JPS6040376B2 - 繊維強化プラスチツク製コイルばねの製造方法 - Google Patents
繊維強化プラスチツク製コイルばねの製造方法Info
- Publication number
- JPS6040376B2 JPS6040376B2 JP53058631A JP5863178A JPS6040376B2 JP S6040376 B2 JPS6040376 B2 JP S6040376B2 JP 53058631 A JP53058631 A JP 53058631A JP 5863178 A JP5863178 A JP 5863178A JP S6040376 B2 JPS6040376 B2 JP S6040376B2
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- JP
- Japan
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- fiber
- frp
- manufacturing
- reinforced plastic
- rod
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Springs (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）をばね素材
としてコイルばねを製造する方法に関するものである。
としてコイルばねを製造する方法に関するものである。
炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維などの補強繊維東
に不飽和ポリエステル樹脂、ェポキシ樹脂などの熱硬化
性樹脂またはポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を含浸
させて強化させた繊維強化プラスチックは軽い上に、強
度や弾性率が大きいし、また、酸及びアルカリ性に対し
て耐食性があり、しかも、疲労強度が高いし、振動減衰
特性や気絶緑性が良いなどの特徴があり、材質的にはば
ね素材として各種の利点を有しているが、反面、ばねに
製造する際に各種の困難があるので、現在のところ実用
化迄には至っていない。従来から、一部では湿式法とし
て、繊維東を捧あるいはパイプ状に揃えた後に、樹脂を
含浸させてコィリングする方法も特許出願されているが
、この方法ではコィリングしたＦＲＰ棒を加圧成形する
のではなく、単に加熱成形するものであるから、コィリ
ングー後のＦＲＦ棒の断面形状が真円でなくなったり、
あるいは気泡を含んだま）になる場合がある。また、こ
の方法は製造が驚かしいので経験を必要とし、素人では
扱いが困難であり、しかも、型が必要となるとともに、
量産性がないので製造コストが高くなるし、また、長期
保存が困難であるなどの欠点があった。この発明は上記
事情を改善するためになされたもので、その目的とする
ところは、製造が容易にできるとともに量産性があるの
で、製造コストが安価となり、また、強度がアップして
確実に使用でき、しかも長期に保存ができるようにした
繊維強化プラスチック製コイルばねの製造方法を提供し
ようとするものである。
に不飽和ポリエステル樹脂、ェポキシ樹脂などの熱硬化
性樹脂またはポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂を含浸
させて強化させた繊維強化プラスチックは軽い上に、強
度や弾性率が大きいし、また、酸及びアルカリ性に対し
て耐食性があり、しかも、疲労強度が高いし、振動減衰
特性や気絶緑性が良いなどの特徴があり、材質的にはば
ね素材として各種の利点を有しているが、反面、ばねに
製造する際に各種の困難があるので、現在のところ実用
化迄には至っていない。従来から、一部では湿式法とし
て、繊維東を捧あるいはパイプ状に揃えた後に、樹脂を
含浸させてコィリングする方法も特許出願されているが
、この方法ではコィリングしたＦＲＰ棒を加圧成形する
のではなく、単に加熱成形するものであるから、コィリ
ングー後のＦＲＦ棒の断面形状が真円でなくなったり、
あるいは気泡を含んだま）になる場合がある。また、こ
の方法は製造が驚かしいので経験を必要とし、素人では
扱いが困難であり、しかも、型が必要となるとともに、
量産性がないので製造コストが高くなるし、また、長期
保存が困難であるなどの欠点があった。この発明は上記
事情を改善するためになされたもので、その目的とする
ところは、製造が容易にできるとともに量産性があるの
で、製造コストが安価となり、また、強度がアップして
確実に使用でき、しかも長期に保存ができるようにした
繊維強化プラスチック製コイルばねの製造方法を提供し
ようとするものである。
この発明は補強繊維を一方向に引きそろえたものに樹脂
を含浸予備硬化させた、いわゆる一方向性プリプレグあ
るいは２方向性プリプレグを用いて繊維強化プラスチッ
ク樺あるいはパイプ（以下、ＦＲＰ榛という）を成形し
、このＦＲＰ棒を用いてコイルばねを製造するものであ
る。
を含浸予備硬化させた、いわゆる一方向性プリプレグあ
るいは２方向性プリプレグを用いて繊維強化プラスチッ
ク樺あるいはパイプ（以下、ＦＲＰ榛という）を成形し
、このＦＲＰ棒を用いてコイルばねを製造するものであ
る。
以下、この発明の具体例を図面に示す実施例により説明
する。
する。
図中１はプリプレグシートで、このシートーは第１図に
示すような補強繊維を長手方向に引きそろえたテープ状
のものであれば一定間隔で所定角度８の傾斜切断線２に
沿って切断してプリプレグシート１を形成し、これを長
手方向に巻きつけるものであり、また、第２図に示すよ
うな補強繊維を所定角度８の方向に引きそろえたシート
状のものであれば、一定の中で所定角度８の傾斜切断線
２に沿って切断してプリプレグシ−トーを形成し、この
カット部ＡＢ（又はＣＤ）からＣＤ（又はＡＢ）に向っ
て巻きつけるものである。また、ＦＲＰ穣成形用芯金３
としてはフレキシブルで、なおかつ、コイル状に成形し
たときにつぶされずに、しかも成形圧力に打勝つもので
あれば良く、例えば第３図に示すように、所定の厚みを
持つプラスチックにより円筒体４に形状され両側が閉塞
されているとももに、一端部に開閉バルブ５が設けられ
、円筒体４内に流体を封入でき、また流体を抜くと少さ
〈なって成形したＦＲＰ棒から脱型でき、しかも、成形
温温度に耐えうるものが望ましい。そして、第４図に示
すように、芯金３の円筒体４内に流体を封入した後に、
芯金３の外側にこれの轍線に対して所定角度８で上記プ
リプレグテープ１を順次巻くつづけた後に、円筒体４内
の流体を抜いて小さくし、この芯金３を抜きとり、ある
いは芯金３を付けたままでＦＲＰ榛６を成形し、このＦ
ＲＰ棒６を素材としてコイルばねを成形するものである
。なお、この第４図の場合は一方向性プリプレグを用い
たもので、通常、ＦＲＰ棒６がねじり応力を受ける場合
、滋線に対し、４６０方向に主応力が発生するのは当然
であるから、ねじり応力のみ受けるので、０＝４５０で
プリプレグシートーを芯金３に巻きつける。ただし、８
＝４５０のみの場合、Ａ方向のねじり力に対してだけ有
効で、Ｂ方向のねじり力に対しても有効とするには第４
図の二点鎖線で示すように、８′＝４５ｏの方向にもブ
リプレグテープ１を巻きつける必要がある。また、２方
向性のクロスしたプリプレグシート１′を用いる場合に
は第５図に示すように、シート１′を一方向にのみ巻き
つけても、繊維は８＝８′＝４５ｏの２方向に引きのば
した状態になっているので、Ａ，Ｂの両方向に有効であ
る。そして、第４図あるいは第５図のようにして成形さ
れたＦＲＰ棒６を用いて、コイル‘まねを製造するが、
その具体例を説明すると、第６図あるいは第７図に示す
ようなコイルリング用芯金７を第８図に示すように旋盤
等駆動装置８により回転させながらこの芯金７の外周面
に上記面に上記ＦＲＰ棒６（芯金３は付けたま））をら
せん状にコイリングし、その両端末をなんらかの形でコ
ィリング用芯金７に固定し、このＦＲＰ榛６を芯金７と
ともに圧力容器９内に収容する。
示すような補強繊維を長手方向に引きそろえたテープ状
のものであれば一定間隔で所定角度８の傾斜切断線２に
沿って切断してプリプレグシート１を形成し、これを長
手方向に巻きつけるものであり、また、第２図に示すよ
うな補強繊維を所定角度８の方向に引きそろえたシート
状のものであれば、一定の中で所定角度８の傾斜切断線
２に沿って切断してプリプレグシ−トーを形成し、この
カット部ＡＢ（又はＣＤ）からＣＤ（又はＡＢ）に向っ
て巻きつけるものである。また、ＦＲＰ穣成形用芯金３
としてはフレキシブルで、なおかつ、コイル状に成形し
たときにつぶされずに、しかも成形圧力に打勝つもので
あれば良く、例えば第３図に示すように、所定の厚みを
持つプラスチックにより円筒体４に形状され両側が閉塞
されているとももに、一端部に開閉バルブ５が設けられ
、円筒体４内に流体を封入でき、また流体を抜くと少さ
〈なって成形したＦＲＰ棒から脱型でき、しかも、成形
温温度に耐えうるものが望ましい。そして、第４図に示
すように、芯金３の円筒体４内に流体を封入した後に、
芯金３の外側にこれの轍線に対して所定角度８で上記プ
リプレグテープ１を順次巻くつづけた後に、円筒体４内
の流体を抜いて小さくし、この芯金３を抜きとり、ある
いは芯金３を付けたままでＦＲＰ榛６を成形し、このＦ
ＲＰ棒６を素材としてコイルばねを成形するものである
。なお、この第４図の場合は一方向性プリプレグを用い
たもので、通常、ＦＲＰ棒６がねじり応力を受ける場合
、滋線に対し、４６０方向に主応力が発生するのは当然
であるから、ねじり応力のみ受けるので、０＝４５０で
プリプレグシートーを芯金３に巻きつける。ただし、８
＝４５０のみの場合、Ａ方向のねじり力に対してだけ有
効で、Ｂ方向のねじり力に対しても有効とするには第４
図の二点鎖線で示すように、８′＝４５ｏの方向にもブ
リプレグテープ１を巻きつける必要がある。また、２方
向性のクロスしたプリプレグシート１′を用いる場合に
は第５図に示すように、シート１′を一方向にのみ巻き
つけても、繊維は８＝８′＝４５ｏの２方向に引きのば
した状態になっているので、Ａ，Ｂの両方向に有効であ
る。そして、第４図あるいは第５図のようにして成形さ
れたＦＲＰ棒６を用いて、コイル‘まねを製造するが、
その具体例を説明すると、第６図あるいは第７図に示す
ようなコイルリング用芯金７を第８図に示すように旋盤
等駆動装置８により回転させながらこの芯金７の外周面
に上記面に上記ＦＲＰ棒６（芯金３は付けたま））をら
せん状にコイリングし、その両端末をなんらかの形でコ
ィリング用芯金７に固定し、このＦＲＰ榛６を芯金７と
ともに圧力容器９内に収容する。
そして、流体媒体（空気、水、油など）を上記圧力容器
９内に流入し、しかる後に、上託圧力容器９内に封入さ
れた流体媒体を加熱して高温にするとともに、圧力を高
くし、この流体媒体の圧力によりＦＲＰ榛６を均一に加
圧して成形するとともに、加熱して硬化させ、所定の形
状に成形するものである。しかる後に、ＦＲＰ棒６内の
芯金３の流体を抜いてこの芯金３を脱型し、また、コイ
リング用芯金７も取外し、ＦＲＰ製のコイルばねを製造
するものである。このようにすると、製造が容易である
から素人でも扱えるとともに、量産も可能であるから製
造コストも安くなり、また、乾式であるから、長期保存
も可能となる。また、製造されたＦＲＰ製コイルばねは
繊維がねじりの主応力方向とほぼ一致して配列されてい
るので、強度もアップしている。この発明は以上詳述し
たように、プリプレグを用いて繊維強化プラスチック製
の榛あるいはパイプを成形し、これを用いてコイルばね
を成形するようにしたものである。
９内に流入し、しかる後に、上託圧力容器９内に封入さ
れた流体媒体を加熱して高温にするとともに、圧力を高
くし、この流体媒体の圧力によりＦＲＰ榛６を均一に加
圧して成形するとともに、加熱して硬化させ、所定の形
状に成形するものである。しかる後に、ＦＲＰ棒６内の
芯金３の流体を抜いてこの芯金３を脱型し、また、コイ
リング用芯金７も取外し、ＦＲＰ製のコイルばねを製造
するものである。このようにすると、製造が容易である
から素人でも扱えるとともに、量産も可能であるから製
造コストも安くなり、また、乾式であるから、長期保存
も可能となる。また、製造されたＦＲＰ製コイルばねは
繊維がねじりの主応力方向とほぼ一致して配列されてい
るので、強度もアップしている。この発明は以上詳述し
たように、プリプレグを用いて繊維強化プラスチック製
の榛あるいはパイプを成形し、これを用いてコイルばね
を成形するようにしたものである。
従って、ＦＲＰ製のコイルばねが容易かつ確実に製造で
き、素人でも容易に扱うことができるとともに量産化で
きるので製造コストが大中に安くなり、また、乾式であ
るから長期保存も可能となり、しかも、製造されたＦＲ
Ｐ製コイルばねは繊維がねじりの主応力方向とほぼ一致
して配列されているので、強度もアップし、確実に使用
できる。
き、素人でも容易に扱うことができるとともに量産化で
きるので製造コストが大中に安くなり、また、乾式であ
るから長期保存も可能となり、しかも、製造されたＦＲ
Ｐ製コイルばねは繊維がねじりの主応力方向とほぼ一致
して配列されているので、強度もアップし、確実に使用
できる。
図面はこの発明の実施例を示すもので、第１図および第
２図は各プリプレグシートを形成する場合の各平面図、
第３図はＦＲＰ穣成形用芯金の縦断面図、第４図および
第５図はそれぞれ各ＦＲＰ棒を製造する際の各説明図、
第６図および第７図は各コィリング用芯金の各平面図、
第８図はＦＲＰ棒をコィリングする状態の説明図、第９
図はコイルリングしたＦＲＰ榛を加圧加熱する状態の各
説明図である。 １・・・…プリプレグシート、３・・・・・・ＦＲＰ榛
成形用芯金、６−・・・・・ＦＲＰ棒、７・・・・・・
コィリング用芯金、８・・・・・・駆動装置、９・・・
・・・圧力容器。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図
２図は各プリプレグシートを形成する場合の各平面図、
第３図はＦＲＰ穣成形用芯金の縦断面図、第４図および
第５図はそれぞれ各ＦＲＰ棒を製造する際の各説明図、
第６図および第７図は各コィリング用芯金の各平面図、
第８図はＦＲＰ棒をコィリングする状態の説明図、第９
図はコイルリングしたＦＲＰ榛を加圧加熱する状態の各
説明図である。 １・・・…プリプレグシート、３・・・・・・ＦＲＰ榛
成形用芯金、６−・・・・・ＦＲＰ棒、７・・・・・・
コィリング用芯金、８・・・・・・駆動装置、９・・・
・・・圧力容器。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図
Claims (1)
- １ プリプレグを用いて繊維強化プラスチツク製（ＦＲ
Ｐ）棒あるいはパイプを成形する工程と前記ＦＲＰ棒あ
るいはパイプを所望のコイルばね形状に巻回する工程と
、前記巻回されたＦＲＰ棒またはパイプを流体媒体によ
り加圧成形する工程とを具備したことを特徴とする繊維
強化プラスチツク製コイルばねの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53058631A JPS6040376B2 (ja) | 1978-05-17 | 1978-05-17 | 繊維強化プラスチツク製コイルばねの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53058631A JPS6040376B2 (ja) | 1978-05-17 | 1978-05-17 | 繊維強化プラスチツク製コイルばねの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54149777A JPS54149777A (en) | 1979-11-24 |
| JPS6040376B2 true JPS6040376B2 (ja) | 1985-09-10 |
Family
ID=13089923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53058631A Expired JPS6040376B2 (ja) | 1978-05-17 | 1978-05-17 | 繊維強化プラスチツク製コイルばねの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6040376B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014211096A1 (de) * | 2014-06-11 | 2015-12-17 | Thyssenkrupp Ag | Torsionsbelastetes stabförmiges Bauteil mit unterschiedlichen Faserverstärkungen für Zug- und Druckbelastung |
-
1978
- 1978-05-17 JP JP53058631A patent/JPS6040376B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54149777A (en) | 1979-11-24 |
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