JPS6189834A - 繊維強化樹脂製ステアリングホイ−ル芯材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は繊維強化樹脂製ステアリングホイール芯材の製
造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

最近、自動車等の車両にかいては車体の＠量化がはから
れており、その−環として車両部品の一つであるステア
リングホイールの軽量化がはかられている。その方法と
して、ポリウレタン樹脂やポリプロビレ／＃１脂等の合
成樹脂素材を用いて製造することが行われているが、こ
れらの樹脂素材のみでは強度が不足するので、従来一般
的には補強体（芯材）として例えば鉄棒または妖バイグ
等の金鼾ｉ材料を併用して成形することが行われている
。しかし、このような金属材料を多量に使用した場合に
は軽量効果は少ない。

上記に対し、ガラス繊維、炭木械維などの連続した長繊
維のロービングまたはストランドなどの繊維束に、合成
樹１１Ｍ例えばポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などを
含浸させたものを、所定の型に巻きつけ積層して硬化源
せたものを芯体として用いてステアリングホイールを製
造することか試みられ、種々の製法が提案されている。

このように拉ノ脂を含浸させた連続長ＦＪ維束を巻いて
作った芯材または構造体は、横維の長さ方向にχｊして
は著しく強い磯緘的強既を示すが、懺雄の長さ方向（芯
材の軸方向）ＶＣ対して１ａ角方向への力に対しては、
Ｉａ維１ｔｊの剥離などの問題を生ずる。

ステアリングホイールの揚台、基本的にはボス金具とリ
ング状の巻取り治具を所定の位置に配置してなる巻取り
装置て、樹脂を含浸した連←伐維全／Ｊｒ定の太さにな
るまで巻きつけて、リング部とスポーク部とからなる芯
体を形成させることからなっている。しかして、このよ
うにして４Ｕらｎたステアリングホイール芯材では、繊
維が他方向にのみ配向してめるため、リング部とボス金
具とを結ぶスポーク部の捩り剛性が不足し、そのため運
転中に外力が加わると犬きく変形するという問題を有す
る。

〔発明が解決しようとする間５Ｈ点〕 本発明は上記の問題を解決し、軽Ｊよでしかも実用上十
分な捩９剛性を有するステアリングホイール芯材の製造
方法の提供を目的とするものである。

〔発明を解決するための手段〕

本発明のステアリングホイール芯材の製造方法は、す／
グ状の巻取り治具と中心部のボス金具を回転由に、装着
してなる巻取り装置に、樹脂を含浸した連続長繊維束全
巻きつけ積層してリング部とスポーク部を有するステア
リングホイール芯材を製造するにあたり、スポーク部に
該繊維束を積層する際に該繊維束の供給方向と巻取り装
置の回転軸の軸方向とがはソ同じ方向となるようにして
該回転軸を回転させて前記連続長繊維束に必要量の撚９
をかけて、スポーク部を潰層成形することを特徴とする
。

本発明方法に用いられる連続繊維としては、従来繊維強
化樹脂（Ｆ’几Ｐ）に用いられていたガラス繊維、炭素
値−などが使用でき、例えば直径約２３μｍのガラス繊
維ｔ−２０００〜４０００本引揃えて１本のａ−ピング
としたもの、あるいは１α径約７μｍの炭素繊維を１５
．　ＯＯＱ木引揃えて１本のロービングとしたもの、更
にはこれらロービングを数本ないし数十本ありめたスト
ランド等が用いられる。

これらの連続長繊維束て含浸される樹脂としては、エポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹
脂、フェノール樹脂等が用いられ、これらは必要圧応じ
硬化促進剤の添加量を加減して、連続長ｊＩｉ維束の型
への巻きつけが終ったときにある程度の硬化が進んでい
るようにしてもよく、また巻きつけ後加熱硬化させるよ
うにしてもよい。

ステアリングホイール芯材を製造するための巻取り装置
は、回転軸にリング部を形成するためのリング状の巻取
り治具とボス金具とを取りつけてなり、リング状の巻取
り治具とボス金具とは、通常回転軸の軸方向に若干Ｘｉ
れた位置に設ける。

巻きつけるべき連続長繊維束は、回転軸の軸方向に対し
て直角方向から供給され、リング状の巻取り治具に巻き
つけられるとともにホ゛ス金具てかけ渡して巻きつけら
れる。

巻取り装置は、回転軸が原位置よりも少くとも角問９０
°変位できるようにするか、または巻取り装置への述Ｈ
繊維束の供給位置が９０°変位できるようにする。

〔作用〕

本発明で使用する連続長繊維束の巻取や装置は、前記し
たように回転軸が９０°賢位するか、または繊維束の供
給位置が回転軸に対して９０゜変位できるようにしであ
るため、繊維束の巻き付けに際しては、ホイール芯材の
リング部形成のためにリング状の巻取！７冶具に回転軸
の軸方向に対して直角方向よ！７繊維束を供１治して巻
取り治具に巻きつけ、次にω取り治具よりボス金具ｖｃ
繊維束全かけ渡してスポーク部を形成するとき、例えば
回転＋１％ｈｔ−ｃ＋ｏ°変位させて繊維束の供給方向
と同じ方向に回転軸の１１１Ｉｌ線が向くよう１（する
ことができる。このように、９０°変位させた状態で回
転軸を回転させると、７８１１束はす／グ状の巻取り治
具にもまたボス金具にも巻きつかずに、繊維束は回転す
るため繊維束に撚りがかかる。

それ故、回転軸を所定の方向に所定の回数回転させて繊
維束に撚りをかけたのち、回転軸を再ひもとの位置にも
どしてリング状巻取り治具からボス金具にかけ渡すと撚
りのかかった繊維束よりなるスポーク部が形成される。

リング状巻取り治具からボス金具への繊維束のかけ渡し
が終ったのち、ボス金具からリング状巻取り治具に繊維
束をかけ渡すときにも、上記と同様に回転軸を９０部変
位させて回転させて繊維束に撚りをかけたのち繊維束を
かけ渡してスポーク部を形成する。

このようにして、スポーク部が撚りのかかった繊維束で
形成され友ステアリングホイール芯材を得ることができ
る。スポーク部にかける撚りは、左右のスポーク部で撚
りの方向が逆になるようにしてもよく、また一つのスポ
ーク部が撚りの方向が異なる繊維束や撚り回数の度合が
４４なる繊維束によって構成されるようにしても文い。

なお、連続長繊維束に撚りをかける場合、撚りが繊維束
の巻き戻し位置、すなわちボビン等まで達するのをさけ
るために、撚りをかけている間撚りを必要とする長さの
終端位１ｄ全クランプなどで把持するとか、また該位１
１ｔを繊維束の折り返し点や曲折点となるようにすると
か、更には繊維束に含浸された樹脂のしごきダイを配置
するようにするとよい。

撚りをかけた繊維束は、巻取り装置に巻きつけるまでの
間に撚りが戻らないように、必要ならば熱風などをあて
て含浸樹脂の硬化を一部促進させるようＫしてもよい。

〔実施例〕

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

太さ２３μｍのガラス繊維を２０００本引揃えてなる太
さ１ｍの原糸（ロービング）に、エポキシ樹脂１００部
に硬化剤９０部、促進剤１部を添加した液状樹月゛ａを
含浸してなる＃４脂指金連続長繊維束５を、第１図およ
び第２図に示すような巻取り装置に巻きつける。

巻取り装置は、回転軸３にリング状の巻取り７金具ｌが
アーム２ｖｃよってとりつけられており、回転軸３の先
端部にはボス金具４が着脱自任に差し込まれである。

ステアリングホイール芯材の形成にあたっては、まず回
転軸３を回転して図中上方より送られてくる樹＋＋＆含
浸繊維束５を巻取り治具１に巻きつけるとリング部６が
積層される。このとき、リング部６の積層の途中で巻取
り治具１の切欠き部７からボス金具４に樹脂含浸繊維束
５を巻きつけるとスポーク部８が形成されるが、本発明
では第２図に示すようにボス金具４ｉＣ巻きつける前に
回転＠３を９０部変位させる。

第３図に示すように繊維束５の供給されてくる方向と同
じ方向に回転軸３を向けて回転させると、繊維束５に上
火りがかかる。なお、図中において９は繊維束５のガイ
ド、１０は撚りを止めるためのクランプ、１１は撚りが
かかる領域を示す。

上記のよってして４Ｒ１，Ｊ束５Ｖｃｆｆ、ｌをかけた
のち、再び第２図の位置に回転軸３をもどして切欠き部
７からボス金具４にかけ渡してスポーク部８を形成する
。次にボス金具４からもう一方の切大き部７′に繊維束
５をかけ渡すとき、書取回転軸３を９０部変位させて回
転させて撚りをかける。

上記の操作を繰り返すことによってスポーク部が撚りの
かかった繊維束５よりなるステアリングホイール芯材が
Ｏｔ層される。この槓育された芯材を加熱した繊維束て
含メツされている膚脂を硬化させたのち脱型して目的と
する芯材１２を得る。第４図にステアリングホイール芯
材１２の平面図を示し、第５図にスポーク部の拡大模式
上記実施例においては、回転軸３０位置を９０゜変位さ
せて繊維束５に撚りをかけたが、回転軸３をそのままと
して、繊維束のガイド９の位置を９０°移動させて撚り
をかけてもよい。

懲り金かけるための回転ｆｉ１ｈの回転ｅよ、目的に応
じて左回転としてもまた６回転としてもよく、回転数す
なわち煕りをかける１１合も任意に選択できる。

〔効果〕

本発明方法によれば、き取り＾］ｄの回転軸の位ｌｒｔ
、を１プ捧置に供給される樹脂含浸連続長繊維束の供給
方向と同じとするだけで繊維束に撚りがかけられるため
、懲すをかけるのが非常に容易であり、ま九撚りの度合
、撚りの方向なども任意のものとすることができる。な
お、得られたステアリングホイール芯材は、スポーク部
に１びりがかかつているため、使用に際し芯材を構成す
る繊維間での剥喘がなく、捩れ応力（対しても非常に良
好な結宋を示す。また、芯材はボリウレタ／、ボリプａ
ピレン等の汎用成形用樹脂でステアリングホイールに彼
穆成形されるが、その′Ａ撚りのかかつている繊維束よ
りなるスポーク部では、表ｉｎｊ　ＩＣ４？りてよる凹
凸があるため、これらの凹凸がアンカー効果全示し、破
徨成形）封脂との接着も良好となるなどの効果をも有す
す。

本発明は、ステアリングホイール芯材の製法４てついて
説明したが、同様な物であれば同じ様に本発明が適用で
きることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は巻取り装置の一例を示す正面図、第２図は同装
置の側面図、 第３図は繊維束に撚りをかけている状態を示す巻取り装
置の側面図。 第４図はステアリングホイール芯材の平面図、第５図は
スポーク部の構成を示す模式図である。 図中、 １・・・リング状の巻取り治具 ３・・・回転軸 ４・・・ボス金具 ５・・・樹脂含浸連続長繊維束 ６・・・リング部　　７．７・・・切にき部第１図 第３図 第２　ｒ゛：１ 第４　に１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リング状の巻取り治具と中心部のボス金具を回転軸に装
   着してなる巻取り装置に、樹脂を含浸した連続長繊維束
   を巻きつけ積層してリング部とスポーク部を有するステ
   アリングホィール芯材を製造するにあたり、スポーク部
   に該繊維束を積層する際に該繊維束の供給方向と巻取り
   装置の回転軸の軸方向とがほゞ同じ方向となるようにし
   て該回転軸を回転させて前記連続長繊維束に必要量の撚
   りをかけてスポーク部を積層成形することを特徴とする
   繊維強化樹脂製ステアリングホィール芯材の製造方法。