JPH04210842A - アルミホイールの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はアルミホイールの製造法に関し、とくに、疲労
強度を向上させるアルミホイールの製造法に関する。

「従来の技術」 アルミ製自動車用車輪〈アルミホイール〉は、アルミの
鋳造後、機械加工を施して作製される。

しかし、鋳造品は通常、巣等の欠陥を有するため、繰返
し荷重を受けると、巣等から亀裂か発生し遂には疲労破
壊を生ずる原因となる。この場合、強度試験での亀裂発
生部位は、大半がナラ１〜座（第５図の１）の縁（第６
図の１８）である。

アルミホイール等の鋳造製品の疲労強度を向上させる方
法として考えられるものには、従来、高熱圧下処理（＋
−Ｉ　Ｉ　Ｐ処理）と冷間鍛造があった。

ここで、ｌ−１Ｉ　Ｐ処理は、被処理品を高温高圧のガ
ス雰囲気下に一定時間保持して、鋳造品中の欠陥を押し
潰し、かつ欠陥表面を拡散によって強固に接合する方法
である。また、冷間鍛造法は、被処理品を室温において
圧縮成形により、加工硬化を加える方法から成る。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来法には次の問題があった。

まず、ｌ−Ｉ　Ｔ　Ｐ処理の問題として、■　被処理品
に直接高温高圧の雰囲気カスが触れることに基くカス中
の不純物による表面の汚染がある。、 ■　ｈｌ　Ｉ　Ｐは１つの熱ザイクルであるため、従来
の熱処理条件を検８］せねばならない。

■　現在は、アルミホイールに適用可能なＩ−Ｉ　Ｉ　
Ｐ装置がなく、それを開発するには高額な費用がかかる
ように思われる。

また、冷間鍛造の問題としては、 ■加工圧力が高い。

■金型の製作費が高く、寿命が短い。

■素材の潤滑が必要である。

■熱間より変形抵抗が高く、変形能が小さい。

本発明は、従来の亀裂発生の大半がナツト座縁であった
ことに鑑み、ナラ１〜座繰の疲労強度向上をはかること
ができる、しかも上記の問題点を伴なわないで疲労強度
向上をはかることができるアルミホイールの製造法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明に係るアルミホイール
の製造法は、鋳造後のアルミホイールからなる被処理品
を、３６０〜５５０’Ｃで保持し、半拘束型にて１５〜
２５％の加圧率で、ディスク部ナツト座まわりを加圧し
、その後機械加工を施す方法から成る。

［作　　用］ 鋳造後、機械加工前に、従来存在しなかった工程、ずな
わら熱間加圧によるナラミル座まわり加圧工程が挿入さ
れている。この加圧によってナツト座縁の巣が押しつぶ
され、巣かなくなるので、ナラ１〜座の疲労強度が向上
される。

［実施例］ 以下に、本発明の望ましい実施例を、第１図〜第３図を
参照して説明する。

本発明方法では、アルミホイール中間品をまず鋳造によ
り作製する。これは従来の鋳造装置を用いて従来と同じ
方法で行なう。

次に、鋳造後のアルミホイール中間品を被処理品として
、該被処理品を、再結晶温度以上である３６０　’Ｃか
ら融点温度である５５０’Ｃで保持する。この加熱は、
現在ある溶体他炉等を利用して行なう。

次に、被処理品が上記３６０〜５５０’Ｃに保持されて
いる間に、半拘束型にて１５〜２５％の加圧率で、ディ
スク部ナツ１〜座まわりを加圧する。この加圧は大気中
で行なう。加圧は第１図に示すようなプレス装置を新設
して行なう。第１図において、１１は上型、１２は下型
で、その間で被処理品１０を熱間加圧する。この加圧で
は、ディスク部ナツト座１まわりを加圧する。すなわら
、ホイール１０は外周部の環状のリム部２と中央の板状
のディスク部３との一体ものから成り、ディスク部に設
けられたボルト穴４にハブボルトを挿通させハブボルト
にハブナツトを螺合させることにより車両のアクスルシ
ャツ１〜に取りつりられるが、このときハブナツトの頭
部背面の半球面部がナツト座１（第５図）に圧接され、
ナツト座１の縁１ａから亀裂が発生しやすいという問題
があった。これを解決するために、本発明では、とくに
問題となっていたナツト座１まわりを熱間加圧し、ナツ
ト座１近傍におるかもしれない巣を押しつぶし欠陥を除
去する。

これがナツト座１まわりを加圧する理由である。

また、熱間加圧とするのは、加工圧力が小さくて済むよ
うにし、プレス装置や金型の費用を最小限に抑えるため
である。また、熱間加圧としたので、加圧によりホイー
ル全体に異常に大きな変形が生じるのを防ぐために、被
処理品１０を半拘束型で支持する。ここで、半拘束型と
は、第１図に示すように、小さい加圧変形段階では被処
理品１０が拘束リング１３に干渉せず、ある程度大ぎな
加圧変形段階以上で被処理品１０が拘束リング１３に干
渉して変形が拘束される型をいう。また、１５〜２５％
の加圧率としたのは、被加圧部の巣をほぼ完全に押しつ
ぶすことができるようにするためである。第２図は、こ
のようにして熱間加圧した被処理品１０の加圧前と加圧
後の形状を示す。半拘束型による加圧としたので、リム
部にはほとんど変形を生ぜさせないで済んでいることが
わかる。また、ディスク部のハブ穴等を形成する部位が
、１５〜２５％の加圧率をもって大きく加圧変形されて
いることも見ることかできる。

熱間加圧後、（必要に応じて成形工程を経た後、）機械
加工工程にまわされ、ハブ穴、ポル］〜穴、ナツト座等
の最終形状が出され、ホイールは完成品とされる。

以上のようにして製作したアルミホイールのミクロ組織
を調べたところ、第３図に示す通りであった。すなわち
、第３図（イ）に示すように測定場所は、ボルト穴の表
側、中心、裏側で、その結果は、加圧有りの場合を、第
３図Ｉ、ぐ９、仁）に、加圧無しの場合を、第３図（ホ
）、へ）、（０に、表側、中心、裏側の順で示しである
。加圧有りの場合には、巣がなくなり、デンドライトも
潰されていることを見ることができる。

また、疲労試験も行なってみた。結果を第４図に示す。

第４図中Δ印は加圧無し品で○印は本発明の加圧有り品
である。第４図に示すように、熱間加圧により疲労破壊
に至る迄の繰り返し回数が２〜３倍大になっていること
がわかる。また、法衣はライフテスト結果を示している
。熱間加圧により耐久回転数が平均値で５６％向上して
いる。

［発明の効果］ 本発明方法では被処理品を３６０〜５５０’Ｃで保持し
、半拘束型にて１５〜２５％の加斤率で、ディスク部ナ
ツト座まわりを加圧したので、ナツト座まわりには巣が
なくなりデンドライトも潰され、この結果、疲労強度が
大幅に向上する。

また、いったん３６０〜５５０’Ｃに昇温させておいて
大気中で加圧するので、被処理品に直接高温高圧の雰囲
気ガスが触れることが無いので、ガス中の不純物による
表面の汚染が無い。また、熱間の加圧であるので、加工
圧力、変形抵抗が低く、変形能も大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアルミホイールの製造法を実施してい
る状態を示す装置の概略断面図、第２図は熱間加圧する
前後のアルミホイール被処理品形状を示す半断面図、 第３図（イ）は被処理品のミクロ組織片の採取場所を示
すボルト穴周辺の部分断面図、 第３図０１１＞、ｎ、（ニ）は、それぞれ、加圧有りの
場合の、ボルト穴表側、中心、裏側の金属組織図、第３
図（ト）、（へ）、（→は、それぞれ、加圧無しの場合
の、ボルト穴表側、中心、裏側の金属組織図、第４図は
疲労特性図、 第５図はアルミホイールの半平面図、 第６図はアルミホイールのポル］〜穴周辺の部分拡大断
面図、 である。 １・・・・・・ナラ１〜座 １ａ・・・・・・ナツト座縁 １０・・・・・・アルミホイール被処理品１１・・・・
・・上型 １２・・・・・・下型 １３・・・・・・拘束リング 特　許　出　願　人　１〜ピー工業株式会社モー　　　
　　　　　　　　　　　癲 −［１−＋１ｌｌｔ ベ　　　　許 手続ネｉｌｉ止書（方式） 平成　４年　３月　５日 特訂庁長官　殿 １、事件の表示　　平成２）ロ止！１願第１９６２６８
号２、発明の名称 アルミホイールの製造法 代表者　足立原　明　文 ６、補正により増加り−る発明の数　　ｒ４ｉＬＪ７、
補正の対象 図面〈第３図〉

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鋳造後のアルミホィールからなる被処理品を、３６
   ０〜５５０℃で保持し、半拘束型にて１５〜２５％の加
   圧率で、ディスク部ナット座まわりを加圧し、その後機
   械加工を施すことを特徴とするアルミホィールの製造法
   。