JPS63134302A

JPS63134302A - Ｆｒｐ．金属積層ホイ−ル及びその製造方法

Info

Publication number: JPS63134302A
Application number: JP27934986A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshikawa; 彰吉川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-22
Filing date: 1986-11-22
Publication date: 1988-06-06

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、ディスクとリムとから成る自動車用ホイ−ル
において、ディスク部、リム部がＦＲＰと金属との積層
一体構造に形成されたＦＲＰ、金属積層ホイール及びそ
の製造方法に関するものである。

（従来技術とその問題点）従来の金属性ホイールは、主に板材をプレス成形および
ロール成形することにより製作されている。しかし、材
質が金属であるため、ホイールの重量が重くなり、また
ディスク部の加工はプレス成形のため、デザインの自由
度が小さく、意匠性が低いという問題点があった。

また１軽合金ホイールは、材質が軽合金であるため、金
属製ホイールよシ軽量であシ、しかも、ディスク部拡主
として鍛造法によシ製作されているため、意匠性が高い
とされている。しかし、ホイールの意匠性を強調しよう
とすると１ディスク部を厚肉にせざるを得す、そのため
重量が重くなるという問題点があった。

更に、軽合金の板材を用い、プレス成形及びロール成形
して製作された軽合金ホイールがあるが、ディスク部が
プレス成ｊＦｌのため意匠性が低−という問題点があっ
た。

そこで、意匠性を高めるため、車輪構造物の基本構成部
分を変更せずに、車輪の外側に固定した装飾的なプラス
チックカバーによシ車輪の外観を容易に変えられるよう
にした車輪が考えられている（特公昭４８−３６５０１
号公報）。

しかし、上記公報記載の車輪は金属部分の外側面の外側
に装飾カバーを設け、両者の空間内にフオーム材を充填
することにより、装飾カバーが金属部分を覆って固定さ
せて−る。このため、上記車輪法く輪郭づけされた三次
元装飾が可能となシ、意匠性は高くなるが、車輪構造物
の基本構造構成部分が変更されていないため、車輪の重
量が軽減されず、むしろ装飾カバーを設けた分だけ重く
なると−う問題点があった。

本発明の目的は、従来の金属製ホイールと同様の強度と
耐久性を有するが、重量が軽く、ディスク部のデザイン
の自由度が大き−１即ち意匠性の高いＦＲＰ、金属積層
ホイール及びその製造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は上記目的を達成するためになされたものであり
、第１の発明のＦＲＰ、金属積層ホイール拡、ディスク
とリムとから成る自動車用車輪において１ディスク部及
び／またはリム部がＦＲＰと金属との積層一体構造に形
成されたものである。

また第２の発明のＦＲＰ　、金属積層ホイールの製造方
法は、Ｆ’ＲＰ・金属積層ホイールにおけるディスク部
の圧縮成形方法であって、あらかじめ成形加工されたデ
ィスク金属部の上にＦＲＰ材料を載置し、ディスクのデ
ザイン形状に加工された型体を用いて、加熱、加圧また
は冷却、加圧することによシ圧縮成形を行ない、ＦＲＰ
と金属とを積層一体構造に形成するものである。

更に、第３の発明のＦＲＰ−金属積層ホイールの製造方
法は、ＦＲＰ、金属積層ホイールのリム部の圧縮成形方
法であって、あらかじめ成形加工されたリム金属部をな
す円筒体の周囲にＦＲＰ材料を巻き付け、これをリム形
状に加工され、２つ以上に分割され穴型体ではさみ込み
、加熱、加圧または冷却、加圧により圧縮成形を行な一
１ＦＲＰと金属とを積層一体構造に形成するものである
。

また、ディスク部およびリム部を、ディスク用型体およ
びリム用型体が実質的に同時に閉鎖、開放する型構造を
有する型体によってＦＲＰ、金属積層ホイールを成形す
ることも可能である。

（実施例１）以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明する。

第１図ピ）及び仲）に示すように、自動車用ホイール１
はリム部２とディクス部３とを溶接４により接合して形
成される。上記リム部２はリム金属部２ａとリムＦＲＰ
部２ｂとを積層一体構造にして構成されて−る。上記リ
ムＦＲＰ部２ｂにおけるＦＲＰ材料としては、ビニルエ
ステルまたは不飽和ポリエステルにガラス繊維からなる
無秩序短繊維を含浸させたシートモールディングコンパ
ウンドシートを用いるものである。

なお、上記リムＦＲＰ部２ｂは、図面に示すように、リ
ム部２のタイヤ装着側に配置すると、リムの形状設計の
自由度が大きくなる。

また、ディスク部３は、ディスク金属部３ａとディスク
ＦＲＰ部３ｂとを積層一体構造にして構成されている。

上記ディスクＦＲＰ部３ｂにおけるＦＲＰ材料としては
、ビニルエステルまたは不飽和ポリエステルにガラス繊
維からなる無秩序短繊維を含浸させた１シートモールデ
イングコンパウンド１　シートを用いるものである。

更に、上記リム金属部２ａおよびディスク金属部３ａは
ともにアルミ合金板で、リム金属部２ａはロール成形、
ディスク金属部３ａはプレス成形により製作し、溶接４
によシ一体に接合し、ホイール本体５を構成するもので
ある。

ところで、リム金属部２ａ及びディスク金属部３ａは、
鋳造又は鍛造により製作することも可能である。また、
上記実施例ではリム金属部２ａ及びディスク金属部３ａ
’に別々に製作し１溶接４により接合して一体とし九が
、第２図に示すように鋳造又は鍛造によりリム部２とデ
ィスク部３とを一体に形成したホイール本体５ｔ−製作
してもよい。

さらに、それぞれの金属部２ａ、３ａ、５の材質はアル
ミニウム合金の他、マグネシウム合金又はスチールを用
−てもよい。

また、ディスク部３の積層構造においては、ディスク１
１２部３ｂの外周部分がリム金属部２ａ−にわたって連
続して積層されることが好ましい。

なお、ディスク部３を自動車のハブに取付けるボルト穴
６に金属ブツシュ７を圧入して補強することにより自動
車への取付けをよシ確実にすることができる。

更に１本発明の自動車用ホイール１のディスク部３及び
／またはリム部２におけるＦＲＰ部２ｂ３ｂＫ使用され
る樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれも使用
できる。熱硬化性樹脂における好ましい例としては不飽
和ポリエステル、ビニルエステル、又はエポキシ樹脂な
どがある。また熱可塑性樹脂における好まし、い例とし
ては人ＢＳ樹脂、変性ｌリフェニレンオキサイド又はポ
リアミドなどがある。更に、上記ＦＲＰ部２ｂ、３ｂの
補強繊維としては、ガラス、アラミド、炭素、黒鉛、セ
ラミック、スチールが使用できる。

なお、好ましい例としてはガラス繊維があげられる。ま
た、ディスク１１２部３ｂにおける補強繊維は、繊維長
１〜３０露の無秩序短繊維及び／または繊維長３０履以
上の無秩序長繊維が使用できる。

リムＦＲＰ部２ｂにおける補強繊維は繊維長１〜３０１
ｍ＋の無秩序短繊維１繊維長３０ｍ以上の無秩序長繊維
または所定方向に配向された繊維の内、それぞれ単独の
使用か又拡散種類の組み合せによる使用が可能である。

例えば、上記樹脂と補強繊維の組合せとしてはビニルエ
ステルまたは不飽和ぎりエステル樹脂に、ガラス繊維か
らなる無秩序短繊維と、ガラス繊維からなるホイール軸
に平行な方向に配向された配向短繊維との組み合せより
なる補強繊維を含浸させたシートモールディングコンパ
ウンドシートを使用することもできる。

（実施例２）本発明のＦ’ＲＰ・金属積層ホイールの製造方法の一実
施例ｔ”図面に基いて説明する。

第３図（イ）に示すように、リム金属部２ａとディスク
金属部３ａを溶接４により一体に成形加工されたホイー
ル本体５をディスク受型８に載置し、上記ホイール本体
５のディスク金属部３ａの上にＦＲＰ材料９″ｆ：載置
し、所要のディスクデザイン形状に加工されたディスク
型１０により圧縮成形を行ない、第３図←）に示される
ディスク部３ｔ−成形する。なお、ＦＲＰ材料９に用い
る樹脂が熱硬化性樹脂の場合は、加熱、加圧による圧縮
成形を行ない、ＦＲＰ材料９に用いる樹脂が熱可塑性樹
脂の場合は、冷却。加圧による圧縮成形を行なう。

しかも上記実施例では、あらかじめディスク金属部３ａ
にはセンター穴、ボルト穴および飾り穴の穴加工が施さ
れており、それぞれの穴はディスク受型８のセンター穴
ボスｕ１ボルト穴ボスν、及び飾り穴ボス１３に位置決
めされて配置される。更に、ディスク型１０にも上記受
型に設けられた各ボスに対応するセンター穴ガイド１４
、ボルト穴ガイド１５及び飾り穴ガイド１６ヲそれぞれ
設置する。

上記のように配置されたセンター穴ボス１１とセンター
穴ガイド１４、ボルト穴ボス辻とボルト穴ガイド１５及
び飾υ穴ボス１３と飾り穴ガイド１６とのマツチドダイ
方式によシ、第３図（ロ）に示すようにセンター穴、ボ
ルト穴及び飾）穴のそれぞれをディスク１１２部３ｂの
成形と同時に貫通加工させることができる。

上記実施例においては、ディスク金属部３ａＫあらかじ
めセンター穴、ボルト穴、飾夛穴の各穴加工を行なって
−るが、加工工程上さらに好まし一方法としては）第４
図に示すようにディスク１１２部３１３の成形と同時に
穴加工を行う方法がある。即ち、無孔状態のディスク金
属部３ａの上にＦＲＰ材料９を載置し、ディスクｌｌ’
ＲＰ部３１）の成形と同時に、ディスク金属部３ａのセ
ンター穴ボルト穴、飾り穴の抜き加工を行なうものであ
る。

上記のように各穴の抜き加工を行なうためには、ディス
ク型１７にセンター穴パンチ１８、ボルト穴パンチｍ及
び飾り穴パンチ２ｏを配置し、さらに、ディスク受型２
１にセンター穴ダイｎ１ボルト穴ダイお及び飾り穴グイ
２４を配置する。上記ディスク型１７とディスク受型２
１とを用いて圧縮成形加工することによシ、ディスク部
３のセンター穴、ボルト穴及び飾り穴がディスクＦＲＰ
部３ｂの成形と同時に加工される。

次にリム部２の成形方法について説明する。

第５図に示すように、あらかじめ所要のリム形状に成形
加工されたリム金属部２ａの周囲にＦＲＰ材料５を巻き
つけ、所要のリム形状に加工されたリム型部によシ圧縮
成形を行な−、リム部２を成形する。なお、ＦＲＰ材料
５に用いる樹脂が熱硬化性樹脂の場合は加熱、加圧によ
る圧縮成形を行な―、ＦＲＰ材料材料層いる樹脂が熱可
塑性樹脂の場合は冷却、加圧による圧縮成形を行なう。

また、上記実施例ではリム形状があらかじめ所要の形状
に成形されているが、第６図に示すようにリム金属部２
ａの各コーナ一部を大きな半径となるように設計し、タ
イヤ装着に必要なリム形状はリムＦＲＰ部２ｂによって
形成することによシ、リム金属部２ａの各コーナ一部に
か＼る応力集中を緩和させ、これによってリム金属部２
ａの厚みを薄くすることもできる。

さらに、本発明の方法によると、ディスク金属部３ａと
ディスク型１０または１７、またリム金属部２ａとリム
型２６による圧縮成形のため、ディスク部３またはリム
部２がそれぞれ別個に成形することが可能である。さら
に好まし一方法としては、ディスク部３およびリム部２
を圧縮成形する工程において、ディスク型１０．１７お
よびリム型２６が実質的に同時に、閉鎖、開放するよう
な型構造にすることにより、ディスク部３およびリム部
２を同時に成形することも可能である。

（発明の効果）本発明による自動車用のＦＲＰ　、金属積層ホイールは
上記のようにＦＲＰと金属の積層構造であることから、
ディスク部およびリム部においてその金属部はデザイン
形状に拘束されることが少なく、設計の自由度が大きい
。い−かえれば強度的に便利な設計が可能となる。たと
えばディスクについてはリブ加工がディスクのデザイン
に拘束されずにできる。また、リムではコーナ一部分に
おける応力集中の大きいことが一般に知られ℃おり、リ
ムの肉厚を厚くしていたが、リム金属部の各コーナ一部
分の半径を大きくすることにより応力拡散をはかり、リ
ムの肉厚を薄くシ、ホイールの重量軽減を行うことがで
きる。すなわち、ＦＲＰと金属の積層一体構造であるた
め、材料の複合効果が期待でき、したがってディスク及
びリムの金属部の厚みが金属のみのホイールに比べて薄
く設計することができ、よシ軽量な自動車用ホイールの
設計が可能となる等著しい優れた効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＦＲＰ、金属積層ホイールの一実施例
を示し、（至）は正面図、仲）は（イ）におけるＡ−Ａ
ｌｉ断面図、第２図は本発明のホイールに用−られるホ
イール本体の異なる実施例を示す断面図、第３図は本発
明のＦＲＰ、金属積層ホイールの製造方法に用いられる
製造装置の一実施例を示し、（イ）拡圧縮前の要部断面
図、（ロ）は圧縮後の要部断面図、第４＠は本発明に用
いられる製造装置の異なる実施例を示す要部断面図、第
５図は本発明のリム部にＦＲＰ材料を積層する製造装置
の一実施例を示す要部断面図、第６図は本発明の異なる
実施例を示すホイールの一部破断断面図である０１・・
・ホイール、２・・・リム部、３・・・ディスク部、４
・・・溶接、５・・・ホイール本体、６・・・ボルト穴
、７・・・ブツシュ、８．２１・・・ディスク受型、９
．２５・・・ＦＲＰ材料、１０．１７・・・ディスク型
、■・・・セ゛ンター穴ボス、稔・・・ボルト穴ボス、
１３・・・飾り穴ボス、１４・・・センター穴ガイド、
１５・−・ボルト穴ガイド、１６・−・飾）穴ガイド、
１８・・・センター穴パンチ、１９・・・ボルト穴パン
チ、加・・・飾り穴パンチ、ｎ・・・センター穴ダイ、
ｎ・・・ボルト穴ダイ、冴・・・飾り穴ダイ。

Claims

【特許請求の範囲】１、ディスクとリムとから成る自動車用ホイールにおい
て、ディスク部及び／またはリム部がＦＲＰと金属との
積層一体構造に形成されたことを特徴とするＦＲＰ．金
属積層ホイール。２、前記自動車用ホイールのディスク部において、金属
部の外側表面にホイールのディスクデザインを有するＦ
ＲＰ部を積層し、一体成形した特許請求の範囲第１項記
載のＦＲＰ．金属積層ホイール。３、前記自動車用ホイールのリム部において、金属部の
タイヤ装着側に所要のリム形状を有するＦＲＰ部を積層
し、一体成形した特許請求の範囲第１項記載のＦＲＰ．
金属積層ホイール。４、前記自動車用ホイールのリム部で、リムのデザイン
面側すなわちディスクデザイン面の外周部に位置する金
属部分において、ディスクデザイン面をなすＦＲＰが、
ディスクから連続した形でデザインを形成するように積
層された構造を有する特許請求の範囲第１項、第２項又
は第３項記載のＦＲＰ．金属積層ホイール。５、前記自動車用ホイールのディスク部及びリム部それ
ぞれの積層一体構造をなす金属部分が鋳造又は鍛造法に
よりあらかじめ一体構造である特許請求の範囲第１項、
第２項、第３項又は第４項記載のＦＲＰ．金属積層ホイ
ール。６、前記自動車用ホイールのディスク部およびリム部そ
れぞれの積層構造をなす金属部分において、プレス成形
、鋳造または鍛造法により製作されたディスク金属部と
ロール成形、鋳造または鍛造法により製作されたリム金
属部とが、溶接、ボルト、ナット、またはリベットによ
り接合された構造である特許請求の範囲第１項、第２項
、第３項又は第４項記載のＦＲＰ．金属積層ホイール。７、前記自動車用ホイールのディスク部及び／またはリ
ム部において、積層一体構造をなすＦＲＰの樹脂が熱硬
化性樹脂または熱可塑性樹脂からなる特許請求の範囲第
１項、第２項、第３項又は第４項記載のＦＲＰ．金属積
層ホイール。８、前記自動車用ホイールのディスク部及び／またはリ
ム部において、積層一体構造をなすＦＲＰの補強繊維が
、ガラス、アラミド、炭素、黒鉛、セラミック、アルミ
または鋼のうち１種類または数種類の組み合せからなる
特許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載
のＦＲＰ．金属積層ホイール。９、前記自動車用ホイールのディスク部及び／またはリ
ム部において積層一体構造をなす金属がアルミ合金、マ
グネシウム合金または鉄系合金からなる特許請求の範囲
第１項、第２項、第３項、第４項、第５項又は第６項記
載のＦＲＰ．金属積層ホイール。１０、前記ＦＲＰと金属の積層一体構造をなすディスク
部において、ＦＲＰの補強繊維が無秩序短繊維及び／ま
たは無秩序長繊維からなる特許請求の範囲第１項、第２
項、第３項、第４項又は第８項記載のＦＲＰ．金属積層
ホイール。１１、前記ＦＲＰと金属の積層一体構造をなすリム部に
おいて、ＦＲＰの補強繊維が無秩序短繊維、無秩序長繊
維または所定方向に配向された繊維のうち１種類または
数種類の組み合せからなる特許請求の範囲第１項、第２
項、第３項、第４項又は第８項記載のＦＲＰ．金属積層
ホイール。１２、ＦＲＰ．金属積層ホイールにおけるディスク部の
圧縮成形方法であって、あらかじめ成形加工されたディ
スク金属部の上にＦＲＰ材料を載置し、ディスクのデザ
イン形状に加工された型体を用いて、加熱、加圧または
冷却、加圧することにより圧縮成形を行ない、ＦＲＰと
金属とを積層一体構造に形成することを特徴とするＦＲ
Ｐ．金属積層ホイールの製造方法。１３、前記ディスク部の圧縮成形を行なう型体において
、ディスク飾り穴を抜き加工するためのパンチ及びダイ
を配置した型体を用い、無孔状態のディスク金属部にＦ
ＲＰ材料を載置し、圧縮成形を行なうことにより飾り穴
を有するディスクを同時に一体成形する特許請求の範囲
第１２項記載のＦＲＰ．金属積層ホイールの製造方法。１４、ＦＲＰ．金属積層ホイールのリム部の圧縮成形方
法であって、あらかじめ成形加工されたリム金属部をな
す円筒体の周囲にＦＲＰ材料を巻き付け、これをリム形
状に加工され、２つ以上に分割された型体ではさみ込み
、加熱、加圧または冷却、加圧により圧縮成形を行ない
、ＦＲＰと金属とを積層一体構造に形成することを特徴
とするＦＲＰ．金属積層ホイールの製造方法。１５、ディスク部およびリム部を圧縮成形する方法にお
いて、ディスク用型体およびリム用型体が実質的に同時
に閉鎖、開放する型構造を有する型体によりＦＲＰ．金
属積層ホイールを成形する特許請求の範囲第１２項、第
１３項又は第１４項記載のＦＲＰ．金属積層ホイールの
製造方法。