JPH084280Y2 - 繊維強化複合円筒殻 - Google Patents
繊維強化複合円筒殻Info
- Publication number
- JPH084280Y2 JPH084280Y2 JP1989121939U JP12193989U JPH084280Y2 JP H084280 Y2 JPH084280 Y2 JP H084280Y2 JP 1989121939 U JP1989121939 U JP 1989121939U JP 12193989 U JP12193989 U JP 12193989U JP H084280 Y2 JPH084280 Y2 JP H084280Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical shell
- fiber
- material layer
- reinforced composite
- resin
- Prior art date
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は宇宙構造物，航空機,OA機器,FA機器，自動
車，レジャー用品などの構造体に用いる繊維強化複合円
筒殻に関するものである。
車，レジャー用品などの構造体に用いる繊維強化複合円
筒殻に関するものである。
従来、この種の繊維強化複合円筒殻は、ガラス繊維・
カーボン繊維などの無機繊維又は、アラミド繊維などの
有機繊維に、エポキシ樹脂・不飽和ポリエステル樹脂な
どの熱硬化性樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン樹
脂のような熱可塑性樹脂を含浸させ硬化させたものとな
っていた。これらは、従来の金属に比べ軽量・高強度で
あるため、この特性が要求される宇宙・航空用構造物，
自動車,FA・OAなどのオートメーション機器，レジャー
用品に多く用いられている。
カーボン繊維などの無機繊維又は、アラミド繊維などの
有機繊維に、エポキシ樹脂・不飽和ポリエステル樹脂な
どの熱硬化性樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン樹
脂のような熱可塑性樹脂を含浸させ硬化させたものとな
っていた。これらは、従来の金属に比べ軽量・高強度で
あるため、この特性が要求される宇宙・航空用構造物，
自動車,FA・OAなどのオートメーション機器，レジャー
用品に多く用いられている。
上述した円筒殻構造物の用途が拡大するにしたがい、
振動が問題となってくる。従来の繊維強化円筒殻は、金
属系材料と比較して、重量・強度の点では優れている
が、振動減衰特性（損失計数η＝0.001〜0.01）は、金
属と同程度の小さい値を持ち、振動が起こりやすいもの
となっている。また、構造物を一体成形で作成すること
が多く、接続部での摩擦による振動減衰（構造減衰）
は、期待できない。従って、宇宙構造物に用いる場合、
振動によるアンテナやパドルの位置精度の低下、搭載機
器の故障につながる原因となる。さらに、自動車，レジ
ャー用品においては、騒音・振動など人体に及ぼす悪影
響の原因ともなりうるため、振動減衰特性の向上が重要
な課題となる。
振動が問題となってくる。従来の繊維強化円筒殻は、金
属系材料と比較して、重量・強度の点では優れている
が、振動減衰特性（損失計数η＝0.001〜0.01）は、金
属と同程度の小さい値を持ち、振動が起こりやすいもの
となっている。また、構造物を一体成形で作成すること
が多く、接続部での摩擦による振動減衰（構造減衰）
は、期待できない。従って、宇宙構造物に用いる場合、
振動によるアンテナやパドルの位置精度の低下、搭載機
器の故障につながる原因となる。さらに、自動車，レジ
ャー用品においては、騒音・振動など人体に及ぼす悪影
響の原因ともなりうるため、振動減衰特性の向上が重要
な課題となる。
そこで、すでに振動減衰特性の向上を目的に、制振材
料を構造物に付与し、見かけ上材料の振動減衰特性を増
加させる手法や、可撓性付与剤をマトリックス樹脂に添
加し振動減衰特性を増加させた樹脂が用いられてきた。
しかし、制振材料の手法においては、空間・重量及び施
工の面での制約、剛性低下を生じるなど効果的な適用が
難しい場合が多い。
料を構造物に付与し、見かけ上材料の振動減衰特性を増
加させる手法や、可撓性付与剤をマトリックス樹脂に添
加し振動減衰特性を増加させた樹脂が用いられてきた。
しかし、制振材料の手法においては、空間・重量及び施
工の面での制約、剛性低下を生じるなど効果的な適用が
難しい場合が多い。
本考案の目的は前記問題点を解決するものであり、大
きな振動減衰特性を持った繊維強化複合円筒殻を提供す
ることにある。
きな振動減衰特性を持った繊維強化複合円筒殻を提供す
ることにある。
前記目的を達成するため、本考案に係る繊維強化複合
円筒殻は、無機強化繊維又は有機強化繊維を熱硬化性樹
脂又は熱可塑性樹脂で含浸硬化した複合材料層と、粘弾
性材料層とを積層一体化したものである。
円筒殻は、無機強化繊維又は有機強化繊維を熱硬化性樹
脂又は熱可塑性樹脂で含浸硬化した複合材料層と、粘弾
性材料層とを積層一体化したものである。
本考案の繊維強化複合円筒殻は、樹脂を予め含浸した
シートやマットの複合材料層と粘弾性材料層とを一体化
したものである。前記複合材料層の層間に介装した粘弾
性材料は、曲げ変形や伸縮変形に伴う粘弾性層のせん断
変形によって振動エネルギーを吸収するため、より大き
な振動減衰特性を有することになる。
シートやマットの複合材料層と粘弾性材料層とを一体化
したものである。前記複合材料層の層間に介装した粘弾
性材料は、曲げ変形や伸縮変形に伴う粘弾性層のせん断
変形によって振動エネルギーを吸収するため、より大き
な振動減衰特性を有することになる。
強化繊維に含浸する樹脂としては、ビスフェノールＡ
などの多官能エポキシ樹脂と硬化剤を組み合わせたエポ
キシ樹脂，付加硬化型ポリイミド，縮合型ポリイミド，
ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）などの熱可塑性樹
脂が好適である。粘弾性材料としては、可撓性を付与し
たエポキシ樹脂など熱硬化性樹脂の未硬化物や半硬化物
（Ｂステージ）及び硬化物、ポリオレフィンやポリエー
テルなどの熱可塑性エラストマーシート、シリコンゴム
シートなど公知のものが使用できる。
などの多官能エポキシ樹脂と硬化剤を組み合わせたエポ
キシ樹脂，付加硬化型ポリイミド，縮合型ポリイミド，
ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）などの熱可塑性樹
脂が好適である。粘弾性材料としては、可撓性を付与し
たエポキシ樹脂など熱硬化性樹脂の未硬化物や半硬化物
（Ｂステージ）及び硬化物、ポリオレフィンやポリエー
テルなどの熱可塑性エラストマーシート、シリコンゴム
シートなど公知のものが使用できる。
以下、本考案の一実施例を図により説明する。
第１図は本考案の一実施例を示す断面図である。
図において、本考案はカーボン繊維やガラス繊維など
の無機強化繊維又はケブラー繊維などの有機強化繊維
を、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化
性樹脂又はポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹
脂で固めた複合材料層１と、粘弾性材料層２とを有し、
複合材料層１と粘弾性材料層２とを積層一体化し、この
積層構造体３により中空の円筒殻を構成したものであ
る。
の無機強化繊維又はケブラー繊維などの有機強化繊維
を、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化
性樹脂又はポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹
脂で固めた複合材料層１と、粘弾性材料層２とを有し、
複合材料層１と粘弾性材料層２とを積層一体化し、この
積層構造体３により中空の円筒殻を構成したものであ
る。
第２図は本考案に係る繊維強化複合円筒殻の製造方法
を示す図である。まず、予めマトリックス樹脂が含浸し
ている複合材料、例えばプリプレグシートを適当な寸法
をもつ帯状に切断し、この帯状のものを所望の外径寸法
を持つ円柱状心材４の外周面に螺旋状に巻付けることに
より複合材料層１を形成し、その厚みが適当な厚みに達
した時点でプリプレグシートの巻付けを止め、心材４に
巻き付けた複合材料層１の外周面の一部又は全面に粘弾
性材料を巻き付けて粘弾性材料層２を形成する。その
後、再び粘弾性材料層２上に帯状複合材料層１を巻回形
成し、希望する積層構造になるまで前記工程を繰り返し
て行い、硬化させた後、複合材料層１と粘弾性材料層２
とを積層一体化させて中空筒状とした円筒殻を心材４か
ら離型する。本実施例ではプリプレグシートを用いてこ
れを心材に巻き付けて円筒殻を構成したが、その他の例
えばフィラメントワインディング，ハンドレイアップ法
等を用いて円筒殻を構成するようにしてもよい。
を示す図である。まず、予めマトリックス樹脂が含浸し
ている複合材料、例えばプリプレグシートを適当な寸法
をもつ帯状に切断し、この帯状のものを所望の外径寸法
を持つ円柱状心材４の外周面に螺旋状に巻付けることに
より複合材料層１を形成し、その厚みが適当な厚みに達
した時点でプリプレグシートの巻付けを止め、心材４に
巻き付けた複合材料層１の外周面の一部又は全面に粘弾
性材料を巻き付けて粘弾性材料層２を形成する。その
後、再び粘弾性材料層２上に帯状複合材料層１を巻回形
成し、希望する積層構造になるまで前記工程を繰り返し
て行い、硬化させた後、複合材料層１と粘弾性材料層２
とを積層一体化させて中空筒状とした円筒殻を心材４か
ら離型する。本実施例ではプリプレグシートを用いてこ
れを心材に巻き付けて円筒殻を構成したが、その他の例
えばフィラメントワインディング，ハンドレイアップ法
等を用いて円筒殻を構成するようにしてもよい。
実施例では、複合材料層１としてカーボン繊維とエポ
キシ樹脂とからなるカーボン繊維強化プラスチック（CF
RP）層を用い、一方向に並べられたカーボン繊維のプリ
プレグシートをテープ状に切断し、これを心材４に巻き
付けた。そのプリプレグシートとして、一方向材東レ
（株）製トレカT300/♯2500を用い、強化材としてPAN系
の炭素繊維、マトリツクス樹脂として未硬化状態のビス
フェノールＡ系エポキシ樹脂を用いた。粘弾性材料層２
として、表面に接着層を有する三井石油化学（株）製SD
F-RL（ポリオレフィン系熱可塑シート：厚さ70μｍ、ta
nδmax＝0.9）を使用した。積層構成は、11plyで心材４
の中心より〔0/−45/45/−45/45/0/−45/45/−45/0〕と
し、全ての層間に粘弾性材料層２を介在させた。硬化に
は、オートクレーブを用い、4.0kgf/cm2、135℃で加圧
加熱硬化させた。その後〜165℃まで温度を加え表面の
接着層を溶かし、プリプレグシートとの接着を強固にし
て、カーボン繊維とエポキシ樹脂からなるCFRP層４とポ
リオレフィンシート５とを交互に積層一体化したCFRPパ
イプを製造した。
キシ樹脂とからなるカーボン繊維強化プラスチック（CF
RP）層を用い、一方向に並べられたカーボン繊維のプリ
プレグシートをテープ状に切断し、これを心材４に巻き
付けた。そのプリプレグシートとして、一方向材東レ
（株）製トレカT300/♯2500を用い、強化材としてPAN系
の炭素繊維、マトリツクス樹脂として未硬化状態のビス
フェノールＡ系エポキシ樹脂を用いた。粘弾性材料層２
として、表面に接着層を有する三井石油化学（株）製SD
F-RL（ポリオレフィン系熱可塑シート：厚さ70μｍ、ta
nδmax＝0.9）を使用した。積層構成は、11plyで心材４
の中心より〔0/−45/45/−45/45/0/−45/45/−45/0〕と
し、全ての層間に粘弾性材料層２を介在させた。硬化に
は、オートクレーブを用い、4.0kgf/cm2、135℃で加圧
加熱硬化させた。その後〜165℃まで温度を加え表面の
接着層を溶かし、プリプレグシートとの接着を強固にし
て、カーボン繊維とエポキシ樹脂からなるCFRP層４とポ
リオレフィンシート５とを交互に積層一体化したCFRPパ
イプを製造した。
第３図（ａ）に実施例で作成した粘弾性材料を挾んだ
CFRPパイプの振動減衰波形を示す。又第３図（ｂ）に比
較のために同型状の粘弾性材料を挾まないCFRPパイプの
振動減衰波形を示す。粘弾性材料を挾まないCFRPに比べ
挾んだCFRPは、減衰時間が短くなり、振動減衰特性が大
きく向上していることがわかる。第４図は、CFRPパイプ
の損失係数と温度依存性について示したものである。損
失係数は、試験片に伸縮変形を加えて測定し、一次共振
周波数より算出した。CFRPパイプの損失係数は、温度上
昇とともに増加し60℃で0.06以上の大きな値となった。
以上のように本考案の繊維強化複合円筒殻は、従来のも
のと比較して、大きな振動減衰特性を有する。
CFRPパイプの振動減衰波形を示す。又第３図（ｂ）に比
較のために同型状の粘弾性材料を挾まないCFRPパイプの
振動減衰波形を示す。粘弾性材料を挾まないCFRPに比べ
挾んだCFRPは、減衰時間が短くなり、振動減衰特性が大
きく向上していることがわかる。第４図は、CFRPパイプ
の損失係数と温度依存性について示したものである。損
失係数は、試験片に伸縮変形を加えて測定し、一次共振
周波数より算出した。CFRPパイプの損失係数は、温度上
昇とともに増加し60℃で0.06以上の大きな値となった。
以上のように本考案の繊維強化複合円筒殻は、従来のも
のと比較して、大きな振動減衰特性を有する。
以上のように本考案は、振動減衰特性が大きな繊維強
化複合円筒殻を実現することが可能で、人工衛星などの
宇宙構造物のアンテナや、パドルなどの位置精度の低
下、搭載機器の故障、自動車などの騒音・振動などの問
題を解決できる効果を有するものである。
化複合円筒殻を実現することが可能で、人工衛星などの
宇宙構造物のアンテナや、パドルなどの位置精度の低
下、搭載機器の故障、自動車などの騒音・振動などの問
題を解決できる効果を有するものである。
第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２図は本考
案に係る繊維強化複合円筒殻の製造方法を示す図、第３
図（ａ）は本考案に係るCFRPパイプの減衰振動波形を示
す図、第３図（ｂ）は粘弾性材料を挾まないCFRPパイプ
の減衰振動波形を示す図、第４図はCFRPパイプの損失係
数と温度依存性について示す図である。 １……複合材料層、２……粘弾性材料層
案に係る繊維強化複合円筒殻の製造方法を示す図、第３
図（ａ）は本考案に係るCFRPパイプの減衰振動波形を示
す図、第３図（ｂ）は粘弾性材料を挾まないCFRPパイプ
の減衰振動波形を示す図、第４図はCFRPパイプの損失係
数と温度依存性について示す図である。 １……複合材料層、２……粘弾性材料層
Claims (1)
- 【請求項１】無機強化繊維又は有機強化繊維を熱硬化性
樹脂又は熱可塑性樹脂で含浸硬化した複合材料層と、粘
弾性材料層とを積層一体化したことを特徴とする繊維強
化複合円筒殻。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989121939U JPH084280Y2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 繊維強化複合円筒殻 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1989121939U JPH084280Y2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 繊維強化複合円筒殻 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0359830U JPH0359830U (ja) | 1991-06-12 |
| JPH084280Y2 true JPH084280Y2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=31669960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1989121939U Expired - Lifetime JPH084280Y2 (ja) | 1989-10-18 | 1989-10-18 | 繊維強化複合円筒殻 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084280Y2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6893098B2 (en) * | 2003-10-07 | 2005-05-17 | Kambiz Kohani | Chair mounted back support system |
| JP5189843B2 (ja) * | 2008-01-04 | 2013-04-24 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | Ｃｆｒｐ製搬送用部材及びそれを用いたロボットハンド |
| WO2011108676A1 (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-09 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | ロボットハンド |
| JP5373667B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2013-12-18 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | ロボットハンド |
| JP5369026B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2013-12-18 | Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 | ロボットハンド |
| JP7231205B2 (ja) * | 2019-02-06 | 2023-03-01 | 株式会社ブイ・テクノロジー | マスク検査装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4237176A (en) * | 1976-05-27 | 1980-12-02 | Ferro Corporation | Moldable sound control composite |
| JPS6274637A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-06 | マニユフアクツユ−ル・アルサシエン・ド・カウチユ・イスタブリツシユマン・ロラン・エス・ア | 振動減衰装置 |
| JPH0729395B2 (ja) * | 1985-10-09 | 1995-04-05 | 株式会社ブリヂストン | 免震構造体 |
-
1989
- 1989-10-18 JP JP1989121939U patent/JPH084280Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0359830U (ja) | 1991-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |