JPS63235798A - 伸縮性保護カバ−及びその製造方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、旋盤、プレス等の各種機械の親ネジや、ラム
、スピンドル、シリンダー、スクリュー等の露出軸材の
被覆に用いられる伸縮性保護カバーに関するものである
。

〔従来技術〕

従来、前記した如き露出軸材を塵埃等の異物から保護し
たり、あるいは人体が直接軸材に接触することを防止す
るために、軸材周囲を伸縮性保護カバーで被覆すること
は知られている。このような保護カバーとしては、帯状
の弾性体を円錐体状に巻いた圧縮バネ、いわゆる竹の子
バネが一般に用いられている（特開昭５９−９４５３２
号公報、特公昭５０−３９２１５号公報等）。

しかしながら、従来用いられている竹の子バネは、いず
れも比重の大きい鋼鉄帯状材料を竹の子状に巻成したも
のであるため、重量が大きく、錆やすいという欠点があ
る上、バネ性及び摩擦抵抗が強すぎるため圧縮に大きな
力を要するという欠点もあり、さらに、長尺物とした時
に、比重が大きいためにその自重により曲がりを生じる
ようになり、その長さには限界があり、さらにその製造
にも困雅が伴うという欠点がある。

〔目　　　的〕

本発明は、前記欠点の克服された伸縮性保護カバーを提
供することを目的とする。

本発明者らは、前記従来の鋼鉄材料の竹の子バネに見ら
れる欠点を克服するために１合成樹脂素材の竹の子バネ
を製造すべく種々研究を重ねた結果、成形材料として一
般に用いられている熱可塑性樹脂を用いても満足し得る
竹の子バネを得ることはできず、繊維と合成樹脂とから
なる繊維強化合成樹脂材料を用いることによって前記欠
点の克服された竹の子バネの製造が可能になることを見
出した。

〔構　　成〕

本発明によれば、第１の発明として、弾力性帯状物がそ
の帯状物の一部を重ねて巻成された構造の竹の子バネか
らなる伸縮性保護カバーにおいて、該弾力性帯状物が繊
維と合成樹脂との複合体からなることを特徴とする伸縮
性保護カバーが提供さ才しる　。

また、第２の発明として、繊維と合成樹脂とからなる繊
維強化合成樹脂材料から構成されるスパイラル状帯状物
の上下隣接面を竹の子状に重ね、この状態において熱処
理して、該竹の子状態を固定化させることを特徴とする
伸縮性保護カバーの製造方法が提供される。

次に１本発明の伸縮性保護カバーを図面により説明する
。第１図は、本発明による伸縮性保護カバーの形状説明
図であり、全体は竹の子バネ形状を示す。１は上下隣接
面を竹の子状に重ねてスパイラル状に巻成された帯状物
を示し、＆ｌ維と合成樹脂とからなる繊維強化合成樹脂
複合体から構成される。２は隣接する帯状物面の重なり
部を示す。

この重なり部において、帯状物の重なりは、竹の子バネ
の全体が伸びた状態において、帯状物の１１１の長さの
１０〜５０％、好ましくは１５〜３０％が重なった状態
になるようにするのがよい。また、前記複合体中の繊維
＃景は、３０〜８０容量％、好ましくは４５〜７５容斌
％にするのがよい、また、この複合体の密度は、一般に
は、１．３〜２　、０ｇ／　ｄにするのがよい。繊維と
して炭素繊維を用いる場合には、複合体の密度は、１．
３〜１　、７ｇ／　ｃ４、好ましくは１．４〜１．６ｇ
＃ｊの範囲に規定するのがよい。

本発明においては、その成形材料としては、繊維と合成
樹脂とからなる繊維強化合成樹脂材料が用いられる。こ
の場合、繊維としては、炭素繊維。

ガラス繊維、アルミナ繊維等の無機繊維の他、芳香族ポ
リエステル繊維、アラミド繊維等の有機繊維や金属繊維
等が単独又は組合せて用いられる。

この中でも炭素繊維は弾性が高いので好ましい。

繊維の形状は任意であり、繊維束状、織物（クロス）状
、一方向引揃え繊維状、編組物状、不織布状で用いる１
とができ、またそれらの組合せを用いることができる。

合成樹脂としては、熱可塑性を示すもの及び熱硬化性を
示すもののいずれも使用でき、熱可塑性を示すものとし
ては、ポリカーボネート、　ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン
テレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、芳香族
ポリエステル、ナイロン。

芳香族ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド。

ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテ
ルエーテルケトン等を用いることができ、熱硬化性を示
すものとしては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、フェノール樹脂等が用いられる。特に、エ
ポキシ樹脂は、粘度が低く、繊維とのなじみがよいので
エポキシ樹脂の使用が好ましい。

なお１本明細書で言う繊維強化合成樹脂材料には、プリ
プレグ及び非プリプレグのいずれもが包含される。

本発明の製品は、例えば繊維と合成樹脂とからなる繊維
強化合成樹脂材料から構成されるスパイラル状帯状物の
上°下隅接面を竹の子状に重ね、この状態において熱処
理することによって得ることができる。この場合、熱処
理は、合成樹脂のガラス転移点温度以上、融点あるいは
熱分解温度未満の温度５例えば、エポキシ樹脂の場合で
は、１００〜２００℃、好ましくは１２０−１５０℃の
温度で行うことができる。熱処理時間は１通常、１０〜
６０分、好ましくは２０〜４０分程度である。複合体に
おける繊維配面角度は、第２図に示すように製品の長軸
方向（Ａ）に対し繊維配向方向を０．Ｂ′とし繊維配向
角度をθとしたとき、２０度以内の範囲の角度を用いた
ものは長尺物にしても曲がりを生じることが少いので好
ましく、０を２０度以内の範囲のものと、２０度から７
０度の範囲及び７０度から９０度の範囲の中から選ばれ
る角度の１種又は２種以上のものとを組合せて用いるの
がよく、とりわけ２０度以内の範囲のものと７０〜９０
度の範囲のものとの組合せを用いるのが製品の使用耐久
性がよいので好ましい。

本発明の製品を製造するための具体的実施態様としては
、以下に示すものを挙げることができる。

本発明の製品を製造するための第１の実施態様によれば
、繊維と合成樹脂からなる繊維強化合成樹脂材料の帯状
プリプレグを芯型に相互に重ならないようにスパイラル
状に巻成し、この状態で該樹脂を、該樹脂が熱可塑性を
示すときは溶剤を乾燥除去した後圧力を加えながらその
ガラス転移証度以上分解温度以下の温度で加熱し１次に
冷却して固化させ、一方該樹脂が熱硬化性を示すときは
熱硬化させた後、脱型する。次いで得られたスパイラル
状固化体または硬化体帯状物の」；上隣接面を竹の子状
に重ね、この状態で熱処理する。

この方法においては、繊維の形状は好ましくは、一方向
引揃え繊維、織物（クロス）、一方向引揃え繊維と織物
との組合せ等が採用される。また、帯状のプリプレグを
得るには、帯状の繊維に対して合成樹脂を、溶剤に溶か
すか、あるいは常温で液状を示す合成樹脂または常温で
固体を示す合成樹脂を溶融したものを含浸させることに
より、あるいはそれらの合成樹脂を含浸させた繊維を帯
状に成形することにより得ることができる。

本発明の製品を製造するための第２の実施態様によれば
、繊維帯状物を芯型に重ならないようにスパイラル状に
巻き、合成樹脂を含浸させ、第１の実ｔｉ１態様と同様
に該樹脂を同化または熱硬化させた後、脱型し１次いで
得られたスパイラル状固化または硬化体帯状物の上下隣
接面を竹の子状に重ね、熱処理する。

この方法において、ｕ＆維帯状物としては、繊維束、織
物布、ｍ組物、不織布等からなるものを用いることがで
きる。

本発明の製品を製造するための第３の実施態様によれば
、スパイラル状のイ；Ｆ状溝を有する芯型の溝内に繊維
と合成樹脂とからなる繊維強化合成樹脂材料を充填し、
第１の実施態様と同様に該樹脂を固化または熱硬化させ
た後、脱型し１次いで得られたスパイラル状同化または
硬化体帯状物の上下隣接面を竹の子状に重ね、この状態
において熱処理する。

この方法において、繊維と合成樹脂とからなる繊維強化
合成樹脂材料は、プリプレグ又は非プリプレグの状態で
用いることができる。この方法において用いる繊維の形
状は、好ましくは、繊維束状、織物状、編組物状である
。さらに、この方法においては、繊維強化樹脂材料とし
て、織物プリプレグ、または織物プリプレグと一方向引
揃え繊維プリプレグとの組合せを用いることが好ましい
。

更に、実施態様１，２及び３において、マンドレルに巻
成されたスパイラル状固化または硬化体あるいはそれか
ら得られる帯状物の表面を例えばセンタレス研磨機等で
滑らかに研磨すると得られた伸縮性保護カバーが伸縮す
る際よりスムースに動作するので好ましい。

更に、該伸縮性保護カバーを周辺機械との色彩の調和を
とったり、黒と黄のしま模様などの危険認識標示のため
に塗装することもでき、該スパイラル状固化または硬化
体帯状物の表面を常法によって金属メッキを施したもの
は、周辺機械組立の際などに発生する溶接火花に接触し
たとしても、その熱によって該伸縮性保護カバーの表面
に傷が付くことが少いので好ましい。

また、本発明の伸縮性保護カバーは、スパイラル状同化
または硬化体帯状物の上下隣接面を竹の子状に重ね熱処
理して得られたものの上端及び下端の周面がその長軸方
向に対して直交していないために、例えば親ねじの上に
該伸縮性保護カバーを取付けたときに上端及び下端にす
き間ができるので、第１図及び第３図のａ、ｂに示すよ
うなすき間中心に軸孔を有する閉鎖キャップを取付ける
とよい。

〔効　　果〕

本発明の伸縮性保護カバーは、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）
製のものであるため、従来の鉄鋼製のものとは異なり、
軽量でかつ良好なバネ復元性を有し、しかも小さな圧縮
力で圧縮させることができる。

さらに、本発明の製品は、錆びることがなく、長期間に
わたって安定に保存及び使用することが可能である上、
自重も軽いことから、長尺物にしても曲がりを生じるこ
とが少ない。また１本発明の製造方法は大がかりな装置
が不要であり、その上寸法精度のよい伸縮性保護カバー
を効率よく製造することができる。

〔実施例〕

実施例１ テーパー付き金属製棒状マンドレル（細端部の外径４０
ｍｍ、太端部の外径５０ｍ＋ｍ、長さ５００ｍｍ）の上
に、巾２５ｍｍの帯状炭素繊維プレプレグ（東邦レーヨ
ン社製炭素繊維織物Ｖ−３１０１にエポキシ樹脂を含浸
して乾燥させたもの）を、繊維の配向方向が該マンドレ
ル長軸方向に対し、０°（経糸）及び９０°（緯糸）で
あり、かつ相互に重ならないようにスパイラル状に巻成
し、さらに該プリプレグが３層になるまでくり返し同様
のプリプレグを巻成し、この上に合成樹脂製テープを巻
いて巻成された該プリプレグを固定し、加熱硬化後、合
成樹脂製テープを除去して繊維強化樹脂の硬化物を得、
この硬化物の表面を研磨し、マンドレルを除去してスパ
イラル状帯状物を得た。次にこのスパイラル状帯状物の
上下隣接面を順次竹の子状に５ｍｍ巾に重なるようにし
、この状態を維持しながら１５０℃で３０分間熱処理を
行い、竹の子状物を得た。得られた竹の子状物の上端と
下端に第３図の様なすき間閉鎖キャップをそれらの平面
部が互いに平行になるように接着剤で取付け、細端部外
径４０ｍｍ、太端部外径５０ｍｍ、高さ２４０ｍｍの伸
縮性保護カバーを得た。この伸縮性保護カバーを構成す
る繊維の配向角度は伸縮性保護カバーの長軸方向に対し
、８度（経糸）及び８２度（緯糸）であった。

実施例２ 実施例１と同じマンドレルの上に、実施例１と同様の炭
素繊維織物にＡＢＳ樹脂（宇部サイコン社製、サイコラ
ックＧＳ）を３０重量％含有するメチルエチルケトン溶
液を含浸させて製造した巾２５ｍｍの炭素繊維織物プリ
プレグを実施例１と同様に巻成し、巻成された該プリプ
レグを乾燥して溶剤を除去した後、合成樹脂製テープを
巻いて該プリプレグを固定し、１１０℃で３０分間熱処
理し、その後それを室温に冷却し、合成樹脂製テープを
除去し、繊維強化樹脂の固化物を得た。

次にこの固化物を表面を滑らかに研磨し、マンドレルを
除去してスパイラル状帯状物を得、この表面に常法によ
って金属メッキを施した。次に、このスパイラル状帯状
物の上下隣接面を順次竹の子状に５＋＋＋＋＋＋巾に重
なるようにし、この状態を維持しながら１２０℃で３０
分間熱処理を行い竹の子状物を得た。得られた竹の子状
物の上端と下端に実施例１と同様にすき間閉鎖キャップ
を取付は実施例１と同様の外形及び繊維配向を有する伸
縮性保護カバーを得た。

本発明による竹の子バネ状の伸縮性保護カバー（炭素繊
維強化合成樹脂製）の性状を、従来の鉄鋼製のものと対
比して次表に示す。

次表から明らかなように１本発明の伸縮性保護カバーは
従来の鉄鋼製のものとは異６す、軽量でかつ良好なバネ
復元性を示し、しかも小さな圧縮力で圧縮させることが
できる。

表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の伸縮性保護カバーの形状説明図を示す
。第２図は本発明の伸縮性保護カバーの長軸方向に対す
る繊維の配向方向を示す。第３図は本発明の伸縮性保護
カバーの上端と下端に取付けられているすき間閉鎖キャ
ップを示す。 ■・・・帯状物、２・・・重なり部、Ａ・・・伸縮性保
護カバーの長軸方向、Ｂ、Ｂ’・・・繊維の配向方向、
θ・・・繊維の配向角度、ａ・・・上端すき間閉鎖キャ
ップ、ｂ・・・下端すき間閉鎖キャップ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）弾力性帯状物がその帯状物の一部を重ねて巻成さ
   れた構造の竹の子バネからなる伸縮性保護カバーにおい
   て、該弾力性帯状物が繊維と合成樹脂との複合体からな
   ることを特徴とする伸縮性保護カバー。
2. （２）弾力性帯状物が炭素繊維と熱硬化性樹脂とからな
   る熱硬化体から構成される特許請求の範囲第１項の伸縮
   性保護カバー。
3. （３）繊維と合成樹脂とからなる繊維強化合成樹脂材料
   から構成されたスパイラル状帯状物の上下隣接面を竹の
   子状に重ね、この状態において熱処理して、該竹の子状
   態を固定化させることを特徴とする伸縮性保護カバーの
   製造方法。