(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リム部、スポーク部、ハブ取付け部からなる鋳造アルミホイールであって、
スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、前記中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成されている鋳造アルミホイール。
【請求項２】
リム部、スポーク部、ハブ取付け部からなる鋳造アルミホイールであって、
スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、前記中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、飾り穴リブ、中リブの順に厚く形成されている鋳造アルミホイール。
【請求項３】
リム部、スポーク部、ハブ取付け部からなる鋳造アルミホイールの製造方法であって、
スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、前記中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成された鋳造アルミホイールを鋳造する工程と、
前記中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工によって切削することによって減肉させる工程と、
からなる鋳造アルミホイールの製造方法。
【請求項４】
前記中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、前記地板部の板厚よりも厚みを確保できる程度まで減肉させた請求項３記載の鋳造アルミホイールの製造方法。
【請求項５】
前記中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、前記地板部の板厚と同程度の板厚まで減肉させた請求項３記載の鋳造アルミホイールの製造方法。
【請求項６】
前記中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、前記地板部の板厚よりも薄い板厚まで減肉させた請求項３記載の鋳造アルミホイールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造アルミホイールとその製造方法に関し、特にスポーク部を有する鋳造アルミホイールを簡便な方法によって実現させる鋳造アルミホイールとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗用車やＲＶ車に使用されている１ピースアルミホイールは車体軽量化をするために広く採用されている。
しかし、素材をスチールからアルミに変えた程度では、軽量化要求に十分応えることできず、その実現の為に熾烈な技術開発競争がなされている。
現在行われている１ピースアルミホイールの製法ではその軽量化で順位をつけると概ねつぎのようになる。
１．鍛造  ２．高圧鋳造  ３．低圧鋳造  ４．グラビテー鋳造
しかし、そうした製法のみで軽量化のすべてが規定されるわでなく、それぞれの製法において、さらに様々な工夫が試みられている。
たとえば、（１）として、図５に示すような、出願人が先に開発したディスク３のスポーク部３ａの付け根部の駄肉３ｘを特殊な鋳造型で鋳抜く方法や、（２）として、図６に示すようなビードシート部２ｃとサイドウオール部２ｄの内側の駄肉３ｘを除去する方法がある。
更には、この他にも（３）として、図７に示すように、鋳造時の鋳物欠陥である巣を出さないことを目的として、ディスク裏面に溶湯をうまく流すためと、指向性凝固を助けるため、太いリブ３ｅを設けたり、厚い地板にする等の試みがなされていた。これは、特に３〜４本の太いスポークデザインのものに多く用いられている。
アルミホイールは一般的に鋳造後、旋盤等の切削によって形状出しを行うが、デザイン面が切削仕様の場合、切削部分にも湯道用の駄肉を付け、後に削りとることで鋳造欠陥の低減と軽量化の両方を満足させる試みも一部でおこなわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法には次の問題があった。
（１）の方法では、▲１▼  金型構造が複雑となり、金型コストがアップする。▲２▼金型のメンテナンスコストが増加する。▲３▼  鋳抜きスライドピンと金型のスライド部との隙間に溶湯が入り込みスライドピンが動かなくなる。
（２）の方法では、その加工に時間がかかり過ぎる。
（３）の方法では、メッシュタイプや、細く本数の多いスポークタイプのデザインホイールには、ディスク裏面部で湯道とした駄肉部を切削できることは有効であるが、最近流行している太く本数の少ないスポークタイプでは、切削加工後に切削面に巣等の欠陥が現れるこことが多く適用できない場合が多かった。
本発明の目的は、鋳造欠陥が無く、鋳造金型や、過大な設備投資をすることなく軽量化を実現することが可能な鋳造アルミホイールとその製造方法を提供することを目的とする。
【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は次のとおりである。
（１）  リム部、スポーク部、ハブ取付け部からなる鋳造アルミホイールであって、
スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、前記中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成されている鋳造アルミホイール。
（２）  リム部、スポーク部、ハブ取付け部からなる鋳造アルミホイールであって、
スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、前記中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、飾り穴リブ、中リブの順に厚く形成されている鋳造アルミホイール。
（３）  リム部、スポーク部、ハブ取付け部からなる鋳造アルミホイールの製造方法であって、
スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、前記中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成された鋳造アルミホイールを鋳造する工程と、
前記中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工によって切削することによって減肉させる工程と、
からなる鋳造アルミホイールの製造方法。
（４）  前記中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、前記地板部の板厚よりも厚みを確保できる程度まで減肉させた（３）記載の鋳造アルミホイールの製造方法。
（５）  前記中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、前記地板部の板厚と同程度の板厚まで減肉させた（３）記載の鋳造アルミホイールの製造方法。
（６）  前記中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、前記地板部の板厚よりも薄い板厚まで減肉させた（３）記載の鋳造アルミホイールの製造方法。
【０００５】
上記本発明（１）の鋳造アルミホイールでは、スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成された鋳造アルミホイールとなっているので、鋳造時においては、鋳造欠陥がでないように十分な容量の湯道を確保できるとともに、後に行う軽量化のためのスポーク部のフライス加工を容易に行うことができる。
上記本発明（２）の鋳造アルミホイールでは、スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、飾り穴リブ、中リブの順に厚く形成された鋳造アルミホイールとなっているので、鋳造時においては、鋳造欠陥がでないように十分な容量の湯道を確保できるとともに、後に行う軽量化のためのスポーク部のフライス加工を容易に行うことができる。
上記本発明（３）の鋳造アルミホイールの製造方法では、スポーク部は、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成された鋳造アルミホイールを鋳造する工程と、中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工によって切削することによって減肉させる工程からなるので、多額な設備投資や、複雑な鋳造金型を用いなくとも、経済的にすぐれた軽量化アルミホイールを提供できる。
上記本発明（４）、（５）、（６）の鋳造アルミホイールの製造方法では軽量化されたアルミホイールを簡便な方法で実現できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明実施例を図１〜図３に従って説明する。
図１は本発明の鋳造アルミホイールの鋳物形状をホイールの軸方向方向裏側か見た平面図であり、図２は図１の平面図中のＢ−Ｂ部の断面図であり、図３は図１のＡ−Ａ部の断面図である。
図１、図２において、１０は鋳造アルミホイールの鋳物形状であり、１２はリム部、１３はハブ取付け部であり、リム部１２とハブ取り付け部１３はスポーク部１１によってつながれている。
スポーク部１１は、基本板厚である地板部１４、スポーク部１１の幅方向中央に位置する中リブ１５、中リブ１５の両側に位置するとともに、飾り穴２０の外周に設けられている飾り穴リブ１６によって構成されている。
【０００７】
それぞれのリブの鋳物形状時の板厚分布は、図３に示すように、地板部１４の板厚をｔ1 、中リブ１５の板厚をｔ2 、飾り穴リブ１６の板厚をｔ3 とすると、ｔ1 ＜ｔ2 ＜ｔ3 、あるいは、鋳造上またはデザイン上の要求によりｔ1 ＜ｔ3 ≦ｔ2 、の構成になっている。
これは、飾り穴２０の周辺には応力が集中しやすいのでリブ１６の厚みを大きくとる必要があることと、本来、中リブ１５部分と地板部１４はホイールの機能上強度的にそれほど板厚を必要とせず、３ｍｍ〜５ｍｍで十分であるが、低圧鋳造では鋳造性を確保し、鋳造欠陥をなくするためには、通常最低９．５ｍｍ程度が必要であることが経験上知られているからである。
そのために、中リブ１５は、鋳造性と後の切削工程の効率を考えて、スポーク部１１の巾方向中央部に巾広く、必要な高さで１本形成されていることが望ましい。
【０００８】
次に、本発明による鋳造アルミホイールとその製造方法を説明する。
まず、鋳造によって先に述べたように鋳物形状を製作する。鋳造後、フライス加工によって中リブ１５を切削しリブ高さを低め軽量化をはかる。中リブ１５の切削によって、以下の実施例に分かれる。
【０００９】
第１実施例
次に、図４（ａ）に示す第１実施例を説明する。鋳物形状のスポーク部１１の裏面中央部に形成された中リブ１５を、中リブ部１５を鋳造アルミホイール１０の軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、地板部１４の板厚よりも厚みを確保できる程度まで減肉させ、切削面１５ａを形成する。
何故フライス加工によって切削するかは、従来は鋳造アルミホイール１０の切削加工はほとんど旋盤加工によって行われていた。そのため、切削できる部分は最も外側に位置する面に限られていた。そのため、外側表面よりも部分的に一段下がったスポーク等のような断面を部分的に半径方向に長く切削することはできなかった。これを、フライス加工を行うことによって切削すれば、実現できるからである。
中リブ１５を地板部１４よりも厚い板厚に構成するのは、構造上、強度を確保する上で、中リブ１５の板厚を薄くできない鋳造アルミホイールに適用する場合である。
これによって従来鋳造性の向上と相反する軽量化を過大な設備投資を行うことなく、実現できる。
【００１０】
第２実施例
次に、図４（ｂ）に示す第２実施例を説明する。鋳物形状の中リブ部１５を鋳造アルミホイール１０の軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、地板部１４の板厚と同程度の板厚まで減肉させるこれによって、実質的に中リブ１５は断面上から除去された形状となり地板部１４と同じ断面高さを有する切削面１５ｂとなり、第１実施例よりも、軽量化を促進できる。他の効果は第１実施例と同じである。
【００１１】
第３実施例
次に、図４（ｃ）に示す第３実施例を説明する。鋳物形状の中リブ部１５を鋳造アルミホイール１０の軸方向裏側から表側にむかってフライス加工による切削によって、地板部１４の板厚よりも薄い板厚まで、つまり、中リブ１５だった部分をフライス加工によって、追い込むことにより、溝１５ｃを形成することにより、より軽量化を高めた鋳造アルミホイールを実現できる。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１の鋳造アルミホイールによれば、スポーク部が、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成された鋳造アルミホイールとなっているので、鋳造時においては、鋳造欠陥がでないように十分な容量の湯道を確保できるとともに、後に行う軽量化のためのスポーク部のフライス加工を容易に行うことができる。
請求項２の鋳造アルミホイールによれば、スポーク部が、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、飾り穴リブ、中リブの順に厚く形成された鋳造アルミホイールとなっているので、鋳造時においては、鋳造欠陥がでないように十分な容量の湯道を確保できるとともに、後に行う軽量化のためのスポーク部のフライス加工を容易に行うことができる。
請求項３の鋳造アルミホイールの製造方法によれば、スポーク部が、その裏側に巾方向中央に位置する中リブと、中リブの両側に位置する地板部と、地板部の外側に位置し、飾り穴の周辺を囲む飾り穴リブからなり、その鋳物形状時の板厚は、地板部、中リブ、飾り穴リブの順に厚く形成された鋳造アルミホイールを鋳造する工程と、中リブ部をホイールの軸方向裏側から表側にむかってフライス加工によって切削することによって減肉させる工程とからなるので、多額な設備投資や、複雑な鋳造金型を用いなくとも、経済的にすぐれた軽量化アルミホイールを提供できる。
請求項４、請求項５、請求項６の鋳造アルミホイールの製造方法によれば、請求項２と同じ効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋳造アルミホイールの一部平面図である。
【図２】本発明の鋳造アルミホイールの部分断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。
【図３】本発明の鋳造アルミホイールのスポーク部の断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図４】本発明の鋳造アルミホイールの第１〜第３実施例のスポーク部の断面図である。
【図５】従来の軽量化鋳造アルミホイールを示す断面図である。
【図６】従来の他の軽量化鋳造アルミホイールを示す断面図である。
【図７】従来の他の軽量化鋳造アルミホイールを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  鋳造アルミホイール
１１  スポーク部
１２  リム部
１３  ハブ取付け部
１４  地板部
１５  中リブ
１６  飾り穴リブ
【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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