JPS6038203A - 自動車用ホイ−ル - Google Patents

自動車用ホイ−ル

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Publication number
JPS6038203A
JPS6038203A JP14756583A JP14756583A JPS6038203A JP S6038203 A JPS6038203 A JP S6038203A JP 14756583 A JP14756583 A JP 14756583A JP 14756583 A JP14756583 A JP 14756583A JP S6038203 A JPS6038203 A JP S6038203A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wheel
diameter
injection
injection molded
rim
Prior art date
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Pending
Application number
JP14756583A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Igarashi
五十嵐 俊雄
Takeshi Terajima
寺島 毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Toray Industries Inc
Original Assignee
Bridgestone Corp
Toray Industries Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp, Toray Industries Inc filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP14756583A priority Critical patent/JPS6038203A/ja
Publication of JPS6038203A publication Critical patent/JPS6038203A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B5/00Wheels, spokes, disc bodies, rims, hubs, wholly or predominantly made of non-metallic material
    • B60B5/02Wheels, spokes, disc bodies, rims, hubs, wholly or predominantly made of non-metallic material made of synthetic material

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、自動車用ホイールに関し、とくに微力・絹短
繊維の補強材配合により強化された合成樹脂1との複合
組成物の射出成形体よりなり、在来の主として金属製と
されたこの種のホイールのような発錆の不利なくして、
とくに塗装、彩色も含めたデザイン上の7アシヨン性に
おいてとくに有利な、合成樹脂製自動車用ホイールの改
良を提案するものである。
もちろんこれまでにも、合成樹脂と繊維頒との複合材料
の成形体による自動車用ホイールの製作が試みられた事
例がないわけではないけれども、(・・通常圧縮モール
ドによる成形が専ら行われたため、次の点に改良をすべ
き問題点を残していた。
1 自動車用ホイールとしての安全性を考慮したとき、
機械的特性において十分と云えず、とくにホイールの全
域にわたって曲げおよび引張り゛強さの均質性に欠け、
強度の低い箇所での破損のうれいがある。
& 耐衝撃性についても、均質でなく、大きい衝撃力に
対して不安がある。
& 生産性の観点で不利が含まれ、コストに影響゛・・
している。
このような問題点についての有利な解決を与えることが
この発明の目的であって、とくに射出成形に適合する微
細短繊維の適切な配合による、合成樹脂の強化複合組成
物を用いて、従来の金属と・くにアルミニウムによるホ
イールを凌駕する程度の機械的特性をホイール射出成形
体に十分な均質性の下で、安価に実現し得ることの究明
に由来している。
すなわち本発明は、ディスクに対し1体か又は111合
体されたリム部をそなえて少くともそのリム部が、合成
樹脂それも微細短繊維の補強材配合による強化複合組成
物の射出成形体よりなる、自動車用ホイールにして、上
記微細短繊維は、直径が0.1〜100 pmφでかつ
上記射出成形体のうちに130〜75重量%を占める全
配合量の少くとも半量につき、上記直径に対する長さの
比率が】0〜70の範囲であって、該射出成形体はそれ
より切り出した試験片におけるビカット軟化温問が】5
0°C以上、曲げ弾性率は40 fl kgt / w
s”以上、そしてパノツチなしアイゾツト衝撃強さは5
 Q kg −cm /。m。
以]二の物性をもつことを特徴とする自動車用ホイール
である。
本発明による強化複合組成物の射出成形体よりなる自動
車用ホイールは、慣例に従いディスクに。
対し1体かもしくは合体されたリム部をそなえ、少くと
もそのリム部がとくに直径0.1〜100μmφの微細
短繊維全補強材として配合した合成樹脂より成る示上記
微細短繊維は、射出成形体のうちに8()〜75喧址%
を占める多量配合とし、とくに1、。
その全配合量の少くとも半量につき、上記直径に対する
長さの比率が1 i+〜70の範囲となる射出成形挙動
の下で、自動車用ホイールの必要な物理的性状と機械的
性質とを兼備し、上記の微細短繊維による強化がとくに
方向性をあられさず、少<1゜ともリム部のどの部分に
も均質な強化作用をもたらすこととなる。
この微細短繊維は、ガラス繊維、炭素繊維や、ときに全
芳香族ポリアミド繊維の如きが、とくにのぞましくは0
.5〜20μmφの程度に細いもの程−・・。
この発明の目的に有利に適合するのであり、Oo】lp
mφ未満は、主として経済上の要請で排除され、また1
00μmφより太いものも耐衝撃性の観点で不利となる
ので本発明の適用から除外される。
次に微細短繊維は、射出成形体のうちに80〜X75重
量%を占める大量配合を必要とし、それというのは80
重量%に満たないとき、この発明で1指した強化機能を
十分に満足できない一方で、75重険%をこえろ過量と
なるとき、対衝撃性が低下しまた射出成形に適合しなく
なるからであり1−とくに85〜55重量%の範囲が、
強化目的に一層よく適合する。
射出成形の過程および補強材配合をした強化複合組成物
の混ねつの際も微細短繊維としてガラス繊維を用いたと
きには多量に析れを来すが、射出1・成形体中に分散配
向してその補強に有効な寄与を生じるためには直径に対
する長さの比率で、微細短繊維の全配合量のうち少くと
も半量がlO〜70、なかでも20〜50の範囲つまり
、ガラス繊維、炭素繊維につき8〜8000μmまた全
芳香・族ポリアミド繊維にあっては最大でも60 f)
 0μmの範囲で適合し、よりのぞましくは15〜60
0μmが最適であり、なお残量については上記比率範囲
の下限側でより多い分布、たとえば10未満が30%以
下、また70超過は20%以下となる分。
布とすることがのぞましい。7o超過のものが多すぎる
と射出成形が困難になる。
微細短繊維の直径に対する長さの比率10〜7()の範
囲に属するものが全配合量の半量に満たないと必要な強
化作用が期待されにくくなるが、1・・L記の比率範囲
が充足されるならば上掲の何れの繊維も、単独又は併用
の何れでも、本発明の要請をみたす。
これらの微細短繊維による強化に適合する合成樹脂は、
なるべく耐熱性にすぐれるを可とするがljとくにホイ
ールのり強度の面から、ポリアミド樹脂、ポリエステル
樹脂およびポリカーボネート樹脂の妬きが実際的であり
、なかでもポリアミド樹脂のうち、ポリ・カプロ・アミ
ド(ナイロン6)、ポリ・ヘキサメチレン・アジパミド
(ナイロン66、、)及びこれらを主成分とし、とくに
ナイロン6を主、成分とする共重合体、なかでもナイロ
ン6が85重針%以上と残余ナイロン66の共重合体が
最適である。
ここに合成樹脂の成形法には種々公知のものが・あるが
、この発明はすでに触れたとおり、とくに射出成形法の
適合、それも特定をした微細短繊維の配合により上記し
た合成樹脂の流動に由来して該繊維が成形体の実質内部
でランダムに並び、ホイールリム部のどの部分において
も一様な強化作)・1用を生じることを利用するもので
、どの箇所の強度も均一化するのでありこのような現象
は従来の圧縮成形法においては全く期待できない0この
射出成形は第1図に例示した一体成形ホイール1つまり
ディスク2と一体にリム部8を有す15る場合、それら
の全体形状に適合すべきモールドを常法に従い用意する
が、第2図に示すホイール1′にあっては、本発明に従
うかまたは在来の製法によるたとえばアルミニウムなど
の金属製ディスク2′を準備しておき、とくにリム部8
をその接合!・−(7) 用フランジ4をもつものとして、本発明に従う収l形を
行ったのち組立てる。この例でリム部3はデフレーショ
ンリブ5をそなえる例を示した。
上記のようにして得られる射出固形体は、その任意の一
部を切取って調製した試験片が次の特性−。
を有していることが重要である。
すなわち成形体の内部実質中に埋入された微細短繊維の
直径は射出成形に当って配合した材料のそれに対して変
化していないが繊維長は、ガラス繊維、炭素繊維とも全
体に、混入時よりも短くな1・・る。しかし全配合量の
14以上については直径に対する長さの比率が1(]〜
70より好ましくは20〜5()であるを要する。
一方J I S −K 7207で規定されるビカット
軟化温度につき、150°C以上、またASTM−、、
D7(10に嘔じて測定される曲げ弾性率が40()k
g 7間2以上、さらにノツチなしアイシフト衝撃強さ
が50 kg −cm / cm”以上であるを要する
ここにビカット軟化温度については主としてブレーキド
ラムからの伝熱の影響に対して充分に耐2・・(8) えるためには150℃以上でなければならず、よ1り好
ましくは200’C以上が好適である。もしも150℃
に満たないと軟化を来して強度上の要請に関し本発明の
ホイールに適合しない。
次に曲げ弾性率は40011’9/#l−に満たないと
・1機械的特性が不充分となり本発明の目的に適しない
さらにノツチなしアイゾツト衝撃強さは50kg −c
m / cm”以上よりノソましく ハ55 kg −
cm /C−以上が耐衝撃性の面でより好適であるが5
01゜〜−crn / cm”に満たないと、ホイール
に通常の使用条件下に作用することが予想される衝撃力
に耐えられず、実用に適しない。
試験の結果によるととくに微細短繊維として直径18μ
m以下のものを用いた上記射出成形体は、15低温、な
かでも−80℃以下においてすぐれた耐衝撃性を示すこ
とが認められた。すなわち間接的に、試験片用の射出成
形モールドによって得られた試験片について、同じく圧
縮成形による試験片とともに一80°Cにおける衝撃強
度を対比したと2・・ころ、公知の合成樹脂短繊維複合
組成物では全く1得られないレベルであった。
以上のべたようにしてこの発明に従うホイールは、自動
車、特に乗用車用ホイールとして在来の金属とくにアル
ミニウム製のものに比し、て同等な−。
いし、それよりも高い強度及び耐衝撃性があり、かつ軽
量であって、7アシヨン性の面ではよりすぐれている。
以下この発明の効果を実施例をもって説明する。
実施例1 ポリカプロアミド(ナイロン6)樹脂55量邪ニ、平均
直径6μm、長さ8#Isのチョップトストランド、短
繊維ガラス繊維を、45獣部で配合し、押出機を用い混
練して、成形用のベレットを得た。
このペレットを、真空乾燥した後、射出成形@11を用
いて第2図に示したリム部8を射出成形した〇実施例2 ポリカプロアミド(ナイロン6)およびポリヘキサメチ
レンアジパシド(ナイロン66)の共重合体55重量部
と、平均直径18μm1、長さ6謡の2・・チョップト
ストランド短繊維、ガラス繊維45重櫨1部とを用い実
施例1と同様にしてリム部8を射出成形した。
実施例8 直径20μmの微細短繊維を用いたほかは実施例2と同
様にして、第1図に示す一体形のホイールを射出成形し
た。
上記の各射出成形体そのものを供試材として射出成形体
の実質内部の観察を行ったところ、ガラス繊維は、各部
にアトランダムの分散がみられ、1,1直径に対する長
さの比率の分布、成形体の物性は次のとおりであった。
表 1 ところで、乗用車の専用ホイールについては、軽合金製
ディスクホイールの技術基準が規定され、回転曲げ疲労
性、半径方向負荷耐久性、および耐衝撃性についての試
験方法と判定の基準が与えら1・・れている。これに準
拠し、市販の鋳造アルミホイールの成績を比較例として
、本発明による各実施例の性能を対比すると次表のとお
りである。
(11) 表 2 ここに回転曲げ疲労強[Wは、ホイールを回転させ、そ
のディスク部に曲げモーメントをかけた時の)耐疲労強
度また半径方向負荷耐久強度は、タイヤを組付けたホイ
ールを回転させ、その半径方向に規定の荷重をかけた時
の耐疲労強度さらに衝撃1・。
壊強さである。
表2の各@度の比較は、疲労および耐久強度につき技術
基準の試験条件がそれぞれ最低10万回!・・転、50
万回転後の異常有無で判定されるので・1これを100
とする指数表示とし、衝撃試験についてはリム径の呼び
に対応して定められた加撃錐体の自由落下高さの標準値
を100とする指数表示とした。
表2から、本発明によるホイールは、従来のアルミホイ
ールに比し同等またはそれ以上の性能を有し、より軽量
であって、生産性、コストの面で一層有利なことがわか
る。
各実施例のホイールは、実車に装着して】()万i。
hにわたる走行試験で何ら異常を生じることなく、十分
実用に耐え得ることが確認された。
引続き直径の種々に異なる微細短繊維を用いて実験2行
い、0.1〜1()0μmの範囲内にて、射出成形体の
実質内部に分散する微細短繊体の直径に1・対する長さ
比率につき10〜7(1、なかでも20〜50のものが
全配合量のうちの半量以上にわたることにより、射出成
形体の性能に関して、有利に適合することがたしかめら
れた。
以りのべたようにしてこの発明によれば、射出21[成
形に対する微細短繊維の捕強材の多量配合によ。
る合成樹脂の特異性が、自動車用ホイールの要求性能に
関して、金属なかでもアルミニウム製ホイールと同等又
はそれ以りの特性をあられす意表外の効果をもたらし、
安全でしかも安価な上7アシ、ヨン性の付与にも有利に
適用させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は実施例の断面図であるロト・・ホイー
ル 2,2/・マ゛ディスク8・・・リム部。 (15) 第1図 第2図 15−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ディスクに対し1体か、又は合体されたリム部すそ
    なえて少くともそのリム部が、合FL)樹脂それも微細
    短繊維の補強材配合による強化複合組成物の射出成形体
    よりなる、自動車用ホイールにして、上記微細短繊維は
    、直径が0.1〜1100pφでかつ上記射出成形体お
    うちに30〜75重量%を占める全配合量の1・・少く
    とも半量につき、上記直径に対する長さの比率がlO〜
    70の範囲であって、該射出成形体はそれより切り出し
    た試験片におけるビカツy軟化渇度が150℃以上、曲
    げ弾性率は400 kg / w”以上、そしてノツチ
    なしI・アイゾツト衝撃強さは50 kg −cm /
     Cm”以上の物性をもつことを特徴とする自動車用ホ
    ざ一ル0
JP14756583A 1983-08-12 1983-08-12 自動車用ホイ−ル Pending JPS6038203A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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