(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の飾り穴を周方向に間隔をおいて形成してなるディスク部を有する鋳造車両ホイールを塗装する前に、上記ディスク部裏面において上記複数の飾り穴が配置された環状の飾り穴形成領域に、少なくともこの飾り穴形成領域の全領域を占めるように配置された円環状のブラシを当て、この円環状のブラシをディスク部の中心軸線を中心として回転することにより、上記飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを研磨することを特徴とする車両ホイールの製造方法。
【請求項２】
（ａ）周方向に間隔をおいて複数の飾り穴を有するディスク部とリム部とを一体に鋳造する工程と、
（ｂ）上記ディスク部にハブ穴とボルト穴を明けるとともに、ディスク部裏面を切削する加工工程と、
（ｃ）塗装工程と、
を実行する車両ホイールの製造方法において、
上記塗装工程の前に、バレル研磨工程とブラシ研磨工程とを実行し、ブラシ研磨工程では、上記ディスク部裏面において上記複数の飾り穴が配置された環状の飾り穴形成領域に、少なくともこの飾り穴形成領域の全領域を占めるように配置された円環状のブラシを当て、この円環状のブラシをディスク部の中心軸線を中心として回転することにより、上記飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを研磨することを特徴とする車両ホイールの製造方法。
【請求項３】
（ａ）周方向に間隔をおいて複数の飾り穴を有するディスク部とリム部とを一体に鋳造する工程と、
（ｂ）上記ディスク部にハブ穴とボルト穴を明けるとともに、ディスク部裏面を切削する加工工程と、
（ｃ）塗装工程と、
を実行する車両ホイールの製造方法において、
上記塗装工程の前に、ブラシ研磨工程を実行し、このブラシ研磨工程では、上記ディスク部裏面において上記複数の飾り穴が配置された環状の飾り穴形成領域に、少なくともこの飾り穴形成領域の全領域を占めるように配置された円環状のブラシを当て、この円環状のブラシをディスク部の中心軸線を中心として回転することにより、上記飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを研磨するとともに、上記ディスク部意匠面に他のブラシを当て、このブラシをディスク部の中心軸線を中心する回転軌跡に沿って回転することにより、上記ハブ穴，ボルト穴の内周面とディスク部意匠面との境のエッジを研磨することを特徴とする車両ホイールの製造方法。
【請求項４】
上記ブラシ工程に先立ち鋳肌面からなる上記飾り穴の内周面と切削面からなる上記ディスク部裏面との境のエッジの面取りを行なう面取り工程を実行することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両ホイールの製造方法。
【請求項５】
上記ブラシをそれぞれ略同時間、正逆方向に回転させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両ホイールの製造方法。
【請求項６】
上記ブラシ研磨により、上記飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを、曲率半径０．５ｍｍ以上になるように研磨し、上記塗装工程において、当該エッジでの塗膜が１０ミクロン以上になるように塗装することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両ホイールの製造方法。
【請求項７】
回転円盤と、この回転円盤を回転駆動する駆動手段と、この回転円盤の一方の面に設けられた円環状のブラシとを備え、
上記回転円盤がホイールのディスク部と同軸をなしてホイールのリム部の内側に収容され、上記円環状のブラシがホイールのディスク部裏面において複数の飾り穴が周方向に間隔をおいて配置された環状の飾り穴の形成領域の全領域に当てられた状態で、回転円盤が回転することにより、上記円環状のブラシがディスク部の中心軸線を中心として回転し、飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを研磨することを特徴とする車両ホイール研磨用のブラシ研磨機。
【請求項８】
上記ブラシは、多数のブラシ要素からなり、各ブラシ要素は砥粒を担持した多数のフィラメントを保持部材で束ねることにより構成され、このブラシ要素の保持部材が回転円盤の保持穴に着脱可能に嵌め込まれることを特徴とする請求項７に記載の車両ホイール研磨用のブラシ研磨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルミ等の軽合金製の車両ホイールを鋳造により製造する方法に関し、特に鋳造されたホイールを研磨する工程およびこの工程に用いられるブラシ研磨機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、鋳造されたアルミ製の車両ホイールを塗装することを開示している。この塗装の際に、スポークエッジ等に塗膜が良好に付着されないことがあり、長期使用により錆が発生する問題があることも開示している。特許文献１では、塗装材料を工夫することにより上記エッジでの錆発生を防止しようとするものである。
【特許文献１】特開平２−１８１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１のように、塗装材料の工夫によりエッジでの錆発生を防止するには限界があった。
本願発明者は、鋳肌面と切削面との境のエッジを、手作業でバフ研磨することにより、エッジでの塗膜付着を良好にすることを試みた。しかし、手作業のため生産性が低くコスト高となってしまった。また、研磨にバラツキが生じ、塗装後の検査で不良品と判別される割合を低減することができなかった。
【０００４】
なお、本出願人は先に異なる目的で本願発明に似た工程を有する車両ホイール製造方法を出願している（特願２００４−１８３０３０号）。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、車両ホイールの製造方法において、鋳造車両ホイールを塗装する前に、上記ディスク部裏面における飾り穴形成領域にブラシを当て、このブラシをディスク部の中心軸線を中心する回転軌跡に沿って回転することにより、上記飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを研磨することを特徴とする。
この方法によれば、ブラシ研磨により、飾り穴内周面とデイスク部裏面との境のエッジを研磨するので、研磨工程の生産性を向上でき、かつ研磨のバラツキを無くしてエッジでの塗膜付着を良好に行なうことができる。
【０００６】
さらに本発明は、（ａ）飾り穴を有するディスク部とリム部とを一体に鋳造する工程と、（ｂ）上記ディスク部にハブ穴とボルト穴を明けるとともに、ディスク部裏面を切削する加工工程と、（ｃ）塗装工程と、を実行する車両ホイールの製造方法において、上記塗装工程の前に、バレル研磨工程とブラシ研磨工程とを実行し、ブラシ研磨工程では、上記ディスク部裏面における飾り穴形成領域にブラシを当て、このブラシをディスク部の中心軸線を中心する回転軌跡に沿って回転することにより、上記飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを研磨することを特徴とする。
この方法によれば、バレル研磨により、ハブ穴やボルト穴の意匠面側のエッジ等を研磨し、ブラシ研磨により、飾り穴内周面とデイスク部裏面との境のエッジを研磨するので、研磨工程の生産性を向上でき、かつ研磨のバラツキを無くしてエッジでの塗膜付着を良好に行なうことができる。
【０００７】
さらに本発明は、（ａ）飾り穴を有するディスク部とリム部とを一体に鋳造する工程と、（ｂ）上記ディスク部にハブ穴とボルト穴を明けるとともに、ディスク部裏面を切削する加工工程と、（ｃ）塗装工程と、を実行する車両ホイールの製造方法において、
上記塗装工程の前に、ブラシ研磨工程を実行し、ブラシ研磨工程では、上記ディスク部裏面における飾り穴形成領域にブラシを当て、このブラシをディスク部の中心軸線を中心する回転軌跡に沿って回転することにより、上記飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを研磨するとともに、上記ディスク部意匠面にブラシを当て、このブラシをディスク部の中心軸線を中心する回転軌跡に沿って回転することにより、上記ハブ穴，ボルト穴の内周面とディスク部意匠面との境のエッジを研磨することを特徴とする。
この方法によれば、意匠面側のブラシ研磨により、ハブ穴やボルト穴の意匠面側のエッジを研磨し、裏面側のブラシ研磨により、飾り穴内周面とデイスク部裏面との境のエッジを研磨するので、研磨工程の生産性を向上でき、かつ研磨のバラツキを無くしてエッジでの塗膜付着を良好に行なうことができる。
【０００８】
好ましくは、上記ブラシ工程に先立ち鋳肌面からなる上記飾り穴の内周面と切削面からなる上記ディスク部裏面との境のエッジの面取りを行なう面取り工程を実行する。
これによれば、ブラシ研磨の負担を軽減することができる。
【０００９】
好ましくは、上記ディスク部裏面のブラシ研磨において、上記ブラシは、少なくとも上記飾り穴形成領域の全領域を占めるように配置されている。これにより、効率良くブラシ研磨を行なうことができる。
好ましくは、上記ブラシをそれぞれ略同時間、正逆方向に回転させる。これにより、飾り穴内周面とデイスク部裏面との境のエッジをほぼ均等に研磨できる。
【００１０】
好ましくは、上記ブラシ研磨により、上記飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを、曲率半径０．５ｍｍ以上になるように研磨し、上記塗装工程において、当該エッジでの塗膜が１０ミクロン以上になるように塗装する。これにより、長期にわたって確実にエッジでの錆発生を防止できる。
【００１１】
本発明はさらに、車両ホイール研磨用のブラシ研磨機において、回転円盤と、この回転円盤を回転駆動する駆動手段と、この回転円盤の一方の面に設けられたブラシとを備え、
上記回転円盤がホイールのディスク部と同軸をなしてホイールのリム部の内側に収容され、上記ブラシがホイールのディスク部裏面において少なくとも飾り穴の形成領域の全領域に当てられた状態で、回転円盤が回転することにより、飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを研磨することを特徴とする。
このブラシ研磨機によれば、飾り穴の内周面とディスク部裏面との境のエッジを、効率良くかつバラツキなく研磨することができる。
【００１２】
好ましくは、上記ブラシは、多数のブラシ要素からなり、各ブラシ要素は砥粒を担持した多数のフィラメントを保持部材で束ねることにより構成され、このブラシ要素の保持部材が回転円盤の保持穴に着脱可能に嵌め込まれる。これによれば、ブラシ要素の交換が可能なため、ブラシ研磨機の保守が簡単であり、常に良好なブラシ研磨を行なうことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エッジ処理の生産性を高めることができ、しかもバラツキなくエッジ処理を行なえるので、エッジでの塗膜付着を良好に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は車両ホイールの製造方法を工程順に示す。まず、工程Ｓ１で、アルミ溶湯を鋳型に鋳込んで低圧鋳造を行なう。
【００１５】
上記鋳造により、図２，図３に示すように、ディスク部１０とリム部２０を一体に有する車両ホイール１が得られる。この鋳造時に、ディスク部１０にはリム部２０近傍における環状領域に複数の飾り穴１１が形成される。この飾り穴１１は周方向に間隔をおいて形成され、これら飾り穴１１間の部位がスポーク部１５として提供される。なお、図２，図３ではハブ穴１２，ボルト穴１３，バルブ穴１４が示されているが、鋳造段階ではこれら穴１２〜１４が形成されない。
【００１６】
次の工程Ｓ２で、鋳造により生じたリム部２０の外周に張り出すバリを取る。
次の工程Ｓ３で、熱処理を行なう。
【００１７】
次の工程Ｓ４で、旋盤加工と穴明け加工を行なう。
上記旋盤加工により、ディスク部１０の裏面の全領域が切削される。これにより、ディスク部１０の裏面中央部には平坦なハブ取付面１６が形成され、飾り穴１１の周縁に残されたバリも除去される。また、この旋盤加工により、リム部２０の内周面および外周面が削られ、リム部２０の寸法出しが行なわれる。
【００１８】
上記穴明け加工により、ディスク部１０の中央にハブ穴１２が形成され、ハブ穴１２を囲うように周方向に間隔をおいて複数のボルト穴１３が形成され、１つの飾り穴１１の内周面からリム部２０の外周面に抜けるバルブ穴１４が形成される。なお、ボルト穴１３の意匠面側は大径のナットを収容のためのナット収容凹部１３ａとなっている。
【００１９】
上記穴明け加工および旋盤加工により形成された切削面を、図３において太線で示し、残された鋳肌面を細線で示す。鋳肌面は、ディスク部１０の意匠面に残されるとともに、飾り穴１１の内周面に残されている。
【００２０】
図２、図３に示すように、上記鋳肌面と切削面との境にはエッジＥ１〜Ｅ５が形成される。エッジＥ１は、飾り穴１１の内周面とディスク部１０の裏面との境に形成される。エッジＥ２は、ハブ穴１２の内周面とディスク部１０の意匠面との境に形成される。エッジＥ３は、ナット収容凹部１３ａとディスク部１０の意匠面との境に形成される。エッジＥ４は、バルブ穴１４の内周面と飾り穴１１の内周面との境に形成される。エッジＥ５はリム部２０のリムフランジ切削端面と意匠面との境に形成される。
【００２１】
図７は飾り穴１１のエッジＥ１の鋳造工程Ｓ１直後の断面形状を示す。上記旋盤工程でディスク部１０の裏面を、一点鎖線Ｌ１まで切削することにより、エッジＥ１は図８に示す形状になる。
【００２２】
次の工程Ｓ５で、ペンシルグラインダを用いて飾り穴１１のエッジＥ１を図８の一点鎖線Ｌ２まで面取りする。この面取りにより、上記旋盤加工で生じた加工ばり（かえり）も除去できる。なお、ペンシルグラインダは、先端に研磨部を有する回転工具であり、ペンシルグラインダを手で持ち研磨部を回転させながら、飾り穴１１のエッジＥ１に沿って移動させることにより、面取りを行なう。
【００２３】
上記面取り工程Ｓ５は、ペンシルグラインダによる面取りを実行するだけでもよいが、バフ研磨を行なってもよい。このバフ研磨はペンシルグラインダによる面取りで生じたエッジＥ１の波打ち（意匠面側から見た時の凹凸）を無くすもので、軸部を軸方向に振動させる工具を用いる。この工具の軸部の先端部は偏平形状をなしており、この先端部に布製バフが取り付けられている。布製バフを面取りされたエッジＥ１の面に当てるとともに軸方向振動させながら、工具をエッジＥ１に沿って移動させることにより、バフ研磨を行なって上記波打を解消する。
【００２４】
上記面取り工程により、エッジＥ１は、図９（Ａ）に示すように面取りされた形状になる。この面取り部Ｍと鋳肌面との境および面取り部Ｍとディスク部裏面との境には、新たに鈍角の局所エッジＥ１’，Ｅ１”が形成される。
【００２５】
上記面取り工程では、エッジＥ２〜Ｅ５の面取りも同様にして行なう。
【００２６】
次の工程Ｓ６で、バレル研磨を行う。本実施形態では湿式のバレル研磨を行なう。詳述すると、図４に示すようにタンク３０には数ｍｍ程度のセラミック球等からなる研磨材３１が収容されている。ホイール１は、回転シャフト３５の先端にチャックを介して固定され研磨材３１中に埋没されている。回転シャフト３５は、回転されるとともに（周期的に正転と逆転を繰り返す）、振動を付与される。また、回転シャフト３５は、回転と振動と同時に上下動したり揺動する。
【００２７】
上記バレル研磨により、上記エッジＥ２〜Ｅ５を十分に研磨して丸めることができる。しかし、飾り穴１１のエッジＥ１では、図９（Ｂ）に示すように面取り部Ｍと鋳肌面との境の局所エッジＥ１’は丸められるものの、面取り部Ｍと裏側切削面との境の局所エッジＥ１”は丸められず変形されて残る。
【００２８】
次の工程Ｓ７ではエッジＥ１のブラシ研磨を行う。この工程では図５に示すように、ホイール保持機４０とブラシ研磨機５０を用いる。ホイール保持機４０は、水平に設置された円環状の位置決め台４１と、この位置決め台４１の真上に位置して昇降可能な押さえ台４２とを備えている。ホイール１のリム部２０の裏面側のリムフランジを位置決め台４１に載せて位置決めした後、押さえ台４２を下降させてホイール１の意匠面側のリムフランジを押さえることにより、ホイール１を保持するようになっている。
【００２９】
上記ブラシ研磨機５０は、位置決め台４１の中心軸線上に垂直に起立する回転シャフト５１と、この回転シャフト４１を回転駆動する駆動手段５２と、この回転シャフト５１の上端に固定された回転円盤５３と、回転円盤５３の上面において外周縁近傍の環状領域に設けられた円環状のブラシ５４によって構成されている。
【００３０】
上記ブラシ５４は、図６に示す多数のブラシ要素５４ａからなる。このブラシ要素５４ａは、多数のフィラメント５４ｂの一端部を口金５４ｃ（保持部材）で束ねることにより形成されている。この口金５４ｃを上記回転円盤５３の環状領域に形成された保持穴５３ａに着脱可能に嵌め込むことにより、フィラメント５４ｂが起立状態となる。
【００３１】
上記フィラメント５４ｂは例えばナイロン（商品名）等のポリアミドからなり、３０％の混入率で研磨砥粒を担持している。この研磨砥粒は例えばシリコンカーバイトからなり、番手＃６０，直径１．１２５ｍｍである。
【００３２】
上記のようにしてホイール１がホイール保持機４０にセットされた状態で、ブラシ５４のフィラメント５４ｂの上端は、ディスク部１０の裏面において飾り穴１１が形成された環状の領域に当たる。この状態で駆動手段５２を駆動すると、ブラシ５４が回転して飾り穴１１のエッジＥ１を研磨する。これにより、図９（Ｃ）に示すように、局所エッジＥ１”が無くなり、エッジＥ１の処理が完了する。なお、ブラシ５４の回転は、正逆方向に同じ時間だけ行なう。このブラシ研磨により、エッジＥ１の曲率半径は０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下、本実施形態では０．７ｍｍとなる。
【００３３】
次の工程Ｓ８では、塗装を行なう。詳述すると、最初に粉体塗装により下塗り塗装を行ない、さらにカラー塗装（例えばシルバー色）を行ない，最後に透明な上塗り塗装を行なう。本実施形態では、意匠面において、粉体塗装による樹脂塗膜の厚さが１００ミクロン程度、カラー塗膜の厚さが３０ミクロン程度、上塗り塗膜の厚さが３０ミクロン程度であり、合計１６０ミクロン程度である。
【００３４】
上記塗装工程において、ボルト穴１３の内周面およびナット座，ハブ穴１２の内周面（但し意匠面側端部を除く），ハブ取付面１６では、全ての塗装が禁じられる。リム部２０に関しては薄く下塗り塗膜だけが形成される。
【００３５】
上記塗装工程により、上述したエッジＥ１〜Ｅ５にも塗膜が付着される。エッジＥ２〜Ｅ５は、上記バレル研磨により良好に処理されて丸められているので、塗膜が良好に付着される。またエッジＥ１はブラシ研磨により良好に処理されて丸められているので、図９（Ｃ）に示すように、塗膜６０が良好に付着され、１０ミクロン以上、本実施形態では２０〜３０ミクロン程度の厚さを確保される。
【００３６】
上記のようにエッジＥ１〜Ｅ５が塗膜に覆われていてアルミ地金が露出しないので、長期使用による錆発生を防止できる。
【００３７】
本実施形態による図９（Ｃ）に示す塗膜６０を、図９（Ａ），図９（Ｂ）に示す塗膜６１，６２と比較する。図９（Ａ）に想像線で示す塗膜６１は、面取り工程後にバレル研磨，ブラシ研磨の工程を経ずに塗装工程を行なった場合に形成されるものである。また、図９（Ｂ）に想像線で示す塗膜６２はバレル研磨工程後にブラシ研磨を経ずに塗装工程を行なった場合に形成されるものである。塗膜６１，６２は局所エッジＥ１’，Ｅ１”で極端に薄くなるか殆ど形成されないので、長期使用により錆の発生を免れない。
【００３８】
上述したように、バレル研磨によりエッジＥ２〜Ｅ５の人手による研磨工程を省くことができ、ブラシ研磨によりエッジＥ１の人手による研磨工程を省くことができる。そのため、研磨のバラツキが解消された。また、バレル研磨はホイール１個当たり３〜４分であり、ブラシ研磨も２分弱で済むので、人手による研磨（ホイール１個当たり２０〜３０分）に比べて生産性が大幅に向上した。
【００３９】
上記塗装工程の後に、行なう試験について説明する。上記エッジＥ１〜Ｅ５に電極を当てて導通試験を行なうが、これらエッジＥ１〜Ｅ５には良好に塗膜が形成されているので、非導通となる。実際の導通試験では、１００％非導通となった。これに対して人手でバフ研磨した場合、非導通率が８０％程度であった。
【００４０】
さらに、キャス（ｃａｓｓ）試験を行なってみたところ、本実施形態による車両ホイールでは合格率が１００％であったのに対して、人手でバフ研磨した場合、合格率が８０％程度であった。なお、キャス試験は、５０°Ｃに設定された試験槽に５％の塩水と０．０２７％の塩化第二銅（２水和物）の混合液を噴霧して試験片の腐食性および耐食性を評価するものである。
【００４１】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態を採用可能である。例えば、ブラシ研磨の後にバレル研磨を行なうようにしてもよい。エッジＥ１に関しては、ブラシ研磨だけで図９（Ｃ）の断面形状にすることができる。
【００４２】
ブラシ研磨の際、保持機構は、意匠面側または裏面側のリムフランジを把持することにより、車両ホイールを保持してもよい。
ブラシ研磨機において、ブラシ要素５４ａを回転円盤上において自転させるように構成してもよい。
ブラシは、回転円盤に円環状ではなくほぼ全領域に設けてもよい。
ブラシは、ループ状にしたフィラメントを回転円盤に植え付けてもよい。
ブラシ研磨は、図５の状態を上下逆にして行なうこともできる。
【００４３】
図５に示す姿勢で車両ホイールのリムフランジを保持機構で把持し、図示のブラシ研磨機を上下に配置して、車両ホイールの裏面のみならず意匠面をもブラシ研磨してもよい。この場合、上側のブラシは、回転円盤の略全領域に設けられ、意匠面側を研磨し、ひいてはハブ穴１２，ボルト穴１３，バルブ穴１４の内周面（切削面）と意匠面（鋳肌面）との境のエッジを研磨する。そのため、バレル研磨が不要となる。
【００４４】
エッジ処理において人手による研磨を補助的に行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態をなす車両ホイールの製造方法を工程順に示す図である。
【図２】加工工程を経た車両ホイールの正面図である。
【図３】加工工程を経た車両ホイールの縦断面図であり、切削面を太線で示す。
【図４】バレル研磨工程を示す概略縦断面図である。
【図５】ブラシ研磨工程を示す縦断面図である。
【図６】ブラシ研磨工程で用いられるブラシ要素を示す正面図である。
【図７】ディスク裏面を切削する旋盤工程を示す飾り穴エッジ近傍の拡大断面図である。
【図８】飾り穴エッジにおける面取り工程を示す拡大断面図である。
【図９】飾り穴エッジの拡大断面図であり、（Ａ）は面取り後、（Ｂ）はバレル研磨後，（Ｃ）はブラシ研磨および塗装後の形状を示す。
【符号の説明】
【００４６】
１  車両ホイール
１０  ディスク部
１１  飾り穴
１２  ハブ穴
１３  ボルト穴
２０  リム部
５０  ブラシ研磨機
５２  駆動手段
５３  回転円盤
５３ａ  保持凹部
５４  ブラシ
５４ａ  ブラシ要素
５４ｂ  フィラメント
５４ｃ  口金（保持部材）
Ｅ１〜Ｅ５  エッジ
【図１】
0004516509.tif 000002
【図２】
0004516509.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004516509.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004516509.tif 000008
【図８】
0004516509.tif 000009
【図９】
0004516509.tif 000010