JPH09122893A - 鋳造アルミホイールの製造方法 - Google Patents

鋳造アルミホイールの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 疲労強度を向上できるトラック、バス用鋳造
アルミホイールの製造方法の提供。 【解決手段】 トラック、バス用アルミホイールを鋳造
する工程、ボルト穴間の鍛圧加工、ナット座のバニシン
グ、取付面のショットブラストの３種の強化加工の全て
を任意の順序でほどこしてアルミホイールを強化する工
程と、からなるトラック、バス用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、トラック、バス用
鋳造アルミホイールの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】トラック、バス用アルミホイールは、日
本では、強度基準に適合させるために、従来専ら鍛造に
て製造されており、鋳造実績はない。乗用車用アルミホ
イールには鋳造品が使用されている。その場合でも、ボ
ルト穴まわりからの亀裂発生を抑制して耐久性を向上さ
せるために、ナット座にバニシング加工を施す、取付面
にショットブラストをかける、等の強化方法のうち１種
の加工が施されることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、デザインの自
由度を高める、軽量化をはかる、などの観点から、トラ
ック、バス用アルミホイールも鋳造にて製造したいとい
う要求が強まってきている。本発明の目的は、基準に適
合し得る程度に強度（疲労強度）を向上させた、トラッ
ク、バス用鋳造アルミホイールの製造方法を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明の方法はつぎの通りである。トラック、バス用アルミ
ホイールを鋳造する工程と、ホイールのボルト穴間部分
の鍛圧、取付面のショットブラスト、ナット座バニシン
グ、の３種類の加工を任意の順序で３加工とも施してホ
イールを強化する工程と、からなる鋳造アルミホイール
の製造方法。
【０００５】上記本発明の方法では、ばらつきの多い鋳
造ホイールに３種類の異なる強化加工をほどこすので、
疲労強度向上が安定しかつその信頼性が高まる。また、
３種類の強化加工を施した時に、各々の加工による疲労
強度向上の和を超える疲労強度向上が得られ、いわゆる
相乗効果が得られる。これによって、トラック、バス用
鋳造アルミホイールの疲労強度を基準に適合し得る程度
に向上させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】トラック、バス用のアルミ鋳造ア
ルミホイール１１は、図５、図６に示すように、ボルト
穴１２を有し、ボルト穴１２まわりにボルト穴１２と同
心状にナット座１３を有している。アルミ鋳造アルミホ
イール１１はハブ取付部１４にて車両のハブに取り付け
られる。トラック、バス用のアルミ鋳造アルミホイール
１１では、通常、乗用車用アルミ鋳造アルミホイールと
異なり、ハブ取付部１４から亀裂１５が発生しボルト穴
１２等へ進展する。本発明実施例のトラック、バス用ア
ルミ鋳造ホイールの製造方法は、図１に示すように、ア
ルミ溶解（工程１）→アルミホイールの高圧（または低
圧、または重力）鋳造（工程２）→熱処理（工程３）→
鍛圧（工程４）→ショットブラスト（工程５）→下塗り
塗装（工程６）→ナット座等の機械加工（工程７）→ナ
ット座バニシング（工程８）→取付面ショットブラスト
（工程９）→仕上げ塗装（工程１０）、の工程からな
る。工程８と工程９は順序が逆でもよい。また、工程４
と工程５も順序が逆でもよい。上記製造方法は、従来の
乗用車用のアルミ鋳造ホイールの製造方法に、鍛圧、ナ
ット座バニシング、取付面ショットブラストの３工程を
付け加えたものであり、この３種類の強化加工を付け加
えることによって、トラック、バス用アルミ鋳造ホイー
ルの製造に用いることができるようになったものであ
る。
【０００７】上記工程のうち、鍛圧では、ボルト穴間の
ハブ取付面をプレスで加圧鍛圧し、１０％前後の塑性歪
みを与える。ボルト穴間のハブ取付面としたのは、通
常、トラック、バス用アルミホイールではこの部分から
亀裂が発生してボルト穴等に向って進展するからであ
る。鍛圧により、鋳造時にできているかもしれない巣等
の欠陥を押しつぶされ、疲労強度が向上する。ナット座
バニシングでは、ナット座をロールにより転圧し、ナッ
ト座表面部に５〜１０％の塑性歪みを与える。これによ
って、ナット座の表面部の傷を無くし、かつ表面を加工
硬化させるとともに、表面に圧縮残留応力を形成し、亀
裂が伝播しやすいナット座とその周辺部の疲労強度を高
める。圧縮残留応力を形成することにより疲労強度が高
まる理由は亀裂を発生させる引張応力の一部を相殺させ
ることができるからである 取付面ショットブラストでは、ハブへの取付部の両面
（表側面、裏側面）にナット座も含めてショットブラス
ト加工をほどこす。これにより、表面を加工硬化させる
とともに、表面に圧縮残留応力を形成し、亀裂が伝播し
やすいハブ取付面の疲労強度を高める。
【０００８】図２、図３は、本発明実施例の方法によっ
て製造されたトラック、バス用アルミ鋳造ホイールと、
従来の乗用車用アルミホイールの製造方法と同じ方法
（上記３つの強化方法を含まない方法）によって製造さ
れたトラック、バス用アルミ鋳造ホイールと、の耐久試
験結果を示している。図２は曲げモーメント耐久試験の
結果であり、本発明品は、従来工程品に比べて約７〜９
倍に疲労強度（耐久回転数）が向上されるとともに、強
度のばらつき割合が小となっており、トラック、バス用
アルミ鍛造ホイールと遜色のない強度となっている。図
３は半径方向耐久試験の結果であり、本発明品は、従来
工程品に比べて約３．５〜４．５倍に疲労強度（耐久回
転数）が向上されるとともに、強度のばらつき割合が小
となっており、トラック、バス用アルミ鍛造ホイールと
遜色のない強度となっている。
【０００９】図４は、本発明実施例の方法（３種の強化
方法のすべてを含む方法）によって製造されたトラッ
ク、バス用アルミ鋳造ホイールと、従来の乗用車用アル
ミホイールの製造方法と同じ方法（上記３つの強化方法
を含まない方法）によって製造されたトラック、バス用
アルミ鋳造ホイールと、従来工程の方法に上記３種の強
化方法を１つづつ加えた方法によって製造されたトラッ
ク、バス用アルミ鋳造ホイールと、の耐久試験結果を示
している。耐久回転数は、従来品が約５×１０5、バニ
シング加工品が約１２×１０5 （従来品にくらべて７×
１０5 向上）、ショットブラスト品が約７×１０5 （従
来品にくらべて２×１０5 向上）、鍛圧品が約６×１０
5 （従来品にくらべて１×１０5 向上）、本発明品が約
４０×１０ 5 （従来品にくらべて３５×１０5 向上）、
である。したがって、本発明の強度向上分の３５×１０
5 は、バニシング加工品の強度向上分の７×１０5 とシ
ョットブラスト品の強度向上分の２×１０5 と鍛圧品の
強度向上分の１×１０5 との合計の１０×１０5 にくら
べて大であり、３種の加工の全てを施すことにより、相
乗効果が生じることがわかる。また、本発明品の疲労強
度のばらつきの割合は、従来工程品の疲労強度のばらつ
きの割合にくらべて小であり、かつ単独の強化方法の場
合の疲労強度のばらつきの割合にくらべても小である。
これは、３種の加工の全てを施すことにより、強度のば
らつきも小さくなり、強度が安定することを意味してい
る。
【００１０】
【発明の効果】本発明の方法によれば、ホイールのボル
ト穴間部分の鍛圧、取付面のショットブラスト、ナット
座バニシング、の３種類の加工を任意の順序で３加工と
も施してホイールを強化するので、トラック、バス用鋳
造アルミホイールの疲労強度を基準に適合し得る程度に
（鍛造アルミホイール程度に）向上させることができ、
トラック、バス用鋳造アルミホイールを実用に供するこ
とができる。これによって、トラック、バス用鋳造アル
ミホイールに比べてデザインの自由度が大となり、コス
トダウンもはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の方法の工程図である。
【図２】本発明方法による製造品と従来工程による製造
品の曲げモーメント耐久試験結果を示すグラフである。
【図３】本発明方法による製造品と従来工程による製造
品の半径方向負荷耐久試験結果を示すグラフである。
【図４】本発明方法による製造品と従来工程による製造
品と各強化方法による製造品との耐久試験結果を示すグ
ラフである。
【図５】トラック、バス用鋳造アルミホイールの半正面
図である。
【図６】図５のトラック、バス用鋳造アルミホイールの
断面図である。
【符号の説明】
１〜１０ 工程番号 １１ トラック、バス用鋳造アルミホイール １２ ボルト穴 １３ ナット座 １４ ハブ取付部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２４Ｃ 1/10 Ｂ２４Ｃ 1/10 Ｆ Ｂ６０Ｂ 3/06 Ｂ６０Ｂ 3/06 (72)発明者 阿部 喜四郎 東京都千代田区四番町５番地９ トピー工 業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トラック、バス用アルミホイールを鋳造
    する工程と、 ホイールのボルト穴間部分の鍛圧、取付面のショットブ
    ラスト、ナット座バニシング、の３種類の加工を任意の
    順序で３加工とも施してホイールを強化する工程と、か
    らなる鋳造アルミホイールの製造方法。
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