルフェイス型ディスク４の裏側に形成した減肉部ｃのリム側端部当接部ｃ１を周方向全周にわたって完全に位置あわせのうえ接合組み付けした後、さらに該接合部分に溶接Ｗを施すことによって目的とするフルフェイス型ディスクホイールを完成する。

本発明方法により製造されたフルフェイス型ディスクホイールの部分的断面図。 正方形鋼板からディスク素材を打ち抜く場合の原理的説明をするための斜視図。 ディスク素材の裏側であって、リムの側端部当接部から外周端縁に至る面に鍛造による減肉加工を施すための鍛造装置の概略をあらわした要部断面図。 図３の鍛造装置により鍛造されたフルフェイス型ディスク材の斜視図およびその断面図。 鍛造減肉加工後のフルフェイス型ディスク材をさらにプレスまたはスタンピング加工するための金型の例をあらわした半裁断面図。

符号の説明

１ リム
２ リムフランジ
３ フランジ無し側端部
４ フルフェイス型ディスク
４ａ 鋼板
４ｂ ディスク素材
４ｃ 減肉加工が施されたディスク素材
５ ダイ
６ 減肉加工用のパンチ
７ 上金型
８ 下金型
９ 上金型
１０ 下金型

Claims (1)

1. 片側にのみリムフランジを有するリム（１）のフランジ無し側端部（３）にフルフェイス型ディスク（４）を組み付ける場合において、フルフェイス型ディスク（４）の素材（４ｂ）段階において、平坦なディスク素材４ｂの裏側であって、リム（１）の側端部当接部（ｃ１）から外周端縁に至る面に、あらかじめプレス装置を用いた減肉加工用のパンチ（６）を圧下させることによる揺動鍛造により全周にわたり減肉部（ｃ）を形成した後、該減肉部（ｃ）の側端部当接部（ｃ１）にリム（１）のフランジ無し側端部（３）を位置合わせのうえ接合組み付けし、さらに該接合部分に溶接を施すようにしたフルフェイス型ディスクホイールの製造方法。

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