JP2987560B2 - 繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方法、及び該製造方法で作成される機械部材、 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繊維強化プラスチ
ック製の機械部材の製造方法、及び該製造方法によって
製造し得る繊維強化プラスチック製の機械部材に関する
ものであり、より詳しくは、繊維強化プラスチック製の
機械部材に補強素材として含有せしめた補強繊維が、当
該機械部材の中心部を中心とする略渦巻状に配向されて
いるところに構成特徴を有する繊維強化プラスチック製
の機械部材、及びその製造方法に関するものである。

【０００２】この明細書において、繊維強化プラスチッ
ク製の機械部材とは、スペーサー、インシュレータ、ガ
スケット、スラストワッシャ、ギヤー、ボビン、ピスト
ン部材、シリンダー部材、プーリー、ポンプ部材、軸受
け、その他これらに類するものをすべて含む広い意味の
概念である。但し以下では、便宜上、主としてスラスト
ワッシャを例に挙げて説明する。

【０００３】

【従来の技術】例えば、樹脂製のスラストワッシャは、
トランスミッションのリテーナとミッションケースとの
間に摺動材として用いられるために、摺動性と寸法精
度、強度が要求される。

【０００４】従来、かかるスラストワッシャの製造方法
として、フェノール樹脂とガラス繊維、アラミド繊維
等の補強繊維とカーボン粉末を混合混練して粒状にした
成形材料を得、この成形材料を射出成形して所定のドー
ナツ形状のスラストワッシャとする方法、アスベスト
紙等のシート状の基材にフェノール樹脂ワニスを含浸乾
燥して、含浸させた熱硬化性樹脂を半硬化状態（Ｂステ
ージ）としたプリプレグを作り、ついで、このプリプレ
グをスラストワッシャのドーナツ形状に打抜き所定の厚
さになるように重ねて加熱加圧成形する方法があった。
前記の方法にあっては、摺動性をもたせるべく樹脂ワ
ニスにカーボン粉末を添加してシート状基材への含浸を
行ないたいのが、カーボン粉末が樹脂ワニスに均一に分
散しないので、カーボン粉末を添加して実施することが
できなかった。

【０００５】 一方、特公平７−２０６８１号公報、
特開平５−７８５００号公報において開示されたスラス
トワッシャの製造方法があり、そのフローチャートを図
３に示す。図３において、この製造方法は、熱硬化性樹
脂粉末と補強繊維とカーボン粉末を必須成分としてこれ
らを液中に分散させて抄造し、得られる抄造シートを所
定の厚さになるように重ねて多層シート状の成形材料と
し、ついで、ドーナツ形状に打ち抜き加工を施し、そし
て、加熱加圧成形（直圧成形）するスラストワッシャの
製造方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の製造方法には、補強繊維をフェノール樹脂と混合混練
して成形材料とするとき、補強繊維が折れたり切れて短
くなってしまうため、当初期待した通りの強度をもつ成
形品を得難いという問題があった。さらに、射出成形を
行なうとき、成形機のシリンダのスクリューや金型のゲ
ートで補強繊維が切断されるため、強度の低下が大きく
なるという問題があった。そして、射出成形では、補強
繊維が配向して成形品の強度に方向性ができてしまうと
か、ドーナツ形状の成形を行なうのでウエルドが発生し
やすく、ウエルドが発生した部分では強度が低下して割
れやすい等の問題もあった。

【０００７】前記の製造方法には、長尺のシート状基
材にフェノール樹脂ワニスを含浸乾燥し移送する工程
で、シート状基材には張力がかけられており、この張力
が歪みとしてプリプレグに残ったまま成形を行なってい
るため、成形したスラストワッシャに反りやねじれの変
形が発生しやすいという問題があった。また、強度は保
持しているものの、カーボン粉末のごとき滑り剤を添加
していないことから摺動性が悪いという問題があった。

【０００８】前記の製造方法には、抄造シートを所定
の厚さになるように重ねて多層シート状の成形材料と
し、この成形材料をドーナツ形状に打ち抜き加工（所謂
板取り加工）をするから、これらの作業がまことに面倒
でその作業性が悪いことに加えて、多層シート状の成形
材料のロスが多く、かかる無駄をなくすために一般には
再抄造する作業が必要となるという問題があった。

【０００９】本発明は上述した事情に鑑みなされたもの
であって、特には、抄造してなるシート状の素材を巻取
って得た成形材料の一部ないし全部が所定形状に加熱加
圧成形される工程を経て作成される繊維強化プラスチッ
ク製の機械部材であって、該繊維強化プラスチック製の
機械部材に補強素材として含まれる補強繊維が、当該機
械部材の中心部を中心とする略渦巻状に配向されている
ところに構造特徴を有する繊維強化プラスチック製機械
部材、及びその製造方法を提供して、叙上の諸問題を解
消しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に採った、請求項１の発明の要旨とするところは、補強
繊維で強化したプラスチック製の機械部材の製造方法に
おいて、抄造してなるシート状の素材を巻取って得た成
形材料を金型に移し所定形状に加熱加圧成形する工程を
有し、前記補強繊維を前記機械部材の中心部を中心とす
る略渦巻状に配向せしめることを特徴とする前記機械部
材の製造方法にあり、請求項２の発明の要旨とするとこ
ろは、前記成形材料が シート状に抄造されつつ巻取ら
れてなることを特徴とする請求項１記載の繊維強化プラ
スチック製の機械部材の製造方法にある。請求項１又は
２の製造方法は、抄造してなるシート状の素材を巻取っ
てロール状の成形材料とされ、その一部ないし全部を金
型に移し、金型内にて上下方向に加熱加圧成形する工程
を有し、前記補強繊維を前記機械部材の中心部を中心と
する略渦巻状に配向せしめるように構成されているか
ら、シート状の素材として若しくは巻取ったロール状の
成形材料としての連続生産が可能となり、生産効率の向
上が図れ、しかも、精度の高い当該機械部品を作成でき
る。特に、請求項１の製造方法は、抄造してなるシート
状の素材を別途作成して保管し、必要に応じてこれを巻
取ってロール状の成形材料とすることができる。すなわ
ち、生産調整が可能となる。

【００１１】また、シート状基材に樹脂ワニスを含浸乾
燥する場合のように張力が働いておらず、得られた成形
材料に歪みが残らない。また、補強繊維が従来の混合混
練の場合のように外力で折れることがないから、初期の
繊維長を殆どそのまま保たせることができる。すなわ
ち、補強繊維が切断されるため、強度の低下が大きくな
るとか、射出成形のように補強繊維が配向して成形品の
強度に方向性ができてしまうとか、ドーナツ形状の成形
を行なうのでウエルドが発生しやすく、ウエルドが発生
した部分では強度が低下して割れやすいとか、という従
来の製造方法の具有する諸問題が解消できる。

【００１２】また、補強繊維を当該機械部材の中心部を
中心とする略渦巻状に配向させることができる。すなわ
ち、例えばスラストワッシャに含まれる補強繊維の全て
を、スラストワッシャの半径方向に配向させることがで
き、反りやねじれの変形が発生し難く、また、強度の方
向性や変形がなくなるとともにウエルドが発生し難く、
ウエルドが発生した部分で強度が低下することがなく、
したがって割れ難い。

【００１３】また、当該機械部材がスラストワッシャで
ある場合にはその摺動面の摺動性により優れ、当該機械
部材が例えばピストンの外筒である場合には外筒内面の
滑動性により優れる等の格別顕著な機能を確保できる。

【００１４】さらにまた、前記成形材料を打抜き加工し
て使用する場合とは異なり、打抜き屑が発生しないか
ら、従来のように、打抜き屑を液中に浸漬してほぐし、
再度抄造する必要がない。すなわち、成形材料を無駄な
く利用できるとともに、かかる面倒な作業を省ける。す
なわち、人件費の低減が図れるとともに、生産性の向上
が図れ、機械部材の製造コストの低減が図れ、廉価な当
該機械部材を提供できる。

【００１５】請求項３の発明の要旨とするところは、前
記繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方法におい
て、前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強繊維を主成分
として形成され、加熱加圧成形されることを特徴とする
請求項１又は２に記載の繊維強化プラスチック製の機械
部材の製造方法にあり、請求項１又は２の製造方法が具
有する作用に加えて、特に、熱硬化性樹脂と補強繊維が
主成分として成形され、加熱加圧成形されるため、硬度
が高く、機械的強度の向上した当該機械部材が簡便且つ
確実に製造できる。

【００１６】請求項４の発明の要旨とするところは、前
記繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方法におい
て、前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強繊維と滑り剤
とを主成分として成形され、加熱加圧成形されることを
特徴とする請求項１又は２に記載の繊維強化プラスチッ
ク製の機械部材の製造方法にあり、請求項５の発明の要
旨とするところは、 前記滑り剤が、カーボン粉末、カ
ーボン繊維、ふっ素樹脂粉末、ふっ素樹脂チップ、又は
チタン酸カリウムウイスカのうちのいずれかであること
を特徴とする請求項４記載の繊維強化プラスチック製の
機械部材の製造方法にあり、請求項１〜３いずれかの製
造方法が具有する作用に加えて、特に、滑り剤（摺動
剤、滑動剤）が主成分として含まれているため、請求項
３の製造方法によるも、さらに摺動性や滑動性に優れた
当該機械部材が簡便かつ確実に製造できる。

【００１７】請求項６発明の要旨とするところは、前記
繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方法におい
て、前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、又はジアリルフタレート樹脂のうちいずれかである
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の繊維
強化プラスチック製の機械部材の製造方法にあり、請求
項３〜５の繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方
法と、実質的に同一の作用を奏する。

【００１８】請求項７の発明の要旨とするところは、前
記繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方法におい
て、前記加圧成形又は加熱加圧成形済みの成形材料が、
所望する寸法形状に切断され、必要ならばついで研磨さ
れることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方法にあり、
この方法によれば、請求項１〜６いずれかの製造方法が
具有する作用に加えて、特に、前記加圧成形又は加熱加
圧成形済みの成形材料が、所望する寸法形状に切断さ
れ、必要ならばついで研磨される構成であるため、請求
項１〜６の製造方法によるも、さらに摺動性や滑動性に
優れた当該機械部材が確実に製造できる。

【００１９】請求項８の発明の要旨とするところは、前
記繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方法におい
て、前記機械部材が、スペーサー、インシュレータ、ガ
スケット、スラストワッシャ、ギヤー、ボビン、ピスト
ン部材、シリンダー部材、プーリー、ポンプ部材、軸受
け、その他これらに類するものからなる群より選択され
たいずれかであることを特徴とする請求項１〜７のいず
れかに記載の繊維強化プラスチック製の機械部材の製造
方法にあり、高品質のこれら繊維強化プラスチック製の
機械部材を、廉価に提供できる。

【００２０】次に、請求項９の発明の要旨とするところ
は、補強繊維で強化したプラスチック製機械部材であっ
て、抄造してなるシート状の素材を巻取って得た成形材
料を金型に移し所定形状に加熱加圧成形する工程を経て
製造されており、前記補強繊維が機械部材の中心部を中
心とする略渦巻状に連続して配向されていることを特徴
とする繊維強化プラスチック製の機械部材にあり、請求
項１０の発明の要旨とするところは、前記成形材料が
シート状に抄造されつつ巻取られてなることを特徴とす
る請求項７記載の繊維強化プラスチック製の機械部材に
ある。

【００２１】請求項９又は１０の機械部材は、抄造して
なるシート状の素材を巻取ってロール状の成形材料と
し、その一部ないし全部を金型に移し、該金型内にて上
下方向に加熱加圧成形して製造されたものであるから、
シート状の素材として若しくは巻取ったロール状の成形
材料としての連続生産が可能となり、生産性の向上が図
れる。特に、請求項９の製造方法によれば、抄造してな
るシート状の素材を別途作成して保管し、必要に応じて
これを巻取ったロール状の成形材料とすることができる
ため、当該機械部材の生産調整が極めて容易である。

【００２２】また、シート状基材に樹脂ワニスを含浸乾
燥する場合のように張力が働いておらず、得られた成形
材料に歪みが残らず、また、補強繊維が従来の混合混練
の場合のように外力で折れることがないから、初期の繊
維長を殆どそのまま保持させることができる。すなわ
ち、補強繊維が切断されることが原因となって、強度の
低下が大きくなるとか、射出成形のように補強繊維が配
向して成形品の強度に方向性ができてしまうとか、ドー
ナツ形状の成形を行なうのでウエルドが発生しやすく、
ウエルドが発生した部分では強度が低下して割れやすい
とか、という従来の製造方法により製造された当該機械
部材の具有する諸問題を解消した機械部材が提供でき
る。

【００２３】また、成形材料の中心部を中心とする略渦
巻状若しくは状に、補強繊維を配向させることができ
る。言い換えれば、例えばスラストワッシャに含まれる
補強繊維の全てを、スラストワッシャの半径方向に配向
させることができる。すなわち、反りやねじれの変形が
発生し難く、また、強度の方向性や変形がなくなるとと
もにウエルドが発生し難く、ウエルドが発生した部分で
強度が低下することがなくしたがって割れ難く、しか
も、精度の高い当該機械部材が提供できる。 特に、前
記機械部材がスラストワッシャである場合には、補強繊
維の全てがスラストワッシャの半径方向に配向れている
から、摺動面の摺動性に優れ、また、前記機械部材が例
えばピストンの外筒である場合には、例えば外筒内面
が、抄造された一枚の同一シート状の基材で構成される
こととなるからその滑動面での滑動性に優れる、などの
様々な優れた機能を有する機械部材が提供できる。

【００２４】さらにまた、前記成形材料を打抜き加工し
て使用する場合とは異なり、打抜き屑が発生しないか
ら、従来のように、打抜き屑を液中に浸漬してほぐし、
再度抄造する必要がない。すなわち、成形材料を無駄な
く利用できるとともに、かかる面倒な作業を省ける。す
なわち、人件費の低減が図れ、生産性の向上が図れ、廉
価な機械部材が提供できる。

【００２５】請求項１１の発明の要旨とするところは、
前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強繊維とを主成分と
して形成され、加熱加圧成形されていることを特徴とす
る請求項９又は１０に記載の繊維強化プラスチック製の
機械部材にあり、請求項９又は１０の機械部材が具有す
る作用に加えて、特に、熱硬化性樹脂と補強繊維を主成
分として形成され、加熱加圧成形されるため、当該機械
部材を簡便且つ確実に製造でき、かつ強度の向上が図れ
る。

【００２６】請求項１２の発明の要旨とするところは、
前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強繊維と滑り剤とを
主成分として成形され、加熱加圧成形されていることを
特徴とする請求項９又は１０に記載の繊維強化プラスチ
ック製の機械部材にあり、請求項１３の発明の要旨とす
るところは、前記滑り剤（摺動剤、滑動剤）が、カーボ
ン粉末、カーボン繊維、ふっ素樹脂粉末、ふっ素化樹脂
チップ、又はチタン酸カリウムウイスカのうちのいずれ
かであることを特徴とする請求項１２記載の繊維強化プ
ラスチック製の機械部材にあり、請求項９〜１１いずれ
かの機械部材が具有する作用に加えて、特に、カーボン
粉末、カーボン繊維、ふっ素樹脂粉末、ふっ素化樹脂チ
ップ、又はチタン酸カリウムウイスカのごとき滑り剤
（摺動剤、滑動剤）が主成分として含まれているため、
請求項１１の機械部材よりも、さらに摺動性や滑動性に
優れた当該機械部材が提供できる。

【００２７】請求項１４の発明の要旨とするところは、
前記繊維強化プラスチック製の機械部材において、前記
熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、又は
ジアリルフタレート樹脂のうちいずれかであることを特
徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の繊維強化
プラスチック製の機械部材にあり、請求項１１〜１３の
いずれかに記載の繊維強化プラスチック製の機械部材と
実質的に同一の、摺動性や滑動性に優れた当該機械部材
が提供できる。

【００２８】請求項１５の発明の要旨とするところは、
前記加圧成形又は加熱加圧成形済みの成形材料が、所望
する寸法形状に切断され、必要ならばついで研磨されて
なることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載
の繊維強化プラスチック製の機械部材にあり、この機械
部材は、請求項９〜１４いずれかの機械部材が具有する
作用に加えて、特に、前記加圧成形又は加熱加圧成形済
みの成形材料が、所望する寸法形状に切断され、必要な
らばついで研磨されているため、請求項９〜１４の機械
部材よりも、さらに摺動性や滑動性に優れた当該機械部
材を、高精度、高品質で提供できる。

【００２９】請求項１６の発明の要旨とするところは、
前記繊維強化プラスチック製の機械部材が、スペーサ
ー、インシュレータ、ガスケット、スラストワッシャ、
ギヤー、ボビン、ピストン部材、シリンダー部材、プー
リー、ポンプ部材、軸受け、その他これらに類するもの
からなる群より選択されたいずれかであることを特徴と
する請求項９〜１５のいずれかに記載の繊維強化プラス
チック製の機械部材にあり、高品質のこれら繊維強化プ
ラスチック製の機械部材を、廉価に提供できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施例
に基づいて詳細に説明する。本発明に係る方法を実施す
るにあたり、フェノール樹脂粉末の粒径は、１〜１００
μｍが適当であるが、抄造するときに分散させることが
できれば特に限定するものではなく、フェノール樹脂に
代えて、エポキシ樹脂若しくはジアリルフタレート樹脂
のごとき熱硬化性樹脂を使用できる。補強繊維は、ガラ
ス繊維、アラミド繊維等である。滑り剤としてカーボン
粉末を使用する場合のカーボン粉末の粒径は、１〜５０
μｍが適当であるが、抄造するときに分散させることが
できれば特に限定するものではなく、カーボン粉末に代
えて、カーボン繊維、ふっ素樹脂粉末、ふっ素樹脂粉
末、ふっ素化樹脂チップのごとき他の滑り剤を使用して
も構わない。抄造に際しては、他の充填材や添加剤を適
宜配合してもよい。

【００３１】実施例１ 図１は、本発明のスラストワッシャの製造方法を示すフ
ローチャートであり、図２（ａ）及び図２（ｂ）は、こ
の製造方法で作成されたスラストワッシャーの概略平面
図であり、摺動面における強化繊維の配向が模式的に示
されている。

【００３２】フェノール樹脂粉末（粒径１〜２０μｍ）
とガラス繊維（径９μｍ、繊維長６ｍｍ）とアラミド繊
維（径５〜２０μｍ、繊維長２ｍｍ）とカーボン粉末
（粒径１〜２０μｍ）を重量比で３５／２０／１０／３
５の割合で水に分散させ、これを抄造してシート状の基
材とし直ちにロール状に巻取って成形材料とした。

【００３３】次に、この成形材料を所定サイズの金型内
に移し、上下方向から圧力７００ｋｇ／ｃｍ²以上で抑
圧したままの状態で、２００℃で１０分間、加熱加圧成
形（直圧成形）を施し、ついで、室温に戻した後、カッ
ターで切断してドーナツ形状とし、さらに表面全体を研
磨して、外径７０ｍｍ、穴径５６ｍｍ、厚さ３ｍｍスラ
ストワッシャとした。その特性を表１に示す。

【００３４】実施例１の製造方法にあっては、抄造して
なるシート状の素材を直ちに巻取ってロール状の成形材
料とし、その一部ないし全部が、所定形状に加圧成形さ
れる構成であるから、この成形材料を連続的に生産でき
るので、生産効率の向上が図れる。

【００３５】また、シート状基材に樹脂ワニスを含浸乾
燥する場合のように張力が働いておらず、得られた成形
材料に歪みが残らない。また、補強繊維は、初期の繊維
長を殆どそのまま保っているから、補強繊維の切断によ
る強度の低下が大きくなるとか、射出成形のように補強
繊維が配向して成形品の強度に方向性ができてしまうと
か、ドーナツ形状の成形を行なうのでウエルドが発生し
やすく、ウエルドが発生した部分では強度が低下して割
れやすいとか、という従来の製造方法の具有する諸問題
が解消できる。

【００３６】また、補強繊維を当該機械部材の中心部を
中心とする略渦巻状若しくは状に配向させることができ
る。すなわち、例えばスラストワッシャに含まれる補強
繊維の全てを、スラストワッシャの半径方向に配向させ
ることができ、反りやねじれの変形が発生し難く、ま
た、強度の方向性や変形がなくなるとともにウエルドが
発生し難く、ウエルドが発生した部分で強度が低下する
ことがなく、したがって割れ難い。

【００３７】また、当該機械部材がスラストワッシャで
ある場合にはその摺動面の摺動性に優れ、当該機械部材
が例えばピストンの外筒である場合には外筒内面の滑動
性に優れる等の優れた機能を確保できる。

【００３８】さらにまた、前記成形材料を打抜き加工し
て使用する場合とは異なり、打抜き屑が発生しないか
ら、従来のように、打抜き屑を液中に浸漬してほぐし、
再度抄造する必要がない。すなわち、成形材料を無駄な
く利用できるとともに、かかる面倒な作業を省ける。す
なわち、人件費の低減が図れるとともに、生産性の向上
が図れ、機械部材の製造コストの低減が図れ、廉価な当
該機械部材を提供できる。

【００３９】特に、熱硬化性樹脂と補強繊維とカーボン
粉末が主成分として成形され、加熱加圧成形されている
ので、硬度が高く、機械的強度に優れるとともに、摺動
性や滑動性に優れた当該機械部材が簡便かつ確実に製造
できる。また、加圧成形又は加熱加圧成形済みの成形材
料を所望する寸法形状に切断し、ついで研磨されると、
さらに摺動性や滑動性に優れた当該機械部材を、確実に
製造できるから、好ましい。

【００４０】すなわち、高品質のこれら繊維強化プラス
チック製の機械部材を、廉価に製造でき、提供できる。

【００４１】実施例２ フェノール樹脂粉末（粒径１〜２０μｍ）とガラス繊維
（径９μｍ、繊維長６ｍｍとアラミド繊維（径５〜２０
μｍ、繊維長２ｍｍ）を重量比で４０／５０／１０の割
合で水に分散させ、これを抄造してシートの基材とし、
このシート状の基材を乾燥して水分を除去した。尚、こ
の乾燥は、フェノール樹脂の硬化反応が進まない温度範
囲（常温）で行なった。ついで、水分を除去したシート
状の基材を、ロール状に巻取って外径７０ｍｍ、穴径５
６ｍｍの中空の成形材料とした後、以下実施例１と同様
に処理した。その特性を表１に示す。

【００４２】この実施例２の製造方法及び該製造方法に
よって作成された機械部材の具有する作用効果は、前記
実施例１の具有する作用効果に加えて、抄造してなるシ
ート状の素材を別途作成して保管し、必要に応じてこれ
を巻取ったロール状の成形材料とすることができるた
め、小ロットの製造に好都合となるとともに、生産調整
が極めて容易になるという優れた作用効果が得られる。
他の作用効果は、前記実施例１と実質的に同様であるか
ら、繰り返し述べない。

【００４３】従来例１ 長尺のアスベスト紙を移送しながらフェノール樹脂ワニ
スを含浸乾燥し、樹脂含有量４５重量％のプリプレグと
した。外径６８ｍｍ、穴径５８ｍｍのドーナツ形状に打
抜いた前記プリプレグを１７枚重ねて加熱加圧成形し、
実施例１と同寸法のスラストワッシャとした。その特性
を表１に示す。本例では、フェノール樹脂ワニスの含浸
性の問題から薄いアスベスト紙を使用しており、実施例
と同一厚さの成形品を得るためにプリプレグを多数枚重
ねて成形している。

【００４４】従来例２ フェノール樹脂とガラス繊維（径９μｍ、繊維長６ｍ
ｍ）とアラミド繊維（径５〜２０μｍ、繊維長２ｍｍ）
とカーボン粉末（粒径１〜２０μｍ）を従来例１と同じ
配合割合で混合混練し、粒状の成形材料とした。これを
射出成形して実施例１と同寸法のスラストワッシャとし
た。その特性を表１に示す。尚、この場合、穴形成部分
にウエルドが発生した。

【００４５】従来例３ フェノール樹脂粉末（粒径１〜２０μｍ）とガラス繊維
（径９μｍ、繊維長６ｍｍとアラミド繊維（径５〜２０
μｍ、繊維長２ｍｍ）とカーボン粉末（粒径１〜２０μ
ｍ）を重量比で３５／２０／１０／３５の割合で水に分
散させ、これを抄造してシート状の成形材料とした。抄
造後に乾燥して水分を除去した成形材料は、厚さ６ｍ
ｍ、坪量１４５０ｇ／ｃｍ²である。尚、前記乾燥は、
フェノール樹脂の硬化反応が進まない温度範囲（常温）
で行なった。この成形材料を外径６８ｍｍ、穴径５８ｍ
ｍのドーナツ形状に打抜き加工したものを３枚重ねて加
熱加圧成形（直圧成形）し、外径７０ｍｍ、穴径５６ｍ
ｍ、厚さ３ｍｍのスラストワッシャとした。図２（ｃ）
及び図２（ｄ）は、この製造方法で作成されたスラスト
ワッシャーの概略平面図であり、摺動面における強化繊
維の配向が模式的に示されている。

【００４６】従来例４ フェノール樹脂粉末（粒径１〜２０μｍ）とガラス繊維
（径９μｍ、繊維長６ｍｍ）とアラミド繊維（径５〜２
０μｍ、繊維長２ｍｍ）を重量比で４０／５０／１０の
割合で水に分散させ、これを抄造してシート状の成形材
料とした。抄造後に乾燥して水分を除去した成形材料
は、厚さ６ｍｍ、坪量１５５０ｇ／ｃｍ²である。この
成形材料を外径６８ｍｍ、穴径５８ｍｍに打抜き加工し
たものを芯層とし、実施例１で使用した成形材料を両表
面層として加熱加圧成形により、外径７０ｍｍ、穴径５
６ｍｍ、厚さ３ｍｍのスラストワッシャとした。

【００４７】但し、従来例１〜４のスラストワッシャの
特性は、前記特開平５−７８５００号公報に記載のスラ
ストワッシャの製造方法によって製造されたものと同一
であるから、特開平５−７８５００号公報に記載の数値
がそれぞれ引用されている。

【００４８】 表１ 実施例 従来例 １ ２ １ ２ ３ ４ (1 )シャルピー衝撃強度 縦 4.6 7.6 5.0 4.5 4.5 7.5 （kg/cm/cm²） 横 4.6 7.6 4.8 2.5 4.5 7.5 (2)反り （mm） 0.03 0.03 1.5 0.5 0.1 0.1 (3)摩擦係数 0.10 0.12 0.25 0.11 0.11 0.11

【００４９】表１において、反りは定盤上にスラストワ
ッシャを置き、その縁の定盤からの浮き上がり量を隙間
ゲージで測定した。

【００５０】ところで、上述した各実施例の機械部材の
製造方法及び該製造方法によって作成された機械部材
は、本発明の代表的な実施態様として述べたものであ
り、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本
発明を実施する場合には、例えばスラストワッシャの寸
法形状等を設計変更するとか等、この発明の趣旨から逸
脱しない範囲で適宜設計変更して実施できる。そして、
叙上で定義した如く、本発明で云う繊維強化プラスチッ
ク製の機械部材とは、実施例で示したスラストワッシャ
以外、スペーサー、インシュレータ、ガスケット、ギヤ
ー、ボビン、ピストン部材、シリンダー部材、プーリ
ー、ポンプ部材、軸受け、その他これらに類するものを
すべて含む広い意味の概念であることを再度確認する。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の繊維強化プ
ラスチック製の機械部材の製造方法はいずれも、これら
機械部材に補強素材として含まれる補強繊維が、当該機
械部材の中心部を中心とする略渦巻状に連続して配向さ
れているところに構造特徴を有する繊維強化プラスチッ
ク製機械部材を製造するための方法であるから、つぎに
示す優れた作用効果が得られる。

【００５２】(1) 前記成形材料は、抄造されたシート基
材の巻取りにより作られているから、シート状基材に樹
脂ワニスを含浸乾燥する場合のように張力が働いていな
いから、得られた成形材料に歪みが残っていない。そし
て、前記成形材料は、補強繊維の繊維長も当所の長さを
保持したまま、均一の厚さ寸法となるように作成するこ
とができるから、寸法精度に極めて優れる。また、補強
繊維の切断による強度の低下が大きくなるとか、射出成
形のように補強繊維が配向して成形品の強度に方向性が
できてしまうとか、ドーナツ形状の成形を行なうのでウ
エルドが発生しやすく、ウエルドが発生した部分では強
度が低下して割れやすいとか、という従来の製造方法の
具有する諸問題の全てが解消できる。

【００５３】(2) 前記補強繊維は、初期の繊維長を殆ど
そのまま保たせたままの状態で、各成形材料の軸心を中
心とする略渦巻状に配向できるために、成形後に成形品
内部に歪みが残らないから変形が小さく、かつ、強度の
大きな機械部材を製造でき、提供できる。

【００５４】(3) つぎに、成形材料を打抜き加工して使
用する従来技術とは異なり、打抜き屑が発生しないか
ら、打抜き屑を液中に浸漬してほぐし、再度抄造する必
要がない。したがって、かかる面倒な作業を省け、人件
費の低減が図れるとともに、生産性の向上が図れるか
ら、当該機械部材の製造コストの低減が図れ、廉価な当
該機械部材を提供できる。

【００５５】(4) 前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強
繊維とを主成分として成形されている場合には、硬度が
高く、機械的強度に優れ、摺動性や滑動性に優れた当該
機械部材を、簡便かつ確実に製造でき、提供できる。そ
して、前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強繊維とカー
ボン粉末のごとき滑り剤とを主成分として作成されて場
合には、滑り剤が含まれているので、例えば、当該機械
部材がスラストワッシャである場合には、摺動面の摺動
性に優れたスラストワッシャを廉価、簡便且つ確実に製
造し、提供できる。また、当該機械部材が例えばピスト
ンの外筒である場合には、滑動性に優れた外筒内面を有
するピストンの外筒を廉価、簡便且つ確実に製造し、提
供できる。特に、加圧成形又は加熱加圧成形済みの成形
材料を所望する寸法形状に切断し、ついで研磨すると、
さらに摺動性や滑動性に優れた当該機械部材を、製造で
き提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の機械部材（スラストワッシ
ャ）の製造方法を示すフローチャートである。

【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は本発明の製造方法
で作成されたスラストワッシャーの摺動面を示す平面図
であり、図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、従来例３、４の
製造方法で作成されたスラストワッシャーの摺動面を示
す平面図である。各図には、摺動面における強化繊維の
配向がそれぞれ模式的に示されている。

【図３】図３は、従来の（特開平５−７８５００号公報
記載の）スラストワッシャの製造方法を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１０…本発明のスラストワッシャ １０’…従来のスラストワッシャ ２０…強化繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 7:00 31:00 (56)参考文献 特開 平７−88866（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−157690（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−240324（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−241729（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−252537（ＪＰ，Ａ) 特表 昭55−500124（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 70/10 B29D 31/00 B29C 43/40 B29C 43/52

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】補強繊維で強化したプラスチック製機械部
   材の製造方法において、 抄造してなるシート状の素材を巻取って得た成形材料を
   金型に移し所定形状に加熱加圧成形する工程を有し、 前記補強繊維を前記機械部材の中心部を中心とする略渦
   巻状に配向せしめることを特徴とする繊維強化プラスチ
   ック製の機械部材の製造方法 。
2. 【請求項２】 前記成形材料が シート状に抄造されつ
   つ巻取られてなることを特徴とする請求項１記載の繊維
   強化プラスチック製の機械部材の製造方法。
3. 【請求項３】前記繊維強化プラスチック製の機械部材の
   製造方法において、 前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強繊維を主成分とし
   て形成され、加熱加圧成形されることを特徴とする請求
   項１又は２に記載の繊維強化プラスチック製の機械部材
   の製造方法。
4. 【請求項４】 前記繊維強化プラスチック製の機械部材
   の製造方法において、 前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強繊維と滑り剤とを
   主成分として成形され、加熱加圧成形されることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の繊維強化プラスチック製
   の機械部材の製造方法。
5. 【請求項５】前記滑り剤が、カーボン粉末、カーボン繊
   維、ふっ素樹脂粉末、ふっ素樹脂チップ、又はチタン酸
   カリウムウイスカのうちのいずれかであることを特徴と
   する請求項４記載の繊維強化プラスチック製の機械部材
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記繊維強化プラスチック製の機械部材
   の製造方法において、 前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
   又はジアリルフタレート樹脂のうちいずれかであること
   を特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の繊維強化
   プラスチック製の機械部材の製造方法。
7. 【請求項７】 前記繊維強化プラスチック製の機械部材
   の製造方法において、 前記加熱加圧成形済みの成形材料が、所望する寸法形状
   に切断され、必要ならばついで研磨されることを特徴と
   する請求項１〜６のいずれかに 記載の繊維強化プラス
   チック製の機械部材の製造方法。
8. 【請求項８】 前記繊維強化プラスチック製の機械部材
   の製造方法において、 前記機械部材が、スペーサー、インシュレータ、ガスケ
   ット、スラストワッシャ、ギヤー、ボビン、ピストン部
   材、シリンダー部材、プーリー、ポンプ部材、軸受け、
   その他これらに類するものからなる群より選択されたい
   ずれかであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか
   に記載の繊維強化プラスチック製の機械部材の製造方
   法。
9. 【請求項９】補強繊維で強化したプラスチック製機械部
   材であって、 抄造してなるシート状の素材を巻取って得た成形材料を
   金型に移し所定形状に加熱加圧成形する工程を経て製造
   されており、 前記補強繊維が、前記機械部材の中心部を中心とする略
   渦巻状に連続して配向されている ことを特徴とする繊維
   強化プラスチック製の機械部材。
10. 【請求項１０】前記成形材料が シート状に抄造されつ
    つ巻取られてなることを特徴とする請求項９記載の繊維
    強化プラスチック製の機械部材。
11. 【請求項１１】 前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強
    繊維とを主成分として形成され、加熱加圧成形されてい
    ることを特徴とする請求項９又は１０に記載の繊維強化
    プラスチック製の機械部材。
12. 【請求項１２】 前記成形材料が、熱硬化性樹脂と補強
    繊維と滑り剤とを主成分として成形され、加熱加圧成形
    されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の
    繊維強化プラスチック製の機械部材。
13. 【請求項１３】 前記滑り剤が、カーボン粉末、カーボ
    ン繊維、ふっ素樹脂粉末、ふっ素樹脂チップ、又はチタ
    ン酸カリウムウイスカのうちのいずれかであることを特
    徴とする請求項１２記載の繊維強化プラスチック製の機
    械部材。
14. 【請求項１４】 前記繊維強化プラスチック製の機械部
    材において、 前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
    又はジアリルフタレート樹脂のうちいずれかであること
    を特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の繊維
    強化プラスチック製の機械部材。
15. 【請求項１５】 前記加熱加圧成形済みの成形材料が、
    所望する寸法形状に切断され、必要ならばついで研磨さ
    れてなることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに
    記載の繊維強化プラスチック製の機械部材。
16. 【請求項１６】前記繊維強化プラスチック製の機械部材
    が、スペーサー、インシュレータ、ガスケット、スラス
    トワッシャ、ギヤー、ボビン、ピストン部材、シリンダ
    ー部材、プーリー、ポンプ部材、軸受け、その他これら
    に類するものからなる群より選択されたいずれかである
    ことを特徴とする請求項９〜１５のいずれかに記載の繊
    維強化プラスチック製の機械部材。