自動車用ホイール
【課題】ハブボルト挿通孔回りの変形、特に挫屈してしまうことを防止することが出来る鋳造アルミニュームで製造された自動車用ホイールの提供。
【解決手段】アルミニューム鋳造で製造された自動車用ホイール（１）において、ディスク（２）取付用のボルト孔（４）がインサート（４０）に形成されており、該インサート（４０）は鋳造アルミニュームとは別の素材で構成されており、ホイール表面に露出している部分（４１）と、鋳造アルミニュームに埋設されている部分（４５）とを有しており、ディスク（２）取付用のボルト孔（４）近傍から構造上強度が要求される領域に向って突出しているフランジ（４６）が形成されており、該フランジ（４６）は鋳造アルミニュームに埋設されている。
【解決手段】アルミニューム鋳造で製造された自動車用ホイール（１）において、ディスク（２）取付用のボルト孔（４）がインサート（４０）に形成されており、該インサート（４０）は鋳造アルミニュームとは別の素材で構成されており、ホイール表面に露出している部分（４１）と、鋳造アルミニュームに埋設されている部分（４５）とを有しており、ディスク（２）取付用のボルト孔（４）近傍から構造上強度が要求される領域に向って突出しているフランジ（４６）が形成されており、該フランジ（４６）は鋳造アルミニュームに埋設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニューム鋳造で製造される自動車用ホイールの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ホイールは、従来は、鋼製ホイールが主であった。
車両の軽量化や、車両のばね下質量、即ち懸架装置に取り付く車軸及びホイールの質量の軽量化による乗り心地及び運動性能の向上のため、そして、デザイン上の自由度が高い等の理由によって、近年、自動車用ホイールは、鋼製ホイールからアルミニューム製ホイールへの転換が進んでいる。
【０００３】
アルミニューム製ホイールには、鋳造アルミホイールと、鍛造アルミホイールがある。
図２５において、鋳造アルミニューム製の大型車両用ホイール１のカットモデルを立体的に示す。
鋳造アルミホイールは、鍛造アルミホイールに対してはデザインの自由度が高い。また、鋳造アルミホイールは、鋼製ホイールに対して軽量であり、また、熱伝導率が優れていると言う利点を有している。
図２５において、鋳造アルミホイールにおける熱伝導率が優れていると言う利点を活かして、符号１５で示すフィン、或いは同図の符号１７で示すリブを形成することにより、ホイール１に組込まれるタイヤや、ホイール１内に配置される図示しないブレーキやハブベアリングにおける空冷効果を向上することが出来る。
【０００４】
ところで、アルミニュームは、鉄に比較してヤング率が低く、変形し易い。換言すれば、アルミニュームは、鉄や鋼に比較して、いわゆる「強度」が低い。
そのため、アルミニューム製ホイールは、鋼製ホイールに比較して、厚さ寸法を大きくし、或いは、断面形状を工夫して、変形を防止する必要がある。
【０００５】
アルミニューム鋳造で製造された自動車用ホイールは、鋼製のホイールに比較して軟らかく、変形し易い。特に、ディスク取付用ボルト孔周辺の領域（ホイールディスクのハブボルト取り付け部）は、ハブボルトの締め付け力と、ハブボルトに作用する外力とによって変形し易い（凹み易い）。
【０００６】
図２６は、大型車両の車軸側のハブへ一般的なアルミニューム製ホイールを取り付けた状態を示している。
図２６において、ハブ１００のフランジ１０２には、複数（例えば８箇所）のディスク取付用ボルト孔（ハブボルト取付孔）１０３が形成されている。
ハブボルト取付孔１０３には、フランジ１０２の（図２６における）下方の面１０２ａ側からハブボルトＢが挿入されている。
【０００７】
ハブボルト取付孔１０３に挿入されたハブボルトＢは、ホイール１のディスク部２に形成されたハブボルト挿通孔４を貫通している。そして、ディスク部２の車両外側（図２６における上方）の面２ａから、ホイールナットＮが、ハブボルトＢに螺合している。
【０００８】
ホイールナットＮは、ホイール１と接する側の端部外周が、球面Ｎｒに形成されている。球面Ｎｒは、図２６の下方へ凸状に形成されている。
ホイール１のハブボルト挿通孔４には、ディスク２の表裏２面２ａ、２ｂの近傍箇所に、凹状の球面座４ｒが形成されている。凹状の球面座４ｒは、ホイールナットＮの凸状の球面Ｎｒと相補形状となっている。
ホイールナットＮを締め込むことによって、ホイールナットＮの球面座Ｎｒとハブボルト挿通孔４の球面座４ｒとは、係合して密着する。
【０００９】
ここで、ホイールナットＮの締め込みは、例えば、圧縮空気によって駆動されるナットランナー等によって行われる。ナットランナーによる締め込みは、緩みを防止するために、締め付けトルクを過大にする傾向がある。
係る過大な締め付けトルクに加え、締め付け完了間際には、衝撃トルクが加わるので、鋳造アルミニュームの球面座４ｒが変形してしまうという問題が存在する。
【００１０】
また、車両は、長年に亘り、タイヤ交換を繰り返す。そしてタイヤ交換時には、ホイールはハブから取り外され、再びハブに取り付けられる。その様なタイヤ交換を繰り返すことにより、鋳造アルミホイール１のハブボルト挿通孔４における球面座４ｒは変形してしまう。
かかる変形の発生は、重要保安部品であるホイールにおいて、看過できない問題である。
【００１１】
そのような問題に対処するために、ハブボルト挿通孔周辺の領域（ディスクのハブ取り付け部）に対して、従来より、種々の強度対策が施されている。
その様な強度対策としては、例えば、鋳造アルミホイールのハブボルト挿通孔周辺の領域に対するバニシング加工、ショットピーニング加工等、素材表面の密度を高める処理がある。
【００１２】
その他の技術として、成形した第１次成形部品の一部を、成形型のキャビティ内の溶湯が最も遅く凝固する個所近傍に押し付けて、第１次成形品と第２次成形品との密着性を向上する技術が提案されている（特許文献１）。
しかし、係る従来技術では、上述した従来技術の問題点を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００５−８１３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、鋳造アルミニュームで製造された自動車用ホイールであって、ハブボルト挿通孔回り（ディスクのハブ取り付け部）の変形を防止することが出来る自動車用ホイールの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の自動車用ホイール（１、１Ａ、１Ｂ）は、アルミニューム鋳造で製造された自動車用ホイールにおいて、ディスク（２）取付用のボルト孔（４）がインサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）に形成されており、該インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）は鋳造アルミニュームとは別の素材で構成されており、ホイール表面（２ａ、２ｂ）に露出している部分（４１、４７）と、鋳造アルミニュームに埋設されている部分（４５、４６、４６Ａ、４６Ｂ）とを有していることを特徴としている（請求項１）。
【００１５】
本発明において、ディスク取付用のボルト孔（４）近傍から構造上強度が要求される領域（例えば、ディスク取付用のボルト孔４と飾り穴５とを結んだ仮想直線Ｌｖ近傍の領域）に向って突出しているフランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）が形成されているのが好ましい（請求項２）。
ここで、フランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）は鋳造アルミニュームに埋設されていても良いし（図３、図１１、図１６、図１９）、或いは、該フランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）によって鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い（図４、図１２、図１７、図２０）。
【００１６】
前記インサート（４０、４０Ａ）は鋳造アルミニュームに鋳込まれており、ディスク２取付用のボルト孔（４）はホイール（１、１Ａ）の円周方向へ等間隔に複数個設けられており、インサート（４０、４０Ａ）は円周方向に連続した形状とする事が出来る（請求項３：図１、図６、図７、図９、図１０、図１３、図１５）。
【００１７】
ここで、インサート（４０）の円周方向に連続した形状は、鋳造アルミニュームで鋳込まれている部分であり、ディスク取付用のボルト孔（４）間で鋳込まれている部分（４５）の半径方向寸法（Ｗ４５）は、ディスク取付用のボルト孔（４）近傍領域（４１、４６）に比較して小さく形成する事が出来る（図１、図６、図７、図９）。
または、インサート（４０Ａ）の円周方向に連続した形状は、ホイール表面（２ａ、２ｂ）に露出している部分（４７）であり、当該露出している部分（４７）の半径方向寸法（Ｗ４７）は、円周方向の全域に亘って均一に構成しても良い（図１０、図１５）。ただし、均一に構成されていなくても良い（図１３）。
【００１８】
また、前記インサート（４０Ｂ）は鋳造アルミニュームに鋳込まれており、ディスク取付用のボルト孔（４）はホイール（１Ｂ）の円周方向へ等間隔に複数個設けられており、インサート（４０Ｂ）は円周方向に連続しておらず、前記ディスク取付用のボルト孔（４）を形成するべき部分にのみ配置しても良い（請求項４：図１８）。
【００１９】
さらに、前記インサートは鋳造アルミホイールに圧入されていても良い（図２１〜図２４）。
圧入方式は、鋳造アルミホイールに限らず、鍛造アルミホイールにも、アルミニューム製ホイール全般に適用出来る。
【００２０】
或いは、前記インサートは、アルミニューム製ホイール（鋳造及び鍛造）に接着されていても良い（図２１〜図２４）。
【発明の効果】
【００２１】
上述する構成を具備する本発明によれば、鉄系材料（例えば、鋼やダクタイル等）や硬質アルミニューム（シリコンアルミニューム等）等のホイール本体よりも高強度の材質で製造されたインサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）にディスク取付用のボルト孔（４）が設けられており、鋳造アルミニュームに比較して、ナットの締め付けトルクが強大である場合にも変形し難い。そのため、長年に亘り、タイヤ交換等を繰り返すことにより、ナットの座面が「いびつ」になることが防止できる。
【００２２】
また、本発明によれば、インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）にフランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）が形成され、該フランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）は構造的に弱い領域に向って突出しているので、インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）とホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大して、インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）と鋳造アルミニュームとを剥離させる応力（例えば剪断応力）を低下させる。そのため、インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）と鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
【００２３】
そして、アルミニューム鋳造により形成された自動車用ホイールにおける各種メリット、すなわち、デザインの自由度が高いというメリット（鍛造アルミニュームによる自動車用ホイールよりも優れている点）、軽量であるメリット（鉄製ホイールよりも優れている点）、特に鋳造アルミホイールはフィンやリブが形成し易く、熱伝導率が良好であることも手伝って、ホイール全体の空冷効果が良好であるメリット（鉄製ホイールよりも優れている点）等のメリットを損なうこと無く、そのようなメリットを十分に享受することが出来る。
【００２４】
これに加えて本発明によれば、ディスク（２）取付用のボルト孔（４）が基材である鋳造アルミニュームよりも強度の高い材質のインサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）で形成されているため、当該ボルト孔（４）周辺領域の強度が十分に得られる。その結果、鋳造アルミホイール（１、１Ａ、１Ｂ）のディスク部（２）の厚さ方向寸法を、低減する事も可能になる。
さらに、インサート（４０Ａ）のホイール表面（２ａ、２ｂ）に露出している部分（４７）が、ディスク面（２）全域に亘り構成される形状の場合においては、ディスク面が背中合せで取り付いているダブルタイヤ装着ホイールのディスク面（２）同士の接触、或いはハブ（１００）面との接触によって生じるディスク面（２）のフレッティングや傷等が発生し難くなり、外観品質を損なうことが無くなる事も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図６を参照して第１実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、第１実施形態に係る鋳造アルミホイール１の１／４の部分を正面から見た状態を示している。図１におけるＡ１−Ｏ−Ａ２断面が、図２に示されている。図１におけるピッチサークルＣｐに沿った断面（Ｂ−Ｂ断面）が、図５で示されている。
【００２７】
図１、図２において、鋳造アルミホイール（ホイール）１はテーパ部１Ｔ（図２）を有しており、ディスク部２と図示しないリムとは、テーパ部１Ｔにより接続されている。
ディスク部２とテーパ部１Ｔは、以下で詳述するインサート４０の部分を除き、鋳造アルミニュームを素材としている。
なお、図２では、テーパ部1Ｔの任意の点Ｐを通過する断面Ｌｃよりも、左側の領域が省略された状態で示されている。
【００２８】
ディスク部２の中心部の領域には、ハブ嵌合孔３が形成されている。ハブ嵌合孔３には、図示しない車軸のハブの先端が嵌め込まれる。
ハブ嵌合孔３の周辺近傍の領域であって、ハブボルト挿通孔４を含む領域には、環状のインサート４０が、アルミニュームに鋳込まれている。
【００２９】
ここで、アルミニュームの鋳造時には、アルミニュームを加圧して鋳造するのが好ましい。アルミニュームを加圧して鋳造すれば、鋳造後のアルミニュームとインサート４０との剥離を防止することが出来るからである。
【００３０】
インサート４０単体は、図６に示されている。図１及び図６において、ディスク部２（図１）におけるハブ嵌合孔３（図１）に近い領域において一点鎖線で示す円弧は、インサート４０におけるピッチサークルＣｐである。ピッチサークルＣｐ上には複数（図示では８箇所）のハブボルト挿通孔４が、同一のピッチで（等間隔で）形成されている。
【００３１】
ハブボルト挿通孔４の断面は、従来技術と同様の構成である。
図２で示す様に、ハブボルト挿通孔４においては、ディスク部２の表面（ホイール１が凸状に突き出した面）２ａと、表面２ａの反対側に位置する裏面２ｂには、球面座４ｒが形成されている。そして、表面２ａ側の球面座４ｒと、裏面２ｂ側の球面座４ｒとが、ストレート孔４ｓで貫通して、ハブボルト挿通孔４が構成されている。
【００３２】
第１実施形態において、インサート４０はダクタイル（球状黒鉛鋳鉄）で構成されている。
ただし、インサート４０の材質としては、ダクタイルに限定されるものではなく、オーステナイト鋳鉄、ステンレス鋳鋼、炭素鋼鋳鋼、アルミニューム合金鋳物（例えばシリコンアルミニューム）、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼であってもよい。
換言すれば、インサート４０は、鋳造アルミニュームと接合可能な金属材料で、鋳造アルミニュームよりも強度が高く、適正な硬度を有する材質を選択して、製造される。
【００３３】
インサート４０は、メッキまたは溶射法を活用して表面処理を施すことにより、鋳造時の高温による金属表面の酸化を防止することが好ましい。
アルミニューム鋳造時には、インサート４０は事前に加熱することにより、熱膨張、収縮による剥離を防ぐことが好ましい。
【００３４】
図２で示す様に、インサート４０の円筒状部４１（ディスク２の表面に露出している部分）の厚みは、ディスク２の厚みＴ２と同一である。ここで、円筒状部４１は、ハブボルト挿通孔４を含んでいる。
【００３５】
図１において、インサート４０にはフランジ４６が形成されている。フランジ４６は、インサート４０の円筒状部４１において、ディスク２の周方向両側に形成されている。
図１では、フランジ４６の半径方向外方の縁部４６ｒは、複数の円弧から形成されている。
フランジ４６は、ハブボルト挿通孔４の中心を通るディスク２の半径について、線対称となっている。ただし、ハブボルト挿通孔４の数と飾り穴の数が異なる場合は、その限りではない。
【００３６】
図１におけるＡ１−Ｏ−Ｅ−Ｄ断面が、図３で示されており、フランジ４６の断面形状を示している。図３において、フランジ４６は、断面形状が概略台形の断面形状を有しており、ディスク２の鋳造アルミニュームに埋設されている。
但し図４で示す様に、インサート４０のフランジ４６を、いわゆる「二又」状に構成し、「二又」状のフランジ４６により、ディスク２の鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い。
【００３７】
インサート４０における隣接する円筒状部４１、４１の間の領域には、ピッチサークルＣｐに沿って円弧状の帯部４５が延在している。図１において、円弧状の帯部４５の中心軸はピッチサークルＣｐと一致している。但し、円弧状の帯部４５の中心軸とピッチサークルＣｐとは、必ずしも一致しなくても構わない。
ここで、帯部４５の中心線は、帯部４５の幅方向（ディスク２の半径方向）における中心線である。
【００３８】
図１及び図６を参照すれば明らかな様に、挿通孔４の周縁部において、フランジ４６が形成された以外の箇所にも、帯部４５の延長部分によって突出部が設けられている。但し、その様な突出部を設けないことも可能である。
【００３９】
図５で示す様に、インサート４０の帯部４５の厚みＴ４５は、ディスク２の厚みＴ２よりも薄い。
また、図６で示す様に、帯部４５の幅方向寸法Ｗ４５は、ハブボルト挿通孔４のストレート孔４ｓの内径に比較して、小さくすることが出来る。これにより、例えばインサート４０が鉄製の場合には、インサートの軽量化が可能となる。
【００４０】
前記フランジ４６の厚さ方向（図６の紙面に直交する方向）の断面形状は、第１実施形態の変形例を示す図８（図７のＡ−Ａ断面）と同様であり、先端部が細くなる台形形状であることが好ましい。係る台形形状における先端部の厚みは、帯部４５の厚みＴ４５（図５）と概略等しい。
【００４１】
図１で示す様に、フランジ４６は、その肩部４６ａが、仮想直線Ｌｖに沿って、飾り孔５（図１では２点鎖線で示す）側へ突出するように形成されていることが好ましい。ここで、仮想直線Ｌｖは、ハブボルト挿通孔４の中心と飾り穴５とを結ぶ仮想直線である。ただし、ハブボルト挿通孔４の数と飾り穴の数が異なる場合は、その限りではない。
ここで、仮想直線Ｌｖ或いはその近傍の領域は、構造的に弱い領域である。
【００４２】
構造的に弱い領域にフランジ４６を設けることにより、フランジ４６が当該構造的に弱い領域を補強する補強材として作用するので、ディスク２全体の強度を向上することが出来る。
換言すれば、フランジ４６の形状は、構造的に弱い領域を補強することが出来る、という観点から決定されているのである。
【００４３】
そして、図１〜図６で示す第１実施形態によれば、インサート４０にハブボルト挿通孔４が一体に形成されている。インサート４０は、上述した様に、ダクタイル、オーステナイト鋳鉄、ステンレス鋳鋼、炭素鋼鋳鋼、アルミニューム合金鋳物（例えばシリコンアルミニューム）、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼等により構成されており、基材である鋳造アルミニュームに比較して、ナットの締め付けトルクが強大であっても変形し難い。
そのため、長年に亘って、タイヤ交換時のハブからの取り外しを繰り返しても、球面座４ｒが変形することは防止される。
【００４４】
また、図１〜図６の第１実施形態によれば、インサート４０にフランジ４６が形成され、該フランジ４６（肩部４６ａ）は、飾り穴５に向う方向へ突出しているので、フランジ４６（肩部４６ａ）を設けていない場合に比較して、インサート４０とホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大する。当該境界面の面積が増大すれば、そこに作用する応力（例えば剪断応力）は低減する。ここで、応力（例えば剪断応力）は、インサート４０と鋳造アルミニュームとを剥離させる様に作用する応力である。
【００４５】
フランジ４６により、インサート４０とホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面に作用する応力（例えば剪断応力）が低減すれば、インサート４０と鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
上述した通り、フランジ４６の形状は、構造的に弱い領域を補強するという観点から決定されている。そして、構造的に弱い領域は、インサート４０とホイール基材との境界面における剥離が生じる可能性が高い部分でもある。従って、フランジ４６の形状は、インサート４０とホイール基材とが剥離し難い様にせしめる、という観点からも決定される。
【００４６】
さらに、ハブボルト挿通孔４がインサート４０に形成されるため、ハブボルト挿通孔４周辺領域の強度が十分に得られ、タイヤ交換等による繰り返しのハブ着脱があっても当該挿通孔４は変形や挫屈が回避できる。
その結果、従来の鋳造アルミニュームのみで構成されたホイールに比較して、ホイール１の厚さ方向寸法を、低減する事も可能になる。
【００４７】
このように、図１〜図６の第１実施形態によれば、アルミニューム鋳造により形成された自動車用ホイールにおける前述の種々の問題点を解消することが出来る。
そして、アルミニューム鋳造により形成された自動車用ホイールにおける各種メリット、すなわち、アルミニューム鍛造に対してデザインの自由度が高いというメリットや、鋼製ホイールよりも軽量であるメリット、鉄製ホイールよりも熱伝導率が良好であり、フィン（或いは、リブ）形状による空冷効果が良好であると言うメリットを損なうこと無く、これらのメリットを十分に享受することが出来る。
【００４８】
次に、図７、図８を参照して、第１実施形態の第１変形例を説明する。
図７、図８の第１実施形態の第１変形例では、図１〜図６の第１実施形態におけるインサート４０のフランジ４６に、フランジ４６の厚さ方向（図７の紙面に垂直な方向：図８の左右方向）に延在する貫通孔を設けている。
【００４９】
図７、図８において、フランジ４６の肩部４６ａには、貫通孔４８が形成されている。貫通孔４８はフランジ４６の厚さ方向（図７の紙面に垂直な方向：図８の左右方向）へ延在している。１箇所のフランジに形成する貫通孔４８の本数及び形状は、特に限定するものではない。
【００５０】
アルミニュームの鋳造時には、鋳造型枠内に予めセットされたインサート４０の当該貫通孔４８にも溶けたアルミニュームの湯が侵入し、インサート４０を基材である鋳造アルミニュームに確実に融合・固着する。また、貫通孔４８の内周面の面積の分だけ、ホイール１におけるインサート４０と鋳造アルミニュームとの境界面の面積を増大させて、インサート４０に作用する応力（例えば、剪断応力）を低減することが出来る。
また、貫通孔４８は軽量化のための孔（ライトニングホール）にもなり、インサート４０の軽量化にも寄与する。
図７、図８で示す第１実施形態の第１変形例の上記した以外の構成及び作用効果については、図１〜図６の第１実施形態と同様である。
【００５１】
次に、図９を参照して第1実施形態の第2変形例を説明する。
上述したように、ホイール１に外力が作用した場合の鋳造アルミニュームとインサート４０の境界面に生じる応力（例えば剪断応力）を低減するために、且つ、鋳造アルミニュームに確実に接合するために、インサート４０と基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積は、出来る限り大きくしたい。
図９の第1実施形態の第2変形例は、そのような要請に応えるものである。
【００５２】
図９において、インサート４０の外形（輪郭）は図1〜図６の第1実施形態と同様であるが、円筒状部４１のホイール１の鋳造アルミニュームに接しない部分を除くインサート４０の表面に、凹凸４９が形成されている。
【００５３】
円筒状部４１のホイール１の鋳造アルミニュームに接しない部分を除くインサート４０の表面に凹凸４９を形成させたことによって、ホイール１の基材である鋳造アルミニュームとインサート４０の境界面の面積は大きく増加する。そして、境界面の面積が増加することによって、鋳造アルミニュームとインサート４０の境界面に生じる応力（例えば剪断応力）を緩和させることが出来る。
【００５４】
図９において、インサート４０表面に形成された凹凸４９は、矩形の凹凸が連続して形成されているが、波型の凹凸を連続して構成することが可能である。また、図示された凹凸に比較して、非常に微細な凹凸によって、インサート４０表面の凹凸を構成しても良い。
図９で示す第２変形例における構成及び作用効果は、図１〜図６の第１実施形態と同様である。
【００５５】
次に、図１０、図１１を参照して、第２実施形態について説明する。
図１〜図９の第１実施形態（第１変形例及び第２変形例を含む）は、インサート４０の材料として、例えばダクタイルを用いている。
それに対して、図１０、図１１の第２実施形態では、インサート４０Ａを、例えば鋳造アルミニュームよりも強度が高く、比重が同等か或いは軽いシリコンアルミニュームで製造している。ここで、シリコンアルミニュームは、ダクタイル等（第１実施形態におけるインサート４０の素材）に比較して、強度は劣っている。
【００５６】
図１０、図１１において、ホイール１Ａはインサート４０Ａを有し、インサート４０Ａは環状部４７を有している。環状部４７はハブボルト挿通孔４を含み、ハブ嵌合孔３の半径方向外側の領域に配置されている。
図１０で示すように、環状部４７の半径方向外方へ突出するフランジ４６Ａが形成されている。環状部４７において、半径方向の幅Ｗ４７は、フランジ４６Ａが形成されている箇所を除き、概略均一である。
また、図１１で示すように、インサート４０Ａ（の環状部４７）の厚みはディスク２の厚みＴ２に等しい。
【００５７】
図１１で示す様に、フランジ４６は概略台形に構成され、ディスク２の鋳造アルミニュームに埋設される様に構成されている。
これに対して、図１２で示す様に、インサート４０Ａのフランジ４６Ａを、いわゆる「二又」状に構成し、「二又」状のフランジ４６Ａにより、ディスク２の鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い。
【００５８】
ホイール１Ａを鋳造する際に、エア抜きを良好に行うための、インサート４０Ａを、図１３、図１４で示す様な形状とすることが可能である。
図１３のインサート４０Ａにおいては、ハブボルト挿通孔４の中間の領域４０ＡＲは、ハッチングを付して表現されている。領域４０ＡＲの断面が図１４に示されている。
図１４において、領域４０ＡＲの厚さ寸法Ｔａｒは、ハッチングが付されていない領域（図１３参照）における厚さ寸法Ｔｎに比較して、小さくなっている。そして、インサート４０Ａの厚さ寸法が小さい領域４０ＡＲには、鋳造アルミニュームが充填されている。
【００５９】
インサート４０Ａを、図１３、図１４で示す様な形状とすることにより、アルミニューム鋳造を行う際に、インサート４０Ａの領域４０ＡＲを介して良好にエア抜きを行うことが出来るのである。
すなわち、鋳型内に存在したエアは、領域４０ＡＲにおける厚さ方向寸法の小さい部分から良好に抜ける。そのため、アルミニューム鋳造時に、アルミニュームの湯流れがスムーズになり、インサート４０Ａとホイール基材が剥離し難くなる。
【００６０】
再び図１０において、仮想線であるピッチサークルＣｐが示されている。ピッチサークルＣｐ上には、ハブボルト挿通孔４が複数箇所（図示の例では８箇所）に等ピッチで形成されている。
図１１で示すハブボルト挿通孔４の詳細は、第１実施形態と同様である。
【００６１】
インサート４０Ａの環状部４７の外周部４０１において、ハブボルト挿通孔４の存在する領域の半径方向外方には、フランジ４６が形成されている。
フランジ４６の半径方向外方の縁部は複数の円弧で形成されている。
フランジ４６は、ホイール１Ａの半径であって、ハブボルト挿通孔４の中心を通る半径について、線対称に形成されていることが望ましい。
【００６２】
インサート４０Ａのフランジ４６の両肩部４６ａは、第１実施形態と同様に、仮想直線Ｌｖに沿って、飾り孔５（図１０では２点鎖線で示す）側へ突出するように形成されている。ここで、仮想直線Ｌｖは、ハブボルト挿通孔４の中心と飾り穴５とを結んでいる。ただし、ハブボルト挿通孔４の数と飾り穴の数が異なる場合は、その限りではない。
仮想直線Ｌｖ或いはその近傍の領域は、構造的に弱い領域である。構造的に弱い領域にフランジの肩部４６ａを設けることにより、フランジの肩部４６ａが当該構造的に弱い領域を補強する補強材として作用するので、ディスク２全体の強度を向上することが出来る。
換言すれば、フランジ４６の形状は、構造的に弱い領域を補強することが出来る、という観点から決定されているのである。
【００６３】
また、フランジ４６を設けることにより、（フランジ４６を設けていない場合に比較して）インサート４０Ａとホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大し、そこに作用する応力（例えば剪断応力）が低減する。そして、インサート４０Ａと鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
すなわち、フランジ４６の形状は、インサート４０Ａとホイール基材とが剥離し難い様にせしめる、という観点からも決定される。
【００６４】
図示はしないが、図７、図８で示す第１実施形態の第１の変形例と同様に、インサート４０Ａのフランジ４６に貫通孔を設けても良い。
また、図示はしないが、インサート４０Ａの外周面（フランジ４６の表面を含む）に凹凸を形成して、インサート４０Ａと鋳造アルミニュームとの境界面を増加させることも出来る。
【００６５】
図１０を参照すれば明らかな様に、インサート４０Ａの半径方向外方において、フランジ４６が形成された以外の箇所にも、突出部が設けられている。但し、その様な突出部を設けないことも可能である。
【００６６】
図１０、図１１の第２実施形態のホイール１Ａは、インサート４０Ａの材質を軽量の材料であるシリコンアルミニュームとすることにより、インサートの材質を例えばダクタイルにした場合に比較して、全体の質量を軽減することが出来る。
換言すれば、第２実施形態では、インサート４０Ａを軽量化するため、或いは、小型化するために、腐心する必要がない。
図１０、図１１の第２実施形態においても、ハブボルト挿通孔４周辺の強度が十分で、タイヤ交換等による繰り返しのハブ着脱があっても当該挿通孔４は変形や挫屈が回避できる。
図１０、図１１の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図６の第１実施形態と同様である。
【００６７】
次に、図１５、図１６を参照して第２実施形態の変形例に関して説明する。
図１５、図１６の第２実施形態の変形例では、図１０、図１１の第２実施形態におけるフランジ４６の中央部分を省略して、２つの半円形状のフランジ４６Ａ、４６Ａに分離している。
【００６８】
半円形の各フランジ４６Ａは、ハブボルト挿通孔４の中心と飾り穴５（図１５では２点鎖線で示す）とを結ぶ仮想直線Ｌｖ上か、或いは、仮想直線Ｌｖ近傍の領域に位置している。ただし、ハブボルト挿通孔４の数と飾り穴の数が異なる場合は、その限りではない。
仮想直線Ｌｖ或いはその近傍の領域は、構造的に弱い領域である。構造的に弱い領域にフランジ４６Ａを設けることにより、フランジ４６Ａが当該構造的に弱い領域を補強する補強材として作用し、ディスク全体の強度を向上することが出来る。
【００６９】
また、フランジ４６Ａを設けることにより、（フランジ４６Ａを設けていない場合に比較して）インサート４０Ａとホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大し、そこに作用する応力（例えば剪断応力）が低減する。そして、インサート４０Ａと鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
【００７０】
図示されていないが、図７、図８で示す第１実施形態の第１の変形例と同様に、インサート４０Ａのフランジ４６Ａに貫通孔を設けても良い。
また、図示されていないが、インサート４０Ａの外周面（フランジ４６Ａの表面を含む）に凹凸を形成して、インサート４０Ａと鋳造アルミニュームとの境界面を増加させることも出来る。
【００７１】
図１６で示す様に、フランジ４６Ａは断面形状が概略台形に構成され、ディスク２の鋳造アルミニュームに埋設される様に構成されている。
これに対して、図１７で示す様に、インサート４０Ａのフランジ４６Ａを、いわゆる「二又」状に構成し、「二又」状のフランジ４６Ａにより、ディスク２の鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い。
【００７２】
図１５を参照すれば明らかな様に、インサート４０Ａの半径方向外方において、フランジ４６が形成された以外の箇所にも、突出部が設けられている。但し、その様な突出部を設けないことも可能である。
【００７３】
図１５、図１６の変形例における上記以外の構成及び作用効果は、図１０、図１１の第２実施形態と同様である。
【００７４】
次に、図１８、図１９を参照して第３実施形態を説明する。
図１〜図１６の各実施形態では、単一の環状に構成されたインサート（４０、４０Ａ）を備え、環状のインサート（４０、４０Ａ）に複数箇所（例えば８箇所）のハブボルト挿通孔４が形成されている。
それに対して、図１８、図１９の第３実施形態では、複数箇所（例えば８箇所）のハブボルト挿通孔４毎に、インサート４０Ｂを独立分離させて設けている。
【００７５】
図１８、図１９において、第３実施形態に係るホイール１Ｂにおいては、筒状のインサート４０Ｂが等間隔に（図１８において、１点鎖線で示すピッチサークルＣｐを等分する様に）、複数箇所（例えば８箇所）設けられている。図１８、図１９から明らかな様に、インサート４０Ｂは、ハブボルト挿通孔４の位置に配置されている。
複数個のインサート４０Ｂは、ホイール１Ｂの基材である鋳造アルミニュームに鋳込まれている。そして、インサート４０Ｂの材質は、例えば、ダクタイル、オーステナイト鋳鉄、ステンレス鋳鋼、炭素鋼鋳鋼、アルミニューム合金鋳物（例えばシリコンアルミニューム）、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼である。
【００７６】
インサート４０Ｂの筒状の外周縁部（半径方向外方縁部）には、フランジ４６Ｂが形成されている。フランジ４６Ｂは、全周に亘って同じ突出量とすることも可能であるが、構造的に弱い領域に向う部分が、他の方向に向う部分に比較して、半径方向外方への突出量が大きいことが好ましい。
フランジ４６Ｂは、一部が欠損していも良い。すなわち、半径方向外方に突出した部分を設けないことも可能である。
【００７７】
構造的に弱い領域にフランジ４６Ｂを突出させることにより、フランジ４６Ｂが当該構造的に弱い領域を補強する補強材として作用し、ディスク全体の強度を向上することが出来る。
また、フランジ４６Ｂを設けることにより、（フランジ４６Ｂを設けていない場合に比較して）インサート４０Ｂとホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大し、そこに作用する応力（例えば剪断応力）が低減する。そして、インサート４０Ｂと鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
【００７８】
図１９で示す様に、フランジ４６Ｂは断面形状が概略台形に構成され、ホイール１Ｂの鋳造アルミニュームに埋設される様に構成されている。
これに対して、図２０で示す様に、インサート４０Ｂのフランジ４６Ｂを、いわゆる「二又」状に構成し、「二又」状のフランジ４６Ｂにより、ホイール１Ｂの鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い。
【００７９】
図示はしないが、図７、図８で示す第１実施形態の第１の変形例と同様に、インサート４０Ｂのフランジ４６Ｂに貫通孔を設けることも可能である。
また、図示はしないが、インサート４０Ｂの外周面（フランジ４６Ｂを含む）の表面に凹凸を形成して、鋳造アルミニュームとの境界面を増加させても良い。
【００８０】
第３実施形態においても、ハブボルト挿通孔４周辺の強度が十分となり、タイヤ交換等による繰り返しのハブ着脱があっても当該挿通孔４は変形や挫屈が回避できる。
図１８〜図２０で示す第３実施形態における上記以外の構成及び作用効果は、図１〜図６の第１実施形態と同様である。
【００８１】
次に、図２１〜図２４を参照して、本発明の第４実施形態（図２１、図２２）と、その変形例（図２３、図２４）について説明する。
図１〜図２０の実施形態では、基材である鋳造アルミニュームに異種金属（鉄系金属及びシリコンアルミニューム等）を鋳込んで、組織的に融合させている。
【００８２】
それに対して、図２１、図２２の第４実施形態及び図２３、図２４の第４実施形態の変形例では、鋳造アルミニュームのホイール（図２１〜図２４では、明示せず）のハブボルト挿通孔４の位置に、ハブボルト挿通孔４よりも大きな嵌合孔２２を加工して形成し、その嵌合孔２２にインサート４０Ｄを圧入されている。そして、インサート４０Ｄにはハブボルト挿通孔４が形成されており、インサート４０Ｄの材質は、基材である鋳造アルミニュームよりも強度及び硬度が高い材質である。
第４実施形態は、鍛造アルミホイールにも適用出来る。
【００８３】
図２１において、第４実施形態に係るアルミニューム製ホイール（図２１〜図２４では、明示せず）のディスク２には、ハブボルト挿通孔４を形成するべき位置に、インサート嵌合孔２２が形成されている。インサート嵌合孔２２において、表裏両面２ａ、２ｂ近傍の位置に、拡径部２４が設けられている。
【００８４】
インサート嵌合孔２２には、図２２に示すように、２ピースに分離するインサート４０Ｄ、４０Ｄが嵌合される。
インサート４０Ｄの材質は、ディスク２の基材である鋳造アルミニュームよりも、強度及び硬度が高い金属材料（例えば、機械構造用炭素鋼）である。
【００８５】
インサート４０Ｄは、円筒状の本体４２Ｄと、本体４２Ｄの一端部に形成された円形のフランジ４４Ｄとを有している。
インサート４０Ｄの内周面において、フランジ４４Ｄ側の端部には、球面座４ｒが形成されている。
インサート４０Ｄの内周面において、球面座４ｒ以外の領域は、球面座４ｒが形成された側の開口部内径よりも、内径が小さいストレート穴４ｓが形成されている。換言すれば、ハブボルト挿通孔４は球面座４ｒとストレート孔４ｓとで構成されている。
【００８６】
インサート４０Ｄの本体４２Ｄの外径は、ディスク２に形成されたインサート嵌合孔２２の内径よりも僅かに大きく形成されている。インサート４０Ｄのフランジ４４Ｄの厚みＴｆ（図２２）は、ディスク２側の拡径部２４の深さＤ（図２１）と同一か、僅かに小さく形成されている。
２つのインサート４０Ｄ、４０Ｄは、図２２で示すようにフランジ４４Ｄの反対側の端部同士を当接した状態において、２つのインサート４０Ｄ、４０Ｄの合計の長さＬ（図２２）は、ディスク２の厚みＴ２（図２１）と同等か、僅かに小さくなる様に形成されている。
【００８７】
インサート４０Ｄをインサート嵌合孔２２に嵌合させる際に、インサート４０Ｄのフランジ４４Ｄの外周面４４Ｄｈ及びフランジ部４４Ｄの内側平面部４４Ｄｖ及び本体４２Ｄの外周面４２Ｄｗに、例えばアクリル系の接着剤を全面または一部位に塗布することが好ましい。
【００８８】
接着剤を塗布すれば、インサート４０Ｄ、４０Ｄをインサート嵌合孔２２の所定位置に所定の圧力で嵌合すると、当該接着剤により、インサート４０Ｄ、４０Ｄはインサート嵌合孔２２へ強固に接着されるからである。
【００８９】
上述したように、図２１〜図２４の第４実施形態では、インサート４０Ｄの材質を、ディスク２の基材である鋳造アルミニュームよりも強度及び硬度の高い金属材料（例えば、機械構造用炭素鋼）としている。従って、ハブボルト挿通孔４周辺の強度が十分で、タイヤ交換等による繰り返しのハブ着脱があっても当該挿通孔４は変形や挫屈が回避できる。
【００９０】
次に、図２３、図２４を参照して、第４実施形態の変形例について説明する。
図２１、図２２の第４実施形態では、ディスク２に形成されたインサート嵌合孔２２はストレートな貫通孔であるが、図２３、図２４の変形例では、インサート４０Ｅ側の本体４３Ｅの外周面にテーパを付け、対応するインサート嵌合孔２３に同じテーパを付けている。
【００９１】
図２１〜図２４において、インサート４０Ｄ、４０Ｅの材料として、機械構造用炭素鋼を例示しているが、一般構造用炭素鋼、鋳鉄、鋳鋼、硬質アルミニューム、その他の高張力材料を用いることも可能である。
【００９２】
図２４において、インサート４０Ｅの本体はテーパ軸４３Ｅであり、図２３において、インサート嵌合孔２３はテーパ孔である。テーパが付いたインサート嵌合孔２３と、テーパ軸４３Ｅとの径は、インサート嵌合孔２３へテーパ軸４３Ｅを圧入することが可能な様に設定されている。
また、アルミニューム強度を考慮して、例えば摩擦接合の方法も好ましい。
図２３、図２４の変形例における上記以外の構成及び作用効果は、図２１、図２２の第４実施形態と同様である。
【００９３】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１実施形態の部分正面図。
【図２】図１におけるＡ１−Ｏ−Ａ２断面図。
【図３】図１におけるＡ１−Ｏ−Ｅ−Ｄ断面図。
【図４】フランジのその他の断面形状を示す断面図。
【図５】図１におけるＢ−Ｂ断面図。
【図６】第１実施形態の構成であるインサートの平面図。
【図７】第１実施形態の第１変形例の部分正面図。
【図８】図７におけるＡ−Ａ断面図。
【図９】第１実施形態の第２変形例の部分正面図。
【図１０】本発明の第２実施形態の部分正面図。
【図１１】図１０におけるＡ−Ａ断面図。
【図１２】第２実施形態のフランジにおける他の断面形状を示す断面図。
【図１３】第２実施形態のインサートにおける他の形状を示す部分正面図。
【図１４】図１３におけるＢ−Ｂ断面図。
【図１５】第２実施形態の変形例の部分正面図。
【図１６】図１５におけるＡ１−Ｏ−Ｅ−Ｄ断面図。
【図１７】図１５のフランジにおける他の断面形状を示す断面図。
【図１８】本発明の第３実施形態の部分正面図。
【図１９】図１８におけるＡ１−Ｏ−Ｅ−Ｄ断面図。
【図２０】第３実施形態のフランジにおける他の断面形状を示す断面図。
【図２１】本発明の第４実施形態のディスクの部分断面図。
【図２２】第４実施形態のインサートの断面図。
【図２３】第４実施形態の変形例のディスクの部分断面図。
【図２４】第４実施形態の変形例のインサートの断面図。
【図２５】従来技術の鋳造アルミホイールのカット断面の斜視図。
【図２６】ハブにホイールを取り付ける場合の締結要部の断面図。
【符号の説明】
【００９５】
１・・・ホイール
２・・・ディスク
３・・・ハブ嵌合孔
４・・・ハブボルト挿通孔
４ｒ・・・球面座
２２、２３・・・インサート嵌合孔
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ・・・インサート
４１・・・円筒状部
４５・・・帯部
４６、４６Ａ、４６Ｂ・・・フランジ
４７・・・環状部
４８・・・貫通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニューム鋳造で製造される自動車用ホイールの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ホイールは、従来は、鋼製ホイールが主であった。
車両の軽量化や、車両のばね下質量、即ち懸架装置に取り付く車軸及びホイールの質量の軽量化による乗り心地及び運動性能の向上のため、そして、デザイン上の自由度が高い等の理由によって、近年、自動車用ホイールは、鋼製ホイールからアルミニューム製ホイールへの転換が進んでいる。
【０００３】
アルミニューム製ホイールには、鋳造アルミホイールと、鍛造アルミホイールがある。
図２５において、鋳造アルミニューム製の大型車両用ホイール１のカットモデルを立体的に示す。
鋳造アルミホイールは、鍛造アルミホイールに対してはデザインの自由度が高い。また、鋳造アルミホイールは、鋼製ホイールに対して軽量であり、また、熱伝導率が優れていると言う利点を有している。
図２５において、鋳造アルミホイールにおける熱伝導率が優れていると言う利点を活かして、符号１５で示すフィン、或いは同図の符号１７で示すリブを形成することにより、ホイール１に組込まれるタイヤや、ホイール１内に配置される図示しないブレーキやハブベアリングにおける空冷効果を向上することが出来る。
【０００４】
ところで、アルミニュームは、鉄に比較してヤング率が低く、変形し易い。換言すれば、アルミニュームは、鉄や鋼に比較して、いわゆる「強度」が低い。
そのため、アルミニューム製ホイールは、鋼製ホイールに比較して、厚さ寸法を大きくし、或いは、断面形状を工夫して、変形を防止する必要がある。
【０００５】
アルミニューム鋳造で製造された自動車用ホイールは、鋼製のホイールに比較して軟らかく、変形し易い。特に、ディスク取付用ボルト孔周辺の領域（ホイールディスクのハブボルト取り付け部）は、ハブボルトの締め付け力と、ハブボルトに作用する外力とによって変形し易い（凹み易い）。
【０００６】
図２６は、大型車両の車軸側のハブへ一般的なアルミニューム製ホイールを取り付けた状態を示している。
図２６において、ハブ１００のフランジ１０２には、複数（例えば８箇所）のディスク取付用ボルト孔（ハブボルト取付孔）１０３が形成されている。
ハブボルト取付孔１０３には、フランジ１０２の（図２６における）下方の面１０２ａ側からハブボルトＢが挿入されている。
【０００７】
ハブボルト取付孔１０３に挿入されたハブボルトＢは、ホイール１のディスク部２に形成されたハブボルト挿通孔４を貫通している。そして、ディスク部２の車両外側（図２６における上方）の面２ａから、ホイールナットＮが、ハブボルトＢに螺合している。
【０００８】
ホイールナットＮは、ホイール１と接する側の端部外周が、球面Ｎｒに形成されている。球面Ｎｒは、図２６の下方へ凸状に形成されている。
ホイール１のハブボルト挿通孔４には、ディスク２の表裏２面２ａ、２ｂの近傍箇所に、凹状の球面座４ｒが形成されている。凹状の球面座４ｒは、ホイールナットＮの凸状の球面Ｎｒと相補形状となっている。
ホイールナットＮを締め込むことによって、ホイールナットＮの球面座Ｎｒとハブボルト挿通孔４の球面座４ｒとは、係合して密着する。
【０００９】
ここで、ホイールナットＮの締め込みは、例えば、圧縮空気によって駆動されるナットランナー等によって行われる。ナットランナーによる締め込みは、緩みを防止するために、締め付けトルクを過大にする傾向がある。
係る過大な締め付けトルクに加え、締め付け完了間際には、衝撃トルクが加わるので、鋳造アルミニュームの球面座４ｒが変形してしまうという問題が存在する。
【００１０】
また、車両は、長年に亘り、タイヤ交換を繰り返す。そしてタイヤ交換時には、ホイールはハブから取り外され、再びハブに取り付けられる。その様なタイヤ交換を繰り返すことにより、鋳造アルミホイール１のハブボルト挿通孔４における球面座４ｒは変形してしまう。
かかる変形の発生は、重要保安部品であるホイールにおいて、看過できない問題である。
【００１１】
そのような問題に対処するために、ハブボルト挿通孔周辺の領域（ディスクのハブ取り付け部）に対して、従来より、種々の強度対策が施されている。
その様な強度対策としては、例えば、鋳造アルミホイールのハブボルト挿通孔周辺の領域に対するバニシング加工、ショットピーニング加工等、素材表面の密度を高める処理がある。
【００１２】
その他の技術として、成形した第１次成形部品の一部を、成形型のキャビティ内の溶湯が最も遅く凝固する個所近傍に押し付けて、第１次成形品と第２次成形品との密着性を向上する技術が提案されている（特許文献１）。
しかし、係る従来技術では、上述した従来技術の問題点を解決するものではない。
【特許文献１】特開２００５−８１３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、鋳造アルミニュームで製造された自動車用ホイールであって、ハブボルト挿通孔回り（ディスクのハブ取り付け部）の変形を防止することが出来る自動車用ホイールの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の自動車用ホイール（１、１Ａ、１Ｂ）は、アルミニューム鋳造で製造された自動車用ホイールにおいて、ディスク（２）取付用のボルト孔（４）がインサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）に形成されており、該インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）は鋳造アルミニュームとは別の素材で構成されており、ホイール表面（２ａ、２ｂ）に露出している部分（４１、４７）と、鋳造アルミニュームに埋設されている部分（４５、４６、４６Ａ、４６Ｂ）とを有していることを特徴としている（請求項１）。
【００１５】
本発明において、ディスク取付用のボルト孔（４）近傍から構造上強度が要求される領域（例えば、ディスク取付用のボルト孔４と飾り穴５とを結んだ仮想直線Ｌｖ近傍の領域）に向って突出しているフランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）が形成されているのが好ましい（請求項２）。
ここで、フランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）は鋳造アルミニュームに埋設されていても良いし（図３、図１１、図１６、図１９）、或いは、該フランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）によって鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い（図４、図１２、図１７、図２０）。
【００１６】
前記インサート（４０、４０Ａ）は鋳造アルミニュームに鋳込まれており、ディスク２取付用のボルト孔（４）はホイール（１、１Ａ）の円周方向へ等間隔に複数個設けられており、インサート（４０、４０Ａ）は円周方向に連続した形状とする事が出来る（請求項３：図１、図６、図７、図９、図１０、図１３、図１５）。
【００１７】
ここで、インサート（４０）の円周方向に連続した形状は、鋳造アルミニュームで鋳込まれている部分であり、ディスク取付用のボルト孔（４）間で鋳込まれている部分（４５）の半径方向寸法（Ｗ４５）は、ディスク取付用のボルト孔（４）近傍領域（４１、４６）に比較して小さく形成する事が出来る（図１、図６、図７、図９）。
または、インサート（４０Ａ）の円周方向に連続した形状は、ホイール表面（２ａ、２ｂ）に露出している部分（４７）であり、当該露出している部分（４７）の半径方向寸法（Ｗ４７）は、円周方向の全域に亘って均一に構成しても良い（図１０、図１５）。ただし、均一に構成されていなくても良い（図１３）。
【００１８】
また、前記インサート（４０Ｂ）は鋳造アルミニュームに鋳込まれており、ディスク取付用のボルト孔（４）はホイール（１Ｂ）の円周方向へ等間隔に複数個設けられており、インサート（４０Ｂ）は円周方向に連続しておらず、前記ディスク取付用のボルト孔（４）を形成するべき部分にのみ配置しても良い（請求項４：図１８）。
【００１９】
さらに、前記インサートは鋳造アルミホイールに圧入されていても良い（図２１〜図２４）。
圧入方式は、鋳造アルミホイールに限らず、鍛造アルミホイールにも、アルミニューム製ホイール全般に適用出来る。
【００２０】
或いは、前記インサートは、アルミニューム製ホイール（鋳造及び鍛造）に接着されていても良い（図２１〜図２４）。
【発明の効果】
【００２１】
上述する構成を具備する本発明によれば、鉄系材料（例えば、鋼やダクタイル等）や硬質アルミニューム（シリコンアルミニューム等）等のホイール本体よりも高強度の材質で製造されたインサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）にディスク取付用のボルト孔（４）が設けられており、鋳造アルミニュームに比較して、ナットの締め付けトルクが強大である場合にも変形し難い。そのため、長年に亘り、タイヤ交換等を繰り返すことにより、ナットの座面が「いびつ」になることが防止できる。
【００２２】
また、本発明によれば、インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）にフランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）が形成され、該フランジ（４６、４６Ａ、４６Ｂ）は構造的に弱い領域に向って突出しているので、インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）とホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大して、インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）と鋳造アルミニュームとを剥離させる応力（例えば剪断応力）を低下させる。そのため、インサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）と鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
【００２３】
そして、アルミニューム鋳造により形成された自動車用ホイールにおける各種メリット、すなわち、デザインの自由度が高いというメリット（鍛造アルミニュームによる自動車用ホイールよりも優れている点）、軽量であるメリット（鉄製ホイールよりも優れている点）、特に鋳造アルミホイールはフィンやリブが形成し易く、熱伝導率が良好であることも手伝って、ホイール全体の空冷効果が良好であるメリット（鉄製ホイールよりも優れている点）等のメリットを損なうこと無く、そのようなメリットを十分に享受することが出来る。
【００２４】
これに加えて本発明によれば、ディスク（２）取付用のボルト孔（４）が基材である鋳造アルミニュームよりも強度の高い材質のインサート（４０、４０Ａ、４０Ｂ）で形成されているため、当該ボルト孔（４）周辺領域の強度が十分に得られる。その結果、鋳造アルミホイール（１、１Ａ、１Ｂ）のディスク部（２）の厚さ方向寸法を、低減する事も可能になる。
さらに、インサート（４０Ａ）のホイール表面（２ａ、２ｂ）に露出している部分（４７）が、ディスク面（２）全域に亘り構成される形状の場合においては、ディスク面が背中合せで取り付いているダブルタイヤ装着ホイールのディスク面（２）同士の接触、或いはハブ（１００）面との接触によって生じるディスク面（２）のフレッティングや傷等が発生し難くなり、外観品質を損なうことが無くなる事も可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
先ず、図１〜図６を参照して第１実施形態について説明する。
【００２６】
図１は、第１実施形態に係る鋳造アルミホイール１の１／４の部分を正面から見た状態を示している。図１におけるＡ１−Ｏ−Ａ２断面が、図２に示されている。図１におけるピッチサークルＣｐに沿った断面（Ｂ−Ｂ断面）が、図５で示されている。
【００２７】
図１、図２において、鋳造アルミホイール（ホイール）１はテーパ部１Ｔ（図２）を有しており、ディスク部２と図示しないリムとは、テーパ部１Ｔにより接続されている。
ディスク部２とテーパ部１Ｔは、以下で詳述するインサート４０の部分を除き、鋳造アルミニュームを素材としている。
なお、図２では、テーパ部1Ｔの任意の点Ｐを通過する断面Ｌｃよりも、左側の領域が省略された状態で示されている。
【００２８】
ディスク部２の中心部の領域には、ハブ嵌合孔３が形成されている。ハブ嵌合孔３には、図示しない車軸のハブの先端が嵌め込まれる。
ハブ嵌合孔３の周辺近傍の領域であって、ハブボルト挿通孔４を含む領域には、環状のインサート４０が、アルミニュームに鋳込まれている。
【００２９】
ここで、アルミニュームの鋳造時には、アルミニュームを加圧して鋳造するのが好ましい。アルミニュームを加圧して鋳造すれば、鋳造後のアルミニュームとインサート４０との剥離を防止することが出来るからである。
【００３０】
インサート４０単体は、図６に示されている。図１及び図６において、ディスク部２（図１）におけるハブ嵌合孔３（図１）に近い領域において一点鎖線で示す円弧は、インサート４０におけるピッチサークルＣｐである。ピッチサークルＣｐ上には複数（図示では８箇所）のハブボルト挿通孔４が、同一のピッチで（等間隔で）形成されている。
【００３１】
ハブボルト挿通孔４の断面は、従来技術と同様の構成である。
図２で示す様に、ハブボルト挿通孔４においては、ディスク部２の表面（ホイール１が凸状に突き出した面）２ａと、表面２ａの反対側に位置する裏面２ｂには、球面座４ｒが形成されている。そして、表面２ａ側の球面座４ｒと、裏面２ｂ側の球面座４ｒとが、ストレート孔４ｓで貫通して、ハブボルト挿通孔４が構成されている。
【００３２】
第１実施形態において、インサート４０はダクタイル（球状黒鉛鋳鉄）で構成されている。
ただし、インサート４０の材質としては、ダクタイルに限定されるものではなく、オーステナイト鋳鉄、ステンレス鋳鋼、炭素鋼鋳鋼、アルミニューム合金鋳物（例えばシリコンアルミニューム）、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼であってもよい。
換言すれば、インサート４０は、鋳造アルミニュームと接合可能な金属材料で、鋳造アルミニュームよりも強度が高く、適正な硬度を有する材質を選択して、製造される。
【００３３】
インサート４０は、メッキまたは溶射法を活用して表面処理を施すことにより、鋳造時の高温による金属表面の酸化を防止することが好ましい。
アルミニューム鋳造時には、インサート４０は事前に加熱することにより、熱膨張、収縮による剥離を防ぐことが好ましい。
【００３４】
図２で示す様に、インサート４０の円筒状部４１（ディスク２の表面に露出している部分）の厚みは、ディスク２の厚みＴ２と同一である。ここで、円筒状部４１は、ハブボルト挿通孔４を含んでいる。
【００３５】
図１において、インサート４０にはフランジ４６が形成されている。フランジ４６は、インサート４０の円筒状部４１において、ディスク２の周方向両側に形成されている。
図１では、フランジ４６の半径方向外方の縁部４６ｒは、複数の円弧から形成されている。
フランジ４６は、ハブボルト挿通孔４の中心を通るディスク２の半径について、線対称となっている。ただし、ハブボルト挿通孔４の数と飾り穴の数が異なる場合は、その限りではない。
【００３６】
図１におけるＡ１−Ｏ−Ｅ−Ｄ断面が、図３で示されており、フランジ４６の断面形状を示している。図３において、フランジ４６は、断面形状が概略台形の断面形状を有しており、ディスク２の鋳造アルミニュームに埋設されている。
但し図４で示す様に、インサート４０のフランジ４６を、いわゆる「二又」状に構成し、「二又」状のフランジ４６により、ディスク２の鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い。
【００３７】
インサート４０における隣接する円筒状部４１、４１の間の領域には、ピッチサークルＣｐに沿って円弧状の帯部４５が延在している。図１において、円弧状の帯部４５の中心軸はピッチサークルＣｐと一致している。但し、円弧状の帯部４５の中心軸とピッチサークルＣｐとは、必ずしも一致しなくても構わない。
ここで、帯部４５の中心線は、帯部４５の幅方向（ディスク２の半径方向）における中心線である。
【００３８】
図１及び図６を参照すれば明らかな様に、挿通孔４の周縁部において、フランジ４６が形成された以外の箇所にも、帯部４５の延長部分によって突出部が設けられている。但し、その様な突出部を設けないことも可能である。
【００３９】
図５で示す様に、インサート４０の帯部４５の厚みＴ４５は、ディスク２の厚みＴ２よりも薄い。
また、図６で示す様に、帯部４５の幅方向寸法Ｗ４５は、ハブボルト挿通孔４のストレート孔４ｓの内径に比較して、小さくすることが出来る。これにより、例えばインサート４０が鉄製の場合には、インサートの軽量化が可能となる。
【００４０】
前記フランジ４６の厚さ方向（図６の紙面に直交する方向）の断面形状は、第１実施形態の変形例を示す図８（図７のＡ−Ａ断面）と同様であり、先端部が細くなる台形形状であることが好ましい。係る台形形状における先端部の厚みは、帯部４５の厚みＴ４５（図５）と概略等しい。
【００４１】
図１で示す様に、フランジ４６は、その肩部４６ａが、仮想直線Ｌｖに沿って、飾り孔５（図１では２点鎖線で示す）側へ突出するように形成されていることが好ましい。ここで、仮想直線Ｌｖは、ハブボルト挿通孔４の中心と飾り穴５とを結ぶ仮想直線である。ただし、ハブボルト挿通孔４の数と飾り穴の数が異なる場合は、その限りではない。
ここで、仮想直線Ｌｖ或いはその近傍の領域は、構造的に弱い領域である。
【００４２】
構造的に弱い領域にフランジ４６を設けることにより、フランジ４６が当該構造的に弱い領域を補強する補強材として作用するので、ディスク２全体の強度を向上することが出来る。
換言すれば、フランジ４６の形状は、構造的に弱い領域を補強することが出来る、という観点から決定されているのである。
【００４３】
そして、図１〜図６で示す第１実施形態によれば、インサート４０にハブボルト挿通孔４が一体に形成されている。インサート４０は、上述した様に、ダクタイル、オーステナイト鋳鉄、ステンレス鋳鋼、炭素鋼鋳鋼、アルミニューム合金鋳物（例えばシリコンアルミニューム）、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼等により構成されており、基材である鋳造アルミニュームに比較して、ナットの締め付けトルクが強大であっても変形し難い。
そのため、長年に亘って、タイヤ交換時のハブからの取り外しを繰り返しても、球面座４ｒが変形することは防止される。
【００４４】
また、図１〜図６の第１実施形態によれば、インサート４０にフランジ４６が形成され、該フランジ４６（肩部４６ａ）は、飾り穴５に向う方向へ突出しているので、フランジ４６（肩部４６ａ）を設けていない場合に比較して、インサート４０とホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大する。当該境界面の面積が増大すれば、そこに作用する応力（例えば剪断応力）は低減する。ここで、応力（例えば剪断応力）は、インサート４０と鋳造アルミニュームとを剥離させる様に作用する応力である。
【００４５】
フランジ４６により、インサート４０とホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面に作用する応力（例えば剪断応力）が低減すれば、インサート４０と鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
上述した通り、フランジ４６の形状は、構造的に弱い領域を補強するという観点から決定されている。そして、構造的に弱い領域は、インサート４０とホイール基材との境界面における剥離が生じる可能性が高い部分でもある。従って、フランジ４６の形状は、インサート４０とホイール基材とが剥離し難い様にせしめる、という観点からも決定される。
【００４６】
さらに、ハブボルト挿通孔４がインサート４０に形成されるため、ハブボルト挿通孔４周辺領域の強度が十分に得られ、タイヤ交換等による繰り返しのハブ着脱があっても当該挿通孔４は変形や挫屈が回避できる。
その結果、従来の鋳造アルミニュームのみで構成されたホイールに比較して、ホイール１の厚さ方向寸法を、低減する事も可能になる。
【００４７】
このように、図１〜図６の第１実施形態によれば、アルミニューム鋳造により形成された自動車用ホイールにおける前述の種々の問題点を解消することが出来る。
そして、アルミニューム鋳造により形成された自動車用ホイールにおける各種メリット、すなわち、アルミニューム鍛造に対してデザインの自由度が高いというメリットや、鋼製ホイールよりも軽量であるメリット、鉄製ホイールよりも熱伝導率が良好であり、フィン（或いは、リブ）形状による空冷効果が良好であると言うメリットを損なうこと無く、これらのメリットを十分に享受することが出来る。
【００４８】
次に、図７、図８を参照して、第１実施形態の第１変形例を説明する。
図７、図８の第１実施形態の第１変形例では、図１〜図６の第１実施形態におけるインサート４０のフランジ４６に、フランジ４６の厚さ方向（図７の紙面に垂直な方向：図８の左右方向）に延在する貫通孔を設けている。
【００４９】
図７、図８において、フランジ４６の肩部４６ａには、貫通孔４８が形成されている。貫通孔４８はフランジ４６の厚さ方向（図７の紙面に垂直な方向：図８の左右方向）へ延在している。１箇所のフランジに形成する貫通孔４８の本数及び形状は、特に限定するものではない。
【００５０】
アルミニュームの鋳造時には、鋳造型枠内に予めセットされたインサート４０の当該貫通孔４８にも溶けたアルミニュームの湯が侵入し、インサート４０を基材である鋳造アルミニュームに確実に融合・固着する。また、貫通孔４８の内周面の面積の分だけ、ホイール１におけるインサート４０と鋳造アルミニュームとの境界面の面積を増大させて、インサート４０に作用する応力（例えば、剪断応力）を低減することが出来る。
また、貫通孔４８は軽量化のための孔（ライトニングホール）にもなり、インサート４０の軽量化にも寄与する。
図７、図８で示す第１実施形態の第１変形例の上記した以外の構成及び作用効果については、図１〜図６の第１実施形態と同様である。
【００５１】
次に、図９を参照して第1実施形態の第2変形例を説明する。
上述したように、ホイール１に外力が作用した場合の鋳造アルミニュームとインサート４０の境界面に生じる応力（例えば剪断応力）を低減するために、且つ、鋳造アルミニュームに確実に接合するために、インサート４０と基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積は、出来る限り大きくしたい。
図９の第1実施形態の第2変形例は、そのような要請に応えるものである。
【００５２】
図９において、インサート４０の外形（輪郭）は図1〜図６の第1実施形態と同様であるが、円筒状部４１のホイール１の鋳造アルミニュームに接しない部分を除くインサート４０の表面に、凹凸４９が形成されている。
【００５３】
円筒状部４１のホイール１の鋳造アルミニュームに接しない部分を除くインサート４０の表面に凹凸４９を形成させたことによって、ホイール１の基材である鋳造アルミニュームとインサート４０の境界面の面積は大きく増加する。そして、境界面の面積が増加することによって、鋳造アルミニュームとインサート４０の境界面に生じる応力（例えば剪断応力）を緩和させることが出来る。
【００５４】
図９において、インサート４０表面に形成された凹凸４９は、矩形の凹凸が連続して形成されているが、波型の凹凸を連続して構成することが可能である。また、図示された凹凸に比較して、非常に微細な凹凸によって、インサート４０表面の凹凸を構成しても良い。
図９で示す第２変形例における構成及び作用効果は、図１〜図６の第１実施形態と同様である。
【００５５】
次に、図１０、図１１を参照して、第２実施形態について説明する。
図１〜図９の第１実施形態（第１変形例及び第２変形例を含む）は、インサート４０の材料として、例えばダクタイルを用いている。
それに対して、図１０、図１１の第２実施形態では、インサート４０Ａを、例えば鋳造アルミニュームよりも強度が高く、比重が同等か或いは軽いシリコンアルミニュームで製造している。ここで、シリコンアルミニュームは、ダクタイル等（第１実施形態におけるインサート４０の素材）に比較して、強度は劣っている。
【００５６】
図１０、図１１において、ホイール１Ａはインサート４０Ａを有し、インサート４０Ａは環状部４７を有している。環状部４７はハブボルト挿通孔４を含み、ハブ嵌合孔３の半径方向外側の領域に配置されている。
図１０で示すように、環状部４７の半径方向外方へ突出するフランジ４６Ａが形成されている。環状部４７において、半径方向の幅Ｗ４７は、フランジ４６Ａが形成されている箇所を除き、概略均一である。
また、図１１で示すように、インサート４０Ａ（の環状部４７）の厚みはディスク２の厚みＴ２に等しい。
【００５７】
図１１で示す様に、フランジ４６は概略台形に構成され、ディスク２の鋳造アルミニュームに埋設される様に構成されている。
これに対して、図１２で示す様に、インサート４０Ａのフランジ４６Ａを、いわゆる「二又」状に構成し、「二又」状のフランジ４６Ａにより、ディスク２の鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い。
【００５８】
ホイール１Ａを鋳造する際に、エア抜きを良好に行うための、インサート４０Ａを、図１３、図１４で示す様な形状とすることが可能である。
図１３のインサート４０Ａにおいては、ハブボルト挿通孔４の中間の領域４０ＡＲは、ハッチングを付して表現されている。領域４０ＡＲの断面が図１４に示されている。
図１４において、領域４０ＡＲの厚さ寸法Ｔａｒは、ハッチングが付されていない領域（図１３参照）における厚さ寸法Ｔｎに比較して、小さくなっている。そして、インサート４０Ａの厚さ寸法が小さい領域４０ＡＲには、鋳造アルミニュームが充填されている。
【００５９】
インサート４０Ａを、図１３、図１４で示す様な形状とすることにより、アルミニューム鋳造を行う際に、インサート４０Ａの領域４０ＡＲを介して良好にエア抜きを行うことが出来るのである。
すなわち、鋳型内に存在したエアは、領域４０ＡＲにおける厚さ方向寸法の小さい部分から良好に抜ける。そのため、アルミニューム鋳造時に、アルミニュームの湯流れがスムーズになり、インサート４０Ａとホイール基材が剥離し難くなる。
【００６０】
再び図１０において、仮想線であるピッチサークルＣｐが示されている。ピッチサークルＣｐ上には、ハブボルト挿通孔４が複数箇所（図示の例では８箇所）に等ピッチで形成されている。
図１１で示すハブボルト挿通孔４の詳細は、第１実施形態と同様である。
【００６１】
インサート４０Ａの環状部４７の外周部４０１において、ハブボルト挿通孔４の存在する領域の半径方向外方には、フランジ４６が形成されている。
フランジ４６の半径方向外方の縁部は複数の円弧で形成されている。
フランジ４６は、ホイール１Ａの半径であって、ハブボルト挿通孔４の中心を通る半径について、線対称に形成されていることが望ましい。
【００６２】
インサート４０Ａのフランジ４６の両肩部４６ａは、第１実施形態と同様に、仮想直線Ｌｖに沿って、飾り孔５（図１０では２点鎖線で示す）側へ突出するように形成されている。ここで、仮想直線Ｌｖは、ハブボルト挿通孔４の中心と飾り穴５とを結んでいる。ただし、ハブボルト挿通孔４の数と飾り穴の数が異なる場合は、その限りではない。
仮想直線Ｌｖ或いはその近傍の領域は、構造的に弱い領域である。構造的に弱い領域にフランジの肩部４６ａを設けることにより、フランジの肩部４６ａが当該構造的に弱い領域を補強する補強材として作用するので、ディスク２全体の強度を向上することが出来る。
換言すれば、フランジ４６の形状は、構造的に弱い領域を補強することが出来る、という観点から決定されているのである。
【００６３】
また、フランジ４６を設けることにより、（フランジ４６を設けていない場合に比較して）インサート４０Ａとホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大し、そこに作用する応力（例えば剪断応力）が低減する。そして、インサート４０Ａと鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
すなわち、フランジ４６の形状は、インサート４０Ａとホイール基材とが剥離し難い様にせしめる、という観点からも決定される。
【００６４】
図示はしないが、図７、図８で示す第１実施形態の第１の変形例と同様に、インサート４０Ａのフランジ４６に貫通孔を設けても良い。
また、図示はしないが、インサート４０Ａの外周面（フランジ４６の表面を含む）に凹凸を形成して、インサート４０Ａと鋳造アルミニュームとの境界面を増加させることも出来る。
【００６５】
図１０を参照すれば明らかな様に、インサート４０Ａの半径方向外方において、フランジ４６が形成された以外の箇所にも、突出部が設けられている。但し、その様な突出部を設けないことも可能である。
【００６６】
図１０、図１１の第２実施形態のホイール１Ａは、インサート４０Ａの材質を軽量の材料であるシリコンアルミニュームとすることにより、インサートの材質を例えばダクタイルにした場合に比較して、全体の質量を軽減することが出来る。
換言すれば、第２実施形態では、インサート４０Ａを軽量化するため、或いは、小型化するために、腐心する必要がない。
図１０、図１１の第２実施形態においても、ハブボルト挿通孔４周辺の強度が十分で、タイヤ交換等による繰り返しのハブ着脱があっても当該挿通孔４は変形や挫屈が回避できる。
図１０、図１１の第２実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図６の第１実施形態と同様である。
【００６７】
次に、図１５、図１６を参照して第２実施形態の変形例に関して説明する。
図１５、図１６の第２実施形態の変形例では、図１０、図１１の第２実施形態におけるフランジ４６の中央部分を省略して、２つの半円形状のフランジ４６Ａ、４６Ａに分離している。
【００６８】
半円形の各フランジ４６Ａは、ハブボルト挿通孔４の中心と飾り穴５（図１５では２点鎖線で示す）とを結ぶ仮想直線Ｌｖ上か、或いは、仮想直線Ｌｖ近傍の領域に位置している。ただし、ハブボルト挿通孔４の数と飾り穴の数が異なる場合は、その限りではない。
仮想直線Ｌｖ或いはその近傍の領域は、構造的に弱い領域である。構造的に弱い領域にフランジ４６Ａを設けることにより、フランジ４６Ａが当該構造的に弱い領域を補強する補強材として作用し、ディスク全体の強度を向上することが出来る。
【００６９】
また、フランジ４６Ａを設けることにより、（フランジ４６Ａを設けていない場合に比較して）インサート４０Ａとホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大し、そこに作用する応力（例えば剪断応力）が低減する。そして、インサート４０Ａと鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
【００７０】
図示されていないが、図７、図８で示す第１実施形態の第１の変形例と同様に、インサート４０Ａのフランジ４６Ａに貫通孔を設けても良い。
また、図示されていないが、インサート４０Ａの外周面（フランジ４６Ａの表面を含む）に凹凸を形成して、インサート４０Ａと鋳造アルミニュームとの境界面を増加させることも出来る。
【００７１】
図１６で示す様に、フランジ４６Ａは断面形状が概略台形に構成され、ディスク２の鋳造アルミニュームに埋設される様に構成されている。
これに対して、図１７で示す様に、インサート４０Ａのフランジ４６Ａを、いわゆる「二又」状に構成し、「二又」状のフランジ４６Ａにより、ディスク２の鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い。
【００７２】
図１５を参照すれば明らかな様に、インサート４０Ａの半径方向外方において、フランジ４６が形成された以外の箇所にも、突出部が設けられている。但し、その様な突出部を設けないことも可能である。
【００７３】
図１５、図１６の変形例における上記以外の構成及び作用効果は、図１０、図１１の第２実施形態と同様である。
【００７４】
次に、図１８、図１９を参照して第３実施形態を説明する。
図１〜図１６の各実施形態では、単一の環状に構成されたインサート（４０、４０Ａ）を備え、環状のインサート（４０、４０Ａ）に複数箇所（例えば８箇所）のハブボルト挿通孔４が形成されている。
それに対して、図１８、図１９の第３実施形態では、複数箇所（例えば８箇所）のハブボルト挿通孔４毎に、インサート４０Ｂを独立分離させて設けている。
【００７５】
図１８、図１９において、第３実施形態に係るホイール１Ｂにおいては、筒状のインサート４０Ｂが等間隔に（図１８において、１点鎖線で示すピッチサークルＣｐを等分する様に）、複数箇所（例えば８箇所）設けられている。図１８、図１９から明らかな様に、インサート４０Ｂは、ハブボルト挿通孔４の位置に配置されている。
複数個のインサート４０Ｂは、ホイール１Ｂの基材である鋳造アルミニュームに鋳込まれている。そして、インサート４０Ｂの材質は、例えば、ダクタイル、オーステナイト鋳鉄、ステンレス鋳鋼、炭素鋼鋳鋼、アルミニューム合金鋳物（例えばシリコンアルミニューム）、機械構造用炭素鋼、ステンレス鋼である。
【００７６】
インサート４０Ｂの筒状の外周縁部（半径方向外方縁部）には、フランジ４６Ｂが形成されている。フランジ４６Ｂは、全周に亘って同じ突出量とすることも可能であるが、構造的に弱い領域に向う部分が、他の方向に向う部分に比較して、半径方向外方への突出量が大きいことが好ましい。
フランジ４６Ｂは、一部が欠損していも良い。すなわち、半径方向外方に突出した部分を設けないことも可能である。
【００７７】
構造的に弱い領域にフランジ４６Ｂを突出させることにより、フランジ４６Ｂが当該構造的に弱い領域を補強する補強材として作用し、ディスク全体の強度を向上することが出来る。
また、フランジ４６Ｂを設けることにより、（フランジ４６Ｂを設けていない場合に比較して）インサート４０Ｂとホイール基材である鋳造アルミニュームとの境界面の面積が増大し、そこに作用する応力（例えば剪断応力）が低減する。そして、インサート４０Ｂと鋳造アルミニュームとが剥離し難くなる。
【００７８】
図１９で示す様に、フランジ４６Ｂは断面形状が概略台形に構成され、ホイール１Ｂの鋳造アルミニュームに埋設される様に構成されている。
これに対して、図２０で示す様に、インサート４０Ｂのフランジ４６Ｂを、いわゆる「二又」状に構成し、「二又」状のフランジ４６Ｂにより、ホイール１Ｂの鋳造アルミニュームを挟み込む様に構成しても良い。
【００７９】
図示はしないが、図７、図８で示す第１実施形態の第１の変形例と同様に、インサート４０Ｂのフランジ４６Ｂに貫通孔を設けることも可能である。
また、図示はしないが、インサート４０Ｂの外周面（フランジ４６Ｂを含む）の表面に凹凸を形成して、鋳造アルミニュームとの境界面を増加させても良い。
【００８０】
第３実施形態においても、ハブボルト挿通孔４周辺の強度が十分となり、タイヤ交換等による繰り返しのハブ着脱があっても当該挿通孔４は変形や挫屈が回避できる。
図１８〜図２０で示す第３実施形態における上記以外の構成及び作用効果は、図１〜図６の第１実施形態と同様である。
【００８１】
次に、図２１〜図２４を参照して、本発明の第４実施形態（図２１、図２２）と、その変形例（図２３、図２４）について説明する。
図１〜図２０の実施形態では、基材である鋳造アルミニュームに異種金属（鉄系金属及びシリコンアルミニューム等）を鋳込んで、組織的に融合させている。
【００８２】
それに対して、図２１、図２２の第４実施形態及び図２３、図２４の第４実施形態の変形例では、鋳造アルミニュームのホイール（図２１〜図２４では、明示せず）のハブボルト挿通孔４の位置に、ハブボルト挿通孔４よりも大きな嵌合孔２２を加工して形成し、その嵌合孔２２にインサート４０Ｄを圧入されている。そして、インサート４０Ｄにはハブボルト挿通孔４が形成されており、インサート４０Ｄの材質は、基材である鋳造アルミニュームよりも強度及び硬度が高い材質である。
第４実施形態は、鍛造アルミホイールにも適用出来る。
【００８３】
図２１において、第４実施形態に係るアルミニューム製ホイール（図２１〜図２４では、明示せず）のディスク２には、ハブボルト挿通孔４を形成するべき位置に、インサート嵌合孔２２が形成されている。インサート嵌合孔２２において、表裏両面２ａ、２ｂ近傍の位置に、拡径部２４が設けられている。
【００８４】
インサート嵌合孔２２には、図２２に示すように、２ピースに分離するインサート４０Ｄ、４０Ｄが嵌合される。
インサート４０Ｄの材質は、ディスク２の基材である鋳造アルミニュームよりも、強度及び硬度が高い金属材料（例えば、機械構造用炭素鋼）である。
【００８５】
インサート４０Ｄは、円筒状の本体４２Ｄと、本体４２Ｄの一端部に形成された円形のフランジ４４Ｄとを有している。
インサート４０Ｄの内周面において、フランジ４４Ｄ側の端部には、球面座４ｒが形成されている。
インサート４０Ｄの内周面において、球面座４ｒ以外の領域は、球面座４ｒが形成された側の開口部内径よりも、内径が小さいストレート穴４ｓが形成されている。換言すれば、ハブボルト挿通孔４は球面座４ｒとストレート孔４ｓとで構成されている。
【００８６】
インサート４０Ｄの本体４２Ｄの外径は、ディスク２に形成されたインサート嵌合孔２２の内径よりも僅かに大きく形成されている。インサート４０Ｄのフランジ４４Ｄの厚みＴｆ（図２２）は、ディスク２側の拡径部２４の深さＤ（図２１）と同一か、僅かに小さく形成されている。
２つのインサート４０Ｄ、４０Ｄは、図２２で示すようにフランジ４４Ｄの反対側の端部同士を当接した状態において、２つのインサート４０Ｄ、４０Ｄの合計の長さＬ（図２２）は、ディスク２の厚みＴ２（図２１）と同等か、僅かに小さくなる様に形成されている。
【００８７】
インサート４０Ｄをインサート嵌合孔２２に嵌合させる際に、インサート４０Ｄのフランジ４４Ｄの外周面４４Ｄｈ及びフランジ部４４Ｄの内側平面部４４Ｄｖ及び本体４２Ｄの外周面４２Ｄｗに、例えばアクリル系の接着剤を全面または一部位に塗布することが好ましい。
【００８８】
接着剤を塗布すれば、インサート４０Ｄ、４０Ｄをインサート嵌合孔２２の所定位置に所定の圧力で嵌合すると、当該接着剤により、インサート４０Ｄ、４０Ｄはインサート嵌合孔２２へ強固に接着されるからである。
【００８９】
上述したように、図２１〜図２４の第４実施形態では、インサート４０Ｄの材質を、ディスク２の基材である鋳造アルミニュームよりも強度及び硬度の高い金属材料（例えば、機械構造用炭素鋼）としている。従って、ハブボルト挿通孔４周辺の強度が十分で、タイヤ交換等による繰り返しのハブ着脱があっても当該挿通孔４は変形や挫屈が回避できる。
【００９０】
次に、図２３、図２４を参照して、第４実施形態の変形例について説明する。
図２１、図２２の第４実施形態では、ディスク２に形成されたインサート嵌合孔２２はストレートな貫通孔であるが、図２３、図２４の変形例では、インサート４０Ｅ側の本体４３Ｅの外周面にテーパを付け、対応するインサート嵌合孔２３に同じテーパを付けている。
【００９１】
図２１〜図２４において、インサート４０Ｄ、４０Ｅの材料として、機械構造用炭素鋼を例示しているが、一般構造用炭素鋼、鋳鉄、鋳鋼、硬質アルミニューム、その他の高張力材料を用いることも可能である。
【００９２】
図２４において、インサート４０Ｅの本体はテーパ軸４３Ｅであり、図２３において、インサート嵌合孔２３はテーパ孔である。テーパが付いたインサート嵌合孔２３と、テーパ軸４３Ｅとの径は、インサート嵌合孔２３へテーパ軸４３Ｅを圧入することが可能な様に設定されている。
また、アルミニューム強度を考慮して、例えば摩擦接合の方法も好ましい。
図２３、図２４の変形例における上記以外の構成及び作用効果は、図２１、図２２の第４実施形態と同様である。
【００９３】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではないことを付記する。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１実施形態の部分正面図。
【図２】図１におけるＡ１−Ｏ−Ａ２断面図。
【図３】図１におけるＡ１−Ｏ−Ｅ−Ｄ断面図。
【図４】フランジのその他の断面形状を示す断面図。
【図５】図１におけるＢ−Ｂ断面図。
【図６】第１実施形態の構成であるインサートの平面図。
【図７】第１実施形態の第１変形例の部分正面図。
【図８】図７におけるＡ−Ａ断面図。
【図９】第１実施形態の第２変形例の部分正面図。
【図１０】本発明の第２実施形態の部分正面図。
【図１１】図１０におけるＡ−Ａ断面図。
【図１２】第２実施形態のフランジにおける他の断面形状を示す断面図。
【図１３】第２実施形態のインサートにおける他の形状を示す部分正面図。
【図１４】図１３におけるＢ−Ｂ断面図。
【図１５】第２実施形態の変形例の部分正面図。
【図１６】図１５におけるＡ１−Ｏ−Ｅ−Ｄ断面図。
【図１７】図１５のフランジにおける他の断面形状を示す断面図。
【図１８】本発明の第３実施形態の部分正面図。
【図１９】図１８におけるＡ１−Ｏ−Ｅ−Ｄ断面図。
【図２０】第３実施形態のフランジにおける他の断面形状を示す断面図。
【図２１】本発明の第４実施形態のディスクの部分断面図。
【図２２】第４実施形態のインサートの断面図。
【図２３】第４実施形態の変形例のディスクの部分断面図。
【図２４】第４実施形態の変形例のインサートの断面図。
【図２５】従来技術の鋳造アルミホイールのカット断面の斜視図。
【図２６】ハブにホイールを取り付ける場合の締結要部の断面図。
【符号の説明】
【００９５】
１・・・ホイール
２・・・ディスク
３・・・ハブ嵌合孔
４・・・ハブボルト挿通孔
４ｒ・・・球面座
２２、２３・・・インサート嵌合孔
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ・・・インサート
４１・・・円筒状部
４５・・・帯部
４６、４６Ａ、４６Ｂ・・・フランジ
４７・・・環状部
４８・・・貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニューム鋳造で製造された自動車用ホイールにおいて、ディスク取付用のボルト孔がインサートに形成されており、該インサートは鋳造アルミニュームとは別の素材で構成されており、ホイール表面に露出している部分と、鋳造アルミニュームに埋設されている部分とを有していることを特徴とする自動車用ホイール。
【請求項２】
ディスク取付用のボルト孔近傍から構造上強度が要求される領域に向って突出しているフランジが形成されている請求項１の自動車用ホイール。
【請求項３】
前記インサートは鋳造アルミニュームに鋳込まれており、ディスク取付用のボルト孔はホイールの円周方向へ等間隔に複数個設けられており、インサートは円周方向に連続した形状である請求項１、２の何れかの自動車用ホイール。
【請求項４】
前記インサートは鋳造アルミニュームに鋳込まれており、ディスク取付用のボルト孔はホイールの円周方向へ等間隔に複数個設けられており、インサートは円周方向に連続しておらず、前記ディスク取付用のボルト孔を形成するべき部分にのみ配置されている請求項１、２の何れかの自動車用ホイール。
【請求項１】
アルミニューム鋳造で製造された自動車用ホイールにおいて、ディスク取付用のボルト孔がインサートに形成されており、該インサートは鋳造アルミニュームとは別の素材で構成されており、ホイール表面に露出している部分と、鋳造アルミニュームに埋設されている部分とを有していることを特徴とする自動車用ホイール。
【請求項２】
ディスク取付用のボルト孔近傍から構造上強度が要求される領域に向って突出しているフランジが形成されている請求項１の自動車用ホイール。
【請求項３】
前記インサートは鋳造アルミニュームに鋳込まれており、ディスク取付用のボルト孔はホイールの円周方向へ等間隔に複数個設けられており、インサートは円周方向に連続した形状である請求項１、２の何れかの自動車用ホイール。
【請求項４】
前記インサートは鋳造アルミニュームに鋳込まれており、ディスク取付用のボルト孔はホイールの円周方向へ等間隔に複数個設けられており、インサートは円周方向に連続しておらず、前記ディスク取付用のボルト孔を形成するべき部分にのみ配置されている請求項１、２の何れかの自動車用ホイール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００８−１１０３８１（Ｐ２００８−１１０３８１Ａ）
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９５２６５（Ｐ２００６−２９５２６５）
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３１日（２００６．１０．３１）
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
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