JP2001105109A

JP2001105109A - 鋳造アルミホイールの製造方法

Info

Publication number: JP2001105109A
Application number: JP28899899A
Authority: JP
Inventors: Kishiro Abe; 喜四郎阿部; Shun Yamada; 舜山田; Shojiro Yokomizo; 正二郎横溝
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2001-04-17

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量化された鋳造アルミホイールを欠陥なく
低価格で製造できる製造方法の提供。【解決手段】リム部１２、スポーク部１１、ハブ取付
け部１３からなる鋳造アルミホイール１０を鋳造する工
程と、前記鋳造アルミホイール１０をスポーク部１１の
裏側から、表側に向かってフライスまたはエンドミルに
よる切削加工によって減肉させる工程と、前記スポーク
部１１の裏側付け根部１１ｂに、エンドミルによって切
削加工することによって、前記付け根部１１ａに肉盗み
部１１ｂを形成する工程と、からなる鋳造アルミホイー
ルの製造方法。

Description

【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
ミホイールを低価格でしかも軽量化して提供できる、鋳
造アルミホイール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上で有効であり、
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
はその軽量化の点から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
ィー鋳造しかし、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８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９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
１０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
せる試みも一部で行われている。

【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、金型構造
が複雑となり、金型コストがアップする。金型のメン
テナンスコストが増加する。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。
出願人は先に特願平１１−０６４１９１として、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
の製造方法について提案した。しかし、この方法は、ス
ポーク部の付け根部に発生し易い、引け巣を防止するた
めに、鋳造時にスポーク部の板厚を厚く形成し、切削加
工によってスポーク部を減肉させる方法であるため、鋳
造品の重量が重くなって、運搬上好ましくない、切削減
肉加工に時間がかかりすぎる等の問題があった。また、
更なる軽量化を求める要求も強くなってきている。本発
明は、より経済的に、しかも、より軽量化を実現できる
鋳造アルミホイールの製造方法を提供することをその目
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
造アルミホイールを鋳造する工程と、前記鋳造アルミホ
イールの前記スポーク部を裏側から表側に向かってフラ
イス、またはエンドミルによる切削加工によって減肉さ
せる工程と、前記スポーク部の裏側付け根部をエンドミ
ルによって切削加工することによって前記付け根部に肉
盗み部を形成する工程と、からなる鋳造アルミホイール
の製造方法。（２）鋳造アルミホイールを鋳造する工程において、
鋳造時にスポーク部の板厚を意識的に薄く形成するよう
にし、前記スポーク部の裏側付け根部に意識的に引け巣
を生じさせるようにした、（１）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製
造方法では、鋳造工程後、製品の強度からみて、最も駄
肉が多いスポーク部やスポーク部の付け根部をフライス
やエンドミル加工によって切削することにより、減肉、
または肉盗み部の形成を行うので、より経済的に、より
軽量化を実現できる。上記本発明（２）の鋳造アルミホ
イールの製造方法では、鋳造時にスポーク部の板厚を従
来よりも大幅に薄く形成し、意識的にスポーク部の付け
根部に引け巣を生じさせた後、スポーク部の付け根部を
エンドミルにより切削加工し、肉盗み部を形成するの
で、他の部署に引け巣等の鋳造欠陥を生じさせることな
く、しかも、スポーク部の鋳物の段階で板厚を大幅に薄
くできるので、スポーク部の切削工程での切削量を大幅
に減らすことが可能となり、能率的に、経済的に軽量化
鋳造ホイールを製造できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明実施例を図１〜図７に従っ
て説明する。まず、本発明実施例の鋳造アルミホイール
の製造方法で用いる鋳物形状を説明する。図１はホイー
ル鋳物形状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〜図
５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。図３は従来最も一般的に用いられたリブ部の断面形
状で、飾り穴リブ１６、中リブ１５、地板部１４の順に
薄く形成された断面形状であり、本発明で用いられても
よい。図４、図５は本発明で用いられる、他のリブ部の
断面形状であり、中リブを薄くした場合を示している。

【０００７】つぎに、本発明実施例の鋳造アルミホイー
ルの製造方法を説明する。まず、図１、図２、図３に示
されたような形状の鋳造アルミホイール１０を低圧鋳
造、または高圧鋳造等で鋳造し、鋳造品を製作する。後
で説明するように、図３の形状は、図４、図５に変える
ことがより望ましい。ただし、図３の場合も本発明に含
む。

【０００８】次に、この鋳造アルミホイール１０を図７
（ａ）に示すように、ホイール取付け治具２２を介し
て、鋳造アルミホイール１０裏側を上にして、切削装置
２６のベッド上に取付ける。次に、まず、切削刃とし
て、エンドミルまたはフライスを用いてスポーク部１１
の裏側を表側に向かって、半径方向に、必要強度を確保
できるぎりぎりまで追い込んで切削する。（図６のＡま
たはＢの部分の切削）ホイール取付け治具２２は傾斜可
能な構成とされているため、製品、スポーク形状等に応
じて調整できる。スポーク部１１は比較的巾があるた
め、切削工具はフライスの方が効率的なるケースが多い
のでより望ましいが、エンドミルを用いてもよい。この
作業をスポークの数だけくりかえす。

【０００９】次に、ホイール取付け治具２２を図７の
（ｂ）に示すように傾斜させ（３０〜５０°）この種の
鋳造アルミホイールでは最も駄肉が多い部署であるスポ
ーク部１１の付け根部１１ａ（リム部とディスク部が結
合する部分）をエンドミル切削で追い込んで、肉盗み部
１１ｂ（図６のＣ部分）を形成する。この作業をスポー
クの数だけ繰り返す。これによって、従来のスポーク部
１１だけの切削と新たに付け根部１１ａの切削加工によ
る肉盗み部１１ｂの形成との組み合わせによって、例え
ば、１７インチサイズのホイールでは、約１Ｋｇの軽量
化が可能となった。

【００１０】図３の鋳物形状は、図４、または図５の形
状に変えることが望ましい。本発明実施例の特徴の一部
は、鋳造形状の決定にある。図４、図５の実施例では、
鋳造形状を決定する際、鋳造ホイールの鋳造欠陥である
引け巣をスポーク部１１の付け根部１１ａに意識的に集
中させる方法をとる。従来は、このような、スポーク部
１１の付け根部１１ａに引け巣が発生するのを防止する
ために、スポーク部１１の鋳物の質量とディスク部の鋳
物の質量をなるべく平均化するために、スポーク部１１
の板厚を中リブを付けたりして、実際の必要な強度より
もかなり肉厚に形成されていた。本発明では、これを逆
手にとって、スポーク１１の板厚を強度を確保できる最
小限とし、意識的に付け根部１１ａに引け巣を集中させ
る。

【００１１】これにより、スポーク部１１の断面は、図
４のように中リブを薄く形成したり、または、図５のよ
うに中リブ１５を形成せず、地板の厚みのみの構成とす
ることが可能となった。この鋳造アルミホイールに先に
述べたスポーク部１１と付け根部１１ｂの切削工程を加
えることによって、スポーク部は従来のような厚肉でな
いため、大幅に鋳物素材の投入を減らすことができると
とも、スポーク部１１の切削工数の大幅な削減が可能と
なった。なお、製品によっては、図４、図５の点線で表
示したように、切削による減肉は、地板部１４よりも彫
り下げて減肉させてもよい。また、付け根部１１ａに
は、引け巣が集中することにより、エンドミルによる肉
盗み部１１ｂの形成が容易となり、更には、他の部位へ
の鋳造欠陥の発生を防止できる。

【００１２】

【発明の効果】請求項１の鋳造アルミホイールの製造方
法によれば、スポーク部の切削減肉とともに、付け根部
にも肉盗み部を形成したので、大幅な重量軽減を大がか
りな設備投資なしでも実現できる。請求項２の鋳造アル
ミホイールの製造方法によれば、鋳造形状を決定する
際、鋳造ホイールの鋳造欠陥である引け巣をスポーク部
の付け根部に意識的に集中させるためにスポーク部の板
厚を減肉させた構成としたので、投入鋳物材料の削減、
切削工数の削減、鋳造欠陥の分散など、経済性の向上と
品質の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の鋳造アルミホイールの製造方法で用い
る鋳物形状の一部平面図である。

【図２】図１の鋳物形状のＢ−Ｂ断面図である。

【図３】図１の鋳物形状のＡ−Ａ断面図であり、採用し
得るスポーク部の断面形状の一例である。

【図４】図１の鋳物形状のＡ−Ａ断面図であり、採用し
得るスポーク部の断面形状のもう一つの例である。

【図５】図１の鋳物形状のＡ−Ａ断面図であり、採用し
得るスポーク部の断面形状のさらにもう一つの例であ
る。

【図６】本発明の鋳造アルミホイールの製造方法におけ
る鋳造アルミホイールの切削部位を示す断面図である。

【図７】本発明の鋳造アルミホイールの製造方法におけ
る鋳造アルミホイールの切削方法を示す断面図である。

【図８】従来の軽量化アルミホイールを示す断面図であ
る。

【図９】従来の他の軽量化アルミホイールを示す断面図
である。

【図１０】従来の他の軽量化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（鋳物形状）１１スポーク部１１ａ付け根部１１ｂ肉盗み部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２４フライス、エンドミル

Claims

【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を鋳造する工程と、前記鋳造アルミホイールの前記スポーク部を裏側から表
側に向かってフライス、またはエンドミルによる切削加
工によって減肉させる工程と、前記スポーク部の裏側付け根部をエンドミルによって切
削加工することによって前記付け根部に肉盗み部を形成
する工程と、からなる鋳造アルミホイールの製造方法。
【請求項２】鋳造アルミホイールを鋳造する工程にお
いて、鋳造時にスポーク部の板厚を意識的に薄く形成す
るようにし、前記スポーク部の裏側付け根部に意識的に
引け巣を生じさせるようにした、請求項１記載の鋳造ア
ルミホイールの製造方法。