JP2021525197A - 連続する繊維−プラスチック複合材からスポーク・スターを製造するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、１つ又は複数の連続繊維束１１１を有するスパイダー５を製造するための方法に関し、製造デバイス１００が、繊維巻線３を巻装するために、及び繊維巻線３をスポーク５へと成形するために使用され、製造デバイス１００が、ホイール・リム側にある複数の屈曲デバイス２と、ハブ側にある複数の屈曲デバイス４とを有し、ホイール・リム側にある屈曲デバイス２及びハブ側にある屈曲デバイス４が、屈曲デバイス２、４からの配置構成１０の内部の周りに配置され、第１のステップで、連続繊維束１１１が、繊維巻線３として、ホイール・リム側の屈曲デバイス２の少なくとも一部分の周りに巻装され、第２のステップで、この巻装後、ハブ側の屈曲デバイス４の少なくとも一部分が配置構成１０の内部の方向へ変位させられ、繊維巻線５が変形させられて星形状になり、その結果、ハブ側の屈曲デバイス４とホイール・リム側の屈曲デバイス２との間で、スポーク１２が繊維巻線３の一部分から形成され、それにより閉じたスパイダー５の少なくとも一部分を形成する。本発明は、製造デバイス１００、スパイダー５、及びスポーク・ホイール１１にさらに関する。

Description

本発明は、１つ又は複数の連続する繊維束によるスポーク・スターの製造方法に関する。さらに、本発明は、スポーク・スターを製造するための製造デバイス、スポーク・スター自体、及びスポーク付きホイールに関する。

スポーク・スター（ｓｐｏｋｅ ｓｔａｒ））は、その半径がスポークによって形成された、少なくとも概ね星形状の構造である。

繊維／プラスチック複合材料からスポーク付きホイールを製造することが知られている。従来技術では、繊維／プラスチック複合材料の自動車リムが知られており、これは鋳鉄リムに似ている。これらは、フォーム・テンプレートの上に設置される繊維マットによりそれらの形状を与えられる。スポーク付きホイールを製造するために、含浸繊維マットが硬化される。

この従来技術の欠点は、リムにその形状を与えるために、予備成形されたフォーム要素が必要なことである。このようなフォームは製造が比較的コスト高であり、したがって高価である。さらに、これらは、特定のサイズの特定の種類のスポーク付きホイールを製造することのみを可能とする。さらに、既知の解決策では繊維を利用することが最適というわけではない。

欧州特許出願公開第００８９８０９号（Ａ１）は、略クローバーの葉の形状を有する繊維強化要素を開示し、これは、フライホイールのスポーク要素として使用され得る。ハブ・セクションから開始して、３つの繊維束が３つの環状成形要素の周りに配置され、この３つの環状成形要素が、２つのスポークを各々有するスポーク・セクションのためのスポーク形状を決定づけ、繊維束は、１つのスポーク・セクションから隣のスポーク・セクションまで延びている。

さらに、この成形要素が特定の種類のスポーク要素にしか適さないという欠点もある。このためこの方法は、様々な種類のスポーク要素を製造するということに関しての柔軟性を有さない。

欧州特許出願公開第００８９８０９号（Ａ１）

本発明が解決を提案する課題は、様々な種類のスポーク・スター及び／又はホイール若しくはリムを製造することにおける柔軟性を向上させるのを可能にすることである。

本発明の主題はスポーク・スターの製造方法であり、この製造方法中に、リム側にある複数の屈曲デバイス（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ）と、ハブ側にある複数の屈曲デバイスとを有する製造デバイスが使用される。製造デバイスが、繊維コイルを巻装する（巻き付ける）ために、及び繊維コイルをスポーク・スターへと変形させるために、使用される。リム側の屈曲デバイス及びハブ側の屈曲デバイスが、屈曲デバイスの配置構成（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）の内部の周りに配置される。第１のステップで、連続繊維束が、繊維コイルとして、リム側の屈曲デバイスの少なくとも一部分の周りに巻装される。第２のステップで、この巻装後、ハブ側の屈曲デバイスの少なくとも一部分がこの配置構成の内部の方向へ移動させられ、繊維コイルが変形させられて星形状になる。ハブ側の屈曲デバイスとリム側の屈曲デバイスとの間で、スポークが繊維コイルの一部分から形成され、それにより閉じた（クローズド形の）スポーク・スターの少なくとも一部分を形成する。

本発明によるスポーク・スターは繊維コイルを変形させることによって製造され得、したがって変形したリングとみなされ得る。好適には、スポークが少なくとも概して径方向に延びる。内径上の及び外径上のスポークの端部の間の接続部は、好適には、様々な長さを有する。別法として、スポークが平行な構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を有してもよい。スポークは、好適には、少なくともかなりの程度で、直線である。

繊維束が、好適には、具体的には単方向の繊維プロフィールを有する、ロービング又は複数のロービングなどの、複数の連続繊維の束（バンドル）であるか、或いはバンド、ｔｏｗｐｒｅｇ、細長いプリプレグ、又は細長いスクリム若しくはウェブである。複合繊維のテクノロジの慣例的な言い方で使用される連続繊維は実際には長さが無限ではない。本特許出願の連続繊維は、スポークより長いという特別な性質を有する繊維として定義される。しかし、スポークよりも短くて組み合わされることでより長い繊維束となるような繊維を使用することも考えられる。

スポーク・スターが、例えば、スポーク付きホイールの一部分として提供され得る。スポーク・スターは、ハブをホイール・リムに接続するように機能ことができる。好適には、スポーク・スターが整数のスポークを有する。好適には、スポーク・スターが回転対称性を有する構成であり、ここでは、具体的には、相互に回転対称性を有するセクションが、それぞれ、２つのスポークを有する。

使用される屈曲デバイスの配置構成の中心点が例えば巻装中心（ｗｉｎｄｉｎｇ ｃｅｎｔｒｅ）であってよい。しかし、巻装中心はこの配置構成の内部の別のポイントであってもよい。

多数の湾曲ポイントを必要とするスポーク・スターの種類の場合には予備の屈曲デバイスが提供されてよく、これは、少数の湾曲ポイントを有するスポーク・スターの製造中には使用されない。例えば、リム側の屈曲デバイス及びハブ側の屈曲デバイスからなるグループを用いてスポーク・スターが製造され得、これらのグループは多様な数の屈曲デバイスを有することが可能である。最も単純な例では、リム側の屈曲デバイスがハブ側の屈曲デバイスと交互になっている。この場合、グループが、それぞれ、１つの屈曲デバイスを有する。１つのグループ内に２つの屈曲デバイスが配置される場合、スポーク・スターが、ハブ側又はリム側に沿ってより長いセクションにわたって延びていてよい。さらに、リム側の屈曲デバイス及びハブ側の屈曲デバイスからなるグループのうちの少なくとも１つのグループ内の２つの屈曲デバイスが、円周方向におけるそれらの位置に応じてスポークの多様な傾斜を作るのを可能にする。１つのグループとして３つ以上の屈曲デバイスが用いられる場合、ハブ側又はリム側のスポーク・スターの円周方向セクションの様式を例えば円形様式に近づけるように適合させることが可能である。また、湾曲箇所を提供するために、スポークの様式においてリム側とハブ側との間で屈曲デバイスを使用することも考えられる。

リム側の屈曲デバイスが好適には、特には繊維コイル内の張力を維持するような形で、ハブ側の屈曲デバイスと同時に変位させられる。この目的のため、ハブ側の屈曲デバイスが、屈曲デバイス配置構成の内部の方向により大きく変位させられてよい。

変位させられる前のハブ側の屈曲デバイスは、好適には、リム側の屈曲デバイスと比較して、この配置構成の内部から、また特には巻装中心から、より離れた距離のところに配置される。変位後、リム側の屈曲デバイスが、ハブ側の屈曲デバイスと比較して、この配置構成の内部から、また特には巻装中心から、より離れた距離のところに配置される。この距離のための屈曲デバイスの関連ポイントが、繊維コイルが屈曲デバイスから分離するところのポイントとして定義される。

好適には、繊維コイルが、少なくとも、径方向において概して等しい全厚さを有する。こうすることで、得られるスポーク・スター内のスポークの厚さを一様にすることが達成され得る。スポークの間に位置するスポーク・スターの領域が等しい厚さを有することができる。

好適には、繊維コイルが重なる層として巻装される。繊維コイル内でのこれらの層の位置は、好適には、変形中に維持される。この目的のため、繊維コイルが張力下で維持され得るか又は少なくとも変形の終了までその形状が維持され得る。

屈曲デバイスが、それらの内部に連続する穿孔を有するスリーブとして設計され得る。この事例では、スリーブがスポーク・スターの上に又はスポーク・スターの中に留まることができるか、或いは再び取り外され得る。スリーブが、例えばアクスルとして設計され得る屈曲デバイス・キャリアの上で又は変位デバイスの駆動装置の上で繊維コイルをスポーク・スターへと変形させるように配置され得る。変形が行われた後、スリーブを有するスポーク・スターが屈曲デバイス・キャリアから引き離され得る。スリーブの連続する穿孔が、スポーク・スターをハブ又はホイール・リムに固定するのに使用され得る。スリーブをハブ又はホイール・リムの中に埋設することが考えられる。

この製造方法の１つの利点は、繊維コイルを巻装して変形させることによりスポーク・スターが製造され得ることである。繊維コイルの変形中、繊維が有利には圧縮されたり又は伸長されたりせず、単に曲げられる。曲げポイントでの曲げ中に中立の繊維の両側で巻装材料に多様な長さのセクションが与えられる場合でも、変形中に繊維が巻装平面から押し出されることがない。リム側の屈曲デバイス及びハブ側の屈曲デバイスの曲げ方向が異なることにより、中立の繊維の両側で圧縮及び伸長が相殺する。層が互いに対して単純に摺動し、これは少なくとも湿式巻装される（ｗｅｔ ｗｏｕｎｄ）材料の場合では問題を引き起こさない。

この方法の１つの利点は、屈曲デバイスが変位可能であることにより、製造され得るスポーク・スターの形状が大きい自由度を有することである。同じ製造デバイスを使用して、多様なサイズのスポーク・スター及び／又は多様な数のスポークを有するスポーク・スターを作ることが可能である。したがって、繊維コイルのサイズ、屈曲デバイスの数、変形の開始時及び終了時の位置が適合される。リム側の屈曲デバイス及びハブ側の屈曲デバイスの移動シーケンスの制御が、上で言及した状況に適合され得る。

好適には、リム側の屈曲デバイスの少なくとも一部分が、配置構成の内部を基準とした、また特には巻装中心からの、その径方向位置において、繊維コイルの変形プロセスの開始位置まで変位可能であり、それにより製造されるスポーク・スターのサイズが調整される。

好適には、リム側の屈曲デバイスが、少なくともほぼ繊維コイルの巻装方向に、又は配置構成の内部を中心に、特には巻装中心を中心に、少なくともほぼ円周方向に変位可能であり、特には、スポーク・スターの少なくとも１つのスポークが少なくともほぼ径方向に方向付けられるように変位可能である。

このように変位させることにより、スポーク・スターの径方向を基準としたスポークの方向付けが達成され得る。したがって、スポーク・スターのデザインを修正することが達成され得る。例えば、スポークが径方向に延びていてよいか、或いは隣接するスポークが平行に延びていてよいか、又は別法として反対方向に等しい傾斜を有してよいか若しくはハブとホイール・リムとの間で異なるプロフィールを有してもよい。

好適には、連続繊維束のリム・コイルがスポーク・スターの外周の周りに巻装され、これが、具体的にはホイール・リムとして、又はホイール・リムの一部分として、構成される。

このようにして、リムが製造され得る。好適には、既に製造したスポーク・スターと同じ繊維束が、ホイール・リム又はホイール・リムの一部分を製造するためにスポーク・スターの周りに巻装され得る。

好適には、屈曲デバイスが回転軸を中心として回転可能となるように設計され、その外周上に螺旋状の凹部を装備し、この螺旋状の凹部の中に繊維コイルが配置される。回転軸が螺旋状の凹部の内部の中を延びており、屈曲デバイスが、屈曲デバイスの外周上で繊維コイルを回転軸の方向に移動させるために、回転させられる。二重螺旋を使用することも考えられる。

このような屈曲デバイスの補助により、スポーク付きホイールの軸方向においてのスポークの位置を変化させることが可能となる。

前記請求項のいずれか一項に記載の方法であって、スポーク・スター及び／又はリム・コイルのリム側外側セクションが、成形デバイスに接触するように配置され、好適にはスポーク・スター及び／又はリム・コイルの内側に接触するように配置される、ことを特徴とする。

特に、このような成形デバイスを用いることにより、スポーク・スター及び／又はスポーク・スターに隣接するように位置するスポーク付きホイールのセクションは、成形デバイスによって決定づけられる形状、好適には等しい半径を有する、スポーク・スター及び／又はリム・コイルの好適には一様な丸みを有する外側輪郭が与えられ得る。

スポーク・スターの外側セクション及びリム・コイルのセクションのために異なる成形デバイスが使用され得る。異なる種類のスポーク・スターのために異なる成形デバイスが使用され得る。

成形デバイスが、その専用の変位デバイスの上に移動可能に配置され得る。

リム・コイルを有するか又は有さない完成したスポーク・スターが好適には、特には予め含浸された材料から、湿式に巻装される（ｗｏｕｎｄ ｗｅｔ）。しかし、巻装後にスポーク・スターを含浸することも可能である。含浸された状態で、スポーク・スターが硬化させられ得るか又は直接的な化学反応によって硬化させられ得る。この後、スポーク・スター及び特にはリム・コイルが円形に旋回させられ得るか又は回され得る。

本発明の別の態様では、連続繊維を用いてスポーク・スターを製造するための製造デバイスが提案される。製造デバイスが、複数のリム側の屈曲デバイスと、複数のハブ側の屈曲デバイスとを有し、複数のリム側の屈曲デバイス及び複数のハブ側の屈曲デバイスの各々が繊維コイルを受けるようにセットされ、複数のリムの側屈曲デバイス及び複数のハブの側屈曲デバイスが、繊維コイルの変形の開始時、屈曲デバイス配置構成の内部の周りに配置される。さらに、製造デバイスが、ハブ側の屈曲デバイスのための複数の変位デバイスを有し、複数の変位デバイスにより、ハブ側の屈曲デバイスが、変形の開始時の位置から、配置構成の内部の方向に変位可能である。

配置構成の内部の周りに屈曲デバイスを配置するということは、変形の開始時の屈曲デバイスが配置構成の内部に位置せず内部領域の外側に位置し、例えば内部領域の周縁部又は内部領域の近傍に位置する、ことを意味する。

このような製造デバイスにより、繊維コイルから作られる多様な形状のスポーク・スターが製造され得る。

変位デバイスが変位軸を有し、変位軸に沿って屈曲デバイスが、特には直線状に、移動することができる。好適には、製造デバイスが、リム側の屈曲デバイスのための複数の変位デバイスを有する。これらの変位デバイスにより、ハブ側の屈曲デバイス及びリム側の屈曲デバイスを同時に変位させることが可能となる。２種類の屈曲デバイスの移動のための適切な関係により、変形中に繊維コイルを張った状態で維持することができる。これには、連続繊維束の個別の層が変形中にそれらの配置構成を維持して互いに重ならない、という利点がある。こうすることで、良好な品質のスポーク・スターが得られ得る。

作動デバイスが提供され得、作動デバイスを用いてリム側の屈曲デバイス及びハブ側の屈曲デバイスのための変位デバイスの移動が、変形中に繊維コイルを張った状態で維持するように調整され得る。好適には、作動デバイスが電子機械制御装置を有する。

好適には、製造デバイスが巻装デバイスを有し、巻装デバイスを用いて連続繊維材料が、繊維コイルを作るために巻装中心の周りに巻装され得る。したがって、リム側の屈曲デバイスの配置構成が回転可能となるように配置され得る。具体的には、こうすることで、連続繊維束が屈曲デバイスの外側に巻装され得る。１つの代替形態では、巻装デバイス又は巻装デバイスの一部分がリム側の屈曲デバイスの周りで移動させられてもよい。別法として、繊維コイルを手動で巻装することも可能である。

好適には、少なくとも１つの変位デバイスが、屈曲デバイスを配置するところの表面内で枢動可能である。具体的には、変位デバイスが、配置構成の内部の１つのポイントを中心として、また好適には巻装中心を中心として、枢動可能である。

このように枢動させることにより、屈曲デバイスの配置構成の周りで又は巻装中心を中心として屈曲デバイスの位置を円周方向に変化させることが可能となる。こうすることで、隣接する屈曲デバイスの間の距離が変更され得る。別法として又は加えて、変位デバイスの変位軸を基準として横方向に移動可能となるよう変位デバイスを設計することも考えられる。

好適には、リム側の屈曲デバイス及びハブ側の屈曲デバイスからなるグループが配置構成の内部の周りで巻装方向に連続する形で連なる。グループが、好適には、少なくとも１つの屈曲デバイス、好適には正確に２つの屈曲デバイス、及び／又は３つ以上の屈曲デバイスを有する。具体的には、１つのハブ側の屈曲デバイスが２つのリム側の屈曲デバイスの後ろに連なる。

最後の選択肢には、配置構成の周りの円周方向における得られるスポークの径方向外側端部の距離が、径方向における得られるスポークの径方向内側端部の距離より大きい、という利点がある。これにより、リム・コイルに平行に延びているスポーク・スターのセクションをより長くすることが可能となる。一実施例では、得られるスポークの径方向内側端部を円周方向において接続することが、ハブ側の屈曲デバイスのところでの湾曲のみによって実現される。得られるスポークの径方向外側端部を径方向において接続することが、２つの屈曲デバイスを介して行われ得る。１つのグループの屈曲デバイスが１つの変位デバイスにより同時に変位可能となることも考えられる。このような事例では、グループの屈曲デバイスの相互間隔が変位と同時に変更され得ることも考えられる。

屈曲デバイスが一般的なキャリア・プレートの上に設置され得る。別法として又は加えて、１つ又は複数の変位デバイスがキャリア・プレートに固定され得る。

好適には、１つの屈曲デバイスが螺旋状の凹部を有し、理論上の回転軸を中心として回転可能となるように設計され、ここでは同時に繊維コイルがコイルの状態で回転軸の周りを回る。

螺旋状の凹部を備える屈曲デバイスが好適には、少なくとも概略的にローラーとして形成される。このような屈曲デバイスが、軸方向端部のところの突出側の部片より小さい直径を有する中央セクションを有することができる。

螺旋状の凹部を備える屈曲デバイスは、回転軸を中心として屈曲デバイスを旋回させることにより、屈曲デバイス上での繊維コイルの位置が回転軸の方向において調整され得る、という利点を有する。こうすることで、屈曲デバイスの周りを延びているスポーク・スターの１つのポイントを巻装平面から外に出すように移動させることが可能となる。したがって、スポークが斜めにされ得、巻装平面から外へ移動することができる。スポーク・スターが、有利には、斜めにされたスポークにより、スポーク・スターに作用する軸方向の力をより良好に軸方向に伝達することができる。例えば、連続するスポーク、又はスポークのグループが、反対方向で斜めにされ得る。繊維コイルの位置を回転軸の方向において調整することが、好適には、屈曲デバイスの上に巻装された後で行われる。

製造デバイスが、好適には、スポーク・スターの製造が完了した後で、製造デバイス内のリム・コイルを、リム側の屈曲デバイスの間を延びているスポーク・スターのセクションの上に巻装するように、設計される。リム・コイルがホイール・リム又はホイール・リムの一部分であってよい。リム・コイルを作るために、スポーク・スターが製造デバイスから取り外される必要はない。

製造デバイスが、具体的にはリム側の屈曲デバイスの数と同数である、１つ又は複数の成形デバイスを有することができる。成形デバイスがリム側の屈曲デバイスの間に配置される。成形デバイスが、スポーク・スターのセクション又はリム・コイルのセクションに接触するように位置し、その形状をスポーク・スターのセクション又はリム・コイルのセクションに伝達する。こうすることで、例えば、スポーク・スター又はリム・コイルの外周において丸み付けが達成され得る。成形デバイスを使用することにより、円形のホイールを作ることが可能となる。スポーク・スター成形デバイスが、隣接するリム側の屈曲デバイスの間に配置され得、隣接するリム側の屈曲デバイスの間でスポーク・スターのセクションが延在している。リム・コイル成形デバイスがスポーク・スターのこれらのセクションの間を延びていてよい。成形デバイスが、製造デバイスの中に挿入されるように、及び製造デバイスから取り外されるか又は他の形で停止状態とされるように、設計され得る。したがって、成形デバイスが有利には、必要とされるときに使用され得、それ以外の場合にはスポーク・スターの製造プロセスを妨害しない。

本発明の別の態様では、繊維／プラスチックの複合材から作られるスポーク・スターが提案され、このスポーク・スターが星形状の閉じたリングとして構成される。スポーク・スターが、スポーク・スターのハブ側の内周とスポーク・スターのリム側の外周との間にスポークを有する。スポーク・スター内で、単一の繊維束が、スポーク・スターのスポークに沿って内周と外周との間を繰り返しの形で延びている。

単一の繊維束のみを有するこのような構成の１つの利点は、単一の巻装デバイスを使用することによりこのようなスポーク・スターが猥雑さなしで単一の繊維束から巻装され得、変形させられ得る、ことである。さらに、繊維束の開始位置が繊維コイル内の任意の所望の位置に位置決めされ得る。これによりさらに、このようなスポーク・スターを製造することが容易になる。

繊維束が、例えば、ロービング又は複数のロービング、或いはバンド、又はスクリム若しくはウェブのバンド又は細長い部片であってよい。繊維束が、好適には、いわゆる連続繊維を有する。

好適には、スポーク・スターが、この目的のために有意な長さのセクションとして特別の導入される成形要素を有する。しかし、スポーク・スターの製造プロセスからの湾曲要素をスポーク・スター内に留めることも可能である。具体的には、スポーク・スターの形状が、硬化した繊維／プラスチックの複合材によって決定づけられ得、好適にはスポーク・スターの形状が降下した繊維／プラスチックの複合材のみによって確立される。

好適には、スポーク・スターが整数のスポークを有する。好適には、スポーク・スターが回転対称性を有する構成を有し、ここでは、相互に回転対称性を有するセクションの各々が２つのスポークを有する。

好適には、スポークが少なくともほぼ径方向に延びている。内周のところの及び外周のところのスポークの端部の間の接続部が、好適には、異なる長さを有する。別法として、スポークが平行な構成を有してもよい。

好適には、繊維束がすべてのスポークを通る形で延びている。繊維束が、好適には、スポーク・スターに沿って２周り以上で延びており、具体的にはスポーク・スターを経由する同じ経路を複数回にわたって通る。

こうすることで、スポーク・スターが、１回の巻装プロセスで、単一の繊維束から巻装され得る。

例えば、スポーク・スターが、結合の弾性要素として使用され得る。このような結合は具体的には補償的な結合であってよい。次いで、スポーク・スターが、例えばそのハブ側において、第１の結合接続要素の上に固定され得、そのリム側において、第２の結合接続要素の上に固定され得る。その弾性により、２つの結合接続要素の角度方向のオフセット及び／又は平行方向のオフセットを補償することができる。

本発明の別の態様では、ハブと、リムと、ハブとリムとの間にある複数のスポークとを有する、繊維／プラスチックの複合材で作られるスポーク付きホイールが提案される。スポーク付きホイールが上で説明した実施例によるスポーク・スターを有し、ここでは、ホイール・リムの少なくとも一部分が、繊維束から作られるスポーク・スターの周りに巻装される。

好適には、ホイール・リムの少なくとも一部分を形成する繊維束が、スポーク・スターも作るための同じ繊維束である。

スポーク・スターがホイール・リムの上に及びハブの上に固定され得、その結果、スポーク付きホイールがスポーク・スターから形成される。スポーク付きホイールが、具体的には、振動結合装置（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）、ギア・ホイール、ベルト・ホイール、ローラー・ボトム、グラインディング・ディスク、インペラ・ホイール、或いは何らかの他の回転構成要素又は回転負荷を有する構成要素として、形成され得る。例えば、結合が、２つの相互接続されるスポーク・スターから実現される。スポーク・スターの間の接続部が、好適には、結合の回転中心から離れた領域内に配置される。スポーク付きホイールが、特には自動車のための、車両リムとして設計されてもよい。スポーク付きホイールのためのスポーク・スターを静的な目的（ｓｔａｔｉｃ ｐｕｒｐｏｓｅ）のために使用することも可能である。具体的には、このスポーク付きホイールが、少なくとも概略水平方向に又は８０°未満の角度に方向付けられ得る。スポーク付きホイールが具体的には中央で支持され得、その外側領域において荷重を支える。同様に、スポーク付きホイールが外側で支持され、中央で荷重を支えるような逆の事例も考えられる。

一実施例によると、スポーク・スター（５）が、ハブ側の屈曲デバイス（４）によりハブ（１３）に固定されるか、又はハブ（１３）がハブ側の屈曲デバイス（４）を受けるように設計され、ここでは、ハブ側の屈曲デバイス（４）が好適には連続する穿孔を有するスリーブとして設計される。

ハブ側の屈曲デバイス（４）が、スポーク・スター（５）とハブとの間の接続部の強度を向上させることができる。ハブ側の屈曲デバイスがスリーブとして設計される場合、スポーク付きホイールがこのスリーブを介してホイール・キャリアに対してより強くねじで留められ得る。

好適には、スポークの少なくとも一部分が、軸方向におけるその深さと比較して、径方向において狭くなっている。こうすることで、スポーク付きホイールが、これらのスポークにより、ホイール・リムからハブまで軸方向の力を特に良好に伝達することができる。径方向の延在量が相対的に小さいことにより、スポークが低い重量を有する。こうすることで、軽量構造としてのスポーク付きホイールが、軸方向の力の伝達及び低い重量の要求を満たすことができる。

スポークがハブとホイール・リムとの間を延びていてよく、また具体的にはスポーク付きホイールの軸方向に延びていてよい。こうすることで、軸方向の力がより良好に吸収され得る。

好適には、スポーク付きホイールが偶数個のスポークを有する。

好適には、スポーク付きホイールのスポーク・スターがホイール・リムの軸方向端部のところに配置され、また、好適にはハブの軸方向端部のところにも配置される。この構成により、例えばスポーク付きホイールの軸受をそこに提供するために、スポーク付きホイールの内部にスペースが存在する。

図が本発明の例示の実施例を説明する。

スポーク・スターを製造するための製造デバイスのリム側の湾曲要素の配置構成を示す概略図である。 リム側の湾曲要素の周りに巻装される繊維コイルを備える、図１の配置構成を示す概略図である。 追加のハブ側の湾曲要素を備える、図２の配置構成を示す概略図である。 スポーク・スターを製造するためにハブ側の湾曲要素及びリム側の湾曲要素が変位させられる、図３の配置構成を示す概略図である。 ハブ側の湾曲要素及びリム側の湾曲要素の変位がさらに進行した、図４の配置構成を示す概略図である。 ハブ側の湾曲要素及びリム側の湾曲要素の変位がさらに進行した、図５の配置構成を示す概略図である。 ハブ側の湾曲要素及びリム側の湾曲要素の変位が完了した、図６の配置構成を示す概略図である。 スポーク・スターがコイル・リムと共に外周上に巻装された、図７の配置構成を示す概略図である。 リム側の湾曲要素の間の成形要素によりスポーク・スターのセクション及びリム・コイルが外周上で凸形にカーブしている、図８の配置構成を示す概略図である。 図７に示されるスポーク・スターを有するリムを示す図である。 屈曲デバイスのための変位デバイスを示す図である。 螺旋状の凹部を備える屈曲デバイスを示す図である。

図１が、詳細には示されない製造デバイス１００の表面１内でのリム側の屈曲デバイス２の配置構成を概略的に示す。表面の構成が好適には平坦である。リム側の屈曲デバイス２が、配置構成の内部の方向において移動可能となるように、また好適には配置構成の内部から離れるように、配置される。具体的には、リム側の屈曲デバイス２が径方向Ｒにおいて移動可能である。好適には、リム側の屈曲デバイス２が、加えて、円周方向において移動可能である。図１の図では、リム側の屈曲デバイス２が、好適には、ペアの間の隙間Ｌの幅より小さい、円周方向における互いからの間隔Ａをペアの形で有する。２つのリム側の屈曲デバイスのペアの代わり、１つのリム側の屈曲デバイス２、又は３つ以上のリム側の屈曲デバイス２からなるグループを提供することも可能である。好適には、リム側の屈曲デバイス２が理論上の円の上に配置される。

図２が図１の屈曲デバイス２を概略的に示しているが、ここでは、屈曲デバイス２の周りに巻装される繊維コイル３をさらに有する。繊維コイル３の形状が概略円形であるが、リム側の屈曲デバイス２の間のセクションの構成が直線である。繊維コイル３が連続繊維束１１１の巻装中心Ｗの周りに巻装される。連続繊維束１１１が巻装デバイス１１０によって提供される。ここで示されるように、リム側の屈曲デバイス２が巻装ＷＲに回転可能となるように配置される。巻装デバイス１１０がリム側の屈曲デバイス２の周りで回転することも可能である。

図３が図２の屈曲デバイス２及び繊維コイル３を概略的に示すが、ここでは表面１内にあるハブ側の屈曲デバイス４がさらに描かれている。これらのハブ側の屈曲デバイス４が、好適には、図２に示される製造デバイスの状態としては表面１内に存在せず、それにより巻装プロセスを促進する。ハブ側の屈曲デバイス４が、図３に示される状態を作るために、例えば手動で、表面１の中に導入され得るか、又は自動でそこに配置され得る。ハブ側の屈曲デバイス４が、好適には、リム側の屈曲デバイス２のペアの間の隙間の中央に配置される。しかし、これは行われなくてもよい。ハブ側の屈曲デバイス４が、リム側の屈曲デバイス２の配置構成の内部の方向において移動可能となるように配置され、好適には配置構成の内部から離れるようにも移動可能である。好適には、リム側の屈曲デバイス２がさらに円周方向Ｕにおいても移動可能である。好適には、ハブ側の屈曲デバイス２が理論上の円の上に配置される。

図４が、図３のリム側の屈曲デバイス２及びハブ側の屈曲デバイス４さらには繊維コイル３を概略的に示しており、スポーク・スターの成形の開始を示している。この目的のため、ハブ側の屈曲デバイス４は、長い矢印によって示されるように、配置構成の内部の方向に変位させられる。繊維コイル３がその長さにおいて降伏しないので、リム側の屈曲デバイス２もまた配置構成１０の内部の方向に変位されることになる。この変位経路は短いことから、短い矢印によって示される。

図５が図４のリム側の屈曲デバイス２及びハブ側の屈曲デバイス４さらには繊維コイル４を概略的に示しており、ここでは、スポーク・スターの成形がさらに進行している。図３では、スポーク・スターの成形中、開始時のハブ側の屈曲デバイス４が、リム側の屈曲デバイス２と比較して、配置構成１０の内部からより離れていることが明瞭である。しかし、図５では、これが逆になっている。

図６が図５のリム側の屈曲デバイス２及びハブ側の屈曲デバイス４並びに図５の繊維コイル５を概略的に示しており、ここでは、スポーク・スターの成形がさらに進行している。

図７が、図６の完成したスポーク・スター５を概略的に示している。図１から７が、スポーク・スターの製造プロセスの段階を示す。図１から６の縮尺はほぼ等しく、したがって、繊維コイルからの製造中に変形するにつれてスポーク・スター５の外周１６が継続的に縮小する。スポーク・スターが内周１５及び外周１６を有する。内周１５及び外周１６は、屈曲デバイス２及び４の位置によって実質的に決定づけられる。

図８が図７の完成したスポーク・スター５を示しているが、連続繊維のリム・コイル６がスポーク・スター５の周りに巻装されている。リム側の屈曲デバイス２及びハブ側の屈曲デバイス４が図７と同じ位置にある。リム・コイル６と共にスポーク・スター５が巻装されていることにより、スポーク・スター５がリム１１のスポーク又は別のホイール形状のデバイスを形成することができる。ペアとして配置されるリム側の屈曲デバイス２の間隔が、リム・コイル６と平行にとなるように配置されるスポーク・スター５の領域を作る。リム側の屈曲デバイス２の対をなす配置構成は、スポーク・スター５のスポークが径方向において高い強度を有するように形成されるということも意味する。これは径方向の力を吸収するのに有利である。

図９が表面１内にある図８のリム１１を示しているが、より良好な丸みを有するリム・コイル６を実現するために、スポーク・スター成形デバイス７及びリム・コイル成形デバイス８が提供されているという点が異なる。スポーク・スター成形デバイス７が、スポーク・スター５の内部内の、２つのリム側の屈曲デバイス２の間に配置される。スポーク・スター成形デバイス７がその外周側に凸形の湾曲部を有し、これが好適には概してリム１１の外半径を有する。こうすることで、リム側の屈曲デバイス２の間のスポーク・スター５のセクションの構成が丸みを有することができる。リム・コイル成形デバイス８がスポーク・スター５の２つのスポーク１２の間であるがスポーク・スター５の外側に配置される。リム・コイル成形デバイス８がその外周側に凸形の湾曲部を有し、これが好適にはリム１１の外側変形に概して一致する。成形デバイス７、８が好適には屈曲デバイス２、４を基準として表面１内に配置される。示されるように、好適には、スポーク・スター成形デバイス又はリム・コイル成形デバイス８がすべての隣接するリム側の屈曲デバイス２の間にそれぞれ配置される。スポーク・スター成形デバイス７が、好適には、スポーク・スター５を製造する前に表面１内に固定される。リム・コイル成形デバイス８が、好適には、リム・コイル６を巻装する前に、表面１の中に配置される。成形デバイスが車両のためのリム１１の製造を大幅に促進する。

図１０が、この実例では自動車のためのリムとして構成されるスポーク付きホイール１１を概略的に示す。リムが、スポーク１２を有するスポーク・スター５と、ハブ１３と、ホイール・リム１４とを有する。ハブ側の屈曲デバイス２がハブ１３内に埋設される。スポーク・スター５がハブ側の屈曲デバイス２によりハブ１３に固定される。リム側の屈曲デバイス４がホイール・リム１４内に埋設される。スポーク・スター５が、リム側の屈曲デバイスによりホイール・リム１４に固定される。加えて又は別法として、スポーク・スター５が、一体に接合されることにより、ハブ１３及び／又はホイール・リム１４に接続され得る。ホイール・リムがリム・コイル６から形成され得るか、又はリム・コイル６を有することができる。ハブ側の屈曲デバイス２がチューブ・セクションとして構成され得る。この事例では、リム１１がハブ側の屈曲デバイス２により車両に接続され得る。

図１１が、破線によって象徴的に示される変位軸２１を有する変位デバイス２０を概略的に示す。変位軸２１に沿って、駆動装置２２が変位させられ得る。リム側の屈曲デバイス２が駆動装置２２に固定される。リム側の屈曲デバイス２が、取り外される中央セクション２３及び側方部片２４を有するローラーの形状を有する。図１１には示されない繊維が好適には中央セクション２３によって湾曲させられる。好適には、側方部片２４が中央セクション２３から取り外され得る。中央セクション２３が、スポーク・スター５内に留まるスリーブとして構成され得る。側方部片２４及び中央セクション２３が、駆動装置２２に固定されるアクスル２５の上に配置され得る。同様に、ハブ側の屈曲デバイス４がやはり駆動装置２２に固定され得る。ハブ側の屈曲デバイス４が、リム側の屈曲デバイス２に関連して上で説明したように、ローラーの形態を有することができる。

図１２が、中央セクション２３及び側方部片２４を有する概してローラーの形態を有するリム側の屈曲デバイス２を示す。中央セクション２３内に、螺旋状の凹部２６が導入される。この凹部２６内に、繊維束が湾曲するように配置され得る。屈曲デバイス２の長手方向軸に一致する回転軸Ｄを中心として屈曲デバイス２を旋回させることにより、図１２に示されない逸れた繊維束の、長手方向における位置を変更することが可能となる。好適には、凹部２６が長手方向において幅広であり、その結果、繊維束が、長手方向に対して横向きの面内で螺旋状の凹部２６の中を延びることができる。この場合、屈曲デバイス２の長手方向において同じ位置で、繊維が屈曲デバイス２に入ること及び繊維が屈曲デバイス２から外に出ることが行われ得る。別法として又は加えて、ハブ側の屈曲デバイス４が同じ手法で構成及び使用され得る。

Claims (15)

1. １つ又は複数の連続繊維束（１１１）によるスポーク・スター（５）の製造方法であって、
   製造デバイス（１００）が、繊維コイル（３）を巻装するため、及び前記繊維コイル（３）をスポーク・スター（５）へと変形させるために使用され、
   前記製造デバイス（１００）が、リム側の複数の屈曲デバイス（２）と、ハブ側の複数の屈曲デバイス（４）とを有し、
   前記リム側の前記屈曲デバイス（２）及び前記ハブ側の前記屈曲デバイス（４）が、前記屈曲デバイス（２、４）の配置構成（１０）の内部の周りに配置され、
   第１のステップにおいて、連続繊維束（１１１）が、繊維コイル（３）として、前記リム側の屈曲デバイス（２）の少なくとも一部の周りに巻装され、また第２のステップにおいて、この巻装後、前記ハブ側の屈曲デバイス（４）の少なくとも一部が前記配置構成（１０）の内部の方向へ移動されて、前記繊維コイル（５）が変形させられて星形に変形され、それにより、前記ハブ側の屈曲デバイス（４）と前記リム側の屈曲デバイス（２）との間で、スポーク（１２）が前記繊維コイル（３）の一部から形成され、これが閉じたスポーク・スター（５）の少なくとも一部を形成する
   ことを特徴とする、製造方法。
2. 製造する前記スポーク・スター（５）のサイズを調整するために、前記リム側の屈曲デバイス（２）の少なくとも一部が、前記配置構成（１０）の内部に対して、特に巻装中心（Ｗ）からのその径方向位置を、前記繊維コイル（３）の変形プロセスの開始位置まで変位されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記リム側の屈曲デバイスが、前記配置構成（１０）の内部の周りで、特に前記巻装中心（Ｗ）の周りで、少なくともほぼ前記繊維コイルの巻装方向に、又は少なくともほぼ円周方向に変位され、それにより、特にスポーク・スター（５）の少なくとも１つのスポークがほぼ径方向に方向付けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 連続繊維束のリム・コイル（６）が前記スポーク・スター（５）の外周の周りに巻装され、これが、特にホイール・リム（１４）として、又はホイール・リム（１４）の一部として構成されることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
5. 屈曲デバイス（２、４）が、回転軸（Ｄ）を中心に回転可能であるように設計され、且つその外周に螺旋状の凹部（２６）を備え、前記螺旋状の凹部（２６）内に前記繊維コイル（３）が配置され、前記回転軸（Ｄ）が前記螺旋状の凹部（２６）の内部内で延び、前記屈曲デバイス（２、４）の外周上で前記繊維コイル（３）を前記回転軸（Ｄ）の方向に移動させるために前記屈曲デバイス（２、４）が回転されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
6. 前記スポーク・スター（５）及び／又は前記リム・コイル（６）のリム側外側セクションが、成形デバイス（７、８）に当接して配置され、好ましくは前記スポーク・スター（５）及び／又は前記リム・コイル（６）の内側に当接して配置されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
7. 連続繊維によりスポーク・スター（５）を製造するための製造デバイス（１００）であって、
   複数のリム側の屈曲デバイス（２）及び複数のハブ側の屈曲デバイス（４）であって、前記複数のリム側の屈曲デバイス（２）及び前記複数のハブ側の屈曲デバイス（４）の各々が繊維コイル（３）を受けるように設置されており、繊維コイル（３）の変形の開始時に、前記屈曲デバイス（２）の配置構成（１０）の内部の周りに配置される複数のリム側の屈曲デバイス（２）及び複数のハブ側の屈曲デバイス（４）、並びに
   前記ハブ側の屈曲デバイス（４）のための複数の変位デバイス（２０）であって、前記複数の変位デバイス（２０）により、前記ハブ側の屈曲デバイス（４）が、前記変形の開始時の位置から、前記リム側の屈曲デバイス（２）の配置構成（１０）の内部の方向に変位可能である、複数の変位デバイス（２０）
   を有することを特徴とする、製造デバイス（１００）。
8. 少なくとも１つの変位デバイス（２０）は、前記屈曲デバイス（２、４）が配置される表面（１）内で枢動可能であり、特に前記配置構成（１０）の内部の点の周りで、好ましくは前記巻装中心（Ｗ）の周りで枢動可能であることを特徴とする、請求項７に記載の製造デバイス（１００）。
9. リム側の屈曲デバイス（２）及びハブ側の屈曲デバイス（４）のグループが、前記配置構成（１０）の内部の周りで巻装方向に連続して追随し、グループが、少なくとも１つの屈曲デバイス（２、４）、好ましくは２つの屈曲デバイス（２、４）、及び／又は３つ以上の屈曲デバイス（２、４）を有し、特に１つのハブ側の屈曲デバイス（４）が２つのリム側の屈曲デバイス（２）に追随することを特徴とする、請求項７又は８に記載の製造デバイス。
10. 屈曲デバイス（２、４）が螺旋状の凹部（２６）を有し、且つ理論上の回転軸（Ｄ）の周りで回転可能であるように設計され、繊維コイル（３）が、巻装状態において前記回転軸（Ｄ）の周りに巻かれることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか一項に記載の製造デバイス（１００）。
11. 繊維／プラスチック複合材で作られた、星形状の閉じたリングとして構成されるスポーク・スター（５）であって、
    前記スポーク・スター（５）が、前記スポーク・スター（５）のハブ側の内周と前記スポーク・スター（５）のリム側の外周（１６）との間にスポーク（１２）を有し、
    前記スポーク・スター（５）において、単一の繊維束（１１１）が、前記スポーク・スター（５）のスポーク（１２）に沿って前記内周（１５）と前記外周（１６）との間を繰り返し延びていることを特徴とする、スポーク・スター（５）。
12. 前記繊維束（１１１）がすべての前記スポーク（１２）を通って延びており、前記繊維束（１１１）が、前記スポーク・スター（５）に沿って２転回以上で延びており、また特に前記スポーク・スター（５）を通して同じ経路を複数回通っていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一項に記載のスポーク・スター（５）。
13. ハブ（１３）、リム（１４）、及び前記ハブ（１３）と前記リム（１４）の間の複数のスポーク（１２）を有する繊維／プラスチック複合材製のスポーク付きホイール（１１）であって、
    前記スポーク付きホイール（１１）が請求項１１に記載のスポーク・スター（５）を有し、前記リム（１４）の少なくとも一部が、繊維束（１１１）から前記スポーク・スター（５）の周りに巻装されていることを特徴とする、スポーク付きホイール（１１）。
14. 前記スポーク・スター（５）が、ハブ側の屈曲デバイス（４）によって前記ハブ（１３）に固定される、又は前記ハブ（１３）が、ハブ側の屈曲デバイス（４）を受けるように設計され、前記ハブ側の屈曲デバイス（４）が好ましくは連続穿孔を有するスリーブとして設計されることを特徴とする、請求項１３に記載のスポーク付きホイール（１１）。
15. 偶数個のスポーク（１２）を有することを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のスポーク付きホイール（１１）。

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