JP2819084B2 - 回転鍛造装置及びこれを用いた自動車用ホイールの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転鍛造装置及びこれ
を用いた回転鍛造方法に関するものであり、特に、ディ
スク部の周縁にリム部を形成したリム付ディスク製造用
の回転鍛造装置及びこれを用いた自動車用ホイールの製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術及び課題】回転鍛造によりディスク部(1) の
周縁にリム部(11)を形成する方法又は装置として、既
に、特開昭６１−２２６１３２号公報に開示されてい
る。この回転鍛造方法は、図１に示すように、厚肉円盤
状素材又は短い円柱状素材（以下、ワーク(10)という）
を同期回転する上型(301) の下面と下型(302) の上面と
の間に介在させて、ディスク部(1) とリム部(11)を前記
一対の金型を用いて最終形状に仕上げるものである。そ
して、これらの加工は通常熱間加工される。

【０００３】前記下型(302) の上面は、ディスク部(1)
の下面及びリム部(11)の下方の内周面に適合させた形状
に設定されている。他方の上型(301) の回転軸線が前記
下型(302) の回転軸線に対して僅かに（例えば２〜５
度）傾斜し、その下面は全体としては略円錐面となって
いる。そして前記円錐面の縦断面の一方の斜辺が水平と
なるように前記円錐面の頂角が決定されている。又、前
記縦断面の斜辺の形状はディスク部(1) の断面の上面に
相当する部分の形状に一致している。

【０００４】また、両方の型の境界部に粗成型ローラ(2
1)と最終成型ローラ(22)とを交互に挿入できるようにし
ている。この従来技術は、第１工程では、上型(301) と
下型(302) との間の境界部に前記粗成型ローラ(21)を介
在させた状態とし、この状態でワーク(10)を前記両方の
型によって加圧して回転鍛造し、第２工程では他方の最
終成型ローラ(22)を用いてリム部(11)を最終形状に成型
するものである。

【０００５】そして、前記第１工程では、上型(301) を
下型(302) 側に向かって最終位置にまで圧下される。こ
れによって最終形状のディスク部(1) の周縁には粗成型
ローラ(21)によって成型された矩形断面の環状のリム相
当部(110) が成型される。また、前記第２工程では、前
記ディスク部(1) 及びリム相当部(110) が上型(301) と
下型(302) によって挟圧された状態（ただし圧下されな
い状態）とし、これらの型を同期回転させながら前記最
終成型ローラ(22)を前記リム相当部(110)に加圧させ
る。これにより、図２に示すように、リム相当部(110)
が最終形状のリム部(11)に仕上げられる。

【０００６】このように、この従来のものでは、ワーク
(10)から最終のリム付ディスクに成型するまでの工程
が、上型(301) 及び下型(302) に前記ワーク(10)を保持
させたままで、行えるから、生産性が良い。ところが、
この従来の方法では、ロープシープ等のようにリム部(1
1)の断面形状がディスク部(1) に対して対称な形状の製
品を回転鍛造によって成型できるものの、図３のような
リム部(11)の断面形状がディスク部(1) に対して非対称
な製品を成型することはできない。

【０００７】上記従来の第１工程によってリム相当部(1
10) を成型する際、ディスク部(1)の中央部やその近傍
に亀裂が生じるからである。この理由は明確には把握し
ていないが、次の理由によるものと思われる。上型(30
1) が下型(302) 側に押し下げられると、ワーク(10)が
圧下されて扁平化される。そして、ワーク(10)の素材の
外周面は、粗成型ローラ(21)の表面によって成型され
る。このときのワーク(10)の圧下状態をみると、上型(3
01) の下面によって圧下されている範囲は、図４のよう
に、扇形となっている。そして、扇形の圧下域(101) の
円弧状周縁部の中央に粗成型ローラ(21)が対接してい
る。この粗成型ローラ(21)の対接部ではワーク(10)の素
材は上型(301) の圧下に伴う半径方向外側への材料の流
れは阻止されている。しかしながら、扇形の圧下域(10
1) の周縁部に於けるこの粗成型ローラ(21)の両側部分
では、ワーク(10)の素材が半径方向の外側に流れ、同図
の様に、半径方向外側に膨れる。従って、扇形の圧下域
(101) の内側部分の断面には、ワーク(10)の外周部が粗
成型ローラ(21)を通過する間に半径方向の圧縮力と、展
延力とが繰り返し作用するものとなる。この結果、この
扇形の圧下域(101) の内側部分やその近傍に亀裂が生じ
ると考えられる。

【０００８】又、この従来の方法では、上型(301) と下
型(302) とによるワーク(10)の扁平化の進行に伴ってこ
れの素材がディスク成形部から外周側に突出し、この突
出素材部が粗成型ローラ(21)の表面に達した後は、上型
(301) 及び下型(302) と粗成型ローラ(21)とによって囲
まれる空間内に上下２方向に略均等に分離されて充填さ
れる。図３のものでは、前記突出素材部の一方が先ず上
型(301) 側に充填された後、前記圧下継続による突出素
材部の成長によって前記突出素材部の他方が下型(302)
側に充填されてリム相当部(110) が成形されることとな
る。ところが、この下型(302) 側の充填に際して、上型
(301) 側には素材がすでに充填された状態から更に素材
が押し込まれるから、リム相当部(110) における上型(3
01) 側の端部の圧力が過度に高まり、上型(301) と粗成
型ローラ(21)との間の僅かの透き間に素材がはみ出すこ
ととなる。これによって、製品の一方のリム端部に多量
のバリが発生するものとなる。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、『上型(301) の略円錐状の下面と、下型(302)
の上面とを対向させると共に、前記上型(301) の前記略
円錐状の下面の母線の一方が略水平となるようにこの上
型(301) の軸線を傾斜させ、これら上型(301) の下面と
下型(302) の上面との間にワーク(10)を介在させ、前記
上型(301) と下型(302) とを同期回転させながら前記上
型(301) と下型(302)を対向接近させてワーク(10)を圧
下し、この圧下域から突出する素材を成型ローラと前記
上型(301) 及び下型(302) によってリム部(11)に仕上げ
る様にした回転鍛造装置』において、リム部(11)の断面
形状がディスク部(1) に対して非対称なリム付ディスク
を成型する際、ディスク部(1) の中央部又はその近傍に
亀裂等が生じない様にすると共に、リム端部でのバリ発
生を抑えることをその課題とする。 ［請求項１の発明］

【００１０】

【技術的手段】上記課題を解決するための本発明の技術
的手段は、『リム部(11)の軸線方向の端部のうちのディ
スク部(1) に近い方の端部の断面形状に一致する環状溝
(31)を下型(302) の上面のディスク成型面の外周に形成
し、前記環状溝(31)の外周壁(32)の上端縁に対接又は接
近させて成型ローラ(2) を自転自在に支持させた』こと
である。

【００１１】

【作用】上記技術的手段は次のように作用する。上型(3
01) と下型(302) とによってワーク(10)を圧下すると、
この圧下が進行するにともなって、ワーク(10)が扁平化
されてその素材がディスク成型面から外周側に突出す
る。そして、この突出素材部は成型ローラ(2) によって
軸線方向に屈曲又は展延される様に成型され、リム部(1
1)が形成される。

【００１２】この突出素材部がリム部(11)に成型される
過程において、前記突出素材部が成長すると、これが成
型ローラ(2) の胴部に達して、この成型ローラ(2) と上
型(301) 及び下型(302) の胴部とによるロール成型によ
り型の軸線方向の両側に展延されるものとなる。ところ
が、下型(302) の上面にはディスク形成面の外周にリム
部(11)の軸線方向の端部のうちのディスク部(1) に近い
方の端部の断面形状に一致する環状溝(31)が形成されて
いる。また、前記環状溝(31)の外周壁(32)の上端縁に対
接又は接近させて成型ローラ(2) を時点自在に支持され
ている。従って、リム部(11)の成型の初期段階におい
て、前記素材突出部の一方は、環状溝(31)と成型ローラ
(2)の端面部とによって囲まれる空間内に充填される。

【００１３】この後、上型(301) と下型(302) の圧下が
さらに進行すると、ワーク(10)の素材の突出量が増える
が、上記突出素材部の前記空間側への流れは外周壁(32)
によって阻止され、成型ローラ(2) と上型(301) 及び下
型(302) の胴部とによるロール成型によりリム部(11)の
他方の端部側に流れる。そして、最終圧下状態になる
と、上型(301) の下面と下型(302) の上面とによってデ
ィスク部(1) の両面が成型されると共に、リム部(11)が
成型される。

【００１４】なお、リム部(11)の断面形状が自動車用ホ
イールのように複雑に屈曲する形状の場合には、これに
あわせて上型(301) の胴部の形状及び成型ローラ(2) の
胴部の形状を決定する。

【００１５】

【効果】回転鍛造の初期段階でリム部(11)の端部のうち
のディスク部(1) に接近する側の端部の外周が(31)の外
周壁(32)によって拘束され、この外周拘束状態でその後
の回転鍛造工程が実行される。従って、前記外周拘束状
態となった時点以後においては、従来技術のような不都
合、つまり、扇形の圧下域(101) の内側部分の断面に半
径方向の圧縮力と展延力とが繰り返し作用するような不
都合が生じないから、この扇形の圧下域(101) の内側部
分やその近傍に亀裂が生じることがない。又、リム部(1
1)に於いて最も成形圧力の高まるディスク部(1) に接近
する側の端部が上記外周拘束状態となるから、この端部
に素材のはみ出しが生じずバリ発生が抑えられる。 ［その他の発明］請求項２の発明は、請求項１の発明に
於いて、『成型ローラ(2) を胴部直径が上方に向かって
小さくなる円錐台形部を具備する構成とし、前記円錐台
形部を上型(301) と下型(302) との境界部の外周部に位
置させた』ものであり、ワーク(10)の圧下に伴って上型
(301) の下面と下型(302) の上面との間隔が小さくな
る。つまり、素材突出部の厚さが前記圧下の進行にとも
なって薄くなる。この素材突出部に成型ローラ(2) の円
錐台形部が臨む。この円錐台形部の胴部直径が上方に向
かって小さくなっている。従って、圧下初期の段階で
は、上型(301) の下面外周縁と成型ローラ(2) の胴部と
の間隙は大きいが、圧下が進行するに従って、前記間隙
が徐々に小さくなる。この結果、圧下初期の段階で上型
(301) と成型ローラ(2) とによって上方に展延されて形
成される環状体の肉厚は、上方端部から(1) に向かって
徐々に薄肉になる。このように、ディスク部(1) に対し
て長く延びる環状体の先端側の肉厚をその基端部に対し
て厚肉に設定することができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項２の発明に於い
て、『リム部(11)の軸線方向の端部のうちのディスク部
(1) に近い方の端部を自動車用ホイールの外リム(12)の
リムフランジ(121) とし、下型(302) の上面から胴部に
至る形状を、自動車用ホイールのディスク部(1) の外側
平面部から外リム(12)の内周面及びこれに続くリムフラ
ンジ(121) の側面の形状に一致させ、上型(301) の下面
から胴下部に至る形状を、前記ディスク部(1) の内側平
面部から内リム(13)の内周面の前記ディスク部(1) の近
傍の形状に一致させ、上記環状溝(31)の断面形状を外リ
ム(12)のリムフランジ(121) の断面形状に一致させ、成
型ローラ(2) の胴下部は外リム(12)の外周面及びこれに
続くリムフランジ(121) の内周面に適合する外周面形状
の外リム成型部(25)とした』ものである。これにより、
回転鍛造終了時には、自動車用ホイールのディスク部
(1) の表裏両面が形成される共に、リム断面のうちの少
なくとも、外リム(12)の全体と内リム(13)のディスク部
(1) の近傍部分までが１工程で成型できる。

【００１７】請求項４の発明は請求項３の発明に於いて
『成型ローラ(2) を直立姿勢を維持した状態で下型(30
2) の半径方向及び前記回転軸線に平行な方向に移動可
能にした』ものであり、上型(301) 及び下型(302) に対
する成型ローラ(2) の位置を上下左右に調節することに
よりリム部の肉厚の調整が可能となる。請求項５の発明
は、上記回転鍛造装置を用いて自動車用ホイールを製造
する方法であり、『ディスク部(1) が外リム(12)側に偏
った形式の自動車用ホイールの製造方法において、上型
(301) の略円錐状の下面と、下型(302) の上面とを対向
させると共に、前記上型(301) の前記略円錐状の下面の
母線の一方が略水平となるようにこの上型(301) の軸線
を傾斜させ、下型(302) の上面を、自動車用ホイールの
ディスク部(1) の外側平面部及びディスク部(1) の周縁
部から外リム(12)の内周面及びこれに続くリムフランジ
(121) の側面の形状に一致させ、さらにその外周に前記
リムフランジ(121) の軸線方向の厚さに略一致する環状
の外周壁(32)を形成し、前記外周壁の上端縁に対接又は
接近させて成型ローラ(2) を自転自在に支持させると共
にこの成型ローラ(2) の胴下部は外リム(12)の外周面及
びこれに続くリムフランジ(121) の内周面に適合する外
周面形状の外リム成型部(25)とした回転鍛造装置を使用
し、 ．上型(301) の下面と下型(302) の上面との間にワー
ク(10)を介在させる工程と、 ．前記上型(301) と下型(302) を同期回転させながら
対向接近させてワーク(10)を圧下して回転鍛造し、圧下
域から突出する素材を成型ローラ(2) と前記下型(302)
によってリム部(11)の外リム(12)を成型し、成型ローラ
(2) と上型(301) の胴下部とによって内リム(13)を成型
する為の筒状の内リム相当部(130) を形成する工程と、 ．前記内リム相当部をロール成型によって内リム断面
に成型する工程と、からなる』ものである。

【００１８】この方法によれば、リム部(11)に対してデ
ィスク部(1) が外リム(12)側に偏った形式の自動車用ホ
イールの、内リム(13)以外の部分が回転鍛造によって成
型されるから、自動車用ホイールの生産性が向上する。
又、下型(302) の上面のディスク部(1) の外側平面部に
一致する部分に凹凸型部がある場合であっても、回転鍛
造の初期段階でリムフランジ(121) が形成されたとき、
その外周側は外周壁(32)によって拘束されているから、
以後の圧下によって前記凹凸模様部にワーク(10)の素材
が確実に充填される。従って、ディスク部(1) の表面に
形成される凹凸模様部は、下型(302) の凹凸型部に正確
に倣ったものとなる。つまり、前記凹凸模様部の成型精
度が向上する。

【００１９】

【実施例】次に、上記した本発明の実施例を図面に従っ
て詳述する。図５〜図７に示す実施例１は、図８に示す
ような、円盤状のディスク部(1) の外周に円筒状のリム
部(11)を連設した製品を製作するための回転鍛造装置の
実施例である。

【００２０】この製品のリム部(11)は、ディスク部(1)
に対して僅かに偏った位置に設けたフランジ部(14)と、
このフランジ部(14)の内周端から軸線方向に延びるリム
主体(111) とからなる。下型(302) の回転軸線は水平面
に対して直立し、その上面には、ディスク部(1) の下面
に一致する平面部と、その外周側に続いて形成された上
方に開放する環状溝(31)とからなる。この環状溝(31)の
内周面、外周面、及び、底面は、夫々、フランジ部(14)
の内周面、外周面、及び、下面に一致する寸法に設定さ
れている。

【００２１】上型(301) はその下面が頂角の大きな円錐
面に設定され、その胴部は上端部が下端部よりも直径の
小さな円錐台形に形成されている。この上型(301) の軸
線は、下型(302) の軸線に対して２〜５度程度傾斜した
状態にセットされ、この傾斜状態で昇降自在に支持され
ている。そしてこの傾斜状態に於いて、上型(301) の下
面の一方の母線が略水平方向となり、胴部の一方の母線
が略垂直となるように、この上型(301) の下面及び胴部
の形状が設定されている。尚、この上型(301)の下面の
円錐面の頂点部は下型(302) の回転軸線に一致させてい
ることは言うまでもない。

【００２２】上型(301) の下面と下型(302) の上面が最
接近したこれらの境界部の外側には、円柱状の成型ロー
ラ(2) が自転自在に支持されるとともに、下型(302) の
半径方向に移動できるように支持されている。そして、
この支持位置は、成型ローラ(2) の下方の端面が環状溝
(31)の外側の外周壁(32)の上端と極僅かの間隙（例えば
０２．ｍｍ〜１ｍｍ）を有する位置に設定されている。

【００２３】前記上型(301) 及び下型(302) は伝動装置
(41)を介して駆動装置(4) によって駆動される。前記伝
動装置(41)によって上型(301) 及び下型(302) は同方向
に回転され、且、同期回転する構成である。また、下型
(302) は定位置で回転駆動され、上型(301) は昇降駆動
装置(5) によって所定のタイミングで昇降駆動される。
なお、この上型(301) は前記昇降駆動装置(5) の出力部
の軸支持部(51)によって回転自在に支持されており、こ
の軸支持部(51)は上型(301) を上記した傾斜姿勢に且自
転自在に支持する構成である。また、上下に延びるガイ
ド軸(52)が前記軸支持部(51)に貫通し、これにより、軸
支持部(51)が一定姿勢で昇降駆動装置(5) の出力軸の進
退に応じて昇降する。

【００２４】なお、上記伝動装置(41)は、駆動装置(4)
の出力軸と上型(301) の回転軸とを伝動する第１歯車伝
動機構(42)と、下型(302) を回転駆動する第２歯車伝動
機構(43)と、この第２歯車伝動機構(43)の入力軸と駆動
装置(4) の出力軸を伝動するプーリ伝動装置又はチェー
ン伝動装置からなる伝動機構(44)と、から構成される。
そして、上記第１歯車伝動機構(42)と、第２歯車伝動機
構(43)と、伝動機構(44)の伝動比率及び伝動方向を所定
の値又は方向に設定することにより上型(301)と下型(30
2) を同方向に同期回転させている。

【００２５】又、前記駆動装置(4) の出力軸は直列する
２軸から構成され、スプライン嵌合部(45)によって伸縮
自在に連結されている。従って、上型(301) は駆動装置
(4)との伝動状態を維持しながら昇降できる。この実施
例により、図８に示す製品を製造するには、図５に示す
様に、上型(301) の下面と、下型(302) の上面との間に
厚肉円盤状又は円柱状のワーク(10)を介在させる。

【００２６】尚、そして、成型ローラ(2) を内側に移動
させてこれの胴部がリム主体(111)の外周面に一致する
位置に固定する。この状態で駆動装置(4) を駆動させて
上型(301) 及び下型(302) を同期回転させながら昇降駆
動装置(5) を降下駆動させる。これにより上型(301) が
下型(302) 側に移動して上型(301) の下面と下型(302)
の上面との間でワーク(10)を圧下する。すると、ワーク
(10)が扁平化されて、次第にその外周縁部はこれら両方
の型の境界部から外側に突出する。そして、この突出素
材が成型ローラ(2) によってその胴部の上下に延びる環
状体に成型される。

【００２７】圧下が進行すると、図６のように、下方の
環状体は環状溝(31)内に侵入する。そして、この下方の
環状体は、最終的には、成型ローラ(2) と環状溝(31)に
よって構成される空間を充満し、フランジ部(14)が成型
される。上方の環状体はそのまま上方に延長突出する。
更に圧下が進行すると、前記フランジ部(14)が成型され
た状態のままで上方の環状体の軸線方向の長さのみが延
びるような塑性変形が進行する。このとき、フランジ部
(14)の外周部は外周壁(32)によって拘束された状態にあ
るから、上型(301) の下面と下型(302) の上面との間の
素材の圧下域(101) に生じる圧縮力と展延力との差が極
少ないものとなる。従って、この回転鍛造工程に於いて
前記圧下域(101) に亀裂が生じることもない。

【００２８】そして、最終圧下状態になると、上型(30
1) の下面と下型(302) の上面との間の素材は設定され
た厚さのディスク部(1) となり、これの外周にて上方に
延びる筒状部がリム主体(111) となる。以上により、図
８の製品が製作されたものとなる。 ［実施例２］図９〜図１０に示す実施例は、上記実施例
１と同様の上型(301) 及び下型(302) を用いてリム主体
(111) の断面形状を先端が厚肉で基端部が薄肉となる略
３角形となるように成型できる回転鍛造装置である。

【００２９】この為に、成型ローラ(2) を円錐台形状に
している。そして、この成型ローラ(2) の下方の端面が
環状溝(31)の外周壁(32)の上端に極僅かの間隙をあけて
対向している。また、ワーク(10)を上型(301) の下面と
下型(302) の上面との間に介在させた初期状態では、上
型(301) の下面が成型ローラ(2) の胴部中間よりも上方
に位置する関係にある。

【００３０】この回転鍛造装置を用いてワーク(10)を成
型すると、回転鍛造初期に於いて両方の型から突出した
素材が成型ローラ(2) の胴部に対接した直後の上型(30
1) の下面と成型ローラ(2) の胴部との間隔（α）がリ
ム主体(111) の先端部の肉厚に一致する。（図９参照） そして、さらにワーク(10)が圧下されるにしたがって、
上記実施例１と同様に前記素材突出部の一部が環状溝(3
1)と成型ローラ(2) とによって形成される空間内に充填
されてフランジ部(14)が形成される。他の一部は前記フ
ランジ部(14)の反対側の環状部側に移動して、この環状
体が軸線方向に成長する。（図１０参照） このとき、上型(301) の下面の位置は降下するから、こ
の下面と成型ローラ(2) の胴部との間隔は徐々に小さく
なる。従って、前記環状部の基端側の肉厚は徐々に薄く
なる。そして、図１１のように、上型(301) が最終降下
位置に降下駆動されたときの上型(301) の下面と成型ロ
ーラ(2) の胴部との間隔が最小になり、この間隔がリム
主体(111) の基端部の肉厚になる。従って、リム主体(1
11) の断面は略三角形状になる。

【００３１】なお、成型ローラ(2) の胴部の形状は、図
１２に示すように、円錐台形状部(23)の下方に円柱部(2
4)が連設された形状としてもよい。この場合には、上型
(301) の下面が円柱部又は円盤部と一致した状態では、
上型(301) と成型ローラ(2)とによって成型されるリム
主体(111) の部分の肉厚が一定になる。従って、製品の
ディスク部(1) から一定範囲が一定肉厚で、それから先
端側が徐々に肉厚が厚くなる形態のリム主体(111) が成
型されるものとなる。

【００３２】［実施例３］この実施例は、図１６に示す
ように、ディスク部(1) がリム部(11)の外リム(12)側に
偏った形式の自動車用ホイールを製造する為の装置であ
る。前記リム部(11)の断面形状は、ドロップセンタ部(1
5)の外リム(12)側の側壁は略直角に屈曲しており、この
側壁の近傍にディスク部(1) が連設されている。前記ド
ロップセンタ部(15)の内リム(13)側の側壁はテーパ面(1
51) となっておりその外側にタイヤシール部(132) が形
成されている。

【００３３】尚、この実施例の装置では同図の形状に成
型する前の中間製品が成型される。この回転鍛造装置の
上型(301) 、下型(302) 及び成型ローラ(2) は、図１３
に示す構成である。下型(302) の上面には、ディスク部
(1) の外側平面部に一致する加圧成型面が形成される。
この加圧成型面には、ディスク部(1) の外側平面部に形
成される凹凸模様部に一致する凹凸模様成型部(16)を具
備させている。そしてこれの外周部の形状は、ディスク
部(1) の周縁部から外リム(12)の内周面及びこれに続く
リムフランジ(121) の側面の形状に一致させ、さらにそ
の外周に前記リムフランジ(121) の軸線方向の厚さに略
一致する環状の外周壁(32)を形成してある。

【００３４】上型(301) の下面の形状は、ディスク部
(1) の内側平面部の形状に一致させている。そして、胴
部の形状は上側の直径が小さくなった全体として略円錐
形状であり、前記下面から胴下部までの形状は、内リム
(13)のテーパ面(151) までの形状に一致させている。そ
して、胴上部の直径は、前記テーパ面(151) に対応する
テーパ部(33)よりも小さく設定されている。

【００３５】成型ローラ(2) は、上半部が円柱部とな
り、その下方部分は外リム(12)の外周面からリムフラン
ジ(121) の内面までの形状に一致した外リム成型部(25)
としてある。そして、上記装置を用いて自動車用ホイー
ルを製造するには、成型ローラ(2)の下方の端面を外周
壁(32)の上端部と極僅かの間隙を有する高さ位置で、し
かも、成型ローラ(2) の胴部が製品のリム部(11)の外周
面に一致する位置に固定して、円盤状のワーク(10)を上
型(301) と下型(302) の間に介在させて回転鍛造する。

【００３６】すると、回転鍛造初期に於いて、外リム成
型部(25)と下型(302) とによって、ディスク部(1) から
リムフランジ(121) までの外リム(12)が最終形状に成型
される。以後の工程に於いては、上型(301) と下型(30
2) の境界から突出する素材は、上方に流れて内リム(1
3)に相当する内リム相当部(130) が成型される（図１４
参照）。

【００３７】この内リム相当部(130) が成型される際、
上型(301) と下型(302) の境界からの突出素材は成型ロ
ーラ(2) の円柱部の表面と上型(301) の胴部下端の外周
部とによって円筒状に成型される。そして、ワーク(10)
の圧下が進行するに従って前記円筒が軸線方向に延び
る。ところが、下型(302) の胴部の中程にはテーパ面(1
51) に対応させたテーパ部(33)があることから、前記円
筒部は、軸線方向に成長するに伴ってフレアリングされ
てテーパ筒部に成型される。

【００３８】上型(301) が下死点位置に降下状態（ワー
ク(10)が最も圧下された状態）では、図１４に示す様
に、ディスク部(1) 及びリム部(11)の外リム(12)が最終
形状に成型される。また、ディスク部(1) の内側に形成
された内リム相当部(130) は、ドロップセンタ部(15)と
テーパ面(151) の部分が最終形状に成型され、これに続
く端部は未加工状態のテーパ部のままに形成される。

【００３９】なお、この実施例では、下型(302) の上面
の外リム(12)に相当する部分の内周域には、ディスク部
(1) の外側平面部に形成される凹凸模様部に一致する凹
凸模様成型部(16)を具備させている。そして、上記成型
完了状態では、前記凹凸模様部も最終形状に仕上げられ
るが、この凹凸模様部が成型されるとき、これに続くリ
ム部の外周部が外周壁(32)によって拘束されているか
ら、この凹凸模様部が正確に成型され、不完全成型部等
が生じない。

【００４０】このように成型された半完成ホイールの内
リム相当部(130) の先端側を、図１５に示すように、ス
ピニング加工によって内リム(13)のタイヤシール部(13
2) に成型すると、内リム(13)が最終形状に成型されて
自動車用ホイールが完成する。なお、この実施例に於い
て、ワーク(10)を最終肉厚にまで圧下した状態に於ける
内リム相当部(130) の突出長さや肉厚が、内リム(13)の
最終形状の断面長さに対応する値に設定されていること
は言うまでもない。なお、この実施例に於いて、内リム
相当部(130) の肉厚が内リム(13)の肉厚よりも厚く設定
され、上記仕上げ成型のためのスピニング加工のさいに
内リム(13)の肉厚に一致するように成型されても良い。 ［その他］上記ワーク(10)の材質としてはアルミニュー
ム又はその合金、或は、マグネシウム合金等が使用さ
れ、これらが熱間加工によって以上の各回転鍛造工程が
実行される。

【００４１】上記実施例では、成型ローラ(2) を直立姿
勢に維持し且定位置に固定してリム部を成型する場合の
装置を説明したが、図１７に示すように、この成型ロー
ラ(2) を前記直立姿勢を維持した状態で下型(302) の半
径方向及び前記回転軸線に平行な方向に移動させるため
の駆動装置(6) を装備させれば、この駆動装置(6) の制
御によってリム部の肉厚を任意に変化させることができ
る。この実施例の場合、成型ロール(2) の外周面を同図
のように台形状部を具備する形状に設定すると、肉厚の
変化を複雑に設定できる。

【００４２】又、上記実施例では、円盤状のワーク(10)
からリム付きディスクを成形するものとしているが、こ
れを、図１８に示すような凹凸形状を設けたディスク部
及びこれに続く外リム部が通常の鍛造成形等によって粗
成形されたワーク(10)としてもよい。このものでは外リ
ム相当部の端縁部が環状溝(31)に少し余裕を持って嵌め
込まれた状態でワーク(10)が下型(302) 上にセットされ
る。そして、上型(301) と下型(302) とを動作させる
と、上記実施例と同様に、図１９に示すような外リム(1
2)及び内リム相当部(130) が成形されるが、このもので
は、粗成形されたワーク(10)を成形するから、この回転
鍛造工程での成形性が向上し、しかも、成形開始直後か
ら上記外周拘束状態となるから、ディスクの割れ防止効
果が向上する。

【００４３】更に、上記実施例では、環状溝(31)がディ
スク部(1) の下面よりも下方に位置する場合を例に説明
したが、製品形状によっては、この環状溝(31)の底部
が、ディスク部(1) の下面と一致する構成や、ディスク
部(1) の下面よりも上方に位置する構成となることもあ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の第１工程の説明図

【図２】従来例の第２工程の説明図

【図３】従来の装置によりリム部(11)に対してディスク
部(1) が偏った形状を成型する場合の説明図

【図４】この場合の圧下域(101) と成型ローラ(2) との
関係の説明図

【図５】本発明の実施例１の装置の説明図

【図６】実施例１の装置を用いて成型する場合の中間工
程の説明図

【図７】成型完了状態の説明図

【図８】この実施例１によって成型されるリム付ディス
クの断面図

【図９】実施例２の装置の要部断面図

【図１０】この実施例による成型の中間工程の説明図

【図１１】成型完了状態の説明図

【図１２】前記実施例２の変形例の説明図

【図１３】実施例３の装置の説明図

【図１４】この実施例による成型の中間工程の説明図

【図１５】スピニンング加工の説明図

【図１６】この実施例によって製作される自動車用ホイ
ールの説明図

【図１７】成型ロール(2) の位置を上下方向及び左右方
向に制御する場合の説明図

【図１８】通常鍛造で粗成形したワーク(10)を下型(30
2) にセットした状態の説明図

【図１９】これの成形完了状態の説明図

【符号の説明】

(301) ・・上型 (302) ・・下型 (10)・・・ワーク (11)・・・リム部 (31)・・・環状溝 (2) ・・・成型ローラ (1) ・・・ディスク部

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上型(301) の略円錐状の下面と、下型(3
   02) の上面とを対向させると共に、前記上型(301) の前
   記略円錐状の下面の母線の一方が略水平となるようにこ
   の上型(301) の軸線を傾斜させ、これら上型(301) の下
   面と下型(302) の上面との間にワーク(10)を介在させ、
   前記上型(301) と下型(302) とを同期回転させながら前
   記上型(301) と下型(302) を対向接近させてワーク(10)
   を圧下し、この圧下域から突出する素材を成型ローラと
   前記上型(301) 及び下型(302)によってリム部(11)に仕
   上げる様にした回転鍛造装置において、リム部(11)の軸
   線方向の端部のうちのディスク部(1) に近い方の端部の
   断面形状に一致する断面形状の環状溝(31)を下型(302)
   の上面のディスク成型面の外周に形成し、前記環状溝(3
   1)の外周壁(32)の上端縁に対接又は接近させて成型ロー
   ラ(2) を自転自在に支持させた回転鍛造装置。
2. 【請求項２】 成型ローラ(2) を胴部直径が上方に向か
   って小さくなる円錐台形部を具備する構成とし、前記円
   錐台形部を上型(301) と下型(302) との境界部の外周部
   に位置させた請求項１に記載の回転鍛造装置。
3. 【請求項３】 リム部(11)の軸線方向の端部のうちのデ
   ィスク部(1) に近い方の端部を自動車用ホイールの外リ
   ム(12)のリムフランジ(121) とし、下型(302) の上面か
   ら胴部に至る形状を、自動車用ホイールのディスク部
   (1) の外側平面部から外リム(12)の内周面及びこれに続
   くリムフランジ(121) の側面の形状に一致させ、上型(3
   01) の下面から胴下部に至る形状を、前記ディスク部
   (1) の内側平面部から内リム(13)の内周面の前記ディス
   ク部(1) の近傍の形状に一致させ、上記環状溝(31)の断
   面形状を外リム(12)のリムフランジ(121) の断面形状に
   一致させ、成型ローラ(2) の胴下部は外リム(12)の外周
   面及びこれに続くリムフランジ(121) の内面に適合する
   外周面形状の外リム成型部(25)とした請求項１に記載の
   回転鍛造装置。
4. 【請求項４】 成型ローラ(2) を直立姿勢を維持した状
   態で下型(302) の半径方向及び前記回転軸線に平行な方
   向に移動可能にした請求項３に記載の回転鍛造装置。
5. 【請求項５】 ディスク部(1) が外リム(12)側に偏った
   形式の自動車用ホイールの製造方法において、上型(30
   1) の略円錐状の下面と、下型(302) の上面とを対向さ
   せると共に、前記上型(301) の前記略円錐状の下面の母
   線の一方が略水平となるようにこの上型(301) の軸線を
   傾斜させ、下型(302) の上面を、自動車用ホイールのデ
   ィスク部(1) の外側平面部及びディスク部(1) の周縁部
   から外リム(12)の内周面及びこれに続くリムフランジ(1
   21) の側面の形状に一致させ、さらにその外周に前記リ
   ムフランジ(121) の軸線方向の厚さに略一致する環状の
   外周壁(32)を形成し、前記外周壁の上端縁に対接又は接
   近させて成型ローラ(2) を自転自在に支持させると共に
   この成型ローラ(2) の胴下部は外リム(12)の外周面及び
   これに続くリムフランジ(121) の内周面に適合する外周
   面形状の外リム成型部(25)とした回転鍛造装置を使用
   し、 ．上型(301) の下面と下型(302) の上面との間にワー
   ク(10)を介在させる工程と、 ．前記上型(301) と下型(302) を同期回転させながら
   対向接近させてワーク(10)を圧下して回転鍛造し、圧下
   域から突出する素材を成型ローラ(2) と前記下型(302)
   によってリム部(11)の外リム(12)を成型し、成型ローラ
   (2) と上型(301) の胴下部とによって内リム(13)を成型
   する為の筒状の内リム相当部(130) を形成する工程と、 ．前記内リム相当部(131) をロール成型によって内リ
   ム断面に成型する工程と、からなる自動車用ホイールの
   製造方法。
6. 【請求項６】 下型(302) の上面の中央から一定範囲に
   ディスク部(1) の凹凸模様部に一致した凹凸模様成型部
   を形成した請求項５に記載の自動車用ホイールの製造方
   法。