JPH0356901B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0356901B2 JPH0356901B2 JP62249117A JP24911787A JPH0356901B2 JP H0356901 B2 JPH0356901 B2 JP H0356901B2 JP 62249117 A JP62249117 A JP 62249117A JP 24911787 A JP24911787 A JP 24911787A JP H0356901 B2 JPH0356901 B2 JP H0356901B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- reinforced plastic
- structural material
- plastic structural
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Laminated Bodies (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、軽量で高強度のパイプ状繊維強化プ
ラスチツク構造材に関するものである。更に詳し
くは、金属エンド部材を挿入して使用されるパイ
プ状繊維強化プラスチツク構造材の金属エンドに
より集中する局部負荷を軽減したパイプ状繊維強
化プラスチツク構造材に関するものである。 〔従来技術及び問題点〕 従来、繊維強化プラスチツク製パイプ材に金属
エンドを取り付ける場合、接着剤により固定する
方法や、冷やしはめにより固定する方法が採られ
ている。 このような方法において、金属エンド固定部に
比較して繊維強化プラスチツクパイプ本体部は弾
性率が低いために、金属エンドより伝わる荷重が
繊維強化プラスチツクパイプの端部では局所荷重
となり、パイプ内径を押し拡げ破損することがあ
る。また、冷やしはめによる固定方法を採つた場
合、固定後の金属エンドの膨脹により繊維強化プ
ラスチツク製パイプに内圧がかかり、パイプ端部
が破損することがある。 このようなパイプ端部の破損を防止するため
に、パイプ端部を補強することが行われている。 例えば、強化材繊維を±80〜90度に配向した
層をパイプの最内層全面に設ける（第１図）、
パイプの端部に補強層を設ける（第２図）等の方
法により、繊維強化プラスチツク製パイプの端部
の強度を向上させることが行われている。 上記の方法によれば、強化繊維の配向角度を
±80〜90度とした層を配したことによりパイプ端
部内径の押し拡げを防止して強度向上の効果は得
られるが、パイプ中央部の±80〜90度層は、端部
補強の観点からは不必要であり、この層のために
軽量化の効果は一部損なわれる。上記の方法に
よればパイプ端部が肉厚となるため、外径がパイ
プ全体で同一でなく、補強部において段差が生じ
るという問題とともに、段差部においてパイプの
破壊が生じやすいという問題がある。 〔発明の目的及び構成〕 本発明は、このような問題を解消したパイプ状
繊維強化プラスチツク構造材を提供しようとする
ものである。 本発明は下記の構成からなる。 (1) 金属エンド部材を挿入して使用されるパイプ
状繊維強化プラスチツク構造材において、パイ
プ軸に対し±80〜90度方向に強化材繊維が配向
し且つ金属エンド部材の挿入長さより短い長さ
の端部補強層を、該金属エンド部材の挿入端よ
りパイプ端側に有し、しかも、補強層によつて
内径又は外径に段差を持たないパイプ状繊維強
化プラスチツク構造材。 (2) パイプ状繊維強化プラスチツク構造材の強化
材繊維が、炭素繊維である特許請求の範囲１記
載のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材。 (3) 端部補強層の強化材繊維が、伸度２％以上の
繊維である特許請求の範囲１記載のパイプ状繊
維強化プラスチツク構造材。 (4) プラスチツク構造材のマトリツクス樹脂が、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂、フエノール樹脂及びポリイミ
ド樹脂である特許請求の範囲１記載のパイプ状
繊維強化プラスチツク構造材。 本発明のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材
は、パイプと金属エンドとの接合部における強度
が高く、補強部において外径に段差がなく、軽量
なパイプ状繊維強化プラスチツク構造材である。 本発明を図面によつて説明する。 第３図は、本発明パイプ状繊維強化プラスチツ
ク構造材の端部（の軸方向）断面図を示したもの
である。 第４図は、本発明パイプ状繊維強化プラスチツ
ク構造材に金属エンドを挿入した状態の端部（軸
方向）断面図を示したものである。 第３図及び第４図において、３はパイプ本体
層、４は端部補強層、２は金属エンド（部材）を
示す。 パイプ状繊維強化プラスチツク構造材のパイプ
本体層３は、炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリ
アミド繊維のような高弾性繊維を強化材とした繊
維強化プラスチツクから構成されたものである。 特に炭素繊維を強化材としたものは、軽量化、
高弾性の点で優れている。 このパイプ状繊維強化プラスチツク構造材のパ
イプ本体層は、直管、曲管、テーパー管のいずれ
でもよく、用途に応じ、曲げ剛性、曲げ強度、ね
じり剛性、ねじり強度等を満足するよう設計され
る。 端部補強層４は、繊維強化材がパイプ軸に対し
±80〜90度に配向し、しかも、端部補強層の長さ
は、挿入される金属エンドの挿入長さより短く、
金属エンドの挿入端よりパイプの浅い位置に配さ
れている。 このように配設することにより、通常はパイプ
の軸方向の歪に対しては殆んど寄与しない±80〜
90度配向層が、パイプ端部の金属エンドの挿入長
さより短く、しかも、パイプ端側に、段差を有す
ることなく配されているため、パイプの軸方向の
機械的特性を損なうことがない。 この端部補強層４の強化繊維は、炭素繊維、ガ
ラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、ボロン繊維等
が適切である。特に強化繊維の引張伸度が２％以
上あるものは、パイプ本体の軸方向衝撃荷重に対
し効果がある。補強繊維の形態は、平織物、朱子
織物等でもよく、これらの織物の一部の繊維の繊
維軸がパイプ軸に対し±80〜90度となるように配
設することもできる。 端部補強層４のマトリツクス樹脂は、パイプ本
体部と同じ樹脂を使用することが好ましい。 〔発明の効果〕 本発明のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材
は、軽量であるとともにパイプ本体部と端部補強
層との接合部分の強度が高い。しかも、本発明の
構造材は、端部補強層によつて内径又は外径に段
差を生じることがなく、しかも、金属エンドの挿
入長さより、短い端部補強層がパイプ端側にある
ため接合部分に応力集中がなく、高い破壊応力を
有する。 本発明のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材
は、自転車、ベビーカー、ハングライダー等の構
造材として好適である。 〔実施例及び比較例〕 実施例 １ 高強度タイプ炭素繊維〔東邦レーヨン(株)製ベス
フアイト 〕を一方向に引揃えたフエノールノボ
ラツクタイプエポキシ樹脂プリプレグ（硬化温度
130℃）を外径20mmの鉄製マンドレルに軸方向に
対し内層の繊維角度を45度、外層の繊維角度を０
度にそれぞれ配向し、パイプの曲げ弾性率が9000
Kg／mm2の直管となるよう積層し、両端部は補強繊
維層が配される部分の積層数を少なくした。 両端部はガラス繊維を一方向に引揃えた、前記
と同様のエポキシ樹脂プリプレグを繊維方向が軸
に対し90度、厚さ0.4mmとなるようパイプ端部よ
り30mmの間に積層し、パイプの肉厚は全体が同一
となるよう調製した。 このプリフオームを硬化炉にて130℃、120分間
熱処理し、冷却後マンドレルを引き抜いて、炭素
繊維強化プラスチツク製パイプを得た。 このパイプに機械構造用炭素鋼（S45C）製の
金属エンドを長さ50mm挿入し、パイプ物性の測定
と曲げ破壊テストを行つた。 比較例 １ 比較のため、実施例１と同じ寸法及び積層で両
端部補強部のガラス繊維（繊維角度90度）層の長
さを金属エンドの挿入長さ（50mm）と同じにした
炭素繊維強化プラスチツク製パイプ（第６図）を
成形した。 比較例 ２ 他の比較例として内径寸法を実施例１と同じに
し、ガラス繊維層（繊維角度90度）をパイプ最内
層全面に設け、曲げ強度が実施例１のパイプと同
じになるように炭素繊維層を配設した炭素繊維強
化プラスチツク製パイプ（第７図）を成形した。 それぞれの炭素繊維強化プラスチツク製パイプ
について、物性の測定と曲げ破壊テストを行つ
た。その結果を第１表に示す。 この結果より、本発明の炭素繊維強化プラスチ
ツク製パイプは、曲げ剛性が同じでありながら、
破壊モーメントが大きいことがわかる。 【表】
ラスチツク構造材に関するものである。更に詳し
くは、金属エンド部材を挿入して使用されるパイ
プ状繊維強化プラスチツク構造材の金属エンドに
より集中する局部負荷を軽減したパイプ状繊維強
化プラスチツク構造材に関するものである。 〔従来技術及び問題点〕 従来、繊維強化プラスチツク製パイプ材に金属
エンドを取り付ける場合、接着剤により固定する
方法や、冷やしはめにより固定する方法が採られ
ている。 このような方法において、金属エンド固定部に
比較して繊維強化プラスチツクパイプ本体部は弾
性率が低いために、金属エンドより伝わる荷重が
繊維強化プラスチツクパイプの端部では局所荷重
となり、パイプ内径を押し拡げ破損することがあ
る。また、冷やしはめによる固定方法を採つた場
合、固定後の金属エンドの膨脹により繊維強化プ
ラスチツク製パイプに内圧がかかり、パイプ端部
が破損することがある。 このようなパイプ端部の破損を防止するため
に、パイプ端部を補強することが行われている。 例えば、強化材繊維を±80〜90度に配向した
層をパイプの最内層全面に設ける（第１図）、
パイプの端部に補強層を設ける（第２図）等の方
法により、繊維強化プラスチツク製パイプの端部
の強度を向上させることが行われている。 上記の方法によれば、強化繊維の配向角度を
±80〜90度とした層を配したことによりパイプ端
部内径の押し拡げを防止して強度向上の効果は得
られるが、パイプ中央部の±80〜90度層は、端部
補強の観点からは不必要であり、この層のために
軽量化の効果は一部損なわれる。上記の方法に
よればパイプ端部が肉厚となるため、外径がパイ
プ全体で同一でなく、補強部において段差が生じ
るという問題とともに、段差部においてパイプの
破壊が生じやすいという問題がある。 〔発明の目的及び構成〕 本発明は、このような問題を解消したパイプ状
繊維強化プラスチツク構造材を提供しようとする
ものである。 本発明は下記の構成からなる。 (1) 金属エンド部材を挿入して使用されるパイプ
状繊維強化プラスチツク構造材において、パイ
プ軸に対し±80〜90度方向に強化材繊維が配向
し且つ金属エンド部材の挿入長さより短い長さ
の端部補強層を、該金属エンド部材の挿入端よ
りパイプ端側に有し、しかも、補強層によつて
内径又は外径に段差を持たないパイプ状繊維強
化プラスチツク構造材。 (2) パイプ状繊維強化プラスチツク構造材の強化
材繊維が、炭素繊維である特許請求の範囲１記
載のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材。 (3) 端部補強層の強化材繊維が、伸度２％以上の
繊維である特許請求の範囲１記載のパイプ状繊
維強化プラスチツク構造材。 (4) プラスチツク構造材のマトリツクス樹脂が、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂、フエノール樹脂及びポリイミ
ド樹脂である特許請求の範囲１記載のパイプ状
繊維強化プラスチツク構造材。 本発明のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材
は、パイプと金属エンドとの接合部における強度
が高く、補強部において外径に段差がなく、軽量
なパイプ状繊維強化プラスチツク構造材である。 本発明を図面によつて説明する。 第３図は、本発明パイプ状繊維強化プラスチツ
ク構造材の端部（の軸方向）断面図を示したもの
である。 第４図は、本発明パイプ状繊維強化プラスチツ
ク構造材に金属エンドを挿入した状態の端部（軸
方向）断面図を示したものである。 第３図及び第４図において、３はパイプ本体
層、４は端部補強層、２は金属エンド（部材）を
示す。 パイプ状繊維強化プラスチツク構造材のパイプ
本体層３は、炭素繊維、ガラス繊維、芳香族ポリ
アミド繊維のような高弾性繊維を強化材とした繊
維強化プラスチツクから構成されたものである。 特に炭素繊維を強化材としたものは、軽量化、
高弾性の点で優れている。 このパイプ状繊維強化プラスチツク構造材のパ
イプ本体層は、直管、曲管、テーパー管のいずれ
でもよく、用途に応じ、曲げ剛性、曲げ強度、ね
じり剛性、ねじり強度等を満足するよう設計され
る。 端部補強層４は、繊維強化材がパイプ軸に対し
±80〜90度に配向し、しかも、端部補強層の長さ
は、挿入される金属エンドの挿入長さより短く、
金属エンドの挿入端よりパイプの浅い位置に配さ
れている。 このように配設することにより、通常はパイプ
の軸方向の歪に対しては殆んど寄与しない±80〜
90度配向層が、パイプ端部の金属エンドの挿入長
さより短く、しかも、パイプ端側に、段差を有す
ることなく配されているため、パイプの軸方向の
機械的特性を損なうことがない。 この端部補強層４の強化繊維は、炭素繊維、ガ
ラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、ボロン繊維等
が適切である。特に強化繊維の引張伸度が２％以
上あるものは、パイプ本体の軸方向衝撃荷重に対
し効果がある。補強繊維の形態は、平織物、朱子
織物等でもよく、これらの織物の一部の繊維の繊
維軸がパイプ軸に対し±80〜90度となるように配
設することもできる。 端部補強層４のマトリツクス樹脂は、パイプ本
体部と同じ樹脂を使用することが好ましい。 〔発明の効果〕 本発明のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材
は、軽量であるとともにパイプ本体部と端部補強
層との接合部分の強度が高い。しかも、本発明の
構造材は、端部補強層によつて内径又は外径に段
差を生じることがなく、しかも、金属エンドの挿
入長さより、短い端部補強層がパイプ端側にある
ため接合部分に応力集中がなく、高い破壊応力を
有する。 本発明のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材
は、自転車、ベビーカー、ハングライダー等の構
造材として好適である。 〔実施例及び比較例〕 実施例 １ 高強度タイプ炭素繊維〔東邦レーヨン(株)製ベス
フアイト 〕を一方向に引揃えたフエノールノボ
ラツクタイプエポキシ樹脂プリプレグ（硬化温度
130℃）を外径20mmの鉄製マンドレルに軸方向に
対し内層の繊維角度を45度、外層の繊維角度を０
度にそれぞれ配向し、パイプの曲げ弾性率が9000
Kg／mm2の直管となるよう積層し、両端部は補強繊
維層が配される部分の積層数を少なくした。 両端部はガラス繊維を一方向に引揃えた、前記
と同様のエポキシ樹脂プリプレグを繊維方向が軸
に対し90度、厚さ0.4mmとなるようパイプ端部よ
り30mmの間に積層し、パイプの肉厚は全体が同一
となるよう調製した。 このプリフオームを硬化炉にて130℃、120分間
熱処理し、冷却後マンドレルを引き抜いて、炭素
繊維強化プラスチツク製パイプを得た。 このパイプに機械構造用炭素鋼（S45C）製の
金属エンドを長さ50mm挿入し、パイプ物性の測定
と曲げ破壊テストを行つた。 比較例 １ 比較のため、実施例１と同じ寸法及び積層で両
端部補強部のガラス繊維（繊維角度90度）層の長
さを金属エンドの挿入長さ（50mm）と同じにした
炭素繊維強化プラスチツク製パイプ（第６図）を
成形した。 比較例 ２ 他の比較例として内径寸法を実施例１と同じに
し、ガラス繊維層（繊維角度90度）をパイプ最内
層全面に設け、曲げ強度が実施例１のパイプと同
じになるように炭素繊維層を配設した炭素繊維強
化プラスチツク製パイプ（第７図）を成形した。 それぞれの炭素繊維強化プラスチツク製パイプ
について、物性の測定と曲げ破壊テストを行つ
た。その結果を第１表に示す。 この結果より、本発明の炭素繊維強化プラスチ
ツク製パイプは、曲げ剛性が同じでありながら、
破壊モーメントが大きいことがわかる。 【表】
第１図及び第２図は、従来の端部を補強したパ
イプ状繊維強化プラスチツク構造材の軸方向断面
図を示したものである。第３図は、本発明パイプ
状繊維強化プラスチツク構造材の端部断面図を示
したものである。第４図は、本発明パイプ状繊維
強化プラスチツク構造材に金属エンドを挿入した
状態の端部断面図を示したものである。第５図
は、本発明実施例１のパイプの断面図を示したも
のである。第６図は、比較例１のパイプの断面図
を示したものである。第７図は、比較例２のパイ
プの断面図を示したものである。 各図面における符号の説明、１：パイプ本体、
２：金属エンド、３：パイプ本体層、４：端部補
強層、５：端部補強層の長さ、６：金属エンドの
挿入長さ。
イプ状繊維強化プラスチツク構造材の軸方向断面
図を示したものである。第３図は、本発明パイプ
状繊維強化プラスチツク構造材の端部断面図を示
したものである。第４図は、本発明パイプ状繊維
強化プラスチツク構造材に金属エンドを挿入した
状態の端部断面図を示したものである。第５図
は、本発明実施例１のパイプの断面図を示したも
のである。第６図は、比較例１のパイプの断面図
を示したものである。第７図は、比較例２のパイ
プの断面図を示したものである。 各図面における符号の説明、１：パイプ本体、
２：金属エンド、３：パイプ本体層、４：端部補
強層、５：端部補強層の長さ、６：金属エンドの
挿入長さ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属エンド部材を挿入して使用されるパイプ
状繊維強化プラスチツク構造材において、パイプ
軸に対し±80〜90度方向に強化材繊維が配向し且
つ金属エンド部材の挿入長さより短い長さの端部
補強層を、該金属エンド部材の挿入端よりパイプ
端側に有し、しかも、補強層によつて内径又は外
径に段差を持たないパイプ状繊維強化プラスチツ
ク構造材。 ２ パイプ状繊維強化プラスチツク構造材の強化
材繊維が、炭素繊維である特許請求の範囲１記載
のパイプ状繊維強化プラスチツク構造材。 ３ 端部補強層の強化材繊維が、伸度２％以上の
繊維である特許請求の範囲１記載のパイプ状繊維
強化プラスチツク構造材。 ４ プラスチツク構造材のマトリツクス樹脂が、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニル
エステル樹脂、フエノール樹脂及びポリイミド樹
脂である特許請求の範囲１記載のパイプ状繊維強
化プラスチツク構造材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62249117A JPH0193331A (ja) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | パイプ状繊維強化プラスチック構造材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62249117A JPH0193331A (ja) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | パイプ状繊維強化プラスチック構造材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0193331A JPH0193331A (ja) | 1989-04-12 |
| JPH0356901B2 true JPH0356901B2 (ja) | 1991-08-29 |
Family
ID=17188199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62249117A Granted JPH0193331A (ja) | 1987-10-03 | 1987-10-03 | パイプ状繊維強化プラスチック構造材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0193331A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102906161B (zh) | 2010-04-30 | 2014-10-22 | 道康宁东丽株式会社 | 有机聚硅氧烷、包含有机聚硅氧烷的表面活性剂、乳液组合物、粉末处理剂、油基原料的增稠剂、胶凝剂、凝胶组合物和化妆品原料、以及包含它们的外用配制品和化妆品 |
| KR20130099013A (ko) | 2010-07-30 | 2013-09-05 | 다우 코닝 도레이 캄파니 리미티드 | 당 알콜-개질된 실리콘을 함유한 모발용 화장료 |
-
1987
- 1987-10-03 JP JP62249117A patent/JPH0193331A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0193331A (ja) | 1989-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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