JP2009279769A - 繊維強化プラスチック製段付きパイプ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(a)マンドレル52の長さ方向の所定位置に、ピン70A、70Bをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、このピンを使用して、フィラメントワインディング法によりマンドレル52の外周面に樹脂含浸繊維強化プラスチック積層体を形成し、その後、マンドレル52からピンを取り外す工程と、(b)その後、フィラメントワインディング法により繊維強化プラスチック積層体及びマンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成する工程と、(c)各繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化させる工程と、を有する。
【選択図】図2
Description
(a)前記マンドレルの長さ方向の一端部と他端部との間の所定位置に、樹脂を含浸させた連続繊維を引っ掛けるピンをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、前記ピンを使用して、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と前記ピンとの間の前記マンドレルの外周面に樹脂含浸の繊維強化プラスチック積層体を形成し、その後、前記マンドレルから前記ピンを取り外す工程と、
(b)その後、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と他端部との間の、前記繊維強化プラスチック積層体及び前記マンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成する工程と、
(c)前記各繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化させ、長さ方向に厚みの違った繊維強化プラスチック製段付きパイプを製造する工程と、
を有することを特徴とする繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法が提供される。
(d)前記マンドレルの外周面に形成された繊維強化プラスチック積層体と前記マンドレルの他端部との間の、前記繊維強化プラスチック積層体が形成されていない前記前記マンドレルの所定位置に、樹脂を含浸させた連続繊維を引っ掛けるピンをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、前記ピンを使用して、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と前記ピンとの間の前記繊維強化プラスチック積層体及び前記マンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成し、その後、前記マンドレルから前記ピンを取り外す工程、
を少なくとも一つ有する。
(a)前記マンドレルの長さ方向の一端部と他端部との間の所定位置に、樹脂を含浸させた連続繊維を引っ掛けるピンをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、前記ピンを使用して、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と前記ピンとの間の前記マンドレルの外周面に樹脂含浸の繊維強化プラスチック積層体を形成し、前記繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化し、その後、前記マンドレルから前記ピンを取り外す工程と、
(b)その後、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と他端部との間の、前記繊維強化プラスチック積層体及び前記マンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成し、前記各繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化し、長さ方向に厚みの違った繊維強化プラスチック製段付きパイプを製造する工程と、
を有することを特徴とする繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法が提供される。
(d)前記マンドレルの外周面に形成された繊維強化プラスチック積層体と前記マンドレルの他端部との間の、前記繊維強化プラスチック積層体が形成されていない前記前記マンドレルの所定位置に、樹脂を含浸させた連続繊維を引っ掛けるピンをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、前記ピンを使用して、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と前記ピンとの間の前記繊維強化プラスチック積層体及び前記マンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成し、前記繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化し、その後、前記マンドレルから前記ピンを取り外す工程、
を少なくとも一つ有する。
前記繊維強化プラスチック製のパイプは、上述のいずれかの製造方法によって製造され、長さ方向に厚みの違った繊維強化プラスチック製のパイプであることを特徴とする繊維強化プラスチック製段付きパイプが提供される。
本実施例によれば、図1(a)、(b)に示すような中空形状の繊維強化プラスチック製段付きパイプ100Aが得られる。即ち、繊維強化プラスチック製段付きパイプ100Aは、長手方向に沿って内径(D0)が一定で、外径(D1、D2、D3)が三段階に変わる構成とされ、パイプの軸線方向にパイプ肉厚が3段階に変化しており、パイプ両端で厚みの違った形状のパイプとされる。
本実施例においても、上記構成のパイプ100Aは、FW(フィラメントワインディング)法にて製造される。図2に、製造装置50の一実施例の概略構成を示す。
実施例1では、第1段目のパイプ領域100A1、第2段目のパイプ領域100A2、及び第3段目のパイプ領域100A3を連続的にFW法により作製するものとして説明した。
本実施例において、図4(a)、(b)に示す形状の繊維強化プラスチック製段付きパイプ100Bは、軸線方向に沿って、即ち、長手方向に沿って内径が三段階に変わり、外径が一定とされる。従って、本実施例においても、実施例1と同様に、パイプの軸線方向にパイプ肉厚が3段階に変化しており、実施例1と同様にパイプ両端で厚みの違ったパイプが得られる。
上記実施例1〜3では、マンドレル52の胴部52Cの外周辺に多数のピンを植設するものとして説明したが、図6(a)に示すように、外周辺に多数のピン70(70A、70B)が植設されたピン付きリング120をマンドレル52の胴部52Cに着脱自在に装着することもできる。
上記実施例1では、繊維強化プラスチック製段付きパイプ100Aは、長手方向に沿って内径が一定で、外径が三段階に変わる構成とされ、上記実施例3では、繊維強化プラスチック製段付きパイプ100Bは、長手方向に沿って外径が一定で、内径が三段階に変わる構成とされ、いずれも、パイプの軸線方向にパイプ肉厚が3段階に変化しており、パイプ両端で厚みの違った形状のパイプとされた。
上記の実施例1〜5にて説明した繊維強化プラスチック製段付きパイプ100(100A、100B、100C)は、断面形状が丸形状のものについてであるが、マンドレル52の断面形状を三角形、若しくは、四角形以上の多角形の形状にすることにより、所定の形状の繊維強化プラスチック製段付きパイプが得られる。
51 フィラメントワインディング装置
52 マンドレル
60 強化繊維供給装置
62 樹脂槽
63 トラバース装置
64 ガイド手段
70(70A、70B) ピン
100(100A、100B、100C) 繊維強化プラスチック製段付きパイプ
101、102、103 繊維強化プラスチック積層体
105 応力集中緩和部
120 ピン付きリング
Claims (16)
- フィラメントワインディング法により、樹脂を含浸させた連続繊維から成る強化繊維束をマンドレルに巻き付け、マンドレルの外周面に樹脂含浸の繊維強化プラスチック積層体を形成し、この後、この繊維強化プラスチック積層体を硬化させて中空の繊維強化プラスチック製パイプを製造する方法において、
(a)前記マンドレルの長さ方向の一端部と他端部との間の所定位置に、樹脂を含浸させた連続繊維を引っ掛けるピンをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、前記ピンを使用して、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と前記ピンとの間の前記マンドレルの外周面に樹脂含浸の繊維強化プラスチック積層体を形成し、その後、前記マンドレルから前記ピンを取り外す工程と、
(b)その後、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と他端部との間の、前記繊維強化プラスチック積層体及び前記マンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成する工程と、
(c)前記各繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化させ、長さ方向に厚みの違った繊維強化プラスチック製段付きパイプを製造する工程と、
を有することを特徴とする繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。 - 前記工程(a)と前記工程(b)との間に、
(d)前記マンドレルの外周面に形成された繊維強化プラスチック積層体と前記マンドレルの他端部との間の、前記繊維強化プラスチック積層体が形成されていない前記前記マンドレルの所定位置に、樹脂を含浸させた連続繊維を引っ掛けるピンをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、前記ピンを使用して、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と前記ピンとの間の前記繊維強化プラスチック積層体及び前記マンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成し、その後、前記マンドレルから前記ピンを取り外す工程、
を少なくとも一つ有することを特徴とする請求項1に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。 - 前記工程(b)が終了した後に、前記工程(c)を実施し、前記各繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化させることを特徴とする請求項1又は2に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- 前記マンドレルから前記ピンを取り外した後、当該ピン近傍に位置し、前記マンドレルの周方向に沿って存在する前記繊維強化プラスチック積層体の積層乱れ部を切断除去するか、又は、前記切断除去により生じた前記マンドレルの周方向に沿って存在する前記繊維強化プラスチック積層体の切断端面と前記マンドレル外周面との間の段差部に樹脂又は発泡材を充填して応力集中緩和部を形成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- フィラメントワインディング法により、樹脂を含浸させた連続繊維から成る強化繊維束をマンドレルに巻き付け、マンドレルの外周面に樹脂含浸の繊維強化プラスチック積層体を形成し、この後、この繊維強化プラスチック積層体を硬化させて中空の繊維強化プラスチック製パイプを製造する方法において、
(a)前記マンドレルの長さ方向の一端部と他端部との間の所定位置に、樹脂を含浸させた連続繊維を引っ掛けるピンをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、前記ピンを使用して、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と前記ピンとの間の前記マンドレルの外周面に樹脂含浸の繊維強化プラスチック積層体を形成し、前記繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化し、その後、前記マンドレルから前記ピンを取り外す工程と、
(b)その後、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と他端部との間の、前記繊維強化プラスチック積層体及び前記マンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成し、前記各繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化し、長さ方向に厚みの違った繊維強化プラスチック製段付きパイプを製造する工程と、
を有することを特徴とする繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。 - 前記工程(a)と前記工程(b)との間に、
(d)前記マンドレルの外周面に形成された繊維強化プラスチック積層体と前記マンドレルの他端部との間の、前記繊維強化プラスチック積層体が形成されていない前記前記マンドレルの所定位置に、樹脂を含浸させた連続繊維を引っ掛けるピンをマンドレル周方向に複数本着脱自在に植設し、前記ピンを使用して、フィラメントワインディング法により前記マンドレルの一端部と前記ピンとの間の前記繊維強化プラスチック積層体及び前記マンドレルの外周面を覆って樹脂含浸の他の繊維強化プラスチック積層体を形成し、前記繊維強化プラスチック積層体の樹脂を硬化し、その後、前記マンドレルから前記ピンを取り外す工程、
を少なくとも一つ有することを特徴とする請求項5に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。 - 前記マンドレルから前記ピンを取り外した後、当該ピン近傍に位置し、前記マンドレルの周方向に沿って存在する前記繊維強化プラスチック積層体の積層乱れ部を切断除去し、この切断除去により生じた前記マンドレルの周方向に沿って存在する前記繊維強化プラスチック積層体の切断端面と前記マンドレル外周面との間の段差部をテーパー状に切削するか、又は、前記段差部に樹脂又は発泡材を充填して応力集中緩和部を形成することを特徴とする請求項5又は6に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- 前記複数のピンはリングに一体に植設され、前記リングが前記マンドレルの外周面に着脱自在に取り付けられることを特徴とする請求項1〜7のいずれかの項に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- 前記マンドレルは、その断面形状が、丸形状又は三角形状以上の多角形状であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかの項に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- 前記マンドレルは、その形状が、長さ方向に同一の形状であるか、段状とされるか、又は、テーパー形状とされることを特徴とする請求項1〜9のいずれかの項に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- 前記強化繊維束は、ガラス繊維、アラミド繊維、若しくは炭素繊維が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドで構成されることを特徴とする請求項1〜10のいずれかの項に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- 前記繊維強化プラスチック積層体を形成する樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、MMA樹脂、フェノール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項1〜11のいずれかの項に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- 前記応力集中緩和部を形成する樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、MMA樹脂、フェノール樹脂のいずれかであり、前記応力集中緩和部を形成する発泡材は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、又はフェノール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項4又は7に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプの製造方法。
- 繊維強化プラスチックにて形成された中空形状の繊維強化プラスチック製のパイプであって、
前記繊維強化プラスチック製のパイプは、請求項1〜13のいずれかの項に記載の製造方法によって製造され、長さ方向に厚みの違った繊維強化プラスチック製のパイプであることを特徴とする繊維強化プラスチック製段付きパイプ。 - 前記繊維強化プラスチック製段付きパイプは、その断面形状が、丸形状又は三角形状以上の多角形状であることを特徴とする請求項14に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプ。
- 前記繊維強化プラスチック製段付きパイプは、その内径部が、長さ方向に同一の形状であるか、段状とされるか、又は、テーパー形状とされることを特徴とする請求項14又は15に記載の繊維強化プラスチック製段付きパイプ。
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