JPS5945858B2 - 目玉付ｆｒｐ板ばねの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は目玉付ＦＲＰ（繊維強化合成樹脂の略称で以下
ＦＲＰという）板ばねの製造方法に関する。

自動車等に用いられる懸架用板ばねは一般に鋼製であつ
たが、軽量化、省エネルギー、防錆、防音、耐疲労性お
よび乗心地などを向上させるため近来はＦＲＰが採用さ
れる方向にある。

しかしながら、板ばねを構成するばね板本体と目玉部と
をＦＲＰから一体に形成するには種々の困難が伴なう。
すなわち、第１図に示すように相互に離間した一対の平
行芯金１、１内に合成樹脂原液を含浸させた強化繊維２
をかけ渡すように巻付けたのち、第２図に示すように金
型３、４の間で加熱しながら成形、硬化させる従来のフ
ィラメント・ワインディング法によれば、金型３、４お
よび波型５、５を必要とする上に、目玉部６、６の肉厚
が本体Ｔにおける肉厚のＨにならざるを得ない。

また、金型３、４、５を使用しないで成形しようとして
も、本体Ｔを弓形に形成するには強化繊維を弛緩した状
態で芯金１、１に巻付けなければならず、実用上きわめ
て困難であるばかりでなく、繊維の乱れを生ずるため物
性上から好ましくない。さらに、本体Ｔと目玉部６とを
別個に形成したのち相互に連結するのでは成形に手数を
要するばかりでなく連結部に弱点を生じ易く、かつ見苦
しいものになるおそれがある。本発明は上記欠点を解消
するためになされたもので、その目的とするところは、
ばね板本体と目玉部とにおける強化繊維が切断されるこ
となく相互に連続しており、したがつて強度的にも外観
的にも優れるとともに施工が簡単かつ容易な目玉付ＦＲ
Ｐ板ばねの製造方法を提供することにある。

本発明は、板ばねを形成するＦＲＰ素材のうち上記目玉
部に対応する部分をばね板本体に対応する部分よりも低
温に保つてばね板本体に対応する部分のみを先に硬化さ
せる工程と、目玉部に対応する部分は始めは硬化させず
に半硬化状態で目玉状に湾曲変形させたのち硬化させる
工程とを具備している。したがつて上記本体と目玉部と
は強化繊維が相互に連続しているので強度的にも外観上
からも優れて訃り、しかも施工が簡単かつ容易である。
以下、本発明につき図面を参照しながら説明する。

第３図および第４図は本発明を適用したフイラメント・
ワインデイング装置の一実施例を示し、架台１０に回転
自在に支持された回転軸１１は駆動部１２により所望速
度で駆動されるようになつている。駆動部１２は、たと
えば変速機付電動機１３、プーリ１４，１５およびベル
ト１６等を備えている。上記回転軸１１には矩形状の支
持板１７が固定されている。支持板１７には各一対をな
す第１マンドレル１８卦よび第２マンドレル１９が支持
されている。これら第１，第２マンドレル１８，１９の
各外周部には溝２０が形成されている。この溝２０は所
定の幅および深さを有Ｌ底面は回転軸１１の軸心と直交
する断面に卦いてほぼ楕円形状をなしている。断面曲率
半径が比較的大きい第１マンドレル１８は後述する強化
繊維ａに合成樹脂を含浸させた含浸強化繊維ｂを加熱、
硬化させるための適宜の加熱手段（図示略）を備えてい
る。断面曲率半径が比較的小さい第２マンドレル１９は
含浸強化繊維ｂの硬化を阻止するための適宜の冷却手段
（図示略）を備えている。第１，第２マンドレル１８，
１９の相互対向端部間には断熱用として僅かな隙間２１
が設けられている。上記架台１０には、上記強化繊維ａ
が挿通される含浸槽２２が設けられている。この含浸槽
２２はＦＲＰを構成するための合成樹脂原液が充填され
ている。上記フイラメント・ワインデイング装置を用い
てＦＲＰ板ばねを形成する場合には、上記支持板１７に
板ばねの所望寸法に適合する形状の第１，第２マンドレ
ル１８，１９を取りつけるとともに、含浸槽２２には所
望の合成樹脂原液を充填して卦く。

そして、強化繊維ａを含浸槽２２に挿通して合成樹脂を
含浸させながら引出し、含浸強化繊維ｂの一端をマンド
レル１８，１９のいずれかに連結したのち駆動部１２を
介してマンドレル１８，１９を所望速度で回転駆動する
。な訃、含浸槽２２の出口近傍には合成樹脂の付着量を
制限する手段および含浸強化繊維ｂに適度の張力を付与
する手段（いずれも図示略）が設けられている。マンド
レル１８，１９の溝２０に所望量の含浸強化繊維ｂが巻
装されたのち駆動部１２を停止させ、第１マンドレル１
８に装着された部分（ばね板本体に対応する部分Ａ一第
５図参照）を上記加熱手段を介して加熱、硬化させると
ともに、第２マンドレル１９に装着された部分（目玉部
に対応する部分Ｂ一第５図参照）が半硬化状態に維持さ
れるよう、必要に応じ上記冷却手段を介して冷却する。
上記部分Ａが硬化したのち楕円状をなす素材をその長軸
に沿つて切断することにより二分割し（第５図）、部分
Ｂを第６図に示すように芯金２３およびカーピングロー
ル２４により、または第７図に示すように金型２５，２
６によつて目玉状に湾曲変形させるとともに加熱硬化さ
せる。上記強化繊維ａとしてはガラス繊維、カーボン繊
維、またはその他の適宜繊維材ないしはこれらを適宜組
合わせたもの等が用いられる。

また上記合成樹脂原液としては、たとえば有機酸化物を
開始剤とするビニルエステルまたはポリエステル、酸無
水物硬化剤またはアミン系硬化剤を混合したエポキシ樹
脂等が用いられる。上述のようにして形成された目玉付
ＦＲＰ板ばねにおいては、ＦＲＰ板ばねの端部に鋼製目
玉部をボルト・ナツトまたはリベツト付けした従来のも
のに比し量産性、軽量化率、耐疲労性訃よび外観に訃い
ていずれも大幅に優れている。

また、第１図に示す従来のフイラメント・ワインデイン
グ法によるものに比較すれば著しく量産性に優れ、かつ
目玉部の肉厚を本体と同一になし得るとともに本体部分
に訃ける剥離現象を生じ難いため耐疲労性に優れている
。第８図は本発明を適用したプルフオーミング装置の一
実施例を示し、回転，駆動される回転型３０と、これの
外周部と小間隙を存して対向する弧状固定型３１とを備
えている。

回転型３０の外周部には固定型３１によつて部分的に覆
われる成形用溝３２が形設されている。図示例において
は溝３２は周方向に交互に配設された広幅部３３と狭幅
部３４とを備えており、かつ断面積がほぼ一定となるよ
うな深さに形成されている。そして、広幅部３３には周
方向中央部に位置して冷却部３５が設けられ、冷却部３
５には適宜の冷却手段（図示略）が設けられている。な
お、図中３６は加熱手段、である。上述のように構成さ
れた装置においてＦＲＰ製ばね板本体を形成する場合に
は、強化繊維に合成樹脂を含浸させた帯状素材ｃを加熱
手段３６で加熱し、図示しない補助成形手段において溝
３２の断面形状にほぼ適合するように倣い成形したのち
、固定型３１の一側からこれと回転型３０との間におけ
る溝３２に導き硬化させる。

この場合、冷却部３５と対向する素材ｃの部分は冷却さ
れることにより硬化することなく半硬化状態のままであ
る。回転型の回転に伴なつて固定型３１の他側に移動さ
れた素材は冷却部３５に対応する部分の中央で切断され
、半硬化状端部は第６図または第７図に示すと同様の手
段により目玉状に湾曲変形されたのち硬化される。なお
、上記溝３２は要すれば幅および深さが一定であつても
よく、かつ補助成形手段を省略するようにしてもよい。

また、加熱部３６は冷却部３５に対応する部分が通過す
る際だけ加熱動作を中止するよう制御するのがよい。上
述のようなプルフオーミング法においても上記フイラメ
ント・ワインデイング法に卦けると実質的に同等な効果
を奏し得ることは、改めて説明するまでもないであろう
。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
くその要旨とするところの範囲内で種々の変更ないし応
用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来方法を示す説明図、第３図お
よび第４図は本発明を適用した装置の一実施例を示す正
面図および側面図、第５図，第６図訃よび第７図は本発
明の工程説明図、第８図は本発明を適用した装置の他の
一実施例を示す斜視図である。 １１・・．回転軸、１２・・・駆動部、１７．．．支持
板、１８，１９．・・マンドレル、２０・・・溝、２２
．・・含浸槽、２３・・・芯金、２４・・・カーピング
ロール、２５，２６・・・金型、３０．・・回転型、３
１．．．固定型、３２．．．成形用溝、３５．．．冷却
部、３６．．・加熱部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帯状をなすばね板本体と、この本体の端部に連接す
   る目玉部とを有する板ばねをＦＲＰから一体に形成する
   場合、上記板ばねを形成するＦＲＰ素材のうち上記目玉
   部に対応する部分を上記本体に対応する部分よりも低温
   に保つて上記本体に対応する部分のみを先に硬化させる
   工程と、上記目玉部に対応する部分を半硬化状態で目玉
   状に湾曲変形させたのち硬化させる工程とを具備するこ
   とを特徴とする目玉付ＦＲＰ板ばねの製造方法。