JPS62263033A - 繊維強化樹脂構造体の接合部材 - 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） 本発明ハ、繊維強化樹脂製ステアリングホイール等の繊
維強化樹脂構造体における窓部分となり、回転力伝達部
との接合に用いられる部材に関するものである。

（従来の技術） 近年、自動車等の回転力伝達部品、例えばステアリング
ホイールは軽量化のため合成樹脂により作製さ几る。こ
の場合、該合成樹脂素材の強度不足を補うべく、ガラス
繊維、炭素繊維などの連続長繊維束にポリエステル樹脂
、エポキシ樹脂などを含浸したＰ＆維強化樹脂を補強材
としたステアリングホイールも試みられている。

上記ステアリングホイールなどの回転力伝達部品を繊維
強化樹脂製とした場合は、一般に前記繊維強化樹脂構造
体を硬化成形したのち機械加工等の後加工を施こし、回
転軸用取付部となるインサート金具を嵌合接着している
。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このような方法では、後加工によって強化繊維
が切断さ几るので、繊維強化樹脂構造体の接合部の機械
的強度が低下する。またインサート金具との接合に接着
剤を用いているので、接着剤による接着強度への依存度
が高く、衝撃等に対する信頼性に欠ける。

そこで本発明者等は先に、断面非円形のボス金具に樹脂
含浸連続繊維束を巻き付けて一体結合する方法を提案し
た（特願昭５９−１２３４４５号）。

しかし、この接合方法でに繊維強化樹脂構造体とボス金
具との接合強度が不足するため、使用に伴ない前記構造
体とボス金具との間に微小りリアランスが生じ、この遊
び（ガタ）に起因して十分なトルク伝達力が得られない
という問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑み、ステアリングホイール芯材
用ボス金具などの接合部材とこれに巻付けられる繊維束
との接合強度を高めることにより、トルク伝達の信頼性
向上を図ろうとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の手段は、接合部材の樹脂含浸連続繊維束が巻き
付けられる表面を細かい凹凸状、い、わゆる梨地状に形
成したことを特徴とするものである。

本発明に係る繊維強化樹脂構造体は、ステアリングホイ
ール、ローラ、キャスタ、ギヤ、プＩＪなどの回転力が
伝達される部品であり、接合部材は該構造体のボス部分
を構成するものである。接合部材の巻付部の横断面形状
は円形よりも非円形、たとえば楕円、二面幅に形成する
のがよい。これは喋維束の巻付拳密着力が大になるから
である。巻付部の両端には、繊維束を所定厚に容易に積
層できるよう、通常７ランジ部またはこ几と同様の機能
をなす手段を設ける。

少なくとも巻付部の表面にはショツトブラスト等により
凹凸を形成し、より好ましくは、７ランク部の内側面に
も凹凸を形成するのがよい。

接合部材の材質はｋＬ、　ｒｅ等の金属に限らず、Ｆ　
ＩＬ　Ｐ　、セラミック等の非金属でもよい。また、接
合部材は中空体でも中実体でもよい。

（作用） 本発明では接合部材の梨地状面に樹脂含浸連続繊維束全
巻き付けて一体結合する。したがって、巻付部の表面が
細かな凹凸状に形成さｎていることより接着面積がその
分増加するとともに、樹脂に対するアンカー効果が巻付
部全域において生じ、この双方の相乗的な効果によって
繊維強化樹脂構造体と接合部材との接合強度が著しく増
大する。

本発明の橋維強化樹脂構造体は接合部材に対する密着結
合力が大きくなることから、使用時においても両者の間
に遊びが生ぜず、伝達可能な最大トルク力が著しく大き
くなる。

本発明では、後加工が不要であるためｕｌ、維束の切断
がない。゛また、妄着剤が不要であるため接着剤による
接合強度に左右されず信頼性が向上する。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を説明する。本実施例では繊維
強化樹脂構造体として自動車のステアリングホイール芯
材に適用したものである。

第１図はステアリングホイール芯材のボス金具（接合部
材）１の斜視図であって、ボス金具１はアルミニウム合
金または鉄により炸裂さ几ている。ボス金具１は、樹脂
含浸繊維束が巻付けらｒＬ　；Ｅ）筒体状の巻付部１ａ
と、該巻付部１ａの両端に設けた７ランク部１ｂ、１ｂ
とからなっている。

巻付部１ａの外周形状は、′Ｗ、２図に示すように、両
側を一部平面状とした二面幅形状に形成されているが、
断面楕円形（第３図参照）に形成してもよい。

巻付部１ａの外周面およびフランジ部１ｂ、１ｂの内面
にはショツトブラスト等の処理が施さｎ１微細な凹凸状
（梨地状）の表面に仕上げら几ている。ここでは凹凸状
表面の粗さハ３０μｍないし１００μｍとさｎ１巻付部
１ａの外周面およびフランジ部１ｂ、ｌｂの内面全域に
わたり均一に設けらｎている。

ショツトブラストの条件は、例えばプラスト材粒度φ１
６、吹き付は圧力５々ｆ／−、ノズルからの距離１０〜
１５５１のとき、ボス金具１の材質がアルミニウム合金
の場合は５〜６秒、鉄の場合は１０秒前後で表面処理で
きる。このときのブラスト材は、電融７／Ｉ／ミナ９６
．１、ＴｉＣｈ２，３１゜８ｉ０２０．５％、Ｆｅ２ｅ
ｓ　０．１％　、その他０．６チの配合割合のものであ
几ば３０μｍ以上の表面粗さが得らｎる。ショツトブラ
スト後ハアセトン、メチルエチルケトン等によりボス金
具１表面の脱脂処理を施した。

なお、ボス金具１の寸法はここではフランジ間隔Ｗを２
０ｍないし３０■、７ランジ突出寸法Ｈを１０膿ないし
１５曜とし、その比Ｈ／Ｗが０・８〜ｚＯとなるように
設定した。

上記のボス金具１を接合部材とする繊維強化繊維製ステ
アリングホイール芯材の製造に際しては、第４図および
第５図に示すように、断面Ｕ字状外周溝５ａをもつ巻付
治具５と前記ボス金具１とを回転軸６に固定し、該回転
軸６を回転させつつ、樹脂含浸連続繊維束４を連続供給
して外周溝５ａＫ巻付け、ステアリングホイール芯材の
リング部を形成した。

つぎに上記繊維束４の巻付方向を切欠溝５ｂから前記ボ
ス金具１側に変更し、ステアリングホイール芯材のスポ
ーク部、ボス部を順次積層形成した。この後、上記含浸
樹脂を加熱硬化させることにより、ステアリングホイー
ル芯材が得らまた。

第６図は、ガタ発生品の割合と前記ボス金具１の表面粗
さ分布との関係を調べた実験結果である。ここでのガス
発生品とは、３０Ｋｆ１１ｍのトルクをかけたとき、ガ
タを発生した製品をいう。

また、ガタ発生品の割合とは、全製品に対するガタ発生
品の百分率（チ）をいう。図から明らかなように、表面
粗でを３０〜１００μｍとした本実施例では、３０に９
・ｍの伝達トルクをかけても、ステアリングホイール芯
材とボス金具の間に何らガタを発生することなく問題ハ
なかった。こｎは巻付面の粗さを３０μｍとしたことに
より、接着面積の増加とアンカー効果による上記繊維束
の前記ボス金具に対する接合強度が増大したからである
。

実験によｎば、本実施例のステアリングホイール芯材は
、従来のもの（巻付面が凹凸状に形成されていないもの
）に比べて約１０倍以上のトルク値を負荷しても、ボス
金具とステアリングホイール芯材の間にガタが生じなか
った。

（発明の効果） 叙上のように本発明は接合部材の巻付面を梨地状とした
から、接着面積の増加とアンカー効果により樹脂含父連
続繊維束と接合部材との接合強度が従来に比べ増大し、
使用時におけるトルク伝達の信頼性が著しく向上する。

本発明でに、接合に接着剤を用いないので、接合強度が
接着剤の接着強度に左右されず製品の信頼性が向上し、
さらに後加工や接着剤のキユアリングも不要になるので
、連続繊維束の切断がなく生産性も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るガス金具を示す斜視図、
第２図、Ｍ３図はそ１ぞｆＬ同全金具形状を示す平面図
、第４図はステアリングホイール芯材の製造に用いらｔ
Ｌる治具を示す平面図、第５図は第４図の側面図、第６
図は表面粗さとガタ発生品の割合との関係を示すグラフ
である。 １・・・ボス金具（接合部材）　　ｌａ・・・巻付部４
・・・樹脂含浸連続陳維束。 特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 第１図 第４図 ５ｂ 第５図 ヘー 第６図 表勺　租ゴ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 樹脂含浸連続繊維束が巻付けられる部分の表面を梨地状
   に形成したことを特徴とする繊維強化樹脂構造体の接合
   部材。