JPS61144334A - コイル状繊維強化プラスチツク積層体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はステアリングホイールのリム部等のリング状
部材を形成するためのコイル状繊維強化プラスチック積
層体の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第７図はリング状部材の斜視図、第８図はコイル状繊維
強化プラスチック積層体の斜視図であり。

図において、（１）はリング状部材、（２）はコイル状
積層体である。リング状部材（１）はステアリングホイ
ールのリム部として使用されるとき、曲げおよび捩りを
受けるので、軽量化する場合も剛性を持たせることが必
要である。

従来、軽量化されたリング状部材（１）の製造方法とし
て、コイル状軽量芯材（３）の外表面に未硬化の繊維強
化プラスチック（４）を積層したコイル状積層体（２）
をリング長さに切断し、リング状に成形硬化する方法が
提案されている（例えば特願昭５９−７９５８９号）、
このようなリング状部材（１）では、曲げおよび捩りに
対する剛性を付与するために。

繊維強化プラスチック（４）にはリング状部材（１）の
長手方向と４５°の角度で交差するようにコイル状に巻
かれた一方向繊維ロービング（５ａ）　、　（５ｂ）お
よび長手方向（０°）の一方向繊維ロービング（５ｃ）
が配向さ九ているので、コイル状積層体（２）も同様の
配向とするのが望ましい。

従来のコイル状積層体（２）の製造方法はコイル状軽量
芯材（３）に一方向繊維ロービングプリプレグを直接ワ
インディングしてコイル状積層体（２）とするものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のコイル状積層体の製造方法では、一方向繊維ロー
ビングをワインディングするために、ワインディングマ
シンを使用し１回転しながらコイル状に移動する必要が
あり、複雑で高価な装置を必要とするという問題点があ
った。

この発明はかかる問題点を解決するためのもので、簡単
な装置と操作で一方向繊維ロービングの複数の配向を有
する繊維強化プラスチックの積層が行えるコイル状繊維
強化プラスチック積層体の製造方法を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の第１発明は、ブレイディングマシンにより一
方向繊維ロービングを複数方向に交錯させて編組を行い
編組袋帯を形成する工程、形成された編組袋帯をそのま
まコイル状軽量芯材の周囲に被せるように前進させる工
程、ならびに編組袋帯にレジンを含浸させる工程を含む
コイル状繊維強化プラスチック積層体の製造方法である
。

この発明の第２発明は、ブレイディングマシンにより長
手方向に配向された一方向繊維ロービングおよびこれと
複数方向に交差するように配向された一方向繊維ロービ
ングを交錯させて編組を行い編組袋帯を形成する工程、
形成された編組袋帯をそのままコイル状軽量芯材の周囲
に被せるように前進させる工程、ならびに編組袋帯にレ
ジンを含浸させる工程を含むコイル状繊維強化プラスチ
ック積層体の製造方法である。

この発明の第３発明は、ブレイディングマシンにより一
方向繊維ロービングを複数方向に交錯させて編組を行い
編組袋帯を形成する工程、形成された編組袋帯をそのま
まコイル状軽量芯材の周囲に被せるように前進させる工
程、ならびにコイル状軽量芯材に被せて前進させる途中
で、編組袋帯にレジンを含浸させる工程を含むコイル状
繊維強化プラスチック積層体の製造方法である。

コイル状軽量芯材としては発泡プラスチックをコイル状
に成形したものが使用できる。一方向繊維ロービングと
してはガラス繊維、カーボン繊維もしくはアラミド繊維
の単体または複合体が使用できる。編組袋帯はコイル状
軽量芯材に沿って移動するガイドによりコイル状軽量芯
材に被せるように前進させることができる。

〔作　用〕

この発明のコイル状繊維強化プラスチック積層体の製造
方法においては、まずブレイディングマシンにより一方
向繊維ロービングを複数方向に交錯させて編組を行って
編組袋帯を形成し、形成された編組袋帯をそのままコイ
ル状軽量芯材の周囲に被せるように前進させて被覆し、
編組袋帯にレジンを含浸させてコイル状繊維強化プラス
チック積層体を製造する。

この発明の第２発明のコイル状繊維強化プラスチック積
層体の製造方法においては、まずブレイディングマシン
により長手方向に配向された一方向繊維ロービングおよ
びこれと複数方向に交差するように配向された一方向繊
維ロービングを交錯させて編組を行って編組袋帯を形成
し、形成された編組袋帯をそのままコイル状軽量芯材の
周囲に被せるように前進させて被覆し１編組袋帯にレジ
ンを含浸させてコイル状繊維強化プラスチック積層体を
製造する。

この発明の第３発明のコイル状繊維強化プラスチック積
層体の製造方法においては、まずブレイディングマシン
により一方向繊維ロービングを複数方向に交錯させて編
組を行って編組袋帯を形成し、形成された編組袋帯をそ
のままコイル状軽量芯材の周囲に被せるように前進させ
て被覆し、コイル状軽量芯材に被せて前進させる途中で
、編組袋帯にレジンを含浸させてコイル状繊維強化プラ
スチック積層体を製造する。

【実施例〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示し。

第１図は正面図、第２図は平面図、第３図は第１図の一
部の拡大断面図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ断面図、
第５図は加熱工程の平面図であり、第７図および第８図
と同一符号は同一または相当部分を示す。

図において、（６）はブレイディングマシンで、下板（
７）および上板（８）の間に多数のプレイド駆動ギヤ（
９）が設けられ、上板（８）には１８０°の位相差で交
差する２本のサインカーブ状のガイド溝（図示せず）が
円板状の外周に沿って設けられ、複数組のボビン（１０
ａ）　、　（１０ｂ）が前記ガイド溝に沿って移動する
ように基部に設けられたギヤ（図示せず）によりギヤ（
９）にかみ合っており、ギヤ（９）の駆動によりボビン
（１０ａ）　、　（１０ｂ）が前記ガイド溝に沿って交
互に交錯しながら、逆方向すなわちボビン（１０ａ）が
入方向、ボビン（１０ｂ）がＢ方向に回転移動し、これ
によりボビン（１０ａ）、（１０ｂ）から繰出される一
方向繊維ロービング（５ａ）　、　（５ｂ）が粗目（１
１）で編組され、編組袋帯（１２）が連続的に形成され
るようになっている。このブレイディングマシン（６）
はゴムひも、電線、ホース等の編粗品を製造するための
公知のものが使用できる。

（１３）は被覆装置で、ブレイディングマシン（６）の
粗目（１１）に一端が対向するようにコイル状軽量芯材
（３）が保持金具（１４）により保持されている。

（１５）はコイル状軽量芯材（３）の中心に配置された
送り軸、（１６）はこの送り軸にアーム（１７）により
取付けられたガイド金具で、編組袋帯（１２）をコイル
状軽量芯材（３）の周囲に被せるように、コイル状軽量
芯材（３）に沿ってＣ方向に移動するようにされている
。（１８）は編組袋帯（１２）の端部（１９）を挿入す
るようにガイド金具（１６）の後部に形成された挿入部
、（２０）は押えゴム（２１）を介して編組袋帯（１２
）の端部（１９）を締付けるクランプ、（２２）は送り
軸（１５）の一端部を支持する軸受、（２３）は送り軸
（１５）の反対側にコイル状軽量芯材（３）と同じピッ
チを持つように形成されたねじ部、（２４）はこのねじ
部とかみ合うねじ部付軸受、（２５）はブレイディング
マシン（６）に同期して送り軸に動力を与えるモーター
、（２６）は被覆装置１（１３）入口側のコイル状軽量
芯材（３）の下部にレジンを含浸させるように設けられ
た上下移動式のレジン含浸槽で、内部にレジン（２７）
を入れてあり、その側壁（２８）はコイル状軽量芯材（
３）の巻き角度に沿った角度となっている。

（２９）はレジン含浸槽（２６）の下降時にコイル状軽
量芯材（３）の周辺を覆うように設けられた移動式の加
熱装置である。

コイル状繊維強化プラスチック積層体の製造方法は、ま
ずブレイディングマシン（６）により一方向繊維ロービ
ング（５ａ）　＝　（５ｂ）を複数方向に交錯させて編
組を行い、１編組袋帯（１２）を形成する。このときプ
レイド駆動ギヤ（９）を駆動させて、ボビン（ｌｏａ）
　、　（１０ｂ）をガイド溝に沿って交互に交錯させな
からＡまたはＢ方向に移動させ、ボビン（１０ａ）。

（１０ｂ）から繰出される一方向繊維ロービング（５ａ
）　。

（５ｂ）を粗目（１１）で編組し、一方向繊維ロービン
グ（５ａ）　、　（５ｂ）が長手方向に対しそれぞれ反
対方向の４５°の角度で交差した編組袋帯（１２）を連
続的に形成する。

被覆装置（１３）では、紹組袋１ｒｒ（１２）の端部（
１９）をガイド金具（１６）の挿入部（１８）に挿入し
、押えゴム（２１）を介してクランプ（２０）で締付け
、モータ（２５）で送り軸（１５）を駆動すると、送り
軸（１５）に取付けられたアーム（１７）が回転しなが
ら移動し、ガイド金具（１６）は編組袋帯（１２）の送
出速度に同期する周速でコイル状軽量芯材（３）に沿っ
て移動し、編組袋帯（１２）をコイル状軽量芯材（３）
の周囲に被せるようにＣ方向に前進させる。

ガイド金具（１６）がレジン含浸槽（２６）の出口付近
に達した時点で、レジン含浸槽（２６）を上昇させると
、ガイド金具（１６）より後部のコイル状軽量芯材（３
）に巻かれた編組袋帯（１２）がコイル状軽量芯材（３
）の下部でレジン含浸槽（２６）のレジン（２７）に浸
漬きれ、レジン（２７）が編組袋帯（１２）に含浸され
る。

そして編組袋帯（１２）は前進に伴って数ピツチにわた
り順次レジン（２７）に浸漬され、均一にレジン（２７
）が含浸される。

コイル状軽量芯材（３）の全長にわたり編組袋帯（１２
）の被覆が終了した時点で、編組袋帯（１２）の端部の
未含浸部分にレジンを含浸させるとともに、レジン含浸
槽（２６）を下降させ、加熱装置（２９）をＤ、Ｅ方向
に移動させてコイル状軽量芯材（３）の全周を覆い、レ
ジン（２７）を加熱してゲル化ないし硬化して繊維強化
プラスチック（４）とし、コイル状積層体（２）を形成
する。コイル状積層体（２）からリング状部材（１）を
製造する場合のように加工後硬化を行うときはレジン（
２７）の加熱はゲル化またはゲル化に近い状態の半硬化
状態とし、またコイル状積層体（２）のまま使用すると
きは完全に硬化させる。

レジン（２７）の加熱後、加熱装置（２９）を移動させ
、ガイド金具（１６）を開くとともに、粗目（１１）付
近で編組袋帯（１２）を切断し、リング状積層体（２）
を得る。

得られたリング状積層体（２）は第８図の長手方向の一
方向繊維ロービング（５Ｃ）のないものである。

リング状積層体（２）はレジン（２７）を完全に硬化さ
せた場合はそのままコイル状スプリング等として使用で
きるが、リング状部材（１）を形成するにはリング状積
層体（２）をリング長さに切断し、端部を切断してリン
グ状に形成した後、さらに加熱して完全硬化させると、
第７図の長手方向の一方向繊維ロービング（５Ｃ）がな
いリング状部材（１）が得られる。

第６図は他の実施例を示す正面図であり、図において、
（１０ｃ）は上板（８）に固定されたボビンで、ボビン
（１０ａ）、　（１０ｂ）の移動をガイドする２本のサ
インカーブ状のガイド溝の中間の上板（８）に固定され
、これから繰出される一方向繊維ロービング（５ｃ）は
長手方向に配向され、ボビン（１０ａ）、　（１０ｂ）
から繰出される一方向繊維ロービング（５ａ）　、　（
５ｂ）は一方向繊維ロービング（５Ｃ）をはさむように
交錯して編組を行い１編組袋帯（１２）を形成するよう
になっている。他の構成は第１図ないし第５図と同様で
ある。

コイル状繊維強化プラスチック積層体の製造方法は、プ
レイド駆動ギヤ（９）を駆動させてボビン（１０ａ）　
、　（１０ｂ）をガイド溝に沿って固定されたボビン（
１０ｃ）をはさむように交錯させなからＡまたはＢ方向
に移動させ、一方向繊維ロービング（５ａ）〜（５ｃ）
を繰出しながら編組を行うと、粗目（１１）では長手方
向の一方向繊維ロービング（５ｃ）をはさむように一方
向繊維ロービング（５ａ）　、（５ｂ）が交互に逆の４
５°の角度で交錯した編組袋帯（１２）が形成される。

後の操作は第１図ないし第５図の場合と同様である。

こうして得られるリング状部材（１）およびコイル状積
層体（２）は第７図および第８図に示すように、長手方
向に配向された一方向繊維ロービング（５ｃ）と逆方向
の４５’に交差するように、複数の一方向繊維ロービン
グ（５ａ）　、　（５ｂ）が交錯して繊維強化プラスチ
ック（４）が形成されており、曲げおよび捩りに対する
剛性が付与されている。

一度巻取られた編組袋帯（１２）を順次広げながらコイ
ル状軽量芯材（３）に被せると、各一方向繊維ロービン
グ（５ａ）〜（５ｃ）の配向が均一とならず、特に長手
方向の一方向繊維ロービング（５ｃ）は浮き上がるが、
上記実施例ではブレイディングマシン（６）により編組
された編組袋帯（１２）はそのままコイル状軽量芯材（
３）に被せられるので、各一方向繊維ロービング（５ａ
）−（５ｃ）は均一に配向され、それぞれ曲げおよび捩
りに対する剛性は均一になる。

なお、以上の説明において、ブレイディングマシン、被
覆装置、含浸装置、加熱装置等は別の構造のものでもよ
い。また本発明はリング状部材形成用またはコイルスプ
リング用に限らず、他の用途のコイル状繊維強化プラス
チック積層体の製造にも適用可能である。

〔発明の効果〕

この発明によれば、ブレイディングマシンにより編組袋
帯を形成してコイル状軽量芯材に被せ、レジンを含浸さ
せるようにしたので、簡単な装置と操作により複数の一
方向繊維ロービングの均一な配向を有するコイル状繊維
強化プラスチック積層体を連続して安価に製造すること
ができる。

またこの発明の第２発明によれば、さらにブレイディン
グマシンにより長手方向の一方向繊維ロービングの配向
を行うようにしたので１曲げおよび捩りに対する剛性を
有するコイル状繊維強化プラスチック積層体を製造する
ことができる。

そしてこの発明の第３発明によれば１編組袋帯の被覆の
途中でレジン含浸を行うようにしたので、別のレジン含
浸工程が不要となり、製造が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示し、第１
図は正面図、第２図は平面図、第３図は第１図の一部の
拡大断面図、第４図は第２図の■−■断面図、第５図は
加熱工程の平面図、第６図は他の実施例の正面図、第７
図はリング状部材の斜視図、第８図はコイル状繊維強化
プラスチック積層体の斜視図である。 各図中、同一符号は同一または相当部分を示し、（２）
はコイル状積層体、（３）はコイル状軽量芯材。 （５ａ）〜（５ｃ）は一方向繊維ロービング、（６）は
ブレイディングマシン、　（１０ａ）〜（１０ｃ）はボ
ビン、（１２）は編組袋帯、（１３）は被覆装置、　（
１５）は送り軸、（１６）はガイド金具、（２０）はク
ランプ、（２６）はレジン含浸槽、（２９）は加熱装置
である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブレイディングマシンにより一方向繊維ロービン
   グを複数方向に交錯させて編組を行い編組袋帯を形成す
   る工程と、形成された編組袋帯をそのままコイル状軽量
   芯材の周囲に被せるように前進させる工程と、編組袋帯
   にレジンを含浸させる工程とを含むことを特徴とするコ
   イル状繊維強化プラスチック積層体の製造方法。
2. （２）一方向繊維ロービングはガラス繊維、カーボン繊
   維もしくはアラミド繊維の単体または複合体であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のコイル状繊維
   強化プラスチック積層体の製造方法。
3. （３）編組袋帯はコイル状軽量芯材に沿って移動するガ
   イドによりコイル状軽量芯材に被せるようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のコ
   イル状繊維強化プラスチック積層体の製造方法。
4. （４）ブレイディングマシンにより長手方向に配向され
   た一方向繊維ロービングおよびこれと複数方向に交差す
   るように配向された一方向繊維ロービングを交錯させて
   編組を行い編組袋帯を形成する工程と、形成された編組
   袋帯をそのままコイル状軽量芯材の周囲に被せるように
   前進させる工程と、編組袋帯にレジンを含浸させる工程
   とを含むことを特徴とするコイル状繊維強化プラスチッ
   ク積層体の製造方法。
5. （５）一方向繊維ロービングはガラス繊維、カーボン繊
   維もしくはアラミド繊維の単体または複合体であること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載のコイル状繊維
   強化プラスチック積層体の製造方法。
6. （６）編組袋帯はコイル状軽量芯材に沿って移動するガ
   イドによりコイル状軽量芯材に被せるようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第４項または第５項記載のコ
   イル状繊維強化プラスチック積層体の製造方法。
7. （７）ブレイディングマシンにより一方向繊維ロービン
   グを複数方向に交錯させて編組を行い編組袋帯を形成す
   る工程と、形成された編組袋帯をそのままコイル状軽量
   芯材の周囲に被せるように前進させる工程と、コイル状
   軽量芯材に被せて前進させる途中で、編組袋帯にレジン
   を含浸させる工程とを含むことを特徴とするコイル状繊
   維強化プラスチック積層体の製造方法。
8. （８）一方向繊維ロービングはガラス繊維、カーボン繊
   維もしくはアラミド繊維の単体または複合体であること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載のコイル状繊維
   強化プラスチック積層体の製造方法。
9. （９）編組袋帯はコイル状軽量芯材に沿って移動するガ
   イドによりコイル状軽量芯材に被せるようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第７項または第８項記載のコ
   イル状繊維強化プラスチック積層体の製造方法。