JP5180742B2 - 自動車用ホイールディスクの製造方法 - Google Patents
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Description
従来技術(a)プレスによる絞り加工により立ち上がり部3を形成した場合(図10)
立ち上がり部3の板厚が、ハブ取付け部2の板厚と同程度か、もしくはプレスによる絞り加工によって生じる増減肉のためハブ取付け部2の板厚より厚くなってしまう(太ってしまう)。その結果、自動車用ホイールディスクの機能上及び強度上不要な部分の板厚も厚くなってしまい、自動車用ホイールディスクの軽量化を図ることが困難である。
従来技術(b)コールドスピニングによるしごきスピニング加工により立ち上がり部3を形成した場合(図11)
不等厚の立ち上がり部3を形成するため自動車用ホイールディスクの軽量化を図ることはできるが、スピニングロール5によりブランク4aを局部的に順次加工するため、自動車用ホイールディスクの製造に時間がかかり自動車用ホイールディスクの生産性が悪い。
(1) しごきパンチと側面が凹凸面とされたしごきダイスとを用いて平板状のブランクをしごき絞り加工し、不等厚の直円筒状の立ち上がり部をもつカップ状の第1成形品を形成する工程と、
前記第1成形品の立ち上がり部を円錐状とした第2成形品を形成する工程と、
を有する自動車用ホイールディスクの製造方法。
(2) 前記ブランクをしごき絞り加工して前記カップ状の第1成形品を形成する工程の前に、前記ブランクを皿状にプレス絞り成形する工程を有する、(1)記載の自動車用ホイールディスクの製造方法。
(3) 前記しごきダイスの側面はほぼ円筒状であり、前記凹凸面は、前記しごきダイスの側面の軸方向で、その他の部分に比べて凹となる凹部又はその他の部分に比べて凸となる凸部が少なくとも一箇所設けられることにより形成されている、(1)記載の自動車用ホイールディスクの製造方法。
(4) 前記しごきダイスの側面はほぼ円筒状であり、前記凹凸面は、前記しごきダイスの側面の周方向で、その他の部分に比べて凹となる凹部又はその他の部分に比べて凸となる凸部が少なくとも一箇所設けられることにより形成されている、(1)記載の自動車用ホイールディスクの製造方法。
従来のプレスによる絞り加工により立ち上がり部を形成する場合(従来技術(a)の場合)に比べて、立ち上がり部の板厚を部分的に薄くすることができ、自動車用ホイールディスクの軽量化を図ることができる。
また、ブランクを周方向に同時に加工できる。そのため、従来のコールドスピニングによるしごきスピニング加工により立ち上がり部を形成する場合(従来技術(b)の場合)に比べて、自動車用ホイールディスクの製造時間を短縮でき、自動車用ホイールディスクの生産性を向上させることができる。
上記(2)の自動車用ホイールディスクの製造方法によれば、ブランクをしごき絞り加工してカップ状の第1成形品を形成する工程の前に、ブランクを皿状にプレス絞り成形する工程を有するため、ブランクを直接しごき絞り加工して第1成形品を形成する場合に比べて、第1成形品を安定して形成することができる。また、しごき絞り機にかかる負荷を低減させることができる。
上記(3)の自動車用ホイールディスクの製造方法によれば、第1成形品の立ち上がり部を該立ち上がり部の軸方向に不等厚にすることができる。
上記(4)の自動車用ホイールディスクの製造方法によれば、第1成形品の立ち上がり部を該立ち上がり部の周方向に不等厚にすることができる。
まず、本発明実施例の製造方法によって製造される自動車用ホイールディスク(以下、単にホイールディスクともいう)10について説明する。
ホイールディスク10は、トラック、バスなどの自動車用のホイールディスクである。ただし、ホイールディスク10は、乗用車、商用車、産業車両用などのホイールディスクであってもよい。ホイールディスク10は、図1に示すように、板から成形によって作られるホイールディスクが対象であり、鋳造ホイールは含まない。ホイールディスク10は、製造後、環状の図示略のリム(タイヤを保持する部品)と溶接される。
ハブ取付け部20またはハブ取付け部20から立ち上がり部30にかけて、1つ以上の飾り穴23が設けられている。
ホイールディスク10の製造方法は、(i)平板状のディスク素材40をプレス打ち抜きして平板状のブランク41を得る工程と、(ii)図2に示すように、しごきパンチ51cと側面が凹凸面51eとされた(凹凸面51eとされた側面を持つ)しごきダイス51dとを用いてブランク41をしごき絞り加工し、ハブ取付け部20と不等厚の直円筒状の立ち上がり部30とをもつカップ状の第1成形品11を形成する工程と、(iii)図3に示すように、第1成形品11の立ち上がり部30をプレス成形で円錐状とした第2成形品12を形成する工程と、を有する。なお、この第2成形品12を形成する工程で第1成形品11のハブ取付け部20の外周部を絞り成形してもよい。
上記(i)の工程では、図1に示すように、矩形のディスク素材40から、円形又はほぼ円形にプレス打ち抜きして、または4隅を弧状にプレス打ち抜きして落として、ブランク41を得る。
図2(図1のAの工程の拡大図)に示すように、しごきパンチ51cと側面が凹凸面51eとされたしごきダイス51dとは、しごき絞り機51の構成品である。しごきパンチ51cは、しごき絞り機51の構成品である上型51aと下型51bの一方に設けられており、しごきダイス51dは、しごき絞り機51の上型51aと下型51bの他方に設けられている。
しごきパンチ51cとしごきダイス51dとの、立ち上がり部30に対応する位置で板厚を薄くする部位における隙間dは、ディスク素材40の板厚(素材板厚)より狭く設定されている。板厚を薄くする必要のない部位における隙間dは、ディスク素材40の板厚(素材板厚)より広く設定されている。
しごきダイス51dの側面の凹凸面51eは、ホイールディスク10の機能上及び強度上板厚が必要な立ち上がり部30部分の板厚を比較的厚くしホイールディスク10の機能上及び強度上板厚が不要な立ち上がり部30部分の板厚を比較的薄くするために(立ち上がり部30を不等厚にするために)、設けられている。
凹部の深さまたは凸部の突出量は、1つの凹部または凸部で、一定とされていてもよく異なっていてもよい。また、上記(c)の場合、凹部または凸部の形状は、正面視で三角形以上の多角形形状(ほぼ多角形形状を含む)であってもよく、楕円形状であってもよく、円形状であってもよく、その他の形状であってもよい。
上記(iii)の工程では、図3(図1のBの工程の拡大図)に示すように、上型52aと下型52bとを備えるプレス機52にて、第1成形品11の立ち上がり部30を円錐状にし、立ち上がり部30が最終ディスク形状となった第2成形品12を形成する。なお、上記(iii)の工程において、プレス機52によるプレス加工に替えて、図9に示すように、コールドスピニングによる広げスピニング成形(しごきスピニング成形と異なり板厚をほとんど変化させずに、絞りとは逆に外形を広げて形状を変える)により第1成形品11の立ち上がり部30を拡径し、第2成形品12を形成してもよい。コールドスピニングによる広げスピニング成形は、広げスピニング成形用金型60と少なくとも1個のスピニングロール61を用いて行われる。
上記(ii´)の工程は、上記(i)の工程で得た平板状のブランク41を、直接上記(ii)の工程で不等厚の直円筒状の立ち上がり部30をもつカップ状の第1成形品11を形成するのではなく、図5(図4のCの工程の拡大図)に示すように、上記(i)の工程で得た平板状のブランク41を上記(ii)の工程の前に皿状に予めしておくための工程である。
上記(ii´)の工程では、上型50aと下型50bとを備える第2のプレス機50にて、ブランク41を皿状にプレス絞り成形する。
本発明実施例では、しごきパンチ51cと側面が凹凸面51eとされたしごきダイス51dとを用いてブランク41をしごき絞り加工し、不等厚の直円筒状の立ち上がり部30をもつカップ状の第1成形品11を形成する工程を有するため、以下の効果をえることができる。
1.従来のプレスによる絞り加工により立ち上がり部を形成する場合(従来技術(a)の場合)に比べて、ホイールディスク10の機能上及び強度上問題を生じることなく立ち上がり部30の板厚を部分的に薄くすることができ、ホイールディスク10の軽量化を図ることができる。
2.ブランク41を周方向に同時に加工できる。そのため、従来のコールドスピニングによるしごきスピニング加工により立ち上がり部を形成する場合(従来技術(b)の場合)に比べて、ホイールディスク10の製造時間を短縮でき、ホイールディスク10の生産性を向上させることができる。
3.しごき絞り加工により立ち上がり部30の適正板厚配置を得ることができる。
また、しごきダイス51dの凹凸面51eが、しごきダイス51dのほぼ円筒状の側面の周方向で、その他の部分に比べて凹となる凹部又はその他の部分に比べて凸となる凸部が少なくとも一箇所設けられることにより形成されている場合、第1成形品11の立ち上がり部30を該立ち上がり部30の周方向に不等厚にすることができる。
11 第1成形品
12 第2成形品
20 ハブ取付け部
21 ハブ穴
22 ボルト穴
23 飾り穴
30 立ち上がり部
40 ディスク素材
41 ブランク
50 第2のプレス機
50a 上型
50b 下型
51 しごき絞り機
51a 上型
51b 下型
51c しごきパンチ
51d しごきダイス
51e 凹凸面
52 プレス機
52a 上型
52b 下型
Claims (4)
- しごきパンチと側面が凹凸面とされたしごきダイスとを用いて平板状のブランクをしごき絞り加工し、不等厚の直円筒状の立ち上がり部をもつカップ状の第1成形品を形成する工程と、
前記第1成形品の立ち上がり部を円錐状とした第2成形品を形成する工程と、
を有する自動車用ホイールディスクの製造方法。 - 前記ブランクをしごき絞り加工して前記カップ状の第1成形品を形成する工程の前に、前記ブランクを皿状にプレス絞り成形する工程を有する、請求項1記載の自動車用ホイールディスクの製造方法。
- 前記しごきダイスの側面はほぼ円筒状であり、前記凹凸面は、前記しごきダイスの側面の軸方向で、その他の部分に比べて凹となる凹部又はその他の部分に比べて凸となる凸部が少なくとも一箇所設けられることにより形成されている、請求項1記載の自動車用ホイールディスクの製造方法。
- 前記しごきダイスの側面はほぼ円筒状であり、前記凹凸面は、前記しごきダイスの側面の周方向で、その他の部分に比べて凹となる凹部又はその他の部分に比べて凸となる凸部が少なくとも一箇所設けられることにより形成されている、請求項1記載の自動車用ホイールディスクの製造方法。
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