JP3071602B2 - 熱可塑性複合材料製リードバルブ及びその製造方法 - Google Patents
熱可塑性複合材料製リードバルブ及びその製造方法Info
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- JP3071602B2 JP3071602B2 JP5076908A JP7690893A JP3071602B2 JP 3071602 B2 JP3071602 B2 JP 3071602B2 JP 5076908 A JP5076908 A JP 5076908A JP 7690893 A JP7690893 A JP 7690893A JP 3071602 B2 JP3071602 B2 JP 3071602B2
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２サイクルエンジンに
使用される高性能リードバルブに関するものである。さ
らに詳しくは、連続繊維の織物からなる強化材とナイロ
ン６からなるマトリックス樹脂とで構成される複合材料
よりなる新規なリードバルブに関するものである。
使用される高性能リードバルブに関するものである。さ
らに詳しくは、連続繊維の織物からなる強化材とナイロ
ン６からなるマトリックス樹脂とで構成される複合材料
よりなる新規なリードバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、２サイクルエンジンに使用される
リードバルブは、一般に鋼やステンレス鋼で製作される
のが殆んどである。
リードバルブは、一般に鋼やステンレス鋼で製作される
のが殆んどである。
【０００３】しかし、近年のエンジンの高回転化による
高性能化に対しては、従来の金属製リードバルブでは、
高回転時での追従性に限界があり、エンジン性能の向上
にも今一歩のところがある。
高性能化に対しては、従来の金属製リードバルブでは、
高回転時での追従性に限界があり、エンジン性能の向上
にも今一歩のところがある。
【０００４】そこで、最近、高回転時での追従性を向上
させるべく繊維強化樹脂複合材料製のリードバルブが開
発されつつある。かかるリードバルブとしては、繊維構
造体に含浸せしめる樹脂としてエポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂を使用するものが知られている。
させるべく繊維強化樹脂複合材料製のリードバルブが開
発されつつある。かかるリードバルブとしては、繊維構
造体に含浸せしめる樹脂としてエポキシ樹脂等の熱硬化
性樹脂を使用するものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、金属製リード
バルブでは、高回転域になれば追従が難しくなりバルブ
が開き放しのいわゆるサージング現象を生じることが多
く、その点、軽量性を有する繊維強化樹脂複合材料製リ
ードバルブでは、この欠点が少なく有利であるとされて
いる。
バルブでは、高回転域になれば追従が難しくなりバルブ
が開き放しのいわゆるサージング現象を生じることが多
く、その点、軽量性を有する繊維強化樹脂複合材料製リ
ードバルブでは、この欠点が少なく有利であるとされて
いる。
【０００６】しかし、従来の複合材料を使用したリード
バルブでは、長期間使用すると、バルブ開閉時の衝撃や
振動によって、樹脂部に割れが生じたり、樹脂と繊維と
の接着界面で剥離が生じたりすることが多く、耐久性に
劣り、使用する上で問題があった。しかも、エンジンの
低回転域から高回転域までの幅広い範囲でスムーズに追
従するためにはリードバルブは剛性とともに適度のしな
やかさを持つことも要求されており、現在に至るもこの
ような要求を満たすリードバルブは知られていない。
バルブでは、長期間使用すると、バルブ開閉時の衝撃や
振動によって、樹脂部に割れが生じたり、樹脂と繊維と
の接着界面で剥離が生じたりすることが多く、耐久性に
劣り、使用する上で問題があった。しかも、エンジンの
低回転域から高回転域までの幅広い範囲でスムーズに追
従するためにはリードバルブは剛性とともに適度のしな
やかさを持つことも要求されており、現在に至るもこの
ような要求を満たすリードバルブは知られていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
複合材料製リードバルブを構成する強化材及びマトリッ
クス樹脂に着目して鋭意研究した結果、強化材として連
続炭素繊維の織物を用いるとともにマトリックス樹脂と
して限られた特性を有する熱可塑性樹脂を使用した場合
には、エンジンの低回転域から高回転域までスムーズに
追従することが可能となり、中〜高回転時のエンジンの
トルク性能が向上すること、そして、衝撃による割れ等
の耐久性の問題も解決できることを見出し、本発明に到
達したものである。
複合材料製リードバルブを構成する強化材及びマトリッ
クス樹脂に着目して鋭意研究した結果、強化材として連
続炭素繊維の織物を用いるとともにマトリックス樹脂と
して限られた特性を有する熱可塑性樹脂を使用した場合
には、エンジンの低回転域から高回転域までスムーズに
追従することが可能となり、中〜高回転時のエンジンの
トルク性能が向上すること、そして、衝撃による割れ等
の耐久性の問題も解決できることを見出し、本発明に到
達したものである。
【０００８】すなわち、本発明は、主として連続炭素繊
維からなる織物に特定の熱可塑性樹脂を含浸せしめ一体
化した複合材料シートよりなるリードバルブである。
維からなる織物に特定の熱可塑性樹脂を含浸せしめ一体
化した複合材料シートよりなるリードバルブである。
【０００９】ここで、複合材料シートを構成する強化材
としては、リードバルブ全体に衝撃等の力がかかり、短
繊維では強度的に不足するため、連続長の炭素繊維から
主として構成される強化材が用いられる。また、強化材
の形態としては、特に強度面より織物（クロス）が好ま
しい。
としては、リードバルブ全体に衝撃等の力がかかり、短
繊維では強度的に不足するため、連続長の炭素繊維から
主として構成される強化材が用いられる。また、強化材
の形態としては、特に強度面より織物（クロス）が好ま
しい。
【００１０】本発明のリードバルブを構成する複合材料
シートは、強化材が、炭素繊維を主体として構成されて
いる連続繊維織物（クロス）であり、かつマトリックス
となる熱可塑性樹脂が、衝撃強さ（ノッチ付アイゾット
法で測定）が１５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上であって、か
つ曲げ弾性率が５０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のナイロン
６であることを最大の特徴としている。
シートは、強化材が、炭素繊維を主体として構成されて
いる連続繊維織物（クロス）であり、かつマトリックス
となる熱可塑性樹脂が、衝撃強さ（ノッチ付アイゾット
法で測定）が１５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上であって、か
つ曲げ弾性率が５０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のナイロン
６であることを最大の特徴としている。
【００１１】上記連続繊維織物中の炭素繊維の含有率は
通常５０％以上、特に９０〜１００％が好ましい。炭素
繊維の含有率が５０％以上であれば炭素繊維と他の繊維
との併用も可能であり、例えば、炭素繊維とガラス繊維
又はアラミド繊維との併用でもよい。該複合材料シート
中の繊維体積含有率（Ｖｆ）は３５〜５０％が好まし
い。
通常５０％以上、特に９０〜１００％が好ましい。炭素
繊維の含有率が５０％以上であれば炭素繊維と他の繊維
との併用も可能であり、例えば、炭素繊維とガラス繊維
又はアラミド繊維との併用でもよい。該複合材料シート
中の繊維体積含有率（Ｖｆ）は３５〜５０％が好まし
い。
【００１２】リードバルブ自体がエンジンの回転に追従
して開閉しバルブ受け本体との間で繰り返し衝撃をうけ
るため、本発明では、強化繊維のみでなく、それと一体
となる熱可塑性樹脂にも曲げ弾性及び衝撃強さが要求さ
れ、少なくとも５０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の曲げ弾性
と１５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上の衝撃強さを有すること
が必要とされる。
して開閉しバルブ受け本体との間で繰り返し衝撃をうけ
るため、本発明では、強化繊維のみでなく、それと一体
となる熱可塑性樹脂にも曲げ弾性及び衝撃強さが要求さ
れ、少なくとも５０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の曲げ弾性
と１５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上の衝撃強さを有すること
が必要とされる。
【００１３】また、炭素繊維を主とする連続繊維織物と
熱可塑性樹脂よりなる複合材料シートの場合、その剛性
が５〜１００ｋｇ・ｍｍ 2 の範囲にあることが好適であ
る。
熱可塑性樹脂よりなる複合材料シートの場合、その剛性
が５〜１００ｋｇ・ｍｍ 2 の範囲にあることが好適であ
る。
【００１４】先に述べたように、リードバルブ自体の開
閉は、エンジン回転時に生じる負圧を利用して開き、閉
じるときはリードバルブ自体の剛性を利用して閉じるこ
とになる。そこで、エンジンの回転が高回転になるにつ
れてこの開閉がスムーズに行なわれることが必要であ
り、そのためにリードバルブ本体の剛性として５〜１０
０ｋｇ・ｍｍ2 、特に５〜８０ｋｇ・ｍｍ2 の範囲に入
っていることが重要である。
閉は、エンジン回転時に生じる負圧を利用して開き、閉
じるときはリードバルブ自体の剛性を利用して閉じるこ
とになる。そこで、エンジンの回転が高回転になるにつ
れてこの開閉がスムーズに行なわれることが必要であ
り、そのためにリードバルブ本体の剛性として５〜１０
０ｋｇ・ｍｍ2 、特に５〜８０ｋｇ・ｍｍ2 の範囲に入
っていることが重要である。
【００１５】リードバルブを構成する複合材料シートに
おける強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）は上述したように
３５〜５０％が好ましく、また、複合材料シートの厚さ
は一般に０．２５〜０．４０ｍｍ、特に０．２８〜０．
３５ｍｍが好ましい。Ｖｆと厚さとは、通常、一般に比
例関係にあり、厚さに応じて好適Ｖｆが変化する。
おける強化繊維の体積含有率（Ｖｆ）は上述したように
３５〜５０％が好ましく、また、複合材料シートの厚さ
は一般に０．２５〜０．４０ｍｍ、特に０．２８〜０．
３５ｍｍが好ましい。Ｖｆと厚さとは、通常、一般に比
例関係にあり、厚さに応じて好適Ｖｆが変化する。
【００１６】このような複合材料シートを与えるマトリ
ックスとしては、特に限定された樹脂のみが有効であ
り、具体的に特定の物性に調整したナイロン６が用いら
れる。
ックスとしては、特に限定された樹脂のみが有効であ
り、具体的に特定の物性に調整したナイロン６が用いら
れる。
【００１７】本発明において、マトリックス樹脂の物性
を上に述べた特定の範囲に維持するには、マトリックス
となるナイロン６の吸水率（吸湿率）を２（重量）％以
上、特に２〜４（重量）％、に調整することが大切であ
る。一般にナイロン６は吸湿によりその弾性率及び衝撃
性が大きく変化するポリマーとして知られているが、吸
水率が２％未満となると、複合材料としたときの耐衝撃
性が大幅に低下し、リードバルブとして使用した場合、
実用的な耐久性が不足し好ましくない。しかし、吸水率
が４％を超えると、得られる複合材料シートの剛性が不
足し、エンジンの高回転域での追随性に問題が生じやす
いので好ましくない。従って、該ナイロン６の吸水率は
２〜４％の範囲にあるのが好ましい。
を上に述べた特定の範囲に維持するには、マトリックス
となるナイロン６の吸水率（吸湿率）を２（重量）％以
上、特に２〜４（重量）％、に調整することが大切であ
る。一般にナイロン６は吸湿によりその弾性率及び衝撃
性が大きく変化するポリマーとして知られているが、吸
水率が２％未満となると、複合材料としたときの耐衝撃
性が大幅に低下し、リードバルブとして使用した場合、
実用的な耐久性が不足し好ましくない。しかし、吸水率
が４％を超えると、得られる複合材料シートの剛性が不
足し、エンジンの高回転域での追随性に問題が生じやす
いので好ましくない。従って、該ナイロン６の吸水率は
２〜４％の範囲にあるのが好ましい。
【００１８】また、本発明においては、熱可塑性樹脂と
してナイロン６を使用し、その結晶化度を２５％以上と
し、かつ吸水率を２％以上、特に２〜４％であるように
することになって、さらに良好な結果が得られる。すな
わち、連続炭素繊維の織物に熱可塑性樹脂を含浸する成
形工程において加熱後、冷却する際、その冷却速度によ
ってナイロン６の結晶化度が変化する。既に述べた吸水
率を特定の範囲に維持する限り、ナイロン６の結晶化度
は大きい方がリードバルブの性能、特に耐久性に好まし
い結果をもたらす。この観点からは、ナイロン６の結晶
化度は２５％以上であり吸水率は２％以上であることが
好適である。この理由は定かではないが、吸水率のみを
２〜４％の範囲に維持したものや、結晶化度のみを２５
％以上に維持したものに比べると、明らかに耐久性が向
上しており、なんらかの相乗効果が発現したものと考え
られる。
してナイロン６を使用し、その結晶化度を２５％以上と
し、かつ吸水率を２％以上、特に２〜４％であるように
することになって、さらに良好な結果が得られる。すな
わち、連続炭素繊維の織物に熱可塑性樹脂を含浸する成
形工程において加熱後、冷却する際、その冷却速度によ
ってナイロン６の結晶化度が変化する。既に述べた吸水
率を特定の範囲に維持する限り、ナイロン６の結晶化度
は大きい方がリードバルブの性能、特に耐久性に好まし
い結果をもたらす。この観点からは、ナイロン６の結晶
化度は２５％以上であり吸水率は２％以上であることが
好適である。この理由は定かではないが、吸水率のみを
２〜４％の範囲に維持したものや、結晶化度のみを２５
％以上に維持したものに比べると、明らかに耐久性が向
上しており、なんらかの相乗効果が発現したものと考え
られる。
【００１９】次に、本発明のリードバルブを作成する方
法について述べる。本発明の方法に従ってリードバルブ
を製造するには、まず熱可塑性樹脂を炭素繊維織物等の
強化材中に含浸一体化させたシートを製造する。ここで
ナイロン６等の熱可塑性樹脂を強化材に含浸せしめる方
法は特に制限はないが、例えば、フイルム状又は織物状
のマトリックス樹脂と強化材としての連続炭素繊維織物
とをほぼ交互に積層した後、プレスを使用して樹脂の軟
化温度以上に加熱・加圧する方法、粉末状のマトリック
ス樹脂を強化材の繊維に付着せしめた後、プレスを使用
して加熱・加圧する方法、あるいは、マトリックス樹脂
を溶解した溶液の中に強化材を浸漬して樹脂を含浸せし
める方法等が採用される。かくして得られた含浸シート
を、次いで調湿（吸水）処理工程にかけ、樹脂の吸水率
を調整する。
法について述べる。本発明の方法に従ってリードバルブ
を製造するには、まず熱可塑性樹脂を炭素繊維織物等の
強化材中に含浸一体化させたシートを製造する。ここで
ナイロン６等の熱可塑性樹脂を強化材に含浸せしめる方
法は特に制限はないが、例えば、フイルム状又は織物状
のマトリックス樹脂と強化材としての連続炭素繊維織物
とをほぼ交互に積層した後、プレスを使用して樹脂の軟
化温度以上に加熱・加圧する方法、粉末状のマトリック
ス樹脂を強化材の繊維に付着せしめた後、プレスを使用
して加熱・加圧する方法、あるいは、マトリックス樹脂
を溶解した溶液の中に強化材を浸漬して樹脂を含浸せし
める方法等が採用される。かくして得られた含浸シート
を、次いで調湿（吸水）処理工程にかけ、樹脂の吸水率
を調整する。
【００２０】調湿処理の方法としては、水中浸漬又は蒸
気雰囲気中に一定時間放置する方法等が採用される。こ
のときの時間は相対湿度や温度によって異なるが、例え
ば３０℃の水中で１２０分間が好ましい。
気雰囲気中に一定時間放置する方法等が採用される。こ
のときの時間は相対湿度や温度によって異なるが、例え
ば３０℃の水中で１２０分間が好ましい。
【００２１】しかる後、リードバルブ形状に切り出す。
この方法には特に制限はないが、打ち抜き刃（ダイ）を
用いてプレス等で打ち抜く方法、レーザー光を用いて加
工する方法、水噴射を利用したウォータージェット加工
方法等が使用できる。
この方法には特に制限はないが、打ち抜き刃（ダイ）を
用いてプレス等で打ち抜く方法、レーザー光を用いて加
工する方法、水噴射を利用したウォータージェット加工
方法等が使用できる。
【００２２】この状態でリードバルブとして使用しても
充分に優れた性能を得ることができるが、さらに高度な
性能を発現させるためにはマトリックス樹脂の結晶性を
制御するのが好ましい。この場合、含浸シートを得た
後、マトリックス樹脂の結晶性の調整を実施し、しかる
後、前記の調湿処理工程以降を実施すればよい。このマ
トリックス樹脂の結晶性の調整は、含浸シートを得る工
程において冷却速度を特別の条件に設定して実施する方
法と、一旦含浸シートを通常の方法により得た後、該シ
ートを特定の条件で加熱する方法とにより実施すること
ができる。両者において結晶性を調整するための条件は
同一であって、温度及び時間により制御され、例えば１
４０〜１６０℃、６０分間の条件が好ましい。この条件
において処理温度が上昇すればするほど処理時間は短く
なる。
充分に優れた性能を得ることができるが、さらに高度な
性能を発現させるためにはマトリックス樹脂の結晶性を
制御するのが好ましい。この場合、含浸シートを得た
後、マトリックス樹脂の結晶性の調整を実施し、しかる
後、前記の調湿処理工程以降を実施すればよい。このマ
トリックス樹脂の結晶性の調整は、含浸シートを得る工
程において冷却速度を特別の条件に設定して実施する方
法と、一旦含浸シートを通常の方法により得た後、該シ
ートを特定の条件で加熱する方法とにより実施すること
ができる。両者において結晶性を調整するための条件は
同一であって、温度及び時間により制御され、例えば１
４０〜１６０℃、６０分間の条件が好ましい。この条件
において処理温度が上昇すればするほど処理時間は短く
なる。
【００２３】本発明において、リードバルブは性能向上
のために吸水率のコントロールがなされているが、この
吸水工程から市場で販売されエンジンに取りつけられる
まで日数が費やされて、吸水された水分が蒸発し、この
吸水率の範囲を下廻る場合が少なくない。
のために吸水率のコントロールがなされているが、この
吸水工程から市場で販売されエンジンに取りつけられる
まで日数が費やされて、吸水された水分が蒸発し、この
吸水率の範囲を下廻る場合が少なくない。
【００２４】こうした経時変化を防止するためには、リ
ードバルブ表面にオイルを塗布することが有効である。
このときのオイルは特に制限なく、機械油、エンジンオ
イル等があるが、好ましくはエンジンで使用されるもの
と同種の２サイクル用エンジンオイルが良い。また、塗
布の方法としては、１枚塗りあるいはまとめてハケ塗
り、オイルの中へのドブ漬け、吹き付け等があるが、特
に限定されるものではない。
ードバルブ表面にオイルを塗布することが有効である。
このときのオイルは特に制限なく、機械油、エンジンオ
イル等があるが、好ましくはエンジンで使用されるもの
と同種の２サイクル用エンジンオイルが良い。また、塗
布の方法としては、１枚塗りあるいはまとめてハケ塗
り、オイルの中へのドブ漬け、吹き付け等があるが、特
に限定されるものではない。
【００２５】次に、前述した剛性、吸水率、結晶性につ
いての測定法を述べる。 （ａ）剛性：剛性とは、複合材料シートの縦弾性係数
（以下Ｅと略す）と断面２次モーメント（以下Ｉと略
す）を掛け合わせたものＥ×Ｉである。また、かかる場
合のＩの算出時の形状としては、幅ｂ＝１０ｍｍ、厚み
ｔ＝成形品の任意の厚みである。
いての測定法を述べる。 （ａ）剛性：剛性とは、複合材料シートの縦弾性係数
（以下Ｅと略す）と断面２次モーメント（以下Ｉと略
す）を掛け合わせたものＥ×Ｉである。また、かかる場
合のＩの算出時の形状としては、幅ｂ＝１０ｍｍ、厚み
ｔ＝成形品の任意の厚みである。
【００２６】
【数１】
【００２７】（ｂ）吸水率：吸水方法としては、当該複
合材料シートを水中浸漬又は蒸気雰囲気中に一定時間放
置する方法等で行なうことができる。吸水率の算出法
は、一般には当該複合材料シートの乾燥重量と吸水（調
湿）処置後の重量を測定して算出するが、本発明に係る
複合材料においては、ポリアミドの方が水分をほとんど
吸水するため、強化繊維の吸水率を無視して、下記の式
によりポリアミドの吸水率（％）を求める。
合材料シートを水中浸漬又は蒸気雰囲気中に一定時間放
置する方法等で行なうことができる。吸水率の算出法
は、一般には当該複合材料シートの乾燥重量と吸水（調
湿）処置後の重量を測定して算出するが、本発明に係る
複合材料においては、ポリアミドの方が水分をほとんど
吸水するため、強化繊維の吸水率を無視して、下記の式
によりポリアミドの吸水率（％）を求める。
【００２８】
【数２】
【００２９】（ｃ）結晶化度：ナイロン６の結晶化度
は、次の如くＸ線広角回折により求められる値である。
は、次の如くＸ線広角回折により求められる値である。
【００３０】Ｘ線測定装置はリガク（株）製ＲＡＤ―Ｂ
を用い、Ｘ線をＤ．Ｓ．＝１／２°、Ｒ．Ｓ．＝０．１
５ｍｍ、Ｓ．Ｓ．＝１／２°の各スリットに通し、サン
プルに照射して、反射角５°≦２θ≦４０°の反射強度
を測定する。結晶化度（％）は１５°≦２θ≦３０°の
積分強度により算出される。
を用い、Ｘ線をＤ．Ｓ．＝１／２°、Ｒ．Ｓ．＝０．１
５ｍｍ、Ｓ．Ｓ．＝１／２°の各スリットに通し、サン
プルに照射して、反射角５°≦２θ≦４０°の反射強度
を測定する。結晶化度（％）は１５°≦２θ≦３０°の
積分強度により算出される。
【００３１】
【発明の効果】上記の如き本発明による熱可塑性樹脂を
使用した複合材料リードバルブは、マトリックス樹脂の
構造及び物性向上により、従来の熱硬化性複合材料製リ
ードバルブに比べ、（ア）低回転域から高回転域までの
幅広い範囲で回転の追従性とトルクが向上する、（イ）
耐久性が向上する、という優れた利点を有する。
使用した複合材料リードバルブは、マトリックス樹脂の
構造及び物性向上により、従来の熱硬化性複合材料製リ
ードバルブに比べ、（ア）低回転域から高回転域までの
幅広い範囲で回転の追従性とトルクが向上する、（イ）
耐久性が向上する、という優れた利点を有する。
【００３２】このため、本発明によるリードバルブは自
動二輪車エンジン用のリードバルブとして特に有用であ
る。
動二輪車エンジン用のリードバルブとして特に有用であ
る。
【００３３】
【実施例】以下実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明
するが、本発明は、これにより何ら制限を受けるもので
はない。
するが、本発明は、これにより何ら制限を受けるもので
はない。
【００３４】なお、本発明における結晶化度の測定はシ
ート状態で測定した。また、マトリックス樹脂の衝撃強
さはＡＳＴＭ Ｄ―２５６、曲げ弾性率はＡＳＴＭ Ｄ
―９７０により測定した。
ート状態で測定した。また、マトリックス樹脂の衝撃強
さはＡＳＴＭ Ｄ―２５６、曲げ弾性率はＡＳＴＭ Ｄ
―９７０により測定した。
【００３５】
【実施例１〜２、比較例１〜２】強化材としての連続炭
素繊維からなる平織クロス（東レ（株）製「トレカ」１
Ｋ）と熱可塑性樹脂としてのナイロン６のフイルム（東
レ合成（株）製「レイファン」）とを交互に積層し、ナ
イロン６フイルムが両表層になるようにも構成した。し
かる後、この積層体を、熱圧プレスを使用して、温度２
９０℃、面圧４０ｋｇ／ｃｍ2 の条件下で加熱・加圧
し、その後冷却水を用いて強制冷却することにより、繊
維体積含有率（Ｖｆ）４５％、厚さ０．３ｍｍのナイロ
ン６を含浸一体化した炭素繊維強化樹脂複合材料シート
を得た。このシートのマトリックス樹脂の衝撃強さは２
２ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ（アイゾットノッチ付）であり、
曲げ弾性率は２．５５×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 であった。
素繊維からなる平織クロス（東レ（株）製「トレカ」１
Ｋ）と熱可塑性樹脂としてのナイロン６のフイルム（東
レ合成（株）製「レイファン」）とを交互に積層し、ナ
イロン６フイルムが両表層になるようにも構成した。し
かる後、この積層体を、熱圧プレスを使用して、温度２
９０℃、面圧４０ｋｇ／ｃｍ2 の条件下で加熱・加圧
し、その後冷却水を用いて強制冷却することにより、繊
維体積含有率（Ｖｆ）４５％、厚さ０．３ｍｍのナイロ
ン６を含浸一体化した炭素繊維強化樹脂複合材料シート
を得た。このシートのマトリックス樹脂の衝撃強さは２
２ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ（アイゾットノッチ付）であり、
曲げ弾性率は２．５５×１０4 ｋｇ／ｃｍ2 であった。
【００３６】このシートより所定のリードバルブ形状に
ウォータージェットマシンを使用して切り出した（比較
例１）。
ウォータージェットマシンを使用して切り出した（比較
例１）。
【００３７】別にこのシートの内１枚を５０℃水中に３
時間浸漬し（比較例２）、他の１枚は３０℃水中に２時
間浸漬（実施例１）した後乾燥し、所定のリードバルブ
に切り出した。
時間浸漬し（比較例２）、他の１枚は３０℃水中に２時
間浸漬（実施例１）した後乾燥し、所定のリードバルブ
に切り出した。
【００３８】また、これとは別に、比較例１のシートを
１４０℃雰囲気中の加熱炉に１時間入れ、その後３０℃
の水中に２時間浸漬し、同様に所定のリードバルブに切
り出した（実施例２）。
１４０℃雰囲気中の加熱炉に１時間入れ、その後３０℃
の水中に２時間浸漬し、同様に所定のリードバルブに切
り出した（実施例２）。
【００３９】そして、これら４種のリードバルブを２サ
イクルエンジンに装置し、性能テストを実施したとこ
ろ、本発明によるものは低回転域から高回転域までの回
転追従性が向上し、また実施例２に至っては、各回転域
でのトルクが最大１０％向上し、良好な性能を得た。こ
れらの結果を次の表１に示す。なお、表中の○は優秀、
△はやや良好、×は不良を意味する。
イクルエンジンに装置し、性能テストを実施したとこ
ろ、本発明によるものは低回転域から高回転域までの回
転追従性が向上し、また実施例２に至っては、各回転域
でのトルクが最大１０％向上し、良好な性能を得た。こ
れらの結果を次の表１に示す。なお、表中の○は優秀、
△はやや良好、×は不良を意味する。
【００４０】
【表１】
フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭64−36774（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 33/30
Claims (8)
- 【請求項１】 連続繊維の織物に熱可塑性樹脂を含浸せ
しめた複合材料シートよりなるリードバルブにおいて、
連続繊維の織物が主として炭素繊維によって構成され、
かつ熱可塑性樹脂の（ノッチ付アイゾット法で測定し
た）衝撃強さが１５ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ以上でありかつ
曲げ弾性率が５０００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のナイロン６
であることを特徴とするリードバルブ。 - 【請求項２】 主として炭素繊維からなる連続繊維織物
と熱可塑性樹脂よりなる複合材料シートの剛性が、５〜
１００ｋｇ・ｍｍ 2 の範囲にあることを特徴とする請求
項１記載のリードバルブ。 - 【請求項３】 複合材料シートにおける繊維体積含有率
（ｖｆ）が３５〜５０％であることを特徴とする請求項
１又は請求項２記載のリードバルブ。 - 【請求項４】 ナイロン６の吸水率が２（重量）％以上
であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項
３記載のリードバルブ。 - 【請求項５】 ナイロン６の結晶化度が２５％以上であ
りかつ吸水率が２（重量）％以上であることを特徴とす
る請求項４記載のリードバルブ。 - 【請求項６】 主として炭素繊維からなる連続繊維の織
物にナイロン６を含浸せしめた複合材料シートよりなる
リードバルブの製造方法において、ナイロン６を織物に
含浸せしめる第１工程、ナイロン６の吸水率が２（重
量）％以上となるように調湿処理を行なう第２工程、そ
して、これをリードバルブの形状に切り出す第３工程、
よりなることを特徴とするリードバルブの製造方法。 - 【請求項７】 主として炭素繊維からなる連続繊維の織
物にナイロン６を含浸せしめた複合材料シートよりなる
リードバルブの製造方法において、ナイロン６を織物に
含浸せしめる第１工程、ナイロン６の結晶化度が２５％
以上になるように熱処理を行なう第２工程、ナイロン６
の吸水率が２（重量）％以上となるように調湿処理を行
なう第３工程、そして、これをリードバルブの形状に切
り出す第４工程、よりなることを特徴とするリードバル
ブの製造方法。 - 【請求項８】 請求項６又は請求項７に記載の方法によ
り製造したリードバルブの表面にオイルを塗布すること
を特徴とするリードバルブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5076908A JP3071602B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 熱可塑性複合材料製リードバルブ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5076908A JP3071602B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 熱可塑性複合材料製リードバルブ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288241A JPH06288241A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3071602B2 true JP3071602B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=13618782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5076908A Expired - Fee Related JP3071602B2 (ja) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | 熱可塑性複合材料製リードバルブ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3071602B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1240779C (zh) * | 2004-11-19 | 2006-02-08 | 竺华锋 | 聚酰胺复合材料在制备泵或阀方面的应用 |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP5076908A patent/JP3071602B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06288241A (ja) | 1994-10-11 |
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