JPS63222901A

JPS63222901A - Ｆｒｐ製ホイ−ルデイスク

Info

Publication number: JPS63222901A
Application number: JP62058500A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Nishihara; 西原　雅泰
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1987-03-12
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1988-09-16

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）この発明は、例えば、フィラメントワインディング成形
やプリプレグ加圧成形により製造される自動車用タイヤ
ホイールのディスクのようなＦＲＰＩホイールディスク
に関する。

（従来技術）従来、上述例のＦＲＰ　（繊維強化プラスチック）製の
ホイールディスクとしては、例えば、特開昭５５−２５
３２２号公報に記載のホイールディスクがある。

すなわち、ガラス繊維、炭素繊維等の補強ＩＮを素材と
して、中心部に向って、放射状に経糸を形成すると共に
、円周方向に緯糸を形成させＣ円形編織物を製造し、こ
の円形編織物に１ボキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸さ
せたプリプレグシートを用いて、金型による熱プレス成
形手段で成形したホイールディスクである。

しかし、上述した従来のホイールディスクにおいては、
経糸と緯糸とを編織する必要がある関係上、その製造が
極めて煩雑となるうえ、」−大リング時に発生する曲げ
モーメントおよび発進時、制動時に発生するねじりモー
メントに対して強度的に充分でない問題点を有していた
。

（発明の目的）この発明は、コーナリング時に発生する曲げモ−メント
および発進時、制動時に発生ずるねじりモーメントに対
しで強度的に強く、また￥ＪＢら比較的簡単なＦＲＰ製
ホイールディスクの提供を目的とする。

（発明の構成）この発明はフィラメントワインディング成形またはプリ
プレグ加圧成形により製造されるＦＲＰ製ホイールディ
スクであって、ホイールディスク中側部では繊維の配向
が該ディスク中央部のハブボルト取付部に対して略接線
方向で、ホイールディスク両外側では繊維の配向が該ア
イスフ仮想中心円を通って径方向に延びる略径方向とし
たＦＲＰ製ホイールγイスクであることを特徴とする。

（発明の効果）この発明によれば、ホイールディスク中側部の繊維配向
をハブボルト取付部に対して略接線方向に設定している
ので、この繊維配向により面内に働く発進、制動時のね
じりモーメントに対する強度を得ることができる。

また、ホイールディスク両外側のｙａｎ配向を略径方向
に設定しているので、この繊維配向により面外に働くコ
ーナリング時の曲げモーメントに対する強度を得ること
ができる。

加えて、フィラメント・ワインディング成形による時に
は、上述のそれぞれの配向のものを順次ワインディング
すればよく、またプリプレグ加圧成形による時には、上
述の配向のものをそれぞれ形成して加圧成形すれば、」
、く、何れにしＣし従来のような経糸と緯糸との＆ｌ織
が不要であるから、ホイールディスクの製造も比較的簡
単となる効果がある。

（実施例）この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面はＦＲＰ製ホイールディスクを示し、第１図、第２
図において、中心部にハブ穴１を、またディスク中央部
にハブボルト取付用の複数たとえば４個の金具２・・・
を備えたＦＲＰｔｊホイールディスク３の外周部にリム
４を取付けている。

上述のＦＲＰＩホイールディスク３は第３図に示す如く
構成している。

すなわち、ディスク内１１１５の両側にディスク中間層
６．７を配設し、これらディスク中間層６゜７の画体側
にディスク外層８，９を配設して構成している。

ここで、上述のディスク内層５の中心円の径を０５、デ
ィスク中間層６，７の中心円の径を０６゜Ｄ７、ディス
ク外層８．９の中心円の径をＤＢ。

Ｄ９とすると、これらの８径Ｄ５．Ｄ６．０７゜ＤＢ、
Ｄ９の関係は次式の通りである。

Ｄ５＞　（Ｄ６＝Ｄ７）＞　（Ｄ８＝０９）このように
上述の中心円の径を順次可変することで、中央部が極端
に厚肉になるのを防止している。

しかも上述のディスク内１ｉ’Ｗ５のｍＮ配向は、第４
図に示す如く、ハブボルト取付部としての金具２に対し
て略接線方向に設定している。

また、上述のディスク中間層６．７およびアイスフ外層
８．９の繊維配向は、第５図および第６図に示す如く、
ディスク仮想中心円を通って径方向に延びる略径方向に
設定している。

上述の各層５〜９は次のようにして形成される。

寸なわら、第７図に示す如く、炭素繊維やガラス繊維な
どの強化繊維からなるフィラメント１０を巻回したボビ
ン１１から、ローラ１２，１２を介して上述のフィラメ
ント１０を順次繰出して、このフィラメント１０を、例
えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂１３を貯溜した樹
脂タンク１４内に導く。

そして、樹脂タンク１４内のローラ１５．１５でフィラ
メント１０の走行を案内するうちに、このフィラメント
１０に熱硬化性樹脂１３をコーティングし、コーテイン
グ後のフィラメント１０をＯ−ラ１６，１６を介してタ
ンク１４外へ導出してデリバリ−アイ１７に導く。

このデリバリ−アイ１７を第７図の矢印ａ、ｂ。

Ｃ方向に操作すると共に、マンドレル１８を取付けた回
転軸１９を一定方向に回転駒ｖＪすると、上述のマンド
レル１８の外表面に、熱硬化性樹脂１３がコーディング
されたフィラメント１０が順次巻回されて、所定繊組配
向のフィラメントワインディングｆｆ１２０が形成され
る。

」−述したフィラメントワインディング成形による場合
には、中心円の径がそれぞれ異なる各層８゜６．５．７
．９を順次フィラメントワインディングにより成形覆る
ことで、第３図に示づ如きＦＲＰ！！Ｊホイールディス
ク３を得ることができる。

このＦＲＰ製ホイールディスク３をマンドレル１８から
離型すると共に、ライン２１の部分で切断ａ３よび熱硬
化処理づると、第１図、第２図に示す如き、所定形状の
ホイールディスク３となる。

図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下作用
を説明する。

ホイールディスク３には第１図に矢印で示すようにハブ
ボルト取付用の金具２から伝えられる発進、制動時のね
じりモーメントＭ１と、第２図に矢印で示すようにタイ
ヤ接地面からリム４を介して伝えられる曲げモーメント
Ｍ２とが作用する。

ここで、上）ホの各モーメントＭ１　、Ｍ２をその発生
応力が最も大なるハブボルト周辺においてＳ１算解析に
より応力分布を求めると第８３図、第９図、第１０図の
如くなる。

これらの各図は各荷重条件においてホイールディスク３
に発生する引張方向主応力ベクトルの方向および大きさ
を線分の長さで示し、第８図はねじりモーメントＭ１の
応力分布を、第９図、第１０図は図面に■印で示すクロ
ス方向から曲げモーメントＭ２が作用した応力分布を示
している。

上述のディスク内層５は第１１図に拡大示する如く、繊
維配向をハブボルト取付用の金１Ａ２に対して略接線方
向に設定し、この繊維配向を１−述のねじりモーメン１
〜Ｍ１の応力分布の方向と略同−の方向に配向している
ので、面内に働く発進、１．１１動時のねじりモーメン
トＭ１に対する充分な強１良を得ることができる効果が
ある。

また上述のディスク層８．９は第１２図に拡大示する如
く、繊維配向を放射状に延びる略径方向に設定し、この
繊維配向を上述の曲げモーメントＭ２の応力分布の方向
と略同−の方向に配向しているので、面外に働くコーナ
リング時の曲げ七−メントＭ２に対する充分な強度を得
ることができる効果がある。

加えて、従来の如き経糸と緯糸との編織が不要であるか
ら、ホイールディスク３の製造も比較的簡単となるうえ
、各層５〜９で中心円の径を異径にすることで、中心部
の肉厚が極端に大となり、曲げモーメントにより剥離が
生ずるのを確実に防止することができる効果がある。

第１３図乃至第１６図はＦＲＰ！ｙＪホイールディスク
３をプリプレグ加圧成形により成形する工程を示し、第
１３図に示す如く多列並行状の多数本のフィラメント１
０・・・を、ローラ１２を介して樹脂タンク１４内の熱
硬化性樹脂１３（半硬化可能な樹脂）に含浸し、これら
各フィラメント１０・・・を対設ローラ１６．１６間を
通してタンク１４外に導出して、多数のフィラメント挿
通孔２２・・・を備えた複数のリング状の支持体２３・
・・に導く。

次に第１４図に示す如く、上述の各支持体２３・・・を
所定距離だけ離間操作した模に、同図および第１５図に
示す如く隣設する支持体２３．２３を互に逆方向に回転
さ口、かつ、この回転時における支持体２３．２３間の
間隔を可変づることで、フィラメント１０の引出し番を
変えると、第１６図に示号如く中心円の異なるプリプレ
グを同時に複数形成することが（・きる。

そして、上述のプリプレグをオートクレーブもしくはプ
レスにより、加圧成形すると、第３図とほぼ同様のＦＲ
Ｐ製ホイールＪ’イスクを得ることができる。

このようなプリプレグ加圧成形手段によると、先の実施
例の効果と（７１わせで、ホイールディスク形状の自由
度の向上を図ることができる。

以上要するに、既述して特異なｍ雑配向とすることで、
コーナリング時に発りする曲げモーメントＭ２および発
進時、制動時に発生するねじりモーメントＭ１に対して
強度的に強く、かつ製造も比較的簡単なＦ　Ｉ−＜　Ｐ
￥！Ｊホイールディスク３を得ることができる効果があ
る。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、この発明の繊維は、実施例のフィラメント１０に対応し
、以下同様に、ホイールディスク中側部は、ディスク内層５に対応し、ホイールディスク量外側は、ディスク外層８゜９に対応
するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、第１図はリムを配設したＦＲＰ製ホイールディスクの側
面図、第２図は第１図の■−■線矢視断面図、第３図はＦＲＰ
製ホイールディスクの断面図、第１図はディスク内層の
繊維配向を示す説明図、第５図はディスク中間層の繊維
配向を示す説明図、第６図はディスク外層の繊維配向を
示す説明図、第７図はフィラメントワインディング成形
の説明図、第８図はねじりモーメントの応力分布を示す説明図、第９図は曲げモーメントの応力分布を示す説明図、第１
０図は曲げモーメントの応力分布を示す説明図、第１１図は第４図の部分拡大図、第１２図は第６図の部分拡大図、第１３図はプリプレグ加圧成形の第１工程を示１説明図
、第１４図はプリプレグ加圧成形の第２工程を示す説明図
、第１５図はプリプレグ加圧成形の第３工程を示す説明図
、第１６図はプリプレグ加圧成形の第４工程を示す説明図
である。３・・・ＦＲＰ製ホイールディスク１０・・・フィラメント　　５・・・ディスク内層８．
９・・・ディスク外層第６図　　　　　　　　５・・・ゲイ７．７内層８（９
）　　　　　°・°−゛左″ 第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】１、フィラメントワインディング成形またはプリプレグ
加圧成形により製造されるＦＲＰ製ホイールディスクであって、ホイールディスク中側部では繊維の配向が該ディスク中央部のハブボルト取付部に対して略接線方向で、ホイールディスク両外側には繊維の配向が該ディスク仮想中心円を通って径方向に延びる略径方向としたＦＲＰ製ホイールディスク。