JPH01257034A - パイプ状繊維強化樹脂構造材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、軽量で高強度なパイプ状繊維強化熱硬化性樹
脂構造材に関するものである。

更に詳しくは、金属エンド部材を圧入して使用されるパ
イプ状１！維強化熱硬化性樹脂構造材において、金属エ
ンド部材を圧入するときの該構造材内側にかかる内圧を
吸収する破１０防止補強を行ったパイプ状繊維強化熱硬
化性樹脂構造材、及び、該構造材に金属エンド部材を圧
入したジヨイント構造物に関するものである。

〔従来技術及び問題点〕

従来、パイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材に金沢エン
ド部材を取り付ける場合、■接着剤により固定する方法
や、■冷しぼめにより固定する方法がとられている。

上記■の方法を採用する場合、接着面に充分な強度を持
たせるために、接着シロを約０．１ｍｍとる必要がある
が、このようにすると、取付時に該構造材の中心軸と金
属エンド部材の中心軸のずれが生じることがあり、精度
を要するものには不向きである。

また、上記■の方法を採用する場合、金属エンドが取り
付は後に熱膨張し該構造材内側に内圧がかかり、ジヨイ
ント部分が破損することがある。

（発明の目的及び構成） 本発明は、従来技術にみる前記問題を克服したパイプ状
熱硬化性樹脂構造材を提供しようとするものである。

本発明は以下の構成よりなる。

（１）金属エンド部材を圧入して使用されるパイプ状繊
維強化熱硬化性樹脂構造材において、最内層に熱可塑性
樹脂層が配されていることを特徴と覆るパイプ状繊維強
化熱硬化性樹脂構造材。

（２）熱可塑性樹脂が、金属エンド部材の圧入長さより
も短く、パイプ端部に配されている請求項（１）記載の
パイプ状！ａ維強化熱硬化性樹脂構造材。

（３）強化繊組が炭素ｙＡ帷である請求項（１）記載の
パイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材。

（４）熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカ
ーボネート、ポリアセタール、ポリスチレン、ＡＢＳ１
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリフェニレンオキサイドである請求項（１）記
載のパイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材。

（５）熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリ
イミド樹脂である請求項（１）記載のパイプ状繊維強化
熱硬化性樹脂構造材。

（６）圧入された金属エンド部材とパイプ状繊維強化熱
硬化性樹脂構造材とのジヨイント部において、金属エン
ド部材と該構造材層の間に熱可塑性樹脂層を介在させて
なることを特徴とする金属エンド部材とパイプ状繊維強
化熱硬化性樹脂構造材とのジヨイント構造物。

本発明のパイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材は、金属
エンド部材を圧入したときのジヨイント部分へかかる局
所荷重を吸収して破損を有効に防ぐ効果があり、さらに
は、該構造材に金属エンド部材を取り付けたときに、該
構造材と金属エンド部材の中心軸のずれを小さ（する効
果があるパイプ状繊随強化熱硬化性樹脂構造（Ａである
。

本発明を図面によって説明する。

第１図及び第２図は、本発明パイプ状繊維強化熱硬化性
樹脂構造材の軸方向断面図を示したものである。

第３図は、本発明パイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材
に金属エンド部材を取り付けたジヨイント構造物の端部
軸方向断面図を示したものである。

各図において、１は繊維強化熱硬化性樹脂層、２は熱可
塑性樹脂層、３は金属エンド部材、４はパイプ状ｔａ維
強化熱硬化性樹脂構造材を示ず。

繊維強化熱硬化性樹脂層１は、炭素繊維、ガラス繊維、
芳香族ポリアミドｍ維のような高弾性繊維を強化材とし
た繊維強化熱硬化性樹脂であり、特に炭素繊維を強化材
としたものは軽量化、高弾性の点で浸れている。

このｌＪｌ帷強化熱硬化性樹脂１は、用途に応じて曲げ
強度、曲げ弾性率、ねじり強度、ねじり弾性率等を満足
するように設計される。

熱可塑性樹脂層２は、第１図に示すように最内層全面に
配してもよいが、第２図に示すように金属エンド部材３
を圧入する該構造材端部にのみ配する方が、軽量効果が
あり、かつ圧入時の破損防止効果を屓なうことはない。

この場合、該構造材の内径及び外径に段差を持たないよ
うに調整することにより、該構造材の機械的特性は維持
される。

熱可塑性樹脂層２の厚さは０．０５〜０．３ｍｍが適当
であり、薄すぎると破損防止効果が、損なわれ、厚すぎ
ると軽量効果を損ない、さらに繊維強化熱硬化性樹脂層
２から金属エンド部材３への応力伝達が緩慢になり、ジ
ヨイント構造物としての性能が低下する。

熱可塑性樹脂層２と繊維強化熱硬化性樹脂層１の界面の
接合性と該構造材４の内径寸法精度の点から、熱可塑性
樹脂の熱変形温度は、熱硬化性樹脂の成形温度より低い
方が好ましい。

また、金属エンド部材３を圧入するときに、あらかじめ
該構造材４を記め、熱可塑性樹脂２を軟化させておけば
容易に圧入でき、さらに、該構造材４の内径とすき間の
ない外径の圧入部を持つ金属エンド部材３を圧入できる
ため、取り付は精度が向上する。

（発明の効果〕 本発明パイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材は、金属エ
ンド部材を圧入するときに端部の破損が起りにくく、か
つ金属エンド部材の取付精度が得られる。

本発明パイプ状ＨＪＡ維強化熱硬化性樹脂構造材は、自
転中、ベビーカー、ハングライダー等の構）＆拐として
好適である。

〔実施例及び比較例〕

実施例１ ナイロン６（熱変形温度６４℃）製の熱可塑性フィルム
を外径２０ｍｍの鉄製マンドレルの周囲全面に厚さ　０
．２ｍｍにＶ４居した。この上に、ＰＡＮ系炭素炭素繊
維張弾性率２４．０００ｋａ／　ｍｍ））を−方向に引
揃えたフェノールノボラックタイプエポキシ樹脂プリプ
レグ（硬化成形温度１３０℃）をマンドレルの軸方向に
対し、内層を繊維角度４５度、外層を繊維角度０度方向
にｆｊ！１層し、曲げ弾性率を８，０００ｋｆｌｌ　／
ｍｍ’　となるようにした。

このプリフォームを硬化・炉にて１３０℃、２時間熱処
理し、冷却後マンドレルを引抜いて炭素繊維強化熱硬化
性樹脂製パイプを１ηだ。（実施例１、第１同断面図） このパイプに圧入部の直径が２０ｍ＋ｎのＳ　Ｕ　Ｓ　
４５製の金属エンド部材を長さ５０ｍｍ圧入するテスト
を行った。

比較例１ 実施例１において、熱可塑性樹脂層だけを配さなかった
以外は実施例１と同様にして、内径の等しい炭素繊維強
化熱硬化性樹脂製パイプ（第４図）を成形し、金属エン
ド部材圧入テストを行った。

くテスト結果の対比） 実施例１の本発明パイプ状構造材は、破損することなく
圧入することができたが、比較例１のパイプ状構造材で
は端部にクラックが発生した。すなわら、本発明パイプ
状繊維強化熱硬化性樹脂構造材は、従来の冷しぼめによ
る金属エンド部材圧入方法が可能である。

また、従来の接着剤を使用した接合方法の場合、接着シ
ロを０．ｌ＋ｍずつとると該構造材と金属エンド部材の
中心軸のずれが最大０．２ｍｍ生じていたが、本発明パ
イプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材に金属エンド部材を
冷しぼめした場合は、金属エンド部材圧入部分と該構造
材内径の寸法精度を向上させることにより、中心軸のず
れを０．０５ｍｍ以内とすることができた。

さらには、金属エンド部材の圧入部分が真円でなく、短
径２０ｍｍ、長径２０．１ｍｍのものを圧入しても実施
例１のパイプは破損することがなかった。

実施例２ ＰＡＮ系炭素ｍ紺（引張弾性率２４　、０００ｋｇ／　
ｍｍ２）を一方向に引揃えたフェノールノボラックタイ
プエポキシ樹脂プリプレグ（硬化成形温度１３０℃）を
外径２０ｍｍの鉄製マンドレルに、軸方向に対し内層の
繊維角度を４５度、外層の繊維角度を０度方向にｆａ層
し、曲げ弾性率を８，０００ｋ（１、、、、／　ｙ、　
ｍ２　となるようにした。

両端部の最内層には、ナイロン６製フィルム（熱変形温
度６４℃）を厚さ０．２ｎ＋ｍ、深さ３０ｎ＋ｍに配し
、この部分の肉厚が均一となるように上記プリプレグの
積層厚さを調整した。

このプリフォームを硬化炉にて１３０℃、２時間熱（Ｉ
！ｌ］！ｌ！シ、冷却侵マンドレルを用法いて、炭素ａ
ｉｍ強化熱硬化性樹脂製パイプを得た。（第２図） このパイプに圧入部の直径が２０ｍｍの５ＵＳ４５製の
金属エンド部材を長さ５０ｍｍ圧入するテストを行い、
実施例１のパイプと比較した。

その結果、このパイプは、実施例１と同じく、金属エン
ド部材圧入時に破壊は起らず、軸の取り付は精度も０．
０５ｍｍ以内のずれであった。さらには、熱可塑性樹脂
層が少なくなった分だけ軽量化されでいる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明パイプ状繊維強化熱硬化性
樹脂構造材の軸方向断面図をそれぞれ示したものである
。そして、第１図は、実絶例１で作られたものの断面図
を示したものである。 第３図は、本発明パイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材
に金属エンド部材を圧入したジヨイント構造物の端部軸
方向断面図を示したものである。 第４図は、比較例１のパイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構
造材を示したものである。 １：繊維強化熱硬化性樹脂層、２：熱可塑性樹脂層、３
：金属エンド部材、４：パイプ状８８　Ｓ！強化熱硬化
性憤ｊ脂構造材 特許出願人　　東邦レーヨン林式会社 代理人弁理士　　土　居　三　部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）金属エンド部材を圧入して使用されるパイプ状繊
   維強化熱硬化性樹脂構造材において、最内層に熱可塑性
   樹脂層が配されていることを特徴とするパイプ状繊維強
   化熱硬化性樹脂構造材。 （２）熱可塑性樹脂が、金属エンド部材の圧入長さより
   も短かく、パイプ端部に配されている請求項（１）記載
   のパイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材。 （３）強化繊維が炭素繊維である請求項（１）記載のパ
   イプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材。 （４）熱可塑性樹脂が、ポリアミド、ポリエチレン、ポ
   リプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカ
   ーボネート、ポリアセタール、ポリスチレン、ＡＢＳ、
   ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
   ート、ポリフェニレンオキサイドである請求項（１）記
   載のパイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材。 （５）熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、不飽和ポリエス
   テル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリ
   イミド樹脂である請求項 （１）記載のパイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材。 （６）圧入された金属エンド部材とパイプ状繊維強化熱
   硬化性樹脂構造材とのジョイント部において、金属エン
   ド部材と該構造材層の間に熱可塑性樹脂層を介在させて
   なることを特徴とする金属エンド部材とパイプ状繊維強
   化熱硬化性樹脂構造材とのジョイント構造物。