JP2011226602A - Hollow pipe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水平方向に保持されて使用される長手軸線方向に延在した長尺の中空パイプに関するものであり、特に、液晶搬送用ロボットハンドのアーム部、液晶ガラス用棚の支持部材などとして有効な中空パイプに関するものである。 The present invention relates to a long hollow pipe extending in a longitudinal axis direction that is used while being held in a horizontal direction, and in particular, as an arm portion of a liquid crystal transfer robot hand, a support member for a liquid crystal glass shelf, and the like. It relates to an effective hollow pipe.
特許文献１には、液晶搬送用ロボットハンドのアーム部、液晶ガラス用棚の支持部材などのように一端部のみが固定され他端は自由端とされる、所謂、片持ち状態にて、水平方向に保持されて使用される中空パイプからなる支持部材が開示されている。この支持部材は、断面が円形の炭素繊維以外の強化繊維複合樹脂材料からなるベースパイプと、支持部材を使用する際の鉛垂方向上下に当たる前記ベースパイプ外面に形成された炭素繊維複合樹脂材料からなる補強層を有する楕円形の支持部材とされている。
特許文献１には、上記構成の支持部材は、支持部材の断面上下にのみ炭素繊維を使用することで、炭素繊維使用量の大幅な削減を図ることが可能であり、このように炭素繊維使用量を削減したにもかかわらず、従来の支持部材と同程度の優れた荷重撓み特性を達成することができる、と記載している。
In
本発明者は、上記特許文献１に記載の発明を更に改良するべく多くの研究実験を行なった。
The present inventor conducted many research experiments to further improve the invention described in
中空パイプとされる支持部材の断面二次モーメントを高くすることにより、曲げによる撓みを減らすことが可能であることは当業者には明らかである。 It will be apparent to those skilled in the art that the bending moment due to bending can be reduced by increasing the second moment of section of the support member that is a hollow pipe.
本願添付の図１０に、本発明者が行った、ＧＦＲＰ製のベースパイプ（ＧＦＲＰ）をＣＦＲＰ製の補強材（ＣＦＲＰ）にて補強した中空パイプの断面形状と、補強材（ＣＦＲＰ）部の断面二次モーメントの関係の検討結果を示す。この検討においては、中空円（図１０（ｃ））を基準として、断面高さを一定（３２ｍｍ）とし、補強材（ＣＦＲＰ）の断面積を一定とした。 FIG. 10 attached to the present application shows the cross-sectional shape of the hollow pipe obtained by reinforcing the GFRP base pipe (GFRP) with the CFRP reinforcing material (CFRP) and the cross-section of the reinforcing material (CFRP) portion. The examination result of the relation of the second moment is shown. In this examination, the cross-sectional height was made constant (32 mm) and the cross-sectional area of the reinforcing material (CFRP) was made constant on the basis of the hollow circle (FIG. 10C).
特許文献１に記載する断面が円形のベースパイプ（ＧＦＲＰ）の上下に補強材（ＣＦＲＰ）を積層した楕円中空形状の中空パイプ（図１０（ｄ））は、同じ断面積を持つ中空円形断面形状の中空パイプ（図１０（ｃ））に比べた場合には、中空パイプの断面二次モーメントが大きく曲げ効率が高い。しかし、矩形中空断面のベースパイプ（ＧＦＲＰ）の上下に補強材（ＣＦＲＰ）を積層した中空パイプ（図１０（ｂ））に比べ断面二次モーメントが大幅に小さく、効率的でない。
The elliptical hollow pipe (FIG. 10 (d)) in which the reinforcing material (CFRP) is laminated on the top and bottom of the base pipe (GFRP) having a circular cross section described in
しかしながら、図１０（ｂ）に示す矩形断面を有するベースパイプ（ＧＦＲＰ）を、ＧＦＲＰのような繊維強化複合樹脂材料（ＦＲＰ）で製造する場合は、ＦＲＰパイプを製造する場合に非常に効率の良い製法の一つであるテープテンションによる加圧（以下、「テーピング加圧法」という。）にて作ることが困難である、といった不都合がある。 However, when the base pipe (GFRP) having the rectangular cross section shown in FIG. 10 (b) is manufactured using a fiber reinforced composite resin material (FRP) such as GFRP, it is very efficient when manufacturing the FRP pipe. There is an inconvenience that it is difficult to produce by pressurization by tape tension which is one of the production methods (hereinafter referred to as “taping pressurization method”).
つまり、テーピング加圧法においてポリプロピレン等のテープで積層後のパイプを締め、圧力をかける場合には円形／楕円パイプの場合にはテープテンションが略均一にかかるが、矩形断面の場合には、テープテンションは角部に集中的にかかり、角を除く辺部には殆どテンションが掛からない。そのため、プリプレグを芯材（マンドレル）に巻き付け積層する際に巻き込んだエアーが抜けず、きちっとした製品を作ることは大変に難しい。そのため、矩形断面形状を有するパイプを製造する場合には、効率の良いテーピング加圧法で作ることが基本的には不可能であり、結局は効率が悪く、コストが高い金型とバグフィルムを用いた真空加圧、内圧加圧、或いは、オートクレーブによる加圧を使うしか方法がなかった。 In other words, in the taping pressurization method, the pipe after lamination is tightened with a tape such as polypropylene, and when applying pressure, the tape tension is applied substantially uniformly in the case of a circular / elliptical pipe, but in the case of a rectangular cross section, the tape tension is applied. Is concentrated on the corner, and almost no tension is applied to the side except the corner. Therefore, when the prepreg is wound around the core material (mandrel) and laminated, the air entrained does not escape and it is very difficult to make a neat product. Therefore, when manufacturing a pipe having a rectangular cross-sectional shape, it is basically impossible to make it by an efficient taping pressurization method. The only method was to use vacuum pressurization, internal pressure pressurization, or autoclave pressurization.
本発明者は、詳しくは後述するが、図１０（ｂ）に示すような矩形中空断面に近い材料効率を有し、しかもテープ締めによる加圧ができる断面を鋭意検討した結果、平行な平面と、該平行平面の両側に湾曲面を配置した断面形状が曲げに対する材料効率が高く、且つ、テープ締めによる加圧により効率良く製造できることを見出した。 As will be described in detail later, the present inventor has intensively studied a cross section having a material efficiency close to a rectangular hollow cross section as shown in FIG. The present inventors have found that the cross-sectional shape in which curved surfaces are arranged on both sides of the parallel plane has high material efficiency with respect to bending and can be efficiently manufactured by pressurization by tape fastening.
即ち、同じ断面積を持つ各種の断面形状を比較すると、図１０（ａ）に示す断面形状の中空パイプの断面は、矩形断面より若干断面二次モーメントは低いが、図１０（ｃ）、（ｄ）に示す中空円形断面、楕円中空断面に比較して大幅に断面二次モーメントが高く、ＦＲＰ（繊維強化樹脂材）の材料効率を高くし得ること、即ち、ＦＲＰの材料使用量を低減し得ることが分かった。 That is, comparing various cross-sectional shapes having the same cross-sectional area, the cross-section of the hollow pipe having the cross-sectional shape shown in FIG. Compared to the hollow circular cross section and elliptic hollow cross section shown in d), the moment of inertia of the cross section is significantly higher, and the material efficiency of FRP (fiber reinforced resin material) can be increased, that is, the amount of FRP used can be reduced. I knew I would get it.
本発明は、斯かる本発明者の新規な知見に基づきなされたものである。 The present invention has been made based on the novel knowledge of the present inventors.
本発明の目的は、矩形断面より若干断面二次モーメントは低いが、中空円形断面、楕円中空断面に比較して大幅に断面二次モーメントが高く、ＦＲＰの材料効率が高い中空パイプを提供することである。 An object of the present invention is to provide a hollow pipe having a slightly lower cross-sectional moment than a rectangular cross-section, but significantly higher cross-section second moment than hollow circular cross-sections and elliptic hollow cross-sections, and high FRP material efficiency. It is.
本発明の他の目的は、水平に配置して物品の支持部材として使用した場合の自重撓み及び載荷時の撓みが少なく、高性能な支持部材を実現し得る中空パイプを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a hollow pipe that can realize a high-performance support member with little self-weight deflection and deflection at the time of loading when horizontally used as an article support member.
本発明の他の目的は、テーピング加圧法によりボイドフリーにて成型することができ、製造が容易な中空パイプを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a hollow pipe that can be formed void-free by a taping pressurization method and is easy to manufacture.
上記目的は本発明に係る中空パイプにて達成される。要約すれば、本発明は、長手軸線方向に延在した長尺の、繊維強化樹脂材で作製されたベースパイプであって、前記長手軸線方向に直交する横断面にて上下方向に配置された平行な上面壁及び下面壁と、前記上面壁及び前記下面壁の両端部にそれぞれ一体に配置され外方へと湾曲した両側面壁とを有したベースパイプと、
前記ベースパイプの前記上面壁及び前記下面壁に積層された、前記ベースパイプの前記繊維強化樹脂材より長手軸線方向の縦弾性率が同じか或いは高い繊維強化樹脂材にて形成された補強部材と、
を有することを特徴とする中空パイプである。
The above objective is accomplished by a hollow pipe according to the present invention. In summary, the present invention is a long base pipe made of a fiber reinforced resin material extending in the longitudinal axis direction, and arranged vertically in a cross section orthogonal to the longitudinal axis direction. A base pipe having parallel upper and lower walls, and both side walls that are integrally disposed at both ends of the upper wall and the lower wall and are curved outward.
A reinforcing member formed of a fiber reinforced resin material laminated on the upper surface wall and the lower surface wall of the base pipe and having a longitudinal elastic modulus equal to or higher than that of the fiber reinforced resin material of the base pipe in the longitudinal axis direction; ,
It is a hollow pipe characterized by having.
本発明の一実施態様によると、前記補強部材は、前記ベースパイプの長手軸線方向に直交する横断面にて、前記ベースパイプの前記上面壁及び前記下面壁に積層された最下層より外方へと次第に幅が狭くされた複数の補強層にて形成される。 According to an embodiment of the present invention, the reinforcing member is outward from a lowermost layer laminated on the upper surface wall and the lower surface wall of the base pipe in a cross section orthogonal to the longitudinal axis direction of the base pipe. And a plurality of reinforcing layers whose width is gradually narrowed.
本発明の他の実施態様によると、前記ベースパイプの長手軸線方向における前記補強部材の前記繊維強化樹脂材の縦弾性率は、５０〜８００ＧＰａである。 According to another embodiment of the present invention, the longitudinal elastic modulus of the fiber reinforced resin material of the reinforcing member in the longitudinal axis direction of the base pipe is 50 to 800 GPa.
本発明の他の実施態様によると、前記ベースパイプは、強化繊維として炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維又は有機繊維を使用した繊維強化樹脂材にて作製される。 According to another embodiment of the present invention, the base pipe is made of a fiber reinforced resin material using carbon fibers, glass fibers, basalt fibers, or organic fibers as reinforcing fibers.
本発明の他の実施態様によると、前記ベースパイプは、肉厚が０．１〜１０ｍｍである。 According to another embodiment of the present invention, the base pipe has a wall thickness of 0.1 to 10 mm.
本発明の他の実施態様によると、前記ベースパイプは、前記ベースパイプの長手軸線方向における一端から他端へと横断面積が連続的に減少したテーパ形状とされる。 According to another embodiment of the present invention, the base pipe has a tapered shape in which a cross-sectional area continuously decreases from one end to the other end in the longitudinal axis direction of the base pipe.
本発明の他の実施態様によると、前記ベースパイプは、長手軸線方向に直交する断面にて、前記ベースパイプの長手軸線の軸中心を通る水平面及び垂直面に対して対称形状とされる。 According to another embodiment of the present invention, the base pipe has a symmetrical shape with respect to a horizontal plane and a vertical plane passing through the axis center of the longitudinal axis of the base pipe in a cross section orthogonal to the longitudinal axis direction.
本発明の他の実施態様によると、前記上面壁及び前記下面壁の幅をＷ１、前記上面壁と前記下面壁の間隔をＨ１とすると、
０．３≦Ｗ１／Ｈ１≦１０
である。
According to another embodiment of the present invention, when the width of the upper wall and the lower wall is W1, and the distance between the upper wall and the lower wall is H1,
0.3 ≦ W1 / H1 ≦ 10
It is.
本発明の他の実施態様によると、前記上面壁と前記下面壁の幅Ｗ１は３ｍｍ〜８００ｍｍであり、前記両側面壁の半径は５ｍｍ〜８００ｍｍである。 According to another embodiment of the present invention, the width W1 of the upper surface wall and the lower surface wall is 3 mm to 800 mm, and the radius of the both side walls is 5 mm to 800 mm.
本発明の他の実施態様によると、前記補強部材の前記繊維強化樹脂材は、強化繊維に樹脂が含浸された複合材であり、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維、金属繊維又はバサルト繊維である。 According to another embodiment of the present invention, the fiber reinforced resin material of the reinforcing member is a composite material in which a reinforcing fiber is impregnated with a resin, and the reinforcing fiber includes carbon fiber, glass fiber, organic fiber, and metal fiber. Or basalt fiber.
本発明の他の実施態様によると、前記補強部材の前記樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、若しくはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、若しくはＰＰＳ樹脂などの熱可塑性樹脂である。 According to another embodiment of the present invention, the resin of the reinforcing member is a thermosetting resin such as an epoxy resin, a vinyl ester resin, an MMA resin, an unsaturated polyester resin, or a phenol resin, or a polyamide resin or a polypropylene resin. , A thermoplastic resin such as a polycarbonate resin, a polyimide resin, a PEEK resin, or a PPS resin.
本発明の中空パイプは、矩形断面より若干断面二次モーメントは低いが、中空円形断面、楕円中空断面に比較して大幅に断面二次モーメントが高く、ＦＲＰの材料効率が高い。 The hollow pipe of the present invention has a slightly lower secondary moment of cross-section than the rectangular cross-section, but has a significantly higher cross-section second moment than hollow circular and elliptical hollow cross sections, and the material efficiency of FRP is high.
また、本発明の中空パイプは、水平に配置して物品の支持部材として使用した場合の自重撓み及び載荷時の撓みが少なく、高性能な支持部材を実現し得る。 In addition, the hollow pipe of the present invention can realize a high-performance support member with little self-weight bending and bending at the time of loading when horizontally used as a support member for an article.
更に、本発明の中空パイプは、ＦＲＰパイプ成型時に効果的に圧力を付加する手段であるテーピング加圧法によりボイドフリーにて成型することができ、製造が容易である。 Furthermore, the hollow pipe of the present invention can be molded void-free by a taping pressurization method, which is a means for effectively applying pressure during FRP pipe molding, and is easy to manufacture.
以下、本発明に係る中空パイプを図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, the hollow pipe according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
実施例１
（中空パイプの全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、本発明に係る中空パイプ１の一実施例の概略構成を示す。
Example 1
(Overall configuration of hollow pipe)
1A, 1B and 1C show a schematic configuration of an embodiment of a
本実施例の中空パイプの斜視図である図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の中空パイプ１は、実質的に水平に配置され、長軸線方向に延在した中空の管状体、即ち、パイプ形状体とされる。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), which are perspective views of a hollow pipe of the present embodiment, the
本発明の細長長尺形状とされる中空パイプ１は、特に、一端が固定され、他方の先端部は自由端部とされ、所謂、片持ちの態様で、例えば液晶ガラスなどの重量物を担持する支持部材として使用することができる。勿論、中空パイプ１は、両端支持（固定）や多点支持（固定）も可能である。
The
本実施例にて、中空パイプ１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、実質的に水平に配置され、長軸線方向に延在した中空の管状体とされるベースパイプ２を有している。更に、中空パイプ１は、中空パイプ１の長手軸線に対し直交する断面形状を示す図１（ｃ）をも参照すると理解されるように、ベースパイプ２の横断面にて上下方向に形成した平行な上面壁２１及び下面壁２２には、補強部材３が設けられている。補強部材３は、ベースパイプ２の長手軸線方向に沿って一体に積層された、所定の形状寸法とされる複数種類の、本実施例では、６種類の補強材３ａ〜３ｆにて構成される。また、各補強材３ａ〜３ｆは、それぞれ、１層づつでも良いが、複数層重ね合わせた複数補強層をなして使用することもできる。即ち、補強部材３は、本実施例では６種類の補強材３ａ〜３ｆで形成される複数の補強層にて形成される。
In this embodiment, as shown in FIGS. 1A and 1B, the
このように、複数の補強層を積層して形成される補強部材３は、中空パイプ１の横断面形状が全体として円形状或いは楕円形状に近似した形状となるようにベースパイプ２の上面壁２１及び下面壁２２に配置される。
In this way, the reinforcing
ベースパイプ２及び補強部材３は、繊維強化樹脂材にて作製される。補強部材３は、ベースパイプ２の繊維強化樹脂材より長手軸線方向のヤング率（縦弾性率）が同じか或いは高い繊維強化樹脂材にて形成される。詳しくは後述する。
The
長手軸線方向に延在した中空のベースパイプ２は、図１（ａ）に示すように、一端（即ち、中空パイプ１の固定側）より他端（即ち、中空パイプ２の先端自由端側）へと横断面積（即ち、中空パイプ２の長手軸線に直交する断面における外周長さ）が連続的に減少したテーパ形状とすることができ、また、所望によっては、図１（ｂ）に示すように、長手軸線方向に沿って横断面形状は同一とされる。
As shown in FIG. 1 (a), the
また、中空パイプ１には、図１（ｃ）に一点鎖線にて示すように、必要に応じて、中空パイプ１を絶縁するために、最外層に表皮層４として絶縁性の部材、例えば、ガラススクリム等の絶縁性クロス或いはフィルムがパイプ外周囲に一体に被覆して配置される。場合によっては、炭素繊維を使用したＣＦＲＰなどの導電性を有する部分の上にのみ被覆して配置される。
Further, in the
(ベースパイプ）
図１（ｃ）を参照すると、本実施例にて、ベースパイプ２は、長手軸線方向に直交する横断面にて上下方向に対向して配置された平行な上面壁２１及び下面壁２２と、上面壁２１及び下面壁２２の両端部にそれぞれ一体に配置され外方へと湾曲した両側面壁２３、２４とを有している。
(Base pipe)
Referring to FIG. 1 (c), in the present embodiment, the
ベースパイプ２の形状寸法について説明すると、図１（ｃ）にて、ベースパイプ２は、好ましくは、長手軸線の軸中心Ｏを通る水平面Ｘ−Ｘ及び垂直面Ｙ−Ｙに対して対称形状とされる。以下の説明では、説明を容易とするために、ベースパイプ２は水平面Ｘ−Ｘ及び垂直面Ｙ−Ｙに対して対称形状とされる場合について説明するが、本発明を対象形状のみに限定するものではなく、非対称形状とされる場合にも本発明は適用できることを理解されたい。
The shape and dimensions of the
本実施例にて、平行とされる上面壁２１と下面壁２２の幅は、実質的に同じとされる。
In the present embodiment, the widths of the
ここで、上面壁２１及び下面壁２２の幅Ｗ１と、上面壁２１と下面壁２２の間隔（Ｈ１）との関係は、
０．３≦Ｗ１／Ｈ１≦１０、好ましくは、０．８≦Ｗ１／Ｈ１≦３
とされる。Ｗ１／Ｈ１が、０．３未満の場合は、補強部材３の材料効率が悪くなるといった問題があり、また、Ｗ１／Ｈ１が１０を越えると、テープ締めによるテンションが部材に均等にかからないといった問題が生じてくる。
Here, the relationship between the width W1 of the
0.3 ≦ W1 / H1 ≦ 10, preferably 0.8 ≦ W1 / H1 ≦ 3
It is said. When W1 / H1 is less than 0.3, there is a problem that the material efficiency of the reinforcing
また、ベースパイプ２の具体的な寸法は、ベースパイプ２が、図１（ａ）に示すようなテーパ形状とされる場合は、一端最大外形部（固定側）における寸法としては、上面壁２１と下面壁２２の幅（Ｗ１）は３〜８００ｍｍであり、従って、上面壁２１と下面壁２２との間隔（Ｈ１）は、０．９〜８０００ｍｍとされる。
The specific dimensions of the
両側面壁２３、２４の湾曲形状は、必ずしも円弧状である必要はないが、通常、製造の容易さから、半径Ｒの円弧状とされる。好ましくは、両側面壁２３、２４の内壁面の半径（Ｒ）は５〜８００ｍｍとされる。また、両側側面壁２３、２４の上面壁２１及び下面壁２２の両端部から外方への突出量Ｗ２は、１〜３００ｍｍとされる。
The curved shapes of the
つまり、ベースパイプ２の両側面壁２３、２４の内側寸法Ｗ＝（Ｗ１＋２×Ｗ２）とされる。
That is, the inside dimension W of the side wall surfaces 23 and 24 of the
本実施例では、図６に示すように、マンドレル１００を作製する容易さから、両側面壁２３、２４は、一つの軸中心Ｏの周りに形成される半径Ｒの円形の一部周面（円弧面）とされる。即ち、ベースパイプ２の水平方向の幅Ｗ＝２Ｒとされる。勿論、中空パイプ２の両側面壁２３、２４の内側寸法Ｗは、２Ｒより大とすることもできまた、小とすることもできる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, for ease of manufacturing the
図１（ａ）、（ｂ）にて、ベースパイプ２（即ち、中空パイプ１）の長さＬは、１０〜１５０００ｍｍ、ベースパイプ２の肉厚Ｔは、０．１〜１０ｍｍ、とされる。ベースパイプ２がテーパ形状とされる場合（図１（ａ））は、一端最大外形部（固定側）から他端最小外形部（先端自由端部）へと１／２０００〜１／１０のテーパ率にて細形化されるのが好ましい。
1A and 1B, the length L of the base pipe 2 (that is, the hollow pipe 1) is 10 to 15000 mm, and the thickness T of the
ここで、テーパ率とは、一端（固定側）の大径部の径をＤ１、他端（先端部）の小径部の径をＤ２、一端と他端の間の長さをＬとしたとき、（Ｄ１−Ｄ２）／２Ｌ、で示される。 Here, the taper ratio is when the diameter of the large diameter portion at one end (fixed side) is D1, the diameter of the small diameter portion at the other end (tip portion) is D2, and the length between the one end and the other end is L. , (D1-D2) / 2L.
なお、ベースパイプ２の厚みＴは、固定側から先端部へと一定であるのが好ましいが、必要に応じて、厚み（Ｔ）を連続的に或いは段階的に薄くすることも可能である。
Although the thickness T of the
なお、液晶搬送用ロボットハンドのアーム部、液晶ガラス用棚などを作製するための中空パイプ１においては、ベースパイプ２としては、好ましくは、テーパ形状とされ、ガラス繊維に樹脂を含浸した複合材が使用される。この場合、ベースパイプ２の長さＬは、５００〜４５００ｍｍ、ベースパイプ２の肉厚Ｔは、０．３〜１ｍｍとされる。また、ベースパイプ２の両側面壁２３、２４の内側寸法Ｗは、固定側で、１０〜２００ｍｍ、上面壁２１と下面壁２２の幅（Ｗ１）は１０〜２５０ｍｍであり、そして、上面壁２１と下面壁２２との間隔（Ｈ１）は、１０〜１５０ｍｍとされる。また、ベースパイプ２の先端側では、ベースパイプ２の両側面壁２３、２４の内側寸法Ｗは、５〜１８０ｍｍ、上面壁２１と下面壁２２の幅（Ｗ１）は３〜２５０ｍｍであり、そして、上面壁２１と下面壁２２との間隔（Ｈ１）は、５〜２３０ｍｍとされる。
In the
上述のように、ベースパイプ２は、平行な上面壁２１及び下面壁２２と、湾曲した両側面壁２３、２４とを有している。即ち、本実施例にてベースパイプ２は、好ましくは、断面円形状にて、上下方向に対向する外周部を平行に切断した形状とされる。つまり、本実施例では、両側面壁２３、２４は、一つの円形状の対向した外周部を構成する湾曲部であって、上下壁面２１、２２は、両湾曲部２３、２４を連結する平面部である。
As described above, the
ベースパイプ２は、繊維強化樹脂材にて作製される。すなわち、強化繊維としては、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ザイロン繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、場合によっては炭素繊維、を単独で、或いは、組み合わせて用いることができ、これら繊維にて作製された織物（例えば、朱子織りクロス）又は不織布に樹脂が含浸された複合材とされる。樹脂としては、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、若しくは、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＰＳ樹脂などの熱可塑性樹脂を使用し得る。樹脂含浸量は２５〜８０％（重量）とされる。
The
本発明にて、ベースパイプ２を上記強化繊維を使用した繊維強化樹脂材にて作製した場合には、ベースパイプ２の長手軸線方向の繊維強化樹脂材の縦弾性率は、０．５〜１００ＧＰａとされる。なお、ベースパイプ２に炭素繊維を用いることも可能であり、その場合には、炭素繊維のヤング率（引張弾性率）は５０〜４００ＧＰａとされ、ベースパイプ２の長手軸線方向の繊維強化樹脂材の縦弾性率は、１５〜２８０ＧＰａである。
In the present invention, when the
ベースパイプ２は、例えば、金属にて作製された長尺のマンドレル１００（図２参照）にプリプレグとされる上記繊維強化樹脂材を巻き付けることによって作製される。詳しくは後述する。
The
（補強部材）
本発明によると、補強部材３は、図１（ｃ）に示すように、中空パイプ２の上面壁２１及び下面壁２２に、最下層とされる補強材３ａが接着される。次いで、壁面から離れる方向へと幅が段階的に狭くされたシート状とされる複数種類の、本実施例では、５種類の形状寸法（パターン）に裁断された補強材３ｂ〜３ｆが順次積層される。各補強材３ａ〜３ｆは、１層であっても良く、複数層積層しても良い。補強材３ａ〜３ｆにて形成される補強層は、ベースパイプ２の繊維強化樹脂材より長手軸線方向のヤング率（縦弾性率）が高い繊維強化樹脂材にて形成される。
(Reinforcing member)
According to the present invention, as shown in FIG. 1 (c), the reinforcing
通常、詳しくは後述するように、ベースパイプ２は、ガラス繊維を強化繊維とした繊維強化樹脂材にて作製される。ガラス繊維の引張弾性率は、７０ＧＰａ程度であり、そのため、ガラス繊維を使用した繊維強化樹脂材のベースパイプ長手軸線方向の縦弾性率は１５〜４０ＧＰａとなる。従って、補強材を有さない状態のベースパイプ自体を、液晶搬送用ロボットハンドのアーム部、液晶ガラス用棚支持部材を作製するための中空パイプとして使用することは問題である。そのため、このような場合には、補強材３ａ〜３ｆとして、炭素繊維などを使用した繊維強化樹脂材を使用することとなる。
Usually, as will be described in detail later, the
つまり、本発明によれば、ベースパイプ２の上面壁２１及び下面壁２２には、ベースパイプ２の繊維強化樹脂材より長手軸線方向の縦弾性率が高い繊維強化樹脂材にて形成される補強部材３が積層される。
In other words, according to the present invention, the
つまり、補強部材３、即ち、補強材３ａ〜３ｆを構成する繊維強化樹脂材は、強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維（アラミド繊維、ビニロン繊維、ＰＢＯ繊維等）、金属繊維（鉄、ステンレススチール、ボロン等）又はバサルト繊維を単独で、或いは、組み合わせて使用することができる。
That is, the reinforcing
また、補強材３ａ〜３ｆに含浸される樹脂は、エポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、若しくはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、又は、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、若しくはＰＰＳ樹脂などの熱可塑性樹脂である。樹脂含浸量は１５〜８５％（重量）とされる。
The resin impregnated in the reinforcing
補強材３ａ〜３ｆを上述の繊維強化樹脂材で作製することにより、ベースパイプ２の長手軸線方向における補強部材３の繊維強化樹脂材の縦弾性率は、５０〜８００ＧＰａとされる。好ましくは、１００〜５００ＧＰａである。補強部材３の繊維強化樹脂材の縦弾性率が５０ＧＰａ未満の場合には、補強部材３の補強の効率が悪いといった問題があり、縦弾性率が８００ＧＰａを越えると、繊維の圧縮強度が低いため、容易に圧縮破壊し易いといった問題がある。
By producing the reinforcing
なお、上述したように、ベースパイプ２に炭素繊維を用いることも可能であり、その場合には、炭素繊維の引張弾性率は５０〜４００ＧＰａとされ、ベースパイプ２の長手軸線方向の繊維強化樹脂材の縦弾性率は、１５〜２８０ＧＰａである。この場合の補強部材３に使用する強化繊維としては、引張弾性率が４００〜８００ＧＰａの高弾性のものが望ましい。高弾性の炭素繊維を使用した場合の補強部材の繊維強化樹脂材の縦弾性率は、７０〜５００ＧＰａとされる。
As described above, it is also possible to use carbon fiber for the
補強部材３は、所定の形状寸法（固定側の下底部と先端部の上底都から成るパイプの長手軸線方向に延在した台形状）に裁断された繊維強化樹脂材プリプレグブランク、即ち、補強材３ａ〜３ｆを、中空パイプ２を形成するためにプリプレグが巻き付けられた長尺のマンドレルの互いに平行な面に積層することによって形成される。各補強材３ａ〜３ｆの厚さ、及び、積層数は、要求される中空パイプ２の剛性を満足するように、適宜最適な厚さ、及び積層数とされる。補強部材３を形成する補強材３ａ〜３ｆは、中空パイプ２の両側面湾曲部と協働して円形或いは楕円形に近似した包絡湾曲面を形成するように積層される。具体例は後述する。
The reinforcing
次に、本発明の中空パイプ１の製造方法の一実施例を説明する。
Next, an embodiment of a method for producing the
（中空パイプの製造方法）
本発明の中空パイプ１は、上述したように、テーピング加圧法にて極めて効率良く製造することができ、また、製造された中空パイプ１の性能が極めて優れている。以下の実施例では、テーパ形状の中空パイプ１を製造するものとする。つまり、金属製の芯材であるマンドレルにプリプレグとされる繊維強化樹脂材を巻き付け、テープ締めを行った後、加熱硬化することによって作製される。
(Hollow pipe manufacturing method)
As described above, the
更に説明すると、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び図３に示すように、先ず、金属製の、例えば、アルミニウム、鋼、或いは、ステンレススチール等で作製されたマンドレル１００を準備する。
More specifically, as shown in FIGS. 2 (a), (b), (c) and FIG. 3, first, a
本実施例にて、マンドレル１００は鋼製とし、マンドレル１００の長さＬｍは、製品中空パイプの長さ（製品長）Ｌより長くされる。
In this embodiment, the
本実施例で使用したマンドレル１００は、長手軸線方向に延在した長尺のロッドであって、長手軸線方向に直交する横断面にて上下方向に配置された平行な上面壁１０１及び下面壁１０２と、上面壁１０１及び下面壁１０２の両端部にそれぞれ一体に配置され外方へと湾曲した両側面壁１０３、１０４とを有している。本実施例では、横断面形状は、一端部１００ａより他端部１００ｂへと連続的に横断面積が減少したものとされる。
The
本実施例にて、マンドレル１００は、大形状とされる一端部１００ａから所定の長さＬｍ１においては、同形状とされ、その後、断面積が漸次減少されたテーパ形状とされ、小形状の他端部１００ｂへと至る。
In the present embodiment, the
先ず、ベースパイプ２を形成するために、所定枚数の、図２（ａ）及び図３に示す本実施例では２枚のベースパイプ形成用の繊維強化樹脂材２ａ、２ｂが使用される。この場合、プリプレグとされる繊維強化樹脂材２ａ、２ｂは、一端（中空パイプの固定側）（下底２ａ１、２ｂ１）が幅広く、他端（中空パイプの先端側）（上底２ａ２、２ｂ２）へと幅が連続的に狭くされた台形状とされ、マンドレル１００の外周囲に貼り付けられる。台形状の高さ、即ち、ベースパイプ２の長手軸線に沿った長さＬ２ａ、Ｌ２ｂは同じとすることもできるが、変えることも可能である。本実施例では、上述のように、同じ高さ（Ｌ２ａ＝Ｌ２ｂ）のものが２枚作製され、マンドレル１００の外周に巻き付け、積層した。
First, in order to form the
なお、ベースパイプ形成用の繊維強化樹脂材２ａ、２ｂの形状寸法（パターン）、即ち、プリプレグブランクは、本実施例では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように台形状とされるが、これに限定されるものではなく、例えば、図４（ｃ）に示すように、台形と矩形とから成る形状とすることもできるし、その他、必要に応じて種々の形状を採用し得る。
In addition, the shape dimension (pattern) of the fiber reinforced
プリプレグ２ａ、２ｂの巻き出し位置Ｐａ、Ｐｂは、図２（ａ）に示すように、マンドレル１００の平行面、即ち、上面壁１０１及び下面壁１０２の位置とした。両側面壁１０３、１０４より巻き出すことや、上面壁１０１と側面壁１０３の境目などから巻き出すことも可能である。
The unwinding positions Pa and Pb of the
次いで、図２（ｂ）及び図３に示すように、補強部材３を形成するために、所定形状寸法の、本実施例では６種類の補強材３ａ〜３ｆが作製された。補強材３ａ〜３ｆは、補強部材形成用のプリプレグとされる繊維強化樹脂材を使用して作製され、一端（中空パイプの固定側）（下底３ａ１〜３ｆ１）が幅広く、他端（中空パイプの先端側）（上底３ａ２〜３ｆ２）へと幅が連続的に狭くされた台形状とされる。補強材３ａ〜３ｆの形状寸法（パターン）、即ち、プリプレグブランクは、本実施例では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように台形状とされるが、これに限定されるものではなく、例えば、図４（ｃ）に示すように、台形と矩形とから成る形状とすることもできるし、その他、必要に応じて種々の形状を採用し得る。
Next, as shown in FIGS. 2B and 3, in order to form the reinforcing
補強材３ａ〜３ｆのマンドレル軸線方向の長さＬ３ａ〜Ｌ３ｆは、図３に示すように、マンドレル１００の平行面１０１、１０２に近い側の補強材３ａから最外層の補強材３ｆへと行くに従って短くされる。勿論、同じであっても良い。即ち、Ｌ３ａ≧Ｌ３ｂ≧Ｌ３ｃ≧Ｌ３ｄ≧Ｌ３ｅ≧Ｌ３ｆ、である。また、場合によっては、長さの順序は逆に、Ｌ３ａ≦Ｌ３ｂ≦Ｌ３ｃ≦Ｌ３ｄ≦Ｌ３ｅ≦Ｌ３ｆ、とすることもでき、或いは、これらの長さの順序に限定されず、適宜長さの順序を変えて製造することができる。
As shown in FIG. 3, the lengths L3a to L3f of the reinforcing
つまり、プリプレグとされる補強材３ａ〜３ｆは、図３に示すように、長さＬｍとされるマンドレル１００の同形状部の基準位置ＳＰを貼着始点として先端部１００ｂへと延在して貼着されるが、上層に行くに従って補強材３ａ〜３ｆは、長さを短くすることができる。つまり、この場合は、上層補強材に行くに従って、マンドレル１００に対する貼着長さは短くなり、マンドレル１００の細長形状先端部においては貼着されないこととなる。
That is, as shown in FIG. 3, the reinforcing
本実施例では、補強部材３は、マンドレル１００の平行面に近い最下層から最外層へと補強材３ａ〜３ｆにて構成されるが、第１補強材３ａ及び第２補強材３ｂは、全長に亘って貼着され、その後、第３補強材３ｃ〜第６補強材３ｆは段階的に短くされている。各補強材３ａ〜３ｆの貼着枚数、貼着長さ等は、要求される製品中空パイプ１の剛性に対応して適宜決定される。
In this embodiment, the reinforcing
次に、必要に応じて、図２（ｃ）及び図３に示すように、マンドレル１００の外周を覆って、即ち、マンドレル１００に巻き付けられたベースパイプ用プリプレグ２ａ、２ｂ及び補強部材用プリプレグ３ａ〜３ｆを囲包して表皮層４が巻回される。表皮層４は、補強材３ａ〜３ｆとして炭素繊維等を使用した場合に、中空パイプ１を絶縁体とするためのものであって、従って、表皮層４としては、絶縁性のクロス材やフィルム、好ましくはガラススクリムなどが使用される。
Next, as necessary, as shown in FIGS. 2C and 3, the outer periphery of the
絶縁フィルム４は、他の部材と同様に、一端（中空パイプの固定側）（下底４ａ）が幅広く、他端（中空パイプの先端側）（上底４ｂ）へと幅が連続的に狭くされた台形状とされ、マンドレル１００の外周囲に貼り付けられる。台形状の高さ、即ち、ベースパイプ２の長手軸線に沿った長さＬ４は、ベースパイプ２の長さ、即ち、ベースパイプ用プリプレグ２ａ、２ｂと同じとされる。
As with other members, the insulating
なお、絶縁フィルム４の形状寸法（パターン）は、本実施例では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように台形状とされるが、これに限定されるものではなく、例えば、図４（ｃ）に示すように、台形と矩形とから成る形状とすることもできるし、その他、必要に応じて種々の形状を採用し得る。
In this embodiment, the shape dimension (pattern) of the insulating
ガラススクリムの巻き出し位置Ｐｃは、本実施例では、図２（ｃ）に示すように、マンドレル１００の角部近傍とした。ただし、これに限定されるものではない。
In this embodiment, the unwinding position Pc of the glass scrim is set in the vicinity of the corner of the
その後、当業者には周知のテープワインディング装置を用いて、マンドレル１００の外周を覆ってポリプロピレン製のテープを巻き付ける。これによって、マンドレル１００に巻き付け、或いは、積層されたプリプレグ２ａ、２ｂ，３ａ〜３ｆ、更には、ガラススクリム４等がテープでマンドレル１００上に締め付けられる。この時、マンドレル１００には、プリプレグ２ａ、２ｂ，３ａ〜３ｆ、更には、ガラススクリム４等が、図１（ｃ）に示すように、横断面形状が全体として円形状或いは楕円形状に近似した連続した湾曲形状となるように巻き付け、或いは、積層されているので、これら部材は、テープにてマンドレル１００上に極めて好適に締め付けられ、即ち、テープテンションが略均一にかかり、内部にボイドが残留することがない。
Thereafter, a tape made of polypropylene is wound around the outer periphery of the
次いで、１３０℃、２時間で硬化させた。脱芯後に、中空パイプ１の端部を切り落とし、中空パイプ製品を得ることができる。
Then, it was cured at 130 ° C. for 2 hours. After the core removal, the end of the
勿論、ベースパイプ２のみを加熱硬化して成型した後、ベースパイプ２に補強部材３及び表皮層４を積層、巻付け、加熱硬化させることもできる。
Of course, after reinforcing and molding only the
次に、図５〜図７を参照して、本発明に従った構成の中空パイプ１の更に具体的な構成について説明し、本発明の中空パイプ１の有用性を比較例と比較しながら説明する。
Next, a more specific configuration of the
具体例
本具体例で使用したマンドレル１００としては、図５（ａ）、（ｂ）、及び、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、長さＬｍが２０００ｍｍとされ、一端部（図５（ａ）、（ｂ）にて左側端部）１００ａの直径２Ｒａ（＝Ｗ１ａ）が２７ｍｍで、他端部（図５（ａ）、（ｂ）にて右側端部）１００ｂの直径２Ｒｂ（＝Ｗ１ｂ）が１６．９ｍｍのテーパ形状の鋼製ロッドを使用した。このロッドを使用して、一端部１００ａの平行面１０１、１０２の間隔Ｈ１ａが２０．２ｍｍ、他端部１００ｂの平行面１０１、１０２の間隔Ｈ１ｂが１２．７ｍｍとなるように二方取り加工を行って、テーパ状のマンドレル１００を作製した。なお、左側端部１００ａから長さ（Ｌｍ１）＝３７０ｍｍの間は、同一形状とし、テーパ形状とはされていない。
Specific Example As shown in FIGS. 5A and 5B and FIGS. 6A and 6B, the
ベースパイプ２を形成するための繊維強化樹脂材としては、強化繊維としてガラス繊維を使用したガラス朱子織りクロスにエポキシ樹脂を含浸したプリプレグ（ガラス朱子織りクロスプリプレグ）（株式会社ダイトー製「Ｅ２４３ＢＬ」商品名）を使用した。樹脂含浸量は３７％（重量）であった。
As a fiber reinforced resin material for forming the
ガラス朱子織りクロスプリプレグは、厚さ０．２３ｍｍとされ、図５に示すように、１枚の台形状のプリプレグブランク２を用意した。プリプレグブランク２の寸法は、下底２ａが１８２ｍｍ、上底２ｂが１１５ｍｍ、高さＬ２が１７９０ｍｍとした。使用したガラス繊維のヤング率は７０ＧＰａであった。繊維強化樹脂材の縦弾性率は２０ＧＰａである。
The glass satin weave cross prepreg had a thickness of 0.23 mm, and a single
この台形状のガラス朱子織りクロスプリプレグ２をマンドレル１００の外周に巻き付け、積層した。ガラス朱子クロスプリプレグ２の巻き出し位置は、図２（ａ）に示すように、マンドレル１００の平行面（上面壁１０１）の位置とした。
This trapezoidal glass satin
補強部材３を形成するための補強材としては、強化繊維として超高弾性の炭素繊維（日本グラファイトファイバー株式会社製「ＸＮ８０」商品名）を一方向に配列したプリプレグを使用した。樹脂含浸量は３０（重量）であった。使用した超高弾性の炭素繊維の引張弾性率は７８０ＧＰａであった。従って、繊維強化樹脂材の縦弾性率は４３５ＧＰａであった。
As a reinforcing material for forming the reinforcing
炭素繊維プリプレグは、厚さ０．２１ｍｍとされ、図５（ｃ）に示すように、３種類の台形状の補強材（プリプレグブランク）３ａ〜３ｃを使用した。各炭素繊維プリプレグ３ａ〜３ｃの寸法は、下記の通りであった。
・第１補強材３ａ（第１〜第４補強層）４ｐｌｙ
下底（３ａ１）：１７ｍｍ、上底（３ａ２）：１０ｍｍ
高さ（Ｌ３ａ）：１７９０ｍｍ
厚さ：０．２１ｍｍ
・第２補強材３ｂ（第５〜第６補強層）２ｐｌｙ
下底（３ｂ１）：１３ｍｍ、上底（３ｂ２）：６ｍｍ
高さ（Ｌ３ｂ）：１７９０ｍｍ
厚さ：０．２１ｍｍ
・第３補強材３ｃ（第７〜第９補強層）３ｐｌｙ
下底（３ｃ１）：１０ｍｍ、上底（３ｃ２）：６ｍｍ
高さ（Ｌ３ｃ）：１０９０ｍｍ
厚さ：０．２１ｍｍ
The carbon fiber prepreg had a thickness of 0.21 mm, and three kinds of trapezoidal reinforcing materials (prepreg blanks) 3a to 3c were used as shown in FIG. The dimension of each
-
Lower base (3a1): 17 mm, Upper base (3a2): 10 mm
Height (L3a): 1790mm
Thickness: 0.21mm
-
Lower base (3b1): 13 mm, Upper base (3b2): 6 mm
Height (L3b): 1790mm
Thickness: 0.21mm
Third reinforcing
Lower base (3c1): 10 mm, upper base (3c2): 6 mm
Height (L3c): 1090mm
Thickness: 0.21mm
第１層から第９層を形成する補強材３ａ〜３ｃは、この順にて、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、マンドレル１００の上面壁１０１、下面壁１０２に近い側から外方へと積層した。本具体例では、第１補強材３ａは４層（第１補強層〜第４補強層）積層し、第２補強材３ｂは２層（第５補強層、第６補強層）積層し、第３補強材３ｃは３層（第７補強層〜第９補強層）積層した。これにより、各側の補強部材３の厚さＨ２は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にて理解されるように、中空パイプの固定側における最大厚さＨ２が１．８９ｍｍとされた。中空パイプの先端部における補強部材の厚さＨ２は、１．２６ｍｍとされた。
The reinforcing
次に、図７には示していないが、図２（ｃ）にて説明したと同様にして、断面形状が略円形状とされる、補強材３ａ〜３ｃを積層したマンドレル１００の外周を覆って、即ち、マンドレル１００に巻き付けられたベースパイプ用プリプレグ２及び補強部材用プリプレグ３ａ〜３ｃを囲包して、図５（ｃ）に示す絶縁性の表皮層４を巻回した。表皮層４としては、厚さ０．０３ｍｍのガラススクリム（株式会社ダイトー製「ＳＣＦ０３」商品名）を使用した。台形状とされるガラススクリム４は、下底４ａが１００ｍｍ、上底４ｂが６５ｍｍ、高さＬ４が１７９０ｍｍとした。ガラススクリムの巻き出し位置Ｐｃは、図２（ｃ）に示すように、マンドレル１００の角部近傍とした。
Next, although not shown in FIG. 7, the outer periphery of the
その後、テープワインディング装置を用いて、マンドレル１００の外周を覆ってポリプロピレン製のテープをピッチ２ｍｍで巻き付け、１３０℃、２時間で硬化させた。脱芯後に、中空パイプの端部を所定長さＥ（図５）だけ切り落とし、長さＬ１７５０ｍｍの中空パイプ製品１を得ることができた。
Thereafter, using a tape winding apparatus, a polypropylene tape was wound around the
上述のようにして作製した本発明に従った構成とされる中空パイプ１の切断面等の観察の結果、ベースパイプ部分及び補強部材共にボイドフリーで良好な成型ができていることが確認された。
As a result of observing the cut surface of the
又、図８に示すような撓み試験装置を使用して、本発明の中空パイプ１の撓みを計測した。
Moreover, the bending of the
本発明の中空パイプ１の固定側にアルミ製端部固定金具を挿入し、Ｍ６ボルト３本でジグに固定することで固定端とした。中空パイプ１の先端に８００ｇの重りを架けて先端の撓みをダイヤルゲージで測定した。
An aluminum end fixing bracket was inserted into the fixed side of the
測定の結果、中空パイプ１の先端部の撓みは、略計算値と同等の８．５ｍｍであり、所定の性能が得られていることが確認された。
As a result of the measurement, the deflection of the tip of the
性能を確認した後、本発明の中空パイプ１を、図９（ａ）に示す液晶搬送用ロボットのハンドとして５本組み込んだ。この液晶搬送用ロボットハンドにてガラスを載荷したところ、自重撓み及び載荷時の撓みが少なく、極めて高性能なアームであることが確認された。
After confirming the performance, five
同様に、本発明の中空パイプ１を、図９（ｂ）に示す液晶ガラス用棚の支持部材として使用した。この棚にガラスを載荷したところ、自重撓み及び載荷時の撓みが少なく、極めて好適な棚を作製することができた。
Similarly, the
比較例
上記具体例にて説明したマンドレル１００は、テーパ形状の鋼製ロッドを二方取り加工を行ってテーパ状のマンドレル１００を作製したが、比較例においては、二方取り加工を行わないテーパ形状の鋼製ロッドをそのままマンドレルとして使用した。
Comparative Example In the
このマンドレルに、具体例にて使用したと同じ材料のベースパイプ用プリプレグ２ａ、２ｂを巻き付けた。更に、その上に、具体例にて説明した補強部材用プリプレグ３ａ〜３ｃと同じ材料及び寸法の補強材を積層し、更に、絶縁性の表皮層４を巻回した。
その後、テープワインディング装置を用いて、マンドレル１００の外周を覆ってポリプロピレン製のテープを巻き付け、１３０℃、２時間で硬化させた。脱芯後に、中空パイプの端部を切り落とし、長さ１８００ｍｍの比較例としての中空パイプ製品を作製した。
Thereafter, a tape made of polypropylene was wrapped around the outer periphery of the
又、図８に示すような撓み試験装置を使用して、比較例の中空パイプの撓みを計測した。 Moreover, the bending test apparatus as shown in FIG. 8 was used to measure the bending of the hollow pipe of the comparative example.
測定の結果、比較例の中空パイプの先端部の撓みは、略計算値と同等の１１．３ｍｍであり、本発明の中空パイプ１に比較して撓み量が大であった。
As a result of the measurement, the bending of the tip of the hollow pipe of the comparative example was 11.3 mm, which is substantially equal to the calculated value, and the bending amount was large compared to the
なお、上述したように、図１０に、本発明者が行った、ベースパイプ（ＧＦＲＰ）を補強材（ＣＦＲＰ）にて補強した中空パイプの断面形状と、断面二次モーメントの関係の検討結果を示しているが、同じ断面積を持つ補強材（ＣＦＲＰ）で補強された各種の断面形状の中空パイプを比較すると、本発明の中空パイプ２に相当する図１０（ａ）の中空パイプは、矩形断面形状の中空パイプ（図１０（ｂ））より若干断面二次モーメントは低いが、中空円形断面形状の中空パイプ（図１０（ｃ）））、上記比較例に相当する楕円中空形状の中空パイプ（図１０（ｄ））に比較して大幅に断面二次モーメントが高いことが分かる。
As described above, FIG. 10 shows the results of the examination of the relationship between the cross-sectional shape of the hollow pipe obtained by reinforcing the base pipe (GFRP) with the reinforcing material (CFRP) and the cross-sectional secondary moment performed by the present inventor. As shown, when comparing hollow pipes of various cross-sectional shapes reinforced with a reinforcing material (CFRP) having the same cross-sectional area, the hollow pipe of FIG. 10 (a) corresponding to the
また、上記具体例による本発明の中空パイプ１の撓み測定結果と、上記比較例の撓み測定の結果から判断すると、本発明の中空パイプ１は、上述のように、その断面は矩形断面より若干断面二次モーメントは低いが、中空円形断面及び楕円中空断面に比較して大幅に断面二次モーメントが高く、従って、ＦＲＰの材料効率を高くし得ること、即ち、ＦＰＲの材料使用量を低減し得ることが理解される。
Judging from the results of the measurement of the deflection of the
１ 中空パイプ
２ ベースパイプ
２ａ、２ｂ 繊維強化樹脂材
３ 補強部材
３ａ〜３ｆ 補強材（繊維強化樹脂材）
４ 表皮層
２１ 上面壁
２２ 下面壁
２３、２４ 側面壁
１００ マンドレル
DESCRIPTION OF
4
Claims (11)
前記ベースパイプの前記上面壁及び前記下面壁に積層された、前記ベースパイプの前記繊維強化樹脂材より長手軸線方向の縦弾性率が同じか或いは高い繊維強化樹脂材にて形成された補強部材と、
を有することを特徴とする中空パイプ。 Base pipes made of a long, fiber-reinforced resin material extending in the longitudinal axis direction, and parallel upper and lower walls arranged vertically in a cross section perpendicular to the longitudinal axis direction And a base pipe having both side walls that are integrally disposed at both end portions of the upper surface wall and the lower surface wall and curved outwardly,
A reinforcing member formed of a fiber reinforced resin material laminated on the upper surface wall and the lower surface wall of the base pipe and having a longitudinal elastic modulus equal to or higher than that of the fiber reinforced resin material of the base pipe in the longitudinal axis direction; ,
A hollow pipe characterized by comprising:
０．３≦Ｗ１／Ｈ１≦１０
であることを特徴とする請求項７に記載の中空パイプ。 When the width of the top wall and the bottom wall is W1, and the distance between the top wall and the bottom wall is H1,
0.3 ≦ W1 / H1 ≦ 10
The hollow pipe according to claim 7, wherein:
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104006226A (en) * | 2014-06-13 | 2014-08-27 | 梁喜 | Novel PPR pipe and connecting piece used for connecting novel PPR pipes |
| CN104175633A (en) * | 2013-05-24 | 2014-12-03 | 吉坤日矿日石能源株式会社 | Pipe shape forming body |
| JP2019070288A (en) * | 2017-10-11 | 2019-05-09 | 株式会社竹中工務店 | Construction material and form for placing concrete |
| JP2020049701A (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | ミズノ テクニクス株式会社 | Cylindrical body and method for manufacturing the same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09295351A (en) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | Hamaguchi Keiki Kogyo Kk | Profile thickness non-uniform frp pipe and its production |
| JP2000301612A (en) * | 1999-04-20 | 2000-10-31 | Toho Rayon Co Ltd | Production of cylindrical body |
| JP2007090794A (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Mizuno Technics Kk | Tubular member made from fiber reinforced resin and manufacturing method of it |
| JP2007186228A (en) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Toho Tenax Co Ltd | Frp-made container constituting member and light-weight container using the same |
| JP2007196615A (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Nippon Oil Corp | Ellipse-formed support member |
-
2010
- 2010-04-21 JP JP2010098311A patent/JP5627078B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09295351A (en) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | Hamaguchi Keiki Kogyo Kk | Profile thickness non-uniform frp pipe and its production |
| JP2000301612A (en) * | 1999-04-20 | 2000-10-31 | Toho Rayon Co Ltd | Production of cylindrical body |
| JP2007090794A (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Mizuno Technics Kk | Tubular member made from fiber reinforced resin and manufacturing method of it |
| JP2007186228A (en) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | Toho Tenax Co Ltd | Frp-made container constituting member and light-weight container using the same |
| JP2007196615A (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Nippon Oil Corp | Ellipse-formed support member |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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