JPS6363621B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、硬化可能のアルミニウム合金で作ら
れた車両ホイール・デイスクの動的強さを改善す
る方法と、この方法を実施する装置に関するもの
である。

イ 従来の技術と本発明が解決しようとする問題
点 車両用のアルミニウム製ホイールは、それまで
のスチール製ホイールよりもすぐれたいくつかの
特性を有している。すなわち、アルミ製ホイール
は、スチール製に比して、重量が軽いこと、制動
のさいに発生する熱の放出が容易なこと、ホイー
ル・バランスが良いこと、魅力的な外見をもつこ
となどの特徴をもつている。それゆえ、浄乗用車
にも実用車にもアルミ・ホイールが次第に用いら
れるようになつている。実用車には、特に米国で
多く用いられている。

たとえば比較的薄いアルミ材料を用いること
で、ホイール重量を低減できる度合は、アルミニ
ウムの動的強さによつて制限されている。因み
に、この動的強さは、静的条件下で測られた強さ
より低いことがある。したがつて、ホイールに用
いられる材料の薄さには、明らかに限界がある。
このことは、特に、事情によつては可なり著しい
回転的な偏向力を受けるホイール・デイスクに妥
当する。したがつて、大体において、アルミニウ
ムの疲れ限度によつてホイールの寸法、ひいては
重量が規定されるのである。その疲れ限度は、適
切な合金を用いることによつて、一定程度までは
高めることができるが、それで得られるものは僅
かであることが多い。

種々の合金、とりわけアルミ合金の材料特性を
改善するためには、溶体化処理が公知であり、こ
の処理法については、たとえばロバート・Ｂ・ボ
ス著「金属処理および試験ハンドブツク」（ロン
ドン）のp.206〜p.208に説明されている。

ホイール・リムに溶体化処理を用いることも、
すでに米国特許第3172787号に明らかにされてい
る。この場合は、連続鋳造アルミ形材製のホイー
ル・リムが、相応の丸曲げおよび溶接により作り
出される。溶接後、リムは溶体化処理され、その
あとで再び成形具で矯正される。この公知の方法
は、しかし、疲れ限度の点では、ホイール・デイ
スクの処理に何らの示唆も与えるものでもない。

ホイールが受ける荷重のため、ホイール・デイ
スクは、リム材料の約２倍の厚さの材料で作られ
る。最も多く用いられている自動車ホイールの場
合、ホイール・デイスクの厚さは、７〜14mmの範
囲にある。溶体化処理後の冷却ないしチルの間、
リムは壁厚が僅かなので、デイスクより早く冷却
される。約550℃の溶体化処理後、室温まで冷却
することにより、急冷の間に比較的大きな熱収縮
が生ぜしめられる。この急冷が制御不能の形式で
行なわれると、不一様な冷却速度の結果として著
しい応力が発生することがある。これらの応力
は、加算されて、ホイールが通常受ける動荷動と
なる。

本発明の課題は、硬化可能のアルミ合金で作ら
れた車両ホイール・デイスクの壁厚と、更にはそ
の重量とを減少させ、しかも動的強さが低減しな
いようにすることにある。

本発明の方法は、次の点を特徴とするものであ
る。すなわち、溶体化処理後、ホイール・デイス
クの中央区域が縁辺区域よりも早く冷却されるよ
うにした点である。こうすることにより、中央区
域と縁辺区域との間に温度勾配が生じる結果、前
述の疲れ応力が生じるホイール部分に圧縮静応力
が発生する。

特許請求の範囲第１項に記載の方法は、第２項
以下に挙げた措置により、更に利点が得られる。

次に図面により本発明の実施例を説明する。

図において、ホイール１は制御可能に冷却され
る。加えて、ホイール１は、成形され、溶体化処
理されたのち、ノズル２，３，４から冷却水を吹
掛けられ、約550℃から室温にまで冷却される。
その他の部分、たとえばホイールやノズルの保持
部、更には冷却水供給部は図示されていない。

ノズル２から出る冷却水は、まずホイール中央
区域に吹掛けられるようにされている。次いで、
徐々にホイールの、より広い部分に冷却水が吹掛
けられるようにし、最後はノズル３，４を用いて
リムに冷却水が吹掛けられる。

実際には、次のようにするのが効果的であるこ
とが分かつた。すなわち、５ 1/2“Ｊ×15”の寸
法のホイールを、溶体化処理ののち、550℃の温
度から冷却水で急冷するのである。

高熱のホイールをホイール保持部（図示せず）
へはめ込むと直ぐに、ノズル２からホイール内側
へ冷却水が吹掛けられる。５秒後、ホイールの他
の区域が急冷される。更に５秒後、最後に、ノズ
ル３，４からリムにも冷却水が吹掛けられる。

約20秒後、ホイール全体が室温にまで冷却さ
れ、急冷が完了し、ホイールを取外すことができ
る。

満足のいく冷却の特徴は、冷却過程のさい、デ
イスク中央部と最高温度をもつリムとの間に温度
勾配が存在することである。このようにすること
により、デイスク内に接線方向にも半径方向にも
圧縮応力が発生する。特別なケースには、この方
法は形状安定性に相応する値の圧縮応力を生ぜし
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はホイールの断面とノズル位置を示した
図である。 図において：１……ホイール・デイスク、２…
…デイスク中央区域冷却ノズル、３，４……リム
区域冷却ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硬化可能のアルミニウム合金で作られた車両
   ホイール・デイスクの動的強さを改善する方法に
   おいて、 溶体化処理後に、ホイール縁辺区域よりも中央
   区域のほうが早く冷却されることを特徴とする方
   法。 ２ ホイール・デイスクが冷却剤を吹掛けられ、
   この冷却剤が、先ずホイールの中央区域に、次い
   で、ホイール内部に半径方向に温度勾配が生じる
   ように外側区域にも吹掛けられることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ ホイール１の軸に吹掛け装置２が配置されて
   おり、この吹掛け装置２がホイール１の内側区域
   の冷却に用いられ、更に、別の吹掛け装置３，４
   がホイール１の外側区域を冷却するため、ホイー
   ル１の周辺に配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の方法を実施する装置。