JPS62258801A - 車輪及びそれを用いた自転車 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は従来の車輪がリムをス４−りで支えるのに対し
ハニカム構造体と表面材とを強固に接着したサンドイッ
チ・平ネルでリムを支えた、特に自転車に有用な車輪に
関するものである。

〔従来技術及び問題点〕

近年、日本の高置経済成長に伴い一般の生活水準が上シ
、更に週休２日制度の浸透も進み、余暇、レジャーを楽
しむ機会が増大して来た。

又、見る楽しみから行動する楽しみにレジャーの傾向が
移っておシ、その動きに応じて高性能レジャー用具の開
発が行なわれて来た。

数多いレジャーの中でもサイクリングは最も一般的で民
衆に深く浸透したスポーツであるが、最近本格的−リ°
イクリングを楽しむ人達が増え又、その為の施設も整備
されて来た。本格的す、イクリングに於ては自転車を乗
用車等に積み込み目的地迄運びサイクリングを楽しむ事
も多く、又使う人が女性、子供の場合も多く故に快適な
サイクリングの為には軽量で強度の高い自転車が待たれ
ていた。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者らはこの様な状況に鑑み、軽量で強度の高い自
転車を開発する為に検討を重ねた結果、内部にハニカム
構造を有しその両側に薄板の表面材を持つサンドインチ
パネルよシ成る車輪（ディスフホイール）を開発し、轟
ディスクホイールを使った自転車が本目的に合致する事
を見出した。

特に、そのハニカム構造体の表面材と接する部分を座屈
させる事により、ハニカム構造体と表面材とを強固に接
着できる方法に到達し本発明に至った。

即ち、本発明はハニカム構造体の開口部両面に主に繊維
強化熱硬化性樹脂からなる表面材が積層され、且つハニ
カム構造体の表面材と接触する面が座屈した状態になっ
ているサンドイッチパネル、リム及び車軸から成る車輪
及びそれを用いた自転車を提供する。

本発明で用いられるサンドイッチパネルは、例えば次に
示すようＫして作成される。

（１）ハニカム構造体の開口部両面に目の粗い織物を置
き、次いでそれらの外＠に繊維強化熱硬化性樹脂、例え
ばシートモールディングコンノウンド（ＳＭＣ）又はプ
リプレグを置き、更に必要によシそれらの外側に他の基
材を置き、その後圧縮成形してハニカム構造体の開口部
と目の粗い織物との接触部分を座屈せしめることにより
得られろ。

又、上記の場合、繊維強化熱硬化性樹脂として目の粗い
織物のプリプレグを用いる時は目の粗い織物を使用しな
くとも良く、又、他のＳＭＣ又は他のプリプレグを併用
しても良い。

（２）予め開口部両面を座屈させたハニカム構造体の該
両面に繊維強化熱硬化性樹脂、例えばＳＭＣ又はプリプ
レグを置き、必要により該樹脂の外側に非接着性基材を
置くか、或いは上記構造体の両面に接着性フィルムを置
き、次いで該接着フィルムの外側に上記非接着性基材を
置いて圧縮成形することにより得られる。

本発明で用いられるハニカム構造体として（霊、一般的
には六角形のベーノ４−状や箔状の薄板をハチの巣状に
組合せたものを指すが、他の多角形、円形及びそれらの
組合せたものでもよい。かかる構造体の材料としては、
アルミニウム等の金属や、紙、プラスチック、アラミド
紙等の有機質等が有用である。又、ハニカム構造体の代
わシにフオーム状のものも使用できる。例えばポリウレ
タンフォーム、ポリエチレンフオーム、Ｉり塩化ビニー
ルフオーム１．ｔ？ＩＪスチレンフオーム、フェノール
フオーム、その他各種有機フオーム体が使用できる。

尚、本発明でのハニカム構造体の厚さ、即ちコア壁の長
さは特に限定されないが好ましくは３〜Ｌｏｏｍ程度で
ある。又、ハニカム構造体のセルの大きさは特に限定さ
れないが、セルサイズ１．６〜３０ｍが好適である。

又、本発明で使用し得る目の粗い織物としては、ハニカ
ム構造体のセルの隔壁の少なくとも一部と交叉又は重な
るような目をもったものが適当であり、好ましくはハニ
カム構造体のセルサイズの１／４〜４倍、好ましく　Ｖ
ｉ１／３〜２倍の織シ目をもったものである。かかる織
物は、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、セラミッ
ク繊維、金属繊維、針金等の硬質の繊維状のもの；綿、
麻、ポリイミド繊維、ナイロン繊維、ポリエステル線維
等粗い織物のプリプレグ、即ち前記織物にエポキシ樹脂
、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂の少なく
とも一種又は複数の混合した物を含浸し、Ｂ−ステージ
ｆヒ、即ち半硬化状態にしたものを使用に供することが
できる。

又、目の粗い織物又はそのプリプレグの上に積層される
繊維強化されたシートモールディングコンノ臂つンＩ’
　（ＳＭＣ）又はプリプレグとしては、上記目の粗い織
物に用いられる繊維の短繊維、長繊維、織布、不織布等
に上記目の粗ｒ織物のプリプレグに用いられる液状の熱
硬化性樹脂を含浸して得られるものが用いられる。尚、
この際用いられる織布は上記目の粗い織物よシも目が小
さいものである。

本発明で使用し得る他の基材としては、アルミニウム、
チタン及びそれらの合金等の比重４以下の金属の薄板、
テフロン、ポリエステル、ポリイミｒ等のフィルム、紙
、木板、織布、不織布、ＳＭＣ、プリプレグ等が皐げら
れる。

尚、本発明でのサンドイツナノ４ネルは、ハニカム構造
体に積層される主に繊維強化熱硬化性樹脂からなる異面
材の厚さ０．１〜５鰭が好ましい。

又、予め開口両面を座屈させたハニカム構造体を使用す
る場合、μＥ構造体の座屈の程度は、通常０．１鵡以上
で、構造体のコア壁の９５係迄である。

かかる座屈の形成は、例えば構造体の厚さよシ１燗以上
間隙を狭めたロールの間を通したシ、同様な間隙になる
ようにプレスで圧縮したシすることにより得られる。そ
の際、ロール又はプレスとして、該構造体のコアの多角
形又は円形の少なくとも一部に凸部がかかり、巾５ｍ＋
以下の網状の凸部を界面に有するものを用いることＫよ
シコアの両側を均一に座屈させることができる。

尚、ハニカム構造体のコアの両側を座屈させておくこと
によシ、該構造体と他の材料との接着性を高めることが
でき、更には加圧成形時Ｋかかる座屈を利用して座屈の
程度を進めることができる。

尚、座屈の程度を進めるためにコアの開口部に切シ目を
入れておいてもよい。

本発明での前記サンドイッチパネルの製造の際、加圧条
件はハニカム構造体の強度によって異なるが、通常１〜
１００に！９／ｃｗＬ２であシ、又、加熱条件は前記繊
維強化熱硬化性樹脂を硬化せしめる温度で差しつかえな
いが１通常８０〜２５０℃程度である。尚、加圧条件は
ハニカム構造体のコア壁が９５チ迄座屈するように選択
され、通常０．１６以上座屈するように選択される。

尚、ハニカム構造体の座屈は例えばハニカム構造体を除
く異面材の厚さを勘案して、加圧成形機の２枚の加圧板
の間隔を一定にし、即ち加圧板間隔を狭くして行ってハ
ニカム構造体の厚さよシも狭い間隔でそれ以上狭くなら
ないように設定して成形するととＫより生成せしめるこ
とができる。

予め開口部両側の座屈したハニカム構造体を使う場合に
は前記の非座屈ハニカム構造体の場合に礒 その代シに用いれば良い。その際、目の粗い織物又はそ
のプリプレグを使わなくても本発明の接着強度の優れた
サンドイッチパネルを得る事ができる。勿論口の粗い織
物又はそのプリプレグを挿入する事も出来、その場合に
はハニカム中に楔状にそれらが進入するため、よシ強い
接着強度を得ることができる。

本発明でのサンドイッチパネルはハニカム構造体の開口
部と表面材との接着を線でなく面状態で行い強い接着強
度をもたらすことができる。即ち、夛面材とコア部とを
接着するに当ってコア部の一部が破壊する迄圧力を加え
た加圧成形を行ない、コアの両端が折れた状態Ｋ　して
表面材と接着させる。その際、目の粗い織物がハニカム
構造体の開口部に接することによシ加圧成形時にその織
物をハニカム構造体に楔状に食い込ませハニカム構造体
の開口部の座屈強度を引き下げるととＫよシハニカム構
造体の開口部を座屈せしめる圧力を小さくしてハニカム
構造体と界面材との接着力を高めることができる。

尚、従来のサンドイッチパネルの製造方法では加圧成形
時にコアが破壊する迄圧力を加えてもコア破壊は最初に
コアが破壊し始めた面にのみ集中１！！ｅＩＶ＆！ス！
−Ａ；名？矛の為片面は面培譬ｊす舖培曹のままで残る
事になり接着強度が低い状態のままとなる。

本発明でのサンドイッチ・？ネルの前記製法は従来のパ
ネル製造と異なり、自由な形状を有する・やネルが自由
に作れる事になる。即ち、従来のパネルに於てはハニカ
ム構造体の開口部の座屈を避ける為予め最終の形にハニ
カム構造体を切断しておき、それに接着性フィルムを挾
んでプリプレグを当て最終の形をした金型によシ加熱圧
縮成形をし九シ、又はオートクレーブ成形や真空成形に
よシ成形品を得ていた。

しかし、金型による圧縮成型の場合、ハニカム構造体と
の間に形状のずれの起きる事も多く接着不良の原因とな
った、 又、オートクレーブ成形、真空成形による方法では比較
的接着不良の出る事は少ないが、仕上シ寸法の振れが大
きく、精密な成形には適さなかった。勿論これらの方法
では予めハニカム構造体を必要な形状に切断しておかね
ばならず、ハニカム構造体を厚さ方向、横方向を含めて
精密に切断する難しさを克服する事が必要であった。

しかるに不発明においては形状の凹凸に応じてハニカム
構造体の座屈の大きさを変えれば良く成形だ際しては必
要な形状を有する金型を作り、その金型の最大厚みよシ
０．５　ｗ以上厚い平板状ハニカム構造体を前記方法で
加熱圧縮成形すれば良く、その際金型の凹凸に応じてハ
ニカム構造体のコアが座屈する為一段で成形される事に
なる。又予め両端を座屈したハニカム構造体を使う場合
も同様である。

本発明でハニカム構造体の開口部両端を座屈させること
によるハニカム強度の低下は、通常座屈部へ熱硬化性樹
脂が流れ出し、硬化する事によシ補うことができる。

次いで、本発明で用いられるサンドイッチパネルを図で
説明する。第１図は本発明で用いられるサンドイッチパ
ネルの一例を示す部分破断図であシ、開口部が座屈した
ハニカム構造体１０両面に目の粗い織物又はそのプリプ
レグ２、そＯ外ＩＩＩ　ＫＳＭＣ又はプリプレグ３及び
その外側に他の基材４が積層されてなるものである。

本発明は前記サンドイッチ／４’ネル、リム及び車軸を
用いて作成された車輪を提供する。かかる車、輪を作る
方法は大別して次の三方法がある。

（１）平板状又は中心から離れるに従い厚さの薄くなる
板状のサンドイッチパネルを成形しておき、中心部の車
軸の通る部分と円周部のリムの付く部分とを後で打ち抜
き、真中の抜けた円盤を作っておき、これに車軸を付け
る為の金具及びリムを後で取、り付ける。この場合、車
軸を付ける為の金具及びリムは接着剤及びゲルト等によ
り・ぐネルにしりかシ固定する。

（２）予め車輪の金型を作って訃き、その金型にサンド
イッチ・９ネル材料、例えば平板状又は多少の凹凸を付
けておいたハニカム構造体等を加熱圧縮成形によシ円盤
を作り、（１）と同様に車軸をＶｙ、！り付ける為の金
具及びリム１■付ける。

（３）本方法が最も実用的であるが、予め車軸を取シ付
ける為の金具及びリム又は車軸を取り付ける金具及びサ
ンドイッチパネル材料を金型中にセットしておき前記（
２）方法と同様にして圧縮成形し、パネルの成形と同時
にこれら車軸を覗シ付ける金具及びリムが・譬ネルに接
着又は固定される。勿論この方法に於てはリム等は圧縮
成形時の力でしりかシとｉＱネルに固定され石ようにし
なければならない。（イ）例えば下側にメス型の締め付
は蔀を有し、上側昨端にオスネジの付いた棒状保持部を
数ケ所有する金具を金型にセットしておき／？パネルな
る部分にはこの棒状保持部の通る穴を予め開けてお゛〈
。プレス成形時に棒状保持部がプレス時の力によりパネ
ルを通して下側の締め付は部に突きささシバネルに固定
される。又端のネジにより更に確実にノ々ネルに固定さ
れる。この場合、圧縮成形時に流れ出た樹脂によりそれ
らの固定が更にしっかシしたものに゛なる。（ロ）車軸
取り付は金具及びリムをツクネル弐面から内部へ楔状に
打ち込み、加熱圧網成強固に固定する。又、パネルと６
６付は金具及びリムの接着力は・やネルの中に打込まれ
る部分の面積を増加させる事によυ必要な大きさ迄得る
事が出来る。

次いで、本発明の車輪の例を図に示す。第２図はサンド
イッチパネルとリム及び車軸＠り付は金具とが接着剤で
固定された車輪を示す。第３図はサンドイッチノネルと
リム及び車軸数シ付は金具とがゲルト−ナツトで固定さ
れた車輪を示す。又、第４図はリム及び車軸数シ付は金
具が楔状にサンドイッチノやネルに喰い込んで固定され
た車軸を示すＯ 上記車輪のサンドイッチパネル部分の厚さは特に限定さ
れないが５〜１００ｍ＋が適当であシ、特に自転車に用
いられる場合にＶ１１０〜３０咽程度が好ましい。又、
車輪の直径は５〜２００ｃ！ｒＬが適当である。

本発明の車輪は、通常ゴム製のタイヤを有している。尚
、車輪のサンドイッチノ４ネル表面１１ＣＭイ外層に良
好な表面状態を有するフィルム、箔、紙、ＦＲＰ板等を
使用するか、又は塗装を行なえば良い。

本発明の車輪を種々の車両、例えば自転車、オートバイ
、三輪車、自動車等に用いることができる。特に自動車
用に有用である。

〔発明の効果〕

本発明の車輪は軽量で、しかも強度に優れたものであシ
、又、その車輪を有する自転車は快適な走行性を発揮す
ることができる。

〔実施例〕

（１）（パネルの作成） （イ）ハニカム構造体としてアラミツド紙による３６闇
厚のハニカム５ＡＨ−１／８−３　（昭和飛行機工業（
株））を使い、その両側に目の粗い織物のプリプレグと
してアウス？ンＷ−３００２Ｇ（大日本インキ化学工業
（株）製）を、更に表面材となるプリプレグとして炭素
繊維の織布を強化材としたプリプレグ（アウス？ンＷ−
３０００、大日本インキ化学工業（株）製）およびその
最外面に耐汚染性に優れた２　５　ｐｍ厚の透明なテト
ラ−フィルム（Ｄｕ　Ｐｏｎｔ裂）をン・て、１３０℃
、３０分間、２０ゆ／ｃｍでプレス成形し、厚さ３０ｍ
の平板状ｉ？ネルを得た。

このパネルはハニカムコアの表面材と接触している部分
は座屈しており、しかも座屈部はプリプレグから流れ出
た樹脂により硬化していた。

（２）（車輪の作成） （１）で作った厚さ３０畷のパネルをリムの内側に合う
寸法に切シ出し円盤状ノやネル（直径６０　ｃｍ）を得
た。又、その円盤状パネルの中心部に車軸が入るだけの
円形の穴を開けた。次いでタイヤを有するリム、ノやネ
ル及び車軸を組立てた。／？ネルと車軸、パネルとリム
とを市販のエポキシ接着剤（チバガイギー社製）を使っ
て充分に接着し、固定した。

（３）（自転車の組立）　　　　　　　　　　　　　　
４（２）で作った車輪を用いて自転車を組立てた。

自転車としての走行に何ら問題はなく、スポークによる
風の抵抗のない為か（ダルを軽く回す事が出来た。

尚、従来の方法によるパネルのピーリング強さをＡＳＴ
Ｍ　Ｄ−１７８１によシ測定すると１５に９／　７．６
ｃＩｎ　であったが本実施例での／４’ネルは２８に９
／　７．６ｃｒｎであシ、従来の接着フィルムを使った
）９ネルより強い事が判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の車輪に用いられるサンドイッチツヤネ
ルの部分破断図である。第２〜４図はサンの粗い織物又
はそのプリプレグ、３・・・ＳＭＣ又はプリプレグ、４
・・・他の基材、５・・・タイヤ、６・・・リム、７・
・・サンドイッチパネル、８・・・車軸、９・・・リム
のパネル被覆部分、１０・・・Ｒルトーナット、１１・
・・リムのパネル噴込み部分、１２・・・廃ｇｍ、ｕｓ
。 代理人　弁理士　高　橋　勝　利 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハニカム構造体の開口部両面に主に繊維強化熱硬
   化性樹脂からなる表面材が積層され、且つハニカム構造
   体の表面材と接触する面が座屈した状態になっているサ
   ンドイッチパネル、リム及び車軸から成る車輪。
2. （２）ハニカム構造体の開口両面に主に繊維強化熱硬化
   性樹脂からなる表面材が積層され、且つハニカム構造体
   の表面材と接触する面が座屈した状態になっているサン
   ドイッチパネル、リム及び車軸から成る車輪を有するこ
   とを特徴とする自転車。