JPS60501598A - 区域剛化複合品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 浄書（内容に変更なし） 発明の名称 区域剛化複合量 繊維強化プラスチック複合量は通常エポキシド樹脂又はポリエステル樹脂を使っ て作られ乙。これ等の樹脂を通常エポキシドに対しては２ないし６％の程度又ポ リエステルに対しては２ないし８％の程度に破壊に対するひずみが小さい。１０ 口％のひずみ又それ以上のひずみの得られる特殊用途のエポキシド切詰及びポリ エステル明脂が人手できる。しかしこれ咎の何語は広くは使われていない。すな わち普通の・繊維強化プラスチック材は、あまりたわみ性を必要としない又は衝 撃を吸収するか太きいひずみに耐えろ能力な必要としない用途に主とじて限られ ている。

補強繊維を協１動させたエラストマー質材力・ら成ろ複合量は、このような母材 が破壊に対しはるかに大きいひずみを、又エネルギー吸収に対し著しく高い容量 をそれぞれ生することができるので設削者に幾分増大した普通性を与える。たと えばウレタン用語母材を１７０口％程度の伸びに対する潜在力を持つ。

・このようなニジストマー質の母材複合量の１生貞は、たとえば自動車バンパ、 自在継手及びばねのような多くの実際用途に極めて付ｙｔｌＪである。しかし多 くの例では伸び及びたわみの容重は時定の方向又はせん断面では望ましいが、設 計上の考え方ではその他の変形モードでこわさの必要を示すことが多い。

本発明者はこのような要求を満足する程度に適当な位置に剛化材料かも成る帯状 部片を協１勤させることができることを知った。しかしこの解決法では、延性の ニジストマー質母拐から剛化帯状部片の材料への急激な転移部を設けることにな る。エラストマー及び剛化帯状部片の間に有効な荷重伝達が与られるようにする には、これ等両者間の境界面に沿い強い結合が必要である。しかし結合線に機械 的性質の急激な不連続部が存在するとクラックの発生及び伝わりを促進し複合量 の構造的一体性の破壊を招くようになる。この問題は、高性能の複合量又は周期 的が動的の荷重を受ける複合量或はこれ等の両方の場合にとくにきびしくなり易 い。

本発明によれば、補強繊維を協１＠させたエラストマー質母材と、重合剛化材料 から成る少くとも１個所の別個の区域とから成り、前記剛化材料を前記の母材及 び剛化区域の間の転移領域内で前記エラストマー質母材と共重合させた複合量が 得られる。

共重合により、母材及び剛化材料の間の化学的結合と、一方の材料から他方の材 料へのこう配状の転移部とが得られる。すなわちこの結合は極めて強くすること ができる。急激な転移部がないことにより、複合量の構造内になお一層高い応力 分布を伴う有効な荷重伝達が得られろ。クラックの生成及び云わりにこのように して抑制され、破損の粘り強さが増す。

多くの場合に重合剛化材料はこれ自体にも又強化像維を協動させである。この場 合母相がら転移領域を経て剛化区域まで補強繊維が連続するように配置−するこ とが大切である。このことは有効な荷重伝達、応力分布等にも極めて役立つ。

エラストマー質母材及び重合剛化材料が相互に相Ｍ性を持ち共重合を生ずること ができるならば、これ等の材料の任意の組合わせを使うことができる。共重合と は、適当な硬化処理により母材及び剛化材料が転移領域内に化学的に架橋結合の 組織を形成することを意味する。この領域内ではエラストマー質材料の分子が重 合剛化材料の分子と結合する。

適当なエラストマー質母材には、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、天然 コム、ポリイソ７°レン、スチレンブタジェン、プタゾエン、ポリアクリワック ス、イソブチンイソプレン（ジチルゴム）、クロロプレン（ネオフレン）、ニト リルシタジエン、クロルスリホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレ ンプロピレン、ふつ化炭素、エピクロルヒドリン、フルオルシリコーン、共ポリ エステルスチレン共重合’Ｋ及びオレフィンがある。

適当な重合剛化材料は、通常エラストマー質母材よりこわくて、エポキシ樹脂、 ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル、ポリアミド及びポリイミ ドがある。

とくに有効であることが分った組合わせの１例は、エラストマー質母材としての ポリウレタンとエポキシ樹脂剛化材料の組合せである。

エラストマー質母材又は重合剛化材料或はこれ等画材刺の強化に適当な繊維は、 協働する各母材に対し相溶性を持つものであり、炭素、はう素、ガラス、ナイロ ン、ポリエステル、ポリイミド、芳香族ポリアミド〔たとえば商品名ケゾラー（ ＫｅＶ］、ｅｒ　）　］及び金属の各繊維とこれ等の材料の繊維の混合物とがあ る。

これ等の繊維は１つ又は複数の好適とする方向又は平面でニジストマー勾材又は 剛化材料内に配列して、この接合品が１つ又は複数の方向又は平面における著し い弾性直線ひずみ又はせん断ひずみを許容すると共に望ましい制御されたこわさ を持つようにする。

本発明は又本発明による特定の形状を持つ多くの種類の物品にある。

このような物品の１例として、エラストマー質母材にバンパ衝撃面の平面に配列 した補強繊維を協働させそして重合剛化材料をエラストマー質母材内で縦方向に 延びる１条又は複数条の剛化帯状部片の形にした自動車バンパがある。

このバンパ用の固定穴は剛化帯状部片を貫通するのがよい。さらにたとえば金属 体又は繊維強化樹脂体の形の補彌材を固定穴のまわりに剛化材料に接触した状態 に設けるのがよい。

本発明により極めて有利に形成することのできる別の物品には、駆動部材から従 動部材にトルクを伝達すると共に、たわみ運動又は縦方向運動或はこれ等の両運 動又はその他の運動と両部材間に生ずることのある不整合とに適応することので きる継手がある。

極めて満足できる構造は、エラストマー質母材内で管状体軸線又は円筒軸線に対 して対称に傾けた補強繊維から成る管状又は円筒形の構造である。この構造では 、前記軸線に平行でこの構造内の若干の縦方向の補強帯状部片として重合剛化材 料を設けである。

繊維は、たとえば編組状にし又はフィラメント巻付けによりエラストマー質母材 内に適当に向ぎを定めることができる。

端部固定を容易にするには、構造体の端部領域に付加的な重合剛化材料を設ける のがよい。これは適宜縦方向補強帯、犬部片に連硯した又はこれと一体の環状体 の形にする。

本発明により得られるこのような継手の１例は、自動定速継手又は２個のこのよ うな継手の代りになる駆動軸がある。

このような継手に対する別の極めて有利な応用例にはへリコグタ回転翼用の駆動 継手がある。

本発明により又、エラストマー質母材がタイヤを構成する外側部分を形成し、そ して重合剛化材料が車輪を構成する内側部分の少くとも一部を形成する、一体の タイヤ及び車輪の極めて新規な概念が得られる。

外側部分内の補強繊維は、ラジアルタイヤ又はクロスシライタイヤに対して同様 な配向に配列し、たとえばポリエステル、ナイロン又は鋼から成る普通の補強コ ー　ドを設けてもよい。

重合剛化材料は、乱雑配列の繊維又は直角織り又は傾斜ゾライ布の層のような方 向的に整合した繊維を含む均質体の形にできる。

或は重合剛化材料は、半径方向に整合した区域（スポークに和尚する）とこれ等 の区域間の別の□材料又は突げきとを持つようにしてもよい。これ等の区域はた とえば半径方向に配列した補強繊維を含む。

こわさ及び強さを高めると共に、このような構造に剛化材料を使うことによりリ ム支持体内の追従性を増し、車輪リムが実際上げねどして作用することができる 。

一体のタイヤ及び車輪は、普通のチューブなしタイヤ／車輪組合わせに比べて安 全性が著しく向上する。

前記の普通の組合わせは、タイヤが車輪リムから分離するので、障否物による衝 ′＄を受けたときに急速に収Ｍｊる。本発明による一体のタイヤ及び車輪ではこ の状態は極めて起つにくい。その理由はタイヤ部分及び車輪部分間の転移領域を 横切って強い化学的結合部が延びているからである。

本発明のなお別の物品は、重合剛化材料から成る縦方向区域を協働させたエンス トマー質母材から成り、ジグずグ形構造として形成した細長い帯状部片を備えた ジグザグ形（本出願人はみそ付き形と称する）のばね部片である。

普通の構造では複合ばねは複数個のこのようなジグずりばね部片から成っている 。

ばね組合わせは、相互にはめ合わせた２個又はそれ以上のこのような複合ばねか ら成っている。

以下本発明の実施例を添付図面についで詳細に説明する。

第１図は自動車パンパの斜視図である。

第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面を示した斜視図である。

第６図は第２図の一部を剛化帯状部片と共に示す斜視図である。

第４図は自動車駆動軸の一部の斜視図である。

第５図は端部固定を容易にするように第４図の駆動軸に使う挿入剛化部片の斜視 図である。

第６図、第７図及び第８図は端部固定を行うことのできる種種の方式を示す軸析 面図である。

第９図は自動車エンジンに組付けた仕上がりの駆動軸を示す。

第１０図、第１１図及び第１２図はヘリコプタ回転翼継手の種砿の横断面を示す 。

第１６図は第１０図ないし第１２図に示したようなヘリコプタ回転翼継手の成形 型の縦断面図である。

第１４図及び第１５図はヘリコプタ回転翼継手の一部のそれぞれ噴断面図及び縦 ＷＴ面図である。

第１６図は一体形のタイヤ及び車輪を一部を切欠いて示す斜視図である。

第１７図はジグザグばね部片を一部を切欠いて示す側面図である。

第１８図は第１７図に示したばね部片の平面図である。

第１９図は第１７図及び第１８図に示したような４個のばね部片から成る複合ば ねを一部を切欠いて示す斜視図である。

第２０図は第１９図に示したような２個のはめ合わせばねから成るばね組合わせ を示す。

第１図、第２図及び第６図に示すように自動車バンパ１は、ポリウレタンから成 るエラストマー質母村内の連続した長い強化繊維から成る若干の層２により構成 シである。バンパ１の衝撃面の層２では、連読した補強繊維を所期の衝撃面内で 若干は縦方向に（すなわち使用時ｉ（水平になるように）又若干は水平方向に対 し成る角度たとえば±４５°又は±２０°ないし±７０゜を挾んで傾けて配列し である。バンパ１はほぼＵ字形の横断面を持ち、繊維の組合わせはＵ字の各脚部 分に続いている。縦方向繊維は、剛性の対称物に対するバンパ１の衝突時にゆが みを所望の程度に制限するようにこわさを生する。傾斜した繊維は又、こわさに 役立つがこれと同時にせん断抵抗及び破損粘り強さを生ずる。

繊維／ウレタン複合品から成る各層２０間には、１条、２条又はそれ以上の縦方 向の剛化帯状部片３を設けである。各帯状部片３は、それぞれ縦方向に配列した 補強繊維を協働させた繊維強化のエポキシ樹脂又はポリエステル樹脂のような重 合材料から成っている。

これ等の剛化帯状部片は、所望によりさらに横方向こわさを生じ、とくに補強ブ ロック４用の剛化取付は体になる。ゾロツク４は、車両にバンパな取付けるため の固定穴を形成しである。補強ブロック４は、又繊維強化エポキシ樹脂から成り 、各補強帯状部片３に接触して組付けなければならない。剛化環状部分３及び補 強ブロック４のエポキシ樹脂は、バンパ１内で各部品を最終位置部品にしてその 場で、ウレタン母材の硬化と同時に硬化することができる。これは適宜次のよう にして行う。各層２は乾燥繊維として成形型内に当てかうと共に、剛化帯状部片 ３及び補強ブロック４Ｙ８段階のエポキシ陶脂な予備含浸した繊維として定位置 に当てかう。次でウレタン樹脂を硬化剤と共に成形型内に適当な温度たとえば１ ２０ないし１５５℃で射出する。Ｂ段階のエポキシ樹脂は、比較的粘性が高く位 置を保つが、ウレタン樹脂はその粘性が低いので乾燥層２に容易に侵透し帯状部 片３を囲む。ウレタン及びエポキシの各樹脂材料は射出温度で一緒に硬化する。

又これ等の２種の材料間にはその間に分子架橋結合が生ずる転移領域が生成する 。

仕上が９の構造では、繊維強化エラストマーは自動車バンパに極めて望ましいた わみ性及び高いエネルギー吸収性を持つが、繊維強化エポキシ樹脂は前部衝撃に 対する衝撃強さ及び粘り強さに必要を付加的なこゎさと取付はブロック４に対す る確実な固定作用とを生ずる。ウレタン及びエポキシ樹脂母材間の転移領域には 、結合はすれに著しい抵抗性を持ち大きいひずみを許容できるすぐれた化学的結 合を生する。

第４図には自動車駆動継手に使うのに適した複合構造体を示しである。この構造 体は小角度に傾斜した連続繊維から成る複数の同心の管状の一組体（ブレード） １０かも成っている。的確な角度は用途に従って±６００までである。連硯偵維 は交番的な巻角はフィラメントである。この構造体内では各編組体１０すなわち 逐次の巻付はフィラメント層の間に、１つ又は複数の縦方向の剛化帯、大部片１ １（この例では互に等間隔の４つ）を設けである。各帯状部片１１はエポキシ樹 脂母材内の縦方向に配列した又は傾けた或はこの両方の状態にした繊維から成っ ている。この構造体は、Ｂ段階のエポキシ」脂を予園含浸した剛化帯状部片１１ と共に成形型内に編組体１０を肖でかうことにより作る。１２０ないし１６５℃ でシアミン硬化剤と共に混合したウレタン樹脂をこの型内に射出する。このよう にして編組体１０はウレタン樹脂の粘度が低いことにより十分に含浸するがエポ キシ有脂は比較釣札されない。ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂間の化学的架橋結 合は、その場の同時硬化によって転移領域に生する。

或は２段階の樹脂射出法を使ってもよい。この場合エポキシド又はその他の適当 な明脂糸（たとえばポリエステル）を先す、表面の乾燥した繊維層の各別の区域 に、従って繊維から成る下部ａ造に射出する。次でウレタン樹脂を射出し、エポ キシドを含浸してない区域にウレタン樹脂を十分に含浸させ、次でこの全体を硬 化させる。

第５図に示ずよ５にこの継手の端部固定を容易にするには、剛化帯状部片１１ケ 、谷端音随に谷？ｌｆ次部片１１を互に連結する環状部分１２も含む一体構造と して形成すればよい。繊維・ｌ工、縦方向に又はこの縦方向に対して所足の正負 の角度（たとえば図示のように±４５°）を挾んで向きを定め或はこれ等の向き を組合わせる。

剛化環状部分１２は、トルクを軸に又は軸から伝えることのできる端部固定を容 易にするように、たとえば第６図、第７図及び第８図に示す種種の方式で使うこ とができる。

第６図に示すようにたとえば軟鋼から敗る金属喪端部取付具１４は接着剤接合に より取イゴけることができる。端部取付具１４は環形である。編組体１ｏの外層 を除き環状部分により差込み部（スピゴット）を形成する。この差込み部に取付 具１４をはめて接着剤接合により固着する。ウレタン含浸編組体１０は変形して 各剛化帯状部片１１間の空間１３を満たす。端部取イテ」具１４と環状部分１２ と複合の協動する編組体１０の内層とを貫通する固定穴１５により他の部品に取 付けることができる。

第７図に示した変型では、端部取付具１４にセレーション旬きの唇状部１６を形 成し７である。端部峻旬具１４はこの場合継手の残Ｉ）の部分にその場成形によ り数句けられ、内部編組体１０及び環状部分１２が唇状部１６に合致するように する。

第８図に示した別の変型では、端郡取は具１４は機械的締旬片たとえばナツト及 びボルト（図示の例）、リベット等によｒ）暇付ける。

端部取付具１４は或はエポキシ樹脂のような繊維強化樹脂から作ってもよい。こ の場合この樹脂は転＃領域に化学的架橋結合が生ずるようにウレタンと一緒に硬 化させるのが有オＵである。

第９図は自動車のエンジン−変速機単位２０を示す。

単位２０の一方の側には、普通の定速継手２２（１対のうちの一力、・曲刃は図 示してない）を協働させた普通の駆動＠２１を示しである。単位２０の他方の側 では比較のために普通の駆動軸及び定速継手の代りに、第６図ないし第８図のい ずれかについて述べたような端部取付具１４を持ち第４図及び第５図について述 べたような構造を備えた駆動継手２３を設けである。自動車定速継手の機能は、 柔軟取付けのエンシン−変速機単位２０と柔軟取付けの道路車検との１白の自在 接合駆動継手として作用することである。

この場合２つのぎひしい運転上の制約条件がある。

（ａ）　人力速度は出力軸速度に整合しなけれはならない。

従って普通の枢動自在継手は、車輪軸及び駆動軸間の角度が駆動軸及び変速機出 力軸間の角度より一層大きく変化ずろから、大きい角変位（±２２°の枢動）に 対応しなければならない。入出力軸の速度に周期的変動を生じてはならない。

（ｂ）　継手は、車軸運動、エンジン収付具（朱軟収汀け）運動及びシャシたわ み運動に基づ（入出力軸間の相対縦連＠（従来の継手の滑動みぞによる）を許容 しなければならない。

新式の自動車定速継手の構造は、たとえは若干の前輪駆動車に使われるカル−パ ーフィールド（Ｃｕ１ｌ−Ｂｉｒｆｉｅｌｄ　）継手で改正されたルツエノパ（ Ｒｚｅｐｐａ：　）継手〔サー力（ｃｉｒｃａ）１９５５年〕の原理になお基づ いている。すなわち普通の定速継手（佳、相対的π、従方向滑動運動に対応する ように滑動みぞを持つツメそ吋き軌道内で回転するトルク伝動ボールに基づ＾て いる。

この場合滑動及び転動の各接触面間に軸受破壊の主な原因になる高い接触磨耗が 生ずる。第５図ないし第９図について述べた新規な接合品による速度継手及び変 速機軸は、駆動軸及び２個の自在継手の普通の組合わせを簡単にする。

トルクは前記したように端部取付具１４を介し軸に又軸から伝わる。軸部分自体 では、編組体１０により端部かも端部にトルクを伝えるのに必要なねじつこわさ を生ずると共に、ウレタン母材の弾性による著しい、廣たわみ性によって車輪軸 及び変速機出力軸間の枢動を吸収する。これ等の両軸間には速度の周期的変動が 導入されなｌＡ。ウレタン母材の、瀾咀構造により又、実質的な程度の縦方向た わみ性が生じ変速機出力軸及び道路車輪間の相対的縦運動に適応する。縦方向開 化帯状部片１１は、加わるｊ・ルクに基づく「ワインドアップ」を抑制し、又縦 償方向のたわみ性を不桶に抑制しないで付加的なトルク伝動能力、破損粘り強さ 及び耐衝撃性を生する、転移領域におけるウレタン樹脂及びエポキシ衛脂間の架 橋結合により、加わる大きい周期的荷重に耐え区域間の結合離れに抵抗すること ができる。

第１０図、第１１図及び第１２図には本発明による複合材料を協働させたヘリコ プタ回転翼継手の植種の横断面暑示しである。普通のヘリコツ″夕主回転翼は、 ジャイロ摂動とその他の動的回転翼変動とから生ずる大きいせん断力成分に耐え るのに複雑な支持−継手装置を必要とｊる。本発明によれば、単一の複合継手に より普通の複雑な支持−継手装置を不安にする比較的簡単な構造が得られる。

継手用の材料は異常に高い伸び率対せん断連性係数比を持たなければならない。

第１０図ないし第１２図に示すようにこの要求は、縦方向に対し小さい傾斜角を 挾む連続繊維（たとえば炭素繊維）の管状編組体３０により構成した中空断面の 継手により適応することができる。編ｍ体３０はウレタン重層の母材に協働させ である。エポキシ樹脂母材中に縦方向に傾斜した繊維（たとえば炭素繊維）を含 めて成る縦方向の剛化帯状部片３１は編組本−ウレタンの各層間に侠まれている 。第１０図ないし第１２図に例示したように植種の構成の剛化区域が考えられる ３、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂は一緒に硬化して転移区域に化学的結合を生 する。この結合は高い抗雌層性を持つ。

第１０図に示した構造ではウレタン及びエポキシの各樹脂層間に良好な結合が借 られこの構造の厚さを通じてなめらかな応力分布を生ずる。第１１図に示した構 造は、単一体リゾ状剛化部片３１の挿入により容易に作ることができる。しかし 各層間の結合はと（に高い品質であることを必要とし、又応力分布はあまりなめ らかではない。第１２図に示した構造は第１０図の場合の利点を持つ。さらに層 ３１′（！１″重ねることにより層せん断に対する抵抗性が増す。各場合に剛化 区域３１は、成る程度のたわみ運動ができるように円周方向に不連続にする。一 層小さいたわみ運動が望ましい場合には、各区域は円周方向に連続させてもよい 。

小さい繊維傾斜角（通常１°θ１ｏ２０°）を持ちエラストマー−質母材を備え た編組繊維・ウレタン構造は、ねじりこわさば低くなるが回転翼にトルクを伝達 して、遅れ運動及びねじり運動に適応すると共に管理できる制御荷重を保持する ことができる。憧維煩斜＠組体構造は又、ねじりこわさばあまり増さないでたわ み剛性を増−ｊ　（摂動力に耐えるように）。この剛性の増加は弦長さＡＩ及び 帯状部片厚さｔ。（第１０図）の適当な構成により制御することができる。

編組体３００代りに類似の繊維配向を生する別の方法たとえばフィラメントの巻 付は又に編糸を使ってもよい。又炭素以外の繊維たとえばケブラー（Ｋｅｖｌａ ｒ　）（商品名）、ガラス、はう素、又はこれ等の繊維のうちの任意のものの混 合物を使ってもよい。

継手の端部固定は第５図ないし第８図について述べたのと同様な線に沿って設け ることができる。この継手は型内の乾燥した管状編組体３０に剛化帯状部片３１ を組合わせることにより適宜に作る。帯状部片３１にはＢ段階のエポキシ樹脂を 含浸させる。次で硬化剤を含むウレタン樹脂を約１２０ないし１６５℃のど温度 で型内に射出する。この温度で両樹脂系が硬化す第１３図には第４図ないし第１ ２図について述べたような部品を作る適当な成形型を示しである。

成形型ケーシングは、分離線４２に沿って分割する２つの手部分４０．４１に構 成する。このケーシングは円筒形の心棒形中子４３を受入れる。型ケーシングの 上半部分４０はその長手に沿い若干個の射出送給穴４５を形成しである。下半部 分４１は同様に若干の出口穴４６を形成しである。

この型の使用時には一組状又はその他゛の形の繊維４１を心棒中子４３及び形状 を定めた端部ピース４４に乾燥状、態で当てが５゜エポキシ文脂を予備含浸した 縦方向剛化帯状部片（図示してない）を構造に従って各乾燥繊維層間に当てかう 。そして形状を定めた端部ど−ス４４は構造に従って協働させる。硬化剤を含む ウレタン向脂を１２０ないし１．５５°Ｃの範囲の温度で穴４５を経て射出する 。ウレタン樹脂は、その粘度が低いので乾燥繊維のまわりに容易に浸透し、過剰 なウレタン樹脂は穴４６を経て逃げる。前記の温度ではウレタン樹脂及びエポキ シ重層は共に迅速に硬化し、２つの領域を化学的に架橋結合する転移領域が生す る。

そして母材のこわさば進行的に変る。硬化後に２つの型部分４０．４１′！ａ− 線４２に沿って分割する。中子４３及び端部ピース４４を取出すと、一体の自動 車、駆動継手のような仕上がり物品が潜られこれに端部取付具を取付けて完成す る。

第１４図及び第１５図は、ヘリコプタ回転翼羽根及び主駆動支持装置間を連結す るのにとくに適当な端部取付具１４を第１６図について述べたような成形型内の 継手に組込む方式を詳細に示す。鋼ワイヤ５１を取付具１４の対の穴５２を経て 巻きげけ編組椋維４γの層及び剛化帯状部片（図示してない）を間に挾む。端部 取付具１４には拡大したセレーソヨン突起５５を持つ差込み部分４４を形成しで ある。突起５５により端部取付具１４は本複合品に対してねじれたり又は縦移動 したりしなりように確実に位置決めすることができる。穴５２を経て巻いたワイ ヤ５１は端部卿悶具１４が継手の残りの部分から分離しないように負加的な固層 作用を生ずる。ワイヤ５１を乾燥状態で当てかった後、この継手は第１６図につ いて述べたようにして什］二げろ。このようなヘリコプタ回転翼継手の場合には 、翼形断面のような非対称形の継手償所面は、羽根がその軸線のまわＩ）にあま り回動することがないから、一層適当である。

第１６図は本発明による複合材料を使うことにより作った一体構造のタイヤ及び 車輪を示す。タイヤ部分を構成する外側部分６０は、普通のラシ□アルタイヤ又 はクロスフ０ライタイヤの補強コードに対応する構成に粗合わせた炭素、ナイロ ン、ガラス又は芳香族ポリアミドのような材料の長い（連続した）繊維を協１助 させたウレタン母材により構成しである。ポリエステル又は鋼のような普通の材 料から成る補強コードもタイヤ区域内に普通の配向に含めてもよい。タイヤトレ ッド６１はこの同じウレタン材料に成形する。タイヤを膨満した状態に保つよう に成形中に一体のフオーム心６２を含める。或は内容横部を密封し空気圧により 膨満させてもよい。

リム及びハブから成る車輪の内部区域６３は、繊維の配列が強さ及びこわさに重 要な繊維強化エポキシ樹脂複合品から形成する。直角蛾り又は傾斜プライ布の層 組合わせ又は機械により或は手動の組合わせにより得られる類似の構造が適当で ある。ハブ区域に固定穴６４を形５ｙ、する。そして各固定穴６４のまわりに繊 維強化ウレタンエラストマー質母材を含めエポキシ館脂と同時に硬化′ｆる。こ のようにして、単剤ポルトを締付けた場合にウレタンのたわみ注により応カ巣中 が減る。

この全組合わせは、成形型内に内部区域６３のグレプレソグを入れることにより 全体を成形する。このグレフ０レッグばＢ段階のエポキシ１幻脂に含めた補強繊 維から成っている。乾燥した長い繊維を構造に従って固定穴位置のまわりとタイ ヤ区域とに位置させ、フオーム心６２を導入する。成形型を閉じ、ウレタン樹脂 及びジアミン硬化剤を１２０ないし１５０℃の範囲の温度で導入して、ウレタン 及びエポキシの樹脂材料が−緒に硬化するようにする。ウレタン園脂はタイヤ及 び固定式区域で長い繊維に容易に浸透する。転移領域には複合の硬化が行われる 。この区域では２種の母材材料間に架橋結合が生じて、たわみ性のタイヤ材料及 びこわいリムの間と固定穴の区域内との応力分布はゆるやかでかつなめらかであ る。

本発明の新規な構造により次の利点を含む多くの利点が得られる。

（ａ）　普通の車輪組合わせては普通であるタイヤ−車輪リム境界面がないから 、応力分布はゆるやかでかつなめらかである。従ってタイヤ及びリムが衝撃を受 けたときの瞬間的空気損耗のような急激な破壊の機会が少くなる。又タイヤ及び リムの間に、金属又はり０ラスチツクの車輪リムがタイヤ取ト↑け又はぶち石衝 撃による損傷によって不時にｅ損する場合の多い損傷の伝わることがない。

（ｂ）　タイヤ及びリムのすべりが起らない。

ｆｃ）　タイヤが急激に破損した場合に、たわみ性の同時硬化した転移領域は大 きい動きを一時的に＠、収し従って非常用車輪として作用する。

（ｄ）　タイヤ及びリムの製作技術が互に適合し製作が容易で安価な車輪リム組 合わせが潜られる。

ｆｅ）　軽量（普通の鋼製リム構造に比べて）である。

ｆｆ）　腐食性が低い。

（ｇ）　タイヤ−車輪のつりあわせを心安としない。

（ｈ）　タイヤ磨耗が減少する。

第１７図及び第１８図には長い（連続した）繊維を協働させたウレタン母材１１ とエポキシ樹脂母材内の縦方向に配列した繊維から成る剛化帯状部片１２とによ り構成したジグずグ形の単一のばね部片γ０を示す。

頂部及び底部には固定穴γ３を形成しである。ジグずグばねは普通のつる巻ばね に比べて、たわみがばね材のねじり変形でなくて曲げによって生する点が違って いる。従ってウレタン母材内の長い繊維は曲げに抵抗するように配列しである。

すなわちこのばねを折っ曲げシートとして考えると、繊維シエこのシートの平面 に追従ｆるよ５に向きを定める。この制限内ではこれ等の繊維は、編組、フィラ メント巻付け、テープ巻付けのような多くの自動化法により組合わせることがで きる。又は織布或は編曲を使ってもよい。

このばねは、乾燥した連続繊維の層内に、Ｂ段階のエポキシ有脂中の繊維のよう な剛化帯状部片を組合わせることによって成形する。他の実施例と同様にウレタ ン樹脂及び硬化剤を１２０ないし１５０℃で導入し転移区域で２種類の樹脂を同 時硬化させる。

第１９図に示すように若干個のばね部片γ０かも一層複雑なばねを構成すること ができる。この例では４個の各ばね部片γ０は頂部及び底部でその内縁に弧状の 唇状部１４乞成形しである。他の各ばね部片γ０に同様な唇状部１４を協働させ て、相互に組付けたときに環状みぞが形成されるようにしである。頂部及びノ底 部でこのみそ内に止め輪γ５をはめ込み４個のばね部片γ０を一緒に保持するこ とができる。

第２０図に示すように２組（又Ｑ工それ以上）のこのような複雑なばねをはめ合 わせ若干の用途たとえば非直線形ばね率に望ましい性行ヒが得られる。

第１７図ないし第２０図について述べたようにして構成したばねの若干の利点は 次のようである。

ｔａ＋　ばねの応力及びたわみが加える荷重に比例しない。

この非直線性は新面形状の変化に基づくものでありばねをたわませたときに荷重 −たわみ特注に著しい変化を伴う。これは、ばね率のほぼ任意所望の変化が得ら れ又はぼ一定の荷重のもとてかなりの範囲のたわみが鍔られるからこの棟のばね の主な利点の１つである。

（ｌ〕）多重げね部片構造では、各別のばね部片はＸ及びｙ方向で変化するばね こわさを持つように作ることができる。

（Ｃ）　ウレタン母材の緩衝特性を利用することにより、各ばね部片に４種の程 度の緩衝性を協働させ変化するｘ−ｙ速度成分に対応できる複合の緩衝器−ばね 装置を形成することがでざる。

（ｄ）　各ばねアームの１神］化区域、ノ皐さ、幅、角度及び長ざＱ工、曲びこ わさ及びねじりこゎさに犬ぎＩ／１変化が借られるようにＩＴ乙ことがでとる。

（ｅ）　＊維−エラストマー質母材から成る緩衝体は、各アームの数とその長さ 、厚さ及び幅を増すことにより最大にすることができる。

（ｆ）　ニジストマー質ウレタン複合品の使用により大きいひずみが得られる。

方向性こわさは、こわい区域を生ずる同時硬化した繊維−エポキシ値脂帯状部片 に転移領域のなめらかな応力分野を協働させることにより定めることができろ。

又非直線形のばね率は混成複合構造により得られる。

（ｇｌ　低粘度のウレタンによる射出成形の容易なことによって、多くの繊維製 造装置を、編組、フィラメント巻付け、テープ巻付け、織布及び編布のように樹 脂射出法と協働して使うことができる。本ばねの主作動モードは、つる巻はね構 造の主モードであるねじりこわさでなくて曲げこわｌによるから、前記したジグ ずグはねの幾何学的変数は曲げ抵抗に大きい変化が得られるように変えることが できる。

ｆｈ）　第２０図に示すようにはめ合わせることにより、或は繊維−エボキシ複 合品対鐵維−ウレタン複合品の容積比又はばねの端部アームのフ０ライ角度を変 えることにより、又非直線形ばね率特性が得られる。

（１）軽量にできろ。

（ＪＪ　腐食性が低い。

本発明が前記した実施タリの特長だけには限らないで当条者には明らかなように 本発明の範囲内で・１１檜の変化変型を行うことができるのはもちろんである。

強化繊維について、この用語１’；ｉ）関連する母材と設計上の要求とを相谷れ る任意の繊維を含む。使用することが本発明の範囲内にある繊維には、炭素、ケ プラー（商品名）のような芳香族ポリアミド、ポリイミド、ガラス及びほう素が ある。

「エボギシ樹脂」という用語は又、ホモ重合（触媒を使う）により又は共重合（ 硬化剤を使う）により硬化することのできるポリグリ／ゾル値脂に基づく熱硬化 性働脂糸を包含′ｆるのはもちろんである。疑いを挾まないように次の樹脂系は 少くともこの用語の範囲内に入るのはもちろんである。

ビスフェノール（Ａ）型−すぐれた・機械的及び眠気的性質に対して 環式栢肪族−良好なアーク抵抗及び追跡抵抗と耐天疾性とに対して エポキシド化ツバラックス（Ｎｏｖａｌａｃｓ　）−良好な耐熱性に対して 多くの場合に構造に従ってエポキシ樹脂の代りに、本発明の各実施例でポリエス テル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル及びポリイミドのような他の剛化材 料を使うことができる。このことも又本発明の範囲内であると考えられろ。

「ウレタン」という用語は邑業界には明らかである。

ウレタンはその熱硬化′＄態で、ポリイソシアネートとポリエステル又はポリエ ステル基体樹脂との反応により生成される。一般に使われている２種の硬化剤は 、広範囲の物理的性質の得られるポリオール及びシアミンである。

「ウレタン樹脂」という用語は、たとえば適当な硬化剤の作用により他の適当な 材料とホモ重合又は共重合したウレタンを含ム。

多くの場合に本物品の他の要素との構造及び相ｍ性に従って、本発明の各実施例 ではウレタン樹脂の代りに他のエラストマー質材料を使うことができる。このよ うなことも本発明の範囲内であると考えられる。

図面の簡単な説明 浄書（内容に変更なし） 手　続　補　正　書　（方式） 昭和６０年５月３０日 特許庁　長　官　殿 １・事件の表示　ＰＣ！Ｔ／ＧＢ８４１００２１４４　代　理　人　東京都、巷 区赤坂１丁目１番１４号・溜池東急ビル〔電話　（５８４）０７８２） ７、補正の内容　別紙のとおり 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１〕　補強繊維を協１勘させたエラストマー質母材と、重合剛化材料から成る 少くとも１個所の別個の区域とを備えた複合量において、搾り化材料をエンスト マー質母材及び剛化区域の間の転移領域内で＠記エラストマ〜質母材と共重合さ せたことを特徴とする複合量。 （２）　重合剛化材料自体に補強繊維を協働させた前項（１）に記載の複合量。 （３）　エラストマー質母ｆオを、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、天 然ゴム、ボリイソフ０レン、ステレンズタシエン、ブタジェン、ポリアクリリソ クス、インブテン、イソフ０レン、クロロン０レン、ニトリルシタジエン、クロ ルスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレングロビレン、ふっＦ ＩＺ　炭素、エヒクロルヒトリン、ンルオルシリコーン、共ポリエステル、スナ レン共重合体及びオレフィンから成る群から選んだ前項（１）又は（２）に記載 の複合量。 （４）重合剛化材料を、エポキシ衛肋、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビ ニルエステル、ポリアミド及びポリイミドから成る群から選んだ前項（１）〜＋ ３）のいずれかに記載の複合量。 （５，ｌ　エラスト°７−質母材としてポリウレタンを使い、重合剛化材料とし てエポキシ便脂乞使った前、！ＪＩＪ（＋１又は（２）に記載の複合量。 （６）エラストマー質母材又は剛化材料内に協働させた補強（繊維を備え、これ 等の偵維として、炭素、はう素、ガラス、ナイロン、ポリエステル、ポリイミド 、芳香族ポリアミド、金属及びこれ等の材料の繊維の混合物から成る群から選ん だ材料から構成した前項（１）〜ｆ５１のいずれかに記載の複合量。 （７）　エラストマー質母材又は１４す化材料内に１つ又は複数の好適とする方 向又は平面に配列した繊維を備えた前項（１）〜（６）のいずれかに記載の複合 量。 （８）エラストマー質母材（２）にバンパ（１）の衝撃面の平面に配列した補強 繊維を協働させ、重合剛化材料を、前記ニジストマー質母材内に縦方向に延びる １粂又は複数条の剛化帯状部片（３）に形成した前項（１）〜（７）のいずれか に記載の複合量。 （９）　固定穴を剛化帯状部片（３）に貫通させ、さらに前記各固定穴のまわり に前記剛化帯状部片（３）に接触して補強体（４）を設けた前項（８）に記載の 複合量。 ００　駆動一部材から従動部材にトルクを伝ｗＪする前項（１）〜（力のいずれ かに記載の俵金品である継手において、ウレタン母材内で管状体軸線又は円１笥 軸線に対して対称に傾斜した補強繊維（１０）から成る管状又は円筒形の構造体 を備え、この構造体内で前記軸線に平行な若干の縦方向の強化＠次部片（１１） として重合剛化材料を設けたことを特徴とする継手。 ０１）　構造体の各端部領域に付卯的な重合剛化材料を設けた前項αＯ）に記載 の継手。 ａδ　継手が自動定速継手、２個のこのような継手の代りの駆動軸（２３）又は ヘリコプタ回転翼用の駆動継手である前項（ｌＯ）又は（１１＋に記載の継手。 ０３）前項（１）〜（７）のいずれかに記載の複合量である一体のタイヤ及び車 輪において、エラストマー質母材により、タイヤを構成する外側部分（６０）を 形成し、重合剛化材料により、車輪を構成する内側部分（６３）の少くとも一部 を形成したことを特徴とする一体のタイヤ及び車輪。 Ｈ前項（１）〜（７）のいずれかに記載の複合量であるジグ→ドグ形のばね部片 において、重合剛化材料から成る縦方向の区域（１２）を協１勤させたエラスト マー質母祠から成りジグずグ構造体として形成した軸長い帯状部片（γ１）を備 えたことを特徴とするばね部片。 ０５）　それぞれ前項ｉ１４ノに記載の複数個のジグサ゛グばね部片（γ０）を 備えたことを特徴とする複合ばね。 叫　それぞれ前項０！ｉ）に記載の２組又はそれ以との複合ばねな相互にはめ合 わせて成ることを特徴とするばね組合わせ。 ａ力　本文に詳述した前項（１）に記載の複合量。 ０８）　本文に詳述し添付図面のいずれか又Ｑ工その複数に例示した複合量。