JPH06170957A

JPH06170957A - 車用長尺部材

Info

Publication number: JPH06170957A
Application number: JP4329253A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Nishimuro; 陽一西室; Haruo Koyama; 春雄小山; Hirobumi Kikuchi; 博文菊池; Kunio Machida; 邦郎町田; Yoshihide Fukahori; 美英深堀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-12-09
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 1994-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】金属製長尺部材に匹敵する強度、剛性などの
優れた機械的特性を有し、しかも、軽量で大量生産可能
な樹脂製車用長尺部材を提供する。【構成】繊維補強熱可塑性樹脂よりなる長尺部材であ
って、その横断面の最大幅ｄに対する部材長さＬの比Ｌ
／ｄが１０以上であり、かつ、補強繊維が部材長さ方向
に配向している車用長尺部材。【効果】補強繊維をその部材長さ方向に配向させるこ
とにより、補強繊維による補強効果を十分に発揮させる
ことができる。強度、剛性、耐久性などの機械的特性に
優れ、且つ軽量性、量産性にも優れた低コストで高強度
な車用長尺部材が提供される。自転車部品としてフレー
ム、前フォーク、後フォーク、ハンドル、サドルステ
ー、ギアクランクなど、また、類似のものとしてオート
バイ用又は車輛用の各部品等に極めて有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車用長尺部材に係り、特
に繊維補強熱可塑性樹脂よりなる長尺部材であって、曲
げ強度、剛性、耐久性、耐クリープ性などの機械的特性
に優れ、且つ軽量性、量産性をも兼ね備えた低コストで
高強度な車用長尺部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般の機械構造用部材の材料とし
ては鋼、軽合金（アルミニウム合金、マグネシウム合
金、チタン合金）などの金属材料が主に使われており、
その形態としては板状物、棒状物、管状物、線状物、形
鋼など、長手方向に同一横断面を有する長尺部材である
場合が多い。

【０００３】従来、これらの金属製の機械構造用長尺部
材は、主に圧延加工、押出し加工、引抜き加工により製
造されている。

【０００４】このような金属製機械構造用長尺部材のう
ち、鋼製のものは、強度、剛性などの機械的特性のトー
タルバランスの良さに加え、加工のし易さ、入手のし易
さ、接合のし易さ、低コストなどの理由から各種産業分
野に最も広く使われ圧倒的な実績を誇っている。しか
し、鉄の密度が７．９と大きいため、重量が重くなり取
り扱いが難しいという欠点がある。

【０００５】一方、軽合金製のものは重量の点で鋼の約
１／３と大幅に軽量化できる反面、コストが３〜５倍、
チタン合金に到っては１０倍以上と非常に高価なものに
なることから、用途が著しく限定されるという難点があ
る。

【０００６】ところで、最近、社会的な動向として、労
働時間の短縮、作業現場の軽労化、また省エネルギーの
観点からの軽量化、特に車両や輸送機械などの動的物体
の軽量化が要求されている。そして、このような背景の
もとに最近金属材料が樹脂材料に代替される例が非常に
増えてきた。例えば、自動車のバンパー、外板などはそ
の代表である。機械構造用長尺部材も例外ではなく、
板、管、線、棒状物、中空異形材などの長尺物が樹脂で
構成されるようになりつつある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】これらの樹脂製長尺部
材は、形状的には従来の金属製部材と何ら変わるもので
はないが、強度又は生産性、コストの点で金属材料に及
ばないといった不具合がある。

【０００８】例えば、熱可塑性樹脂について言えば、強
度、剛性、耐熱性などの機械特性が十分でなく、機械構
造物の主骨格としては適用し得ない。即ち、現在、多く
用いられている熱可塑性樹脂製長尺部材は押出し成形に
て製造され、各種の形状のものがあり、樹脂材料として
は塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロ
ン、アクリル、ポリアセタール、ウレタンなどがある
が、いずれも押出し成形に必要な粘度特性冷却固化時の
収縮特性、寸法精度などの点から樹脂の種類が限定され
てしまうという難点がある上に、押出し成形に用いる樹
脂は、樹脂単独か又は加工性改良のための充填材、着色
材などを含んでいるだけで、いわゆるガラス繊維、カー
ボン繊維に代表される強化材は含まれていない場合が多
い。そのため、得られる長尺部材は強度、剛性などの機
械的特性に劣るものであり、加えて同一断面の長尺部材
であるところから、特に長手方向の剛性が十分でないと
いう欠点もある。従って、熱可塑性樹脂製長尺部材の用
途としては、配管、建材パーツ（窓枠、廻り縁、巾木な
ど）、家具や家電製品の周辺材料などの、特に強度や剛
性を要さず、断熱性、シール性、装飾性などを主眼にし
た２次構造部材にしか使用されておらず、金属製の機械
構造部材にとって代る主骨格としての１次構造部材用の
樹脂製長尺部材は実用化されていないのが現状である。

【０００９】一方、熱硬化性樹脂について言えば、ガラ
ス、カーボンなどの補強繊維をプリプレグの状態にした
シートを、マンドレルに巻き付けて硬化させる方法や、
樹脂を含浸させた補強繊維をマンドレルに巻きつけるフ
ィラメントワインディング法で製造した中空長尺部材が
知られている。この方法で製造した長尺部材は、目的の
強度、剛性に合わせて繊維配向を設計、製造できるた
め、機械的特性については非常に優れたものができる反
面、生産性が悪くコスト高となるため、スポーツ用品や
航空機部品といったコスト高を吸収できる特殊な分野に
しか使われていないのが現状である。

【００１０】本発明は上記従来の樹脂製長尺部材の問題
点を解決し、金属製長尺部材に匹敵する強度、剛性など
の優れた機械的特性を有し、しかも、軽量で大量生産可
能な樹脂製車用長尺部材を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の車用長尺部材
は、繊維補強熱可塑性樹脂よりなる長尺部材であって、
その横断面の最大幅ｄに対する部材長さＬの比Ｌ／ｄが
１０以上であり、かつ、補強繊維が部材長さ方向に配向
していることを特徴とする。

【００１２】以下に本発明を詳細に説明する。本発明で
使用される樹脂材料は、熱可塑性のいわゆるエンジニア
リングプラスチックであればいずれでも良く、例えば、
各種ポリアミド樹脂、具体的には、ナイロン６，６・
６，４・６，６・１０，１０，１１，１２等、ポリブチ
レンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルフ
ィド（ＰＰＳ）、アセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリカー
ボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエーテルスルホン
（ＰＥＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルエ
ーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンオキサイド
（ＰＰＯ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド
（ＰＩ）、ポリエステル、各種液晶ポリマー及び脂肪族
主鎖を部分的に芳香族基で置換した部分芳香族ポリアミ
ド等を用いることができる。これらのうち、各種ポリア
ミド樹脂、部分芳香族ポリアミド、ＰＢＴ、ＰＰＳ、Ｐ
ＯＭ、ＰＣ、ＰＥＳ、ＰＩ、ＰＡＩ、ＰＥＥＫ、ポリエ
ステル、各種液晶ポリマー等が好ましい。これらの熱可
塑性樹脂は１種を単独で用いても２種以上の混合物とし
て用いても良い。

【００１３】一方、本発明で用いる樹脂補強用繊維とし
ては、ガラス、カーボン、グラファイト、アラミド、ポ
リエチレン、セラミック（ＳｉＣ，Ａｌ₂ Ｏ₃ など）、
金属（ボロン，ステンレスなど）等の繊維が挙げられ、
特にカーボンまたはガラスが有効である。このような補
強繊維の直径は、あまりに小さいと十分な補強効果が得
られず、逆にあまりに大きいと成形性が悪くなる。ま
た、成形法として射出成形が困難になる。このため、補
強繊維の直径は０．１〜１００μｍ、特に０．５〜５０
μｍの範囲とするのが好ましい。

【００１４】また、その繊維長さは余りに短いと十分な
補強効果が得られず、逆に余りに長いと加工性が著しく
損なわれる。従って、十分な補強効果と良好な加工性を
両立させる繊維長さとしては０．１〜３０ｍｍとするの
が好ましく、更に好ましくは１ｍｍ以上、特に２〜２５
ｍｍが望ましい。

【００１５】このような補強繊維の配合量が少な過ぎる
と十分な補強効果が得られず、逆に多過ぎるとマトリッ
クス樹脂が不足して成形性が悪くなる。このため、補強
繊維の配合量は成形材料に対する配合割合で５〜７０体
積％とするのが好ましく、特に１０〜６０体積％とする
のが好ましい。

【００１６】本発明において、特に好ましい成形材料と
しては、連続繊維と熱可塑性樹脂を用い、これを引抜き
成形法で成形した直径２．５〜３ｍｍの棒状体を例えば
１０ｍｍ長に切断した粒状体が挙げられる。この場合、
上述の如く、含有される補強繊維長さは切断長さで任意
に調整できる。また、引抜き成形で成形されるため長繊
維にもかかわらず繊維間への樹脂含浸性は十分である。
また、この種の長繊維強化樹脂は、上述の如く、通常の
短繊維強化樹脂に比べ機械物性は著しく向上するにもか
かわらず、成形性、加工性は損なわれることは殆どな
く、同程度の成形性、加工性を得ることができる。

【００１７】このような成形材料の製造方法としては、
例えば、ボビンから繰り出した連続繊維のロービングを
低粘度の熱可塑性樹脂の溶融物中を通して引き出し、各
モノフィラメント表面を該樹脂でぬらし、次いで冷却管
を通過させることによって、フィラメントを引き抜き方
向に整列、固化させる。この連続した熱可塑性樹脂含浸
ロービングを所定の長さに切断してやればその切断長さ
の繊維長を有する補強繊維が得られる（特開昭５７−１
８１８５２号参照）。

【００１８】しかして、このような引き抜き成形法で成
形した直径０．５〜３ｍｍ程度の棒状体を好ましくは２
〜３０ｍｍ、より好ましくは３〜１５ｍｍの長さに切断
した粒状体を成形材料として常法に従って成形すること
により、容易に本発明の繊維補強熱可塑樹脂材料よりな
る車用長尺部材を得ることができる。この場合、上述の
如く、含有される繊維長さは切断長さで任意に調整でき
る。また、引き抜き成形で成形されるため長繊維である
にもかかわらず、繊維間への樹脂含浸性は十分優れたも
のとなっている。

【００１９】以下において、上記引き抜き成形法で成形
した直径０．５〜３ｍｍ程度の棒状体を好ましくは２〜
３０ｍｍ、より好ましくは３〜１５ｍｍの長さに切断し
た粒状体を、「繊維補強粒状成形材料」と称する場合が
ある。

【００２０】本発明の車用長尺部材の製造に当り、これ
らの繊維補強粒状成形材料の加工性などを改良するため
に、通常の短繊維補強樹脂を混合して使用することは極
めて有効である。この場合、短繊維補強樹脂の混合率は
重量で全体の７０％以下、望ましくは６０％以下が好ま
しい。

【００２１】更に、本発明に係る繊維補強粒状成形材料
には、より優れた機械的特性と易加工性を得るために、
マトリックス樹脂と補強繊維との付着性を高めるための
改質剤を添加することが望ましい。ここで使用される改
質剤としては、スチレン−ブタジエンブロック共重合体
（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレンブロック共重合体
（ＳＩＳ）、水素添加したスチレン−ブタジエンブロッ
ク共重合体（ＳＥＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アク
リロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）などの
ポリスチレン系ポリマー；ポリエチレン；（ＰＥ）、ポ
リプロピレン（ＰＰ）、エチレン−エチルアクリレート
共重合体（ＥＥＡ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ｅ
ＶＡ）などにエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エ
チレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのポリオ
レフィン系ポリマー；ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの
ポリエステル系ポリマー；メタクリル樹脂（ＰＭＭ
Ａ）、アクリルゴムなどのポリアクリル系ポリマー、ポ
リアミド系ポリマー；更にポリフェニレンオキサイド
（ＰＰＯ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ブ
タジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、ポリアリレ
ート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、各種液晶
ポリマーなどが用いられる。これらの中でもポリオレフ
ィン系及びポリスチレン系ポリマーなどが特に有効であ
る。

【００２２】これらの改質剤はマトリックス樹脂１００
重量部に対して１〜４０重量部、特に２〜３０重量部混
入されることが望ましい。

【００２３】更に、本発明においては、これらの改質剤
とマトリックス樹脂との相溶性を向上させる目的で、改
質剤とマトリックス樹脂或いはマトリックス樹脂と相溶
性のあるポリマーとをブロック又はグラフト共重合させ
たり、マトリックス樹脂の有する基と反応性を持つ基を
改質剤の主鎖或いは側鎖に導入し変性させることは有効
である。この場合、反応基としては、エポキシ基、カル
ボキシル基、無水マレイン酸基、アミノ基、スルフォン
基及びエキサゾリン基などがあり、これらの中でも特に
無水マレイン酸基とエポキシ基が有効である。

【００２４】また、同様の目的で、各種相溶化剤を用い
ることも有効である。相溶化剤としては、改質剤及びマ
トリックス樹脂の両者に、相溶性を有する或いはこれら
両者に反応する基を有する共重合体や、この反応性基な
どで変性した有機化合物が挙げられる。一般的には、オ
レフィン系、スチレン系、或いはアクリル系の共重合体
が有効であり、無水マレイン酸基及び／又はエポキシ基
を主鎖或いは側鎖に導入した各種共重合体が特に有効で
ある。

【００２５】更に、本発明に係る繊維補強粒状成形材料
には、耐候性、耐熱性、耐摩耗性、流動性、熱膨張性、
難燃性、耐薬品性などを改良する目的で各種の充填剤、
老化防止剤、架橋剤、オイル、可塑剤、オリゴマー、エ
ラストマーなどの必要量を混合することは有効である。

【００２６】このような添加剤を用いて、前述の繊維補
強粒状成形材料を製造する場合、第３成分である改質剤
或いは改質剤及び相溶化剤は、第１成分である熱可塑性
樹脂と予め混合し、また必要に応じて更に混合物をペレ
ット化した後、第２成分である長繊維に含浸させること
により長繊維補強樹脂としても良く、第１成分と第２成
分によって予め形成された長繊維補強熱可塑樹脂に第３
成分である改質剤、相溶化剤を後で混合しても良い。

【００２７】上記繊維補強粒状成形材料のような繊維補
強熱可塑性樹脂により、本発明の車用長尺部材を形成す
るには、所定の分子配向や繊維配向を得るために成形中
の樹脂流動状態を制御できる成形法を採用することが重
要である。

【００２８】このような成形方法としては、押出し成
形、射出成形、射出圧縮成形、ガスアシスト成形、ブロ
ー成形などの成形法が有効である。

【００２９】押出し成形法は、樹脂をヒーターで加熱溶
融し、スクリューで混練り、圧力をかけてダイを通過さ
せ、所定の同一断面形状を有する長尺部材を連続的に押
出す方法である。押出し成形における加工上の重要な点
は、樹脂の粘度と樹脂の成形収縮をどのようにバランス
させるかである。即ち、樹脂の粘度が低いとたれ下がり
が起こることから、なるべく高い粘度に調整するのが良
い。また、成形品の寸法精度の点からは成形収縮の小さ
い樹脂が望ましい。

【００３０】押出し成形法としては、長尺部材の用途に
より次のような特殊押出し成形も採用することができ
る。共押出し法：２種以上の樹脂を同一のダイに導
き、熱溶着させながら押出し成形して複合化された長尺
部材を成形する。発泡押出し法：発泡剤を含む樹脂を押出すことによ
り軽量化や断熱性を狙った長尺部材を成形する。複合押出し法：異質な材料を樹脂と一緒にダイを通
して押出すことにより、該異質材料を樹脂の上にラミネ
ートした、或いは樹脂中に埋設した複合長尺部材を成形
する。ここで異質材料としては、木材、金属などの長尺
物、又は強化材として無機、有機金属の連続繊維を束ね
たものやこれらを樹脂で固めた細径棒状体を用いること
ができ、これにより補強効果の極めて高い長尺部材を成
形することができる。

【００３１】射出成形法は樹脂と加熱溶融し、これに高
い圧力をかけて金型に射出・固化して成形する方法であ
る。射出成形は高い樹脂圧をかけられるため、樹脂の流
速を大きくでき、従って流動中に発生する剪断力も大き
く、繊維配向がし易くなる。特に肉厚の薄い長尺部材で
は配向が強くなる。従って、剛性、強度の大きい樹脂製
長尺部材を成形するには極めて有効な方法である。しか
も、射出成形法は成形品の品質安定性に優れ、大量生
産、自動生産に向いている。

【００３２】射出圧縮成形法は、樹脂の充填は射出で行
なうものであるが、賦形及びヒケによる減容部分の補充
や金型の転写性を上げるために有効な方法である。最近
ではコンパクトディスクやプラスチックレンズの成形に
応用されている。また大型製品の成形には、通常の射出
装置とプレス成形機を組合せたＳＰモールド法が知られ
ており、表皮材をインモールドで加飾して車の内装材な
どに使われている。

【００３３】ガスアシスト成形法としては数種類のシス
テムが提案されているが、基本的な機構は共通してお
り、樹脂を射出した後、樹脂が溶融状態にあるうちにあ
る種のガスを型内に注入し、樹脂を金型壁面に押し付け
て中空物を成形する方法である。本成形法は成形品のヒ
ケ、ソリを防止すると共に、軽量化にも有効である。

【００３４】ブロー成形法は樹脂を押出し機又は射出成
形機を用いてパリソンを作り、金型にくわえ込み、内部
に空気を吹き込んで膨張させ金型の内壁に押し付けて冷
却固化させる成形法である。代表的な成形品としてはＰ
ＥＴボトルがある。また最近では、コンピューター制御
のブロー成形機も登場しループ状管、屈曲管などの２次
元、３次元形状の管状物も成形できるようになり、更
に、２種以上の樹脂で構成される長尺屈曲管も成形可能
となった。

【００３５】このような成形法で製造される本発明の車
用長尺部材の断面形状としては中実、中空、異形など様
々なものが可能であり、長手方向にも一様なものの他、
２次元や３次元に屈曲したものなどとすることができ
る。図１に本発明の車用長尺部材の断面形状の一例を示
す。

【００３６】このような本発明の車用長尺部材の応用例
の一つとして自転車部品が挙げられる。自転車の動力は
人力であるため、車体重量はなるべく軽い方が長時間の
乗車に対して疲労が少なく、特に、年少者や年配者のよ
うに体力的に劣る人にとっては有効である。また、最
近、ブームになっているマウンテンバイクは、石や岩な
どの山道やオフロードを走行するため、一般自転車より
も一層の強度・剛性が要求される。強度・剛性と軽量化
という、この相反する特性を、本発明の高強度樹脂製車
用長尺部材を用いれば一挙に解決することができる。

【００３７】自転車用長尺部材のうち、例えばフレー
ム、ハンドル、前フォーク、後フォーク、サドルステ
ー、ギアクランク、スタンド、どろよけなどはその代表
的部品である。中でも、フレームや前フォーク、後フォ
ークは自転車の強度・剛性を司る最も重要な部品であ
り、且つデザインやカラーなどの外観上も重要な位置を
占めている。しかし重量的には自転車の約半分を占めて
いるため、このフレームや前・後フォークに本発明の高
強度樹脂製長尺部材を適用することにより、大幅な軽量
化を達成することができる。加えて、樹脂の持つデザイ
ン性の自由度やカラー化を容易に施すことができ、今ま
での金属フレームでは不可能であった斬新なスタイルの
自転車を提供することができる。また、樹脂の持つ振動
吸収性により、より一層の乗心地の向上も期待できる。

【００３８】勿論、本発明の車用長尺部材は自転車用に
限らず、オートバイ、乗用車等、広く車輛用の長尺部材
として好適に用いることができることは言うまでもな
い。その他、ゴルフクラブシャフト、野球バットなどの
スポーツ用品、建築土木部材、機械構造用部材などの工
業部材として幅広く応用できる。

【００３９】ところで近年、地球環境の保護や省資源、
省エネルギーの観点から材料のリサイクルが叫けばれ、
社会的な廃品回収システムの整備が始っている。本発明
による繊維補強熱可塑性樹脂を用いた長尺部材は、熱を
加えれば再利用可能な材料として生まれ変わることか
ら、このような社会的動向にも合致した優れた部材であ
るといえる。

【００４０】

【作用】従来の樹脂製長尺部材は、採用した成形法なり
の分子配向、繊維配向を有しているだけで、目的の強
度、剛性などの物性値を必ずしも満足しているものでは
なかった。即ち、補強繊維の配向制御がされてなかった
ために機械的特性に劣り、金属製のものに代る強度構造
部材としては不十分なものであった。因みに、繊維配向
の効果をみるために、通常の射出成形法でつくったガラ
ス繊維含有率５０重量％のナイロン製平板を流れ方向か
ら切り出したものと、流れと直角方向に切り出したもの
とを比較すると、それぞれ強度は３０ｋｇ／ｍｍ² と２
０ｋｇ／ｍｍ² 、弾性率は１２５０ｋｇ／ｍｍ² と８０
０ｋｇ／ｍｍ² となっており、流れと直角方向の物性は
流れ方向の約６０％と低くなっている。このように機械
的物性は樹脂の流動方向、即ち繊維配向によって大きく
変化することがわかる。

【００４１】本発明においては、繊維補強熱可塑性樹脂
で製造した長尺部材において、補強繊維をその部材長さ
方向に配向させることにより、補強繊維による補強効果
を十分に発揮させて、部材長さＬと横断面の最大幅ｄと
の比Ｌ／ｄが１０以上であるような長尺部材であっても
強度、剛性、耐久性などの機械的特性に優れ、且つ軽量
性、量産性をも兼ね備えた低コストで高強度な樹脂製車
用長尺部材を提供することを可能とした。

【００４２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の車用長尺部材
の製造方法について具体的に説明する。

【００４３】図２、図３は本発明の車用長尺部材の成形
方法の一実施例を説明する断面図、図４は図３に示す成
形方法におけるピストンの動作を説明する模式図であ
る。

【００４４】本発明の車用長尺部材の成形に当っては、
補強繊維を成形する長尺部材の長さ方向に配向させるこ
とが最も重要な要件となる。

【００４５】図示の方法は、この補強繊維の配向制御に
極めて有効な方法である。

【００４６】図２に示す方法は射出成形による方法であ
り、射出装置１により、射出した樹脂を、流路３Ａ，３
Ｂに分岐して供給することにより、成形品の成形用キャ
ビティー２内に、樹脂をその長さ方向の両端から注入し
て成形するものである。図２に示す方法では、キャビテ
ィー２内への樹脂の注入が終了すると同時にピストン４
Ａ，４Ｂを振動させることにより、キャビティー２内の
樹脂に振動を与え、補強繊維の配向を制御することがで
きる。

【００４７】また、成形品の中央部分に発生するウェル
ド部Ａにおいても、補強繊維同志の食い込みが起こり、
ウェルド部Ａの強度が向上する効果も得られる。

【００４８】なお、通常の射出成形機は、射出装置を１
台しか備えていないが、これを２台装備した射出成形機
を採用することにより、２種類の樹脂材料を別々に制御
して成形品とするいわゆる２色成形、混色成形を適用す
ることもでき、これにより、２層からなる成形品やコア
層と外皮層とからなるサンドイッチ構造の成形品を成形
することができる。この場合においても、各樹脂層毎に
独立して射出装置で成形することができるため、各層
毎、補強繊維配向を独立して制御することができる。

【００４９】図２，３に示す方法は押出し成形による方
法であり、射出機５から押出された溶融樹脂６は、ブロ
ック７中で２手に分岐され、その後、ダイ８を通過して
押出されて中空管状成形品９となる。この分岐した流路
と直交する方向に動作するピストン１０Ａ，１０Ｂ，１
０Ｃ，１０Ｄが流路の先端側の四分位置に設けられてお
り、このピストン１０Ａ〜１０Ｄを交互に動作させるこ
とにより、溶融樹脂６に剪断力を与え、補強繊維配向を
制御するものである。即ち、具体的には、ピストン１０
Ａ〜１０Ｄを図４の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の
状態となるようにその振動数とストロークを制御するこ
とにより、中空管状成形品９の長手方向と周方向の補強
繊維配向率を任意に調整することができる。

【００５０】図４において、１１Ａ，１１Ｂは供給チャ
ンネルであり、従って、図４（ａ），（ｂ）の状態にお
いてはピストン１０Ｃ部分の流路より、図４（ｃ），
（ｄ）においてはピストン１０Ａ部分の流路よりそれぞ
れ樹脂が供給される。このため、この樹脂の供給部位及
び図（ａ）〜（ｄ）の破線で示されるピストンの動作で
樹脂に加えられる力の方向を、各ピストンのストローク
や周期を制御することにより調整することにより、所望
の方向に補強繊維を配向させることが可能とされる。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の車用長尺部
材は、強度、剛性、耐久性などの機械的特性に優れ、且
つ軽量性、量産性にも優れた低コストで高強度な車用長
尺部材である。従って、従来の金属製長尺部材にも匹敵
する性能が得られ、各種車用部材としての幅広い用途が
期待できる。

【００５２】本発明の車用長尺部材は、例えば自転車部
品としてフレーム、前フォーク、後フォーク、ハンド
ル、サドルステー、ギアクランクなど、また、類似のも
のとしてオートバイ用又は車輛用の各部品等に極めて有
用である。なお、その他、野球バット、テニスラケッ
ト、バドミントンラケット、ゴルフシャフトなどのスポ
ーツ用品、航空機部品、建築、土木部材、機械構造用部
材などの強度と軽量性、低コストなどが要求される各分
野への応用も考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車用長尺部材の断面形状の一例を示す
図である。

【図２】本発明の車用長尺部材の成形方法の一実施例を
説明する断面図である。

【図３】本発明の車用長尺部材の成形方法の他の実施例
を説明する断面図である。

【図４】図３に示す成形方法におけるピストンの動作を
説明する模式図である。

【符号の説明】

１射出装置２キャビティ３Ａ，３Ｂ流路４Ａ，４Ｂピストン５押出機６樹脂７ブロック８ダイ９成形品１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄピストン１１Ａ，１１Ｂ供給チャンネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維補強熱可塑性樹脂よりなる長尺部材
であって、その横断面の最大幅ｄに対する部材長さＬの
比Ｌ／ｄが１０以上であり、かつ、補強繊維が部材長さ
方向に配向していることを特徴とする車用長尺部材。