JPH01262059A - 軽合金接合型ディスクホイールの製造方法 - 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、塑性加工により成形したディスクホイールの
リム部を鋳造によって鋳包んでディスク部と一体化した
軽合金接合型ディスクホイールを製造する方法に関する
。

〔従来の技術〕

近年、アルミニウム合金等の軽合金製ディスクホイール
は、軽量化と共に、意匠性が重要視されている。

しかし、従来のディスクホイールの製造方法としては、
鋳造により１ピースのディスクホイールを製造していた
ため、意匠性には優れていたが、溶湯の湯流れ性の問題
からある程度の肉厚を必要とし、軽量化において満足で
きるものではなかった。

また、別の製造方法としては、ディスクホイールのリム
部とディスク部とを２ピース、３ピース等に分割した接
合型のディスクホイールが市場に多く出回っている。こ
れら接合型ディスクホイールは、ディスクホイールのリ
ム部をロール成形等により成形し、ディスク部を鋳造又
は鍛造等により成形し、それら部品を組み付１ノでボル
ト・ナンドによる機械的接合、又は、溶接等により接合
されるものであるため、１ピースのディスクホイールよ
りも軽量化することができる。

しかし、このような製造方法であっても、各部品を接合
するためには、接合するための重ね合わせ部位を余分に
成形しておかなければならず、その分の重量増加を避け
ることはできない。そして、ボルト・ナンドや溶接によ
り接合すると、その接合手段がディスク部の表面に表れ
意匠性を大きく損なうという問題点を有していた。

また、ディスクホイールのリム部とディスク部とが別々
に成形されるため、各部品を成形するための工数、成形
品の管理を必要とすると共に、保管するためのスペース
を必要とする等の他の問題を生じていた。　以上のこと
から、従来の製造方法では、軽量化が図られると共に、
意匠性に優れたディスクホイールを製造することができ
なかった。

これら従来の技術の問題を解決する方法として、塑性加
工により成形したディスクホイールのリム部を鋳包んで
一体化する軽合金接合型ディスクホイールの製造方法が
考えられている。

ところが、前述した製造方法を行う場合、ディスクホイ
ールのリム部を単に鋳包むだけでは、接合強度が十分で
ない。これに対し、鋳包まれるディスクホイールのリム
部に突片等を付与し、この突片等を鋳包むことにより接
合性の強化を図ることが行われていた。（例えば、特開
昭５５−１９６０７号、特開昭５６−８２６０１号、特
開昭５８−１９６１２９号等がある。） 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記の製造方法により作られるディスク
ホイールの接合強度は、ディスクホイールの半径方向の
力には有効であるが、軸線方向の力に対して十分でない
。

したがって、主として半径方向に力の働く二輪車用のデ
ィスクホイールとしては採用可能であるが、半径方向の
みだけでなく軸線方向にも応力のかかる四輪車用のディ
スクホイールとしては接合強度に問題がある。すなわち
、鋳包み部分は、ディスクホイールのリム部と境界面を
介して接合されているにすぎないため、軸線方向に高い
の応力が働くとディスクホイールのリム部とディスク部
が分離してしまう。

そのため、鋳包み部分の肉厚を厚くしてディスクホイー
ルのリム部との接合強度を高める方法等が考えられるが
、それらの方法では、十分な軽量化が果たせず、意匠性
と両立させることが困難であった。

従って、本発明の目的は、軽量化が図られ、意匠性に優
れ、ディスクホイールのリム部の鋳包み部分の接合強度
が向上した軽合金接合型ディスクホイールの製造方法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明の軽合金接合型ディスクホイールの製造
方法は、ディスクホイールのリム部の鋳包み部分を金型
内で鋳包み後に誘導加熱することにより再溶融し、鋳包
み部分を強固に接合することを特徴とする。

具体的には、本発明の構成は次の通りである。

なお、参考までに第１図における符号を付しである。

本発明は、塑性加工により成形したディスクホイールの
リム部１０を金型１内に納め、金型内のキャビティに充
填された溶湯によりディスク部を成形すると共に、ディ
スクホイールのリム部１゜を鋳包む軽合金接合型ディス
クホイールの製造方法である。仁のディスクホイールの
製造方法においては、ディスクホイールのリム部１ｏの
鋳包み部分１２を金型１内で鋳包み後に誘導加熱するこ
とにより再溶融するものである。

上記本発明の構成において、誘導加熱は、例えば、金型
内のディスクホイールのリム部１ｏの鋳包み部分１２の
近傍に埋め込まれ、トランス、コンデンサ等の低周波ま
たは高周波配電設備が配線されたコイル８．８に、誘導
電流を発生させて、そのジュール熱により行われる。

〔作用〕

上述の本発明の軽合金接合型ディスクホイールの製造方
法によれば、ディスクホイールのリム部１０の鋳包み部
分１２を金型１内で誘導加熱することにより再溶融し、
ディスクホイールのリム部１０とディスク部の材料の融
合により、境界面の無い強固な接合を行うことができる
。

〔実施例〕

次に、第１図ないし第４図に基づき、本発明にかかる軽
合金接合型ディスクホイールの製造方法の実施例を説明
する。

第１図は、本発明の実施例において使用される鋳造装置
を示す縦断面図であり、第２図は、鋳造により鋳包む前
のディスクホイールのリム部の平面図であり、第３図は
、実施例において製造されたディスクホイールの鋳包み
部分断面の金属組織写真であり、そして、第４図は、比
較例として鋳包みにより製造されたディスクホイールの
鋳包み部分断面の金属組織写真である。

はじめに、本実施例において、軽合金接合型ディスクホ
イールを製造するための鋳造装置について説明する。

第１図において、１は低圧鋳造金型であり、上型２、下
型３、横型４によりキャビティ５を形成すると共に、予
め成形されたディスクホイールのリム部を受入れる受は
部６が形成されている。下型３には、溶湯を注湯するた
めの湯ロアが形成されている。そして、下型３、横型４
には、ディスクホイールのリム部の鋳包み部分を誘導加
熱のための誘導加熱用コイル８．８及び鉄芯９．９が埋
設されている。

軽合金接合型ディスクホイールの製造は、上記の低圧鋳
造金型１　（以下金型１という）を用いて、次のように
行う。まず、第２図のようにディスクホイールのリム部
１０を予めプレス・ロール成形により成形し、金型１に
形成された受は部６に配設する。なお、ディスクホイー
ルのリム部１０の材質としては、ＪＩＳ規格アルミニウ
ム合金展伸材５４５４を用いる。次ぎに、湯ロアから７
００〜７５０°Ｃで溶融したアルミニウム合金ＪＩＳＡ
Ｃ４ＣＨを０．６ｋｇｆ／ｃ＋１の低圧力により注湯す
る。溶湯は、湯ロアよりディスク部のキャビティー５に
充填される。充填された溶湯によって、ディスクホイー
ルのリム部１０を鋳包むと共に、キャビティー５に充填
された溶湯によりディスク部１１を成形する。溶湯の凝
固が完了する前に、即ちＡＣ４ＣＨアルミニウム合金の
場合はＡｌ−３ｉの二元共晶が終了する前に、下型３及
び横型４に埋設したコイル８．８に所定値の電力を供給
し、コイル８．８に併設しである鉄芯９．９とで低周波
の電磁誘導作用により、ディスクホイールのりム部１０
の鋳包み部分１２に誘導電流を発生させる。そして、誘
導電流のジュール熱により、鋳包み部分１２を展伸材５
４５４の融点である６５０°Ｃまで単時間で加熱して再
溶融させ、その後、電力の供給を停止し、金型内で冷却
凝固し、ディスクホイールのリム部１０とディスク部の
材料を融合させて境界面を無くし、鋳包みによる接合を
完了する。その後、金型内から一体化したディスクホイ
ールを取り出し、機械加工によりハブボルト穴を開け、
ハブ取り付は面を切削により仕−ヒげた。

尚、実施例の金型１を用い、電磁誘導による再熔融を行
わずに実施例と同様な方法により成形したディスクホイ
ールを比較例とした。

以上により得られたディスクホイールの鋳包み部分１２
の金属組織は、実施例では第３図、比較例では第４図の
金属組織写真に示すような組織を有する。第３図の実施
例の写真において、ディスクホイールのリム部１０は白
い部分であり、アルミニウム合金マトリックスは灰色の
部分であり、それらの境界面が再溶融によって完全に融
合したＭｉ織となっていることが確認された。第４図の
比較例の写真において、ディスクホイールのリム部１０
は白い部分であり、アルミニウム合金マトリックスは灰
色の部分であり、それらの境界面は融合することなく境
界線を有した単なる鋳包みの状態であることが確認され
た。尚、第３図及び第４図において、金属組織写真の倍
率は、いづれも１００倍である。

上記の方法により得られた実施例及び比較例について、
タイヤを装着し、ＪＡＳＯＣ６０８−７５に定め落錘衝
撃試験を行った。落下高さ９インチで行った結果、実施
例のディスクホイールでは、ディスクホイールのリム部
１ｏの鋳包み部分１２の分離は見られなかった。これに
対し、比較例のディスクホイールでは、ディスクホイー
ルのリム部１０の鋳靜み部分１２が第４図の境界面にて
簡単に分離してしまった。

従って、本発明の方法において、再溶融による融合によ
って鋳包み部分１２の接合強度が著しく向上することが
わかる。

また、本実施例の方法によれば、比較例のディスクホイ
ールを製造した後、金型１外で鋳包み部分１２を再熔融
し、お互いの材料の融合を図ればよいように考えられる
が、金型１外での再溶融処理工程が増加すると共に、冷
却凝固された鋳包み部分１２を再加熱するための電力ロ
スが大きくなる。さらに、金型１外でディスクホイール
の形状を拘束しておくことは困難であるため、鋳包み部
分１２の再溶融によりディスクホイールが変形し、実用
品として供することができなくなってしまう。

これに対して、本実施例の方法は、金型１内で行うため
、処理工程が増加することなく、かつ、溶湯の凝固途中
で再溶融するために電力ロスも少ない。さらに、金型１
によってディスクホイールの形状を拘束しているため、
鋳包み部分１２の再溶融によりディスクホイールが変形
することも無い。

次ぎに、本実施例の別の態様としては、ディスクホイー
ルのリム部の鋳包み部分に従来技術のような突片等、及
び、リム部の鋳包み部分に穴を開け、その穴に溶湯を通
してリム部の両側から鋳包むようにした後、再熔融によ
り鋳包み部分を融合するようにしても良い。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。

〔発明の効果〕

以上より、本発明の軽合金接合型ディスクホイールの製
造方法によれば、ディスクホイールのリム部の鋳包み部
分を鋳型内で誘導加熱することにより再溶融し、お互い
の材料を融合させて接合するため、軽量化及びファツシ
ョン性を両立した状態で境界面の無い強固な接合を行う
ことができる。

また、鋳包み部分の接合強化のための再熔融を、金型内
にコイルを設け、それにより誘導加熱して行うため、特
別な設備を必要とすることもなく、従来、アルミニウム
合金の鋳造に使用されていた鋳造装置の金型内にコイル
を埋設するという僅かな改良を加えるだけでよく、製造
コストを低く抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例において使用される鋳造装置
を示す縦断面図、第２図は、鋳造により鋳包む前のディ
スクホイールのリム部の平面図、第３図は、実施例にお
いて製造されたディスクホイールの鋳包み部分断面の金
属組織写真、第４図は、比較例として鋳包みにより製造
されたディスクホイールの鋳包み部分断面の金属組織写
真である。 １−−−−−−−−・−−−−−−−一低圧鋳造金型２
−−−−１−−−−・−上型 ３　−−−−−−−−−−下型 ４−−−−−−−−−−−−一横型 ５　−−−−−−−−−−−−−キャビティー６−−−
−−−−−−−−−−受は部 ？　　−−−−−−・−・−−−−−湯口８　−−−−
−−−−−−一曲コイル 出願人　　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　塑性加工により成形したディスクホィールのリム部を
   鋳型内に納め、該鋳型内のキャビティに充填された溶湯
   によりディスク部を成形すると共に、前記ディスクホィ
   ールのリム部を鋳包んでなる軽合金接合型ディスクホィ
   ールの製造方法であって、前記ディスクホィールのリム
   部の鋳包み後、鋳包み部分を鋳型内で誘導加熱すること
   により再溶融し、鋳包み部分を強固に接合することを特
   徴とする軽合金接合型ディスクホィールの製造方法。