JPS5967101A - デイスクホイ−ル - 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】 この発明は各種車両のタイヤを保持づるためのディスク
ホイールに関するものである。

一般にディスクホイールは第１図に示すようにタイＶ１
が嵌め込まれるリム部２と、そσ〕内側のディスク部３
とを溶接等により接合づるかまＩご（よ一体成形した構
成とされており、前記ディスク部３は車体のハブ４に取
付【プられでいる！−ブ取付部５と、その外側に略放射
線状に延出するスポーク部６とに区分され、また前記ハ
ブ取付部５には、ハブポル１〜７が挿通される祷ヲ、（
のハブボルト孔８が形成されている。このようなディス
クホ（−ルの使用面においては、ハブポル［・孔１３の
開口６ｇ１周縁部、す４Ｔわちナツト座面９がハプボ；
し１−７Ｌこ締付けられたナラｌ−′Ｉ　Ｏから繰返し
応力や摩擦を受【）るから、ディスク部材料の強度や耐
摩耗性が低い場合ｔこはハブボルト孔８の周縁部にへた
りｖ）Ｉ？耗が生じるＪ３それがある。このＪ：うむへ
たりや摩耗が進行覆れば、ナツトに緩みが牛して重大な
危険を招くおそれがある。

ところで最近では中休季節の軽減等を目的としてディス
クホイールにマグネシウム合金やアルミニウム合金等の
軽合金材料を使用することが多くなっている。しかるに
この種の軽合金（４料は、従来からディスクホイールに
多用されていた鋼材料と比較して強度や耐摩耗性が低い
から、マグネシウム合金やアルミニウム合金をディスク
部に使用して場合には前述のようなハブボルト孔周縁部
のへたりや摩耗が極めて生じ易い。

上述のような問題を解決する手段としては、第２図に示
１ようにハブポル］・孔８の部分を紹製筒状体（インサ
ーｈ　）　１１で作り、マグネシウム合金もしくはアル
ミニウム合金でディスクホイールを鋳造する際に！１ｉ
１製インリート１１を鋳くるむ方法や加工後に鋼製イン
サート１１を圧入する方法が知られている。しかしかな
がらこの方法の場合には鋼製インサートとぞの周囲のマ
グネシウム合金もしくはアルミニウム合金との電位差に
よってその境界部で電食が生じ易く、特にマグネシウム
合金の場合にはその傾向が顕著となる問題がありまた鋼
製インサートどぞの周囲との結合強度が低い問題もあっ
た。またハブポルＩ−ナツト座面との間に鋼製の平型ワ
ッシャーを介挿させる手段も採用されているが、この場
合にも１４製平型ワツシ１７−とマグネシウム合金等の
軽合金材料からなるボルト孔周縁部との接触面で電食が
生じ易く、またナツトの緩みが生じ易い問題がある。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、ディス
ク部をマグネシウム合金等の軽合金材料で構成したディ
スクホイールにおいて、従来の鋼製インサートや平型ワ
ッシャーを使用することなくハブポル１ル孔周縁部のへ
たりや摩耗を防出することを目的とするものである。

すなわちこの発明のディスクホイールは、軽合金材料か
らなるディスク部を備えたディスクホイールにおいて、
ディスク部のハブボルト孔周囲−こ繊維を埋込／νで、
そのハブボルト孔周囲を軽合金／ｍ雑複合材で構成でる
ことによりハブポル１ル孔周囲を強化し、その部分の摩
耗やへｌこりを防止するようにしたことを基本的な特徴
とするものである。

以下この発明のディスクホイールについてさらに具体的
に説明する。

この発明のディスクホイールは、前述のように要は軽合
金材料製のディスク部におけるハブボルト孔周囲にＩｖ
ｉ雑が埋込まれてその部分が軽合金／械雛複合材となっ
ていれば良いから、例えば第３図に示１ように各ハブボ
ルト孔８のそれぞれの周囲に個別に繊維１２を埋込んで
も良く、あるいはディスク部３におけるハブ取付部５の
全体にＩＦ＜　１Ｒｆ１２を埋込んでも良い。なおこの
発明を適用するディスクホイールは、第４図に示すよう
にハブボルト７に締付けられるナツト１０としてテーパ
ーナツトを使用する形式のもの、丈なりらハブボルト孔
８の開口端にナツト座面としてテーパー面１３が形成さ
れたもの、およびテーパー面が形成されていないものの
いずれにも適用可能である。

前記ｖＡ維としては、ホイスカまたは短繊帷が好適であ
るが、長Ｉ８Ｎも使用可能である。ここでボイス力もし
くは短ｍ帷としては、アルミナ〈△Ｑ２０３）短１［、
炭化ケイ素（ＳｉＣ）ボイス力、アルミナ−シリカ（八
ｌ！２０３−３ｉｎ２）気豆繊帷、窒化ケイ素（Ｓｉ３
Ｎ４）ボイス力、チタン酸カリ（Ｋ２　Ｔｉ６０＋ｑ　
）ホイスカ等を使用することが望ましく、これらのうち
でも特にアルミナ短繊維やＳｉＣホイスカがハブボルト
孔周囲のへたりや摩耗の防止に最も有効である。また長
繊維として（ま、アルミナ繊維や炭素繊維、Ｓｉ　Ｃ繊
維等を使用づることが望ましい。

ハブポル１ル孔周囲における繊維は、ナツトが当接する
面に対し鉛直もしくはｔ４１直に近い角度となるように
配向させることがへたり防止および摩耗防止に最も有効
である。′！ｌなわち、テーパーナノ１〜を使用する場
合にはハブポル１−のテーパー面に対し鉛直に配向させ
ることが最も有効であるが、このほかハブボルト孔の＠
線方向と平行に配向させた場合、またディスク部の板面
と平行に配向させた場合のいずれにおいてもテーパー面
に対し大きな角度をもつことになるため、相当稈度のへ
たりおよび摩耗防止効果が期待Ｃきる。一方テーバーナ
ッ１−を使用しない場合、づなわちテーパー面が形成さ
れていない場合にはナツトはハブボルト孔に対し直角な
面で当接づることになるから、繊維はハブボルト孔と平
行に配向さぜることがＰｔら有効である。

ハブボルト孔周囲（ごおける軽合金／′繊紺複合材中の
ｔＩＩｉ雑密度は、Ｉｌｉ維が体積比で３〜１０％程度
を占めるように定めることが望ましい。１ｍ　ｉｆｆが
３９６未満未満へたり、摩耗を防１１する効果が充分に
１９られず、逆に７０％を越えればｔｏ　２１ｔの成形
が■かしりる【るとともに、軽合金との複合が極めて困
難どなる。

以上のようにハブホルミル孔の周囲にｇＲＨを埋込んで
その部分を軽合金／繊Ｎ複合材とケることによって、ハ
ブポル１一孔周囲部分は軽合金＋Ａ　！ｌのみを使用し
た場合と比較して格段に強化され、耐摩耗性、耐クリー
プ強度が格段に向−ヒＪる。したがってディスクホイー
ル使用時にｄ５いＣハブボルトに締イ」けられたナツト
からの繰返し応力によってハブポル１〜孔間口喘部すな
わちナラ１〜座面にへたりが乗じたり、摩耗したりづる
ことを有効に防止できる。

また特に各ハブボルト孔周囲のみならず、ハブ取付部全
体に供線を埋込／ｖで、ハブ取付部全体を軽合金／ｆｉ
ｉ帷複合材Ｃ格成した場合には、繊維とし−Ｃアルミナ
繊維やＳｉＣホイスカの如く非金属繊維を用いればその
ハブ取付部の接触電気抵抗が大きくなり、ぞの結果ハブ
とハブ取付部との接触面における電食の発生もある稈度
抑制することもできる。すなわちハブは通常は荊によっ
て作られているから、ディスク部として軽合金キイｌＮ
＋特にマグネシウｌ＼合金を用いた場合にはハブとハブ
取付部との接触面で電食が生じ易いが、前述のようにハ
ブ取付部の接触電気抵抗を大きくすることによって電食
を！！減り°ることが可能どなる。なおまた、ハブボル
トに締付けられるナツトも通常は…製のものが用いられ
ているから、ディスク部に特にマグネシウム合金を用い
た場合にはブッｉ・との接触面でも電食が生じ易くなる
が、この場合にも前記同様にハブボルト孔周囲部分のれ
（Ｎ埋込みにょンてその部分の接触電気抵抗が大ぎくな
るため、ナラ１−との接触面における電食を軽減づるこ
とができる。

次に上述のようなディスクホイールを製造する方法につ
いて説明する。

この発明のディスクホイールを製造覆るにあたっては、
先ず例えば第５図に示すようにハブポル１一孔の周囲を
取囲む中空円筒状のｌｌ’２　Ｉｆｔ成形体１３△を用
ＲｒＪる。あるいは第６図に示すようにハブ取ｆ；１部
の全体形状にＲ・ｌ応したＸｌｅ軒を成形体（ｆｆｊ　
Ｌ、、ハブポル用・孔１．１７Ｊ応・Ｊる中空部を形成
したもの）１３△を用意する。でしくとのＪ、）’、ｒ
　４％雑成形体１３△もしくはＩ　：３１１を第７図ま
た（ｊ第８１個）、口承？ｌ’　Ｊ：うに高圧ｔ７ｉ造
用１．在型１／ｌ内の所定位置、すなわ１−５ハブボル
ト孔形成用のピン１５０周囲、またはハブ取（；１部Ｃ
，１対応する位置に配置し、その状態でｔ１型内にマグ
ネシウム合金溶湯等の軽合金溶湯を注湯し、かつその溶
湯に加圧プランジν１６により５００〜１５００ｋＯ／
ｃイ稈度の高圧を加えて所謂高圧鋳造を行うことによっ
て、軽合金溶湯を前記ｔＡ雑成形体１３△、１３Ｂの各
１１間の空隙に密に充填させ、ぞの加圧を軒合金？？？
洞の凝固まで保持した後、鋳をから取外し、適宜熱処理
や加工を行えば良い。゛ また前述のような高圧鋳造法の代りに、型を高速で回転
させて遠心力により軽合金溶湯を繊維間の空隙に充填さ
せる所謂遠心鋳造法や、イの他の加圧ｖｊ造法を適用し
ても良い。

なお前述のような繊維成形体を製造するに当っては、織
紺の配向方向が前述のようにハブポル１〜孔開口端付近
の摩耗−丸）へたりを防止づるに有効な方向どなるよう
に配慮することが望ましい。例えばデーパ−ナツトを使
用づ゛るべくテーパー面を有するハブポル１〜孔を形成
するに際し・て、そのデーパ−面に垂直な方向に配向し
た８何を成形体を貸るた的には次のように成形ｇれば良
い。すなわち第９図＜Ａ）を口承りように軸線方向に対
し直角な面方向に２次元ランダムに配向されたｌｆｉ状
ｑ）中位成形体１７を積重ねて筒状体１８を形成し、イ
の一方の開口端を第９図（Ｂ）に示−リようにデーバー
面を有するボンデ１９．にて加圧して拡大さければ、第
９図（Ｃ）に示すようにテーパー面２０に対し直角な方
向に繊維を配向させることができる。

さらに、繊維として特にλｔｌ　１１ＩｉＨ７ｔもしく
はホイノ力を使用する場合には、前述の如く繊維を予め
成形し′Ｃおく代りに、その短ｍ　１ｉｆｔもしくはボ
・（スカを、鋳型内におけるハブポル１〜孔形成用のビ
ンの表面やその近傍の鋳型内面に塗布または吹付けてお
き、ぞの状態で前述のような高圧ｖＪ造や遠心鋳造、そ
の他の加圧鋳造を適用しでも、この発明のディスクホイ
ールを１ｑることができる。

以下にこの発明の実施例を記す。

実施例′１ 直径０．５戸、長さ１５０戸のＳｉＣホ、イス力を体積
１２０％で外径４Ｑｍｍ、内径１４ｍｍ、長さ３Ｑｎ１
ｍの中空円筒状に成形し、これを第７図に示される高圧
鋳造用鋳型１４のハブポル１〜孔形成用の詩抜きビン１
５にセラ＋−Ｌ、た。続いて７４０℃のＪＩＳ△Ｃ／Ｉ
Ｃのアルミニウム合金溶湯をＲ型内に注湧し、プランジ
ｒ１（３にＪ：ッて加圧力１０００ｋＯ／ｃｔにて加圧
して、凝固まで保持し・た。冑ら４１ｔ＝デイスクホイ
ール素材をＴ６熱処理後、研削加工して５．５Ｊ　Ｘ　
ｉ４インヂの最終製品とし・た。なおハブボルト孔はテ
ーパーナツトを使用し得る形状に加■した。

上述のようにして得られたディスクホイールを用いてド
ラム耐久試験および実車にての８の字旋回試験を行った
ところ、ハブポル１〜ナツ１〜の緩みや座面の摩耗、へ
たりも少なく、良好な耐久性を示づことが確認された。

またハブボルト孔にｍｎのインサートを用いた従来の同
形状、同量法のアルミニウム合金製ディスクホイールと
比較して１００ｇの軽量化が達成され、また鋼製イン→
ノートを用いた場合の如き電食もなく、かつまた鋼製イ
ンサートを用いた場合と比較してはるかに大きな耐ボル
ト抜は強度を示づことが確認された。さらに、鋼製イン
サー１〜を用いた場合と比較してインサートの加工が省
略できたためコメ１−ダウンが可能となった。

実施例２ 直径３．２声の＾ｌ！２０３短ｌ１ｌｉ雑を体積率１０
％で外径１５０ｍｍ、内径５Ｑｍｍ、厚さ３Ｑｍｍの円
盤形状に成形するとともに、ハブボルト孔に対応する位
置に内径ｉ４ｍｎ＋の貫通孔を４（ｌｌｉｌ形成した。

その繊維成形体を第８図に示すように高圧鋳造用鋳型１
４のハブ取付１〕部対応部分にセットシ、続いて６９０
℃のマグネシウム合金ＬＪＴＳＭＣ７）のＦＲ潟を鋳型
内に注湯し、プランジャ１６によって加圧ノＪ　１５０
０　ｋｇ、’ｃｆで加圧し、マグネジウｌ）合金が完全
に凝固づるまで保持した。冑らねたディスクホイール素
材にＴ６熱処理を施した後、５．５Ｊ×１４インヂのデ
ィスクホイール形状にｈ１エし、またハブボルト孔はテ
ーパーナツトを使用し得る形状とした。

−１−述のよ〕にして得られたディスクホイールを用い
Ｃ１！ラノ、耐久試験および実車にての８の字旋回試鹸
を行）だどころ、ハブボルトリツ［・の緩みｐ座面の摩
耗、へたりも少なく、良好な耐久性を承りことが俤認さ
れた。またハブポルｉ・孔に鋼製のイン法−トを詩ぐる
んだ従来の同形状、同寸法のマグンシウム合金τツディ
スクホイールと比較して１５０りの軽量化が達成され、
また鋼製イン１ノートを詩ぐるｌυだ場合の如き電食の
発生もなく、さらに構製−ｒンナートを鋳ぐるんだ場合
と比較してはるかに大きな耐ポルｉ・抜（プ強度を示す
ことが′ｆｆ！認された。また、この試験にお壓）では
鋼製ナツト、鋼製ハブが使用されていたが、ナラ１へと
ハブボルト孔開口端との間、およびハブとディスクホイ
ールのハブ接触面との間の前頁も従来より低減されるこ
とが確認された。

実施例３ 直径１０−１５１周のＳｉＣ連続ｉｌｌ柑（商品名：二
カロン）を体積率６５％交差角±４５°で外径４０ｍｍ
、内径１ｚ１ｍｍの形状にフィラメン１〜ワインディン
グして成形した。得られた繊維成形体を実施例１と全く
同様にして高圧鋳造によって、Ｊ　Ｉ　Ｓ　　△Ｃ４Ｇ
のアルミニウム合金と複合し、ディスクホイール（５，
５ＪＸ１４イ〕ノブ）を製５１〜した。このホイールを
用いてドラム耐久試験及び実用にての８の字旋回試艙を
打つｌ＝どころ、ハブボルトの緩みや座面の摩耗、へた
りも１■と／υどなく、良りＹな耐久性を示づことが琶
ｆｘされた。、またハブポル（一孔に銅製インサー１−
を用いた従来の同形状、同寸法のアルミニウム合金すＪ
ホイールに比べて１００００軒昂化が達成され、また常
食もなくかつ大きな耐ポル１へ抜は強度を示すことが確
認された。

以上の説明で明らかなようにこの発明のディスクホイー
ルにおいＣは、ハブボルト孔周縁部が繊維によって強化
されるため、ハブボルト（Ｊ締付けられるナラ１〜によ
る摩耗やへたりの発生が有効に防止される効果が得られ
、またてれに伴って従来の軽合金製ディスクホイールに
おい−Ｃ使用していた鋼製インサートや鋼製平型ワッシ
ャーを使用覆る必要がなくなるため、それらと基材との
間で電食が生じるおそれがなく、また鋼製イン！ノー１
−を用いた場合の如く鋼製インサートと媒材との結合強
度不足のためにボルト抜【プ事故が生じたり、あるいは
平型ワッシャーを用いた場合の如きプツトの緩み等も生
じない等、各種の効果が得られる。

さらに、ハブポル１ル孔周囲に繊維を埋込むことによっ
てその部分の電気抵抗が大きくなるため、従来特にマグ
ネシウム合金を使用した場合に問題とされていたｖＡ製
ナツトと基材との１食も軽減され、また特にハブ取付は
郡全体に４Ｈ１ｔを埋込んだ場合にはハブ取付は郡全体
の電気抵抗が大きくなって、鋼製ハブとの接触面におけ
る電食も軽減される効果が得られるっ

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はぞれぞれ従来のディスクホイール
の一例を示す縦断側面図、第３図（まこの発明のディス
クホイールの一例を示す縦断側面図、第４図はこの発明
のディスクホイールにおけろハブボルト附近の一例を示
す拡大机断面図、第５図おＪび第６図はそれぞれこの発
明のディスクホイールの製造に使用されるＮ　’ｒ！Ｉ
成形体の一例を示づ斜視図、第７図および第８図はそれ
ぞれこの発明の製造方法の一例を説明す２）たＶ）の詩
聖の縦断面図、第９図（Ａ）〜（Ｃ）はこの発明のディ
スクホイールに使用される繊維成形体の製造過稈の一例
を段階的に示す略解的な断面図である。 ３・・・ディスク部、　５・・・ハブ取ｔ１部、　８・
・・ハブボルト孔、　１２・・・Ｉｌ紺、　１３△、１
３Ｂ・・・繊維成形体。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図　　　　第６図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）軽合金材料からなるディスク部を備え、かつその
   ディスク部のハブ取付部に複数のハブボルト孔が形成さ
   れているディスクホイールにおい（−１前記ハブ取付部
   の少なくともハブボルト孔周囲に繊維を埋込んで、その
   部分を軽合金／′繊維複合材で構成したことを特徴とす
   るディスクホイール。 く２）前記各ハブボルト孔の周囲にそれぞれ各別にｌＪ
   ｉＭが埋込まれている特許請求の範囲第１項記載のディ
   スクホイール。 （３）前記ハブ取付部の全体に繊維が埋込まれている特
   許請求の範囲第１項記載のディスクホイール。