JPS61242835A - Ｆｒｐ製ホイ−ルの製造方法 - 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、ＦＲＰ製ホイールの製造方法に関し、特に強
度剛性に優れたホイールを効率良く量産することができ
る方法に関する。

（従来の技術） 一般に自動車用タイヤホイールは、アルミ合金等で製造
されているが、より軽量化を指向するためにＦＲＰ製の
ホイールが実用化されつつある。

ところで、従来のＦＲＰ製ホイールの製造方法としては
、熱硬化性樹脂を含浸させた炭素繊維等の短繊維をプレ
ス成形する方法があるが、この方法により得られたいわ
ゆるチョツプドファイバ強化プラスチック成形品は、そ
の物理的性質が等方性であることから十分な強度剛性を
得難い。さりとて、十分な強度剛性を得ようとすると自
ずと短繊維の使用量が増加して成形品の重量が大となり
、アルミ合金製等のものに比べてメリットがなくなる。

そこで、成形品の強度剛性を確保する方法として、従来
、例えば特ｔ［５６−１２０３１６号公報に開示されて
いるように熱硬化性樹脂をコートしたフィラメントをマ
ンドレルの表面に巻き付けて所定肉厚のワインディング
層を形成したのち、該ワインディング層を分断してマン
ドレルから分離し、分離した各ワインディング層を加熱
加圧して硬化させることで成形品を得るフィラメントワ
インディング成形法が提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記の従来の製造方法では、フィラメントに
張力がかかっているため十分な強度剛性を備えた成形品
を得ることができる反面、１個のマンドレルに形成した
ワインディング層を２つに分断分離するという手法であ
るため、同時に多数の成型品を得ることができないとい
う問題があつた。

一方、本出願人は先に特願昭５９−２０８９８０号にお
いて、ホイールの両側の凹形状に一致する２つの部材の
外側面同志を接合した形状のマンドレルを用い、該マン
ドレルの表面に熱硬化性樹脂をコートしたフィラメント
を巻き付けてワインディング層を形成し、加熱硬化後上
記接合部で分断してマンドレルから分離し、この分離し
た各ワインディング層を背中合せにして固着してホイー
ルとして組立てるフィラメントワインディング成形法を
提案している。しかし、この方法においても、ｍ産性の
面で上記従来例と同様の問題であるとともに、分断分離
した成形品を背中合せに固着してホイールとして組立て
るため、組立作業に手間取り生産性の向上を図ることが
困難でかつその接合強度確保の点においても問題がある
。

本発明はかかる点に鑑み、上記本出願人の提案方法を改
善すべくなされたものであり、その目的とするところは
、フィラメントワインディング層を形成した複数個のマ
ンドレルを規則正しく数珠状に圧接配置した後、加熱硬
化させることで相隣るワインディング層を相互に固着し
、その後各ワインディング層の分断分離を連続的に繰り
返すことにより、接合強度の優れたＦＲＰ製ホイールを
短時間に効率良く量産することにある。

（ｆｉ題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、略皿
形状の第１及び第２ＦＲＰ部材を背中合せに固着してな
るＦＲＰ製ホイールの製造方法において、まず上記第１
及び第２ＦＲＰ部材を成形する第１及び第２型部材がそ
の各最大径部外側面同志にて分解可能に接合されてなる
複数個のマンドレルを用意する。そして、該各マンドレ
ルの表面に熱硬化性樹脂をコートしたフィラメントを巻
き付けて所定肉厚のワインディング層を形成する。

次いで、該ワインディング層を形成した各マンドレルを
相隣る一方のマンドレルの第１型部材側のワインディン
グ層と他方のマンドレルの第２型部材側のワインディン
グ層とが互いに圧接するように数珠状に配置し、この状
態で各マンドレルのワインディング層を加熱硬化させる
。しかる後、上記各マンドレルのワインディング層を第
１ＦＲＰ部材成形部と第２ＦＲＰ部材成形部とに分断し
たのち、各マンドレルを第１型部材と第２型部材とに分
解して両型部材より離型せしめることにより、ＦＲＰ＠
ホイールを複数個同時に製造するものである。

（作用） 上記の構成により、本発明では、ワインディング層を形
成した複数個のマンドレルを数珠状に配置し、各マンド
レルのワインディング層を加熱硬化させることにより各
マンドレルのワインディング層が相互に強固に固着され
ることとなり、その後、各ワインディング層を第１ＦＲ
Ｐ部材成形部と第２ＦＲＰｍ＠成形部とに分断し、各マ
ンドレルを第１型部材と第２型部材とに分解して両型部
材より離型させると、第１及び第２ＦＲＰ部材が背中合
せに強固に固着一体化されたＦＲＰ製ホイール成形品が
複数個同時に得られ、よって接合強度の優れたＦＲＰ製
ホイールが効率良く量産されることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係るＦＲＰ製ホイールの製造
ライン工程を示し、１は２条のレール２゜２からなる矩
形環状の搬送路、３は搬送路１に沿って走行する台車、
４は台車３に搭載され搬送路１を搬送されるマンドレル
である。そして、上記搬送路１の所定位置には台車３に
よって搬送されてきたマンドレル４の表面にフィラメン
ト５を巻き付けるためのワインディング装置６が設けら
れている。

上記マンドレル４は第２図に示すように略円錐台形状の
第１型部材７と第２型部材８とをその各最大径部外側面
同志にて接合組立てることで略算盤玉形状に構成されて
いる。具体的には、第１型部材７はその軸心方向幅寸法
が第２型部材８のそれよりも大きく形成されており、か
つその中心に挿入孔９が貫設されているとともに、小径
面には中心に上記挿入孔９に連通ずる孔部を有する衝合
部１０が形成されている一方、大径面には中心に上記挿
入孔９に連通ずる孔部を有する突出部１１が突設されて
いる。また、小径面側衝合部１０の孔部およびそれに連
なる挿入孔９小径面側の内周面には雌ネジ部１２が形成
されているとともに、大径面側突出部１１外周面には雄
ネジ部１３が形成されている。一方、第２型部材８の中
心には上記第１型部材７の挿入孔９に対応する挿入孔１
４が貫設されているとともに、大径面側には大径面より
も僅かに小径に設定された段差部１５が形成されている
一方、小径面には中心に上記挿入孔１４に連通する孔部
を有する段付突出部１６が突設されている。また、大径
面側段差部１５の孔部およびそれに連なる挿入孔１４大
径面側の内周面には雌ネジ部１７が形成されているとと
もに、小径面側段付突出部１６の外周面には雄ネジ部１
８が形成されている。そして、上記第１型部材７の大径
面側突出部１１の維ネジ部１３を第２型部材８の雌ネジ
部１７に螺合させることで両型部材７゜８がその各最大
径部外側面同志にて分解可能に接合されたマンドレル４
が構成される。この際、両型部材７．８の両大径面間に
上記段差部１５によって溝部１９が周方向に形成される
。このように構成されたマンドレル４は第１型部材７の
雌ネジ部１２と第２型部材８の雄ネジ部１８との螺合に
より仮想線で示すように複数個数珠状に連結可能になっ
ている。

また、上記台車３は第３図に示すように、下面に４個の
車輪２０・・・が設けられた基台２１と、該基台２１に
立設された支柱２２と、支柱２２の上部に水平方向に突
設され先端部に雄ネジ部２３が設けられた回転軸２４と
、回転軸２４に挿入孔９゜１４を介して仮想線のように
取り付けられたマンドレル４を回転軸２４に固定するた
めの止めナツト２５とを備えてなる。

さらに、上記ワインディング装置１６は、台車３の回転
軸２４に回転トルクを伝達する回転トルク伝達機構２６
と、炭素繊維等のフィラメント５が巻装されたリール２
７と、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂２８が収納された
タンク２９と、上記フィラメント５に熱硬化性樹脂２８
をコートするためにタンク２９内にフィラメント５を案
内する複数本のローラ３０・・・と、上記回転トルク伝
達機構２６で回転されるマンドレル４と同期してフィラ
メント５を軸心方向に往復移動させる往復移動機構３１
とを備えてなる。

すなわち、台車３に搭載され止めナツト２５で回転軸２
４に固定されたマンドレル４は、台車３が搬送路１を走
行することでワインディング装置６の位置まで搬送され
てくる。そして、台車３０走行を停止しワインディング
装＠６の回転トルク伝達機構２６に回転軸２４の雄ネジ
部２４を螺合連結して、回転トルク伝達機構２６の回転
トルクを回転軸２４に伝達することでマンドレル４を回
転させると同時にこの回転と同期して往復移動機構３１
を作動させ、第４図および第５図に示すようにフィラメ
ント５をマンドレル４の外周面に所定肉厚に達するまで
、張力をかけながらほぼ放射状でかつ交差するように一
連に巻き付けていく。

これによりマンドレル４の表面にワインディング層３２
が形成される。このようにして台車３により搬送されて
きた複数個のマンドレル４・・・に逐次ワインディング
［３２を形成していき、搬送方向下流側に搬送する。

さらに、３３は上記マンドレル４のワインディング層３
２を加熱硬化させるために搬送方向下流に設けられた加
熱装置、３４は加熱硬化後の上記ワインディング層３２
を第１ＦＲＰ部材成形部と第２ＦＲＰ部材成形部とに分
断するために上記加熱装置３３の下流側に併設された切
断装置、３５は上記加熱装置３３および切断装置＆３４
にワインディング層３２を形成した複数個のマンドレル
４・・・を逐次搬入する搬入装置である。

該搬入袋＠３５は、加熱装置３３と切断装置３４とを貫
通するように配設されたシャフト３６と、該シャフト３
６を水平に支持する左右一対の支持台３７と、上記シャ
フト３６にセットされたマンドレル４を加熱装置１３３
側に移動させ、かつ相隣るマンドレル４に形成されたワ
インディング１Ｉ１３２を互いに圧接して数珠状に連結
する搬入手段３８と、該搬入手段３８によって搬入され
ワインディング１ｉ１３２の加熱硬化および切断を終え
たマンドレル４を１個ずつ分離搬出する搬出手段３９と
を備えてなる。

すなわち、上記ワインディング装置６で逐次ワインディ
ング層３２が形成された複数個のマンドレル４・・・が
搬送方向下流側に搬送されて、搬入装置３５のシャフト
３６にセットされる。この際、相隣る一方のマンドレル
４の第１型部＠７側のワインディング層３２と他方のマ
ンドレル４の第２型部材８側のワインディング１１３２
とが互いに対向するように複数個のマンドレル４・・・
を同一方向に向けて規則正しく配置し、搬入手段３８で
もって一方のマンドレル４の第２型部材８の段付突出部
１６に設けた雄ネジ部１８を他方のマンドレル４の第１
型部材７の挿入孔９に設けた雌ネジ部１２に螺合させて
相隣るマンドレル４のワインディング層３２を圧接し、
第６図のように複数個のマンドレル４・・・を数珠状に
連結する。

そして、複数個連結されたマンドレル４・・・は搬入手
段３８でもって加熱装［３３内に逐次搬入され、各マン
ドレル４・・・のワインディング１１３２・・・を加熱
硬化させた後、切断装置３４に逐次搬入され、各マンド
レル４・・・のワインディン、グ１１３２・・・をカッ
タ４０でもって切断する。この切断個所は第６図に破線
にて示すように、マンドレル４の溝部１９に対応する部
位であり、切断された上記ワインディング層３２は第８
図に示すように第１ＦＲＰ部材成形部と第２ＦＲＰ部材
成形部とに分断される。分断後、各マンドレル４・・・
は搬出手段３９でちって１個のマンドレル４を構成する
第１型部材７の突出部１１の雄ネジ部１３と第２型部材
８の挿入孔１４の雌ネジ部１７との螺合状態が解除され
、相隣る一方のマンドレル４の第２型部材８と他方のマ
ンドレル４の第１型部材７とが背中合せに連結された形
状にそれぞれ分離して、搬入袋Ｗ１３５より１個ずつ搬
送した後、マンドレル４を第１型部材７と第２型部材８
とに分解してワインディング層３２を両型部材７．８よ
り離型せしめることにより、第７図および第８図に示す
ような略皿状でかつ形状の異なる第１及び第２ＦＲＰ部
材４１．４２を背中合せに強固に固着一体化してなるＦ
ＲＰ製ホイール４７が多数個同時に成形される。

このようにして成形されたＦＲＰ製ホイール４７は、第
１及び第２ＦＲＰ部材４１．４２の固着状態をより一層
強固なものとするために、ディスク部４１ａ、４２ａの
外周部をボルトナツト４３・・・でもって締結するとと
もに、ディスク部４１ａ。

４２ａの接合部外周縁にゴム等の弾性部材からなるシー
ル材４４を塗着する。

なお、ディスク部４１ａ、４２ａの中心には、マンドレ
ル４の第１型部材７の衝合部１０および該衝合部１０と
衝合する第２型部材８の段付突出部１６の基部にて車軸
挿入孔４５が成形されている。また、該車軸挿通孔４５
の外周部に車軸への複数の取付孔４６・・・を後加工す
る。

一方、上記ワインディング層３２（ＦＲＰ製ホイール）
より取り外した第１及び第２型部材７゜８は、再びその
各最大径部外側面同志にて接合されて第２図の如き１個
のマンドレル４を構成し、該マンドレル４を台車３に搭
載して搬送路１を搬送する過程でワインディング装置６
によるフィラメント５の巻ぎ付け、この巻き付けにより
形成されたワインディング層３２の加熱装置３３による
加熱硬化（相隣るワインディング１１３２の固着一体化
）、切断装置ｉ３４によるワインディング層３２の第１
ＦＲＰ部材成形部と第２ＦＲＰ部材成形部への分断、ワ
インディング層３２　（ＦＲＰ＠ホイール）の第１及び
第２型部＠７．８よりの離型という上記各工程を繰り返
すことでＦＲＰ製ホイールの連続製造に供される。

したがって、上記実施例のＦＲＰ製ホイールの製造方法
においては、ワインディング１１３２を形成した複数個
のマンドレル４・・・を相隣る一方のマンドレル４の第
１型部材７側のワインディング層３２と他方のマンドレ
ル４の第２型部材８側のワインディング１２１３２とが
互いに圧接するように数珠状に配置した後、加熱硬化さ
せることで相隣るワインディング層３２を固着一体化さ
せ、その後ワインディング１１３２を第１ＦＲＰ部材成
形部と第２ＦＲＰ部材成形部とに分断し、各マンドレル
４を第１型部＠７と第２型部材８とに分解して両型部材
７．８より離型するものである。このため、ワインディ
ング１１３２の硬化と同時に複数個のマンドレル４・・
・の各ワインディング層３２・・・を固着一体化させる
ことができるので、従来のように１個ずつマンドレル４
に形成したワインディング層３２の分断、およびその後
の反転固着操作を行う必要がなくなり、単にワインディ
ング層３２を第１ＦＲＰ部材成形部と第２ＦＲＰ部材成
形部とに分断する簡単な操作にて強度剛性に優れたＦＲ
Ｐ製ホイール４７を複数個同時に効率良く量産すること
ができる。

また、ワインディング層３２の加熱硬化過程で第１　Ｆ
ＲＰ部材成形部と第２ＦＲＰ部材成形部とが強固に固着
一体化するから、第１　ＦＲＰ部材４１と第２ＦＲＰ部
材４２との接合強度の優れたＦＲＰ製ホイールを得るこ
とができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のＦＲＰ＠ホイールの製造
方法によれば、複数個のマンドレルを数珠状に配置して
各マンドレルに形成したワインディング層を圧接し、そ
の後加熱硬化処理にて一体に連結固着した各マンドレル
のワインディング層を第１ＦＲＰ部材成形部と第２ＦＲ
Ｐ部材成形部とに分断しかつ離型することにより、従来
のように分断離型後に反転して接合する手間を省略して
、簡単な操作にて強度剛性に優れたＦＲＰ！ｊＪホイー
ルを連続的に効率良く製造できその量産化を図ることが
できる。しかも、マンドレルのワインディング層の加熱
硬化と同時に相隣るマンドレルのワインディング層が固
着一体化するから、接合強度の優れたＦＲＰ製ホイール
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の実施例を示し、第１図は
製造工程を説明する全体概略構成図、第２図はマンドレ
ルの縦断側面図、第３図は台車の側面図、第４図はワイ
ンディング層を形成した状態のマンドレルの正面図、第
５図は同部分縦断側面図、第６図はワインディング層を
形成した複数個のマンドレルを数珠状に配置した状態を
示す部分縦断側面図、第７図および第８図はそれぞれＦ
ＲＰ製ホイールの正面図および部分縦断側面図である。 ４・・・マンドレル、５・・・フィラメント、７・・・
第１型部材、８・・・第２型部材、２８・・・熱硬化性
樹脂、３２・・・ワインディング層、４１・・・第１Ｆ
ＲＰ部材、４２・・・第２ＦＲＰ部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）略皿形状の第１及び第２ＦＲＰ部材を背中合せに
   固着してなるＦＲＰ製ホイールの製造方法であつて、上
   記第１及び第２ＦＲＰ部材を成形する第１及び第２型部
   材がその各最大径部外側面同志にて分解可能に接合され
   てなる複数個のマンドレルを用意し、該各マンドレルの
   表面に熱硬化性樹脂をコートしたフィラメントを巻き付
   けて所定肉厚のワインディング層を形成し、次いで該ワ
   インディング層を形成した各マンドレルを相隣る一方の
   マンドレルの第１型部材側のワインディング層と他方の
   マンドレルの第２型部材側のワインディング層とが互い
   に圧接するように数珠状に配置して、各マンドレルのワ
   インディング層を加熱硬化させ、しかる後上記各マンド
   レルのワインディング層を第１ＦＲＰ部材成形部と第２
   ＦＲＰ部材成形部とに分断したのち、各マンドレルを第
   １型部材と第２型部材とに分解して両型部材より離型せ
   しめることにより、ＦＲＰ製ホイールを複数個同時に製
   造することを特徴とするＦＲＰ製ホイールの製造方法。