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1 緒 言 近年の環境問題,省エネルギー化への対応のため,自 動車車体の軽量化が重要な課題のひとつとなっている.特 にばね下部品であるホイールについては,従来のスチール ホイールに対し軽量効果のあるアルミホイールの新車装 着率が,通常の乗用車のみならずトラックやバスなどの 大型車両でも急増している.アルミホイールとしては, 現在,鍛造アルミホイールと鋳造アルミホイールが製造 されているが,鍛造アルミホイールのタイヤと接触する リムフランジ R部上部から先端側が摩耗し,顕著な凹状 段差を生じる現象が起きており,タイヤを損傷する危険 性が指摘されている.1)一方,鋳造アルミホイールにはこ のような摩耗現象は見あたらない.走行中タイヤは回転 毎に変形し,タイヤと剛性が異なるアルミホイールとの 接触部に相対すべりが起こり,ホイールのリムフランジ R部上部に摩耗が生じるものと考えられるが,詳細につ いては不明である. アルミニウム合金同士の摩耗挙動については,報告例 は限られているが,2)アルミニウム合金と鋼の摩耗挙動に ついては表面処理として DLC被膜,3)陽極酸化 4)窒化, TiNコーティング 5)の効果,焼付きなどの接触部温度の 問題,6)~ 8)水分・ガス 9)や海水 10)の等の環境雰囲気の影 響,潤滑 11)の効果,基材の硬さの影響,12), 13)SiC粒子複 合材と鋼の摩耗挙動 14)など,多くの研究が行われている. また,ゴムの摩耗については報告例が少ないが,タイヤ 走行による岩石表面との摩耗挙動,15)温度依存性が摩耗メ カニズムに関連していること 16)などが知られている.し かし,著者らの知る範囲では,ゴムとアルミニウム合金 との間の摩耗挙動についてはこれまで調べられていない ようである. 常識的には,軟らかいゴムと硬い金属のアルミニウム 合金をこすり合わせた場合,硬い金属側では損傷を受け ず,柔らかなゴムが摩耗すると考えられる.そこで,本 事例のような金属側の損傷は,単純な摩耗現象だけでな く,腐食などの他の損傷要因が相乗して起こっている可 能性が考えられる.自動車は乾燥状態のみならず,雨中 や融雪剤が散布された道路での走行がしばしばあるので, そのような環境でのアルミニウム合金の耐食性を確認し ておく必要がある.そこで,予備実験として,実際の鍛 造アルミホイールおよび鋳造アルミホイールから切り出 した試料を大気中,水道水中および融雪剤散布を模擬し た 10% CaCl2溶液中に 1週間放置した.なお,両材の化 学組成と機械的性質は Table 1および 2に示すとおりで あった.その結果,両材とも大気中および水道水中では 表面状態に変化は認められなかったが,10% CaCl2水溶 液中では Fig. 1に示すように,鋳造材では軽微な全面的 損傷が認められる程度であるのに対し,鍛造材では粒界 に沿ったと思われる顕著な腐食損傷が認められた. そこで,本研究では,そのような環境中で実際のタイ ヤとホイールの間の摩耗挙動を模擬するために,全面す べりの状態ではなく,フレッティング摩耗のような部分 すべりを生じる微動摩耗試験を行い,その摩耗挙動を調 ゴムと接触するアルミニウム合金の腐食摩耗挙動 水 谷 淳之介 武 藤 睦 治 宮 下 悟 張 進 Corrosion Wear Behavior of Aluminum Alloys in Contact with Rubber