JPH01320137A - 繊維強化樹脂部材 - 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、例えば油圧シリンダ用のロッドやシャフト等
に用いられ、高強度で軽量化を図りうるようにした繊維
強化樹脂部材に関し、特に、その表面精度を向上できる
ようにした繊維強化樹脂部材に関する。

〔従来の技術〕

一般に、樹脂を含浸させた繊維材料を巻回形成してなる
中実または中空の繊維強化樹脂部材は軽量でかつ高強度
であることから、油圧シリンダ用のロッドや自動車用の
ドライブシャフト等、多くの分野でその使用が検討され
ている。

そこで、第５図ないし第７図にこの種の従来技術による
繊維強化樹脂部材として油圧シリンダ用のロッドを例に
挙げて示す。

図において、１はロッド、２は繊維強化樹脂材料によっ
て形成された中実な棒状体を示し、該棒状体２は樹脂３
を含浸させた繊維材料４を第７図に示す如く所定の巻角
θをもってフィラメントワインディング法等の手段によ
り交差巻付けした複数の巻回７層によって形成されてい
る。ここで、前記樹脂３には熱硬化性と接着性を有する
エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂またはポリイミド樹脂
等が用いられ、繊維材料４には炭素繊維、ガラス繊維、
アラミド繊維、アルミナ繊維または炭化ケイ素繊維等が
用いられる。そして、該棒状体２は硬い繊維材料４と軟
かい樹脂３とによって形成され、このうち樹脂３の割合
は４０〜７０％程度となっている。

５は棒状体２の外周面を被覆した軟質金属層を示し、該
軟質金属層５は、例えば銅等の軟質金属を棒状体２の外
表面にメッキ処理することにより形成され、棒状体２の
外周面をほぼ一定の厚みをもって薄く覆うようになって
いる。６は棒状体１の外周面を軟質金属層５の外側から
被覆した硬質金属層を示し、該硬質金属層６は、例えば
クロム等の硬質金属を軟質金属Ｎ５の表面にメッキ処理
することにより形成され、その外表面上を薄膜状に覆う
ようになっている。

従来技術による油圧シリンダ用ロンドは上述の如き構成
を有するもので、次にその製造方法について述べる。

まず、第７図に示す如く樹脂３を含浸させた繊維材料４
をフィラメントワインディング法等の手段で所定の巻角
θをもって交差巻付けすることにより忠実な丸棒状の棒
状体２を成形し、該棒状体２を硬化炉（図示せず）内に
入れて、前記樹脂３を熱硬化させた後、該棒状体２の外
周面に機械加工等を施して外周研摩し、表面仕上げを行
う。

次に、該棒状体２の外周面に軟質金属層５をメッキ処理
によって形成し、該軟質金属層５の表面に適宜に仕上げ
加工等の表面処理を施した後、軟質金属層５の表面に硬
質金属層６をメッキ処理によって形成する。

かくして、棒状体２の外周面は軟質金属層５および硬質
金属層６によって被覆されているから、ロッドＩの表面
精度を向上させることができ、該ロッド１を油圧シリン
ダ（図示せず）に組込んだときに、ロントガイド等との
摺動抵抗を小さくできる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した従来技術では、ロッド１の表面を第
６図に示す如く拡大して観ると、その表面にうねりや凹
凸７等が残っている。即ち、棒状体２は硬い繊維材料４
と軟かい樹脂３とによって形成されているから、該棒状
体２の外周に機械加工を施しても、樹脂３の部分が早期
に研摩されて、繊維材料４が表面に浮き上がるように残
ってしまい、均一な表面に仕上げるのが難かしく、該棒
状体２の表面には第７図に示す如くうねりや凹凸２Ａ等
が残ってしまう。

このため従来技術では、棒状体２の表面に軟質金属Ｎ５
と硬質金属層６とをそれぞれメッキ処理によって形成し
ても、ロッドＩの表面に凹凸２八等に対応するうねりや
凹凸７等が残ってしまい、この凹凸７等はロッドｌがロ
ッドガイド等に対して長期に亘り摺動を繰返すうちに、
シール部材等を損傷させることがあり、ロッドｌの表面
を満足のい（表面精度をもって仕上げることができない
という欠点がある。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、本発明は表面にうねりや凹凸等が残るのを防止でき、
表面精度を確実に向上できるようにした繊維強化樹脂部
材を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上述した課題を解決するために本発明は、繊維強化樹脂
材料によって形成された中実または中空の棒状体と、軟
質金属からなる薄肉筒状体を咳棒状体の外周面に絞り込
んで加圧密着させることにより、該棒状体の外周面に形
成された軟質金属層と、該軟質金属層に表面処理を施し
た状態で、該軟質金属層の表面に形成された硬質メッキ
層とからなる構成を採用している。

〔作　用〕

軟質金属からなる薄肉筒状体を棒状体の外周面に絞り込
んで加圧密着させることにより、該棒状体の外周面に軟
質金属層を形成したから、棒状体の外周面にうねりや凹
凸等が残っている場合でも、これらに軟質金属が加圧密
着されて凹凸等を完全に埋めることができ、軟質金属層
の表面側にうねりや凹凸等が形成されるのを防止できる
。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図に基づいて
説明する。なお、実施例では前述した第７図に示す従来
技術と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を
省略するものとする。

而して、第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を
示している。

図中、１１は棒状体２の外周面に形成された軟質金属層
を示し、該軟質金属層１１は、例えば銅等の軟質金属か
らなる薄肉筒状体としての薄肉パイプ１２を第３図に示
す如く、ダイス１３を用いて棒状体２の外周面へと絞り
込み加圧密着させる表 ことにより形成され、棒状体２の外Ｘ面を完全に覆うよ
うになっている。ここで、例えば２２．４■ｌ程度の外
径をもって棒状体２を形成した場合、薄肉パイプ１２゛
は外径が２７鰭程度で肉厚が０．５１１−程度に形成さ
れ、ダイス１３の最内径は２３．４鶴程度に形成される
。また、該ダイス１３は固定リング１４によって支持さ
れ、チャック１５等によって第３図に示す如（位置決め
されている。

そして、薄肉パイプ１２の一端１２Ａを図示の如く閉塞
した状態で、該薄肉パイプ１２内に棒状体２を挿入し、
該棒状体２を薄肉パイプ１２と共にダイス１３内へと矢
示Ａ方向に押込むことにより、押出し加工または引抜き
加工と同様の方法によって薄肉パイプ１２をダイス１３
で棒状体２の外表面に加圧密着させ、軟質金属層１１を
棒状体２の外周に形成するようにしている。このとき、
薄肉パイプ１２の外周面はダイス１３によってしごかれ
、軟質金属層１１は外径が２３．４　ｍｍ程度で肉厚が
０．４５〜０．５１　ｍｍ程度となって棒状体２の表面
を被覆するようになる。また、該軟質金属層１１はその
表面がほぼ均一な表面形状に成形され、棒状体２に対す
る緊縛力（軟質金属層１１のせん断破壊強度）は４００
ｋｇｆ／２０ｎ＋程度となる。

さらに、１６は軟質金属層１１に表面処理を施した後に
、該軟質金属層１１の表面に形成された硬質メッキ層を
示し、該メッキ層１６は軟質金属層１１の表面処理後に
、硬質クロムメッキ等を施すことによって形成され、軟
質金属Ｎ１１の外周面を完全に被覆するようになってい
る。

本実施例による油圧シリンダ用ロンドは上述の如き構成
を有するもので、次にその製造方法について説明する。

まず、従来技術と同様に棒状体２を形成して、その表面
に適宜に機械加工を施す。そして、該棒状体２を第３図
に示す如く薄肉パイプ１２内に挿太し、該薄肉パイプ１
２をダイス１３を用いて棒状体２の外周面へと絞り込む
ように加圧密着させ、該棒状体２の外周面に軟質金属層
１１を形成する。

次に、薄肉パイプ１２の端部１２Ａ等を切断すると共に
軟質金属層１１の表面に研摩加工等を施して、該軟質金
属層１１を所定の表面精度となるまで均一に仕上げる。

このとき、軟質金属層１１の厚みは０．２〜０．３　ｍ
ｍ程度となるように仕上げられる。そして、該軟質金属
層１１の表面を第２図に示す如く均一に仕上げた後に、
該軟質金属層１１の表面に硬質クロムメッキ等を施して
、硬質メッキ層１６を第１図に示すように形成する。

而して、本実施例によれば、繊維強化樹脂材料からなる
棒状体２の外周面に薄肉パイプ１２をダイス１３で絞り
込むようにして加圧密着させ、棒状体２の外周面に軟質
金属層１１を形成したから、棒状体２の外表面にうねり
や凹凸２Ａ等が残っている場合でも、これらを軟質金属
層１１によって完全に埋めることができ、該軟質金属層
１１の表面にうねりや凹凸等が形成されるのを防止でき
る。

そして、該軟質金属層１１は銅等の軟質金属により形成
されているから、その表面を均一な表面形状に簡単に研
摩加工等で仕上げることができ、硬質メッキ層１６によ
って当該ロンドを均一な表面形状に仕上げることができ
ると共に高強度に被覆できる。

従って、当該ロンドを油圧シリンダに組込んで、ロント
ガイド等に対して長期間に亘り摺動させたとしても、摺
動抵抗を確実に小さくでき、シール部材の損傷等の問題
を解消できる。また、軟質金属層１１の形成前に棒状体
に対して高精度な表面加工等を施こす必要がなくなり、
作業性を向上できると共にコストを削減できる等、種々
の効果を奏する。

次に、第４図は本発明の第２の実施例を示し、本実施例
では薄肉パイプ２１以外は前記第１の実施例と同一のも
のを用いるとするに、本実施例の特徴は薄肉パイプ２１
の内周側に多数の凹溝２１Ａ。

２１Ａ、・・・を列設し、棒状体２に対する密着強度を
高めるようにしたことにある。ここで、該薄肉パイプ２
１は銅等の軟質金属によって薄肉筒状体として形成され
、ダイス１３を用いて棒状体２の外周面に絞り込むこと
により、軟質金属層１１を形成するようになっている。

かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、薄肉パイプ２１の内周に各凹溝２
１Ａを形成したから、軟質金属層１１を棒状体２の外周
にさらに強固に密着させることができる。

なお、前記各実施例では、薄肉パイプＩ　２　（２１）
を棒状体２の外周面にダイス１３を用いて絞り込むこと
により軟質金属層１１を形成するものとして述べたが、
さらに棒状体２の外周面に予め接着剤を塗布して、薄肉
パイプ１２（２１）をダイス１３で絞り込むように加圧
密着させてもよく、この場合にはさらに密着強度を高め
ることができる。

また、前記各実施例では、油圧シリンダ用のロッドを例
に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、空圧
シリンダ用のロッドや自動車のドライブシャフト等、種
々の繊維強化樹脂部材にも適用できるものであり、棒状
体２は中空に形成してもよいものである。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明によれば、繊維強化樹脂材料
からなる棒状体の外周面に軟質金属からなる薄肉筒状体
を絞り込んで加圧密着させ、軟質金属層を形成したから
、棒状体の外周面にうねりや凹凸等が残っている場合で
も、これらを軟質金属層によって埋め、該軟質金属層の
表面にうねりや凹凸等が形成されるのを防止でき、その
表面を効果的に均一化できる上に、硬質メッキ層によっ
てさらに表面を高強度に被覆でき、表面精度を大幅に向
上できる等、種々の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図はロッドの要部を拡大して示す半断面図、第２図は
硬質メッキ層を形成する前の状態を示す第１図と同様の
半断面図、第３図は軟質金属層の形成過程を示す要部縦
断面図、第４図は第２の実施例を示す薄肉パイプの半断
面図、第５図ないし第７図は従来技術を示し、第５図は
口、ドの一部破断の正面図、第６図は第５図中の要部を
拡大して示す半断面図、第７図は棒状体を拡大して示す
要部外観図である。 ２・・・棒状体、３・・・樹脂、４・・・繊維材料、１
１・・・軟質金属層、１２．２１・・・薄肉パイプ、１
３・・・ダイス、１４・・・固定リング、１６・・・硬
質メッキ層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維強化樹脂材料によって形成された中実または中空の
   棒状体と、軟質金属からなる薄肉筒状体を該棒状体の外
   周面に絞り込んで加圧密着させることにより、該棒状体
   の外周面に形成された軟質金属層と、該軟質金属層に表
   面処理を施した状態で、該軟質金属層の表面に形成され
   た硬質メッキ層とから構成してなる繊維強化樹脂部材。