(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ、スポーク及びリムを備え、発泡金属からなる芯材をアルミ合金で鋳ぐるんで一体鋳造した鋳造体である車両用ホイールにおいて、
前記ハブは車軸穴とその開口部周囲に設けられたベアリングホルダを備え、
前記発泡金属からなる芯材は、アルミ合金からなる独立気泡構造であり、かつ前記ハブ及びスポークに鋳ぐるまれた部分が連続して一体に形成され、前記ハブの内部へ配設された部分の一部が前記ベアリングホルダの内側に位置して、ベアリングホルダを内側から補強するとともに、
このベアリングホルダは、車軸穴の軸方向断面にて、車軸穴の軸方向に沿う部分と、この部分の最大肉厚部より薄肉で軸直交方向へ広がる薄肉部分と、この薄肉部分に前記車軸穴の一端部として開口する開口部とを備え、前記開口部は鋳造時に一体成形されるものであり、かつこの開口部周囲の薄肉部分の内側に前記車軸穴を囲む前記芯材の一部が一体化されることにより、この芯材の一部により前記薄肉部分を内側から補強することを特徴とする車両用ホイール。
【請求項２】
ハブ、スポーク及びリムを備え、発泡金属からなる芯材を鋳ぐるんで一体鋳造した鋳造体であり、ハブの側面にベアリングホルダが形成された車両用ホイールの製法において、
鋳型のキャビテイの内部に、アルミ合金の独立気泡構造からなる発泡金属製で、前記ハブ及びスポークに鋳ぐるまれた部分が連続して一体に形成された芯材を中子として配置し、金型のベアリングホルダ成形部に設けた突部で芯材のハブ相当部を挟んで心材を固定し、心材の周囲へアルミ合金からなる溶融金属を注入することにより、前記芯材を一体に鋳ぐるんで前記ハブの内部に残すととともに、
前記ベアリングホルダ成形部により、車軸穴の軸方向断面にて車軸穴の軸方向に沿う部分と、この部分の最大肉厚部より薄肉で軸直交方向へ広がる薄肉部分と、この薄肉部分に前記車軸穴の一端部として開口する開口部とを備えた前記ベアリングホルダを形成し、同時に前記突部により前記開口部を形成し、かつ前記発泡金属からなる芯材の一部を前記ベアリングホルダの内側に位置させ、前記薄肉部分を内側から補強したことを特徴とする車両用ホイールの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は自動２輪車等の車両に用いられる鋳造ホイールやその他の鋳造部品等に好適な中空鋳造体及びその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハブ、スポーク及びリムを一体鋳造した車両用ホイールは公知であり、例えば、実用新案登録第２５２９８３４号には、中子を用いることによりスポークを中空にしている。また、実開平４−１１１８３７号には独立気泡の発泡金属板を防振等の目的で使用することが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スポークやハブの少なくとも一部に中空部を有するホイール（以下、中空ホイールという）を鋳造すると、鋳造後に中子を崩壊させて除去する必要があるため、その作業自体の工数が増加すること、除去し易い形状が要求されるので製品形状における自由度が少なくなること、除去後の中空部が共振騒音を生じる空洞になって騒音が発生し易いこと、ハブを中空にした場合は、ベアリングを圧入するとき変形しないように補強部材を中空部内へ設けなければならないこと、等の問題点がある。そこで本願発明は係る問題点の解決を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の車両用ホイール係る発明は、
ハブ、スポーク及びリムを備え、発泡金属からなる芯材をアルミ合金で鋳ぐるんで一体鋳造した鋳造体である車両用ホイールにおいて、
前記ハブは車軸穴とその開口部周囲に設けられたベアリングホルダを備え、
前記発泡金属からなる芯材は、アルミ合金からなる独立気泡構造であり、かつ前記ハブ及びスポークに鋳ぐるまれた部分が連続して一体に形成され、前記ハブの内部へ配設された部分の一部が前記ベアリングホルダの内側に位置して、ベアリングホルダを内側から補強するとともに、
このベアリングホルダは、車軸穴の軸方向断面にて、車軸穴の軸方向に沿う部分と、この部分の最大肉厚部より薄肉で軸直交方向へ広がる薄肉部分と、この薄肉部分に前記車軸穴の一端部として開口する開口部とを備え、前記開口部は鋳造時に一体成形されるものであり、かつこの開口部周囲の薄肉部分の内側に前記車軸穴を囲む前記芯材の一部が一体化されることにより、この芯材の一部により前記薄肉部分を内側から補強することを特徴とする。
【０００５】
ここで、発泡金属からなる芯材は車両用ホイールの中空箱状部に設けられるものであり、中空箱状部とは鋳造金属だけに着目したときの構造であり、鋳造金属が鋳造時に中空箱状をなしている部分を指し、実際にはその内部を別の材料である芯材が鋳ぐるまれて充填している構造でもよいものとする。
【０００６】
さらに、上記中空箱状部を有する中空鋳造体である車両用ホイールは、ハブ、スポーク及びリムを一体鋳造したものであり、ハブとスポークの双方に中空箱状部を設けるとともに、この中空箱状部に前記発泡金属からなる芯材を配設一体化する。
【０００７】
また、本願発明に係る中空鋳造体である車両用ホイールの製法は、ハブ、スポーク及びリムを備え、発泡金属からなる芯材を鋳ぐるんで一体鋳造した鋳造体であり、ハブの側面にベアリングホルダが形成された車両用ホイールの製法において、
鋳型のキャビテイの内部に、アルミ合金の独立気泡構造からなる発泡金属製で、前記ハブ及びスポークに鋳ぐるまれた部分が連続して一体に形成された芯材を中子として配置し、金型のベアリングホルダ成形部に設けた突部で芯材のハブ相当部を挟んで心材を固定し、心材の周囲へアルミ合金からなる溶融金属を注入することにより、前記芯材を一体に鋳ぐるんで前記ハブの内部に残すととともに、
前記ベアリングホルダ成形部により、車軸穴の軸方向断面にて車軸穴の軸方向に沿う部分と、この部分の最大肉厚部より薄肉で軸直交方向へ広がる薄肉部分と、この薄肉部分に前記車軸穴の一端部として開口する開口部とを備えた前記ベアリングホルダを形成し、同時に前記突部により前記開口部を形成し、かつ前記発泡金属からなる芯材の一部を前記ベアリングホルダの内側に位置させ、前記薄肉部分を内側から補強したことを特徴とする。
【０００８】
さらに、スポークまで発泡金属製の芯材を鋳ぐるむ場合は、ハブ及びスポークの各中空箱状部に相当する部分を一体化した発泡金属製の芯材を鋳型のキャビテイ内へ配置して鋳造する。
【０００９】
【発明の効果】
本願発明に係る車両用ホイール及びその製法によれば、少なくともハブの中空箱状部内に軽量な発泡金属からなる芯材を鋳込むことにより、従来の中空鋳造体として形成された車両用ホイールとほぼ同様の軽量化を実現できるにもかかわらず、従来のような鋳造後の中子崩壊除去作業が不要になるので、製造が容易となり、かつ中子除去のための形状を要求されないので製品形状における自由度が大きくなる。
【００１０】
また、鋳ぐるまれた発泡金属製の芯材は従来の中空鋳造体における中空箱状部を埋めていることになるから、従来のような空洞部が存在せず、空洞部に起因する共振騒音の発生を抑えて防振効果を高めることができる。なお、中空箱状部内の一部分へ芯材を設けた場合であっても空間を少なくするため、やはりある程度の防振効果を期待できる。そのうえ芯材が補強部材を兼ねるので、中空箱状部に対する特別な補強部材の使用を不要にでき、しかも鋳造部の肉厚も薄くできる。
【００１１】
さらに、前記中空鋳造体が車両用ホイールであり、ハブ及びスポークに設けられた中空箱状部内に、軽量な発泡金属からなる芯材を鋳込むことにより、上記効果を奏し得るとともに、走行時における中空箱状部の空間に起因する走行騒音を低減し、従来の中空ホイールとほぼ同様の軽量化を実現できる。また、ハブを中空にしてベアリングを圧入するときなどでも、中空のハブに対する特別な補強部材の使用を不要にできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて自動２輪車用として構成された一実施例を説明する。図１は図２の２−２線断面図、図２はホイールの全体図、図３は成形方法を示す図である。
【００１３】
図２において、このホイール１は、ハブ２、スポーク３及びリム４を一体にして全体をアルミ合金を用いて一体鋳造したものである。但し、鋳造材料は他の軽合金等の適宜金属を使用できる。ハブ２には車軸穴５、ベアリングホルダ６及び取付穴７が形成されている。
【００１４】
図１に明らかなように、ハブ２及びスポーク３には芯材８が鋳ぐるまれて一体化されている。仮に芯材８を除けば、ハブ２とスポーク３が連続する空間をなす従来の中空ホイールと同様になり、ハブ２とスポーク３は本願発明における中空箱状に相当し、芯材８がこの中空箱状部を埋めていることになる。
【００１５】
芯材８は発泡金属製であり、例えば、前記実開平４−１１１８３７号に示されているような公知の適宜材料を用いることができるが、軽合金からなるできるだけ比重の軽いものが好ましく、本実施例では独立気泡のアルミ合金製である。
【００１６】
ハブ２のうち、芯材８を鋳ぐるんでいる本体金属部１０の左右には、車軸（図示省略）を支持するベアリング１１を圧入するための凹部であるベアリングホルダ６が形成され、それぞれの中心部間に車軸穴５が形成されている。この車軸穴５は鋳造後の機械加工等により芯材８を貫通して形成され、車軸を通すようになっている。なお、取付穴７はネジ溝が切られており、ブレーキデイスク１２を固定するためのボルトを締結するようになっている。
【００１７】
次に、このホイール１の製法を説明する。まず、上型２０、下型２１及び外型２２で構成される鋳型のキャビテイ２３内へ芯材８を配置する。芯材８は予めハブ２とスポーク３の形状に合わせて連続一体に形成してある。上型２０及び下型２１のハブ形成部分にはそれぞれベアリングホルダ成形部２５と取付穴成形部２６が突出形成されている。
【００１８】
ベアリングホルダ成形部２５の一部は、車軸穴のベアリングホルダ部分を形成する突部２７をなし、この対向する一対の突部２７間で芯材８のハブ相当部を挟むことにより、芯材８をキャビテイ２３内へ固定している。
【００１９】
この状態で、キャビテイ２３内へ溶融金属を注入すれば、芯材８を本体金属部１０で鋳ぐるんで一体化し、かつハブ２、スポーク３及びリム４が連続一体に形成されたホイール１が得られる。その後、芯材８の車軸穴５及び取付穴７のネジ溝等を機械加工する。なお、芯材８の車軸穴５は鋳造に先だって予め形成しておくこともできる。
【００２０】
次に、本実施例の作用を説明する。上記構造をなすホイール１は、ハブ２及びスポーク３の双方に軽量な発泡金属からなる芯材８を鋳込むことにより、ホイール１の重量においては中空ホイールとほぼ同様の軽量化効果を得ることができ、かつ中子除去のための形状を要求されないので製品形状における自由度が大きくなる。
【００２１】
また、鋳ぐるまれた発泡金属製の芯材８は、従来の中空ホイールにおける中空箱状部を埋めていることになるから、従来のような空洞部が存在せず、空洞部に起因する共振騒音の発生を抑えて防振効果を高める。したがって、従来の中空ホイールと同様の軽量化を期待できるとともに、中空ホイールよりも著しく騒音を減少させることができる。
【００２２】
そのうえ、芯材８が補強部材を兼ねるので、従来の中空ホイールと比べてさらに高強度のものとなり、それだけハブ２等の中空箱状部におけるホイールの肉厚を薄くでき、かつハブ２のベアリングホルダ６へベアリング１１を圧入するときでも、図１中に仮想線で示したような特別の補強部材１３を不要にできる。
【００２３】
しかも、本実施例の芯材８は空隙率の高い発泡材料であるにもかかわらず、独立気泡構造であるから空間部はそれぞれ微少に独立し、この点でも前記共振騒音の発生源となりにくいとともに、芯材８の内部へ水が侵入しにくいので、中空ホイールのように中空部への水の侵入対策を講じなくても済む。
【００２４】
また、芯材８を鋳ぐるむ鋳造方法は、芯材８を防振や補強用に機能するよう内部へ残存させるものであり、従来のように鋳造後の中子崩壊除去作業が不要になるので製造が容易となる。そのうえ、芯材８は発泡金属製であるから表面が多孔質になるため本体金属部１０と強く結合一体化する。しかも、本実施例では芯材８が本体金属部１０と同系のアルミ合金であるから、この点でもさらに強力に結合できる。
【００２５】
次に、図４に基づいて参考例を説明する。本参考例は、自動２輪車の後輪懸架装置を構成するスイングアームを対象とし、図４はその一部を切り欠いて示す平面図である。この図において、このスイングアーム３０は、左右一対のアーム部３１とその各前端部間を連結するクロスメンバ部３２とを備える。
【００２６】
アーム部３１はアルミ合金等の適宜金属材料からなる角形断面等のパイプ部材で構成され、各後端部には後輪車軸を支持するエンドピース３３がそれぞれ設けられている。
【００２７】
クロスメンバ部３２は、後輪懸架装置を構成する緩衝器（図示省略）の一端が連結される部分であり、アルミ合金等の適宜材料等を鋳造により中空状に形成した本願発明における中空箱状をなす部材であり、この内部空間３４には発泡金属からなる前実施例と同様の芯材３５が鋳ぐるまれて一体化されている。
【００２８】
クロスメンバ部３２の前部左右からは一対の軸受けアーム部３６が前方へ突出し、それぞれは中空パイプ状をなしてクロスメンバ部３２の鋳造時に一体に形成されるとともに、各軸受けアーム部３６の中空部内にもクロスメンバ部３２の本体部分から連続する芯材３５が鋳ぐるまれている。
【００２９】
各軸受けアーム部３６の先端部は軸受け部３７が設けられ、図示しない車体へ揺動自在に連結されるようになっている。また、クロスメンバ部３２の本体部分における車幅方向略中央部には前後方向へ貫通する丸パイプ状の連結部３８が鋳造時一体に設けら、クロスメンバ部３２の本体部における前側壁及び後側壁と連続し、これらを連結している。但し、クロスメンバ部３２の構造は上記に限定されるものではなく、中空であれば種々の構造を採用できる。
【００３０】
このクロスメンバ部３２は、前実施例と同様にして芯材３５を鋳ぐるんで一体鋳造され、得られたクロスメンバ部３２は空間３４を芯材３５で充填されているため、前実施例同様に製造が容易であり、かつ防振効果並びに軽量にて必要な剛性を実現できる。
【００３１】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず、種々に変形可能であり、例えば、自動２輪車や自動車等の各種車両における前輪及び後輪等の車輪に適用でき、さらにはフレーム部品等の他の車両用中空鋳造部品に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る図２の１−１線断面図
【図２】同実施例のホイール全体図
【図３】その製造方法を示す図
【図４】参考例に係るスイングアームの平面図
【符号の説明】
１：ホイール、２：ハブ、３：スポーク、４：リム、５：車軸穴、６：ベアリングホルダ、８：芯材、３０：スイングアーム、３２：クロスメンバ部、３５：芯材
【図１】
0004309510.tif 000002
【図２】
0004309510.tif 000003
【図３】
0004309510.tif 000004
【図４】
0004309510.tif 000005