JP2015175433A - 繊維強化樹脂製コイルバネ、及び繊維強化樹脂製コイルバネの製造方法 - Google Patents
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請求項3に記載の発明は、前記含浸工程は、前記繊維束に熱可塑性エポキシ樹脂を含浸させることを要旨とする。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の繊維強化樹脂製コイルバネに係る発明は、繊維強化樹脂製の素線をらせん状に巻回してなる繊維強化樹脂製コイルバネであって、前記素線は、長手方向に繊維束が配向されたテープ状の繊維強化樹脂を、芯材の軸線方向に対して所定角度の一方向に傾斜させて複数層巻きつけられてなり、前記繊維強化樹脂は熱可塑性樹脂であることを要旨とする。
この構成によれば、コイルバネの比強度をさらに向上させることができる。
図1に示すように、繊維強化樹脂製コイルバネ(以下、コイルバネという。)1は、素線2を所定の径、所定のピッチでらせん状に巻いて形成されている。図1は、素線2をらせん状に巻きつける方向をZ方向とする圧縮型のコイルバネ1として図示する。
まず、繊維束32に熱可塑性樹脂を含浸させてテープ状の繊維強化樹脂製テープ3を形成する含浸工程について説明する。
図4に示すように、細い棒状の芯材4に、含浸工程にて得られた繊維強化樹脂製テープ3を、芯材4の長手方向に対してθの角度で傾斜させた状態で順次繰り出して巻きつけていく。本実施形態では、繊維強化樹脂製テープ3の傾斜角度θを略45゜としている。このとき、繊維強化樹脂製テープ3には、適宜張力をかけながら巻きつけていくが、これにより、繊維強化樹脂製テープ3のたわみを抑制し、複数層巻きつけられた繊維強化樹脂製テープ3の層間に隙間が生じないようにする。図4では、芯材4に対して繊維強化樹脂製テープ3をS方向に巻きつける工程を示しており、図4の右端部は、芯材4と繊維強化樹脂製テープ3との関係をわかりやすく示すために部分断面図としている。
加熱工程は、素線2を加熱してマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂を溶融軟化し、その粘度を低下させて素線2を成形可能な状態とし、マトリックス樹脂が溶融軟化した素線2を、コイルバネ形状であるらせん状に変形させる工程である。
コイルバネ1の素線2を、熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とする繊維強化樹脂製テープを巻きつけることにより形成している。熱硬化性樹脂をマトリックス樹脂とする従来の製造方法では、熱硬化性樹脂の熱硬化に高い加熱温度を要していたが、マトリックス樹脂として熱可塑性エポキシ樹脂を使用することで、低い温度での加熱成形が容易に行えるようになる。加熱後の素線2の冷却時間も短縮される。
(1)加熱工程において、巻回された素線2を長時間強固に形状保持する必要がなく、コイルバネの製造工程を簡略化することができる。したがって、繊維強化樹脂製コイルバネを容易に製造することができる。
・ 本実施形態では、繊維強化樹脂製テープ3を芯材4の長手方向に対してS方向45゜の一方向に巻きつける場合について記載したが、必ずしも45゜に限定されるものではない。30〜60゜の範囲で適宜変更することができる。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の繊維強化樹脂製コイルバネに係る発明は、繊維強化樹脂製の素線をらせん状に巻回してなる繊維強化樹脂製コイルバネであって、前記素線は、長手方向の一方向に繊維束が配向された繊維強化樹脂製テープを、芯材の軸線方向に対して所定角度の一方向のみに傾斜させて、前記繊維強化樹脂製テープの両縁部に重なり部分が形成されるように複数層巻きつけられてなり、前記繊維強化樹脂は熱可塑性樹脂であることを要旨とする。
Claims (5)
- 繊維束に熱可塑性樹脂を含浸させてテープ状の繊維強化樹脂製テープを形成する含浸工程と、
前記繊維強化樹脂製テープを、芯材の軸線方向に対して所定角度の一方向に傾斜させて複数層巻きつけて繊維強化樹脂製の素線とする巻回工程と、
前記素線を加熱してらせん状とする加熱工程と、
前記らせん状とされた素線を冷却する冷却工程と
を備える繊維強化樹脂製コイルバネの製造方法。 - 前記含浸工程は、前記繊維束が一方向に整列した状態で前記熱可塑性樹脂を含浸させて、前記繊維強化樹脂製テープの長手方向に沿った一方向に前記繊維束を配向させるようにする請求項1記載の繊維強化樹脂製コイルバネの製造方法。
- 前記含浸工程は、前記繊維束に熱可塑性エポキシ樹脂を含浸させる請求項1又は2記載の繊維強化樹脂製コイルバネの製造方法。
- 繊維強化樹脂製の素線をらせん状に巻回してなる繊維強化樹脂製コイルバネであって、
前記素線は、長手方向に繊維束が配向されたテープ状の繊維強化樹脂を、芯材の軸線方向に対して所定角度の一方向に傾斜させて複数層巻きつけられてなり、
前記繊維強化樹脂は熱可塑性樹脂である繊維強化樹脂製コイルバネ。 - 前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性エポキシ樹脂である請求項4記載の繊維強化樹脂製コイルバネ。
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