JPH07324252A - 円柱状繊維構造体及び繊維強化複合材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】引張り、圧縮及びねじり強度等に優れ、他の部
材と一体化した部品の製作に適した円柱状繊維強化複合
材の強化材を提供する。 【構成】円柱状繊維構造体Ｆは軸方向糸Ｙａ、スパイラ
ル糸Ｙｓ、周方向糸Ｙθ及び貫通糸Ｙｄにより構成され
ている。軸方向糸Ｙａは円柱状繊維構造体Ｆの軸方向に
沿って、周方向糸Ｙθは円柱状繊維構造体Ｆの周方向に
沿ってそれぞれ配列されている。スパイラル糸Ｙｓは円
柱状繊維構造体Ｆの軸方向に対して傾斜する状態で配列
されている。軸方向糸層、スパイラル糸層ＬＹｓ及び周
方向糸層ＬＹθが円柱状繊維構造体Ｆの中心から同心円
状に複数層ずつ配置されている。貫通糸Ｙｄは円柱状繊
維構造体Ｆのほぼ軸心を通って円柱状繊維構造体Ｆを貫
通するように配列されている。円柱状繊維構造体Ｆは第
１端部側に大径部Ｆａが形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は円柱状繊維構造体及び繊
維強化複合材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化複合材は軽量の構造材として広
く使用されている。そして、三次元繊維構造体（三次元
織物）を骨格材（強化材）とし、樹脂あるいは無機物を
マトリックスとした複合材はロケット、航空機、自動
車、船舶及び建築物の構造材として幅広い用途が期待さ
れている。繊維強化複合材の強度を高めるためには強化
材が製品の形状と対応した形状であることが必要とな
る。

【０００３】従来、円柱状の強化材として円柱状の三次
元織物が特開平２−２２１４４０号、特開平３−８３８
号公報等に開示されている。特開平２−２２１４４０号
には図１６及び図１７に示すように、軸方向糸Ｙａ、周
方向糸Ｙθ及び半径方向糸Ｙrzの３成分の糸から構成さ
れた三次元織物（三次元繊維構造体）Ｆが開示されてい
る。そして、軸方向糸Ｙａは三次元織物Ｆの中心部から
同心円状に複数層に配列され、周方向糸Ｙθは軸方向糸
Ｙａの層間に三次元織物Ｆの周方向に沿って配列されて
いる。又、半径方向糸Ｙrzは三次元織物Ｆの中心軸を含
む断面内において、周方向糸Ｙθの任意の層間を周方向
糸Ｙθと直交する状態で軸方向及び放射方向に連続して
蛇行状態に配列されている。又、特開平３−８３８号公
報には、前記三次元織物Ｆを構成する多数の軸方向糸Ｙ
ａの層のうちの少なくとも１層又は半径方向糸Ｙrzを、
三次元織物Ｆの軸方向に対して傾斜した状態に配列した
三次元織物が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】三次元織物を強化材と
した繊維強化複合材が良好な物性を持つためには、三次
元織物を構成する糸がそれぞれその配列方向に緊張され
た状態で配列されることが必要である。三次元織物の単
位体積中に占める繊維の割合（以下、Ｖｆと称す）が大
きい方が一般に引張り強度、圧縮強度等の物性が優れ、
又、三次元織物の組織が均一な方がそれらの物性が優れ
る。ところが、前記従来の円柱状三次元織物ではその構
成成分に半径方向糸Ｙrzが存在する。半径方向糸Ｙrzは
一平面内で三次元織物の軸方向と放射方向に延びるよう
に屈曲配置される。そのため、半径方向糸Ｙrzを軸方向
及び放射方向の両方向に緊張状態で配列することは非常
に難しい。仮に緊張状態で配列できたとしても、放射方
向に延びる部分を緊張状態で配列すると、半径方向糸Ｙ
rzは軸方向糸Ｙａや周方向糸Ｙθを、三次元織物の中心
部に配列された軸方向糸Ｙａから分離させる作用をな
す。又、これらの円柱状三次元織物として径の大きなも
のを製造する場合、その中心部に配列される軸方向糸Ｙ
ａを増やしてその外側に周方向糸Ｙθ、半径方向糸Ｙrz
及び軸方向糸Ｙａを配列する方法を採ると、製造が容易
となる。しかし、その場合は、三次元織物の中心部と外
側部とで組織の異なる状態となり、物性が悪くなる。

【０００５】又、繊維強化複合材は一般に金属に比較し
て軽量で、引張り及び圧縮強度等の物性が金属と同等以
上のものもあるが、耐摩耗性や硬度の点で劣る。本発明
は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その第
１の目的は引張り、圧縮及びねじり強度等に優れた繊維
強化複合材の強化材として適した円柱状繊維構造体を提
供することにある。第２の目的は他の部材と一体化した
部品の製作に適した繊維強化複合材を提供することにあ
る。又、第３の目的は前記繊維強化複合材を主要部とし
たピストンロッドを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、請求項１に記載の発明では、円柱状繊維構造体
が、その軸方向に沿って配列された軸方向糸と、円柱状
繊維構造体の軸方向に対して傾斜する状態で配列された
スパイラル糸と、円柱状繊維構造体の周方向に沿って配
列された周方向糸との３成分の糸から構成され、軸方向
糸層、スパイラル糸層及び周方向糸層を円柱状繊維構造
体の中心から同心円状に複数層ずつ配置するとともに、
その軸方向の一部の区間においてスパイラル糸及び周方
向糸の少なくとも一方の配列数を増してその区間を太く
した。

【０００７】又、請求項２に記載の発明では、円柱状繊
維構造体が、その軸方向に沿って配列された軸方向糸
と、円柱状繊維構造体の軸方向に対して傾斜する状態で
配列されたスパイラル糸と、円柱状繊維構造体の周方向
に沿って配列された周方向糸と、円柱状繊維構造体のほ
ぼ軸心を通って円柱状繊維構造体を貫通するように配列
された貫通糸との４成分の糸からなり、軸方向糸層、ス
パイラル糸層及び周方向糸層を円柱状繊維構造体の中心
から同心円状に複数層ずつ配置し、貫通糸を円柱状繊維
構造体の軸方向に所定間隔で複数箇所に配列するととも
に、その軸方向の一部の区間においてスパイラル糸及び
周方向糸の少なくとも一方の配列数を増してその区間を
太くした。

【０００８】又、請求項３に記載の発明では、請求項１
又は請求項２に記載の発明において、最外層にスパイラ
ル糸層を配置した。第２の目的を達成するため、請求項
４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１
項に記載の円柱状繊維構造体を強化材とし、樹脂をマト
リックスとして繊維強化複合材を形成した。

【０００９】又、第３の目的を達成するため、請求項５
に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項
に記載の円柱状繊維構造体の第１端部を太く形成したも
のを強化材とした繊維強化複合材の大径部に、当該繊維
強化複合材より硬度の大きい材質からなる部材を締付け
固定してピストンロッドを形成した。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明の円柱状繊維構造体は、
軸方向糸及びスパイラル糸が周方向糸により締め付け固
定され、各糸が緊張状態で配列される。従って、樹脂あ
るい無機物をマトリックスとして複合材を構成した場
合、その軸方向に延びる軸方向糸の存在により引張り強
度が向上する。軸方向糸が周方向糸により締め付けられ
て強く結束されているため圧縮に対して座屈し難く圧縮
強度が向上する。又、スパイラル糸の存在によりねじり
強度も向上する。

【００１１】請求項２に記載の発明の円柱状繊維構造体
は、請求項１に記載の発明の円柱状繊維構造体の３成分
の糸に加えて、円柱状繊維構造体のほぼ軸心を通って円
柱状繊維構造体を貫通するように配列された貫通糸が存
在する。この貫通糸の存在により他の各糸層の半径方向
の結束力が増し、繊維強化複合材としたとき、貫通糸が
ないものに比較して耐衝撃性が向上する。

【００１２】請求項３に記載の発明の円柱状繊維構造体
は、請求項１に記載の発明の円柱状繊維構造体はその最
外層にスパイラル糸層が配置されている。従って、最外
層に周方向糸層が配置されたものと比較して、複合材を
形成するために樹脂を含浸させる際、樹脂が表面に沿っ
て流れ易い。

【００１３】請求項４に記載の発明の繊維強化複合材
は、引張り、圧縮、ねじり及び衝撃強度が優れる。そし
て、大径部が一体に形成されているため、他の部材と一
体化した部品を製作する際、大径部を利用することによ
り他の部材との一体化が容易となる。

【００１４】請求項５に記載の発明のピストンロッドは
大部分が、引張り、圧縮、ねじり及び衝撃強度に優れた
繊維強化複合材で形成されているため、金属製のピスト
ンロッドより軽量で、しかもピストンロッドに作用する
引張り、圧縮等の力に耐える。又、ピストンとなる大径
部には当該繊維強化複合材より硬度の大きい材質からな
る部材が締付け固定されているため、シリンダとの摺動
摩擦による摩耗は少なくとも通常のピストンロッドと同
等となる。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明を具体化した第１実施例を図
１〜図９に従って説明する。図１に示すように、円柱状
繊維構造体Ｆは軸方向糸Ｙａ、スパイラル糸Ｙｓ及び周
方向糸Ｙθにより構成されている。軸方向糸Ｙａは円柱
状繊維構造体Ｆの軸方向に沿って配列されている。スパ
イラル糸Ｙｓは円柱状繊維構造体Ｆの軸方向に対して傾
斜する状態で配列されている。周方向糸Ｙθは円柱状繊
維構造体Ｆの周方向に沿って配列されている。スパイラ
ル糸層ＬＹｓはスパイラル糸Ｙｓの円柱状繊維構造体Ｆ
の軸方向に対する配列方向が互いに逆となる層が対で設
けられている。なお、図１及び図２では一対で１層とし
て表している。軸方向糸Ｙａにより構成された軸方向糸
層ＬＹａと、スパイラル糸Ｙｓにより構成されたスパイ
ラル糸層ＬＹｓと、周方向糸Ｙθにより構成された周方
向糸層ＬＹθとが円柱状繊維構造体Ｆの中心から同心円
状に配置されている。そして、円柱状繊維構造体Ｆの中
心部から軸方向糸層ＬＹａ、スパイラル糸層ＬＹｓ、周
方向糸層ＬＹθの順で各３層ずつ配置された後、軸方向
糸層ＬＹａが配置され、最外層に周方向糸層ＬＹθが配
置されている。

【００１６】円柱状繊維構造体Ｆはその第１端部側の一
定区間において、周方向糸Ｙθの配列数が他の部分より
多くなっている。すなわち、円柱状繊維構造体Ｆは第１
端部が太く形成されて大径部Ｆａとなっている。最外層
の周方向糸層ＬＹθを除く各周方向糸層ＬＹθは、大径
部Ｆａと対応する区間においてその配列数が、小径部Ｆ
ｂにおける配列数より多くなっている。この実施例では
ほぼ２倍になっている。

【００１７】図１及び図２では模式的にスパイラル糸層
ＬＹｓが３層、軸方向糸層ＬＹａ及び周方向糸層ＬＹθ
が４層ずつ表されているが、実際はより多くの層で形成
されている。層数は円柱状繊維構造体Ｆ及び糸の径によ
って異なるため、一概には言えないが、例えば直径２０
ｍｍの円柱状繊維構造体Ｆで３０〜５０層にしている。
円柱状繊維構造体Ｆを構成する各糸Ｙａ，Ｙｓ，Ｙθの
割合が同じでも、１層当たりの厚みを薄くして異なる層
が多数交互に配置された構成とすることにより、円柱状
繊維構造体Ｆの組成がほぼ均一となり、物性の優れた複
合材が得られる。

【００１８】軸方向糸Ｙａはスパイラル糸Ｙｓ及び周方
向糸Ｙθにより締めつけ固定されて緊張状態で配列さ
れ、スパイラル糸Ｙｓ及び周方向糸Ｙθ自身も緊張状態
で配列されている。従って、円柱状繊維構造体Ｆ全体と
して従来の円柱状三次元織物に比較して繊維密度が高
く、すなわち高Ｖｆとなっており、コンパクトで高品質
の強化材となる。

【００１９】円柱状繊維構造体Ｆを構成する繊維（糸）
としては、例えば炭素繊維、セラミック繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維等がある。このうち、炭素繊維が強度
及び軽量化の点で好ましいが、コストも含めた要求特性
に合うように適宜選択される。

【００２０】円柱状繊維構造体Ｆは、基本的には円柱状
繊維構造体Ｆの軸方向と各糸との成す角度が、軸方向糸
Ｙａではほぼ０°、スパイラル糸Ｙｓではほぼ±４５
°、周方向糸Ｙθではほぼ９０°となるように各糸層が
形成される。しかし、それらの角度は必ずしも０°、±
４５°及び９０°でなくてもよい。例えば、軸方向糸Ｙ
ａが前記軸方向と成す角度は−１０°〜＋１０°の範
囲、スパイラル糸Ｙｓが前記軸方向と成す角度は−３０
°〜−６０°及び＋３０°〜＋６０°の範囲、周方向糸
Ｙθが前記軸方向と成す角度θは９０°±１５°の範囲
であればよい。

【００２１】この円柱状繊維構造体Ｆは樹脂等をマトリ
ックスとした複合材の強化材として使用される。マトリ
ックスを構成する樹脂としては特に限定はなく、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の
熱硬化性樹脂に限らずナイロン等の熱可塑性樹脂も使用
することができるが、耐熱性、耐湿性の点でエポキシ樹
脂が好ましい。マトリックスとして熱硬化性樹脂を使用
する場合は、円柱状繊維構造体Ｆに未硬化樹脂を含浸さ
せた後、熱硬化させる。マトリックスとして熱可塑性樹
脂を使用する場合は、溶融状態の樹脂を含浸させるか、
樹脂溶液を含浸させた後、溶媒を揮発させて除去する。
そして、このようにして得られた繊維強化プラスチック
（複合材）は、軸方向糸Ｙａの存在により引張りに対す
る強度に優れたものとなる。周方向糸Ｙθによる結束力
により、圧縮に対して座屈し難く圧縮強度の大きい材料
となる。又、スパイラル糸Ｙｓの存在によりねじり強度
も優れたものとなる。

【００２２】そして、金属製あるいはセラミック製の他
の部材と接合した部品を製作するとき、大径部Ｆａにお
いて他の部材と接合することにより、均一径の円柱状部
材に大径のリング部材を嵌着して接合した部品と比較し
て、全体として接合力の強い部品を得ることができる。
又、大径部において他の部材の占める体積の割合が小さ
くなり、全体として重量が軽くなる。

【００２３】なお、円柱状繊維構造体Ｆの構成繊維とし
て炭素繊維を使用し、樹脂で硬化した後、マトリックス
樹脂を焼成したり、マトリックスとしてピッチなどを用
いて、炭素繊維と炭素マトリックスとから成る複合材と
してもよい。

【００２４】次に前記の円柱状繊維構造体Ｆの製造装置
を説明する。図３，４に示すように、フレーム１の第１
端部寄り中央に支持ブラケット２，３がフレーム１の長
手方向に並んで平行に立設されている。支持ブラケット
２にはフレーム１の長手方向に延びる支軸（図示せず）
が、支持ブラケット３側に突設するように設けられ、該
支軸にプーリ４が回転可能に支持されている。プーリ４
には把持部材５が一体回転可能に固定されている。把持
部材５は公知の構成により糸や線材を把持可能となって
いる。支持ブラケット３には中空の回転軸６が前記支軸
と同軸線上に配設されている。回転軸６の基端寄りには
プーリ７が一体回転可能に固定され、先端にはピン立設
部８が一体に形成されている。ピン立設部８にはピンＰ
１の第１端部を嵌入する孔が所定間隔で周方向に並んで
形成されている。

【００２５】フレーム１の第２端部側には第１のベース
プレート９がガイドレール（図示せず）に沿ってフレー
ム１の長手方向に移動可能に固定されている。ベースプ
レート９上にはレール１０がフレーム１の長手方向に沿
って敷設され、その上に第２のベースプレート１１が摺
動部材１２を介して摺動可能に支持されている。ベース
プレート９上にシリンダ１３が固定され、そのピストン
ロッド１３ａがベースプレート１１の端部に固定されて
いる。そして、ベースプレート１１はシリンダ１３の作
動によりフレーム１の長手方向に移動される。

【００２６】ベースプレート１１上のほぼ中央にはレー
ル１４がフレーム１の長手方向に沿って敷設され、その
上に可動ブラケット１５が摺動部材１６を介して摺動可
能に支持されている。ベースプレート１１上の第１端部
寄りにはエアシリンダ１７が固定され、そのピストンロ
ッド１７ａが可動ブラケット１５に固定されている。そ
して、可動ブラケット１５はエアシリンダ１７の作動に
よりフレーム１の長手方向に移動される。エアシリンダ
１７に圧縮空気を供給する管路（図示せず）には、ピス
トンロッド１７ａが突出位置に配置された状態において
ピストンロッド１７ａを所定の圧力で突出側へ付勢する
状態と、突出側への付勢を解除する状態とに切り換える
切換え弁が設けられている。可動ブラケット１５には中
空の回転軸１８が回転軸６と同軸線上に配設されてい
る。回転軸１８の基端寄りにはプーリ１９が一体回転可
能に固定され、先端にはピン立設部２０が一体に形成さ
れている。ピン立設部２０には係止ピンＰ２の第１端部
を嵌入する孔が所定間隔で周方向に並んで形成されてい
る。

【００２７】ベースプレート１１上の第２端部寄りには
支持ブラケット２１が立設され、支持ブラケット２１に
は支軸２２が回転軸１８と同軸線上に固定されている。
支軸２２にはプーリ２３が回転可能に支持され、プーリ
２３には把持部材２４が一体回転可能に固定されてい
る。

【００２８】フレーム１上には回転軸２５が図示しない
ブラケット及び軸受を介してフレーム１の長手方向に沿
って配設され、その下方にはモータ２６が固定されてい
る。モータ２６の駆動軸には駆動プーリ２７が嵌着固定
され、該駆動プーリ２７と回転軸２５に一体回転可能に
固定されたプーリ２８との間にベルト２９が巻き掛けら
れている。回転軸２５には前記各プーリ４，７，１９，
２３と対応する位置にプーリ３０，３１，３２，３３が
一体回転可能に固定され、それぞれ対応するプーリ間に
ベルト３４，３５，３６，３７が巻き掛けられている。
すなわち、全プーリ４，７，１９，２３が同期して回転
されるようになっている。プーリ３２，３３と回転軸２
５との結合はスプラインとスプライン軸構造となってお
り、プーリ３２，３３はプーリ１９，２３がフレーム１
の長手方向に移動されるとそれに追従して軸方向に摺動
可能となっている。

【００２９】フレーム１にはベースプレート１１に対し
て回転軸２５と反対側に、第１のアクチュエータ３８が
フレーム１の長手方向に沿って配設されている。アクチ
ュエータ３８にはボールネジを使用するとともに、ナッ
トと一体移動可能な移動体を１軸方向に移動させる構成
の公知のものが使用されている。アクチュエータ３８に
装備された支持部材としての移動体３８ａ上には糸供給
ヘッド３９を備えた第２のアクチュエータ４０が固定さ
れている。アクチュエータ４０は糸供給ヘッド３９をフ
レーム１の長手方向と直交する方向（前後方向）に移動
させるように固定されている。糸供給ヘッド３９は図示
しない糸供給部に連なる糸を順次繰り出す作用をなす。
モータ２６、第１のアクチュエータ３８及び第２のアク
チュエータ４０は制御装置Ｃにより同期した状態で駆動
されるようになっている。

【００３０】次に前記のように構成された装置による円
柱状繊維構造体Ｆの製造方法を説明する。円柱状繊維構
造体Ｆを製造するときは、まず支持ブラケット３と可動
ブラケット１５との距離が所望の円柱状繊維構造体に対
応する間隔となるように、両ベースプレート９，１１の
位置を設定する。一度設定された状態から支持ブラケッ
ト３と可動ブラケット１５の距離を変更する場合、その
変更量が小さな場合はシリンダ１３の作動により第２の
ベースプレート１１を移動させる。変更量が大きな場合
は第１のベースプレート９を移動させる。ベースプレー
ト９，１１の位置設定が終了した後、エアシリンダ１７
のピストンロッド１７ａが突出位置に配置される。次に
両把持部材５，２４間に芯材としての芯糸Ｙｃを張設
し、糸供給ヘッド３９に連なる糸Ｙの先端をピン立設部
８に固定することにより、製造準備が完了する。このと
き糸供給ヘッド３９はピン立設部８と対応する位置に配
置されている。又、エアシリンダ１７はピストンロッド
１７ａが突出位置に保持される状態に圧縮空気が供給さ
れている。

【００３１】この状態でモータ２６とアクチュエータ３
８の駆動が開始され、軸方向糸配列工程が実施される。
アクチュエータ３８は糸供給ヘッド３９が両ピン立設部
８，２０と対応する位置間を往復移動するように駆動さ
れる。モータ２６は糸供給ヘッド３９が１往復する間
に、ピン立設部８，２０がピンＰ１及び係止ピンＰ２の
立設間隔の１ピッチ分回動するように駆動される。その
結果、糸供給ヘッド３９から繰り出される糸Ｙが、図３
に示すように両ピン立設部８，２０に立設されたピンＰ
１及び係止ピンＰ２を折り返し点として配列される。両
ピン立設部８，２０が１回転した時点で第１層目の軸方
向糸Ｙａの配列が完了する。この状態では図５に示すよ
うに、芯糸Ｙｃから所定間隔をおいて軸方向糸Ｙａが配
列されている。

【００３２】次にピストンロッド１７ａが所定の圧力で
突出側へ付勢される状態に切換え弁が切り換えられる。
そして、糸供給ヘッド３９がピン立設部８の先端と対応
する位置に移動された後、スパイラル糸配列工程が実施
されてスパイラル糸Ｙｓの配列が行われる。すなわち、
糸供給ヘッド３９が糸Ｙを繰り出しながら両ピン立設部
８，２０の先端部と対応する位置間を往復移動し、ピン
立設部８，２０及び把持部材５，２４が所定速度で回転
される。モータ２６は軸方向糸Ｙａを配列するときより
速く駆動される。糸供給ヘッド３９は軸方向糸Ｙａを芯
糸Ｙｃの周囲に圧着させるように、所定の張力が加わっ
た状態で糸Ｙを供給する。アクチュエータ３８は糸供給
ヘッド３９から繰り出される糸Ｙが、円柱状繊維構造体
Ｆの軸方向との成す角度がほぼ±４５°となるように軸
方向糸Ｙａに巻付けられる所定速度で移動体３８ａを移
動させる。そして、軸方向糸Ｙａに巻付けられた糸Ｙが
スパイラル糸Ｙｓとなる。スパイラル糸Ｙｓは円柱状繊
維構造体Ｆの軸方向との成す角度がほぼ±４５°のた
め、糸供給ヘッド３９が両ピン立設部８，２０の先端部
と対応する位置間を１度移動しただけではスパイラル糸
層ＬＹｓを構成するスパイラル糸Ｙｓの数が不十分とな
る。そのため、スパイラル糸配列工程では糸供給ヘッド
３９が両ピン立設部８，２０の先端部と対応する位置間
を複数回移動して、スパイラル糸層を構成する所定数の
スパイラル糸Ｙｓが軸方向糸Ｙａの外側に巻き付けられ
る。

【００３３】例えば、糸供給ヘッド３９が３往復移動さ
れる場合、糸供給ヘッド３９がピン立設部８側からピン
立設部２０側へ向かって往動する間に、スパイラル糸Ｙ
ｓが円柱状繊維構造体Ｆの軸方向と成す角度がほぼ＋４
５°となるように巻き付けられる。そして、糸供給ヘッ
ド３９の復動時に、スパイラル糸Ｙｓが円柱状繊維構造
体Ｆの軸方向と成す角度がほぼ−４５°となるように巻
き付けられる。以下、糸供給ヘッド３９の往動時には角
度がほぼ＋４５°に、復動時にはほぼ−４５°となるよ
うに巻付け位置を若干ずらせて順にスパイラル糸Ｙｓが
巻き付けられる。

【００３４】ピストンロッド１７ａが所定の圧力で突出
側に付勢されている状態で、軸方向糸Ｙａの周囲にスパ
イラル糸Ｙｓが巻付けられると、軸方向糸Ｙａの張力が
ピストンロッド１７ａの付勢力より大きくなり、可動ブ
ラケット１５が支持ブラケット３側へ移動される。すな
わち、図６に示すように軸方向糸Ｙａが常に緊張された
状態で、スパイラル糸Ｙｓの巻き付けに伴ってピン立設
部２０が徐々にピン立設部８側へ移動される。そして、
糸供給ヘッド３９がピン立設部８，２０間を所定回数往
復動されると、図７に示すように、軸方向糸Ｙａが芯糸
Ｙｃの周囲に圧着されるとともにその外周にスパイラル
糸Ｙｓが配列される。すなわち、互いに配列方向が異な
る一対のスパイラル糸層ＬＹｓを構成するスパイラル糸
配列工程が完了する。

【００３５】次に周方向糸配列工程が実施される。周方
向糸配列工程は糸供給ヘッド３９がピン立設部８側から
糸Ｙを繰り出しながらピン立設部２０側へ向かって移動
するとともに、ピン立設部８，２０及び把持部材５，２
４が所定速度で回転される。アクチュエータ３８は糸供
給ヘッド３９から繰り出される糸Ｙが、円柱状繊維構造
体Ｆの軸方向との成す角度がほぼ９０°となるようにス
パイラル糸層ＬＹｓの外側に巻付けられる所定速度で移
動体３８ａを移動させる。そして、巻付けられた糸Ｙが
周方向糸Ｙθとなる。移動速度はスパイラル糸配列工程
より低速に変更されて、糸供給ヘッド３９は軸方向糸Ｙ
ａを芯糸Ｙｃの周囲に圧着させるように、所定の張力が
加わった状態で糸Ｙを供給する。

【００３６】そして、糸供給ヘッド３９がピン立設部２
０の先端と対応する位置まで移動されると、１層分の周
方向糸Ｙθがスパイラル糸層ＬＹｓの外側に巻付けられ
る。径が全長にわたって等しい円柱状繊維構造体Ｆを製
造する場合は、この状態で１層分の周方向糸配列工程が
終了する。しかし、この実施例では第１端部に大径部Ｆ
ａを有する円柱状繊維構造体Ｆを製造するので、糸供給
ヘッド３９は糸Ｙを繰り出しながらピン立設部８側へ向
かって所定距離移動された後、モータ２６及びアクチュ
エータ３８の駆動が停止される。すなわち、円柱状繊維
構造体Ｆの第１端部側の所定区間における周方向糸Ｙθ
の配列数が他の区間の配列数の２倍となる。

【００３７】次にピン立設部２０に立設された係止ピン
Ｐ２が抜き取られ、可動ブラケット１５とともにピン立
設部２０が元の位置に配置される。係止ピンＰ２が抜き
取られると軸方向糸Ｙａの第１端部が自由状態となる
が、軸方向糸Ｙａはスパイラル糸Ｙｓ及び周方向糸Ｙθ
により芯糸Ｙｃの周囲に巻き付けられているため、中実
状態の円柱状繊維構造体Ｆの形状は変化しない。

【００３８】次にピン立設部２０に係止ピンＰ２が立設
された後、再びモータ２６及びアクチュエータ３８が軸
方向糸Ｙａの配列モードで駆動され、図８に示すように
第２層目の軸方向糸Ｙａが両ピン立設部８，２０に立設
されたピンＰ１及び係止ピンＰ２間に折り返し状に配列
される。軸方向糸Ｙａの配列が完了した後、再びモータ
２６及びアクチュエータ３８がスパイラル糸Ｙｓの配列
モードで駆動される。そして、第２層目の軸方向糸Ｙａ
をその内側に形成されている円柱状繊維構造体Ｆの外側
に圧着するように、前記と同様にスパイラル糸Ｙｓが配
列される。次にモータ２６及びアクチュエータ３８が周
方向糸Ｙθの配列モードで駆動され、前記と同様に周方
向糸層ＬＹθがスパイラル糸層ＬＹｓの外側に形成され
て図９に示す状態となる。なお、図では便宜上、製造途
中の円柱状繊維構造体Ｆを全長にわたって同じ径で示し
ている。又、図で各糸層の間に隙間がある状態に描かれ
ているが、実際は互いに圧着された状態となっている。

【００３９】以下、前記と同様に軸方向糸配列工程、ス
パイラル糸配列工程及び周方向糸配列工程が順次行わ
れ、円柱状繊維構造体Ｆの径が順次増大する。そして、
前記の操作が繰り返されて、所定の径の円柱状繊維構造
体Ｆが形成される。なお、最外層の軸方向糸層ＬＹａの
外側にはスパイラル糸層ＬＹｓを形成せずに、周方向糸
層ＬＹθが形成される。又、芯糸Ｙｃは最終的に軸方向
糸Ｙａとなる。

【００４０】前記のようにスパイラル糸Ｙｓ及び周方向
糸Ｙθの巻付け時に軸方向糸Ｙａが緊張状態に保持され
るため、軸方向糸Ｙａの真直度を保つことができる。
又、従来の円柱状三次元織物を製造する装置に比較し
て、円柱状繊維構造体Ｆの小径領域においても軸方向糸
Ｙａ、スパイラル糸Ｙｓ及び周方向糸Ｙθをきめ細かく
配列できる。

【００４１】ピン立設部８，２０はできるだけ小径での
ピンＰ１及び係止ピンＰ２の立設を可能にするためテー
パ形状にし、径の異なる位置にピンＰ１及び係止ピンＰ
２を立設する孔を形成するのが好ましい。軸方向糸Ｙａ
の配列数は芯糸Ｙｃに近い側では少なくてよく、小径部
に立設されるピンＰ１及び係止ピンＰ２の数が少なくて
も差し支えない。

【００４２】糸供給ヘッド３９の移動速度と、ピン立設
部８，２０及び把持部材５，２４の回転速度とがそれぞ
れ一定の速度となるようにモータ２６及びアクチュエー
タ３８が駆動された場合、円柱状繊維構造体Ｆの径によ
りスパイラル糸Ｙｓの角度が変化する。スパイラル糸Ｙ
ｓの角度の絶対値は、円柱状繊維構造体Ｆの径が大きく
なるほど大きくなる。従って、小径部におけるスパイラ
ル糸Ｙｓの角度がほぼ±４５°となるように両者の速度
が設定された場合、円柱状繊維構造体Ｆの径が大きくな
った時点においてスパイラル糸層ＬＹｓが形成される
と、スパイラル糸Ｙｓの角度の基準角度±４５°からの
ずれが大きくなる。しかし、基準角度からのずれが±１
５°以内であればとくに問題はない。又、周方向糸Ｙθ
の角度がほぼ９０°となるように両者の速度が設定され
た場合、円柱状繊維構造体Ｆの大径部を基準に設定され
た条件では、小径部におけるずれが大きくなる。そし
て、円柱状繊維構造体Ｆの径によっては基準角度９０°
からのずれが１０°を超える場合もあるが、ずれが±１
５°以内であればとくに問題はない。

【００４３】（実施例２）次に第２実施例を図１０及び
図１１に従って説明する。なお、前記実施例と同一部分
は同一符号を付して詳しい説明を省略する。この実施例
の円柱状繊維構造体Ｆは軸方向糸Ｙａ、スパイラル糸Ｙ
ｓ及び周方向糸Ｙθに加えて、円柱状繊維構造体Ｆのほ
ぼ軸心を通って円柱状繊維構造体Ｆを貫通するように配
列された貫通糸Ｙｄが存在する点が前記実施例のものと
異なっている。図１０に示すように、貫通糸Ｙｄは円柱
状繊維構造体Ｆの軸心を含む平面内において、円柱状繊
維構造体Ｆの周面に沿ってその軸方向に延びる部分と、
円柱状繊維構造体Ｆの軸心と直交する部分とが連続する
ように蛇行状態に配列されている。そして、前記のよう
に配列された貫通糸Ｙｄが、図１１に示すように、位相
がずれた状態で複数箇所に配列されている。

【００４４】この円柱状繊維構造体Ｆは貫通糸Ｙｄの存
在により、同心円状に配置された各糸層ＬＹａ，ＬＹ
ｓ，ＬＹθの半径方向の結束力が増す。又、小径部Ｆｂ
から大径部Ｆａに至る傾斜部Ｆｃと対応する位置に配列
された貫通糸Ｙｄは、円柱状繊維構造体Ｆの傾斜部Ｆｃ
における形状保持に役立つ。

【００４５】そして、この円柱状繊維構造体Ｆを強化材
としてエポキシ樹脂等をマトリックスとした複合材は、
引張り、圧縮及びねじり強度が優れ、しかも貫通糸Ｙｄ
がないものに比較して耐衝撃性が向上する。

【００４６】この実施例の円柱状繊維構造体Ｆを製造す
る場合は、先ず前記実施例と同様にして、貫通糸Ｙｄを
含まない円柱状繊維構造体Ｆを製造する。次に針を縫い
針のように使用して、円柱状繊維構造体Ｆの周面からそ
の軸心を通って反対に抜けるように円柱状繊維構造体Ｆ
に針を刺し通し、貫通糸Ｙｄを縫い付けるようにして順
次挿通する。 （実施例３）次に第３実施例を図１２に従って説明す
る。この実施例では前記両実施例と同様にして製造され
た円柱状繊維構造体Ｆを強化材とした繊維強化複合材を
主要部としたピストンロッドを形成した。ピストンロッ
ド４１は円柱状繊維構造体Ｆと、その大径部Ｆａに締付
け固定されたリング部材４２と、ねじ４３とから構成さ
れている。リング部材４２は当該繊維強化複合材より硬
度の大きい金属で形成されている。リング部材４２は大
径部Ｆａとほぼ等しい内径を有する大径の嵌合部４２ａ
と、小径部Ｆｂとほぼ等しい内径を有する小径の嵌合部
４２ｂと、両者に連続するとともに傾斜部Ｆｃと同じ傾
きを有するテーパ部４２ｃとを備えている。嵌合部４２
ａの先端には雌ねじ部４２ｄが形成されている。そし
て、雌ねじ部４２ｄに螺合されたねじ４３の作用によ
り、リング部材４２が大径部Ｆａに締付け固定されて、
ピストン４４を構成している。

【００４７】ピストンロッド４１は大部分が、引張り、
圧縮、ねじり及び衝撃強度に優れた繊維強化複合材で形
成されているため、金属製のピストンロッドより軽量
で、しかもピストンロッドに作用する引張り、圧縮等の
力に充分耐える。又、大径部Ｆａに締付け固定されてピ
ストン４４を構成するリング部材４２が金属製のため、
シリンダ（図示せず）との摺動摩擦による摩耗は少なく
とも通常の金属製のピストンロッドと同等となる。

【００４８】ピストンはシリンダ内面との接触部の面粗
さが小さく、硬度が大きなものが望ましい。繊維強化複
合材の表面の面粗さを研磨加工なしに通常のピストン表
面と同等にすることは極めて難しい。従って、面粗さを
小さくするには研磨加工を必要とするが、繊維強化複合
材の研磨加工は金属の研磨加工に比較して難しい。又、
繊維強化複合材の硬度を大きくするのも難しい。しか
し、この条件を満足する硬度の金属は多数存在する。従
って、シリンダとの摺動部を金属製のリング部材４２で
構成することにより、軽くて引張り、圧縮等の力に充分
耐えるという繊維強化複合材の利点を生かしたピストン
４４が簡単に得られる。そして、円柱状繊維構造体Ｆの
端部に大径部Ｆａが存在するため、リング部材４２は大
径部Ｆａをねじ４３と共同して締付け固定するという簡
単な構成で確実に円柱状繊維構造体Ｆと一体化される。
そして、ピストン４４に作用する引張り及び圧縮力が確
実にピストンロッド４１に伝達される。

【００４９】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、次のように具体化してもよい。 （１）貫通糸Ｙｄを円柱状繊維構造体Ｆに挿通する場
合、第２実施例のように貫通糸Ｙｄを円柱状繊維構造体
Ｆの軸心を含む平面内で連続して蛇行する状態に配置す
る代わりに、図１３（ａ），（ｂ）に示すように配置し
てもよい。すなわち、貫通糸Ｙｄをその挿通位置が円柱
状繊維構造体Ｆの周面に沿った螺線上に位相が４５°ず
つずれた状態で配置する。

【００５０】又、図１４（ａ），（ｂ）に示すように貫
通糸Ｙｄをループ部Ｌｐを形成するように折り返し状に
挿入するとともに、耳糸Ｙｐで抜け止めをする構成とし
てもよい。この場合は、針を円柱状繊維構造体Ｆの挿入
側と反対側へ完全に抜き出す必要がない。先端に孔が形
成された針を使用して、孔が円柱状繊維構造体Ｆの周面
から所定量突出する位置まで針を円柱状繊維構造体Ｆに
挿通して、貫通糸Ｙｄのループ部Ｌｐに耳糸Ｌｐを挿通
した後、針を引き戻すことにより貫通糸Ｙｄを抜け止め
状態で挿通できる。従って、貫通糸Ｙｄの挿通作業が簡
単で、機械化が容易となる。

【００５１】（２）前記製造装置で円柱状繊維構造体Ｆ
を製造する場合、図１５（ａ）に示すように、最終製品
となる円柱状繊維構造体Ｆの径より長い多数のピン４５
が直交する状態で着脱可能に支持された芯材４６を使用
してもよい。この芯材４６を使用して第１あるいは第２
実施例と同様に円柱状繊維構造体Ｆを製造した後、ピン
４５を引き抜いて抜き跡に貫通糸Ｙｄを挿通してもよ
い。芯材４６の同じ位置に種々の方向に延びる複数のピ
ン４５を固定することはできない。従って、ピン４５は
図１５（ｂ）に示すように、軸方向から見た場合に互い
に所定角度をなして放射状に配置されるように、芯材４
６の軸方向に順次その固定角度が所定角度ずつ変更され
た状態で固定される。

【００５２】（３）芯材４６として芯糸Ｙｃを使用する
とともに、ピン４５として糸Ｙに繊維構造体に含浸する
樹脂を含浸して製造したＦＲＰ製のものを使用し、円柱
状繊維構造体の製造後にピン４５と貫通糸Ｙｄとの置換
を省略してもよい。この場合、ピン４５と貫通糸Ｙｄと
の置換操作が不要となり、製造工程が簡単となる。

【００５３】（４）円柱状繊維構造体Ｆの軸方向に対す
る角度が同じとなるようにスパイラル糸Ｙｓを複数回巻
付けてスパイラル糸層を形成し、次に配列方向が逆とな
るようにスパイラル糸Ｙｓを複数回巻付けてスパイラル
糸層ＬＹｓを形成してもよい。この場合、糸供給ヘッド
３９の往動が完了した時点でスパイラル糸Ｙｓを１本の
係止ピンＰ２に係止させて折り返し、糸供給ヘッド３９
の復動時にピン立設部８，２０及び把持部材５，２４を
往動時と逆方向に所定速度で回転させる。糸供給ヘッド
３９の復動が完了した時点でスパイラル糸Ｙｓを１本の
ピンＰ１に係止させて折り返し、再びピン立設部８，２
０及び把持部材５，２４の回転方向を変更した後、糸供
給ヘッド３９が往動される。そして、糸供給ヘッド３９
を所定回数往復動させて同じ角度（配列方向）でかつ巻
き取り位置を若干ずらせてスパイラル糸Ｙｓを巻付けて
スパイラル糸層ＬＹｓを形成する。次にスパイラル糸Ｙ
ｓの配列方向が逆となるようにピン立設部８，２０及び
把持部材５，２４を回転させて、前記と同様に糸供給ヘ
ッド３９を所定回数往復動させてスパイラル糸層ＬＹｓ
を形成する。

【００５４】ピンＰ１及び係止ピンＰ２に係止された部
分は次の周方向糸配列工程終了後、軸方向糸Ｙａととも
にピンＰ１及び係止ピンＰ２との係止状態が解除され
る。このとき、スパイラル糸Ｙｓは周方向糸Ｙθにより
締めつけ固定されているため、スパイラル糸Ｙｓとピン
Ｐ１及び係止ピンＰ２との係止状態が解除されてもスパ
イラル糸層ＬＹｓを構成するスパイラル糸Ｙｓは緊張状
態に保持される。

【００５５】（５）各糸層の配列順序は、円柱状繊維構
造体Ｆの内側から、軸方向糸層ＬＹａ、スパイラル糸層
ＬＹｓ及び周方向糸層ＬＹθの順に限られるものではな
く、最内層を軸方向糸層ＬＹａ及びスパイラル糸層ＬＹ
ｓのいずれか一方とし、最外層をスパイラル糸層ＬＹｓ
及び周方向糸層ＬＹθのいずれか一方とすれば、その間
の各糸層の配列順序は適宜変更してもよい。又、スパイ
ラル糸層ＬＹｓは配列方向が互いに逆となる一対の層が
隣接せずに、対をなすスパイラル糸層ＬＹｓの間に他の
糸層が配列されてもよい。

【００５６】複合材の強度を高めるには、円柱状繊維構
造体Ｆの周面に被覆される樹脂量が少ない方がよい。そ
こで、樹脂を含浸させる際、円柱状繊維構造体Ｆをその
形状にほぼ等しい大きさのキャビティーを有する金型を
使用するとともに、樹脂をキャビティー内に圧入する。
このとき、最外層に周方向糸層ＬＹθが配置されもので
は、樹脂の流れる方向と直交する状態に周方向糸層ＬＹ
θが存在するため、樹脂が流れ難い。しかし、スパイラ
ル糸層ＬＹｓを最外層に配置した円柱状繊維構造体Ｆの
場合は、スパイラル糸Ｙｓの配列方向に沿って樹脂流れ
るため、樹脂が円柱状繊維構造体Ｆの表面に沿って第１
端部から第２端部に向かって流れ易くなり、含浸が円滑
に行われるとともに含浸作業時間が短くなる。

【００５７】（６）第３実施例において、円柱状繊維構
造体Ｆに樹脂を含浸・硬化させて複合材とした後、大径
部Ｆａにリング部材４２をねじ４３で締付け固定する代
わりに、円柱状繊維構造体Ｆにリング部材４２を締付け
固定した後、樹脂を含浸・硬化させてもよい。又、ピス
トンを構成するリング部材４２の材質を金属に代えてセ
ラミックスとしてもよい。

【００５８】（７）大径部Ｆａを円柱状繊維構造体Ｆの
中間部に形成してもよい。この場合、両ロッド形のピス
トンロッドの形成に好適となる。又、大径部の数を複数
としてもよい。大径部Ｆａを形成する場合、周方向糸Ｙ
θの配列数を増す代わりにスパイラル糸Ｙｓの配列数を
増してもよい。又、両糸Ｙθ，Ｙｓの配列数を同時に増
したり、交互に増してもよい。周方向糸Ｙθ及びスパイ
ラル糸Ｙｓの配列数を増す場合、特定の層においてのみ
配列数を増してもよいが、全層に分散して増加させる方
が、組成が均一となるので物性が良くなる。

【００５９】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明は引張り、圧縮及びねじり強度に優れた円柱状の繊維
強化複合材の強化材となるとともに、各糸層の構成比を
変更することにより所望の物性に対応した強化材とな
る。請求項２に記載の発明は、前記の効果に加えて貫通
糸の存在によって各糸層の半径方向の結束力が増し、繊
維強化複合材としたとき、貫通糸がないものに比較して
耐衝撃性が向上する。

【００６０】又、請求項３に記載の発明は、最外層にス
パイラル糸層が配置されているので、最外層に周方向糸
層が配置されたものと比較して、複合材を形成するため
に樹脂を含浸させる際、樹脂が表面に沿って流れ易い。

【００６１】請求項４に記載の発明の繊維強化複合材
は、引張り、圧縮、ねじり及び衝撃強度が優れる。そし
て、大径部が一体に形成されているため、他の部材と一
体化した部品を製作する際、大径部を利用することによ
り他の部材との一体化が容易となる。

【００６２】請求項５に記載の発明のピストンロッドは
大部分が、引張り、圧縮、ねじり及び衝撃強度に優れた
繊維強化複合材で形成されているため、金属製のピスト
ンロッドに比較して軽量で、しかもピストンロッドに作
用する引張り、圧縮等の力に耐える。又、ピストンとな
る大径部には当該繊維強化複合材より硬度の大きい材質
からなる部材が締付け固定されているため、シリンダと
の摺動摩擦による摩耗は少なくとも通常のピストンロッ
ドと同等となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の円柱状繊維構造体の模式断面図で
ある。

【図２】図１のII−II線拡大断面図である。

【図３】円柱状繊維構造体製造装置の概略斜視図であ
る。

【図４】同じくスパイラル糸を配列している状態を示す
概略斜視図である。

【図５】第１層目の軸方向糸が配列された状態を示す模
式図である。

【図６】第１層目のスパイラル糸の配列時の状態を示す
模式図である。

【図７】第１層目のスパイラル糸の配列が完了した状態
を示す模式図である。

【図８】第２層目の軸方向糸が配列された状態を示す模
式図である。

【図９】第２層目の周方向糸の配列が完了した状態を示
す模式図である。

【図１０】第２実施例の円柱状繊維構造体の模式断面図
である。

【図１１】同じく貫通糸の配列状態を示す模式図であ
る。

【図１２】第３実施例のピストンロッドの模式断面図で
ある。

【図１３】（ａ）は変更例の貫通糸の配列を示す模式
図、（ｂ）は同じく概略斜視図である。

【図１４】（ａ）は別の変更例の貫通糸の配列を示す模
式図、（ｂ）は同じく概略斜視図である。

【図１５】（ａ）は芯材とピンの関係を示す概略斜視
図、（ｂ）はその正面図である。

【図１６】従来の三次元織物の断面図である。

【図１７】図１６のＸ−Ｘ線の部分断面図である。

【符号の説明】

４１…ピストンロッド、４２…部材としてのリング部
材、４３…ねじ、４４…ピストン、Ｆ…円柱状繊維構造
体、Ｆａ…大径部、ＬＹａ…軸方向糸層、ＬＹｓ…スパ
イラル糸層、ＬＹθ…周方向糸層、Ｙａ…軸方向糸、Ｙ
θ…周方向糸、Ｙｄ…貫通糸、Ｙｓ…スパイラル糸、Ｙ
…糸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０３Ｄ 3/02 // Ｂ２９Ｌ 31:12 (72)発明者 戸塚 正一郎 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 (72)発明者 真杉 京一 東京都新宿区西新宿一丁目７番２号 富士 重工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状繊維構造体であって、その軸方向
   に沿って配列された軸方向糸と、円柱状繊維構造体の軸
   方向に対して傾斜する状態で配列されたスパイラル糸
   と、円柱状繊維構造体の周方向に沿って配列された周方
   向糸との３成分の糸から構成され、軸方向糸層、スパイ
   ラル糸層及び周方向糸層を円柱状繊維構造体の中心から
   同心円状に複数層ずつ配置するとともに、その軸方向の
   一部の区間においてスパイラル糸及び周方向糸の少なく
   とも一方の配列数を増してその区間を太くした円柱状繊
   維構造体。
2. 【請求項２】 円柱状繊維構造体であって、その軸方向
   に沿って配列された軸方向糸と、円柱状繊維構造体の軸
   方向に対して傾斜する状態で配列されたスパイラル糸
   と、円柱状繊維構造体の周方向に沿って配列された周方
   向糸と、円柱状繊維構造体のほぼ軸心を通って円柱状繊
   維構造体を貫通するように配列された貫通糸との４成分
   の糸からなり、軸方向糸層、スパイラル糸層及び周方向
   糸層を円柱状繊維構造体の中心から同心円状に複数層ず
   つ配置し、貫通糸を円柱状繊維構造体の軸方向に所定間
   隔で複数箇所に配列するとともに、その軸方向の一部の
   区間においてスパイラル糸及び周方向糸の少なくとも一
   方の配列数を増してその区間を太くした円柱状繊維構造
   体。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の発明にお
   いて、最外層にスパイラル糸層を配置した円柱状繊維構
   造体。
4. 【請求項４】 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記
   載の円柱状繊維構造体を強化材とし、樹脂をマトリック
   スとした繊維強化複合材。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記
   載の円柱状繊維構造体の第１端部を太く形成したものを
   強化材とした繊維強化複合材の大径部に、当該繊維強化
   複合材より硬度の大きい材質からなる部材を締付け固定
   したピストンロッド。