JP2005526652A - Rtm法により製造された複合リムを備えたホイール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、ハブ支持部、遷移ゾーンおよび半径方向外縁部を備えたディスク(12)をリム(10)に組付けることにより製造されるホイールに関する。リムは、2つの異なる方向に配向されかつ架橋樹脂で含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックからなる少なくとも1つの第一層状複合構造体と、2つの異なる方向に配向されかつ架橋樹脂で含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックからなる少なくとも1つの第二層状複合構造体とを有し、リムの半径方向外方壁はリムまたはリムの一部の半径方向内方壁に一致し、低密度材料で作られかつ第一層状構造体と第二層状組立体との間に配置された周方向レリーフ構造体(25)を更に有している。
Description
上記問題を有効に解決するため、例えば特許文献1には、図1に示すような一体型ホイールが開示されている。このホイールは、その半径方向外方の幾何学的形状がタイヤビードを受入れることを意図した第一および第二シートを有し、少なくとも第一シートが母線を有し、該母線の軸線方向外端部は、母線の軸線方向内端部が位置する円の直径よりも小さい直径の円上にあり、前記シートは低い高さの突出部すなわち「ハンプ」により軸線方向外方に延長され、第一シートはトレッド支持リングを受けることを意図した円筒壁により軸線方向内方に延長されている。このホイールは、円筒壁が、半径方向外方に開いた周方向溝により分離された第一ゾーンおよび第二ゾーンで形成されており、単一作業でアルミニウム合金を成形することにより製造できる。
周方向溝を設けたことは、ホイールの重量を大幅に低減させるためである。しかしながら、重量に関して最適化されたこのホイールは、その外方プロファイルが、このホイールのリムの内方プロファイルの装着溝に対して軸線方向外方部分の下に、冬期の雪または氷のようなある程度の小石が混じった泥等の種々の物質(これらの物質は除去が困難である)の堆積を許容するという欠点を有している。
・ハブ支持面、遷移ゾーン、および実質的にリムの最小直径に配置された、リムへのフッキングゾーンを備えたディスクと、
・リムとの組立体により構成され、該リムが、
・2つの異なる方向に配向されかつ架橋樹脂により含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックで形成された少なくとも第一積層複合構造体を有し、該第一積層複合構造体の半径方向外方壁がリムの半径方向外方壁またはその一部に一致し、
・2つの異なる方向に配向されかつ架橋樹脂により含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックで形成された少なくとも第二積層複合構造体を有し、該第二積層複合構造体の半径方向外方壁がリムの半径方向内方壁またはその一部に一致し、
・第一積層複合構造体と第二積層複合構造体との間で半径方向に配置された低密度材料で形成された少なくとも周方向軽量構造体を更に有することを特徴とする。
このホイールは多くの長所を有している。リムが低密度の材料で形成された1つ以上の軽量周方向構造体を有しているという事実は、2つの複合構造体の半径方向外方プロファイルと内方プロファイルとを無関係なものとすることができる。かくして、水、氷または種々の物質を捕捉しないことを保証する内方プロファイルと、このホイールに装着することを意図したタイヤの容易な着脱に適した深さの装着溝を備えた外方プロファイルとを関連付けることができる。低密度のこれらの周方向構造体は、リムの重量の大幅低減を可能にすると同時に、リムの軸線方向内方部分の非常に満足できる慣性を維持できる。
ホイールを2つの部分で製造することは、適当なモールディング成形法、鍛造法等によりもたらされるスタイルの大きい自由度をディスクに与える。
一方、低密度材料で形成された周方向構造体が所望形状にモールディング成形または機械加工される。ファブリックのプリフォームだけでなく、低密度の周方向構造体も金型内に配置される。樹脂は低圧で射出される。樹脂はファブリックを含浸するが、低密度の周方向構造体内に浸透しない。これらの低密度構造体は、過度の変形を引起こすことなく樹脂の射出圧力に耐え得る充分な剛性をもたなくてはならない。
得られる最終構造体は、高レベルの機械的特性をもつ外部スキンと、制限された特性をもつ低密度構造体に一致するコアとからなるサンドイッチ構造体である。積層複合構造体は、リムの2つのシートのレベルに配置できる。これらの補強体はリムのフックの剛性を増大でき、これは、膨張圧力が増大するときにタイヤのヒールの過度に急激なシート外れを回避するのに大部分の時間を必要とする。
特定の一実施形態によれば、ディスクの半径方向外縁部は、これが少なくとも前記外方ハンプの軸線方向外端部を形成するまで、軸線方向および半径方向に延びている。これは、「フルフェース」デザインのホイールの製造を容易にできる。
リムとの組立体により形成されたタイヤ用ホイールにおいて、リムが、
・2つの異なる方向に配向されかつ熱硬化性樹脂により含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックで形成された少なくとも第一積層複合構造体で形成され、該第一積層複合構造体の半径方向外方壁がリムの半径方向外方壁またはその一部に一致し、
・2つの異なる方向に配向されかつ熱硬化性樹脂により含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックで形成された少なくとも第二積層複合構造体で形成され、該第二積層複合構造体の半径方向外方壁がリムの半径方向内方壁またはその一部に一致し、
・第一積層複合構造体と第二積層複合構造体との間で半径方向に配置された低密度材料で形成された少なくとも周方向軽量構造体で更に形成されている。
図1には、上記特許文献1に開示されているような一体型ホイールの子午線方向断面図である。このホイールは、リム10と、ディスク20とを有している。リム10は2つのリムシートすなわち、外側リムシート13′および内側リムシート13″を有し、これらの母線は外側に向かって傾斜している。2つのシートは、突出部すなわち「ハンプ」15′、15″により外方に延長されている。外側シート13′は、円筒壁すなわち支持面11により軸線方向内方に向かって延長されており、支持面11自体の他端部には、この支持面11上に装着される支持リングを位置決めするためのストップ16が設けられている。内側シート13″は、リムフランジ14により軸線方向内方に延長されており、該リムフランジ14は、位置決めストップ16と協働して装着溝12を形成している。支持面11は2つの部分111、112からなり、これらの部分111、112は、半径方向外方に開いている周方向溝113により軸線方向に分離されている。2つのシート13′、13″の直径は同一ではない。すなわち、ホイール1の外側に配置されたシート13′の直径は、第二シート13″の直径より小さい。これにより、装着溝12の深さを小さくできる。
周方向溝113は、ホイール1の重量を大幅に低減できかつその製造を容易にする。装着溝12の深さが制限されているにもかかわらず、このホイールには、種々の物質の堆積に好都合な、装着溝12に隣接したゾーン17が半径方向内方に設けられている。
一方、内側シート13″とディスク21の遷移ゾーン25への連結部との間で直径が連続的に減少しているため、このホイールの半径方向内方のプロファイルは非常に大きく異なっている。このプロファイルには、種々の物質の堆積に好ましいゾーンは全く存在しない。この結果は、より詳しくは、低密度の材料で形成されかつ円筒壁すなわち支持面11の部分112の下に配置された周方向構造体35のリムの存在により得られる。このようなリムの半径方向外方のプロファイルは、ホイール1のリムのプロファイルに一致している。かくして、この周方向溝構造体は、ホイールの半径方向内方プロファイルと半径方向外方プロファイルとを無関係なものとすることができる。
ホイール寸法205×460Aの場合、「205」はホイールの幅、「460」はホイールの公称直径をmmで示したものであり、「A」は非対称(2つのシートが異なる直径を有すること)であることを表す。形式1のホイールの質量と形式2のホイールの質量とを比較すると、ホイール2に約1.5kgの質量の軽減が得られた。積層複合構造体はガラス繊維および樹脂から作られる。質量のこの軽減は、その密度に関して使用される複合材料の有益な特徴、および低密度の周方向構造体の使用の両方によるものである。
より正確には、リム30を製造するため、リムの半径方向内方プロファイルに一致するプリフォーム38を、金型内の所定位置に配置し、次に車両の内側の局部補強構造体16″を配置する。次に、リムの半径方向外方プロファイルに一致するプリフォーム37が配置されるが、この場合、3つの軽量周方向構造体35、35′、35″を、このプリフォーム37内の所定位置に予め配置しておく。ディスク25およびプリフォーム39が、プリフォーム37と38との間に配置される。局部補強構造体16′を付加して完成することができる。次に、金型が閉じられる。金型が閉じられると、樹脂が射出され、補強繊維を含浸し、かつ熱の作用の下で重合する。使用される樹脂は、ポリエステル、ビニルエステルまたはエポキシ等の慣用熱硬化性樹脂である。
両ホイール2、3の周方向溝113は、特に、車両のタイヤ圧力のモニタリングシステムの圧力センサを含むホイールモジュールを所定位置に配置する機能を有している。このような位置は、いかなる意味においても、タイヤの着脱を妨げることはない。
滑入により円筒壁11上に装着される支持体は、慣用的に、支持体がこの円筒壁すなわち支持面11の2つの部分111、112上に支持される幅を有している。
このリム60は、該リム60の半径方向外方プロファイルを形成するプリフォーム63を有している。このプリフォーム63は、支持体62の突出部65と協働して支持体62の軸線方向移動を阻止するための溝64を有している。リム60の半径方向内方プロファイルは、プリフォーム66により形成される。2つのプリフォーム63と66との間には2つの軽量円形構造体67、68および補強構造体69が配置されている。ディスク61の半径方向外縁部70はブランチ71を有し、該ブランチ71はプリフォーム66と周方向構造体72との間に埋入されて、機械的に強固な連結部を形成する。
11 支持面(周方向溝)
12 装着溝
13′ 外側リムシート
13″ 内側リムシート
15′、15″ ハンプ(突出部)
37、38、39 プリフォーム
35、35′、35″ 周方向構造体
16′、16″ 局部補強構造体
Claims (12)
- 半径方向外方の幾何学的形状がタイヤビードを受入れることを意図した第一および第二シートを有し、少なくとも第一シートが母線を有し、該母線の軸線方向外端部は、母線の軸線方向内端部が位置する円の直径よりも小さい直径の円上にあり、少なくとも第一シートは低い高さの突出部すなわちハンプにより軸線方向外方に延長され、第一シートは円筒壁により軸線方向内方に延長されているタイヤ用ホイールにおいて、該ホイールが、
・ハブ支持面、遷移ゾーン、および半径方向外縁部を備えたディスクと、
・リムとの組立体により構成され、該リムが、
・2つの異なる方向に配向されかつ架橋樹脂により含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックで形成された少なくとも第一積層複合構造体を有し、該第一積層複合構造体の半径方向外方壁がリムの半径方向外方壁またはその一部に一致し、
・2つの異なる方向に配向されかつ架橋樹脂により含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックで形成された少なくとも第二積層複合構造体を有し、該第二積層複合構造体の半径方向外方壁がリムの半径方向内方壁またはその一部に一致し、
・第一積層複合構造体と第二積層複合構造体との間で半径方向に配置された低密度材料で形成された少なくとも周方向軽量構造体を更に有することを特徴とするホイール。 - 前記周方向軽量構造体は、第一シートと前記装着溝との間で軸線方向に配置されていることを特徴とする請求項1記載のホイール。
- 前記円筒壁は周方向溝の軸線方向両側に配置された2つの支持面からなり、前記第一シートと周方向溝との間には第一周方向軽量構造体が軸線方向に配置され、前記周方向溝と装着溝との間には第二周方向軽量構造体が軸線方向に配置されていることを特徴とする請求項1記載のホイール。
- 前記リムの半径方向内方壁は、第二シートからディスクへの組付けゾーンまで徐々に減少する軸線方向距離を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のホイール。
- 前記第二シートは、補完周方向補強構造体を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のホイール。
- 前記第一シートは、補完周方向補強構造体を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のホイール。
- 前記補完周方向補強構造体は、積層複合構造体により構成されていることを特徴とする請求項5および6記載のホイール。
- 前記内方シートは、周方向軽量構造体を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載のホイール。
- 前記外方シートは、周方向軽量構造体を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項記載のホイール。
- 前記周方向軽量構造体は、ポリウレタン(PU)、ポリスチレン/ポリ塩化ビニル(PVC)発泡体、シンタクチック発泡体、およびバルサの群から選択された低密度材料で形成されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項記載のホイール。
- 前記ディスクの半径方向外縁部は、これが少なくとも前記外方ハンプの軸線方向外端部を形成するまで、軸線方向および半径方向に延びていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項記載のホイール。
- ハブ支持面、遷移ゾーン、および半径方向外縁部を有するディスクと、
リムとの組立体により形成されたタイヤ用ホイールにおいて、リムが、
・2つの異なる方向に配向されかつ熱硬化性樹脂により含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックで形成された少なくとも第一積層複合構造体で形成され、該第一積層複合構造体の半径方向外方壁がリムの半径方向外方壁またはその一部に一致し、
・2つの異なる方向に配向されかつ熱硬化性樹脂により含浸された長繊維からなる少なくとも1つのファブリックで形成された少なくとも第二積層複合構造体で形成され、該第二積層複合構造体の半径方向外方壁がリムの半径方向内方壁またはその一部に一致し、
・第一積層複合構造体と第二積層複合構造体との間で半径方向に配置された低密度材料で形成された少なくとも周方向軽量構造体で更に形成されていることを特徴とするホイール。
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