JPS6368401A - 繊維強化プラスチツク製ホイ−ル - 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〕 本発明は軽量にして、高強度、高剛性を必要とするホイ
ール構造体に関するものであり、更に詳しくは補強繊維
で強化された、新規な自動車用、二輪車用繊維強化プラ
スチック製ホイールに関するものである。

〔従来の技術〕

自動車や二輪車のホイールに使用される材料は従来より
鉄系が主として使用されているが、近年アルミニウム合
金、マグネシウム合金等の軽量ホイールが普及して来て
いる。省エネルギー的観点、高速走行性能の向上及びバ
ネ下荷重の軽量化に依る路面応答特性の向上を目的とし
て更に一段と軽量な繊維強化プラスチック製ホイールが
最近提案されている。

又、繊維強化プラスチック製ホイールは、補強用繊維と
して短繊維使用のホイールと、連続長繊維使用のホイー
ルに大別出来る。短繊維使用ＦＲＰ製ホイールは、成形
加工自体は容易であり、一体成形も十分可能であるが、
補強用繊維が短繊維である事及び繊維含有率を上げる事
が出来ない為、強度及び剛性が低く、従来の金属性ホイ
ールに比べて軽量化のメリットが小さく、プラスチック
化の初期目標を達成しているとは言えないのが現状であ
る。一方連続長繊維使用ＦＲＰ製ホイールに関しては、
強度、剛性面では優れるものの、成形加工が難かしく、
リム部とディスク若しくはスポーク部は別々に成形及び
機械加工仕工げを行い、最後に組立を行う３ピース型若
しくは２ピース型のホイールであり、従って成形作業の
手間が多く、又機械加工量、組立加工量も多く、低生産
性、高コストのみならず、組立時における、組立誤差の
集積に依る回転振れの問題、機械的接合部の穴まわり応
力集中の問題、又接着接合部の疲労破壊の問題等、安全
面においても組立構造に伴う種々の問題があり、極めて
特定の用途にしか使われていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、従来のＦＲＰ製ホイールの上記問題点
を克服し、補強用連続繊維で強化され、且つ一体成形に
て成形される１ピース型のＦＲＰ製ホイールを提供する
事にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは、補強用連続線へ。

維及び／又は補強用織物で樹脂を強化してなるＦＲＰ製
ホイールにおいて、リム部、ハブ部及びこれらを連結し
ているディスク若しくはスポーク部が全て一体構造で形
成されている繊維強化プラスチック製ホイールにあり、
好ましくは外表面に衝撃緩和を目的とする樹脂系又はゴ
ム系の厚膜塗装を施したホイールにある。

以下本発明を図面により具体的に説明する。

第１図において、ホイールはタイヤを装着する為のリム
１と、ホイールを車軸に装着する為のハブ３と、これら
リム１とハブ３を連結しているディスク若しくはスポー
ク２と、端面切欠部補強プライ４，５から構成されてい
る。

ディスク若しくはスポーク部は、ディスク内面、外面に
リム半径方向に平行に補強用連続繊維又は補強用織物で
強化されたＦＲＰ層２で構成されており、リム部１はデ
ィスク若しくはスポーク部に積層された補強用連続繊維
又は補強用織物をリム部に延長し、ディスク、リム部間
において、繊維の連続した一体構造部を形成する１ｂと
１ｂ部の内面、外面の剥離に対する補強及びリム円周方
向の強化を目的として、経糸及び緯糸がリム円周方向に
対して±１０°〜：ｌ：８０’の角度を持つよう配向さ
れた補強用連続繊維又は補強用織物で強化されたＦＲＰ
層１凰との二層構造で形成されている。

更に、リム端部及び／又はディスク切欠部にホイール本
体積層方向と直交する補強繊維で強化された端面補強ブ
ライ４，５を付加する事に依り、リム部及び／又はディ
スク部における眉間剥離に対する抵抗が極めて強いＦＲ
Ｐ製ホイールを提供するものである。

補強用連続繊維としては、炭素繊維、ガ２ス繊維、アラ
ミド繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維等の高強度、高弾
性繊維が単独若しくはハイブリッドで使用される。

又、マトリックス樹脂としては、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、ポリイミド樹
脂等の熱硬化性樹脂及びポリエーテルエーテルケトン、
ホリフェニレンサルファイド、ポリアミド樹脂等の熱可
塑性樹脂も使用可能である。

〔実施例〕

本発明に係るホイールはプレス法にても、オートクレー
ブ法にても成形可能であるが、以下オートクレーブ法に
依る実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。

第１図〜第３図において、先ずホイール外面部会型Ｂ面
に沿わせて、炭素繊維織物及びガラス繊維織物を所望の
枚数積層を行い、次にリム部割り金型Ａ面に沿わせて、
炭素繊維織物及びガラス繊維織物を経糸及び緯糸が円周
方向に対し±４５°の配向角になる様所望の枚数積層を
行い、その後、金型Ａと金型Ｂを組合せ、組合せた積層
物の表面に沿って、炭素繊維織物及びガラス繊維織物を
所望の枚数積層し、リム１ｂの内面部及びディスク２の
内面部を形成する。

然る後、内面積層部表面にシリコンラバーで形成された
ゴムパッドをあて、全体をプリーザ−クロス及びナイｐ
ンバッグで覆い、温度１３０〜１８０℃、圧力４〜８　
ｋｌ／ｌｘ”にて真空加圧成形を行う。冷却、脱型後、
外形トリミング及びディスク切欠部の機械加工を実施し
、ＦＲＰホイール本体を得る。次にリム端部補強プライ
及び切欠部補強プライを炭素繊維織物で所望の厚さに積
層し、ホイール本体同様バギングを行い温度１３０〜１
８０℃、圧力４〜８に９／ｌザにて真空加圧成形を行う
。尚リム端部補強プライ及び切欠部補強プライは、常温
硬化タイプのハンドレイアップ法に依り成形する事も可
能であり、又金属の強化用縁を接合する事も可能である
。

最後にウレタン系塗料な膜厚ｏ、１〜０．５　ｔａの厚
さに加熱硬化塗装を行い、所望のＦＲＰ製ホイールを得
た。

〔発明の効果〕

本発明に係るＦＲＰホイー１しは、補強用連続繊維及び
／又−＆ま補強用織物を使用し、且つリム部、ディスク
若しくはスポーク部及びハブ部が一体に成形されている
事を特徴とする１ピース型ホイールであり、短繊維使用
の二律成形ホイールの強度不足、剛性不足の問題が解消
され、且つ長繊維使用の２ピース型、３ピース型の組立
ホイールに比し、組立誤差の集積に依る回転振れ等の問
題がなく、機械的加工精度に優れ、組立接合部の穴まわ
り応力集中に依る疲労破壊、接着接合部の剥離等の問題
から完全に解放され安全性に優れた、軽量、高強度のＦ
ＲＰ製ホイールを提供するものであり、自動車、二輪車
の省エネルギー、高速走行性能、路面応答特性の向上に
貢献するのみならず、その一般産業上の利用効果は非常
に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＦＲＰ製ホイールの概略図であり
、第２図及び第３図は本発明に係るＦＲＰ製ホイールを
製造している様子を順を追って示す概略断面図である。 ｌａ、ｌｂ　　　　　　リ　　ム ２　ディスク ３　ハブ ４　リム端部補強プライ ５　切欠部補強プライ Ａ　リム部金型 Ｂ　ディスク部金型 Ｃラバーパッド Ｄ　パックフィルム 七ヤ　ｌ　命　　　　　　イ。 口。 ＋３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、補強用連続繊維及び／又は補強用織物で樹脂を強化
   してなるＦＲＰ製ホイールにおいて、リム部、ハブ部及
   びこれらを連結しているディスク若しくはスポーク部が
   全て一体構造で形成されている事を特徴とする繊維強化
   プラスチック製ホイール。 ２、リムの端部及び／又はディスク切欠部に積層面と直
   交方向の繊維配向を有する端面強化積層部、又は端面強
   化用金属に依り、層間剥離に対する補強を行ったことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のホイール。 ３、ホイール外面及び／又は内面に樹脂系又はゴム系の
   厚膜塗装を施し、耐衝撃性に関する表面特性を改善した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のホイール
   。