車両用ホイール向け表面層加工用治具
【課題】修正加工を行わずに、又はこれらの作業に大きな負担をかけずに、効率よく、車両用ホイールのリムに生じた微小鋳造欠陥を修復し、圧漏れを防止することが可能な手段を提供すること。
【解決手段】底板部材６２、その底板部材６２に円周状に配設された有穴壁部材６１、その有穴壁部材６１に対して車両用ホイール２２を位置決めして固定するための取付部材７１、有穴壁部材６１に備わる溝穴６５に収容された加工材２５、を備える表面層加工用治具１の提供による。
【解決手段】底板部材６２、その底板部材６２に円周状に配設された有穴壁部材６１、その有穴壁部材６１に対して車両用ホイール２２を位置決めして固定するための取付部材７１、有穴壁部材６１に備わる溝穴６５に収容された加工材２５、を備える表面層加工用治具１の提供による。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造品である車両用ホイールのリムの表面層を加工し、微小な鋳造欠陥を修復するために用いられる、表面層加工用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、近年のオートバイやスクーター等の自動二輪車では、リムと太いスポークとを一体的に成形した軽合金製のホイールが多用されている。これは、このようなホイールが、強度及びデザイン性に優れるからである。一体成形された自動二輪車用の車両用ホイールとしては、高い強度を有する鍛造品も存在するが、材料歩留まりが高いことから、その多くは鋳造工程を経て作製される鋳造品（キャストホイール）である。
【０００３】
ところが、鋳造品である軽合金製の自動二輪車用車両用ホイールでは、その表面に微小な鋳造欠陥が発生し、意匠面での品質低下を招来する場合がある。表面に現れる鋳造欠陥としては、孔部（あな）として現れる気孔（ピンホール）が知られ、それは、通常、極微細なものである。しかし、車両用ホイールは、特に自動二輪車用のものは、タイヤが装着される部分を除いて全体が視認されるものであるため、極僅かな孔部であっても気になるものである。特に趣向性の高い、大型で高価な自動二輪車を購入する殆どの人は、外形、美観、意匠性を大変に重要視するから、極微小な鋳造欠陥であっても許されるものではない。
【０００４】
一般に、上記鋳造欠陥は、塗装による皮膜形成だけで、修復又は目立たなくすることが可能なものではない。そのため、従来は、鋳造欠陥である孔部についてパテ埋めを特に慎重に行う、という大変に厳格な欠陥の修復作業を行っていた。その結果、生産効率の低下という問題に直面することとなった。尚、このような問題の改善を提案する先行文献は見当たらないようである。
【０００５】
又、特に、四輪自動車用の車両用ホイールでは、鋳造欠陥の発生により、鍛造品に比すると、装着したタイヤの圧漏れの問題が生じ易いという改善すべき点がある。車両用ホイールの圧漏れ防止という観点より改善を提案している先行文献としては、特許文献３が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２２１１２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７４６０４号公報
【特許文献３】特開昭６２−１５０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、パテ埋めによる修正加工を行わずに、又はこれらの作業に大きな負担をかけずに、効率よく、車両用ホイールのリムに生じた微小鋳造欠陥を修復することが可能な手段を提供することにある。
【０００８】
又、本発明は、装着したタイヤの圧漏れが起こらない車両用ホイールを得るための手段を提供することも、課題としている。
【０００９】
検討がなされた結果、本出願人が開発した鋳物の硬化方法（特許文献１を参照）を応用することによって、車両用ホイールに現れた微小鋳造欠陥を修復し、ひいては圧漏れを防止することが可能なのではないかとの考えに至った。この鋳物の硬化方法は、鋳物の表面に硬化材を衝突をさせることによって、鋳物（鋳造品）の表面側に、ショットピーニング処理による塑性変形層より厚い緻密層を形成し得る手段であり、この手段によれば、鋳造品に所望の機械的性質を付与することが可能である。
【００１０】
ところが、車両用ホイールの表面に対して、鋳物の硬化方法によって気孔を潰す封孔処理を試みようと計画したところ、車両用ホイールのような大量生産品の製造工程において全製品に適用するには、その鋳物の硬化方法自体を効率よく実施することが出来る手段が新たに必要である、という現実に直面した。
【００１１】
即ち、本出願人の開発した鋳物の硬化方法は、鋳造品の表面に硬化材を衝突させるために鋳造品を硬化材とともに揺動させるものであるが、これを１バッチ行う毎に、鋳造品である車両用ホイールと、それに衝突をさせる硬化材と、を揺動装置に載せ換える作業が必要になり、車両用ホイールの生産効率を低下させ、鍛造品に比して低廉であるという鋳造品の長所を減衰させる、という改善すべき課題に直面したのである（揺動装置につき特許文献１及び特許文献２を参照）。
【００１２】
又、実際に、車両用ホイールの表面に対して、鋳物の硬化方法を試みたところ、特にリムについては、円形を呈しその表面は曲面になっているから、そのような曲面に対して硬化材を効率よく衝突をさせることが困難である、ということがわかった。
【００１３】
即ち、本出願人の開発した鋳物の硬化方法では、鋳造品の表面に硬化材を衝突させるために鋳造品を硬化材とともに水平方向に揺動させるが（特許文献１及び特許文献２を参照）、円筒形のリムに対して鋳物の硬化方法を実施する場合には、車両用ホイールを横にしてリムで囲われた空間を閉空間とし、そこに硬化材を投入し、揺動をさせることになる。ところが、揺動によって硬化材は水平方向の直線運動（往復運動）をするのに対し、車両用ホイールのリムの表面は曲面であるので、リムに対する硬化材の衝突角度が、そのリムの場所毎に異なり、特に、揺動の方向（硬化材の運動（移動）方向）と平行又はそれに近い角度をなす表面では、硬化材が殆ど衝突しない。そのため、車両用ホイールのリムの表面全てに対して、一度に硬化材を衝突をさせることが出来ない、という解決すべき課題に直面したのである。これに対し、車両用ホイールの置き方を変えて、繰り返し揺動をさせることが一案として挙げられるが、そのような対応では煩雑で長時間を要することから、やはり鍛造品に比して低廉であるという鋳造品の長所を減衰させる。
【００１４】
尚、従来知られたショットピーニング処理を行うと、車両用ホイールのリムの表面は、その性状が、むしろ劣化してしまうことが判明した。この現象について研究がなされた結果、ショットピーニング処理は、車両用ホイール（鋳造品）の表面だけを処理するに止まり、車両用ホイールの表層（内部のうち表面の近傍）に存在する微小鋳造欠陥を潰すまでの効果は有していないため、ショットピーニング処理を行っても、表層に存在していた気孔（ピンホール）が表面に現れて新たな孔部を形成し、表面がかえって荒れてしまったのではないかと推考された。これでは、不良率を改善することは出来ない。
【００１５】
又、圧漏れ箇所がわかっていれば、そこにショットピーニング処理を施すことによって、圧漏れを防止することが可能である。しかしながら、予め圧漏れ場所を特定するための検査を全製品（車両用ホイール）に行うことは大変に煩雑である。
【００１６】
そこで、更に、車両用ホイールのリムの表面に生じた鋳造欠陥を効率よく修復し、圧漏れを防止することが可能な、量産工程に適する手段を求めて研究が重ねられ、以下に示す本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
先ず、本発明によれば、車両用ホイールにおけるリムの表面層を加工するために用いられる治具であって、円柱形又は円筒形を呈する本体部材と、加工材と、を具備し、円柱形又は円筒形を呈する本体部材が、その周面に、当該周面から中心軸に向けて窪んだ主凹部を有し、加工材は、比重が２〜１０で径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体を含んで構成される車両用ホイール向け表面層加工用治具が提供される（単に表面層加工用治具ともいう）。
【００１８】
本明細書において、表面層とは表面及び表層を意味し、単に表層という場合には表面を除き、表面の近傍を示すものとする。又、多面体の径は、多面体の中心を通り多面体の外面と外面とを結ぶ距離の最大値と最小値の平均とする。
【００１９】
円柱形又は円筒形は、車両用ホイールに合わせた本体部材の概略の形状であり、幾何学的に厳密な意味での円柱形又は円筒形でなくてよい。車両用ホイール向け表面層加工用治具は、後述するように、上下方向に揺動をさせて、車両用ホイールのリムに表面層加工処理（後述する）を施すものであるから、より軽量な円筒形の方が好ましい。その周面とは、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面を指し、本体部材を構成する円柱形の２つの端面を結ぶ外面であり、円筒形の場合はそれに相当する面（外面）である。
【００２０】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面側に、本体部材の中心軸方向に深くなるように形成された副凹部を有し、上記加工材が、主凹部及び副凹部の少なくとも何れかに収容されることが好ましい。
【００２１】
副凹部は、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面の外側に、副凹部となる一定の空間を空けて、壁を設けることによって、形成することが出来る。この壁を縁壁とよび、この縁壁は、本体部材と一体化した縁壁部として構成してもよく、本体部材と物理的に離れた縁壁部材として構成してもよい。
【００２２】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、主凹部をワークエリアともよび、副凹部をポケットともよぶ。主凹部（ワークエリア）は、周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成されることが好ましい。主凹部（ワークエリア）は、周面の凹みによって形成される空間であり、車両用ホイールを、車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けていなければ、開かれた空間である。後述するように、車両用ホイールにおけるリムの表面層を加工する実施態様において、この空間は閉空間となり、ここで加工材がリムの表面に衝突をするはたらきをするので、加工材が収容される空間であるポケットに対比させて、ワークエリアとも称する。
【００２３】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、本体部材の主凹部を形成する面が、円弧面を有することが好ましい。
【００２４】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、主凹部が、周面に連続して形成されていることが好ましい。
【００２５】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、加工材が、主凹部及び副凹部に収容されていてもよく、副凹部のみに収容されていてもよい。
【００２６】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、加工材の量が、主凹部の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下であることが好ましい。
【００２７】
主凹部（ワークエリア）は、本体部材の周面に形成された、窪んだ（凹んだ）部分であり、開いた空間であるから、本明細書において、主凹部（ワークエリア）の容積とは、主凹部（ワークエリア）を平板で閉じた場合の容積をいうものとする。車両用ホイールのリムは、通常、平板状であるから、後述する閉空間の容積は主凹部（ワークエリア）の容積に概ね等しい。
【００２８】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、加工材は、径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体が、加工材全体の７０体積％以上を占めることが好ましい。
【００２９】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、加工材の比重は、好ましくは５〜１０である。
【００３０】
上記の本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、車両用ホイールが、リムとディスクとを有する四輪自動車用の、軽合金製鋳造品である場合に、好適に使用される。
【００３１】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、本体部材が有する主凹部が溝穴状であり、その主凹部が、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の中心軸に対して傾斜して形成されていることが好ましい。このような本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、特に、車両用ホイールが、リムとスポークとを有する自動二輪車用の、軽合金製鋳造品である場合に、好適に使用される。
【００３２】
本明細書において、軽合金とは、鋳造用のアルミニウム合金、マグネシウム合金等を指し、アルミニウム合金としては、日本工業規格（ＪＩＳ）に基づくＡＣ４Ｃ、ＡＣ４ＣＨ、ＡＣ４Ｂ、ＡＣ４Ｄ、ＡＣ２Ａ、ＡＣ２Ｂ、ＡＣ３Ａ等を例示することが出来る。マグネシウム合金としては、ＡＺ９１、ＡＭ６０等を例示することが出来る。
【００３３】
次に、本発明によれば、上記した何れかの車両用ホイール向け表面層加工用治具と、その車両用ホイール向け表面層加工用治具を上下方向に揺動をさせる揺動手段と、を具備する車両用ホイールの表面層加工装置が提供される（単に表面層加工装置ともいう）。
【００３４】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、上記揺動手段が、原動機と、その原動機に接続された回転軸と、その回転軸に設けられたクランクと、そのクランクとコンロッドを介して接続される揺動板と、その揺動板に取り付けられその揺動板を上下に往復運動させる２以上の直線運動案内器と、を有する揺動機構を具備し、原動機の与えた回転運動が、回転軸に備わるクランクによって上下運動に変換され、クランクと接続された揺動板が、直線運動案内器に沿って上下に往復運動をすることにより、揺動板に固定される車両用ホイール向け表面層加工用治具を上下方向に揺動をさせるものであることが好ましい。
【００３５】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、回転軸に更に他のクランクが設けられ、そのクランクにカウンターウエイトが取り付けられているものであることが好ましい。
【００３６】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、揺動機構が床の上に載置され、その床との間に空気ばねが備わっているものであることが好ましい。
【００３７】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、揺動機構の両側であって空気ばねの真上に、振動抑制用錘が備わっているものであることが好ましい。
【００３８】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、揺動にかかる振動数が、３Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下であることが好ましい。揺動にかかる振動数は、より好ましくは、５Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下、特に好ましくは８Ｈｚ以上１５Ｈｚ以下である。
【００３９】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、揺動にかかる揺動時間が、１０秒以上３分以下であることが好ましい。
【００４０】
本明細書において、上下方向の揺動とは、鉛直方向の揺動を意味する。
【００４１】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、車両用ホイールにおけるリムの表面層を加工するために、好ましくは、後述する車両用ホイールの表面層加工装置に組み込まれて、使用される治具である。即ち、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、それに車両用ホイールを組み込んだ状態で、上下方向に（鉛直方向に）揺動をすることによって、加工材が車両用ホイールのリムの表面（タイヤが装着される側とは反対側のリムの表面）に衝突するように、構成されたものである。加工材が車両用ホイールのリムの表面に衝突することにより、車両用ホイールのリムの表面に存在し得る微小鋳造欠陥を修復し、且つ、表層に内在する微小鋳造欠陥を潰し封孔処理を行う。本明細書において、このことを表面層加工処理とよぶ。
【００４２】
そして、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、上記の通り、本体部材と加工材とを備えるものとして特定されるものであり、発明特定事項に加工対象である車両用ホイールを含むものではない。しかし、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、車両用ホイールのリムの表面層を加工するのに用いられるものであり、使用時には必ず加工対象である車両用ホイールが組み込まれる。従って、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の各構成要素は、加工対象である車両用ホイールによって形状や大きさ等が特定されるものであり、機能も車両用ホイールとの関係によって明らかになるものである。そこで、以下に、車両用ホイールとの関係を含めて、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の各構成要素について説明する。
【００４３】
本体部材は、車両用ホイールを車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けたときに、車両用ホイールのリムが本体部材のワークエリアを塞いで、閉空間を形成するように構成される。即ち、ワークエリアは、車両用ホイールのリムの形状に合わせて、本体部材の周面に（円周状に）、好ましくは連続して、形成される。換言すれば、ワークエリアは、丁度、車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けた車両用ホイールのリムで塞がれる位置に、設けられる。
【００４４】
加工材は、車両用ホイール向け表面層加工用治具が（揺動せず）静止しているときには、常に、本体部材に形成された主凹部（ワークエリア）及び副凹部（ポケット）の少なくとも何れかの中に収容されている。車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込んで上下方向に揺動させると、加工材は、ポケットに収容されていたものはそこから上記閉空間へ飛び出す。閉空間を構成するワークエリアは、周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成されるので、閉空間においては、加工材は上下方向に運動せず、回転運動を始める。そして、閉空間に一定量（好ましくはワークエリア（閉空間）の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下）の加工材が存在することから、加工材は、閉空間において、塊となって円を描くように回転しながら、ワークエリアを形成した本体部材の実体部分と、ワークエリアを塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）と、に衝突する。ポケットは中心軸方向に沿って深くなるように形成されているから、中心軸方向を下方向とすれば、揺動を終えたとき、ポケットに収容されていた加工材は、重力で自然と戻る。
【００４５】
本体部材に形成されたワークエリアは、好ましくは、周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成される。これは、上記の通り、上下方向の揺動によって、加工材を、閉空間の中で、回転運動をさせ、ワークエリアを塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）に衝突をさせるためである。ワークエリアは、好ましくは周面に連続して形成される。ワークエリアの窪んだ（凹んだ）曲面の態様は、周面と中心軸とを結び中心軸に平行な断面に現れる形状が、円弧状であり、ワークエリア全体について一定の形状であることが好ましい。
【００４６】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、主凹部（ワークエリア）が溝穴状である場合には、この主凹部を単に溝穴ともよび、溝穴が形成されているものであって本体部材を構成するものを有穴壁部材ともよぶ。本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様として、治具の基板である底板部材と、その底板部材の上に配設される有穴壁部材と、その円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材（本体部材）の中心に位置して底板部材に配設された、車両用ホイールを有穴壁部材に対して位置決めして固定するための取付部材、を備える構成を挙げることが出来る。この場合において、有穴壁部材に備わる溝穴が、底板部材に対して傾斜して形成されていることが好ましい。底板部材は、円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材（本体部材）の中心軸の方向に垂直な面を構成するので、換言すれば、溝穴状の主凹部（溝穴）が、円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材（本体部材）の中心軸に対して傾斜して形成されていることが好ましい。即ち、溝穴が、底板部材に対して傾斜して形成されているとは、有穴壁部材の溝穴を形成する面が、平らな基板である底板部材に対して傾斜していることを意味する。
【００４７】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、本体部材の主凹部を形成する面が円弧面を有することが好ましいので、これは、有穴壁部材の溝穴を形成する面が円弧面を有すると言い換えることが出来、このことは、有穴壁部材の溝穴を形成する面に、円弧面が存在することを意味する。又、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、主凹部が周面に連続して形成されていることが好ましいから、溝穴は好ましくは円周状に形成される。そして、好ましくは、溝穴が有する円弧面は、溝穴の（有穴壁部材の）開口部分に対向して設けられる。換言すれば、溝穴が有する円弧面は、円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材（本体部材）の中心軸を通る断面において現れる。
【００４８】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、上記の通り、その好ましい態様において、本体部材（有穴壁部材）、加工材の他に、底板部材、取付部材、を備えるものとして特定されるものであるが、この態様においても、発明特定事項に加工対象である車両用ホイールを含むものではない。しかし、使用時には必ず加工対象である車両用ホイールが組み込まれるので、以下に、車両用ホイールとの関係を含めて、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様における各構成要素について説明する。
【００４９】
底板部材は、治具の基板、基礎となるものである。その底板部材の上に、円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材が配設され、その有穴壁部材の中心に取付部材が配設される。底板部材の大きさは、少なくとも車両用ホイールのリムのフランジ径のサイズより大きいことが好ましい。
【００５０】
有穴壁部材の形状は、換言すれば、一定の幅を持ったドーナツ形状である。有穴壁部材は、自らの内部に円周状に形成された溝穴を有する部材であることが好ましい。溝穴は、同じく一定の幅を持ったドーナツ形状の空間（穴）である。そして、その溝穴の中にも加工材が収容されている。
【００５１】
有穴壁部材は、車両用ホイールを表面層加工用治具に取り付けたときに、車両用ホイールのリムが有穴壁部材の溝穴を塞いで、閉空間を形成するように構成される。即ち、溝穴は、車両用ホイールのリムの形状に合わせて、円周状に、好ましくは連続して、形成され、その溝穴の開口は、丁度、表面層加工用治具に取り付けた車両用ホイールのリムで塞がれる位置に、設けられている。
【００５２】
この好ましい態様においては、加工材は、表面層加工用治具が（揺動せず）静止しているときには、常に、有穴壁部材に形成された溝穴の中に収容されている。表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込んで上下方向に揺動させると、加工材は、上記閉空間の中で回転運動し、溝穴を形成した有穴壁部材の実体部分（溝穴の壁面）と、溝穴を塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）と、に衝突する。揺動を終えると、加工材は、重力で自然と元の位置、即ち溝穴に収容された状態に戻る。
【００５３】
有穴壁部材に形成された溝穴は、既述の通り、好ましくは底板部材に対して傾斜している。これは、上記上下方向の揺動によって、加工材を、上記閉空間の中で移動させ、溝穴を塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）に衝突をさせるためである。傾斜は、リムの形状によって異なるが、円周状に、好ましくは連続して、形成された溝穴全体について一定であって、円周の中心に向けて下がる（低くなる）ものであることが好ましい。傾斜の角度は、底板部材を水平にしたときに、上下方向（鉛直方向）の揺動によって加工材の移動し易くするため、水平に対し９０°に近い（鉛直に近い）方が好ましい。通常のリムの形状に基づく好ましい傾斜の角度は、水平面から２０〜８０°であり、より好ましくは３０〜８０°である。このような好ましい態様では、溝穴は、有穴壁部材において外側上方に向けて円周状に開口を現すことになる。
【００５４】
取付部材は、車両用ホイールを表面層加工用治具に組み込む際に、車両用ホイールを有穴壁部材に対して位置決めして固定するための部材である。取付部材は、車両用ホイールのハブ穴を通す突起軸部と、車両用ホイールをハブ部分で押さえる押さえ板部と、車両用ホイールを表面層加工用治具に固定するために締め付けをする締付部と、で構成することが出来る。
【００５５】
取付部材を構成する突起軸部は、車両用ホイールのハブ穴に通じる部分であるから、円周状の有穴壁部材の中心に位置して、底板部材の上に１つ配設される。突起軸部の径は、車両用ホイールのハブ穴に合わせて決定されるので、通常、φ１６ｍｍ〜φ３０ｍｍ程度である。車両用ホイールを表面層加工用治具に組み込む際、車両用ホイールは、そのハブ穴を突起軸部に通すことによって、リムが、有穴壁部材の溝穴を塞ぐように、位置決めされる。
【００５６】
位置決めされた車両用ホイールは、ハブの形状に合わせた、例えば円形板で構成された押さえ板部によって押さえつけられ、更に、例えばボルトからなる締付部によって、（表面層加工用治具に）固定される。締付部がボルトの場合には、突起軸部をナットとして機能させるため、突起軸部にねじ穴を形成しておく。
【００５７】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様においては、底板部材、有穴壁部材、取付部材、加工材の他に、更に、台座部材及び縁壁部材を設けることが好ましい。台座部材及び縁壁部材は、ともに、車両用ホイールの荷重を受ける部材である。
【００５８】
台座部材は、車両用ホイールのハブで荷重を受ける、例えば円形の台であり、取付部材の（突起軸部の）外側であって有穴壁部材の内側に設けられる。縁壁部材は、車両用ホイールのリムのフランジ部分で荷重を受ける台であり、それに加えて、加工材が収容される側溝（副凹部）を形成するための部材である。従って、リムのフランジの形状に合わせるため、その形状は円周状とし、有穴壁部材の更に外側に設けられる。円周状の縁壁部材は、一定の幅を有するものであることが好ましい。車両用ホイールのリム径にかかる機械加工のばらつきに対応することが可能になるからである。又、縁壁部材は、車両用ホイールのリム（フランジ）と当接する部分が、車両用ホイールを構成する軽合金材料より柔らかいエンジニアリングプラスチック材料で構成されていることが好ましい。車両用ホイールを傷つけ難く、加えて、車両用ホイールを載置したときに車両用ホイールが縁壁部材の上で安定するからである。
【発明の効果】
【００５９】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、それに車両用ホイールを組み込んだ状態で、上下方向に（鉛直方向に）揺動をすることによって、加工材が車両用ホイールのリムの表面（タイヤが装着される側とは反対側のリムの表面）に衝突するように、構成されたものである。加工材が車両用ホイールのリムの表面に衝突することにより、車両用ホイールのリムの表面に存在し得る微小鋳造欠陥を修復し、且つ、表層に内在する気孔を潰す（封孔処理を行う）。表面層加工処理が施されることによって、リムを貫通するような連通した気孔はなくなり、タイヤ装着時のリムからの圧漏れが防止される。
【００６０】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、車両用ホイールのリムに合わせて形成されたワークエリアを有する本体部材、及び本体部材のワークエリアとポケットの少なくとも何れかに収容された加工材、を備えているので、車両用ホイールのリムの表面に加工材を衝突させて表面層加工処理を行うにあたり、車両用ホイールの載せ換えが容易であり、且つ、加工材の載せ換えが不要である。そのため、表面層加工処理を、効率よく実施することが出来、車両用ホイールのような大量生産品の量産工程において表面層加工処理を行うことを可能にする、という優れた効果を奏する。
【００６１】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具が存在しない場合には、表面層加工処理を行う際に、その都度、揺動をする装置に車両用ホイールを加工材とともに取り付け、処理を終えたら取り外す、という作業が必要になり、これに多くの時間を要することとなり、生産効率の観点から、車両用ホイールのような大量生産品の量産工程において表面層加工処理を行うことは困難であった。本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を使用すれば、車両用ホイール及び加工材の載せ換えにかかる作業の負担、時間を大幅に低減することが出来、量産工程に表面層加工処理を適用することが可能になる。
【００６２】
例えば、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を、上下に揺動をする装置内に予め設置しておけば、車両用ホイールを車両用ホイール向け表面層加工用治具に固定するという作業をするだけで、直ぐに表面層加工処理が行える。即ち、簡単に迅速に、上下に揺動をする装置に車両用ホイールを取り付け、上下に揺動をする装置から車両用ホイールを取り外すことが可能になる。加工材は、本体部材に、常に収容されているから、新たな車両用ホイールに表面層加工処理を行うに際し、加工材を載せ換える必要がない。
【００６３】
車両用ホイールを本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けると、即、車両用ホイールのリムの表面に加工材を衝突させるべく加工材が回転運動する閉空間が誕生し、又、加工材は、常に車両用ホイール向け表面層加工用治具の本体部材に（主凹部（ワークエリア）及び副凹部（ポケット）の少なくとも何れかに）、収容されている。そのため、車両用ホイールを本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けた後、直ぐに、表面層加工処理を実施することが出来る。従って、車両用ホイールに表面層加工処理を施す上でのスループットが大変高い。
【００６４】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具と、それを上下方向に揺動をさせる揺動手段と、を具備するものであり、車両用ホイール向け表面層加工用治具（加工材を含む）に組み込まれた車両用ホイールを上下方向に揺動をさせる具体的手段である。本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、車両用ホイール向け表面層加工用治具に組み込まれた車両用ホイールを上下方向に揺動をさせることを通じて、上記した本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の効果を導くところに、自らの優れた効果が認められる。
【００６５】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を使用して、それに含まれる本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込むと、円周状の車両用ホイールのリムが、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面に形成されたワークエリアを塞ぎ、円周状の車両用ホイールのリムの表面全てに、円周状の閉空間が形成される。そして、揺動手段によって、車両用ホイール向け表面層加工用治具に組み込まれた車両用ホイールを、上下方向に揺動をさせると、上記閉空間において、比重が２〜１０で径がφ５ｍｍ以上の球状体又は多面体を少なくとも含む加工材が、車両用ホイールのリムの表面に、一度に衝突をする。そのため、車両用ホイールのリムの表面に存在し得る気孔を含む微小鋳造欠陥を、効率よく修復することが可能であり、気孔を潰す封孔処理によって、圧漏れを防止することが出来る。その後、必要に応じ、リムの表面に仕上げ加工（例えば旋盤加工）を施すことによって、従来、行われていた大変な神経を使う修正加工は不要となり、又は少なくともこれらの作業に大きな負担をかける必要はなく、それらに要する人的労力及び時間を削減することが出来、車両用ホイールの生産性が大きく向上する。
【００６６】
上記の通り、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を使用して、それに含まれる本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込むと、加工材を車両用ホイールのリムの表面に一度に衝突をさせることが出来、車両用ホイールの表面に対する加工材の衝突位置が限定されることはないから、効率よく、リムからの圧漏れがない車両用ホイールを得ることが出来る。又、車両用ホイールの表面に存在する微小鋳造欠陥を修復するために、車両用ホイールの置き方を変えて、繰り返し揺動をさせるといった手間は不要である。
【００６７】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を構成する本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、周面にワークエリアを有していて、そのワークエリアがリムで閉じられて、加工材が運動する空間になる。ワークエリアは、好ましくは周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成されているから、加工材は、上下方向に揺動をさせると、ポケットに収容されていたものはそこから飛び出て、ワークエリアの中で、回転運動をしながら、連続して、車両用ホイールのリムの表面に衝突し、ワークエリアを塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）に均一に衝突する。
【００６８】
ワークエリアが周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成されていない場合には、上下方向の揺動によって、ワークエリアの中で、効率よく、加工材に回転運動をさせ難い。従って、効率よく加工材を車両用ホイールのリムの表面に衝突させ難い。
【００６９】
左右方向（水平方向）に揺動をすると、加工材は左右方向に往復運動をするが、この場合には、重力によって、一定の比重（質量）を有する加工材は、車両用ホイールのリムの下側の表面に集中して衝突をしてしまい、加工材を車両用ホイールのリムの表面全体に均一に衝突をさせることが出来ない。又、重力によって、加工材が、車両用ホイールのリムの下側の表面に集中して衝突をする結果、加工材どうしが無駄に衝突してエネルギーを損失するので、効率よく加工材を車両用ホイールのリムの表面に衝突をさせることが出来ない。更には、加工材を左右方向に往復運動をさせて、車両用ホイールのリムの表面に衝突をさせる場合には、リムは円筒形状を呈することから、加工材は一度にリムの周面全体に衝突をしないので、一度に表面層加工処理を行うことは出来ない。そのため、車両用ホイールの方向を変えながら、あるいは車両用ホイールを回転させながら、加工材をリムの表面に衝突をさせる必要が生じ、処理時間が長くなる。
【００７０】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を備えており、好ましくは窪んだ（凹んだ）曲面で形成されるワークエリアによって、エネルギー損失の小さい、効率のよい加工材の回転運動が得られる。そして、それによって、短時間で労力を要さずに、車両用ホイールのリムの表面全体に存在し得る気孔等の微小鋳造欠陥を修復し、圧漏れを防止することが可能である。
【００７１】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、その好ましい態様において、車両用ホイールのリムのフランジ形状に合わせて形成された溝穴を有する有穴壁部材、車両用ホイールのハブ穴に合わせて配設された取付部材、及び有穴壁部材の溝穴に収容された加工材、を備えているので、この態様においても、車両用ホイールのリムの表面に加工材を衝突させて表面層加工処理を行うにあたり、車両用ホイールの載せ換えが容易であり、且つ、加工材の載せ換えが不要である。そのため、表面層加工処理を、効率よく実施することが出来、車両用ホイールのような大量生産品の量産工程において表面層加工処理を行うことを可能にする、という優れた効果を奏する。この本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様を使用すれば、車両用ホイール及び加工材の載せ換えにかかる作業の負担、時間を大幅に低減することが出来、量産工程に表面層加工処理を適用することが可能になる。
【００７２】
例えば、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具のこの好ましい態様を、上下に揺動をする装置内に予め設置しておけば、取付部材を用いて、車両用ホイールを表面層加工用治具に位置決めしながら固定するという作業をするだけで、直ぐに表面層加工処理が行える。取付部材の操作だけで、簡単に迅速に、上下に揺動をする装置に車両用ホイールを取り付け、上下に揺動をする装置から車両用ホイールを取り外すことが可能になる。取付部材（の突起軸部）によって車両用ホイールの位置決めがなされるから、車両用ホイールを表面層加工用治具に組み込む際に、位置の微調整は不要である。加工材は、有穴壁部材の溝穴であって、車両用ホイールが取り付けられることによって閉空間となる場所に、常に収容されているから、新たな車両用ホイールに表面層加工処理を行うに際し、加工材を載せ換える必要がない。
【００７３】
車両用ホイールを本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具のこの好ましい態様に取り付けると、即、車両用ホイールのリムの表面に加工材を衝突させるべく加工材が回転運動する閉空間が誕生し、そこには常に加工材が収容されている。そのため、車両用ホイールを本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具のこの好ましい態様に取り付けた後、直ぐに、表面層加工処理を実施することが出来る。従って、車両用ホイールに表面層加工処理を施す上でのスループットが大変高い。
【００７４】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を構成し得る本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様は、円周状に形成された溝穴を有していて、その溝穴に加工材を収容しており、好ましくは溝穴が傾斜して形成されており、更に好ましくは溝穴が円弧面を有する。そのため、加工材が、傾斜し円弧面を有する溝穴の中で、回転運動をしながら、連続して、車両用ホイールのリムの表面に衝突をする。溝穴が傾斜して形成されず又は円弧面を有していないと、溝穴の中における加工材の回転運動が滑らかに行えず、効率よく加工材を車両用ホイールのリムの表面に衝突をさせることが出来なくなるおそれがあるが、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置の好ましい態様によれば、傾斜し円弧面を有する溝穴によって、エネルギー損失の小さい、効率のよい加工材の回転運動が得られる。従って、短時間で労力を要さずに、車両用ホイールのリムの表面全体に存在し得る微小鋳造欠陥を修復し、圧漏れを防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明の要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。
【００７６】
先ず、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具と、それを用いて行う表面層加工処理について説明する。図１Ａ、図１Ｂ、及び図６Ａは、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、図１Ａは平面図であり、図１Ｂは図１ＡにおけるＤＤ断面を表した断面図であり、図６Ａは斜視図である。図２及び図６Ｂは、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に、（図５Ａ及び図５Ｂに示される自動二輪車用の）車両用ホイールを組み込んだ状態を表す図であり、図２は断面図であり、図６Ｂは斜視図である。図４Ａ〜図４Ｄは、車両用ホイールのリムの表面及び表層の一部を表した断面図であり、図４Ａ〜図４Ｄによって表面層加工処理の作用が説明される。図４Ａは、鋳造後の車両用ホイールのリムの表面及び表層の一部を表した断面図であり、そこには微小鋳造欠陥が存在する様子が示されている。図４Ｂは車両用ホイールのリムに粗加工を施している様子を表した断面図である。図４Ｃは、車両用ホイールのリムに表面層加工処理を行っている様子を表した部分断面図である。図４Ｄは、車両用ホイールのリムに仕上加工を施している様子を表した断面図である。図５Ａ及び図５Ｂは、表面層加工処理を行う対象であり、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に組み込まれる車両用ホイールの一例を示す図である。図５Ａは車両用ホイールの平面図であり、図５Ｂは図５ＡにおけるＣＣ断面を示す断面図である。
【００７７】
図５Ａ及び図５Ｂに示される車両用ホイール２２は、（例えば）ＡＣ４ＣＨアルミニウム合金製の鋳造品である。車両用ホイール２２は、リム９１、ハブ９７、及びそれらをつなぐスポーク９４を有し、ハブ９７には、ハブ穴９５が形成されている。
【００７８】
図１Ａ、図１Ｂ、及び図６Ａに示される表面層加工用治具１は、底板部材６２、有穴壁部材６１（本体部材）、取付部材７１、加工材２５、台座部材８１、縁壁部材８２を備えている。
【００７９】
底板部材６２は、表面層加工用治具１を後述する表面層加工装置に設置するための接続部６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄを備え、車両用ホイール２２の全体形状（リム９１のフランジ９１ｂの形状）より少し大きい円形から、接続部６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄを飛び出させてなる形状を有する平板である。
【００８０】
有穴壁部材６１（本体部材）は、底板部材６２の上に円周状に配設されており（図１Ａ及び図６Ａを参照）、その有穴壁部材６１において、溝穴６５（主凹部）が、円周状に連続して、形成されている。そして、溝穴６５は、自らが呈する円周の中心に向かって、平らな底板部材６２（水平面とする）に対して、概ね３０°の角度で低くなるように傾斜している（底板部材６２（水平面）に対する傾斜の角度θ＝３０°、図１Ｂを参照）。換言すれば、溝穴６５は、自らが呈する円周の外側に向けて上方に開口を現している。図２に示されるように、車両用ホイール２２を表面層加工用治具１に取り付けると、車両用ホイール２２のリム９１によって、有穴壁部材６１の溝穴６５は塞がれ、溝穴６５は閉じられて、閉空間２６となる。加工材２５は、この閉空間２６となる有穴壁部材６１の溝穴６５の中に収容されている。ここに収容された加工材２５は、リム９１のうちフランジ９１ｂを除く部分に衝突をして、表面層加工処理を行うものである。
【００８１】
有穴壁部材が有する溝穴は、有穴壁部材６１の溝穴６５を代表的な形状として、図１Ｂに示されるように、溝穴６５が、底板部材６２（水平面）に対して傾斜し、更には、溝穴６５を形成する面が円弧面を有することが好ましい。溝穴６５では、図１Ｂに示される断面において、加工材２５が溜まる底部分が円弧面になっている。図７Ａ〜図７Ｅに、有穴壁部材が有する溝穴の、他の好ましい態様を示す。図７Ａ〜図７Ｅは、図１Ｂにおける有穴壁部材６１及び溝穴６５に対応した断面を表した図である。
【００８２】
取付部材７１は、突起軸部７２、押さえ板部７３、及び締付部７４で構成される。突起軸部７２は、円周状の有穴壁部材６１の中心に位置して、底板部材６２に配設される。車両用ホイール２２は、自らのハブ穴９５を突起軸部７２に通すことで、有穴壁部材６１に対して位置決めされる。押さえ板部７３は、円形板で構成され、その円形の中心をボルトからなる締付部７４が貫通している。突起軸部７２の先端にはねじ穴が形成され、突起軸部７２は、締付部７４を受けるナットとして機能する。突起軸部７２に車両用ホイール２２のハブ穴９５を通し、押さえ板部７３で車両用ホイール２２のハブ９７を押さえ、更に、締付部７４によって締め付けることによって、車両用ホイール２２は、表面層加工用治具１に固定される。
【００８３】
台座部材８１は、底板部材６２の上に配設された円形の台であり、円周状に配設された有穴壁部材６１の（円周の）中心に位置して、取付部材７１の突起軸部７２の外側に設けられる。この台座部材８１は、車両用ホイール２２の荷重を、そのハブ９７部分で受ける役割を担う。
【００８４】
縁壁部材８２は、底板部材６２の上に配設されたドーナツ形状の台であり、円周状に配設された有穴壁部材６１の（円周の）更に外側に位置して設けられる。縁壁部材８２は、車両用ホイール２２のリム９１のフランジ９１ｂで荷重を受ける役割を担う。又、縁壁部材８２は、一定の幅を持ち、その内周側が傾斜していて（図１Ｂを参照）、車両用ホイール２２のリム９１のフランジ９１ｂが嵌り易くなっている（図２を参照）。従って、縁壁部材８２は、取付部材７１の突起軸部７２とともに、有穴壁部材６１に対して車両用ホイール２２を位置決めする役割も担う。
【００８５】
又、縁壁部材８２は、有穴壁部材６１との間に、（副凹部に相当する）側溝６６を形成する。図２に示されるように、車両用ホイール２２を表面層加工用治具１に取り付けると、車両用ホイール２２のリム９１によって、側溝６６は塞がれ、閉じられて、閉空間２８となる。加工材２５は、この閉空間２８となる側溝６６の中にも、収容されている。ここに収容された加工材２５は、リム９１のうちフランジ９１ｂに衝突をして、表面層加工処理を行うものである。
【００８６】
上記態様で、車両用ホイール２２を組み込んだ表面層加工用治具１を上下方向に揺動させると、加工材２５は、車両用ホイール２２のリム９１によって塞がれた有穴壁部材６１の溝穴６５（閉空間２６）の中で回転運動し、車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに衝突する。そして、加工材２５が車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに衝突することによって、車両用ホイール２２の表面９１ａに存在し得る微小鋳造欠陥が修復され、且つ、車両用ホイール２２の表層１４に存在する微小鋳造欠陥が潰され、封孔処理が行われる（即ち、表面層加工処理がなされる）。
【００８７】
一般に、鋳造法によって成形された鋳造品である車両用ホイール２２のリム９１の（例えば）表面９１ａは、鋳造後は鋳肌面であり、そこにおいては、図４Ａに示されるように、微小鋳造欠陥である孔部１２や突起１３が生じてしまうことが多く、更に、表層１４を含む表面９１ａの近傍には、表面９１ａに現れることにより孔部１２となり得る気孔１１が存在していることが多い。このように微小鋳造欠陥が存在している車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに対して、図４Ｂに示されるように、切削工具を使用して粗加工を施すと、表面９１ａは切削面となる。しかし、そこには、もとは気孔１１であった孔部１２が現われる。そこで、このような微小鋳造欠陥が新たに現われた車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに対して、加工材２５を車両用ホイール２２の表面９１ａに衝突をさせる。そうすると、図４Ｃに示されるように、表面９１ａに存在していた孔部１２は修復され、併せて、表面９１ａから３ｍｍ程度の深さまでの表層１４（表面９１ａを除く）に存在していた気孔１１は潰される。この表層１４に存在していた気孔１１が潰されることによって、新たな孔部１２の発生原因が取り除かれる。そして、図４Ｄに示されるように、切削工具を使用して仕上加工を施すと、表面９１ａは、微小鋳造欠陥が存在しない切削面となる。
【００８８】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、使用する加工材２５は、比重が２〜１０で径がφ５ｍｍ以上の球状体又は多面体が少なくとも含まれるものである。径がφ５ｍｍ未満の場合には、表面９１ａに存在する微小鋳造欠陥を修復する作用が小さくなる。又、表面９１ａの近傍に存在する微小鋳造欠陥を封孔する作用が小さくなり、気孔１１が潰れる表層１４の範囲が狭くなる。加工材２５に含まれる球状体又は多面体の径の範囲は、好ましくはφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下であり、更には、加工材２５は、径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体が、加工材全体の７０体積％以上を占めるものであることが好ましい。
【００８９】
そして、加工材２５には、カットワイヤ、金属粒、研削剤ないし研磨剤、乾燥砂、等を混合し、加工材２５を２以上の混合物として用いることも出来る。又、加工材２５に含まれる球状体又は多面体を、径（大きさ）の異なるものとすることも好ましい。大きさの異なるものを加工材２５に混在させることにより、加工材２５が、より均一に漏れなく車両用ホイール２２の表面９１ａに対し衝突及び擦り動きを繰り返すとともに、加圧されて車両用ホイール２２の表面９１ａの気孔を修復させ得るものと考えられるからである。
【００９０】
加工材２５としては、例えば金属球又はセラミック球を含むものが好ましく採用される。金属球又はセラミック球を単独で用いてもよく混合して用いてもよい。金属球として鋼球、ステンレス球が例示され、セラミック球としてジルコニア球、アルミナ球が例示される。比重、硬度、コストの観点より、より好ましい金属球は鋼球であり、より好ましいセラミック球はジルコニア球である。
【００９１】
加工材として混合可能なカットワイヤを例示すると、φ０．６〜１．２ｍｍ×長さ０．６〜１．２ｍｍのステンレス製カットワイヤを挙げることが出来る。又、加工材２５の全体に対し、径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の例えば鋼球が７０体積％以上を占める場合に、それに混合可能な金属球又はセラミック球として、φ１ｍｍ以上φ５ｍｍ未満、及びφ２０ｍｍ超φ３０ｍｍ以下の、鋼球、ステンレス球、及びジルコニア球を挙げることが出来る。
【００９２】
加工材２５の投入量は、閉空間２６の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下であることが好ましい。加工材２５が閉空間２６の中で自由に動き、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数が確保されることを担保するためである。５体積％未満では、加工材２５は閉空間２６の中で自由に動くもの、車両用ホイール２２の表面９１ａの面積に対し加工材２５が少なすぎる結果、加工材２５の回転運動による、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数及び加圧力が確保されずに、車両用ホイール２２の封孔処理が良好になされないおそれがあり、好ましくない。３０体積％より多いと、加工材２５が閉空間２６の中で自由に動く範囲が限定され、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数及び加圧力が確保されずに、同じく車両用ホイール２２の封孔処理が良好になされないおそれがあり、好ましくない。
【００９３】
加工材２５の投入量は、閉空間２６の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下であることが好ましい。加工材２５が閉空間２６の中で自由に動き、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数が確保されることを担保するためである。５体積％未満では、加工材２５は閉空間２６の中で自由に動くもの、車両用ホイール２２の表面９１ａの面積に対し加工材２５が少なすぎる結果、回転運動によって、加工材２５が車両用ホイール２２の表面９１ａに均一に衝突せず、又、表面９１ａへの衝突回数及び加圧力が確保されずに、車両用ホイール２２の封孔処理が良好になされないおそれがあり、好ましくない。３０体積％より多いと、加工材２５が閉空間２６の中で自由に動く範囲が限定され、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数及び加圧力が確保されずに、同じく車両用ホイール２２の封孔処理が良好になされないおそれがあり、好ましくない。
【００９４】
加工材２５は、元々、閉空間２６を構成する溝穴６５に収容されており、上下方向に揺動をする際には、閉空間２６の中を移動して車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに衝突するが、揺動を終えると、重力で自然と元の位置、即ち溝穴６５に収容された状態に戻る。
【００９５】
次に、図８Ａ、図８Ｂ、及び図１２Ａは、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、図８Ａは平面図であり、図８Ｂは図８ＡにおけるＥＥ断面を表した断面図であり、図１２Ａは斜視図である。図９及び図１２Ｂは、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に、四輪自動車用の車両用ホイールを組み込んだ状態を表す図であり、図９は、右半分が断面図であり左半分が一部を透視した側面図であり、図１２Ｂは、斜視図である。図１０は、ワークエリアをリムで閉じて閉空間を形成した部分を拡大した断面図であり、加工材がワークエリアで運動する様子を矢印で表した図である。図１３Ａは、鋳造後の車両用ホイールのリムの表面及び表層の一部を表した断面図であり、そこには微小鋳造欠陥が存在し、欠陥である気孔が連通して、圧漏れの原因となる空気の流路が形成された様子が示されている。図１３Ｂは、鋳造後の車両用ホイールに対し機械加工を施した後の、リムの表面及び表層の一部を表した断面図であり、表面は真に平らな面になっているが空気の流路も明確に現れてしまい、図１３Ａの状態より圧漏れし易くなっている様子が示されている。図１３Ｃは、車両用ホイールのリムに、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を用いて表面層加工処理を行っている様子を表した部分断面図であり、表面層加工処理の作用を説明するための図である。
【００９６】
図９及び図１２Ｂにおいて車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に組み込まれている車両用ホイール１２２は、リム１９１（インナーリム１９２及びアウターリム１９３）とディスク１９４とを有する、（例えば）ＡＣ４ＣＨアルミニウム合金製の鋳造品である。
【００９７】
図８Ａ、図８Ｂ、及び図１２Ａに示される車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１は、本体部材１６１と加工材２５の他に、底板部材１６２、取付部材１７１を備えている。底板部材１６２は、車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１を後述する車両用ホイールの表面層加工装置に設置するための接続部を備え、車両用ホイール１２２の全体形状（リム１９１のフランジの形状）より少し大きい円形から接続部を飛び出させてなる形状を有する平板である。底板部材１６２は、治具の基板、基礎となるものであり、その底板部材１６２の上には、概ね円筒形状の本体部材１６１が配設され、その本体部材１６１の中心に取付部材１７１が配設される。
【００９８】
取付部材１７１は、車両用ホイール１２２を車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に組み込む際に、車両用ホイール１２２を本体部材１６１に対して位置決めして固定するための部材である。取付部材１７１は、車両用ホイール１２２のハブ穴を通す突起軸部１７２と、車両用ホイール１２２をハブ部分で押さえる押さえ板部１７３と、車両用ホイール１２２を車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に固定するために締め付けをする締付部１７４と、で構成される。
【００９９】
取付部材１７１を構成する突起軸部１７２は、車両用ホイール１２２のハブ穴に通じる部分であるから、概ね円筒形状の本体部材１６１の中心軸の位置であって底板部材１６２の上に１つ配設される。突起軸部１７２の径は、車両用ホイール１２２のハブ穴に合わせて決定される。車両用ホイール１２２を車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に組み込む際、車両用ホイール１２２は、そのハブ穴を突起軸部１７２に通すことによって、リム１９１が、本体部材１６１のワークエリア１６５（主凹部）を塞ぐように、位置決めされる。
【０１００】
位置決めされた車両用ホイール１２２は、ハブの形状に合わせた、例えば円形板で構成された押さえ板部１７３によって押さえつけられ、更に、例えばボルトからなる締付部１７４によって、（車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に）固定される。締付部１７４がボルトの場合には、突起軸部１７２をナットとして機能させるため、突起軸部１７２にねじ穴が形成される。
【０１０１】
ワークエリア１６５は、図８Ｂ、図９、図１０に示されるように、本体部材１６１の周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）円弧面（曲面）で、連続して形成されている。そして、図９に示されるように、車両用ホイール１２２を車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に取り付けると、車両用ホイール１２２のリム１９１によって、本体部材１６１のワークエリア１６５は塞がれ、ワークエリア１６５は閉じられて、閉空間１２６となる。一方、加工材１２５は、この閉空間１２６となる本体部材１６１のワークエリア１６５（主凹部）とは別に、本体部材１６１の中心軸方向に沿って深くなるように、本体部材１６１と一体化した縁壁である縁壁部１８２によって形成された、ポケット１６６（副凹部）の中に収容されている。
【０１０２】
ポケット１６６に収容された加工材２５は、上下方向の揺動（図１０の矢印Ｓ１を参照）によって、ポケット１６６からワークエリア１６５へ飛び出し、ワークエリア１６５においてリム１９１に衝突をして、リム１９１に表面層加工処理を施す。具体的には、車両用ホイール１２２を組み込んだ車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１を上下方向に揺動させると、加工材２５は、車両用ホイール１２２のリム１９１によって塞がれた本体部材１６１のワークエリア１６５（閉空間１２６）の中で、塊として回転運動をするようになり、車両用ホイール１２２のリム１９１の表面１９１ａに、均一に衝突する（図１０を参照）。
【０１０３】
加工材２５が車両用ホイール１２２のリム１９１の全ての表面１９１ａに衝突することによって、車両用ホイール１２２の表面１９１ａに存在し得る微小鋳造欠陥が修復され、表層１１４に存在し得る気孔１１が潰される（即ち、表面層加工処理がなされる）。一般に、鋳造法によって成形された鋳造品である車両用ホイール１２２のリム１９１の（例えば）表面１９１ａには、図１３Ａに示されるように、微小鋳造欠陥である孔部１２、突起部１３が生じてしまうことが多く、又、表層１１４を含む表面１９１ａの近傍には、表面１９１ａに現れることにより孔部１２となり得る気孔１１が存在していることがある。更には、気孔が連通してリム１９１を貫通する連通孔１５が生じてしまう場合がある。これに対し、車両用ホイール１２２に機械加工（例えば切削加工）を施すことで、表面１９１ａを平らな面にすると、図１３Ｂに示されるように、表面１９１ａに存在していた孔部１２及び突起部１３は取り除かれるが、表層部１１４に存在していた気孔１１は、そのまま存在し、連通孔１５は、機械加工を施す前よりも明確に現れ、より圧漏れが起き易くなる。このような車両用ホイール１２２のリム１９１の表面１９１ａに対して加工材２５を衝突させると、図１３Ｃに示されるように、ショットピーニング処理とは異なり、表面１９１ａに存在していた孔部１２及び突起部１３は滑らかに修復され、表面１９１ａから３ｍｍ程度の深さまでの表層１１４（表面１９１ａを除く）に存在していた気孔１１は潰される。この表層１１４に存在していた気孔１１が潰されることによって、新たな孔部１２及び突起部１３の発生原因が取り除かれる。又、連通孔１５は表層１１４において閉じられ、リム１９１を貫通しなくなり、タイヤからの圧漏れが生じなくなる。
【０１０４】
加工材２５は、元々、閉空間１２６を構成するワークエリア１６５の下側に位置するポケット１６６に収容されており、上下方向に揺動をする際には、閉空間１２６の中へ飛び出し、閉空間１２６で回転運動をして車両用ホイール１２２のリム１９１の表面１９１ａに衝突するが、揺動を終えると、重力で自然と元の位置、即ちポケット１６６に収容された状態に戻る。尚、加工材２５として使用可能なものは、既述の一の実施形態の場合と同様である。
【０１０５】
次に、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置について説明する。本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、上記した表面層加工用治具と、それを上下方向に揺動をさせる揺動手段と、を具備するものである。図３Ａは、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置の一の実施形態を示す上面図である。図３Ｂは、図３ＡにおけるＡ矢視図（正面図）であり、この図３Ｂにのみ、被揺動体２３が描かれている。被揺動体２３は、底板部材６２、有穴壁部材６１、取付部材７１、加工材２５、台座部材８１、縁壁部材８２を備えた表面層加工用治具１（図１Ｂを参照）に、表面層加工処理の対象である車両用ホイール２２を組み込んだものである（図２を参照）。図３Ｂでは、揺動板４２の上に表面層加工用治具１が固定されており、その表面層加工用治具１に車両用ホイール２２が組み込まれた様子が表されている。図３Ｃは、図３ＡのＢ矢視図（右側面図）であり、振動抑制用錘２４を除いて、揺動機構（後述する）を視た図である。このような表面層加工装置２によって、表面層加工用治具１に組み込まれた車両用ホイール２２（被揺動体２３）を、上下方向に揺動させることが可能である。
【０１０６】
図３Ａ〜図３Ｃに示される表面層加工装置２では、揺動にかかる動力は、原動機３６により与えられる。原動機３６で生じた回転運動が、伝導部材であるベルト３５により回転軸４０に伝わり、これを回転させ、その回転軸４０の回転運動は、それに備わるクランク３８によって往復運動に変換される。そして、クランク３８とコンロッド４１を介し接続される揺動板４２が、直線運動案内器として設けられた４つのリニア軸受４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄに沿って、上下方向に、直線状の往復運動を行い、この揺動板４２の往復運動によって、揺動板４２の上に固定された被揺動体２３は、上下方向に揺動をする。回転軸４０に備わるもう１つのクランク３９には、カウンターウエイト３２が取り付けられており、揺動板４２の往復運動及び被揺動体２３の揺動にともなって発生する悪振動を打ち消し抑制する。
【０１０７】
表面層加工装置２では、揺動手段は、原動機３６、回転軸４０（クランク３８，３９）、コンロッド４１、揺動板４２、リニア軸受４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ（直線運動案内器）、及びカウンターウエイト３２を有する揺動機構を具備し、その揺動機構は、台板３３を介して基台５３の上に載置されている。即ち、揺動機構は、台板３３の上にまとめて載置され、更に、その台板３３が、基台５３の上に載置されている。そして、基台５３の下には、防振のために４つの空気ばね３１が備わり、基台５３の上には、空気ばね３１の真上に２つの振動抑制用錘２４が備わっている。表面層加工装置２では、１つの振動抑制用錘２４は、２つの空気ばね３１と対応して設けられている。
【０１０８】
表面層加工装置２では、空気ばね３１とその真上に備わる振動抑制用錘２４により、揺動に伴う固有振動数を低く出来るとともに、揺動機構の偏荷重を修正して荷重を平均化することが可能である。従って、車両用ホイール２２を含む被揺動体２３や、装置自体への、悪振動の影響を抑制することが出来る。
【０１０９】
台板３３には２つの軸受４５が取り付けられ、回転軸４０は、この２つの軸受４５により、台板３３と平行に、回転自在に取り付けられる。そして、回転軸４０は、ベルト３５を介して原動機３６（の回転軸）と接続される。具体的には、原動機３６（の回転軸）に設けられたプーリー３７と、回転軸４０に設けられたプーリー３４と、をベルト３５で接続して、原動機３６で生じた回転運動を、回転軸４０へ伝達する。インバータによる原動機３６の回転制御と併せて、これらプーリー３４，３７の径等を変更することによって、回転軸４０の回転数を制御することが出来る。そして、この回転数の制御によって、揺動板４２の往復運動（即ち被揺動体２３の揺動）にかかる揺動数（振動数）を制御することが可能である。
【０１１０】
表面層加工用治具１が固定される揺動板４２は、使い勝手がよく応用性に優れた平板として構成されており、４つのリニア軸受４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄに、移動自在に取り付けられている。リニア軸受は直線運動案内器の１つであり、往復運動を行う揺動板の案内に、例えば玉やころを用いた軸受である。
【０１１１】
回転軸４０には、２つのクランク３８，３９が１８０°反対方向を向いて備わっている。そして、クランク３８はコンロッド４１を介して揺動板４２と接続され、一方、クランク３９にはカウンターウエイト３２が取り付けられている。このようなクランク３８，３９の態様により、原動機３６の与えた回転運動は、クランク３８に接続された揺動板４２の、上下方向の往復運動に変換され、揺動板４２に固定された、車両用ホイール２２を組み込んだ表面層加工用治具１（被揺動体２３）が、悪振動を抑えつつ、上下方向に揺動をする。そうすると、その揺動によって、加工材２５が、車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに、一度に衝突をし、その表面９１ａの欠陥を修復する（封孔処理を施す）。
【０１１２】
車両用ホイールの表面層加工装置２では、クランク３８，３９のうちコンロッド４１を介して揺動板４２と接続されない方のクランク３９にカウンターウエイト３２が取り付けられており、それがバランサの役目を果たし、悪振動が打ち消されるので、作業環境が改善され、工場周囲の環境への影響は低減される。又、被揺動体２３である表面層加工用治具１に組み込まれた車両用ホイール２２への負担が軽減されるので、車両用ホイール２２への表面層加工処理の効果が確実に期待出来る。更に、装置自体への負担が軽減されるから、装置のメンテナンス頻度が少なくなる。
【０１１３】
図１１は、図３Ｂに相当する車両用ホイールの表面層加工装置の矢視図（正面図）であり、図３Ｂにおける被揺動体２３の代わりに、被揺動体１２３が描かれた図である。被揺動体１２３は、底板部材１６２、本体部材１６１、取付部材１７１、加工材２５を備えた車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に、表面層加工処理の対象である車両用ホイール１２２を組み込んだものである（図９を参照）。図１１では、揺動板４２の上に車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１が固定されており、その車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に車両用ホイール１２２が組み込まれた様子が表されている。既述の車両用ホイールの表面層加工装置２の場合と同様に、このような車両用ホイールの表面層加工装置１０２によって、車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に組み込まれた車両用ホイール１２２（被揺動体１２３）を、上下方向に揺動させ、車両用ホイール１２２のリム１９１の表面１９１ａに、表面層加工処理を行うことが可能である（図１３Ａ〜図１３Ｃを参照）。
【０１１４】
次に、揺動条件について、車両用ホイールの表面層加工装置２の場合を例にとって、説明する。本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を具備する本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を使用して、車両用ホイールに、表面層加工処理を施す際の、好ましい揺動条件は、以下の通りである。
【０１１５】
上下方向の揺動における振動数は、概ね３Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下であることが好ましい。より好ましい振動数は５Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下であり、特に好ましい振動数は８Ｈｚ以上１５Ｈｚである。加工材２５と車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａとの単位時間あたりの衝突回数を確保するためである。振動数が３Ｈｚ未満では、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数が確保されず、車両用ホイール２２の表面９１ａの微小鋳造欠陥を修復出来ず、又、表面９１ａの近傍（表層１４）の微小鋳造欠陥を潰せず、好ましくない。又、加工材２５の数にもよるが、振動数が３０Ｈｚより多くても、微小鋳造欠陥を修復し又は潰す効果は小さく、振動数を上げるために費やすエネルギー対効果は低下するため、好ましくない。尚、本明細書において、振動数とは時間あたり繰り返される揺動の回数を指し、単位はヘルツ（Ｈｚ）である。
【０１１６】
又、上下方向に揺動をさせる場合の揺れ幅は、概ね１０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましい揺れ幅は２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、特に好ましい揺れ幅は３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下である。閉空間２６の中での加工材２５の移動範囲を適切に設定することを通して、加工材２５と車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａとの単位時間あたりの衝突回数を確保するためである。揺れ幅が１０ｍｍ未満では、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数が確保されず、車両用ホイール２２の微小鋳造欠陥を修復出来ず又は潰せず、好ましくない。又、揺れ幅が１２０ｍｍより大きくても、加工材２５が、溝穴６５を形成した有穴壁部材６１（主凹部を形成した本体部材）の実体部分（溝穴６５（主凹部）を形成する壁面）に接している時間が長くなるだけで、加工材２５と車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａとの衝突回数は増加せず、微小鋳造欠陥を修復し又は潰す効果は大きくはない。尚、閉空間２６は、その鉛直方向の長さ（閉空間高さ）が３０〜２００ｍｍとなるように形成することが望ましい。
【０１１７】
更には、上下方向に揺動をさせる場合の延べ揺動時間は、概ね１０秒以上３分以下であることが好ましい。より好ましい揺動時間は２０秒以上２分以下である。加工材２５と車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａとの延べ衝突回数を確保するためである。延べ揺動時間が１０秒未満では、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの延べ衝突回数が確保されず、車両用ホイール２２の微小鋳造欠陥を修復出来ず又は潰せず、好ましくない。又、延べ揺動時間が３分より多くても、微小鋳造欠陥を修復し又は潰す効果は小さく、時間対効果は向上しないため、好ましくない。
【０１１８】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置における揺動条件の好ましい範囲は、既述のように、（上下方向の）揺動にかかる振動数が３Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下であり、揺動にかかる揺動時間が１０秒以上３分以下である。これらの範囲は、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置が、車両用ホイールのリムの表面に対して、一度で（配置を変えることなく）処理可能なように、揺動を上下方向に行っていることに基づくものである。即ち、水平方向の揺動と、上下方向の揺動と、では最適な揺動条件が異なるのであり、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、上下方向の揺動による最適な揺動条件を見出し、これを提案している。
【０１１９】
尚、上記した表面層加工用治具１，１０１及び表面層加工装置２，１０２を実施形態とする、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具及びそれを具備する車両用ホイールの表面層加工装置は、鋼板を加工し市販の各部材と組み合わせて作製することが出来る。作製にあたっては、揺動条件及び処理対象である車両用ホイールの仕様に合わせて、各構成要素のサイズや材料や機械的強度（例えば回転軸の径や材料等）が適正になるように決定することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、軽合金製鋳造品である車両用ホイールのリムの表面層に生じた微小鋳造欠陥を効率よく修復し、タイヤ装着時の圧漏れを防止するための一手段として利用することが出来る。本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具によって、微小鋳造欠陥の修復（表面層加工処理）を、量産工程の中の一工程として行うことが、初めて可能になる。
【０１２１】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を有しており、それに組み込んだ車両用ホイールを上下方向に揺動をさせ、表面層加工処理を施す手段として、好適に利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡにおけるＤＤ断面を表した断面図である。
【図２】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に自動二輪車用の車両用ホイールを組み込んだ状態を表した断面図である。
【図３Ａ】本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置の一の実施形態を示す上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示される表面層加工装置のＡ矢視図（正面図）である（被揺動体が描かれている）。
【図３Ｃ】図３Ａに示される表面層加工装置のＢ矢視図（右側面図）である（振動抑制用錘は除かれている）。
【図４Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、鋳造後の、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに粗加工を施しているときの、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図４Ｃ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに表面層加工処理を行っているときの、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図４Ｄ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに仕上加工を施しているときの、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図５Ａ】車両用ホイールの一例を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５ＡにおけるＣＣ断面を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す斜視図である。
【図６Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込んだ状態を表した（車両用ホイールは半透明で示した）斜視図である。
【図７Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図７Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図７Ｃ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図７Ｄ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図７Ｅ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図８Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡにおけるＥＥ断面を表した断面図である。
【図９】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、車両用ホイール向け表面層加工用治具に四輪自動車用の車両用ホイールを組み込んだ状態を表す図であり、右半分が断面図であり、左半分が一部を透視した側面図である。
【図１０】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置の他の実施形態を示す（正面図）である（被揺動体が描かれている）。
【図１２Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す斜視図である。
【図１２Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込んだ状態を表した（車両用ホイールは半透明で示した）斜視図である。
【図１３Ａ】鋳造後の車両用ホイールのリムの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図１３Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに機械加工（切削加工）を施した後の、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図１３Ｃ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに表面層加工処理を行っているときの、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 表面層加工用治具、２ 表面層加工装置、１１ 気孔、１２ 孔部、１３ 突起、１４ 表層、２２ 車両用ホイール、２３ 被揺動体、２４ 振動抑制用錘、２５ 加工材、２６，２８ 閉空間、３１ 空気ばね、３２ カウンターウエイト、３３ 台板、３４，３７ プーリー、３５ ベルト、３６ 原動機、３８，３９ クランク、４０ 回転軸、４１ コンロッド、４２ 揺動板、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ リニア軸受、４５ 軸受、５３ 基台、６１ 有穴壁部材（本体部材）、６２ 底板部材、６５ 溝穴（主凹部）、６６ 側溝（副凹部）、６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ 接続部、７１ 取付部材、７２ 突起軸部、７３ 押さえ板部、７４ 締付部、８１ 台座部材、８２ 縁壁部材、９１ リム、９１ａ （車両用ホイールのリムの）表面、９１ｂ （車両用ホイールのリムの）フランジ、９４ スポーク、９５ ハブ穴、９７ ハブ、１０１ 車両用ホイール向け表面層加工用治具、１０２ 車両用ホイールの表面層加工装置、１１４ 表層、１２２ 車両用ホイール、１２３ 被揺動体、１２６ 閉空間、１６１ 本体部材、１６２ 底板部材、１６５ ワークエリア（主凹部）、１６６ ポケット（副凹部）、１７１ 取付部材、１７２ 突起軸部、１７３ 押さえ板部、１７４ 締付部、１８２ 縁壁部、１９１ リム、１９１ａ （車両用ホイールのリムの）表面、１９２ インナーリム、１９３ アウターリム、１９４ ディスク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造品である車両用ホイールのリムの表面層を加工し、微小な鋳造欠陥を修復するために用いられる、表面層加工用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、近年のオートバイやスクーター等の自動二輪車では、リムと太いスポークとを一体的に成形した軽合金製のホイールが多用されている。これは、このようなホイールが、強度及びデザイン性に優れるからである。一体成形された自動二輪車用の車両用ホイールとしては、高い強度を有する鍛造品も存在するが、材料歩留まりが高いことから、その多くは鋳造工程を経て作製される鋳造品（キャストホイール）である。
【０００３】
ところが、鋳造品である軽合金製の自動二輪車用車両用ホイールでは、その表面に微小な鋳造欠陥が発生し、意匠面での品質低下を招来する場合がある。表面に現れる鋳造欠陥としては、孔部（あな）として現れる気孔（ピンホール）が知られ、それは、通常、極微細なものである。しかし、車両用ホイールは、特に自動二輪車用のものは、タイヤが装着される部分を除いて全体が視認されるものであるため、極僅かな孔部であっても気になるものである。特に趣向性の高い、大型で高価な自動二輪車を購入する殆どの人は、外形、美観、意匠性を大変に重要視するから、極微小な鋳造欠陥であっても許されるものではない。
【０００４】
一般に、上記鋳造欠陥は、塗装による皮膜形成だけで、修復又は目立たなくすることが可能なものではない。そのため、従来は、鋳造欠陥である孔部についてパテ埋めを特に慎重に行う、という大変に厳格な欠陥の修復作業を行っていた。その結果、生産効率の低下という問題に直面することとなった。尚、このような問題の改善を提案する先行文献は見当たらないようである。
【０００５】
又、特に、四輪自動車用の車両用ホイールでは、鋳造欠陥の発生により、鍛造品に比すると、装着したタイヤの圧漏れの問題が生じ易いという改善すべき点がある。車両用ホイールの圧漏れ防止という観点より改善を提案している先行文献としては、特許文献３が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２２１１２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７４６０４号公報
【特許文献３】特開昭６２−１５０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、パテ埋めによる修正加工を行わずに、又はこれらの作業に大きな負担をかけずに、効率よく、車両用ホイールのリムに生じた微小鋳造欠陥を修復することが可能な手段を提供することにある。
【０００８】
又、本発明は、装着したタイヤの圧漏れが起こらない車両用ホイールを得るための手段を提供することも、課題としている。
【０００９】
検討がなされた結果、本出願人が開発した鋳物の硬化方法（特許文献１を参照）を応用することによって、車両用ホイールに現れた微小鋳造欠陥を修復し、ひいては圧漏れを防止することが可能なのではないかとの考えに至った。この鋳物の硬化方法は、鋳物の表面に硬化材を衝突をさせることによって、鋳物（鋳造品）の表面側に、ショットピーニング処理による塑性変形層より厚い緻密層を形成し得る手段であり、この手段によれば、鋳造品に所望の機械的性質を付与することが可能である。
【００１０】
ところが、車両用ホイールの表面に対して、鋳物の硬化方法によって気孔を潰す封孔処理を試みようと計画したところ、車両用ホイールのような大量生産品の製造工程において全製品に適用するには、その鋳物の硬化方法自体を効率よく実施することが出来る手段が新たに必要である、という現実に直面した。
【００１１】
即ち、本出願人の開発した鋳物の硬化方法は、鋳造品の表面に硬化材を衝突させるために鋳造品を硬化材とともに揺動させるものであるが、これを１バッチ行う毎に、鋳造品である車両用ホイールと、それに衝突をさせる硬化材と、を揺動装置に載せ換える作業が必要になり、車両用ホイールの生産効率を低下させ、鍛造品に比して低廉であるという鋳造品の長所を減衰させる、という改善すべき課題に直面したのである（揺動装置につき特許文献１及び特許文献２を参照）。
【００１２】
又、実際に、車両用ホイールの表面に対して、鋳物の硬化方法を試みたところ、特にリムについては、円形を呈しその表面は曲面になっているから、そのような曲面に対して硬化材を効率よく衝突をさせることが困難である、ということがわかった。
【００１３】
即ち、本出願人の開発した鋳物の硬化方法では、鋳造品の表面に硬化材を衝突させるために鋳造品を硬化材とともに水平方向に揺動させるが（特許文献１及び特許文献２を参照）、円筒形のリムに対して鋳物の硬化方法を実施する場合には、車両用ホイールを横にしてリムで囲われた空間を閉空間とし、そこに硬化材を投入し、揺動をさせることになる。ところが、揺動によって硬化材は水平方向の直線運動（往復運動）をするのに対し、車両用ホイールのリムの表面は曲面であるので、リムに対する硬化材の衝突角度が、そのリムの場所毎に異なり、特に、揺動の方向（硬化材の運動（移動）方向）と平行又はそれに近い角度をなす表面では、硬化材が殆ど衝突しない。そのため、車両用ホイールのリムの表面全てに対して、一度に硬化材を衝突をさせることが出来ない、という解決すべき課題に直面したのである。これに対し、車両用ホイールの置き方を変えて、繰り返し揺動をさせることが一案として挙げられるが、そのような対応では煩雑で長時間を要することから、やはり鍛造品に比して低廉であるという鋳造品の長所を減衰させる。
【００１４】
尚、従来知られたショットピーニング処理を行うと、車両用ホイールのリムの表面は、その性状が、むしろ劣化してしまうことが判明した。この現象について研究がなされた結果、ショットピーニング処理は、車両用ホイール（鋳造品）の表面だけを処理するに止まり、車両用ホイールの表層（内部のうち表面の近傍）に存在する微小鋳造欠陥を潰すまでの効果は有していないため、ショットピーニング処理を行っても、表層に存在していた気孔（ピンホール）が表面に現れて新たな孔部を形成し、表面がかえって荒れてしまったのではないかと推考された。これでは、不良率を改善することは出来ない。
【００１５】
又、圧漏れ箇所がわかっていれば、そこにショットピーニング処理を施すことによって、圧漏れを防止することが可能である。しかしながら、予め圧漏れ場所を特定するための検査を全製品（車両用ホイール）に行うことは大変に煩雑である。
【００１６】
そこで、更に、車両用ホイールのリムの表面に生じた鋳造欠陥を効率よく修復し、圧漏れを防止することが可能な、量産工程に適する手段を求めて研究が重ねられ、以下に示す本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
先ず、本発明によれば、車両用ホイールにおけるリムの表面層を加工するために用いられる治具であって、円柱形又は円筒形を呈する本体部材と、加工材と、を具備し、円柱形又は円筒形を呈する本体部材が、その周面に、当該周面から中心軸に向けて窪んだ主凹部を有し、加工材は、比重が２〜１０で径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体を含んで構成される車両用ホイール向け表面層加工用治具が提供される（単に表面層加工用治具ともいう）。
【００１８】
本明細書において、表面層とは表面及び表層を意味し、単に表層という場合には表面を除き、表面の近傍を示すものとする。又、多面体の径は、多面体の中心を通り多面体の外面と外面とを結ぶ距離の最大値と最小値の平均とする。
【００１９】
円柱形又は円筒形は、車両用ホイールに合わせた本体部材の概略の形状であり、幾何学的に厳密な意味での円柱形又は円筒形でなくてよい。車両用ホイール向け表面層加工用治具は、後述するように、上下方向に揺動をさせて、車両用ホイールのリムに表面層加工処理（後述する）を施すものであるから、より軽量な円筒形の方が好ましい。その周面とは、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面を指し、本体部材を構成する円柱形の２つの端面を結ぶ外面であり、円筒形の場合はそれに相当する面（外面）である。
【００２０】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面側に、本体部材の中心軸方向に深くなるように形成された副凹部を有し、上記加工材が、主凹部及び副凹部の少なくとも何れかに収容されることが好ましい。
【００２１】
副凹部は、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面の外側に、副凹部となる一定の空間を空けて、壁を設けることによって、形成することが出来る。この壁を縁壁とよび、この縁壁は、本体部材と一体化した縁壁部として構成してもよく、本体部材と物理的に離れた縁壁部材として構成してもよい。
【００２２】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、主凹部をワークエリアともよび、副凹部をポケットともよぶ。主凹部（ワークエリア）は、周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成されることが好ましい。主凹部（ワークエリア）は、周面の凹みによって形成される空間であり、車両用ホイールを、車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けていなければ、開かれた空間である。後述するように、車両用ホイールにおけるリムの表面層を加工する実施態様において、この空間は閉空間となり、ここで加工材がリムの表面に衝突をするはたらきをするので、加工材が収容される空間であるポケットに対比させて、ワークエリアとも称する。
【００２３】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、本体部材の主凹部を形成する面が、円弧面を有することが好ましい。
【００２４】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、主凹部が、周面に連続して形成されていることが好ましい。
【００２５】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、加工材が、主凹部及び副凹部に収容されていてもよく、副凹部のみに収容されていてもよい。
【００２６】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、加工材の量が、主凹部の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下であることが好ましい。
【００２７】
主凹部（ワークエリア）は、本体部材の周面に形成された、窪んだ（凹んだ）部分であり、開いた空間であるから、本明細書において、主凹部（ワークエリア）の容積とは、主凹部（ワークエリア）を平板で閉じた場合の容積をいうものとする。車両用ホイールのリムは、通常、平板状であるから、後述する閉空間の容積は主凹部（ワークエリア）の容積に概ね等しい。
【００２８】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、加工材は、径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体が、加工材全体の７０体積％以上を占めることが好ましい。
【００２９】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、加工材の比重は、好ましくは５〜１０である。
【００３０】
上記の本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、車両用ホイールが、リムとディスクとを有する四輪自動車用の、軽合金製鋳造品である場合に、好適に使用される。
【００３１】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具においては、本体部材が有する主凹部が溝穴状であり、その主凹部が、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の中心軸に対して傾斜して形成されていることが好ましい。このような本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、特に、車両用ホイールが、リムとスポークとを有する自動二輪車用の、軽合金製鋳造品である場合に、好適に使用される。
【００３２】
本明細書において、軽合金とは、鋳造用のアルミニウム合金、マグネシウム合金等を指し、アルミニウム合金としては、日本工業規格（ＪＩＳ）に基づくＡＣ４Ｃ、ＡＣ４ＣＨ、ＡＣ４Ｂ、ＡＣ４Ｄ、ＡＣ２Ａ、ＡＣ２Ｂ、ＡＣ３Ａ等を例示することが出来る。マグネシウム合金としては、ＡＺ９１、ＡＭ６０等を例示することが出来る。
【００３３】
次に、本発明によれば、上記した何れかの車両用ホイール向け表面層加工用治具と、その車両用ホイール向け表面層加工用治具を上下方向に揺動をさせる揺動手段と、を具備する車両用ホイールの表面層加工装置が提供される（単に表面層加工装置ともいう）。
【００３４】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、上記揺動手段が、原動機と、その原動機に接続された回転軸と、その回転軸に設けられたクランクと、そのクランクとコンロッドを介して接続される揺動板と、その揺動板に取り付けられその揺動板を上下に往復運動させる２以上の直線運動案内器と、を有する揺動機構を具備し、原動機の与えた回転運動が、回転軸に備わるクランクによって上下運動に変換され、クランクと接続された揺動板が、直線運動案内器に沿って上下に往復運動をすることにより、揺動板に固定される車両用ホイール向け表面層加工用治具を上下方向に揺動をさせるものであることが好ましい。
【００３５】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、回転軸に更に他のクランクが設けられ、そのクランクにカウンターウエイトが取り付けられているものであることが好ましい。
【００３６】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、揺動機構が床の上に載置され、その床との間に空気ばねが備わっているものであることが好ましい。
【００３７】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、揺動機構の両側であって空気ばねの真上に、振動抑制用錘が備わっているものであることが好ましい。
【００３８】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、揺動にかかる振動数が、３Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下であることが好ましい。揺動にかかる振動数は、より好ましくは、５Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下、特に好ましくは８Ｈｚ以上１５Ｈｚ以下である。
【００３９】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、揺動にかかる揺動時間が、１０秒以上３分以下であることが好ましい。
【００４０】
本明細書において、上下方向の揺動とは、鉛直方向の揺動を意味する。
【００４１】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、車両用ホイールにおけるリムの表面層を加工するために、好ましくは、後述する車両用ホイールの表面層加工装置に組み込まれて、使用される治具である。即ち、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、それに車両用ホイールを組み込んだ状態で、上下方向に（鉛直方向に）揺動をすることによって、加工材が車両用ホイールのリムの表面（タイヤが装着される側とは反対側のリムの表面）に衝突するように、構成されたものである。加工材が車両用ホイールのリムの表面に衝突することにより、車両用ホイールのリムの表面に存在し得る微小鋳造欠陥を修復し、且つ、表層に内在する微小鋳造欠陥を潰し封孔処理を行う。本明細書において、このことを表面層加工処理とよぶ。
【００４２】
そして、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、上記の通り、本体部材と加工材とを備えるものとして特定されるものであり、発明特定事項に加工対象である車両用ホイールを含むものではない。しかし、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、車両用ホイールのリムの表面層を加工するのに用いられるものであり、使用時には必ず加工対象である車両用ホイールが組み込まれる。従って、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の各構成要素は、加工対象である車両用ホイールによって形状や大きさ等が特定されるものであり、機能も車両用ホイールとの関係によって明らかになるものである。そこで、以下に、車両用ホイールとの関係を含めて、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の各構成要素について説明する。
【００４３】
本体部材は、車両用ホイールを車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けたときに、車両用ホイールのリムが本体部材のワークエリアを塞いで、閉空間を形成するように構成される。即ち、ワークエリアは、車両用ホイールのリムの形状に合わせて、本体部材の周面に（円周状に）、好ましくは連続して、形成される。換言すれば、ワークエリアは、丁度、車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けた車両用ホイールのリムで塞がれる位置に、設けられる。
【００４４】
加工材は、車両用ホイール向け表面層加工用治具が（揺動せず）静止しているときには、常に、本体部材に形成された主凹部（ワークエリア）及び副凹部（ポケット）の少なくとも何れかの中に収容されている。車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込んで上下方向に揺動させると、加工材は、ポケットに収容されていたものはそこから上記閉空間へ飛び出す。閉空間を構成するワークエリアは、周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成されるので、閉空間においては、加工材は上下方向に運動せず、回転運動を始める。そして、閉空間に一定量（好ましくはワークエリア（閉空間）の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下）の加工材が存在することから、加工材は、閉空間において、塊となって円を描くように回転しながら、ワークエリアを形成した本体部材の実体部分と、ワークエリアを塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）と、に衝突する。ポケットは中心軸方向に沿って深くなるように形成されているから、中心軸方向を下方向とすれば、揺動を終えたとき、ポケットに収容されていた加工材は、重力で自然と戻る。
【００４５】
本体部材に形成されたワークエリアは、好ましくは、周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成される。これは、上記の通り、上下方向の揺動によって、加工材を、閉空間の中で、回転運動をさせ、ワークエリアを塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）に衝突をさせるためである。ワークエリアは、好ましくは周面に連続して形成される。ワークエリアの窪んだ（凹んだ）曲面の態様は、周面と中心軸とを結び中心軸に平行な断面に現れる形状が、円弧状であり、ワークエリア全体について一定の形状であることが好ましい。
【００４６】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、主凹部（ワークエリア）が溝穴状である場合には、この主凹部を単に溝穴ともよび、溝穴が形成されているものであって本体部材を構成するものを有穴壁部材ともよぶ。本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様として、治具の基板である底板部材と、その底板部材の上に配設される有穴壁部材と、その円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材（本体部材）の中心に位置して底板部材に配設された、車両用ホイールを有穴壁部材に対して位置決めして固定するための取付部材、を備える構成を挙げることが出来る。この場合において、有穴壁部材に備わる溝穴が、底板部材に対して傾斜して形成されていることが好ましい。底板部材は、円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材（本体部材）の中心軸の方向に垂直な面を構成するので、換言すれば、溝穴状の主凹部（溝穴）が、円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材（本体部材）の中心軸に対して傾斜して形成されていることが好ましい。即ち、溝穴が、底板部材に対して傾斜して形成されているとは、有穴壁部材の溝穴を形成する面が、平らな基板である底板部材に対して傾斜していることを意味する。
【００４７】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、本体部材の主凹部を形成する面が円弧面を有することが好ましいので、これは、有穴壁部材の溝穴を形成する面が円弧面を有すると言い換えることが出来、このことは、有穴壁部材の溝穴を形成する面に、円弧面が存在することを意味する。又、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、主凹部が周面に連続して形成されていることが好ましいから、溝穴は好ましくは円周状に形成される。そして、好ましくは、溝穴が有する円弧面は、溝穴の（有穴壁部材の）開口部分に対向して設けられる。換言すれば、溝穴が有する円弧面は、円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材（本体部材）の中心軸を通る断面において現れる。
【００４８】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、上記の通り、その好ましい態様において、本体部材（有穴壁部材）、加工材の他に、底板部材、取付部材、を備えるものとして特定されるものであるが、この態様においても、発明特定事項に加工対象である車両用ホイールを含むものではない。しかし、使用時には必ず加工対象である車両用ホイールが組み込まれるので、以下に、車両用ホイールとの関係を含めて、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様における各構成要素について説明する。
【００４９】
底板部材は、治具の基板、基礎となるものである。その底板部材の上に、円柱形又は円筒形を呈する有穴壁部材が配設され、その有穴壁部材の中心に取付部材が配設される。底板部材の大きさは、少なくとも車両用ホイールのリムのフランジ径のサイズより大きいことが好ましい。
【００５０】
有穴壁部材の形状は、換言すれば、一定の幅を持ったドーナツ形状である。有穴壁部材は、自らの内部に円周状に形成された溝穴を有する部材であることが好ましい。溝穴は、同じく一定の幅を持ったドーナツ形状の空間（穴）である。そして、その溝穴の中にも加工材が収容されている。
【００５１】
有穴壁部材は、車両用ホイールを表面層加工用治具に取り付けたときに、車両用ホイールのリムが有穴壁部材の溝穴を塞いで、閉空間を形成するように構成される。即ち、溝穴は、車両用ホイールのリムの形状に合わせて、円周状に、好ましくは連続して、形成され、その溝穴の開口は、丁度、表面層加工用治具に取り付けた車両用ホイールのリムで塞がれる位置に、設けられている。
【００５２】
この好ましい態様においては、加工材は、表面層加工用治具が（揺動せず）静止しているときには、常に、有穴壁部材に形成された溝穴の中に収容されている。表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込んで上下方向に揺動させると、加工材は、上記閉空間の中で回転運動し、溝穴を形成した有穴壁部材の実体部分（溝穴の壁面）と、溝穴を塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）と、に衝突する。揺動を終えると、加工材は、重力で自然と元の位置、即ち溝穴に収容された状態に戻る。
【００５３】
有穴壁部材に形成された溝穴は、既述の通り、好ましくは底板部材に対して傾斜している。これは、上記上下方向の揺動によって、加工材を、上記閉空間の中で移動させ、溝穴を塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）に衝突をさせるためである。傾斜は、リムの形状によって異なるが、円周状に、好ましくは連続して、形成された溝穴全体について一定であって、円周の中心に向けて下がる（低くなる）ものであることが好ましい。傾斜の角度は、底板部材を水平にしたときに、上下方向（鉛直方向）の揺動によって加工材の移動し易くするため、水平に対し９０°に近い（鉛直に近い）方が好ましい。通常のリムの形状に基づく好ましい傾斜の角度は、水平面から２０〜８０°であり、より好ましくは３０〜８０°である。このような好ましい態様では、溝穴は、有穴壁部材において外側上方に向けて円周状に開口を現すことになる。
【００５４】
取付部材は、車両用ホイールを表面層加工用治具に組み込む際に、車両用ホイールを有穴壁部材に対して位置決めして固定するための部材である。取付部材は、車両用ホイールのハブ穴を通す突起軸部と、車両用ホイールをハブ部分で押さえる押さえ板部と、車両用ホイールを表面層加工用治具に固定するために締め付けをする締付部と、で構成することが出来る。
【００５５】
取付部材を構成する突起軸部は、車両用ホイールのハブ穴に通じる部分であるから、円周状の有穴壁部材の中心に位置して、底板部材の上に１つ配設される。突起軸部の径は、車両用ホイールのハブ穴に合わせて決定されるので、通常、φ１６ｍｍ〜φ３０ｍｍ程度である。車両用ホイールを表面層加工用治具に組み込む際、車両用ホイールは、そのハブ穴を突起軸部に通すことによって、リムが、有穴壁部材の溝穴を塞ぐように、位置決めされる。
【００５６】
位置決めされた車両用ホイールは、ハブの形状に合わせた、例えば円形板で構成された押さえ板部によって押さえつけられ、更に、例えばボルトからなる締付部によって、（表面層加工用治具に）固定される。締付部がボルトの場合には、突起軸部をナットとして機能させるため、突起軸部にねじ穴を形成しておく。
【００５７】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様においては、底板部材、有穴壁部材、取付部材、加工材の他に、更に、台座部材及び縁壁部材を設けることが好ましい。台座部材及び縁壁部材は、ともに、車両用ホイールの荷重を受ける部材である。
【００５８】
台座部材は、車両用ホイールのハブで荷重を受ける、例えば円形の台であり、取付部材の（突起軸部の）外側であって有穴壁部材の内側に設けられる。縁壁部材は、車両用ホイールのリムのフランジ部分で荷重を受ける台であり、それに加えて、加工材が収容される側溝（副凹部）を形成するための部材である。従って、リムのフランジの形状に合わせるため、その形状は円周状とし、有穴壁部材の更に外側に設けられる。円周状の縁壁部材は、一定の幅を有するものであることが好ましい。車両用ホイールのリム径にかかる機械加工のばらつきに対応することが可能になるからである。又、縁壁部材は、車両用ホイールのリム（フランジ）と当接する部分が、車両用ホイールを構成する軽合金材料より柔らかいエンジニアリングプラスチック材料で構成されていることが好ましい。車両用ホイールを傷つけ難く、加えて、車両用ホイールを載置したときに車両用ホイールが縁壁部材の上で安定するからである。
【発明の効果】
【００５９】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、それに車両用ホイールを組み込んだ状態で、上下方向に（鉛直方向に）揺動をすることによって、加工材が車両用ホイールのリムの表面（タイヤが装着される側とは反対側のリムの表面）に衝突するように、構成されたものである。加工材が車両用ホイールのリムの表面に衝突することにより、車両用ホイールのリムの表面に存在し得る微小鋳造欠陥を修復し、且つ、表層に内在する気孔を潰す（封孔処理を行う）。表面層加工処理が施されることによって、リムを貫通するような連通した気孔はなくなり、タイヤ装着時のリムからの圧漏れが防止される。
【００６０】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、車両用ホイールのリムに合わせて形成されたワークエリアを有する本体部材、及び本体部材のワークエリアとポケットの少なくとも何れかに収容された加工材、を備えているので、車両用ホイールのリムの表面に加工材を衝突させて表面層加工処理を行うにあたり、車両用ホイールの載せ換えが容易であり、且つ、加工材の載せ換えが不要である。そのため、表面層加工処理を、効率よく実施することが出来、車両用ホイールのような大量生産品の量産工程において表面層加工処理を行うことを可能にする、という優れた効果を奏する。
【００６１】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具が存在しない場合には、表面層加工処理を行う際に、その都度、揺動をする装置に車両用ホイールを加工材とともに取り付け、処理を終えたら取り外す、という作業が必要になり、これに多くの時間を要することとなり、生産効率の観点から、車両用ホイールのような大量生産品の量産工程において表面層加工処理を行うことは困難であった。本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を使用すれば、車両用ホイール及び加工材の載せ換えにかかる作業の負担、時間を大幅に低減することが出来、量産工程に表面層加工処理を適用することが可能になる。
【００６２】
例えば、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を、上下に揺動をする装置内に予め設置しておけば、車両用ホイールを車両用ホイール向け表面層加工用治具に固定するという作業をするだけで、直ぐに表面層加工処理が行える。即ち、簡単に迅速に、上下に揺動をする装置に車両用ホイールを取り付け、上下に揺動をする装置から車両用ホイールを取り外すことが可能になる。加工材は、本体部材に、常に収容されているから、新たな車両用ホイールに表面層加工処理を行うに際し、加工材を載せ換える必要がない。
【００６３】
車両用ホイールを本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けると、即、車両用ホイールのリムの表面に加工材を衝突させるべく加工材が回転運動する閉空間が誕生し、又、加工材は、常に車両用ホイール向け表面層加工用治具の本体部材に（主凹部（ワークエリア）及び副凹部（ポケット）の少なくとも何れかに）、収容されている。そのため、車両用ホイールを本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に取り付けた後、直ぐに、表面層加工処理を実施することが出来る。従って、車両用ホイールに表面層加工処理を施す上でのスループットが大変高い。
【００６４】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具と、それを上下方向に揺動をさせる揺動手段と、を具備するものであり、車両用ホイール向け表面層加工用治具（加工材を含む）に組み込まれた車両用ホイールを上下方向に揺動をさせる具体的手段である。本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、車両用ホイール向け表面層加工用治具に組み込まれた車両用ホイールを上下方向に揺動をさせることを通じて、上記した本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の効果を導くところに、自らの優れた効果が認められる。
【００６５】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を使用して、それに含まれる本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込むと、円周状の車両用ホイールのリムが、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面に形成されたワークエリアを塞ぎ、円周状の車両用ホイールのリムの表面全てに、円周状の閉空間が形成される。そして、揺動手段によって、車両用ホイール向け表面層加工用治具に組み込まれた車両用ホイールを、上下方向に揺動をさせると、上記閉空間において、比重が２〜１０で径がφ５ｍｍ以上の球状体又は多面体を少なくとも含む加工材が、車両用ホイールのリムの表面に、一度に衝突をする。そのため、車両用ホイールのリムの表面に存在し得る気孔を含む微小鋳造欠陥を、効率よく修復することが可能であり、気孔を潰す封孔処理によって、圧漏れを防止することが出来る。その後、必要に応じ、リムの表面に仕上げ加工（例えば旋盤加工）を施すことによって、従来、行われていた大変な神経を使う修正加工は不要となり、又は少なくともこれらの作業に大きな負担をかける必要はなく、それらに要する人的労力及び時間を削減することが出来、車両用ホイールの生産性が大きく向上する。
【００６６】
上記の通り、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を使用して、それに含まれる本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込むと、加工材を車両用ホイールのリムの表面に一度に衝突をさせることが出来、車両用ホイールの表面に対する加工材の衝突位置が限定されることはないから、効率よく、リムからの圧漏れがない車両用ホイールを得ることが出来る。又、車両用ホイールの表面に存在する微小鋳造欠陥を修復するために、車両用ホイールの置き方を変えて、繰り返し揺動をさせるといった手間は不要である。
【００６７】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を構成する本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、周面にワークエリアを有していて、そのワークエリアがリムで閉じられて、加工材が運動する空間になる。ワークエリアは、好ましくは周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成されているから、加工材は、上下方向に揺動をさせると、ポケットに収容されていたものはそこから飛び出て、ワークエリアの中で、回転運動をしながら、連続して、車両用ホイールのリムの表面に衝突し、ワークエリアを塞いだ車両用ホイールのリム（の表面）に均一に衝突する。
【００６８】
ワークエリアが周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）曲面で形成されていない場合には、上下方向の揺動によって、ワークエリアの中で、効率よく、加工材に回転運動をさせ難い。従って、効率よく加工材を車両用ホイールのリムの表面に衝突させ難い。
【００６９】
左右方向（水平方向）に揺動をすると、加工材は左右方向に往復運動をするが、この場合には、重力によって、一定の比重（質量）を有する加工材は、車両用ホイールのリムの下側の表面に集中して衝突をしてしまい、加工材を車両用ホイールのリムの表面全体に均一に衝突をさせることが出来ない。又、重力によって、加工材が、車両用ホイールのリムの下側の表面に集中して衝突をする結果、加工材どうしが無駄に衝突してエネルギーを損失するので、効率よく加工材を車両用ホイールのリムの表面に衝突をさせることが出来ない。更には、加工材を左右方向に往復運動をさせて、車両用ホイールのリムの表面に衝突をさせる場合には、リムは円筒形状を呈することから、加工材は一度にリムの周面全体に衝突をしないので、一度に表面層加工処理を行うことは出来ない。そのため、車両用ホイールの方向を変えながら、あるいは車両用ホイールを回転させながら、加工材をリムの表面に衝突をさせる必要が生じ、処理時間が長くなる。
【００７０】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を備えており、好ましくは窪んだ（凹んだ）曲面で形成されるワークエリアによって、エネルギー損失の小さい、効率のよい加工材の回転運動が得られる。そして、それによって、短時間で労力を要さずに、車両用ホイールのリムの表面全体に存在し得る気孔等の微小鋳造欠陥を修復し、圧漏れを防止することが可能である。
【００７１】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、その好ましい態様において、車両用ホイールのリムのフランジ形状に合わせて形成された溝穴を有する有穴壁部材、車両用ホイールのハブ穴に合わせて配設された取付部材、及び有穴壁部材の溝穴に収容された加工材、を備えているので、この態様においても、車両用ホイールのリムの表面に加工材を衝突させて表面層加工処理を行うにあたり、車両用ホイールの載せ換えが容易であり、且つ、加工材の載せ換えが不要である。そのため、表面層加工処理を、効率よく実施することが出来、車両用ホイールのような大量生産品の量産工程において表面層加工処理を行うことを可能にする、という優れた効果を奏する。この本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様を使用すれば、車両用ホイール及び加工材の載せ換えにかかる作業の負担、時間を大幅に低減することが出来、量産工程に表面層加工処理を適用することが可能になる。
【００７２】
例えば、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具のこの好ましい態様を、上下に揺動をする装置内に予め設置しておけば、取付部材を用いて、車両用ホイールを表面層加工用治具に位置決めしながら固定するという作業をするだけで、直ぐに表面層加工処理が行える。取付部材の操作だけで、簡単に迅速に、上下に揺動をする装置に車両用ホイールを取り付け、上下に揺動をする装置から車両用ホイールを取り外すことが可能になる。取付部材（の突起軸部）によって車両用ホイールの位置決めがなされるから、車両用ホイールを表面層加工用治具に組み込む際に、位置の微調整は不要である。加工材は、有穴壁部材の溝穴であって、車両用ホイールが取り付けられることによって閉空間となる場所に、常に収容されているから、新たな車両用ホイールに表面層加工処理を行うに際し、加工材を載せ換える必要がない。
【００７３】
車両用ホイールを本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具のこの好ましい態様に取り付けると、即、車両用ホイールのリムの表面に加工材を衝突させるべく加工材が回転運動する閉空間が誕生し、そこには常に加工材が収容されている。そのため、車両用ホイールを本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具のこの好ましい態様に取り付けた後、直ぐに、表面層加工処理を実施することが出来る。従って、車両用ホイールに表面層加工処理を施す上でのスループットが大変高い。
【００７４】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を構成し得る本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の好ましい態様は、円周状に形成された溝穴を有していて、その溝穴に加工材を収容しており、好ましくは溝穴が傾斜して形成されており、更に好ましくは溝穴が円弧面を有する。そのため、加工材が、傾斜し円弧面を有する溝穴の中で、回転運動をしながら、連続して、車両用ホイールのリムの表面に衝突をする。溝穴が傾斜して形成されず又は円弧面を有していないと、溝穴の中における加工材の回転運動が滑らかに行えず、効率よく加工材を車両用ホイールのリムの表面に衝突をさせることが出来なくなるおそれがあるが、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置の好ましい態様によれば、傾斜し円弧面を有する溝穴によって、エネルギー損失の小さい、効率のよい加工材の回転運動が得られる。従って、短時間で労力を要さずに、車両用ホイールのリムの表面全体に存在し得る微小鋳造欠陥を修復し、圧漏れを防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７５】
以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明の要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。
【００７６】
先ず、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具と、それを用いて行う表面層加工処理について説明する。図１Ａ、図１Ｂ、及び図６Ａは、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、図１Ａは平面図であり、図１Ｂは図１ＡにおけるＤＤ断面を表した断面図であり、図６Ａは斜視図である。図２及び図６Ｂは、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に、（図５Ａ及び図５Ｂに示される自動二輪車用の）車両用ホイールを組み込んだ状態を表す図であり、図２は断面図であり、図６Ｂは斜視図である。図４Ａ〜図４Ｄは、車両用ホイールのリムの表面及び表層の一部を表した断面図であり、図４Ａ〜図４Ｄによって表面層加工処理の作用が説明される。図４Ａは、鋳造後の車両用ホイールのリムの表面及び表層の一部を表した断面図であり、そこには微小鋳造欠陥が存在する様子が示されている。図４Ｂは車両用ホイールのリムに粗加工を施している様子を表した断面図である。図４Ｃは、車両用ホイールのリムに表面層加工処理を行っている様子を表した部分断面図である。図４Ｄは、車両用ホイールのリムに仕上加工を施している様子を表した断面図である。図５Ａ及び図５Ｂは、表面層加工処理を行う対象であり、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に組み込まれる車両用ホイールの一例を示す図である。図５Ａは車両用ホイールの平面図であり、図５Ｂは図５ＡにおけるＣＣ断面を示す断面図である。
【００７７】
図５Ａ及び図５Ｂに示される車両用ホイール２２は、（例えば）ＡＣ４ＣＨアルミニウム合金製の鋳造品である。車両用ホイール２２は、リム９１、ハブ９７、及びそれらをつなぐスポーク９４を有し、ハブ９７には、ハブ穴９５が形成されている。
【００７８】
図１Ａ、図１Ｂ、及び図６Ａに示される表面層加工用治具１は、底板部材６２、有穴壁部材６１（本体部材）、取付部材７１、加工材２５、台座部材８１、縁壁部材８２を備えている。
【００７９】
底板部材６２は、表面層加工用治具１を後述する表面層加工装置に設置するための接続部６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄを備え、車両用ホイール２２の全体形状（リム９１のフランジ９１ｂの形状）より少し大きい円形から、接続部６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄを飛び出させてなる形状を有する平板である。
【００８０】
有穴壁部材６１（本体部材）は、底板部材６２の上に円周状に配設されており（図１Ａ及び図６Ａを参照）、その有穴壁部材６１において、溝穴６５（主凹部）が、円周状に連続して、形成されている。そして、溝穴６５は、自らが呈する円周の中心に向かって、平らな底板部材６２（水平面とする）に対して、概ね３０°の角度で低くなるように傾斜している（底板部材６２（水平面）に対する傾斜の角度θ＝３０°、図１Ｂを参照）。換言すれば、溝穴６５は、自らが呈する円周の外側に向けて上方に開口を現している。図２に示されるように、車両用ホイール２２を表面層加工用治具１に取り付けると、車両用ホイール２２のリム９１によって、有穴壁部材６１の溝穴６５は塞がれ、溝穴６５は閉じられて、閉空間２６となる。加工材２５は、この閉空間２６となる有穴壁部材６１の溝穴６５の中に収容されている。ここに収容された加工材２５は、リム９１のうちフランジ９１ｂを除く部分に衝突をして、表面層加工処理を行うものである。
【００８１】
有穴壁部材が有する溝穴は、有穴壁部材６１の溝穴６５を代表的な形状として、図１Ｂに示されるように、溝穴６５が、底板部材６２（水平面）に対して傾斜し、更には、溝穴６５を形成する面が円弧面を有することが好ましい。溝穴６５では、図１Ｂに示される断面において、加工材２５が溜まる底部分が円弧面になっている。図７Ａ〜図７Ｅに、有穴壁部材が有する溝穴の、他の好ましい態様を示す。図７Ａ〜図７Ｅは、図１Ｂにおける有穴壁部材６１及び溝穴６５に対応した断面を表した図である。
【００８２】
取付部材７１は、突起軸部７２、押さえ板部７３、及び締付部７４で構成される。突起軸部７２は、円周状の有穴壁部材６１の中心に位置して、底板部材６２に配設される。車両用ホイール２２は、自らのハブ穴９５を突起軸部７２に通すことで、有穴壁部材６１に対して位置決めされる。押さえ板部７３は、円形板で構成され、その円形の中心をボルトからなる締付部７４が貫通している。突起軸部７２の先端にはねじ穴が形成され、突起軸部７２は、締付部７４を受けるナットとして機能する。突起軸部７２に車両用ホイール２２のハブ穴９５を通し、押さえ板部７３で車両用ホイール２２のハブ９７を押さえ、更に、締付部７４によって締め付けることによって、車両用ホイール２２は、表面層加工用治具１に固定される。
【００８３】
台座部材８１は、底板部材６２の上に配設された円形の台であり、円周状に配設された有穴壁部材６１の（円周の）中心に位置して、取付部材７１の突起軸部７２の外側に設けられる。この台座部材８１は、車両用ホイール２２の荷重を、そのハブ９７部分で受ける役割を担う。
【００８４】
縁壁部材８２は、底板部材６２の上に配設されたドーナツ形状の台であり、円周状に配設された有穴壁部材６１の（円周の）更に外側に位置して設けられる。縁壁部材８２は、車両用ホイール２２のリム９１のフランジ９１ｂで荷重を受ける役割を担う。又、縁壁部材８２は、一定の幅を持ち、その内周側が傾斜していて（図１Ｂを参照）、車両用ホイール２２のリム９１のフランジ９１ｂが嵌り易くなっている（図２を参照）。従って、縁壁部材８２は、取付部材７１の突起軸部７２とともに、有穴壁部材６１に対して車両用ホイール２２を位置決めする役割も担う。
【００８５】
又、縁壁部材８２は、有穴壁部材６１との間に、（副凹部に相当する）側溝６６を形成する。図２に示されるように、車両用ホイール２２を表面層加工用治具１に取り付けると、車両用ホイール２２のリム９１によって、側溝６６は塞がれ、閉じられて、閉空間２８となる。加工材２５は、この閉空間２８となる側溝６６の中にも、収容されている。ここに収容された加工材２５は、リム９１のうちフランジ９１ｂに衝突をして、表面層加工処理を行うものである。
【００８６】
上記態様で、車両用ホイール２２を組み込んだ表面層加工用治具１を上下方向に揺動させると、加工材２５は、車両用ホイール２２のリム９１によって塞がれた有穴壁部材６１の溝穴６５（閉空間２６）の中で回転運動し、車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに衝突する。そして、加工材２５が車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに衝突することによって、車両用ホイール２２の表面９１ａに存在し得る微小鋳造欠陥が修復され、且つ、車両用ホイール２２の表層１４に存在する微小鋳造欠陥が潰され、封孔処理が行われる（即ち、表面層加工処理がなされる）。
【００８７】
一般に、鋳造法によって成形された鋳造品である車両用ホイール２２のリム９１の（例えば）表面９１ａは、鋳造後は鋳肌面であり、そこにおいては、図４Ａに示されるように、微小鋳造欠陥である孔部１２や突起１３が生じてしまうことが多く、更に、表層１４を含む表面９１ａの近傍には、表面９１ａに現れることにより孔部１２となり得る気孔１１が存在していることが多い。このように微小鋳造欠陥が存在している車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに対して、図４Ｂに示されるように、切削工具を使用して粗加工を施すと、表面９１ａは切削面となる。しかし、そこには、もとは気孔１１であった孔部１２が現われる。そこで、このような微小鋳造欠陥が新たに現われた車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに対して、加工材２５を車両用ホイール２２の表面９１ａに衝突をさせる。そうすると、図４Ｃに示されるように、表面９１ａに存在していた孔部１２は修復され、併せて、表面９１ａから３ｍｍ程度の深さまでの表層１４（表面９１ａを除く）に存在していた気孔１１は潰される。この表層１４に存在していた気孔１１が潰されることによって、新たな孔部１２の発生原因が取り除かれる。そして、図４Ｄに示されるように、切削工具を使用して仕上加工を施すと、表面９１ａは、微小鋳造欠陥が存在しない切削面となる。
【００８８】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具において、使用する加工材２５は、比重が２〜１０で径がφ５ｍｍ以上の球状体又は多面体が少なくとも含まれるものである。径がφ５ｍｍ未満の場合には、表面９１ａに存在する微小鋳造欠陥を修復する作用が小さくなる。又、表面９１ａの近傍に存在する微小鋳造欠陥を封孔する作用が小さくなり、気孔１１が潰れる表層１４の範囲が狭くなる。加工材２５に含まれる球状体又は多面体の径の範囲は、好ましくはφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下であり、更には、加工材２５は、径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体が、加工材全体の７０体積％以上を占めるものであることが好ましい。
【００８９】
そして、加工材２５には、カットワイヤ、金属粒、研削剤ないし研磨剤、乾燥砂、等を混合し、加工材２５を２以上の混合物として用いることも出来る。又、加工材２５に含まれる球状体又は多面体を、径（大きさ）の異なるものとすることも好ましい。大きさの異なるものを加工材２５に混在させることにより、加工材２５が、より均一に漏れなく車両用ホイール２２の表面９１ａに対し衝突及び擦り動きを繰り返すとともに、加圧されて車両用ホイール２２の表面９１ａの気孔を修復させ得るものと考えられるからである。
【００９０】
加工材２５としては、例えば金属球又はセラミック球を含むものが好ましく採用される。金属球又はセラミック球を単独で用いてもよく混合して用いてもよい。金属球として鋼球、ステンレス球が例示され、セラミック球としてジルコニア球、アルミナ球が例示される。比重、硬度、コストの観点より、より好ましい金属球は鋼球であり、より好ましいセラミック球はジルコニア球である。
【００９１】
加工材として混合可能なカットワイヤを例示すると、φ０．６〜１．２ｍｍ×長さ０．６〜１．２ｍｍのステンレス製カットワイヤを挙げることが出来る。又、加工材２５の全体に対し、径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の例えば鋼球が７０体積％以上を占める場合に、それに混合可能な金属球又はセラミック球として、φ１ｍｍ以上φ５ｍｍ未満、及びφ２０ｍｍ超φ３０ｍｍ以下の、鋼球、ステンレス球、及びジルコニア球を挙げることが出来る。
【００９２】
加工材２５の投入量は、閉空間２６の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下であることが好ましい。加工材２５が閉空間２６の中で自由に動き、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数が確保されることを担保するためである。５体積％未満では、加工材２５は閉空間２６の中で自由に動くもの、車両用ホイール２２の表面９１ａの面積に対し加工材２５が少なすぎる結果、加工材２５の回転運動による、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数及び加圧力が確保されずに、車両用ホイール２２の封孔処理が良好になされないおそれがあり、好ましくない。３０体積％より多いと、加工材２５が閉空間２６の中で自由に動く範囲が限定され、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数及び加圧力が確保されずに、同じく車両用ホイール２２の封孔処理が良好になされないおそれがあり、好ましくない。
【００９３】
加工材２５の投入量は、閉空間２６の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下であることが好ましい。加工材２５が閉空間２６の中で自由に動き、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数が確保されることを担保するためである。５体積％未満では、加工材２５は閉空間２６の中で自由に動くもの、車両用ホイール２２の表面９１ａの面積に対し加工材２５が少なすぎる結果、回転運動によって、加工材２５が車両用ホイール２２の表面９１ａに均一に衝突せず、又、表面９１ａへの衝突回数及び加圧力が確保されずに、車両用ホイール２２の封孔処理が良好になされないおそれがあり、好ましくない。３０体積％より多いと、加工材２５が閉空間２６の中で自由に動く範囲が限定され、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数及び加圧力が確保されずに、同じく車両用ホイール２２の封孔処理が良好になされないおそれがあり、好ましくない。
【００９４】
加工材２５は、元々、閉空間２６を構成する溝穴６５に収容されており、上下方向に揺動をする際には、閉空間２６の中を移動して車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに衝突するが、揺動を終えると、重力で自然と元の位置、即ち溝穴６５に収容された状態に戻る。
【００９５】
次に、図８Ａ、図８Ｂ、及び図１２Ａは、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、図８Ａは平面図であり、図８Ｂは図８ＡにおけるＥＥ断面を表した断面図であり、図１２Ａは斜視図である。図９及び図１２Ｂは、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に、四輪自動車用の車両用ホイールを組み込んだ状態を表す図であり、図９は、右半分が断面図であり左半分が一部を透視した側面図であり、図１２Ｂは、斜視図である。図１０は、ワークエリアをリムで閉じて閉空間を形成した部分を拡大した断面図であり、加工材がワークエリアで運動する様子を矢印で表した図である。図１３Ａは、鋳造後の車両用ホイールのリムの表面及び表層の一部を表した断面図であり、そこには微小鋳造欠陥が存在し、欠陥である気孔が連通して、圧漏れの原因となる空気の流路が形成された様子が示されている。図１３Ｂは、鋳造後の車両用ホイールに対し機械加工を施した後の、リムの表面及び表層の一部を表した断面図であり、表面は真に平らな面になっているが空気の流路も明確に現れてしまい、図１３Ａの状態より圧漏れし易くなっている様子が示されている。図１３Ｃは、車両用ホイールのリムに、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を用いて表面層加工処理を行っている様子を表した部分断面図であり、表面層加工処理の作用を説明するための図である。
【００９６】
図９及び図１２Ｂにおいて車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に組み込まれている車両用ホイール１２２は、リム１９１（インナーリム１９２及びアウターリム１９３）とディスク１９４とを有する、（例えば）ＡＣ４ＣＨアルミニウム合金製の鋳造品である。
【００９７】
図８Ａ、図８Ｂ、及び図１２Ａに示される車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１は、本体部材１６１と加工材２５の他に、底板部材１６２、取付部材１７１を備えている。底板部材１６２は、車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１を後述する車両用ホイールの表面層加工装置に設置するための接続部を備え、車両用ホイール１２２の全体形状（リム１９１のフランジの形状）より少し大きい円形から接続部を飛び出させてなる形状を有する平板である。底板部材１６２は、治具の基板、基礎となるものであり、その底板部材１６２の上には、概ね円筒形状の本体部材１６１が配設され、その本体部材１６１の中心に取付部材１７１が配設される。
【００９８】
取付部材１７１は、車両用ホイール１２２を車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に組み込む際に、車両用ホイール１２２を本体部材１６１に対して位置決めして固定するための部材である。取付部材１７１は、車両用ホイール１２２のハブ穴を通す突起軸部１７２と、車両用ホイール１２２をハブ部分で押さえる押さえ板部１７３と、車両用ホイール１２２を車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に固定するために締め付けをする締付部１７４と、で構成される。
【００９９】
取付部材１７１を構成する突起軸部１７２は、車両用ホイール１２２のハブ穴に通じる部分であるから、概ね円筒形状の本体部材１６１の中心軸の位置であって底板部材１６２の上に１つ配設される。突起軸部１７２の径は、車両用ホイール１２２のハブ穴に合わせて決定される。車両用ホイール１２２を車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に組み込む際、車両用ホイール１２２は、そのハブ穴を突起軸部１７２に通すことによって、リム１９１が、本体部材１６１のワークエリア１６５（主凹部）を塞ぐように、位置決めされる。
【０１００】
位置決めされた車両用ホイール１２２は、ハブの形状に合わせた、例えば円形板で構成された押さえ板部１７３によって押さえつけられ、更に、例えばボルトからなる締付部１７４によって、（車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に）固定される。締付部１７４がボルトの場合には、突起軸部１７２をナットとして機能させるため、突起軸部１７２にねじ穴が形成される。
【０１０１】
ワークエリア１６５は、図８Ｂ、図９、図１０に示されるように、本体部材１６１の周面から中心軸に向けて窪んだ（凹んだ）円弧面（曲面）で、連続して形成されている。そして、図９に示されるように、車両用ホイール１２２を車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に取り付けると、車両用ホイール１２２のリム１９１によって、本体部材１６１のワークエリア１６５は塞がれ、ワークエリア１６５は閉じられて、閉空間１２６となる。一方、加工材１２５は、この閉空間１２６となる本体部材１６１のワークエリア１６５（主凹部）とは別に、本体部材１６１の中心軸方向に沿って深くなるように、本体部材１６１と一体化した縁壁である縁壁部１８２によって形成された、ポケット１６６（副凹部）の中に収容されている。
【０１０２】
ポケット１６６に収容された加工材２５は、上下方向の揺動（図１０の矢印Ｓ１を参照）によって、ポケット１６６からワークエリア１６５へ飛び出し、ワークエリア１６５においてリム１９１に衝突をして、リム１９１に表面層加工処理を施す。具体的には、車両用ホイール１２２を組み込んだ車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１を上下方向に揺動させると、加工材２５は、車両用ホイール１２２のリム１９１によって塞がれた本体部材１６１のワークエリア１６５（閉空間１２６）の中で、塊として回転運動をするようになり、車両用ホイール１２２のリム１９１の表面１９１ａに、均一に衝突する（図１０を参照）。
【０１０３】
加工材２５が車両用ホイール１２２のリム１９１の全ての表面１９１ａに衝突することによって、車両用ホイール１２２の表面１９１ａに存在し得る微小鋳造欠陥が修復され、表層１１４に存在し得る気孔１１が潰される（即ち、表面層加工処理がなされる）。一般に、鋳造法によって成形された鋳造品である車両用ホイール１２２のリム１９１の（例えば）表面１９１ａには、図１３Ａに示されるように、微小鋳造欠陥である孔部１２、突起部１３が生じてしまうことが多く、又、表層１１４を含む表面１９１ａの近傍には、表面１９１ａに現れることにより孔部１２となり得る気孔１１が存在していることがある。更には、気孔が連通してリム１９１を貫通する連通孔１５が生じてしまう場合がある。これに対し、車両用ホイール１２２に機械加工（例えば切削加工）を施すことで、表面１９１ａを平らな面にすると、図１３Ｂに示されるように、表面１９１ａに存在していた孔部１２及び突起部１３は取り除かれるが、表層部１１４に存在していた気孔１１は、そのまま存在し、連通孔１５は、機械加工を施す前よりも明確に現れ、より圧漏れが起き易くなる。このような車両用ホイール１２２のリム１９１の表面１９１ａに対して加工材２５を衝突させると、図１３Ｃに示されるように、ショットピーニング処理とは異なり、表面１９１ａに存在していた孔部１２及び突起部１３は滑らかに修復され、表面１９１ａから３ｍｍ程度の深さまでの表層１１４（表面１９１ａを除く）に存在していた気孔１１は潰される。この表層１１４に存在していた気孔１１が潰されることによって、新たな孔部１２及び突起部１３の発生原因が取り除かれる。又、連通孔１５は表層１１４において閉じられ、リム１９１を貫通しなくなり、タイヤからの圧漏れが生じなくなる。
【０１０４】
加工材２５は、元々、閉空間１２６を構成するワークエリア１６５の下側に位置するポケット１６６に収容されており、上下方向に揺動をする際には、閉空間１２６の中へ飛び出し、閉空間１２６で回転運動をして車両用ホイール１２２のリム１９１の表面１９１ａに衝突するが、揺動を終えると、重力で自然と元の位置、即ちポケット１６６に収容された状態に戻る。尚、加工材２５として使用可能なものは、既述の一の実施形態の場合と同様である。
【０１０５】
次に、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置について説明する。本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、上記した表面層加工用治具と、それを上下方向に揺動をさせる揺動手段と、を具備するものである。図３Ａは、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置の一の実施形態を示す上面図である。図３Ｂは、図３ＡにおけるＡ矢視図（正面図）であり、この図３Ｂにのみ、被揺動体２３が描かれている。被揺動体２３は、底板部材６２、有穴壁部材６１、取付部材７１、加工材２５、台座部材８１、縁壁部材８２を備えた表面層加工用治具１（図１Ｂを参照）に、表面層加工処理の対象である車両用ホイール２２を組み込んだものである（図２を参照）。図３Ｂでは、揺動板４２の上に表面層加工用治具１が固定されており、その表面層加工用治具１に車両用ホイール２２が組み込まれた様子が表されている。図３Ｃは、図３ＡのＢ矢視図（右側面図）であり、振動抑制用錘２４を除いて、揺動機構（後述する）を視た図である。このような表面層加工装置２によって、表面層加工用治具１に組み込まれた車両用ホイール２２（被揺動体２３）を、上下方向に揺動させることが可能である。
【０１０６】
図３Ａ〜図３Ｃに示される表面層加工装置２では、揺動にかかる動力は、原動機３６により与えられる。原動機３６で生じた回転運動が、伝導部材であるベルト３５により回転軸４０に伝わり、これを回転させ、その回転軸４０の回転運動は、それに備わるクランク３８によって往復運動に変換される。そして、クランク３８とコンロッド４１を介し接続される揺動板４２が、直線運動案内器として設けられた４つのリニア軸受４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄに沿って、上下方向に、直線状の往復運動を行い、この揺動板４２の往復運動によって、揺動板４２の上に固定された被揺動体２３は、上下方向に揺動をする。回転軸４０に備わるもう１つのクランク３９には、カウンターウエイト３２が取り付けられており、揺動板４２の往復運動及び被揺動体２３の揺動にともなって発生する悪振動を打ち消し抑制する。
【０１０７】
表面層加工装置２では、揺動手段は、原動機３６、回転軸４０（クランク３８，３９）、コンロッド４１、揺動板４２、リニア軸受４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ（直線運動案内器）、及びカウンターウエイト３２を有する揺動機構を具備し、その揺動機構は、台板３３を介して基台５３の上に載置されている。即ち、揺動機構は、台板３３の上にまとめて載置され、更に、その台板３３が、基台５３の上に載置されている。そして、基台５３の下には、防振のために４つの空気ばね３１が備わり、基台５３の上には、空気ばね３１の真上に２つの振動抑制用錘２４が備わっている。表面層加工装置２では、１つの振動抑制用錘２４は、２つの空気ばね３１と対応して設けられている。
【０１０８】
表面層加工装置２では、空気ばね３１とその真上に備わる振動抑制用錘２４により、揺動に伴う固有振動数を低く出来るとともに、揺動機構の偏荷重を修正して荷重を平均化することが可能である。従って、車両用ホイール２２を含む被揺動体２３や、装置自体への、悪振動の影響を抑制することが出来る。
【０１０９】
台板３３には２つの軸受４５が取り付けられ、回転軸４０は、この２つの軸受４５により、台板３３と平行に、回転自在に取り付けられる。そして、回転軸４０は、ベルト３５を介して原動機３６（の回転軸）と接続される。具体的には、原動機３６（の回転軸）に設けられたプーリー３７と、回転軸４０に設けられたプーリー３４と、をベルト３５で接続して、原動機３６で生じた回転運動を、回転軸４０へ伝達する。インバータによる原動機３６の回転制御と併せて、これらプーリー３４，３７の径等を変更することによって、回転軸４０の回転数を制御することが出来る。そして、この回転数の制御によって、揺動板４２の往復運動（即ち被揺動体２３の揺動）にかかる揺動数（振動数）を制御することが可能である。
【０１１０】
表面層加工用治具１が固定される揺動板４２は、使い勝手がよく応用性に優れた平板として構成されており、４つのリニア軸受４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄに、移動自在に取り付けられている。リニア軸受は直線運動案内器の１つであり、往復運動を行う揺動板の案内に、例えば玉やころを用いた軸受である。
【０１１１】
回転軸４０には、２つのクランク３８，３９が１８０°反対方向を向いて備わっている。そして、クランク３８はコンロッド４１を介して揺動板４２と接続され、一方、クランク３９にはカウンターウエイト３２が取り付けられている。このようなクランク３８，３９の態様により、原動機３６の与えた回転運動は、クランク３８に接続された揺動板４２の、上下方向の往復運動に変換され、揺動板４２に固定された、車両用ホイール２２を組み込んだ表面層加工用治具１（被揺動体２３）が、悪振動を抑えつつ、上下方向に揺動をする。そうすると、その揺動によって、加工材２５が、車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａに、一度に衝突をし、その表面９１ａの欠陥を修復する（封孔処理を施す）。
【０１１２】
車両用ホイールの表面層加工装置２では、クランク３８，３９のうちコンロッド４１を介して揺動板４２と接続されない方のクランク３９にカウンターウエイト３２が取り付けられており、それがバランサの役目を果たし、悪振動が打ち消されるので、作業環境が改善され、工場周囲の環境への影響は低減される。又、被揺動体２３である表面層加工用治具１に組み込まれた車両用ホイール２２への負担が軽減されるので、車両用ホイール２２への表面層加工処理の効果が確実に期待出来る。更に、装置自体への負担が軽減されるから、装置のメンテナンス頻度が少なくなる。
【０１１３】
図１１は、図３Ｂに相当する車両用ホイールの表面層加工装置の矢視図（正面図）であり、図３Ｂにおける被揺動体２３の代わりに、被揺動体１２３が描かれた図である。被揺動体１２３は、底板部材１６２、本体部材１６１、取付部材１７１、加工材２５を備えた車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に、表面層加工処理の対象である車両用ホイール１２２を組み込んだものである（図９を参照）。図１１では、揺動板４２の上に車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１が固定されており、その車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に車両用ホイール１２２が組み込まれた様子が表されている。既述の車両用ホイールの表面層加工装置２の場合と同様に、このような車両用ホイールの表面層加工装置１０２によって、車両用ホイール向け表面層加工用治具１０１に組み込まれた車両用ホイール１２２（被揺動体１２３）を、上下方向に揺動させ、車両用ホイール１２２のリム１９１の表面１９１ａに、表面層加工処理を行うことが可能である（図１３Ａ〜図１３Ｃを参照）。
【０１１４】
次に、揺動条件について、車両用ホイールの表面層加工装置２の場合を例にとって、説明する。本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を具備する本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置を使用して、車両用ホイールに、表面層加工処理を施す際の、好ましい揺動条件は、以下の通りである。
【０１１５】
上下方向の揺動における振動数は、概ね３Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下であることが好ましい。より好ましい振動数は５Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下であり、特に好ましい振動数は８Ｈｚ以上１５Ｈｚである。加工材２５と車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａとの単位時間あたりの衝突回数を確保するためである。振動数が３Ｈｚ未満では、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数が確保されず、車両用ホイール２２の表面９１ａの微小鋳造欠陥を修復出来ず、又、表面９１ａの近傍（表層１４）の微小鋳造欠陥を潰せず、好ましくない。又、加工材２５の数にもよるが、振動数が３０Ｈｚより多くても、微小鋳造欠陥を修復し又は潰す効果は小さく、振動数を上げるために費やすエネルギー対効果は低下するため、好ましくない。尚、本明細書において、振動数とは時間あたり繰り返される揺動の回数を指し、単位はヘルツ（Ｈｚ）である。
【０１１６】
又、上下方向に揺動をさせる場合の揺れ幅は、概ね１０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましい揺れ幅は２０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であり、特に好ましい揺れ幅は３０ｍｍ以上８０ｍｍ以下である。閉空間２６の中での加工材２５の移動範囲を適切に設定することを通して、加工材２５と車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａとの単位時間あたりの衝突回数を確保するためである。揺れ幅が１０ｍｍ未満では、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの衝突回数が確保されず、車両用ホイール２２の微小鋳造欠陥を修復出来ず又は潰せず、好ましくない。又、揺れ幅が１２０ｍｍより大きくても、加工材２５が、溝穴６５を形成した有穴壁部材６１（主凹部を形成した本体部材）の実体部分（溝穴６５（主凹部）を形成する壁面）に接している時間が長くなるだけで、加工材２５と車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａとの衝突回数は増加せず、微小鋳造欠陥を修復し又は潰す効果は大きくはない。尚、閉空間２６は、その鉛直方向の長さ（閉空間高さ）が３０〜２００ｍｍとなるように形成することが望ましい。
【０１１７】
更には、上下方向に揺動をさせる場合の延べ揺動時間は、概ね１０秒以上３分以下であることが好ましい。より好ましい揺動時間は２０秒以上２分以下である。加工材２５と車両用ホイール２２のリム９１の表面９１ａとの延べ衝突回数を確保するためである。延べ揺動時間が１０秒未満では、加工材２５と車両用ホイール２２の表面９１ａとの延べ衝突回数が確保されず、車両用ホイール２２の微小鋳造欠陥を修復出来ず又は潰せず、好ましくない。又、延べ揺動時間が３分より多くても、微小鋳造欠陥を修復し又は潰す効果は小さく、時間対効果は向上しないため、好ましくない。
【０１１８】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置における揺動条件の好ましい範囲は、既述のように、（上下方向の）揺動にかかる振動数が３Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下であり、揺動にかかる揺動時間が１０秒以上３分以下である。これらの範囲は、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置が、車両用ホイールのリムの表面に対して、一度で（配置を変えることなく）処理可能なように、揺動を上下方向に行っていることに基づくものである。即ち、水平方向の揺動と、上下方向の揺動と、では最適な揺動条件が異なるのであり、本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、上下方向の揺動による最適な揺動条件を見出し、これを提案している。
【０１１９】
尚、上記した表面層加工用治具１，１０１及び表面層加工装置２，１０２を実施形態とする、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具及びそれを具備する車両用ホイールの表面層加工装置は、鋼板を加工し市販の各部材と組み合わせて作製することが出来る。作製にあたっては、揺動条件及び処理対象である車両用ホイールの仕様に合わせて、各構成要素のサイズや材料や機械的強度（例えば回転軸の径や材料等）が適正になるように決定することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具は、軽合金製鋳造品である車両用ホイールのリムの表面層に生じた微小鋳造欠陥を効率よく修復し、タイヤ装着時の圧漏れを防止するための一手段として利用することが出来る。本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具によって、微小鋳造欠陥の修復（表面層加工処理）を、量産工程の中の一工程として行うことが、初めて可能になる。
【０１２１】
本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置は、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具を有しており、それに組み込んだ車両用ホイールを上下方向に揺動をさせ、表面層加工処理を施す手段として、好適に利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡにおけるＤＤ断面を表した断面図である。
【図２】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に自動二輪車用の車両用ホイールを組み込んだ状態を表した断面図である。
【図３Ａ】本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置の一の実施形態を示す上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示される表面層加工装置のＡ矢視図（正面図）である（被揺動体が描かれている）。
【図３Ｃ】図３Ａに示される表面層加工装置のＢ矢視図（右側面図）である（振動抑制用錘は除かれている）。
【図４Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、鋳造後の、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図４Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに粗加工を施しているときの、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図４Ｃ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに表面層加工処理を行っているときの、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図４Ｄ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに仕上加工を施しているときの、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図５Ａ】車両用ホイールの一例を示す平面図である。
【図５Ｂ】図５ＡにおけるＣＣ断面を示す断面図である。
【図６Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す斜視図である。
【図６Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の一の実施形態を示す図であり、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込んだ状態を表した（車両用ホイールは半透明で示した）斜視図である。
【図７Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図７Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図７Ｃ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図７Ｄ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図７Ｅ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、有穴壁部材（本体部材）が有する溝穴（主凹部）の好ましい態様を示す断面図である。
【図８Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す平面図である。
【図８Ｂ】図８ＡにおけるＥＥ断面を表した断面図である。
【図９】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、車両用ホイール向け表面層加工用治具に四輪自動車用の車両用ホイールを組み込んだ状態を表す図であり、右半分が断面図であり、左半分が一部を透視した側面図である。
【図１０】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る車両用ホイールの表面層加工装置の他の実施形態を示す（正面図）である（被揺動体が描かれている）。
【図１２Ａ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す斜視図である。
【図１２Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具に車両用ホイールを組み込んだ状態を表した（車両用ホイールは半透明で示した）斜視図である。
【図１３Ａ】鋳造後の車両用ホイールのリムの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図１３Ｂ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに機械加工（切削加工）を施した後の、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【図１３Ｃ】本発明に係る車両用ホイール向け表面層加工用治具の他の実施形態を示す図であり、車両用ホイールのリムに表面層加工処理を行っているときの、車両用ホイールの表面及び表層の一部を表した断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１ 表面層加工用治具、２ 表面層加工装置、１１ 気孔、１２ 孔部、１３ 突起、１４ 表層、２２ 車両用ホイール、２３ 被揺動体、２４ 振動抑制用錘、２５ 加工材、２６，２８ 閉空間、３１ 空気ばね、３２ カウンターウエイト、３３ 台板、３４，３７ プーリー、３５ ベルト、３６ 原動機、３８，３９ クランク、４０ 回転軸、４１ コンロッド、４２ 揺動板、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ リニア軸受、４５ 軸受、５３ 基台、６１ 有穴壁部材（本体部材）、６２ 底板部材、６５ 溝穴（主凹部）、６６ 側溝（副凹部）、６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ 接続部、７１ 取付部材、７２ 突起軸部、７３ 押さえ板部、７４ 締付部、８１ 台座部材、８２ 縁壁部材、９１ リム、９１ａ （車両用ホイールのリムの）表面、９１ｂ （車両用ホイールのリムの）フランジ、９４ スポーク、９５ ハブ穴、９７ ハブ、１０１ 車両用ホイール向け表面層加工用治具、１０２ 車両用ホイールの表面層加工装置、１１４ 表層、１２２ 車両用ホイール、１２３ 被揺動体、１２６ 閉空間、１６１ 本体部材、１６２ 底板部材、１６５ ワークエリア（主凹部）、１６６ ポケット（副凹部）、１７１ 取付部材、１７２ 突起軸部、１７３ 押さえ板部、１７４ 締付部、１８２ 縁壁部、１９１ リム、１９１ａ （車両用ホイールのリムの）表面、１９２ インナーリム、１９３ アウターリム、１９４ ディスク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用ホイールにおけるリムの表面層を加工するために用いられる治具であって、
円柱形又は円筒形を呈する本体部材と、加工材と、を具備し、
円柱形又は円筒形を呈する前記本体部材が、その周面に、当該周面から中心軸に向けて窪んだ主凹部を有し、
前記加工材は、比重が２〜１０で径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体を含んで構成される車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項２】
前記円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面側に、前記本体部材の中心軸方向に深くなるように形成された副凹部を有し、
前記加工材が、前記主凹部及び前記副凹部の少なくとも何れかに収容される請求項１に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項３】
前記本体部材の前記主凹部を形成する面が、円弧面を有する請求項１又は２に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項４】
前記主凹部が、前記周面に連続して形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項５】
前記加工材の量が、前記主凹部の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下である請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項６】
前記加工材は、径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体が、加工材全体の７０体積％以上を占める請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項７】
前記車両用ホイールが、リムとディスクとを有する四輪自動車用の、軽合金製鋳造品である請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項８】
前記本体部材が有する前記主凹部が溝穴状であり、その主凹部が、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の中心軸に対して傾斜して形成されている請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項９】
前記車両用ホイールが、リムとスポークとを有する自動二輪車用の、軽合金製鋳造品である請求項８に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具と、その車両用ホイール向け表面層加工用治具を上下方向に揺動をさせる揺動手段と、を具備する車両用ホイールの表面層加工装置。
【請求項１１】
前記揺動手段が、原動機と、その原動機に接続された回転軸と、その回転軸に設けられたクランクと、そのクランクとコンロッドを介して接続される揺動板と、その揺動板に取り付けられその揺動板を上下に往復運動させる２以上の直線運動案内器と、を有する揺動機構を具備し、
前記原動機の与えた回転運動が、前記回転軸に備わる前記クランクによって上下運動に変換され、前記クランクと接続された揺動板が、前記直線運動案内器に沿って上下に往復運動をすることにより、前記揺動板に固定される前記車両用ホイール向け表面層加工用治具を上下方向に揺動をさせる請求項１０に記載の車両用ホイールの表面層加工装置。
【請求項１】
車両用ホイールにおけるリムの表面層を加工するために用いられる治具であって、
円柱形又は円筒形を呈する本体部材と、加工材と、を具備し、
円柱形又は円筒形を呈する前記本体部材が、その周面に、当該周面から中心軸に向けて窪んだ主凹部を有し、
前記加工材は、比重が２〜１０で径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体を含んで構成される車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項２】
前記円柱形又は円筒形を呈する本体部材の周面側に、前記本体部材の中心軸方向に深くなるように形成された副凹部を有し、
前記加工材が、前記主凹部及び前記副凹部の少なくとも何れかに収容される請求項１に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項３】
前記本体部材の前記主凹部を形成する面が、円弧面を有する請求項１又は２に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項４】
前記主凹部が、前記周面に連続して形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項５】
前記加工材の量が、前記主凹部の容積に対し、体積比で概ね５％以上３０％以下である請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項６】
前記加工材は、径がφ５ｍｍ以上φ２０ｍｍ以下の球状体又は多面体が、加工材全体の７０体積％以上を占める請求項１〜５の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項７】
前記車両用ホイールが、リムとディスクとを有する四輪自動車用の、軽合金製鋳造品である請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項８】
前記本体部材が有する前記主凹部が溝穴状であり、その主凹部が、円柱形又は円筒形を呈する本体部材の中心軸に対して傾斜して形成されている請求項１〜６の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項９】
前記車両用ホイールが、リムとスポークとを有する自動二輪車用の、軽合金製鋳造品である請求項８に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一項に記載の車両用ホイール向け表面層加工用治具と、その車両用ホイール向け表面層加工用治具を上下方向に揺動をさせる揺動手段と、を具備する車両用ホイールの表面層加工装置。
【請求項１１】
前記揺動手段が、原動機と、その原動機に接続された回転軸と、その回転軸に設けられたクランクと、そのクランクとコンロッドを介して接続される揺動板と、その揺動板に取り付けられその揺動板を上下に往復運動させる２以上の直線運動案内器と、を有する揺動機構を具備し、
前記原動機の与えた回転運動が、前記回転軸に備わる前記クランクによって上下運動に変換され、前記クランクと接続された揺動板が、前記直線運動案内器に沿って上下に往復運動をすることにより、前記揺動板に固定される前記車両用ホイール向け表面層加工用治具を上下方向に揺動をさせる請求項１０に記載の車両用ホイールの表面層加工装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図７Ｅ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【公開番号】特開２００８−２１３０３１（Ｐ２００８−２１３０３１Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９３７９５（Ｐ２００７−９３７９５）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００１１６８７３）旭テック株式会社 (144)
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００１１６８７３）旭テック株式会社 (144)
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