JPH07329200A - Ｆｒｐ管成形用プリフォームの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定のＦＲＰ管成形用プリフォームを、安定
した品質にて自動的に製造する。 【構成】 芯材Ｓ１に筒状フイルム２１を被せる筒状フ
イルム装着工程と、筒状フイルム２１を被せた芯材Ｓ１
をプリプレグ捲回手段４まで移送する工程と、プリプレ
グ捲回手段４上にプリプレグＰを配置する工程と、芯材
Ｓ１に被せた筒状フイルム２１の上にプリプレグ捲回手
段４によりプリプレグＰを捲回してプリフォーム３１と
するプリプレグ捲回工程と、プリフォーム３１を芯材Ｓ
１とともにプリフォーム抜取り手段３まで移送する工程
と、プリフォーム３１をプリフォーム抜取り手段３によ
り芯材Ｓ１から抜き取るプリフォーム抜取り工程と、プ
リフォーム３１が抜き取られた芯材Ｓ１を前記筒状フイ
ルム装着工程へ戻す工程とを有する、ＦＲＰ管成形用プ
リフォームの製造方法および製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＦＲＰ管成形用プリフ
ォームの製造方法および製造装置に関する。さらに詳し
くは、例えば、ラケットのフレーム等の内圧成形積層管
用のプリフォーム製造に適用して最適な、ＦＲＰ管成形
用プリフォームの製造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ラケットフレーム等のＦＲＰ
管の製造方法として、特開昭６０−６３０７１号公報、
特開平５−９６０３０号公報にも述べられているよう
に、カーボン繊維やガラス繊維、その他の強化繊維より
なる織物や、一方向に引き揃えられたシート、編組等
に、エポキシ樹脂やポリエステル樹脂等を含浸したプリ
プレグやその他の素材を、発泡合成樹脂製芯材やゴム製
チューブ等に被覆した後、金型に組み込み、加熱加圧硬
化してＦＲＰ製ラケットフレームを成形する方法が公知
である。

【０００３】その際、プリフォームを製造する方法とし
ては、例えば、強化繊維である炭素繊維やガラス繊維の
織物や一方向に引き揃えたシート、あるいはその一方向
性シートを斜めまたは互いに交差させて重ねた積層シー
トに、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂等を含浸
したプリプレグのシートを作製し、該プリプレグシート
を所定の幅に各々裁断した後、１層あるいは複層づつ、
芯材に被覆した樹脂製またはゴム製のチューブ（または
筒状フイルム）の上に巻き付けて積層している。

【０００４】芯材にプリプレグを巻き付ける方法として
は、手作業によりプリプレグシートを順番に芯材に捲回
する方法や、いわゆるローリングテーブルの上に、芯材
とプリプレグシートを並べて配置し、芯材を加圧回転さ
せて、プリプレグシートを芯材に捲回する方法等が公知
である。

【０００５】また、芯材に樹脂製またはゴムチューブ
（筒状フイルム）を装着する作業や、成形したプリフォ
ームから芯材を抜き取る作業は、手作業により行われて
いる。しかし、このような方法では、芯材にチューブ
（筒状フイルム）を装着する工程、芯材にプリプレグを
捲回する工程、成形されたプリフォームを芯材から抜き
取る工程を各々手作業で行うので、作業効率が悪い、生
産性が低い、作業人数が多い、品質が不安定、成形時間
が長い、等の問題があった。

【０００６】また、芯材にプリプレグシートを捲回する
場合、繊維の配向方向が異なるプリプレグシートを所定
の順序で一枚づつ捲回すると、作業効率が悪い、品質が
不安定、成形時間が長い、自動化が難しい、プリプレグ
の裁断枚数が多い、裁断に伴うプリプレグの無駄が多
い、等の問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
を解消し、芯材に筒状フイルムを装着する工程、芯材に
プリプレグを捲回する工程、成形されたプリフォームか
ら芯材を抜き取る工程を順次実行できるようにして、所
望のＦＲＰ管成形用プリフォームを自動的に製造できる
方法および装置を提供することを目的とする。

【０００８】また、本発明は、複数枚の強化繊維材が予
め所定の順序に積層された強化繊維シートあるいはその
プリプレグシートを、少なくとも２枚芯材に捲回してプ
リフォームとすることにより、容易に自動化が可能で生
産性が高く、かつ作業効率の向上、品質の安定化、成形
時間の短縮、使用プリプレグ素材の無駄の低減が可能な
ＦＲＰ管成形用プリフォームの製造方法および製造装置
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】この目的に沿う本発明の
ＦＲＰ管成形用プリフォームの製造方法は、芯材に筒状
フイルムを被せる筒状フイルム装着工程と、芯材に被せ
た筒状フイルムの上にプリプレグを捲回してプリフォー
ムとする捲回工程と、プリフォームを芯材から抜き取る
プリフォーム抜取り工程と、プリフォームが抜き取られ
た芯材を前記筒状フイルム装着工程に戻す工程とを有す
ることを特徴とする方法からなる。

【００１０】また、本発明に係るＦＲＰ管成形用プリフ
ォームの製造方法は、芯材に筒状フイルムを被せる筒状
フイルム装着工程と、筒状フイルムを被せた芯材をプリ
プレグ捲回手段に移送する工程と、プリプレグ捲回手段
上にプリプレグを配置する工程と、芯材に被せた筒状フ
イルムの上にプリプレグ捲回手段によりプリプレグを捲
回してプリフォームとする捲回工程と、プリフォームを
芯材とともにプリフォーム抜取り手段に移送する工程
と、プリフォームをプリフォーム抜取り手段により芯材
から抜き取るプリフォーム抜取り工程と、プリフォーム
が抜き取られた芯材を前記筒状フイルム装着工程に戻す
工程とを有することを特徴とする方法からなる。

【００１１】上記方法において、各工程間での芯材の移
送は、例えば芯材をチャックで把持し、該チャックを移
動させて次の工程に芯材を移送し、次の工程でチャック
を解放して所定の位置に芯材を配置することにより行わ
れる。

【００１２】また、本発明に係るＦＲＰ管成形用プリフ
ォームの製造方法は、芯材に筒状フイルムを被せる筒状
フイルム装着工程と、捲回手段上に、少なくとも、前記
筒状フイルムの全周長よりも短い幅の第１の強化繊維シ
ートおよび所定の幅の第２の強化繊維シートを所定の重
ね幅をもたせて配置する工程と、捲回手段により、芯材
に被せた筒状フイルムの上に前記第１の強化繊維シート
を捲回し、続いてこの第１の強化繊維シートの上に、前
記第２の強化繊維シートを、捲回された前記第１の強化
繊維シートの開口部を覆うように捲回してプリフォーム
とする捲回工程と、プリフォームを芯材から抜き取るプ
リフォーム抜取り工程と、プリフォームが抜き取られた
芯材を前記筒状フイルム装着工程に戻す工程とを有する
ことを特徴とする方法からなる。

【００１３】この方法においては、上記第１、第２の強
化繊維シートが、複数枚の強化繊維材の積層体からなる
ことが好ましい。また、第１、第２の強化繊維シートが
プリプレグ化されていることが好ましい。

【００１４】すなわちこの方法においては、複数枚の強
化繊維材の積層シートからなる、少なくとも２枚の強化
繊維シートが芯材に被せた筒状フイルム上に捲回されて
プリフォームが成形される。

【００１５】また、本発明に係るＦＲＰ管成形用プリフ
ォームの製造方法は、芯材に筒状フイルムを被せる筒状
フイルム装着工程と、筒状フイルムを被せた芯材を捲回
手段に移送する工程と、捲回手段上に、少なくとも、複
数枚の強化繊維材が予め積層された、前記筒状フイルム
の全周長よりも短い幅の第１の強化繊維シートおよび所
定の幅の第２の強化繊維シートを所定の重ね幅をもたせ
て配置する工程と、捲回手段により、芯材に被せた筒状
フイルムの上に前記第１の強化繊維シートを捲回し、続
いてこの第１の強化繊維シートの上に、前記第２の強化
繊維シートを、捲回された前記第１の強化繊維シートの
開口部を覆うように捲回してプリフォームとする捲回工
程と、プリフォームを芯材とともにプリフォーム抜取り
手段に移送する工程と、プリフォームをプリフォーム抜
取り手段により芯材から抜き取るプリフォーム抜取り工
程と、プリフォームが抜き取られた芯材を前記筒状フイ
ルム装着工程に戻す工程とを有することを特徴とする方
法からなる。

【００１６】この方法においても、上記第１、第２の強
化繊維シートがプリプレグ化されていることが好まし
い。

【００１７】上記各製造方法においては、筒状フイルム
装着工程、捲回工程（プリプレグ捲回工程）、プリフォ
ーム抜取り工程の３工程に順次芯材が移送されるが、こ
の３工程が実質的に同時に行われ、各工程終了後、各工
程の３本の芯材が実質的に同時にローテーションされて
各芯材がそれぞれ次の工程に移動されるようにすること
が好ましい。

【００１８】また、本発明に係るＦＲＰ管成形用プリフ
ォームの製造装置は、芯材に筒状フイルムを被せる筒状
フイルム装着手段と、芯材に被せた筒状フイルムの上に
プリプレグを捲回してプリフォームとするプリプレグ捲
回手段と、プリフォームを芯材から抜き取るプリフォー
ム抜取り手段と、前記３手段に芯材を順次移動させるロ
ーテーション手段と、前記プリプレグ捲回手段にプリプ
レグを供給するプリプレグ供給手段とを有していること
を特徴とするものからなる。

【００１９】また、本発明に係るＦＲＰ管成形用プリフ
ォームの製造装置は、芯材に筒状フイルムを被せる筒状
フイルム装着手段と、水平方向にスライドするテーブル
と、そのテーブルの上方に位置し上下方向に移動するプ
レス板とを有し、テーブル上に配置された、筒状フイル
ムを被せた芯材をプレス板でプレスしながらテーブルを
スライドさせて芯材を回転させ、芯材に被せた筒状フイ
ルムの上にテーブル上に配置されたプリプレグを捲回し
てプリフォームとするプリプレグ捲回手段と、プリフォ
ームを芯材から抜き取るプリフォーム抜取り手段と、前
記筒状フイルム装着手段、プリプレグ捲回手段、プリフ
ォーム抜取り手段の３手段に順次芯材を移動させるロー
テーション手段と、前記プリプレグ捲回手段にプリプレ
グを供給するプリプレグ供給手段とを有していることを
特徴とするものからなる。

【００２０】ここで上記構造の装置においては、前記ロ
ーテーション手段は、３組のチャックを有し、３組のチ
ャックにそれぞれ把持した芯材を、前記筒状フイルム装
着手段、プリプレグ捲回手段、プリフォーム抜取り手段
の３手段間に順次移動させるよう構成されていることが
好ましい。

【００２１】このローテーション手段は、たとえば、芯
材を把持するためのチャックが、回転軸を中心にして３
組配置され、各チャックに把持された３本の芯材を順次
所定の工程間で移動させる構成とすることができる。

【００２２】

【作用】このようなＦＲＰ管成形用プリフォームの製造
方法および製造装置においては、芯材に筒状フイルムを
被せる工程から、成形されたプリフォームを取り出す工
程、さらにはプリフォームを抜き取った芯材を次の成形
に供する工程までの一連の工程が、順次自動的に行われ
る。

【００２３】したがって、各作業あるいは大半の作業を
手作業に頼っていた従来方法に比べ、生産性が著しく高
められ、かつ一連の工程中には実質的に手作業は無くな
ることから、作業効率も著しく高められ、しかも成形時
間も大幅に短縮される。

【００２４】また、自動化されることにより、成形上の
ばらつきが実質的に無くなり、プリフォームの品質が安
定する。

【００２５】さらに、第１の強化繊維シートおよび第２
の強化繊維シートを捲回する方法においては、予め積層
された所定の強化繊維シートを装置に配置すればよいの
で、配置が容易化されるとともに、芯材への捲回回数が
大幅に減り、生産性の向上、作業効率の向上とともに、
品質が安定する。また、積層により形成された強化繊維
シートを所定幅に裁断すればよいので、一枚づつ裁断し
ていた場合に比べ裁断回数（枚数）が大幅に減少し、使
用強化繊維材やプリプレグの無駄（ロス）の発生が大幅
に低減される。

【００２６】

【実施例】以下に、本発明のＦＲＰ管成形用プリフォー
ムの製造方法および製造装置の望ましい実施例を、図面
を参照して説明する。

【００２７】［実施例１］まず、本発明の実施例１に係
る製造方法の概略を、図１（製造装置の概略側面図）、
図２（概略正面図）、図３（概略平面図）、図４（芯材
のローテーションの位置を示す概略構成図）を参照して
説明する。

【００２８】実施例１に係るＦＲＰ管成形用プリフォー
ムの製造方法は、（１）プリプレグ捲回手段４のスライ
ドテーブル４ａ上に、プリプレグ供給手段５により、プ
リプレグＰを搬送供給して所定の位置に配置する工程、
（２）芯材Ｓ１のローテーション手段１の、芯材把持チ
ャック１ａ、１ｂに把持された芯材Ｓ１が、ローテーシ
ョン手段１の回転により位置Ａ（筒状フイルム装着位
置）に移送される工程、（３）芯材Ｓ１が、位置Ａにお
いて、筒状フイルム装着手段２により、筒状フイルムを
装着される工程、（４）芯材Ｓ１が、芯材ローテーショ
ン手段１の回転により位置Ｂ（芯材ローテーション手段
１と、プリプレグ捲回手段４の芯材受け渡し場所）に移
送される工程、（５）芯材Ｓ１が、位置Ｂにおいて、芯
材ローテーション手段１からプリプレグ捲回装置４に受
け渡される工程、（６）プリプレグ捲回手段により、芯
材Ｓ１に被せた筒状フイルム上にプリプレグＰが捲回さ
れ、プリフォームとされる工程、（７）プリプレグ捲回
手段４のスライドテーブル４ａ上に、プリプレグ供給手
段５により、次のプリプレグＰ′を供給、配置する工
程、（８）プリプレグＰが捲回された芯材Ｓ１が位置Ｂ
において、プリプレグ捲回手段４から芯材ローテーショ
ン手段１に受け渡される工程、（９）芯材Ｓ１が、芯材
ローテーション手段１の回転により、位置Ｃ（プリフォ
ーム抜取り場所）に移送される工程、（１０）位置Ｃに
おいて、成形されたプリフォームを、プリフォーム抜取
り手段３により、芯材Ｓ１から抜き取る工程、（１１）
芯材Ｓ１が、芯材ローテーション手段１の回転により再
び位置Ａ（筒状フイルム装着位置）に移送される（戻さ
れる）工程、で構成され、これらの工程を繰り返して、
プリフォームを連続的に製造できる。

【００２９】次に、各手段の構造について、その動作と
ともに詳細に説明する。まず、芯材ローテーション手段
１は、チャック１ａ、１ｂにより芯材を把持して片持ち
支持する。チャックの側面に配置されたシリンダ１ｃが
伸縮することにより、チャック１ｂが移動してチャック
が開閉される。回転軸１ｄは、モータ１ｅに接続されて
おり、モータ１ｅの回転により、芯材ローテーション手
段１が回転し、芯材Ｓ１を、図４の位置Ａ、Ｂ、Ｃに順
次移送する。位置Ｂは、回転軸１ｄの真下にあり、位置
Ａおよび位置Ｃは、回転軸１ｄを中心にして位置Ｂと各
々１２０度の角度をなしている。図１〜図３の装置概略
構成図では、芯材を片持ち支持してローテーションする
構成としているが、芯材先端側にもチャックを配置し
て、ローテーション時のみ両持ちとしてもよい。

【００３０】筒状フイルム装着手段２は、位置Ａにある
芯材Ｓ１に、筒状フイルムを自動的に装着する。この筒
状フイルム装着手段の一例を図５および図６に示す。芯
材Ｓ１に対し平行に延びるガイド２７上に、図の左右方
向に駆動可能にスライダ２５が設置されている。スライ
ダ２５は、図中左端から芯材Ｓ１の根元までスライドで
きるようになっている。スライダ２５の上部に平行開閉
チャック２３が取り付けられている。初期状態では、平
行開閉チャック２３は左端にあり、その場所で、連続し
た筒状フイルム２１（本実施例で材質：ナイロン６、厚
さ：５０μｍ）の偏平な先端を平行開閉チャック２３の
先端部に取り付けられた一対の真空吸着パッド２２で吸
引しながら、平行開閉チャック２３を開くことにより、
筒状フイルム２１の先端を丸く開口させる。

【００３１】続いて、平行開閉チャック２３を芯材Ｓ１
に向かって引き出し、筒状フイルム２１の開口した先端
部を芯材Ｓ１に被せる。次に、平行開閉チャック２３を
閉じることにより、平行開閉チャック２３の先端部に取
り付けられた一対のゴムブロック２４で、筒状フイルム
２１を挟む。次に平行開閉チャック２３を芯材Ｓ１に沿
って根元までスライドさせ、筒状フイルム２１を摩擦力
で引っ張って、芯材Ｓ１に被せて装着する。芯材Ｓ１の
表面は、摩擦力が低くなるように、表面仕上がなされて
いる。

【００３２】筒状フイルム２１を装着した後、平行開閉
チャック２３は開かれて左端まで戻り、筒状フイルム切
断手段２６で、連続した筒状フイルム２１を切断して、
筒状フイルム装着工程を終了する。なお、ここで示した
筒状フイルム装着手段は一例であって、他の手段を用い
ることも可能である。

【００３３】プリプレグ捲回手段４は、ガイドレール４
ｄ上を、水平方向に移動するスライドテーブル４ａと、
スライドテーブル４ａを移動させるためのモーター４
ｈ、ボールネジ４ｇと、シリンダ４ｆによって上下動す
るプレス板４ｅ、スライドテーブル４ａの両側面に取り
付けられた芯材保持シリンダ４ｂおよび芯材保持シリン
ダ４ｃで構成されている。

【００３４】スライドテーブル４ａは、図７および図８
に示すように、各工程に従って各停止位置に順次移動す
る。このプリプレグ捲回工程は、次のように行われる。
スライドテーブル４ａは、工程に従って、筒状フイルム
２１を装着した芯材Ｓ１を、芯材ローテーション手段１
から受け取る位置Ｌ、プリプレグ捲回の開始位置Ｍ、プ
リプレグ捲回の終了位置Ｎ、プリプレグ捲回後の芯材Ｓ
１を、芯材ローテーション手段１に受け渡す位置Ｏに、
順次移動する。

【００３５】より詳しく説明すると、芯材保持シリンダ
４ｂは、芯材Ｓ１が位置Ｂに、スライドテーブル４ａが
位置Ｌにある時に伸びて、芯材Ｓ１を保持する。次に芯
材Ｓ１を把持しているチャック１ａ、１ｂが開くことに
より、芯材保持シリンダが芯材Ｓ１を受け取る。

【００３６】次にスライドテーブル４ａが位置Ｍに移動
し、芯材保持シリンダ４ｂが縮んで芯材Ｓ１をテーブル
４ａ上にセットする。

【００３７】次に、プレス板４ｅが下降して芯材Ｓ１を
プレスし、スライドテーブル４ａが位置Ｎまで移動する
ことにより、芯材Ｓ１が回転して、スライドテーブル４
ａ上に芯材Ｓ１に平行に配置されていたプリプレグＰが
芯材Ｓ１に被せた筒状フイルム２１上に捲回される。

【００３８】プリプレグ捲回後、スライドテーブル４ａ
が位置Ｎにある状態でプレス板４ｅが上昇し、続いて芯
材保持シリンダ４ｃが伸びて、プリプレグが捲回された
芯材Ｓ１を保持する。同時に、プリプレグ供給手段５に
より、次の工程で芯材に捲回されるプリプレグＰ′がス
ライドテーブル４ａ上に配置される。

【００３９】次に、スライドテーブル４ａが、位置Ｏま
で移動して、位置Ｂにある芯材ローテーション手段１の
の開いた状態のチャック１ａ、１ｂまで芯材Ｓ１を移送
する。次に、芯材把持チャック１ａ、１ｂが閉じて芯材
Ｓ１を把持し、芯材保持シリンダ４ａが縮んで、芯材Ｓ
１の受け渡しを完了する。

【００４０】ところで、図９に示すように、芯材Ｓ１が
プリプレグＰの上を加圧されながら回転することによ
り、プリプレグＰが芯材Ｓ１に巻き付くために、本実施
例では、プリプレグＰの芯材Ｓ１の巻き付く側の面のタ
ック性が高くなるように、高タック性の樹脂（タッキン
グレジン）を、プリプレグＰの芯材Ｓ１に巻き付く側の
面に予め塗布しているが、もちろん、その他の手段を用
いてもかまわない。

【００４１】プリプレグ供給手段５は、プリプレグ保持
機構５ａと、プリプレグの保持機構５ａを水平、垂直方
向に移動させるスライダおよびシリンダ機構５ｂからな
っており、プリプレグストック場所５ｅから順次プリプ
レグＰを搬送、供給する。このプリプレグ保持機構の一
例を図１０に示す。プリプレグ保持機構は、柔らかく、
タック性のあるプリプレグＰを保持するため、実開昭５
８−１９４００９号公報や、実公昭５８−５０９８７号
公報にみられるような針状体５ｃを備えたプリプレグ保
持手段５ａを備えている。針状体５ｃを備えたシリンダ
５ｄが、保持手段５ａの中心線を境にして、その両側に
ハの字状に複数配置されており、針状体５ｃをプリプレ
グＰに突き刺して、プリプレグＰを保持する。もちろ
ん、本実施例以外の手段を用いることも可能である。ま
た、装置の運転を半自動にして、プリプレグのセットだ
け人が行うことも可能である。

【００４２】プリフォーム抜取り手段３は、位置Ｃにあ
る芯材Ｓ１から、成形されたプリフォームを自動的に抜
き取る。このプリフォーム抜取り手段３の一例を図１
１、図１２に示す。図においては、チャック３２でプリ
フォーム３１を挟み、チャック３２をプリフォーム３１
を抜き取る方向にスライドさせる。つまり、プリフォー
ム抜取り手段３は、プリフォーム３１を挟むためのチャ
ック３２と、チャック３２を、芯材Ｓ１に平行にスライ
ドさせるためのスライダ３３、プリフォーム３１を引き
抜くためのニップローラ３４、ガイドローラ３５で構成
されている。チャック３２は、初期状態では、図中左端
にある。

【００４３】まず、スライダ３３が図の右方向にスライ
ドして、チャック３２がプリフォーム３１を挟む。次に
スライダ３３が図の左方向にスライドしてプリフォーム
３１を抜き出し、プリフォーム３１の先端をニップロー
ラ３４にかみ込ませる。その後、プリフォーム３１は、
ニップローラ３４の回転により、芯材Ｓ１から引き抜か
れる。

【００４４】本実施例では、成形されたプリフォーム３
１を、偏平にする必要があるので、ニップローラ３４で
引き抜くと同時に偏平にしている。また、必要であれ
ば、プリフォームをニップローラ３４で偏平化した後、
ホットプレート等で熱セットしてもよい。もちろん、そ
の他の手段も可能である。

【００４５】次に、本実施例における一連の動作を、図
１３〜図２１に示した工程図に従って説明する。 （１）まず、図１３に示すように、位置Ａにある芯材Ｓ
１に筒状フイルムを装着し、位置Ｎにあるスライドテー
ブル４ａの上に、プリプレグ供給手段５によりプリプレ
グＰをセットする。

【００４６】（２）次に、図１４に示すように、芯材Ｓ
１が位置Ｂに移動され、スライドテーブル４ａが位置Ｌ
に移動する。

【００４７】（３）次に、図１５に示すように、芯材保
持シリンダ４ｂが伸びて芯材Ｓ１を保持し、芯材把持チ
ャック１ａ、１ｂが開いて芯材Ｓ１を芯材保持シリンダ
４ｂに渡す。

【００４８】（４）次に、図１６に示すように、スライ
ドテーブル４ａが位置Ｍに移動する。

【００４９】（５）次に、図１７に示すように、芯材保
持シリンダ４ｂが縮んで、芯材Ｓ１をテーブル４ａにセ
ットする。プレス板４ｅが下降して芯材Ｓ１をプレス
し、スライドテーブル４ａが位置Ｎまで移動することに
より、芯材Ｓ１が加圧されながら回転して、スライドテ
ーブル４ａ上に芯材Ｓ１に平行に配置されたプリプレグ
Ｐが芯材Ｓ１に被せた筒状フイルム上に捲回される。

【００５０】（６）次に、図１８に示すように、プレス
板４ｅが上昇し、芯材保持シリンダ４ｃが伸びて、プリ
プレグＰが捲回された芯材Ｓ１を保持する。そして、プ
リプレグ供給手段５により、次の工程で使われるプリプ
レグＰ′がスライドテーブル４ａ上に配置される。

【００５１】（７）次に、図１９に示すように、スライ
ドテーブル４ａが位置Ｏに移動して、芯材Ｓ１を芯材ロ
ーテーション装置１の芯材把持チャック１ａ、１ｂまで
移送する。芯材把持チャック１ａ、１ｂが閉じて、芯材
Ｓ１を把持し、芯材保持シリンダ４ｃが縮んで、芯材Ｓ
１を芯材把持チャックに受け渡す。

【００５２】（８）次に、図２０に示すように、芯材Ｓ
１が位置Ｃに移送され、成形されたプリフォームが抜き
取られる。このとき、スライドテーブル４ａは位置Ｌに
移動する。

【００５３】（９）次に、図２１に示すように、芯材Ｓ
１が位置Ａに移送され、図１３に示したように次の筒状
フイルムが芯材Ｓ１に装着される。この後、図１４から
図２１に示した工程を繰り返すことにより、プリフォー
ムを連続して、自動的に成形できる。

【００５４】本発明による方法および装置によれば、３
本の芯材を有し、各々が、筒状フイルム装着工程、プリ
プレグ捲回工程、プリフォーム抜取り工程を同時に行
い、各工程終了後、３本の芯材を実質的に同時にローテ
ーションさせてそれぞれ、次の工程に移動させることに
より、プリフォームを連続して多量に生産することがで
きる。

【００５５】［実施例２］このような方法は、例えば図
１２に示すような装置によって実施できる。すなわち、
実施例２においては、図２２に示すように、芯材ローテ
ーション手段１１を、中心軸１１ｄに対して１２０度間
隔の３組の芯材把持チャック１１ａ、１１ｂ、１１ｃを
具備したものに替えた。そして、それぞれのチャック１
１ａ、１１ｂ、１１ｃに３本の芯材Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を
それぞれ把持させるようにした。

【００５６】このようにすることにより、筒状フイルム
装着工程、プリプレグ捲回工程、プリフォーム抜取り工
程の３工程を同時に行うことができ、芯材ローテーショ
ン手段１１により、３本の芯材を同時に次の工程に移送
することが可能となった。

【００５７】この場合の一連の工程を簡単に説明する。 （１）芯材Ｓ１には筒状フイルムが装着され、芯材Ｓ２
にはプリプレグが捲回され、芯材Ｓ３からはプリフォー
ムが抜き取られる。 （２）芯材ローテーション手段１１の回転により、芯材
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を、各々次の工程に移送する。 （３）各次工程にて、芯材Ｓ１にはプリプレグが捲回さ
れ、芯材Ｓ２からはプリフォームが抜き取られ、芯材Ｓ
３には筒状フイルムが装着される。 （４）芯材ローテーション手段１１の回転により、芯材
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を各々次の工程に移送する。 （５）次工程にて芯材Ｓ１からはプリフォームが抜き取
られ、芯材Ｓ２には筒状フイルムが装着され、芯材Ｓ３
にはプリプレグが捲回される。 （６）さらに芯材ローテーション手段１１の回転によ
り、芯材Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を、各々次の工程に移送す
る。 この後、（１）の工程に戻り、以下の工程を繰り返す。

【００５８】この実施例２では、実施例１に比べて、生
産効率が３倍近く向上した。本実施例では、プリフォー
ムの成形工程が、筒状フイルム装着、プリプレグ捲回、
プリフォーム抜取りの３工程であったが、工程が増えて
も、それにあわせて、芯材ローテーション手段のチャッ
クを増やすことで対応することが可能である。

【００５９】さらに、本発明による方法によれば、上記
製造方法および装置でプリフォームを製造するに際し、
例えば強化繊維の配向方向が互いに異なる複数枚の強化
繊維材を予め積層し、所定の幅に裁断した少なくとも２
枚の強化シート（第１の強化繊維シートおよび第２の強
化繊維シート）を、所定の重ね幅でならべたものを使用
することで、プリプレグの移送工程の自動化を容易にで
き、作業時間を短縮でき、プリプレグ捲回時の品質のバ
ラツキを減少させることができ、さらに、プリプレグの
材料コストを減少させることができる。

【００６０】このような方法は、例えば図２３〜図２５
に示すように実施される。スライドテーブル４ａ上に筒
状フイルム２１を被せた芯材Ｓ１と、第１、第２の強化
繊維シート６１、６２を所定の重ね幅Ｗで重ねたものを
図２３に示すように配置して、前述の工程により、芯材
Ｓ１に被せた筒状フイルム２１上に、図２４に示すよう
に強化繊維シート６１、６２を捲回する。成形されたプ
リフォームの断面は、図２４に示すようになる。続い
て、プリフォーム抜取り手段により、プリフォームを芯
材Ｓ１から抜き取ると、図２５に示すような断面のプリ
フォームが得られる。

【００６１】なお、ここで強化繊維シート６１、６２
は、プリプレグ化しないで使用し、プリプレグを形成し
た後に所定の樹脂を含浸させることも可能であるが、取
扱い上の容易さ、捲回の容易さを確保する上で、強化繊
維シート６１、６２がプリプレグ化されていることが望
ましい。

【００６２】上記のように、使用するプリプレグを予め
積層してから、裁断して、芯材に捲回することにより、
プリプレグの枚数を減らすことができ、プリプレグ捲回
の作業が簡素化される。その結果、プリプレグの搬送の
自動化が容易になり、作業時間の短縮、品質の安定、作
業の一層の高効率化が可能となる。

【００６３】［実施例３］上記図２３〜図２５に示した
方法の実施例を示す。エポキシ樹脂が含浸された強化繊
維シートを下記表１の構成で５層積層し、積層体を保護
用金属プレートでサンドウィッチした状態でプレスした
（荷重１００ｔｏｎ）。しかる後、４０ｍｍ幅×１７０
０ｍｍ長に裁断した、同じサイズの２枚のシート、つま
り、第１、第２の強化繊維シートを得た。

【００６４】

【表１】

【００６５】次に、第１、第２の強化繊維シートを重ね
幅１３．３ｍｍで重ね、プリプレグ表面のタック性によ
り接着した。上記強化繊維を、前述のプリプレグ供給手
段５により、プリプレグ捲回手段４のスライドテーブル
４ａ上に配置した後、前記の工程に従って、筒状フイル
ムを装着した芯材（φ１７ｍｍ）に上記強化繊維シート
を捲回した。その後、プリフォーム抜取り手段３によ
り、成形されたプリフォームを芯材から抜取り、プリフ
ォームを得た。得られたプリフォームをラケットフレー
ムの金型に組み込んだ後、筒状フイルム内に圧力を付与
し加熱硬化してラケットフレームを成形した。

【００６６】その結果、所定のプリフォームを自動的
に、短時間で効率よく作製でき、得られたプリフォー
ム、さらにはラケットフレームも、所望の安定した品質
のものが得られた。

【００６７】なお、上記実施例３では、第１、第２の強
化繊維シートの積層構成を、同一のものとしているが、
第１と第２の強化繊維シートの積層構成を異なるものと
してもよい。たとえば、ラケットフレーム等の曲がり管
で、内周側と外周側の積層構成を変える場合に、一方の
強化繊維シートを曲がり管の外周側に、もう一方の強化
繊維シートを曲がり管の内周側になるようにプリフォー
ムを金型に配置することにより、曲がり管の内周側と外
周側で、それぞれ最適な強度を持つように成形すること
ができる。

【００６８】また、上記実施例３では、強化繊維シート
を２枚使用した、２分割構成の例を説明したが、成形
性、作業性改善の点、および機械化の点から、強化繊維
シートを４枚（あるいは３枚）使用した構成でも、前述
の如き効果は十分に得られる。

【００６９】なお、上記各実施例では、芯材のローテー
ション手段を、芯材把持チャックが回転軸を中心にして
回転する構造としたが、ベルトコンベア等の他の手段に
より、芯材把持チャックが移動する構造にしても良い。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＲＰ管
成形用プリフォームの製造方法および製造装置によれ
ば、筒状フイルムの装着、プリプレグの捲回、成形され
たプリフォームの抜取りの工程を自動的に行い、かつ、
芯材ローテーション装置により、芯材を順次、次の工程
にローテーションさせていくことで、作業効率を向上
し、少ない作業人数で短時間のうちに効率よく安定した
品質の所望のプリフォームを連続して製造することがで
きる。

【００７１】また、使用するプリプレグを、予め強化繊
維材を複数枚積層した後、所定の幅に裁断した少なくと
も２枚の強化繊維シートとしてプリフォーム成形に供す
ることにより、一層プリフォーム成形自動化の容易化、
作業時間の短縮、品質の安定、作業の高効率化をはかる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＦＲＰ管成形用プリフ
ォームの製造装置の概略側面図である。

【図２】図１の装置の概略正面図である。

【図３】図１の装置の概略平面図である。

【図４】図１の装置における芯材のローテーション位置
を示す概略構成図である。

【図５】図１の装置における筒状フイルム装着手段の概
略側面図である。

【図６】図５の装置の概略平面図である。

【図７】図１の装置におけるスライドテーブルの各停止
位置を示す概略側面図である。

【図８】図７とは別のスライドテーブル停止位置を示す
概略側面図である。

【図９】芯材へのプリプレグ捲回の一例を示す概略構成
図である。

【図１０】図１の装置のプリプレグ供給手段の拡大概略
正面図である。

【図１１】図１の装置におけるプリフォーム抜取り手段
の概略側面図である。

【図１２】図１１の装置の概略平面図である。

【図１３】図１の装置を用いた、本発明の一実施例に係
るＦＲＰ管成形用プリフォームの製造方法の一工程を示
す概略構成図である。

【図１４】図１３の次の工程を示す概略構成図である。

【図１５】図１４の次の工程を示す概略構成図である。

【図１６】図１５の次の工程を示す概略構成図である。

【図１７】図１６の次の工程を示す概略構成図である。

【図１８】図１７の次の工程を示す概略構成図である。

【図１９】図１８の次の工程を示す概略構成図である。

【図２０】図１９の次の工程を示す概略構成図である。

【図２１】図２０の次の工程を示す概略構成図である。

【図２２】本発明の別の実施例に係るＦＲＰ管成形用プ
リフォームの製造装置の芯材のローテーション手段の概
略構成図である。

【図２３】２枚の強化繊維シートを芯材に被せた筒状フ
イルム上に捲回する様子を示す断面図である。

【図２４】図２３の方法により成形されたプリフォーム
と芯材の断面図である。

【図２５】図２４の芯材から抜き取られたプリフォーム
の断面図である。

【符号の説明】

１、１１ 芯材ローテーション手段 １ａ、１ｂ、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 芯材把持チャッ
ク １ｃ チャック開閉シリンダ １ｄ、１１ｄ 回転軸 １ｅ モータ ２ 筒状フイルム装着手段 ３ プリフォーム抜取り手段 ４ プリプレグ捲回手段 ４ａ スライドテーブル ４ｂ、４ｃ 芯材保持シリンダ ４ｄ ガイドレール ４ｅ プレス板 ４ｆ プレス板上下動用シリンダ ４ｇ ボールネジ ４ｈ モータ ５ プリプレグ供給手段 ５ａ プリプレグ保持機構 ５ｂ プリプレグ搬送機構 ５ｃ 針状体 ５ｄ シリンダ ５ｅ プリプレグのストック ２１ 筒状フイルム ２２ 真空吸着パッド ２３ 平行開閉チャック ２４ ゴムブロック ２５ スライダ ２６ 筒状フイルム切断手段 ２７ ガイド ３１ プリフォーム ３２ チャック ３３ スライダ ３４ ニップローラ ３５ ガイドローラ ６１、６２ 強化繊維シート Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 芯材 Ｐ、Ｐ′ プリプレグ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材に筒状フイルムを被せる筒状フイル
   ム装着工程と、芯材に被せた筒状フイルムの上にプリプ
   レグを捲回してプリフォームとする捲回工程と、プリフ
   ォームを芯材から抜き取るプリフォーム抜取り工程と、
   プリフォームが抜き取られた芯材を前記筒状フイルム装
   着工程に戻す工程とを有することを特徴とする、ＦＲＰ
   管成形用プリフォームの製造方法。
2. 【請求項２】 芯材に筒状フイルムを被せる筒状フイル
   ム装着工程と、筒状フイルムを被せた芯材をプリプレグ
   捲回手段に移送する工程と、プリプレグ捲回手段上にプ
   リプレグを配置する工程と、芯材に被せた筒状フイルム
   の上にプリプレグ捲回手段によりプリプレグを捲回して
   プリフォームとする捲回工程と、プリフォームを芯材と
   ともにプリフォーム抜取り手段に移送する工程と、プリ
   フォームをプリフォーム抜取り手段により芯材から抜き
   取るプリフォーム抜取り工程と、プリフォームが抜き取
   られた芯材を前記筒状フイルム装着工程に戻す工程とを
   有することを特徴とする、ＦＲＰ管成形用プリフォーム
   の製造方法。
3. 【請求項３】 芯材に筒状フイルムを被せる筒状フイル
   ム装着工程と、 捲回手段上に、少なくとも、前記筒状フイルムの全周長
   よりも短い幅の第１の強化繊維シートおよび所定の幅の
   第２の強化繊維シートを所定の重ね幅をもたせて配置す
   る工程と、 捲回手段により、芯材に被せた筒状フイルムの上に前記
   第１の強化繊維シートを捲回し、続いてこの第１の強化
   繊維シートの上に、前記第２の強化繊維シートを、捲回
   された前記第１の強化繊維シートの開口部を覆うように
   捲回してプリフォームとする捲回工程と、 プリフォームを芯材から抜き取るプリフォーム抜取り工
   程と、 プリフォームが抜き取られた芯材を前記筒状フイルム装
   着工程に戻す工程とを有することを特徴とする、ＦＲＰ
   管成形用プリフォームの製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１、第２の強化繊維シートが、複
   数枚の強化繊維材の積層体からなる、請求項３のＦＲＰ
   管成形用プリフォームの製造方法。
5. 【請求項５】 芯材に筒状フイルムを被せる筒状フイル
   ム装着工程と、 筒状フイルムを被せた芯材を捲回手段に移送する工程
   と、 捲回手段上に、少なくとも、複数枚の強化繊維材が予め
   積層された、前記筒状フイルムの全周長よりも短い幅の
   第１の強化繊維シートおよび所定の幅の第２の強化繊維
   シートを所定の重ね幅をもたせて配置する工程と、 捲回手段により、芯材に被せた筒状フイルムの上に前記
   第１の強化繊維シートを捲回し、続いてこの第１の強化
   繊維シートの上に、前記第２の強化繊維シートを、捲回
   された前記第１の強化繊維シートの開口部を覆うように
   捲回してプリフォームとする捲回工程と、 プリフォームを芯材とともにプリフォーム抜取り手段に
   移送する工程と、 プリフォームをプリフォーム抜取り手段により芯材から
   抜き取るプリフォーム抜取り工程と、 プリフォームが抜き取られた芯材を前記筒状フイルム装
   着工程に戻す工程とを有することを特徴とする、ＦＲＰ
   管成形用プリフォームの製造方法。
6. 【請求項６】 前記第１、第２の強化繊維シートがプリ
   プレグ化されている、請求項３ないし５のいずれかに記
   載のＦＲＰ管成形用プリフォームの製造方法。
7. 【請求項７】 前記筒状フイルム装着工程、捲回工程、
   プリフォーム抜取り工程の３工程が実質的に同時に行わ
   れ、各工程終了後、各工程の３本の芯材が実質的に同時
   にローテーションされて各芯材がそれぞれ次の工程に移
   動される、請求項１ないし６のいずれかに記載のＦＲＰ
   管成形用プリフォームの製造方法。
8. 【請求項８】 芯材に筒状フイルムを被せる筒状フイル
   ム装着手段と、芯材に被せた筒状フイルムの上にプリプ
   レグを捲回してプリフォームとするプリプレグ捲回手段
   と、プリフォームを芯材から抜き取るプリフォーム抜取
   り手段と、前記３手段に芯材を順次移動させるローテー
   ション手段と、前記プリプレグ捲回手段にプリプレグを
   供給するプリプレグ供給手段とを有していることを特徴
   とする、ＦＲＰ管成形用プリフォームの製造装置。
9. 【請求項９】 芯材に筒状フイルムを被せる筒状フイル
   ム装着手段と、 水平方向にスライドするテーブルと、そのテーブルの上
   方に位置し上下方向に移動するプレス板とを有し、テー
   ブル上に配置された、筒状フイルムを被せた芯材をプレ
   ス板でプレスしながらテーブルをスライドさせて芯材を
   回転させ、芯材に被せた筒状フイルムの上にテーブル上
   に配置されたプリプレグを捲回してプリフォームとする
   プリプレグ捲回手段と、 プリフォームを芯材から抜き取るプリフォーム抜取り手
   段と、 前記筒状フイルム装着手段、プリプレグ捲回手段、プリ
   フォーム抜取り手段の３手段に順次芯材を移動させるロ
   ーテーション手段と、 前記プリプレグ捲回手段にプリプレグを供給するプリプ
   レグ供給手段とを有していることを特徴とする、ＦＲＰ
   管成形用プリフォームの製造装置。
10. 【請求項１０】 前記ローテーション手段は、３組のチ
    ャックを有し、３組のチャックにそれぞれ把持した芯材
    を、前記筒状フイルム装着手段、プリプレグ捲回手段、
    プリフォーム抜取り手段の３手段間に順次移動させるよ
    う構成されている、請求項８または９のＦＲＰ管成形用
    プリフォームの製造装置。