JPH07275794A - 自動車用ホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車用ホイールのデザイン面に良好な被膜
を形成して、デザイン面の凹凸形状の自由度を高める。 【構成】 型成形した金属材料からなる自動車用ホイー
ルであって、そのデザイン面２の表面に被膜３１を有す
る自動車用ホイール素材１の製造方法において、自動車
用ホイール素材１のうち少なくとも前記デザイン面２を
含む領域に液体ホーニング加工を行ない、その後、少な
くとも前記デザイン面２を含む領域の表面に被膜３１の
形成を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用ホイールの
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車用ホイールは、自動車の外観を構
成するので、ホイールのデザイン面の外観は商品価値の
面で極めて重視されるものである。

【０００３】そのため、従来から鋳造あるいは鍛造等の
型成形によりそのデザイン面に各種形状の凹凸を形成す
ることによって、そのデザイン的特徴がその商品性に密
着したものとなっている。

【０００４】また、このような自動車用ホイールにおい
ては、このように種々の凹凸形状に形成されたデザイン
面を保護するとともにその美感を高めるために、このデ
ザイン面を含む領域の表面に塗料等による被膜を形成す
ることが行なわれている。

【０００５】ところで、前記のように鋳造等により形成
された自動車用ホイール素材の表面に被膜を形成する場
合、自動車用ホイール素材の表面を滑らかな状態とした
うえで被膜を形成することにより仕上がりの良好な被膜
を得ることができる。

【０００６】そのため、従来の自動車用ホイールの製造
方法においては、鋳造等により得られた自動車用ホイー
ル素材のデザイン面を含む領域を研摩布紙を用いて研摩
して表面を滑らかにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
研摩布紙を用いて行なう研摩作業による場合、滑らかに
仕上げることのできる表面はその凹凸の程度が比較的浅
いものに限られ、表面の凹凸の程度が深い場合には表面
を滑らかに仕上げることができず、その研摩作業も困難
である。

【０００８】したがって、従来の自動車用ホイールにお
いては、デザイン面の表面での凹凸はなるべく浅いもの
とされ、あるいはデザイン面の表面での凹凸が深い場合
にはその凹凸の深い部分の表面を滑らかに仕上げること
を省略してそこに形成される被膜の仕上がりをある程度
犠牲にすることとされていた。

【０００９】すなわち、従来の自動車用ホイールの製造
方法においては、良好な被膜を形成することのできるデ
ザイン面での凹凸形状は一定の狭い範囲内に限られてお
り、これによってデザイン面に採用することのできる表
面の凹凸形状の自由度が小さいものであった。

【００１０】この発明は、このような事情に基づいてな
されたもので、この種の自動車用ホイールにおいてその
デザイン面に採用することのできる凹凸形状の自由度を
高めることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、型成形した金属材料からな
る自動車用ホイールであって、そのデザイン面の表面に
被膜を有する自動車用ホイールの製造方法において、前
記自動車用ホイールのうち少なくとも前記デザイン面を
含む領域に液体ホーニング加工を行ない、その後、少な
くとも前記デザイン面を含む領域の表面に被膜形成を行
なうことを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、従来研磨布紙に
より行なっていたデザイン面の研摩作業を液体ホーニン
グ加工で行なうので、滑らかに仕上げることのできるデ
ザイン面の表面での凹凸の限度が広く、従来より広い範
囲の凹凸形状に対して良好な被膜を形成することができ
るので、デザイン面に採用することのできる凹凸形状の
自由度が高まる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に示す実施例によりこの発明を説
明するが、この実施例はアルミニウム合金製の鋳造品で
ある自動車用ホイールについて本願技術を適用するもの
である。なお、この明細書において、デザイン面とは自
動車用ホイールを自動車に装着した場合に、車体の外側
に向き，自動車の外観の一部を構成する面のことであ
る。

【００１４】この実施例の自動車用ホイールの製造方法
の全体は、図１に示すとおりである。

【００１５】型成形品としての自動車用ホイール素材１
は、所要の形状に形成された鋳型内にアルミニウム合金
（例えば、AC4CH）の溶湯を注湯することによって鋳造
される。

【００１６】この実施例でこのようにして得られる自動
車用ホイール素材１においては、デザイン面２にスポー
ク部３，透孔４，ハブ部５およびリム部６等により多数
の凹凸が形成される（図３，４参照）。

【００１７】前記のように鋳造された自動車用ホイール
素材１を鋳型から取り出し、その湯口や鋳ばり等を除去
する鋳造品仕上げを行なって、自動車用ホイール素材１
を得る。

【００１８】このようにして得られた自動車用ホイール
素材１は、この後、例えば溶体化処理および時効処理等
のため所要の熱処理を行なう。

【００１９】この実施例においては、この熱処理の後、
自動車用ホイール素材１は液体ホーニング工程に移行さ
れる。

【００２０】この液体ホーニング工程においては、主に
自動車用ホイール素材１のデザイン面２について液体ホ
ーニング加工を行う。

【００２１】この液体ホーニング工程は、鋳造に伴って
形成された黒皮部や前記熱処理に伴って形成されたスケ
ールを除去してデザイン面２を清浄にするとともに、後
述の被膜形成の下地としての良好な表面あらさの滑らか
な仕上げ面を得ることを目指すものである。

【００２２】この液体ホーニング工程は、例えば図２に
示す液体ホーニング装置４１を用いて前記自動車用ホイ
ール素材１に行なわれる。

【００２３】液体ホーニング装置４１の加工室４２内に
は、ロータリテーブル４３と噴射ノズル４４とが設置さ
れており、前記ロータリテーブル４３上には前記自動車
用ホイール素材１がデザイン面２を上向きにして取り付
けられている。

【００２４】そして、前記ロータリテーブル４３の下方
には、ホッパ４５が設置されており、このホッパ４５内
には、所要の粒径（例えば、50〜250メッシュ）に調整
された，ガラスビーズを混入した水が研摩用混合物Ｍと
して供給されている。

【００２５】なお、前記ガラスビーズのような粒子形状
が丸みを帯びたいわゆる球状研摩剤に限らず、アランダ
ムけい石粉末，金剛砂，鉄粉等その他の素材からなりそ
の粒子形状が多角形状である研摩剤を用いることとして
もよい。

【００２６】前記のホッパ４５は噴射ノズル４４から噴
射された研摩用混合物Ｍを回収する機能をも有するもの
であるので、前記研摩用混合物Ｍは、サイクロン４６に
導かれ、ここで破砕された微粉状のガラスビーズを排風
機４７でバッグフィルタ４８に排除して再使用の可能な
ガラスビーズと水のみが下部の研摩剤供給部４６ａに供
給される。

【００２７】そして、図外の圧縮空気源からの圧縮空気
が、エアフィルタ４９を経て噴射ノズル４４に供給され
るようになっており、前記研摩剤供給部４６ａには、図
外の圧縮空気源からの圧縮空気の一部が比較的低圧に調
整されて供給され、この圧縮空気により前記研摩剤供給
部４６ａの研摩用混合物Ｍを予備的に加速しながら噴射
ノズル４４に供給するようになっている。

【００２８】このようにして噴射ノズル４４に達した研
摩用混合物Ｍは、前記エアフィルタ４８側から直接供給
された例えば6kg/cm²の圧縮空気でさらに加速し、噴射
ノズル４４から前記ロータリテーブル４３上に設置され
た自動車用ホイール素材１のデザイン面２に吹き付けら
れる。

【００２９】例えば、図３，４において、Ｒは噴射ノズ
ル４４からの研摩用混合物Ｍの吹付領域を示し、噴射ノ
ズル４４は図４に示すようにロータリテーブル４３上の
自動車用ホイール素材１に対する位置および指向方向の
調整が自由に行えるようになっている。

【００３０】したがって、前記ロータリテーブル４３の
回転変位と前記噴射ノズル４４の位置および指向方向の
調整により、前記自動車用ホイール素材１のデザイン面
２の全域を含む領域に対して研摩用混合物Ｍをまんべん
なく吹き付けることができる。

【００３１】これによって、前記デザイン面２の表面
は、研摩用混合物Ｍによるピーニング作用および研削作
用を受け、黒皮部および熱処理によるスケールが除去さ
れる。

【００３２】この実施例の液体ホーニング加工のよう
に、ガラスビーズを用いると、デザイン面２における微
視的な凸部が効果的に除去され、デザイン面２は光沢の
ある滑らかな仕上げ面とすることができ、この表面仕上
げは従来の研摩布紙によるものに較べて効率が良好であ
り、加工の自動化をすすめることが容易である。

【００３３】そのうえ、デザイン面２の表面の凹凸形状
に対しては、前記噴射ノズル４４からの研摩用混合物Ｍ
の吹き付け方向を適宜に指向させることによって、例え
ば透孔４側に向いた前記スポーク部３の側面等の凹部を
深くまで容易に仕上げることができる。

【００３４】また、前記デザイン面２のスポーク部３と
リム部６とが断面における曲率半径の小さな接続面を介
して接続されている場合にも、その接続面を前記研摩用
混合物Ｍにより良好に研摩することが容易である。

【００３５】このように、液体ホーニング加工により行
うデザイン面２の下地調整は、前記デザイン面２におけ
る表面の凹凸形状の如何に影響されにくく比較的自由に
行うことができる。

【００３６】この実施例においては液体ホーニング加工
によるデザイン面２を含む領域の下地調整が行なわれた
後、自動車用ホイール素材１は、機械加工工程において
所要部分の機械加工が行なわれ、自動車用ホイール素材
１としての正確な所定の形状に形成される。

【００３７】この後、このようにして下地の調整された
自動車用ホイール素材１のデザイン面２を含む領域に
は、次のような被膜形成工程が行なわれ、図５に示す透
明被膜３１が形成される。

【００３８】この実施例において、被膜形成工程に用い
る被覆組成物は、シリカ−オルガノシラン系の無機−有
機複合系塗料であり、無機質材料を主成分とし、分散液
とアクリル樹脂と界面活性剤とを含有するものである。

【００３９】この被覆組成物の分散液は、被覆組成物の
固形分の総量に対し、20〜60重量％のコロイド状シリカ
と、20〜60重量％のオルガノアルコキシシランの部分加
水分解縮合物からなるものである。

【００４０】また、この被覆組成物のアクリル樹脂は、
被覆組成物の固形分の総量に対し、5〜40重量％の不飽
和エチレン性単量体の重合体または共重合体と、150〜5
50重量％のグリコール誘導体を必須とする溶剤とからな
るものであり、この溶剤はメタノール等の低級脂肪族ア
ルコールに10重量％以上のグリコール誘導体が含有され
たものである。

【００４１】そして、被覆組成物の界面活性剤はノニオ
ン系の界面活性剤が添加されている。

【００４２】なお、この被覆組成物には、この他必要に
応じて、増粘剤，消泡剤や染料等を適宜添加してもよ
い。

【００４３】この被覆組成物において、前記各組成成分
が配合され，また前記の配合割合としてあるのは次のよ
うな理由のためである。

【００４４】すなわち、前記コロイド状シリカの配合割
合が20〜60重量％とされているのは、20重量％より小さ
いと形成される透明被膜３１の硬度が低下し、60重量％
より大きいと透明被膜３１の耐衝撃性が低下するからで
ある。

【００４５】前記オルガノアルコキシシランの部分加水
分解縮合物の配合割合が20〜60重量％とされているの
は、20重量％より小さいと透明被膜３１の密着性が低下
し、60重量％より大きいと透明被膜３１の耐衝撃性が低
下するからである。

【００４６】前記不飽和エチレン性単量体または共重合
体の配合割合が5〜40重量％とされているのは、5重量％
より小さいと20μｍを越える透明被膜３１の形成が困難
であり、熱収縮等によるクラックが発生しやすく、耐衝
撃性や防食性が低下するからである。また、40重量％よ
り大きいと透明被膜３１の硬度が低下し、耐擦傷性や耐
汚染性が低下するからである。

【００４７】メタノール等の低級脂肪族アルコールに10
重量％以上のグリコール誘導体を含有させた溶媒を用い
るのは、透明被膜３１の保存安定性を高め、被膜の形成
作業性と形成された透明被膜３１の外観を良好にするた
めである。

【００４８】界面活性剤としてノニオン系界面活性剤を
用いるのは、透明被膜３１の保存安定性が良好であるか
らである。

【００４９】このような被覆組成物を用いてのデザイン
面２上への透明被膜３１の形成は、スプレー塗装等の通
常の方法により行なわれ、デザイン面２の深い凹部内に
も概ね均一に被覆組成物を塗着することができる。

【００５０】なお、この被覆組成物の前記デザイン面２
への塗着に際して、前記被覆組成物のデザイン面２への
密着性が優れているので、デザイン面２を清浄にしてお
けばプライマリ処理は不要である。

【００５１】被覆組成物をデザイン面２上に施した後、
自動車用ホイール１を乾燥炉等で、100〜200℃で10〜20
分程度加熱して被覆組成物を乾燥硬化させ、透明被膜３
１が得られる。

【００５２】このようにして形成されたデザイン面２上
の透明被膜３１は、優れた透明度と、デザイン面２への
良好な密着性を有するとともに、高い耐衝撃性と耐擦傷
性とを有するものである。そのため、この実施例の自動
車用ホイール１のデザイン面２上の透明被膜３１は、従
来の膜厚より薄く，例えば10μｍ程度に形成しても、十
分にデザイン面２を損傷から保護することができる。

【００５３】このことから、透明被膜３１の膜厚を薄く
することにより、透明被膜３１の透明度が従来より一層
良好な状態となる。

【００５４】そして、前記デザイン面２はガラスビーズ
を用いた液体ホーニング加工が施されたものであるの
で、そのデザイン面２自体が光沢を有し金属光沢に富ん
だ外観となるので、透明被膜によりいわゆるシルバー塗
装に準じた外観を呈することができる。

【００５５】また、この透明被膜３１は耐食性と密着性
が良好であるので、デザイン面２に錆を生じにくく、当
初の光沢を長期に渡って維持することができ、耐汚染性
も良好であることから、この透明被膜３１の表面に付着
した汚れを容易におとすことができ、簡単に光沢を回復
することができる利点もある。

【００５６】なお、前記透明被膜３１は、有機系塗料を
用いて形成させることとしてもよいが、いわゆる無機質
塗料や無機質材料を主成分とする被覆組成物を用いるこ
とによりアルミニウム合金製自動車用ホイールでの糸錆
の発生を防止できる利点がある。

【００５７】以上説明したように、この実施例において
は、デザイン面２上に透明被膜を形成したものである
が、これに限らず、顔料を添加した被覆組成物等を用い
て不透明な被膜を形成してもよいことはいうまでもな
い。

【００５８】そして、この実施例においては、アルミニ
ウム合金製鋳造品を実施対象とし、そのデザイン面２の
下地調整として液体ホーニング加工工程を熱処理工程の
後に行なったものであるが、本願の液体ホーニング加工
工程は前記図２に示す自動車用ホイールの製造工程にお
いて、前記熱処理工程前に行い，あるいは機械加工工程
中またはその後に行なうこととしてもよい。

【００５９】液体ホーニング加工工程を熱処理工程前に
行なった場合には、液体ホーニング加工の完了したデザ
イン面２上に熱処理による薄いスケールが形成される
が、この場合にはデザイン面２上に不透明被膜を形成さ
せることとすれば外観上の不都合はなく、そのスケール
上への被膜の付着性等の面でも支障はない。

【００６０】また、液体ホーニング加工工程を機械加工
工程中またはその後に行なう場合には、機械加工の完了
部分に対しても液体ホーニング加工がなされることとな
るが、これが問題となる場合には、その部分にマスキン
グを施しておけば何等支障を生じない。

【００６１】そして、本願発明は、前記のようにデザイ
ン面２に限らず、デザイン面２を含む広い領域に対して
実施することとしてもよく、鋳造品のみならず鍛造品か
らなる自動車用ホイールであっても同様に実施すること
ができる。

【００６２】さらに、対象品の材料は、アルミニウム合
金に限らず、銅合金やその他鏡面仕上げの対象となる金
属材料であれば同様に実施することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、従来研磨布紙により行なっていたデザイン
面の研摩作業を液体ホーニング加工で行なうので、滑ら
かに仕上げることのできるデザイン面の表面での凹凸の
限度が広いので、従来より広い範囲の凹凸形状に対して
良好な被膜を形成することができ、デザイン面に採用す
ることのできる凹凸形状の自由度が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車用ホイールの製造工程図である。

【図２】液体ホーニング装置の概略説明図である。

【図３】自動車用ホイール素材の平面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】透明被膜の形成されたデザイン面の断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｍ 研摩用混合物 １ 自動車用ホイール素材 ２ デザイン面 ３１ 透明被膜 ４１ 液体ホーニング装置 ４４ 噴射ノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型成形した金属材料からなる自動車用ホ
   イールであって、そのデザイン面の表面に被膜を有する
   自動車用ホイールの製造方法において、 前記自動車用ホイールのうち少なくとも前記デザイン面
   を含む領域に液体ホーニング加工を行ない、その後、少
   なくとも前記デザイン面を含む領域の表面に被膜形成を
   行なうことを特徴とする自動車用ホイールの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動車用ホイールの製造
   方法において、前記自動車用ホイール素材を鋳造にて形
   成して鋳放し状態のデザイン面に前記液体ホーニング加
   工を行なうことを特徴とする自動車用ホイールの製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の自動車用ホイールの製造
   方法において、前記自動車用ホイール素材に所要の熱処
   理を施した後、その自動車用ホイール素材のデザイン面
   に前記液体ホーニング加工を行なうことを特徴とする自
   動車用ホイールの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の自
   動車用ホイールの製造方法において、前記液体ホーニン
   グ加工にガラスビーズからなる研摩剤を用いるととも
   に、前記デザイン面に形成する被膜を透明被膜としたこ
   とを特徴とする自動車用ホイールの製造方法。