(57)【要約】      （修正有）【課題】従来のホイ−ルバランスウエイトのウエイトにはＰｂが用いられているが、Ｐｂには環境保護の面で有害であるという問題があった。【解決手段】ウエイトと結合部材とを備えたホイ−ルバランスウエイトにおいて、ウエイト材質を酸素量５〜８００ｐｐｍに制御した上で、低密度材料としてＳｎ、Ｚｎを選定し、高密度材料としてＷ、ＷＣを選定し、低密度材料と高密度材料との比率が［（Ｗ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ）］の場合では０．１〜０．５に、［ＷＣ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（ＷＣ）］の場合では０．１５〜０．７に、［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ＋ＷＣ）］の場合では０．１〜０．５とする構成とした。    これにより，公害性のあるＰｂを排除した上でＰｂと近似した密度を確保し、低密度材料の効果で低い硬さと低い溶融温度を得て、ホイ−ルバランスウエイトをリム部に配置する際、ホイ−ルに傷を与えることなくリム部に固定できると共に、環境問題を解決することもできる。【選択図】図２
2006046622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車などの車輪に組み込む縁部と結合する結合部と、これに固定されたウエイトとで構成され、前記ウエイトは、５０〜９０重量％のＳｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部が１０〜５０％のＷとからなり、Ｓｎ量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｓｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＳｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイト。
【請求項２】
前記ウエイタ−は、５０〜９０％のＺｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部１０〜５０％のＷが１０〜５０％とからなり、Ｚｎ量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｚｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＺｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイト。
【請求項３】
前記ウエイタトは、５０〜９０重量％の（Ｓｎ＋Ｚｎ），５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷとからなり、ＳｎとＺｎとの合計量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイト。
【請求項４】
前記ウエイトは、３０〜８５のＳｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷＣとからなり、Ｓｎ量に対するＷＣ量の比率［（ＷＣ）／（Ｓｎ）＋（ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＳｎ−Ｏ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイト。
【請求項５】
前記ウエイトは、３０〜８５のＺｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷＣとからなり、Ｚｎ量に対するＷＣ量の比率［（ＷＣ）／（Ｚｎ）＋（ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＺｎ−Ｏ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイト。
【請求項６】
前記ウエイタ−は、３０〜８５％の（Ｓｎ＋Ｚｎ），５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷおよびＷＣの少なくとも一方からなり、ＳｎとＺｎの合計量に対するＷ，ＷＣの少なくとも一方の比率［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ＋ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｗ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイト。
【請求項７】
前記ウエイタ−は、５０〜９０％の（Ｓｎ＋Ｚｎ）でなり、Ｓｎの一部または総てをＺｎで置換したＳｎ，Ｚｎ、（Ｓｎ＋Ｚｎ）と，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷおよびＷＣの少なくとも一方からなり、ＳｎとＺｎの合計量に対するＷ，ＷＣの少なくとも一方の比率［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ＋ＷＣ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｗ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイト。
【請求項８】
前記ウエイトは、補助成分として５％以下のＡｌ，Ｓｉのいずれか１つを含む事を特徴とする請求項１〜６記載のホイ−ルバランスウエイト。
【請求項９】
前記ウエイトは、ＳｎまたはＺｎの一部または総てをＢｉで置換した事を特徴とする請求項１〜８項記載のホイ−ルバランスウエイト。
【請求項１０】
前記ウエイトは、容積％で示したＳｎ，Ｚｎ，Ｗ，ＷＣ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｂｉの合計量に対して、０．３〜１０容積％の合成樹脂や合成ゴムで固化した事を特徴とする請求項１〜９項記載のホイ−ルバランスウエイト。
【請求項１１】
前記ウエイトは、所定量のＳｎ，Ｚｎ，Ｗ，ＷＣの混合粉に対して、１０トン／ｃｍ２以下で加圧固化した事を特徴とする請求項１〜９項記載のホイ−ルバランスウエイト。
【請求項１２】
前記ウエイトの密度は、８．５〜１３ｇｒ／ｃｃとした事を特徴とする請求項１〜１１項記載のホイ−ルバランスウエイト。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
【０００１】    本発明は、自動車，航空機、船舶などの車輪のリム部に取り付けた状態での質量の釣り合いを得るのに設置する錘りの機能を持つウエイトを備えた環境性に優れたホイ−ルバランスウエイトに関する。［背景技術］
【０００２】    車の車輪をそのリム部に組み込んだ状態に於いて、車輪の回転軸方向あるいは周方向に質量に不均一さがあると、走行中の車体は上下振動や騒音を発生したり運転操作上の不都合さなどを招く。これらは車輪の不釣合に起因するものである。ホイ−ルバランスウエイトは、この不釣合をなくすように調整するため、あらかじめ所定の重量や形状に調整したＰｂなどからなる錘りの機能と、このウエイトを車輪に固定するための粘着テ−プやクリップなどからなる結合部材とを一体化したものである。ウエイトを車輪に装着した時には、このウエイトは車輪のリム部の内周面に沿って、湾曲した状態となっている。
【０００３】    そこで従来からこのウエイトには、車輪の湾曲面へのなじみ易さを持っている事、そのために小さな力で簡単に変形させ得る柔らかさを持っている事、所定の空間のなかに納められるよう比重値がなるべく大である事が要求される。クリップ固定方式での結合では、これに用いるバネ材がインサ−ト注型の際に鈍らない（軟化しない）程度のなるべく低い溶融温度値を持ち事が求められている。これらの要求をみたすものとして従来では所定の重量や形状に調整したＰｂ（鉛）、Ｐｂ合金が用いられている。
【０００４】［特許文献１］    特開２００２−５４６８６号公報には、ウエイトとリム部との間に切り欠けを設け、この切り欠けによってクリップ部材の剛性を低下させ、ホイ−ルバランスウエイトへの負荷を低減させる技術が提案されている。    別のウエイトとしては、経済性の利点からＦｅ（鉄）、Ｆｅ合金も用いられている。［特許文献２］    特開２００１−６５６３９号公報には、ウエイトにＦｅ系金属を使用したホイ−ルバランスウエイトにおいて、ウエイトの表面に溝部を設け、ウエイトの曲げ応力を減少させるようにした技術が提案されている。［発明の開示］［発明が解決しようとする課題］
【０００５】    １〜９９％のＳｎ、残部がＺｎ合金からなるウエイトは、硬さ、柔らかさや引張り強さなど機械的性質は、ＦｅよりもはるかにＰｂに近いため、リム内面への優れた装着性（表１、評価結果参照）を持ち、特開２００２−５４６８６号のような繁雑な切り欠けを設ける必要がない。    ホイ−ルバランスウエイトにおけるＰｂは、車輪の質量のアンバランスを補正するだけの機能を持つのみであって、車輪の腐食の進行を緩和する機能がない。更にＰｂには、その溶解時に放出される廃ガス（Ｐｂのヒュ−ム）処理の為の環境対策投資費が多大となる。溶解時のみならず破棄時にも環境への負荷が大きく環境保護対策の観点からウエイトのＰｂレス化が重要な課題となっている。本願のウエイトにはＰｂの含有がない。
【０００６】    他方のＦｅ製のウエイトでは、Ｐｂよりも高硬度のため、これをリム部に取り付ける際（ハンマ−で打ち込む）に車輪を傷つけてしまう問題や、同じく高硬度のために車輪の湾曲部へなじませる時になじみ難くなじみ性の問題、防錆の問題などが課題となっている。特開２００１−６５６３９号は、ウエイトとしてＦｅを使用しているため、上記の欠点を持つが、本願のウエイトは１〜９９％Ｓｎ、残部がＺｎ合金で構成しＦｅを対象としていないので、上記の問題点はない。
【０００７】    本発明は、従来例が持つ問題を解決しようとするものであり、ウエイトとしてＰｂを含有せず、軟質材としてＳｎ（又はＺｎ）、高密度材としてＷ（又はＷＣ）とを複合化して使用するのを特徴とする。    ホイ−ルバランスウエイトをリム部に取付ける際、車輪の湾曲面になじみ易く、車輪に傷を与えることなく固定でき、かつ環境問題に配慮したホイ−ルバランスウエイトを実現ることを目的とする。［課題を解決するための手段および作用］
【０００８】    本発明のウエイタ−材は、Ｐｂの持つ密度値１１．３（ｇｒ／ｃｃ）と近似させるため、Ｐｂよりも高密度材料であるＷ（１９．３ｇｒ／ｃｃ）、ＷＣ（１５．５ｇｒ／ｃｃ）と、低密度材料であるＳｎ（７．３０ｇｒ／ｃｃ）、Ｚｎ（７．１４ｇｒ／ｃｃ）とを、所定比率合金化あるいは複合化しＰｂレスのウエイタ−材とする。
【０００９】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項１）では、車などの車輪に組み込む縁部と結合する結合部と、これに固定されたウエイトとで構成され、前記ウエイトは、５０〜９０重量％のＳｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部が１０〜５０％のＷとからなり、Ｓｎ量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｓｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＳｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。
【００１０】    （ａ）：すなわち本発明のウエイト材は、酸素量を所定量（５〜８００ｐｐｍ）とした上でＳｎ量とＷ量との比率［（Ｗ）／（Ｓｎ）＋（Ｗ）］を、０．１０〜０．５０としあるので、Ｓｎ−Ｏ−Ｗ合金の密度を特に８．５〜１３ｇｒ／ｃｃとする事が出来る。この値は、Ｐｂの持つ密度値１１．３ｇｒ／ｃｃと近似している事から、Ｐｂ製ウエイト材の代替材として容易に代替出来るという重要な特徴を持つ。    更に、Ｗ部分を除いたＳｎ部分は約２３２℃の溶融温度を持ち、Ｐｂの溶融温度（３２７℃）と比較して、約１００℃以内の温度差にあり、作業上好ましい低い溶融温度を持ち、Ｐｂ製ウエイト材の代替材として有益である。
【００１１】    Ｓｎ−Ｏ−Ｗ合金においてＳｎ量が１０％未満では、相対的にＷ量が多いこととなりウエイトの硬さの高硬度化を招き、リム部に取り付ける際に車輪を傷つけたり、同じく高硬度のために車輪の湾曲部へなじませる時のなじみ性が劣ったりする欠点を示し好ましくない。    Ｓｎ−Ｏ−Ｗ合金においてＳｎ量が５０％以上では、Ｓｎ部分の硬さや溶融温度は好ましいものの、密度が所定の好ましい密度範囲を確保出来ず、ウエイトの容積が過大とせざるを得なくなる欠点を示し好ましくない。
【００１２】    ＳｎとＷとを前記所定比率に合金化（ＳｎとＷとを焼結法や溶浸法など加熱によって製造し合金を得る）したり、複合化（ＳｎとＷとを混合後、所定比率の合成ゴムや合成樹脂によって結合させ製造し複合体を得る）したので、合金化後あるいは複合化後の密度は、１００％ＷよりもＰｂに近似する。またＷを除いた所定量のＳｎ部分は、Ｐｂと同程度の硬度を持つことから、車輪の湾曲部になじみ易く、車輪を傷つける事なく、かつ小さな力で固定出来、Ｐｂ製のウエイト材の代替材として有益である。
【００１３】    ＳｎとＷとの合金化、複合化の方法は、所定量のＳｎとＷとの混合粉末を得た後、Ｓｎの溶融温度以下に加熱しＳｎとＷを焼結する方法、Ｗの骨格（スケルトン）を作りその空隙にＳｎの溶融温度以上に加熱しＳｎを溶浸する方法、ＳｎとＷとの混合粉末あるいは塊を合成樹脂で固化する方法、ＳｎとＷとの混合粉末あるいは塊を合成ゴムで固化する方法などを用いる。
【００１４】    （ｂ）：本発明のウエイト材質は、酸素量を５〜８００ｐｐｍとしたことによって、品質的のみならず経済的にも好ましいウエイト材となる。    すなわち、酸素を８００ｐｐｍ以下含むＳｎ部分の硬度は、Ｐｂと同程度の硬度を持つことから、車輪の湾曲面へのなじみ性が良く、車輪に傷を与えることなく、かつ小さな力で固定出来、Ｐｂ製のウエイト材の代替材料として有益である。    特に酸素量を５〜８００ｐｐｍとした場合には、ウエイトの表面層近傍もしくは表面露出しているＳｎに対して、その極く表層部分に安定な被膜を形成に寄与し、使用中の環境雰囲気から受ける腐食の進展を軽減し、ウエイトの安定化に有益である。
【００１５】    しかし酸素量が５ｐｐｍ未満の場合には、前記安定な被膜の形成が得難い上に、品質的には利用可能であるが、しかし酸素量を５ｐｐｍ未満に低減するには、帯溶融装置を使用するなどの特別な設備を必要とし、経済性の点で不利となる。    酸素量が８００ｐｐｍを越える場合には、ウエイトとした後のＳｎとＷとに結合力の低下が見られ、Ｗの脱落や合金自体の脆弱性を招く。またガスはウエイト材内部で空孔として残存したり、組成分布の不均一の原因となり、ＳｎとＷとの比率が所定の好ましい範囲にあっても、ウエイトとして使用した時に質量にアンバランスが見られ、走行中の車体の振動や騒音の原因となり好ましくない。
【００１６】    酸素量を８００ｐｐｍ以下とする技術は、原料となるＳｎ，Ｗの混合または焼結、溶解前の脱ガス処理、焼結、溶解時に使用する容器の脱ガス処理を行う。溶解法では溶湯を流し込む鋳型も同様に脱ガス処理をしておくと共に、溶解中の雰囲気も例えばアルゴン、窒素、水素、真空などの非酸化性雰囲気中で行う。あるいは溶湯面の酸素を遮断するフラックス（たとえばロジン系樹脂）で覆うなどの低酸素化を図る。
【００１７】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項２）では、前記ウエイタ−は、５０〜９０％のＺｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部１０〜５０％のＷが１０〜５０％とからなり、Ｚｎ量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｚｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＺｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。
【００１８】    すなわち本発明のウエイトは、酸素量を所定量（５〜８００ｐｐｍ）とした上でＺｎ量とＷ量との比率［（Ｗ）／（Ｚｎ）＋（Ｗ）］を、０．１０〜０．５０としあるので、Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金の密度を特に８．５〜１３ｇｒ／ｃｃとする事が出来る。この値は、Ｐｂの持つ密度値１１．３ｇｒ／ｃｃと近似している事から、Ｐｂ製ウエイト材の代替材として容易に代替出来るという重要な特徴を持つ。    更に、Ｗ部分を除いたＺｎ部分は約４２０℃の溶融温度を持ち、Ｐｂの溶融温度（３２７℃）と比較して、約１００℃以内の温度差にあり、作業上好ましい低い溶融温度を持ち、Ｐｂ製ウエイト材の代替材として有益である。
【００１９】    Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金においてＺｎ量が１０％未満では、相対的にＷ量が多いこととなりウエイトの硬さの高硬度化を招き、リム部に取り付ける際に車輪を傷つけたり、同じく高硬度のために車輪の湾曲部へなじませる時のなじみ性が劣ったりする欠点を示し好ましくない。    Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金においてＺｎ量が５０％以上では、Ｚｎ部分の硬さや溶融温度は好ましいものの、密度が所定の好ましい密度範囲を確保出来ず、ウエイトの容積が過大とせざるを得なくなる欠点を示し好ましくない。
【００２０】    ＺｎとＷとを前記所定比率に合金化（ＺｎとＷとを焼結法や溶浸法など加熱によって製造し合金を得る）したり、複合化（ＺｎとＷとを混合後、所定比率の合成ゴムや合成樹脂によって結合させ製造し複合体を得る）したので、合金化後あるいは複合化後の密度は、１００％ＷよりもＰｂに近似する。またＷを除いた所定量のＳｎ部分は、Ｐｂと同程度の硬度を持つことから、車輪の湾曲部になじみ易く、車輪を傷つける事なく、かつ小さな力で固定出来、Ｐｂ製のウエイト材の代替材として有益である。
【００２１】    ＺｎとＷとの合金化、複合化の方法は、前記ＳｎとＷとの場合と同様に行う。
【００２２】    本発明のウエイト材は、酸素量を５〜８００ｐｐｍとしたことによって、品質的のみならず経済的にも好ましいウエイト材となる。    すなわち、酸素を８００ｐｐｍ以下含むＺｎ部分の硬度は、Ｐｂと同程度の硬度を持つことから、車輪の湾曲面へのなじみ性が良く、車輪に傷を与えることなく、かつ小さな力で固定出来、Ｐｂ製のウエイト材の代替材料として有益である。    特に酸素量を５〜８００ｐｐｍとした場合には、ウエイトの表面層近傍もしくは表面露出しているＺｎに対して、その極く表層部分に安定な被膜を形成に寄与し、使用中の環境雰囲気から受ける腐食の進展を軽減し、ウエイトの安定化に有益である。
【００２３】    しかし酸素量が５ｐｐｍ未満の場合には、前記安定な被膜の形成が得難い上に、品質的には利用可能であるが、しかし酸素量を５ｐｐｍ未満に低減するには、帯溶融装置を使用するなどの特別な設備を必要とし、経済性の点で不利となる。    酸素量が８００ｐｐｍを越える場合には、ウエイトとした後のＺｎとＷとに結合力の低下が見られ、Ｗの脱落や合金自体の脆弱性を招く。またガスはウエイト材内部で空孔として残存したり、組成分布の不均一の原因となり、ＺｎとＷとの比率が所定の好ましい範囲にあっても、ウエイトとして使用した時に質量にアンバランスが見られ、走行中の車体の振動や騒音の原因となり好ましくない。
【００２４】    酸素量を８００ｐｐｍ以下とする技術は、前記ＳｎとＷとの場合と同様に行う。
【００２５】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項３）では、前記ウエイタトは、５０〜９０重量％の（Ｓｎ＋Ｚｎ），５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷとからなり、ＳｎとＺｎとの合計量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、請求項１のＳｎの一部をＺｎで、または請求項２のＺｎの一部をＳｎで置換したもので、同等の効果を得る。
【００２６】    なお、ＳｎとＺｎの比率を５５％以上のＳｎとしたＳｎ−Ｚｎ合金では、溶融温度が３５０℃以下となり、Ｐｂの溶融温度（３２７℃）と一層近似してくる。特に３５０℃〜２００℃のごとき中程度の温度および補助成分の添加によって、作業し易い温度である上に、設備的にも得やすい温度であり、５５％以上のＳｎを含有させたＳｎ−Ｚｎ合金への補助成分の添加は、作業性と経済性の観点から一層好ましい。
【００２７】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項４）では、前記ウエイトは、３０〜８５のＳｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷＣとからなり、Ｓｎ量に対するＷＣ量の比率［（ＷＣ）／（Ｓｎ）＋（ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＳｎ−Ｏ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、請求項１のＷの一部または総てをＷＣで置換したもので同等の効果を得る。
【００２８】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項５）では、前記ウエイトは、３０〜８５のＺｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷＣとからなり、Ｚｎ量に対するＷＣ量の比率［（ＷＣ）／（Ｚｎ）＋（ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＺｎ−Ｏ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、請求項２のＷの一部または総てをＷＣで置換したもので同等の効果を得る。
【００２９】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項６）では、前記ウエイタ−は、３０〜８５％の（Ｓｎ＋Ｚｎ），５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷおよびＷＣの少なくとも一方からなり、ＳｎとＺｎの合計量に対するＷ，ＷＣの少なくとも一方の比率［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ＋ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｗ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、請求項３のＷの一部または総てをＷＣで置換したもので同等の効果を得る。なおＷ、ＷＣ、Ｓｎ、Ｚｎなどの各原料をリサイクル材することによって低コスト化したウエイトの製造が可能である。
【００３０】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項８）では、前記ウエイトは、補助成分として５％以下のＡｌ，Ｓｉのいずれか１つを含む事を特徴とする請求項１〜６記載のホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、５％以下のＡｌ，Ｃｕの添加は、Ｓｎ部分、Ｚｎ部分、Ｓｎ・Ｚｎ合金部分の引張り強度を約３〜１０％向上させる結果，ウエイトを車輪に装着する時の作業性を一層改善する。逆に，５％を越えるＡｌ，Ｃｕの添加は、溶融温度を大幅に上げてしまい作業性に対して好ましくない。
【００３１】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項１０）では、前記ウエイトは、容積％で示したＳｎ，Ｚｎ，Ｗ，ＷＣ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｂｉの合計量に対して、０．３〜１０容積％の合成樹脂や合成ゴムで固化した事を特徴とする請求項１〜９項記載のホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、Ｓｎ（Ｚｎ）とＷ（ＷＣ）との一体化に際して、焼結法、溶浸法など加熱を伴わず合成樹脂や合成ゴムで固化する方法での一体化を提供する。Ｓｎ（Ｚｎ）、Ｗ（ＷＣ）、Ａｌ，Ｓｉ，Ｂｉの合計の容積％に対する合成樹脂や合成ゴムの容積％が、０．３容積％未満では十分な結合強さが得られず、使用中にＷ（ＷＣ）の脱落が見られる。１０容積％を越えるとウエイトの容積（大きさ）が増大し、リム部への組込みの上の障害となり好ましくない。
【００３２】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項１１）では、前記ウエイトは、所定量のＳｎ，Ｚｎ，Ｗ，ＷＣの混合粉に対して、１０トン／ｃｍ２以下で加圧固化した事を特徴とする請求項１〜９項記載のホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、Ｓｎ（Ｚｎ）とＷ（ＷＣ）との一体化に際して、焼結法、溶浸法など加熱を伴わない方法での一体化を提供する。１０トン／ｃｍ２を越える場合では成型設備の強度の問題など安全上および経済上の問題で避ける。焼結法、溶浸法などの加熱を伴わない加圧固化での一体化では、０．５トン／ｃｍ２未満では、十分な強度が得られずＷ（ＷＣ）の脱落が見られ好ましくない。
【００３３】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項１２）では、前記ウエイトの密度は、８．５〜１３ｇｒ／ｃｃとした事を特徴とする請求項１〜１１記載のホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材では、従来のＰｂで製作したウエイト、１００％Ｐｂで製作した場合の容積を１．０とした場合と比較して、０．８７倍〜１．３３倍の範囲内の容積となり、Ｐｂと近似した容積を持つウエイトを製作することができる。
【００３４】    しかし１００％のＷでは０．５９倍、ＷＣでは０．７３倍であり、容積が小さ過ぎて取り付け作業時の作業性を損なう。１００％のＳｎでは１．５５倍、Ｚｎでは１．５９倍となり、ウエイトとして必要な重量を確保するのに、大きい容積を必要とするので、ウエイトをコンパクトに取付けるのに障害となる。これらからウエイト材の密度は８．５〜１３ｇｒ／ｃｃの範囲が実用的である。
【００３５】    本発明のウエイタ−材は、Ｐｂと比較して弾性率が大であることから、ウエイトに予期しない外力が加わってもウエイタ−材に亀裂が入ったり、破断が進展し難い特徴を持ち、更に本願のウエイト材は、Ｐｂと比較して、熱伝導率が大であることから、溶融後のウエイト材は、冷却が早く作業性が向上し省エネにも有益となる。
【００３６】    酸素量を５〜８００ｐｐｍとした場合では、ウエイト材内部の空孔も少なくかつ空孔は偏析なく均一に分布する。またウエイトの極く表層部分に安定な被膜を形成に寄与し、使用中の環境雰囲気から受ける腐食の進展を軽減しウエイトの安定化に有益である。
【００３７】    リムとのなじみ易さはウエイト材の変形抵抗に関係し小さい方が好ましい。また常温での変形抵抗は一般には低融点で低い硬さ（柔らかさ）の方が有利で、Ｐｂ以外では環境負荷の低いＳｎ，Ｚｎが最も好ましい。［発明の効果］
【００３８】    本発明によるホイ−ルバランスウエイトは、ウエイト本体を所定比率の低密度材料のＳｎ、Ｚｎと高密度材料のＷ、ＷＣとの合金あるいは複合体で形成した。あるいは所定率の低密度材料のＳｎ、Ｚｎと高密度材料のＷ、ＷＣとの混合物と、合成樹脂や合成ゴムで選ばれた固化材で結合し形成した。その結果、密度をＰｂのそれと近似させたウエイトとすると共に、低密度材料部分は、小さな力で簡単に変形させ得る柔らかさを持つため、車輪の湾曲面へのなじみ易い性質を発揮した上に、環境汚染物資質Ｐｂを含有せず、従来のＰｂ，Ｐｂ合金製ウエイトと比較して、溶解時の廃ガス（Ｐｂのヒュ−ム）問題や廃棄時の地殻汚染問題などがなく、環境保護に対して利点を発揮する。
【００３９】    他方のＦｅ製のウエイトの持っている高硬度に起因するリム部への取り付けの際の車輪への傷つけ問題、車輪となじみ難い問題がない。その上本発明による低密度材料部分のＳｎ、Ｚｎは、Ｆｅ製のウエイトの持つ防錆の問題もない利点を発揮する。
【００４０】    本発明によるホイ−ルバランスウエイトは、ウエイト本体を所定比率の低密度材料のＳｎ、Ｚｎと高密度材料のＷ、ＷＣとの合金あるいは複合体で形成した。あるいは所定率の低密度材料のＳｎ、Ｚｎと高密度材料のＷ、ＷＣとの混合物と、合成樹脂や合成ゴムで選ばれた固化材で結合し形成した。その結果、密度をＰｂのそれと近似させたウエイトとすると共に、低密度材料部分は、小さな力で簡単に変形させ得る柔らかさを持つため、車輪の湾曲面へのなじみ易い性質を発揮した上に、環境汚染物資質Ｐｂを含有せず、従来のＰｂ，Ｐｂ合金製ウエイトと比較して、溶解時の廃ガス（Ｐｂのヒュ−ム）問題や廃棄時の地殻汚染問題などがなく、環境保護に対して利点を発揮する。    他方のＦｅ製のウエイトの持っている高硬度に起因するリム部への取り付けの際の車輪への傷つけ問題、車輪となじみ難い問題がない。その上本発明による低密度材料部分のＳｎ、Ｚｎは、Ｆｅ製のウエイトの持つ防錆の問題もない利点を発揮する。［発明の実施の形態］
【００４１】    本発明のホイ−ルバランスウエイトは、あらかじめ所定形状と所定重量に調整した５〜８００ｐｐｍの酸素、Ｗ，ＷＣと残部Ｓｎ、Ｚｎとからなるウエイト本体と、このウエイト本体を車輪のリム部に結合するための結合部とを備えている。例えば結合する方式は、ウエイトの一面に一体的に結合された粘着テ−プによって、ウエイトを車輪の内周面に接着する方法や、リベットで締結する方法、かしめで圧着する方法、クリップ（バネ材による）方式などの公知の結合手段によって行う。
【００４２】    図１〜２に於いて、１はウエイトを示したものである。ウエイト１は軟質のためリムの湾曲形状に沿って接着固定される。車輪リム部３に粘着テ−プ２を介して設置する。本願でのホイ−ルバランスウエイトは，幅２８ｍｍ×長さ５５ｍｍ×厚さ３ｍｍの平板状の供試合金よりなり、ウエイト本体１の裏側が一方の粘着テ−プ２の接着面に接着される。加熱法による製造方法でＳｎとＷとを一体化した。
【００４３】    なお、ウエイトの低密度材料（Ｓｎ量，Ｚｎ量）、高密度材料（Ｗ量、ＷＣ量）および補助成分量の値は、作業上便利なように酸素量を含まない状態での数値（Ｓｎ量，Ｚｎ量、Ｗ量、ＷＣ量および補助成分量の合計を１００％）で示してある。    以下本発明の実施例および比較例では、接合手段の代表例として粘着テ−プを使用する方式を選択した上で、各種ウエイト材の評価条件および評価結果を表１〜８、評価基準を表９に示す。実施例１〜６，比較例１〜８
【００４４】    Ｓｎ１００％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗが０％（比較例１）およびＺｎ１００％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗが０％（比較例５）のウエイト材では、ウエイトをリムの内周面への装着時に傷の発生はないものの軟質すぎるため作業時に破れ易いという問題、Ｓｎ，Ｚｎの純度を１００％とするための精製のコストが大きくなるという問題があり好ましくなく、装着性が（評価Ｃ）となり、更に密度も十分でなく、本発明の請求の範囲から除外する（表１）。
【００４５】    一方，Ｓｎが９０％〜５０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗ（実施例１〜３）およびＺｎが９０％〜５０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部がＷ（実施例４〜６）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ〜Ｂ）であり、またこの範囲において密度は、Ｐｂに近似した値を示し両特性共に良好である。    Ｗと（Ｓｎ＋Ｚｎ）の比率［Ｗ／Ｗ＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］が０．１〜０．５の範囲において良好となる。
【００４６】    しかし、Ｓｎ量が２５％（比較例２）およびＺｎが２５％（比較例２）、残部がＷでは、リム部の内周面への装着性は（評価Ｂ）であり合格であるが、密度がＰｂより大幅に大となる。Ｓｎ量が１０％〜０％（比較例３〜４）およびＺｎ量が１０％〜０％（比較例７〜８）では、傷発生評価が（評価ｃ）であると共に，リム部の内周面とのなじみ性が劣り、装着性も（評価Ｃ）であり、また密度もＰｂより大幅に大となるため両特性共に不合格である。更に，Ｓｎ，Ｚｎよりも高価格のＷ量の増加はウエイト価格の上昇をもたらすなど好ましくない。実施例７〜１２、比較例９〜１６
【００４７】    前記実施例１〜６，比較例１〜８では高密度材料としてＷを選択した場合を示したが、本発明の高密度材料はＷのみならずＷＣであっても同様の効果を得る（表２）。    すなわち、Ｓｎが９０％〜５０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部ＷＣ（実施例７〜９）およびＺｎが９０％〜５０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部がＷＣ（実施例１０〜１２）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ〜Ｂ）であり、またこの範囲において密度は、Ｐｂに近似した値を示し両特性共に良好である。    ＷＣと（Ｓｎ＋Ｚｎ）の比率［ＷＣ／ＷＣ＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］が０．１５〜０．７の範囲において良好となる。実施例１３〜１８、比較例１７〜２０
【００４８】    前記実施例１〜１２，比較例１〜１６では、低密度材料としてＳｎ，Ｚｎを別々に選択した場合を示したが、本発明の低密度材料は、Ｓｎ，Ｚｎ別々のみならずこれらの合金であっても同様の効果を得る（表３）。    すなわち比較例１７〜１８では、傷発生状況（評価ｃ）、リムへの装着性（評価Ｃ）のみならず、低密度材料と高密度材料との比率［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｗ＋ＷＣ）＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］が０．９５であり高過ぎ好ましくない。比較例１９〜２０では、傷発生状況は（評価ａ）であり問題ないが、リムへの装着性（評価Ｃ）であり、低密度材料と高密度材料との比率［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｗ＋ＷＣ）＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］が０．０５であり低過ぎ好ましくない。実施例１９〜２２、比較例２１〜２２
【００４９】    前記実施例１〜１８，比較例１〜２４では、ウエイト材中の酸素量がほぼ１００ｐｐｍのものを選択して評価したが、本発明のウエイト材中の酸素量は、１００ｐｐｍに限ることなくその効果を発揮する（表４）。    すなわち、ウエイト材の［（Ｗ、ＷＣ）／（Ｗ、ＷＣ）＋（Ｓｎ、Ｚｎ）］を０．３５〜０．４０に一定とし、酸素量を５〜２２５０ｐｐｍと変化させた合金へ選出した。焼結作業中の雰囲気を大気中、不活性ガス、低真空、高真空などを選択し、ガス分析によって目的のガス量を持つウエイト材を選出した。    ウエイト材中の酸素量が５〜８００ｐｐｍ（実施例１９〜２２）の場合では、傷発生状況は（評価ａ〜ｂ）、リムへの装着性（評価Ａ〜Ｂ）、密度も所定の範囲内であり、いずれも良好となる。
【００５０】    これに対して、ウエイト材中の酸素量が５ｐｐｍ未満（比較例２１）の場合では、傷発生状況は（評価ａ）、リムへの装着性（評価Ａ）、密度も所定の範囲内であり、いずれも良好となるが、しかし多量のウエイト材の総ての酸素量５ｐｐｍ未満に維持するための精製コストなど経済的負担のみならず品質管理上も問題となるので、本発明の範囲から除外する。更に、ウエイト材中の酸素量が２２５０ｐｐｍを越える（比較例２２）の場合では、リムへの装着性は（評価Ｂ）、密度も所定の範囲内でありいずれも良好となるが、傷発生状況が（評価ｃ）であり総合評価としては好ましくなく本発明の範囲から除外する。    以上から、本発明のウエイト材中の酸素量は、５〜８００ｐｐｍの範囲の素材が総合評価として好ましい。実施例２３〜２６、比較例２３〜２４
【００５１】    前記実施例１〜２２，比較例１〜２２でのウエイト材は、補助成分のない場合について評価した。しかし本発明では目的を達成するためのウエイト材では、所定の補助成分の存在は、ウエイト材中の酸素量の制御、溶解作業性、低温度化などに効果を得る。低密度材料（Ｓｎ＋Ｚｎ）、高密度材料（Ｗ＋ＷＣ）、酸素含有量で構成され、他の補助成分の効果については検討していない。本発明のウエイト材では、補助成分として所定量内のＡｌ、Ｓｉの存在は有益である（表４）。
【００５２】    すなわち、補助成分としてＡｌ量を０．５％、５％含有（実施例２３〜２４）したウエイト材では、傷発生状況は（評価ｂ）、リムへの装着性（評価Ａ〜Ｂ）、密度も所定の範囲内であり、いずれも良好となる。Ａｌの存在はこれらの評価結果に直接現れない面での利点として、酸素含有量の安定化（ウエイト材毎のガス量のばらつき、ウエイト材内部の場所によるガス量のばらつきなど）、Ｓｎ，Ｚｎ部分を溶融させる場合には、溶解作業中の湯流れ性の改善、ウエイト材としての引っ張り強さを向上させる効果を示す。しかし、Ａｌ量が１０％を越える場合（比較例２３）には、湯流れ性が低下し内部に空孔が発生する傾向にある。その結果、傷発生評価が（評価ｃ）、装着性評価が（評価Ｃ）となり好ましくない。Ａｌを補助成分として添加する場合には、ウエイト材としては５％以下が好ましい。
【００５３】    補助成分としてＳｉ量を０．５％、５％含有（実施例２５〜２６）したウエイト材でも、傷発生状況は（評価ｂ）、リムへの装着性（評価Ａ〜Ｂ）、密度も所定の範囲内であり、いずれも良好となる。Ｓｉの存在はこれらの評価結果に直接現れない面での利点として、酸素含有量の安定化（ウエイト材毎のガス量のばらつき、ウエイト材内部の場所によるガス量のばらつきなど）、Ｓｎ，Ｚｎ部分を溶融させる場合には、溶解作業中の湯流れ性の改善、ウエイト材としての引っ張り強さを向上させる効果を示す。しかし、Ｓｉ量が１０％を越える場合（比較例２４）には、湯流れ性が低下し内部に空孔が発生する傾向にある。その結果、傷発生評価が（評価ｃ）、装着性評価が（評価Ｃ）となり好ましくない。Ｓｉを補助成分として添加する場合には、ウエイト材としては５％以下が好ましい。実施例２７〜３２、比較例２５〜２９
【００５４】    前記実施例１〜２６，比較例１〜２４では低密度材料としてＳｎ，Ｚｎを選択した場合を示したが、本発明の低密度材料はＳｎ，ＺｎのみならずＢｉであっても同様の効果を得る（表５）。    すなわち、Ｂｉが１００％〜７５％、酸素量１００〜３００ｐｐｍ、残部Ｗ（実施例２７〜２９）およびＢｉが１００％〜７５％、酸素量１００ｐｐｍ、残部がＷＣ（実施例３０〜３２）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ〜ｂ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ〜Ｂ）であり、またこの範囲において密度は、Ｐｂに近似した値を示し両特性共に良好である。しかし、Ｂｉが２５％〜０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗ（比較例２５〜２６）およびＢｉが２５％〜０％、酸素量１００〜３００ｐｐｍ、残部がＷＣ（比較例２７〜２８）では、装着性が（評価Ｃ）であり、またこの範囲において密度がＰｂの値と離れた値を示し好ましくない。
【００５５】    Ｐｂが９０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗが１０％（比較例２９）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ）であり、またこの範囲において密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。しかし、環境規制物質としてのＰｂの存在は除外される。実施例３３〜４２、比較例３０
【００５０】    前記実施例１〜３２，比較例１〜２９では低密度材料としてＳｎ，Ｚｎ、Ｂｉを選択し、高密度材料としてＷ，ＷＣを選択し、必要により補助材料としてＡｌ，Ｓｉを選択した上で、これらを合金化あるいは複合化によって一体化した。しかし本発明のウエイトの一体化の手段は、前記合金化あるいは複合化のみでなく達成できる。    前記低密度材料、高密度材料、補助材料の一体化には、所定比率の合成樹脂や合成ゴムを固化材として一体化したものであっても同様の効果を得る（表６）。
【００５６】    すなわち、実施例３４〜３６、比較例３０では、実施例１５で使用したウエイト（Ｓｎ６５％、Ｗ３５％、酸素量１００ｐｐｍ）を転用した。この低密度材料と高密度材料と補助材料の合計を容積％で計量し、この容積％に対する固化材（合成樹脂）の容積％を０〜７５％まで変化させたウエイトを試作した（実施例３４〜３６）。固化材としてエポキシ樹脂を選択し、固化材の量が０〜５０容積％の場合では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ｂ）であり、またこの範囲において固化材を加えた状態での密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。しかし、固化材の量が７５容積％の場合（比較例３０）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ｂ）であり問題はないが、固化材を加えた状態での密度がＰｂの値と比較して不足（密度が８ｇｒ／ｃｃより大幅に低下）を示し総合評価では好ましくない。
【００５７】    参考として、固化材の量が０容積％（固化材を使用していない）の場合を示した（実施例３３）。傷発生評価が（評価ａ）であると共に，装着性も（評価Ａ）、密度もＰｂの値に近似し特性上良好である。振動の吸収性は前記の固化材を使用していない各実施例１〜３２と同じである。それに対して実施例３４〜３６では、固化材の存在による振動の吸収効果が発揮され実施例３３より改善される利益がある（表６）。また実施例３３では、低密度材料、高密度材料、補助材料の一体化には、Ｓｎ，Ｚｎ部分の溶解や溶浸、Ｗ，ＷＣとの焼結のためには、何らかの加熱処理を必要とするが、実施例３４〜３６のような固化材による一体化では、加熱処理を必要とせず、ウエイトの製造上簡便となる利益もある（表６）。
【００５８】    実施例３７〜４２では、実施例１７で使用したウエイト（Ｓｎ６５％、Ｗ３５％、Ａ１０．５％、酸素量１００ｐｐｍ）を転用した。この低密度材料と高密度材料と補助材料の合計を容積％で計量し、この容積％に対する固化材の容積％を１０％に揃えたウエイトを試作した（実施例３７〜４２）。    固化材として実施例３７〜３８ではアルキド樹脂、メラミン樹脂（いずれも合成樹脂）を選択した。リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ｂ）であり、またこの範囲において固化材を加えた状態での密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。更に実施例３７〜３８では、固化材の存在による振動の吸収効果や加熱処理を必要とせずウエイトの製造上簡便となる利益がある（表６）。
【００５９】    固化材として実施例３９〜４２ではニトリルゴム、シリコ−ンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム（いずれも合成ゴム）を選択した。リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ）であり、またこの範囲において固化材を加えた状態での密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。更に実施例３７〜３８では、固化材の存在による振動の吸収効果や加熱処理を必要とせずウエイトの製造上簡便となる利益がある（表６）。実施例４３〜４９、
【００６０】    前記実施例３３〜４２，比較例３０では低密度材料としてＳｎ，Ｚｎを選択し、高密度材料としてＷ，ＷＣを選択し、必要により補助材料としてＡｌを選択した上で、これらを一体化する手段として所定比率の合成樹脂や合成ゴムを固化材として使用して一体化したが、本発明のウエイトの一体化の手段は、これら前記合成樹脂や合成ゴム固化材を利用しないで、所定範囲の加圧力を与えてる手段でも同様の効果を得る（表７）。    すなわち、低密度材料として（Ｓｎ＋Ｚｎ）、高密度材料として（Ｗ＋ＷＣ）を選択し、［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｗ＋ＷＣ）＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］比率を約０．３５として一体化したウエイト材を得る。低密度材料、高密度材料を十分混合しこれらの混合体（粉末が好ましい）を得た後、幅３５ｍｍ×長さ６０ｍｍ×深さ５ｍｍの角型に挿入し、４トン／ｃｍ２の成型圧力を与えて幅２８ｍｍ×長さ５５ｍｍ×深さ３ｍｍの平板状のウエイト材を得た。傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ）であり、密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。実施例５０〜５３、比較例３１
【００６１】    前記実施例４３〜４９では、成型圧力を４トン／ｃｍ２に一定とした場合を示したが、成型圧力は４トン／ｃｍ２に限らず０．５〜１０トン／ｃｍ２（実施例５０〜５３）の場合において、同等の効果を得る。しかし成型圧力が０．５トン／ｃｍ２未満〜０では高密度材料の脱落で好ましくない。また成型圧力が１０トン／ｃｍ２をこえる場合には、安全性および経済性の面で得策ではない。参考例１〜４
【００６２】    １００％のＰｂをウエイト材として使用する時には、低融点でありかつ傷発生評価、装着性評価ともに良好であるが、Ｐｂの環境規制物質指定が致命的な問題となり不合格である（参考例１）。    ３８Ｐｂ−Ｓｎ，８９Ｐｂ−Ｓｎをウエイト材として使用する時にも、低融点でありかつ傷発生評価、装着性評価ともに良好であるが、Ｐｂの環境規制物質指定が致命的な問題となり不合格である（参考例２〜３）。    １００％Ｆｅをウエイト材として使用する時には、環境規制物質指定としての問題はないが、傷発生評価（評価ｃ）、装着性評価（評価Ｃ）でありともに不良である（参考例４）。［変形例］
【００６３】    ホイ−ルバランスウエイトをリム部への装着時の機械的外力や使用中の環境からの化学的な外力からの攻撃から保護する為に、本発明のウエイト材の表面に、メッキ、樹脂などの保護層を付与する。    なお、本実施例では、接合手段の代表例として粘着テ−プ方式を選択して示したが、接合手段の選択は本質的問題ではなく、これ以外の接合手段を利用したホイ−ルバランスウエイトであっても本発明のウエイト材は問題なく使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】は、ウエイト１に結合部材２を配置したホイ−ルバランスウエイト４を示す図。図１で１はウエイト，２は結合部材（この場合は両面粘着テ−プ）である。必要数のウエイト（ウエイト１ａ，ウエイト１ｂ，ウエイト１ｃ）を結合部材を用いてホイ−ル３に貼付する。ウエイト１の方向よりハンマ−などで打って接着させる。本願のウエイト１は軟質のためリムの湾曲形状に沿って接着固定される。ウエイトの形状はあらかじめ少し湾曲させた形状としておいても良い。
【図２】は、車輪のリム部にホイ−ルバランスウエイトを配置した図。図２で、１はウエイトである。２は結合部材（この場合は両面粘着テ−プ）である。３はホイ−ル（車輪リム），４はホイ−ルバランスウエイトである。
【符号の説明】
【００６５】        １：ウエイト        ２：結合部材        ３：ホイ−ル        ４：ホイ−ルバランスウエイト【表１】
2006046622.tif 000003
【表２】
2006046622.tif 000004
【表３】
2006046622.tif 000005
【表４】
2006046622.tif 000006
【表５】
2006046622.tif 000007
【表６】
2006046622.tif 000008
【表７】
2006046622.tif 000009
【表８】
2006046622.tif 000010
【表９】
2006046622.tif 000011
【図１】
2006046622.tif 000012
【図２】
2006046622.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月17日(2004.9.17)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、自動車，航空機、船舶などの車輪のリム部に取り付けた状態での質量の釣り合いを得るのに設置する錘りの機能を持つウエイトを備えた環境性に優れたホイ−ルバランスウエイトに関する。
【背景技術】
【０００２】    車の車輪をそのリム部に組み込んだ状態に於いて、車輪の回転軸方向あるいは周方向に質量に不均一さがあると、走行中の車体は上下振動や騒音を発生したり運転操作上の不都合さなどを招く。これらは車輪の不釣合に起因するものである。ホイ−ルバランスウエイトは、この不釣合をなくすように調整するため、あらかじめ所定の重量や形状に調整したＰｂなどからなる錘りの機能と、このウエイトを車輪に固定するための粘着テ−プやクリップなどからなる結合部材とを一体化したものである。ウエイトを車輪に装着した時には、このウエイトは車輪のリム部の内周面に沿って、湾曲した状態となっている。【０００３】    そこで従来からこのウエイトには、車輪の湾曲面へのなじみ易さを持っている事、そのために小さな力で簡単に変形させ得る柔らかさを持っている事、所定の空間のなかに納められるよう比重値がなるべく大である事が要求される。クリップ固定方式での結合では、これに用いるバネ材がインサ−ト注型の際に鈍らない（軟化しない）程度のなるべく低い溶融温度値を持ち事が求められている。これらの要求をみたすものとして従来では所定の重量や形状に調整したＰｂ（鉛）、Ｐｂ合金が用いられている。【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５４６８６号公報には、ウエイトとリム部との間に切り欠けを設け、この切り欠けによってクリップ部材の剛性を低下させ、ホイ−ルバランスウエイトへの負荷を低減させる技術が提案されている。別のウエイトとしては、経済性の利点からＦｅ（鉄）、Ｆｅ合金も用いられている。
【特許文献２】特開２００１−６５６３９号公報には、ウエイトにＦｅ系金属を使用したホイ−ルバランスウエイトにおいて、ウエイトの表面に溝部を設け、ウエイトの曲げ応力を減少させるようにした技術が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】    １〜９９％のＳｎ、残部がＺｎ合金からなるウエイトは、硬さ、柔らかさや引張り強さなど機械的性質は、ＦｅよりもはるかにＰｂに近いため、リム内面への優れた装着性（表１、評価結果参照）を持ち、特開２００２−５４６８６号のような繁雑な切り欠けを設ける必要がない。    ホイ−ルバランスウエイトにおけるＰｂは、車輪の質量のアンバランスを補正するだけの機能を持つのみであって、車輪の腐食の進行を緩和する機能がない。更にＰｂには、その溶解時に放出される廃ガス（Ｐｂのヒュ−ム）処理の為の環境対策投資費が多大となる。溶解時のみならず破棄時にも環境への負荷が大きく環境保護対策の観点からウエイトのＰｂレス化が重要な課題となっている。本願のウエイトにはＰｂの含有がない。【０００６】    他方のＦｅ製のウエイトでは、Ｐｂよりも高硬度のため、これをリム部に取り付ける際（ハンマ−で打ち込む）に車輪を傷つけてしまう問題や、同じく高硬度のために車輪の湾曲部へなじませる時になじみ難くなじみ性の問題、防錆の問題などが課題となっている。特開２００１−６５６３９号は、ウエイトとしてＦｅを使用しているため、上記の欠点を持つが、本願のウエイトは１〜９９％Ｓｎ、残部がＺｎ合金で構成しＦｅを対象としていないので、上記の問題点はない。【０００７】    本発明は、従来例が持つ問題を解決しようとするものであり、ウエイトとしてＰｂを含有せず、軟質材としてＳｎ（又はＺｎ）、高密度材としてＷ（又はＷＣ）とを複合化して使用するのを特徴とする。    ホイ−ルバランスウエイトをリム部に取付ける際、車輪の湾曲面になじみ易く、車輪に傷を与えることなく固定でき、かつ環境問題に配慮したホイ−ルバランスウエイトを実現ることを目的とする。
【課題を解決するための手段および作用】
【０００８】    本発明のウエイタ−材は、Ｐｂの持つ密度値１１．３（ｇｒ／ｃｃ）と近似させるため、Ｐｂよりも高密度材料であるＷ（１９．３ｇｒ／ｃｃ）、ＷＣ（１５．５ｇｒ／ｃｃ）と、低密度材料であるＳｎ（７．３０ｇｒ／ｃｃ）、Ｚｎ（７．１４ｇｒ／ｃｃ）とを、所定比率合金化あるいは複合化しＰｂレスのウエイタ−材とする。
【０００９】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項１）では、車などの車輪に組み込む縁部と結合する結合部と、これに固定されたウエイトとで構成され、前記ウエイトは、５０〜９０重量％のＳｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部が１０〜５０％のＷとからなり、Ｓｎ量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｓｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＳｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。
【００１０】    （ａ）：すなわち本発明のウエイト材は、酸素量を所定量（５〜８００ｐｐｍ）とした上でＳｎ量とＷ量との比率［（Ｗ）／（Ｓｎ）＋（Ｗ）］を、０．１０〜０．５０としあるので、Ｓｎ−Ｏ−Ｗ合金の密度を特に８．５〜１３ｇｒ／ｃｃとする事が出来る。この値は、Ｐｂの持つ密度値１１．３ｇｒ／ｃｃと近似している事から、Ｐｂ製ウエイト材の代替材として容易に代替出来るという重要な特徴を持つ。    更に、Ｗ部分を除いたＳｎ部分は約２３２℃の溶融温度を持ち、Ｐｂの溶融温度（３２７℃）と比較して、約１００℃以内の温度差にあり、作業上好ましい低い溶融温度を持ち、Ｐｂ製ウエイト材の代替材として有益である。
【００１１】    Ｓｎ−Ｏ−Ｗ合金においてＳｎ量が１０％未満では、相対的にＷ量が多いこととなりウエイトの硬さの高硬度化を招き、リム部に取り付ける際に車輪を傷つけたり、同じく高硬度のために車輪の湾曲部へなじませる時のなじみ性が劣ったりする欠点を示し好ましくない。    Ｓｎ−Ｏ−Ｗ合金においてＳｎ量が５０％以上では、Ｓｎ部分の硬さや溶融温度は好ましいものの、密度が所定の好ましい密度範囲を確保出来ず、ウエイトの容積が過大とせざるを得なくなる欠点を示し好ましくない。
【００１２】    ＳｎとＷとを前記所定比率に合金化（ＳｎとＷとを焼結法や溶浸法など加熱によって製造し合金を得る）したり、複合化（ＳｎとＷとを混合後、所定比率の合成ゴムや合成樹脂によって結合させ製造し複合体を得る）したので、合金化後あるいは複合化後の密度は、１００％ＷよりもＰｂに近似する。またＷを除いた所定量のＳｎ部分は、Ｐｂと同程度の硬度を持つことから、車輪の湾曲部になじみ易く、車輪を傷つける事なく、かつ小さな力で固定出来、Ｐｂ製のウエイト材の代替材として有益である。
【００１３】    ＳｎとＷとの合金化、複合化の方法は、所定量のＳｎとＷとの混合粉末を得た後、Ｓｎの溶融温度以下に加熱しＳｎとＷを焼結する方法、Ｗの骨格（スケルトン）を作りその空隙にＳｎの溶融温度以上に加熱しＳｎを溶浸する方法、ＳｎとＷとの混合粉末あるいは塊を合成樹脂で固化する方法、ＳｎとＷとの混合粉末あるいは塊を合成ゴムで固化する方法などを用いる。
【００１４】    （ｂ）：本発明のウエイト材質は、酸素量を５〜８００ｐｐｍとしたことによって、品質的のみならず経済的にも好ましいウエイト材となる。    すなわち、酸素を８００ｐｐｍ以下含むＳｎ部分の硬度は、Ｐｂと同程度の硬度を持つことから、車輪の湾曲面へのなじみ性が良く、車輪に傷を与えることなく、かつ小さな力で固定出来、Ｐｂ製のウエイト材の代替材料として有益である。    特に酸素量を５〜８００ｐｐｍとした場合には、ウエイトの表面層近傍もしくは表面露出しているＳｎに対して、その極く表層部分に安定な被膜を形成に寄与し、使用中の環境雰囲気から受ける腐食の進展を軽減し、ウエイトの安定化に有益である。
【００１５】    しかし酸素量が５ｐｐｍ未満の場合には、前記安定な被膜の形成が得難い上に、品質的には利用可能であるが、しかし酸素量を５ｐｐｍ未満に低減するには、帯溶融装置を使用するなどの特別な設備を必要とし、経済性の点で不利となる。    酸素量が８００ｐｐｍを越える場合には、ウエイトとした後のＳｎとＷとに結合力の低下が見られ、Ｗの脱落や合金自体の脆弱性を招く。またガスはウエイト材内部で空孔として残存したり、組成分布の不均一の原因となり、ＳｎとＷとの比率が所定の好ましい範囲にあっても、ウエイトとして使用した時に質量にアンバランスが見られ、走行中の車体の振動や騒音の原因となり好ましくない。
【００１６】    酸素量を８００ｐｐｍ以下とする技術は、原料となるＳｎ，Ｗの混合または焼結、溶解前の脱ガス処理、焼結、溶解時に使用する容器の脱ガス処理を行う。溶解法では溶湯を流し込む鋳型も同様に脱ガス処理をしておくと共に、溶解中の雰囲気も例えばアルゴン、窒素、水素、真空などの非酸化性雰囲気中で行う。あるいは溶湯面の酸素を遮断するフラックス（たとえばロジン系樹脂）で覆うなどの低酸素化を図る。
【００１７】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項２）では、前記ウエイタ−は、５０〜９０％のＺｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部１０〜５０％のＷが１０〜５０％とからなり、Ｚｎ量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｚｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＺｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。
【００１８】    すなわち本発明のウエイトは、酸素量を所定量（５〜８００ｐｐｍ）とした上でＺｎ量とＷ量との比率［（Ｗ）／（Ｚｎ）＋（Ｗ）］を、０．１０〜０．５０としあるので、Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金の密度を特に８．５〜１３ｇｒ／ｃｃとする事が出来る。この値は、Ｐｂの持つ密度値１１．３ｇｒ／ｃｃと近似している事から、Ｐｂ製ウエイト材の代替材として容易に代替出来るという重要な特徴を持つ。    更に、Ｗ部分を除いたＺｎ部分は約４２０℃の溶融温度を持ち、Ｐｂの溶融温度（３２７℃）と比較して、約１００℃以内の温度差にあり、作業上好ましい低い溶融温度を持ち、Ｐｂ製ウエイト材の代替材として有益である。
【００１９】    Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金においてＺｎ量が１０％未満では、相対的にＷ量が多いこととなりウエイトの硬さの高硬度化を招き、リム部に取り付ける際に車輪を傷つけたり、同じく高硬度のために車輪の湾曲部へなじませる時のなじみ性が劣ったりする欠点を示し好ましくない。    Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金においてＺｎ量が５０％以上では、Ｚｎ部分の硬さや溶融温度は好ましいものの、密度が所定の好ましい密度範囲を確保出来ず、ウエイトの容積が過大とせざるを得なくなる欠点を示し好ましくない。
【００２０】    ＺｎとＷとを前記所定比率に合金化（ＺｎとＷとを焼結法や溶浸法など加熱によって製造し合金を得る）したり、複合化（ＺｎとＷとを混合後、所定比率の合成ゴムや合成樹脂によって結合させ製造し複合体を得る）したので、合金化後あるいは複合化後の密度は、１００％ＷよりもＰｂに近似する。またＷを除いた所定量のＳｎ部分は、Ｐｂと同程度の硬度を持つことから、車輪の湾曲部になじみ易く、車輪を傷つける事なく、かつ小さな力で固定出来、Ｐｂ製のウエイト材の代替材として有益である。
【００２１】    ＺｎとＷとの合金化、複合化の方法は、前記ＳｎとＷとの場合と同様に行う。
【００２２】    本発明のウエイト材は、酸素量を５〜８００ｐｐｍとしたことによって、品質的のみならず経済的にも好ましいウエイト材となる。    すなわち、酸素を８００ｐｐｍ以下含むＺｎ部分の硬度は、Ｐｂと同程度の硬度を持つことから、車輪の湾曲面へのなじみ性が良く、車輪に傷を与えることなく、かつ小さな力で固定出来、Ｐｂ製のウエイト材の代替材料として有益である。    特に酸素量を５〜８００ｐｐｍとした場合には、ウエイトの表面層近傍もしくは表面露出しているＺｎに対して、その極く表層部分に安定な被膜を形成に寄与し、使用中の環境雰囲気から受ける腐食の進展を軽減し、ウエイトの安定化に有益である。
【００２３】    しかし酸素量が５ｐｐｍ未満の場合には、前記安定な被膜の形成が得難い上に、品質的には利用可能であるが、しかし酸素量を５ｐｐｍ未満に低減するには、帯溶融装置を使用するなどの特別な設備を必要とし、経済性の点で不利となる。    酸素量が８００ｐｐｍを越える場合には、ウエイトとした後のＺｎとＷとに結合力の低下が見られ、Ｗの脱落や合金自体の脆弱性を招く。またガスはウエイト材内部で空孔として残存したり、組成分布の不均一の原因となり、ＺｎとＷとの比率が所定の好ましい範囲にあっても、ウエイトとして使用した時に質量にアンバランスが見られ、走行中の車体の振動や騒音の原因となり好ましくない。
【００２４】    酸素量を８００ｐｐｍ以下とする技術は、前記ＳｎとＷとの場合と同様に行う。
【００２５】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項３）では、前記ウエイタトは、５０〜９０重量％の（Ｓｎ＋Ｚｎ），５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷとからなり、ＳｎとＺｎとの合計量に対するＷ量の比率［（Ｗ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ）］が０．１０〜０．５０である事を特徴とするＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｗ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、請求項１のＳｎの一部をＺｎで、または請求項２のＺｎの一部をＳｎで置換したもので、同等の効果を得る。
【００２６】    なお、ＳｎとＺｎの比率を５５％以上のＳｎとしたＳｎ−Ｚｎ合金では、溶融温度が３５０℃以下となり、Ｐｂの溶融温度（３２７℃）と一層近似してくる。特に３５０℃〜２００℃のごとき中程度の温度および補助成分の添加によって、作業し易い温度である上に、設備的にも得やすい温度であり、５５％以上のＳｎを含有させたＳｎ−Ｚｎ合金への補助成分の添加は、作業性と経済性の観点から一層好ましい。
【００２７】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項４）では、前記ウエイトは、３０〜８５のＳｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷＣとからなり、Ｓｎ量に対するＷＣ量の比率［（ＷＣ）／（Ｓｎ）＋（ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＳｎ−Ｏ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、請求項１のＷの一部または総てをＷＣで置換したもので同等の効果を得る。
【００２８】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項５）では、前記ウエイトは、３０〜８５のＺｎ，５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷＣとからなり、Ｚｎ量に対するＷＣ量の比率［（ＷＣ）／（Ｚｎ）＋（ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＺｎ−Ｏ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、請求項２のＷの一部または総てをＷＣで置換したもので同等の効果を得る。
【００２９】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項６）では、前記ウエイタ−は、３０〜８５％の（Ｓｎ＋Ｚｎ），５〜８００ｐｐｍ以下の酸素と、残部がＷおよびＷＣの少なくとも一方からなり、ＳｎとＺｎの合計量に対するＷ，ＷＣの少なくとも一方の比率［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｓｎ＋Ｚｎ）＋（Ｗ＋ＷＣ）］が０．１５〜０．７０である事を特徴とするＳｎ−Ｚｎ−Ｏ−Ｗ−ＷＣ合金系ホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、請求項３のＷの一部または総てをＷＣで置換したもので同等の効果を得る。なおＷ、ＷＣ、Ｓｎ、Ｚｎなどの各原料をリサイクル材することによって低コスト化したウエイトの製造が可能である。
【００３０】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項８）では、前記ウエイトは、補助成分として５％以下のＡｌ，Ｓｉのいずれか１つを含む事を特徴とする請求項１〜６記載のホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、５％以下のＡｌ，Ｃｕの添加は、Ｓｎ部分、Ｚｎ部分、Ｓｎ・Ｚｎ合金部分の引張り強度を約３〜１０％向上させる結果，ウエイトを車輪に装着する時の作業性を一層改善する。逆に，５％を越えるＡｌ，Ｃｕの添加は、溶融温度を大幅に上げてしまい作業性に対して好ましくない。
【００３１】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項１０）では、前記ウエイトは、容積％で示したＳｎ，Ｚｎ，Ｗ，ＷＣ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｂｉの合計量に対して、０．３〜１０容積％の合成樹脂や合成ゴムで固化した事を特徴とする請求項１〜９項記載のホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、Ｓｎ（Ｚｎ）とＷ（ＷＣ）との一体化に際して、焼結法、溶浸法など加熱を伴わず合成樹脂や合成ゴムで固化する方法での一体化を提供する。Ｓｎ（Ｚｎ）、Ｗ（ＷＣ）、Ａｌ，Ｓｉ，Ｂｉの合計の容積％に対する合成樹脂や合成ゴムの容積％が、０．３容積％未満では十分な結合強さが得られず、使用中にＷ（ＷＣ）の脱落が見られる。１０容積％を越えるとウエイトの容積（大きさ）が増大し、リム部への組込みの上の障害となり好ましくない。
【００３２】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項１１）では、前記ウエイトは、所定量のＳｎ，Ｚｎ，Ｗ，ＷＣの混合粉に対して、１０トン／ｃｍ２以下で加圧固化した事を特徴とする請求項１〜９項記載のホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材は、Ｓｎ（Ｚｎ）とＷ（ＷＣ）との一体化に際して、焼結法、溶浸法など加熱を伴わない方法での一体化を提供する。１０トン／ｃｍ２を越える場合では成型設備の強度の問題など安全上および経済上の問題で避ける。焼結法、溶浸法などの加熱を伴わない加圧固化での一体化では、０．５トン／ｃｍ２未満では、十分な強度が得られずＷ（ＷＣ）の脱落が見られ好ましくない。
【００３３】    ●上記課題を解決ための実施態様（請求項１２）では、前記ウエイトの密度は、８．５〜１３ｇｒ／ｃｃとした事を特徴とする請求項１〜１１記載のホイ−ルバランスウエイトである。    すなわち本発明のウエイト材では、従来のＰｂで製作したウエイト、１００％Ｐｂで製作した場合の容積を１．０とした場合と比較して、０．８７倍〜１．３３倍の範囲内の容積となり、Ｐｂと近似した容積を持つウエイトを製作することができる。
【００３４】    しかし１００％のＷでは０．５９倍、ＷＣでは０．７３倍であり、容積が小さ過ぎて取り付け作業時の作業性を損なう。１００％のＳｎでは１．５５倍、Ｚｎでは１．５９倍となり、ウエイトとして必要な重量を確保するのに、大きい容積を必要とするので、ウエイトをコンパクトに取付けるのに障害となる。これらからウエイト材の密度は８．５〜１３ｇｒ／ｃｃの範囲が実用的である。
【００３５】    本発明のウエイタ−材は、Ｐｂと比較して弾性率が大であることから、ウエイトに予期しない外力が加わってもウエイタ−材に亀裂が入ったり、破断が進展し難い特徴を持ち、更に本願のウエイト材は、Ｐｂと比較して、熱伝導率が大であることから、溶融後のウエイト材は、冷却が早く作業性が向上し省エネにも有益となる。
【００３６】    酸素量を５〜８００ｐｐｍとした場合では、ウエイト材内部の空孔も少なくかつ空孔は偏析なく均一に分布する。またウエイトの極く表層部分に安定な被膜を形成に寄与し、使用中の環境雰囲気から受ける腐食の進展を軽減しウエイトの安定化に有益である。
【００３７】    リムとのなじみ易さはウエイト材の変形抵抗に関係し小さい方が好ましい。また常温での変形抵抗は一般には低融点で低い硬さ（柔らかさ）の方が有利で、Ｐｂ以外では環境負荷の低いＳｎ，Ｚｎが最も好ましい。
【発明の効果】
【００３８】    本発明によるホイ−ルバランスウエイトは、ウエイト本体を所定比率の低密度材料のＳｎ、Ｚｎと高密度材料のＷ、ＷＣとの合金あるいは複合体で形成した。あるいは所定率の低密度材料のＳｎ、Ｚｎと高密度材料のＷ、ＷＣとの混合物と、合成樹脂や合成ゴムで選ばれた固化材で結合し形成した。その結果、密度をＰｂのそれと近似させたウエイトとすると共に、低密度材料部分は、小さな力で簡単に変形させ得る柔らかさを持つため、車輪の湾曲面へのなじみ易い性質を発揮した上に、環境汚染物資質Ｐｂを含有せず、従来のＰｂ，Ｐｂ合金製ウエイトと比較して、溶解時の廃ガス（Ｐｂのヒュ−ム）問題や廃棄時の地殻汚染問題などがなく、環境保護に対して利点を発揮する。
【００３９】    他方のＦｅ製のウエイトの持っている高硬度に起因するリム部への取り付けの際の車輪への傷つけ問題、車輪となじみ難い問題がない。その上本発明による低密度材料部分のＳｎ、Ｚｎは、Ｆｅ製のウエイトの持つ防錆の問題もない利点を発揮する。
【００４０】    本発明によるホイ−ルバランスウエイトは、ウエイト本体を所定比率の低密度材料のＳｎ、Ｚｎと高密度材料のＷ、ＷＣとの合金あるいは複合体で形成した。あるいは所定率の低密度材料のＳｎ、Ｚｎと高密度材料のＷ、ＷＣとの混合物と、合成樹脂や合成ゴムで選ばれた固化材で結合し形成した。その結果、密度をＰｂのそれと近似させたウエイトとすると共に、低密度材料部分は、小さな力で簡単に変形させ得る柔らかさを持つため、車輪の湾曲面へのなじみ易い性質を発揮した上に、環境汚染物資質Ｐｂを含有せず、従来のＰｂ，Ｐｂ合金製ウエイトと比較して、溶解時の廃ガス（Ｐｂのヒュ−ム）問題や廃棄時の地殻汚染問題などがなく、環境保護に対して利点を発揮する。    他方のＦｅ製のウエイトの持っている高硬度に起因するリム部への取り付けの際の車輪への傷つけ問題、車輪となじみ難い問題がない。その上本発明による低密度材料部分のＳｎ、Ｚｎは、Ｆｅ製のウエイトの持つ防錆の問題もない利点を発揮する。
【発明の実施の形態】
【００４１】    本発明のホイ−ルバランスウエイトは、あらかじめ所定形状と所定重量に調整した５〜８００ｐｐｍの酸素、Ｗ，ＷＣと残部Ｓｎ、Ｚｎとからなるウエイト本体と、このウエイト本体を車輪のリム部に結合するための結合部とを備えている。例えば結合する方式は、ウエイトの一面に一体的に結合された粘着テ−プによって、ウエイトを車輪の内周面に接着する方法や、リベットで締結する方法、かしめで圧着する方法、クリップ（バネ材による）方式などの公知の結合手段によって行う。
【００４２】    図１〜２に於いて、１はウエイトを示したものである。ウエイト１は軟質のためリムの湾曲形状に沿って接着固定される。車輪リム部３に粘着テ−プ２を介して設置する。本願でのホイ−ルバランスウエイトは，幅２８ｍｍ×長さ５５ｍｍ×厚さ３ｍｍの平板状の供試合金よりなり、ウエイト本体１の裏側が一方の粘着テ−プ２の接着面に接着される。加熱法による製造方法でＳｎとＷとを一体化した。
【００４３】    なお、ウエイトの低密度材料（Ｓｎ量，Ｚｎ量）、高密度材料（Ｗ量、ＷＣ量）および補助成分量の値は、作業上便利なように酸素量を含まない状態での数値（Ｓｎ量，Ｚｎ量、Ｗ量、ＷＣ量および補助成分量の合計を１００％）で示してある。    以下本発明の実施例および比較例では、接合手段の代表例として粘着テ−プを使用する方式を選択した上で、各種ウエイト材の評価条件および評価結果を表１〜８、評価基準を表９に示す。実施例１〜６，比較例１〜８
【００４４】    Ｓｎ１００％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗが０％（比較例１）およびＺｎ１００％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗが０％（比較例５）のウエイト材では、ウエイトをリムの内周面への装着時に傷の発生はないものの軟質すぎるため作業時に破れ易いという問題、Ｓｎ，Ｚｎの純度を１００％とするための精製のコストが大きくなるという問題があり好ましくなく、装着性が（評価Ｃ）となり、更に密度も十分でなく、本発明の請求の範囲から除外する（表１）。
【００４５】    一方，Ｓｎが９０％〜５０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗ（実施例１〜３）およびＺｎが９０％〜５０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部がＷ（実施例４〜６）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ〜Ｂ）であり、またこの範囲において密度は、Ｐｂに近似した値を示し両特性共に良好である。    Ｗと（Ｓｎ＋Ｚｎ）の比率［Ｗ／Ｗ＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］が０．１〜０．５の範囲において良好となる。
【００４６】    しかし、Ｓｎ量が２５％（比較例２）およびＺｎが２５％（比較例２）、残部がＷでは、リム部の内周面への装着性は（評価Ｂ）であり合格であるが、密度がＰｂより大幅に大となる。Ｓｎ量が１０％〜０％（比較例３〜４）およびＺｎ量が１０％〜０％（比較例７〜８）では、傷発生評価が（評価ｃ）であると共に，リム部の内周面とのなじみ性が劣り、装着性も（評価Ｃ）であり、また密度もＰｂより大幅に大となるため両特性共に不合格である。更に，Ｓｎ，Ｚｎよりも高価格のＷ量の増加はウエイト価格の上昇をもたらすなど好ましくない。実施例７〜１２、比較例９〜１６
【００４７】    前記実施例１〜６，比較例１〜８では高密度材料としてＷを選択した場合を示したが、本発明の高密度材料はＷのみならずＷＣであっても同様の効果を得る（表２）。    すなわち、Ｓｎが９０％〜５０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部ＷＣ（実施例７〜９）およびＺｎが９０％〜５０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部がＷＣ（実施例１０〜１２）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ〜Ｂ）であり、またこの範囲において密度は、Ｐｂに近似した値を示し両特性共に良好である。    ＷＣと（Ｓｎ＋Ｚｎ）の比率［ＷＣ／ＷＣ＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］が０．１５〜０．７の範囲において良好となる。実施例１３〜１８、比較例１７〜２０
【００４８】    前記実施例１〜１２，比較例１〜１６では、低密度材料としてＳｎ，Ｚｎを別々に選択した場合を示したが、本発明の低密度材料は、Ｓｎ，Ｚｎ別々のみならずこれらの合金であっても同様の効果を得る（表３）。    すなわち比較例１７〜１８では、傷発生状況（評価ｃ）、リムへの装着性（評価Ｃ）のみならず、低密度材料と高密度材料との比率［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｗ＋ＷＣ）＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］が０．９５であり高過ぎ好ましくない。比較例１９〜２０では、傷発生状況は（評価ａ）であり問題ないが、リムへの装着性（評価Ｃ）であり、低密度材料と高密度材料との比率［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｗ＋ＷＣ）＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］が０．０５であり低過ぎ好ましくない。実施例１９〜２２、比較例２１〜２２
【００４９】    前記実施例１〜１８，比較例１〜２４では、ウエイト材中の酸素量がほぼ１００ｐｐｍのものを選択して評価したが、本発明のウエイト材中の酸素量は、１００ｐｐｍに限ることなくその効果を発揮する（表４）。    すなわち、ウエイト材の［（Ｗ、ＷＣ）／（Ｗ、ＷＣ）＋（Ｓｎ、Ｚｎ）］を０．３５〜０．４０に一定とし、酸素量を５〜２２５０ｐｐｍと変化させた合金を選出した。焼結作業中の雰囲気を大気中、不活性ガス、低真空、高真空などを選択し、ガス分析によって目的のガス量を持つウエイト材を選出した。    ウエイト材中の酸素量が５〜８００ｐｐｍ（実施例１９〜２２）の場合では、傷発生状況は（評価ａ〜ｂ）、リムへの装着性（評価Ａ〜Ｂ）、密度も所定の範囲内であり、いずれも良好となる。
【００５０】    これに対して、ウエイト材中の酸素量が５ｐｐｍ未満（比較例２１）の場合では、傷発生状況は（評価ａ）、リムへの装着性（評価Ａ）、密度も所定の範囲内であり、いずれも良好となるが、しかし多量のウエイト材の総ての酸素量５ｐｐｍ未満に維持するための精製コストなど経済的負担のみならず品質管理上も問題となるので、本発明の範囲から除外する。更に、ウエイト材中の酸素量が２２５０ｐｐｍを越える（比較例２２）の場合では、リムへの装着性は（評価Ｂ）、密度も所定の範囲内でありいずれも良好となるが、傷発生状況が（評価ｃ）であり総合評価としては好ましくなく本発明の範囲から除外する。    以上から、本発明のウエイト材中の酸素量は、５〜８００ｐｐｍの範囲の素材が総合評価として好ましい。実施例２３〜２６、比較例２３〜２４
【００５１】    前記実施例１〜２２，比較例１〜２２でのウエイト材は、補助成分のない場合について評価した。しかし本発明では目的を達成するためのウエイト材では、所定の補助成分の存在は、ウエイト材中の酸素量の制御、溶解作業性、低温度化などに効果を得る。低密度材料（Ｓｎ＋Ｚｎ）、高密度材料（Ｗ＋ＷＣ）、酸素含有量で構成され、他の補助成分の効果については検討していない。本発明のウエイト材では、補助成分として所定量内のＡｌ、Ｓｉの存在は有益である（表４）。
【００５２】    すなわち、補助成分としてＡｌ量を０．５％、５％含有（実施例２３〜２４）したウエイト材では、傷発生状況は（評価ｂ）、リムへの装着性（評価Ａ〜Ｂ）、密度も所定の範囲内であり、いずれも良好となる。Ａｌの存在はこれらの評価結果に直接現れない面での利点として、酸素含有量の安定化（ウエイト材毎のガス量のばらつき、ウエイト材内部の場所によるガス量のばらつきなど）、Ｓｎ，Ｚｎ部分を溶融させる場合には、溶解作業中の湯流れ性の改善、ウエイト材としての引っ張り強さを向上させる効果を示す。しかし、Ａｌ量が１０％を越える場合（比較例２３）には、湯流れ性が低下し内部に空孔が発生する傾向にある。その結果、傷発生評価が（評価ｃ）、装着性評価が（評価Ｃ）となり好ましくない。Ａｌを補助成分として添加する場合には、ウエイト材としては５％以下が好ましい。
【００５３】    補助成分としてＳｉ量を０．５％、５％含有（実施例２５〜２６）したウエイト材でも、傷発生状況は（評価ｂ）、リムへの装着性（評価Ａ〜Ｂ）、密度も所定の範囲内であり、いずれも良好となる。Ｓｉの存在はこれらの評価結果に直接現れない面での利点として、酸素含有量の安定化（ウエイト材毎のガス量のばらつき、ウエイト材内部の場所によるガス量のばらつきなど）、Ｓｎ，Ｚｎ部分を溶融させる場合には、溶解作業中の湯流れ性の改善、ウエイト材としての引っ張り強さを向上させる効果を示す。しかし、Ｓｉ量が１０％を越える場合（比較例２４）には、湯流れ性が低下し内部に空孔が発生する傾向にある。その結果、傷発生評価が（評価ｃ）、装着性評価が（評価Ｃ）となり好ましくない。Ｓｉを補助成分として添加する場合には、ウエイト材としては５％以下が好ましい。実施例２７〜３２、比較例２５〜２９
【００５４】    前記実施例１〜２６，比較例１〜２４では低密度材料としてＳｎ，Ｚｎを選択した場合を示したが、本発明の低密度材料はＳｎ，ＺｎのみならずＢｉであっても同様の効果を得る（表５）。    すなわち、Ｂｉが１００％〜７５％、酸素量１００〜３００ｐｐｍ、残部Ｗ（実施例２７〜２９）およびＢｉが１００％〜７５％、酸素量１００ｐｐｍ、残部がＷＣ（実施例３０〜３２）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ〜ｂ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ〜Ｂ）であり、またこの範囲において密度は、Ｐｂに近似した値を示し両特性共に良好である。しかし、Ｂｉが２５％〜０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗ（比較例２５〜２６）およびＢｉが２５％〜０％、酸素量１００〜３００ｐｐｍ、残部がＷＣ（比較例２７〜２８）では、装着性が（評価Ｃ）であり、またこの範囲において密度がＰｂの値と離れた値を示し好ましくない。
【００５５】    Ｐｂが９０％、酸素量１００ｐｐｍ、残部Ｗが１０％（比較例２９）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ）であり、またこの範囲において密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。しかし、環境規制物質としてのＰｂの存在は除外される。実施例３３〜４２、比較例３０    ［００５０］    前記実施例１〜３２，比較例１〜２９では低密度材料としてＳｎ，Ｚｎ、Ｂｉを選択し、高密度材料としてＷ，ＷＣを選択し、必要により補助材料としてＡｌ，Ｓｉを選択した上で、これらを合金化あるいは複合化によって一体化した。しかし本発明のウエイトの一体化の手段は、前記合金化あるいは複合化のみでなく達成できる。    前記低密度材料、高密度材料、補助材料の一体化には、所定比率の合成樹脂や合成ゴムを固化材として一体化したものであっても同様の効果を得る（表６）。
【００５６】    すなわち、実施例３４〜３６、比較例３０では、実施例１５で使用したウエイト（Ｓｎ６５％、Ｗ３５％、酸素量１００ｐｐｍ）を転用した。この低密度材料と高密度材料と補助材料の合計を容積％で計量し、この容積％に対する固化材（合成樹脂）の容積％を０〜７５％まで変化させたウエイトを試作した（実施例３４〜３６）。固化材としてエポキシ樹脂を選択し、固化材の量が０〜５０容積％の場合では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ｂ）であり、またこの範囲において固化材を加えた状態での密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。しかし、固化材の量が７５容積％の場合（比較例３０）では、リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ｂ）であり問題はないが、固化材を加えた状態での密度がＰｂの値と比較して不足（密度が８ｇｒ／ｃｃより大幅に低下）を示し総合評価では好ましくない。
【００５７】    参考として、固化材の量が０容積％（固化材を使用していない）の場合を示した（実施例３３）。傷発生評価が（評価ａ）であると共に，装着性も（評価Ａ）、密度もＰｂの値に近似し特性上良好である。振動の吸収性は前記の固化材を使用していない各実施例１〜３２と同じである。それに対して実施例３４〜３６では、固化材の存在による振動の吸収効果が発揮され実施例３３より改善される利益がある（表６）。また実施例３３では、低密度材料、高密度材料、補助材料の一体化には、Ｓｎ，Ｚｎ部分の溶解や溶浸、Ｗ，ＷＣとの焼結のためには、何らかの加熱処理を必要とするが、実施例３４〜３６のような固化材による一体化では、加熱処理を必要とせず、ウエイトの製造上簡便となる利益もある（表６）。
【００５８】    実施例３７〜４２では、実施例１７で使用したウエイト（Ｓｎ６５％、Ｗ３５％、Ａｌ０．５％、酸素量１００ｐｐｍ）を転用した。この低密度材料と高密度材料と補助材料の合計を容積％で計量し、この容積％に対する固化材の容積％を１０％に揃えたウエイトを試作した（実施例３７〜４２）。    固化材として実施例３７〜３８ではアルキド樹脂、メラミン樹脂（いずれも合成樹脂）を選択した。リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ｂ）であり、またこの範囲において固化材を加えた状態での密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。更に実施例３７〜３８では、固化材の存在による振動の吸収効果や加熱処理を必要とせずウエイトの製造上簡便となる利益がある（表６）。
【００５９】    固化材として実施例３９〜４２ではニトリルゴム、シリコ−ンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム（いずれも合成ゴム）を選択した。リム部に取り付ける際を車輪を傷つけることがなく、傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ）であり、またこの範囲において固化材を加えた状態での密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。更に実施例３７〜３８では、固化材の存在による振動の吸収効果や加熱処理を必要とせずウエイトの製造上簡便となる利益がある（表６）。実施例４３〜４９、
【００６０】    前記実施例３３〜４２，比較例３０では低密度材料としてＳｎ，Ｚｎを選択し、高密度材料としてＷ，ＷＣを選択し、必要により補助材料としてＡｌを選択した上で、これらを一体化する手段として所定比率の合成樹脂や合成ゴムを固化材として使用して一体化したが、本発明のウエイトの一体化の手段は、これら前記合成樹脂や合成ゴム固化材を利用しないで、所定範囲の加圧力を与えてる手段でも同様の効果を得る（表７）。    すなわち、低密度材料として（Ｓｎ＋Ｚｎ）、高密度材料として（Ｗ＋ＷＣ）を選択し、［（Ｗ＋ＷＣ）／（Ｗ＋ＷＣ）＋（Ｓｎ＋Ｚｎ）］比率を約０．３５として一体化したウエイト材を得る。低密度材料、高密度材料を十分混合しこれらの混合体（粉末が好ましい）を得た後、幅３５ｍｍ×長さ６０ｍｍ×深さ５ｍｍの角型に挿入し、４トン／ｃｍ２の成型圧力を与えて幅２８ｍｍ×長さ５５ｍｍ×深さ３ｍｍの平板状のウエイト材を得た。傷発生評価が（評価ａ）であると共に，リム部の内周面とのなじみも良く、装着性も（評価Ａ）であり、密度もＰｂに近似した値を示し両特性共に良好である。実施例５０〜５３、比較例３１
【００６１】    前記実施例４３〜４９では、成型圧力を４トン／ｃｍ２に一定とした場合を示したが、成型圧力は４トン／ｃｍ２に限らず０．５〜１０トン／ｃｍ２（実施例５０〜５３）の場合において、同等の効果を得る。しかし成型圧力が０．５トン／ｃｍ２未満〜０では高密度材料の脱落で好ましくない。また成型圧力が１０トン／ｃｍ２をこえる場合には、安全性および経済性の面で得策ではない。参考例１〜４
【００６２】    １００％のＰｂをウエイト材として使用する時には、低融点でありかつ傷発生評価、装着性評価ともに良好であるが、Ｐｂの環境規制物質指定が致命的な問題となり不合格である（参考例１）。    ３８Ｐｂ−Ｓｎ，８９Ｐｂ−Ｓｎをウエイト材として使用する時にも、低融点でありかつ傷発生評価、装着性評価ともに良好であるが、Ｐｂの環境規制物質指定が致命的な問題となり不合格である（参考例２〜３）。    １００％Ｆｅをウエイト材として使用する時には、環境規制物質指定としての問題はないが、傷発生評価（評価ｃ）、装着性評価（評価Ｃ）でありともに不良である（参考例４）。
【変形例】
【００６３】    ホイ−ルバランスウエイトをリム部への装着時の機械的外力や使用中の環境からの化学的な外力からの攻撃から保護する為に、本発明のウエイト材の表面に、メッキ、樹脂などの保護層を付与する。    なお、本実施例では、接合手段の代表例として粘着テ−プ方式を選択して示したが、接合手段の選択は本質的問題ではなく、これ以外の接合手段を利用したホイ−ルバランスウエイトであっても本発明のウエイト材は問題なく使用できる。
【００６４】
【表１】
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【００６５】
【表２】
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【００６６】
【表３】
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【００６７】
【表４】
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【００６８】
【表５】
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【００６９】
【表６】
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【００７０】
【表７】
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【００７１】
【表８】
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【００７２】
【表９】
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【発明の効果】
【００７３】    上記実施例の結果からも明らかなように、本発明に係るホイ−ルバランスウエイトは、リム部に取り付ける際、車輪の湾曲面になじみ易く、車輪に傷を与える事なく固定でき、かつ環境問題に配慮した極めてすぐれたものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】は、ウエイト１に結合部材２を配置したホイ−ルバランスウエイト４を示す図。図１で１はウエイト，２は結合部材（この場合は両面粘着テ−プ）である。必要数のウエイト（ウエイト１ａ，ウエイト１ｂ，ウエイト１ｃ）を結合部材を用いてホイ−ル３に貼付する。ウエイト１の方向よりハンマ−などで打って接着させる。本願のウエイト１は軟質のためリムの湾曲形状に沿って接着固定される。ウエイトの形状はあらかじめ少し湾曲させた形状としておいても良い。
【図２】は、車輪のリム部にホイ−ルバランスウエイトを配置した図。図２で、１はウエイトである。２は結合部材（この場合は両面粘着テ−プ）である。３はホイ−ル（車輪リム），４はホイ−ルバランスウエイトである。
【符号の説明】
【００７５】      １：ウエイト      ２：結合部材      ３：ホイ−ル      ４：ホイ−ルバランスウエイト