JP3205120B2 - 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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- JP3205120B2 JP3205120B2 JP09601093A JP9601093A JP3205120B2 JP 3205120 B2 JP3205120 B2 JP 3205120B2 JP 09601093 A JP09601093 A JP 09601093A JP 9601093 A JP9601093 A JP 9601093A JP 3205120 B2 JP3205120 B2 JP 3205120B2
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Check Valves (AREA)
- 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、連続ガラス繊維の織物からなる強化材と
特定の熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂とで構成
される複合材料シート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、連続ガラス繊維の織物からなる強化材と
特定の熱可塑性樹脂からなるマトリックス樹脂とで構成
される複合材料シート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た
ものが殆んどである。
リードバルブは、一般に鋼やステンレス鋼で製作された
ものが殆んどである。
【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
させるべくガラス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、
連続ガラス繊維からなる織物、マット等の構造体に含浸
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。
させるべくガラス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、
連続ガラス繊維からなる織物、マット等の構造体に含浸
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、軽量性を有するガラス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、軽量性を有するガラス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
続ガラス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って中〜高回転時のエンジン
のトルク性能が向上し、かつ、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
続ガラス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って中〜高回転時のエンジン
のトルク性能が向上し、かつ、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、主として連続ガラス
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。
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。
【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、連続長のガラス繊維か
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、連続長のガラス繊維か
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、連続ガラス繊維を主体として構成
されている織物（クロス）であり、かつマトリックスと
なる熱可塑性樹脂が、吸水率２（重量）％以上の樹脂で
あることを最大の特徴とする。そして該樹脂は、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以上のものであることが好ましく、特に、この
ような特性を有するナイロン6などの脂肪族ポリアミド
が好ましい。
シートは、強化材が、連続ガラス繊維を主体として構成
されている織物（クロス）であり、かつマトリックスと
なる熱可塑性樹脂が、吸水率２（重量）％以上の樹脂で
あることを最大の特徴とする。そして該樹脂は、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以上のものであることが好ましく、特に、この
ような特性を有するナイロン6などの脂肪族ポリアミド
が好ましい。
【００１１】強化材となる上記連続繊維織物中のガラス
繊維の含有率は少なくとも５０％以上、特に９０〜１０
０％が好ましい。ガラス繊維の含有率が５０％以上であ
ればガラス繊維と他の繊維との併用も可能であり、例え
ば、ガラス繊維と炭素繊維又はアラミド繊維との併用で
もよい。一方、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。
繊維の含有率は少なくとも５０％以上、特に９０〜１０
０％が好ましい。ガラス繊維の含有率が５０％以上であ
ればガラス繊維と他の繊維との併用も可能であり、例え
ば、ガラス繊維と炭素繊維又はアラミド繊維との併用で
もよい。一方、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、本発明のガラス繊維を主とする連続
繊維織物と熱可塑性樹脂とからなる複合材料シート製リ
ードバルブの場合、その剛性が１〜２０ｋｇ・ｍｍ2 の
範囲にあることが好適である。
繊維織物と熱可塑性樹脂とからなる複合材料シート製リ
ードバルブの場合、その剛性が１〜２０ｋｇ・ｍｍ2 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、そのために本発明の場合バルブ本体の剛性として１
〜２０ｋｇ・ｍｍ2 、特に５〜１５ｋｇ・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、そのために本発明の場合バルブ本体の剛性として１
〜２０ｋｇ・ｍｍ2 、特に５〜１５ｋｇ・ｍｍ2 の範囲
に入っていることが重要である。
【００１５】本発明の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、該複合材料シ
ートの厚さは一般に０．１〜０．４０ｍｍ、特に０．２
〜０．３５ｍｍが好ましい。Ｖｆとシート厚さとは、通
常、一般に比例関係にあり、シート厚さに応じて好適Ｖ
ｆが変化する。
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、該複合材料シ
ートの厚さは一般に０．１〜０．４０ｍｍ、特に０．２
〜０．３５ｍｍが好ましい。Ｖｆとシート厚さとは、通
常、一般に比例関係にあり、シート厚さに応じて好適Ｖ
ｆ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、かなり限定された樹脂のみが有効であ
り、具体的には脂肪族ポリアミドを特定の物性に調整し
たものが好ましい。ここで脂肪族ポリアミドとしては、
例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナ
イロン１２等が挙げられ、中でもナイロン６が好まし
い。
ックスとしては、かなり限定された樹脂のみが有効であ
り、具体的には脂肪族ポリアミドを特定の物性に調整し
たものが好ましい。ここで脂肪族ポリアミドとしては、
例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナ
イロン１２等が挙げられ、中でもナイロン６が好まし
い。
【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
となる脂肪族ポリアミドの吸水率（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。一般にポリアミド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、該脂肪族ポリ
アミドの吸水率は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
となる脂肪族ポリアミドの吸水率（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。一般にポリアミド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、該脂肪族ポリ
アミドの吸水率は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
することよって、さらに良好な結果が得られる。すなわ
ち、連続ガラス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
することよって、さらに良好な結果が得られる。すなわ
ち、連続ガラス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。
法について述べる。
【００２０】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、ナイロン６等の熱可塑性樹脂をガラス
繊維を主とする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
としての連続ガラス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。
するには、まず、ナイロン６等の熱可塑性樹脂をガラス
繊維を主とする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
としての連続ガラス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。
【００２１】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６０〜１２０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６０〜１２０分間が好ましい。
【００２２】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。
【００２３】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、樹脂含浸シートを得
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、樹脂含浸シートを
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、又は、一たん樹脂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１４０〜１６０℃、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、樹脂含浸シートを得
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、樹脂含浸シートを
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、又は、一たん樹脂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１４０〜１６０℃、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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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。
いての測定法を述べる。
【００２７】（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＝１０ｍ
ｍ、厚みｔ＝成形品の実際の厚みである。
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＝１０ｍ
ｍ、厚みｔ＝成形品の実際の厚みである。
【００２８】
【数１】
【００２９】（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、ナイロン６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
によりナイロン６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、ナイロン６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
によりナイロン６の吸水率（％）を求める。
【００３０】
【数２】
【００３１】（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。
【００３２】Ｘ線測定装置としては、リガク（株）製Ｒ
ＡＤ―Ｂを用い、Ｘ線をＤ．Ｓ．＝１／２°、Ｒ．Ｓ．
＝０．１５ｍｍ、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。
ＡＤ―Ｂを用い、Ｘ線をＤ．Ｓ．＝１／２°、Ｒ．Ｓ．
＝０．１５ｍｍ、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。
【００３３】
【発明の効果】上記の如き本発明による熱可塑性樹脂を
使用したガラス繊維強化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。
使用したガラス繊維強化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。
【００３４】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。
【００３５】
【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。
【００３６】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。
【００３７】
【実施例１〜２、比較例１】強化材としての連続ガラス
繊維の平織クロス（ユニチカ（株）製Ｈ−１０２：目付
け１００ｇ／ｍ2 ）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」：厚み１
００μｍ）とを、ナイロン６フイルムが両表層になるよ
う積層した。しかる後、この積層体を、熱圧プレスを使
用して、温度２９０℃、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）４０％、厚さ０．３
ｍｍのナイロン６を含浸一体化したガラス繊維強化樹脂
複合材料シートを得た。
繊維の平織クロス（ユニチカ（株）製Ｈ−１０２：目付
け１００ｇ／ｍ2 ）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」：厚み１
００μｍ）とを、ナイロン６フイルムが両表層になるよ
う積層した。しかる後、この積層体を、熱圧プレスを使
用して、温度２９０℃、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）４０％、厚さ０．３
ｍｍのナイロン６を含浸一体化したガラス繊維強化樹脂
複合材料シートを得た。
【００３８】このシートのマトリックス樹脂の衝撃強さ
は２２ｋｇｆ・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。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）。
は２２ｋｇｆ・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。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）。
【００３９】別に、このシートの内の１枚を３０℃水中
に１．５時間浸漬した後、乾燥し、所定のリードバルブ
形状に切り出した（実施例１）。
に１．５時間浸漬した後、乾燥し、所定のリードバルブ
形状に切り出した（実施例１）。
【００４０】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１．５時間浸漬し、乾燥した後、同様に所定の
リードバルブ形状に切り出した（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１．５時間浸漬し、乾燥した後、同様に所定の
リードバルブ形状に切り出した（実施例２）。
【００４１】そして、これら３種のリードバルブ（実施
例１〜２、比較例１）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耐久
性とエンジン性能が向上し、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。
例１〜２、比較例１）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耐久
性とエンジン性能が向上し、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。
【００４２】これらの結果をまとめて次の表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。
なお、表中の○は優秀、△はやや良好、×は不良を意味
する。
【００４３】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−106750（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−83621（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−158657（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−75033（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平５−13952（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平５−11299（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 15/00 - 15/20 B29C 67/14 F01L 1/38 F02B 25/20
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ガラス繊維によって構成さ
れ、かつ熱可塑性樹脂が吸水率２（重量）％以上の樹脂
であることを特徴とするリードバルブ。 - 【請求項２】 主としてガラス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、１
〜２０ｋｇ・ｍｍ2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】 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／ｃｍ 2 以上で
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】 熱可塑性樹脂が、脂肪族ポリアミドであ
りかつ該ポリアミドの吸水率が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】 脂肪族ポリアミドの結晶化度が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】 主としてガラス繊維からなる連続繊維の
織物に脂肪族ポリアミドを含浸せしめた複合材料シート
よりなるリードバルブを製造するに当り、脂肪族ポリア
ミドを主としてガラス繊維からなる連続繊維の織物に溶
融含浸せしめる第１工程、脂肪族ポリアミドの吸水率が
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】 主としてガラス繊維からなる連続繊維の
織物に脂肪族ポリアミドを含浸せしめた複合材料シート
よりなるリードバルブを製造するに当り、脂肪族ポリア
ミドを主としてガラス繊維からなる連続繊維の織物に溶
融含浸せしめる第１工程、脂肪族ポリアミドの結晶化度
が２５％以上になるように熱処理を行なう第２工程、脂
肪族ポリアミドの吸水率が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 |
|---|---|---|---|
| JP09601093A JP3205120B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP09601093A JP3205120B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 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 |
|---|---|
| JPH06307561A JPH06307561A (ja) | 1994-11-01 |
| JP3205120B2 true JP3205120B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=14153224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09601093A Expired - Fee Related JP3205120B2 (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | 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) | JP3205120B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6899066B2 (en) | 2002-12-30 | 2005-05-31 | S & S Cycle, Inc. | Valve assembly |
| US7395790B2 (en) | 2004-11-18 | 2008-07-08 | S&S Cycle, Inc. | Reed valve breather for evolution engine |
-
1993
- 1993-04-22 JP JP09601093A patent/JP3205120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06307561A (ja) | 1994-11-01 |
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