樹脂成形体用補強繊維基材の製造法、樹脂製歯車および樹脂製歯車の製造法

【課題】筒状体からドーナツ状に形成した補強繊維基材に樹脂を含浸して樹脂製歯車の歯部をはじめとする樹脂成形体を成形するに当り、補強繊維基材の内部にまで充填材を均一に含有した樹脂成形体を製造する。
【解決手段】筒状に織られた又は編まれた筒状体を裏返えしながら巻き込んでドーナツ状に形成する過程において、前記筒状体の外周面に充填材を付着させた状態で巻き込み作業を進め、樹脂成形体用補強繊維基材を製造する。例えば、筒形ないしは柱形をした治具に筒状体を外挿し、外挿した状態のまま筒状体外周面に充填材を散布する。その後、治具をガイドとして筒状体をその一方の端部から巻き上げて充填材を巻き込みながらリング状に整え、充填材を内部に含有するリング状補強繊維機材を製造する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形体用補強繊維基材の製造法に関する。また、前記方法により製造された補強繊維基材を用いた樹脂成形体とその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製歯車を成形するための補強繊維基材として、筒状に織られた又は編まれた筒状体を裏返しながら巻き込みドーナツ状に形成した補強繊維基材が特許文献１に記載されている。また、前記補強繊維基材として、パラ系アラミド繊維と同繊維より低強度の有機繊維との混紡糸を使用し、これを筒状に織った又は編んだ筒状体を裏返えしながら巻き込んでドーナツ状に形成した補強繊維基材が特許文献２に記載されている。当該補強繊維基材に樹脂を含浸して歯部形成した樹脂製歯車も記載されている。
【０００３】
これら樹脂製歯車は、樹脂中に充填材を添加することにより、その充填材の種類に応じた特性改善を図ることが可能である。しかし、引用文献１，２には、筒状体からドーナツ状に形成した補強繊維基材に樹脂を含浸して樹脂製歯車の歯部を成形するに当り、充填材を含有させる手段については具体的に開示されていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５６１２４号公報
【特許文献２】特開２００５−１２１２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
樹脂成形体を製造するに当り、樹脂に種々の充填材を添加し、樹脂成形体に別の物性を付与することは一般的に行なわれている。しかし、上記背景技術に記載した成形方法において、樹脂に充填材を添加し補強繊維基材に含浸させようとすると、補強繊維基材がフィルタの機能を果たして、補強繊維基材の外周に充填材が留まり補強繊維基材の内部にまで充填材を浸透させることができない。内部にまで充填材を均一に含有した樹脂成形体を製造することは困難である。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、筒状体からドーナツ状に形成した補強繊維基材に樹脂を含浸して樹脂製歯車の歯部をはじめとする樹脂成形体を成形するに当り、補強繊維基材の内部にまで充填材を均一に含有した樹脂成形体を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、筒状に織られた又は編まれた筒状体を裏返えしながら巻き込んでドーナツ状に形成する過程において、前記筒状体の外周面に充填材を付着させて巻き込み作業を進め、樹脂成形体用補強繊維基材を製造する。筒状体の外周面に充填材を付着させて巻き込み作業を行なうので、充填材は巻き込む筒状体の重ね合せの層間に保持され、補強繊維基材の内部にまで確実に充填材を含有させることができる。
【０００８】
このような補強繊維基材を金型に配置した後に金型に液状樹脂を注入して基材に含浸させ、成形品を成形する。成形に当たって、樹脂は補強繊維基材に浸透し、一方、充填材は巻き込んだ筒状体の重ね合せの層間に予め保持されているので、内部にまで充填材を含有する成形品を簡単に製造することができる。
【発明の効果】
【０００９】
上述のように、本発明によれば、筒状に織られた又は編まれた筒状体が裏返されながら巻き込まれてドーナツ状に形成される過程において、筒状体の外周面に充填材を付着させて巻き込み作業を進めることにより、ドーナツ状の樹脂成形体の内部にまで充填材を均一に含有させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る方法を実施するに当り、図１に示す柱形の製造治具４を使用する。
製造治具４は、アルミ合金製であり、その周面を所定角度で複数に分割し、分割した各周面にはローレットによる滑り止め５を施してある。この滑り止め５は、四角錐の頂部を落として頂面を平らにした凸部を密集して並べた構成である。図１（ｂ）は、筒状体１１と滑り止め５の関係を示したものであり、滑り止め５を構成している凸部の平らな頂面が筒状体１１の内面に密着して筒状体にシワができにくくなっている。凸部の角が筒状体１１の内面にひっかかり、筒状体１１が製造治具４の周面を摺動するときの摩擦力を大きくしている。筒状体１１は多少伸縮性があるので、製造治具４の外径は、筒状体１１の内径と同等か、それより若干大きく設定する。
【００１１】
上記の製造治具４を用い、筒状体１１から充填材を内部に含有するドーナツ状補強繊維基材を製造する過程を次に説明する。
製造治具４の先端から筒状体１１を外挿し、筒状体１１の全長を製造治具４の周面に密着させる。そして、製造治具４に外挿した筒状体１１の外周面に充填材を散布し、筒状体の外周面に充填材を付着させる。充填材は製造治具４に外挿した筒状体１１の外周面全体に散布することも、また部分的に散布することもできる。使用する充填材は、例えば、柔軟性を付与するためのゴム粒子や摺動性、剛性を付与するための炭素粉末などを選択することができる。
【００１２】
充填材を散布し付着させた状態で、筒状体１１を下方から上端に向かい巻き上げ充填材を内側に巻き込む。最後まで巻き上げたらドーナツ状に整えた補強繊維基材を製造治具４から取り外す。充填材を筒状体外周面によく付着させるために、例えばアセトンやメタノールなどの溶媒と充填材を混合してペースト状にしたものを筒状体１１の外周面に塗り乾燥する前に巻き上げ、その後十分乾燥させ作製することもできる。
このようにして、充填材を内部に含有するドーナツ状の補強繊維基材を製造する。
【００１３】
樹脂成形体を歯部とする樹脂製歯車の製造は、補強繊維基材１と金属製ブッシュ２を歯部成形用基材とし、当該基材を成形金型３に配置した後に、金型に液状樹脂を注入して基材に含浸させ成形する工程を経る。樹脂成形体に切削加工により歯を形成することにより樹脂製歯車を製造する。
本発明により製造したリング状の補強繊維基材は、上記の樹脂製歯車の歯部としてのほか、プーリやスラストワッシャ等の樹脂成形体のリング状補強繊維基材としても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る実施の形態を示す説明図である。（ｂ）は（ａ）の滑り止め部の拡大断面図である。
【図２】筒状体から本発明に係るドーナツ状の補強繊維基材を構成する様子を示す説明図である。
【図３】本発明が対象とする樹脂製歯車を成形する様子を示す断面説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
１は補強繊維基材
１１は筒状体
２は金属製ブッシュ
３は成形金型
４は製造治具
５は滑り止め

【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に織られた又は編まれた筒状体を裏返えしながら巻き込んでドーナツ状に形成する過程において、前記筒状体の外周面に充填材を付着させた状態で巻き込み作業を進めることを特徴とする樹脂成形体用補強繊維基材の製造法。
【請求項２】
樹脂を含浸した補強繊維基材で歯部が構成されている樹脂製歯車において、前記補強繊維基材が請求項１に記載の方法により製造された樹脂成形体用補強繊維基材であることを特徴とする樹脂製歯車。
【請求項３】
請求項１に記載の方法により製造された補強繊維基材を、歯部を成形する基材とし、当該基材を金型に配置した後に金型に液状樹脂を注入して基材に含浸させ成形する工程を経ることを特徴とする樹脂製歯車の製造法。

【図１】