JPS6258283B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両用懸架装置に用いられる繊維強化
プラスチツク製リーフスプリングの製造方法に関
するものである。

従来より用いられている繊維強化プラスチツク
加工法の一種に、ハンドレイアツプ法（手積み
法）がある。この方法は、ガラス繊維やカーボン
繊維などの強靭な繊維を布またはテープ等に形成
し、これとポリエステルなどの熱硬化性樹脂とを
交互に積層して硬化させる方法である。この方法
を用いて車両用リーフスプリングを一体的に成形
すれば、極めて軽量で強靭なリーフスプリングが
高価な型を使用することなく製造できるものであ
る。しかしながら、第１図に示されるように、リ
ーフスプリング１のフロントアイ部３およびリヤ
アイ部５が湾曲しているために材料のチヤージが
困難であり、また手作業であるために作業能率が
低く、且つ品質のバラツキが大きい等の欠点があ
つた。

また、このリーフスプリングをフイラメントワ
インデイング法、例えば一般に樹脂を含浸させた
長い繊維をマンドレルに巻き付けて所望の形状に
形成したのち、これを硬化させる方法で成形する
場合において、両端のアイ部３，５を一体に構成
するときは、アイ部の肉厚が他の部分の肉厚の半
分になるために強度不足となる欠点があり、また
両アイ部３，５を別部品とした分割成形の場合に
はフロントアイ部３およびリヤアイ部５を本体２
と結合する工程が必要であつた。

本発明方法は上記従来技術の欠点を解消するた
めに為されたものであつて、フイラメントワイン
デイング法によりフロントアイ部、リヤアイ部を
一体成形し、しかも両アイ部において強度低下を
阻止し得る方法を提供することを目的とし、その
要旨とするところは、フロントアイ部およびリヤ
アイ部にそれぞれ挿入されるべきカラーを所定の
距離隔ててそれらの間にフイラメントワインデイ
ング法により所定の繊維素材を配列せしめる工程
と、かかるカラー間に配列された状態の繊維素材
を該カラーと共に所定の成形金型にセツトせしめ
る工程と、かかる成形金型の型締めの後、該金型
内を真空引きして、前記繊維素材並びにカラーの
配された空間の空気を排除せしめる工程と、該成
形金型に所定のレジンを注入して前記繊維素材と
共に両カラーを一体的に結合せしめ、フロントア
イ部及びリヤアイ部を同時に形成せしめつつ所定
のリーフスプリングの形状に成形せしめる工程と
を、含むことにあり、これによつてフロントアイ
部及びリヤアイ部を、リーフスプリング本体と共
に、一体的に成形し、かつ十分な強度を確保する
ことが可能となり、以てその生産性を著しく高め
得たのである。

また、上記工程に加えて、前記フイラメントワ
インデイング操作の途中においてフロントアイ
部、リヤアイ部に相当する部分へクスまたはマツ
ト状等の補強用繊維を挿入する工程を挿入した
り、また成形金型に所定のレジンを注入して成形
を行なうときに、繊維素材にテンシヨンを加えな
がらかかる成形操作を実施することにより、得ら
れるリーフスプリングの強度をより一層向上し得
るのである。

以下、本発明方法の実施の一例を示す図面に基
づいて詳細に説明する。

先ず、第１図は本発明方法によつて製造された
車両用のリーフスプリング１の正面図であつて、
両端支持の構造に基づく理由により、中央部の肉
厚がテーパ状に厚くなつているリーフスプリング
本体２と、車体に枢支されるべきフロントアイ部
３およびリヤアイ部５で構成されており、フロン
トアイ部３およびリヤアイ部５にそれぞれカラー
４，６が挿入、固定されている。

このようなリーフスプリング１を製造するのに
使用されるフイラメントワインデイング装置１７
は、第２図及び第３図Ａに示されるように、フロ
ントアイ部カラー用軸１９とリヤアイ部カラー用
軸２０とが所定間隔に保持され、軸１９にはカラ
ー４が、軸２０にはカラー６がそれぞれ嵌装さ
れ、且つ回転軸１８に中心として装置が回転させ
られるようになつており、ボビン２３から繰り出
されたロービング状或はクロス状の繊維素材７が
前記装置の回転に伴なつて両カラー４，６の間に
巻きつけられることとなる。両アイ部３，５を補
強するためのマツト、またはクロス状の繊維素材
８及び９は第３図Ｂ，Ｃに示されるように両アイ
部３，５の周囲にそれぞれＵ字形に挿入されて繊
維素材７に巻き込まれる。

ついで、このようにフイラメントワインデイン
グされた繊維素材７はカラー４，６および着脱可
能な軸１９，２０と共に第３図Ｄの成形下型１２
にセツトされる。かかるセツトに際して、リーフ
スプリング本体２のテーパ部分を形成するため
に、あらかじめ別工程にてマツト、クロス、畳織
り等の形状に形成された繊維素材を所定の長さに
切断したもの１０を挿入する。

また、成形下型１２には軸１９，２０を介して
繊維素材に引張力を与えるためのスプリング等を
含むテンシヨン機構１３及び１４が相対向する位
置に設設けられている。

このようにテンシヨン機構１３，１４の作用に
よつて繊維素材７が引張力を受けたままの状態
で、第３図Ｅに示されるように上型１１が下降す
ると、繊維素材７は型の湾曲した形状に変形させ
られるのであるが、この時、カラー４，６は軸１
９，２０の周りに回動（自転）も可能であるた
め、繊維素材７との接触部において上記変形のた
めの局部的な摩擦により繊維素材７が破断するな
どの不具合が生起する虞はない。カラー４，６は
回転軸１８周りの公転と共にこのように軸１９，
２０周りの自転も可能とされるものである。

そして、繊維素材７が型内にセツトされた後、
真空引き装置（図示せず）により真空引きゲート
１５を介して型内の空気が排気され、前記繊維素
材７などの配置されているキヤビテイ内が真空と
される。このような真空引きによつて成形品（リ
ーフスプリング）中に空気が混入し、その品質を
低下せしめる等の問題が解消される。その後レジ
ンインジエクシヨンゲート１６を介してポリエス
テル、ビニルエステル、エポキシ等の所定の成形
レジンが注入され、加熱、成形、硬化を行なつて
繊維素材７を結合せしめることにより、目的とす
るリーフスプリングが成形されるのである。

従つて、かくの如き本発明方法に従えば、フロ
ントアイ部及びリヤアイ部に挿入されるべきカラ
ーを型の一部品として利用するものであるため、
カラーの挿入工程を全く省略し得ることとなつた
のである。また、既存のフイラメントワインデイ
ング法の成形ではフロントアイ部、リヤアイ部の
強度不足で、リーフスプリング本体部２の成形し
か出来なかつたのに対して、本発明では、フロン
トアイ部、リヤアイ部の補強用繊維をフイラメン
トワインデイング工程中に挿入することが出来る
ため、フロントアイ部、リヤアイ部を含めたリー
フスプリングの一体成形が可能となつたのであ
る。更に、本発明は、従来のハンドレイアツプ法
に対しては勿論、フロントアイ部、リヤアイ部の
結合工程も不必要であるため、その成形時間が著
しく短縮され得て、その生産性が著しく向上され
たのである。

なお、上記手法において、繊維素材７に引張力
を与えたままの状態で樹脂で固めて硬化させるの
は製品の強度を高めるためである。換言すれば、
繊維素材に引張力を与え、繊維素材をまつすぐに
し、繊維素材のからみ、およびたるみをなくする
ことにより、強度、剛性、疲労強度の高い製品を
得ることができるのである。なお、第４図Ａ，Ｂ
には、縦糸２１（ロービング）に横糸２２をくぐ
らせてマツト、クロスまたは畳織り等を作る状態
が示されている。本発明では、このようにして得
られたもの等が繊維素材７として、また補強繊維
８，９，１０として使用され得るのである。

また、上記例示の具体例は本発明方法の実施に
最も好ましい一例であるが、本発明は必ずしもこ
れに限定されるものではなく、当業者の知識に基
づいて種々なる変形・改良を加えた態様で実施し
得るものである。例えば、フイラメントワインデ
イングの途中でフロントアイ部３、リヤアイ部５
を補強するために繊維素材８，９を挿入したので
あるが、繊維素材８，９を挿入しない場合も可能
である。

また、樹脂注入前の成形型内における繊維素材
にテンシヨンを加えた後、硬化させ、製品の強度
の向上を計つたのであるが、テンシヨンを加えな
い場合も可能である。更にまた、フロントアイ
部、リヤアイ部に挿入されるカラー４，６は回転
軸１８周りの公転のみならず両カラー軸１９，２
０周りの自転をするようにして繊維素材７の局部
的な摩擦を防止したのであるが、自転をしない場
合も勿論可能である。

以上詳述したように、本発明にかかるリーフス
プリングの製造方法では、フロントアイ部、リヤ
アイ部を含めたリーフスプリングが品質のばらよ
きもなく効率よく一体成形され、従来のハンドレ
イアツプ法に比して極めて短時間に成形が可能で
ある。またフロントアイ部およびリヤアイ部にそ
れぞれカラーがインサート成形されるために、カ
ラーの挿入工程を省略し得る。更にまた型セツト
時に繊維素材に引張力を与えて固化せしめ得るこ
とにより製品の強度向上をはかり得るのであり、
フイラメントワインデイングの途中でフロントア
イ部、リヤアイ部に補強用の繊維素材を挿入する
ことにより、リーフスプリングの両端部近傍の強
度を高めることも可能である等の優れた効果を奏
するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はリーフスプリングの正面図であり、第
２図は本発明の一実施例におけるフイラメントワ
インデイング状況の説明図である。第３図Ａ乃至
Ｅは本発明の一実施例を示すそれぞれ第１工程乃
至第５工程の説明図であり、第１工程はフイラメ
ントワインデイング操作、第２、第３工程はワイ
ンデイング工程中の補強繊維素材の挿入、第４工
程は型入れ及びテンシヨン機構、第５工程は型締
め、レジン注入、成形の各操作の説明図である。
第４図Ａは繊維素材または補強繊維の構造を示す
拡大説明図、第４図Ｂは第４図Ａにおける−
断面図である。 １：リーフスプリング、３：フロントアイ部、
４：フロントアイ部カラー、５：リヤアイ部、
６：リヤアイ部カラー、７：繊維素材、１１：成
形上型、１２：成形下型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フロントアイ部およびリヤアイ部にそれぞれ
   挿入されるべきカラーを所定の距離隔ててそれら
   の間にフイラメントワインデイング法により所定
   の繊維素材を配列せしめる工程と、 かかるカラー間に配列された状態の繊維素材を
   該カラーと共に所定の成形金型にセツトせしめる
   工程と、 かかる成形金型の型締めの後、該金型内を真空
   引きして、前記繊維素材並びにカラーの配された
   空間の空気を排除せしめる工程と、 該成形金型に所定のレジンを注入して前記繊維
   素材と共に両カラーを一体的に結合せしめ、フロ
   ントアイ部及びリヤアイ部を同時に形成せしめつ
   つ所定のリーフスプリング形状に成形せしめる工
   程とを、 含むことを特徴とする繊維強化プラスチツク製リ
   ーフスプリングの製造方法。 ２ 前記フイラメントワインデイング法による所
   定のカラー間への繊維素材の配列工程の途中に、
   フロントアイ部およびリヤアイ部に相当する部分
   へクロスまたはマツト状等の補強用繊維を挿入す
   る工程を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記成形金型に所定のレジンを注入して前記
   繊維素材、カラーを一体的に結合せしめ、所定の
   リーフスプリング形状に形成せしめるに際して、
   該繊維素材にテンシヨンを加えながらかかる成形
   を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項記載の方法。