JPS60124226A - 自動車用ホイルの製造方法 - 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】 本発明は自動車用ホイルの製造方法に関するものである
。特に微細な短繊維と熱可塑性樹脂との組成物を射出成
形することにより高い衝撃性を有する自動車用ホイルを
製造する方法に関するものである。

従来、補強用短繊維と合成樹脂とからなる組成物から自
動車用ホイルを製造する方法は公知である。しかしなが
ら射出成形法で前記組成物から自動車用ホイルを得る技
術は実用化されるに至っていない。

そこで、本発明者らは射出成形法で自動車用ホイルをつ
くる技術の確立を検討したところ、次の問題があること
がわかった。

■　合成樹脂組成物製自動車用ホイルは、自動車の走行
時に際しては絶対安全なものでなければならず、そのた
めには他の用途に比して機械的強度が相当高くなければ
ならない。

■　高い機械的強度をホイルにイ］与せしめるには肉厚
の大きい成形品にしなければならない。

■　肉厚を大きいものにすると、成形品の内部にボイド
が発生するとともに、その表面に、いわゆるヒケができ
る。ホイル内部にボイドがあると、ホイルの機械的強度
、特に衝撃性が低下する（もし衝撃性が低下したホイル
を自動車に装着した場合走行安全性に欠き、場合によっ
ては重大な事故につながると言うことは前記したとおり
である。

）。またホイルの表面にヒケがあると、外観を損ね、仕
上り状態が悪くなり、商品価値を著しく低下させる。

そこで本発明者らは上記の問題を解消する目的で種々研
究したところ成形型内に短繊維強化熱可塑性樹脂組成物
を充填するゲートの位置、形状および充填速度がボイド
およびヒケの発生に著しく影響していることを見いだし
、本発明を完成するにいたった。

なお、公知技術（「射出成形」第７版第２９２頁１９７
２年７月株式会社プラスチック・エージ出版）ではボイ
ドの発生を抑制するのに充填時間を長くするのが有効で
あるとされているが、本発明の技術思想と全（逆である
点に大きな特徴を有するものである。

そして上記目的は厚みＴ、で短筒状をしており且つその
短筒の母線方向に沿った断面が外向きＵ形をしたリム部
Ａおよび該リム部の内側に略直角に突出している鍔状の
ディスク取付は部または中創り円板状のディスク即ち円
環状のディスク用部Ｂとから成る短繊維強化熱可塑性樹
脂組成物から成る自動車用ホイルを製造する方法におい
て、前記組成物を、成形型の、前記ディスク部が形成さ
れる箇所に相当する位置に設けられたゲートから前記成
形型内に射出充填せしめることによって達成されること
がわかった。特に射出充填時間を前記樹脂組成物の単位
体積当り４Ｘ１０−Ｊ秒／ｄ以下にすることによって、
そしてリム部の厚みをＴ、としたときゲート厚みＴ２を
（０，２〜０．７５）ＸＴ、ｍ　（ただしＴ、は５鶴以
下とする）とすると、−暦本発明の目的が効果的に、か
つ経済的に達成可能であることを見いだした。

具体的に本発明法を図面に添って説明する。なお、第１
図は本発明法によって得られた自動車用ホイルの直径方
向の断面図であり、そして第２図は前記ホイルが形成さ
れる成形型の一部の断面を示す図である。第３図はディ
スクがホイル部と一体的に形成されているホイルの部分
断面図である本発明法によって得られるホイルは、第１
図に示されているように短筒状をしており且つその短筒
の母線方向の断面が外向きＵ形をしたリム部Ａおよび前
記リム部の内側に略直角状に突出している円環状のディ
スク用部Ｂとから成る短繊維強化熱可塑性樹脂組成物（
以下、単に組成物と称する）からできている。短い筒状
とは、短い正確な丸い筒と言う意味ではなく、その外周
面１にタイヤ２そのものを取つけることができる形状を
していると言う意味である。また、略直角に突出すると
は内周面３にディスク（図示省略）が取り付けられるよ
うに内周面３からディスク用部Ｂがホイルの中心Ｃ方向
に伸びていることを意味する。ディスク用部Ｂば、第３
図に示されているようにそれ自体全体で中削り円板状の
ディスクとなっていてもよいし、第１図に示されている
ように鍔状のディスク取付り部となっている構造であっ
てもよい組成物は熱可塑性樹脂と短繊維状の強化材との
混合組成物を言う。熱可塑性樹脂としては、ポリアミド
やポリエステル等の樹脂を言う。これら樹脂は衝撃性改
良剤、安定剤、着色剤、その他の添加剤を含んでいても
よい。他方強化材としてはガラス繊維、炭素繊維および
全芳香族ポリアミド繊維の少なくとも一種から選ばれた
もので、その繊維径は直径にして０．１〜１００ミクロ
ン、好ましくは０．５〜２０ミクロンのものを言う。上
記の範囲外であると、ホイルの衝撃性が改良されず、ま
た繊維そのものの製造コストがかさみ好ましくない。

次に上記の組成物をホイルの形状に成形する。

成形法は射出成形法に限定される。従来ホイルのような
大型の成形物を製造する時は補強材の損傷のない圧縮成
形法が採用されるのであるが、本発明の対象であるホイ
ルは特殊な形状をしているので、圧縮成形法ではホイル
として実用的な衝撃性を有する成形品が得られない。そ
の理由は射出成形法に比較して、補強材である繊維の成
形品各部での均一性と配列状態と組成物の流入状態が劣
っているためと思われる。つまり組成物を充填する位置
によって、得られたホイルの衝撃性が相違する。したが
って、本発明法では成形型の中へは特定の箇所か、ら組
成物の充填をおこなう。この様子を第２図に添って説明
する。

前記の強化材と熱可塑性樹脂とを一定の割合で混合し射
出成形機に供給する。前記割合は最終的に得られた組成
物の全重量を基準にして、強化相が２５〜７０重量％、
好ましくは３５〜５５重量％とする。２５重量％に満た
ないと、ホイルの強化材による補強効果が十分には発揮
せず、逆に７０重量％を越えると衝撃性が低下する。

射出成形機としては従来公知のものが使用されるが、強
化材の破損を抑制する上でフルフライト−スクリューを
備えているものが好ましい。

成形用の金型４は第２図に示されているように、リム部
へを構成するための空間Ａ’　（リム部空間と称する）
、リム部の内側３に相当する位置３°から喀血角状に突
出しているディスク用部Ｂを構成するための空間Ｂ’　
（ディスク周部空間と称する）を有している。ディスク
周部空間Ｂ°の端部５に、長さし、厚みＴ２のリング状
のゲート部６、更にゲート部の内側（図面上ではゲート
部の下方）に円板状のランナー９が、そしてランナーの
中心軸Ｃ゛上に直角状に伸びるスプル８を有する。なお
、厚みＴ２とは平均肉厚をいう。ゲート部の形状は端部
５の内周面全域に開口を有するようになっていてもよい
し、全周面の５０％以下間隔をおいて開口するようにな
っていてもよい。また、厚みＴ２はリム部への厚みＴ、
より著しく狭いものとする。そして前記長さＬ１厚み男
、Ｔ２との間に、下記の関係を満足させるのが好ましい
。

１５≧Ｔ、≧４（龍）・・・・・・・・・・旧・・・・
・・旧・・（ａ）５　Ｔ、≧　Ｌ　≧　（１／２）　Ｔ
２　（墓諷）　・・・・・・　・・　（ｂ）０、７５　
Ｔ、≧Ｔ、≧０．２Ｔ、　（ｍｍ）　・旧・・・・・・
（ｃ）（ただしＴ２は５龍以下とする） なお上記Ｔ５、Ｔ２、Ｌは平均値とする。

金型への、熔解組成物の充填は通常の条件に従って実施
するが、ただそれに要する、いわゆる充填時間だけは極
めて短くしなければならない。本発明法に適用される自
動車用ホイルとは、その組成物の全体積１３００〜４５
００ｃ＋ｄの範囲にあるものでその充填時間は、組成物
の単位体積あたり４／１０秒／ｃｄ以下、より好ましく
は２．５／１０秒／ｃＩｌ以下とする。

なお、前記における充填時間とは金型内の製品部に組成
物を略充填完了させるのに要する時間であって、全体積
の９０％以上を充填するのに要する時間をいう。

上記構造の金型に上記の条件で組成物を射出充填すると
、溶融した組成物は前記の空間内を矢印Ｘの向きに沿っ
て流れ、やがて金型内を充満する。次いで充填した組成
物が逆流しないように保圧した後、金型を冷却して成形
品を取りだせばホイルの形状をした成形物が得られる。

本発明法を採用することによって次の効果が得られる。

（イ）特定の組成物をホイルの素材としているので、機
械的強度のすぐれたホイルが得られる。

（ロ）組成物をディスク部が形成される箇所に相当する
位置に設けられたゲートから供給しているので、溶融組
成物中の強化材の配列状態が強度的に望ましい状態にな
り、またボイドの発生しやすい箇所Ｙに射出圧力を十分
かけることができる。

そのためボイドの発生を抑制することができる。

（ハ）充填時間が成形物の体積に比較して、著しく短い
ので成形物の中にボイドが発生しにくい。

（ニ）従って得られたホイルは衝撃強度にずくれ自動車
用途に安全に使用できる。

以下、実施例をもって本発明法を詳述する。

実施例１ ポリカプラミド５５重量部に直径約６ミクロンのガラス
繊維４５重量部の割合で混合された組成物をフルフライ
トスクリューを備えている射出成形機に供給して、２８
０℃で溶融射出成形し、第２図に示されている形状の金
型に射出充填時間を変化させてホイルの成形を試みた。

このとき使用された金型の大きさは”ｔ　＝　８．５　
龍、Ｔあ一３龍、Ｌ−３龍であった。

１０秒間５０ｋｇ／ｃＪ　Ｇの保圧をしたあと、６０秒
間かけて金型を冷却した。

次いで得られた全体積が約１７５０ｃｉ（他部品を装着
した状態）のホイルの衝撃試験を実施した。なお、衝撃
試験はアルミニウムホイルの規格に従って行ないアルミ
ニウムホイルの衝撃値を１００として指数であられした
。また、樹脂製ホイルを切断してボイドの発生状態を肉
眼で判定した。

これらの結果を後記の第１表に示す。

一実施例２ 実施例１の方法に準じて’Ｌ　＝　８．５１ｍで、Ｔ７
、Ｌを種々変更してホイルを射出成形した。そのときの
充填時間をめて得られたホイルのボイド、ヒケの発生状
況を調べた。その結果を後記の第２表に示す。

比較例 ゲート位置をリム部の外周面−側に変更して実施例１と
同じ大きさの自動車用ホイルを作成した。そしてその衝
撃強度指数を実施例１と同じようにめた結果、その指数
は７０であった。

第１表 ０２７部にボイドの発生が殆どないもの○：　散見され
るもの △：　多いもの ×：　著しく多いもの 第２表 ■＝Ｙ部にボイド、ヒケの発生が殆どないもの○：　散
見されるもの △：　多いもの ×二　著しく多いもの

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって得られた自動車用ホイルを直径
方向に切断した断面図である。第２図は本発明法に使用
される成形金型の一部を示す部分断面図である。第３図
はディスクがホイル部と一体的に形成されているホイル
の部分断面図である１　リムの外周面 ２　タイヤ ３　リムの内周面 ３゛金型のＩＱムの内側に相当する位置４　金型 ５　ディスク用空間の端部 ６　ゲート部 ８　スプル ９　ナンナー Ａ　リム部 Ａ’ｌ）ム部空間 Ｂ　ディスク用部 Ｂ°ディスク用郡部空 間　ホイルの中心 Ｃｏ　ランナの中心軸 Ｔ、リム部の厚み Ｔ２　ゲートの厚み Ｘ　／８融組成物の流れ Ｙ　ボイドの発生しやすい箇所 特許出願人　大協株式会社（ばか２名）代　理　人　弁
理士　古　１）　剛　警笛１図 ハ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、短筒状をしており且つその短筒の母線方向に沿った
   断面が外向きＵ形をしたリム部および該リム部の内側に
   略直角に突出している円環状のディスク用部とから成る
   短繊維強化熱可塑性樹脂組成物から成る自動車用ホイル
   を製造する方法において、前記組成物を、成形型の、前
   記ディスク用部が形成される箇所に相当する位置に設け
   られたゲートから前記成形型内に射出充填せしめること
   を特徴とする自動車用ホイルの製造方法。 ２、射出充填が前記組成物の単位体積当り４×３ １０　秒／Ｃポ以下である特許請求の範囲１項記載の自
   動車用ホイルの製造方法。 ３、　リム部の厚みをＴｔとしたとき、ゲートの厚みＴ
   ２が（０，２〜０．７５）ＸＴ、ｍｕである（ただしＴ
   ２は５ｗ以下とする）特許請求の範囲１項記載の自動車
   用ホイルの製造方法。