JPWO2012095940A1 - ホイールとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量であり且つ機械的強さに優れるホイール及びその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明は、ディスク部２０と、該ディスク部２０の周縁に、一体連続又は組立てで設けられた外リム部及び該外リム部に立設された内リム部からなるリム部と、を有するホイール１００であって、国際合金記号７０００系アルミニウム合金からなるホイール１００である。該ホイール１００は、国際合金記号７４７５アルミニウム合金からなる場合、鍛造により成形され、国際合金記号７２０４アルミニウム合金からなる場合、鍛造又は鋳造により成形されることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、ホイールとその製造方法に関し、更に詳しくは、軽量であり且つ機械的強さに優れるホイールに関する。

一般に、車両用タイヤには、支持体としての金属性のホイールが備わっている。
近年、ホイールにおいては、大口径化の傾向が著しく、これに伴い重量が増大している。なお、重量の増大は、自動車のバネ下重量も増大させることになる。
このバネ下重量が増大すると、サスペンションの追随性が悪くなり、走行時の振動が増大し、操縦性能を低下させる欠点がある。このため、特に乗用車ではホイールの口径が大きくなっても可及的軽量なホイールが強く求められている。

このようなホイールとしては、例えば、Ｍｇ０．８〜１．２％、Ｃｕ０．２〜０．５％、Ｍｎ０．４〜０．７％、Ｆｅ０．３％以下及びＣｒ０．０５〜０．２５％を含んで残部をアルミニウムとしたアルミニウム合金を鍛造して成るアルミニウム合金製鍛造ロードホイール（例えば、特許文献１参照）、鋳造したマグネシウム合金を歪加工し、再結晶化したマグネシウム合金からなる車両用ホイール（例えば、特許文献２参照）、アルミニウム合金、マグネシウム合金又はカーボンファイバー等の軽量素材からなる車両用ホイール（例えば、特許文献３参照）等が知られている。

また、繊維補強型のホイールとして、繊維強化樹脂からなる複合材料を成形したリム部と金属製のディスク部からなり、リムフランジにＵ形キャビティ備えたホイールが知られている（例えば、特許文献４参照）。かかるホイールによれば、重量を大幅に低減でき、外部応力の作用を受けたときにリム変形を小さくできる。
ちなみに、補強繊維を二つの配向に沿った予備集成繊維を巻き付けて補強した予備成形物も知られている（例えば、特許文献５参照）。

さらに、航空機用のホイールとしては、アルミニウム合金を鍛造して形成されたものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。

特開２００７−２１００１７号公報 特開２００７−３０８７８０号公報 特開２００８−１３７５６２号公報 特開平１０−６７０５公報 特開平１０−２４９８５６公報

マイクル・Ｃ・Ｙ・ニウ著、土井憲一・巻島守訳、「航空機構造設計」（有）名古屋航空技術発行、初版１９８８年、ｐ．４８４−４９５

しかしながら、上記特許文献１〜５及び非特許文献１に記載のホイールを含む従来のホイールは、必ずしも、機械的強さが十分に優れるとはいえない。
また、従来のホイールは、十分な機械的強さを担保するために、ホイールの厚みを大きくする必要があるので、ホイール自体の重量が大きくなるという欠点がある。特に、ホイールの口径が大きい場合、重量は極めて大きくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量であり且つ機械的強さに優れるホイール及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するため、まず、一般に用いられる国際合金記号６０００系アルミニウム合金（以下単に「６０００系」ともいう。）の代わりに、強度が優れる国際合金記号２０００系アルミニウム合金（以下単に「２０００系」ともいう。）及び国際合金記号７０００系アルミニウム合金（以下単に「７０００系」ともいう。）を用いることを検討した。

アルミニウムハンドブック（第７版、発行日：２００７年１月３１日、発行者：（法）日本アルミニウム協会）を参照すると表１に示すアルミニウム合金の疲れ強さの記載がある。

（表１）

表１に示すように、２０００系及び７０００系は、一般に疲れ強さ及び引張強さが優れるため、従来の６０００系を２０００系及び７０００系に代替し、ホイール各部の余肉及び内リム部の厚さを薄くすることで、軽量化が可能となる。

ところが、２０００系及び７０００系に含まれるＣｕ成分は、アルミニウム金属の強度を向上させる働きがあるが、耐腐食性が劣るという欠点がある。ちなみに、腐食性があるために従来の自動車用のホイールでは２０００系及び７０００系が用いられていない。

これに対し、更に鋭意検討したところ、アルミニウム合金を、７０００系に特定し、且つＣｕ成分の含有率を制限し、更に引張強さ及び０．２％耐力を所定範囲とすることで、耐腐食性を改善できることがわかった。
したがって、これらの要件を満たすホイールとすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。

本発明は、（１）ディスク部と、該ディスク部の周縁に（一体連続又は組立てで）設けられた外リム部及び内リム部からなるリム部と、を有するホイールであって、国際合金記号７０００系アルミニウム合金からなるホイールに存する。

本発明は、（２）国際合金記号７４７５アルミニウム合金からなるホイールであって、鍛造により成形され、Ｃｕ含有率が１．２〜１．９ｗｔ％であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが４５０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が４００ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値が１８．０Ｊ／ｃｍ^２以上である上記（１）記載のホイールに存する。

本発明は、（３）国際合金記号７２０４アルミニウム合金からなるホイールであって、鍛造により成形され、Ｃｕ含有率が０．２ｗｔ％以下であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが３００ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が２１０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値が１４．３Ｊ／ｃｍ^２以上である上記（１）記載のホイールに存する。

本発明は、（４）国際合金記号７２０４アルミニウム合金からなるホイールであって、鋳造により成形され、Ｃｕ含有率が０．０５〜０．２ｗｔ％であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが２３０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が１９０ＭＰａ以上である上記（１）記載のホイールに存する。

本発明は、（５）上記（２）記載のホイールにおける国際合金記号７４７５アルミニウム合金、上記（３）記載のホイールにおける国際合金記号７２０４アルミニウム合金、又は、上記（４）記載のホイールにおける国際合金記号７２０４アルミニウム合金、に対して、金属元素の含有率を加減し、ホイールのデザイン及び機能に対処するようにしたホイールに存する。

本発明は、（６）内リム部のうちのウエル部の厚みが２．８ｍｍ以下であり、ＪＩＳ−Ｄ４１０３に準拠する回転曲げ疲労試験におけるＶＩＡ（日本車輌検査協会）が規定する荷重記号６９０ＫＧ条件で１００万回転以上を達成する上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載のホイールに存する。

本発明は、（７）上記（２）又は（３）に記載のホイールの製造方法であって、鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、第１リム予備部材が形成された第１加工体とする第１鍛造工程と、該第１加工体の第１リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第１ホイール前駆体とするスピニング工程と、該第１ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、該熱処理工程を施した第１ホイール前駆体を機械加工し、ディスク部及びリム部を形成する第１機械加工工程と、を備えるホイールの製造方法に存する。

本発明は、（８）上記（２）又は（３）に記載のホイールの製造方法であって、鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、（底部に模様付き又は模様無しから成る）有底円筒状の第１加工体とする第１鍛造工程と、該第１加工体の円筒部を温間スピニングにより加圧延展し、第２ホイール前駆体とするスピニング工程と、該第２ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、該熱処理工程を施した第２ホイール前駆体を機械加工し、削り出しによりディスク部、内リム部及び外リム部を形成する第２機械加工工程と、を備えるホイールの製造方法に存する。

本発明は、（９）上記（２）又は（３）に記載のホイールの製造方法であって、鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、鍛造しろを有する模様付きディスク部と外リム部と第３リム予備部材とが形成された第３加工体とする第２鍛造工程と、該第３加工体の鍛造歪みを除去する歪み取り工程と、該歪み取り工程を施した第３加工体の第３リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第３ホイール前駆体とするスピニング工程と、該第３ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、該熱処理工程を施した第３ホイール前駆体を機械加工し、鍛造しろを除去する第３機械加工工程と、を備えるホイールの製造方法に存する。

本発明は、（１０）上記（４）記載のホイールの製造方法であって、溶融したアルミニウム合金を所定の型枠に流し込んで鋳造成形し、ディスク部と外リム部と第４リム予備部材とが形成された第４加工体とする第１鋳造工程と、該第４加工体の第４リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第４ホイール前駆体とするスピニング工程と、該第４ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、該熱処理工程を施した第４ホイール前駆体に機械加工を行う第４機械加工工程と、を備えるホイールの製造方法に存する。

本発明は、（１１）上記（４）に記載のホイールの製造方法であって、溶融したアルミニウム合金を所定の型枠に流し込んで鋳造成形し、ディスク部とリム部とが形成された第５ホイール前駆体とする第２鋳造工程と、該第５ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、該熱処理工程を施した第５ホイール前駆体に機械加工を行う第４機械加工工程と、を備えるホイールの製造方法に存する。

本発明は、（１２）第２鋳造工程後、第５ホイール前駆体のリム部を温間スピニングにより更に加圧延展するスピニング工程を行う上記（１１）記載のホイールの製造方法に存する。

本発明は、（１３）熱処理工程が、４９０℃以下にて溶体化処理する溶体化工程と、焼き入れを行う焼入れ工程と、常温で時効処理する常温時効工程と、１００〜１２５℃で過時効処理する第１時効工程と、該第１時効工程における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する第２時効工程と、からなる上記（７）〜（１２）のいずれか１つに記載のホイールの製造方法に存する。

本発明は、（１４）機械加工工程の後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程を更に備える上記（７）〜（１１）のいずれか１つに記載のホイールの製造方法に存する。

本発明は、（１５）表面処理工程が、ショットブラスト、サンドブラスト又はバレル研磨である上記（１４）記載のホイールの製造方法に存する。

本発明のホイールは、強度に優れる国際合金記号７０００系アルミニウム合金からなるものとすることで、ホイール各部の余肉及び内リム部、特にウエル部の厚さを従来のホイールよりも薄くすることができる。
したがって、本発明のホイールによれば、軽量であり且つ機械的強さに優れるものとなる。なお、鍛造で成形する場合は、７０００系が、国際合金記号７４７５アルミニウム合金（以下単に「７４７５」ともいう。）又は国際合金記号７２０４アルミニウム合金（以下単に「７２０４」ともいう。）であることが好ましく、鋳造で成形する場合は、７０００系が、７２０４であることが好ましい。なお、７４７５又は７２０４に、更に添加金属を含ませてもよい。

７４７５を用い、鍛造で成形する場合、Ｃｕ含有率を１．２〜１．９ｗｔ％とし、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さを４５０ＭＰａ以上とし、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力を４００ＭＰａ以上とし、ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値を１８．０Ｊ／ｃｍ^２以上とすることで、耐腐食性が優れ、十分な機械的強さを備えるものとすることができる。
また、７２０４を用い、鍛造で成形する場合、Ｃｕ含有率を０．２ｗｔ％以下とし、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さを３００ＭＰａ以上とし、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力を２１０ＭＰａ以上とし、ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値を１４．３Ｊ／ｃｍ^２以上とすることで、耐腐食性が優れ、十分な機械的強さを備えるものとすることができる。

一方、７２０４を用い、鋳造で成形する場合、Ｃｕ含有率を０．０５〜０．３ｗｔ％とし、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さを２３０ＭＰａ以上とし、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力を１９０ＭＰａ以上とすることで、耐腐食性が優れ、十分な機械的強さを備えるものとすることができる。

本発明のホイールは、内リム部のうちのウエル部の厚みが２．８ｍｍ以下であり、ＪＩＳ−Ｄ４１０３に準拠する回転曲げ疲労試験におけるＶＩＡ（日本車輌検査協会）が規定する荷重記号６９０ＫＧ条件で少なくとも１００万回転以上を達成する場合、衝撃を受けても亀裂の発生が抑制される。

本発明のホイールの製造方法によれば、所定の温度で熱処理工程（溶体化工程、焼入れ工程、常温時効工程、第１時効工程及び第２時効工程）を経ることで、耐腐食性を確実に防止でき、軽量であり且つ機械的強さに優れるホイールが得られる。

本発明のホイールの製造方法においては、第１〜第４機械加工工程後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程を施すことにより、強靱で意匠性に優れるホイールを得ることができる。

図１の（ａ）は、本実施形態に係るホイールの一例を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図２は、第１実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 図３の（ａ）は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１鍛造工程の加工前を示す概略図であり、（ｂ）は、第１鍛造工程の加工後を示す概略図である。 図４は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１鍛造工程で得られる第１加工体を示す断面図である。 図５は、第１実施形態に係るホイールの製造方法におけるスピニング工程を示す概略図である。 図６は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１ホイール前駆体を示す断面図である。 図７は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における溶体化工程、第１時効工程及び第２時効工程の温度条件を示すグラフである。 図８は、第２実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 図９は、第２実施形態に係るホイールの製造方法における第１鍛造工程前の処理鋳造ビレットの外観及び第１鍛造工程後の第１加工体の外観を示す概略図である。 図１０は、第２実施形態に係るホイールの製造方法におけるスピニング工程前の第１加工体の外観及びスピニング工程後の第２ホイール前駆体の外観を示す概略図である。 図１１は、第３実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 図１２の（ａ）は、第３実施形態に係るホイールの製造方法における第２鍛造工程の加工前を示す概略図であり、（ｂ）は、第２鍛造工程の加工後を示す概略図である。 図１３は、第３実施形態に係るホイールの製造方法における第２鍛造工程で得られる第３加工体を示す断面図である。 図１４の（ａ）は、第３実施形態に係るホイールの製造方法における歪み取り工程の加工前を示す概略図であり、（ｂ）は、歪み取り工程の加工後を示す概略図である。 図１５は、第４実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 図１６の（ａ）〜（ｄ）は、第４実施形態に係るホイールの製造方法における第１鋳造工程を示す概略図であり、（ｅ）は、第１鋳造工程で得られる第４加工体を示す断面図である。 図１７は、第５実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。 図１８の（ａ）〜（ｄ）は、第５実施形態に係るホイールの製造方法における第２鋳造工程を示す概略図であり、（ｅ）は、第２鋳造工程で得られる第５ホイール前駆体を示す断面図である。 図１９の（ａ）は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１加工体、第１ホイール前駆体及びホイールを示す概略図であり、（ｂ）は、第２実施形態に係るホイールの製造方法における第２ホイール前駆体及びホイールを示す概略図であり、（ｃ）は、第３実施形態に係るホイールの製造方法における第３加工体、第３ホイール前駆体及びホイールを示す概略図であり、（ｄ）は、第４実施形態に係るホイールの製造方法における第４加工体、第４ホイール前駆体及びホイールを示す概略図であり、（ｅ）は、第５実施形態に係るホイールの製造方法における第５ホイール前駆体及びホイールを示す概略図である。 図２０は、第３実施形態に係るホイールの製造方法の変形例を示す概略図である。 図２１の（ａ）は、実施例の評価６における高さ測定の方法を示す概略図であり、（ｂ）は、高さ測定の測定位置を示す概略図であり、（ｃ）は、実施例の評価６における面振れ測定方法を示す概略図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１の（ａ）は、本実施形態に係るホイールの一例を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係るホイール１００は、ディスク部２０及び該ディスク部２０の周縁に設けられたリム部からなる。
また、リム部３０は、外リム部９及び内リム部１２からなる。なお、内リム部１２は、円筒状のウエル部１２ａを備える。
さらに、ディスク部２０は、円盤状のハブ部１１と、該ハブ部１１から放射状に延びるスポーク部１０と、からなる。

ホイール１００において、ハブ部１１は、緩やかに湾曲した曲面となっていることが好ましい。この場合、押圧時の原材料の流れが一様となるので、金属結晶粒子の粒径がより微細化される。
また、ハブ部１１は、表面が緩やかに湾曲した曲面を有する円盤状になっており、ホイール１００をボルトで車軸に固定する際のボルトを挿入するためのボルト挿通穴が設けられている。
さらに、隣合うスポーク部１０同士の間は、空間となっている。

本実施形態に係るホイール１００においては、後述する所定の特性を付与した場合に、７０００系が、２０００系よりも耐腐食性が優れるため、７０００系が用いられる。ちなみに、２０１４（２０００系）は、Ｃｕの含有率が３．９〜５．０％と高いため、防食の観点から好ましくない。

かかる７０００系には、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金及びＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合金が含まれ、具体例としては、国際合金記号７００３アルミニウム合金、国際合金記号７０７５アルミニウム合金、国際合金記号７４７５アルミニウム合金、国際合金記号７２０４アルミニウム合金等が挙げられる。これらの中でも、０．２％耐力、伸びの観点から、鍛造で成形する場合、７４７５又は７２０４を用い、鋳造で成形する場合、７２０４を用いることが好ましい。

ホイール１００は、Ｃｕ含有率が上記範囲の７０００系からなるものとすることで、ホイール１００各部の余肉及び内リム部１２、特にウエル部１２ａの厚さを従来のホイールよりも薄くすることができる。

ホイール１００において、ディスク部２０、外リム部９及び内リム部１２の金属結晶粒子の平均粒径は、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以下であることがより一層好ましい。
平均粒径が３０μｍを超えると、平均粒径が上記範囲内にある場合と比較して、機械的強度が不十分となる場合がある。なお、本明細書において、「平均粒径」は、ＪＩＳ−Ｈ０５４２の切断法に基づいて測定した値である。また、測定部位は、各部位の中央付近とする。

ホイール１００において、内リム部１２のうちのウエル部１２ａの厚みは、２．８ｍｍ以下であることが好ましく、２．５ｍｍ以下であることがより好ましく、２．２ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．８ｍｍ〜２．２ｍｍであることがより一層好ましい。
ウエル部１２ａの厚みが、２．８ｍｍを超えると、厚みが上記範囲内にある場合と比較して、重量が大きくなるので、バネ下荷重が増大し、走行時の振動が増大する。なお、厚みが１．３５ｍｍ未満であると、機械的強度が不十分となる場合がある。

ここで、ウエル部１２ａは、応力集中を回避するために、中腹から端部１３に向かって徐々に厚くなっている。

ホイール１００は、ＪＩＳ−Ｄ４１０３（ＥＣＥ１２４に充当）に準拠する回転曲げ疲労試験におけるＶＩＡ（日本車輌検査協会）が規定する荷重記号６９０ＫＧ条件で１００万回転以上を達成することが好ましい。この場合、衝撃を受けても亀裂の発生が抑制される。なお、上記規定では、１０万回転が合格基準値となっている。

ホイール１００は、７４７５を用い、鍛造で成形する場合、Ｃｕ含有率が１．２〜１．９ｗｔ％であることが好ましい。Ｃｕ含有率が１．２ｗｔ％未満であると、Ｃｕ含有率が上記範囲内にある場合と比較して、機械的強度が不十分となり、Ｃｕ含有率が１．９ｗｔ％を超えると、Ｃｕ含有率が上記範囲内にある場合と比較して、耐腐食性が低下する傾向がある。
また、７２０４を用い、鍛造で成形する場合、Ｃｕ含有率が０．２ｗｔ％以下であることが好ましい。Ｃｕ含有率が０．２ｗｔ％を超えると、Ｃｕ含有率が上記範囲内にある場合と比較して、耐腐食性が低下する傾向がある。
一方、７２０４を用い、鋳造で成形する場合、Ｃｕ含有率が０．０５〜０．２ｗｔ％であることが好ましい。Ｃｕ含有率が０．０５ｗｔ％未満であると、Ｃｕ含有率が上記範囲内にある場合と比較して、機械的強度が不十分となり、Ｃｕ含有率が０．２ｗｔ％を超えると、Ｃｕ含有率が上記範囲内にある場合と比較して、鋳造性、耐腐食性が低下する傾向がある。

ここで、７２０４は、アルミニウム合金の中でも、熱処理工程中の焼入れ工程に水冷又は空冷が可能な特殊な合金であり、鍛造または鋳造でホイールの成形が可能である。
７２０４において、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎは硬化元素で強度を上げる成分であり、Ｚｒは焼入れ性を良くする元素であり空冷する場合に有効である。また、Ｔｉ、Ｃｒは組織の微細化に寄与する元素であり、Ｓｉは伸び率に関与する元素である。但し、Ｚｎは鋳造を難しくする要因であるため控えめに扱う。

７４７５において、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｚｎは硬化元素で強度を上げる成分である。また、シャルピー値を向上させるためには組織の緻密さを向上させる必要があり、特にＦｅ及びＳｉ成分の不純物混入を防止することが必要である。
なお、ホイールのデザイン及び機能と、上述した金属の特性とから、７４７５又は７２０４に対して、金属元素の含有率を加減し、ホイールのデザイン及び機能に対処するようにしてもよい。かかる金属元素は、特に限定されない。

ホイール１００は、７４７５を用い、鍛造で成形する場合、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが４５０ＭＰａ以上であることが好ましく、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が４００ＭＰａ以上であることが好ましく、ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値が１８．０Ｊ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。
これらの特性を備えることにより、７４７５を鍛造成形することにより得られるホイール１００は、高濃度のＣｕを含んでいても耐腐食性が優れ、十分な機械的強さを備えるものとなる。

また、７２０４を用い、鍛造で成形する場合、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが３００ＭＰａ以上であることが好ましく、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が２１０ＭＰａ以上であることが好ましく、ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値が１４．３Ｊ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。
これらの特性を備えることにより、７２０４を鍛造成形することにより得られるホイール１００は、高濃度のＣｕを含んでいても耐腐食性が優れ、十分な機械的強さを備えるものとなる。

一方、７２０４を用い、鋳造で成形する場合、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが２３０ＭＰａ以上であることが好ましく、２７０ＭＰａ以上であることがより好ましく、４００ＭＰａ以上であることがさらに好ましい。
また、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が１９０ＭＰａ以上であることが好ましい。
これらの特性を備えることにより、７２０４を鋳造成形することにより得られるホイール１００は、一定量のＣｕを含んでいても耐腐食性が優れ、十分な機械的強さを備えるものとなる。

ホイール１００は、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する伸度が８％以上であることが好ましい。なお、伸度は材料の引張試験で材料の伸びる割合であり、試験片の始めの標点距離をＬ_０とし、破断後の標点距離をＬ_１とすると、伸度は、下記式で示される。
δ＝［（Ｌ_１−Ｌ_０）／Ｌ_０］×１００
これは破断するまでの伸び率を示すものであり、ホイールの形状が維持される範囲を示している。

ホイール１００は、ＪＩＳ−Ｚ２２４３に準拠するブリネル硬度が６５ＨＢ以上であることが好ましい。

（ホイールの製造方法の第１実施形態）
次に、ホイールの製造方法の第１実施形態について説明する。なお、第１実施形態に係るホイールの製造方法において、アルミニウム合金は、特に限定されないが、７４７５又は７２０４を用いることが好ましい。
第１実施形態に係るホイールの製造方法は、鍛造により成形される。このため、第１実施形態に係るホイールの製造方法により得られるホイールは、機械的強度がより向上する。

図２は、第１実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
図２に示すように、第１実施形態に係るホイールの製造方法は、鋳造ビレットを加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程Ｓ１と、該ホモ処理工程Ｓ１を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、第１リム予備部材が形成された第１加工体とする第１鍛造工程Ｓ２ａと、該第１加工体の第１リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第１ホイール前駆体とするスピニング工程Ｓ３と、該第１ホイール前駆体を、溶体化処理する溶体化工程Ｓ４と、焼き入れを行う焼入れ工程Ｓ５と、常温で時効処理する常温時効工程Ｓ６と、過時効処理する第１時効工程Ｓ７と、該第１時効工程Ｓ７における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する第２時効工程Ｓ８と、該第２時効工程Ｓ８を施した第１ホイール前駆体を機械加工し、ディスク部２０及びリム部３０を形成する第１機械加工工程Ｓ９ａと、該第１機械加工工程Ｓ９ａ後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程Ｓ１０と、を備える。なお、熱処理工程は、溶体化工程Ｓ４、焼入れ工程Ｓ５、常温時効工程Ｓ６、第１時効工程Ｓ７及び第２時効工程Ｓ８からなる。

第１実施形態に係るホイールの製造方法によれば、所定の温度で熱処理工程（溶体化工程Ｓ４、焼入れ工程Ｓ５、常温時効工程Ｓ６、第１時効工程Ｓ７及び第２時効工程Ｓ８）を経ることで、耐腐食性を確実に防止でき、軽量であり且つ機械的強さに優れるホイールが得られる。

以下、各工程について更に詳細に説明する。
（ホモ処理工程）
ホモ処理工程Ｓ１は、鋳造ビレットを加熱し、金属組織を安定化させる工程である。すなわち、ホモ処理工程Ｓ１においては、市販の円柱状の鋳造ビレットが所定の温度で略一昼夜に亘り加熱される。これにより、鋳造組成の欠陥が除去され、金属結晶粒子が均質化される。特に、７４７５又は７２０４からなる鋳造ビレットを用いる場合は、粒界に析出物が存在しているので、粒界の組成を安定化させるホモ処理工程Ｓ１を施すことが好ましい。

ホモ処理工程Ｓ１における処理温度は、４５０〜５００℃であることが好ましく、４５０℃以上４８０℃未満であることがより好ましい。
処理温度が４５０℃未満であると、処理温度が上記範囲内にある場合と比較して、金属結晶粒子の均質化が不十分となり、処理温度が５００℃を超えると、処理温度が上記範囲内にある場合と比較して、金属結晶粒子が軟化し、再結晶を引き起こす恐れがある。

（第１鍛造工程）
第１鍛造工程Ｓ２ａは、ホモ処理工程Ｓ１を施した鋳造ビレット（以下便宜的に「処理鋳造ビレット」という。）を鍛造により成形し、第１リム予備部材が形成された第１加工体とする工程である。なお、鍛造は、所定の推力を有するプレス機で円柱状の鋳造ビレットを押圧し、大まかなホイールの形状に成形する加工法である。

図３の（ａ）は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１鍛造工程の加工前を示す概略図であり、（ｂ）は、第１鍛造工程の加工後を示す概略図である。
図３の（ａ）に示すように、第１鍛造工程Ｓ２ａにおいては、上金型２及び下金型３を備えるプレス機の下金型３の上に、処理鋳造ビレット１が載置される。
そして、加温条件下、図３の（ｂ）に示すように、上金型２を下降させ、処理鋳造ビレット１を加圧圧縮し、上金型２と下金型３との間に挟み込む。上金型２及び下金型３の間に挟み込むことにより、処理鋳造ビレット１が所望の形状に成形され、第１加工体４となる。

このように、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１鍛造工程Ｓ２ａにおいては、熱間（鍛造）による閉塞鍛造により、鍛造が施される。
このときの加温条件は、処理鋳造ビレットの温度が４００〜５５０℃、好ましくは４１３〜５００℃、より好ましくは４５０〜４９０℃となるようにし、金型の温度が４００℃前後、好ましくは３５０〜４２０℃となるようにする。これにより、処理鋳造ビレットの塑性変形が容易になり鍛造による加工歪みが減少する。
また、加圧する圧力条件は、９．８×１０^３ｋＮ〜８８．２×１０^３ｋＮとなるようにすることが好ましい。

図４は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１鍛造工程で得られる第１加工体を示す断面図である。
図４に示すように、第１加工体４は、ディスク部前駆体４ａと、該ディスク部前駆体４ａに連続する第１リム予備部材４ｂとが一体に成型されている。なお、ディスク部前駆体４ａからはディスク部２０が形成され、第１リム予備部材４ｂからは外リム部９及び内リム部１２が形成されることになる。

ここで、第１実施形態に係るホイールの製造方法の第１鍛造工程Ｓ２ａにおいては、鋳造ビレットと得られるホイールとの高さの比（以下「鍛錬比」という。）が、下記式を満たすように鍛造することが好ましい。この場合、ホイールの金属結晶粒子の粒径が極端に微細化されることになる。
Ｈ１／Ｈ２≧４．０
式中、Ｈ１は、処理鋳造ビレット１の鍛造が施される方向の高さを意味し（図３の（ａ）参照）、Ｈ２は、ホイールの鍛造が施された方向の高さを意味する（図１の（ｂ）参照）。なお、かかる鍛錬比は、４〜１２であることがより好ましく、６〜１２であることが更に好ましく、６〜８であることが特に好ましい。

（スピニング工程）
スピニング工程Ｓ３は、第１加工体４の第１リム予備部材４ｂを温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第１ホイール前駆体とする工程である。具体的には、第１リム予備部材４ｂに対して、スピンさせながら、絞り込むことにより、ディスク部２０の周縁に垂直方向に立設された内リム部１２を形成する工程である。スピニング加工は種々の分野で利用されるフローフォーミングの一種であり、材料を回転させながら側面を押圧する回転自在な押圧ローラーを備えており、該押圧ローラーを材料の回転軸に対して平行に移動させながら材料を延展する加工である。押圧ローラーの回転面は材料の回転軸に対して垂直方向若しくは傾斜した方向で用いられる。延展する際に塑性変形が生じ鍛錬効果があり、合金組織の微細化が行われるので材料強度が向上し、例えばリム部では肉厚をより薄くすることが可能で軽量化できる。

図５は、第１実施形態に係るホイールの製造方法におけるスピニング工程を示す概略図である。
図５に示すように、スピニング工程Ｓ３においては、スピニング受け金型１５に第１加工体４を配置し、スピニング押し金型１６を押し当てて第１加工体４を固定し回転させる。
そして、第１加工体４の第１リム予備部材４ｂの外周部にローラー１７を押し当て第１リム予備部材４ｂを延展することにより、図１に示す内リム部１２が形成された第１ホイール前駆体５４が得られる。

図６は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１ホイール前駆体を示す断面図である。
図６に示すように、得られる第１ホイール前駆体５４は、第１加工体４の周縁に、内リム部１２が形成されている。

ここで、スピニング工程Ｓ３においては、第１加工体４を１００℃〜２００℃に加温した条件下で温間スピニングが施される。温間スピニングを行うことにより内リム部１２の再結晶化が防止される。なお、スピニング工程Ｓ３後は、内部歪みを除去するために熱処理工程が施される。

（溶体化工程）
溶体化工程Ｓ４は、スピニング工程Ｓ３で得られた第１ホイール前駆体５４を、溶体化処理する工程である。ここで、溶体化処理とは、物質相互の溶解度は温度が高くなるにつれて一般に増大する原理を利用して、材料を融点直下の温度に加熱し、なるべく多量の溶質化合物を溶かし込んだ後、急冷する熱処理のことをいう。

図７は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における溶体化工程、第１時効工程及び第２時効工程の温度条件を示すグラフである。
図７に示すように、溶体化処理Ｓ４においては、第１ホイール前駆体５４に対し、４９０℃以下、好ましくは４５０〜４９０℃の温度で、約２時間、溶体化処理Ｍ１が施される。

（焼入れ工程）
焼入れ工程Ｓ５は、強制的に短時間で冷却することにより、焼き入れを行う工程である。

焼入れ工程Ｓ５においては、溶体化工程Ｓ４を経た第１ホイール前駆体５４に対して強制的に冷却処理Ｍ２を施し、焼入れを４〜５分行う。なお、焼入れは、空冷であっても、水冷であってもよい。なお、水冷で行う場合は、５０℃〜６０℃の温水焼入れが好ましい。この場合、ブリネル硬度がより安定する。また、７２０４を用いる場合は、空冷を行うことが可能である。この場合、内部に歪みが残らないというメリットがある。
焼入れ工程Ｓ５を経ることにより、第１ホイール前駆体５４は、金属組織が安定化され、引張強度と伸び値及びシャルピー値がバランス良く向上する。

（常温時効工程、第１時効工程及び第２時効工程）
常温時効工程Ｓ６は、焼入れ工程Ｓ５を施した第１ホイール前駆体５４を、常温で２４〜４８時間、時効処理する工程である。なお、常温とは、２０℃±１５℃をいい、ＪＩＳ−Ｚ８７０３に規定されている。
第１時効工程Ｓ７は、過時効処理する工程であり、第２時効工程Ｓ８は、第１時効工程Ｓ７における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する工程である。ここで、過時効処理とは、溶体化した材料を適度の温度で再加熱する熱処理をいう。これにより、過飽和に溶け込んでいた溶質化合物が微細な析出物を形成し、材料は著しく硬くなる。

図７に示すように、第１時効工程Ｓ７においては、焼入れ工程Ｓ５を施した第１ホイール前駆体５４に対し、常温で時効処理を施した後、１００〜１２５℃の温度で、３〜８時間、第１過時効処理Ｍ３が施される。
そして、第２時効工程Ｓ８においては、第１時効工程Ｓ７を施した第１ホイール前駆体５４に対し、第１時効工程Ｓ７における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度、好ましくは１５０〜１８０℃の温度で、６〜２４時間、第２過時効処理Ｍ４が施される。
その後、第１ホイール前駆体５４を室温まで空冷Ｍ５する。
これらのことにより、第１ホイール前駆体５４は、金属組織が強化される。

（第１機械加工工程）
第１機械加工工程Ｓ９ａは、第２時効工程Ｓ８で得られた第１ホイール前駆体５４を機械加工して、ディスク部２０及びリム部３０を形成する工程である。

第１機械加工工程Ｓ９ａにおいては、削り出しの方法として、穴開け加工や切削加工が施される。
穴開け加工は、マシニングセンターによるいわゆるミーリング加工である。穴開け加工により、第１ホイール前駆体５４に模様が形成され、その結果、円盤状のハブ部１１及び該ハブ部１１から放射状に延びるスポーク部１０からなるディスク部２０が形成される。
切削加工は、ホイールの略全体を旋盤等で削る仕上げの加工である。切削加工により、ホイールのディスク部及び外リム部が形成され、且つ内リム部の形状が整えられる。

なお、第１機械加工工程Ｓ９ａにおいては、第１ホイール前駆体５４のディスク部前駆体４ａを削って、ディスク部２０を形成するだけでなく、僅かな凹凸等の模様を表面に形成することにより、デザインをホイールに付与したり、ホイールに空部を設け更に軽量化したりすることも可能である。

（表面処理工程）
表面処理工程Ｓ１０は、第１機械加工工程Ｓ９ａを施した第１ホイール前駆体５４に対し、表面加工を行い、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う工程である。なお、７０００系は切欠き疲れ強さが低い傾向にあるため、表面処理工程Ｓ１０を施すことがより好ましい。

ここで、表面加工は、ショットブラスト、サンドブラスト又はバレル研磨であることが好ましい。かかる表面加工により、バリの除去、表面研削、梨地加工のような模様付け等を施すことができる。
これらの中でも、表面加工としては、ショットブラストを施すことが好ましい。なお、ショットブラスト加工において、投射方法としては、機械式、空気式、湿式等が挙げられ、投射材としては、金属粒子、高分子粒子、砂等が挙げられる。
これにより、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すような意匠性に優れるホイールが得られる。なお、必要に応じて、表面処理工程Ｓ１０の後、化学的表面処理、鍍金、塗装等を施してもよい。

第１実施形態に係るホイールは、例えば、車両用に好適に用いられる。また、車両用としては、自動車用のみならず、二輪車用、一輪車用、モノレール用、リニアモーターカー用のホイールとして利用できる。これらの他にも、リム径が１３インチ〜２５インチのホイールに好適に用いられる。例えば、リム径１３インチのＦ１用、リム径２０インチのラリーカー用、リム径は２３インチの大型旅客機の車輪用に好適に用いられる。
特に、自動車用に用いると、自動車を軽量化できるので、ガソリン等による環境負荷を低減でき、低コスト化も可能である。

（ホイールの製造方法の第２実施形態）
次に、ホイールの製造方法の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態に係るホイールの製造方法において、アルミニウム合金は、特に限定されないが、７４７５又は７２０４を用いることが好ましい。
第２実施形態に係るホイールの製造方法は、鍛造により成形される。このため、第２実施形態に係るホイールの製造方法により得られるホイールは、機械的強度がより向上する。

図８は、第２実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
図８に示すように、第２実施形態に係るホイールの製造方法は、鋳造ビレットを加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程Ｓ１と、該ホモ処理工程Ｓ１を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、有底円筒状の第１加工体とする第１鍛造工程Ｓ２ａと、該第１加工体の円筒部を温間スピニングにより加圧延展し、第２ホイール前駆体とするスピニング工程Ｓ３と、該第２ホイール前駆体を、溶体化処理する溶体化工程Ｓ４と、焼き入れを行う焼入れ工程Ｓ５と、常温で時効処理する常温時効工程Ｓ６と、過時効処理する第１時効工程Ｓ７と、該第１時効工程Ｓ７における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する第２時効工程Ｓ８と、該第２時効工程Ｓ８を施した第２ホイール前駆体を機械加工し、削り出しによりディスク部２０、内リム部１２及び外リム部９を形成する第２機械加工工程Ｓ９ｂと、該第２機械加工工程Ｓ９ｂ後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程Ｓ１０と、を備える。なお、上記有底円筒状の第１加工体は、底部に模様が付いていてもいなくてもよい。

第２実施形態に係るホイールの製造方法は、第１リム予備部材の代わりに、円筒部に対し、スピニング工程Ｓ３を施して第２ホイール前駆体を製造し、第１機械加工工程Ｓ９ａの代わりに、ディスク部、内リム部及び外リム部を削り出しで形成する第２機械加工工程Ｓ９ｂを施すこと以外は、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じである。すなわち、ホモ処理工程Ｓ１、第１鍛造工程Ｓ２ａ、熱処理工程及び表面処理工程Ｓ１０は第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じである。

第２実施形態に係るホイールの製造方法によれば、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同様に、所定の温度で熱処理工程を経ることで、耐腐食性を確実に防止でき、軽量であり且つ機械的強さに優れるホイールが得られる。

第２実施形態に係るホイールの製造方法においては、まず、ホモ処理工程Ｓ１が行われる。
かかるホモ処理工程Ｓ１においては、第１実施形態に係るホイールの製造方法におけるホモ処理工程Ｓ１と同様に、鋳造ビレットを加熱し、金属組織の安定化が行われる。

図９は、第２実施形態に係るホイールの製造方法における第１鍛造工程前の処理鋳造ビレットの外観及び第１鍛造工程後の第１加工体の外観を示す概略図である。
図９に示すように、第１鍛造工程Ｓ２ａにおいては、円柱状の処理鋳造ビレットに対し、第１鍛造工程Ｓ２ａが施され、円筒部１４ｂを備える有底円筒状の第１加工体１４が得られる。

（スピニング工程）
スピニング工程Ｓ３は、第１鍛造工程Ｓ２ａで得られた第１加工体１４の円筒部１４ｂに対し温間スピニングを施すことにより、円筒部１４ｂを延展し第２リム予備部材が形成された第２ホイール前駆体とする工程である。

図１０は、第２実施形態に係るホイールの製造方法におけるスピニング工程前の第１加工体の外観及びスピニング工程後の第２ホイール前駆体の外観を示す概略図である。
図１０に示すように、スピニング工程Ｓ３においては、有底円筒状の第１加工体１４の円筒部１４ｂに対し、温間スピニングを施し、円筒部１４ｂを内リム部相当の長さになるまで延ばす。これにより、十分な長さの第２リム予備部材が形成された第２ホイール前駆体５３が得られる。

（溶体化工程、焼入れ工程、常温時効工程、第１時効工程及び第２時効工程）
そして、第２実施形態に係るホイールの製造方法においては、第１ホイール前駆体の代わりに、スピニング工程Ｓ３で得られた第２ホイール前駆体を用いて、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じように、溶体化工程Ｓ４、焼入れ工程Ｓ５、常温時効工程Ｓ６、第１時効工程Ｓ７及び第２時効工程Ｓ８が施される。

（第２機械加工工程）
第２機械加工工程Ｓ９ｂは、第２時効工程Ｓ８で得られた第２ホイール前駆体を機械加工して、削り出しによりディスク部、内リム部及び外リム部を形成する工程である。

第２機械加工工程Ｓ９ｂにおいては、削り出しの方法として、穴開け加工や切削加工が施される。
穴開け加工は、マシニングセンターによるいわゆるミーリング加工である。穴開け加工により、第２ホイール前駆体５３に模様が形成され、その結果、円盤状のハブ部１１及び該ハブ部１１から放射状に延びるスポーク部１０からなるディスク部２０が形成される。
切削加工は、ホイールの略全体を旋盤等で削る仕上げの加工である。切削加工により、内リム部及び外リム部が形成され、同時に、ディスク部の形状が整えられる。

なお、第２機械加工工程Ｓ９ｂにおいては、第２ホイール前駆体５３を削って、ディスク部２０、内リム部１２及び外リム部９を形成するだけでなく、僅かな凹凸等の模様を表面に形成することにより、デザインをホイールに付与したり、ホイールに空部を設け更に軽量化したりすることも可能である。

（表面処理工程）
そして、第２実施形態に係るホイールの製造方法においては、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じように、表面処理工程Ｓ１０を経ることにより、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すようなホイールが得られる。

（ホイールの製造方法の第３実施形態）
次に、ホイールの製造方法の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態に係るホイールの製造方法において、アルミニウム合金は、特に限定されないが、７４７５又は７２０４を用いることが好ましい。
第３実施形態に係るホイールの製造方法は、鍛造により成形される。このため、第３実施形態に係るホイールの製造方法により得られるホイールは、機械的強度がより向上する。

図１１は、第３実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
図１１に示すように、第３実施形態に係るホイールの製造方法は、鋳造ビレットを加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程Ｓ１と、該ホモ処理工程Ｓ１を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、鍛造しろを有するディスク部と外リム部と第３リム予備部材とが形成された第３加工体とする第２鍛造工程Ｓ２ｂと、該第３加工体の鍛造歪みを除去する歪み取り工程Ｓ１１と、該歪み取り工程Ｓ１１を施した第３加工体の第３リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第３ホイール前駆体とするスピニング工程Ｓ３と、該第３ホイール前駆体を、溶体化処理する溶体化工程Ｓ４と、焼き入れを行う焼入れ工程Ｓ５と、常温で時効処理する常温時効工程Ｓ６と、過時効処理する第１時効工程Ｓ７と、該第１時効工程Ｓ７における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する第２時効工程Ｓ８と、該第２時効工程Ｓ８を施した第３ホイール前駆体を機械加工し、鍛造しろを除去する第３機械加工工程Ｓ９ｃと、該第３機械加工工程Ｓ９ｃ後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程Ｓ１０と、を備える。

第３実施形態に係るホイールの製造方法は、第３ホイール前駆体の製造方法が、第２鍛造工程Ｓ２ｂ及び歪み取り工程Ｓ１１を経ること、並びに、第１機械加工工程Ｓ９ａの代わりに、第３機械加工工程Ｓ９ｃを施すこと以外は、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じである。すなわち、ホモ処理工程Ｓ１、スピニング工程Ｓ３、熱処理工程及び表面処理工程Ｓ１０は第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じである。

第３実施形態に係るホイールの製造方法によれば、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同様に、所定の温度で熱処理工程を経ることで、耐腐食性を確実に防止でき、軽量であり且つ機械的強さに優れるホイールが得られる。

第３実施形態に係るホイールの製造方法においては、まず、ホモ処理工程Ｓ１が行われる。
かかるホモ処理工程Ｓ１においては、第１実施形態に係るホイールの製造方法におけるホモ処理工程Ｓ１と同様に、鋳造ビレットを加熱し、金属組織の安定化が行われる。
次に、処理鋳造ビレットに対し、第２鍛造工程Ｓ２ｂが施される。

（第２鍛造工程）
第２鍛造工程Ｓ２ｂは、ホモ処理工程Ｓ１を施した処理鋳造ビレットを鍛造により成形し、鍛造しろを有するディスク部と外リム部と第３リム予備部材とが形成された第３加工体とする工程である。なお、第３実施形態に係るホイールの製造方法における第２鍛造工程Ｓ２ｂにおいては、鍛造でディスク部を形成する。このため、鍛造しろが同時に形成される。

図１２の（ａ）は、第３実施形態に係るホイールの製造方法における第２鍛造工程の加工前を示す概略図であり、（ｂ）は、第２鍛造工程の加工後を示す概略図である。
図１２の（ａ）に示すように、第２鍛造工程Ｓ２ｂにおいては、上金型２１及び下金型３１を備えるプレス機の下金型３１の上に、処理鋳造ビレット１が載置される。なお、上金型２１及び下金型３１の形状が異なり、ディスク部を形成するための模様が設けられた形状となっていること以外は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１鍛造工程Ｓ２ａと同じである。

そして、加温条件下、図１２の（ｂ）に示すように、上金型２１を下降させ、処理鋳造ビレット１を加圧圧縮し、上金型２１と下金型３１との間に挟み込む。上金型２１及び下金型３１の間に挟み込むことにより、処理鋳造ビレット１が所望の形状に成形され、ディスク部及び外リム部を備える第３加工体６となる。

図１３は、第３実施形態に係るホイールの製造方法における第２鍛造工程で得られる第３加工体を示す断面図である。
図１３に示すように、第３加工体６は、円盤状のハブ部１１と、該ハブ部１１から放射状に延びるスポーク部１０と、スポーク部１０の裏面側に形成された鍛造しろ６ｃとからなるディスク部２０と、該ディスク部２０と、ディスク部２０の面方向に延設された外リム部９と、ディスク部２０の周縁に立設された第３リム予備部材６ｂと、が一体に成型されている。なお、第３リム予備部材６ｂからは内リム部１２が形成されることになる。

（歪み取り工程）
歪み取り工程Ｓ１１は、第２鍛造工程Ｓ２ｂで得られた第３加工体６の鍛造歪みを除去する工程である。具体的には、第３加工体６を押圧することにより、特にスポーク部１０、外リム部９及び第３リム予備部材６ｂに生じる鍛造による加工歪みを除去する工程である。なお、スポーク部１０は、最も過激な応力を受ける箇所となるので、歪み取り工程Ｓ１１を施すことが好ましい。

図１４の（ａ）は、第３実施形態に係るホイールの製造方法における歪み取り工程の加工前を示す概略図であり、（ｂ）は、歪み取り工程の加工後を示す概略図である。
図１４の（ａ）に示すように、歪み取り工程Ｓ１１においては、ホイールのリム径が大きくなることを想定した形状の上金型２２及びノックアウト部２３ａとノックアウト部２３ａを支持する下金型２３とを備えるプレス機のノックアウト部２３ａの上に、第３加工体６が載置される。
そして、加温条件下、図１４の（ｂ）に示すように、上金型２２を下降させ、第３加工体６を加圧圧縮し、上金型２２とノックアウト部２３ａ（下金型２３）との間に挟み込む。すなわち、スポーク部１０をホイール回転軸と平行な方向に押圧する。これにより、第３加工体６の鍛造しろ６ｃが垂直方向に押圧されるとともに、スポーク部１０が押圧され径方向（水平方向）に延伸する。

第３実施形態に係るホイールの製造方法においては、歪み取り工程Ｓ１１を備えることにより、鍛造歪みを除去することができ、ホイールの耐久性が向上する。なお、ホイールのリム径が１９インチの場合、水平方向に延伸されるスポーク部の断面の径は、４ｍｍ以下であることが好ましい。

（スピニング工程）
スピニング工程Ｓ３は、歪み取り工程を施した第３加工体６の第３リム予備部材６ｂを温間スピニングにより加圧延展し、内リム部を形成する工程である。なお、第１加工体４の代わりに、第３加工体６を用いること以外は、第１実施形態に係るホイールの製造方法におけるスピニング工程Ｓ３と同様である。

スピニング工程Ｓ３により、第３加工体６の第３リム予備部材６ｂが、内リム部１２となる。
こうして、第３加工体６に内リム部１２が形成された第３ホイール前駆体が得られる。

（溶体化工程、焼入れ工程、常温時効工程、第１時効工程及び第２時効工程）
そして、第３実施形態に係るホイールの製造方法においては、第１ホイール前駆体の代わりに、スピニング工程Ｓ３で得られた第３ホイール前駆体を用いて、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じように、溶体化工程Ｓ４、焼入れ工程Ｓ５、常温時効工程Ｓ６、第１時効工程Ｓ７及び第２時効工程Ｓ８が施される。

（第３機械加工工程）
第３機械加工工程Ｓ９ｃは、第２時効工程Ｓ８で得られた第３ホイール前駆体を機械加工し、鍛造しろ６ｃを除去したディスク部２０を形成する工程である。

第３機械加工工程Ｓ９ｃにおいては、切削加工が施される。
切削加工は、ホイールの略全体をマシニングセンターや旋盤等で削る加工である。切削加工により、鍛造しろ６ｃが除去され、その結果、円盤状のハブ部１１及び該ハブ部１１から放射状に延びるスポーク部１０からなるディスク部２０が形成される。
また、同時に、仕上げの切削加工により、ホイールのディスク部、内リム部、外リム部の形状が整えられる。

なお、第３機械加工工程Ｓ９ｃにおいては、切削加工の他に、穴開け加工を施してもよい。また、第３機械加工工程Ｓ９ｃにおいては、凹凸等の模様を表面に形成することにより、デザインをホイールに付与したり、ホイールに空部を設け更に軽量化したりすることも可能である。

（表面処理工程）
そして、第３実施形態に係るホイールの製造方法においては、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じように、表面処理工程Ｓ１０を経ることにより、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すようなホイールが得られる。

（ホイールの製造方法の第４実施形態）
次に、ホイールの製造方法の第４実施形態について説明する。なお、第４実施形態に係るホイールの製造方法において、アルミニウム合金は、特に限定されないが、７２０４を用いることが好ましい。
第４実施形態に係るホイールの製造方法は、鋳造により成形される。このため、耐腐食性の観点から、ホイールにおけるＣｕ含有率を０．０５〜０．３ｗｔ％、好ましくは、０．０５〜０．２ｗｔ％とする必要がある。これにより、十分な機械的強度を有するものとなる。

図１５は、第４実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
図１５に示すように、第４実施形態に係るホイールの製造方法は、溶融したアルミニウム合金を所定の型枠に流し込んで鋳造成形し、ディスク部と外リム部と第４リム予備部材とが形成された第４加工体とする第１鋳造工程Ｓ１２ａと、該第４加工体の第４リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第４ホイール前駆体とするスピニング工程Ｓ３と、該第４ホイール前駆体を、溶体化処理する溶体化工程Ｓ４と、焼き入れを行う焼入れ工程Ｓ５と、常温で時効処理する常温時効工程Ｓ６と、過時効処理する第１時効工程Ｓ７と、該第１時効工程Ｓ７における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する第２時効工程Ｓ８と、該第２時効工程Ｓ８を施した第４ホイール前駆体に機械加工を行う第４機械加工工程Ｓ９ｄと、該第４機械加工工程Ｓ９ｄ後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程Ｓ１０と、を備える。

第４実施形態に係るホイールの製造方法は、ホモ処理工程Ｓ１及び第１鍛造工程Ｓ２ａの代わりに、第１鋳造工程Ｓ１２ａを施し、第１機械加工工程Ｓ９ａの代わりに、第４機械加工工程Ｓ９ｄを施すこと以外は、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じである。すなわち、スピニング工程Ｓ３、熱処理工程及び表面処理工程Ｓ１０は第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じである。

第４実施形態に係るホイールの製造方法によれば、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同様に、所定の温度で熱処理工程を経ることで、耐腐食性を確実に防止でき、軽量であり且つ機械的強さに優れるホイールが得られる。

（第１鋳造工程）
第１鋳造工程Ｓ１２ａは、溶融したアルミニウム合金を所定の型枠に流し込んで鋳造成形し、ディスク部と外リム部と第４リム予備部材とが形成された第４加工体とする工程である。

図１６の（ａ）〜（ｄ）は、第４実施形態に係るホイールの製造方法における第１鋳造工程を示す概略図であり、（ｅ）は、第１鋳造工程で得られる第４加工体を示す断面図である。
まず、図１６の（ａ）に示すように、第１鋳造工程Ｓ１２ａにおいては、上金型４１、横型４２及び下金型４３からなる鋳造機の型枠に、溶融した７０００系を流し込んで鋳造成形する。

このとき、溶融した７０００を流し込む速度は、６５〜９０ｍｍ／ｍｉｎとすることが好ましい。
流し込む速さが６５ｍｍ／ｍｉｎ未満であると、速さが上記範囲内にある場合と比較して、金属結晶粒子の結晶粒径が不均一となる傾向にあり、流し込む速さが９０ｍｍ／ｍｉｎを超えると、速さが上記範囲内にある場合と比較して、第４加工体が破損しやすくなる虞がある。

鋳造機に流し込まれた７０００系は、その後、５５０℃以上で６時間以上加熱されることにより、均質化される。
ここで、上記冷却は、急冷することが好ましい。この場合、結晶粒が細かくなるメリットがある。

次に、図１６の（ｂ）に示すように、横型４２を外し、上金型４１を上昇させることにより、図１６の（ｃ）に示すように、下金型４３を外し、最後に図１６の（ｄ）に示すように、上金型４１から第４加工体を取り外し、湯口切りを施すことにより、図１６の（ｅ）に示す第４加工体７が得られる。

第４実施形態に係るホイールの製造方法における第４加工体７は、円盤状のハブ部１１と、該ハブ部１１から放射状に延びるスポーク部１０とからなるディスク部２０と、該ディスク部２０と、ディスク部２０の面方向に延設された外リム部９と、ディスク部２０の周縁に立設された第４リム予備部材７ｂとが一体に成型されている。なお、第４リム予備部材７ｂにおいては、内リム部１２上端のいわゆるフランジ部が略形成されており、後のスピニング工程において、ウエル部相当部位のみ或いはウエル部相当部位からフランジ部まで延展することにより、内リム部１２が形成されることになる。

（スピニング工程、溶体化工程、焼入れ工程、常温時効工程、第１時効工程、第２時効工程）
そして、第４実施形態に係るホイールの製造方法においては、第１加工体４の代わりに、第４加工体７を用いて、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じように、スピニング工程Ｓ３、溶体化工程Ｓ４、焼入れ工程Ｓ５、常温時効工程Ｓ６、第１時効工程Ｓ７及び第２時効工程Ｓ８が施される。

（第４機械加工工程）
第４機械加工工程Ｓ９ｄは、第２時効工程Ｓ８で得られた第４ホイール前駆体に機械加工を行う工程である。

第４機械加工工程Ｓ９ｄにおいては、切削加工が施される。
切削加工は、ホイールの略全体をマシニングセンターや旋盤等で削る加工である。切削加工により、ホイールのディスク部、内リム部、外リム部の形状が整えられる。

なお、第４機械加工工程Ｓ９ｄにおいては、切削加工の他に、穴開け加工を施してもよい。また、第４機械加工工程Ｓ９ｄにおいては、凹凸等の模様を表面に形成することにより、デザインをホイールに付与したり、ホイールに空部を設け更に軽量化したりすることも可能である。

（表面処理工程）
そして、第４実施形態に係るホイールの製造方法においては、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同じように、表面処理工程Ｓ１０を経ることにより、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すようなホイールが得られる。

（ホイールの製造方法の第５実施形態）
次に、ホイールの製造方法の第５実施形態について説明する。なお、第５実施形態に係るホイールの製造方法において、アルミニウム合金は、特に限定されないが、７２０４を用いることが好ましい。
第５実施形態に係るホイールの製造方法は、鋳造により成形される。このため、耐腐食性の観点から、ホイールにおけるＣｕ含有率を０．０５〜０．３ｗｔ％、好ましくは、０．０５〜０．２ｗｔ％とする必要がある。これにより、十分な機械的強度を有するものとなる。

図１７は、第５実施形態に係るホイールの製造方法の各工程を示すフローチャートである。
図１７に示すように、第５実施形態に係るホイールの製造方法は、溶融したアルミニウム合金を所定の型枠に流し込んで鋳造成形し、ディスク部とリム部とが形成された第５ホイール前駆体とする第２鋳造工程Ｓ１２ｂと、該第５ホイール前駆体を、溶体化処理する溶体化工程Ｓ４と、焼き入れを行う焼入れ工程Ｓ５と、常温で時効処理する常温時効工程Ｓ６と、過時効処理する第１時効工程Ｓ７と、該第１時効工程Ｓ７における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する第２時効工程Ｓ８と、該第２時効工程Ｓ８を施した第５ホイール前駆体に機械加工を行う第４機械加工工程Ｓ９ｄと、該第４機械加工工程Ｓ９ｄ後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程Ｓ１０と、を備える。

第５実施形態に係るホイールの製造方法は、第１鋳造工程Ｓ１２ａ及びスピニング工程Ｓ３の代わりに、第２鋳造工程Ｓ１２ｂを備えること以外は、第４実施形態に係るホイールの製造方法と同じである。すなわち、熱処理工程、第４機械加工工程Ｓ９ｄ及び表面処理工程Ｓ１０は第４実施形態に係るホイールの製造方法と同じである。

第５実施形態に係るホイールの製造方法によれば、第１実施形態に係るホイールの製造方法と同様に、所定の温度で熱処理工程を経ることで、耐腐食性を確実に防止でき、軽量であり且つ機械的強さに優れるホイールが得られる。

（第２鋳造工程）
第２鋳造工程Ｓ１２ｂは、溶融したアルミニウム合金を所定の型枠に流し込んで鋳造成形し、ディスク部と内リム部及び外リム部からなるリム部とが形成された第５ホイール前駆体とする工程である。

図１８の（ａ）〜（ｄ）は、第５実施形態に係るホイールの製造方法における第２鋳造工程を示す概略図であり、（ｅ）は、第２鋳造工程で得られる第５ホイール前駆体を示す断面図である。
まず、図１８の（ａ）に示すように、第２鋳造工程Ｓ１２ｂにおいては、上金型５１、横型５２及び下金型５３からなる鋳造機の型枠に、溶融した７０００系を流し込んで鋳造成形する。なお、上金型５１及び下金型５１の形状が異なり、リム部を形成するための模様が設けられた形状となっていること以外は、第４実施形態に係るホイールの製造方法における第２鋳造工程Ｓ１２ａと同じである。

次に、図１８の（ｂ）に示すように、横型５２を外し、上金型５１を上昇させることにより、図１８の（ｃ）に示すように、下金型５３を外し、最後に図１８の（ｄ）に示すように、上金型５１から第５ホイール前駆体を取り外し、湯口切りを施すことにより、図１８の（ｅ）に示す第５ホイール前駆体８が得られる。

第５実施形態に係るホイールの製造方法における第５ホイール前駆体８は、円盤状のハブ部１１及び該ハブ部１１から放射状に延びるスポーク部１０からなるディスク部２０と、ディスク部２０の面方向に延設された外リム部９と、ディスク部２０の周縁に立設された内リム部１２と、が一体に成型されている。

（溶体化工程、焼入れ工程、常温時効工程、第１時効工程、第２時効工程、機械加工及び表面処理工程）
そして、第５実施形態に係るホイールの製造方法においては、第４実施形態に係るホイールの製造方法と同様に、溶体化工程Ｓ４、焼入れ工程Ｓ５、常温時効工程Ｓ６、第１時効工程Ｓ７、第２時効工程Ｓ８、機械加工Ｓ９ｄ及び表面処理工程Ｓ１０を経ることにより、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すようなホイールが得られる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態に係るホイールにおいては、ディスク部２０が、円盤状のハブ部１１と、該ハブ部１１から放射状に延びるスポーク部１０と、からなるデザインとなっているが、これに限定されず、螺旋状、ディッシュ状、風車状等のデザインとしてもよい。

第１〜第５実施形態に係るホイールの製造方法においては、いずれも焼入れ工程Ｓ５を施しているが、焼入れ工程Ｓ５は、必ずしも施す必要はない。

第１〜第５実施形態に係るホイールの製造方法においては、いずれも常温時効工程Ｓ６を施しているが、常温時効工程Ｓ６は、必ずしも施す必要はない。

第１〜第５実施形態に係るホイールの製造方法においては、いずれも表面処理工程Ｓ１０を施しているが、表面処理工程Ｓ１０は、必ずしも施す必要はない。

第１実施形態に係るホイールの製造方法の第１鍛造工程Ｓ２ａ及び第３実施形態に係るホイールの製造方法の第２鍛造工程Ｓ２ｂにおいて、プレス機で鋳造ビレットを押圧する回数は、複数回であってもよい。

第１実施形態に係るホイールの製造方法の第１鍛造工程Ｓ２ａ及び第３実施形態に係るホイールの製造方法の第２鍛造工程Ｓ２ｂにおいては、閉塞鍛造で行っているが、自由鍛造、型鍛造、揺動鍛造、押出し鍛造、セクション鍛造（回転鍛造）等であってもよい。なお、型鍛造にはプレス鍛造、ハンマー鍛造が含まれる。
また、鍛造条件は、熱間鍛造で行っているが、温間鍛造、冷間鍛造、等温鍛造等であってもよい。

第１実施形態に係るホイールの製造方法の第１鍛造工程Ｓ２ａにおいては、鍛造する際に、ディスク部を形成していないが、完全ではない仮のディスク部の模様は形成してもよい。これにより、後の第１機械加工工程において、ディスク部２０を形成する際の負担が軽減される。なお、浅い模様付けは、例えば、揺動鍛造等が好ましく利用できる。

第１〜第５実施形態に係るホイールの製造方法においては、ディスク部２０と、外リム部９と、内リム部１２とが一体化した１ピースホイールとなっているが、２ピース或いは３ピースホイールであってもよい。
例えば、外リム部及び内リム部を別途制作し、ディスク部に周縁部に取着座を設けて該取着部に外リム部及び内リム部を螺着、摩擦圧接、リベット等によるかしめ手段で装着してもよい。この場合、それぞれが鍛造又は鋳造により成形されることになる。

ここで、第１〜第５実施形態に係るホイールの製造方法の概略と該ホイールの製造方法の変形例とを示す。
図１９の（ａ）は、第１実施形態に係るホイールの製造方法における第１加工体、第１ホイール前駆体及びホイールを示す概略図であり、（ｂ）は、第２実施形態に係るホイールの製造方法における第２ホイール前駆体及びホイールを示す概略図であり、（ｃ）は、第３実施形態に係るホイールの製造方法における第３加工体、第３ホイール前駆体及びホイールを示す概略図であり、（ｄ）は、第４実施形態に係るホイールの製造方法における第４加工体、第４ホイール前駆体及びホイールを示す概略図であり、（ｅ）は、第５実施形態に係るホイールの製造方法における第５ホイール前駆体及びホイールを示す概略図である。

すなわち、図１９の（ａ）に示す第１実施形態に係るホイールの製造方法おいては、鍛造により第１加工体４が形成され、温間スピニングにより第１ホイール前駆体５４が形成され、機械加工による削り出しによりホイール１００が形成される。
図１９の（ｂ）に示す第２実施形態に係るホイールの製造方法おいては、セクション鍛造により第２ホイール前駆体５３が形成され、機械加工によりホイール１００が形成される。
図１９の（ｃ）に示す第３実施形態に係るホイールの製造方法おいては、鍛造により第３加工体６が形成され、温間スピニングにより第３ホイール前駆体５５が形成され、機械加工によりホイール１００が形成される。
図１９の（ｄ）に示す第４実施形態に係るホイールの製造方法おいては、鋳造により第４加工体７が形成され、温間スピニングにより第４ホイール前駆体５６が形成され、機械加工によりホイール１００が形成される。なお、第４加工体７の内リムの長さは完成したホイール１００の内リムの長さより少し短く形成されており、温間スピニングにより延展される。延展される際に塑性変形が行われ鍛錬効果が生じ、組織が微細化され材料強度が向上するためリムをより薄く形成することができるので軽量化が図れる利点がある。
図１９の（ｅ）に示す第５実施形態に係るホイールの製造方法おいては、鋳造により第５ホイール前駆体８が形成され、機械加工によりホイール１００が形成される。

図２０は、第３実施形態に係るホイールの製造方法の変形例を示す概略図である。
図２０に示す第３実施形態に係るホイールの製造方法の変形例は、閉塞鍛造の代わりに、揺動鍛造を行っている点で相違する。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
７４７５からなる円柱状の鋳造ビレット（直径２０４ｍｍ、高さ２１９ｍｍ、重量２０ｋｇ）を準備した。７４７５に示される成分を表２に示す。

（表２）

まず、上記鋳造ビレットを温度４８０℃未満（好ましくは４５０℃）で略一昼夜、金属組成を均質化させるホモ処理を行った（ホモ処理工程Ｓ１）。
次に、鋳造ビレットの温度が４１３℃〜４９０℃、金型の温度が３５０℃〜４２０℃となるようにして加圧力７０００トンの推力を有するプレス機で２段階の鍛造を行い、第３加工体６とした（第２鍛造工程Ｓ２ｂ、図１２の（ａ）及び（ｂ）参照）。
次に、第３加工体６を加温条件下、プレス機で鍛造歪みの除去を行った（歪み取り工程Ｓ１１、図１４の（ａ）及び（ｂ）参照）。
そして、第３加工体６の温度が１５０〜２００℃となるように加温して、第３加工体６に対し温間スピニングを施し、第３ホイール前駆体とした（スピニング工程Ｓ３）。

次に、第３ホイール前駆体に対し、温度４５０℃で、２時間、溶体化処理を施し（溶体化工程Ｓ４）、その後、５０〜６０℃の温水による焼入れを４〜５分行い（焼入れ工程Ｓ５）、常温時効を２４時間行い、再び加熱して徐々に昇温させ、温度１００℃〜１３０℃で６時間、第１過時効処理を施し（第１時効工程Ｓ７）、続けて、温度１５０℃〜１８０℃で９〜２４時間、第２過時効処理を施した（第２時効工程Ｓ８）。
次に、得られた第３ホイール前駆体の鍛造しろ６ｃを切削加工により除去し、ホイール全体を削り出して形状を整えることにより、ディスク部、内リム部、外リム部を形成した（第２機械加工工程Ｓ９ｂ）。
空冷後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行うため、ショットブラストを施した（表面処理工程Ｓ１０）。
こうして、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すようなホイールを得た。
得られたホイールは、スポーク部の幅は７．４ｍｍで、平均高さは２４．８ｍｍであった。また、重量は７．９ｋｇであった。なお、従来の６１５１を用いたホイールが９．８ｋｇであるので、約２０％の重量が軽減されている。

（実施例２）
７２０４を準備した。７２０４に示される成分を表３に示す。

（表３）

７４７５アルミニウム合金からなる円柱状の鋳造ビレットの代わりに、同サイズの７２０４アルミニウム合金からなる円柱状の鋳造ビレットを用いたこと以外は実施例１と同様にして、同形状のホイールを得た。

（実施例３）
焼入れ工程において、温水による焼き入れの代わりに、室温に保持しながら強い気流を全体に与える強制的空冷による焼き入れをしたこと以外は、実施例２と同様にして施し、ホイールを得た。

（実施例４）
７２０４を７００〜７５０℃で溶融し溶融原料とし、連続鋳造法により鋳造型に流し込んだ。そして、温度が３００℃になるまで自然冷却し、図１６に示す要領で、第４加工体を得た（第１鋳造工程Ｓ１２ａ、図１６の（ａ）〜（ｅ）参照）。
その後のスピニング工程、溶体化工程、焼入れ工程、常温時効工程、第１時効工程、第２時効工程、第１機械加工工程及び表面処理工程は、実施例１と同様にして施し、ホイールを得た。なお、焼入れ工程においては、５０〜６０℃の温水による焼き入れを行っている。

（実施例５）
焼入れ工程において、温水による焼き入れの代わりに、室温に保持しながら強い気流を全体に与える強制的空冷による焼き入れをしたこと以外は、実施例４と同様にして施し、ホイールを得た。

（比較例１）
７４７５からなる円柱状の鋳造ビレットの代わりに、同サイズの２０１４からなる円柱状の鋳造ビレットを用いたこと以外は実施例１と同様にして、同形状のホイールを得た。

（比較例２）
７４７５からなる円柱状の鋳造ビレットの代わりに、同サイズの６１５１からなる円柱状の鋳造ビレットを用い、溶体化処理の条件を温度５４０℃で４時間とし、水に浸漬する焼き入れを３〜４分とし、時効処理の条件を温度１８０℃で８時間としたこと以外は実施例１と同様にして、ホイールを得た。なお、６１５１は強度、耐食性に優れているので時効処理は１回としている。
得られたホイールのスポーク部の幅は７．６ｍｍで、平均高さは２６．５ｍｍで、ウエル部の厚さは３．０ｍｍであった。また、重量は９．８ｋｇであった。

（比較例３）
ＡＣ４Ｃ（６０００系）を用い、鋳造によりホイールを成形し、溶体化処理の条件を温度５４０℃で４時間とし、水に浸漬する焼き入れを３〜４分とし、時効処理の条件を温度１８０℃で８時間としたこと以外は、実施例２と同様にして、ホイールを得た。なお、ＡＣ４ＣはＪＩＳ規格であり、国際合金記号はＩＳＯ：ＡｌＳｉ７Ｍｇである。
得られたホイールのスポーク部の幅は９ｍｍで、平均高さは２８ｍｍで、ウエル部の厚さは３．８ｍｍであった。また、重量は８．９６ｋｇであった。

実施例１〜５及び比較例１〜３で得られたホイールの一覧を表４に示す。
（表４）

（評価１）
実施例１〜３及び比較例１〜３で得られたホイールのスポーク部、ウエル部、内フランジ部、外フランジ部、ハブ部に対して、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準じて引張強さ、耐力、伸び、シャルピー衝撃値を測定した。なお、内フランジ部は、内リム部の端部に相当し、外フランジ部は、外リム部の端部に相当する。
得られた値を表５に示す。なお、表５中「−」は測定していないことを意味する。

（表５）

表５に示すように、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準じた強度試験においては、実施例１の７４７５を用いたホイールが最も優れていることが判明した。特に、実施例３の空冷を施したホイールは、歪みが残留しやすいスポーク部であっても高い数値を示した。
この結果から、７０００系においては、塑性変形を超える微細結晶粒超塑性現象が生じていると考えられる。

また、実施例１のホイールの強度と、一般に用いられる比較例２の６１５１を用いたホイールの強度とを対比すると、実施例１のホイールは、比較例２のホイールの１．５倍の強度を有しており、０．２％耐力も又同様の倍率を示している。このため、従来のホイール（比較例２）の代わりに、本発明のホイール（実施例１）を用いる場合、最大３４％は軽量化が可能となる。
なお、実施例４及び５で得られたホイールについても同様の評価を行ったところ、比較例３の鋳造で得られたＡＣ４Ｃホイールと略同等な結果であった。

上記伸び及びシャルピー値は、金属組織を更に微細化することにより、向上するものと考えられる。金属組織の微細化の方法としては、低圧鋳造を行うこと、鋳造後の冷却効果を早めることと、Ｚｒ成分の添加量を増やし焼き入れ性を向上させることで強制空冷の効果を高めること、成分元素としてはＴｉ、Ｂを添加剤として用いること等が挙げられる。

（評価２）
実施例１及び２で得られたホイールに対して、ＪＩＳ−Ｈ８７１１に準じて、応力腐食割れ（Ｃリング）試験を行った。
促進液として、純水１Ｌに対して、酸化クロム（無水クロム酸）３６ｇ、二酸化カリウム（重クロム酸カリウム）３０ｇ、塩化ナトリウム３ｇを混合した溶液を用いた。応力腐食割れ（Ｃリング）試験においては、連続浸漬法と交互浸漬法を採用した。
その結果、実施例１のホイールについては、９００時間経過しても異常が認められなかった。また、実施例２のホイールについては、４２日経過しても異常が認められなかった。

（評価３）
実施例１で得られたホイールに対して、ＪＩＳ−Ｄ４１０３（ＥＣＥ１２４に充当）に準じて回転曲げ疲労試験を行った。軽車両用であるため曲げモーメントは、１１７０Ｎ・ｍとした。なお、乗用車に於ける最大負荷としてＶＩＡ６９０ＫＧ条件での規定値が１０万回である。
その結果、実施例１のホイールは、規定値の９０倍に当たる９０４万回を達成した。また、亀裂等の欠陥は生じていない。

また、実施例４及び５で得られたホイールに対して、ＪＩＳ−Ｄ４１０３（ＥＣＥ１２４に充当）に準じて回転曲げ疲労試験を行った。軽車両用であるため曲げモーメントは、１１７０Ｎ・ｍとした。
その結果、実施例４及び５のホイールは、１００万回を達成した。また、亀裂等の欠陥は生じていない。

（評価４）
実施例４及び５で得られたホイールを用い、焼入れ工程（水冷又は空冷）の際の焼き入れ時間とブリネル硬度（ＨＢ）の関係を調査した。水冷は５０〜６０℃の温水を使用した。
得られた値を表６に示す。

（表６）

表６に示す結果より、溶体化工程における焼入れを空冷で行うと、焼入れ直後に歪みが残らないというメリットがあり、水冷で行うと、ブリネル硬度がより安定するというメリットがあることがわかった。

（評価５）
実施例３のホイールにおいて、リム部、内フランジ部、スポーク部、外フランジ部、ハブ部等から採取した１４箇所の材料強度試験結果の最大値、最小値及び平均値を表７に示す。

（表７）

表７の結果より、シャルピー値は平均値で３６．５Ｊ／ｃｍ^２とかなり高い数値を示していた。

（評価６）
実施例３及び比較例２で得られた（熱処理工程後の）ホイールについて、高さ測定と、面振れ測定とを行った。
図２１の（ａ）は、実施例の評価６における高さ測定の方法を示す概略図であり、（ｂ）は、高さ測定の測定位置を示す概略図であり、（ｃ）は、実施例の評価６における面振れ測定方法を示す概略図である。
また、同様にして、鍛造工程後、スピニング工程後、焼入れ工程後の加工体、ホイール前駆体についても測定した。

１．図２１の（ａ）に示すように、高さ測定においては、外リム９の外フランジ面と、センターカバー取り付け面との距離Ｈ３を測定した。なお、測定箇所は、図２１の（ｂ）に示す５箇所とした。
２．図２１の（ｃ）に示すように、面振れ測定においては、ホイールを垂直回転軸６０に装着し、回転させたときの外フランジ面の振れをダイヤルゲージ６１にて測定した。
得られた結果を表８及び表９に示す。

（表８）

（表９）

表８及び表９の結果より、実施例３のホイールは、比較例２のホイールに比べて、面振れが平均値で約１／３程度に抑えられることが確認できた。

本発明のホイールは、車両用、航空機用車、現在実用化のため開発が行われているリニアモータを用いた鉄道用車両等の用途に好適に用いられる。特に、車両用に用いると、バネ下重量を軽減することにより、車両を軽量化することができる。このため、ガソリン等による環境負荷を低減できる。
また、車両等に用いた場合、走行時にホイールのリム或いはディスク部に衝撃が発生しても、破損することが防止され、たとえ、亀裂が生じたとしても、耐力及び伸びが大きいので亀裂が一気に大きくならない。なお、亀裂が生じた場合、タイヤ空気圧が徐々に減少するので、操縦者が異常に気付き、大きな事故につながらない等、安全性の高いホイールを提供できる。

１・・・処理鋳造ビレット（鋳造ビレット）
２，２１，２２，４１，５１・・・上金型
３，２３，３１，４３，５３・・・下金型
４，１４・・・第１加工体
４ａ・・・ディスク部前駆体
４ｂ・・・第１リム予備部材（リム予備部材）
６・・・第３加工体
６ｂ・・・第３リム予備部材（リム予備部材）
６ｃ・・・鍛造しろ
７・・・第４加工体
７ｂ・・・第４リム予備部材（リム予備部材）
８・・・第５ホイール前駆体（ホイール前駆体）
９・・・外リム部
１０・・・スポーク部
１１・・・ハブ部
１２・・・内リム部
１２ａ・・・ウエル部
１３・・・端部
１４ｂ・・・円筒部
１５・・・スピニング受け金型
１６・・・スピニング押し金型
１７・・・ローラー
２０・・・ディスク部
２３ａ・・・ノックアウト部
３０・・・リム部
４２，５２・・・横型
５３・・・第２ホイール前駆体（ホイール前駆体）
５３ｂ・・・第２リム予備部材（リム予備部材）
５４・・・第１ホイール前駆体
５５・・・第３ホイール前駆体（ホイール前駆体）
５６・・・第４ホイール前駆体（ホイール前駆体）
６０・・・垂直回転軸
６１・・・ダイヤルゲージ
１００・・・ホイール
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３・・・高さ
Ｍ１・・・溶体化処理
Ｍ２・・・焼入れ処理
Ｍ３・・・第１過時効処理
Ｍ４・・・第２過時効処理
Ｍ５・・・空冷
Ｓ１・・・ホモ処理工程
Ｓ２ａ・・・第１鍛造工程
Ｓ２ｂ・・・第２鍛造工程
Ｓ３・・・スピニング工程
Ｓ４・・・溶体化工程
Ｓ５・・・焼入れ工程
Ｓ６・・・常温時効工程
Ｓ７・・・第１時効工程
Ｓ８・・・第２時効工程
Ｓ９ａ・・・第１機械加工工程
Ｓ９ｂ・・・第２機械加工工程
Ｓ９ｃ・・・第３機械加工工程
Ｓ９ｄ・・・第４機械加工工程
Ｓ１０・・・表面処理工程
Ｓ１１・・・歪み取り工程
Ｓ１２ａ・・・第１鋳造工程
Ｓ１２ｂ・・・第２鋳造工程

本発明は、（１）ディスク部と、該ディスク部の周縁に（一体連続又は組立てで）設けられた外リム部及び内リム部からなるリム部と、を有する国際合金記号７４７５アルミニウム合金からなるホイールであって、鍛造により成形され、Ｃｕ含有率が１．２〜１．９ｗｔ％であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが４５０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が４００ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値が１８．０Ｊ／ｃｍ ^２ 以上であるホイールに存する。

本発明は、（２）国際合金記号７４７５アルミニウム合金に対して、金属元素の含有率を加減し、ホイールのデザイン及び機能に対処するようにした上記（１）記載のホイールに存する。

本発明は、（３）内リム部のうちのウエル部の厚みが２．８ｍｍ以下であり、ＪＩＳ−Ｄ４１０３に準拠する回転曲げ疲労試験におけるＶＩＡ（日本車輌検査協会）が規定する荷重記号６９０ＫＧ条件で１００万回転以上を達成する上記（１）又は（２）に記載のホイールに存する。

本発明は、（４）上記（１）に記載のホイールの製造方法であって、鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、第１リム予備部材が形成された第１加工体とする第１鍛造工程と、該第１加工体の第１リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第１ホイール前駆体とするスピニング工程と、該第１ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、該熱処理工程を施した第１ホイール前駆体を機械加工し、ディスク部及びリム部を形成する第１機械加工工程と、を備えるホイールの製造方法に存する。

本発明は、（５）上記（１）に記載のホイールの製造方法であって、鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、（底部に模様付き又は模様無しから成る）有底円筒状の第１加工体とする第１鍛造工程と、該第１加工体の円筒部を温間スピニングにより加圧延展し、第２ホイール前駆体とするスピニング工程と、該第２ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、該熱処理工程を施した第２ホイール前駆体を機械加工し、削り出しによりディスク部、内リム部及び外リム部を形成する第２機械加工工程と、を備えるホイールの製造方法に存する。

本発明は、（６）上記（１）に記載のホイールの製造方法であって、鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、鍛造しろを有する模様付きディスク部と外リム部と第３リム予備部材とが形成された第３加工体とする第２鍛造工程と、該第３加工体の鍛造歪みを除去する歪み取り工程と、該歪み取り工程を施した第３加工体の第３リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第３ホイール前駆体とするスピニング工程と、該第３ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、該熱処理工程を施した第３ホイール前駆体を機械加工し、鍛造しろを除去する第３機械加工工程と、を備えるホイールの製造方法に存する。

本発明は、（７）熱処理工程が、４９０℃以下にて溶体化処理する溶体化工程と、焼き入れを行う焼入れ工程と、常温で時効処理する常温時効工程と、１００〜１２５℃で過時効処理する第１時効工程と、該第１時効工程における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する第２時効工程と、からなる上記（４）〜（６）のいずれか１つに記載のホイールの製造方法に存する。

本発明は、（８）機械加工工程の後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程を更に備える上記（４）〜（６）のいずれか１つに記載のホイールの製造方法に存する。

本発明は、（９）表面処理工程が、ショットブラスト、サンドブラスト又はバレル研磨である上記（８）記載のホイールの製造方法に存する。

Claims (15)

1. ディスク部と、該ディスク部の周縁に設けられた外リム部及び内リム部からなるリム部と、を有するホイールであって、
   国際合金記号７０００系アルミニウム合金からなるホイール。
2. 国際合金記号７４７５アルミニウム合金からなるホイールであって、
   鍛造により成形され、
   Ｃｕ含有率が１．２〜１．９ｗｔ％であり、
   ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが４５０ＭＰａ以上であり、
   ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が４００ＭＰａ以上であり、
   ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値が１８．０Ｊ／ｃｍ^２以上である請求項１記載のホイール。
3. 国際合金記号７２０４アルミニウム合金からなるホイールであって、
   鍛造により成形され、
   Ｃｕ含有率が０．２ｗｔ％以下であり、
   ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが３００ＭＰａ以上であり、
   ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が２１０ＭＰａ以上であり、
   ＪＩＳ−Ｚ２２４２に準拠するシャルピー衝撃値が１４．３Ｊ／ｃｍ^２以上である請求項１記載のホイール。
4. 国際合金記号７２０４アルミニウム合金からなるホイールであって、
   鋳造により成形され、
   Ｃｕ含有率が０．０５〜０．２ｗｔ％であり、
   ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する引張強さが２３０ＭＰａ以上であり、
   ＪＩＳ−Ｚ２２４１に準拠する０．２％耐力が１９０ＭＰａ以上である請求項１記載のホイール。
5. 請求項２記載のホイールにおける国際合金記号７４７５アルミニウム合金、請求項３記載のホイールにおける国際合金記号７２０４アルミニウム合金、又は、請求項４記載のホイールにおける国際合金記号７２０４アルミニウム合金、に対して、金属元素の含有率を加減し、
   ホイールのデザイン及び機能に対処するようにしたホイール。
6. 前記内リム部のうちのウエル部の厚みが２．８ｍｍ以下であり、
   ＪＩＳ−Ｄ４１０３に準拠する回転曲げ疲労試験におけるＶＩＡ（日本車輌検査協会）が規定する荷重記号６９０ＫＧ条件で１００万回転以上を達成する請求項１〜５のいずれか１項に記載のホイール。
7. 請求項２又は３に記載のホイールの製造方法であって、
   鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、
   該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、第１リム予備部材が形成された第１加工体とする第１鍛造工程と、
   該第１加工体の第１リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第１ホイール前駆体とするスピニング工程と、
   該第１ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、
   該熱処理工程を施した第１ホイール前駆体を機械加工し、ディスク部及びリム部を形成する第１機械加工工程と、
   を備えるホイールの製造方法。
8. 請求項２又は３に記載のホイールの製造方法であって、
   鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、
   該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、有底円筒状の第１加工体とする第１鍛造工程と、
   該第１加工体の円筒部を温間スピニングにより加圧延展し、第２ホイール前駆体とするスピニング工程と、
   該第２ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、
   該熱処理工程を施した第２ホイール前駆体を機械加工し、削り出しによりディスク部、内リム部及び外リム部を形成する第２機械加工工程と、
   を備えるホイールの製造方法。
9. 請求項２又は３に記載のホイールの製造方法であって、
   鋳造ビレットを４５０〜５００℃で加熱し、金属組織を安定化させるホモ処理工程と、
   該ホモ処理工程を施した鋳造ビレットを鍛造により成形し、鍛造しろを有する模様付きディスク部と外リム部と第３リム予備部材とが形成された第３加工体とする第２鍛造工程と、
   該第３加工体の鍛造歪みを除去する歪み取り工程と、
   該歪み取り工程を施した第３加工体の第３リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第３ホイール前駆体とするスピニング工程と、
   該第３ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、
   該熱処理工程を施した第３ホイール前駆体を機械加工し、鍛造しろを除去する第３機械加工工程と、
   を備えるホイールの製造方法。
10. 請求項４記載のホイールの製造方法であって、
    溶融したアルミニウム合金を所定の型枠に流し込んで鋳造成形し、ディスク部と外リム部と第４リム予備部材とが形成された第４加工体とする第１鋳造工程と、
    該第４加工体の第４リム予備部材を温間スピニングにより加圧延展し、内リム部が形成された第４ホイール前駆体とするスピニング工程と、
    該第４ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、
    該熱処理工程を施した第４ホイール前駆体に機械加工を行う第４機械加工工程と、
    を備えるホイールの製造方法。
11. 請求項４記載のホイールの製造方法であって、
    溶融したアルミニウム合金を所定の型枠に流し込んで鋳造成形し、ディスク部とリム部とが形成された第５ホイール前駆体とする第２鋳造工程と、
    該第５ホイール前駆体を、熱処理する熱処理工程と、
    該熱処理工程を施した第５ホイール前駆体に機械加工を行う第４機械加工工程と、
    を備えるホイールの製造方法。
12. 前記第２鋳造工程後、前記第５ホイール前駆体のリム部を温間スピニングにより更に加圧延展するスピニング工程を行う請求項１１記載のホイールの製造方法。
13. 前記熱処理工程が、
    ４９０℃以下にて溶体化処理する溶体化工程と、
    焼き入れを行う焼入れ工程と、
    常温で時効処理する常温時効工程と、
    １００〜１２５℃で過時効処理する第１時効工程と、
    該第１時効工程における過時効処理の温度よりも１０℃以上高い温度で再度過時効処理する第２時効工程と、
    からなる請求項７〜１２のいずれか１項に記載のホイールの製造方法。
14. 前記機械加工工程の後、表面全体の切欠き状の段差を除去すると共に、角部にはＲ面取を行う表面処理工程を更に備える請求項７〜１１のいずれか１項に記載のホイールの製造方法。
15. 前記表面処理工程が、ショットブラスト、サンドブラスト又はバレル研磨である請求項１４記載のホイールの製造方法。

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