JP3878500B2 - 自動二輪車用キャストホイール - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハブにスポークとリムとを一体に形成した自動二輪車用キャストホイールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のキャストホイールとしては、例えば実公平５−２２４０１号公報に開示されたものがある。この公報に示されたキャストホイールは、ハブから放射状に延びる５本のスポークによってハブとリムとが接続されている。前記スポークとハブは、一つの中子を金型内に装填することによって成形されるものであり、したがってスポーク内およびハブ内の空間が互いに連通された中空部が形成される。前記中子は、ハブを成形するための円筒部の周面からスポーク成形用の５本の棒状部が放射状に延びるように形成されたものである。
【０００３】
一方、この種のキャストホイールとしては、剛性を高く保ちながら軽量化を図ることができるように、スポークに長手方向に延びる切欠きが形成されたものがある（例えば実公平５−２９１２１号公報参照）。このスポークは、ホイールの回転方向の後側の部位が開放されるように断面Ｃ字状に形成されている。また、このキャストホイールは、ハブを成形するための中子と、スポークを成形するための中子とが別体に形成されており、ハブ成形用中子の周囲にスポーク成形用の中子を放射状に配置することによって成形されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した二種類のキャストホイールのうち、一つの中子でハブとスポークとを成形する前者のキャストホイールは、中子におけるスポーク成形用の棒状部を成形時に精度よく保持することができないために、スポークの先端部の肉厚が不均一になり易いという問題があった。前記棒状部を精度よく保持できないのは、棒状部がハブ成形用の円柱部に片持ち支持されているため、棒状部の先端部分の位置を確実に規制することができないからである。
【０００５】
一方、後者のキャストホイールは、スポーク成形用の棒状部を保持できるが、中子の数が多くなるために、型締め作業が煩雑で、鋳造作業に必要な時間が長くなるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、中子の数を一つとして鋳造に要する作業時間を短縮するとともに、中子のスポーク成形用の棒状部を確実に保持できるようにしてスポークの精度を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係るキャストホイールは、スポークを回転方向の後側が開放する断面Ｃ字状に形成するとともに、このスポークの内側の空間をハブ内の空間に連通させ、前記スポークとハブとの接続部分における回転方向の後側に、ハブの周壁の一部をスポークの開放部分に向けて延長した補強壁を形成し、この補強壁の先端縁を回転方向の後側から見てホイールの径方向の外側に向けて開放するＵ字状に形成したものである。
本発明に係るキャストホイールを成形するために用いる中子は、ハブ内からスポーク内へ延在され、ハブ成形部分とスポーク成形部分とが一体に形成される。このため、ハブとスポークとを一つの中子によって成形することができる。また、中子のスポーク成形用の棒状部は、断面Ｃ字状のスポークに長手方向に延びるように形成された溝から露出するから、この露出部分を用いて金型に確実に支持させることができる。
また、本発明によれば、ハブとスポークとの接続部分を補強壁によって補強することができる。さらに、本発明によれば、前記補強壁の先端部とスポークとの接続部分に応力が集中することはない。
【０００８】
請求項２に記載した発明に係る自動二輪車用キャストホイールは、請求項１に記載した発明に係る自動二輪車用キャストホイールにおいて、スポークの開放部分における開放端縁の内側に肉盛部をスポークの長手方向に沿って延びるように形成し、前記開放部分の厚みを他の部位より厚く形成したものである。
【０００９】
この発明によれば、前記肉盛部によってスポークを補強することができる。また、肉盛部はスポークの内側に形成されているから、キャストホイールの外観に現れることがなく、また、微小な埃などが肉盛部とスポーク内面との境界部分に当たる段差部に堆積したとしても目立ち難くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る自動二輪車用キャストホイールの一実施の形態を図１ないし図８によって詳細に説明する。ここでは、前輪用キャストホイールに本発明を適用する場合の形態について説明する。
図１は本発明に係る自動二輪車用キャストホイールの側面図、図２は図１におけるII−II線断面図、図３は図１におけるスポークのIII−III線断面図、図４は図１におけるスポークのIV−IV線断面図、図５は図１におけるスポークのV−V線断面図である。図６は補強壁を示す図で、同図は図１におけるＡ矢視図である。図７はスポークとリムとの接続部を拡大して示す縦断面図である。図８はリムの周面を成形するスライド金型を示す平面図である。
【００１３】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による前輪用キャストホイール（以下、単にホイールという）である。このホイール１は、アルミニウム合金を材料としてダイキャスト鋳造によって成形されており、ハブ２の外周部から放射状に延びる５本のスポーク３を介してハブ２にリム４が接続されている。このホイール１のダイキャスト鋳造は、ホイール１の軸線方向（図１の紙面と直交する方向）に分割してホイール１の外面を成形する一対の金型（図示せず）と、リム４の周面を形成するための周方向に分割された４つのスライド金型１ａ〜１ｄ（図８参照）と、これらの金型内に装填した一つの中子（図示せず）とを使用することによって行われる。
【００１４】
前記ハブ２は、図２に示すように、軸線方向の両端部に形成された側壁５，５と、これらの側壁５どうしを接続する軸心部の円筒６および外周部の周壁７とによって構成されている。前記側壁５には、ブレーキ用ディスク８（図１参照）を取付けるための取付座９がスポーク３と対応する部位に形成されている。なお、ブレーキ用ディスク８は、従来からよく知られているいわゆるフローティング型のもので、各スポーク３に設けられたピン８ａに外周部の円環状の摩擦板８ｂが遊嵌状態で保持されている。
【００１５】
また、前記側壁５における前記取付座９より径方向の内側の部位には、このホイール１の製造年月日などの文字を鋳造によって成形するための円形突部１０が取付座９と対応する部位に形成されるとともに、貫通孔１１が前記円形突部１０どうしの間に位置するように穿設されている。この貫通孔１１を設けることにより、ハブ２の重量を低減することができるとともに、この貫通孔１１から成形後にハブ内の中子を排除することができる。
【００１６】
前記文字を鋳造するための金型は、側壁５の外面を成形するホイール成形用金型とは別体に形成されており、前記文字を有する成形面が離型方向（図１の紙面とは直交する方向）とは直交するようにホイール成形用金型に組付けられている。この実施の形態では、前記側壁５における相対的に平坦に成形される部位に前記円形突部１０が形成されており、ホイール成形用金型の成形面と文字用金型の成形面とが略平行になるから、例えば側壁５の傾斜面に円形突部１０を形成する場合に較べて、文字用金型と対応する部分に充填される無駄な溶湯の量を低減することができ、ホイール１の重量が増大するのを阻止することができる。
【００１７】
ハブ２の軸心部の円筒６は、図示していない車軸が挿通され、この車軸に軸受（図示せず）を介して回転自在に支持される。軸受を嵌合させる軸受孔を図２において符号１２で示す。
ハブ２の前記周壁７は、後述するスポーク３の基端部と一体に形成されており、スポーク３どうしの間に位置する部分が図２に示すように断面円弧状に形成されている。
【００１８】
前記スポーク３は、図３および図４に示すように、断面Ｃ字状であって、一部が開放する形状に形成されている。このスポーク３の開放部分３ａは、このホイール１を前進させたときの回転方向の後側に位置するように形成されている。したがって、図１においては、前進時のホイール１の回転方向は反時計方向である。
スポーク３を断面Ｃ字状に形成することにより、スポーク３における回転方向の後側に溝１３が長手方向に沿って延びるように形成される。
【００１９】
このスポーク３の前記溝１３（開放部分３ａ）における開放端縁の内側には、図３，４に示すように、肉盛部１４が形成されている。この肉盛部１４は、前記溝１３に沿ってスポーク３の長手方向へ延びるように形成されている。このため、このスポーク３は、前記開放部分３ａの厚みが他の部位より厚く形成されている。
【００２０】
また、このスポーク３におけるハブ２に接続する基端部は、ハブ２側に向かうにしたがってホイール１の回転方向の幅Ｄ（図１参照）と、ホイール１の軸線方向の幅ｄ（図２参照）とがそれぞれ次第に広くなるように形成されており、ハブ２の前記周壁７との境界部分に段差が形成されることがないように、外面が全域にわたって曲面状に形成されている。このような構造を採ることにより、図２に示すように、スポーク３の内側の空間Ｓ１とハブ２内の空間Ｓ２とが互いに連通されることになる。
【００２１】
スポーク３とハブ２との接続部における回転方向の後側には、図１および図６に示すように、ハブ２の周壁７の一部をスポーク３の開放部分３ａに向けて延長した補強壁１５が形成されている。この補強壁１５の先端縁１５ａは、ホイール１の回転方向の後側から見た状態（図６に示した状態）で、ホイール１の径方向の外側（図６においては上側）に向けて開放するＵ字状に形成されている。
【００２２】
スポーク３とリム４との接続部も前記ハブ２との接続部と同様にスポーク３の前記両幅Ｄ，ｄが次第に広くなるように形成されているが、リム４との接続部は、スポーク３の内側の空間Ｓ１がリム４によって閉じられるように形成されている。すなわち、図１および図７に示すように、スポーク３のリム４側の端部は、リム４におけるホイール１の軸線方向に延びる周壁１６に当接する状態でリム４に接続されている。
【００２３】
この実施の形態では、リム４におけるスポーク３の内側の空間Ｓ１と対応する閉塞部１６ａを他の部位より径方向の内側に偏在させている。この構造を採ることにより、前記閉塞部１６ａを他の部分と同一円周上に位置するように形成する場合に較べて、スポーク３をリム４に接続する部分の慣性重量を低減することができる。また、閉塞部１６ａは、ホイール１の回転方向の後側にリム４の前記周壁１６が一連に滑らかに接続されており、スポーク３の内側の空間Ｓ１が回転方向の後方に向って広く開放するようになるから、スポーク３の内面を成形するための中子を成形後に除去する作業を容易に行うことができる。
【００２４】
すなわち、スポーク３とリム４との接続部には、例えば、スポーク３とハブ２との接続部に設けた補強壁１５と同様の凸壁をスポーク３の開放部分３ａに沿って延びるように突設することもでき、このように構成すると、前記凸壁とスポーク３とによって囲まれた空間に中子の一部が残留しがちになるが、この実施の形態の構成を採ることによって、中子の残渣が残留するようなことがなくなる。
【００２５】
このホイール１を成形するために用いる中子は、ハブ２内からスポーク３内へ延在され、ハブ成形部分とスポーク成形部分とが一体に形成される。詳述すると、中子は、ハブ２内の環状の空間に相当する筒状部と、この筒状部から放射状に延びる５本のスポーク成形用の棒状部とによって構成されており、５本の棒状部が前記筒状部に一体に形成されている。中子の前記棒状部は、ハブ２側の基端がハブ２に支持され、先端側は、ホイール成形用の金型に装填されることにより、スポーク３の前記開放部分３ａを成形する部位が金型に支持されることになる。
【００２６】
リム４の外周面を成形するスライド金型１ａ〜１ｄは、図８に示すように、リム４の周方向に４分割されて形成され、放射方向に移動できるように構成されている。なお、図８においては、個々のスポーク３を判別できるように、スポークを符号３Ａ〜３Ｅによって示している。スライド金型１ａは、スポーク３Ａの一部とスポーク３Ｅと対応する部位を成形し、スライド金型１ｂは、スポーク３Ａの一部とスポーク３Ｂと対応する部位を成形する。また、スライド金型１ｃは、スポーク３Ｃと対応する部位を成形し、スライド金型１ｄはスポーク３Ｄと対応する部位を成形する。
【００２７】
このようにスライド金型１ａ〜１ｄをホイール１の周方向に配置することによって、リム４の外周面には、スライド金型どうしの境界部分にいわゆるミキリ線が成形される。リム４の周面のミキリ線は、成形後に機械加工によって除去される。この実施の形態によるホイール１においては、スポーク３Ａとリム４との接続部分に位置する閉塞部１６ａの外面に成形されるミキリ線は、閉塞部１６ａが径方向の内側に偏在しているために残存する。
【００２８】
上述したようにスライド金型１ａとスライド金型１ｂとの両方でスポーク３Ａと対応する部位を成形する構成を採ることにより、成形時の負荷が一つのスライド金型だけ相対的に大きくなるようなことがなく、４つのスライド金型１ａ〜１ｄに略均等に分配されるようになる。例えば、図８に示す状態からホイール１を反時計方向に僅かに回転させることによって、スライド金型１ａがスポーク３Ａとスポーク３Ｅの両方と対応し、他の３個のスライド金型１ｂ〜１ｄは、それぞれスポークが１本ずつ対応するようになり、成形時の負荷がスライド金型１ａだけ相対的に大きくなってしまうが、この実施の形態の構成を採ることによって、スライド金型１ａ〜１ｄの負荷が大きく片寄るようなことがなくなる。なお、スポーク３毎にスライド金型を設けることにより、全てのスライド金型に加えられる負荷を略均等にすることができるが、このように構成すると、スライド金型の数が多くなって機構が複雑になり、コストアップになってしまう。この実施の形態の構成を採ることにより、コストダウンを図りながら、上記負荷がアンバランスになるのを低減することができる。
【００２９】
上述したように構成されたホイール１によれば、ホイール成形用金型に装填する中子を一つとすることができるから、中子がハブ用のものとスポーク用のものとに分断されている場合に較べて、中子を金型に装填するときの作業時間を短縮することができる。しかも、スポーク３を成形するための中子の棒状部をホイール成型用の金型によって確実に支持することができるから、スポーク３の肉厚を高い精度をもって成形することができる。なお、この実施の形態では、ハブ２に貫通孔１１を形成し、この貫通孔１１によってハブ２内の中子を支持できる構造を採っているが、ハブ２内の中子は、スポーク成形用の中子と一体に形成されてこれに保持されるから、貫通孔１１は、必ずしも設けなくてもよい。この構成を採る場合には、ハブ２内の中子は、スポーク３の開口部分から排除される。
【００３０】
また、このホイール１は、スポーク３の開放部分３ａにおける開放端縁の内側に肉盛部１４がスポーク３の長手方向に沿って延びるように形成され、前記開放部分３ａの厚みが他の部位より厚く形成されているから、前記肉盛部１４によってスポーク３を補強することができ、剛性が高いホイール１を形成することができる。そのうえ、肉盛部１４は、スポーク３の内側に形成されているから、これがホイール１の外観に現れることはないし、微小な埃などが肉盛部１４とスポーク３の内面との境界部分に当たる段差部に堆積したとしても、これが目立つようなことはなくなる。
【００３１】
さらに、このホイール１においては、スポーク３とハブ２との接続部における回転方向の後側に補強壁１５が形成されているから、ハブ２とスポーク３との接続部を補強壁１５によって補強することができる。しかも、この補強壁１５の先端縁１５ａが回転方向の後側から見てホイール１の径方向の外側に向けて開放するＵ字状に形成されているから、この補強壁１５の先端部とスポーク３との接続部分に応力が集中することはない。このため、ホイール１の剛性をより一層向上させることができる。
【００３２】
この実施の形態では前輪用キャストホイールに本発明を適用した例について説明したが、本発明は、後輪用キャストホイールにも適用することができる。なお、この実施の形態で示した構成の略全てを後輪用キャストホイールに適用することができるが、後輪用キャストホイールは、ハブに設ける部品が前輪用のものとは異なっており、側壁に設けるボルト孔のホイール中心からの位置が短くなる場合には、鋳造により文字を成形するための円形突部をハブとは別の部位、例えばスポークの側面に設けることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、成形時に使用する中子は、ハブ内からスポーク内へ延在され、ハブ成形部分とスポーク成形部分とが一体に形成されるから、ハブとスポークとを一つの中子によって成形することができる。また、中子のスポーク成形用の棒状部は、断面Ｃ字状のスポークに長手方向に延びるように形成された溝からスポーク外に露出するから、この露出部分を用いて金型に支持させることができる。
【００３４】
したがって、中子の数を一つとして鋳造に要する作業時間を短縮することができるとともに、中子のスポーク成形用の棒状部を金型によって確実に保持できるから、スポークを高い精度をもって成形することができる。
また、本発明によれば、ハブとスポークとの接続部分を補強壁によって補強することができるから、さらなる剛性の向上を図ることができる。
さらに、本発明によれば、補強壁の先端部とスポークとの接続部分に応力が集中することはないから、より一層剛性が高い自動二輪車用キャストホイールを形成することができる。
【００３５】
請求項２記載の発明によれば、肉盛部によってスポークを補強することができるから、スポークを断面Ｃ字状に形成することによりスポークに溝が長手方向に沿って延びるように形成されているにもかかわらず、剛性が高いキャストホイールを形成することができる。
また、肉盛部はスポークの内側に形成されており、これがキャストホイールの外観に現れることがないとともに、微小な埃などが肉盛部とスポーク内面との境界部分に当たる段差部に堆積したとしても目立ち難くなるから、キャストホイールの外観を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る自動二輪車用キャストホイールの側面図である。
【図２】 図１におけるII−II線断面図である。
【図３】 図１におけるスポークのIII−III線断面図である。
【図４】 図１におけるスポークのIV−IV線断面図である。
【図５】 図１におけるスポークのV−V線断面図である。
【図６】 補強壁を示す図で、同図は図１におけるＡ矢視図である。
【図７】 スポークとリムとの接続部を拡大して示す縦断面図である。
【図８】 リムの周面を成形するスライド金型を示す平面図である。
【符号の説明】
１…キャストホイール、２…ハブ、３…スポーク、３ａ…開放部分、４…リム、１４…肉盛部、１５…補強壁、１５ａ…先端縁、Ｓ１…スポーク内の空間、Ｓ２…ハブ内の空間。

Claims (2)

1. ハブにスポークとリムとを一体に形成してなる自動二輪車用キャストホイールにおいて、前記スポークを回転方向の後側が開放する断面Ｃ字状に形成するとともに、このスポークの内側の空間をハブ内の空間に連通させ、前記スポークとハブとの接続部分における回転方向の後側に、ハブの周壁の一部をスポークの開放部分に向けて延長した補強壁を形成し、この補強壁の先端縁を回転方向の後側から見てホイールの径方向の外側に向けて開放するＵ字状に形成したことを特徴とする自動二輪車用キャストホイール。
2. 請求項１記載の自動二輪車用キャストホイールにおいて、スポークの開放部分における開放端縁の内側に肉盛部をスポークの長手方向に沿って延びるように形成し、前記開放部分の厚みを他の部位より厚く形成してなる自動二輪車用キャストホイール。

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