JPH1177227A - 自動車ホイール用ディスクの製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現状の品質、強度を保持しながら、軽量化さ
れた自動車ホイール用ディスクを効率よく製造する。 【解決手段】 自動車ホイール用ディスクを製造する方
法で、ほぼ、正方形の平板の４つの角部を、一辺の長さ
Ｌよりも大きな径Ｄで除去し、ディスク素材４０を製作
する工程と、ディスク素材４０を立ち上がり部４０ａ
と、ベンチレーション部４０ｂを有するディスク素形状
体１０に絞り成形する工程と、ベンチレーション部４０
ｂを内型１４、外型１２によりしごき成形により立ち上
がり部末端方向に引き伸ばす工程と、からなるディスク
の製造方法。該方法の実施に用いる装置。

Description

【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デ
ィスクの製造方法およびその装置に関し、とくにディス
クの材料節約と、重量軽減が可能な自動車ホイール用デ
ィスクの製造方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ホイール特に乗用車用自動車ホ
イールは、図９、図１０に示すように絞り成形されたデ
ィスク１をリム２のドロップ部８に嵌合させ、たとえば
スポット溶接３、あるいは隅肉溶接３ａによって、ディ
スク１とリム２とを接合することによって、製作され
る。この場合、ディスク１は図６に示すように一辺の長
さＬのほぼ正方形の平板４０をＬよりも大きな径Ｄで角
部を切断し、図７に示すような角部４０ａが径Ｄとなる
ようなディスク素材４０を製作する。つぎに、このディ
スク素材４０を複数の絞り成形工程により、図８に示す
ようなディスク素形状体１Ａに成形する。図８に示す絞
り成形されたディスク素形状体１Ａ、および図９に示す
完成されたディスク１の立ち上がり部４ａは、図７のデ
ィスク素材４０の段階では４０ａの部分に該当し、縁が
円弧状の立ち上がり部４ｂ（以下、ベンチレーション部
と呼ぶ）は辺の部分４０ｂの部分に該当する。自動車用
ホイールの振れ精度と強度を確保するためには、図９、
図１０に示すように、リム２のドロップ部８にディスク
１を嵌合させた時、ディスク１のベンチレーション部４
ｂの最凹部（最も凹んだ部分）４ｃが、リムドロップ部
８からサイドウオール部９にかけての湾曲部（Ｒ部）の
中心６よりも、ホイール軸方向内側に配置させ、ディス
ク１の立ち上がり部４ａ，ベンチレーション部４ｂの全
周において、リムドロップ部８と嵌合、接触するように
設計されている。したがって、ディスク１を製作するた
めの平板４０の素材寸法Ｌ（図６、図７）はベンチレー
ション部４ｂの形状寸法に規制され決定されることにな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、自動車の燃費向
上や積載重量を増加させるため、とくに、いわゆるバネ
下重量の軽減が強く求められる。自動車用ホイールの重
量を軽減することはこうした要求に貢献できる大きな要
素となっいる。しかし、現状のディスク１を製作せるた
めの先にのべた制約条件があるため、振れ精度を維持し
ながら、ディスク１の重量を軽減することは難しいとさ
れてきた。本発明の目的は、自動車ホイールの振れ精
度、強度を確保しながら、材料節約、ホイールの重量軽
減に貢献できる自動車ホイール用ディスクの製造方法と
その装置を提供することにある。発明者等はディスク１
を絞り成形によって製作すると、材料が外側から、内側
に引きこまれるためにディスク１の外周部の立ち上がり
部４ａ，ベンチレーション部４ｂの板厚が素材板厚より
も厚くなる、いわゆる肉太り現象になることに着目し、
この部分を立ち上がり部４ａの方向に引き延ばすことが
できれば、振れ精度を確保しながら、素材の寸法を小さ
くできるとともに、ディスク１の重量を軽減し、ホイー
ルの重量をも軽減できると考え、本発明を完成させた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明はつぎの通りである。 （１） ほぼ正方形の平板の４つの角部を、前記正方形
の一辺の長さＬよりも大きな径Ｄで切断し、ディスク素
材を製作する工程と、前記ディスク素材を、内型、外型
を用いて絞り成形を行い、立ち上がり部およびベンチレ
ーション部を有するディスク素形状体を製作する工程
と、前記ディスク素形状体を内側形状に合った内型に嵌
合させ、前記ベンチレーション部を、前記ベンチレーシ
ョン部の板厚よりもギャップの少ない外型により、前記
ディスク素形状体の立ち上がり部の端末方向に向けてし
ごく、しごき工程からなる自動車ホイール用ディスクの
製造方法。 （２） 前記しごき工程は、前記外型に組み込まれた、
外径形状がつつみ形のつつみ形ローラにより、しごき圧
延として行われる、（１）記載の自動車ホイール用ディ
スクの製造方法。 （３） 絞り成形されたディスク素形状体を、前記ディ
スク素形状体の内側形状にほぼ沿って嵌合保持する内型
と、前記ディスク素形状体のベンチレーション部に対応
した部分の外側に配置され前記ベンチレーション部の外
径とほぼ同一のＲ形状を持つつみ形ローラを回転自在に
有する、前記内型と同芯上で上下動する外型からなる自
動車ホイール用ディスクの製造装置。

【０００５】上記（１）の方法では、ディスク素材を絞
り成形した後で、ディスクのベンチレーション部を、外
型によって、立ち上がり部の末端方法にしごき、引き延
ばすので、ディスク素材の寸法を小さくすることがで
き、材料が少ない分だけディスクを経済的に製作できる
とともに、自動車ホイールの軽量化に貢献することがで
きる。上記（２）の方法では、しごき工程を、外型に組
み込まれたつつみ形ローラにより行うため、しごき圧延
作業がスムーズに行うことができ、外型が焼きつくこと
もない。上記（３）の装置では、上記（１）と（２）と
同じ作用が得られる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施例
に係る自動車ホイール用ディスクの製造方法を、図１〜
図８を参照して説明する。まず、図８に示すような、デ
ィスクのベンチレーション部４ｂ、立ち上がり部４ａの
必要寸法と、ディスクのベンチレーション４ｂが後の工
程でしごき加工によって引き延ばされる限界（最も一般
的な１３インチのホイールに装着されるディスクの場
合、１つのベンチレーション４ｂ当たり約５ｍｍ）を想
定して、図６に示すように、板材の寸法Ｌと立ち上がり
部に必要な円寸法Ｄを決定する。１３インチホイールの
場合、図１０の従来例よりも図６のＬ寸法を２×５ｍｍ
＝１０ｍｍ小さくできる。つぎに、図７に示すように、
ほぼ正方形の平板の４つの角部を、上記正方形の一辺の
長さＬよりも大きな径Ｄで切断し、ディスク完成後、立
ち上がり部４０ａ、ベンチレーション部４０ｂに相当す
る部分を有するディスク素材４０を製作する。

【０００７】つぎに、複数の絞り成形工程（ディスクの
形状によって異なるが一般的に４工程）を経て、図３に
示すようなおわん形のディスクの基本形状である、ディ
スク素形状体１０を製作する。図３の絞り成形後の部分
４０ａ、４０ｂは、図７の絞り成形前の部分４０ａ、４
０ｂに対応する。絞り成形後の状態において、ベンチレ
ーション部４０ｂの端末の板厚ｔ２は、周方向に連続し
ているので絞り成形中に周方向にまわりから肉が寄せら
れて、周方向に連続していない立ち上がり部４０ａの端
末の板厚ｔ１よりも厚くなっている。

【０００８】つぎに、ハブ穴部分の抜き工程、外径の抜
き工程、等を経たディスク素形状体１０を、図１に示す
ように、ディスク素形状体１０の内側形状に合った外形
をもつ内型１４に嵌合させ、ベンチレーション部４０ｂ
を、ベンチレーション部４０ｂの板厚よりもギャップの
少ない外型１２により、ディスク素形状体の立ち上がり
部４０ａの端末方向に向けて軸方向にしごくことによ
り、ベンチレーション部４０ｂの板厚を減少させなが
ら、末端方向に延ばすことができる。

【０００９】この場合、外型１２には、ベンチレーショ
ン部に対応する部分に焼入れを施したリングをもつ外型
を用いてもよいが、ベンチレーション部４０ｂの板厚の
減少率や、ディスク材質によっては、焼き付きや、かじ
りを生ずることがあるので、図１、図２、図４に示すよ
うに、外型のベンチレーション部に対応した位置につつ
み形ローラ１３をローラの軸芯まわりに回転自在に配置
し、しかも、つつみ形ローラ１３の外側形状をベンチレ
ーション部４０ｂの外径とほぼ同一のＲ形状を持つ形状
とすることによって、焼きつきや、かじりを生じさせる
ことなく、スムーズにしごき圧延によりベンチレーショ
ン部４０ｂの引き延ばしを行うことができる。

【００１０】図５にベンチレーション部４０ｂの引延し
の状況を示してあるが、（イ）は引き延ばし前の状態で
あり、しごき圧延により（ロ）の斜線で示した部分が引
き延ばされ、ベンチレーション部４０ｂの最凹部は最大
Ｗ（約５ｍｍ）引き伸ばされる。

【００１１】図４には、その状態をつつみ形ローラ１３
の断面方向から見た状態を示してある。肉太りしたベン
チレーション部４０ｂの板厚ｔ２はつつみ形ローラ１３
によりしごき圧延されることにより、板厚はｔ１にな
り、また、Ｗ分、軸方向に引き伸ばされる。このような
方法により最もポピュラーな１３インチタイプのディス
クでは、１ベンチレーション部４０ｂ当たり平均約５ｍ
ｍの引き伸ばしが可能となり、その結果、従来は３７０
ｍｍの正方形の素材を用いていたものを、本発明では３
６０ｍｍの正方形の素材で済むことになり、素材として
約０．２ｋｇの重量の軽減と材料の節約が可能となっ
た。

【００１２】つぎに、本発明実施例の、自動車ホイール
用ディスクの製造装置を図１、図２を参照して説明す
る。図１は、ベンチレーション部４０ｂをしごき圧延に
より引き伸ばす装置の断面図であり、１４は内型であ
り、ディスク素形状体１０を内側から保持する役割をも
つ。

【００１３】１２は外型であり、内型１４と同軸芯状に
配置されている。通常、図示しないが内型１４、外型１
２はガイドポスト等により同軸芯上で上下動できるよう
に芯出しされている。外型１２には、ベンチレーション
部４０ｂに対応して通常４個の、図２に示すような、デ
ィスクの外径と同一のＲの外形のつつみ形ローラ１３が
組み込まれている。各つつみ形ローラ１３は、ローラ軸
芯まわりに回転自在に外型本体に支持されている。つつ
み型ローラ１３が設けられる場合は、つつみ型ローラ１
３は外型１２の一部を構成し、つつみ型ローラ１３と外
型本体とが外型１２を構成している。ローラ構造とする
ことにより、しごき圧延中にベンチレーション部４０ｂ
が外型に焼きつくこともなく、しごき圧延をスムーズに
行うことができる。

【００１４】

【発明の効果】請求項１の方法によれば、ディスク素材
を絞り成形した後で、ディスクのベンチレーション部
を、外型によって、立ち上がり部の末端方法にしごき、
引き伸ばすので、ディスク素材の寸法を小さくすること
ができ、材料が少なくなる分だけディスクを経済的に製
作できるとともに、自動車用ホイールの軽量化に貢献す
ることができる。請求項２の方法によれば、しごき工程
を、外型に組み込まれたつつみ形ローラにより行うた
め、しごき圧延作業をスムーズに行うことができ、ディ
スクのベンチレーション部が外型に焼きつくこともな
い。請求項３の装置では、上記請求項１および請求項２
と同じ効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の自動車ホイール用ディスク
の製造方法および製造装置を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例の自動車用ホイール用ディス
クの製造に用いる外型の部分断面図である。

【図３】本発明により加工される前のディスク素形状体
を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施例の自動車用ホイール用ディス
クの製造方法を示す部分断面図である。

【図５】本発明の一実施例の自動車用ホイール用ディス
クのベンチレーション部のしごき工程の前後の状態を示
す正面図である。

【図６】従来および本発明の製造方法のディスク素材の
材料取りを示す平面図である。

【図７】従来および本発明のディスク素材を示す平面図
である

【図８】従来のディスク素形状体を示す斜視図である。

【図９】従来の自動車用ホイールの平面図である。

【図１０】従来の自動車用ホイールの断面図であり、図
９のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１０ ディスク素形状体 １２ 外型 １３ つつみ形ローラ １４ 内型 ４０ ディスク素材 ４０ａ 立ち上がり部 ４０ｂ ベンチレーション部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ正方形の平板の４つの角部を、前記
   正方形の一辺の長さＬよりも大きな径Ｄで切断し、ディ
   スク素材を製作する工程と、 前記ディスク素材を、内型、外型を用いて絞り成形を行
   い、立ち上がり部およびベンチレーション部を有するデ
   ィスク素形状体を製作する工程と、 前記ディスク素形状体を内側形状に合った内型に嵌合さ
   せ、前記ベンチレーション部を、前記ベンチレーション
   部の板厚よりもギャップの少ない外型により、前記ディ
   スク素形状体の立ち上がり部の端末方向に向けてしご
   く、しごき工程からなる自動車ホイール用ディスクの製
   造方法。
2. 【請求項２】 前記しごき工程は、前記外型に組み込ま
   れた、外径形状がつつみ形のつつみ形ローラにより、し
   ごき圧延として行われる、請求項１記載の自動車ホイー
   ル用ディスクの製造方法。
3. 【請求項３】 絞り成形されたディスク素形状体を、前
   記ディスク素形状体の内側形状にほぼ沿って嵌合保持す
   る内型と、 前記ディスク素形状体のベンチレーション部に対応した
   部分の外側に配置され前記ベンチレーション部の外径と
   ほぼ同一のＲ形状を持つつみ形ローラを回転自在に有す
   る、前記内型と同芯上で上下動する外型からなる自動車
   ホイール用ディスクの製造装置。