JPS6169439A - 繊維強化複合材料コイルばねの製造方法 - Google Patents
繊維強化複合材料コイルばねの製造方法Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Springs (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
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。
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〕
本発明は、繊維強化複合材料を用いてコイルばねを作製
するための方法に関するものである。
するための方法に関するものである。
従来、繊維強化複合材料を用いてコイルばねを製造す゛
る方法として下記のものが知られている。
る方法として下記のものが知られている。
■ 繊維強化複合材料を円筒状に成形した後所望の形状
に切断する方法。
に切断する方法。
■ 予め樹脂含浸した繊維束を溝付の心金に巻同成形す
る方法。
る方法。
■ 予め樹脂含浸した繊維束を可撓性チューブ内に入れ
成形後チューブを取り除く方法。
成形後チューブを取り除く方法。
■ 予め樹脂含浸した繊維束を捩ったものを可撓性の丸
棒に巻回後、更に溝付の心金に巻回して成形する方法。
棒に巻回後、更に溝付の心金に巻回して成形する方法。
上記従来の繊維強化複合材料を用いたコイルばねの各種
製造方法には下記の欠点があった。
製造方法には下記の欠点があった。
各番号は上記製造方法の各番号に対応する。
■ 引張方向に繊維を配向させることが困難であり、ま
たそれ故に所望の形状に切断する際、連続繊維を部分的
に切断してしまう危険外大であり、強度的に不充分かつ
不安定なものしか得られない。また、材料の損失も大き
い。
たそれ故に所望の形状に切断する際、連続繊維を部分的
に切断してしまう危険外大であり、強度的に不充分かつ
不安定なものしか得られない。また、材料の損失も大き
い。
■ 上記のような連続繊維を切断することは無いが、脱
型が非常に困難であり、この脱型時−に製品の破損を伴
う危険外大である・このため生産性が低い製造方法であ
る。
型が非常に困難であり、この脱型時−に製品の破損を伴
う危険外大である・このため生産性が低い製造方法であ
る。
■ 成形時に形状がくずれるため、安定した製品が得が
たい。
たい。
■ 成形が非常に煩雑であり、また繊維束を予め捩るこ
とから、繊維の母材中への配置が不均一となり、安定し
た製品が得がたい。また、設備投資も多大となる。
とから、繊維の母材中への配置が不均一となり、安定し
た製品が得がたい。また、設備投資も多大となる。
それ故、本発明の目的は、上記欠点を解消し、■ 引張
力向に繊維を配向でき、強化繊維の有する充分なる強度
からコイルばねとしても強度的に従来の金属性のものと
比較して充分な強度が得られ、 ■ 円筒状心金上に巻きつけて所望コイルばね形状を形
成し、かつ脱型を容易にし、 ■ 一定の張力にて心金に巻回して成形時に繊維のくず
れを無（し、安定した強度を得られるようにし、 ■ 従来のフィラメントワインダ機にて容易に製造でき
、安価な設備で工業的製造を可能にする繊維強化複合材
料コイルばねの製造方法を１是供するにある。
力向に繊維を配向でき、強化繊維の有する充分なる強度
からコイルばねとしても強度的に従来の金属性のものと
比較して充分な強度が得られ、 ■ 円筒状心金上に巻きつけて所望コイルばね形状を形
成し、かつ脱型を容易にし、 ■ 一定の張力にて心金に巻回して成形時に繊維のくず
れを無（し、安定した強度を得られるようにし、 ■ 従来のフィラメントワインダ機にて容易に製造でき
、安価な設備で工業的製造を可能にする繊維強化複合材
料コイルばねの製造方法を１是供するにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る繊維強化複合材
料コイルばねの製造方法においては、円筒状心金に所望
のコイルばね形状を与えるスペーサを嵌脱自在に嵌挿し
、未硬化の熱硬化性樹脂含浸繊維束を引張方向に配向さ
せながら一定の張力下に円筒状心金上かつスペーサ間隙
に巻回して所望のコイルばね形状を形成し、円筒状心金
共に全体を加熱して前記熱硬化性樹脂を硬化せしめ、コ
イルばねを円筒状心金及びスペーサから順次分離するこ
とを特徴とする。
料コイルばねの製造方法においては、円筒状心金に所望
のコイルばね形状を与えるスペーサを嵌脱自在に嵌挿し
、未硬化の熱硬化性樹脂含浸繊維束を引張方向に配向さ
せながら一定の張力下に円筒状心金上かつスペーサ間隙
に巻回して所望のコイルばね形状を形成し、円筒状心金
共に全体を加熱して前記熱硬化性樹脂を硬化せしめ、コ
イルばねを円筒状心金及びスペーサから順次分離するこ
とを特徴とする。
本発明で使用される円筒状心金は第１図参照符号１０で
示す金属円筒の両端にはフィラメントワインダ機に軸着
する軸が装着される。円筒径はコイルばねの内径に等し
く、一般に鋼材にて作製される。コイルばねの成形性を
向上させるため、円筒外面にシリコンラバーの均一な外
層１６を形成した円筒状心金の別の実施態様が第２図に
示され、この場合コイルばね成形時にシリコンラバーの
もつ高い熱膨張率により、加熱時製品に内側から圧力が
加わり、より成形性が良くなる利点が得らり、る。
示す金属円筒の両端にはフィラメントワインダ機に軸着
する軸が装着される。円筒径はコイルばねの内径に等し
く、一般に鋼材にて作製される。コイルばねの成形性を
向上させるため、円筒外面にシリコンラバーの均一な外
層１６を形成した円筒状心金の別の実施態様が第２図に
示され、この場合コイルばね成形時にシリコンラバーの
もつ高い熱膨張率により、加熱時製品に内側から圧力が
加わり、より成形性が良くなる利点が得らり、る。
スペーサ１２は目的コイルばねと相似形に、一般に鋼パ
イプ材の切肖１．加工により作成され、円筒状心金に嵌
脱自在に嵌挿できるよう溝底される。
イプ材の切肖１．加工により作成され、円筒状心金に嵌
脱自在に嵌挿できるよう溝底される。
本発明で使用できる繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、ボ
ロン繊維、アラミド繊維またはセラミック繊維が挙げら
れ、使用目的、条件に合わせて適宜選択して使用される
が、炭素繊維とガラス繊維が広く一般目的に適応でき重
要である。
ロン繊維、アラミド繊維またはセラミック繊維が挙げら
れ、使用目的、条件に合わせて適宜選択して使用される
が、炭素繊維とガラス繊維が広く一般目的に適応でき重
要である。
使用される熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド
樹脂またはポリイミド樹脂などが挙げられ、これら樹脂
の未硬化プリポリマ溶液を上記繊維に含浸せしめる。こ
の場合２つの方法があり、繊維を心金に巻回する直前に
、繊維を樹脂槽に含浸した後、余分な樹脂をしごきロー
ルを通して除去し、そのまま心金に巻回するウェツト型
と、心金に巻回する１Ｍ脂含浸繊維を予め別工程でｉｌ
ｌ ’Ｈするドライ型で、後者の方法は樹脂槽の必要な
く樹脂量を充分に制御したものを使用でき安定した製品
が得られる利点がある。
和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド
樹脂またはポリイミド樹脂などが挙げられ、これら樹脂
の未硬化プリポリマ溶液を上記繊維に含浸せしめる。こ
の場合２つの方法があり、繊維を心金に巻回する直前に
、繊維を樹脂槽に含浸した後、余分な樹脂をしごきロー
ルを通して除去し、そのまま心金に巻回するウェツト型
と、心金に巻回する１Ｍ脂含浸繊維を予め別工程でｉｌ
ｌ ’Ｈするドライ型で、後者の方法は樹脂槽の必要な
く樹脂量を充分に制御したものを使用でき安定した製品
が得られる利点がある。
次に、実施例により本発明に係る繊維強化複合材料コイ
ルばねの製造方法を説明する。
ルばねの製造方法を説明する。
実施例１
炭素繊維に予め未硬化のエポキシ樹脂を含浸したもの（
以下プリプレグと称する）を所望のコイルばねの幅に切
断する。＃１４製の円筒状心金（第１図、１０）に別途
作製した５１）’ｌ製スペーサｊ２を円筒状心金１０に
嵌脱自在に嵌挿する。
以下プリプレグと称する）を所望のコイルばねの幅に切
断する。＃１４製の円筒状心金（第１図、１０）に別途
作製した５１）’ｌ製スペーサｊ２を円筒状心金１０に
嵌脱自在に嵌挿する。
１０ｋｒの張力下にプリプレグテープを心金−ヒにかつ
スペーサ１２の空隙を埋めるピッチで巻回して所望のコ
イルばね形状になるよう所望の厚みになるまで巻回する
。第１図参照符号１４がこの状態を示す。加圧テープを
プリプレグチーＩ７°″最上層上１回した後・円筒状／
Ｃ，％金ごと１３０°Ｃのオープンに入れ、９０分間保
持して樹脂を硬化させた。冷却後コイルばねとスペーサ
を円筒状心金から脱型した後、スペーサをコイルばねか
らはずし、所望のコイルばねを得た。
スペーサ１２の空隙を埋めるピッチで巻回して所望のコ
イルばね形状になるよう所望の厚みになるまで巻回する
。第１図参照符号１４がこの状態を示す。加圧テープを
プリプレグチーＩ７°″最上層上１回した後・円筒状／
Ｃ，％金ごと１３０°Ｃのオープンに入れ、９０分間保
持して樹脂を硬化させた。冷却後コイルばねとスペーサ
を円筒状心金から脱型した後、スペーサをコイルばねか
らはずし、所望のコイルばねを得た。
実施例２
炭素繊維を所望のコイルばねの幅に配列し、未硬化エポ
キシ樹脂溶液に浸漬後しごきロールを通して余分の樹脂
を除去し、そのまま心金にかつスペーサの間隙に張力１
ｋｇ下に巻回し、所望の厚みになるまで巻回してコイ
ルばね形状を形成した。次いで心金ごと１３０℃のオー
ブン内に入れ、一定速度で回転させながら９０分間保持
して樹脂を硬化させ、実施例１同様にコイルばねを分離
した。
キシ樹脂溶液に浸漬後しごきロールを通して余分の樹脂
を除去し、そのまま心金にかつスペーサの間隙に張力１
ｋｇ下に巻回し、所望の厚みになるまで巻回してコイ
ルばね形状を形成した。次いで心金ごと１３０℃のオー
ブン内に入れ、一定速度で回転させながら９０分間保持
して樹脂を硬化させ、実施例１同様にコイルばねを分離
した。
実施例３
所望のコイルばねの内径よりｌＯ％小さい外径の鋼製円
筒状心金上にシリコンラバー外層を成形して、丁変コイ
ルばねの内径と等しい２重層円筒を調製した後、実施例
１と同様にしてコイルばねを得た。
筒状心金上にシリコンラバー外層を成形して、丁変コイ
ルばねの内径と等しい２重層円筒を調製した後、実施例
１と同様にしてコイルばねを得た。
実施例４
ガラス繊維とエポキシ（晶１脂のプリプレグにつき実施
例１と同様に処理してコイルばねを得た。
例１と同様に処理してコイルばねを得た。
実施例５
実施例１〜４０本発明に係るコイルばねと比較のためチ
タン製のコイルばねＡと、炭素繊維強化エポキシ樹脂複
合材料を円筒状に成形した後に実施例１と同じ大きさの
コイルばねを切抜いて得たコイルばねＢにつき捩り試験
により強度比較をした。結果は第１表の通りである。
タン製のコイルばねＡと、炭素繊維強化エポキシ樹脂複
合材料を円筒状に成形した後に実施例１と同じ大きさの
コイルばねを切抜いて得たコイルばねＢにつき捩り試験
により強度比較をした。結果は第１表の通りである。
表１ 各種コイルばねの捩り試験結果
実施例１により得られた本発明に係るコイルばねとチタ
ン製のコイルばねＡにつき捩り疲労試験の結果、チタン
製のコイルばねＡは２００ 、０００サイクルで破壊し
たが、本発明のコイルばねは４００．０００サイクルで
なお破壊されなかった。
ン製のコイルばねＡにつき捩り疲労試験の結果、チタン
製のコイルばねＡは２００ 、０００サイクルで破壊し
たが、本発明のコイルばねは４００．０００サイクルで
なお破壊されなかった。
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の精神を逸脱しない範囲において種々の変更をなし得
ることは勿論である。
明の精神を逸脱しない範囲において種々の変更をなし得
ることは勿論である。
本発明に係る繊維強化複合材料コイルばねの製造方法に
よると、従来のフィラメントワインダ機による安価な設
（ス１７で工業的に品質の安定した繊維強化複合材料コ
イルばねを提供することができ、特に、炭素繊維強化エ
ポキシ）Ｍ脂複合材料コイルばねによると同じ機能下で
チタン製′コイルばねの約１／３重量ですみ、かつ静的
及び疲労強度向上、すなわち耐久性向上が達成される。
よると、従来のフィラメントワインダ機による安価な設
（ス１７で工業的に品質の安定した繊維強化複合材料コ
イルばねを提供することができ、特に、炭素繊維強化エ
ポキシ）Ｍ脂複合材料コイルばねによると同じ機能下で
チタン製′コイルばねの約１／３重量ですみ、かつ静的
及び疲労強度向上、すなわち耐久性向上が達成される。
第１図は本発明に係る繊維強化複合材料コイルばねの製
造に使用される円筒状心金にコイルばね形状が形成され
た状態を示す概略縦断面図、第２図は第１図とは別の円
筒状心金を使用する実施態様を示す概略縦断面図である
。 １０、 、 、円筒状心金 １２． 、 、スペーサ
１４、、、繊維強化複合材料 ＋６．、、シリコンラバー外層
造に使用される円筒状心金にコイルばね形状が形成され
た状態を示す概略縦断面図、第２図は第１図とは別の円
筒状心金を使用する実施態様を示す概略縦断面図である
。 １０、 、 、円筒状心金 １２． 、 、スペーサ
１４、、、繊維強化複合材料 ＋６．、、シリコンラバー外層
Claims (5)
- （１）円筒状心金に所望のコイルばね形状を与えるスペ
ーサを嵌脱自在に嵌挿し、未硬化の熱硬化性樹脂含浸繊
維束を引張方向に配向させながら一定の張力下に円筒状
心金上かつスペーサ間隙に巻回して所望のコイルばね形
状を形成し、円筒状心金共に全体を加熱して前記熱硬化
性樹脂を硬化せしめ、コイルばねを円筒状心金及びスペ
ーサから順次分離することを特徴とする繊維強化複合材
料コイルばねの製造方法。 - （２）円筒状心金は金属円筒よりなる特許請求の範囲第
１項記載の繊維強化複合材料コイルばねの製造方法。 - （３）円筒状心金は金属円筒とシリコンゴム外層とより
構成される特許請求の範囲第１項記載の繊維強化複合材
料コイルばねの製造方法。 - （４）繊維強化複合材料の繊維は炭素繊維、ガラス繊維
、ボロン繊維、アラミド繊維またはセラミック繊維であ
る特許請求の範囲第１項記載の繊維強化複合材料コイル
ばねの製造方法。 - （５）熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂、不飽和ポリエステ
ル樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂またはポ
リイミド樹脂である特許請求の範囲第１項記載の繊維強
化複合材料コイルばねの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59191720A JPS6169439A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 繊維強化複合材料コイルばねの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59191720A JPS6169439A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 繊維強化複合材料コイルばねの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6169439A true JPS6169439A (ja) | 1986-04-10 |
| JPH0442981B2 JPH0442981B2 (ja) | 1992-07-15 |
Family
ID=16279354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59191720A Granted JPS6169439A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 繊維強化複合材料コイルばねの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6169439A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0647518A1 (fr) * | 1993-10-08 | 1995-04-12 | Institut Francais Du Petrole | Dispositif et méthode de fabrication en série de pièces en résine renforcée par des fibres |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55164126A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of fiber-reinforced plastic coil spring |
| JPS5664421A (en) * | 1979-10-30 | 1981-06-01 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of resin-molded coil |
| JPS57165233A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-12 | Hiroshima Plast Kk | Manufacturing device for coil-shaped substance |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP59191720A patent/JPS6169439A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55164126A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Manufacture of fiber-reinforced plastic coil spring |
| JPS5664421A (en) * | 1979-10-30 | 1981-06-01 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of resin-molded coil |
| JPS57165233A (en) * | 1981-04-07 | 1982-10-12 | Hiroshima Plast Kk | Manufacturing device for coil-shaped substance |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0647518A1 (fr) * | 1993-10-08 | 1995-04-12 | Institut Francais Du Petrole | Dispositif et méthode de fabrication en série de pièces en résine renforcée par des fibres |
| FR2710870A1 (fr) * | 1993-10-08 | 1995-04-14 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif et méthode de fabrication en série de pièces en résine renforcée par des fibres. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0442981B2 (ja) | 1992-07-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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