JPS6350187B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は、連続繊維強化プラスチツク製リ
ム、いわゆるFRP製リムの製造方法、主とし自
動車用、二輪車用のFRP製リムの製造方法に関
するものである。

(ロ) 従来技術 自動車、二輪車の車輪リムは、従来から鋼、ア
ルミニウム、アルミニウム合金等の金属によつて
製作されている。

しかし、近年燃料費低減の観点から、従来の金
属製リムに代えて、これらをFRPによつて製作
したFRP製リムに関する提案が種々なされてい
る。FRP製リムには、短繊維を用いたものと、
長繊維を用いたものとがある。

(ハ) 発明によつて解決しようとする問題点 短繊維を用いたFRP製リムは、成形が容易で
あるが、長繊維を用いたものに比べ強度、弾性率
が低いため、厚さを大にして強度、弾性率の低さ
を補う必要がある。そのため、重量が増大するの
で、FRPの軽量であるという特性が損われる欠
点がある。

逆に長繊維を用いたFRP製リムは、強度、弾
性率が高いため薄く形成することがき、リムとし
ての特性がすぐれているが、長繊維をリム形状に
沿わせることが容易でなく、成形が非常に難しい
問題がある。

また、短繊維を用いたFRP製リムの成形に、
分割された外型を用いる方法が種々提案されてい
るが、長繊維を用いるFRP製リムの成形におい
て単に分割された外型のみを使用した場合、その
分割部分に長繊維が噛み込み、繊維の巻き乱れや
切断を生じる原因となる。

(ニ) 問題点の解決手段 この発明は、上記の問題点を解決するために、
次のに示す装置を使用し、〜の工程を順に
実施するようにしたものである。なお、との
工程はいずれを先に実施しても差支えない。

リム成型用の内型、均一肉厚のリング状弾性
体でなり、かつ自然状態の内径が仕上がり状態
のリム外径より小さい第１外径、および複数に
分割された第２外型、及び第２外型の締付手段
を使用する。

マトリツクス樹脂を含侵した補強繊維により
内型の外周に巻付け層を形成する。

巻付け層を内型の両側において切断する。

第１外型の径を拡大して巻付け層の外周に被
せる。

第１外型に加圧力を付与して巻付け層を加圧
する予備成形を行なつたのち、第１外型を外
す。

硬化反応に達しない加熱状態の下で第２外型
を嵌め、かつその締付手段により第２外型を介
して巻付け層に外力を負荷する。

上記の外力を負荷した状態で加熱硬化させ
る。

(ホ) 実施例 第１図はこの発明に係る製造方法の実施に使用
する内型１と第１外型２を示している。図示の場
合、内型１は４組を回転軸３に挿通固定した４連
型の例を示している。回転軸３に挿通固定する内
型１の数は１組以上任意である。

１組の内型１は、左右一対の半割型１′，１′の
組合わせからなり、組合わされた状態において、
内型１はその外周面の中央にドロツプセンター部
４、その両側に一段高いビードシート部５，更に
その両側に一段高いフランジ部６が形成されたも
のである。内型１相互間は所要の間隔ａをおいて
回転軸３に固定され、また両側補助巻型７，７を
同様の間隔ｂ，ｂをおいて固定する。

補助巻型７は外側面に一段小径となつた突出部
８を有し、その段部に補強繊維９を係合し、巻付
け方向を変えることができるよになつている。

第１外型２は、ゴムのような弾性体を均一肉厚
のリング状に形成したものであり、その内周面は
前記の内型１に適合する形状に形成されている。
また、第１外型２の内径は、その自然状態におい
て仕上がり状態のリム外径より幾分小さくなるよ
う形成されている。

また、第２外型１０は、第２図及び第３図に示
すように、軸方向に複数に分割され、その内周面
は内型１に適合する形状をなしている。またその
外周面はテーパ面になつており、その外周面に外
リング１１がテーパ嵌合する。この外リング１１
は第２外型１０を介して巻付け層１２に加圧力を
及ぼす。

上記の内型１及び第１、第２外型２，１０及び
外リング１１を用いてリムを製造する工程は次の
とおりである。

まず、上述のように軸３に固定した内型１の外
周にマトリツクス樹脂を含浸させた補強繊維９を
所要の巻付け角をもつて巻付ける。この場合、内
型１相互の間隔ａ、及び内型１と補助巻型７相互
の間隔ｂに頓着無く、各組の内型１にわたりその
形状に沿つて一体に巻付け、所要厚さの巻付け層
１２を形成する。巻付け層１２を形成したのち実
施する工程は、次の二通りの方法があり、そのい
ずれの方法によつてもよい。

その第一の方法は、前述のように補強繊維９を
巻付けた状態のまゝ第１外型２を嵌める方法であ
る。第１外型２は適宜な治具や工具によつてその
径を拡大することにより各組の内型１ごとに嵌め
られ、その後外力を除去することにより巻付け層
１２の周りに収縮される。第１外型２の内径はリ
ムり仕上り径より幾分小さく形成されているの
で、その分だけ巻付け層１２に収縮力を及ぼす。
このようにして各組の内型１ごとに第１外型２を
嵌め終えた状態では、補強繊維９が内外の型１，
２間に強く押し込まれる結果、各組の型１，２間
において補強繊維９の緊張が高まつた状態にあ
る。

そこで、各間隔ａ，ｂの部分において補強繊維
９を切断してその拘束を無くする。補強繊維９は
その拘束から解放されると内外の型１，２間に沿
つて弛緩するため、各型１，２間のアールＲ形状
に概略沿つた所要の形状が形成される。

また、第二の方法は、上記とは順序を逆にして
補強繊維９を各間隔ａ，ｂの部分において先に切
断したのち第１外型２を被せる方法である。

上記の第一、第二の方法のいずれによつても内
外の型１，２間に概略所要のリム型形状が形成さ
れる。

次に、第１外型２の外周に圧着ロールを押し当
てて加圧するか、或いはオートクレーブ等による
加圧を行なつて巻付け層１２を内型１に密着せし
めることにより予備成形を終了する。そののち、
第１外型２を外すとともに内型１を巻付け層１２
と共に軸３から個々に外し、外した状態で加熱す
る。

加熱による硬化反応が生じる前は、樹脂が常温
状態よりも軟化するので、その状態にある間に巻
付け層１２の周りに第２外型１０を被せ、更にそ
の外周に外リング１１を嵌め、油圧プレス等によ
り強く押込み、第２外型１０を介して巻付け層１
２を加圧する。

このようにして型締めを終了したのち加熱によ
る硬化反応を生ぜしめ、その後内型１、外リング
１１、第２外型１０を外すと第４図に示すFRP
製リムＡを得ることができる。

なお、この発明において使用される補強繊維と
しては、炭素繊維、ガラス繊維、ケブラー（米国
デユポン社の商品名）繊維等があり、またマトリ
ツクス樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、フエノール樹脂等の熱硬化性樹脂がある。

(ヘ) 効果 以上のように、この発明によれば、マトリツク
ス樹脂を含浸した補強繊維の巻付け層を、硬下反
応に達しない加熱下で、第２外型の締付手段によ
る外力により加圧するものであるから巻付け層の
繊維を所要のアール形状に正しく沿わせることが
できる。したがつて、連続繊維を使用するもので
あるにもかかわらず成形精度の良いFRP製リム
を得ることができる。

また、巻付け層は予め第１外型によつて予備成
形され、その後に第２外型により型締めを行なう
ので、割型である第２外型を嵌めた場合でも繊維
のかみ込みがなく、かつ十分高い圧力を負荷でき
る。

更に、実施例に示したように、内型を複数個配
列し、これに補強繊維を共通に巻付ける方法よる
と、量産ができるとともに、巻付け端部での材料
のロスが少ない効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は製造過程の正面図、第２図は製造過程
の断面図、第３図は第２図の平面図、第４図は完
成品の断面図である。 １…内型、２…第１外型、３…軸、９…補強繊
維、１０…第２外型、１１…外リング、１２…巻
付け層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リム成形用の内型、均一肉厚のリング状弾性
   体でなりかつ自然状態の内径が仕上がり状態のリ
   ム外径より小さい第１外型、第１外型に嵌合する
   複数に分割された第２外型及び第２外型の締付手
   段を使用し、マトリツクス樹脂を含浸した補強繊
   維により内型の外周に巻付け層を形成したのち、
   その巻付け層を内型の両側において切断する工程
   と、第１外型の径を拡大して巻付け層の外周に被
   せる工程のいずれか一方を先に行なつて両工程を
   実施し、その後第１外型に加圧力を付与して巻付
   け層を加圧する予備成形を行つたのち第１外型を
   外し、その後硬化反応に達しない加熱状態の下で
   第２外型を嵌め、かつその締付手段により第２外
   型を介して巻付け層に外力を負荷し、その状態で
   加熱硬化させることを特徴とする連続繊維強化プ
   ラスチツク製リムの製造方法。 ２ 上記内型を所要の間隔をおいて複数個配列
   し、その状態で各内型に補強繊維を共通に巻付け
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の連続繊維強化プラスチツク製リムの製造方法。