JP2001011665A - 異種金属接触腐食の防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルミニウム基複合材料からなる第１部材、及
び鉄鋼材料からなる第２部材の異種金属間における接触
腐食を防止して、それらの耐久性及び信頼性の向上を図
ることのできる異種金属接触腐食の防止構造を提供す
る。 【解決手段】異種金属接触腐食の防止構造は、ディスク
ロータ１１、ハブ１２、ホイール１３、メッキ層１４、
ボルト１５及びナット１６を備えている。ディスクロー
タ１１とハブ１２との間にはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメ
ッキ層１４が介在されている。メッキ層１４により、デ
ィスクロータ１１及びハブ１２間に流れる接触腐食電流
が長期に渡って安定すると共に、その接触腐食電流が小
さなものとなる。従って、ディスクロータ１１及びハブ
１２の異種金属間における接触腐食の進行速度が遅くな
り、その接触腐食が進行しにくくなるため、ディスクロ
ータ１１及びハブ１２の異種金属間における接触腐食が
効果的に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム基複
合材料からなる第１部材、及び鉄鋼材料からなる第２部
材間における異種金属接触腐食（ガルバニ腐食）の防止
効果に優れた異種金属接触腐食の防止構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば車両等の足回りの強度部
品は主に鉄鋼材料から形成されており、その強度部品に
接触する金属部品も前記強度部品と同様に鉄鋼材料から
形成されている。このように、強度部品及び金属部品が
鉄鋼材料から形成されると共に、鉄鋼材料同士が接触し
ているため、例えば鉄鋼材料からなる強度部品と鉄鋼材
料以外の金属材料からなる金属部品との異種金属間にお
ける接触腐食を考慮する必要はなかった。

【０００３】ところが、近年では車両等の軽量化の要請
が強まってきており、それに対応して鉄鋼材料に代わっ
てアルミニウム又はアルミニウム合金が強度部品用材料
として採用されるようになってきた。このため、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金からなる金属部品と鉄鋼材
料からなる金属部品との異種金属間における接触腐食の
問題を考慮する必要が生じた。

【０００４】また、アルミニウム又はアルミニウム合金
からなる金属部品は、鉄鋼製部品と比較して強度の点で
劣るため、そのままの状態で長期に渡って強度部品とし
て使用するには十分でなかった。そのため、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金中に補強材等を添加してアルミ
ニウム基複合材料とし、そのアルミニウム基複合材料か
ら部品を形成することで部品強度を高めると同時に、そ
の耐久性等を向上させるように図っている。

【０００５】ここで従来、アルミニウム基複合材料から
なる第１部材と鉄鋼材料からなる第２部材との異種金属
間における接触腐食を防止すべく、第１部材と第２部材
との間にアルミニウム基複合材料及び鉄鋼材料よりも卑
な金属（電位の低い金属）を介在させる異種金属接触腐
食の防止構造が採用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術における異種金属接触腐食の防止構造のよう
に、アルミニウム基複合材料からなる第１部材と鉄鋼材
料からなる第２部材との間にアルミニウム基複合材料及
び鉄鋼材料よりも卑な金属を介在させても、第１部材及
び第２部材間の異種金属接触腐食を効果的に防止できな
いおそれがあった。すなわち、従来技術の防止構造を長
期に渡って使用した場合には、第１部材及び第２部材間
に流れる接触腐食電流は安定せず、しかも過大となるこ
とがあるため、異種金属間における接触腐食の進行速度
が増大して、異種金属接触腐食の防止効果を安定した状
態で維持できなくなるおそれがあった。そして、異種金
属間の接触腐食が進行した部分に外力等が作用すると、
当該部分から亀裂や破損等が容易に生じることとなり、
その耐久性及び信頼性が著しく低下することともなる。

【０００７】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、アルミニウム基複合材料から
なる第１部材、及び鉄鋼材料からなる第２部材の異種金
属間における接触腐食を防止して、それらの耐久性及び
信頼性の向上を図ることのできる異種金属接触腐食の防
止構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した実
情に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、アルミニウム基複合
材料からなる第１部材と鉄鋼材料からなる第２部材との
間にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金を介在させることにより、第
１部材及び第２部材間の異種金属接触腐食を効果的に防
止できることを見出し、本発明の異種金属接触腐食の防
止構造を完成するに至った。

【０００９】すなわち、請求項１に記載の発明における
異種金属接触腐食の防止構造は、アルミニウム基複合材
料からなる第１部材と鉄鋼材料からなる第２部材との間
にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金を介在させたことを要旨とす
る。

【００１０】周知のように、アルミニウム基複合材料か
らなる第１部材と鉄鋼材料からなる第２部材とを直接的
に接触させた状態で使用すると、第１部材及び第２部材
の異種金属間には接触腐食が起こって、それらの耐久性
及び信頼性が著しく低下することとなる。そこで従来、
第１部材と第２部材との間にアルミニウム基複合材料及
び鉄鋼材料よりも卑な金属（電位の低い金属）を介在さ
せるようにしたが、この場合でも第１部材及び第２部材
間の異種金属接触腐食を効果的に防止できないおそれが
あった。

【００１１】しかしながら、上記請求項１に記載の発明
によれば、第１部材及び第２部材間にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ
合金が介在されているため、このＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金
によって第１部材及び第２部材間に流れる接触腐食電流
が長期に渡って安定すると共に、その接触腐食電流が極
めて小さなものとされる。換言すれば、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍ
ｇ合金の存在により、第１部材及び第２部材の異種金属
間における接触腐食の進行速度が遅くされて、その接触
腐食が進行しにくくなる（起こりにくくなる）ため、第
１部材及び第２部材の異種金属間における接触腐食が効
果的に防止される。

【００１２】また、第１部材及び第２部材の異種金属間
における接触腐食が生じた部分に外力等が作用したとし
ても、従来の場合と比較して異種金属間における接触腐
食の状態が進行していないため、当該部分から亀裂や破
損等が容易に生じることはなく、それらの耐久性及び信
頼性が著しく低下することもない。

【００１３】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の異種金属接触腐食の防止構造において、前記Ｚｎ−Ａ
ｌ−Ｍｇ合金中の各成分の重量％は、Ｚｎが４０重量％
以上９４重量％以下であり、Ａｌが５重量％以上５５重
量％以下であり、Ｍｇが１重量％以上５重量％以下であ
ることを要旨とする。

【００１４】上記請求項２に記載の発明によれば、Ｚｎ
−Ａｌ−Ｍｇ合金中の各成分の重量％において、Ｚｎが
４０重量％以上９４重量％以下、Ａｌが５重量％以上５
５重量％以下、Ｍｇが１重量％以上５重量％以下に設定
されているため、請求項１に記載の発明の作用が確実に
奏される。

【００１５】ここで、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金中の各成分
が上記数値範囲に設定されているのは、Ｚｎが９４重量
％を超える場合（Ａｌが５重量％、又はＭｇが１重量％
未満の場合）には、第１部材及び第２部材間における異
種金属接触腐食の防止効果が十分に得られないおそれが
あり、Ｚｎが４０重量％未満の場合（Ａｌが５５重量
％、又はＭｇが５重量％を超える場合）には、Ｚｎ−Ａ
ｌ−Ｍｇ合金の安定した犠牲被膜が得られないおそれが
あるからである。

【００１６】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の異種金属接触腐食の防止構造において、
前記第１部材及び前記第２部材を締結する締結部材がＺ
ｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金でコーティングされ、該締結部材に
より前記第１部材及び前記第２部材が固定されているこ
とを要旨とする。

【００１７】上記請求項３に記載の発明によれば、第１
部材及び第２部材間の異種金属接触腐食が効果的に防止
されるだけでなく、第１部材及び第２部材を締結固定す
る締結部材がＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金でコーティングされ
ているため、第１部材及び第２部材並びに締結部材の異
種金属間における接触腐食も効果的に防止され、請求項
１又は請求項２に記載の発明の作用がより一層確実に奏
されることとなる。

【００１８】請求項４に記載の発明は、請求項１から請
求項３のいずれかに記載の異種金属接触腐食の防止構造
において、前記アルミニウム基複合材料はアルミニウム
又はアルミニウム合金中に炭化ケイ素を含有したもので
あり、前記鉄鋼材料は炭素鋼であることを要旨とする。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３
のいずれかに記載の発明の作用に加えて、アルミニウム
又はアルミニウム合金中に炭化ケイ素が含有されている
ため、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる部材
の強度よりも第１部材の強度が高められると共に、第１
部材の耐久性が向上される。

【００１９】請求項５に記載の発明は、請求項１から請
求項４のいずれかに記載の異種金属接触腐食の防止構造
において、前記第１部材はディスクロータであり、前記
第２部材はハブであることを要旨とする。

【００２０】上記請求項５に記載の発明によれば、請求
項１から請求項４のいずれかに記載の発明の作用に加え
て、第１部材のディスクロータ及び第２部材のハブはデ
ィスクブレーキの一部を構成するものであるため、異種
金属接触腐食の防止効果に優れたディスクロータ及びハ
ブを備えたディスクブレーキが得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明を具体化した第１の実施の形態を図１，図２に従って
説明する。図１は本発明を具体化した第１の実施の形態
を模式的に示す断面図であり、図２は図１の一部分を拡
大して示す断面図である。

【００２２】図１，図２に示すように、異種金属接触腐
食（ガルバニ腐食）の防止構造は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金中に炭化ケイ素を含有したもの（アルミ
ニウム基複合材料）からなるディスクロータ（第１部
材）１１と、炭素鋼（鉄鋼材料）からなるハブ（第２部
材）１２と、アルミニウム又はアルミニウム合金からな
るホイール１３と、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッキ層１
４と、ボルト（締結部材）１５及びナット（締結部材）
１６とを備えて構成されている。なお。本実施の形態に
おけるディスクロータ１１及びハブ１２等は、車両（図
示略）のディスクブレーキ（図示略）の一部を構成する
ものである。

【００２３】本実施の形態のアルミニウム基複合材料に
おいて、アルミニウム又はアルミニウム合金は７０重量
％〜９０重量％となっており、炭化ケイ素は１０重量％
〜３０重量％となっている。アルミニウム又はアルミニ
ウム合金中に補強材である炭化ケイ素を添加することに
より、その強度が高められて補強される。

【００２４】ディスクロータ１１の中央部分には１つの
孔１７が円孔状に透設されており、その孔１７にはハブ
１２の一部が収容されるようになっている。また、ディ
スクロータ１１の中央部分には前記孔１７を包囲するよ
うに複数の挿通孔１８がそれぞれ所定間隔をおいて透設
され、各挿通孔１８にはそれぞれボルト１５が挿通され
ている。

【００２５】ハブ１２の中央部分には、突出部１９が突
出形成されると共に、その突出部１９の一部がディスク
ロータ１１の孔１７に収容されている。ハブ１２の前記
挿通孔１８に対応する部分には、ボルト１５を挿通する
ための貫通孔２０が複数透設されており、これらの貫通
孔２０にも各ボルト１５が挿通されている。

【００２６】ホイール１３の前記孔１７に対応する部分
には、収容孔２１が透設されており、その収容孔２１に
は突出部１９の先端部が収容されている。また、ホイー
ル１３の前記挿通孔１８及び前記貫通孔２０に対応する
部分には、ボルト１５を挿通するための透孔２２が複数
透設されており、これらの透孔２２にも前記挿通孔１８
及び前記貫通孔２０と同様に各ボルト１５が挿通されて
いる。

【００２７】メッキ層１４は、ハブ１２の突出部１９等
の表面に形成されており、ハブ１２の突出部１９とホイ
ール１３の収容孔２１との間に介在されている。このメ
ッキ層１４により、ハブ１２及びホイール１３の異種金
属間における接触腐食が効果的に防止されるようになっ
ている。

【００２８】ボルト１５及びナット１６は炭素鋼から形
成されており、これらのボルト１５及びナット１６の螺
合手段により、図１，図２に示される態様でディスクロ
ータ１１、ハブ１２及びホイール１３等が締結固定され
ている。

【００２９】本実施の形態にあっては、ディスクロータ
１１及びハブ１２間における異種金属接触腐食の防止効
果を高めるべく、次のような構造を採用している。

【００３０】すなわち、ディスクロータ１１とハブ１２
との間（ディスクロータ１１の孔１７とハブ１２の突出
部１９との間も含む）にはＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッ
キ層１４が介在されている。このＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金
は、炭化ケイ素を含有したアルミニウム基複合材料及び
炭素鋼よりも卑な金属（電位の低い金属）であり、Ｚｎ
−Ａｌ−Ｍｇ合金の各成分の重量％は、Ｚｎが４０重量
％以上９４重量％以下、Ａｌが５重量％以上５５重量％
以下、Ｍｇが１重量％以上５重量％以下となるように設
定されている。

【００３１】ここで、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金中の各成分
が上記数値範囲に設定されているのは、Ｚｎが９４重量
％を超える場合（Ａｌが５重量％、又はＭｇが１重量％
未満の場合）には、第１部材及び第２部材間における異
種金属接触腐食の防止効果が十分に得られないおそれが
あり、Ｚｎが４０重量％未満の場合（Ａｌが５５重量
％、又はＭｇが５重量％を超える場合）には、Ｚｎ−Ａ
ｌ−Ｍｇ合金の安定した犠牲被膜（水酸化亜鉛）が得ら
れないおそれがあるからである。

【００３２】より詳しく説明すると、ディスクロータ１
１と接触する側のハブ１２にはメッキ処理によって厚さ
約１００μｍのメッキ層１４が形成されており、このメ
ッキ層１４が犠牲電極の役割を果たすようになってい
る。また、このメッキ層１４には水酸化亜鉛からなる犠
牲被膜が安定した状態で形成されており、この犠牲被膜
によって異種金属接触腐食の防止効果が高められるよう
になっている。

【００３３】さて、ディスクロータ１１及びハブ１２間
における異種金属接触腐食の防止方法及び作用について
説明する。

【００３４】まず、図１，図２に示されるように、ディ
スクロータ１１及びハブ１２間にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金
のメッキ層１４を介在させると共に、その状態でディス
クロータ１１、ハブ１２及びホイール１３等をボルト１
５及びナット１６で締結固定する。そして、このような
状態で長期に渡って使用すると、ディスクロータ１１及
びハブ１２間にはメッキ層１４を介して接触腐食電流が
流れて、異種金属接触腐食が生じることとなる。このと
き、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッキ層１４により、ディ
スクロータ１１及びハブ１２間に流れる接触腐食電流が
長期に渡って安定すると共に、その接触腐食電流が極め
て小さなものとなる。

【００３５】換言すれば、このＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金の
メッキ層１４の存在により、ディスクロータ１１及びハ
ブ１２の異種金属間における接触腐食の進行速度が遅く
なり、その接触腐食が進行しにくくなる（起こりにくく
なる）。以上のようにして、本実施の形態にかかるディ
スクロータ１１及びハブ１２等の異種金属間における接
触腐食が効果的に防止される。

【００３６】また、本実施の形態においては、Ｚｎ−Ａ
ｌ−Ｍｇ合金のメッキ層１４により、炭素鋼からなるハ
ブ１２及びアルミニウム又はアルミニウム合金からなる
ホイール１３の異種金属間における接触腐食も、前記デ
ィスクロータ１１及び前記ハブ１２の異種金属間におけ
る接触腐食と同様に効果的に防止される。

【００３７】以上詳述した本実施の形態によれば、以下
に示す効果が得られるようになる。

【００３８】・本実施の形態では、ディスクロータ１１
とハブ１２との間にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッキ層１
４を介在させることとした。このため、ディスクロータ
１１及びハブ１２間に流れる接触腐食電流を長期に渡っ
て安定させることができると共に、極めて小さなものと
することができる。換言すれば、異種金属間における接
触腐食の進行速度を遅くすることができるため、ディス
クロータ１１及びハブ１２の異種金属間における接触腐
食を効果的に防止できるようになる。

【００３９】・本実施の形態では、ハブ１２とホイール
１３との間にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッキ層１４を介
在させることとした。このため、ハブ１２及びホイール
１３間に流れる接触腐食電流を長期に渡って安定させる
ことができると共に、極めて小さなものとすることがで
きる。換言すれば、異種金属間における接触腐食の進行
速度を遅くすることができるため、ハブ１２及びホイー
ル１３の異種金属間における接触腐食も効果的に防止で
きるようになる。

【００４０】・本実施の形態では、メッキ層１４を形成
するＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金の各成分の重量％において、
Ｚｎを４０重量％以上９４重量％以下、Ａｌを５重量％
以上５５重量％以下、Ｍｇを１重量％以上５重量％以下
となるように設定することとした。このため、ディスク
ロータ１１及びハブ１２間等における異種金属接触腐食
の防止効果を十分に得ることができると共に、Ｚｎ−Ａ
ｌ−Ｍｇ合金の水酸化亜鉛からなる犠牲被膜を安定した
状態で確実に得ることができる。

【００４１】・本実施の形態によれば、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍ
ｇ合金の水酸化亜鉛からなる犠牲被膜を安定した状態で
形成することができるため、ディスクロータ１１及びハ
ブ１２間等における異種金属接触腐食の防止効果を高め
ることができる。

【００４２】・本実施の形態における異種金属接触腐食
の防止構造及び防止方法によれば、その防止構造及び防
止方法を長期に渡って使用した場合でも、異種金属接触
腐食の防止効果を安定した状態で維持することができ
る。

【００４３】・本実施の形態によれば、異種金属接触腐
食の防止効果を安定した状態で維持できるため、異種金
属間における接触腐食は進行しにくくなる（起こりにく
くなる）。従って、異種金属間の接触腐食が生じた部分
に外力等が作用したとしても、従来の場合と比較して異
種金属間における接触腐食の状態が進行していないた
め、当該部分から亀裂や破損等が容易に生じることはな
く、それらの耐久性及び信頼性が著しく低下することも
ない。

【００４４】・本実施の形態のディスクロータ１１は、
炭化ケイ素を含有したアルミニウム基複合材料から形成
されているため、アルミニウム又はアルミニウム合金か
らなるディスクロータの部品強度よりもその部品強度を
高めることができると同時に、その耐久性等を向上させ
ることができる。

【００４５】・本実施の形態によれば、異種金属接触腐
食の防止効果に優れたディスクロータ１１及びハブ１２
等を備えたディスクブレーキを得ることができる。

【００４６】ここで、ディスクロータ１１とハブ１２と
の間に介在されたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッキ層１４
による異種金属接触腐食の防止効果を確認すべく、以下
に示すような実験を行った。図３は、異種金属間の接触
腐食電流と時間との関係を示すグラフである。

【００４７】まず、本実施の形態のディスクロータ１１
及びハブ１２と同等のものを用意した。そして、それら
を同じ大きさとなるように切断して縦１０ｍｍ×横１０
ｍｍの金属板とし、ディスクロータ１１及びハブ１２に
相当する金属板をそれぞれ４枚ずつ用意した。なお、デ
ィスクロータ１１に相当する金属板を以下に、「アルミ
ニウム基複合板」といい、ハブ１２に相当する金属板を
以下に、「炭素鋼板」ということとする。

【００４８】次に、４枚の炭素鋼板にそれぞれ次のよう
な処理を施した。すなわち、１枚目にはＺｎ−Ａｌ−Ｍ
ｇ合金のメッキ処理を施し、２枚目にはＺｎ−Ｆｅ合金
のメッキ処理を施し、３枚目にはＺｎのメッキ処理を施
し、４枚目には何の処理も施さなかった。

【００４９】そして、接触腐食電流測定装置を用いて、
それぞれの処理を施した炭素鋼板とアルミニウム基複合
板との異種金属間における接触腐食電流をそれぞれ測定
して評価した。このときの測定条件は、試験液としてｐ
Ｈ６．２の５％食塩水を用い、試験面を１ｃｍ２、極間
距離を５ｃｍ、測定温度を２５℃とした。そのときの結
果を図３に示す。

【００５０】なお、図３の試験Ｎｏ．１のグラフは、ア
ルミニウム基複合板とＺｎ−Ａｌ−Ｍｇメッキ処理した
炭素鋼板との実験結果を示すものであり、試験Ｎｏ．２
のグラフは、アルミニウム基複合板とＺｎ−Ｆｅメッキ
処理した炭素鋼板との実験結果を示すものであり、試験
Ｎｏ．３のグラフは、アルミニウム基複合板とＺｎメッ
キ処理した炭素鋼板との実験結果を示すものであり、試
験Ｎｏ．４のグラフは、アルミニウム基複合板と無処理
の炭素鋼板との実験結果を示すものである。また、図３
のグラフでは、正負の数値が混在しているが、これは接
触腐食電流の流れる方向の相違によるものである。

【００５１】図３に示すように、試験Ｎｏ．２のグラ
フ、試験Ｎｏ．３のグラフ及び試験Ｎｏ．４のグラフで
は、異種金属間における接触腐食電流が長期に渡って安
定せず、しかも接触電流が過大となる部分があることが
わかった。一方、試験Ｎｏ．１のグラフでは、接触腐食
電流が長期に渡って安定すると共に、その接触腐食電流
が極めて小さくなることがわかった。

【００５２】このように、接触腐食電流測定装置で測定
された接触腐食電流は、あくまで異種金属接触腐食によ
る腐食進行の程度を表すものであり、これにより異種金
属接触腐食の進行速度を知ることができる。換言すれ
ば、接触腐食電流が大きければ大きいほど、異種金属間
における接触腐食の進行速度は速くなって腐食が進行
し、逆に接触腐食電流が小さければ小さいほど、異種金
属間における接触腐食の進行速度は遅くなって腐食が進
行しにくくなるといえる。

【００５３】従って、試験Ｎｏ．１では、異種金属間に
おける接触腐食電流が長期に渡って安定して極めて小さ
く、異種金属間における接触腐食の進行速度も試験Ｎ
ｏ．２〜試験Ｎｏ．４の進行速度と比較して遅いため、
異種金属間における接触腐食が進行しにくくなってお
り、アルミニウム基複合板とＺｎ−Ａｌ−Ｍｇメッキ処
理した炭素鋼板との異種金属間における接触腐食を効果
的に防止することができるといえる。

【００５４】また、ディスクロータ１１とハブ１２との
間にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッキ層１３を介在させた
異種金属接触腐食の防止構造を評価すべく、以下に示す
ような実験も行った。図４は、アルミニウム基複合材料
からなる種々の状態のディスクロータと破壊トルクとの
関係を示すグラフである。

【００５５】まず、図１に示される本実施の形態におけ
る異種金属接触腐食の防止構造を４つ用意すると共に、
そのうちの３つにおいてハブ１２を別の処理状態が施さ
れたハブ（炭素鋼からなるハブ）と交換した。なお、こ
の実験では、異種金属接触腐食の防止構造を単に「構造
体」ということとする。

【００５６】そして、本実施の形態における構造体を構
造体Ｎｏ．１とし、他の３つの構造体をそれぞれ構造体
Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４とした。構造体Ｎｏ．２のハブは、
Ｚｎ−Ｆｅ合金のメッキ処理が施されたものであり、構
造体Ｎｏ．３のハブは、Ｚｎのメッキ処理が施されたも
のであり、構造体Ｎｏ．４のハブは、何も処理が施され
なかった無処理のものである。なお、構造体Ｎｏ．２及
び構造体Ｎｏ．３のハブにおいて、メッキ処理によって
形成されたメッキ層の厚さは、本実施の形態におけるＺ
ｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッキ層１４の厚さ約１００μｍ
と同等となるように設定されている。

【００５７】次に、腐食試験後の構造体Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．４のディスクロータと比較するために、本実施の形
態と同等の２つのディスクロータを用意した。そして、
一方のディスクロータには何も処理を施さずに無処理と
し、他方のディスクロータには後述する腐食試験をそれ
自体に６０サイクル行った。

【００５８】以下に、腐食試験及びディスクロータの評
価方法について説明する。

【００５９】それぞれの構造体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４に対
して塩水を噴霧した後に、構造体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４を
強制乾燥し、さらに構造体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４を塩水中
に浸漬した後、構造体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４を自然乾燥す
るという腐食試験の一連の作業（２４時間）を１サイク
ルとし、６０サイクル後に構造体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の
ディスクロータを評価した。なお、この評価時には、構
造体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４から各ディスクロータを取り外
した。

【００６０】構造体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４のディスクロー
タの評価は、ハブと接触する側のディスクロータに対し
て外力を付与し、それらのディスクロータが破壊される
のに必要な破壊トルクを測定することによって行った。
また、無処理のディスクロータ及び腐食試験６０サイク
ル後のディスクロータにも前記と同様に外力を付与する
と共に、それらの破壊トルクを測定して各ディスクロー
タを評価した。そのときの結果を図４に示す。なお、図
４のグラフ中の％は、無処理のディスクロータの破壊ト
ルクに対する各ディスクロータの破壊トルクの比率を表
している。

【００６１】図４に示すように、構造体Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．４のディスクロータを比較すると、構造体Ｎｏ．２
〜Ｎｏ．４のディスクロータよりも構造体Ｎｏ．１のデ
ィスクロータが破壊されにくいことがわかった。すなわ
ち、構造体Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４よりも構造体Ｎｏ．１の
方が、異種金属間における接触腐食が効果的に防止さ
れ、その耐久性及び信頼性が向上しているといえる。

【００６２】また、腐食試験６０サイクル後のディスク
ロータと腐食試験６０サイクル後の構造体Ｎｏ．１のデ
ィスクロータとを比較した場合、破壊トルクの大きさは
ほとんど変わらないことがわかった。すなわち、異種金
属と接触させなかった腐食試験６０サイクル後のディス
クロータと、異種金属と接触させた腐食試験６０サイク
ル後の構造体Ｎｏ．１のディスクロータとが、腐食進行
の程度が略同等の状態であるということとなる。

【００６３】さらに、構造体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４におけ
る異種金属接触腐食の進行速度を調べたところ、構造体
Ｎｏ．１では０．４７（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）であり、構
造体Ｎｏ．２では０．５８（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）であ
り、構造体Ｎｏ．３では４．９１（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）
であり、構造体Ｎｏ．４では１６．２７（ｇ／ｍ２・ｄ
ａｙ）であった。従って、炭化ケイ素を含有したアルミ
ニウム基複合材料からなるディスクロータと炭素鋼から
なるハブとの間にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金を介在させるこ
とは、異種金属接触腐食を効果的に防止する上で、極め
て有効であるということがいえる。

【００６４】以上のことから、本実施の形態において、
ディスクロータ１１とハブ１２との間にＺｎ−Ａｌ−Ｍ
ｇ合金からなるメッキ層１４を介在させることにより、
アルミニウム基複合材料からなるディスクロータ１１及
び炭素鋼からなるハブ１２の異種金属間における接触腐
食を効果的に防止できると共に、それらの耐久性及び信
頼性の向上を図ることができるということを確認でき
た。 （第２の実施の形態）次に、本発明を具体化した第２の
実施の形態を図５に従って説明する。但し、本実施の形
態の構成等においては、上述した第１の実施の形態と同
等である部分については同一の符号を付してその説明を
省略する。そして、以下には、第１の実施の形態との相
違点を中心として説明することとする。図５は、本発明
を具体化した第２の実施の形態における一部分を拡大し
て模式的に示す断面図である。

【００６５】図５に示すように、本実施の形態では、ボ
ルト１５及びナット１６の構成において、上記第１の実
施の形態とは異なっている。すなわち、ボルト１５及び
ナット１６はＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金でそれぞれコーティ
ングされており、ボルト１５及びナット１６の表面上に
はそれぞれメッキ層２３，２４が形成されている。な
お、メッキ層２３，２４を形成するＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合
金の各成分の重量％は、前記メッキ層１４と同様に、Ｚ
ｎが４０重量％以上９４重量％以下、Ａｌが５重量％以
上５５重量％以下、Ｍｇが１重量％以上５重量％以下と
なるように設定されている。

【００６６】本実施の形態では、炭素鋼からなるボルト
１５及びナット１６がＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金からなるメ
ッキ層２３，２４でコーティングされているため、ディ
スクロータ１１及びハブ１２並びにハブ１２及びホイー
ル１３並びにボルト１５及びナット１６の異種金属間に
おける接触腐食も効果的に防止されるようになる。

【００６７】以上のように、本実施の形態でも、前記第
１の実施の形態における効果に準じた効果を奏すること
ができる。 （第３の実施の形態）次に、本発明を具体化した第３の
実施の形態を図６に従って説明する。但し、本実施の形
態の構成等においては、前記第２の実施の形態との相違
点を中心として説明することとする。図６は、本発明を
具体化した第３の実施の形態における一部分を拡大して
模式的に示す断面図である。

【００６８】図６に示すように、本実施の形態では、ハ
ブ１２の構成において、上記第２の実施の形態とは異な
っている。すなわち、前記第２の実施の形態ではハブ１
２がディスクロータ１１と接触する側だけにメッキ層１
４が形成されているが、本実施の形態ではハブ１２の表
面全てを被覆するように厚さ１００μmのメッキ層２５
が形成されている。なお、メッキ層２５を形成するＺｎ
−Ａｌ−Ｍｇ合金の各成分の重量％は、前記実施の形態
のメッキ層１４と同様に、Ｚｎが４０重量％以上９４重
量％以下、Ａｌが５重量％以上５５重量％以下、Ｍｇが
１重量％以上５重量％以下となるように設定されてい
る。

【００６９】本実施の形態では、ハブ１２の表面全てが
Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金からなるメッキ層２５で被覆され
ているため、ディスクロータ１１及びハブ１２並びにハ
ブ１２及びホイール１３並びにボルト１４及びナット１
５の異種金属間における接触腐食がより一層確実、か
つ、効果的に防止されるようになる。

【００７０】以上のように、本実施の形態でも、前記第
２の実施の形態における効果に準じた効果を奏すること
ができる。

【００７１】なお、前記各実施の形態を次にように変更
して実施することもできる。

【００７２】・前記各実施の形態では、ディスクロータ
１１とハブ１２との間にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金のメッキ
層１４，２５を介在させたが、そのメッキ層１４，２５
に代えてＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金板を介在させるようにし
てもよい。要は、ディスクロータ１１とハブ１２との間
にＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金を介在させるような構成であれ
ばよい。

【００７３】・前記各実施の形態では、アルミニウム基
複合材料として、アルミニウム又はアルミニウム合金中
に炭化ケイ素を含有したものを採用したが、炭化ケイ素
に代えて例えばアルミナ、炭素及びホウ素等を採用して
もよく、特に前記各実施の形態の炭化ケイ素に限定され
るものではない。

【００７４】・前記各実施の形態では、ハブ１２を炭素
鋼から形成したが、例えば鋳鉄等から形成してもよく、
前記各実施の形態のように特に炭素鋼からハブ１２を形
成する必要はない。

【００７５】・前記各実施の形態では、ボルト１５及び
ナット１６を炭素鋼から形成したが、例えばマンガン鋼
やクロム−モリブデン鋼等から形成してもよく、特に炭
素鋼に限定されるものではない。

【００７６】・前記各実施の形態では、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍ
ｇ合金のメッキ層１４，２３，２４２５中における各成
分の重量％において、Ｚｎを４０重量％以上９４重量％
以下とし、Ａｌを５重量％以上５５重量％以下とし、Ｍ
ｇを１重量％以上５重量％以下としたが、特に前記各実
施の形態における数値範囲に限定されるものではない。
要は、異種金属間における接触腐食を効果的に防止でき
る数値であればよい。

【００７７】・前記各実施の形態では、締結部材として
ボルト１５及びナット１６を用いたが、ボルト１５及び
ナット１６間に締結部材として座金を介在させるように
してもよい。この場合、座金をＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金で
コーティングすることが望ましい。また、ボルト１５及
びナット１６以外の締結部材を用いても何ら差し支えな
い。

【００７８】・前記第２の実施の形態及び前記第３の実
施の形態では、ボルト１５及びナット１６をＺｎ−Ａｌ
−Ｍｇ合金でコーティングしてメッキ層２３，２４を形
成するようにしたが、それらの一部のメッキ層を省略す
るような構成としてもよい。

【００７９】・前記各実施の形態では、異種金属接触腐
食の防止構造及び防止方法として、車両のディスクブレ
ーキの一部を構成するディスクロータ１１及びハブ１２
に適用したが、例えばディスクブレーキ以外の車両部品
や建築部品等に適用するようにしてもよい。

【００８０】更に、特許請求の範囲の各請求項に記載さ
れないものであって、上記各実施の形態から把握できる
技術的思想について以下にその効果と共に記載する。

【００８１】（ａ） アルミニウム基複合材料からなる
第１部材と鉄鋼材料からなる第２部材との間にＺｎ−Ａ
ｌ−Ｍｇ合金を介在させることを特徴とする異種金属接
触腐食の防止方法。

【００８２】このようにすれば、アルミニウム基複合材
料からなる第１部材、及び鉄鋼材料からなる第２部材の
異種金属間における接触腐食を防止して、それらの耐久
性及び信頼性の向上を図ることができる。

【００８３】（ｂ） 上記（ａ）に記載の異種金属接触
腐食の防止方法において、前記Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金中
の各成分の重量％は、Ｚｎが４０重量％以上９４重量％
以下であり、Ａｌが５重量％以上５５重量％以下であ
り、Ｍｇが１重量％以上５重量％以下であることを特徴
とする異種金属接触腐食の防止方法。

【００８４】このようにすれば、上記（ａ）に記載の発
明の効果を確実に奏することができる。

【００８５】（ｃ） 上記（ａ）又は上記（ｂ）に記載
の異種金属接触腐食の防止方法において、前記第１部材
及び前記第２部材を締結する締結部材をＺｎ−Ａｌ−Ｍ
ｇ合金でコーティングし、該締結部材により前記第１部
材及び前記第２部材を固定することを特徴とする異種金
属接触腐食の防止方法。

【００８６】このようにすれば、第１部材及び第２部材
間の異種金属接触腐食を効果的に防止できるだけでな
く、第１部材及び第２部材を締結固定する締結部材がＺ
ｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金でコーティングされているため、第
１部材及び第２部材並びに締結部材間の異種金属間にお
ける接触腐食も効果的に防止できて、上記（ａ）又は上
記（ｂ）に記載の発明の効果をより一層確実に奏するこ
とができる。

【００８７】（ｄ） 上記（ａ）から上記（ｃ）のいず
れかに記載の異種金属接触腐食の防止方法において、前
記アルミニウム基複合材料はアルミニウム又はアルミニ
ウム合金中に炭化ケイ素を含有したものであり、前記鉄
鋼材料は炭素鋼であることを特徴とする異種金属接触腐
食の防止方法。

【００８８】このようにすれば、上記（ａ）から上記
（ｃ）のいずれかに記載の発明の効果に加えて、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金中に炭化ケイ素を含有して
いるため、従来の場合と比較して第１部材の強度を高め
ることができると共に、第１部材の耐久性を向上させる
ことができる。

【００８９】（ｅ） 上記（ａ）から上記（ｄ）のいず
れかに記載の異種金属接触腐食の防止方法において、前
記第１部材はディスクロータであり、前記第２部材はハ
ブであることを特徴とする異種金属接触腐食の防止方
法。

【００９０】このようにすれば、上記（ａ）から上記
（ｄ）のいずれかに記載の発明の効果に加えて、異種金
属接触腐食の防止効果に優れたディスクロータ及びハブ
を備えたディスクブレーキを得ることができる。

【００９１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明における異種金属
接触腐食の防止構造によれば、アルミニウム基複合材料
からなる第１部材、及び鉄鋼材料からなる第２部材の異
種金属間における接触腐食を防止して、それらの耐久性
及び信頼性の向上を図ることができる。

【００９２】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果を確実に奏することができる。

【００９３】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は請求項２に記載の発明の効果をより一層確実に奏す
ることができる。

【００９４】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
から請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、
アルミニウム又はアルミニウム合金中に炭化ケイ素を含
有しているため、アルミニウム又はアルミニウム合金か
らなる部材の強度よりも第１部材の強度を高めることが
できると共に、第１部材の耐久性を向上させることがで
きる。

【００９５】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、
異種金属接触腐食の防止効果に優れたディスクロータ及
びハブを備えたディスクブレーキを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第１の実施の形態を模式的
に示す断面図である。

【図２】図１の一部分を拡大して示す断面図である。

【図３】異種金属間の接触腐食電流と時間との関係を示
すグラフである。

【図４】アルミニウム基複合材料からなる種々の状態の
ディスクロータと破壊トルクとの関係を示すグラフであ
る。

【図５】本発明を具体化した第２の実施の形態における
一部分を拡大して模式的に示す断面図である。

【図６】本発明を具体化した第３の実施の形態における
一部分を拡大して模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１１ ディスクロータ １２ ハブ １４ メッキ層 １５ ボルト １６ ナット ２３ メッキ層 ２４ メッキ層 ２５ メッキ層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム基複合材料からなる第１部
   材と鉄鋼材料からなる第２部材との間にＺｎ−Ａｌ−Ｍ
   ｇ合金を介在させたことを特徴とする異種金属接触腐食
   の防止構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の異種金属接触腐食の防
   止構造において、前記Ｚｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金中の各成分
   の重量％は、Ｚｎが４０重量％以上９４重量％以下であ
   り、Ａｌが５重量％以上５５重量％以下であり、Ｍｇが
   １重量％以上５重量％以下であることを特徴とする異種
   金属接触腐食の防止構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の異種金属
   接触腐食の防止構造において、前記第１部材及び前記第
   ２部材を締結する締結部材がＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ合金でコ
   ーティングされ、該締結部材により前記第１部材及び前
   記第２部材が固定されていることを特徴とする異種金属
   接触腐食の防止構造。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれかに記載
   の異種金属接触腐食の防止構造において、前記アルミニ
   ウム基複合材料はアルミニウム又はアルミニウム合金中
   に炭化ケイ素を含有したものであり、前記鉄鋼材料は炭
   素鋼であることを特徴とする異種金属接触腐食の防止構
   造。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   の異種金属接触腐食の防止構造において、前記第１部材
   はディスクロータであり、前記第２部材はハブであるこ
   とを特徴とする異種金属接触腐食の防止構造。