JPS598537B2 - Ｆｒｐ成形体の孔加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＦＲＰ成形体の孔加工方法に関する、車両用懸
架装置に用いられる鋼製板ばねにおいては、重ね板ばね
装置としての組立や車両へ取付ける際の位置決めなどの
ため、長手方向中間部に位置して厚さ方向に開設された
センタボルト挿通用透孔が設けられている。

ＦＲＰ板ばねの場合には、成形後に透孔を穿設すると埋
設した強化繊維が切断されるため強度低下をもたらす。

また、穿孔の際生ずる樹脂および強化繊維の粉塵を除去
するための施設を必要とし、かつ強化繊維の種類によつ
ては高価なドリルを必要とする。さらに樹脂部にクラッ
クを生じ易いなどの難点がある。また、このような不具
合を除去するために、板ばね成形時にその素材に予めピ
ンを挿入しておき、素材硬化後に抜取ることによつて透
孔を形成するようにした従来方法においては、樹脂の流
動により、強化繊維がピンを境にして左右に分かれるよ
うに移動し、その結果、孔の前後に強化繊維が存在しな
い（樹脂のみの）部分が生じるとともに、樹脂部にも部
分的流動を生ずるためやはＤ強度低下を伴なう。その低
下率は、たとえば曲げ弾性率で孔加工しないものに比し
約１０％（成形後の穿孔によるものでは３０％以上）で
あシ、疲労強度においてもこれとほぼ同様の傾向が認め
られた。本発明は上記事情のもとになされたもので、そ
の目的とするところは、強度の実質的な低下をもたらす
ことなく孔を形成し得るＦＲＰ成形体の孔加工方法を提
供することにある。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。

第１図ないし第３図において成形用型１は上型２および
下型３を有し、従来装置におけるとほぼ同様のものであ
つてよく、ＦＲＰ素材ａから所定形状の板ばねｂを成形
し得るように構成されている。上記上型２および下型３
には、板ばねｂに透孔ｃを形成するための先端の尖つた
ピン４が摺動自在に挿通される案内孔５が形設されてい
る。なお、図中６は素材ａの位置決め用スペーサである
。上記素材ａは、たとえばマトリックス樹脂がエポキシ
系、硬化剤がアミン系、強化材がガラス繊維の朱子織マ
ットからなるプリプレグを所望数積層して形成され、第
１図に示すように型１に配置される。

なお、上記プリプレグの積層は型１への挿入前に行なつ
ても、または型１内で行なうようにしてもいずれでもよ
い。そして、上記素材ａは上型２および下型３の間でた
とえばホツトプレスまたはその他の適宜手段によつて加
熱、加圧される。この場合の温度は従来に訃けると同様
に素材ａの組成に応じて設定され、硬化が完了する頃ま
でほぼ―定に維持されている。また、圧力は約０．５ｋ
ｇ／Ｃｄ程度またはそれ以上に維持されている。そして
、上記樹脂がそのゲル化特性に応じて定まる所定時間経
過して半硬化状態となつたとき、素材ａに加える圧力を
、少なくとも孔ｃの形成予定部の周辺部に訃いてはほぼ
１１＜９／Ｃｒｌｌまたはこれ以上、好ましくはほぼ２
ｋｇ／ｄまたはこれ以上で１０ｋ９／ｄ程度以下の適宜
の値に設定するとともに、この状態に｝いて第２図に示
すように案内孔５にピン４を挿入することにより素材ａ
にピン４を挿通し透孔ｃを形成する。このようにピン４
を挿通するタイミングは、素材ａを構成するマトリツク
ス樹脂のゲル化特性に応じて予め設定される。そして、
ピン４を挿通後さらに所定時間が経過し素材ａが硬化状
態となつたのち型１を除冷させ、室温近傍に冷却したの
ち第３図に示すように脱型し、板ばねｂを取出す。上述
のようにして形成した実施例１と、同一素材を用い従来
方法によつて形成した比較例１，の諸特性を次表に比較
して示す。

比較例１は当初から孔形成用ピンを挿通した状態で成形
した場合、比較例は成形後に穿孔した場合であつて、板
ばね寸法は実施例１におけると同様に幅が６０ｍ７１Ｌ
１長さが１３８０７！Ｉｍ、厚さが１２ｍｍ１孔径が８
．５１ｍである。表かられかるように、本発明によつて
形成されたものは従来方法によつたものに比し曲げ弾性
率卦よび疲労強度のいずれにおいても優れて卦り、これ
は樹脂流動パタンや繊維切新が認められないことおよび
繊維分布が均等であることによるものと認められる。

また、素材ａとして上述のようなガラス繊維クロス含有
のプリブレグと、一方向炭素繊維含有のプリプレグとを
積層したものを用いた場合にも曲げ弾性率が表中数値の
それぞれ２倍程度となつた他は、上述とほぼ同等の特性
が得られた。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、たとえば板ばねの他に任意のＦＲＰ成形体に孔を形
設する場合にも適用することができる。

また、板ばね等の成形体が相互に独立した単体卦よび連
続した複合体のいずれであつてもよく、かつ同一成形体
に形設される孔の数は単数および複数のいずれであつて
もよい。さらに、上記プリプレグを用いる代りにたとえ
ばフイラメント・ワインデイング法や、編組繊維等に樹
脂を含浸させ所定の型を引抜きまたは押出し等によつて
通す連続的形成法による素材を用いるようにしてもよい
。その他、本発明の要旨とするところの範囲内で種々な
変更ないし応用が可能である。本発明は、上述したよう
にＦＲＰ素材を硬化ごせて所定形状に形成する際に、半
硬化状態にある上記素材に対し孔周辺部に対応する位置
を加圧した状態で、先端の尖つた孔形成用ピンを圧入し
て素材を貫通させ透孔を形成するようにしたことを特徴
とするものである。

したがつて成形後に穿孔する必要がないから強化繊維が
切断されることがなく、かつ工数を節減し得るとともに
粉塵等を発生することもない。しかも既存の成形用型を
利用することができる。また、当初から孔形成用ピンを
挿入した状態で硬化させる従来方法に比較してもクラツ
クを誘発し易い樹脂の流動パタンの生成がなく、孔の前
後に樹脂のみとなるような部分がなくなり、曲げ弾性率
や疲労強度が、孔を形成しないものにおけると同程度に
まで向上される。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は成形用型に素
材を配置した状態を示す断面図、第２図は素材に対しピ
ンを圧入した状態を示す断面図、第３図は脱型状態を示
す断面図である。 １・・・・・・成形用型、２・・・・・・上型、３・・
・・・・下型、４・・・・・・ピン、５・・・・・・案
内孔、ａ・・・・・・素材、ｂ・・・・・・板ばね（成
形体）、ｃ・・・・・・透孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ＦＲＰ素材を硬化させて所定形状に成形する際に、
   上記素材が半硬化状態のときに、この素材の少なくとも
   孔形成予定部の周辺部を加圧した状態で、先端の尖つた
   孔形成用ピンを当該素材に圧入し、貫通させて透孔を形
   成するようにしたことを特徴とするＦＲＰ成形体の孔加
   工方法。 ２ 上記孔周辺部に対応する位置を加圧する圧力をほぼ
   １ｋｇ／ｃｍ＾２またはこれより大きく設定してなる特
   許請求の範囲第１項記載のＦＲＰ成形体の孔加工方法。