JPS63112141A - 筒状複合部材の製造法 - 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） 本発明は、ピストンピン等に用いられる筒状複合部材の
製造法に関するものである。

（従来技術） 近年、自動車用エンジンの高出力化への傾向が顕著なと
ころから、エンジンの各構成部材の軽量化を図ることが
業界における重要な課題とされてきている。かかる観点
にたつとき、ピストンの慣性質ｑの軽減を図るために、
ピストンピンを軽量化することも重要な対策の一つとな
る。しかしながら、ピストンピンには、曲げ強度、剪断
強度および耐摩耗性において高度なものが要求されると
ころから、単一な部材でこれらの全てを満足する構成の
ものを得ることが難しく、ピストンピンを複合部材で構
成すべ〈従来から種々の試みがなされている。

例えば、特開昭５６−１４３８６５号公報記載の如く、
繊維強化樹脂からなる芯の外周面に薄肉の帯鋼を引き抜
き加工により巻き付けてジャケット外皮となすピストン
ピン製造法が既に提案されている。

（発明が角￥決しようとする問題点） 上記公知例の場合、帯鋼を繊維強化樹脂の芯に巻き付け
てジャケット外皮とするに当たって、ジャケット外皮を
真円状に成形することが極めて難しいところから、繊維
強化樹脂とジャケット外皮との密着度を十分に高めるこ
とが困難であるばかりでなく、繊維強化樹脂内の強化繊
維が捩れて強化不足となるおそれも生ずるという問題が
ある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、極めて簡
易な手法によって、構成要素である二部材の密着性に侵
れ１こ高強度の筒状複合部材を製造することを目的とす
るものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明方法では、上記問題点を解決するための手段とし
て、金属製パイプと、該金属製パイプの内径より若干小
径であって軸方向に延びる一方向強化繊に（１に未硬化
の熱硬化性樹脂を含浸さＵ゛てなる押出棒状部材とを用
意し、該押出棒状部材を前記金属製パイプ内に同心状に
挿入せしめた後、前記押出棒状部材の軸心部に針状ピン
を押し入れて該押出棒状部材を前記金属製パイプ内周面
に密着させ、さらにこの状態で加熱して熱硬化性樹脂を
硬化させ、その後前記針状ピンを引き抜くようにしてい
る。

（作　用） 本発明方法では、−上記手段によって次のような作用が
得られる。

即ち、金属製パイプ内に挿入された一方向強化繊維に未
硬化の熱硬化性樹脂を含浸さ仕てなる押出棒状部材の軸
心部に針状ピンを押し入れて押出棒状部材を金属製パイ
プ内周面に密着させ、この状態で加熱して熱硬化性樹脂
を硬化させるようにしているところから、押出棒状部材
が加圧状部で硬化されるところとなり、金属製パイプと
繊維強化樹脂層との密着性に優れた筒状複合部材が得ら
れる。また、一方向強化繊維に未便化の熱硬化性樹脂を
含浸させてなる繊維配向の乱れの少ない押出棒状部材の
軸心部に針状ピンを押し入れる手法を採用することによ
り、強化繊維の捩れ等の発生が防止され、高強度の筒状
複合部材が得られる。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の筒状複合部材の製
造法を実施例に基づいて説明する。

本実施例の場合、第６図図示のピストンＡにおける連接
棒（図示省略）連結用のピストンピンＢを製造する方法
について説明している。該ピストンピンＢは、金属製パ
イプＩと該金属製パイプｌ内に密着形成された環状の繊
維強化樹脂層６とからなっている。

まず、第１図および第２図図示の如く、内周面に密着性
向上のための表面処理（例えば、粗面１ａを形成する粗
面加工）が施された金属製パイプ１と、該金属製パイプ
１の内径より若干小径であって軸方向に延びる一方向強
化繊維４．４・・・に未硬化の熱硬化性樹脂５を含浸さ
せてなる繊維配向の乱れの少ない押出棒状部材２とを用
意する。

ここで、金属製パイプ１としては、一般的に耐摩耗性に
優れた鋼管等が採用されるが、発泡金属製のパイプを採
用すれば内周面への表面処理を施さなくとも密着性を十
分に確保することができる。

また、強化繊維４としては、長繊維のカーボン繊維ある
いはアラミド繊維等が採用され、熱硬化性樹脂５として
は、比較的低温で硬化するエポキシ系樹脂、ポリイミド
系樹脂あるいはポリエーテルケトン等が採用される。

そして、前記押出棒状部材２を前記金属製バイブｌ内に
同心状に挿入せしめた後（第３図参照）、前記押出棒状
部材２の軸心部に針状ピン３を押し入れて該押出棒状部
材２を前記金属製パイプ１内周面に密着させ（第４図参
照）、さらにこの状態で加熱（約８０°Ｃで３０〜６０
ｍ１ｎ）　して熱硬化性樹脂を硬化させる。その後前記
針状ピン３を引き抜いて金属製パイプ１内に環状の＃＆
椎強化樹脂層６を一体的に形成し、これを適宜寸法の長
さに切断することにより所望のピストンピンＢが得られ
ろ（第５図参照）。

このようにして得られたピストンピンＢにおいては、繊
維強化樹脂層６の曲げ強度を強化している強化繊維４，
４・・・の捩れが最小限に抑えられるところから、曲げ
強度および剪断強度に優れたものとなる。また、上記方
法によれば、押出棒状部材２の軸心部材に針状ピン３を
押し入れることによって押出棒状部材２を加圧状態とな
し、この加圧状態のまま熱硬化性樹脂５を硬化させるよ
うにしているため、金属製パイプｌと繊維強化樹脂層６
との密着性が著しく向上することとなる。

なお、上記実施例においては、押出棒状部材２を強化す
る強化繊Ｍ１４　、４・・・が軸心と平行となるように
しているが、軸心に対して螺旋状に捩られていてもよい
ことは勿論である。

また、本発明の筒状複合部材の製造法は、上記説明のピ
ストンピンにのみ適用されるものではなく、その他の筒
状複合部材にも適用可能なことは勿論である。

（発明の効果） 叙上の如く、本発明方法によれば、軸方向に延びる一方
向強化繊維に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させてなる押
出棒状部材を金属製パイプ内に同心状に挿入せしめた後
、前記押出棒状部材の軸心部に針状ピンを押し入れて該
押出棒状部材を前記金属製パイプ内周面に密着させ、さ
らにこの状態で加熱して熱硬化性樹脂を硬化させ、その
後前記針状ピンを引き抜くことによって、金属製パイプ
内に環状の繊維強化樹脂層を一体的に形成して筒状複合
部材を製造するようにしたので、得られた筒状複合部材
における繊維強化樹脂層の強化繊維に捩れなどが発生す
ることがなくなり、曲げ強度および剪断強度に優れたも
のとなるという効果がある。

また、金属製パイプ内に挿入された押出棒状部材の軸心
部に針状ピンを押し入れて押出棒状部材を金属製パイプ
内周面に密着させ、この状態で加熱して熱硬化性樹脂を
硬化させるようにしたので、押出棒状部材が加圧状態で
硬化されるところとなり、金属製バイブと繊維強化樹脂
層との密着性に優れた筒状複合部材が得られるという効
果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、本発明の実施例にかかる筒状複
合部材（ピストンピン）の製造工程を示す工程順序図で
あり、第１図において、（イ）は金属製パイプの部分縦
断面図、（ロ）はその正面図、（ハ）は図（イ）におけ
るＸ部拡大図、第２図において、（イ）は押出棒状部材
の部分側面図、（ロ）はその正面図、第３図において、
（イ）は金属製パイプ内に押出棒状部材を挿入した状態
を示す部分縦断面図、（ロ）はその正面図、第４図にお
いて、（イ）は押出棒状部材に針状ビンを押し入れてい
る状態を示す部分縦断面図、（ロ）はそのＹ−Ｙ断面図
、第５図において、（イ）はピストンピンの縦断面図、
（ロ）はそのＺ−Ｚ断面図、第６図はピストンの縦断面
図である。 １・・・・・・・金属製パイプ ２・・・・・・・押出棒状部材 ３・・・・・・・針状ビン ４・・・・・・・強化繊維 ５・・・・・・・熱硬化性樹脂 ６・・・・・・・ｆ曳惟強化樹脂層 （イ）　　　　　　　　　（ロ） （イ）　　　　　　　　　　（ロ） 第３図 （ハ） ２　：押出棒状部材 ３　：針状ビン ≠　：強化繊維 タ　：熱硬化性樹脂 乙　：繊維強化樹脂層 （ロ） （イ）　　　　　　　　　　　　　　　　　（（イ）　
　　　　　　　　　　　　　　　　（ロ）第５図 第６因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、金属製パイプと、該金属製パイプの内径より若干小
   径であって軸方向に延びる一方向強化繊維に未硬化の熱
   硬化性樹脂を含浸させてなる押出棒状部材とを用意し、
   該押出棒状部材を前記金属製パイプ内に同心状に挿入せ
   しめた後、前記押出棒状部材の軸心部に針状ピンを押し
   入れて該押出棒状部材を前記金属製パイプ内周面に密着
   させ、さらにこの状態で加熱して熱硬化性樹脂を硬化さ
   せ、その後前記針状ピンを引き抜いて金属製パイプ内に
   環状の繊維強化樹脂層を一体的に形成するようにしたこ
   とを特徴とする筒状複合部材の製造法。