JP2000301612A - Production of cylindrical body - Google Patents

Production of cylindrical body

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JP2000301612A
JP2000301612A JP11112738A JP11273899A JP2000301612A JP 2000301612 A JP2000301612 A JP 2000301612A JP 11112738 A JP11112738 A JP 11112738A JP 11273899 A JP11273899 A JP 11273899A JP 2000301612 A JP2000301612 A JP 2000301612A
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JP
Japan
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heat
cylindrical body
reinforcing fiber
mandrel
wound
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JP11112738A
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Japanese (ja)
Inventor
Hokoyuki Oguri
矛志 小栗
Koji Hisamoto
浩二 久本
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Teijin Ltd
Original Assignee
Toho Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the wide adaptation of various materials and to produce a cylindrical body having a profile cross section from a reinforcing fiber compounded resin without requiring a complicated mold. SOLUTION: A reinforcing fiber prepreg 11 is wound around the outer peripheral surface of a mandrel 10 and a heat-shrinkable tape is directly wound around the prepreg layer and silicone rubber is applied to the outside of the tape and a heat-shrinkable tape 17 is further wound therearound to heat and cure the matrix resin of the reinforcing fiber prepreg 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は筒体の製造方法に係
り、とくに非円形であって異形断面形状をなす筒体の成
形に用いて好適な筒体の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a cylindrical body, and more particularly to a method for manufacturing a cylindrical body suitable for forming a non-circular cylindrical body having an irregular cross-sectional shape.

【0002】[0002]

【従来の技術】中空の筒体を合成樹脂によって成形する
一般的な方法は、金型を用いた射出成形である。すなわ
ち筒体の断面形状またはその半分の形状のキャビティを
形成した金型の上記キャビティ内に溶融樹脂を射出して
硬化させるものである。
2. Description of the Related Art A general method of molding a hollow cylindrical body with a synthetic resin is injection molding using a mold. In other words, the molten resin is injected into the above-mentioned cavity of a mold having a cavity having a cross-sectional shape of a cylindrical body or a half thereof, and is cured.

【0003】別の筒体の製造方法は、上記金型内に予め
強化繊維等の補強材を配置しておき、このような状態に
おいてキャビティ内に液状をなす樹脂を射出し、上記補
強材と複合させることによって、補強材によって補強さ
れた筒体が得られるようになる。
Another method of manufacturing a cylindrical body is to dispose a reinforcing material such as a reinforcing fiber in the mold in advance, inject a liquid resin into the cavity in such a state, and form the reinforcing material together with the reinforcing material. By combining, a cylindrical body reinforced by the reinforcing material can be obtained.

【0004】円形の筒体を強化繊維プリプレグによって
成形する別の方法として、マンドレルを用いた方法が提
案されている。この方法は円形のマンドレルの外周面上
にプリプレグを巻付け、このプリプレグの外側に熱収縮
テープを巻装して加熱硬化させるものである。
[0004] As another method of forming a circular cylindrical body with a reinforcing fiber prepreg, a method using a mandrel has been proposed. In this method, a prepreg is wound on an outer peripheral surface of a circular mandrel, and a heat-shrinkable tape is wound around the outside of the prepreg and is heated and cured.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】金型のキャビティ内に
溶融樹脂を射出して筒体を成形する方法は、熱可塑性樹
脂から成るパイプの製造に広く用いられている。ところ
がこのような方法は、精密で高価な金型を必要とする欠
点がある。またこのような構造は、合成樹脂に補強材を
複合することが困難であって、機械的な性質に優れた筒
体を製造することができない。
A method of injecting a molten resin into a cavity of a mold to form a cylindrical body is widely used for manufacturing a pipe made of a thermoplastic resin. However, such a method has a disadvantage that a precise and expensive mold is required. Further, in such a structure, it is difficult to combine a reinforcing material with a synthetic resin, and a cylinder having excellent mechanical properties cannot be manufactured.

【0006】金型のキャビティ内に予め補強材を配置し
ておき、このような状態で液状をなす樹脂を射出して成
形する方法は、上記補強材によって複合強化された合成
樹脂製の筒体を得ることが可能になる。ところがここで
も複雑な形状の金型を必要とする。またこのような方法
は、特殊な合成樹脂材料にしか適用することができず、
汎用の合成樹脂から成る筒体の製造には不適当なもので
ある。
A method of placing a reinforcing material in the cavity of a mold in advance and injecting a resin in a liquid state in such a state and molding the same is known as a synthetic resin cylindrical body reinforced compositely by the reinforcing material. Can be obtained. However, here too, a mold having a complicated shape is required. In addition, such a method can only be applied to special synthetic resin materials,
It is unsuitable for producing a cylinder made of a general-purpose synthetic resin.

【0007】マンドレルを用いて熱収縮テープでマンド
レルに巻付けられた強化繊維プリプレグを押付けるよう
にする成形方法は、複雑な金型を必要としない利点があ
る。ところがこのような製造方法は、熱収縮テープによ
ってまんべんなく圧力を半径方向中心側に向って付加す
ることが可能な単純な形状、例えば円形の形状に限定さ
れる。非円形の形状であって内側に凸の部分や直線状の
部分を有する部分については、熱収縮テープによる収縮
力が強化繊維プリプレグにまんべんなく作用せず、この
ために強化繊維プリプレグを確実に加圧することができ
ず、成形された筒体の内部にボイド等の構造欠陥を生ず
ることになる。
A molding method in which a mandrel is used to press a reinforcing fiber prepreg wound on a mandrel with a heat shrink tape has an advantage that a complicated mold is not required. However, such a manufacturing method is limited to a simple shape, for example, a circular shape, in which pressure can be uniformly applied to the center in the radial direction by a heat-shrinkable tape. For the part having a non-circular shape and having an inwardly convex part or a linear part, the contraction force of the heat-shrinkable tape does not work evenly on the reinforcing fiber prepreg, so that the reinforcing fiber prepreg is surely pressed. In such a case, structural defects such as voids are generated inside the molded cylindrical body.

【0008】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、高価な金型を必要とせず、また特殊な
樹脂に限定されることなく、しかも異形断面に適用可能
な筒体の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and does not require an expensive mold, is not limited to a special resin, and is applicable to a modified cross section. It is an object of the present invention to provide a method for producing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、筒体の内側中
空部とほぼ同じ形状をなすマンドレルを用意し、前記マ
ンドレルの外周面上にマトリックス樹脂を含浸させた強
化繊維プリプレグを巻付け、半径方向外周側に向って凸
形状でない部分または曲率半径が大きい曲面部分に熱膨
張性の補助型をあてがい、補助型の外側から熱収縮テー
プを巻装して前記マトリックス樹脂を加熱硬化させる、
ことを特徴とする筒体の製造方法に関するものである。
According to the present invention, there is provided a mandrel having substantially the same shape as an inner hollow portion of a cylindrical body, and a reinforcing fiber prepreg impregnated with a matrix resin is wound around an outer peripheral surface of the mandrel, Applying a heat-expandable auxiliary type to a portion that is not convex or a curved surface portion having a large radius of curvature toward the radially outer peripheral side, heat-curing the matrix resin by winding a heat-shrinkable tape from the outside of the auxiliary type,
The present invention relates to a method for manufacturing a cylindrical body.

【0010】ここでマンドレルに巻付けられた強化繊維
プリプレグの上から熱収縮テープを巻装し、その外側に
補助型をあてがうようにしてよい。また筒体が直線また
は直線に近い曲率半径が大きな円弧と該円弧より曲率半
径が小さな円弧とから成る異形断面形状であってよい。
また補助型がシリコーンゴムから成るものであってよ
い。また補助型をあてがった後の全体の断面形状がほぼ
円形であることが好ましい。
Here, a heat-shrinkable tape may be wound on the reinforcing fiber prepreg wound on the mandrel, and an auxiliary mold may be applied to the outside thereof. Further, the cylindrical body may have an irregular cross-sectional shape including a straight line or an arc having a large radius of curvature close to a straight line and an arc having a smaller radius of curvature than the circular arc.
The auxiliary mold may be made of silicone rubber. Further, it is preferable that the entire cross-sectional shape after applying the auxiliary mold is substantially circular.

【0011】本発明において用いられるマンドレルは、
熱収縮テープおよび熱膨張性の補助型による圧縮応力に
耐えるものであってしかもマトリックス樹脂の加熱硬化
温度でも変形しない材料であればとくにその種類は問わ
ない。すなわち金属、木材、合成樹脂等の各種の材料が
用いられる。とくに機械的強度および加熱の際の変形を
考慮すれば、金属であることが好ましい。すなわち鉄、
鋼、アルミニウム合金、銅、亜鉛等の各種の材料が用い
られてよい。また繰返し使用数が少ない場合には比較的
硬い樫等の木材から成るマンドレルを用いるようにする
ことも可能である。
The mandrel used in the present invention is:
Any kind of material can be used as long as it can withstand the compressive stress caused by the heat-shrinkable tape and the heat-expandable auxiliary type and does not deform even at the heat curing temperature of the matrix resin. That is, various materials such as metal, wood, and synthetic resin are used. In particular, metal is preferable in consideration of mechanical strength and deformation during heating. Ie iron,
Various materials such as steel, aluminum alloy, copper, zinc and the like may be used. When the number of repetitive uses is small, it is also possible to use a mandrel made of a relatively hard wood such as oak.

【0012】ここで使用される強化繊維としては、一般
に繊維強化樹脂複合材料における強化繊維として使用さ
れる強化用繊維群であってよい。具体的には、無機繊
維、有機繊維、金属繊維、金属被覆繊維またはそれらの
混合から成り、無機繊維としては炭素繊維、黒鉛繊維、
炭化珪素繊維、アルミナ繊維、タングステンカーバイト
繊維、ボロン繊維、ガラス繊維等が用いられてよい。有
機繊維の場合にはアラミド繊維、高密度ポリエチレン繊
維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維等の有機繊維が挙
げられる。また金属繊維としては、ステンレス繊維が挙
げられる。金属被覆繊維としては、上記の無機繊維およ
び有機繊維の表面にニッケル、銅等の金属層を電解メッ
キまたは無電解メッキによって形成した繊維であってよ
い。とくに炭素繊維あるいは黒鉛繊維が好ましく、この
場合に通常その目付は50〜300g/m2 であってよ
い。
The reinforcing fiber used here may be a group of reinforcing fibers generally used as a reinforcing fiber in a fiber-reinforced resin composite material. Specifically, it is composed of inorganic fiber, organic fiber, metal fiber, metal-coated fiber or a mixture thereof, and as the inorganic fiber, carbon fiber, graphite fiber,
Silicon carbide fiber, alumina fiber, tungsten carbide fiber, boron fiber, glass fiber, or the like may be used. In the case of an organic fiber, an organic fiber such as an aramid fiber, a high-density polyethylene fiber, a nylon fiber, and a polyester fiber can be used. As the metal fiber, a stainless steel fiber may be used. The metal-coated fiber may be a fiber in which a metal layer of nickel, copper, or the like is formed on the surface of the inorganic fiber and the organic fiber by electrolytic plating or electroless plating. Particularly, carbon fibers or graphite fibers are preferable, and in this case, the basis weight may be usually 50 to 300 g / m 2 .

【0013】これに対して強化繊維に含浸されるマトリ
ックス樹脂としては、通常の強化繊維複合材料のマトリ
ックス樹脂として用いられている熱硬化性樹脂であって
よく、とくにエポキシ樹脂が好適に使用される。エポキ
シ樹脂硬化剤は、エポキシ基と反応し得る活性基を有す
る化合物であれば用いることができる。好ましくは、ア
ミノ基、酸無水物基、アジド基を有する化合物が適して
いる。具体的にはジシアンジアミド、ジアミノジフェニ
ルスルホンの各種異性体やアミノ安息香酸エステル類が
適している。エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂として
は、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等が
使用される。
On the other hand, the matrix resin to be impregnated into the reinforcing fibers may be a thermosetting resin used as a matrix resin of a general reinforcing fiber composite material, and an epoxy resin is particularly preferably used. . As the epoxy resin curing agent, any compound having an active group capable of reacting with an epoxy group can be used. Preferably, a compound having an amino group, an acid anhydride group, or an azide group is suitable. Specifically, various isomers of dicyandiamide and diaminodiphenylsulfone and aminobenzoic acid esters are suitable. As the thermosetting resin other than the epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin or the like is used.

【0014】なお上記の熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を
混合して用いることも好適である。好適な熱可塑性樹脂
としては、ポリアクリレート、ポリアミド、アラミド、
ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミ
ド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、ポリエーテルエーテルケトン等である。これ
らの熱可塑性樹脂を併用することによって、靭性の高い
硬化性成形物を供給することが可能になる。
It is also preferable to use a thermoplastic resin mixed with the above-mentioned thermosetting resin. Suitable thermoplastics include polyacrylates, polyamides, aramids,
Polyester, polyphenylene sulfide, polyimide, polyetherimide, polysulfone, polyethersulfone, polyetheretherketone, and the like. By using these thermoplastic resins together, it becomes possible to supply a curable molded product having high toughness.

【0015】また強化繊維プリプレグまたは強化繊維織
物の外側に巻付けられる補助型としては、加熱によって
膨張する性質を有することが好ましく各種の材料が用い
られてよい。とくに熱膨張係数が正で比較的大きな値を
有するとともに、弾性を有する材料であることが好まし
い。このような観点から考察すると、シリコーンゴムの
ような弾性材料であって熱膨張性の材料を用いることが
より好ましい。
The auxiliary type wound around the outside of the reinforcing fiber prepreg or the reinforcing fiber fabric preferably has the property of expanding when heated, and various materials may be used. In particular, it is preferable that the material has a relatively large value with a positive coefficient of thermal expansion and has elasticity. Considering from such a viewpoint, it is more preferable to use an elastic material such as silicone rubber, which is a thermally expandable material.

【0016】またこのような補助型の外側に巻付けら
れ、あるいはまた強化繊維プリプレグあるいは強化繊維
織物の外側に巻付けられる熱収縮テープとしては、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、その他各種の熱可塑性樹脂
から成るテープを用いることが好ましい。テープは所定
の幅を有するものであってよく、このような所定の幅を
有する熱収縮テープを外側から所定の張力を付与しなが
ら巻装する。このときに補助型の外表面の全部を覆うよ
うにし、あるいはまた強化繊維プリプレグの外表面の全
部を覆うようにして巻装することが好ましく、軸線方向
に少しずつずれように螺旋形に巻装されてよい。
The heat-shrinkable tape wound around the outside of such an auxiliary mold or the outside of a reinforcing fiber prepreg or a reinforcing fiber fabric may be a tape made of polyethylene, polypropylene or other various thermoplastic resins. It is preferable to use The tape may have a predetermined width, and the heat-shrinkable tape having such a predetermined width is wound from the outside while applying a predetermined tension. At this time, it is preferable that the winding is performed so as to cover the entire outer surface of the auxiliary type or the entire outer surface of the reinforcing fiber prepreg, and is spirally wound so as to be slightly shifted in the axial direction. May be.

【0017】本発明の好ましい態様は、断面形状が直線
または直線に近い曲率半径が大きな円弧と該円弧より曲
率半径が小さなと円弧とから成る異形断面の筒体を繊維
強化複合材料によって製造する方法である。すなわちマ
ンドレルに強化繊維プリプレグである一方向プリプレグ
または強化繊維織物プリプレグを積層した後に、熱収縮
テープをこのプリプレグ上に直接巻回する。そしてこの
後に熱膨張性の補助型を上記熱収縮テープを巻装した上
からあてがうようにする。このときに補助型の外周側が
凹がない凸の曲面を構成するようにする。より好ましく
は補助型の外周面がほぼ円形となるようにする。そして
この後にまた熱収縮テープを巻装する。そしてこのよう
な状態において上記強化繊維プリプレグに含浸されてい
るマトリックス樹脂を加熱硬化させることによって、マ
ンドレルの外径が内径となるような筒体が製造されるこ
とになる。
A preferred embodiment of the present invention is a method for producing a cylindrical body having an irregular cross section composed of an arc having a cross section of a straight line or an arc having a large radius of curvature close to a straight line and an arc having a smaller radius of curvature than the arc, using a fiber-reinforced composite material. It is. That is, after laminating a unidirectional prepreg or a reinforcing fiber woven prepreg, which is a reinforcing fiber prepreg, on a mandrel, a heat shrink tape is directly wound on the prepreg. After that, a heat-expandable auxiliary mold is applied after the heat-shrinkable tape is wound. At this time, the outer peripheral side of the auxiliary mold is configured to have a convex curved surface without a concave. More preferably, the outer peripheral surface of the auxiliary mold is made substantially circular. After this, the heat shrink tape is wound again. By heating and curing the matrix resin impregnated in the reinforcing fiber prepreg in such a state, a cylindrical body having an outer diameter of the mandrel having an inner diameter is manufactured.

【0018】このような形態によれば、複雑な形状の射
出成形用金型等の金型を必要とせず、単純なマンドレル
のみを用いて筒体を製造することが可能になる。しかも
ここで強化繊維プリプレグのマトリックス樹脂として、
各種の樹脂が適用されるとともに、強化繊維としても広
範囲の材料から任意の材料を選択することが可能にな
る。そしてこのような強化繊維プリプレグは、補助型を
介して熱収縮テープによって圧縮応力を均等に受けるた
めに、断面形状において直線部分であっても、圧縮応力
を受けることになり、このためにボイド等の内部欠陥が
ない筒体を製造することが可能になる。
According to such an embodiment, a cylindrical body can be manufactured using only a simple mandrel without requiring a mold such as an injection molding mold having a complicated shape. And here, as a matrix resin for reinforced fiber prepreg,
Various resins are applied, and it is possible to select any material from a wide range of materials as the reinforcing fibers. Since such a reinforcing fiber prepreg receives compressive stress uniformly by the heat-shrinkable tape via the auxiliary mold, it receives compressive stress even in a linear portion in a cross-sectional shape. It is possible to manufacture a cylinder having no internal defects.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1〜図8は本発明の一実施の形
態に係るほぼ3角形の断面形状を有する筒体の製造方法
を示すものである。ここでは図1に示すように、製造し
ようとする筒体の内側の中空部分と対応する形状のマン
ドレル10を用意する。マンドレル10は金属、例えば
鉄あるいはアルミニウム合金から製造されてよい。
1 to 8 show a method of manufacturing a cylinder having a substantially triangular cross section according to an embodiment of the present invention. Here, as shown in FIG. 1, a mandrel 10 having a shape corresponding to the hollow portion inside the cylindrical body to be manufactured is prepared. Mandrel 10 may be manufactured from a metal, for example, iron or an aluminum alloy.

【0020】そしてこのようなマンドレル10の外周面
上には図2に示すように、強化繊維プリプレグ11が巻
装される。すなわち複数枚の一方向強化繊維プリプレグ
11をマンドレル10の外周面上に巻付ける。このとき
にマンドレル10の外周面上において一方向強化繊維プ
リプレグ11の強化繊維の方向を円周方向とし、あるい
はまた軸線方向とし、あるいは軸線方向に対して斜めに
配するようにしてよい。このようなプリプレグ11の強
化繊維の配列方向は、積層されるプリプレグ11の向き
を互いに交互に変化させることによって達成される。な
おここで一方向強化繊維プリプレグ11に代えて、ある
いは一方向強化繊維プリプレグ11とともに強化繊維織
物プリプレグを用いるようにしてもよい。併用する場合
には強化繊維織物プリプレグで一方向強化繊維プリプレ
グを包んで用いることも可能である。
A reinforcing fiber prepreg 11 is wound on the outer peripheral surface of the mandrel 10 as shown in FIG. That is, a plurality of unidirectional reinforcing fiber prepregs 11 are wound on the outer peripheral surface of the mandrel 10. At this time, the direction of the reinforcing fibers of the unidirectional reinforcing fiber prepreg 11 on the outer peripheral surface of the mandrel 10 may be set to the circumferential direction, or may be set to the axial direction, or may be arranged obliquely to the axial direction. Such an arrangement direction of the reinforcing fibers of the prepreg 11 is achieved by alternately changing the directions of the prepregs 11 to be laminated. Here, a reinforced fiber woven prepreg may be used instead of the unidirectional reinforcing fiber prepreg 11 or together with the unidirectional reinforcing fiber prepreg 11. When used in combination, a unidirectional reinforcing fiber prepreg can be wrapped and used with a reinforcing fiber woven prepreg.

【0021】次にこのように強化繊維プリプレグ11が
巻付けられたマンドレル10の外周面上に図3に示すよ
うにポリプロピレンから成る熱収縮テープ15を巻付け
る。ここでは所定の幅を有する熱収縮テープ15を所定
の張力を付与しながら螺旋状に強化繊維プリプレグ11
の外周面上に巻付けるようにする。
Next, a heat shrink tape 15 made of polypropylene is wound on the outer peripheral surface of the mandrel 10 around which the reinforcing fiber prepreg 11 is wound as shown in FIG. Here, the heat-shrinkable tape 15 having a predetermined width is spirally applied to the reinforcing fiber prepreg 11 while applying a predetermined tension.
To be wound on the outer peripheral surface.

【0022】この後に図4および図5に示すように、断
面が弓形をなすシリコーンゴム製の補助型16を強化繊
維プリプレグ11が巻付けられたマンドレル10の外周
面上にあてがうようにする。このときに補助型16の外
周側がほぼ円形をなすように予め補助型16の形状を設
定することが好ましい。
Thereafter, as shown in FIGS. 4 and 5, an auxiliary die 16 made of silicone rubber having an arcuate cross section is applied to the outer peripheral surface of the mandrel 10 around which the reinforcing fiber prepreg 11 is wound. At this time, it is preferable to set the shape of the auxiliary mold 16 in advance so that the outer peripheral side of the auxiliary mold 16 is substantially circular.

【0023】この後に図6および図7に示すように、熱
収縮テープ17を再び補助型16の外周面上に巻付け
る。ここで用いる熱収縮テープ17は強化繊維プリプレ
グ11の上に直接巻付けられた上記熱収縮テープ15と
同じ材料を用いてよい。そしてこの熱収縮テープ17を
巻付けらたならば、この後に加熱硬化炉に導入して所定
の温度、すなわち強化繊維プリプレグ11のマトリック
ス樹脂の硬化温度に加熱させる。例えば強化繊維プリプ
レグ11が一方向炭素繊維プリプレグであって、マトリ
ックス樹脂がエポキシ樹脂の場合には、約130℃の温
度で1時間の成形を行なう。そしてこの後にほぼ同じ温
度で約2時間のアフタキュアを行なうことにより、繊維
強化プリプレグ11中のマトリックス樹脂がほぼ完全に
硬化する。
Thereafter, as shown in FIGS. 6 and 7, the heat-shrinkable tape 17 is wound around the outer peripheral surface of the auxiliary mold 16 again. The heat shrink tape 17 used here may use the same material as the heat shrink tape 15 wound directly on the reinforcing fiber prepreg 11. After the heat-shrinkable tape 17 is wound, the heat-shrinkable tape 17 is thereafter introduced into a heat-curing furnace and heated to a predetermined temperature, that is, a curing temperature of the matrix resin of the reinforcing fiber prepreg 11. For example, when the reinforcing fiber prepreg 11 is a unidirectional carbon fiber prepreg and the matrix resin is an epoxy resin, molding is performed at a temperature of about 130 ° C. for one hour. After that, by performing after-curing for about 2 hours at substantially the same temperature, the matrix resin in the fiber-reinforced prepreg 11 is almost completely cured.

【0024】この後に外側の熱収縮テープ17を切断
し、補助型16を取外し、さらに内側の熱収縮テープ1
5を取外す。そして成形体の中心部に配されているマン
ドレル10を抜去ることによって、図8に示すように断
面がほぼ3角形の繊維強化樹脂製の筒体20が得られる
ことになる。
Thereafter, the outer heat-shrink tape 17 is cut, the auxiliary mold 16 is removed, and the inner heat-shrink tape 1 is further cut.
Remove 5 Then, by removing the mandrel 10 disposed at the center of the molded body, a tubular body 20 made of fiber reinforced resin and having a substantially triangular cross section is obtained as shown in FIG.

【0025】このような筒体20は、図1に示すような
中空の内部形状に相当するマンドレル10と補助型16
と熱収縮テープ15、17とを用いることによって製造
することができ、製造に要する装置が非常に簡単にな
る。とくに複雑で大掛りな射出成形用の金型のような装
置を必要とせず、このために製造に要する装置のコスト
の大幅な低減を図ることが可能になる。しかもプリプレ
グ11を構成する強化繊維やマトリックス樹脂として各
種の材料を選択することが可能になる。
The cylindrical body 20 includes a mandrel 10 and an auxiliary mold 16 each having a hollow internal shape as shown in FIG.
And the heat shrink tapes 15 and 17 can be used, and the equipment required for the manufacture becomes very simple. In particular, a complicated and large-scale apparatus such as a mold for injection molding is not required, so that the cost of the apparatus required for manufacturing can be greatly reduced. In addition, various materials can be selected as the reinforcing fibers and the matrix resin constituting the prepreg 11.

【0026】さらにこのような筒体20は、その断面で
あってコーナの曲率半径が小さい円弧以外の直線状また
は曲率半径が大きな円弧状の部分についても、補助型1
6を介して外側の熱収縮テープ17から圧縮応力が加わ
るために、断面の直線状の部分についても十分な圧縮応
力を中心側に向けて作用させることが可能になり、この
ために内部にボイド等の構造欠陥を有しない機械的性質
に優れた筒体を提供できるようになる。また補強型16
の内側において強化繊維プリプレグ11の上に直接熱収
縮テープ15を巻装しているために、補強型16の周方
向のエッジの部分によって強化繊維プリプレグ11に筋
を生じず、良好な仕上りの筒体20が得られる。
Further, such a cylindrical body 20 can be used for the auxiliary mold 1 even for a straight section or an arc section having a large radius of curvature other than an arc whose section has a small radius of curvature.
Since a compressive stress is applied from the outer heat-shrinkable tape 17 through the inner surface 6, a sufficient compressive stress can be applied to the linear portion of the cross section toward the center side. It is possible to provide a cylindrical body having no mechanical defects such as excellent in mechanical properties. In addition, reinforcement type 16
Since the heat-shrinkable tape 15 is wound directly on the reinforcing fiber prepreg 11 on the inside of the tube, the reinforcing fiber prepreg 11 does not have a streak due to the circumferential edge portion of the reinforcing die 16 and has a good finish. A body 20 is obtained.

【0027】図9はさらに別の実施の形態を示してい
る。ここではほぼ4角筒状をなすとともに、コーナの部
分が円弧から成る筒体を成形するようにしており、ほぼ
4角形状をなすマンドレル10の外周面上に強化繊維プ
リプレグ11を巻装し、その上に熱収縮テープ15を巻
装し、そしてその上から補助型16をあてがって熱収縮
テープ17を巻付けるようにしている。このような構造
によれば、断面がほぼ4角筒状をなす筒体が得られる。
FIG. 9 shows still another embodiment. Here, while forming a substantially square cylindrical shape, the corner portion is formed into a cylindrical body formed of an arc, and the reinforcing fiber prepreg 11 is wound on the outer peripheral surface of the substantially square-shaped mandrel 10, A heat shrink tape 15 is wound thereon, and an auxiliary mold 16 is applied thereon to wind a heat shrink tape 17 thereon. According to such a structure, it is possible to obtain a cylindrical body having a substantially quadrangular cylindrical cross section.

【0028】図10はほぼ長円形をなす筒体を製造する
例を示しており、ここでは筒体の両側面が直線状または
曲率半径が非常に大きな円弧状をなすとともに、上下面
がそれぞれ円弧状になっている断面形状のマンドレル1
0に熱収縮テープ15、17と補助型16とを組合わせ
た状態を示している。このような状態においてマトリッ
クス樹脂を加熱硬化させることによって、断面が長円形
の筒体が得られる。また図11は断面が5角形の筒体を
製造するための形状および構成を示している。また図1
2は不規則な4辺形の断面形状をなす筒体の製造状態を
示すものである。
FIG. 10 shows an example in which a cylindrical body having a substantially elliptical shape is manufactured. In this example, both side surfaces of the cylindrical body are linear or arc-shaped with a very large radius of curvature, and the upper and lower surfaces are circular. Mandrel 1 with arc-shaped cross section
0 shows a state where the heat shrink tapes 15 and 17 and the auxiliary mold 16 are combined. By heating and curing the matrix resin in such a state, a cylindrical body having an oval cross section can be obtained. FIG. 11 shows a shape and a configuration for manufacturing a cylinder having a pentagonal cross section. FIG.
Numeral 2 indicates a manufacturing state of a cylindrical body having an irregular quadrangular cross section.

【0029】このように上記実施の形態は、非円形の各
種の断面形状をなす筒体を製造することを可能にする。
ここで非円形の断面形状に合わせて、補助型16の断面
形状を組合わせることにより、各種の複雑な断面形状の
筒体の製造に適用することが可能になる。
Thus, the above embodiment makes it possible to manufacture non-circular cylinders having various cross-sectional shapes.
Here, by combining the cross-sectional shape of the auxiliary mold 16 with the non-circular cross-sectional shape, the present invention can be applied to the production of various kinds of cylinders having complicated cross-sectional shapes.

【0030】[0030]

【発明の効果】請求項1の発明によれば、筒体の内側中
空部とほぼ同じ形状をなすマンドレルを用意し、マンド
レルの外周面上にマトリックス樹脂を含浸させた強化繊
維プリプレグを巻付け、半径方向外周側に向って凸形状
でない部分または曲率半径が大きい曲面部分に熱膨張性
の補助型をあてがい、補助型の外側から熱収縮テープを
巻装してマトリックス樹脂を加熱硬化させるようにした
ものである。
According to the first aspect of the present invention, a mandrel having substantially the same shape as the inner hollow portion of the cylindrical body is prepared, and a reinforcing fiber prepreg impregnated with a matrix resin is wound on the outer peripheral surface of the mandrel, A heat-expandable auxiliary mold is applied to a part that is not convex or has a large radius of curvature toward the outer peripheral side in the radial direction, and a heat-shrinkable tape is wound from the outside of the auxiliary mold to heat-harden the matrix resin. Things.

【0031】従って本発明によれば、複雑な金型を必要
とせず、マンドレルのみによって、熱収縮テープと補助
型とを組合わせて非円形の各種の断面形状の筒体を成形
することが可能になる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to form a non-circular cylinder having various cross-sectional shapes by combining a heat-shrinkable tape and an auxiliary mold only with a mandrel without using a complicated mold. become.

【0032】請求項2の発明は、マンドレルに巻付けら
れた強化繊維プリプレグの上から熱収縮テープを巻装
し、その外側に補助型をあてがうようにしたものであ
る。従って補助型の外側の熱収縮テープのみならず強化
繊維プリプレグの上に直接巻装された熱収縮テープによ
って圧縮応力を発生させることが可能になり、より強い
圧縮応力を加えて成形できるようになる。また強化繊維
プリプレグ上に直接巻装されている内側の熱収縮テープ
によって補強型の周方向のエッジと対応する位置に筋が
つくのが防止され、良好な仕上りの筒体が得られる。
According to a second aspect of the present invention, a heat-shrinkable tape is wound on a reinforcing fiber prepreg wound on a mandrel, and an auxiliary mold is applied to the outside thereof. Therefore, it is possible to generate a compressive stress by the heat-shrinkable tape wound directly on the reinforcing fiber prepreg as well as the heat-shrinkable tape outside the auxiliary mold, and it is possible to apply a stronger compressive stress to form. . Further, the inner heat-shrinkable tape directly wound on the reinforcing fiber prepreg prevents the reinforcing die from being streaked at a position corresponding to the circumferential edge of the reinforcing die, thereby obtaining a good-finished cylinder.

【0033】請求項3の発明は、筒体が直線または直線
に近い曲率半径が大きな円弧と該円弧より曲率半径が小
さな円弧とから成る異形断面形状としたものである。従
って異形断面形状を有する筒体を効率的に製造すること
が可能になる。
According to a third aspect of the present invention, the cylindrical body has an irregular cross-sectional shape that is a straight line or an arc having a large radius of curvature near the straight line and an arc having a smaller radius of curvature than the circular arc. Therefore, it is possible to efficiently manufacture a cylindrical body having an irregular cross-sectional shape.

【0034】請求項4の発明は、補助型がシリコーンゴ
ムから成るものである。従ってシリコーンゴム製の補助
型を用いて成形時に強化繊維プリプレグまたは強化繊維
織物の上から圧縮応力を付加することが可能になる。
According to a fourth aspect of the present invention, the auxiliary mold is made of silicone rubber. Therefore, it is possible to apply a compressive stress from above the reinforcing fiber prepreg or the reinforcing fiber fabric at the time of molding using the auxiliary mold made of silicone rubber.

【0035】請求項5の発明は、補助型をあてがった後
の全体の断面形状がほぼ円形となるようにしたものであ
る。従ってこのような構成によれば、周方向の全体にほ
ぼ均一に圧縮応力を付加させることが可能なり、とくに
内部欠陥のない高品質の筒体を成形できるようになる。
According to a fifth aspect of the present invention, the whole cross-sectional shape after applying the auxiliary mold is substantially circular. Therefore, according to such a configuration, it is possible to apply a compressive stress almost uniformly in the entire circumferential direction, and in particular, it is possible to form a high-quality cylinder having no internal defects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】マンドレルの外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a mandrel.

【図2】〜FIG. 2 ~

【図6】筒体の製造方法を順を追って説明する斜視図で
ある。
FIG. 6 is a perspective view for sequentially explaining a method of manufacturing a cylindrical body.

【図7】同縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the same.

【図8】成形された筒体の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a formed cylindrical body.

【図9】〜FIG. 9

【図12】別の実施の形態の筒体の製造方法を示す縦断
面図である。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view illustrating a method for manufacturing a cylindrical body according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 マンドレル 11 強化繊維プリプレグ 15 熱収縮テープ 16 補助型 17 熱収縮テープ 20 筒体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mandrel 11 Reinforcing fiber prepreg 15 Heat shrink tape 16 Auxiliary type 17 Heat shrink tape 20 Cylindrical body

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 23:00 Fターム(参考) 4F202 AA33 AC03 AD08 AD16 AD19 AD27 AG07 AG09 AH81 CA03 CB01 CB30 CK43 CL28 CN01 4F203 AA33 AC03 AD08 AD16 AD19 AD27 AG07 AG09 AH81 DA02 DB01 DB18 DB30 DC11 DC12 DJ14 DL12 DL14 4F205 AA33 AC03 AD08 AD16 AD19 AD27 AG07 AG09 AH81 HA02 HA23 HA33 HA35 HA45 HB01 HC05 HC12 HC16 HC17 HC18 HK14 HK25 HK33 HL02 HL12 HT22 4F211 AA33 AC03 AD08 AD16 AD19 AD27 AG07 AG09 AH81 SA04 SC01 SD01 SG07 SH18 SJ01 SK07 SP20 SP21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) B29L 23:00 F term (Reference) 4F202 AA33 AC03 AD08 AD16 AD19 AD27 AG07 AG09 AH81 CA03 CB01 CB30 CK43 CL28 CN01 4F203 AA33 AC03 AD08 AD16 AD19 AD27 AG07 AG09 AH81 DA02 DB01 DB18 DB30 DC11 DC12 DJ14 DL12 DL14 4F205 AA33 AC03 AD08 AD16 AD19 AD27 AG07 AG09 AH81 HA02 HA23 HA33 HA35 HA45 HB01 HC05 HC12 HC16 HC17 HC18 HK14 HK25 HK33 A12 AD12 A12 HL12 A12 HL12 A12 AD27 AG07 AG09 AH81 SA04 SC01 SD01 SG07 SH18 SJ01 SK07 SP20 SP21

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】筒体の内側中空部とほぼ同じ形状をなすマ
ンドレルを用意し、 前記マンドレルの外周面上にマトリックス樹脂を含浸さ
せた強化繊維プリプレグを巻付け、 半径方向外周側に向って凸形状でない部分または曲率半
径が大きい曲面部分に熱膨張性の補助型をあてがい、 補助型の外側から熱収縮テープを巻装して前記マトリッ
クス樹脂を加熱硬化させる、 ことを特徴とする筒体の製造方法。
1. A mandrel having substantially the same shape as an inner hollow portion of a cylindrical body is prepared, a reinforcing fiber prepreg impregnated with a matrix resin is wound on an outer peripheral surface of the mandrel, and is protruded toward an outer peripheral side in a radial direction. Applying a heat-expandable auxiliary mold to a non-shaped portion or a curved surface having a large radius of curvature, winding a heat-shrinkable tape from the outside of the auxiliary mold, and heat-curing the matrix resin; Method.
【請求項2】マンドレルに巻付けられた強化繊維プリプ
レグの上から熱収縮テープを巻装し、その外側に補助型
をあてがうことを特徴とする請求項1に記載の筒体の製
造方法。
2. The method according to claim 1, wherein a heat-shrinkable tape is wound on the reinforcing fiber prepreg wound on the mandrel, and an auxiliary mold is applied to the outside thereof.
【請求項3】筒体が直線または直線に近い曲率半径が大
きな円弧と該円弧より曲率半径が小さな円弧とから成る
異形断面形状であることを特徴とする請求項1または請
求項2の何れかに記載の筒体の製造方法。
3. The cylindrical body according to claim 1, wherein the cylindrical body has an irregular cross-section composed of a straight line or an arc having a large radius of curvature near the straight line and an arc having a smaller radius of curvature than the circular arc. The method for producing a cylindrical body according to item 1.
【請求項4】補助型がシリコーンゴムから成ることを特
徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載の筒体の製
造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the auxiliary mold is made of silicone rubber.
【請求項5】補助型をあてがった後の全体の断面形状が
ほぼ円形であることを特徴とする請求項1〜請求項4の
何れかに記載の筒体の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the entire cross-sectional shape after applying the auxiliary mold is substantially circular.
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