JP2000301612A - 筒体の製造方法 - Google Patents
筒体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】複雑な金型を必要とせず、各種の材料が広く適
用可能であって、しかも異形断面の筒体を強化繊維複合
樹脂によって製造することを目的とする。 【解決手段】マンドレル１０の外周面上に強化繊維プリ
プレグ１１を巻付け、その上に直接熱収縮テープ１５を
巻付け、その外側にシリコーンゴム１６をあてがい、さ
らに熱収縮テープ１７を巻付けて強化繊維プリプレグ１
１の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。
用可能であって、しかも異形断面の筒体を強化繊維複合
樹脂によって製造することを目的とする。 【解決手段】マンドレル１０の外周面上に強化繊維プリ
プレグ１１を巻付け、その上に直接熱収縮テープ１５を
巻付け、その外側にシリコーンゴム１６をあてがい、さ
らに熱収縮テープ１７を巻付けて強化繊維プリプレグ１
１の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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【図１】マンドレルの外観斜視図である。
【図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。
ある。
【図７】同縦断面図である。
【図８】成形された筒体の斜視図である。
【図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。
面図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (5)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112738A JP2000301612A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 筒体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112738A JP2000301612A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 筒体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000301612A true JP2000301612A (ja) | 2000-10-31 |
Family
ID=14594323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11112738A Pending JP2000301612A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 筒体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000301612A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-04-20 JP JP11112738A patent/JP2000301612A/ja active Pending
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