JP2002013592A

JP2002013592A - ホイールバランサ用組成物およびホイールバランサ

Info

Publication number: JP2002013592A
Application number: JP2000197194A
Authority: JP
Inventors: Noritake Arai; 伯竹新井
Original assignee: Daisee Kogyo KK
Current assignee: Daisee Kogyo KK
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】環境や人体への悪影響が小さく、取り付け装
置や治具を使用せずに取り付けられるホイールバランサ
用組成物を提供することにある。【解決手段】高比重金属成分と、マトリックスを構成
するエラストマー成分とを含んだ素材を、比重４以上と
なるように熱成形する。マトリックスは、高比重プラス
チック組成物としてもよい。熱成形は、帯状に成形する
ものとし、その帯状成形物の片面に両面粘着シートを固
定したホイールバランサとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本考案は自動車ホイールリム
のバランサーに採用する素材に関するものであり、より
詳しくは、鉛又は鉛合金などのいわゆる有害な重金属を
使用しない、環境に優しいホイールバランサに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図３に基づいて、従来技術を説明する。
従来のホイールバランサ１０は、鉛あるいは鉛合金で製
造されてきた。鉛の比重は１１．３であり、自動車ホイ
ールリム２０へホイールバランサ１０として使用されて
いる鉛合金の比重は、一般に約９．５〜１１．４であ
る。ところで、ホイールバランサは比重が大きいほど、
用途が広がる。装着条件などの制約から、特に薄型のも
のが適している場合などに対応できるからである。ホイ
ールバランサ１０の生地は固いので、カシメ部１１を備
えた形状とするとともに、所定長さ毎に溝１２を形成し
て切断しやすくしている。そして、そのカシメ部１１を
ホイールリム２０への取り付けるには、図３に示すよう
な取付用治具３０や特開平９−７９９３３号に示すよう
な取り付け装置を必要としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、鉛あるいは
使用後に廃棄されて天然の環境に放置された場合、これ
が徐々に他の物質と化合して水溶性の有毒な塩類を形成
し、環境を汚染する問題が指摘されるようになった。そ
のために、自動車ホイール用バランサなどにおける鉛又
は鉛合金の使用は、世界的に規制される傾向にある。ま
た、作業効率を向上させるためには、取り付け装置や治
具を使用せずに取り付けられるホイールバランサが潜在
的に求められている。

【０００４】本発明は、鉛を使用しない、治具や取り付
け装置を必要としない、ホイールバランサに関する技術
を提供することを課題とする。ここで、請求項１から請
求項３記載の発明の目的は、環境や人体への悪影響が小
さく、取り付け装置や治具を使用せずに取り付けられる
ホイールバランサ用組成物を提供することにある。ま
た、請求項４および請求項５記載の発明の目的は、環境
や人体への悪影響が小さく、取り付け装置や治具を使用
せずに取り付けられるホイールバランサを提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】（請求項１）請求項１記
載の発明は、高比重金属成分と、マトリックスを構成
するエラストマー成分とを含んだ素材を、比重４以上と
なるように熱成形したホイールバランサ用組成物に係
る。

【０００６】（用語説明）「高比重金属成分」とは、ク
ロム（比重 7.14）、マンガン（比重 7.43）、鉄（比重
7.87）、コバルト（比重 8.90）、ニッケル（比重 8.9
1）、銅（比重 8.95）、亜鉛（比重 7.14）、タングス
テン（比重 19.3）のグループから１種類の金属または
２種類以上選ばれる混合物（合金を含む）である。本発
明にいう「高比重金属」には、生態に害を及ぼす虞が高
い鉛、カドミウムなどの重金属は含まない。それ自体及
びその反応生成物が無毒であり且つ充分な高比重を有す
る金属粉体であれば、理論的にはこれら全てが使用可能
である。しかし、その価格があまりに高いもの（金、白
金など）は実用には供し難いため、上述の金属を採択し
ている。

【０００７】「エラストマー成分」とは、ジエン系エラ
ストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラ
ストマー、シリコン系エラストマー、フッ素系エラスト
マーおよび多硫化ゴム系エラストマーのグループから選
ばれるエラストマーの１種類または２種類以上の混合物
である。エラストマー部分を架橋（加硫）して、その強
度を高めることとしてもよい。ここで、「ジエン系エラ
ストマー」とは、スチレン−ブタジエン共重合体、ブタ
ジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アク
リルニトリル−ブタジエン共重合体、ブタジエン−スチ
レン系ブロックポリマーなどをいう。また、「オレフィ
ン系エラストマー」とは、塩素化ポリエチレン、ブチル
ゴム、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ク
ロルスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、アイオノ
マー、軟質リ塩化ビニルなどをいう。

【０００８】比重につき、「４以上」という限定をした
のは、比重は高ければ高いほど使用条件の幅は広がる一
方、比重の小さいエラストマー成分をマトリックス成分
として採用するため、経験的に可能な範囲として採択し
たものである。より好ましくは「７以上」である。な
お、比重は、タングステンを限界まで用い、１３．５程
度が上限であることが、実験的に確かめられた。それ以
上とすると、成形に難があるからである。比重を高める
ためには、タングステンの使用が好ましい。しかし反
面、ある程度に比重が高ければ一応実用に供することが
可能であり、しかも安価なバランサを得ることができ
る。このような用途にはＳＵＳ粉の使用が最も好まし
い。この結果、ＳＵＳ粉とタングステン粉を混合して使
用する方法が、現在のところ最も好ましい。なお、タン
グステンおよびＳＵＳ粉を採用する場合、成形までのト
ータルコストに関しては、比重が小さいほど安く製造で
きるということが、実験的には把握された。

【０００９】「熱成形」とは、主に押出成形または射出
成形である。成形品としての形状は、請求項３で限定す
るような帯状の他、装着すべきホイール、リムの外周縁
などへ変形させて（かしめて）固定しやすいような形状
や、両面粘着テープやその他の固定方法を用いて固定し
やすい形状に成形する。なお、実験の結果、押出成形よ
りも射出成形のほうが製造コストが抑えられそうである
ことが判明した。

【００１０】高比重成分の添加量を高めると、当該組成
物の成形機中における流動性が悪くなり、成形が困難と
なる。流動性を高めるため、添加高比重成分の粒度分布
を２分散型又は３分散型の分布とし、さらに必要ならマ
トリックス成分と高比重成分の間の結合度を高めるカッ
プリング剤をこれに添加する。さらに必要ならば、少量
の可塑剤を添加して、当該組成物の成形加工性を改善す
ることができる（特許出願番号＝特願平１１−５９５４
６号）。

【００１１】（請求項２）請求項２記載の発明は、高
比重金属成分と、マトリックスを構成する高比重プラス
チック組成物とを含んだ素材を、比重４以上となるよう
に熱成形したことホイールバランサ用組成物に係る。

【００１２】（用語説明）「高比重プラスチック」と
は、ポリオレフィン系プラスチック、エンジニアリング
プラスチック、ポリスチレン系プラスチックのグループ
から選ばれるプラスチックの１種類または２種類以上の
混合物である。ここで、「ポリオレフィン系プラスチッ
ク」とは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニルなどである。また、「エンジニアリングプラスチッ
ク」とは、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネー
ト、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシドなどであ
る。また、「ポリスチレン系プラスチック」とは、ＧＰ
ポリスチレン、スチレン−ブタジエン系ブロックポリマ
ー、ＨＩポリスチレン、ＡＳ樹脂及びＡＢＳ樹脂などで
ある。

【００１３】高比重プラスチックとして、塩化ビニル重
合体を採用する場合においては、焼却によるダイオキシ
ンが発生しないように焼却条件を適切に選ぶ必要があ
る。また、高比重プラスチックとして、ジエン系のゴム
を採用する場合には、他の材質に比べて耐候性の問題が
若干ある。しかし、バランサをリムの内側に装着するこ
とによって直射日光が回避すれば、ジエン系ゴムでも充
分に実用に耐える。

【００１４】（マトリックス）マトリックスには、比重
のなるべく高いエラストマーまたはプラスチックを使用
した方が、製品バランサの比重を上げる上で有利であ
る。同時に、その装着が簡単に行え、また装着後に耐候
性の問題も起きにくいことから、どちらかと言えばタイ
プ１の製品の方がタイプ２の製品よりも好ましい。この
意味において、塩素化ポリエチレンを使用したタイプ１
のホイールリム・バランサーは、本考案における最も好
ましい製品の一つであり、塩素化ポリエチレンはそのマ
トリックス樹脂として最も好ましい材料の一つである。
軟質ポリ塩化ビニル系の樹脂も、同様にこの意味におい
て好ましい材料である。

【００１５】（請求項３）請求項３記載の発明は、請求
項１または請求項２のいずれかに記載のホイールバラン
サ用組成物を帯状に成形したものである。なお、ここに
いう「帯状」とは、長手方向に垂直な断面形状が、ホイ
ール装着などの便宜から少々複雑な形状をしたものであ
っても含まれることを意図している。帯状に成形するこ
ととすれば、押出成形を採用することにより、成形コス
トを下げることができる。また、長さ当たりの質量が決
定できるので、長手方向寸法を測定して切断し、使用す
るのに便利である。

【００１６】（請求項４）請求項４記載の発明は、高
比重金属成分と、マトリックスを構成するエラストマー
成分とを含んだ素材を、比重４以上となるように帯状に
成形し、その帯状成形物の片面に両面粘着シートを固
定したホイールバランサに係る。「両面粘着シート」
は、その片面の粘着面を、帯状成型物の片面へ固定し、
他面については、装着すべきホイールへ装着する際まで
は剥離紙などによってその粘着面を保護しておく。

【００１７】（請求項５）請求項５記載の発明は、高
比重金属成分と、マトリックスを構成する高比重プラス
チック組成物とを含んで比重４以上とした素材を帯状に
成形し、その帯状成形物の片面に両面粘着シートを固
定したホイールバランサに係る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面および実施の形態によ
り、本発明を更に詳しく説明する。以下、成形品におい
て「タイプ１」と記すものは帯状成形品であり、「タイ
プ２」と記すものは図３に示した

【００１９】（例１）まず、以下のような重量比にて混
合した金属粉を得る。タングステン：ＳＵＳ＝０．２２：９９．７８（ｗ／
ｗ）ＳＵＳ粉は、平均粒径４０μmの粉と平均粒径１０μmの
ものを４：６の割合で混合して調製したものであり、タ
ングステン粉は、平均粒径３μmのタングステン粉と平
均粒径１２０μmのタングステン粉を５：５の割合で混
合して調製したものである。

【００２０】この混合金属粉の比重は、７．７６であ
る。この混合金属粉と、マトリックス成分としての塩素
化ポリエチレンとを、塩素化ポリエチレンが４．４ｗｔ
％であるように混合して調製した。使用した塩素化ポリ
エチレンの塩素含有量は５％以下、比重は１．１、２次
転移温度は摂氏−７０度以下であった。

【００２１】上記のようなＳＵＳ粉、タングステン粉お
よび塩素化ポリエチレンのペレットをタンブラーで混合
した後、これらの混合物をまず、下記のような押出機条
件で押し出してペレットを調製した。スクリュー直径＝４０ミリメートルスクリュー圧縮比＝１：２スクリュー回転数＝１０５ｒｐｍバレル温度＝摂氏１１０〜１３０度ここにおいて、ホイールバランサ用組成物となるペレッ
トが出来上がる。

【００２２】次に、このペレットを下記の条件で押し出
して、ホイールリム・バランサを調製した。スクリュー直径＝４０ミリメートルスクリュー圧縮比＝１：３スクリュー回転数＝９０ｒｐｍバレル温度＝摂氏１１０〜１３０度ここにおいて、製品の断面形状＝３×２０ミリメート
ル、製品の比重：７．４７という帯状の成形製品
（タイプ１）たるホイールバランサ４０を得る。この帯
状ホイールバランサ４０を鋏で切断し、ホイールリムの
内側に両面テープで貼り付けた。

【００２３】（例２）まず、以下のような重量比にて混
合した金属粉を得る。タングステン：ＳＵＳ＝３３．５：６６．５（ｗ／ｗ）ＳＵＳ粉は、平均粒径４０μmのＳＵＳ粉と平均粒径１
０μmのＳＵＳ粉を４：６の割合で混合して調製したも
のであり、タングステン粉は、平均粒径３μmのタング
ステン粉と平均粒径１２０μmのタングステン粉を５：
５の割合で混合して調製したものである。ここにおい
て、比重９．６９の混合金属粉が出来上がる。

【００２４】次に、マトリックス成分として塩素化ポリ
エチレン２．２ｗｔ％を、上記の高比重成分混合金属粉
９７．８ｗｔ％へ調製した。使用した塩素化ポリエチレ
ンの塩素含有量は５％以下、比重は１．１、２次転移温
度は摂氏−７０度以下であった。

【００２５】上記のようなＳＵＳ粉、タングステン粉お
よび塩素化ポリエチレンのペレットをタンブラーで混合
した後、これらの混合物をまず、下記のような押出機条
件で押し出してペレットを調製した。スクリュー直径＝４０ミリメートルスクリュー圧縮比＝１：２スクリュー回転数＝５０ｒｐｍバレル温度＝摂氏１８０〜２１０度ここにおいて、ホイールバランサ用組成物となるペレッ
トが出来上がる。

【００２６】次に、このペレットを下記の条件で押し出
して、ホイールリム・バランサを調製した。スクリュー直径＝４０ミリメートルスクリュー圧縮比＝１：３スクリュー回転数＝７０ｒｐｍバレル温度＝摂氏１１０〜１３０度ここにおいて、製品の断面形状：３×２０ミリメートル
、従来の市販品と同等な比重：９．５０という帯状の
成形製品（タイプ１）たるホイールバランサを得る。こ
の帯状ホイールバランサを鋏で切断し、ホイールリムの
内側に両面テープで貼り付けた。

【００２７】（例３）まず、以下のような重量比にて混
合した金属粉を得る。タングステン：ＳＵＳ＝５５．４：４４．６（ｗ／ｗ）ＳＵＳ粉は、平均粒径４０μmのＳＵＳ粉と平均粒径１
０μmのＳＵＳ粉を４：６の割合で混合して調製したも
のであり、タングステン粉は、平均粒径３μmのタング
ステン粉と平均粒径１２０μmのタングステン粉を５：
５の割合で混合して調製したものである。ここにおい
て、比重１１．６の混合金属粉が出来上がる。

【００２８】次に、マトリックス成分として高密度ポリ
エチレン２．９ｗｔ％を、上記の高比重成分混合金属粉
９７．１ｗｔ％と混合した。比重は１１，３であった。

【００２９】上記のようなＳＵＳ粉、タングステン粉お
よび高密度ポリエチレンのペレットをタンブラーで混合
した後、これらの混合物をまず、下記のような押出機条
件で押し出してペレットを調製した。スクリュー直径＝４０ミリメートルスクリュー圧縮比＝１：２スクリュー回転数＝６０ｒｐｍバレル温度＝摂氏１８０〜２１０度ここにおいて、ホイールバランサ用組成物となるペレッ
トが出来上がる。

【００３０】次に、このペレットを下記の条件で射出成
形した。住友重機株式会社製の射出成形機（製品番号Ｐ１６５／
７５）バレル温度＝摂氏１６０〜２１０度金型温度＝摂氏６０度射出圧力＝５０％一次射出速度＝３０％二次射出速度＝２０％

【００３１】ここにおいて、製品の比重：９．４７と
いう帯状の成形製品（タイプ２）たるホイールバランサ
を得る。このホイールバランサは、そのカシメ部を、ス
テンレス鋼（比重 7.75）製治具にてかしめ、ホイール
リムの内側へ固定した。

【００３２】なお、ＳＵＳ粉とタングステン粉との配合
比を変えることによって、以下の４種類の比重とした場
合、厚さ４ミリメートル、幅２０ミリメートルを基準と
した帯状の成形製品（タイプ２）について、長さも４種
類出来上がる。比重4.35の場合、長さ２９ミリメートル比重5.00の場合、長さ２５ミリメートル比重6.00の場合、長さ２１ミリメートル比重7.00の場合、長さ１８ミリメートルいずれの成形製品もバランサとして使用できるが、製造
コストは比重が小さいほど抑えられるが、比重が大きい
方が一般に扱いやすいことが判明した。

【００３３】図１及び図２においては、タイプ１のホイ
ールバランサの製造からリムへの固定までを示したもの
である。ホッパー４０へは、前述した例１または例２に
おいて調整した混合金属粉およびマトリックス成分とし
て塩素化ポリエチレンとからなるペレットを投入する。
そして、押出成形機４１にて帯状のホイールバランサ用
組成物５０を押し出す。押し出した組成物５０は冷却装
置４２において冷却された後、両面テープ固定装置６０
にて、帯状組成物５０の片面へ、両面テープ５１におけ
る剥離紙５２とは反対の粘着面を固定する。そして、巻
き上げ装置７０にて、剥離紙５２付きの両面テープ５１
を固定した帯状組成物５０を、所定長さまで巻き上げ
る。

【００３４】図２に示すように、巻き上げ装置７０にて
巻き上げられたホイールバランサは、押出成形にて製造
されているので単位長さ当たりの重さが決定できる。従
って、必要な重量は、長さを測れば得ることができる。
このようにして製造されたホイールバランサは、鉛合金
製のものと異なり、工業用の鋏で簡単に切ることができ
る。切ったら、剥離紙を剥がして、ホイールリム２０の
内側へ固定すればよい。

【００３５】

【発明の効果】請求項１から請求項３記載の発明によれ
ば、環境や人体への悪影響が小さく、取り付け装置や治
具を使用せずに取り付けられるホイールバランサ用組成
物を提供することができた。また、請求項４および請求
項５記載の発明によれば、環境や人体への悪影響が小さ
く、取り付け装置や治具を使用せずに取り付けられるホ
イールバランサを提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホイールバランサの製造工程を示す概念図であ
る。

【図２】ホイールバランサの使用手順を示す概念図であ
る。

【図３】従来技術を示す概念図である。

【符号の説明】

１０ホイールバランサ１１カシメ
部１２溝２０ホイールリム３０取付治具４０ホッパー４１押出成
形機４２冷却装置５０ホイールバランサ用組成物５１両面テ
ープ５２剥離紙６０両面テープ固定装置７０巻き上げ装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高比重金属成分と、マトリックスを構成す
るエラストマー成分とを含んだ素材を、比重４以上とな
るように熱成形したことを特徴とするホイールバランサ
用組成物。
【請求項２】高比重金属成分と、マトリックスを構成す
る高比重プラスチック組成物とを含んだ素材を、比重４
以上となるように熱成形したことを特徴とするホイール
バランサ用組成物。
【請求項３】帯状に成形した請求項１または請求項２の
いずれかに記載のホイールバランサ用組成物。
【請求項４】高比重金属成分と、マトリックスを構成す
るエラストマー成分とを含んだ素材を、比重４以上とな
るように帯状に成形し、その帯状成形物の片面に両面粘着シートを固定したホイ
ールバランサ。
【請求項５】高比重金属成分と、マトリックスを構成す
る高比重プラスチック組成物とを含んで比重４以上とし
た素材を帯状に成形し、その帯状成形物の片面に両面粘着シートを固定したホイ
ールバランサ。