JPH03122242A - 輪形ハンドルの要部 - 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〕 この発明は、少なくともハブと幅とがＡｌＭｇ系のアル
ミニウム合金からダイカストで一体に製造される輪形ハ
ンドルの要部に関する。

〔発明の概要〕

所要の極限強さと伸びとを付与するために、圧力鋳造さ
れる輪形ハンドルの要部は、 マグネシウム　　　２．５　〜３．５　　重量％珪素　
　　　　　　０．１０〜０．３０　　重量％鉄　　　　
　　　　　　　０．４０〜０．６０　　重量％マンガン
　　　　　０．２５〜０．４５　　重量％銅　　　　　
　　　　　　０．０１５〜０．０５　　重量％亜鉛　　
　　　　　０．０３５〜０．０８５重量％アルミニウム
　　　　残　余 の組成を有するアルミニウム合金から成る。

〔従来の技術〕

最近の自動車は、比較的高度の積極的走行安全性と乗心
地とが求められる結果、普通の振動計では既に最も軽度
とされる障害が、運転者によって障害と感じられるよう
な総合的な乗心地を有している。そしてハンドル自体の
捩り振動および縦振動として、運転者により８０〜１３
０ｋｍ／ｈの速度範囲で認められる操縦の不安定さが上
述の障害の源の１つとして気付かれている。

ところで車輪の静的、動的アンバランスや、垂直軸まわ
りの振動で、輪形ハンドルの垂直軸まわりに惹き起され
る捩り振動は、輪形ハンドルの高い慣性モーメント、す
なわち回転質量で予防することができる。他方後輪車輪
のアンバランスで惹き起される輪形ハンドルの縦振動の
除去には、輪形ハンドルを軽くすることが有効である。

操縦の不安定さのこのような複合は、一方では大きな慣
性モーメント、他方では軽量な輪形ハンドルという２つ
の間の妥協を輪形ハンドルの生産者に対して要求するこ
とになる。その際この妥協は、車両の種類如何に存在す
る。そして特に、輪形ハンドルの軽量さとの組合せで、
慣性モーメントを変化させることが望ましい。しかしな
がら、上記妥協は、運転の安全性や事故に対する安全性
に負担を与えるようなものであってはならない。

ＤＥ−３７１７００２Ａには、このような妥協を図った
輪形ハンドルの要部が記載されている。

ここではハンドルのハブ、輻および１、外輪囲りの上記
幅の改鋳がアルミニウム合金で一体的にダイカストされ
る。なお上記外輪は、金属材料から成る。

さらに同じ寸法である場合、アンチモン又はストロンチ
ウムで仕上げられ、真空中で鋳造の後加熱処理されたＡ
ｌＳｉ　７　Ｍｇ、＾Ｉｓｉ　９　Ｍｇ又はＡｌＳｉ　
１０　Ｍｇ系のアルミニウム合金と、所望の断面２次モ
ーメント次第で中実又は中空の断面を持ち、しかも鋼、
アルミニウム又はアルミニウム合金から成るハンドルの
外輪とが、最適重量のダイカスト部材を得るために使用
される。

なお温度４７５〜５３０°Ｃで０．５〜４時間の加熱、
その後の急冷および、温度１００〜２００°Ｃで２〜７
時間の焼戻しによって、充分に高い破壊時の伸びが得ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、若しＤＥ３８２７７９４によるダイカス
ト製の輪形ハンドルの要部が、１．５〜２．５（２，５
を含まない）重量％のマグネシウムを含むアルミニウム
合金から成るならば、特別の費用を必要とする上述のよ
うな熱処理を取止めることができるであろう。

この場合、運転および事故時の安全を保持するのに大切
な機械技術的属性、例えば静荷重下における形状の安定
性、繰返し荷重下の疲れ強さ、事故で変形する際の充分
に高い破壊時の伸びを（員じるようなことはない。

なお上記アルミニウム合金は、若し必要なら、０．４〜
０．６重量％のマンガン、０．４〜１重量％の鉄、およ
び０．２〜０．４重量％の珪素を含んでよい。

またここでマグネシウム成分は、２．５重量％を超える
べきでない。何故なら、それによって破壊時の伸びが低
下するからである。また他方、マグネシウム成分が少な
すぎると強度値に影響を与えるから、マグネシウム成分
は１，５重量％よりも低い値であるべきではない。

〔課題を解決するための手段］ 充分に高い破壊時の延びと、同時に高い強度との最適な
妥協を指向する車両生産者の要求は、マグネシウム　　
　２．５　〜３．５　　重量％珪素　　　　　　　０．
１０〜０．３０　　重量％鉄　　　　　　　　　　　０
．４０〜０．６０　　重量％マンガン　　　　　０．２
５〜０．４５　　重量％銅　　　　　　　　　　　０．
０１５〜０．０５　　重量％亜鉛　　　　　　　０．０
３５〜０．０８５重景重量ルミニウム　　　　残　余 から成りかつＡｌＭｇ系アルミニウム合金からダイカス
トされたこの発明に係る輪形ハンドルの要部へと導いた
。

とり分は上記輪形ハンドルの要部は、 マグネシウム　　　２．６０　　重量％珪素　　　　　
　　０．２０　　重量％鉄　　　　　　　　０．４０　
　重量％マンガン　　　　　０．３５　　重量％銅　　
　　　　　　　　０．０３　　重量％亜鉛　　　　　　
　０．０６　　重量％アルミニウム　　　　残　余 を成分として有し、ダイカストされるアルミニウム合金
から成るのがよい。

この発明の特別に設計された構造では、ハンドルのハブ
、輻および外輪が、ダイカストで一体的に製造される。

さらに輪形ハンドルの要部は、その構造要素が破壊荷重
を受ける場合に一様に変形するように形成されている。

〔実施例〕

この発明の輪形ハンドルの要部が、以下の実施例で、さ
らに詳細かつ具体的に記述される。

３次曲面かくの有限要素法（節点数８２６；要素数１４
４６）を使用して設計された第１図に示す輪形ハンドル
の要部１は、破壊荷重を受けた場合に一様に変形する構
造要素として、 マグネシウム　　　２．６０　　重量％珪素　　　　　
　　０．２０　　重量％鉄　　　　　　　　　　０．４
４　　重量％マンガン　　　　　０．３５　　重量％銅
　　　　　　　　０．０３　　重量％亜鉛　　　　　　
　０．０６　　重量％を成分とするアルミニウムーマグ
ネシウム合金から普通のダイカスト法で製造される。

またその結果として、ハンドルの外輪２に比べて低い位
置にあるハブ３と、４本の輻４と、上記外輪２とは、互
いに一体的に結合される。

上記輪形ハンドルの要部１は、その後疲れ試験に掛けら
れた。この場合、ハンドル外輪の上部要素中央に負荷さ
れた垂直荷重は２００ＯＮに達した。なお上記輪形ハン
ドルｌは、予め与えられた仕様と一致して１０００００
を超える繰返数に耐えたから、車両生産者の要求する疲
れ強さを満足させた。

変形抵抗がせいぜい１１１１１Ｎのとき、破壊を生じな
い伸びを得るために、２４．１±１．２）ａｎ／ｈの速
度を持つ人体測定用の人形が、普通の使用状態に組立て
られた輪形ハンドルの要部１に打ち当てられた。

この場合衝撃点は、それぞれハンドル外輪の大小の要素
の垂直方向中心と、゛ハンドルの輻に近い側の外輪の領
域に生じた。なおこの輪形ハンドル要部ｌの変形のポテ
ンシャルは最良と見做される。

何故ならハンドルの外輪２、輻４およびハブ３が、衝撃
を受けるとほとんど平面形状になったからである。

第２図は、ハンドルの輻４に急速荷重を掛けた場合にお
ける、輪形ハンドル要部の時間に対する変形抵抗の変化
を示した線図である。この場合輪形ハンドルを破壊に導
くごとき、荷重による自然発生的な破壊は認められない
。

これまでのところ以上のような成績は、加熱処理した輪
形ハンドルの要部の場合にのみ得られるものであった。

すなわち第３図は、温度５１０’Ｃで１時間熱処理した
輪形ハンドルの要部について、時間に対する変形抵抗の
変化を示した線図であるが、上記２つの曲線はほぼ一致
している。かくしてこの発明に係る輪形ハンドルの要部
は、鋳物のままでもその要求を充たし得ることが問題意
識の中で証明される。

また上記両者において、変形抵抗の最大値Ｆ　ｍｍＸは
、はぼ１１１１１Ｎの予め与えられた値を越している。

しかながら輪形ハンドルの要部をウレタンフォームで被
覆すると、変形抵抗の最大値は明らかに１１１１　ＩＮ
の許容値を下潮るようになる。

第４図は輪形ハンドルの要部５の部分図である。

同図では、図示を省略したハンドルのハブと輻６とが一
体的にダイカストされ、この輻６はアルミニウムパイプ
から成るハンドルの外輪まわりに鋳込まれている。

〔発明の効果〕

本発明は上述のような構成であるから、従来のように熱
処理を施さなくても、輪形ハンドルの要部に所要の極限
強さおよび伸びを与えることができる。したがって生産
コストの低下が可能である。

また本発明の輪形ハンドルの要部は、破壊荷重を受ける
と一様に変形するように設計されているから、変形のポ
テンシャルが最良となる。

の有限要素法を適用して解析した場合の説明図、第２図
は象、速荷重下における同上輪形ハンドルの要部の時間
−変形抵抗関係線図、第３図は熱処理が行われた従来の
輪形ハンドルの要部の時間−変形抵抗関係線図（第２図
との比較用）、第４図はハンドルの外輪が別に用意され
る本発明の変形例を示した同上輪形ハンドルの要部の部
分図である。

なお図面に用いた符号において、 １．５−・−・−−−−−−−−一−−−・−輪形ハン
ドルの要部２．７・−・・・−−−−一・−・・・−外
輪３−・・−・−・・−・・−・・・・・−・・・ハフ
４．６・・−−−−−一一−−−−−・−・・輻である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくともハブ３と輻４、６とがＡｌＭｇ系のアル
   ミニウム合金からダイカストで一体に製造されると共に
   、上記輻は外輪の囲りに鋳込まれることを特徴とする輪
   形ハンドルの要部において、マグネシウム２．５〜３．
   ５重量％ 珪素０．１０〜０．３０重量％ 鉄０．４０〜０．６０重量％ マンガン０．２５〜０．４５重量％ 銅０．０１５〜０．０５重量％ 亜鉛０．０３５〜０．０８５重量％ アルミニウム残余 から成る輪形ハンドルの要部。 ２、マグネシウム２．６０重量％ 珪素０．２０重量％ 鉄０．４０重量％ マンガン０．３５重量％ 銅０．０３重量％ 亜鉛０．０６重量％ アルミニウム残余 から成る請求項１記載の輪形ハンドルの要部。 ３、上記ハブ３、上記輻４および上記外輪が一体に鋳込
   まれることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の輪
   形ハンドルの要部。 ４、破壊荷重を受ける際に構造部材として一様な変形を
   起すことを特徴とする請求項１、２又は３記載の輪形ハ
   ンドルの要部。