JPH0242681B2 - - Google Patents

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JPH0242681B2
JPH0242681B2 JP57001657A JP165782A JPH0242681B2 JP H0242681 B2 JPH0242681 B2 JP H0242681B2 JP 57001657 A JP57001657 A JP 57001657A JP 165782 A JP165782 A JP 165782A JP H0242681 B2 JPH0242681 B2 JP H0242681B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軽くて耐久性にすぐれた繊維強化プラ
スチツク（以下FRPと呼ぶ）からなる自動車用
あるいは二輪自動車用リムの製造方法に関するも
のである。
炭素繊維、ガラス繊維あるいはケブラー繊維
（デユポン社の商品名）等の強化繊維にエポキシ
樹脂又はポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を含
浸硬化させたFRPは強度及び弾性率が高い、酸
およびアルカリに対して耐食性がある、疲労強度
が高い、振動減衰特性が良好である、軽い等の特
徴があり軽量構造材として種々の検討がなされて
いる。特に燃費向上の観点から自動車の軽量化を
目的とした自動車部品へのFRPの適用は今後ま
すます増えるものと思われる。
本発明は上述したFRPの長所を生かし連続繊
維による繊維体積含有率（以下Vf）と呼ぶ）の
高いFRP製リムを提供し、アルミニウム合金製
リムよりもさらに軽量化した連続繊維強化プラス
チツク製リムの製造法を提供するものである。
即ち本発明は自動車および二輪自動車用リムに
おいて、左右フランジの中間の任意の箇所でリム
を２分割し左右のフランジ・ビードシート部３，
４を少なくとも連続繊維強化プラスチツクで別々
に成形し、別途少なくとも連続繊維強化プラスチ
ツクで成形した円管状リング５を介して、リング
５の内径をフランジ・ビードシート部３，４の結
合すべき部分の外径に対して小さく成形し３，
４，５の結合面に接着剤塗布後３，４の結合すべ
き部分を５内へプレス圧入することにより、３，
４，５を圧入接着結合することを特徴とする連続
繊維強化プラスチツク製リムの製造法である。第
１図は代表的なリムの断面を示しており、材料が
金属の場合は機械加工、プレス、溶接等の技術に
より製造は容易である。
しかしながらFRPの場合にはフランジ部、ビ
ードシート部の大きなＲ形状のため長繊維をこの
Ｒ形状に沿わせて成形することが非常に困難にな
る。そのため短繊維を用いたSMC（Sheet
Molding Compound）による成形法が用いられ
るが、連続繊維に比べ強度、弾性率とも極端に低
いため金属製リムと同等の特性を出すためにはど
うしても肉厚にしなければならずFRPの軽いと
いう特徴を生かすことができない。
本発明者はかかる欠点を解決し、連続繊維を使
用しVfを高めたFRP製リムを製造するため、リ
ムを第２図に示すようにフランジ・ビードシート
部３，４および円管状リング部５の３つの部分に
分け３，４はプレス成形、５はフイラメントワイ
ンデイング成形によりそれぞれ成形し、機械加工
を行なつた後組合せ接着する方法を発明するに到
つた。
即ちフランジ・ビードシート部３，４の成形は
第３図に示すプレス成形型６，７を用意し、まず
下型６の上に樹脂を含浸させた長繊維の一方向シ
ートをシート枚数にあわせ、第４図に示す如く
π／ｎ（ｎはシート枚数で４以上）づつ角度αをず らして積層しいわゆる円周方向に擬似等方性にな
るよう積層する。同様に繊維が直交した織物シー
トを用いた場合にも第５図に示す如くπ／2n（ｎは シート枚数で２以上）づつ角度βをずらして積層
する。積層後上型７をかぶせ、ホツトプレスによ
りプレス成形を行なう。
リムのような複雑なＲ形状を有するもののプレ
ス成形では同一方向に繊維が配向している場合、
繊維がみだれやすく、所定の製品を得ることが困
難であるが第４図、第５図に示すような本発明に
よる擬似等方性積層では繊維相互の摩擦により繊
維のみだれも少なくフランジ・ビードシート部の
Ｒ形状に充分繊維を沿わせてプレス成型できる。
本方法は特に織物シートを用いたときは有効であ
り、繊維のみだれはほとんどなくVfを高めるこ
とができる。
本発明の炭素繊維織物シート「トレカクロス
＃6341」を用いた実施例では肉厚３mmに対し織物
シート９枚積層しVf＝65％のプレス成形品が得
られ、アルミ合金製リムと比較しても約40％の軽
量化が可能となつた。
この実施例ではVfが65％であつたが積層枚数
の調整によりVf＝50％〜70％の範囲は実現可能
な範囲である。
以上述べた長繊維シート、織物シートを単独で
用いる方法の他にこれらシートを数枚のみ表面層
とし、中間部に短繊維を用いた積層品又は連続し
てない織物シート、切り込み部を入れた織物シー
トを用いることによつても軽量のFRP製リムを
得ることができる。
リング５は左右のフランジ・ビードシート部
３，４を良好に接着結合させるという機能を考慮
すれば円周方向に対して45゜以上の角度を有する
繊維配向を含むことが好ましく、フイラメントワ
インデイング法でいう軸方向に対して45゜〜10゜巻
リングでも使用可能であるし軸方向と円周方向の
巻きの組合せ又は織物シートと円周巻きの組合せ
でもよい。
またリムの機能上、左右のフランジ・ビードシ
ート部３，４は同芯に接着結合することが必要不
可欠であり、そのため本発明者はリング５の内径
をフランジ・ビードシート部３，４の結合すべき
部分の外径に対して、0.1〜0.2mm小さく成形し
３，４，５の接着結合面に接着剤塗布後第２図に
なる様に３，４の結合すべき部分を５内にプレス
圧入により３，４，５を圧入接着させる方法を開
発した。
この方法により左右のフランジ・ビードシート
部３，４は同芯に接着結合され自動車用リムとし
ての機能を十分に発揮することができた。又この
圧入代は0.1〜0.2mm／直径が最適であるが、０〜
0.5mm／直径の範囲であれば特に問題はない。
上記に於いて、特に炭素繊維によるものは他の
繊維に比べ強度、弾性率が高いため軽量化のメリ
ツトは大きい。
又二種以上の繊維を組合わせて製造することも
可能であり炭素繊維−ガラス繊維、炭素繊維−ケ
ブラ−繊維等の組合わせが考えられる。
以上説明した本発明の方法によれば、大きなＲ
形状を持つフランジ・ビードシート部を短繊維を
用いるのではなく長繊維を用いてしかもその長繊
維による特長−軽量かつ耐久性−を生かして困難
なく作ることが出来るが、特に下記の様な特有の
優れた効果を有する。
(イ) 同芯を確保できる。
リムの機能上、左右のフランジ・ビードシー
ト部は同芯に接着結合することが必要不可欠で
あり、このためにフランジ・ビードシート部の
結合すべき部分の外径に対して円管状リング内
径を小さくした状態で被着面に接着剤を塗布し
た上で圧入接着することにより同芯を確保出来
る。
（従来公知の例えば実開昭55−27112号の如
く、構成部材を基部に於いて結合するものは同
芯の確保が難しい。） (ロ) 外周面の機械加工を行う必要がなく、強靭な
リムを得ることができる。
第２図ａ，ｂに示す如くリングにフランジ・
ビードシート部の結合すべき部分を圧入接着す
るだけでよく、リムの外周面の機械加工を行う
必要は全くない。従つて強度が必要となるフラ
ンジ部およびビードシート部の連続繊維の切断
はなく、強靭なホイールを得ることが可能とな
る。
（従来公知の例えば実開昭55−27112号の如
くリムの外周面に繊維補強層を一体的に巻き付
け形成するものは、全表面に均一な肉厚で巻き
付けることは、Ｒを有する形状では困難である
＜樹脂を浸潤させた繊維はすべりやすく、Ｒ形
状に沿つて巻付けられれない＞。
したがつて、均一に形成するため後から機械
加工が必要となり、機械加工すれば連続繊維及
びクロスは切断され強度低下の原因となる。） (ハ) 残留応力がなく強力な接着を得ることが出来
る。
別に作つたフランジ・ビードシート部を別に
作つたリング内に圧入接着するから接着による
残留応力の発生はなく、強固な接着結合を得る
ことができる。
（従来公知の例えば実開昭55−27112号の如
き、先に成形したものの表面に前述の如く巻き
付け、硬化させることにより補強層を形成する
方法では先に成形したものと補強層の界面に熱
膨張係数の差および接着剤の硬化収縮により大
きな残留応力が発生し、剥離の原因にもなる。）
【図面の簡単な説明】
第１図ａ，ｂは共に代表的なリムの断面、第２
図ａ，ｂは共に本発明によるFRP製リムの断面、
第３図は左右のフランジ・ビードシート部を製造
する方法を説明する図、第４図は長繊維一方向シ
ートの擬似等方性積層の仕方の説明図、第５図は
織物シートの擬似等方性積層の仕方の説明図を
夫々例示している。 １…フランジ、２…ビードシート、３…フラン
ジ・ビードシート部、４…フランジ・ビードシー
ト部、５…リング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 自動車および二輪自動車用リムにおいて、左
    右フランジの中間の任意の箇所でリムを２分割し
    左右のフランジ・ビードシート部３，４を少なく
    とも連続繊維強化プラスチツクで別々に成形し、
    別途少なくとも連続繊維強化プラスチツクで成形
    した円管状リング５を介して、リング５の内径を
    フランジ・ビードシート部３，４の結合すべき部
    分の外径に対して小さく成形し３，４，５の結合
    面に接着剤塗布後３，４の結合すべき部分を５内
    へプレス圧入することにより、３，４，５を圧入
    接着結合することを特徴とする連続繊維強化プラ
    スチツク製リムの製造法。 ２ 少なくとも連続繊維強化プラスチツクで成形
    する左右のフランジ・ビードシート部３，４を、
    樹脂を含浸させた長繊維シート、織物シートある
    いはこれらと短繊維を組合せたシートを積層しプ
    レス成形し繊維体積含有率を50〜70％にする特許
    請求の範囲第１項記載の連続繊維強化プラスチツ
    ク製リムの製造法。 ３ 少なくとも連続繊維強化プラスチツクで成形
    する左右のフランジ・ビードシート部３，４を、
    長繊維シートまたは織物シートを一定角度ずつづ
    らせて積層しいわゆる擬似等方性に積層しプレス
    成形する特許請求の範囲第２項記載の連続繊維強
    化プラスチツク製リムの製造法。 ４ 繊維強化プラスチツクが炭素繊維強化プラス
    チツクである特許請求の範囲第１項、第２項又は
    第３項記載の連続繊維強化プラスチツク製リムの
    製造法。 ５ 繊維強化プラスチツクが二種以上の繊維強化
    プラスチツクからなる特許請求の範囲第１項、第
    ２項又は第３項記載の連続繊維強化プラスチツク
    製リムの製造法。
JP57001657A 1982-01-07 1982-01-07 連続繊維強化プラスチツク製リムの製造法 Granted JPS58118401A (ja)

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