JP3132876B2 - 繊維強化樹脂製管継手の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繊維強化樹脂製管継手
の製造方法及び製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、繊維強化樹脂製管継手体を製造す
るのに、フィラメントワインディング（ＦＷ法）が用い
られることはよく知られている。管体が直線状であれば
ＦＷ法を適用するのは比較的容易である。

【０００３】しかし、Ｔ字型管継手のような直線状でな
い管体をＦＷ法により製造する場合、特に枝管部形成部
及び枝管部形成部と主管部形成部との交差部に硬化性樹
脂含浸強化繊維を均一に巻き付け、耐圧強度のある繊維
強化樹脂製管継手を得るのは容易でない。

【０００４】そこで、例えば、Ｔ字型マンドレルに手作
業で硬化性樹脂含浸強化繊維を積層するいわゆるハンド
レアップ成形法が一般的に採用されている。又、特開平
１─２００９３９〜２００９４１号公報に記載されてい
る如く、主管部と枝管部とからなるＴ字管マンドレル
を、基準面内の回転軸芯の周りに回転、回動させると共
に、フィードアイをフィードアイの移動平面内で一次元
的、二次元的又は三次元的に移動させる操作により繊維
強化樹脂製積層Ｔ字管を成形する方法が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ハンドレアッ
プ成形法では、手作業で積層作業を行うので、成形時間
が長くなり、生産性が低く、コスト高となる。又、個人
差によりバラツキがあるので、成形品の安定性や信頼性
が低いという問題点がある。

【０００６】又、特開平１─２００９３９〜２００９４
１号公報に記載の方法では、Ｔ字管マンドレルの回転、
回動をコンピューター制御し、プログラムにより作動さ
せても、その作動が複雑なために、成形速度を速くする
ことができず、また、回転軸を含む２軸への巻付け角度
が制約されてしまい、高強度の繊維強化樹脂製管継手を
成形することは容易でないという問題点がある。

【０００７】本発明は、上記の如き従来の問題点を解消
し、高強度、高精度のＴ字型の繊維強化樹脂製管継手
を、生産性よく、且つ安価に製造する方法を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、主管部形成部と、該主管部形成部に着脱自在な枝管
部形成部よりなるマンドレルに硬化性樹脂含浸強化繊維
を巻き付け、樹脂を硬化させて繊維強化樹脂層を形成し
た後、マンドレルを脱型して繊維強化樹脂製管継手を製
造する方法であって、型受け部材と枝管芯押し部材と主
管芯押し部材と可動架台とが備えられた繊維強化樹脂製
管継手の製造装置を用いて、型受け部材の軸線上のマン
ドレルを支持する位置に枝管芯押し部材を移動させて、
組立て状態のマンドレルの枝管部形成部を型受け部材と
枝管芯押し部材との間で支持して、枝管部形成部を回転
軸として回転させて枝管部形成部の周りに硬化性樹脂含
浸強化繊維を巻き付け、その周りに硬化性樹脂含浸強化
繊維が巻き付けられたマンドレルを可動架台に受けた状
態で型受け部材と枝管芯押し部材の支持を外し、型受け
部材の軸線上のマンドレルを支持する位置に主管芯押し
部材を移動させて枝管芯押し部材と入れ替えて、マンド
レルの主管部形成部を型受け部材と主管芯押し部材との
間で支持し、主管部形成部を回転軸として回転させて主
管部形成部の周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付け
るか、又は、型受け部材の軸線上のマンドレルを支持す
る位置に主管芯押し部材を移動させて、組立て状態のマ
ンドレルの主管部形成部を型受け部材と主管芯押し部材
との間で支持して、主管部形成部を回転軸として回転さ
せて主管部形成部の周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻
き付け、その周りに硬化性樹脂含浸強化繊維が巻き付け
られたマンドレルを可動架台に受けた状態で型受け部材
と主管芯押し部材の支持を外し、型受け部材の軸線上の
マンドレルを支持する位置に枝管芯押し部材を移動させ
て主管芯押し部材と入れ替えて、マンドレルの枝管部形
成部を型受け部材と枝管芯押し部材との間で支持し、枝
管形成部を回転軸として回転させて枝管部形成部の周り
に硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付け、これらの樹脂を
硬化して繊維強化樹脂層を形成した後脱型する繊維強化
樹脂製管継手の製造方法である。

【０００９】本願の請求項２の発明は、枝管部形成部と
主管部形成部とを有するマンドレルの周りに硬化性樹脂
含浸強化繊維を巻き付けて繊維強化樹脂製管継手を製造
する装置であって、型受け部材と枝管芯押し部材と主管
芯押し部材と可動架台とが備えられ、型受け部材の軸線
上のマンドレルを支持する位置に、枝管芯押し部材又は
主管芯押し部材のいずれかが択一的に移動されて、型受
け部材と枝管芯押し部材又は主管芯押し部材との間でマ
ンドレルを支持し、枝管部形成部又は主管部形成部を回
転軸とする回転を切り替えてその周りに硬化性樹脂含浸
強化繊維を巻き付けることが可能とされ、且つ可動架台
は、型受け部材と枝管芯押し部材又は主管芯押し部材と
の間に配置され、型受け部材と枝管芯押し部材又は主管
芯押し部材との間より取り外したマンドレルを受けとめ
て水平面に沿って回動し、型受け部材と枝管芯押し部材
との間での枝管部形成部の支持位置と、型受け部材と主
管芯押し部材との間での主管部成形部の支持位置との切
り換えが可能とされている繊維強化樹脂製管継手の製造
装置である。

【００１０】本発明において、使用する強化繊維として
は、特に限定されるものではないが、ガラス繊維、炭素
繊維等の無機繊維、あるいはアラミド繊維、ポリエチレ
ンテレフタレート繊維（ＰＥＴ繊維）等の有機繊維等が
挙げられ、これらの繊維からなるロービング、クロステ
ープ（ロービングを、例えば井桁状に織ったもので織り
方や幅は特に限定されない）が好適に用いられる。

【００１１】硬化性樹脂含浸強化繊維は、上記強化繊維
に硬化性樹脂が含浸されたものであり、強化繊維１００
重量部に対し、硬化性樹脂が５０〜２００重量部含浸さ
れているのが好ましい。

【００１２】硬化性樹脂としては、従来公知の熱硬化性
樹脂及び光硬化性樹脂が使用され、熱硬化性樹脂である
不飽和ポリエステル樹脂及びエポキシ樹脂が好適に使用
される。

【００１３】硬化性樹脂には、必要に応じて、アエロジ
ル、ガラスバルーン、炭酸カルシウム、タルク等の充填
剤が添加されてもよく、その添加量は硬化性樹脂１００
重量部に対し、０．５〜５０重量部が好ましい。

【００１４】又、硬化性樹脂には、一般に硬化剤や硬化
促進剤が添加されるが、従来公知のものが使用されてよ
く、熱硬化剤としては、例えば、メチルエチルケトンパ
ーオキサイド、ベンゾイルパーミキサイド等が挙げら
れ、硬化促進剤としては、例えは、ナフテン酸コバル
ト、ナフテン酸マンガン、ジメチルアニリン等が挙げら
れる。

【００１５】

【作用】本願の請求項１の発明の繊維強化樹脂製管継手
の製造方法は、型受け部材と枝管芯押し部材と主管芯押
し部材と可動架台とが備えられた繊維強化樹脂製管継手
の製造装置を用いて、型受け部材の軸線上のマンドレル
を支持する位置に枝管芯押し部材を移動させて、組立て
状態のマンドレルの枝管部形成部を型受け部材と枝管芯
押し部材との間で支持して、枝管部形成部を回転軸とし
て回転させて枝管部形成部の周りに硬化性樹脂含浸強化
繊維を巻き付け、その周りに硬化性樹脂含浸強化繊維が
巻き付けられたマンドレルを可動架台に受けた状態で型
受け部材と枝管芯押し部材の支持を外し、型受け部材の
軸線上のマンドレルを支持する位置に主管芯押し部材を
移動させて枝管芯押し部材と入れ替えて、マンドレルの
主管部形成部を型受け部材と主管芯押し部材との間で支
持し、主管部形成部を回転軸として回転させて主管部形
成部の周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付けるか、
又は、逆に、主管部形成部を回転軸として回転させて主
管部形成部の周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付
け、次いで、枝管形成部を回転軸として回転させて枝管
部形成部の周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付け、
これらの樹脂を硬化して繊維強化樹脂層を形成した後脱
型することにより、枝管部形成部及び主管部形成部への
硬化性樹脂含浸強化繊維の巻付け角度が制約されること
がなく、高強度及び高精度の枝管付きの繊維強化樹脂製
管継手を製造することができる。又、硬化性樹脂含浸強
化繊維を巻き付ける際に、マンドレルを複雑に回転させ
る必要がないので、枝管付きの繊維強化樹脂製管継手を
生産性よく、且つ安価に製造することができる。

【００１６】本願の請求項２の発明の繊維強化樹脂製管
継手の製造装置は、型受け部材と枝管芯押し部材と主管
芯押し部材と可動架台とが備えられ、型受け部材の軸線
上のマンドレルを支持する位置に、枝管芯押し部材又は
主管芯押し部材のいずれかが択一的に移動されて、型受
け部材と枝管芯押し部材又は主管芯押し部材との間でマ
ンドレルを支持し、枝管部形成部又は主管部形成部を回
転軸とする回転を切り替えてその周りに硬化性樹脂含浸
強化繊維を巻き付けることが可能とされ、且つ可動架台
は、型受け部材と枝管芯押し部材又は主管芯押し部材と
の間に配置され、型受け部材と枝管芯押し部材又は主管
芯押し部材との間より取り外したマンドレルを受けとめ
て水平面に沿って回動し、型受け部材と枝管芯押し部材
との間での枝管部形成部の支持位置と、型受け部材と主
管芯押し部材との間での主管部成形部の支持位置との切
り換えが可能とされていることにより、枝管部形成部を
回転軸とする回転と、主管部形成部を回転軸とする回転
との間のセット換えを、速やかに且つ確実に行うことが
でき、枝管付きの繊維強化樹脂製管継手を生産性よく、
且つ安価に製造する装置として用いることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明をＴ字型マンドレルを使用した
実施例により、図面を参照しながら具体的に説明する。

【００１８】図１は、本発明に使用するフィードアイの
作動を示す説明図である。フィードアイ２は、Ｔ字型マ
ンドレル１の軸に沿うＸ軸方向の移動作動、Ｔ字型マン
ドレル１に近接離反するＺ軸方向の移動作動および上下
方向のＹ軸方向の移動作動の三次元的移動作動と、Ｔ字
型マンドレル１の回転軸を含む水平面上で回動するＶで
示される回動作動および硬化性樹脂含浸強化繊維の繰り
出し方向を回転軸として回転するＵで示される回転作動
が可能とされている。

【００１９】図２は、本発明に使用するＴ字型マンドレ
ル１を示す正面図である。Ｔ字型マンドレル１は主管部
形成部１１と枝管部形成部１２とを備えている。主管部
形成部１１は、ポリエチレン等を用いてブロー成形によ
り成形した成形品であって、直線状の中空体であり、両
端に管接続部形成部１１１が設けられている。その外周
面には、管接続部の内周面にパッキングを装着する溝を
形成するための凸条が周方向に沿って複数個設けられて
いる。その先端は密閉された頭部１１２とされている。
主管部形成部１１の中央部には、その軸方向と直角方向
をなす横方向に小さく突出する枝管部形成部接続部１１
３が設けられている。

【００２０】尚、主管部形成部１１は上記の構造のもの
に限定されず、例えば、略中央部で左右の２つ割りとさ
れ、両者間をホットメルト接着剤で接着するか、軸方向
に相対的に移動させて嵌め合うような構造としてもよ
い。

【００２１】又、主管部形成部１１の中央部の周りを、
予め、強度向上のために、樹脂含浸強化短繊維をハンド
レアップ成形により塗布後自然常温硬化させておいても
よい。

【００２２】枝管部形成部１２は、ポリエチレン等を用
いてブロー成形により成形した成形品であって、直線状
の中空体であり、先端部に管接続部形成部１２１が設け
られている。その外周面には、管接続部の内周面にパッ
キングを装着する溝を形成するための凸条が周方向に沿
って複数個設けられている。その先端は密閉された頭部
１２２とされている。基端部の端部には開口部１２３が
設けられている。そして、主管部成形部１１の接続部１
１３に開口部１２３を嵌合するようにして、枝管部形成
部１２を主管部形成部に装着して、Ｔ字型マンドレル１
が形成される。この際、接続部１１３の外周面と開口部
１２３の内周面間を、適宜ホットメルト接着剤等により
接着すると、両者間が強固に固定されて好適である。

【００２３】尚、枝管部形成部１２の主管部形成部１１
への装着の仕方は上記の場合に限定されず、適宜両者間
を嵌め合いにし、脱型時に枝管部形成部１２の軸方向に
抜き取ることができるような構造としてもよい。

【００２４】図３は、本発明に使用する繊維強化樹脂製
管継手の製造装置３を示す正面図である。繊維強化樹脂
製管継手の製造装置３は、型受け部材３４と、主管芯押
し部材３２と、枝管芯押し部材３３と、可動架台３６と
を備えている。

【００２５】型受け部材３４は駆動側チャック３１と軸
３４１よりなり、駆動側チャック３１は軸３４によりモ
ーターボックス３７内のモーターに連絡され、回転可能
になされている（真空吸引は図示せず）。駆動側チャッ
ク３１には、主管部形成部１１の一端部の頭部１１２及
び枝管部成形部１２の頭部１２２の外面形状に対応する
凹部３１１が設けられ、凹部３１１の内表面には微細孔
が設けられ、微細孔を通して真空吸引が可能とされてい
る。駆動側チャック３１の外周には、複数個のピン３１
２が周方向に沿って所定間隔をあけて一列に設けられて
いる。このピン３１２は硬化性樹脂含浸強化繊維をヘリ
カル状に巻き付ける際に、繊維を滑らせることなく巻付
け角度の精度をよくするのに使用する。

【００２６】主管芯押し部材３２の先端には、支持側チ
ャック３２１が周方向に回転可能に設けられている。支
持側チャック３２１は、主管部形成部１１の他端部の頭
部１１２の外面形状に対応する凹部が設けられ、凹部の
内表面には微細孔が設けられ、微細孔を通して真空吸引
が可能とされている。支持側チャック３２１の外周に
は、複数個のピン３２２が周方向に沿って所定間隔をあ
けて一列に設けられている。支持側チャック３２１は、
シリンダー３２３に接続され、シリンダー３２３を伸縮
することにより、駆動側チャック３１に対して接近させ
たり離したりすることができるようにされている。

【００２７】枝管芯押し部材３３の先端には、頂部が尖
った形状とされた枝管押し部３３１が周方向に回転可能
に設けられている。枝管押し部３３１は、シリンダー３
３２に接続され、シリンダー３３２を伸縮することによ
り、駆動チャック３１に対して接近させたり離したりす
ることができるようにされている。

【００２８】主管芯押し部材３２と枝管芯押し部材３３
とは、図４に示す如く、Ｌ字状の回動板３５１の先端部
にそれぞれ装着されている。Ｌ字状の回動板３５１はそ
の中央部が第１の固定架台３５に、軸受け３５２により
軸着されている。又、Ｌ字状の回動板３５１にはアーム
３５３の一端部が固定され、アーム３５３の他端部が固
定架台３５に固定された第１のシリンダー３５４のアー
ムの先端に回動自在に軸着されている。そして、第１の
シリンダー３５４を縮めると、図３に示す如く、主管芯
押し部材３２が駆動側チャック３１の軸線上の位置に移
動され、第１のシリンダー３５４を伸ばすと、図示しな
いが、Ｌ字状の回動板３５１が回動して、枝管芯押し部
材３３が主管芯押し部材３２と入れ替って駆動側チャッ
ク３１の軸線上の位置に移動される機構とされている。

【００２９】図３に示す如く、固定架台３５には、第２
のシリンダー３５５が固定されており、第２のシリンダ
ー３５５のアームの先端が可動架台３６の連絡板３６１
に連結されている。

【００３０】可動架台３６は、モーターボックス３７と
固定架台３５との間に位置するように設けられている。
可動架台３６は、回転テーブル３６２と回転モーター３
６４と軸受け部材３６５よりなり、回転テーブル３６２
は軸３６３を介して回転モーター３６４に連結され、水
平面上を周方向に回転可能とされている。回転テーブル
３６２上には、軸受け部材３６５が設けられている。軸
受け部材３６５は、先端に主管受け部３６５ａが設けら
れた主管用シリンダー３６５ｂと、先端部に枝管受け部
３６５ｃが設けられた枝管用シリンダー３６５ｄとから
構成されている。

【００３１】駆動側チャック３１と、支持側チャック３
２１又は枝管押し部３３１間にＴ字型マンドレル１を支
持して、その周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付け
るときには、軸受け部材３６５の主管用シリンダー３６
５ｂ及び枝管用シリンダー３６５ｄは縮められた状態と
され、Ｔ字型マンドレル１の駆動側チャック３１の軸線
を回転軸とする回転、及びその周りに硬化性樹脂含浸強
化繊維を巻き付けるのに支障がないようにされる。

【００３２】そして、Ｔ字型マンドレル１の枝管部形成
部１２を回転軸として回転させて、その周りに硬化性樹
脂含浸強化繊維を巻き付けた後に、主管部形成部１１を
回転軸として回転させて、その周りに硬化性樹脂含浸強
化繊維を巻き付けるようなセット換えのときには、軸受
け部材３６５の主管用シリンダー３６５ｂ及び枝管用シ
リンダー３６５ｄは伸ばされて、Ｔ字型マンドレル１を
受けとめて、セット換えを行う役割をはたす。

【００３３】以下、図５を参照し、Ｔ字型マンドレル１
の枝管部形成部１２の周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を
巻き付けた後、主管部形成部１１の周りに回転させる状
態にセット換えする状態を例にとり説明する。

【００３４】まず、図５（ａ）に示す如く、Ｔ字型マン
ドレル１の枝管部形成部１２の周りに硬化性樹脂含浸強
化繊維が巻き付けられた状態で、枝管部形成部１２の頭
部１２２が駆動側チャック３１に固定され、主管部形成
部１１の中央部の枝管部形成部１２が連結された部分と
は反対の部分に枝管芯押し部材３３の枝管押し部３３１
が当接された状態とされている。

【００３５】この状態から、図５（ｂ）に示す如く（図
３参照）、軸受け部材３６５の主管用シリンダー３６５
ｂ及び枝管用シリンダー３６５ｄは伸ばして、それぞ
れ、Ｔ字型マンドレル１の主管部形成部１１を主管受け
部３６５ａで受けるとともに、その周りに硬化性樹脂含
浸強化繊維が巻き付けられた枝管形成部１２を枝管受け
部３６５ｃで受けておいて、駆動側チャック３１の真空
吸引を解除する。また、シリンダー３３２を縮めて、枝
管芯押し部３３１を駆動側マンドレル３１から後退させ
る。

【００３６】そして、図５（ｃ）に示す如く（図３参
照）、第２のシリンダー３５５を縮めることにより、Ｔ
字型マンドレル１を軸受け部材３６５で受けた状態で可
動架台３６とともに駆動チャック３１から引っ張り出
す。

【００３７】次に、図５（ｄ）に示す如く（図３参
照）、ターンテーブル３６２を１／４周回転させて、Ｔ
字型マンドレル１の主管部形成部１１の一端部を駆動チ
ャック３１の方に向ける。

【００３８】次に、図５（ｅ）に示す如く（図３参
照）、第２のシリンダー３５５を伸ばし可動架台３６を
駆動側チャック３１の方向に移動させて、主管部形成部
１１の一端部の頭部１１２を駆動チャック３１に接近さ
せ、真空吸引して固定する。

【００３９】同時に、図４に示す第１のシリンダー３３
２を伸ばして、主管芯押し部材３２を、駆動チャック３
１の軸線上に位置させる。最後に、シリンダー３２３を
伸ばしてＴ字型マンドレル１の主管部形成部１１の他端
部の頭部に支持側チャック３２１を押し付け、真空吸引
して固定することによって、Ｔ字型マンドレル１の主管
部形成部１１を回転軸とする回転が可能な状態として、
一連のセット換えを終了する。次に、本発明の繊維強化
樹脂製管継手を製造する方法の一実施例を図６〜図９を
参照して説明する。

【００４０】第１工程として、図６に示す如く、Ｔ字型
マンドレル１の枝管部形成部１２を回転軸として回転さ
せて、枝管部形成部１２の周りに熱硬化性樹脂含浸強化
繊維を巻き付ける。

【００４１】まず、図６（ａ）に示す如く、枝管部形成
部１２の頭部１２２を装置３の駆動側チャック３１に真
空吸引して固定する。尚、必要に応じて、ボルトによる
締め付け等、適当な固定手段を採用してもよい。Ｔ字型
マンドレル１の中央部の枝管部形成部１２が装着された
部分とは反対の部分に枝管芯押し部材３３の押付部３３
１を押し付ける。尚、必要に応じ、略中央部の周りに補
強層形成用の熱硬化性樹脂含浸ガラスマット並びにクロ
スを巻き付け、半硬化させておく。

【００４２】次に、必要に応じて、図６（ｂ）に示す如
く、枝管部形成部１２の周りに、ウィーピング防止層形
成用の熱硬化性樹脂含浸不織布を巻き付ける。次の、図
６（ｃ）に示す如く、駆動側チャック３１を回転させ
て、枝管部形成部１２を回転軸として回転させ、フィー
ドアイ２を用い、複数本のガラスロービングに熱硬化性
樹脂含浸強化繊維４を、枝管部形成部１２の管接続部形
成部１２１から基端部の周囲に巻き付ける。この際、ま
ず、フープ巻きにて巻き付け、次に、ヘリカル巻きにて
巻き付け、更に、再度フープ巻きにて巻き付ける。ヘリ
カル巻きにて巻き付ける際に、図６（ｃ）に示す如く、
駆動側チャック３１のピン３１２と主管部形成部１１と
の交差部間をヘリカル巻きにする。このとき、単に駆動
側チャック３１のピン３１２と主管部形成部１１の基端
部間を往復するようにヘリカル巻きするだけでもかまわ
ないが、主管部形成部１１の枝管部形成部１２が装着さ
れた部分とは反対の部分まで巻き付けるようにして、硬
化性樹脂含浸強化繊維４を主管部形成部１１との交差部
に巻き付けるようにすると、成形品の主管部と枝管部と
の交差部が強化されて好適である。 フィードアイ２
は、枝管部形成部１２の軸に沿うＸ軸方向の移動作動お
よびＶで示される回転作動の２軸の作動を行わせる。上
記の作動の他、枝管部形成部１２に近接離反するＺ軸方
向の移動作動、上下方向のＹ軸方向の移動作動及びＵで
示される回動作動を加えた５軸の作動を行わせてもよ
い。

【００４３】最後に、駆動側チャック３１の回転を停止
し、駆動側チャック３１のピン３１２の部分で、繊維を
切断する。第２工程として、図５を参照した上記の説明
の如く、セット換えを行う。

【００４４】第３工程として、図７に示す如く、Ｔ字型
マンドレル１を、主管部形成部１１を回転軸として回転
させて、主管部形成部１１及び枝管部形成部１２との交
差部の周りに熱硬化性樹脂含浸強化繊維４を巻き付け
る。

【００４５】まず、図７（ａ）に示す如く、Ｔ字型マン
ドレル１の主管部形成部１１の一端部の頭部１１２を駆
動チャック３１に真空吸引により固定し、他端部の頭部
１１２を支持チャック３２１に真空吸引により固定す
る。そして、必要に応じて、主管部形成部１１の略中央
部の周りにウィーピング防止用の熱硬化性樹脂含浸不織
布を巻きつける。

【００４６】次に、図７（ｂ）に示す如く、駆動側チャ
ック３１を回転して、主管部成形部１１を回転軸として
回転させ、フィードアイ２を用い、複数本のガラスロー
ビングに熱硬化性樹脂含浸強化繊維４を、主管部形成部
１１の周囲に巻き付ける。

【００４７】この際、まず、図７（ｂ）に示す如く、フ
ープ状に巻き付け、次に、図７（ｃ）に示す如く、ヘリ
カル状に巻き付け、更に、必要に応じて、再度フープ状
に巻き付ける。図７（ｃ）に示す如く、ヘリカル状に巻
き付ける際に、駆動側チャック３１のピン３１２と支持
側チャック３２１のピン３２２間に巻き付けるようにし
て行う。又、同時に、駆動側チャック３１のピン３１２
と枝管部形成部１２の基端部間及び枝管部形成部１２の
基端部と支持側チャック３２１のピン３２２間をターン
させるようにして巻き付けるようにして、主管部形成部
１１と枝管部形成部１２との交差部との周りに特に念入
りに巻き付ける。

【００４８】尚、フィードアイ２の作動は、主管部形成
部１１の軸に沿うＸ軸方向の移動作用及びＶで示される
回転作動の２軸の作動を行わせる。尚、枝管部形成部１
２の基端部との交差部に硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き
付けるときに、上記の作動の他、主管部形成部１１に近
接離反するＺ軸方向の移動作動、上下方向のＹ軸方向の
移動作動及びＵで示される回動作動を加えた５軸の作動
を行わせてもよい。

【００４９】最後に、図７（ｄ）に示す如く、駆動側チ
ャック３１の回転を停止し、駆動側チャック３１のピン
３１２及び支持側チャック３２１のピン３２２の部分で
繊維を切断する。そして、装置３の駆動側チャック３１
及び支持側チャック３２１を真空吸引を解除して外し、
硬化性樹脂含浸強化繊維４が巻き付けられたＴ字型マン
ドレル１を取り出す。

【００５０】第４工程として、図８に示す如く、Ｔ字型
マンドレル１の周りに巻き付けた硬化性樹脂含浸強化繊
維４をヒーター５により加熱硬化させて、繊維強化樹脂
層を形成する。

【００５１】第５工程として、図９に示す如く、まず、
Ｔ字型マンドレル１の枝管部形成部１２を押し潰すよう
にして脱型する。この際、枝管部形成部１２と主管部成
形部１１に接続部１１３との接着にホットメルト接着を
使用したとしても、乾燥時の加熱により溶融しているの
で、脱型には支障がない。次いで、主管部形成部１１を
押し潰すようにして脱型して、Ｔ字状の繊維強化管継手
を得る。

【００５２】尚、上記樹脂含浸強化繊維を巻き付ける際
に、フィードアイ２の作動及び曲成マンドレル１の回転
作動をコンピューター制御するようにすれば、高精度
化、効率化されるので好ましい。

【００５３】制御精度は、コンピューターで制御する場
合は問題ないが、０．１ｍｍ以上の精度があれば十分で
ある。尚、各軸のモーターには、ＡＣサーボモーターを
使用するのが好ましい。

【００５４】又、主管部形成部に熱硬化性樹脂含浸強化
繊維を巻き付けた後、枝管部形成部に熱硬化性樹脂含浸
強化繊維を巻き付けるには上記工程において第１工程と
第３工程を逆にすればよい。

【００５５】実施例１ 図１に示すフィードアイ２、図２に示すＴ字型マンドレ
ル１、及び図３〜図５に示す繊維強化樹脂製管継手の製
造装置３を用いて、図５〜図９に示す工程に従い、下記
条件により、平均肉厚１０ｍｍのＴ字型の管継手（主管
部直径：１５０ｍｍ、枝管部直径７５ｍｍ）を製造し
た。

【００５６】熱硬化性樹脂含浸強化繊維、熱硬化性樹脂
含浸不織布及び熱硬化性樹脂含浸ガラスマット並びにク
ロス中の、樹脂組成物として、不飽和ポリエステル樹脂
（三井東圧社製：商品名「エスターＲ２３５）１００重
量部と、メチルエチルケトンパーオキサイド０．３３重
量部と、ナフテン酸コバルト０．００３重量部との混合
物を用いた。

【００５７】厚さ３ｍｍのポリエステル製のフェルト状
不織布（２００ｇ／ｍ² 、日本バイリーン社製）を上記
樹脂組成物に浸漬し、引き出した後６０分間自然乾燥し
て樹脂組成物を８０重量％含浸している熱硬化性樹脂含
浸不織布を得た。

【００５８】縦１５０ｍｍ、横３００ｍｍのチョップド
ストランドマット（旭ファイバーガラス社製、番手４５
０ｇ／ｍ² ）及び縦８０ｍｍ、横１５０ｍｍのロービン
グクロス（旭ファイバーガラス社製、番手３３０ｇ／ｍ
² ）を、それぞれ、上記樹脂組成物に浸漬し、引き出し
た後６０分間自然乾燥して樹脂組成物を６０重量％含浸
している熱硬化性樹脂含浸ガラスマット及び熱硬化性樹
脂含浸ガラスクロスを得た。

【００５９】まず、図６（ａ）に示すように主管部形成
部１１の中央部に２枚の上記熱硬化性樹脂含浸ガラスマ
ットを巻き付け、その上に１６枚の上記熱硬化性樹脂含
浸ガラスクロスを巻き付けた。

【００６０】次に、図６（ｂ）に示すように枝管部形成
部１２に熱硬化性樹脂含浸不織布を巻き付けた。次い
で、図６（ｃ）に示すように、１０本のガラスロービン
グ（番手２２３０ｇ／ｋｍ）に上記樹脂組成物を含浸し
た熱硬化性樹脂含浸強化繊維を枝管部形成部１２に巻き
付けた。

【００６１】次に、図７（ａ）に示すように主管部形成
部１１に２枚の熱硬化性樹脂含浸不織布を巻き付け、次
いで、図７（ｂ）〜（ｄ）及び図８に示すように熱硬化
性樹脂含浸強化繊維を巻き付けた後、ヒーターにより８
０℃で２時間加熱して熱硬化性樹脂を硬化した。

【００６２】尚、熱硬化性樹脂含浸強化繊維は、約５５
重量％の樹脂を含浸しており、この繊維を巻き付ける際
はフィードアイ２には、共にＸ，Ｖの２軸の作動を行わ
せた。

【００６３】硬化後、脱型して、繊維強化樹脂製管継手
を得た。その結果、枝管部形成部１２を駆動側チャック
３１と枝管芯押し部材３３との間に装着開始から、主管
部形成部１１を駆動側チャック３１と主管芯押し部材３
２の間から取り外すまでの成形時間（自然放置の時間を
除く。以下同じ。）は、２５分間であった。尚、図５に
示すマンドレルのセット換え時間は４０秒間であった。

【００６４】又、得られたＴ字型の繊維強化樹脂製管継
手に管を配管して、静水圧破壊試験を行った。その結
果、水漏れ及び破壊をおこすことのない耐圧強度は、４
２ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００６５】尚、静水圧破壊試験は、図１０及び図１１
に示す如く、本発明により得られたＴ字型の繊維強化樹
脂製管継手６の各管接続部６１に、短管７を接続し、短
管７の端部をフランジ８にて蓋をして、そのフランジ８
の一部より、静水圧を負荷することにより、耐圧強度を
評価した。

【００６６】実施例２ フィードアイにＸ，Ｖの２軸の作動を行わせる代わり
に、Ｘ，Ｖ，Ｙ，Ｚ，Ｕの５軸の作動を行わせたこと以
外は、実施例１と同様にして、実施例１と同様のＴ字型
の繊維強化樹脂製管継手の製造を行った。

【００６７】その結果、成形時間は、１８．５分間であ
った。尚、図５に示すセット換え時間は４０秒間であっ
た。又、繊維強化樹脂製Ｔ字型の管継手に管を配管し
て、静水圧破壊試験を行った。その結果、耐圧強度は、
４２ｋｇ／ｃｍ² であった。

【００６８】比較例 マンドレルへの強化繊維の巻き付けをフィードアイを用
いることなく行い、熱硬化性樹脂をハンドレアップ成形
法にて行ったこと、マンドレル回転装置によるセット換
えを行うことなく手作業によるセット換えを行ったこと
以外は実施例１と同様にして、平均肉厚が１５ｍｍであ
るＴ字型の繊維強化樹脂製管継手の製造を行った。

【００６９】その結果、成形時間は、４５分を要した。
尚、手作業によるセット換えに３分間を要した。又、Ｔ
字型の繊維強化樹脂製管継手に管を配管して、静水圧破
壊試験を行った。その結果、耐圧強度は、４２ｋｇ／ｃ
ｍ² であった。

【００７０】尚、実施例１と同様の平均肉厚１０ｍｍの
場合には、製品にバラツキが大きくて、常に４０ｋｇ／
ｃｍ² 以上の耐圧強度を常に満足させることができず、
常に実施例と同様に４０ｋｇ／ｃｍ² 以上の耐圧強度が
ある製品を得るためには、平均肉厚を１５ｍｍとする必
要があった。

【００７１】実施例１、実施例２及び比較例の説明から
も明らかな如く、実施例の場合には、いずれも成形時間
が短く、且つ内圧強度も高い。これに対して、比較例の
場合には、成形時間が長く、同じ実施例と同じ強度の製
品を安定して得るためには、その肉厚を厚くする必要が
あり、コスト高となった。

【００７２】

【効果】本願の請求項１の発明の繊維強化樹脂製管継手
の製造方法は、上記の如き構成とされているので、高強
度及び高精度の枝管付きの繊維強化樹脂製管継手を、生
産性よく、且つ安価に製造することができる。

【００７３】本願の請求項２の発明の繊維強化樹脂製管
継手の製造装置は、上記の如き構成とされているので、
枝管部形成部を回転軸とする回転と、主管部形成部を回
転軸とする回転との間のセット換えを、速やかに且つ確
実に行うことができ、枝管付きの繊維強化樹脂製管継手
を生産性よく、且つ安価に製造する装置として用いるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用するフィードアイの作動を示す説
明図である。

【図２】本発明に使用するＴ字型マンドレルの一例を示
す正面図である。

【図３】本発明に使用する繊維強化樹脂製管継手の製造
装置の一例を示す正面図である。

【図４】図３に示す装置における、右側面図である。

【図５】図３に示す装置を用いて、Ｔ字型マンドレル
を、枝管部形成部を回転軸とする回転から、主管部形成
部を回転軸とする回転へと、セット換えする状態を説明
する正面図である。

【図６】本発明の一実施例における、Ｔ字型マンドレル
の枝管部形成部を回転軸として回転させて、その周りに
熱硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付ける状態を説明する
正面図である。

【図７】本発明の一実施例における、Ｔ字型マンドレル
の主管部形成部を回転軸として回転させて、その周りに
熱硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付ける状態を説明する
正面図である。

【図８】本発明の一実施例における、ヒーターにより、
樹脂を硬化させて繊維強化樹脂層を形成する状態を示す
正面図である。

【図９】本発明の一実施例における、Ｔ字状マンドレル
を脱型する状態を示す正面図である。

【図１０】本発明により得られたＴ字型の繊維強化樹脂
製管継手の静水圧試験を行う状態を説明する正面図であ
る。

【図１１】本発明により得られたＴ字型の繊維強化樹脂
製管継手の静水圧試験における、接続部を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ Ｔ字型マンドレル ２ フィードアイ ３ 繊維強化樹脂製管継手の製造装置 ４ 熱硬化性樹脂含浸強化繊維 ５ ヒーター １１ 主管部形成部 １２ 枝管部形成部 ３１ 駆動側チャック ３２ 主管芯押し部材 ３３ 枝管芯押し部材 ３４ 型受け部材 ３５ 固定架台 ３６ 可動架台 ３２１ 支持側チャック ３３１ 枝管押し部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 31:24 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 70/16 B29C 70/06 F16L 41/02 F16L 47/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主管部形成部と、該主管部形成部に着脱
   自在な枝管部形成部よりなるマンドレルに硬化性樹脂含
   浸強化繊維を巻き付け、樹脂を硬化させて繊維強化樹脂
   層を形成した後、マンドレルを脱型して繊維強化樹脂製
   管継手を製造する方法であって、型受け部材と枝管芯押
   し部材と主管芯押し部材と可動架台とが備えられた繊維
   強化樹脂製管継手の製造装置を用いて、型受け部材の軸
   線上のマンドレルを支持する位置に枝管芯押し部材を移
   動させて、組立て状態のマンドレルの枝管部形成部を型
   受け部材と枝管芯押し部材との間で支持して、枝管部形
   成部を回転軸として回転させて枝管部形成部の周りに硬
   化性樹脂含浸強化繊維を巻き付け、その周りに硬化性樹
   脂含浸強化繊維が巻き付けられたマンドレルを可動架台
   に受けた状態で型受け部材と枝管芯押し部材の支持を外
   し、型受け部材の軸線上のマンドレルを支持する位置に
   主管芯押し部材を移動させて枝管芯押し部材と入れ替え
   て、マンドレルの主管部形成部を型受け部材と主管芯押
   し部材との間で支持し、主管部形成部を回転軸として回
   転させて主管部形成部の周りに硬化性樹脂含浸強化繊維
   を巻き付けるか、又は、型受け部材の軸線上のマンドレ
   ルを支持する位置に主管芯押し部材を移動させて、組立
   て状態のマンドレルの主管部形成部を型受け部材と主管
   芯押し部材との間で支持して、主管部形成部を回転軸と
   して回転させて主管部形成部の周りに硬化性樹脂含浸強
   化繊維を巻き付け、その周りに硬化性樹脂含浸強化繊維
   が巻き付けられたマンドレルを可動架台に受けた状態で
   型受け部材と主管芯押し部材の支持を外し、型受け部材
   の軸線上のマンドレルを支持する位置に枝管芯押し部材
   を移動させて主管芯押し部材と入れ替えて、マンドレル
   の枝管部形成部を型受け部材と枝管芯押し部材との間で
   支持し、枝管形成部を回転軸として回転させて枝管部形
   成部の周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付け、これ
   らの樹脂を硬化して繊維強化樹脂層を形成した後脱型す
   ることを特徴とする繊維強化樹脂製管継手の製造方法。
2. 【請求項２】 枝管部形成部と主管部形成部とを有する
   マンドレルの周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付け
   て繊維強化樹脂製管継手を製造する装置であって、型受
   け部材と枝管芯押し部材と主管芯押し部材と可動架台と
   が備えられ、型受け部材の軸線上のマンドレルを支持す
   る位置に、枝管芯押し部材又は主管芯押し部材のいずれ
   かが択一的に移動されて、型受け部材と枝管芯押し部材
   又は主管芯押し部材との間でマンドレルを支持し、枝管
   部形成部又は主管部形成部を回転軸とする回転を切り替
   えてその周りに硬化性樹脂含浸強化繊維を巻き付けるこ
   とが可能とされ、且つ可動架台は、型受け部材と枝管芯
   押し部材又は主管芯押し部材との間に配置され、型受け
   部材と枝管芯押し部材又は主管芯押し部材との間より取
   り外したマンドレルを受けとめて水平面に沿って回動
   し、型受け部材と枝管芯押し部材との間での枝管部形成
   部の支持位置と、型受け部材と主管芯押し部材との間で
   の主管部成形部の支持位置との切り換えが可能とされて
   いることを特徴とする繊維強化樹脂製管継手の製造装
   置。