JP2901563B2 - Manufacturing method of disc for aluminum wheel - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は展伸材を用いたアル
ミホイール用ディスクの製造方法に関し、とくに疲労強
度を低下させることなく軽量化が可能な、アルミホイー
ル用ディスクの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum wheel disk using wrought material, and more particularly to a method for manufacturing an aluminum wheel disk that can be reduced in weight without reducing fatigue strength.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車用アルミホイールは、通常１ピー
スと呼ばれるアルミの合金等のビレットの材料を鍛造し
て更にスピニング加工した一体型鍛造ホイールと、一般
的なスチール製のホイールのようにアルミ製の展伸材に
より製作されたディスクとリムを組み付けた２ピースア
ルミホイールに分けられる。最近、ファッション性と、
軽量化ニーズが高まる中、展伸材による２ピースのアル
ミホイールが注目されてきている。この、２ピースアル
ミホイールの一つの基本形状として図７に示すように、
フランジ部１ａを有するディスク１にリム２を溶接接合
したフルデザインタイプのものがある。ディスク１はア
ルミの展伸材をいくつかの工程で絞り成形した後、ハブ
穴５、ボルト穴３、およびファッション性、放熱性を高
めるための飾り穴４がプレス装置によるポンチとダイス
または切削工具などによる機械加工により形成される。
こうした、展伸材を使用したアルミホイールを製作する
場合、ホイールに作用する応力状況からリム２よりもデ
ィスク１に技術的配慮をする必要がある。それは多くの
場合、疲労破壊がボルト穴３の周辺や、飾り穴４のコー
ナー部４ａからの疲労亀裂を出発点として起こっている
からである。このようなタイプのアルミホイールの耐久
性を確保するためには、ボルト穴３周辺や飾り穴４の周
辺の板厚を十分確保する必要があった。2. Description of the Related Art Aluminum wheels for automobiles are made of an aluminum alloy or the like, usually called one piece, and are forged by spinning and then integrally forged wheels, and aluminum wheels like general steel wheels. And two-piece aluminum wheels with discs and rims made of wrought materials. Recently, with fashionability,
With the increasing need for weight reduction, attention has been paid to two-piece aluminum wheels made of wrought materials. As one basic shape of this two-piece aluminum wheel, as shown in FIG.
There is a full design type in which a rim 2 is welded to a disk 1 having a flange portion 1a. The disk 1 is formed by drawing an aluminum wrought material in several steps, and then a hub hole 5, a bolt hole 3, and a decorative hole 4 for improving fashionability and heat dissipation are formed by a punch and a die or a cutting tool by a press device. It is formed by machining such as.
When manufacturing such an aluminum wheel using a wrought material, it is necessary to give more technical consideration to the disc 1 than to the rim 2 due to the stress applied to the wheel. This is because, in many cases, the fatigue fracture starts from a fatigue crack from the periphery of the bolt hole 3 or from the corner 4a of the decorative hole 4. In order to ensure the durability of such an aluminum wheel, it is necessary to ensure a sufficient plate thickness around the bolt hole 3 and the decorative hole 4.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】したがって、このよう
な従来のアルミホイール用ディスクの製造方法ではボル
ト穴３周辺や飾り穴４周辺の必要強度を確保するために
は、その部分の板厚を厚くすることしか手段が無く、必
然的にディスク１全体板厚を厚くすることになり、その
結果重くなり、軽量化という最近のニーズに対応するこ
とが困難であった。本発明の目的は、アルミホイールの
軽量化をホイールの強度上の問題なく実現することが可
能なアルミホイール用ディスクの製造方法を提供するこ
とにある。Therefore, in such a conventional method for manufacturing a disk for an aluminum wheel, in order to secure required strength around the bolt hole 3 and the decorative hole 4, the thickness of the portion is increased. There is no other way but to increase the thickness of the entire disk 1, and as a result, the disk 1 becomes heavier, making it difficult to meet the recent needs for weight reduction. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a disk for an aluminum wheel, which can reduce the weight of the aluminum wheel without any problem in the strength of the wheel.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のアルミホイール用ディスクの製造方法はつぎの通り
である。 （１） アルミホイール用ディスクの製造方法におい
て、アルミ展伸材からなるディスク素材を絞り成形する
工程と、前記絞り成形されたディスクのうち、ボルト穴
および飾り穴、またはいずれか一方の穴が形成される部
分を、穴加工に先だって、上ポンチと下ポンチまたはポ
ンチとダイスにより圧縮加工を行うことにより、穴が形
成される部分は減肉させくぼみを、穴が形成される周辺
には塑性流動により盛り上げた厚肉部を形成させなが
ら、その部分を加工硬化させ、その後ボルト穴、または
飾り穴を形成することを特徴とするアルミホイール用デ
ィスクの製造方法。 （２） ボルト穴、または飾り穴が形成される部分の上
下ポンチによる圧縮加工の板厚減少率を３０％以上と
し、穴が形成される周辺部の板厚増加率を１０％以上と
した、（１）記載のアルミホイール用ディスクの製造方
法。 （３） 前記ボルト穴部分の圧縮加工によるくぼみと厚
肉部をディスクの片面のみに形成した（１）記載のアル
ミホイール用ディスクの製造方法。 （４） 前記飾り穴部分の圧縮加工によるくぼみと厚肉
部をディスクの両面に形成した（１）記載のアルミホイ
ール用ディスクの製造方法。The method of manufacturing a disk for an aluminum wheel according to the present invention which achieves the above object is as follows. (1) In a method of manufacturing a disk for an aluminum wheel, a step of drawing a disk material made of an aluminum wrought material, and forming a bolt hole, a decorative hole, or one of the holes in the drawn disk. Prior to drilling the holes, the upper and lower punches or the punch and die are used to perform compression processing, thereby reducing the thickness of the holes where the holes are formed and forming a hollow. A method for manufacturing an aluminum wheel disc, comprising: forming a thickened portion by work, hardening the portion, and then forming a bolt hole or a decorative hole. (2) The thickness reduction rate of the compression processing by the upper and lower punches at the portion where the bolt hole or the decorative hole is formed is 30% or more, and the thickness increase rate of the peripheral portion where the hole is formed is 10% or more. (1) A method for producing a disk for an aluminum wheel according to (1). (3) The method of manufacturing a disk for an aluminum wheel according to (1), wherein the depression and the thick portion are formed on only one side of the disk by compression processing of the bolt hole portion. (4) The method for manufacturing a disc for an aluminum wheel according to (1), wherein the recess and the thick portion are formed on both sides of the disc by compressing the decorative hole portion.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】本発明の実施例のアルミホイール
用ディスクの製造方法を図１から図５を参照して説明す
る。本発明実施例に係るアルミホイール用ディスクの製
造方法は、アルミ展伸材からなるディスク素材を絞り成
形する工程と、絞り成形されたディスク１のうち、ボル
ト穴３および飾り穴４、またはいずれか一方の穴が形成
される分を、穴の機械加工に先だって、上下ポンチ６、
７またはポンチ７とダイス１０により圧縮加工（押圧に
よる塑性加工）を行うことにより、穴が加工される部分
は減肉させくぼみ３ｂ、４ｂを穴が形成される周辺には
塑性流動により盛り上げた厚肉部３ｔ、４ｔを形成させ
ると共に、その部分を加工硬化させ、その後、ボルト穴
３、または飾り穴４をプレス装置によるポンチとダイス
または切削工具などによる機械加工により形成する工程
からなる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing an aluminum wheel disk according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The method of manufacturing an aluminum wheel disk according to the embodiment of the present invention includes a step of drawing a disk material made of an aluminum wrought material, and a step of forming a bolt hole 3 and / or a decorative hole 4 in the drawn disk 1. Prior to machining the hole, the upper and lower punches 6,
By performing compression working (plastic working by pressing) using a die 7 or a punch 7 and a die 10, a portion where a hole is formed is reduced in thickness, and the recesses 3 b and 4 b are raised around the area where the hole is formed by plastic flow. The process comprises forming the meat portions 3t and 4t, work hardening the portions, and then forming the bolt holes 3 or the decorative holes 4 by punching with a pressing device and machining with a die or a cutting tool.
【０００６】さらに詳しくは、まず、アルミ展伸材（板
状材）からなるディスク素材を上下の絞り型（図示せ
ず）によりディスク１の基本形状（皿状の形状）を形成
する。つぎの工程により、絞り成形されたディスク１の
ボルト穴３および飾り穴４、の両方か、または、いずれ
か一方の形成される部分を図１に示すようなボルト穴３
に対応する部分に下ポンチ９、上ポンチ８、飾り穴４に
対応する部分には下ポンチ７、上ポンチ６により圧縮加
工を行う。圧縮加工を行うことにより、穴が加工される
部分は当然のことながら減肉される。減肉された部分の
材料は塑性流動により両ポンチの外側に逃げ盛り上がり
厚肉部４ｔ、３ｔを形成する。厚肉部４ｔ、３ｔはこの
成形により加工硬化され強度を向上させることができ
る。なお、ナット座３ａがディスク片面に形成されるボ
ルト穴部分は、より厚肉部３ｔの厚みを多く確保するた
めに、図３、図４に示すように、片側だけポンチ７を使
用し、もう一方の側にはダイス１０を使用したり、さら
に、図４のように押さえプレート１１を併用することに
より、盛り上がり厚肉部３ｔを顕著に形成することが可
能となる。なお、ボルト穴部分と飾り穴部分の圧縮加工
は同時に行ってもよいし、別々に行ってもよい。More specifically, first, the basic shape (dish-like shape) of the disk 1 is formed from a disk material made of an aluminum wrought material (plate-like material) using upper and lower drawing dies (not shown). In the following step, the bolt hole 3 and / or the decorative hole 4 of the drawn disk 1 are formed, or the portion where either of them is formed is the bolt hole 3 as shown in FIG.
The lower punch 9 and the upper punch 8 perform compression processing on the portion corresponding to, and the lower punch 7 and the upper punch 6 perform the compression processing on the portion corresponding to the decorative hole 4. By performing the compression processing, the portion where the hole is processed is naturally reduced in thickness. The material of the thinned portion escapes to the outside of both punches by plastic flow and rises to form thick portions 4t and 3t. The thick portions 4t, 3t are work-hardened by this molding, and the strength can be improved. As shown in FIGS. 3 and 4, the bolt hole portion where the nut seat 3a is formed on one side of the disk uses a punch 7 on only one side as shown in FIGS. The use of the die 10 on one side and the use of the pressing plate 11 as shown in FIG. 4 make it possible to form the raised thick portion 3t significantly. The compression of the bolt hole portion and the decoration hole portion may be performed simultaneously or separately.
【０００７】この場合、出願人の実験結果から圧縮加工
による減肉部の減肉率は３０％以上（元の厚さＴを０．
７Ｔ以下にする）が望ましく、効果を得るための厚肉部
の板厚増加率は１０％以上（元の厚さＴを１．１Ｔ以上
にする）が望ましいことが確認された。以上のようなア
ルミホイール用ディスクの製造方法によって、最も耐久
性を高めるために重要なボルト穴、飾り穴周辺の強度を
あげることにより、他の部分の板厚を薄くしても、強度
を確保できるので、疲労強度を低下させることなく、軽
量化を実現できる。In this case, from the experimental results of the applicant, the reduction ratio of the reduced thickness portion by the compression processing is 30% or more (the original thickness T is set to 0.3%).
7T or less is desirable, and it has been confirmed that the thickness increase rate of the thick portion for obtaining the effect is desirably 10% or more (the original thickness T is 1.1T or more). The above-mentioned method of manufacturing discs for aluminum wheels increases the strength around bolt holes and decorative holes, which are the most important for enhancing durability, and ensures strength even when the thickness of other parts is reduced. Therefore, weight reduction can be realized without lowering fatigue strength.
【０００８】[0008]
【発明の効果】請求項１の方法によれば、疲労破壊が起
こりやすいボルト穴周辺や飾り穴周辺に塑性流動により
盛り上げた厚肉部を形成し、かつ加工硬化させて強化で
きるので、他の部分の板厚を薄くしても、必要な強度を
確保でき、ディスクの軽量化が可能なアルミホイール用
ディスクの製造方法を提供することができる。請求項２
の方法によれば、請求項１の効果をより確実に達成する
ことが可能となる。請求項３の方法によれば請求項１と
同じ効果が得られる。請求項４の方法によれば請求項１
と同じ効果が得られる。According to the method of the first aspect, a thick wall portion formed by plastic flow is formed around a bolt hole or a decorative hole where fatigue failure is likely to occur, and can be strengthened by work hardening. It is possible to provide a method of manufacturing a disk for an aluminum wheel, which can secure required strength even if the thickness of the portion is reduced and can reduce the weight of the disk. Claim 2
According to the method, the effect of claim 1 can be more reliably achieved. According to the method of claim 3, the same effect as in claim 1 can be obtained. According to the method of claim 4, claim 1
The same effect can be obtained.
【図１】本発明の一実施例のアルミ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。FIG. 1 is a partial sectional view showing a method for manufacturing an aluminum wheel disk according to one embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例のアルミ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。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a method for manufacturing an aluminum wheel disk according to one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の他の実施例のアルミホイール用ディス
クの製造方法を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an aluminum wheel disk according to another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の他の実施例のアルミホイール用ディス
クの製造方法を示す部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating a method of manufacturing an aluminum wheel disk according to another embodiment of the present invention.
【図５】本発明により製造されたディスクを適用したア
ルミホイールを示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing an aluminum wheel to which a disk manufactured according to the present invention is applied.
【図６】従来のアルミホイールを示す正面図である。FIG. 6 is a front view showing a conventional aluminum wheel.
【図７】従来のアルミホイールを示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a conventional aluminum wheel.
１ ディスク ３ ボルト穴 ３ｂ くぼみ（ボルト穴） ３ｔ 厚肉部（ボルト穴） ４ 飾り穴 ４ｂ くぼみ（飾り穴） ４ｔ 厚肉部（飾り穴） ６ 上ポンチ（飾り穴用） ７ 下ポンチ（飾り穴用） ８ 上ポンチ（ボルト穴用） ９ 下ポンチ（ボルト穴用） １０ ダイス Reference Signs List 1 disc 3 bolt hole 3b hollow (bolt hole) 3t thick part (bolt hole) 4 decorative hole 4b hollow (decorative hole) 4t thick part (decorative hole) 6 upper punch (for decorative hole) 7 lower punch (decorative hole) 8) Upper punch (for bolt hole) 9 Lower punch (for bolt hole) 10 Dice
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 正勝 東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号 スカイアルミニウム株式会社内 (72)発明者 阿部 佑二 東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号 スカイアルミニウム株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B21D 53/26 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masakatsu Yoshida 4-3-1-18 Nihombashi Muromachi, Chuo-ku, Tokyo Inside Sky Aluminum Co., Ltd. (72) Inventor Yuji Abe 4-3-118 Nihonbashi Muromachi, Chuo-ku, Tokyo Within Sky Aluminum Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B21D 53/26
Claims (4)
おいて、アルミ展伸材からなるディスク素材を絞り成形
する工程と、前記絞り成形されたディスクのうち、ボル
ト穴および飾り穴、またはいずれか一方の穴が形成され
る部分を、穴加工に先だって、上ポンチと下ポンチまた
はポンチとダイスにより圧縮加工を行うことにより、穴
が形成される部分は減肉させくぼみを、穴が形成される
周辺には塑性流動により盛り上げた厚肉部を形成させな
がら、その部分を加工硬化させ、その後ボルト穴、また
は飾り穴を形成することを特徴とするアルミホイール用
ディスクの製造方法。1. A method of manufacturing a disk for an aluminum wheel, wherein a step of drawing a disk material made of wrought aluminum material is performed, and a bolt hole and / or a decorative hole of the drawn disk is formed. By performing compression processing with the upper punch and the lower punch or the punch and the die prior to the hole processing, the part where the hole is formed is reduced in thickness and the hollow is formed around the hole is formed. A method for manufacturing a disc for an aluminum wheel, comprising forming a thick wall portion raised by plastic flow, work hardening the portion, and then forming a bolt hole or a decorative hole.
分の上下ポンチによる圧縮加工の板厚減少率を３０％以
上とし、穴が形成される周辺部の板厚増加率を１０％以
上とした、請求項１記載のアルミホイール用ディスクの
製造方法。2. A reduction rate of a thickness of a portion where a bolt hole or a decorative hole is formed by compression using an upper and a lower punch is 30% or more, and a thickness increase rate of a peripheral portion where a hole is formed is 10% or more. The method for producing a disk for an aluminum wheel according to claim 1.
みと厚肉部をディスクの片面のみに形成した請求項１記
載のアルミホイール用ディスクの製造方法。3. The method of manufacturing a disk for an aluminum wheel according to claim 1, wherein the depression and the thick portion formed by compression processing of the bolt hole portion are formed only on one surface of the disk.
と厚肉部をディスクの両面に形成した請求項１記載のア
ルミホイール用ディスクの製造方法。4. The method for manufacturing a disk for an aluminum wheel according to claim 1, wherein the hollow and the thick portion are formed on both sides of the disk by compressing the decorative hole portion.
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1997
- 1997-02-14 JP JP9030300A patent/JP2901563B2/en not_active Expired - Fee Related
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