JPH10236103A - 車輌用マグネシウム合金製ホイール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネシウム合金製ホイールの車輌へ装着時
において、水や塩水などの媒質がホイール内に浸入する
ことで腐食が発生してホイールの耐久性を低下させるこ
とがないホイールを提供すること。 【解決手段】 ハブ孔１７を含むセンター孔５０に防水
構造を施すことで解決を図ったもので、センター孔に通
じる部材にシーリング材を設けたり、ハブフランジ２及
びハブ４へのホイール取着時の接触腐食を防止するため
のライナー５３を設けたりする。ライナーにはそのボス
部２０の周面にシーリング材として弾性リング２１を嵌
装している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム合金
製ホイールの構造に関し、詳しくは腐食を防止するため
の構造を備えたホイールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車輌用ホイールは、車輌の操縦安定性や
走行性能の向上を追求して著しい軽量化が行われ、近年
ではアルミニウム合金製ホイールが主流であり、乗用車
におけるアルミニウム合金製ホーイルの装着率は５０％
近い勢いである。軽合金製ホイールの製造技術面では鍛
造と鋳造に大別されるが、ホイールの重量と剛性におい
ては鍛造の方が優位にたっている。一方、軽合金の材質
においては、原材料の価格、ホイールとしての加工の難
易度及び保守などの面からアルミニウム合金が優れてい
るとはいえ、原材料の比重を比較するとマグネシウムは
１．７４、アルミニウムは２．７０であり、マグネシウ
ムはアルミニウムの約６４％である。マグネシウムは実
用金属中、最も軽量であるが、更に重要なことは同一重
量あたりの強さと剛性が大きいことである。即ち、マグ
ネシウム合金は比強度（抗張力／比重）、比耐力（耐力
／比重）が優れている。従ってこれらは部材の重量に制
限があって、強度、剛性を向上させたい場合はきわめて
有効である。

【０００３】しかしながら、マグネシウム合金がホイー
ル用として未だ主流になり得ない理由は、一つに原材料
の価格差であり、加工面では延展性に難があり、特に鍛
造、鋳造工程では特段の技術を要する。更にマグネシウ
ムの実用化を妨げる最大の要因は、耐食性が低いという
ことである。標準単極電位は、マグネシウムは−２．３
７、アルミニウムは−１．６６であり、水や塩水などの
媒質中では折出しやすい金属であることを示している。
ちなみに鉄のそれは−０．４４である。更に防蝕技術の
分野では、一つの金属を保護するためにマグネシウム金
属を併置することで接触電位差を利用しマグネシウムを
正の電極として用い溶出させ、他の金属を保護するよう
にしている。このような事情からマグネシウムを素材と
する製品の表面処理は重要であり、化学的処理（各種ク
ロム酸処理など）や電気化学的処理（各種陽極酸化処理
など）が行われている。

【０００４】そこで、マグネシウム合金と他の金属を合
体するような構造においては、これら金属が直接接触し
ないような工夫が必要である。車輌用ホイールは、車輌
側に設けられた鉄製のハブフランジ及び該フランジ面に
設けたハブと取付けボルトに装填されホイールナットで
固定されるので、マグネシウム合金製ホイールの場合は
鉄と接触する部分が生じることになる。接触する部分全
面は、電気的に絶縁するかマグネシウムとの接触電位差
の小さい材料を選択して用いるべきであるが、従来はホ
イール側への塗装で対応しているのみで完全とは云えな
い。実用する環境が乾燥した空気のみに触れる場合は塗
装のみでも特に問題が生じないのであるが、水や塩水な
どの通電性のある液体が介在する場合は、この液体が媒
質となって異種金属間の接触腐食が発生する。車輌用ホ
イールについては冬期における凍結防止剤である塩化カ
ルシウムなどが散布された道路の走行や、更に走行の際
のセンター孔の外方部から浸入した塩分を含む水などが
ホイールの構造上排出されることがなく、長期間センタ
ー孔内に溜まることになるなど、各種媒質に影響される
過酷な使用条件下に曝されるから耐久性が大幅に低下す
る。従ってこれら諸問題を解決すべく前記各種媒質の滞
溜を排除しうる構造が要求されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、マグネシウム合金製ホイールの車輌への装着時にお
いて、水や塩水などの各媒質がホイール内に浸入しない
ようにした構成のものと、ホイールと他の金属との接触
部分の異種金属接触腐食を防止することができるものを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、マグネシウム
合金製ホイールのハブ孔を含むセンター孔を防水構造に
するために前記孔に通じる部材間にシーリング材を配設
する。

【０００７】また、車輌のハブに対するリング材をホイ
ールハブ孔に設け、該リング材の内外周面にシーリング
材を環装することでも防水することができる。

【０００８】また、車輌のハブフランジ及びハブとホイ
ールに対しての接触腐食を防止するためのライナーをハ
ブ孔に付設し、ライナーの材質にマグネシウムと電位差
の少ない材質を選定するかメッキや溶射などの手段でラ
イナーを被膜してもよい。

【０００９】前記ライナーの構造は、車輌のハブ外径に
合致した孔径とホイールのハブ孔径に合致した外径を有
するボス部又は複数のつめ部を一体に構成する。

【００１０】そして、前記ハブ孔に嵌合するボス部の周
面に防水のためのシールリング材を装備する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（ａ）においては、本発明の
マグネシウム合金製ホイール（以下ホイールという）の
ディスク部７の中央部の断面図であり、車軸３のハブフ
ランジ２に取り付けた状態を示している。なお、一点鎖
線で囲まれたＥ，Ｆ部を拡大して同図（ｂ）、（ｃ）に
示す。ホイール１はハブフランジ２の中心部に突出して
いるハブ４を基準にハブフランジ２に植え込まれている
取付ボルト（複数個所）５とホイールナット６によりア
ルミ合金製のインサートブッシュ３２を介して車軸３に
固定される。カバー８及びナット９と、ねじブッシュ１
０は、一体に構成されており、ねじブッシュ１０に設け
られたねじ１１によりディスク部７の中央部に固定する
ことができる。また、ハブ孔１７に連なるセンター孔５
０を形成するボス２３とねじブッシュ１０の成す間隙５
１をシールするためのシールリング５２が設けられてい
る。シールリング５２はナット９と一体のねじ１１を締
めることにより圧縮されるようにボス２３とねじブッシ
ュ１０の周面にそれぞれ段差を設けている。このシール
リング５２によりホイール１の外周面からハブ孔１７に
至る迄の経路の防水は完全に行うことができる。

【００１２】一方ホイール１の車軸３への取付面１８は
車軸３のハブフランジ２に対して、またハブ孔１７はハ
ブ４に対してそれぞれライナー５３を介在させることで
物理的に絶縁されている。ライナー５３はプレート１９
とボス部２０が一体に構成されており、ボス部２０の外
周面には弾性リング２１を保持する溝２２が設けられて
いる。この弾性リング２１の機能はホイール１を車軸３
に取り付けるとき、予めプレート１９のボス部２０をハ
ブ孔１７に挿入して、弾性リング２１の弾性を利用しプ
レート１９をハブ孔１７で保持し、プレート１９がホイ
ール１から脱落するのを防止することにある。弾性リン
グ２１が溝２２に装着された状態では、ボス部２０の径
Ｄ₁より０．２〜０．５ｍｍ程度大きくなるよう設定
し、ハブ孔１７に挿入されたとき、圧縮されてボス部２
０がハブ孔１７から脱落するのを防止することになる。
ライナー５３の材質はマグネシウムとの電位差が小さい
材質や被膜を施した形態のものを用いるが本例ではアル
ミニウム材を用いている。なお、上記各部材の外郭が重
複するため図４に組付け前の状態を図１（ａ）の符号を
付して示した。

【００１３】弾性リング２１の材質は本発明では耐熱性
を有するシリコン系のゴムリングを用いたが、他に弾性
を有する熱硬化性のプラスチックやマグネシウムとの電
位差の少ないベリリウム合金、アルミ合金も使用可能で
あり更には、鉄系の材質であってもその表面が亜鉛やベ
リリウム、カドミウム、アルミニウムなどマグネシウム
との電位差の少ない金属のメッキ又は溶射などにより被
膜されていれば用いることができる。なお、弾性リング
２１をボス部２０の外周面に設けた溝２２に装着した
が、図４に示すハブ孔１７周面に同様の溝を設けて装着
しても目的を達成しうるものである。

【００１４】次に別の実施形態について説明する。図２
（ａ）はディスク中央部に装着するナットやカバーの構
成が異なった例を示している。なお、細部を明確にする
ため一点鎖線で囲まれた部分に記号Ｇ、Ｈ、Ｉを付しそ
れぞれ拡大図を（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）に示
す。ホイール１ａのディスク７ａの中央部にはカバー８
ａが設けられ、ナット９ａに固定されたねじブッシュ１
０ａ、ねじ１１ａによりホイール１ａに固定されてい
る。ディスク７ａの中央に位置するキャップ（オーナメ
ント）１２ａはナット９ａに固定されているが、その外
周面は図２（ｂ）に示すように、ゴムなどの弾性を有す
るシールリング小１３により外部からの水の浸入を防止
している。ディスク７ａがカバー８ａの外周縁部と接す
る面には環状に溝１５が設けられており、その中にはシ
ールリング大１６が装着されている。この部分拡大して
図２（ｃ）に示す。ナット９ａがねじ１１ａにより矢印
Ａの方向に締め込まれるとカバー８ａはパッキング１４
を介して矢印Ａ方向に移動し、シールリング大１６は圧
縮されてカバー８ａの外周縁部から水の浸入を防止す
る。シールリング大１６とシールリング小１３の材質は
弾性と耐熱性を備えたゴムあるいはプラスチックが望ま
しい。本例ではシリコン系ゴムを使用した。また上述し
たように、ディスク７ａに環状の溝１５を設けてその溝
にシールリング大１６をゴム系の接着剤で接合したが、
特別に環状の溝１５を設けずカバー８ａかディスク７ａ
にシールリング大１６を接着剤で接合することでも目的
を達成することができる。以上説明したような実施例の
構成によってホイール１ａにおけるディスク７ａの表面
からハブ孔１７及びセンタ孔５０への水の浸入路を絶つ
ことができる。また、拡大図（ｄ）に示すよいにセンタ
ー孔５０を形成するボス２３ａの凸部上面に溝２５を環
状に設けてシールリング２４を装着することでもカバー
８ａからの水の浸入を防止できる。更に、同部分の別の
構成を図２（ｅ）に示した。ボス２３ａの凸部面に面取
りを行って、該凸部面にシールリング２４ａを設けたも
のである。この場合カバー８ｂの内周縁部は、屈曲部８
Ｃを有し締め込みの後矢印Ａの方向に移動してシールリ
ングを圧縮し水密性をもたらすことになる。屈曲部が僅
かながら弾性を有してシールリングになじみやすい。

【００１５】更に、図３（ａ）に別の実施態様を示し
た。この方法はホイール１ｂのディスク中央部にカバー
類を設けずに、ディスクの中央部に直接キャップ（オー
ナメント）２６を取り付ける形式のものである。ディス
ク２７とキャップ２６との接合面にシールリング２８を
設けている。細部を明確にするために一点鎖線で囲まれ
た部分に符号Ｊ、Ｋ、Ｌを付しそれぞれの拡大図をｂ、
ｃ、ｄ及びｅに示す。溝２９はディスク２７側に環状に
設けてシールリング２８を装着する。キャップ２６に一
体に取り付けられている爪３０をディスク２７のキャッ
プセット孔３１に挿入することにより、図３（ａ）の矢
印Ｂ方向にキャップ２６が引き込まれてシールリング２
８を押圧し外部からの水の浸入を防いでいる。本例にお
いても特別に溝２９を設けずに単にゴムリングなどの弾
性を有するシールリング２８を設置するか、あるいはデ
ィスク２７やキャップ２６に接着しておいてもよい。更
に図３の（ｃ）においては、キャップ２６の外周面でシ
ールするところを示す。シールリング３３はディスク２
７側に設けて固定されているが、キャップ２６の外周面
に溝を設けてシールリング３３を装着してもよい。

【００１６】図３（ａ）において、ホイールの取付面の
ハブ孔１７側からの防水には、ハブ径Ｄ₂に合致する内
径を有するリング３４を備えることも必要である。近年
の車輌では、そのフランジ面はいわゆるベタ状でぬすみ
部３５を設けないようにしている。そのためホイール側
のハブ取付面３６もベタ状であれば取付ボルトによりホ
イールが固定された状態ではホイールのハブ孔への水の
浸入はないが、ホイールのハブ取付面３６にぬすみ部３
７が設けられている場合は、リング３４を設けるとよ
い。リング３４はマグネシウムと電位差の少ないアルミ
ニウム材で作成するのが一般的であるが、亜鉛、ベリリ
ウム、カドミウムなどのメッキは溶射された鉄系の材質
でも可能である。拡大図（ｄ）に示すように、リング３
４はその内径側に耐熱性の高いゴム系や熱硬化性プラス
チックのシールリング４０を有しており、また、その外
径側にはホイールハブ孔に設けられたシールリング４１
が密着することでホイール取付面からの水などの浸入を
防止する。なお、リング３４ａの側面にシールリング４
０と４１ａを装着しても同様の効果を得ることができ
る。拡大して（ｅ）に示す。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、マグネシウム合金
製ホイールにおいて、水や塩水などの各媒質の浸入滞留
を確実に防止するほか、電位差の少ない材料をホイール
取付部に介在させることで接触腐食を防止できる結果、
通常目視によるホイールメンテナンスが不可能な所での
腐食を防ぐことができることになり、より耐久性のある
マグネシウム合金製ホイールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のマグネシウム合金製ホイール
の一実施例について、ハブに取り付けた状態を示す断面
図であり、（ｂ）はＥ部の拡大図、（ｃ）はＦ部の拡大
図である。

【図２】（ａ）は本発明のマグネシウム合金製ホイール
の別実施例について、、ハブに取り付けた状態を示す断
面図であり、（ｂ）はＧ部の拡大図、（ｃ）はＨ部の拡
大図、（ｄ）、（ｅ）はＩ部の拡大図である。

【図３】（ａ）は本発明のマグネシウム合金製ホイール
のその他の実施例について、、ハブに取り付けた状態を
示す断面図であり、（ｂ）はＪ部の拡大図、（ｃ）はＫ
部の拡大図、（ｄ）、（ｅ）はＬ部の拡大図である。

【図４】図１の実施例のホイールをハブ組み付け前の状
態を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ,１ｂ ホイール ２ ハブフランジ ４ ハブ ７ ディスク部 １３ シールリング小 １４ パッキング １６ シールリング大 １７ ハブ孔 ２０ ボス部 ２１ 弾性リング ２３，２３ａ ボス ２４，２４ａ,２８,３３，３４，３４ａ,４０ シール
リング ４１,４１ａ シールリング ５０ センター孔 ５２ シールリング ５３ ライナー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハブ孔を含むセンター孔に防水構造を施
   したことを特徴とするマグネシウム合金製ホイール。
2. 【請求項２】 車輌のハブに対するシーリング材を環装
   したリング材を装備してなる請求項１に記載のマグネシ
   ウム合金製ホイール。
3. 【請求項３】 車輌のハブフランジ及びハブに対しての
   接触腐食を防止するためのライナーを備えたマグネシウ
   ム合金製ホイール。
4. 【請求項４】 ライナーが、車輌のハブ外径に合致した
   孔径と、ホイールのハブ孔径に合致した外径を有するボ
   ス部又は複数のつめ部を一体に構成している請求項３に
   記載のマグネシウム合金製ホイール。
5. 【請求項５】 前記ハブ孔に嵌合するボス部の周囲に防
   水のためのシーリング材を装備してなる請求項３又は請
   求項４に記載のマグネシウム合金製ホイール。