(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸が挿入される車軸挿入穴が形成された車軸挿入部と、
前記車軸挿入部から前記前記車軸挿入穴の中心軸の径方向に延びるスポーク部と、
前記中心軸の周方向に延びると共に環状に形成され、前記スポーク部に接続されたリム部と、
前記スポーク部と前記リム部の連結部と、を有し、
前記連結部には、
前記径方向については、前記車軸挿入部に面した前記リム部の内周面よりも前記車軸挿入部に近い位置に、前記中心軸に沿った軸方向については、前記リム部の形成範囲より狭い範囲に、前記スポーク部の延びる方向と交差するように形成された底面部が形成されていると共に、
前記底面部における前記周方向についての両端部から、前記リム部における前記周方向について前記底面部から離隔した部分まで、前記周方向について互いに離隔する方向に延びる第１及び第２の斜面部と、前記底面部における前記軸方向についての両端部から、前記リム部における前記軸方向について前記底面部から離隔した部分まで、前記軸方向について互いに離隔する方向に延びる第３及び第４の斜面部とが、前記径方向と直交する前記連結部の断面の面積が前記リム部に近い断面ほど大きくなり、且つ、４つの斜面部のいずれも前記リム部に向かって凹んで滑らかに湾曲しつつ前記リム部に向かって延びるように形成されていることを特徴とするマグネシウム合金製のダイカストホイール。
【請求項２】
前記スポーク部が、前記周方向についての前記底面部の一端部及び他端部にそれぞれ接続され、前記軸方向に延びた２枚の板部を有していることを特徴とする請求項１に記載のマグネシウム合金製のダイカストホイール。
【請求項３】
前記第１及び第２の斜面部が、前記周方向について前記底面部の中央部を通る平面であって前記周方向と直交する平面について対称であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマグネシウム合金製のダイカストホイール。
【請求項４】
前記第３及び第４の斜面部が、前記軸方向について前記底面部の中央部を通る平面であって前記軸方向と直交する平面について対称であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマグネシウム合金製のダイカストホイール。
【請求項５】
前記第１及び第２の斜面部が、前記周方向について前記底面部の中央部を通る平面であって前記周方向と直交する平面について非対称であることを特徴とする請求項１、２又は４に記載のマグネシウム合金製のダイカストホイール。
【請求項６】
前記第３及び第４の斜面部が、前記軸方向について前記底面部の中央部を通る平面であって前記軸方向と直交する平面について非対称であることを特徴とする請求項１、２、３又は５に記載のマグネシウム合金製のダイカストホイール。
【請求項７】
前記車軸挿入部には、前記軸方向に沿った２方向のうちの一方向に向かって開口した第１の凹部と、前記２方向のうちの他方向に向かって開口した第２の凹部とが、前記周方向及び前記径方向の少なくともいずれかについて並ぶように形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のマグネシウム合金製のダイカストホイール。
【請求項８】
前記スポーク部が、前記軸方向について前記リム部の中央部に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のマグネシウム合金製のダイカストホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金製のダイカストホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のように、マグネシウム合金製のホイールを、ダイカスト鋳造を用いて製造することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１８６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダイカスト鋳造によると、重力鋳造などと比べて製造時間を短くできるので、生産性の向上が期待される。しかしながら、ダイカスト鋳造を用いてマグネシウム合金製のホイールを製造すると、鋳造品質を確保しにくくなる場合がある。特に、リム幅が広い場合、リム部に均一に溶湯を充填させることが難しいため、鋳造品質を確保しにくくなるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、製造時間を短くしつつ鋳造品質を向上させることによって生産性を高めたマグネシウム合金製のダイカストホイールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のマグネシウム合金製のダイカストホイールは、車軸が挿入される車軸挿入穴が形成された車軸挿入部と、前記車軸挿入部から前記前記車軸挿入穴の中心軸の径方向に延びるスポーク部と、前記中心軸の周方向に延びると共に環状に形成され、前記スポーク部に接続されたリム部と、前記スポーク部と前記リム部の連結部と、を有し、前記連結部には、前記径方向については、前記車軸挿入部に面した前記リム部の内周面よりも前記車軸挿入部に近い位置に、前記中心軸に沿った軸方向については、前記リム部の形成範囲より狭い範囲に、前記スポーク部の延びる方向と交差するように形成された底面部が形成されていると共に、前記底面部における前記周方向についての両端部から、前記リム部における前記周方向について前記底面部から離隔した部分まで、前記周方向について互いに離隔する方向に延びる第１及び第２の斜面部と、前記底面部における前記軸方向についての両端部から、前記リム部における前記軸方向について前記底面部から離隔した部分まで、前記軸方向について互いに離隔する方向に延びる第３及び第４の斜面部とが、前記径方向と直交する前記連結部の断面の面積が前記リム部に近い断面ほど大きくなり、且つ、４つの斜面部のいずれも前記リム部に向かって凹んで滑らかに湾曲しつつ前記リム部に向かって延びるように形成されている。
【０００７】
本発明者は、マグネシウム合金製のホイールをダイカスト鋳造で製造する際にリム部の鋳造品質を向上する方法を研究した。その結果、リム部の品質上の課題は、溶湯を均一に行き渡らせることが難しいことから生じることが分かった。リム部に溶湯が均一に行き渡らないと、リム部全体の鋳造品質を向上しにくいためである。
【０００８】
また、リム部に品質上の課題が生じる別の事象として、リム部に引け巣が発生してそこから空気が漏れるおそれがあることが分かった。ダイカスト鋳造において溶湯を注入してから溶湯が凝固するまでの時間にはリム部の部位によって差がある。凝固が遅い部位では、引け巣が発生する場合がある。
【０００９】
さらに研究を進めたところ、リム部とスポーク部の連結箇所において、このような引け巣が起こりやすいことが分かった。これは、スポーク部からリム部に溶湯が流れ込む際、リム部とスポーク部の連結箇所で断面積が急激に変化すると、溶湯の流れに乱れが生じる場合があるからである。アルミニウムのダイカスト鋳造よりも鋳造限界速度の速いマグネシウムのダイカスト鋳造では、生産性を高めるために、アルミニウムの場合よりも速く溶湯を流すので、このような溶湯の乱れが生じやすい。一方、鋳造速度を遅くすると、マグネシウムは凝固速度が速いため、完全に充填される前に凝固してしまう。
【００１０】
そこで、本発明者は、車軸挿入部から延びたスポーク部とリム部の連結部として、上記のような底面部及び第１〜第４の斜面部を設けることにより、溶湯の流れを制御して、引け巣を抑制するようにした。つまり、スポーク部からリム部へと溶湯を流すに当たって、スポーク部からの溶湯を底面部で一旦受けてから第１〜第４の斜面部に流すこととした。底面部は、スポーク部と交差し、且つ、リム部より軸方向に狭くなるように形成されている。また、第１及び第２の斜面部は、底面部の両端部からリム部まで、周方向について互いに離隔する方向に延びている。さらに、第３及び第４の斜面部は、底面部の両端部からリム部まで、軸方向について互いに離隔する方向に延びている。つまり、第１〜第４の斜面部は、スポーク部からリム部に向かって周方向及び軸方向の両方向に広がるように形成されている。したがって、スポーク部からの溶湯は、径方向と直交する断面の面積が比較的小さい底面部によって受けられた後、第１〜第４の斜面部において周方向及び軸方向の両方向に広がるようにリム部へと流れ込む。第１〜第４の斜面部においては、径方向と直交する連結部の断面の面積がリム部に近づくほど大きくなる。
【００１１】
以上により、スポーク部からリム部へと溶湯を流す際、連結部において流れの方向を制御しつつ、流れに対する断面の変化を緩やかにすることができる。このため、スポーク部から連結部を通じてリム部へと溶湯を均一に行き渡らせることができる。また、溶湯の流れに乱れが生じるのを抑制し、もって引け巣を抑制することができる。これらにより、リム部全体の鋳造品質を向上し、生産性を向上することが可能である。
【００１２】
また、本発明においては、前記スポーク部が、前記周方向についての前記底面部の一端部及び他端部にそれぞれ接続され、前記軸方向に延びた２枚の板部を有していることが好ましい。
【００１３】
これによると、２枚の板部を流れる溶湯を底面部の両端部から第１及び第２の斜面部へと円滑に流し込むことができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記第１及び第２の斜面部が、前記周方向について前記底面部の中央部を通る平面であって前記周方向と直交する平面について対称であってもよい。
【００１５】
これによると、スポーク部からの溶湯を第１及び第２の斜面部のそれぞれに均等に流し込むことができる。
【００１６】
また、本発明においては、前記第３及び第４の斜面部が、前記軸方向について前記底面部の中央部を通る平面であって前記軸方向と直交する平面について対称であってもよい。
【００１７】
これによると、スポーク部からの溶湯を第３及び第４の斜面部のそれぞれに均等に流し込むことができる。
【００１８】
また、本発明においては、前記第１及び第２の斜面部が、前記周方向について前記底面部の中央部を通る平面であって前記周方向と直交する平面について非対称であってもよい。
【００１９】
これによると、周方向についてのスポーク部の位置等に合わせて溶湯の流れを非対称に制御するように第１及び第２の斜面部の形状を調整できる。
【００２０】
また、本発明においては、前記第３及び第４の斜面部が、前記軸方向について前記底面部の中央部を通る平面であって前記軸方向と直交する平面について非対称であってもよい。
【００２１】
これによると、軸方向についてのスポーク部の位置等に合わせて溶湯の流れを非対称に制御するように第３及び第４の斜面部の形状を調整できる。
【００２２】
また、本発明においては、前記車軸挿入部には、前記軸方向に沿った２方向のうちの一方向に向かって開口した第１の凹部と、前記２方向のうちの他方向に向かって開口した第２の凹部とが、前記周方向及び前記径方向の少なくともいずれかについて並ぶように形成されていることが好ましい。
【００２３】
これによると、互いに隣り合う第１及び第２の凹部によって効率的に軽量化できる。
【００２４】
また、本発明においては、前記スポーク部が、前記軸方向について前記リム部の中央部に配置されていてもよい。
【００２５】
これによると、リム部の中心にスポーク部が配置されているので、スポーク部からリム部へと溶湯を均等に流し込みやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る自動二輪車の側面図である。
【図２】図１の自動二輪車用に用いられるホイールの左側面図である。
【図３】図２のホイールの斜視図である。
【図４】図１のホイールの平面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線端面図である。
【図６】図６（ａ）は、図２のＶＩａ−ＶＩａ線端面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線端面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線端面図である。
【図７】図７（ａ）は、図６（ａ）の部分拡大図である。図７（ｂ）は、図６（ｂ）の部分拡大図である。図７（ｃ）は、車軸挿入部から見た連結部の斜視図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、径方向についての位置が互いに異なる、径方向と直交する切断面についての連結部の断面図である。
【図９】ホイールのダイカスト鋳造において用いられる鋳型の正面図である。破線は金型の内部に形成される構造を示す。
【図１０】図１０（ａ）は、変形例に係る連結部の端面図であって、図７（ａ）に対応する図である。図１０（ｂ）は、変形例に係る連結部の端面図であって、図７（ｂ）に対応する図である。
【図１１】図１１（ａ）は、別の変形例に係る連結部の斜視図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ線端面図である。図１１（ｃ）は、さらに別の変形例に係る連結部の斜視図である。図１１（ｃ）は図１１（ｃ）のＸＩｄ−ＸＩｄ線端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、自動二輪車１を例に挙げて説明する。自動二輪車１には、本発明に係るマグネシウム合金製のダイカストホイールが採用されたホイール１００が設けられている。
【００２８】
なお、以下の説明において、前後方向とは、自動二輪車１の後述するライダーシート１１に着座したライダーＲから視たときの車両前後方向のことである。左右方向とは、ライダーシート１１に着座したライダーＲから視たときの車両左右方向（車幅方向）のことである。図中の矢印Ｆ方向と矢印Ｂ方向は、前方と後方を表している。図中の矢印Ｌ方向と矢印Ｒ方向は、右方と左方を表している。図２以降において、前後左右上下の各方向は、ホイール１００が自動二輪車１に設けられた状態での方向に対応する。
【００２９】
図１に示すように、自動二輪車１は、前輪２と、後輪３と、車体フレーム４と、ライダーシート１１とを備えている。車体フレーム４のライダーシート１１より前方の部分には、ハンドルユニット９が設けられている。ハンドルユニット９の右端部にはグリップ９Ｒが、左端部にはグリップ９Ｌがそれぞれ設けられている。なお、図１にはグリップ９Ｌのみが図示されている。グリップ９Ｒは左右方向にグリップ９Ｌの反対側に配置されている。グリップ９Ｒは、アクセルグリップである。グリップ９Ｒの近くにはブレーキレバーが取り付けられている。グリップ９Ｌの近くにはクラッチレバー１０が取り付けられている。ハンドルユニット９には、フロントフォーク７の上端部が固定されている。このフロントフォーク７の下端部には、左右方向に沿って延びる車軸１７が固定されている。車軸１７には前輪２が支持されている。前輪２は、ホイール１００とホイール１００の外周に取り付けられたタイヤ２ａとを有している。
【００３０】
車体フレーム４の下部には、スイングアーム１２の前端部が揺動可能に支持されている。このスイングアーム１２の後端部は、後輪３を支持している。スイングアーム１２の揺動中心と異なる箇所と車体フレーム４とは、上下方向の衝撃を吸収するリアサスペンションを介して接続されている。
【００３１】
車体フレーム４は、水冷式のエンジン１３を支持している。なお、エンジン１３は、空冷式であってもよい。車体フレーム４は、エンジン１３を直接支持していてもよいし、他の部材を介して間接的に支持していてもよい。エンジン１３の上方には、燃料タンク１４が配置されている。
【００３２】
エンジン１３の後方には、複数段の変速ギヤを有するトランスミッションが配置されている。エンジン１３の駆動力は、トランスミッションおよびチェーン２６を介して後輪３に伝達される。トランスミッションの左側には、トランスミッションのギヤを切り換えるためのシフトペダル２４が設けられている。車体フレーム４の両側方であって後輪３のやや前方にはフットレスト２３が設けられている。ライダーＲは、乗車中、フットレスト２３に両足を載せる。
【００３３】
前輪２の上方であってグリップ９Ｒ及び９Ｌの前方には、フロントカウル１５が配置されている。前後方向にフロントカウル１５とグリップ９Ｒ及び９Ｌとの間にはメーターユニット１６が配置されている。メーターユニット１６は、表示面が後方かつ上方を向くように、前後方向と上下方向に対して傾斜して配置されている。表示面には、車速やエンジン回転数、車両の状態、走行距離、時計、計測時間などが表示される。
【００３４】
以下、本発明におけるマグネシウム合金製のダイカストホイールが採用されたホイール１００について、図２〜図６を参照しつつより詳細に説明する。ホイール１００は、マグネシウム合金から形成されている。ここでのマグネシウム合金は、４．０重量％以上のマグネシウムを含む合金を示す。ホイール１００は、ダイカスト鋳造法により一体的に鋳造されている。ダイカスト鋳造の詳細については後述する。
【００３５】
ホイール１００は、図２〜図４に示すように、車軸１７が挿入される車軸挿入穴１１１ａが形成された車軸挿入部１１０と、車軸挿入部１１０から車軸挿入穴１１１ａの中心軸の径方向（以下、単に「径方向」とする）に延びた複数のスポーク部１５０と、スポーク部１５０と接続されたリム部１４０とを有している。車軸挿入穴１１１ａの中心軸に沿った軸方向は左右方向と平行である。なお、本明細書において「径方向に延びる」とは、車軸挿入穴１１１ａの中心軸を通る厳密な径方向（例えば、図２に示す径方向）に沿って延びる場合に限られない。厳密な径方向に対して傾斜した方向に沿って車軸挿入部１１０からリム部１４０に向かって延びる場合も「径方向に延びる」に含まれる。つまり、車軸挿入穴１１１ａの中心軸を通らない直線に沿って車軸挿入部１１０からリム部１４０に向かって延びる場合も「径方向に延びる」に含まれる。
【００３６】
車軸挿入部１１０の中央部には、図２に示すように、車軸挿入穴１１１ａが内部に形成されたボス部１１１が設けられている。ボス部１１１は円筒形状を有している。車軸挿入部１１０には、ブレーキディスクブラケット固定用の５つのボルト穴１１２がボス部１１１の周囲に形成されている。なお、このボルト穴は３つから６つでもよい。
【００３７】
車軸挿入部１１０は、リム部１４０に向かって径方向に突出した５つの突出部１１０ａを有する円盤形の概略形状を有している。５つの突出部１１０ａは、スポーク部１５０と接続されている。突出部１１０ａには、図５に示すように、左方に向かって開口した凹部１１３及び右方に向かって開口した凹部１１４が形成されている。凹部１１３は、左方の部分ほど周方向についての幅が大きい。凹部１１４は、右方の部分ほど周方向についての幅が大きい。
【００３８】
各突出部１１０ａからは、図２及び図３に示すように、リム部１４０に向かって径方向に２本のスポーク部１５０が延びている。突出部１１０ａ及びこれと接続された２本のスポーク部１５０からなる領域（図２の二点鎖線Ｑで囲まれた領域）は、ボス部１１１からリム部１４０に向かってＹ字型に形成されている。以下、この領域を領域Ｑとする。ホイール１００には合計で５つの領域Ｑが形成されている。これらの領域Ｑは、周方向については等間隔に、径方向については同じ位置に配置されている。領域Ｑにおいて、左方に面した表面部は、図２に示す径方向に沿った直線Ｐについて、凹部１１３を除いてほぼ対称である。領域Ｑにおいて、２本のスポーク部１５０の間には、図２において角の丸い三角形の概略形状を有する空間を規定する縁部１５０ａ（二点鎖線で囲まれた部分）が形成されている。隣り合う２つの領域Ｑのスポーク部１５０同士の間には、図２において角の丸い多角形の概略形状を有する空間を規定する縁部１５０ｂが形成されている。このように、全体で１０本のスポーク部１５０が、車軸挿入穴１１１ａの中心軸の周方向（以下、単に「周方向」とする）について互いに間隔を空けて配置されている。
【００３９】
各スポーク部１５０は、図２及び図６（ａ）〜図６（ｃ）に示すように、突出部１１０ａからリム部１４０に向かって延びた２枚の板部１５１と、２枚の板部１５１の間において、２枚の板部１５１の一方から他方まで延びた板部１５２とを有している。各板部１５１は、左右方向に沿って延びている。板部１５２は、前後方向に沿って延びていると共に、突出部１１０ａからリム部１４０に向かって延びている。板部１５２は、左右方向について、板部１５１の両端のいずれからも離れた位置に配置されている。
【００４０】
リム部１４０は、周方向に延びると共に環状に形成されている。リム部１４０の左右方向についての幅Ｗは比較的大きい。例えば、１２５ｍｍ（５インチ）程度である。なお、幅Ｗがこれ以外の大きさであってもよい。リム部１４０の左右方向についての両端部１４３は、車軸挿入部１１０に向かう方向とは反対方向に突出している。リム部１４０の厚みｔ１は、例えば３．８ｍｍ〜４．５ｍｍである。なお、厚みｔ１がこれ以外の大きさであってもよい。リム部１４０には、径方向に車軸挿入部１１０から遠い表面であって、両端部１４３の一方の先端から他方の先端までの範囲（図６（ａ）の矢印ｗ１によって示される範囲）を有する面にタイヤ２ａが取り付けられる。以下、この表面を取り付け面１４０ａとする。リム部１４０において、径方向について反対側の表面であって、両端部１４３の一方の根元から他方の根元までの範囲（図６（ａ）の矢印ｗ２によって示される範囲）を有する面を内周面１４０ｂとする。内周面１４０ｂは、車軸挿入部１１０に面している。内周面１４０ｂの左右方向について中央部には各スポーク部１５０が接続されている。
【００４１】
ところで、マグネシウム合金製のホイールをダイカスト鋳造で製造すると、重力鋳造等で製造する場合と比べ、製造時間を短くできる。したがって、生産性を高めることができると期待される。しかしながら、マグネシウム合金製のホイールをダイカスト鋳造で製造すると、リム部の品質が低下する割合が比較的高くなる場合があることが本発明者によって確認された。不良が発生した製品は出荷対象としないため、不良が発生する割合が高くなると、生産量の低下につながる。したがって、リム部の品質が低下すると、ダイカスト鋳造を用いたにもかかわらず、生産性を向上できないおそれがある。
【００４２】
そこで、本発明者がリム部の鋳造品質を向上する方法を研究したところ、リム部の品質上の課題は、ダイカスト鋳造の際にリム部に溶湯を均等に行き渡らせることが難しいことから生じることが分かった。リム部に溶湯が均等に行き渡らないと、リム部全体の鋳造品質を向上しにくいためである。
【００４３】
また、リム部に品質上の課題が生じる別の事象として、リム部に引け巣が発生してそこから空気が漏れるおそれがあることが分かった。ダイカスト鋳造において溶湯を注入してから溶湯が凝固するまでの時間にはリム部の部位によって差がある。凝固が遅い部位では、引け巣が発生する場合がある。
【００４４】
さらに研究を進めたところ、リム部とスポーク部の連結箇所において、このような引け巣が起こりやすいことが分かった。これは、スポーク部からリム部に溶湯が流れ込む際、リム部とスポーク部の連結箇所で断面積が急激に変化すると、溶湯の流れに乱れが生じる場合があるからである。アルミニウムのダイカスト鋳造よりも鋳造限界速度の速いマグネシウムのダイカスト鋳造では、生産性を高めるために、アルミニウムの場合よりも速く溶湯を流すので、このような溶湯の乱れが生じやすい。一方、鋳造速度を遅くすると、マグネシウムは凝固速度が速いため、完全に充填される前に凝固してしまう。
【００４５】
そこで、本実施形態においては、リム部の鋳造品質を向上するために、リム部１４０とスポーク部１５０の間に、これらを連結する以下のような連結部１６０を設けることとした。以下、連結部１６０について、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）〜図７（ｃ）及び図８に従って説明する。
【００４６】
連結部１６０は、リム部１４０とスポーク部１５０の間に設けられている。連結部１６０は、１つの底面部１６１、２つの斜面部１６２及び２つの斜面部１６３を有している。底面部１６１は、リム部１４０の内周面１４０ｂによりも径方向について車軸挿入部１１０に近い位置に配置されている。また、底面部１６１は、左右方向についてリム部１４０の内周面１４０ｂより狭い範囲に形成されている。底面部１６１は、スポーク部１５０が延びる方向（径方向）に交差するように、左右方向に沿って延びている。底面部１６１の厚みｔ２は、リム部１４０の厚みｔ１未満とすることが好ましい。例えば、厚みｔ２は３．８〜４．５ｍｍの範囲内である。なお、厚みｔ２は、これ以外の大きさであってもよい。底面部１６１において、車軸挿入部１１０に面した表面１６１ａは、径方向に交差する方向に沿ってほぼ平らに形成されている。表面１６１ａは矩形の概略形状を有している。表面１６１ａには、スポーク部１５０を構成する２枚の板部１５１及び板部１５２が接続されている。図７（ｃ）の領域Ｔ１及びＴ２並びにＳは、２枚の板部１５１及び板部１５２が接続されている領域を示している。２枚の板部１５１は、表面１６１ａの周方向についての両端部に接続されている。板部１５２は、表面１６１ａの左右方向についての中央部に接続されている。表面１６１ａの左右方向についての幅Ｖは、リム部１４０の幅Ｗの５％以上であって３０％未満の大きさであることが好ましい。なお、幅Ｖは、これ以外の大きさであってもよい。
【００４７】
２つの斜面部１６２は底面部１６１の周方向についての両端部からリム部１４０まで延びている。各斜面部１６２は、その一端部１６２ａにおいて、底面部１６１の周方向についての端部と繋がっている。各斜面部１６２の他端部１６２ｂは、底面部１６１から周方向について離隔した位置においてリム部１４０と繋がっている。２つの斜面部１６２は、底面部１６１からリム部１４０まで、周方向について互いに離隔する方向に延びている。つまり、２つの斜面部１６２は、リム部１４０に近い部分ほど周方向について互いの離隔距離が大きくなるように延びている。このように、２つの斜面部１６２は、スポーク部１５０からリム部１４０に向かって周方向について広がるように形成されている。２つの斜面部１６２同士は、図７（ｂ）の平面Ｃ２について対称である。平面Ｃ２は、周方向について底面部１６１の中央部を通り、周方向と直交している。斜面部１６２の表面１６２ｃはＲ状に滑らかに湾曲した斜面を形成している。この表面１６２ｃは、スポーク部１５０の板部１５１の表面１５１ａと滑らかに繋がっていると共に、リム部１４０の内周面１４０ｂと滑らかに繋がっている。
【００４８】
２つの斜面部１６３は底面部１６１の左右方向についての両端部からリム部１４０まで延びている。各斜面部１６３は、その一端部１６３ａにおいて、底面部１６１の左右方向についての端部と繋がっている。斜面部１６３の一端部１６３ａと底面部１６１の間の鋭角の大きさθは、５°〜４５°の範囲であればよい。なお、θがこれ以外の大きさであってもよい。各斜面部１６３の他端部１６３ｂは、底面部１６１から左右方向について離隔した位置においてリム部１４０と繋がっている。２つの斜面部１６３は、底面部１６１からリム部１４０まで、左右方向について互いに離隔する方向に延びている。つまり、２つの斜面部１６３は、リム部１４０に近い部分ほど左右方向について互いの離隔距離が大きくなるように延びている。このように、２つの斜面部１６３は、スポーク部１５０からリム部１４０に向かって軸方向について広がるように形成されている。２つの斜面部１６３同士は、図７（ａ）の平面Ｃ１について対称である。平面Ｃ１は、左右方向について底面部１６１の中央部を通り、左右方向と直交している。斜面部１６３の表面１６３ｃはＲ状に滑らかに湾曲した斜面を形成している。この表面１６３ｃは、スポーク部１５０の板部１５１における左右方向についての両端面１５１ｂと滑らかに繋がっていると共に、リム部１４０の内周面１４０ｂと滑らかに繋がっている。
【００４９】
連結部１６０は、車軸挿入部１１０から見ると、図７（ｃ）に示すように、表面１６１ａを頂面とし、表面１６２ｃ及び表面１６３ｃを壁面とする角錐台の概略形状を有している。表面１６２ｃは周方向について、表面１６３ｃは左右方向についてそれぞれ凹むように湾曲している。また、連結部１６０は、径方向についてリム部１４０より外側から見ると、図３及び図４に示すように、リム部１４０の外周面１４０ａから車軸挿入部１１０に向かって、角錐台の概略形状を有するように凹んだ凹部１６０ａとして表れる。連結部１６０において、２つの斜面部１６２及び２つの斜面部１６３からなる領域は、径方向と直交する断面の面積が、リム部１４０に近づくほど（車軸挿入部１１０から遠ざかるほど）大きくなるような形状を有している。図８（ａ）及び図８（ｂ）はいずれも、径方向と直交する方向についての連結部１６０の断面を示している。図８（ｂ）の断面は、図８（ａ）の断面よりリム部１４０に近い位置の断面である。図８（ｂ）の断面の面積は、図８（ａ）の断面の面積より大きい。
【００５０】
以下、本実施形態のホイール１００の鋳造方法について図９を参照しつつ説明する。本鋳造方法では、図９に示す鋳型２００を用いてダイカスト鋳造を行う。鋳型２００は、金型２０１の内部において、ホイール１００の形状に対応した形状に形成されている。鋳型２００における車軸挿入部１１０に対応する領域２００ａには、マグネシウム合金の溶湯を注入する注入路２０２が接続されている。つまり、本実施形態のホイール１００は、車軸挿入部１１０に溶湯の注入口が設定されている。注入路２０２には、スリーブを介して溶湯に圧力を加えるピストン２０５とロッド、シリンダが接続されている。鋳型２００の周囲には、鋳型２００に流し込まれた溶湯のうちの内部品質の悪い部分を排出するオーバーフロー２０３が形成されている。オーバーフロー２０３は、鋳型２００におけるリム部１４０に対応する領域２００ｃに接続されている。オーバーフロー２０３は、ホイール１００の周方向に対応する方向について、鋳型２００におけるスポーク部１５０に対応する領域２００ｂ同士の間に配置されている。オーバーフロー２０３はさらに排出路２０４に接続されている。排出路２０４は金型２０１の外部へと金型内の空気と内部品質の悪い溶湯を排出するための流路である。
【００５１】
図９の太い黒矢印は、溶湯の流れの一例を示している。ピストン２０５に溶湯が注入された後、ピストン２０５によって溶湯に圧力が印加される。これにより、ピストン２０５から注入路２０２を介して鋳型２００内に溶湯が注入される。溶湯は、鋳型２００において領域２００ａから領域２００ｂへと流入する。領域２００ｂでは、溶湯は、２枚の板部１５１及び１枚の板部１５２に対応する３つの経路を通る。そして、溶湯は、領域２００ｂから、連結部１６０に対応する領域２００ｘへと流れ込む。領域２００ｘでは、領域２００ｂからの溶湯を、底面部１６１に対応する領域に一旦受け取る。板部１５１に対応する経路からの溶湯は、底面部１６１の周方向について端部に対応する領域に流れ込む。板部１５２に対応する経路からの溶湯は、底面部１６１の左右方向について端部に対応する領域に流れ込む。そして、底面部１６１に対応する領域に流れ込んだ溶湯は、さらにそこから斜面部１６２及び１６３に対応する領域に沿って、領域２００ｃに向かって流れる。領域２００ｃにおいては、溶湯は周方向について２方向に分岐し、オーバーフロー２０３から排出される。これによって鋳型２００内に存在する空気等が溶湯と共に排出される。
【００５２】
ダイカスト鋳造において溶湯を流す速度は、重力鋳造法などの他の鋳造法と比べて速い。また、マグネシウム合金は、アルミニウム合金と比べて凝固時間が短い一方で、金型への焼き付きが生じにくいため、速い速度で溶湯を流すことができる。このため、本実施形態においても、アルミニウム合金を用いる場合と比べて高速で溶湯を流す。ダイカスト鋳造後の半製品には、適宜、熱処理が施される。
【００５３】
かかるダイカスト鋳造後の領域２００ａ、領域２００ｂ及び領域２００ｃにおける材料の組成には以下の相違点が生じる。まず、注入路２０２に近い領域２００ａは、高い温度の注湯が冷え固まることにより、比較的大きな結晶粒が形成されることになる。一方、注入路２０２から離れた領域２００ｂ及び領域２００ｃにおいては到達時の注湯の温度が低くなる。このため、これらの領域では、領域２００ａに比べて低い温度の注湯が冷え固まることで、比較的小さな結晶粒が形成されることになる。注入路２０２から遠く離れた位置ほど到達時の注湯の温度が低くなるため、結晶粒が小さく形成される傾向になる。例えば、領域２００ａにおける結晶粒の大きさの平均は、領域２００ｂや領域２００ｃにおける結晶粒の大きさの平均より大きい。
【００５４】
以上説明した本実施形態によると、スポーク部１５０とリム部１４０の連結部１６０として、底面部１６１並びに斜面部１６２及び１６３を設けることにより、ダイカスト鋳造を実施する際に、溶湯の流れを制御して、引け巣を抑制するようにした。
【００５５】
つまり、鋳型２００において、スポーク部１５０に対応する領域２００ｂからリム部１４０に対応する領域２００ｃへと溶湯を流すに当たって、領域２００ｂからの溶湯を領域２００ｘにおける底面部１６１に対応する領域で一旦受ける。そして、そこから溶湯を斜面部１６２及び１６３に対応する領域に流すこととした。ホイール１００において、底面部１６１は、スポーク部１５０と交差し、且つ、リム部１４０より左右方向に狭くなるように形成されている。また、２つの斜面部１６２は、底面部１６１の両端部からリム部１４０まで、周方向について互いに離隔する方向に延びている。さらに、２つの斜面部１６３は、底面部１６１の両端部からリム部１４０まで、軸方向について互いに離隔する方向に延びている。つまり、斜面部１６２及び１６３は、スポーク部１５０からリム部１４０に向かって周方向及び軸方向の両方向に広がるように形成されている。
【００５６】
したがって、領域２００ｂからの溶湯は、径方向と直交する断面の面積が比較的小さい底面部１６１に対応する領域によって受けられた後、斜面部１６２及び１６２に対応する領域において周方向及び軸方向の両方向に広がるように流れの方向を制御されつつ、領域２００ｃへと流れ込む。斜面部１６２及び１６３に対応する領域において、径方向と直交する方向に沿った断面についての領域２００ｘの断面積は、領域２００ｃに近づくほど大きくなる。つまり、斜面部１６２及び１６３に対応する領域における溶湯の流路は、領域２００ｃに近づくにつれて徐々に断面積が大きくなっていく。
【００５７】
以上により、鋳型２００において、領域２００ｂから領域２００ｃへと溶湯を流す際、領域２００ｘにおいて流れの方向を制御しつつ、流れに対する断面の変化を緩やかにすることができる。このため、領域２００ｂから領域２００ｃへの流入口において、領域２００ｘを通じて溶湯を均等に流すことができる。これによって、領域２００ｃにおいて溶湯を均一に行き渡らせることができる。また、溶湯の流れに乱れが生じるのを抑制し、もって引け巣を抑制することができる。これらにより、リム部１４０全体の鋳造品質を向上し、生産性を向上することが可能である。
【００５８】
また、本実施形態においては、スポーク部１５０の２枚の板部１５１が、周方向についての底面部１６１の両端部に接続されている。したがって、鋳型２００において、２枚の板部１５１に対応する領域を流れる溶湯を、底面部１６１に対応する領域の両端部から斜面部１６２及び１６３に対応する領域へと円滑に流し込むことができる。さらに、斜面部１６２及び１６３の表面１６２ｃ及び１６３ｃは、それぞれ、板部１５１の表面１５１ａと滑らかに繋がっている。したがって、板部１５１に対応する領域から斜面部１６２及び１６３に対応する各領域へと、溶湯が円滑に流れ込む。さらに、表面１６２ｃ及び１６３ｃはリム部１４０の内周面１４０ｂと円滑に繋がっている。このため、斜面部１６２及び１６３に対応する各領域から領域２００ｃにも、溶湯が円滑に流れ込む。
【００５９】
また、本実施形態においては、２つの斜面部１６２が平面Ｃ２について対称である。したがって、領域２００ｂからの溶湯を２つの斜面部１６２に対応する領域のそれぞれに均等に流し込むことができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、２つの斜面部１６３が平面Ｃ１について対称である。したがって、領域２００ｂからの溶湯を２つの斜面部１６３に対応する領域のそれぞれに均等に流し込むことができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、互いに周方向に隣り合う凹部１１３及び１１４が形成されている。したがって、車軸挿入部１１０を効率的に軽量化できる。また、凹部１１３は左方に向かって広がっており、凹部１１４は右方に向かって広がっている。このため、ダイカスト鋳造の際に左右方向について一対の金型を使用する場合に、凹部１１３及び１１４のいずれにも抜き勾配が形成されていることになる。したがって、離型しやすくしつつ軽量化が可能である。
【００６２】
また、本実施形態においては、スポーク部１５０が左右方向についてリム部１４０の中央部に配置されている。したがって、領域２００ｂから領域２００ｃへと、左右方向について溶湯を均等に流し込みやすい。
【００６３】
また、本実施形態の底面部１６１は、厚みｔ２がリム部１４０の厚みｔ１より小さく構成されることにより、以下の通り、鋳造品質が向上する。底面部１６１に対応する領域は、ダイカスト鋳造の際、領域２００ｂからの溶湯が直撃することで金型が加熱されやすい。したがって、底面部１６１に対応する領域はその他の領域と比べ、溶湯が凝固しにくい。これに対し、上記の通り、厚みｔ２を厚みｔ１より小さくすることで、底面部１６１に対応する領域が凝固するタイミングをリム部１４０に対応する領域が凝固するタイミングと合わせやすい。これにより、引け巣を抑制でき、もって、空気漏れを抑制できる。
【００６４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。また、上述の実施形態及び以下に説明する変形例は相互に組み合わせて実施することができる。なお、本明細書において「好ましい」という用語は非排他的なものであって、「好ましいが、これに限定されるものではない」ということを意味するものである。また、本明細書において「…してもよい」という用語は非排他的なものであって、「…してもよいが、これに限定されるものではない」ということを意味するものである。
【００６５】
例えば、上述の実施形態の連結部１６０においては平面Ｃ２について２つの斜面部１６２が対称であり、平面Ｃ１について２つの斜面部１６３が対称である。しかし、このような対称性の高い連結部１６０の代わりに、斜面部が非対称に形成された連結部が採用されてもよい。
【００６６】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す連結部２６０は、このような非対称な連結部の一例である。連結部２６０は、スポーク部１５０と接続された底面部２６１と、底面部２６１からリム部１４０まで延びた斜面部２６２〜２６５とを有している。斜面部２６２及び２６３は、周方向についての底面部２６１の両端部から、リム部１４０において周方向について底面部２６１から離隔した部分まで、湾曲しつつ延びている。斜面部２６２及び２６３は、径方向についてリム部１４０に近い部分ほど周方向について互いに離隔している。斜面部２６２及び２６３は平面Ｃ２について非対称である。平面Ｃ２は、周方向について底面部２６１の中央部を通り、周方向と直交している。斜面部２６４及び２６５は、左右方向についての底面部２６１の両端部から、リム部１４０において左右方向について底面部２６１から離隔した部分まで、湾曲しつつ延びている。斜面部２６４及び２６５は、径方向についてリム部１４０に近い部分ほど左右方向について互いに離隔している。斜面部２６４及び２６５は平面Ｃ１について非対称である。平面Ｃ１は、左右方向について底面部２６１の中央部を通り、左右方向と直交している。連結部２６０は、斜面部２６２〜２６５の領域において、径方向と直交する断面の面積がリム部１４０に近づくほど大きくなるように構成されている。
【００６７】
連結部２６０のような非対称な連結部は、ダイカスト鋳造において、スポーク部１５０の領域からの溶湯をリム部１４０の領域へとむしろ不均等に流し込みたい場合に用いられる。連結部２６０のような非対称な連結部は、リム部１４０への溶湯の流入口においては溶湯の流れをむしろ不均等になるように制御した方が、最終的にリム部１４０に溶湯を均一に行き渡らせることができる場合に採用されてもよい。このような場合は、スポーク部１５０とリム部１４０の接続の態様によって生じることがある。例えば、リム部１４０へのスポーク部１５０の接続位置が周方向や左右方向について偏っていたり、スポーク部１５０の接続箇所の数に場所によって偏りが生じていたりする場合がこのような場合に相当する。斜面部２６２及び２６３が上記の通り互いに非対称に形成されていることにより、スポーク部１５０の周方向についての位置等に応じて溶湯の流れを非対称に制御できる。また、斜面部２６４及び２６５が上記の通り互いに非対称に形成されていることにより、スポーク部１５０の軸方向についての位置等に応じて溶湯の流れを非対称に制御できる。
【００６８】
また、上述の実施形態の連結部１６０においては、底面部１６１の表面１６１ａが矩形の概略形状を有している。しかし、底面部が矩形以外の形状を有する連結部が用いられてもよい。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）はそのような連結部の一例を示す。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す連結部３６０は、六角形の概略形状を有する底面部３６１と、底面部３６１からリム部まで延びた２つの斜面部３６２及び２つの斜面部３６３とを有している。２つの斜面部３６２は、周方向についての底面部３６１の両端部から、リム部において周方向について底面部３６１から離隔した部分まで、湾曲しつつ延びている。２つの斜面部３６２は、径方向についてリム部に近い部分ほど周方向について互いに離隔している。２つの斜面部３６２は、軸Ｃ４を含むと共に周方向と直交する平面について対称である。軸Ｃ４は、周方向について底面部３６１の中央部を通り、周方向と直交している。２つの斜面部３６３は、左右方向についての底面部３６１の両端部から、リム部において左右方向について底面部３６１から離隔した部分まで、湾曲しつつ延びている。２つの斜面部３６３は、径方向についてリム部に近い部分ほど左右方向について互いに離隔している。２つの斜面部３６３は、軸Ｃ３を含むと共に左右方向と直交する平面について対称である。軸Ｃ３は、左右方向について底面部３６１の中央部を通り、左右方向と直交している。
【００６９】
図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）は、底面部が矩形以外の形状を有する連結部の別の一例を示す。図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）に示す連結部４６０は、楕円形の概略形状を有する底面部４６１と、底面部４６１からリム部まで延びた２つの斜面部４６２及び２つの斜面部４６３とを有している。斜面部４６２及び４６３は、図１１（ｃ）の二点鎖線の曲線によって互いの境界が規定されている。斜面部４６２及び４６３同士は、上述の斜面部１６２及び１６３と異なり、この二点鎖線の曲線において互いに滑らかに繋がっている。このように、隣り合う斜面部が互いに滑らかに繋がっている場合も本発明の範囲に含まれる。この場合、２つの斜面部４６２のように、周方向についての底面部の両端部に繋がった２つの斜面部が、本発明の第１及び第２の斜面部に対応する。また、２つの斜面部４６３のように、左右方向についての底面部の両端部に繋がった２つの斜面部が、本発明の第３及び第４の斜面部に対応する。
【００７０】
２つの斜面部４６２は、周方向についての底面部４６１の両端部から、リム部において周方向について底面部４６１から離隔した部分まで、湾曲しつつ延びている。２つの斜面部４６２は、径方向についてリム部に近い部分ほど周方向について互いに離隔している。２つの斜面部４６２は、軸Ｃ４を含むと共に周方向と直交する平面について対称である。軸Ｃ４は、周方向について底面部４６１の中央部を通り、周方向と直交している。２つの斜面部４６３は、左右方向についての底面部４６１の両端部から、リム部において左右方向について底面部４６１から離隔した部分まで、湾曲しつつ延びている。２つの斜面部４６３は、径方向についてリム部に近い部分ほど左右方向について互いに離隔している。２つの斜面部４６３は、軸Ｃ３を含むと共に左右方向と直交する平面について対称である。軸Ｃ３は、左右方向について底面部４６１の中央部を通り、左右方向と直交している。
【００７１】
また、底面部は、連結部３６０及び４６０における楕円や六角形以外にも、八角形や十角形といったさまざまな多角形状に形成されてもよいし、円形に形成されてもよい。また、その他のさまざまな形状に形成されてもよい。
【００７２】
また、上述の実施形態では、スポーク部１５０の板部１５１の表面１５１ａと連結部１６０の斜面部１６２の表面１６２ｃとが滑らかに繋がっている（図７（ｂ）参照）。つまり、板部１５１が、底面部１６１の表面１６１ａにおける周方向についての端縁に接するように配置されている。しかし、板部１５１が、表面１６１ａにおける周方向についての端縁から離れた位置に配置されていてもよい。このような構成も、本発明における「周方向についての底面部の一端部及び他端部に接続された板部」の範囲内である。ただし、この場合であっても、板部１５１は、表面１６１ａにおける周方向についての端縁に近い位置に配置されていることが好ましい。例えば、周方向についての表面１６１ａの中央部よりも上記端縁に近い位置に板部１５１が配置されていることが好ましい。これにより、ダイカスト鋳造の際に、板部１５１に対応する領域から斜面部１６２に対応する領域へと溶湯が円滑に流入する。
【００７３】
また、上述の実施形態では、連結部１６０の底面部１６１の表面１６１ａが平らに形成されている。しかし、底面部がスポーク部の延びる方向と交差してさえいれば、底面部の表面が湾曲していてもよいし、表面に凹凸が形成されていてもよい。
【００７４】
また、上述の実施形態では、スポーク部１５０が左右方向についてリム部１４０の中央部に配置されている。しかし、スポーク部が左右方向についてリム部の中央部より左方又は右方に配置されているホイールに本発明が適用されてもよい。
【００７５】
また、上述の実施形態の連結部１６０は、車軸挿入部１１０から見ると、表面１６２ｃ及び１６３ｃが周方向及び左右方向について凹状に湾曲している。しかし、このような連結部１６０の代わりに、斜面部の表面が湾曲しておらず平らに形成された連結部や、斜面部の表面が周方向及び左右方向について凸状に湾曲した連結部が採用されてもよい。
【００７６】
また、上述の実施形態では、車軸挿入部１１０において、左方に向かって開口した凹部１１３と右方に向かって開口した凹部１１４とが周方向に並ぶように形成されている。このような凹部が径方向に並ぶように形成されてもよい。つまり、左方に向かって開口した凹部と右方に向かって開口した凹部とが径方向に並ぶように形成されてもよい。これらの凹部は、凹部１１３及び１１４に代えて形成されてもよいし、凹部１１３及び１１４に加えて形成されてもよい。
【００７７】
なお、本明細書において、「ＸがＹ方向に延びる」とは、ＸがＹ方向について連続して存在することを示す。また、「ＸがＹ１からＹ２まで延びる」とは、ＸがＹ１からＹ２まで連続して存在することを示す。
【００７８】
また、本明細書において「径方向に延びる」とは、車軸挿入穴１１１ａの中心軸を通る厳密な径方向（例えば、図２に示す径方向）に沿って延びる場合に限られない。厳密な径方向に対して傾斜した方向に沿って車軸挿入部１１０からリム部１４０に向かって延びる場合も「径方向に延びる」に含まれる。つまり、車軸挿入穴１１１ａの中心軸を通らない直線に沿って車軸挿入部１１０からリム部１４０に向かって延びる場合も「径方向に延びる」に含まれる。
【００７９】
本実施形態に係るホイール１００を採用可能な車両は、上述の自動二輪車１に限定される訳ではない。ホイール１００は、オフロード型、スクータ型、モペット型等の他の型式の自動二輪車に採用されてもよい。また、ホイール１００は、三輪車、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））等の自動二輪車以外の鞍乗型車両に使用されてもよい。さらに、本発明に係るホイールが自動車の車輪に採用されてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１        自動二輪車
１００    ホイール
１１０    車軸挿入部
１１１ａ  車軸挿入穴
１４０    リム部
１４０ｂ  リム部の内周面
１５０    スポーク部
１５１    板部
１６０    連結部
１６１    底面部
１６２    斜面部
１６３    斜面部
２００    鋳型
２６０    連結部
２６１    底面部
２６２    斜面部
２６３    斜面部
２６４    斜面部
２６５    斜面部
３６０    連結部
３６１    底面部
３６２    斜面部
３６３    斜面部
４６０    連結部
４６１    底面部
４６２    斜面部
４６３    斜面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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