JP2001191420A - Frp製継手の製造方法 - Google Patents

Frp製継手の製造方法

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JP2001191420A
JP2001191420A JP2000003696A JP2000003696A JP2001191420A JP 2001191420 A JP2001191420 A JP 2001191420A JP 2000003696 A JP2000003696 A JP 2000003696A JP 2000003696 A JP2000003696 A JP 2000003696A JP 2001191420 A JP2001191420 A JP 2001191420A
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JP
Japan
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mandrel
continuous fiber
side edge
carriage traverse
rotating
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JP2000003696A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kunitomo
浩史 國友
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Mitsubishi Plastics Inc
Original Assignee
Mitsubishi Plastics Inc
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00Joints with sleeve or socket

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外周に凸部を有するマンドレルへの連続繊維
の巻き付けを簡単かつ確実に行うことにより、内周にゴ
ム輪装着溝のような凹部を有するFRP製継手を効率よ
く製造する。 【解決手段】 マンドレル14を回転させてキャレッジ
トラバース13を移動させながらマンドレルに連続繊維
11を巻き付けていく工程と、連続繊維が凸部22の一
側縁に至ったときにマンドレルの回転を停止させてキャ
レッジトラバースを移動させる工程と、キャレッジトラ
バースを停止させてマンドレルを回転させることにより
凸部を連続繊維が乗り越えた状態とする工程と、凸部を
乗り越えた連続繊維をマンドレルの他側外周面に巻き付
けるようにマンドレルを回転させながらキャレッジトラ
バースを移動させる工程とを順次行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、FRP(繊維強化
プラスチック)製継手の製造方法に関し、詳しくは、フ
ィラメントワインディング法によってFRP製継手を製
造する際のフィラメント(連続繊維)の巻き付け方法に
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】FRP
製パイプを製造する際のマンドレルへの繊維の巻き付け
方法として、例えば、特公平5−54416号公報等に
記載されているように、回転するマンドレルの外周面
に、樹脂を含浸した連続繊維をマンドレルの軸線に平行
な方向に往復運動するキャレッジトラバースから繰り出
して巻き付けていくフィラメントワインディング方法が
知られている。
【0003】この方法は、全長にわたって凹凸のない直
管状のパイプに対しては有効であるが、内周にゴム輪装
着溝を有する継手の製造には適用することができなかっ
た。すなわち、このような継手を成形するためのマンド
レルは、ゴム輪装着溝に対応する部分を形成するため、
マンドレルの外周に周方向の凸部が設けられているの
で、単純にマンドレルを連続回転させながらキャレッジ
トラバースを連続移動させただけでは、凸部における連
続繊維の巻き付け状態がが不均一になってしまい、製造
後のFRPの肉厚が不均一になったり、この部分の強度
が弱くなったりすることがある。このため、内周にゴム
輪装着溝のような凹部を有するFRP製継手は、マンド
レルの外周にマット状の繊維を貼り付けていくハンドレ
イアップ法により行われているのが実状である。
【0004】そこで本発明は、外周に凸部を有するマン
ドレルへの連続繊維の巻き付けを簡単かつ確実に行うこ
とにより、内周にゴム輪装着溝のような凹部を有するF
RP製継手を効率よく製造することができるFRP製継
手の製造方法を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のFRP製継手の製造方法は、継手本体の内
周に周方向の凹部を有するFRP製継手を成形するため
のマンドレルの周面に、樹脂を含浸した連続繊維を往復
運動するキャレッジトラバースから繰り出して巻き付け
ていくFRP製継手の製造方法において、前記マンドレ
ルを回転させて前記キャレッジトラバースを移動させな
がら、継手本体を形成するマンドレルの円筒部の一側外
周面に前記連続繊維を巻き付けていく工程と、連続繊維
が継手の前記凹部を形成するために設けられたマンドレ
ルの凸部の一側縁に至ったときにマンドレルの回転を停
止させた状態で前記キャレッジトラバースを凸部の他側
縁方向に移動させる工程と、凸部の他側縁方向に移動し
たキャレッジトラバースを停止させた状態で連続繊維が
凸部を乗り越えるようにマンドレルを回転させる工程
と、凸部を乗り越えた連続繊維をマンドレルの他側外周
面に巻き付けるようにマンドレルを回転させながらキャ
レッジトラバースを移動させる工程とを含むことを特徴
としている。
【0006】さらに、本発明は、前記マンドレルの回転
を停止させた状態で前記キャレッジトラバースを凸部の
一側縁から他側縁方向に移動させる工程、及び、凸部の
他側縁方向に移動したキャレッジトラバースを停止させ
た状態で連続繊維が凸部を乗り越えるようにマンドレル
を回転させる工程とからなる順送り操作と、マンドレル
の回転を停止させた状態で前記キャレッジトラバースを
凸部の他側縁から一側縁へ逆方向に移動させる工程、及
び、凸部の一側縁方向に移動したキャレッジトラバース
を停止させた状態で連続繊維が凸部を乗り越えるように
マンドレルを回転させる工程とからなる逆送り操作と
を、複数回繰り返して行うことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明のFRP製継手の製
造方法における工程手順の一例を示す説明図、図2及び
図3は、フィラメントワインディング法の概略を示すも
ので、図2はマンドレル軸方向から見た概略図、図3は
マンドレル径方向から見た概略図である。
【0008】まず、図2,図3に示すように、フィラメ
ントワインディング法は、連続繊維供給源10から引き
出した連続繊維11を樹脂含浸槽12に導入して樹脂を
含浸させた後、往復運動するキャレッジトラバース13
から繰り出して回転しているマンドレル14に巻き付け
るようにするものである。キャレッジトラバース13
は、ガイドレール15に沿ってマンドレル14の軸線と
平行な方向に移動可能に支持されており、モーター,ス
クリュー等を有する駆動手段によって所定速度で所定位
置に移動できるように形成されている。また、マンドレ
ル14は、該マンドレル14を支持する回転軸16に接
続したモーターにより、所定速度で回転できるように形
成されている。
【0009】図3に想像線で示すように、本発明の対象
となるFRP製継手20は、内周にシール用のゴム輪を
装着するためのゴム輪装着溝のような凹部21を有する
ものであって、この継手を成形するためのマンドレル1
4には、凹部21を形成するための凸部22が、継手本
体の内周を形成するための円筒部23の外周所定位置に
割型によって設けられている。
【0010】次に、図1に基づいて外周に凸部22を有
するマンドレル14に連続繊維11を巻き付けていく手
順を説明する。なお、図1では、連続繊維11を1本の
線で表しているが、複数本の連続繊維を同時に巻き付け
ていく場合も同様である。
【0011】まず、第1の工程は、図1(A)に示すよ
うに、マンドレル14の円筒部23における凸部22を
挟んで一側外周面23aに連続繊維11を巻き付けてい
く工程である。この第1の工程は、従来と同様に、マン
ドレル14を所定速度で回転させながらキャレッジトラ
バース13を所定速度で凸部22の方向に移動させるこ
とにより行うことができる。そして、連続繊維11が凸
部22の一側縁に至った図1(A)に示す状態のとき
に、マンドレル14の回転を止めて第1の工程を終了す
る。
【0012】第2の工程は、図1(B)に示すように、
マンドレル14を止めたままでキャレッジトラバース1
3を凸部22の他側縁方向に移動させる工程である。こ
の第2の工程では、連続繊維11が凸部22を乗り越え
るような状態となり、次の第3の工程で、キャレッジト
ラバース13を移動した位置に止めた状態としてマンド
レル14を所定角度回転させることにより、図1(C)
から図1(D)に示すように、連続繊維11が凸部22
を乗り越えて凸部22の他側縁に巻き付いた状態とな
る。
【0013】第4の工程は、図1(D)の状態から図1
(E)に示すように、マンドレル14を所定速度で回転
させながらキャレッジトラバース13を所定速度でマン
ドレル14の端部に向けて移動させる工程であり、この
工程を行うことにより、マンドレル14の他側外周面2
3bに連続繊維11が巻き付けられていく。
【0014】マンドレル14の他側外周面23bに連続
繊維11を巻き終えたら、そのままマンドレル14を回
転させながらキャレッジトラバース13を逆方向に移動
させ、図1(F)に示すように、凸部22の他側縁に連
続繊維11が到達した時点でマンドレル14の回転を止
める。この工程は、前記第1の工程を逆方向に行ってい
ることになる。そして、図1(G)に示すように、キャ
レッジトラバース13を凸部22の一側縁方向に移動さ
せた後、図1(H)に示すように、マンドレル14を再
び回転させる。これにより、図1(I)に示すように、
前記第2,第3の工程とは逆方向に、連続繊維11が凸
部22を乗り越えた状態となる。
【0015】その後、図1(J)に示すように、マンド
レル14を所定速度で回転させながらキャレッジトラバ
ース13を所定速度でマンドレル14の端部に向けて移
動させる第3の工程とは逆方向の工程を行う。これによ
り、凸部22を含むマンドレル14の外周に連続繊維1
1が二重に巻き付けられた状態となる。そして、上記各
工程を所定回数繰り返すことにより、マンドレル14に
所定の状態で連続繊維11を巻き付けていくことができ
る。
【0016】さらに、マンドレル14の回転を停止させ
てキャレッジトラバース13を凸部22の一側縁から他
側縁方向に移動させる第2の工程、及び、凸部22の他
側縁方向に移動したキャレッジトラバース13を停止さ
せてマンドレル14を回転させる第3の工程とからなる
順送り操作とを行って、図1(D)の状態になったとき
に、マンドレル14の回転を停止させてキャレッジトラ
バース13を凸部22の他側縁から一側縁へ逆方向に移
動させる図1(G)と同様の工程、及び、凸部22の一
側縁方向に移動したキャレッジトラバース13を停止さ
せてマンドレル14を回転させる図1(H)と同様の工
程とからなる逆送り操作を行い、さらに、この逆送り操
作と前記順送り操作とを適当回数繰り返し行うことによ
り、凸部22の外周に連続繊維11を満遍なく巻き付け
ることができる。また、順送り操作と逆送り操作との間
でマンドレル14を所定角度回転させることにより、凸
部22を一旦乗り越えた連続繊維11が、キャレッジト
ラバース13を移動させたときに元に戻ってしまうこと
を確実に防止できる。
【0017】なお、図1では、連続繊維11の凸部22
の乗り越え状態を明確にするため、凸部22を乗り越え
る連続繊維11の角度を大きくして示したが、実際の工
程においては、マンドレル14や凸部22の大きさ、連
続繊維11の本数や巻き密度等に応じてキャレッジトラ
バース13の移動量やマンドレル14の回転角度を調整
することにより、円筒部23と略同じ状態で凸部22に
連続繊維11を巻き付けることが可能である。また、凸
部22が2箇所以上あるものでも同様の工程を行うこと
ができる。
【0018】このように、マンドレル14の回転とキャ
レッジトラバース13の移動とを所定のタイミングで行
うことにより、外周に凸部22を有するマンドレル14
に対しても、従来の直管と同様のフィラメントワインデ
ィング法を適用することが可能となるので、内周にゴム
輪装着溝のような凹部を有するFRP製継手の製造を効
率よく行うことが可能となる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のFRP製
継手の製造方法によれば、内周にゴム輪装着溝のような
凹部を有するFRP製継手を成形するためのマンドレル
への連続繊維の巻き付けをフィラメントワインディング
法と同様にして行うことができるので、製造効率を大幅
に高めることができる。また、凸部への連続繊維の巻き
付けをキャレッジトラバースを往復動させるようにして
複数回繰り返すことにより、凸部への連続繊維の巻き付
けをより満遍なく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のFRP製継手の製造方法における工
程手順の一例を示す説明図である。
【図2】 フィラメントワインディング法の概略を示す
マンドレル軸方向から見た概略図である。
【図3】 同じくマンドレル径方向から見た概略図であ
る。
【符号の説明】
10…連続繊維供給源、11…連続繊維、12…樹脂含
浸槽、13…キャレッジトラバース、14…マンドレ
ル、15…ガイドレール、16…回転軸、20…FRP
製継手、21…凹部、22…凸部、23…円筒部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 継手本体の内周に周方向の凹部を有する
    FRP製継手を成形するためのマンドレルの周面に、樹
    脂を含浸した連続繊維を往復運動するキャレッジトラバ
    ースから繰り出して巻き付けていくFRP製継手の製造
    方法において、前記マンドレルを回転させて前記キャレ
    ッジトラバースを移動させながら、継手本体を形成する
    マンドレルの円筒部の一側外周面に前記連続繊維を巻き
    付けていく工程と、連続繊維が継手の前記凹部を形成す
    るために設けられたマンドレルの凸部の一側縁に至った
    ときにマンドレルの回転を停止させた状態で前記キャレ
    ッジトラバースを凸部の他側縁方向に移動させる工程
    と、凸部の他側縁方向に移動したキャレッジトラバース
    を停止させた状態で連続繊維が凸部を乗り越えるように
    マンドレルを回転させる工程と、凸部を乗り越えた連続
    繊維をマンドレルの他側外周面に巻き付けるようにマン
    ドレルを回転させながらキャレッジトラバースを移動さ
    せる工程とを含むことを特徴とするFRP製継手の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 前記マンドレルの回転を停止させた状態
    で前記キャレッジトラバースを凸部の一側縁から他側縁
    方向に移動させる工程、及び、凸部の他側縁方向に移動
    したキャレッジトラバースを停止させた状態で連続繊維
    が凸部を乗り越えるようにマンドレルを回転させる工程
    とからなる順送り操作と、マンドレルの回転を停止させ
    た状態で前記キャレッジトラバースを凸部の他側縁から
    一側縁へ逆方向に移動させる工程、及び、凸部の一側縁
    方向に移動したキャレッジトラバースを停止させた状態
    で連続繊維が凸部を乗り越えるようにマンドレルを回転
    させる工程とからなる逆送り操作とを、複数回繰り返し
    て行うことを特徴とする請求項1記載のFRP製継手の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114043745A (zh) * 2021-11-04 2022-02-15 合肥工业大学 应用于带有凹曲面的组合回转体的纤维缠绕方法及***

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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