JPH045542B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は長繊維強化樹脂製ステアリングホイー
ル芯材製造用治具、特に芯材のリング部からスポ
ーク部が分岐する部分における樹脂含浸連続長繊
維の巻取り作業及び積層を迅速かつ良好に行うよ
うにした製造用治具に関するものである。

（従来の技術） 近年、自動車等の車両やモータボート等の小型
船舶等に用いられるステアリングホイールは、軽
量化、強度化を図るために、繊維強化樹脂（以下
FRP−fiber reinforced plastics−という。）製
の芯材に、例えばウレタン等の合成樹脂の被覆を
施し、必要に応じ皮革、レザー等の表皮材により
表面処理したものが各社で研究されつつある。前
記FRPは、例えばガラス繊維、炭素繊維等の連
続する長繊維に、例えばポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂等の合成樹脂を含浸させて、これを所定
の巻取用治具に巻回して所定形状に積層し、繊維
に含浸させた樹脂を硬化させて、軽量、硬質のス
テアリングホイール芯材を形成している。

従来、上記FRP製ステアリグホイール芯材は、
第５図乃至第７図に示すような製造用治具１に、
上述したように合成樹脂を含浸させた連続長繊維
を巻取つて、一定径の繊維束に積層形成するよう
にしている（例えば、特願昭60−99276号、実願
昭60−76722号）。この製造用治具１は、回転駆動
手段（図示せず）により回転駆動される主軸２に
固定されると共に、一面側に外周縁に沿う環状溝
３ａを有する円板状の主治具３と、この主治具３
の環状溝３ａに対応する環状溝４ａを有し、溝３
ａ，４ａを対向させて主治具３の一面側の外周に
合わせ固定されると共に芯材スポーク部をリング
部から分岐させるためのスポーク部形成溝４ｂ…
…により複数に分割されたリング状の副治具４…
…と、前記主軸２の先端部２ａに取付けられ、繊
維巻取後には、芯材のボス部となるボク金具５と
により概略構成されている。前記副治具４は本例
においては半リング状の第１副治具４Ａと、四半
リング状の第２副治具４Ｂとに大別され、各治具
４Ａ，４Ｂ，４Ｂの夫々スポーク部形成溝４ｂを
形成する端部４ｃは、第７図に示すように、略直
径方向にカツトされて外周側には角部Ｃが形成さ
れている。また、前記主治具３、副治具４の環状
溝３ａ，４ａの外周側は夫々傾斜面３ｂ，４ｄと
なり、この傾斜面３ｂ，４ｄにより繊維供給空間
６が形成されている。

以上の構成を有する製造用治具１を用いて、樹
脂含浸の長繊維Ｆを巻取り積層して形成したステ
アリングホイール芯材１０は、主治具３と副治具
４……の環状溝３ａ，４ａにより巻取られたリン
グ部１１と、このリング部１１より分岐してボス
金具５との空間に張設されたスポーク部１２と、
前記ボス金具５と外周溝（図示せず）に巻取り積
層したボス部１３とから成り、前記各部を連続す
る長繊維Ｆにより幾重にも積層して形成した繊維
束により一体的に構成されている（所謂フイラメ
ントワインデイング法）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来の長繊維強化樹脂
製ステアリングホイール芯材製造用治具によれ
ば、以下のような問題点を有していた。

主治具３の一面側の外周に合わせ固定される副
治具４Ａ，４Ｂ，４Ｂのスポーク部形成溝４ｂ…
…に臨む端部４ｃに、角部Ｃが形成されているた
めに、主軸２の回転と、図示しない長繊維Ｆ供給
方向変換機構とにより、長繊維を巻取り乍ら、任
意のスポーク部形成溝４ｂを介して、ボス金具５
の外周方向に繊維Ｆの巻取方向を変更し、ボス金
具５外周から再び任意のスポーク部形成溝４ｂを
介してリング部巻取溝３ａ，４ａにより回転方向
に繊維Ｆを巻取る際に、前記角部Ｃに長繊維Ｆの
途中箇所が引つ掛かつてしまつて、巻取不良が発
生したり、この不良箇所を修正するために主軸２
の回転を停止したりしなければならないため主軸
を高速回転することができず、芯材の不良品を出
すことによる歩留まりの悪化と、巻取作業の作業
性の悪化とを招くという問題点があつた。

また、上述のように、副治具４Ａ，４Ｂの端部
４ｃの角部Ｃに繊維Ｆが引つ掛かるということか
ら、芯材製造用治具１の長繊維Ｆの巻取手順（す
なわち主軸の回転と繊維供給方向変換機構との連
動による繊維巻取の軌跡）を単純化しなければな
らず、繊維の複雑な巻き回し（巻きパターン）が
採用できないという問題点を有しており、この結
果樹脂を硬化させた後の芯材を構成する強化用繊
維の配設構造が緊密でなくなつて、芯材が脆弱化
するという問題点もあつた。

本発明は、上述した従来の芯材製造用治具の問
題点を解決するためになされたものであり、スポ
ーク部形成溝に臨む副治具端部の角部を除去し
て、ここに繊維案内部を形成するようにして、ス
ポーク部の巻取不良の防止と、巻取作業の作業性
の向上とを図り、併せて繊維の複雑な巻きパター
ンを可能にして樹脂硬化後の芯材の強度特性を向
上させることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明に係る長繊維
強化樹脂製ステアリングホイール芯材製造用治具
の特徴は、主軸に取付けられ、円板の一面側外周
縁に沿う巻取溝を有し、この巻取溝に樹脂含浸の
連続長繊維を積層させて芯材リング部を形成する
主治具と、この主治具の一面側の周縁に沿つて環
状に合わせ固定され、前記巻取溝に対向する巻取
溝を有すると共に、芯材スポーク部形成用の溝に
より分離されて複数部分に分割された副治具とか
ら構成され、前記芯材スポーク部形成溝に臨む
夫々の副治具端部に、長繊維の巻取方向の転換を
案内する繊維案内部を形成するようにしたことに
ある。

（作用） 上記のように構成したので、副治具のスポーク
部形成用分離部分に臨む端部に形成した繊維案内
部により、連続供給される長繊維の巻取方向が、
例えばリング部を形成するための回転方向からス
ポーク部を形成するための主軸先端方向に変更に
なつても、繊維供給源又はその途中の繊維供給方
向変換機構と芯材製造用治具との間に張られた連
続長繊維が、副治具端部に引つ掛かつて芯材所定
の巻き回し軌跡以外の軌跡を描いて治具に巻取ら
れることはなくなる。従つて、芯材製造用治具の
長繊維の巻取不良が発生することはない。

以上のように作用して、主軸の回転を停止する
ことなく、繊維の巻取方向を変更しつつ連続的か
つ迅速に芯材を積層形成することができるので、
製品不良の防止や巻取作業の作業性の向上を図る
ことができ、また繊維が複雑で緊密に巻き締めら
れた芯材を提供できるので、樹脂硬化後における
強度特性に優れたステアリングホイール芯材とな
る。

（実施例） 以下、本発明に係る長繊維強化樹脂製ステアリ
ングホイール芯材製造用治具の実施例について、
図面を用いて詳細に説明する。

第１図、第２図は、本発明の第１実施例を示す
もので、スポーク部形成溝に臨む副治具端部を示
す拡大背面図及び−線切断の断面図であり、
第５図乃至第７図と同一符号は同一又は相当する
部材を示している。

第１図において、主治具の一面側周縁に合わせ
固定される副治具４のスポーク部形成溝４ｂに臨
む端部４ｃには、案内部１４が形成され、この案
内部１４は、部分リング状の副治具４の外周方向
に突出する突出部１５と、この突出部１５の外表
面を曲面状に成形した繊維案内面１６とから構成
されている。また、副治具４の環状溝４ａの内周
部分の端面も曲面状に成形されて別個の繊維案内
面１７となつている。前記繊維案内面１６は突出
部１５の表面を曲面状にするだけでなく、第２図
に示すようにリング状の幅治具４の外周面をも断
面円弧状に丸みを持たせて成形している。

以上の構成を有する芯材製造用治具によれば、
まず、従来と同様に主軸を回転駆動させて主治具
と副治具とにより、芯材リング部を繊維により積
層形成した後、図示しない繊維供給方向変換機構
を作動させると共に、第１図、第２図に示すよう
に、副治具４端部４ｃの突出部１５や端面に形成
した曲面状の繊維案内面１６，１７により、連続
供給繊維Ｆを副治具端部４ｃに引つ掛けることな
く円滑に方向転換させることができる。尚、前記
案内部１４の繊維案内面１６，１７は繊維が引つ
掛かることのないように潤滑油となつている。

以上、説明した実施例に特有する効果として
は、案内部１４を副治具端部４ｃのリング外周方
向に突出形成した突出部１５と、この突出部１５
及び前記端部４ｃを含む全体を曲面状の研磨面と
して成形したので、この突出部１５が繊維Ｆの供
給方向の転換に際し、繊維Ｆに対して適度な緊張
を持たせて、繊維を複雑な巻きパターンへの巻締
めを一層容易に行うことが可能となる。

なお、上述したものは、本発明の一実施例を示
すのみであり、本発明の目的、構成、効果を損な
わない限り、如何なる変形、変更も自由である。

例えば、上記実施例においては、副治具端部４
ｃに形成する案内部１４を突出部１５と、突出部
１５及び端部４ｃ全体を含む曲面状の繊維案内面
１６，１７とにより構成するものとして説明した
が、本発明はこれに限定されず、第３図に示す第
２実施例のように、副治具端部４ｃの繊維巻取用
の環状溝４ａ形成面側の角部Ｃ１を斜めに切削し
て形成した案内部２４により構成するようにして
もよい。さらに、第４図に示す第３実施例のよう
に、前記角部Ｃ１を含んで環状溝４ａ形成側とそ
の反対側とをスポーク部形成溝４ｂより傾斜方向
に切削して、角部Ｃ２を取り除くような案内部３
４によつて構成することにしてもよい。

上記第２、第３実施例のように、案内部２４，
３４を副治具端部４ｃの一部を切削して形成する
ことにより、従来使用していた製造用治具に大き
な設計変更を加えることなく適用できるので、実
施化が容易であるという特有の効果を奏する。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明に係る長
繊維強化樹脂製ステアリングホイール芯材製造用
治具によれば、以下のような効果を奏する。

樹脂を含浸した連続長繊維を巻取つて、ステア
リングホイール芯材のリング部を積層形成する主
治具と、この主治具に合わせ固定されると共に、
芯材のスポーク部形成溝部により分離された副治
具とから成り、前記副治具のスポーク部形成溝部
に臨む端部に、繊維の巻取方向の変換を案内する
案内部を形成したので、主軸の回転を停止若しく
は減速することなく、芯材のリング部、スポーク
部、ボス部を順次積層形成することができ、繊維
の巻取不良等を生ずる虞れがないので、製品不良
を防止して歩留まりの向上を図れると共に、巻取
作業の作業性を向上させることができる。

また、連続供給された繊維を案内部によつて副
治具の端部に引つ掛けることなく巻取ることがで
き、複雑な巻きパターン、を可能とすることがで
きるので、芯材として積層させた繊維束の繊維配
設構造を複雑かつ緊密化させることができ、樹脂
硬化後の芯材の強度特性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明に係る芯材製造用治具
の第１実施例の副治具端部を示す夫々背面図、
−線切断の断面図、第３図は本発明の第２実施
例の副治具端部を示す斜視図、第４図は本発明の
第３実施例の副治具端部を示す斜視図であり、ま
た、第５図乃至第７図は従来の芯材製造用治具の
一例を示す夫々正面図、右側面図及び副治具端部
の斜視図である。 ２……主軸、３……主治具、３ａ……巻取溝、
４……副治具、４ａ……巻取溝、４ｂ……スポー
ク部形成溝、４ｃ……端部、１４，２４，３４…
…繊維案内部、Ｆ……樹脂含浸連続長繊維。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主軸に取付けられ、円板の一面側外周縁に沿
   う巻取溝を有し、この巻取溝に樹脂含浸の連続長
   繊維を積層させて芯材リング部を形成する主治具
   と、この主治具の一面側の周縁に環状に合わせ固
   定され、前記巻取溝に対向する巻取溝を有すると
   共に、芯材スポーク部形成用の溝により分離され
   て複数となつた副治具とから構成され、 前記芯材スポーク部形成用溝に臨む夫々の副治
   具端部に、前記長繊維の巻取方向の転換を案内す
   る繊維案内部を形成したことを特徴とする長繊維
   強化樹脂製ステアリングホイール芯材製造用治
   具。