JPH0815761B2 - パイプ状繊維強化樹脂構造材 - Google Patents
パイプ状繊維強化樹脂構造材Info
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- JPH0815761B2 JPH0815761B2 JP63086190A JP8619088A JPH0815761B2 JP H0815761 B2 JPH0815761 B2 JP H0815761B2 JP 63086190 A JP63086190 A JP 63086190A JP 8619088 A JP8619088 A JP 8619088A JP H0815761 B2 JPH0815761 B2 JP H0815761B2
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- JP
- Japan
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- pipe
- structural material
- thermosetting resin
- shaped fiber
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- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
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。
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
パイプ状繊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
吸収する破損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
したジョイント構造物に関するものである。
パイプ状繊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
吸収する破損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
したジョイント構造物に関するものである。
従来、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る場合、接着剤により固定する方
法や、冷しばめにより固定する方法がとられている。
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、冷しば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。
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
り付け後に熱膨脹し該構造材内側に内圧がかかり、ジョ
イント部分が破損することがある。
り付け後に熱膨脹し該構造材内側に内圧がかかり、ジョ
イント部分が破損することがある。
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。
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するパイプ状繊維強
化熱硬化性樹脂構造材。
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。
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。
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。
リプロピレン、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。
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。
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。
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ョ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くする
効果があるパイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材であ
る。
属エンド部材を圧入したときのジョ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くする
効果があるパイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材であ
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。
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ョイント構造物の端
部軸方向断面図を示したものである。
材に金属エンド部材を取り付けたジョイント構造物の端
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はパイプ状繊維
強化熱硬化性樹脂構造材を示す。
可塑性樹脂層、３は金属エンド部材、４はパイプ状繊維
強化熱硬化性樹脂構造材を示す。
繊維強化熱硬化性樹脂層１は、炭素繊維、ガラス繊
維、芳香族ポリアミド繊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、高弾性の点で優れている。
維、芳香族ポリアミド繊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、高弾性の点で優れている。
この繊維強化熱硬化性樹脂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。
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損なうことはな
い。
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損なうことはな
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。
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、ジョイン
ト構造物としての性能が低下する。
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、ジョイン
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。
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を温め、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、取り付け精度が向上する。
め該構造材４を温め、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、取り付け精度が向上する。
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。
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。
本発明パイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材は、自転
車、ベビーカー、ハングライダー等の構造材として好適
である。
車、ベビーカー、ハングライダー等の構造材として好適
である。
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
積層した。この上に、PAN系炭素繊維（引張弾性率24,00
0kg/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
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度方向に積層し、曲げ弾性率を8,000kg/mm
2となるようにした。
を外径20mmの鉄製マンドレルの周囲全面に厚さ0.2mmに
積層した。この上に、PAN系炭素繊維（引張弾性率24,00
0kg/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
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度方向に積層し、曲げ弾性率を8,000kg/mm
2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
樹脂製パイプを得た。（実施例１、第１図断面図） このパイプに圧入部の直径が20mmのS45C製の金属エン
ド部材を長さ50mm圧入するテストを行った。
し、冷却後マンドレルを引抜いて炭素繊維強化熱硬化性
樹脂製パイプを得た。（実施例１、第１図断面図） このパイプに圧入部の直径が20mmのS45C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。
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。
（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。すなわち、本発明パイ
プ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材は、従来の冷しばめに
よる金属エンド部材圧入方法が可能である。
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。すなわち、本発明パイ
プ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材は、従来の冷しばめに
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0.1mm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ば
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。
シロを0.1mm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ば
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。
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系炭素繊維（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度方向に積層し、曲げ弾性率を8,000kg/mm
2となるようにした。
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度方向に積層し、曲げ弾性率を8,000kg/mm
2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0.2mm、深さ30mm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。
温度64℃）を厚さ0.2mm、深さ30mm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
性樹脂製パイプを得た。（第２図） このパイプに圧入部の直径が20mmのS45C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。
し、冷却後マンドレルを引抜いて、炭素繊維強化熱硬化
性樹脂製パイプを得た。（第２図） このパイプに圧入部の直径が20mmのS45C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損は起らず、軸の取り付け精度も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ている。
ンド部材圧入時に破損は起らず、軸の取り付け精度も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ている。
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それぞれ示したものであ
る。そして、第１図は、実施例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ョ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:パイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材
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、実施例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ョ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:パイプ状繊維強化熱硬化性樹脂構造材
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 Ｂ２９Ｋ 307:04 Ｂ２９Ｌ 23:00
Claims (6)
- 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。 - 【請求項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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086190A JPH0815761B2 (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | パイプ状繊維強化樹脂構造材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086190A JPH0815761B2 (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | パイプ状繊維強化樹脂構造材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257034A JPH01257034A (ja) | 1989-10-13 |
| JPH0815761B2 true JPH0815761B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=13879854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63086190A Expired - Fee Related JPH0815761B2 (ja) | 1988-04-07 | 1988-04-07 | パイプ状繊維強化樹脂構造材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815761B2 (ja) |
-
1988
- 1988-04-07 JP JP63086190A patent/JPH0815761B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01257034A (ja) | 1989-10-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |