JP2907679B2 - 複合材手動工具 - Google Patents

複合材手動工具

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、手動工具類に関するも
のであり、特に、ガラス補強プラスチック材料各種のみ
で作られている、複合材手動工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レンチなどの手動工具は、強度と
耐久性が必要なため、鉄、スチール、または、その他の
金属で作られていた。金属道具は、鋳造や鍛造によって
製造される。しかし、金属工具の主要な欠点は、製造の
際にも、材料費においても、費用が高くつくという点で
ある。更に、金属工具は、多くの場合、特に、感電の危
険が存在するような場合には、その使用は望ましくない
ことがある。これまで、ハンドルや、あまり力の加えら
れない部分にプラスチックを使うように設計された、金
属とプラスチックとを含む手動工具が考案されてきた。
これは、材料費の観点からは、費用を軽減出来ると言え
るが、金属の使用が、その工具の用途を限定してしま
う。プラスチックのみで構成される工具の製造が提案さ
れたこともある。しかし、力の加えられる部分には強度
が必要なので、そのような工具は、応用度が限られてし
まう。従って、大部分は、工具におけるプラスチックの
使用は、使用中、高応力要素が存在しない、低トルクの
レンチや低強度ペンチなどのみに限られていた。
【０００３】日本の東京にあるボンザイ社によって製造
された、ボックスレンチ（平面のものと、傾斜型のもの
の両方）には、１層の平織り炭素繊維エポキシ布地で覆
われた外部表面を持つ、一方方向炭素繊維エポキシ・テ
ープによって形成されたハンドルがついている。しか
し、高い局部的接点応力に抵抗するには、平レンチのボ
ルト頭部収容部には、スチール挿入物が挿入されてお
り、レンチが６角形伝動を持つようになっている。スチ
ール６角挿入物には、複数層の挿入物の外部直径を包む
一方方向のテープがついている。スチール挿入物は、複
数のピンで、レンチに取り付けられている。スチール挿
入物構成は、繊維部が壊れ易く、挿入の際に、繊維の抜
け出し、型の非積層化が起こることが知られている。ま
た、傾斜型のボックスレンチは、その層間のせん断力が
低いため、金属製の類似品の持つトルク強度の４０パー
セント以下の強度しか持たない。更に、炭素繊維の存在
は、その伝導性ゆえに、望ましくない。
【０００４】米国特許第５，０６２，３２８号には、多
角形の開口部を持つ頭部付きの、ガラス繊維補強プラス
チック材料で作られた本体を持つ開端部付きレンチが紹
介されており、その本体には、レンチの使用中に高接触
応力に耐えられるように多角形の開口部付きの固いスチ
ールの金属挿入物がはめ込まれている。このレンチは、
レンチの顎部とレンチによって締められるナットとの接
触点に加えられる、締め応力に耐えるために、金属挿入
物を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】安価な材料で製造で
き、製造費も安く、しかも、同サイズの金属工具に匹敵
する強度を持つ、非金属、即ち、非磁気性、非伝導性、
かつ、非発火性のレンチやその他の手動工具を提供する
ことが、本発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、向きが揃えら
れていない非連続的ガラス繊維補強材と、向きが揃えら
れた連続的ガラス繊維とを含むプラスチック材のみで形
成された、完全に非金属製の手動工具を提供するもので
ある。本発明は、更に、向きが揃えられていない非連続
的ガラス繊維で補強されたプラスチック材の工具本体
と、その工具本体の周囲を囲んでいる非方向性ガラス繊
維で補強されたプラスチック材の束を有する手動工具を
提供する。
【０００７】本発明の更に別な側面は、複合材手動工具
を製造する方法を提供する点であり、この方法は、手動
工具の輪郭を持った向きが揃えられていない非連続的ガ
ラス繊維で補強されたプラスチックの複数の層を形成す
る段階、手動工具の本体を形成するために、これらの層
を積み重ねる段階、一方方向に向きが揃えられた連続的
ガラス繊維で補強されたプラスチック材の束を工具本体
上に置く段階、複合材手動工具の構造を形成するため
に、あらかじめ定められた時間間隔で、これらを圧縮成
形機で熱と圧力に晒す段階によって構成される。
【０００８】本発明は、以下に充分に説明され、図示さ
れ、特に発明の請求範囲で明記されている通りの、特定
の新特徴と構造上の詳細を持つが、本発明の主意から外
れたり、本発明の利点を無効にしたりすることのない限
り、その詳細において種々の変更が加えられることは差
し支えないものとする。
【０００９】
【実施例】図１と図２に、本発明によって提供される複
合材両端箱状レンチ１０が図示してある。レンチ１０
は、長いハンドル部１２と、両端にある異なったサイズ
の箱状端部１４と１６とを含んでいる。レンチ１０は、
各種のガラス繊維補強プラスチック材料のみで形成され
ており、圧縮成形プロセスを用いて製造される。図示の
目的のために、本発明は、両端箱状レンチについて説明
するが、本発明の原則は、開端レンチ、プライヤー、ね
じ回し、ラチェット、ソケットなどの他の手動工具にも
当てはめることができる。
【００１０】ここで説明する実施例では、レンチ１０
は、箱状頭部の各々１４と１６が、ハンドル部の軸に対
して１５度傾いている傾斜端部構造になっている。この
傾斜は、周知のように、使用における柔軟性と使いやす
さを可能にする。レンチ１０は、スチール製両端箱状レ
ンチと似た強度と特性を持っており、そのようなレンチ
は、従来、１／２インチと９／１６インチ、５／８イン
チ１１／１６インチ、３／４インチと１３／１６イン
チ、７／８インチと１５／１６インチ、１インチと９／
８インチなどのレンチのサイズ組み合わせで製造されて
きた。
【００１１】図示の目的のために、本発明に従って製造
された両端箱状頭部レンチの１実施例は、３／４インチ
と１３／１６インチの組み合わせのレンチである。レン
チ１０の直径ａとｂは、それぞれ、１．５３５インチと
１．６５５インチである。ハンドルの長さｃは、１１．
１０インチである。頭部の厚さｄは、０．５６３インチ
である。ハンドル部の厚さｅは、０．５２インチであ
る。ハンドル部の幅ｆは、０．８５インチである。レン
チ１０の頭部の各々１４と１６には、六角箱状穴構造が
ついている。
【００１２】頭部内部の六角箱状穴構造は、図３に示す
予め成形された挿入物２０によって可能になる。予め成
形された挿入物２０は、後に説明するように、成形プロ
セスの間に、レンチ１０の頭部の内部に組み入れること
ができる。挿入物２０は、レンチの本体のために使用さ
れるのと同じような不揃い繊維補強材料から、圧縮成形
される。３／４インチのレンチの挿入物２０は、全体の
巾ｇが１．０６５インチ、両極の内部壁表面の間の距離
ｈが０．７５８インチとなっている。挿入物２０の高さ
や厚さは、レンチ１０の頭部のそれと同じである。
【００１３】レンチ１０は、ガラス繊維補強熱硬化ポリ
マー基質シート成形化合物からのみ圧縮成形される。ガ
ラス繊維補強材は、短く切った、即ち、非連続で向きが
不揃いの形態と、連続的、一方方向に向きが揃えられた
形態の両方で使用される。理想的には、熱硬化ポリマー
基質成形材料は、ビニール・エステルであることが望ま
しい。これは、ビニール・エステルが、高速硬化度と使
用の容易さなどの工程における重要な利点を持つもので
あるからである。しかし、レンチ１０は、ガラス繊維補
強エポキシ材料や、その他のプラスチックで製造するこ
ともできる。
【００１４】レンチ１０の本体に使用される材料は、短
く切られた向きが不揃いのガラス繊維により補強された
ビニール・エステル材料であり、以下、不揃い繊維補強
材料と略す。レンチ１０には、更に、レンチの周囲を囲
むように伸びる補強材部分があり、これは、一方方向に
向きが揃えられた連続的ガラス繊維により補強されたビ
ニール・エステル材でできている。これは、以下、一方
方向繊維補強材と略す。これらの化合物は、スチレン単
量体架橋剤を含んでいる。複合剤レンチと共に使用され
た時、これら２つの化合物は、互いに補強し合う。レン
チ構造の本体を形成する不揃い繊維補強材料は、多方向
負荷に対処するのに適当なレベルの等方性が必ず存在す
るようするのを助ける。一方方向繊維補強材料は、レン
チ構造内の局部的および直接的強度と剛さを調節するこ
とを可能にする。不揃い繊維補強材料の費用は、一方方
向繊維補強材料のそれに比べて、大幅に低い。この実施
例に適した材料は、郵便番号４８６４０、ミシガン州ミ
ッドランドのクアンタム・コンポジッツ社（Ｑｕａｎｔ
ｕｍ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，Ｉｎｃ．）から、カタロ
グ番号ＱＣ−８５００とＱＣ−８５０５として、市販さ
れている。ＱＣ−８５００は、短く切られた、不揃いの
１インチのガラス繊維補強ビニール・エステルのシート
成形化合物であり、ＱＣ−８５０５は、一方方向、連続
ガラス繊維補強ビニール・エステルのシート成形化合物
である。両材料は、約１／８インチの厚さのシート状で
製造されている。
【００１５】向きが不揃いなガラス繊維により補強され
たプラスチック材料の中のガラス繊維の重量パーセント
は、約５６パーセントである。一方方向に向きが揃えら
れた連続ガラス繊維により補強されたプラスチック材料
の中のガラス繊維の重量パーセントは、約６５パーセン
トである。不揃い繊維補強材料は、直径が０．０００５
インチから０．０００７インチまでの範囲のガラス繊維
と、直径が０．０００６インチから０．００１３インチ
までの範囲のガラス繊維を含んでいる。後で示すよう
に、レンチの本体は、不揃い繊維補強材料の複数の層に
よって形成されている。しかし、完成した成形品は、向
きが不揃いの非連続繊維により補強された材料と、向き
が揃えられた連続繊維により補強された材料の両方を含
んだ、単一の複合層の様に見える。補強繊維の向きを揃
えることは、連続的な一方方向に向きを揃えられたガラ
ス繊維により補強されたプラスチック材料を、細片の形
態にして、成形前に、複数の細片をレンチ本体の中に配
置させることによって得られる。
【００１６】複合材レンチ１０を製造するのに使用され
るプラスチック材料には、金属的成分は一切含まれない
ので、レンチ１０は、非伝導性、非磁気性、非発火性で
ある。また、レンチ１０は、耐腐食性で、傷がつかず、
軽量である。
【００１７】レンチ１０は、油圧プレスの付いた圧縮成
形機を用いて、圧縮成形される。レンチ１０を製造する
のに使用される材料は、一定範囲の温度と圧力で、成形
される。シート成形化合物は、厚いウレタンで、速い成
形サイクルをもたらす。複合材レンチの具体的な成形温
度、圧力、サイクル、硬化時間は、部品のサイズと成形
投入分の配置のしかたによって異なる。通常は、０．５
インチ以下の厚さの１部分につき、使用される成形温度
は、華氏約２５０度から３４０度までの間であり、成形
圧力は約５００ｐｓｉから１５００ｐｓｉまでの範囲で
ある。１部分の厚さが０．５インチよりも厚い場合は、
成形温度は低められる。硬化時間やサイクル時間は、成
形される部分の厚さと成形温度に依る。上記の寸法、特
に、０．５６３インチの箱状端部の厚さの場合の、３／
４インチ、１３／１６インチの複合材箱状レンチ１０の
典型的な硬化時間は、８分である。
【００１８】レンチの成形ができる前に、成形用投入材
が形成されなければならない。成形用投入材とは、各サ
イクルで、鋳型の中に配置される材料である。成形用投
入材の特徴は、使用される材料の重量、形、相対的配置
などである。レンチの成形用投入材についての以下の詳
細は、複合材レンチの製造に不可欠である：（１）材料
の鋳型内への配置、（２）成形されるレンチのサイズと
形、（３）使用される材料の位置、（４）成形プロセス
中の鋳型内の材料の位置。
【００１９】図４と図５において、簡略化された鋳型３
０の上面および側面図が示してある。鋳型３０の鋳型空
洞部３２内には成形用投入材３４が配置される。成形用
投入材３４は、鋳型空洞部で定められるレンチの輪郭よ
り僅かに小さくしてあり、成形用投入材３４が、鋳型空
洞部内で平らに伸ばされるようにしてある。成形用投入
材３４は、図１に示す成形レンチの頭部１４と１６の箱
状穴部の輪郭を定める、１対の各ピン３６と３８の上に
置かれる。成形用投入材３４は、理想的実施例において
は、互いに積み重ねられる６層の不揃い繊維補強材料で
構成される、本体４０を含んでいる。成形用投入材３４
は、成形されるレンチのサイズによって、６層以上、ま
たは、６層以下の不揃い繊維補強材料を使用することが
できる。一方方向繊維補強材料の束４８は、レンチ本体
４０の特定の層、例えば４３と４４、の間に挿入され、
レンチ本体４０の周囲を囲むように伸びる。
【００２０】束４８は、使用中にレンチ１０のハンドル
にかかる屈曲力と箱壁環応力との大部分を担うことによ
って、図１に示す成形レンチ１０の強度を大幅に増強さ
せることができる。成形作業以前の、一方方向繊維補強
材料の束４８の相対的サイズ、形、位置が、図４と図５
に図示してある。
【００２１】図４と図５、および、図１１−１４におい
て、束４８は、一方方向繊維補強材料の複数の細片４８
ａ−４８ｂから形成されており、通常、図１３に示す様
に、端部１４の断面図において、長方形をしている。ま
た、図１４に示すように、ハンドル部においては、円形
の断面図となる。束４８の厚さは、通常、不揃い繊維補
強材料の層４１−４６の１層か２層分に等しい。束４８
は、本体４０の全周囲を囲むように伸びるように配置さ
れる。束４８の長さは、本体４０の周囲の長さに相当す
る。束４８が長すぎる場合は、たわみが起こるという欠
点がある。束４８が短かすぎる場合には、成形中に一方
方向繊維補強材料がピン３６と３８をつまむようにな
り、束４８が、応力レベルが高いレンチの本体４０の外
周縁部に残らなくなってしまう。束４８の長さは、図４
に図示してあるように、レンチの本体４０を囲み、束４
８の外縁部が、レンチ本体４０の周辺縁部の横表面と、
実質的に、同じ位置になるように、選択される。１１．
１０インチの長さで、端部の直径が１．５３５インチ
の、典型的両端レンチ１０において、束４８の長さは、
約２５インチであった。単一端部レンチでは、束４８
は、Ｕ字型をしており、レンチの使用端部のみが囲まれ
てあり、レンチのハンドル部の約２／３の長さのみの周
囲を囲んでいる。
【００２２】図４の（ｂ）部において、一方方向繊維補
強材料の小さな細片、即ち束４９は、層４１−４６内の
箱状穴１４ａ−１６ａの内壁の周囲を囲んでいる。これ
らの層４１−４６は、端部を補強するために、レンチの
本体４０を構成する。
【００２３】図６は、本発明によって提供される複合材
レンチ１０を製造するための圧縮成形機の簡略図であ
る。成形機は、鋳型空洞部５２、ピン５３と５４、上型
５５、および、鋳型本体５１を持つ鋳型５０を含んでい
る。ピン５３と５４は不動であり、ピン５３と５４の外
表面上を不揃い繊維補強材料が滑べることが可能な状態
で取り付けられている、中空の円柱状エジェクター・ス
リーブ５６と５７と、鋳型空洞部５２とつながっている
イジェクター・バー５８とが、成形プロセスの完了後、
鋳型５０から成形されたレンチ５０を取り外すのを容易
にする。図６には、鋳型空洞部５２内に置かれた成形用
投入材３４と、開位置にある成形機を図示してある。成
形用投入材３４は、６層の不揃い繊維補強材料４１−４
６と一方方向繊維補強材料の束４８を含んでいる。成形
用投入材３４は、鋳型空洞部に、成形されたレンチの箱
状穴付き端部の輪郭を定める環状の端部がピン５３と５
４の上に来るように配置される。鋳型空洞部５２は、成
形されるレンチの輪郭の形に形成される。従って、鋳型
空洞部５２の底壁の一部６１は、レンチの傾斜構造の輪
郭を定めるために、１５度の角度に傾斜されている。上
型５５は、鋳型空洞部と共働して、レンチの上表面５９
の輪郭を定めるように形成された下表面６２を持ってい
る。鋳型空洞部の内壁６０は、成形用投入材３４との隙
間に風が入るように、外側に先細になっている。ピン５
３と５４は、各々、レンチの箱状穴の形を定める六角の
外部表面５９を持っている。
【００２４】表面５９は、鋳型空洞部内壁６０の反対側
の表面と共働し、一方方向繊維補強材料の束４８を捉
え、維持する。鋳型本体５１には、複数の止めピン６７
がついており、上型５５の下表面６８と共働して、鋳型
がその閉の位置で操作された時に、鋳型本体に対して上
型５５の移動を限定する。
【００２５】図７には、圧縮成形中の閉位置の鋳型５０
を図示してある。この図では、上型５５は、内表面で、
２つのピン受け空洞部７２の輪郭を定めている。これら
の空洞部は、鋳型が閉じている時に、上型５５の内表面
とピン５３と５４との間に空間を設ける。これらの空洞
部は、圧縮成形中に起こることのある火花のために空間
を開けておくのである。
【００２６】図８は、成形後の、開位置にある鋳型５０
を示し、エジェクター・ピン５６−５７と、エジェクタ
ー・バー５８が伸びて、鋳型から複合材レンチ１０がイ
ジェクトされている。
【００２７】図３、９を参照して、以下に、複合材レン
チ１０の箱状穴付き頭部の内部に挿入される、予め成形
される挿入物２０の成形について説明する。図９には、
成形用投入材３４が投入される前の、開位置にある圧縮
成形用鋳型５０を図示してある。挿入物２０は、成形用
投入材３４を鋳型５０に投入する前に、ピン５３と５４
上に配置されている。挿入物が、鋳型空洞部内に置かれ
た時は、成形用投入材３４は、鋳型空洞部５２内の配置
され、挿入物２０の上に丸められる。
【００２８】鋳型投入材３４が、空洞部５２内に配置さ
れた後、鋳型５０は、閉位置で作動され、中の成形用投
入材を、熱と圧力に晒し、複合材レンチ本体の形に挿入
物２０を成形する。
【００２９】図１０には、本発明の複合材レンチを製造
する段階を示す、工程フローチャートが示してある。工
程の第１段階であるブロック８１では、複数の不揃い繊
維補強材料の層を、レンチの輪郭の形に準備することに
よって、成形用投入材を形成する。
【００３０】更に図６において、スチール・ルール・ダ
イ（図示せず）を用いて、レンチの本体４０を形成する
のに必要な６層４１−４６で、厚さ１／８インチの不揃
い繊維補強材料のシートから切断する。形は、レンチの
輪郭の形に切断されるが、鋳型空洞部５２内で簡単に、
平らに配置することができるように、僅かにその輪郭よ
りも小さめにする。その後、工程の第２段階であるブロ
ック８２では、６層４１−４６は、レンチの本体４０を
形成するために、互いに積み重ねられている。
【００３１】次のブロック８３においては、一方方向連
続繊維補強材料の束４８が作られる。理想的には、束４
８は、一方方向連続繊維補強材料の複数の細片またはリ
ボン４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄから形成される。
しかし、束４８は、一方方向繊維補強材料の単一の長い
ひもで作ることもでき、その場合は、複数の環を形成す
るように巻いて使用する。図示の目的のために、束４８
は、４本の細片４８ａ−４８ｂで、或は、１本のひもの
４重の環で構成されている状態が示されている。しか
し、特定の使用目的に必要とされる束のサイズに依っ
て、４以上または以下の環を使用することも可能であ
る。
【００３２】図１および図１１−１４において、一方方
向繊維補強材料は、断面が約１／８インチｘ１／４イン
チの長い細片かリボン４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ
に切断され、それらは共に覆われて束４８が形成され
る。４つの細片４８ａ−４８ｄは、覆い具７６の柱部７
４と７５の回りを覆って環を形成する。４つの細片は、
束４８を形成するために、単一材にまとめられる。細片
４８ａ−４８ｄは、柱部７４の回りに巻かれ、細片の端
部７７が、複合材レンチのハンドル部に位置するように
束４８の一部に置かれるようになる。細片４８ａ−４８
ｄの自由な方の端部７７は、細片材料の短い部分４８ｅ
によって、束にされる。図１２に示すように、４８ｅ
は、統合された細片上に螺旋状に覆われている。螺旋状
覆い部４８ｅは、端部７８を、覆い部の一番外側の曲り
角の下にたくし込んで、位置が維持される。４つの環
は、通常、横に並べて配置される。図１４に図示されて
いる通り、束帯４８の４８ｆの部分（ハンドルに含まれ
ている）は、通常、円形の断面図を持ち、約０．２５イ
ンチの直径を持つ。図１３に図示されている様に、覆い
具７６のピン７４と７５の回りにリボン４８ａ−４８ｄ
を被せる力ゆえに、箱状穴付き端部内に含まれている束
帯４８の４８ｇの部分は、通常、０．１５インチｘ０．
６５インチの長方形の断面を持つ。
【００３３】図４、５、および１０において、ブロック
８４では、束帯４８は、層４１−４６のダイ・カット部
の層４３と層４４の間に差し込まれている。工程のこの
段階は、層４１−４６を積み上げる間に行われる。即
ち、束帯は、層４４を層４３上に重ねる前に、層４３の
上に置かれる。一方方向繊維補強材料の細片または束帯
４８は、ダイ・カット部か、または、積み上げられた層
４１−４６の回りを囲むようにし、箱状穴付き端部に更
に補強を加えるように、層４３と４４との間に差し込ま
れる。図４（ｂ）部に示すように、細片または束帯４９
は、層４１−４６の積み重ねが行われている間に、層４
３の上に配置される。
【００３４】レンチ本体の層４１−４６が束帯４８と共
に積み重ねられた後、材料の分量である、成形用投入材
の重量が、鋳型空洞部５２を正しく満たすために必要な
レベルまで上げられる。これは、ダイカットの不揃い繊
維補強材料の一部分を加えて、完全な成形用投入材の重
量にすることによって行うことができる。即ち、層４１
−４６が束帯４８（および束帯４９）と共に積み重ねら
れた後、成形用投入材３４の重量が計られ、不揃い繊維
補強材料の一部分が、積み重ね部の上部に加えられる。
完全な層の最高の数は、常に、成形用投入部を満たすた
めにダイヤカット部から作られた部分的層を加える前
に、使用される。
【００３５】図６と図１０について更に説明すると、投
入材量がすべて統合された後、ブロック８５である次の
段階において、成形用投入材３４が、鋳型空洞部５２に
配置される。成形用投入材３４は、ピン５３と５４の上
に置かれ、鋳型空洞部５２の中に下され、図６に示され
るように、鋳型空洞部内に平らになるように配置され
る。一方方向補強材４８は、ピン５３と５４によって捉
えられ、正しい位置に維持される。
【００３６】図７と図１０において、鋳型５０は、閉位
置で操作されており、工程プロセスのブロック８６に示
されているように、複合材レンチを形成するために約８
分ほどの硬化時間の間、成形用投入材を熱と圧力に晒
す。成形温度は、華氏２５０度から３４０度の範囲であ
り、成形圧力は、５００ｐｓｉから１５００ｐｓｉの間
である。成形用投入材４０の形とサイズについての説明
の際に説明した成形用投入材の投入は、弱い編目を形成
するような強力な反対方向の流れが無いような一様のパ
ターンを持つ傾向にある。
【００３７】図８と図１０において、工程の次のプロセ
スであるブロック８７では、硬化時間の終りに、鋳型を
開位置に開き、エジェクター・スリーブ５６，５７とエ
ジェクター・バー５８を動かし、複合材レンチ１０が、
鋳型から取り外される。
【００３８】図１５において、本発明に従って製造され
た複合材レンチ１０のハンドル部１２の横断面図が示さ
れている。点線内の面９１は、連続一方方向繊維補強材
料の部分であり、それは、ハンドルの両方の外縁部に沿
っている。ハンドル１２の本体は、通常９２で示され
て、不揃い繊維補強材料を含む。レンチは、複合材料で
できた単一構造であり、図６に示すように６層４１−４
６を含んでいる。例えば、連続的一方方向繊維補強材料
の部分９１と、複合材の不揃い繊維補強材料の本体とが
一体になっている。
【００３９】図１６において、複合材レンチの箱状穴付
き端部１４の横断面を示してあり、図４（ｂ）部に示す
ように、連続一方方向繊維補強材料の束４９が、成形前
に箱状穴付き端部内に位置されてる時の、非連続不揃い
と連続一方方向の繊維補強材料の配布状態が示されてい
る。点線内の９４で示す場所は、一方方向連続繊維補強
材料であり、箱の内壁に沿って縦状の束として伸びてい
る。９５で示されている本体は、不揃い非連続補強材料
で形成される。
【００４０】本発明によって提供される複合材レンチ１
０は、同サイズのスチール製のレンチに相当する特性と
構造上の強度を備えている。本発明の原則に従って製造
された数個の３／４インチの複合材レンチの試験を行っ
た結果、以下の様の結果が得られた。 平均耐久度 ＝ ７９％ＡＮＳＩ耐久度（２８６０ ｉｎ．１ｂｓ．） 平均最高負荷＝１２８％ＡＮＳＩ耐久度（２８６０ ｉｎ．１ｂｓ．） 「耐久負荷」は、肉眼で認められる破損が起こる、最低
の負荷量として定義される。ＡＮＳＩ耐久度は、同じ開
きサイズのスチール製箱状レンチに要求される最低のト
ルク負荷である。
【００４１】
【発明の効果】従って、上記の説明で明らかな様に、本
発明によって、各種ガラス繊維補強プラスチック材料の
みで形成され、圧縮成形プロセスで製造される、複合材
レンチを提供することができる。レンチの本体に使用さ
れる材料は、不揃い繊維補強材料であり、理想的には、
多方向負荷の対処に特に適した、短く切った不揃い配向
ガラス繊維補強ビニール・エステル材料である。レンチ
は、更に、一方方向に向きが揃えられた連続繊維により
補強されるプラスチック材料で作られている、レンチの
周囲を囲む部分を含んでいる。この一方方向に向きが揃
えられた連続繊維により補強されたプラスチック材料
は、理想的には、レンチ構造内の局部的および直接的強
度と剛さの調節が可能な、一方方向に向きが揃えられた
連続ガラス繊維により補強されたビニール・エステル材
料である。レンチの全周辺の縁に沿って伸びる、一方方
向繊維補強材料は、成形工程の前に、本体内に配置され
る。本発明により提供される複合材レンチは、同サイズ
のスチール製レンチに相当する特性と構造上の強度を持
つ。更に、本発明の原則は、開端部レンチ、プライヤ
ー、ねじ回し、ラチェット、ソケットなどの他の手動工
具にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により提供される複合材両端ボックスレ
ンチの上平面図である。
【図２】図１に示すレンチの側面図である。
【図３】図１に示すレンチの端部の中に組み込まれる、
予め成形された六角形の挿入物の上平面図である。
【図４】成形物の中の部品材料の配置を示した、簡略化
した成形物の上平面図である。それらの部品材料は、本
発明に従って用意された複合材レンチのための繊維ガラ
スで補強された材料の投入分を形成する。
【図５】図４に示す成形物の側面図である。繊維ガラス
で補強された材料の投入分の層状の配置を示している。
【図６】圧縮成形機の簡略図であり、成形用投入材が、
成形作業前に、開いた鋳型の中に置かれている状態を示
している。
【図７】圧縮成形作業中に閉じている鋳型を示す。
【図８】成形作業が完了した後、複合材レンチを鋳型か
ら取り出している図である。
【図９】（ａ）部分は、成形用投入材を投入する以前
の、圧縮成形機を示す。成形用空洞部に配置された予め
成形された挿入物が示されている。（ｂ）部分は、成形
用投入材が、成形用空洞部の中で、予め成形された挿入
物の上に置かれている状態を示している。
【図１０】本発明の複合材レンチを製造するための工程
の各段階を示す、工程フローチャトである。
【図１１】図４に示す通りのレンチ核の周囲を囲むよう
に伸びている束を形成するための、覆い具のピンの回り
を覆う、複数の連続的一方方向繊維補強材料の細片を示
す。
【図１２】一方方向繊維補強材料の束の上平面図であ
る。
【図１３】図１２の１３−１３の線に沿った、縦断面図
である。
【図１４】図１２の１４−１４の線に沿った、縦断面図
である。
【図１５】複合材レンチのハンドル部の横断面図で、非
連続、不揃い繊維補強材料と、連続的一方方向繊維補強
材のハンドル部での配置を示している。
【図１６】複合材レンチ４の端部の横断面図で、非連続
不揃い繊維補強材料と、連続的一方方向繊維補強材の端
部内の配置を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール エム．マックメイヤー アメリカ合衆国ウィスコンシン州ラシ ン，パインウッド コート ８ (56)参考文献 特開 昭62−181877（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−123869（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 向きが揃えられていない非連続的ガラス
    繊維により補強されたプラスチック工具本体と、 プラスチック工具本体の周囲の少なくとも一部に接して
    延びる、向きが揃えられた連続的ガラス繊維により補強
    されたプラスチック部分と、 を有する、非金属手動工具。
  2. 【請求項２】 前記プラスチック工具本体が、向きが揃
    えられていない非連続的ガラス繊維を含む複数のプラス
    チック層を圧縮加熱することにより形成される、請求項
    １に記載される非金属手動工具。
  3. 【請求項３】 手動工具の本体を構成する、向きが揃え
    られていない非連続的ガラス繊維を含む複数のプラスチ
    ック層を積み重ねる段階と、 向きが揃えられた連続的ガラス繊維補強材料を、向きが
    揃えられていない非連続的ガラス繊維を含む積み重ねら
    れた複数のプラスチック層に隣接して配置する段階と、 向きが揃えられていない非連続的ガラス繊維を含む積み
    重ねられた複数のプラスチック層と、それに隣接して配
    置される向きが揃えられた連続的ガラス繊維補強材料と
    を、熱と圧力に晒す段階と、 を有する、複合材手動工具の製造方法。
  4. 【請求項４】 向きが揃えられた連続的ガラス繊維補強
    材料は、向きが揃えられた連続的ガラス繊維補強材料の
    複数の細片により構成される、請求項３に記載の複合材
    手動工具の製造方法。
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