JPS5967105A - デイスクホイ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は少なくともディスク部をマグネシウム合金あ
るいはアルミニウム合金等の軽合金材料で構成したディ
スクホイールに関するものである。

一般にディスクホイールは第１図に示すようにタイヤ１
が嵌め込まれるリム部２と、その内側のディスク部４と
を溶接等により接合するかまたは両者を一体に成形した
構成とされている。そしてディスク部４は、複数のハブ
ボルト５およびナツト６によって車体のハブ７に取付け
られるハブ取付部８と、その外側に略放射状に延出する
スポーク部９とに区分されている。

ところで最近では車体重量軽減等を目的として、ディス
クホイールにマグネシウム合金の軽合金材料を使用する
ことが多くなっている。一方、車体側のハブとしては通
常は鉄が使用されているから、ディスク部をマグネシウ
ム合金等の軽合金材料で構成したディスクホイールを車
体に取付けて使用する際には、ハブ取付部の軽合金材料
とハブの鉄が直接接触することになる。しかるに鉄と軽
合金材料、特に鉄とマグネシウム合金との接触部分にお
いては、両金属の電位差による腐食、すなわち局部電池
生成作用による所謂電食が進行し易く、そのため上述の
構成にあっては、ハブ取付部とハブとの接触部分の腐食
が急速に進行し、外観を損うばかりでなく、強度的にも
問題が生じる。

このような問題を解決するためには、ディスクホイール
のハブ取付部の表面に絶縁材を塗装またはコーティング
することが考えられるが、ハブとハブ取付部とは強い圧
接ツノで接触し、しかも走行時には大きな応力が加わり
、また通常は絶縁材と軽合金材料どは熱膨張率が極端に
異なるから、実際には絶縁材を単に塗装もしくはコーテ
ィングしただけでは繰返し応力や熱サイクルにより極め
て容易に剥離してしまい、したがって前述のような電食
を有効に防１トすることは困難であった。

この発明は以Ｆの事情に鑑みてなされたもので、マグネ
シウム合金等の軽合金材料からなるディスク部を備えた
ディスクホイールにおいで、そのディスク部におけるハ
ブ取付部とハブとの接触部分の電食を有効に防ＩＦする
ことを目的とするものである。

すなわちこの発明のディスクホイールは、マグネシウム
合金等の軽合金材料からなるディスク部のハブ取付部に
おける少なくともハブ接触側の表面に繊維を埋め込んＣ
その部分を軽合金、／　＃Ｉ　Ｉｔ複合材で構成するこ
とどし、かつそのハブ取付部におけるハブ接触側の表面
にセラミック溶射層を形成したことを特徴とするもので
あり、このようなセラミック溶射層によってハブ取付部
とハブとの間を電気的に絶縁し、しかもそのセラミック
溶射層の下地を軽合金／繊維複合材とすることによりて
セラミック溶射層の剥離を有効に防止したものである。

以下この発明のディスクホイールをさらに詳細に説明す
る。

第２図はこの発明のディスクホイールの要部の一例を示
すものであり、マグネシウム合金等の軽合金材料からな
るディスク部４のハブ取付部８には、ハブと接触する側
の表面層に繊維１０が埋め込まれてその表面層が軽合金
／ＩＩ雑複合材層１１となっており、かつその軽合金Ｚ
ｌＩ＆帷複合材層１１の表面にセラミック溶射層１２が
形成されている。

前記ｍ維１０としては、軽合金／Ｉｌ雑複合材層１１の
熱膨張係数を軽合金材料単独の場合よりも小さくしてセ
ラミック溶射層の熱膨張係数の近付けるため、軽合金材
れよりも熱膨張係数が小さいものを使用することが望ま
しいが、セラミック系のＩ維は通常はいずれもその熱膨
張係数が軽合金材料よりも小さく、したがって熱膨張係
数の観点からはセラミック系１１１ｔのいずれを使用し
ても良い。また繊維の選択にあたっては、ハブ取付部８
の強度向上、ひいてはハブ取付部８の薄肉化にも置部す
るように、軽合金材料と複合され’Ｃ′？Ａ度をより効
果的に向上させ得るものを選択することが望ましい。

具体的には、短繊維もしくはホイスカ、あるいは長繊維
のいずれもが使用可能であり、これらのうちでも短ＩＩ
Ｎもしくはホイスカとしては、アルミナ（八９２０３　
）短Ｉｌｉ帷、アルミナ−シリカ（＾ｌ！２０３−３ｉ
Ｏ２）知ｌｌ１Ｉ１１、炭化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）ボイ
ス力、チタン酸カリ（Ｋ２　Ｔｌｏ　０１３　）ボイス
力等を使用することが望ましく、また長繊維としてはア
ルミナ長繊維、ＳｉＣ長ｍ維等を使用することが望まし
い。

なお繊維は前述のようにハブと接触する側の表面層のみ
ならず、ハブ取付部８の全厚みにわたって埋め込んで、
ハブ取付部８の全厚みを軽合金／繊維複合材で構成して
も良いことはもちろんである。

また軽合金／Ｉｌｉ柑複合材層中にＡ′３＜づる繊維の
配向は、ｍｌｆｆ１の複合化による熱膨張係数の低下を
より効果的に図るため、［１としてボイス力または短繊
維を用いる場合には板面に対し平行し二２次元ランダム
に配向させることが望ましく、また長繊維を用いる場合
も同様に板面に平行な２次元方向に配向させることが望
ましい。

一方前記セラミック溶射層１２は、要は表面に電気的絶
縁性を付与するためのものであるから、電気的絶縁性が
優れでいれば良いが、このほか溶射層の強度あるいは下
地の軽合金、／　Ｉ　Ｉｆ複含層とのなじみ易さもセラ
ミック材の選択の上で考慮する必要がある。これらの観
点から、セラミック溶射１ｉ２ｉ１２を構成するセラミ
ック材としては、Ｚｒ　Ｏ２、ΔＱ２０３、Ｍ！ｌＩＯ
，０ｒ２０３等を用いることが望ましい。またセラミッ
ク溶射層１２と複合層との間に、中間下地層としてＮ；
　−Ｃｕ合金、Ｎ１−△Ｑ合金、Ｎｉ　　Ｃｕ−へＱ合
金、Ｎｉ　　Ｃｕ−＾Ｒ−Ｙ合金等の薄層を溶射により
予め形成しておけば、レラミツク溶射層１２の接着強度
はさらに向上する。

セラミック溶射層１２の厚みは５　ＪＪｍ〜５００ＪＪ
ｍ程度とすることが望ましい。５　ＪＪｍ未満では充分
な絶縁性および？Ｉｌ膜強度が行られないことがあり、
また５００声を越えて厚くしても溶射に要する時間が長
時間化していたずらにコスト、Ｆ品を招くだけである。

以上のようなディスクホイールを車体に装備した際には
、ハブにセラミック溶射層が接することになる。このセ
ラミック溶射層（ま絶縁体Ｃあるため、ディスクホイー
ルの基材としてマグネシウム合金が使用されていても、
そのマグネシウム台金とｗ４製のハブとの間が完全に絶
縁され、したがって耐食が生じることが防止される。ま
た溶射層はその下地との結合強度が高く、しかもその下
地が軽合金／繊維複合層となっていてその下地層の熱膨
張係数が軽合金単独の場合と比較して小さい値、換言す
ればセラミック溶射層の熱膨張係数に近い値となってい
るから、使用時の繰返し応力や熱サイクルによってセラ
ミック溶射層が下ｊｌ！ＩＷ４から剥離するおそれが少
ない。

次にこの発明のディスクホイールを製造する）τ法につ
いて説明する。

この発明のディスクホイールを製造スるにあたっては、
先ず第３図に示すようにハブ取付部８の平面形状に対応
覆る円板状のＩｔＡｉｆＦ成形体１３を用。

意する。もちろｌυこの繊維成形体１３には予めハブポ
ル１〜孔１４に対応するｎ通孔１５を形成しておく。そ
してこの繊維成形体１５を第４図に示１ように高圧鋳造
用鋳型１６内の所定位置、すなわちハブ取付部に対応す
る位置にセラｌ−ｕ、その状態′Ｃ鋳型内にマグネシウ
ム合金溶湯等の軽合金溶湯を注湯し、かつその溶湯に加
圧プランジャ１７によって５００〜１５００ｋ（１／ｃ
♂程度の高圧を加えて所謂高圧鋳造を行い、これにより
軽合金溶湯を前記繊維成形体の各繊維間の空隙に密に充
填させ、かつ凝固終了まで溶湯の加圧を保持した後、鋳
型から取外し、適宜熱処理を行う。次いで繊維と軽合金
とが複合一体化されたハブ取付部のハブ接触側表面にセ
ラミック材を溶射させ、セラミック溶射層を形成づる。

上述の工程において、高圧Ｎ造法の代りに、型を高速で
回転させる所謂遠心峙３ａ法を採用し、（の誉ン心力１
こＪ：って軽合金溶湯を繊維間の空隙に充填させでも良
く、またイの他の加ｒ′Ｅ錆造法を採用しても良い。

８１だ４１組として特に知れ（紐や小イス力を使用する
場合には、前）ホのように繊維を予め成形してｄ３く代
わりに、その知謀紐もしくはボイス力を型内面の所定位
置に塗イｂもしくは吹ｔ、Ｊけでおき、その状態で高圧
ｖＪ造法や遠心鋳造法、その他の加圧鋳造法を適用して
も良い。

一方セラミック材の溶射法としては、プラズマ溶射、火
炎溶射等、任意の溶射法を適用することができるが、溶
射層の耐剥離強度等の点からはプラズマ溶射法が最も有
効である。

以下にこの発明の実施例を記′１．。

実施例 平均直径３．２戸のアルミプ知謀紺を、外径１５０ｍＩ
Ｉｌ、内径５Ｑｍｍ、厚さ１０ｍＩＩｌの体積率１０％
の第３図に示すような円盤状繊維成形体１３に成形した
。

但しこのＩｌ雑成形体には予めハブボルト孔に対応する
内径１５ＩＩＩＩＩｌの貫通孔１５を４個形成しており
Ａた。そして第４図に示すように前記繊維成形体１′３
を高圧鋳造用鋳型１６内のハブ取付部に対応する位置に
セットし、６９０℃のマグネシウム合金（ＪＩＳ　　、
ＭＣ７）溶湯を鋳型内に注湯し、次（Ｘで加圧プランジ
ャ１７により加圧力１８００ｋｇ／ｃＩＩｒで加圧して
凝固まで保持した。、轡られたディスクホイール素材を
Ｔ６熱処理後、５．５Ｊ　Ｘ　１４インチの形状に加工
し、次いでハブ取付部におけるハブ接触側の面にプラズ
マ溶射法によってＳｉＣを１００戸の厚さに溶射した。

上述のようにして得られたディスクホイールを、鋼製ハ
ブに締付けて、ＪＩＳに準じた塩水噴霧試験に供したと
ころ、ハブとの接触面における電食が発生せず、ハブか
らの脱着も容易に行えることがｉ認された。

以上の説明で明らかなようにこの発明のディスクホイー
ルは、セラミック溶ｆＪＪ層によってハブとの間が絶縁
されるため、マグネシウム合金など、鋼製ハブとの接触
面で電食の生じ易い軽合金材料を用いているにもかかわ
らず、ハブ接触面での常食を有効に防ＩＦでき、かつま
たその絶縁作用の主体となるセラミック溶射層とその下
地の軽合金、７／繊維複合層との結合強度が高いととも
に両層の熱膨張係数の差が比較的小さくなるため、Ｎ返
（）応力や熱サイクルによってセラミック溶射層が判離
したりするおそれが少なく、したがって電食防出機能を
長期間維持することができる等の′ｊｆＪ果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１（！は従来のディスクボイー・ルの一例を示でｉ断
側面図、第２図はこの発明のディスクホイールの要部の
一例を示す拡大ｍ断面図、第３図はこの発明のディスク
ホイールの！！４造に使用される繊維成形体の一例を示
す斜視図、第４図はこの発明のディスクホイールを製造
する方法の一１９！Ｊを説明するための鋳型の縦断面図
である。 ４・・・ディスク部、　７・・・ハブ、　８・−・ハブ
取付部、１０・・・＠帷、　１１・・・軽合金／繊組複
合材層、１２・・・セラミック溶射層。 出願人　　ｌ・ヨタ自朝車株式会社 代理人　　弁理士　咋　１）武　久 （ほか１名） 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軽合金材料からなるディスク部を備えたディスクホイー
   ルにおいて、前記ディスク部におけるハブ取付部の少な
   くともハブ接触側の表面層に繊維を埋め込んでその部分
   を軽合金／１ｆｉｌ複合材で構成し、かつその複合材層
   におけるハブ接触側の表面にセラミック溶ｔＪＡ層を形
   成したことを特徴とするディスクホイール。