JPH02279399A

JPH02279399A - ディスクホイールの製造方法

Info

Publication number: JPH02279399A
Application number: JP10197889A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Morinaga; 森永　泰彦; Fumiaki Kawabata; 川畑　文昭; Hiroo Yoshida; 浩朗吉田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1990-11-15
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JP2738004B2

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】［産業上の利用分野］本発明はディスクホイールの製造方法に関し、詳しくは
意匠面の光沢度を十分にもつディスクホイールの製造方
法に関する。

［従来の技術］通常の鋳造により加工されるアルミニウム製ディスクホ
イールで、車両に装着された状態で表側面となる意匠面
（以下、単に意匠面と称する）の鋳造後の表面粗さはＲ
Ｚ６０μｍ程度と粗く、湯じわ、ブリスター等の鋳造欠
陥が存在する。このような怠斤面を塗装すると、鋳造欠
陥の存在により塗装後の意匠面の見栄えが悪くなる。ま
た、上記鋳造後の意匠面には離型剤及び酸化層が付着し
てあり、このため意匠面と塗装膜との密着性が阻害され
る。

これらの離型剤及び鋳造欠陥等を除去するために、塗装
する前の意匠面にショツトブラスト処理を施ず技術か知
られている。

［発明が解決しようとする課題］上記ショツトブラスト処理にＪ：す、鋳造後の意匠面に
存在する離型剤及び鋳造欠陥等を除去することはできる
が、意匠面の表面粗さは依然としてＲＺ５０〜６０μｍ
程度と粗い。このような表面粗さの粗い意匠面に塗装を
施した場合、意匠面の光沢度が低下し、見栄えを損うと
いう問題がおる。

上記問題を解決するため、意匠面の光沢度を向上させる
方法の一つとして、塗装膜を厚くしたり、塗装回数を多
くする等の方法があるが、いずれも塗装コストが上がり
、また厚塗りに起因して塗装膜と素地の金属光沢との調
和を損うという欠点がある。

また、上記光沢度を向上させる他の方法として、粒径の
小さい投射材を投射するショツトブラスト処理により粒
径の大きなショツトブラスト処理後の意匠面の面粗度を
整える方法も知られている。

しかし、両方のショツトブラスト処理は共に塑性加工で
あり、大きい粒度のショツトブラスト処理により荒され
た意匠面を小さい粒度のショツトブラスト処理により整
えるためには、一定以上の投射材の粒径及び投射速度を
要し、またコスト及び時間がかかりすぎて工業的に対応
できない。

さらに、上記光沢度を向上させる他の方法として、塗装
前に意匠面にパフ等の処理を施す方法もめるが、意匠面
が複雑な３次元曲面の場合、パフ処理に時間がかかると
ともに、加工が均一に施されないため仕上げ面が均一に
なりにくい。

本発明は、意匠面の表面粗さを工業的に対応できる範囲
内の］ス１〜及び時間で塗装前に調整することにより塗
装後の意匠面の光沢度を向上させて、ディスクホイール
の意匠面の見栄えを良くすることを解決すべき技術課題
とするものでおる。

［課題を解決するための手段］本発明のディスクホイールの製造方法は、車両に装着さ
れた状態で表側面となる意匠面の表面粗さがＲｚ３５μ
ｍ以下であるディスクホイール成形体を鋳造により得る
鋳造工程と、該ディスクホイール成形体の意匠面に粒径
０．２〜０．３ｍｍの投射材を投射スピード４０〜５０
ｍ／秒で投射する第１プラス１加工工程と、該第１ブラ
スト；叫工の施された意匠面に粒径０．１〜０．１５ｍ
ｍの研磨材を投射スピード１００〜１５０ｍ／秒で投射
する第２ブラスト加工工程と、少なくとも該第２ブラス
ト加工の施された意匠面を塗装する塗装工程とからなる
ことを特徴とする。

本発明の製造方法を構成する鋳造工程は、意匠面の表面
粗さがＲｚ３５μｍ以下となるように、ディスクホイー
ル成形体を鋳造により得る工程である。この方法として
はとくに限定されないが、例えば後述する実施例で示し
たように、ディスクホイールの意匠面が湯口側となる従
来と逆姿勢の型構造により得ることができる。

本発明の製造方法を構成する第１ブラスト加工工程は、
上記鋳造工程により得られたディスクホイール成形体の
意匠面の表面粗さをＲｚ３５μｍより低下させることな
く、該意匠面に存在する離型剤、酸化層及び鋳造欠陥等
を除去する工程である。投射材としては、押しつぶし作
用及びスクラッヂ作用の両方をもつ円筒形状のＳＵＳカ
ットワイヤーショット粒等とすることが好ましい。この
投射材の粒径は０．２〜０．３ｍｍとし、かつ投射速度
は４０〜５０ｍ／秒とする。粒径が０．３ｍｍより大き
いと、又は投射速度が５０ｍ／秒より大きいと処理後の
意匠面の表面粗さか粗くなるので、第２ブラスト加工工
程で意匠面の表面粗さを整えるのに時間及びエネルギー
か大きくかかりすぎて実用的でなくなる。

ここで、前記第１ブラスト加工工程の条件設定方法につ
いて説明する。

より”、鋳造工程により得られたディスクホイールの意
匠面に存在する離型剤及び鋳造欠陥等を除去するために
は、意匠面に一定以上の仕事量を付加する必要がある。

このとき必要なエネルギーを投射エネルギー（Ｅ）とし
た場合、この投射エネルギー（Ｅ）は１粒の投Ｏｆｆ　
＋Ｊが意匠面に衝突したときの運動エネルギーと総投射
材粒数（Ｎ）に依存する。すなわち、投射エネルギー（
Ｅ）は、ＥｃＣ（１／２＞ｍｖ２ｘＮ　　　　　−（１
）（ｍ：投射ｖＵ１個の質量、Ｖ：役割速度）となる。

なお、離型剤及び鋳造欠陥等の除去のされ方は、上記仕
事場に加えて被投射材の物性、表面形状及び投射材の物
性、外径に影響される。しかし、被投射材の物性及び表
面形状は与えられたものである。また、投射材も耐久性
や表面への加工性（押しつぶし作用とスクラッヂ作用を
もつこと）等から、円筒形状のＳＵＳカットワイヤーシ
ョット粒を設定すると、選択できる条件は投射材粒径、
投射速度、及び総投身」材粒数となる。

ここで、上記投射材１個の質量ｍは、ｍｏｃｄ’　　　　　　　　　　　・　（２＞（ｄ：投
射材粒径）であり、投１粒径ｄの３乗に比例する。また、総投射祠
粒数（Ｎ）は、Ｎｏｃ、Ｍ／ｄ　３　　　　　　　　−（３）（Ｍ：単
位時間当りの投射材重量）であり、投射材粒径ｄの３乗に反比例する。したがって
、上記（１）、（２）及び（３）式より、投射エネルギ
ー（Ｅ）は投射速度Ｖと単位時間当りの投射材型ＩＭに
依存することがわかる。

ここで、例えば後述する実施例で示した鋳造方法により
得られたディスクホイール成形体の意匠面に存在する鋳
造欠陥等を除去するためには、投射速度５０ｍ／秒以上
で投射する必要があることが実験により確認されている
。

また、４０ｍ／秒、５０ｍ／秒、６０ｍ／秒の投射速度
における投射材粒径ｄと投射後の被投射面の表面粗さと
の関係は、実験により第６図に示すようになることが確
認されている。

前述したように、鋳造欠陥の除去能力、すなわち仕事量
は投射エネルギーのうち投射速度に依存し、例えば後述
する実施例で示した鋳造方法により得られたディスクホ
イール成形体の意匠面に存在する鋳造欠陥等を除去する
ためには、投射速度５０ｍ／秒以上で投射する必要があ
る。そこで、上記鋳造方法により得られた意匠面の表面
粗さをＲｚ３５μｍより低下させない範囲内で、第１１
ラスト加工処理するには、第６図から投射する投射材粒
径を０．３ｍｍ以下に設定する必要があることがわかる
。なお、同じ投射速度、すなわち同じ投射エネルギーに
も拘らず投射材粒径が大きくなるにつれて表面粗さが粗
くなるのは投射材粒径が被投射面に転写されるためであ
る。

本発明の製造方法を構成する第２ブラスト加工工程は、
上記第１ブラスト加工工程の施された意匠面を研磨して
、意匠面の要求光沢度から必要とされる表面粗さに調整
する工程である。

第７図に、後述する２コート２ベーク塗装法及び４コー
１〜４ベーク塗装法にお【ブる塗装前の意匠面の表面粗
さと塗装後の意匠面の光沢度との関係で、実験により求
めた結果を示す。第７図から、塗装後の意匠面の要求光
沢度と塗装方法が決まれば、塗装前の意匠面の表面粗ざ
の要求値が決まる。

なあ、意匠面の光沢度は、例えばＪＩＳ　　Ｚ　　８７
４１に基づくグロスメータによって測定することができ
る。ずなわら。第８図に示すように、光源２０の光をデ
ィスクホイール成形体１の意匠面２に当て、その反銅光
を受光部２１で受け、変換器兼表示器２２で計測する。

第７図から、２コート２ベーク塗装法により塗装後の意
匠面の光沢度を例えば８３グロスメ一タ以上とするには
、塗装前の意匠面の表面粗さをＲｚ１６μｍ以下にする
必要があることがわかる。

すなわち、この第２ブラスト加工工程は、前記第１ブラ
スト加工処理後の意匠面の表面粗さ（ＲＺ３５μｍ程度
）を塗装後の意匠面の要求光沢度に必要とされる表面粗
さに調整する工程である。

投射する研磨材としては、少ないエネルギーでも第１ブ
ラスト加工工程で生じた意匠面の凹凸を研削して平滑生
方ることのできる切刃をもったＡ２０３等からなる研磨
材とすることか好ましい。

この研磨材の粒径は０．１〜０．１５ｍｍとし、かつ投
射速度は１００−′−１５０ｍ／秒とする。

第９図は上記第２ブラスト加工工程の条１′１を設定す
る線図である。Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅは第２ブラスト加工
を施す前の状態を示す。各々の状態から、粒径０．１２
５〜０．２９７ｍｍ　（粒度＃８０〉、０．０６３〜０
．１７７ｍｍ（粒度＃１２０）の研磨材を使用し、投射
スピードを１２０ｍ／秒としたとき、線図に示される研
磨材粒度と辺理時間とにより得られる意匠面の表面粗さ
が決まる。

したがって、例えば、第２ブラスト加工処理前の意匠面
の表面粗さがＲｚ３５μｍであったものを、第２ブラス
ト加工処理により意匠面の表面粗さをＲｚ１６μｍとす
るには、研磨材の粒径を０゜１２５〜０．２９７ｍｍ　
（粒度＃１２０）と設定すれば、処理時間１１分で処理
することができる。

ところが、第２ブラスト加工処理前の意匠面の表面粗さ
がＲｚ６０４ｍでめったものを、粒径０゜０６３〜０．
１７７ｍｍ　（粒度＃１２０）の研磨材を使用して第２
ブラスト加工処理すれば、１２分の処理時間を要し、こ
れは工業的に対応できる時間ではない。

本発明の製造方法を構成する塗装工程は、前記第２ブラ
スト加工の施された意匠面を塗装して、必要光沢度を得
る工程である。この塗装方法としては、とくに限定され
ないが、塗装膜と素地の金属光沢との調和を考慮して例
えばカラー塗装→焼付→クリア塗装→焼付の処理を施ず
２コート２べ一り塗装法を採用することが好ましい。

なお、上記第２１ラスト加工工程と塗装工程との間に、
ディスクホイールとして必要な取付はボルト嵌合穴等を
形成する機械加工工程を設けることもできる。

［作用］本発明のディスクホイールの製造方法は、意匠面の表面
粗さがＲ７３５μｍ以下でおるディスクホイール成形体
を鋳造工程により得、このディスクホイール成形体の意
匠面に粒径０．２〜０．３ｍｍの投射材を投射速度４０
〜５０ｍ／秒で投射する第１ブラスト加工処理により、
該意匠面の表面粗さをＲｚ３５μｍより低下させること
なく、該意匠面上に存在する鋳造欠陥及び離型剤等を除
去する。続いて、該意匠面に粒径０．１〜０．　１５ｍ
ｍの研磨材を投射速度１００〜１５０ｍ／秒で投射する
第２１ラスト加工処理を施すことにより、該意匠面の表
面粗さを塗装後の要求光沢度及び塗装方法から必要とさ
れる表面粗さ以下に調整する。そして、この第２ブラス
ト加工処理の施された意匠面を上記塗装方法により塗装
することにより、上記要求光沢度を右する意匠面とする
ことができる。

［実施例］以下、本発明のディスクホイールの製造方法の具体的な
実施例を説明する。

本実施例の製造方法は、その工程図を第１図に示すよう
に、鋳造工程と、第１ブラスト加工工程と、第２ブラス
ト加工工程と、は械加工工程と、塗装工程とからなる。

（鋳造工程）この鋳造工程に使用する鋳造型の断面図を第２図に示す
。この鋳造型は、固定台５１と、固定台５１に装着され
その中心部に低い凸部をもつ固定金型５２と、型締シリ
ンダ（図示せず）に支持されて上下動する可動台５３と
、可動台５３に装着されその中心部に円筒状の凸部をも
つ可動金型５４と、両金型５２．５４間へ円周方向を複
等分する位置から水平方向で移動自在に挿入され、上記
可動台５３に支持されたシリンダ５６のピストンロッド
５７に固定されて油圧によるピストンロッド５７の進退
により水平方向に進退する複数個の中型５５とからなる
。上記固定台５１の中心と固定金型５２の中心とには溶
湯が供給される湯口５８が形成されている。そして、両
金型５２．５４と、閉じられた中型５５とによってキャ
ビティ５９が形成されている。このキャビデイ５９は、
・ディスクホイールの意匠面相当部が湯口５８側になっ
ている。

上記固定台５１と固定金型５２とに形成された湯口５８
から溶湯をキャビティ５９内に射出充填し、固化冷ム［
１後、可動金５３及び中型５５を駆動して型開きを行い
、固化した製品を取出してディスクホイール成形体１を
１ける。

（第１ブラスト加工工程）上記鋳造工程により得られたディスクホイール成形体１
のホイールに装着された状態で表側面となる意匠面２の
表面粗さはＲｚ２μｍである。また、この意匠面２の表
面上には、第３図に意匠面２の表面部の拡大断面図を模
式的に示すように、ブリスター１１及び湯じわ１２、離
型剤１３、及び酸化マグネシウムなどの不純物１／！ｌ
が存在している。

このような鋳造欠陥及び不純物等を除去するため、意匠
面２に第１ブラスト加工処理を施す。この第１ブラスト
加工処理は、第４図にその装置の概要を示すように、イ
ンペラー３の回転により投射される投射材６が回転治具
４に装着されたディスクホイール成形体１の意匠面２に
当り、上記鋳造欠陥及び不純物等を除去する。なあ、投
射材６は飛散防止壁５により外から隔離される。上記投
射材６として平均粒径０．２〜０．３ｍｍの円筒形状の
ＳＵＳカットワイヤーショット粒を使用し、また投射速
度は５０ｍ／秒とした。

（第２ブラスト加工工程）上記第１ブラスト加工工程により意匠面２の表面粗さは
ＲＺ３５μｍ程度に低下している。

そこで、この意匠面２を平滑化するため、第２ブラスト
加工処理を施す。この第２ブラスト加工処理は、その装
置の概要を第５図に示すように、ノズル７より噴射され
る水、圧縮空気及び研磨材８が回転治具４に装着された
ディスクホイール成形体１の意匠面２に当り、研磨材８
により意匠面の表面を平滑化する。なＪ３、研磨材８と
して切刃をもち平均粒径０．１〜０．１５ｍｍのＡｌ２
Ｏ３ショツト粒を使用し、また投射速度は１２０ｍ／秒
とした。

この第２ブラスト加工処理により、意匠面２の表面粗さ
はＲｚ１２μｍ程度となった。

（機械加工工程）次に、ディスクホイールとして必要な機械加工、例えば
車軸への取付ボルト嵌合穴、又はタイヤへの装着部の加
工を行う。

（塗装工程）最後に、上記第２ブラスト加工処理の施された意匠面２
を塗装する。この塗装は、カラー塗装（アクラックＴＡ
４００、アイシン化工（株）製）→焼付（１１０’Ｃ１
１０分〉→クリア塗装（アクラックＴＡ３１０クリア、
アイシン化工（株）製）→焼付（１３０’Ｃ１１５分）
の処理を施す２コｌ〜２ベーク塗装法により行った。な
お、カラー塗装は膜厚１５μｍ以上、クリア塗装は膜厚
２０μｍ以上施した。

以上の本実施例のディスクホイールの製造方法により製
造されたディスクホイールの意匠面２の光沢度は、前述
した第８図に示す測定装置により測定した結果８７グロ
スメータであり、意匠面２は見栄えのよいものとなった
。

また、このディスクホイールは、塗装膜とディスクホイ
ールの意匠面２どの付着力が強化されている。その理由
としては、以下のように考えられる。

上記意匠面２の表面部を模式的に表す拡大断面図を第１
０図に示すように、ディスクホイールの意匠面２は、第
１ブラスト加工処理による大きな陥没部３０と、第２１
ラスト加工処理による小さな凹凸部３１とにより形成さ
れている。このように第１ブラスト加工処理だけによる
陥没部３０、又は第２ブラスト加工処理だけによる凹凸
部３１と比較して、第１及び第２ブラスト加工処理を施
してブラスト加工を複合化することにより、意匠面２と
塗装膜３２との接触面積は増大する。したがって、アン
カー効果にＪ：り塗装膜の付着力が向上する。

［発明の効果］以上詳ｊホしたように、本発明のディスクホイルの製造
方法は、鋳造後の意匠面の表面粗さをＲ７３５μｍより
低下させることなく、鋳造後の意匠面に存在する鋳造欠
陥及び不純物等を第１゛ブラスト加工処理にＪ：り除去
し、続いて第１ブラスト加工処理により粗くなった意匠
面を第２プラス１〜加工処理により平滑化して、塗装前
の意匠面の表面粗さを向上させ、この表１ｍ粗さの向上
した意匠面に塗装を施すことにより、塗装膜の意匠面の
光沢度を向上させることができる。したがって、本発明
の製造方法により製造されたディスクホイルの意匠面の
見栄えは良いものとなる。

また、本発明の製造方法により製造されたディスクホイ
ールの意匠面は、第１ブラスト加工辺埋により大きな陥
没部が形成され、また第２ブラスト加工処理ににり小さ
な凹凸部が形成されているので、意匠面と塗装膜との接
触面積が増大している。したがって、意匠面と塗装膜と
の付着力か向上する。

ざらに、本発明の製造方法では、第１ブラスト加工工程
後の意匠面の表面粗さはＲ７３５μｍ程度に調整されて
いるので、第２１ラスト加工工程で塗装後の意匠面の要
求光沢度から必要とされる表面粗さに調整するのに時間
及びコストがかからず、工業的に対応できる範囲内とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例のディスクホイールの製造方法の８’
！略を示す工程図、第２図は上記実施例の鋳造工程で用
いた鋳造型の概略を示す断面図、第３図は上記鋳造工程
により得られたディスクホイル成形体の意匠面の表面部
を模式的に表す拡大断面図、第４図は上記実施例の第１
ブラスト加工処理を施すのに使用する装置の概要を示す
説明図、第５図は上記実施例の第２ブラスト加工処理を
施すのに使用する装置の概要を示す説明図、第６図は第
１１ラスト処理を行う際のおる浸銅速度にあける投射材
粒径と処理後の表面粗さとの関係を表すグラフ、第７図
は塗装前の表面粗さと塗装後の光沢度との関係を表すグ
ラフ、第８図は意匠面の光沢度を測定する方法を模式的
に表す説明図、第９図は第２ブラスト加工処理の処理時
間と表面粗さとの関係を表すグラフ、第１０図は上記実
施例により製造されたディスクホイールの意匠面の表面
部を模式的に表づ拡大断面図である。１・・・ディスクホイール成形体２・・・意匠面　　　　　３・・・インペラ４・・・回
転治具　　　　５・・・飛散防止壁６・・・投射材　　
　　　７・・・ノズル８・・・研磨材　　　　１１・・
・ブリスタ１２・・・湯じわ　　　　１３・・・離型剤
１４・・・不純物　　　　３０・・・陥没部３１・・・
凹凸部　　　　３２・・・塗装膜特許出願人　　　トヨ
タ自動車株式会社代理人　　　　弁理士　大川　宏第１図第３図第２図第４図第５図投射材粒径第７図（グロスメータ）塗装前表面粗さ史罰ム）第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車両に装着された状態で表側面となる意匠面の表
面粗さがＲｚ３５μｍ以下であるディスクホィール成形
体を鋳造により得る鋳造工程と、該ディスクホィール成
形体の意匠面に粒径０．２〜０．３ｍｍの投射材を投射
スピード４０〜５０ｍ／秒で投射する第１ブラスト加工
工程と、該第１ブラスト加工の施された意匠面に粒径０
．１〜０．１５ｍｍの研磨材を投射スピード１００〜１
５０ｍ／秒で投射する第２ブラスト加工工程と、少なくとも該第２ブラスト加工の施された意匠面を塗装
する塗装工程とからなることを特徴とするディスクホィ
ールの製造方法。