JP2015182481A - 車両用ホイール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デザイン面の色と窓部から覗かれるリム部裏面の色とが同色となる車両用ホイールを粉体塗料の色替え作業の問題を伴うことなく製造可能とする車両用ホイール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】車両用ホイールの製造方法は、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する車両用ホイールの製造方法であって、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する基体を形成する基体形成工程と、前記基体に塗膜を形成する塗装工程とを有し、前記塗装工程は、基体のディスク部の裏面と表面およびリム部の裏面に粉体塗料を用いて第１の色を呈するプライマ層を形成するプライマ塗装工程と、前記プライマ層を形成した基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に溶剤塗料を用いて第２の色を呈するカラーベース層を形成するカラーベース塗装工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、四輪自動車の車両用ホイール及びその製造方法に関する。

自動車（例えば乗用車）部品である鋳造により製造した軽合金ホイールでは、高質感をもった外観を呈するようにするために、ホイール基体の表面に多層からなる塗装が施される。例えば一般的には、鋳肌の凹凸を隠すために５０〜１００μｍほどの厚さで塗られる粉体のポリエステル、アクリル、エポキシ、ウレタン、エポキシポリエステル系樹脂などからなるプライマー層、外観の色彩を出すためのポリエステル、アクリル系樹脂を主剤とするカラーベース層、カラーベース層の色彩を出すとともに耐候性、耐蝕性などを高めるためのクリア層からなる三層塗装がある。また、さらに高質感を高めるために、金属の研摩面を連想させる金属調シルバー層（メッキ調塗装）を追加して、プライマー層、カラーベース層、金属調シルバー層、クリア層からなる四層塗装などもある。

特許文献１には、金属製基体の表面に形成された粉体塗料からなるプライマー層と、前記プライマー層の上に形成されたメタリックベース層と、前記メタリックベース層の上に形成されたクリヤー層とを有する金属調塗膜を備えるアルミニウム合金製鋳造ホイールであって、前記メタリックベース層は、リーフィング化された金属フレークを含むメタリック顔料と濃彩色系顔料を含み、３〜５０μｍの範囲にある厚さを有すると共に、前記メタリック顔料の少なくとも一部は前記クリヤー層の表面に沿って配向され、かつ前記濃彩色系顔料は前記プライマー層に近い側に分散されているアルミニウム合金製鋳造ホイールが記載されている。

特許文献１記載の金属調塗膜を採用することにより、それを構成するメタリックベース層には着色顔料が含有されているので、プライマー層は無色、又は淡色の粉体プライマー層でよく、フリップフロップ性が向上できるとともに、金属調塗膜以外の一般的な塗膜に対しても単一の粉体塗装機のみで対応できる、としている。

特開２００５−１５２８４１号公報（請求項１、請求項６、段落００１６）

近年、シルバー色以外の色、例えば黒色のカラーベース層を有するホイールが求められるようになっている。このようなホイールが比較的大きい面積の窓部を有する場合、ディスク部意匠面側から窓部を通してプライマ層のみが形成されたリム部内周面が視認されるため、黒色を呈するディスク部意匠面に対して、例えば、リム部内周面のプライマ層がシルバー色ではディスク部意匠面の意匠性を損ねることがある。

このような場合、カラーベース層の色に合わせてプライマ層の色も黒色系に換えればよいが、別の色の粉体塗料に換える色替え作業には多大な工数を必要とする。即ち、粉体塗料は、別の色の粉体塗料が混入すると、溶剤塗料のように全体に一様に溶け合うのではなく、混入した粉体をそのまま残留させるため、焼き付け後に部分的に異なる色を有する塗膜になってしまう。このため粉体塗料の色替えの際には、塗装ガン、粉体塗料ホース、塗装ブース内に残る粉体塗料を完全に除去しなければならないからである。粉体塗料の色替え作業に伴う問題は、粉体塗料の色別に塗装ラインを分けることによって解決できるが、設備の過剰を招くため好ましくない。

本発明の目的は、プライマ層とカラーベース層の色が異なっても、デザイン面から見たときにデザイン面の色と窓部から覗かれるリム部裏面の色とが同色となる車両用ホイールを粉体塗料の色替え作業の問題を伴うことなく製造可能とする車両用ホイールの製造方法および車両用ホイールを提供することである。

上記課題を解決するための本願第１の発明に係る車両用ホイールの製造方法は、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する車両用ホイールの製造方法であって、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する基体を形成する基体形成工程と、前記基体に塗膜を形成する塗装工程とを有し、前記塗装工程は、基体のディスク部の裏面と表面およびリム部の裏面に粉体塗料を用いて第１の色を呈するプライマ層を形成するプライマ塗装工程と、前記プライマ層を形成した基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に溶剤塗料を用いて第２の色を呈するカラーベース層を形成するカラーベース塗装工程とを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための本願第２の発明に係る車両用ホイールは、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する車両用ホイールであって、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する基体と、前記基体に形成された塗膜を有し、前記塗膜は、基体のディスク部の裏面と表面およびリム部の裏面に粉体塗料を用いて形成され第１の色を呈するプライマ層と、前記プライマ層を形成した基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に溶剤塗料を用いて形成され第２の色を呈するカラーベース層とを有することを特徴とする。

本願第１の発明に係る車両用ホイールの製造方法および本願第２の発明に係る車両用ホイールは、プライマ層の色とカラーベース層の色とが異なっても、デザイン面から見たときにデザイン面の色と窓部から覗かれるリム部裏面の色とが同色となる車両用ホイールを粉体塗料の色替え作業の問題を伴うことなく製造可能とする。

車両ホイールをディスク面の表側から見た平面図である。 本発明の車両用ホイールの全体の製造工程を示すフロー図である。 図２における塗装工程を詳細に説明する図である。 図１のＡ−Ａ断面矢視による本発明の車両用ホイールの断面図である。 比較例の車両用ホイールの全体の製造工程を示すフロー図である。 図５における塗装工程を詳細に説明する図である。 図１のＡ−Ａ断面矢視による比較例の車両用ホイールの断面図である。

本発明について、その具体的な実施形態に基づき図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、以下説明する実施例に限定されず、また、発明の作用効果を奏する限り、同一性の範囲内において適宜変形して実施することができる。

本願第１の発明に係る車両用ホイールの製造方法は、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する車両用ホイールの製造方法であって、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する基体を形成する基体形成工程と、前記基体に塗膜を形成する塗装工程とを有し、前記塗装工程は、基体のディスク部の裏面と表面およびリム部の裏面に粉体塗料を用いて第１の色を呈するプライマ層を形成するプライマ塗装工程と、前記プライマ層を形成した基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に溶剤塗料を用いて第２の色を呈するカラーベース層を形成するカラーベース塗装工程とを有する、という構成を採用することにより以下の効果を奏する。

すなわち、基体に形成されるプライマ層のうち、基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に形成されるプライマ層は、その上にカラーベース層が形成されるから視認されない。基体のディスク部の裏面に形成されるプライマ層は、ホイールを車両の車軸に取り付けた状態では視認されない。よって、基体に形成される全てのプライマ層は視認されないから粉体塗料の色替えをする必要はなく、プライマ層とカラーベース層の色が異なっても、デザイン面から見たときにデザイン面の色と窓部から覗かれるリム部裏面の色とが同色となる車両用ホイールを粉体塗料の色替え作業の問題を伴うことなく製造可能である。

上記課題を解決するための本願第２の発明に係る車両用ホイールは、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する車両用ホイールであって、窓部が形成されたディスク部とリム部を有する基体と、前記基体に形成された塗膜を有し、前記塗膜は、基体のディスク部の裏面と表面およびリム部の裏面に粉体塗料を用いて形成され第１の色を呈するプライマ層と、前記プライマ層を形成した基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に溶剤塗料を用いて形成され第２の色を呈するカラーベース層とを有する、という構成を採用することにより以下の効果を奏する。

すなわち、プライマ層とカラーベース層の色が異なっても、デザイン面は第２の色を呈するカラーベース層が視認され、窓部から覗かれるリム部裏面も第２の色を呈するカラーベース層が視認されるから、リム部裏面の色がディスク部意匠面の意匠性を損ねることはない。

本発明に係る車両用ホイールの製造方法および車両用ホイールについて図１〜７を参照しつつ説明する。

図１は車両用ホイール（以下、単にホイールという場合がある）をディスク部の表面側から見た平面図である。ホイール１はタイヤ（図示省略）を装着する円環状のリム部２、その中心にありホイールを車軸に固定するためのハブ部３、及びハブ部３からリム部２へ向かって放射状に延び両者をつなぐスポーク部４を主な構成要素とする。リム部２、ハブ部３、及びスポーク部４で囲まれる空間が窓部５である。ディスク部６はハブ部３、スポーク部４、リム部２の端部および窓部５から構成される。

（実施例）
図２により本発明の車両用ホイールの全体の製造工程を、基体形成工程が鋳造法による場合を例に説明する。基体形成工程では金属の溶湯を金型内に注湯し、冷却後に金型から取り出すことによりデザイン面に窓部を備えた車両用ホイールの基体（以下、単に基体という場合がある）を得る。次いで、必要に応じ基体の熱処理工程を設ける。次に、必要に応じ窓部以外の箇所の面取りやバリ取り等の加工を行う加工工程を設ける。次いで、必要に応じ基体の表面を脱脂・化成処理等する塗装前処理工程を設ける。最後に塗装工程で中間体に塗装を施して車両用ホイールが完成する。以下の説明において、ホイールを車両の車軸に取り付けた際に車両側に向く面をホイールの裏面といい、該裏面の反対側であって車両の外側に向く面をホイールの表面ということとする。前記の塗装工程は、ホイール裏面にプライマ層を形成するプライマ裏面塗装工程と、次いで、ホイール表面にプライマ層を形成するプライマ表面塗装工程と、次いで、ホイール裏面にカラーベース層を形成するカラーベース裏面塗装工程と、次いで、ホイール表面にカラーベース層を形成するカラーベース表面塗装工程とを有する。

プライマー塗料は、ポリエステル系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系等の樹脂を使用できる。プライマー層の膜厚は、ホイールの鋳肌の凹凸を隠す必要がある場合、４０〜２００μｍ程度の厚さが好ましい。塗膜装置には静電塗装装置を用いることができる。カラーベース塗料として、例えばアクリル、ポリエステル、エポキシ樹脂等からなり溶剤を含むものを使用できる。ホイールへはエアスプレーや静電塗装などで吹付ける。膜厚は１０〜４０μｍとすることが好ましい。

図３を用いて図２における塗装工程を詳細に説明する。図３に示す各図は、図１に示す車両用ホイールのＡ−Ａ断面矢視による断面図である。プライマ裏面塗装工程（ａ）では、塗装前処理工程まで完了した基体の裏面に以下の手順で粉体付着層を形成する。塗装ブース（図示省略、以降同様）内に設けた回転軸に基体１の軸を一致させた状態で基体を固定する。駆動手段（図示省略）により回転軸および基体を回転させる。塗装ガン７の塗装開始位置は、ディスク部６と反対側のリム部２の先端に対応する位置である。塗装ガン７は、リム部２の内周面に第１の色を呈する粉体塗料を吹き付けながらディスク部６側まで移動し、そこで吹付け方向を変えてディスク部６の裏面に前記粉体塗料を吹き付けながら塗装終了位置である回転軸近くまで移動して吹付けを停止する。基体の裏面に粉体付着層１１が形成される。

プライマ表面塗装工程（ｂ）では、裏面に粉体付着層１１が形成された基体１の表面に以下の手順で粉体付着層を形成する。前工程と同様にして塗装ブース内で基体を回転させる。塗装ガン８の塗装開始位置は、ディスク部６側のリム部２の端部近傍であってリム部２の外周面に対応する位置である。塗装ガン８は、リム部２の外周面に第１の色を呈する粉体塗料を吹き付けながらディスク部６側のリム部端部まで移動し、そこで吹付け方向を変えてディスク部６の表面に前記粉体塗料を吹き付けながら塗装終了位置である回転軸近くまで移動して吹付けを停止する。基体１の表面に粉体付着層１１が形成される。この基体を焼き付け炉（図示省略）に入れて所定の温度と時間加熱することにより、裏面および表面の粉体付着層１１が基体に焼き付けられて第１の色を呈するプライマー層１２となる。

カラーベース裏面塗装工程（ｃ）では、裏面および表面にプライマー層１２が形成された基体１のリム裏面に以下の手順で溶剤塗料層を形成する。前工程と同様にして塗装ブース内で基体を回転させる。塗装ガン９の塗装開始位置は、ディスク部６と反対側のリム部２の先端に対応する位置である。塗装ガン９は、リム部２の内周面に第２の色を呈する溶剤塗料を吹き付けながら塗装終了位置であるディスク部６側まで移動して吹付けを停止する。基体のリム２の裏面であってプライマー層１２の上に溶剤塗料層１３が形成される。

カラーベース表面塗装工程（ｄ）では、裏面および表面にプライマー層１２が形成され、リム裏面に溶剤塗料層１３が形成されたた基体１の表面に以下の手順で溶剤塗料層を形成する。前工程と同様にして塗装ブース内で基体を回転させる。塗装ガン１０の塗装開始位置と塗装終了位置は、プライマ表面塗装工程（ｂ）と同じである。基体の表面であってプライマー層１２の上に第２の色を呈する溶剤塗料層１３が形成される。この基体を焼き付け炉（図示省略）に入れて所定の温度と時間加熱することにより、表面の溶剤塗料層１３がプライマー層に焼き付けられて第２の色を呈するカラーベース層１４となる。

基体に形成されるプライマ層のうち、基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に形成されるプライマ層は、その上にカラーベース層が形成されるから視認されない。基体のディスク部の裏面に形成されるプライマ層は、ホイールを車両の車軸に取り付けた状態では視認されない。よって、基体に形成される全てのプライマ層は視認されないから色替えをする必要はなく、プライマ層とカラーベース層の色が異なっても、デザイン面から見たときにデザイン面の色と窓部から覗かれるリム部裏面の色とが同色となる車両用ホイールを粉体塗料の色替え作業の問題を伴うことなく製造可能である。

図４に示す図は、塗装工程完了後の本発明の車両用ホイールのＡ−Ａ断面矢視による断面図である。図４に示すように窓部５の大きいホイール１では、ホイールを車両の車軸に取り付けた状態で矢視ａによりディスク部６の表面が視認され、矢視ｂによりディスク部の表面側から窓部５を通してリム部２の内周面も同時に視認される。プライマ層とカラーベース層の色が異なっても、ディスク部６の表面（デザイン面）では第２の色を呈するカラーベース層１４が視認され、窓部から覗かれるリム部２の裏面でも第２の色を呈するカラーベース層１４が視認されるから、リム部２の裏面の色がデザイン面の意匠性を損ねることはない。

（比較例）
図５により比較例の車両用ホイールの全体の製造工程を、基体形成工程が鋳造法による場合を例に説明する。基体形成工程から塗装前処理工程までは図２の本発明の車両用ホイールの製造工程と同様である。最後に塗装工程で中間体に塗装を施して車両用ホイールが完成する。前記の塗装工程は、ホイール裏面にプライマ層を形成するプライマ裏面塗装工程と、次いで、ホイール表面にプライマ層を形成するプライマ表面塗装工程と、次いで、ホイール表面にカラーベース層を形成するカラーベース表面塗装工程とを有する。

図６を用いて比較例の塗装工程を詳細に説明する。プライマ裏面塗装工程（ａ）では、塗装前処理工程まで完了した基体の裏面に以下の手順で粉体付着層を形成する。塗装ブース内に設けた回転軸に基体１の軸を一致させた状態で基体を固定する。駆動手段（図示省略）により回転軸および基体を回転させる。塗装ガン７の塗装開始位置は、ディスク部と６反対側のリム部２の先端に対応する位置である。塗装ガン７は、リム部２の内周面に粉体塗料を吹き付けながらディスク部６側まで移動し、そこで吹付け方向を変えてディスク部６の裏面に粉体塗料を吹き付けながら塗装終了位置である回転軸近くまで移動して吹付けを停止する。基体１の裏面に粉体付着層１１が形成される。

プライマ表面塗装工程（ｂ）では、裏面に粉体付着層が形成された基体の表面に以下の手順で粉体付着層を形成する。前工程と同様にして塗装ブース内で基体１を回転させる。塗装ガン８の塗装開始位置は、ディスク部６側のリム２の端部近傍であってリム部２の外周面に対応する位置である。塗装ガン８は、リム部２の外周面に粉体塗料を吹き付けながらディスク部６側のリム部２の端部まで移動し、そこで吹付け方向を変えてディスク部６の表面に粉体塗料を吹き付けながら塗装終了位置である回転軸近くまで移動して吹付けを停止する。基体１の表面に粉体付着層１１が形成される。この基体を焼き付け炉（図示省略）に入れて所定の温度と時間加熱することにより、裏面および表面の粉体付着層１１が基体１に焼き付けられてプライマー層１２となる。

カラーベース表面塗装工程（ｃ）では、裏面および表面にプライマー層が形成された基体の表面に以下の手順で溶剤塗料層を形成する。前工程と同様にして塗装ブース内で基体１を回転させる。塗装ガン１０の塗装開始位置と塗装終了位置は、前工程と同じである。基体の表面であってプライマー層１２の上に溶剤塗料層１３が形成される。この基体を焼き付け炉（図示省略）に入れて所定の温度と時間加熱することにより、表面の溶剤塗料層１３が基体に焼き付けられてカラーベース層１４となる。

図７に示す図は、塗装工程完了後の比較例の車両用ホイールのＡ−Ａ断面矢視による断面図である。図７に示すように窓部５の大きいホイール１では、ホイールを車両の車軸に取り付けた状態で矢視ａによりカラーベース層１４の色を呈するディスク部６の表面（デザイン面）が視認され、矢視ｂによりディスク部６の表面側から窓部５を通してプライマ層１２の色を呈するリム部２の内周面も同時に視認される。カラーベース層の色とプライマ層の色とが異なる場合、プライマ層１２の色を呈するリム部２の内周面が、カラーベース層１４の色を呈するデザイン面の意匠性を損ねる虞がある。

１ ホイール（基体）
２ リム部
３ ハブ部
４ スポーク部
５ 窓部
６ ディスク部
７，８，９，１０ 塗装ガン
１１ 粉体付着層（破線）
１２ プライマー層（破線）
１３ 溶剤塗料層（点線）
１４ カラーベース層（点線）

Claims (2)

1. 窓部が形成されたディスク部とリム部を有する車両用ホイールの製造方法であって、
   窓部が形成されたディスク部とリム部を有する基体を形成する基体形成工程と、
   前記基体に塗膜を形成する塗装工程とを有し、
   前記塗装工程は、基体のディスク部の裏面と表面およびリム部の裏面に粉体塗料を用いて第１の色を呈するプライマ層を形成するプライマ塗装工程と、前記プライマ層を形成した基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に溶剤塗料を用いて第２の色を呈するカラーベース層を形成する カラーベース塗装工程とを有することを特徴とする車両用ホイールの製造方法。
2. 窓部が形成されたディスク部とリム部を有する車両用ホイールであって、
   窓部が形成されたディスク部とリム部を有する基体と、
   前記基体に形成された塗膜を有し、
   前記塗膜は、基体のディスク部の裏面と表面およびリム部の裏面に粉体塗料を用いて形成され第１の色を呈するプライマ層と、前記プライマ層を形成した基体のディスク部の表面およびリム部の裏面に溶剤塗料を用いて形成され第２の色を呈するカラーベース層とを有することを特徴とする車両用ホイール。
   
   
   

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