JP2000102983A - Filament winding mandrel - Google Patents

Filament winding mandrel

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JP2000102983A
JP2000102983A JP10273764A JP27376498A JP2000102983A JP 2000102983 A JP2000102983 A JP 2000102983A JP 10273764 A JP10273764 A JP 10273764A JP 27376498 A JP27376498 A JP 27376498A JP 2000102983 A JP2000102983 A JP 2000102983A
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JP
Japan
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mandrel
ring
resin
main body
fiber
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Pending
Application number
JP10273764A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuchika Mita
泰哉 三田
Yoshiharu Yasui
義治 安居
Yasumi Miyashita
康己 宮下
Minoru Toeda
稔 戸枝
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mandrel characterized by that a mandrel main body is not damaged when a molded object is cut on the mandrel after resin curing by a cutter when a cylindrical body made of FRP(fiber reinforced plastic) is to be molded by a filament winding method. SOLUTION: A mandrel 1 is formed in such a state that a drive shaft 3 pierces a mandrel main body 2 and stepped parts 4 are provided between both end parts of the mandrel main body 2 and the drive shaft 3. Key grooves 4a are formed in the stepped parts 4 and cutting rings 5 made of a resin and restricting rings 6 are fitted in the stepped parts 4 and fixed to the mandrel main body 2 in an integrally rotatable and detachable manner. The prescribing rings 6 are made of a metal and have pins 8 provided therein at a predetermined pitch along the peripheral direction. A molded object formed by a filament winding method is cut at the position opposed to the cutting rings 5 after resin curing by a cutter.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はフィラメントワイン
ディング用マンドレルに係り、詳しくはマンドレルに巻
回・積層されたフィラメントワインディング成形体の両
端部を切り離して円筒体を形成する際に好適なフィラメ
ントワインディング用マンドレルに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filament winding mandrel, and more particularly, to a filament winding mandrel suitable for forming a cylindrical body by cutting off both ends of a filament wound molded product wound and laminated on a mandrel. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】FRP(繊維強化プラスチック)製の円
筒状のパイプや容器を効率よく形成する方法としてフィ
ラメントワインディング法がある。フィラメントワイン
ディング法ではマンドレルの周囲に樹脂を含浸させた繊
維を巻き付けた後、樹脂を硬化させることにより、製品
が製造される。フィラメントワインディング法で形成さ
れた製品の強度は繊維の巻付け角度の影響を大きく受け
る。また、フィラメントワインディング法においては、
繊維の巻付け角度が45°より大きい場合は、円柱状の
マンドレルに繊維を巻き付けても所定のピッチで巻き付
けることができる。しかし、巻付け角度が45°以下に
なると、繊維の締め付け力が小さくなり、繊維を所定巻
き付け角度で、かつ所定のピッチで巻き付けるのが難し
くなる。
2. Description of the Related Art As a method for efficiently forming a cylindrical pipe or container made of FRP (fiber reinforced plastic), there is a filament winding method. In the filament winding method, a product is manufactured by winding a resin-impregnated fiber around a mandrel and then curing the resin. The strength of the product formed by the filament winding method is greatly affected by the winding angle of the fiber. In the filament winding method,
When the winding angle of the fiber is larger than 45 °, the fiber can be wound at a predetermined pitch even if the fiber is wound around a cylindrical mandrel. However, when the winding angle is 45 ° or less, the tightening force of the fiber becomes small, and it becomes difficult to wind the fiber at a predetermined winding angle and at a predetermined pitch.

【0003】そのため、巻付け角度が小さな製品を製造
する場合は、円柱の両端が半球状に形成されたマンドレ
ルを使用するか、両端にピンを突設した円柱状のマンド
レルを使用する。そして、所定の巻付け角度で繊維を所
定層巻き付け、樹脂を熱硬化させた後、成形体の両端を
切断してマンドレルから離型して、製品が得られる。即
ち、巻付け角度が45°以下の場合は熱硬化後にマンド
レルに嵌合された状態の成形体をカッタで切断した後、
製品をマンドレルから取り外す必要がある。
[0003] Therefore, when manufacturing a product having a small winding angle, a mandrel in which both ends of a cylinder are formed in a hemispherical shape, or a cylindrical mandrel having pins projecting from both ends is used. After the fiber is wound in a predetermined layer at a predetermined winding angle and the resin is thermoset, both ends of the molded body are cut and released from the mandrel to obtain a product. That is, when the winding angle is 45 ° or less, after cutting the molded body fitted to the mandrel after heat curing with a cutter,
The product needs to be removed from the mandrel.

【0004】特開平3−190722号公報には、マン
ドレルの両端部に設けた係止部材に樹脂を含浸させたロ
ービングを引っかけて折り返しつつフィラメントワイン
ディング成形する方法において、樹脂の硬化前に係止部
材側の端部を除去する方法が開示されている。図9
(a)に示すように、中実丸棒状のマンドレル本体51
の両端部(片側のみ図示)の外周に筒状の副マンドレル
52が嵌合され、副マンドレル52の外周に係止部材と
してのピンリング53が嵌合されている。副マンドレル
52及びピンリング53はボルト54によりマンドレル
本体51に固定されている。ピンリング53には繊維の
折り返しに使用されるストッパピン55が所定ピッチで
放射状に植設されている。副マンドレル52の外周には
ピンリング53の直ぐ内側の部位に周溝56が形成され
ている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 3-190722 discloses a method of performing filament winding molding while hooking and folding a roving impregnated with resin into locking members provided at both ends of a mandrel. A method for removing a side edge is disclosed. FIG.
As shown in (a), a solid round bar-shaped mandrel body 51 is provided.
A cylindrical sub-mandrel 52 is fitted around the outer periphery of both ends (only one side is shown), and a pin ring 53 as a locking member is fitted around the outer periphery of the sub-mandrel 52. The sub-mandrel 52 and the pin ring 53 are fixed to the mandrel main body 51 by bolts 54. Stopper pins 55 used for folding the fibers are radially implanted in the pin ring 53 at a predetermined pitch. A peripheral groove 56 is formed on the outer periphery of the sub-mandrel 52 at a position immediately inside the pin ring 53.

【0005】そして、前記のマンドレルを使用してフィ
ラメントワインディングにより成形体57を形成した
後、ピンリング53より内側の部位を、半割状の2個の
リングから成る締付部材58により外周から締め込んだ
状態に保持する。次いで、締付部材58とピンリング5
3との間の周溝56と対向する切断部位で成形体57を
切断し、切断された両端末部分をマンドレルから除去し
た後に、マンドレルと一体となっている成形体57を、
締付部材58で締め込んだ状態で硬化させる。
After forming the molded body 57 by filament winding using the above-mentioned mandrel, a portion inside the pin ring 53 is fastened from the outer periphery by a fastening member 58 composed of two half-shaped rings. Hold it in the locked state. Next, the fastening member 58 and the pin ring 5
3, the molded body 57 is cut at a cutting site opposed to the circumferential groove 56, and after removing both cut end portions from the mandrel, the molded body 57 integrated with the mandrel is removed.
It is cured while being tightened by the tightening member 58.

【0006】特開昭50−33263号公報には、図9
(b)に示すように、円柱状のマンドレル59の両端部
に、ヘリカル巻き角度(巻付け角度)により決定される
数のピン60がマンドレル59の軸に対して直角にかつ
周方向に等間隔に分配して取り付けられた補助リング6
1を取り付け、フィラメントワインディングでFRP製
の円筒体を形成する方法が開示されている。この方法で
は、マンドレル59上に樹脂が含浸された繊維(ロービ
ング)62を巻き付ける際、繊維62は補助リング61
上のピン60の間を通って反転されて順次巻き付けられ
る。補助リング61は繊維62を所定量巻き付けて円筒
体が形成され、樹脂の硬化処理後、成形体とともにマン
ドレル59から一体に離型できるように、マンドレル5
9の周面に沿って軸方向に摺動可能に嵌合されている。
そして、成形体をマンドレル59から離型後、補助リン
グ61を切断除去して所定の寸法の円筒体を得る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-33263 discloses FIG.
As shown in (b), at both ends of the cylindrical mandrel 59, a number of pins 60 determined by the helical winding angle (winding angle) are equally spaced at right angles to the axis of the mandrel 59 and in the circumferential direction. Auxiliary ring 6 distributed and attached to
1 is disclosed, and a method of forming a cylindrical body made of FRP by filament winding is disclosed. In this method, when the fiber (roving) 62 impregnated with resin is wound on the mandrel 59, the fiber 62 is attached to the auxiliary ring 61.
It is reversed through the upper pins 60 and wound sequentially. The auxiliary ring 61 is formed by winding a predetermined amount of the fiber 62 to form a cylindrical body. After the resin is cured, the mandrel 5 is integrally released from the mandrel 59 together with the molded body.
9 is fitted so as to be slidable in the axial direction along the peripheral surface of the base member 9.
Then, after releasing the molded body from the mandrel 59, the auxiliary ring 61 is cut and removed to obtain a cylindrical body having a predetermined size.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】樹脂硬化後にマンドレ
ル上の成形体を切断する場合は、カッタとして動力で刃
が回転されるものを使用する必要があり、切断作業時に
マンドレルの表面を傷つけ易い。マンドレルの表面に傷
が付いた状態でフィラメントワインディングを行うと、
巻付け繊維として細い繊維が束となったロービングを使
用する場合、繊維が傷に引っ掛かって毛羽立つという問
題がある。また、傷に樹脂や繊維が入り込み、脱型がし
難くなるという問題や、成形体の内面を傷つけるという
問題もある。
When cutting a molded body on a mandrel after curing of the resin, it is necessary to use a cutter whose blade is rotated by power as a cutter, and the surface of the mandrel is easily damaged during the cutting operation. When filament winding is performed with the surface of the mandrel scratched,
When using a roving in which thin fibers are bundled as a wound fiber, there is a problem that the fibers are caught by a scratch and fluffed. In addition, there are also a problem that resin and fibers enter into the wound, making it difficult to remove the mold, and a problem of damaging the inner surface of the molded body.

【0008】特開昭50−33263号公報に開示され
たマンドレルを使用する方法では、樹脂硬化後に成形体
の切断を行うが、成形体を補助リング61とともにマン
ドレル59から取り外した状態で切断する。従って、成
形体の切断時にマンドレル59の表面が傷つく虞がな
い。しかし、補助リング61がマンドレル59の周面に
嵌合されているため、補助リング61の上を通って巻き
付けられる繊維62は補助リング61の近傍ではマンド
レル59の表面から浮き上がった状態となる。その結
果、正確な円筒体の製品を形成するには成形体の端部を
大幅に切断除去する必要があるという問題がある。
In the method using a mandrel disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-33263, the molded body is cut after the resin is cured, but the molded body is cut together with the auxiliary ring 61 from the mandrel 59 in a cut state. Therefore, there is no possibility that the surface of the mandrel 59 is damaged when the molded body is cut. However, since the auxiliary ring 61 is fitted on the peripheral surface of the mandrel 59, the fibers 62 wound over the auxiliary ring 61 float up from the surface of the mandrel 59 near the auxiliary ring 61. As a result, there is a problem that it is necessary to largely cut and remove the end of the molded body in order to form an accurate cylindrical product.

【0009】また、特開平3−190722号公報に開
示されたフィラメントワインディング法では、成形体5
7の切断を樹脂硬化前に行い、しかも、切断を副マンド
レル52に形成された周溝56と対向する位置で行うた
め、マンドレルは傷つかない。しかし、繊維の巻付け時
に繊維が周溝56に引っかかって毛羽立つ虞がある。ま
た、周溝56に樹脂が入り込んでしまい、それを完全に
除去することが困難となる。また、締付部材58で成形
体57の端部を均一に締め付けるのが難しく、製品の強
度にバラツキが生じ易く、要求精度の高い円筒体を製造
するのが難しい。
Further, in the filament winding method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-190722,
Since the cutting of 7 is performed before the resin is cured, and the cutting is performed at a position facing the circumferential groove 56 formed in the sub-mandrel 52, the mandrel is not damaged. However, there is a possibility that the fibers are caught in the circumferential groove 56 and become fluffed when the fibers are wound. Further, the resin enters the peripheral groove 56, and it is difficult to completely remove the resin. Further, it is difficult to uniformly tighten the end portion of the molded body 57 with the tightening member 58, the strength of the product tends to vary, and it is difficult to manufacture a cylinder having high required accuracy.

【0010】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的はFRP(繊維強化プラスチッ
ク)製の円筒体をフィラメントワインディング法で形成
する場合に、樹脂硬化後にマンドレル上で成形体をカッ
タで切断してもマンドレル本体を傷つけることのないフ
ィラメントワインディング用マンドレルを提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to form a cylindrical body made of FRP (fiber reinforced plastic) by a filament winding method, and to form the cylindrical body on a mandrel after curing the resin. An object of the present invention is to provide a filament winding mandrel that does not damage the mandrel body even when the body is cut with a cutter.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、マンドレル本体の両端
部にカッタより硬度の小さな材質で形成されたカッティ
ング用リングを着脱可能に固定した。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a cutting ring made of a material having a smaller hardness than the cutter is detachably fixed to both ends of the mandrel body. did.

【0012】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記マンドレル本体には周方向に沿
って所定ピッチで規制部が突設された規制リングが前記
カッティング用リングの外側にマンドレル本体と一体回
転可能かつ着脱可能に固定されている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the mandrel main body has a restriction ring projecting from the cutting ring at a predetermined pitch along a circumferential direction. Is fixed to the mandrel main body so as to be rotatable integrally and detachably.

【0013】請求項3に記載の発明では、請求項2に記
載の発明において、前記カッティング用リング及び規制
リングが樹脂で一体に形成されている。請求項4に記載
の発明では、請求項2に記載の発明において、前記カッ
ティング用リングは樹脂製で、前記規制リングは金属製
で規制部としてピンが着脱可能に突設されている。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the cutting ring and the regulating ring are integrally formed of resin. According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the cutting ring is made of a resin, and the restricting ring is made of metal, and a pin is detachably projected as a restricting portion.

【0014】請求項1に記載の発明のマンドレルを使用
してフィラメントワインディング法でFRP(繊維強化
プラスチック)製円筒体を形成するときには、マンドレ
ルが所定速度で回転された状態で、樹脂が含浸された繊
維がマンドレルに供給される。繊維はマンドレルの軸方
向に沿って供給されるとともに、マンドレルの両端で折
り返され、所定量の繊維層がマンドレルに巻き付けられ
て成形体がマンドレル上に形成される。成形体がマンド
レルから離型される前に樹脂硬化が行われ、樹脂硬化後
に成形体がカッティング用リングと対向する位置でカッ
タにより切断され、製品及び切断端部がマンドレルから
取り外される。カッティング用リングは使い捨てのた
め、カッタで傷つけられても支障がない。
When a cylindrical body made of FRP (fiber reinforced plastic) is formed by a filament winding method using the mandrel of the first aspect of the invention, the resin is impregnated with the mandrel rotated at a predetermined speed. Fiber is supplied to the mandrel. The fibers are fed along the axial direction of the mandrel, are folded at both ends of the mandrel, and a predetermined amount of the fiber layer is wound around the mandrel to form a compact on the mandrel. The resin is cured before the molded body is released from the mandrel. After the resin is cured, the molded body is cut by the cutter at a position facing the cutting ring, and the product and the cut end are removed from the mandrel. Since the cutting ring is disposable, there is no problem even if it is damaged by the cutter.

【0015】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、繊維はカッティング用リングの外側
に固定された規制リングの規制部の間を通って駆動軸に
巻き掛けられた状態で折り返される。従って、繊維を4
5°より小さな巻付け角度で巻き付ける場合や、繊維の
配列間隔を狭くする場合に、円滑に繊維がマンドレルに
巻き付けられる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the fiber is wound around the drive shaft through a space between the regulating portions of the regulating ring fixed to the outside of the cutting ring. Wraps at Therefore, 4 fibers
When winding at a winding angle smaller than 5 ° or when narrowing the arrangement interval of the fibers, the fibers are smoothly wound around the mandrel.

【0016】請求項3に記載の発明では、請求項2に記
載の発明において、カッティング用リング及び規制リン
グが樹脂で一体に形成されているため、マンドレルを組
み立てる際の工数が少なくなる。また、規制リングがカ
ッティング用リングと別体に形成され、規制ピンが着脱
可能に突設された再使用可能な規制リングと異なり、樹
脂硬化前に規制ピンを取り外す手間が入らない。
According to the third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, since the cutting ring and the restricting ring are integrally formed of resin, the number of steps for assembling the mandrel is reduced. Further, unlike the reusable restriction ring in which the restriction ring is formed separately from the cutting ring and the restriction pin is detachably protruded, there is no need to remove the restriction pin before curing the resin.

【0017】請求項4に記載の発明では、請求項2に記
載の発明において、規制リングが金属製で規制部として
ピンが突設されているため、カッティング用リング5及
び規制リング6を樹脂で一体に形成した場合に比較し
て、規制部の位置精度が高くなる。
According to the fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, since the restricting ring is made of metal and the pin is projected as a restricting portion, the cutting ring 5 and the restricting ring 6 are made of resin. The positional accuracy of the restricting portion is higher than in the case of integrally forming.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明を車両のプロペラシャフトのシャフト本体をフィラメ
ントワインディング法で製造する場合に使用するマンド
レルに具体化した第1の実施の形態を図1〜図4に従っ
て説明する。図1(a)に示すように、マンドレル1は
金属円筒で形成されたマンドレル本体2が駆動軸3に貫
通された状態に形成され、マンドレル本体2の両端部と
駆動軸3との間に段差部4が設けられている。各段差部
4はリング状に形成されるとともに、外周面にキー溝4
aがそれぞれ形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a mandrel used when a shaft body of a propeller shaft of a vehicle is manufactured by a filament winding method will be described. This will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1A, a mandrel 1 is formed in a state in which a mandrel body 2 formed of a metal cylinder is penetrated by a drive shaft 3, and a step is formed between both ends of the mandrel body 2 and the drive shaft 3. A part 4 is provided. Each step portion 4 is formed in a ring shape and has a key groove 4
a are respectively formed.

【0019】各段差部4にはカッティング用リング5及
び規制リング6がマンドレル本体2と一体回転可能かつ
着脱可能に固定されている。カッティング用リング5及
び規制リング6は外径がマンドレル本体2の外径と同一
に形成され、内径が段差部4の外径より若干大きく形成
されている。カッティング用リング5はフィラメントワ
インディング法により形成された成形体の樹脂硬化後に
成形体を切断するカッタより硬度の小さな材質で形成さ
れている。この実施の形態ではカッティング用リング5
は樹脂製でその内面にキー溝4aと同じ幅のキー溝5a
(図1(b)に図示)が形成されている。樹脂としては
例えばフェノール樹脂が使用される。そして、カッティ
ング用リング5はキー溝5aが段差部4のキー溝4aと
対向する状態で段差部4に嵌合されるとともに、両キー
溝4a,5aと嵌合するキー7を介してマンドレル本体
2に一体回転可能かつ着脱可能に固定されている。
A cutting ring 5 and a regulating ring 6 are fixed to each step 4 so as to be rotatable integrally with the mandrel body 2 and detachably. The outer diameter of the cutting ring 5 and the regulating ring 6 is formed to be the same as the outer diameter of the mandrel main body 2, and the inner diameter is formed slightly larger than the outer diameter of the step portion 4. The cutting ring 5 is formed of a material having a hardness lower than that of a cutter for cutting the molded body after the resin of the molded body formed by the filament winding method is cured. In this embodiment, the cutting ring 5 is used.
Is made of resin and has a key groove 5a having the same width as the key groove 4a on its inner surface.
(Shown in FIG. 1B). As the resin, for example, a phenol resin is used. The cutting ring 5 is fitted into the step portion 4 with the key groove 5a facing the key groove 4a of the step portion 4, and the mandrel body is inserted via the key 7 fitted into both key grooves 4a, 5a. 2 and is fixed so as to be integrally rotatable and detachable.

【0020】図2及び図3に示すように、規制リング6
は金属製で、規制リング6の内面には所定位置にキー溝
6aが形成されている。規制リング6は、キー溝6aが
段差部4のキー溝4aと対向する状態で段差部4に嵌合
されるとともに、両キー溝4a,6aと嵌合するキー7
を介してカッティング用リング5の外側においてマンド
レル本体2と一体回転可能かつ着脱可能に固定されてい
る。
As shown in FIG. 2 and FIG.
Is made of metal, and a key groove 6 a is formed at a predetermined position on the inner surface of the restriction ring 6. The restriction ring 6 is fitted to the step portion 4 with the key groove 6a facing the key groove 4a of the step portion 4, and the key 7 fitted to both key grooves 4a, 6a.
Is fixed to the outside of the cutting ring 5 so as to be rotatable integrally with the mandrel main body 2 and detachably.

【0021】規制リング6には周方向に沿って所定の等
ピッチで規制部としてのピン8が突設されている。ピン
8は金属製で、図3に示すように、規制リング6のリン
グ部6bに等ピッチで放射状に形成された嵌合孔9に着
脱可能に嵌合固定されている。ピン8の直径は使用する
繊維の強度や巻き付け時の張力によって異なるが、0.
5〜3mm程度、糸の張力が大きな場合や、多数のピン
8を立てるためには、1〜2mm程度が望ましい。
The restricting ring 6 is provided with pins 8 as restricting portions projecting at a predetermined equal pitch along the circumferential direction. The pin 8 is made of metal and, as shown in FIG. 3, is removably fitted and fixed to a fitting hole 9 formed radially at an equal pitch in the ring portion 6b of the regulating ring 6. The diameter of the pin 8 varies depending on the strength of the fiber used and the tension at the time of winding.
In the case where the thread tension is large, about 5 to 3 mm, or in order to erect a large number of pins 8, about 1 to 2 mm is desirable.

【0022】規制リング6としてピン8の配列ピッチが
異なるものが複数種準備され、ワインディング条件に適
した規制リング6が選択されてマンドレル1に固定され
るようになっている。ピン8の配列ピッチは、嵌合孔9
の数は同じで、ピン8の数を変えて調整可能なピッチの
ように大きく異なるのではなく、ピンの数としては1〜
3割程度の範囲で変化するものが予め準備されている。
A plurality of types of restriction rings 6 having different arrangement pitches of the pins 8 are prepared, and a restriction ring 6 suitable for winding conditions is selected and fixed to the mandrel 1. The arrangement pitch of the pins 8 is
The number of pins is the same, and does not differ greatly like the pitch which can be adjusted by changing the number of pins 8, but the number of pins is 1 to
Those that change within a range of about 30% are prepared in advance.

【0023】強度や形状に対する要求精度の高い製品を
製造する場合には、駆動軸3の径はマンドレル本体2の
外径と、成形体の円筒部の断面積によってその値の上限
が規制される。具体的には、成形体の円筒部断面積をS
1 とし、マンドレル本体2の外径と等しい直径の円と、
駆動軸3の外径と等しい直径の円の面積の差をS2 とし
たとき、S2 >S1 を満足する必要があり、S2 ≧2S
1 が成立するのが望ましい。
In the case of manufacturing a product with high required accuracy with respect to strength and shape, the upper limit of the diameter of the drive shaft 3 is regulated by the outer diameter of the mandrel main body 2 and the cross-sectional area of the cylindrical portion of the molded body. . Specifically, the cross-sectional area of the cylindrical portion of the compact is S
1 and a circle having a diameter equal to the outer diameter of the mandrel body 2;
Assuming that the difference between the areas of circles having the same diameter as the outer diameter of the drive shaft 3 is S2, it is necessary to satisfy S2> S1, and S2 ≧ 2S
It is desirable that 1 holds.

【0024】次に前記のように構成されたマンドレル1
を使用したフィラメントワインディング法によるプロペ
ラシャフトのシャフト本体の製造方法を説明する。フィ
ラメントワインディング機はマンドレル1を支持した状
態で駆動される回転軸(図示せず)と、マンドレル1に
沿って往復駆動される糸ガイド(ノズル)10とを備え
ている。そして、回転軸の回転速度と、糸ガイド10の
移動速度を調整することにより、糸ガイド10から繰り
出される繊維F(この実施の形態では炭素繊維)をマン
ドレル1の軸方向となす角度を任意の角度に設定して、
マンドレル1上に巻き付けることができる。マンドレル
1は図示しないフィラメントワインディング機の回転軸
に、両駆動軸3が支持された状態でセットされる。
Next, the mandrel 1 constructed as described above
A method of manufacturing a shaft main body of a propeller shaft by a filament winding method using the method will be described. The filament winding machine includes a rotating shaft (not shown) driven while supporting the mandrel 1, and a yarn guide (nozzle) 10 reciprocated along the mandrel 1. By adjusting the rotation speed of the rotating shaft and the moving speed of the yarn guide 10, the angle at which the fiber F (carbon fiber in this embodiment) fed from the yarn guide 10 forms with the axial direction of the mandrel 1 is arbitrary. Set the angle,
It can be wound on the mandrel 1. The mandrel 1 is set on a rotary shaft of a filament winding machine (not shown) with both drive shafts 3 supported.

【0025】マンドレル1がセットされた状態でフィラ
メントワインディング機が作動され、マンドレル1の回
転と糸ガイド10の動きが制御されて、熱硬化性樹脂
(エポキシ樹脂)が付着された繊維Fがマンドレル1上
に巻き付けられる。繊維Fはピン8の間を通過した後、
駆動軸3に巻き掛けられて折り返すように配列され、ピ
ン8間にマンドレル1の軸方向となす角度(巻付け角
度)が所定の角度となるように巻き付けられて、マンド
レル1上に所定の厚さの繊維層が形成される。巻付け角
度は車両に組付けて使用される際に要求される、曲げ、
ねじり、振動等の特性を満足する所定の値に設定され
る。この実施の形態では巻付け角度がほぼ±10°前後
に設定されている。
With the mandrel 1 set, the filament winding machine is operated, the rotation of the mandrel 1 and the movement of the yarn guide 10 are controlled, and the fiber F to which the thermosetting resin (epoxy resin) is adhered becomes the mandrel 1. Wound on top. After the fiber F passes between the pins 8,
The mandrel 1 is wound around the drive shaft 3 so as to be folded back, and is wound between the pins 8 so that an angle (winding angle) formed between the pins 8 and the axial direction of the mandrel 1 becomes a predetermined angle. A fibrous layer is formed. The winding angle is required when used in a vehicle
It is set to a predetermined value that satisfies characteristics such as torsion and vibration. In this embodiment, the winding angle is set to approximately ± 10 °.

【0026】マンドレル1上に巻き付けられた繊維層の
数が所定数となるまで繊維Fが巻き付けられた後、ヨー
ク挿入部と対応する部分に、その巻付け角度が90°と
なる状態で、所定の厚さの繊維層が形成されるまで繊維
Fが巻き付けられる。即ち、比較的小さな巻付け角度で
巻き付けられた繊維層の両端部付近にフープ巻きが形成
された成形体が形成される。
After the fibers F are wound until the number of the fiber layers wound on the mandrel 1 reaches a predetermined number, the fiber F is wound around a portion corresponding to the yoke insertion portion at a winding angle of 90 °. The fiber F is wound until a fiber layer having a thickness of is formed. That is, a formed body having hoop winding formed near both ends of the fiber layer wound at a relatively small winding angle is formed.

【0027】繊維Fの巻付け終了後、マンドレル本体2
と対応する部分の成形体の外周面にプラスチック製のテ
ープがスパイラル状に巻き付けられる。テープの幅は5
0mm程度のものが使用される。プラスチック製のテー
プとしてはポリエステルフィルム等の熱収縮性フィルム
を使用するのが好ましい。
After finishing the winding of the fiber F, the mandrel body 2
A plastic tape is spirally wound around the outer peripheral surface of the molded body corresponding to the above. Tape width 5
Those having a size of about 0 mm are used. It is preferable to use a heat-shrinkable film such as a polyester film as the plastic tape.

【0028】次にマンドレル1がフィラメントワインデ
ィング機から取り外され、さらにピン8が規制リング6
から取り外され、成形体とともにマンドレル1が加熱炉
に入れられ、所定温度で樹脂が硬化される。硬化温度は
樹脂により異なるが、例えばエポキシ樹脂の場合は18
0°C程度である。加熱硬化によりFRP製の円筒体
が、マンドレル1上に形成される。冷却後、FRP製円
筒体の両端がカッティング用リング5と対向する位置に
おいてカッタによって切断される。そして、マンドレル
1から規制リング6、カッティング用リング5及びFR
P製円筒体が取り外されて、所定寸法の長さのプロペラ
シャフトのシャフト本体が形成される。
Next, the mandrel 1 is removed from the filament winding machine, and the pin 8 is further connected to the regulating ring 6.
, And the mandrel 1 is put into a heating furnace together with the molded body, and the resin is cured at a predetermined temperature. The curing temperature varies depending on the resin.
It is about 0 ° C. A cylindrical body made of FRP is formed on the mandrel 1 by heat curing. After cooling, both ends of the FRP cylindrical body are cut by the cutter at positions facing the cutting ring 5. Then, from the mandrel 1 to the restriction ring 6, the cutting ring 5, and the FR
The P-shaped cylinder is removed to form a propeller shaft shaft body having a predetermined length.

【0029】その後、シャフト本体のヨーク挿入部の内
周面と、金属製のヨークの基端外周面に接着剤が塗布さ
れ、ヨークがヨーク挿入部に挿入される。そして、接着
剤が加熱硬化されることにより、ヨークがシャフト本体
に強固に固着されて、プロペラシャフトが完成する。
Thereafter, an adhesive is applied to the inner peripheral surface of the yoke insertion portion of the shaft main body and the outer peripheral surface of the base end of the metal yoke, and the yoke is inserted into the yoke insertion portion. Then, the adhesive is heated and hardened, whereby the yoke is firmly fixed to the shaft main body, and the propeller shaft is completed.

【0030】マンドレル1から取り外されたカッティン
グ用リング5及び規制リング6には硬化後の円筒体の一
部が嵌合されているが、硬化前にピン8が取り外されて
いるため、両者とも簡単に硬化樹脂から取り外すことが
できる。カッティング用リング5は成形体の切断時に表
面がカッタによって傷つけられるため、使い捨てとな
る。また、規制リング6は嵌合孔9にピン8が嵌合され
て再使用される。
A part of the hardened cylinder is fitted to the cutting ring 5 and the regulating ring 6 removed from the mandrel 1. However, since the pin 8 is removed before the hardening, both are simple. Can be removed from the cured resin. The cutting ring 5 is disposable because the surface is damaged by the cutter when the molded body is cut. The restriction ring 6 is reused after the pin 8 is fitted in the fitting hole 9.

【0031】この実施の形態では以下の効果を有する。 (1) マンドレル本体2の両端部にカッタより硬度の
小さな材質で形成されたカッティング用リング5が着脱
可能に固定されている。従って、フィラメントワインデ
ィング法により形成された成形体の両端部を樹脂硬化後
にカッタで切断する際、カッティング用リング5と対向
する位置で切断することにより、マンドレルを傷つける
ことなく成形体を切断できる。カッティング用リング5
は再使用しないためカッタで傷つけられても支障がな
い。
This embodiment has the following effects. (1) Cutting rings 5 formed of a material having a lower hardness than the cutter are detachably fixed to both ends of the mandrel main body 2. Therefore, when cutting both ends of the molded body formed by the filament winding method with a cutter after curing the resin, the molded body can be cut without damaging the mandrel by cutting at a position facing the cutting ring 5. Cutting ring 5
Since it is not reused, there is no problem even if it is damaged by the cutter.

【0032】(2) カッティング用リング5が樹脂製
のため、金属製に比較して低コストで簡単に製造でき
る。 (3) マンドレル本体2には周方向に沿って所定ピッ
チで規制部(ピン8)が突設された規制リング6がカッ
ティング用リング5の外側にマンドレル本体2と一体回
転可能かつ着脱可能に固定されている。従って、規制部
のピッチを要求性能に合わせた値に設定することによ
り、繊維を45°より小さな巻付け角度及び繊維の配列
間隔を狭い状態で巻き付ける場合にも、円滑に繊維がマ
ンドレルに巻き付けられる。
(2) Since the cutting ring 5 is made of resin, it can be easily manufactured at a lower cost than metal. (3) A restricting ring 6 having restricting portions (pins 8) protruding from the mandrel main body 2 at a predetermined pitch along the circumferential direction is fixed to the outside of the cutting ring 5 so as to be integrally rotatable with the mandrel main body 2 and detachably. Have been. Therefore, by setting the pitch of the regulating portion to a value that matches the required performance, even when the fiber is wound at a winding angle smaller than 45 ° and the arrangement interval of the fiber is narrow, the fiber is smoothly wound around the mandrel. .

【0033】(4) カッティング用リング5が樹脂製
で、規制リング6は金属製でかつ規制部としてピン8が
着脱可能に突設されている。従って、カッティング用リ
ング5及び規制リング6を樹脂で一体に形成した場合に
比較して、規制部の位置精度が高くなる。
(4) The cutting ring 5 is made of resin, and the restricting ring 6 is made of metal. Therefore, compared to the case where the cutting ring 5 and the restricting ring 6 are integrally formed of resin, the positional accuracy of the restricting portion is higher.

【0034】(5) 規制リング6がマンドレル本体2
の両端部と駆動軸3との間に設けられた段差部4に固定
されるため、周方向に沿って所定ピッチで突設される規
制部としてのピン8を嵌合固定する嵌合孔9を小さなピ
ッチで形成できる。従って、フィラメントワインディン
グの際にFRP製の円筒体を構成する繊維Fを巻付け角
度が小さな状態で精度良く配列でき、繊維Fの配列を規
制するピン8(規制部)の近くに繊維Fが密集すること
を抑制できる。
(5) The regulating ring 6 is the mandrel body 2
Is fixed to the stepped portion 4 provided between both ends of the drive shaft 3 and the drive shaft 3, so that a fitting hole 9 for fitting and fixing a pin 8 as a restricting portion projected at a predetermined pitch in the circumferential direction. Can be formed at a small pitch. Therefore, at the time of filament winding, the fibers F constituting the cylindrical body made of FRP can be accurately arranged with a small winding angle, and the fibers F are densely arranged near the pins 8 (regulation portions) for regulating the arrangement of the fibers F. Can be suppressed.

【0035】(6) 規制リング6の規制部としてピン
8を嵌合孔9に着脱可能に嵌合し、繊維Fの巻き付け完
了後にピン8を取り外して樹脂の熱硬化を行う。従っ
て、熱硬化後に成形体から分離された規制リング6から
硬化樹脂を容易に除去でき、規制リング6を再使用でき
る。
(6) The pin 8 is detachably fitted into the fitting hole 9 as a restricting portion of the restricting ring 6, and after the fiber F is completely wound, the pin 8 is removed and the resin is thermoset. Therefore, the cured resin can be easily removed from the regulating ring 6 separated from the molded body after the thermosetting, and the regulating ring 6 can be reused.

【0036】(7) 繊維Fが直接ピン8(規制部)に
巻き掛けられて折り返すのではなく、繊維Fは駆動軸3
に巻き掛けられて折り返されるため、ピン8に掛かる力
が小さくなり、ピンを細くできる。従って、ピン8の配
列ピッチをより小さくできる。また、繊維Fがピン8の
近傍に集中して巻き付けに支障を来すことが抑制され
る。
(7) Instead of the fiber F being directly wound around the pin 8 (restriction portion) and folded, the fiber F
Since it is wound around and folded back, the force applied to the pin 8 is reduced, and the pin can be made thinner. Therefore, the arrangement pitch of the pins 8 can be made smaller. Further, the fiber F is prevented from being concentrated near the pin 8 and hindering the winding.

【0037】(8) フィラメントワインディングの際
に駆動軸3に巻き掛けられて折り返される繊維Fが、マ
ンドレル本体2の部分に巻き付けられた繊維層の表面よ
り盛り上がらないように駆動軸3の径が設定されてい
る。従って、駆動軸3の部分に繊維Fが繰り返し巻き掛
けられてもマンドレル1に繊維が円滑に巻き付けられ
る。
(8) The diameter of the drive shaft 3 is set so that the fiber F that is wound around the drive shaft 3 and turned back during filament winding does not rise from the surface of the fiber layer wound around the mandrel body 2. Have been. Therefore, even if the fiber F is repeatedly wound around the drive shaft 3, the fiber is smoothly wound around the mandrel 1.

【0038】(第2の実施の形態)次に第2の実施の形
態を図5に従って説明する。この実施の形態ではカッテ
ィング用リングと規制リングとが樹脂で一体に形成され
ている点が前記実施の形態と異なり、その他の構成は同
じである。前記実施の形態と同一部分は同一符号を付し
て詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is different from the above-described embodiment in that the cutting ring and the restriction ring are integrally formed of resin, and the other configurations are the same. The same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0039】カッティング用リング11はリングの幅が
前記実施の形態のものより広く形成され、外周面に規制
部としてのフィン12が等ピッチで突設され、内面にキ
ー溝11aが形成されている。各フィン12は断面が扁
平なほぼ六角形となるように形成され、カッティング用
リング11の軸方向と平行に延びるように突設されてい
る。規制部としてフィン12の代わりにピンを一体に突
設してもよいが、成形のし易さや強度の点からフィン1
2が突設された構造が好ましい。フィン12はフィラメ
ントワインディング法により形成された成形体の切断時
に、カッタがフィン12と干渉せずにカッティング用リ
ング11の表面に接触可能なスペースがマンドレル本体
2の外周面寄りに存在するように突設されている。
The cutting ring 11 has a ring width wider than that of the above-described embodiment, fins 12 as regulating portions projecting from the outer peripheral surface at an equal pitch, and a key groove 11a is formed on the inner surface. . Each fin 12 is formed so as to have a flat and substantially hexagonal cross section, and protrudes so as to extend in parallel with the axial direction of the cutting ring 11. A pin may be integrally protruded in place of the fin 12 as the restricting portion, but the fin 1 may be formed from the viewpoint of ease of molding and strength.
The structure in which 2 is protruded is preferable. The fins 12 protrude such that a space where the cutter can contact the surface of the cutting ring 11 without interfering with the fins 12 is present near the outer peripheral surface of the mandrel main body 2 when cutting the formed body formed by the filament winding method. Has been established.

【0040】このカッティング用リング11を使用する
場合も、キー7がキー溝4a,11aに嵌合することに
よりカッティング用リング11が段差部4に固定された
状態で使用される。そして、繊維Fはフィン12の間を
通過した後、駆動軸3に巻き掛けられて折り返すように
配列され、フィン12間におけるマンドレル1の軸方向
となす角度(巻付け角度)が所定の角度となるように巻
き付けられて、マンドレル1上に所定の厚さの繊維層が
形成される。そして、前記実施の形態と同様にフープ巻
きやテープが巻かれた後、樹脂硬化が行われ、硬化後の
成形体がカッティング用リング11と対向する位置で、
かつフィン12を避けた位置でカッタにより切断され
る。切断後、カッティング用リング11は樹脂とともに
廃棄される。
When the cutting ring 11 is used, the cutting ring 11 is fixed to the step 4 by fitting the key 7 into the key grooves 4a, 11a. After passing between the fins 12, the fiber F is arranged so as to be wound around the drive shaft 3 and turned back, and the angle (winding angle) between the fins 12 and the axial direction of the mandrel 1 is a predetermined angle. As a result, a fiber layer having a predetermined thickness is formed on the mandrel 1. Then, after the hoop winding or the tape is wound in the same manner as in the above-described embodiment, the resin is cured, and at a position where the molded body after curing faces the cutting ring 11,
And it is cut by the cutter at a position avoiding the fins 12. After cutting, the cutting ring 11 is discarded together with the resin.

【0041】従って、この実施の形態においては第1の
実施の形態の(1)〜(3),(5),(7),(8)
と同様な効果が得られる他に次の効果が得られる。
(9) カッティング用リング及び規制リングが樹脂で
一体に形成された構成のため、マンドレル1を組み立て
る際の工数が少なくなる。
Therefore, in this embodiment, (1) to (3), (5), (7) and (8) of the first embodiment are used.
In addition to the same effects as described above, the following effects can be obtained.
(9) Since the cutting ring and the restricting ring are integrally formed of resin, the number of steps for assembling the mandrel 1 is reduced.

【0042】(10) 規制リング6がカッティング用
リング5と別体に形成され、規制リング6を再使用する
場合と異なり、樹脂硬化前に規制部としての規制ピン8
を取り外す手間が入らない。また、硬化後の成形体から
切断除去された硬化樹脂を規制部から取り外す必要がな
い。
(10) The restricting ring 6 is formed separately from the cutting ring 5, and unlike the case where the restricting ring 6 is reused, the restricting pin 8 as a restricting portion before the resin is cured.
You don't have to remove it. Further, it is not necessary to remove the cured resin cut and removed from the molded body after curing from the regulating portion.

【0043】なお、実施の形態は前記に限定されるもの
ではなく、例えば、次のように具体化してもよい。 ○ 規制部の無いマンドレルを使用してフィラメントワ
インディングにより繊維の巻付け角度が45°より小さ
なFRP製の円筒体を製造する場合に適用してもよい。
例えば、図6に示すようにマンドレルを円柱状のマンド
レル本体2の両端部に半球部13を有する形状とし、マ
ンドレル本体2の両端に設けられた段差部4にカッティ
ング用リング5を嵌合固定する。半球部13は図示しな
いキー溝に嵌合されたキーを介して駆動軸3に一体回転
可能に固定される。この構成のマンドレル1では、半球
部13で折り返すことにより規制部が無くても、繊維を
巻付け角度が45°より小さな状態で巻き付けることが
できる。このマンドレル1では半球部13は繰り返して
使用される。この場合、カッティング用リング5の厚み
は、成形体の切断時にカッタがカッティング用リング5
の一部を切断して段差部に到達しない大きさであればよ
く、第1の実施の形態のように規制リング6の厚みに合
わせる必要が無く薄くできる。従って、使い捨てにする
樹脂の使用量が少なくなる。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example. The present invention may be applied to a case where an FRP cylinder having a winding angle of less than 45 ° is produced by filament winding using a mandrel having no regulating portion.
For example, as shown in FIG. 6, the mandrel is formed into a shape having hemispherical portions 13 at both ends of a cylindrical mandrel main body 2, and a cutting ring 5 is fitted and fixed to a step 4 provided at both ends of the mandrel main body 2. . The hemispherical portion 13 is fixed to the drive shaft 3 via a key fitted into a key groove (not shown) so as to be integrally rotatable. In the mandrel 1 having this configuration, the fiber can be wound in a state where the winding angle is smaller than 45 ° even if there is no regulating part by folding back at the hemispherical portion 13. In this mandrel 1, the hemispherical portion 13 is used repeatedly. In this case, the thickness of the cutting ring 5 is such that when the molded body is cut,
Any size may be used as long as it does not reach the step by cutting a part of the ring, and it is not necessary to match the thickness of the restriction ring 6 as in the first embodiment, and the thickness can be reduced. Therefore, the amount of the disposable resin used is reduced.

【0044】○ 繊維の配列を規制する規制部を設ける
場合、マンドレルと別体の規制リング6又は規制部を備
えたカッティング用リング11を設ける代わりに、マン
ドレル本体2に規制ピンを着脱可能に取り付ける。例え
ば、図7に示すように、マンドレル本体2の両端部(片
側のみ図示)にカッティング用リング5の厚みの分だけ
外径の小さな段差部4を設け、段差部4に規制ピン14
を着脱可能に取り付ける。そして、規制ピン14より内
側において段差部4にカッティング用リング5を嵌合固
定する。この場合も繊維Fは第1の実施の形態と同様
に、規制ピン14の間を通過した後、駆動軸3に巻き掛
けられて折り返すように配列されてマンドレル1に巻き
付けられる。この場合もカッティング用リング5を薄く
できる。
When a regulating portion for regulating the arrangement of fibers is provided, a regulating pin is detachably attached to the mandrel main body 2 instead of providing the mandrel and the regulating ring 6 or the cutting ring 11 having the regulating portion. . For example, as shown in FIG. 7, a step portion 4 having a small outer diameter by the thickness of the cutting ring 5 is provided at both ends (only one side is shown) of the mandrel main body 2, and a regulating pin 14 is provided at the step portion 4.
Is detachably attached. Then, the cutting ring 5 is fitted and fixed to the step portion 4 inside the regulating pin 14. In this case as well, the fibers F pass between the regulating pins 14 and then are wound around the drive shaft 3 so as to be folded and wound around the mandrel 1 as in the first embodiment. Also in this case, the cutting ring 5 can be made thin.

【0045】○ マンドレル本体2に規制ピン14を着
脱可能に取り付ける構成において、図8に示すように、
規制ピン14を嵌合する穴15を形成する箇所に段差部
を設けず、カッティング用リング5を嵌合するための周
溝16をマンドレル本体2に形成する。そして、カッテ
ィング用リング5を大きく拡開可能とするため、切れ目
17が形成された構造とする。この場合、カッティング
用リング5は拡開された状態で穴15が形成された領域
を通って周溝16と対応する箇所に嵌合される。
In a configuration in which the regulating pin 14 is detachably attached to the mandrel main body 2, as shown in FIG.
A peripheral groove 16 for fitting the cutting ring 5 is formed in the mandrel main body 2 without providing a step at a position where the hole 15 for fitting the restriction pin 14 is formed. Then, in order to allow the cutting ring 5 to be greatly expanded, a cut 17 is formed. In this case, the cutting ring 5 is fitted in a position corresponding to the circumferential groove 16 through the region where the hole 15 is formed in an expanded state.

【0046】○ マンドレル1をフィラメントワインデ
ィング機に位置決めした状態で固定するため、駆動軸3
に軸心と平行な平面部を設けてもよい。平面部の数は限
定されないが、例えば3個を周方向に等間隔で設ける。
この場合、マンドレル1をフィラメントワインディング
機に固定した状態で、巻き付け開始時の所定位置にマン
ドレル1を位置決めするのが容易になる。
In order to fix the mandrel 1 while positioning it on the filament winding machine, the driving shaft 3
May be provided with a plane portion parallel to the axis. Although the number of plane portions is not limited, for example, three are provided at equal intervals in the circumferential direction.
In this case, it is easy to position the mandrel 1 at a predetermined position at the start of winding with the mandrel 1 fixed to the filament winding machine.

【0047】○ カッティング用リング5はマンドレル
1を抜く(脱型)ために必要な部材のため、マンドレル
1の片側にのみ取り付けてもよい。 ○ カッティング用リング5は脱型を目的としているた
め、マンドレル1の外径と同一あるいはやや大きい方が
望ましい。マンドレル1の外径より小さい場合は、成形
体を切断した際に、切り口がマンドレル径より小さくな
り脱型が難しくなるが、マンドレルの外径以上であれば
よい。
Since the cutting ring 5 is a member necessary for pulling out (removing) the mandrel 1, it may be attached to only one side of the mandrel 1. Since the cutting ring 5 is intended for removal from the mold, it is desirable that the outer diameter of the mandrel 1 be the same or slightly larger. If the outer diameter of the mandrel 1 is smaller than the outer diameter of the mandrel, the cut is smaller than the diameter of the mandrel when the molded body is cut, making it difficult to remove the mold.

【0048】○ カッティング用リング5は必ずしもマ
ンドレル1と一体回転可能である必要はなく、積極的に
一体回転可能に固定する必要はない。 ○ 規制リング6の外径はマンドレル本体2の外径と同
じではなく、マンドレル本体2の外径より多少小さくて
もよい。なぜならば、規制リング6の外径がマンドレル
本体2の外径より大きな場合と異なり、マンドレル本体
2の外径より小さな場合は、マンドレル本体2に巻き付
けられる繊維Fが規制リング6の近くでマンドレル本体
2から浮き上がった状態となることはない。
The cutting ring 5 does not necessarily need to be rotatable integrally with the mandrel 1 and need not be positively fixed so as to be integrally rotatable. The outer diameter of the restriction ring 6 is not the same as the outer diameter of the mandrel body 2 and may be slightly smaller than the outer diameter of the mandrel body 2. This is because, unlike the case where the outer diameter of the restriction ring 6 is larger than the outer diameter of the mandrel main body 2, when the outer diameter of the mandrel main body 2 is smaller, the fiber F wound around the mandrel main body 2 closes to the restriction ring 6 and the mandrel main body 2 It will not be raised from 2.

【0049】○ フープ巻きを行う前にマンドレル1に
巻き付けられる繊維Fの巻付け角度の絶対値を全ての層
で同じ角度にする必要はなく、層毎に巻付け角度を変更
してもよい。また、フープ巻きはなくてもよい。
The absolute value of the winding angle of the fiber F wound around the mandrel 1 before the hoop winding need not be the same in all the layers, but the winding angle may be changed for each layer. The hoop winding may not be necessary.

【0050】○ マトリックス樹脂として、エポキシ樹
脂に限らず他の熱硬化性樹脂(例えば、ポリイミド樹
脂)や、曲げ弾性率の高い熱可塑性樹脂(例えばポリエ
ーテルエーテルケトン)等を使用してもよい。しかし、
プロペラシャフトを形成する場合は、コストや要求性能
の点からエポキシ樹脂が好ましい。
The matrix resin is not limited to the epoxy resin, but may be another thermosetting resin (eg, a polyimide resin) or a thermoplastic resin having a high flexural modulus (eg, polyetheretherketone). But,
When forming a propeller shaft, an epoxy resin is preferred from the viewpoint of cost and required performance.

【0051】○ 車両のプロペラシャフト以外の駆動シ
ャフト用の円筒体の製造に適用してもよい。使用回転速
度が遅い場合や、ねじり強度、耐熱性、耐湿性等の要求
性能が車両のプロペラシャフトに比較して低い場合に
は、強化繊維として炭素繊維にガラス繊維又はアラミド
繊維を混合したり、ガラス繊維又はアラミド繊維を単独
で使用してもよい。また、FRPを構成する繊維及びマ
トリックス樹脂の組合せとして、炭素繊維とビニルエス
テル樹脂、炭素繊維とフェノール樹脂等の組合せ等を採
用してもよい。この場合樹脂の価格がエポキシ樹脂より
安いのでコスト低減を図れる。
The present invention may be applied to the manufacture of a cylindrical body for a drive shaft other than the propeller shaft of a vehicle. When the use rotation speed is low, or when the required performance such as torsional strength, heat resistance, and moisture resistance is lower than the propeller shaft of the vehicle, glass fibers or aramid fibers are mixed with carbon fibers as reinforcing fibers, Glass fibers or aramid fibers may be used alone. Further, as a combination of a fiber and a matrix resin constituting the FRP, a combination of a carbon fiber and a vinyl ester resin, a combination of a carbon fiber and a phenol resin, or the like may be employed. In this case, the cost of the resin can be reduced because the resin is cheaper than the epoxy resin.

【0052】○ 駆動シャフトに限らず任意のFRP製
円筒体の製造に適用してもよい。強化繊維としては、カ
ーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等がある。マト
リックスとしては、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂がある。そして、要求特性に合うように適宜組
み合わせて使用される。前記強化繊維のうち、カーボン
繊維が強度及び軽量化の点で最も好ましく、次にガラス
繊維が良い。マトリックスとしては耐熱性、耐湿性の点
でエポキシ樹脂が最も好ましい。
The present invention is not limited to the drive shaft but may be applied to the manufacture of an arbitrary FRP cylindrical body. Examples of the reinforcing fibers include carbon fibers, glass fibers, and aramid fibers. The matrix includes a thermosetting resin such as an epoxy resin, a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, and a phenol resin. Then, they are used in combination as appropriate to meet the required characteristics. Among the reinforcing fibers, carbon fibers are most preferable in terms of strength and weight reduction, and glass fibers are next preferable. As the matrix, an epoxy resin is most preferable in terms of heat resistance and moisture resistance.

【0053】○ 繊維の配列精度や製品の強度に対する
要求程度が低い成形体の場合は、繊維を規制リング6や
カッティング用リング11の規制部に巻き掛けた状態で
折り返すように巻き付ける方法を採用してもよい。
In the case of a molded product having a low requirement for fiber alignment accuracy and product strength, a method is employed in which the fiber is wound around the regulating portion of the regulating ring 6 or the cutting ring 11 so as to be folded back. You may.

【0054】前記実施の形態から把握できる請求項記載
以外の発明(技術思想)について、以下にその効果とと
もに記載する。 (1) 請求項1に記載の発明において、カッティング
用リングは合成樹脂製である。この場合、金属等他の材
質で形成するのに比較して低コストで簡単に製造でき
る。
The inventions (technical ideas) other than those described in the claims which can be grasped from the above embodiments will be described below together with their effects. (1) In the invention described in claim 1, the cutting ring is made of a synthetic resin. In this case, it can be easily manufactured at low cost as compared with the case where it is formed of another material such as metal.

【0055】(2) 請求項1に記載の発明において、
マンドレル本体の両端部には、カッティング用リングの
固定箇所より外側に繊維の配列を規制するピンを着脱可
能に嵌合する嵌合穴が所定ピッチで形成されている。こ
の場合、着脱可能なピンを備えた既存のマンドレルの簡
単な改造で製造できる。
(2) In the first aspect of the present invention,
At both ends of the mandrel main body, fitting holes are formed at predetermined pitches to detachably fit pins that regulate the arrangement of the fibers outside of the fixing portion of the cutting ring. In this case, it can be manufactured with a simple modification of an existing mandrel with detachable pins.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜請求項
4に記載の発明によれば、FRP製の円筒体をフィラメ
ントワインディング法で形成する場合に、樹脂硬化後に
マンドレル上で成形体をカッタで切断してもマンドレル
本体を傷つけることを防止できる。
As described above in detail, according to the first to fourth aspects of the present invention, when a FRP cylindrical body is formed by a filament winding method, the molded body is formed on a mandrel after the resin is cured. Can be prevented from damaging the mandrel main body even if it is cut with a cutter.

【0057】請求項2に記載の発明によれば、規制部の
ピッチを要求性能に合わせた値に設定することにより、
繊維を45°より小さな巻付け角度及び繊維の配列間隔
を狭い状態で巻き付ける場合にも、円滑に繊維をマンド
レルに巻き付けることができる。
According to the second aspect of the present invention, by setting the pitch of the regulating portion to a value corresponding to the required performance,
Even when the fibers are wound with a winding angle smaller than 45 ° and a narrow arrangement interval of the fibers, the fibers can be smoothly wound around the mandrel.

【0058】請求項3に記載の発明によれば、カッティ
ング用リング及び規制リングが樹脂で一体に形成された
構成のため、マンドレルを組み立てる際の工数が少なく
なる。また、カッティング用リングは再使用しないた
め、硬化後の成形体から切断除去された硬化樹脂を規制
部から取り外す必要がなく離型のための手間が規制リン
グを再使用する場合に比較して少なくなる。
According to the third aspect of the present invention, since the cutting ring and the regulating ring are integrally formed of resin, the number of steps for assembling the mandrel is reduced. In addition, since the cutting ring is not reused, it is not necessary to remove the cured resin cut and removed from the molded body after curing from the regulating part, and the time required for release is less than when the regulating ring is reused. Become.

【0059】請求項4に記載の発明によれば、カッティ
ング用リング及び規制リングを樹脂で一体に形成した場
合に比較して、規制部の位置精度が高くなる。
According to the fourth aspect of the present invention, the positional accuracy of the restricting portion is higher than when the cutting ring and the restricting ring are integrally formed of resin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 (a)は第1の実施の形態のマンドレルの一
部分解正面図、(b)はカッティング用リングの斜視
図。
FIG. 1A is a partially exploded front view of a mandrel according to a first embodiment, and FIG. 1B is a perspective view of a cutting ring.

【図2】 規制リングの正面図。FIG. 2 is a front view of a regulating ring.

【図3】 規制リングにピンを打ち込んでいる途中の状
態を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a state in which a pin is being driven into a regulating ring.

【図4】 繊維の巻き付け作用を説明する概略斜視図。FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating the winding action of the fiber.

【図5】 第2の実施の形態のカッティング用リングの
斜視図。
FIG. 5 is a perspective view of a cutting ring according to a second embodiment.

【図6】 別の実施の形態のマンドレルの正面図。FIG. 6 is a front view of a mandrel according to another embodiment.

【図7】 別の実施の形態のマンドレルの部分正面図。FIG. 7 is a partial front view of a mandrel according to another embodiment.

【図8】 別の実施の形態のマンドレルの部分正面図。FIG. 8 is a partial front view of a mandrel according to another embodiment.

【図9】 (a)は従来技術のマンドレルを示す断面
図、(b)は別の従来技術のマンドレルを示す概略斜視
図。
9A is a cross-sectional view showing a mandrel of the related art, and FIG. 9B is a schematic perspective view showing another mandrel of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…マンドレル、2…マンドレル本体、5,11…カッ
ティング用リング、6…規制リング、8…規制部として
のピン、9…嵌合孔、12…規制部としてのフィン、F
…繊維。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mandrel, 2 ... Mandrel main body, 5, 11 ... Cutting ring, 6 ... Restriction ring, 8 ... Pin as restriction part, 9 ... Fitting hole, 12 ... Fin as restriction part, F
…fiber.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 康己 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 戸枝 稔 愛知県刈谷市豊田町2丁目1番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 Fターム(参考) 4F205 AA36 AD16 AG08 AH17 AJ03 HA02 HA23 HA33 HA37 HA46 HB01 HC02 HC17 HF05 HF23 HK04 HK05 HK31 HK37 HL03 HL07 HL14 HW21  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yasumi Miyashita 2-1-1, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Inside Toyota Industries Corporation (72) Inventor Minoru Toeda 2-1-1, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. F term in Toyota Industries Corporation (reference) 4F205 AA36 AD16 AG08 AH17 AJ03 HA02 HA23 HA33 HA37 HA46 HB01 HC02 HC17 HF05 HF23 HK04 HK05 HK31 HK37 HL03 HL07 HL14 HW21

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マンドレル本体の両端部にカッタより硬
度の小さな材質で形成されたカッティング用リングを着
脱可能に固定したフィラメントワインディング用マンド
レル。
1. A filament winding mandrel having a cutting ring formed of a material having a hardness lower than that of a cutter and being detachably fixed to both ends of a mandrel body.
【請求項2】 前記マンドレル本体には周方向に沿って
所定ピッチで規制部が突設された規制リングが前記カッ
ティング用リングの外側にマンドレル本体と一体回転可
能かつ着脱可能に固定されている請求項1に記載のフィ
ラメントワインディング用マンドレル。
2. A mandrel main body, wherein a restricting ring having restricting portions projecting at a predetermined pitch along a circumferential direction is fixed to the outside of the cutting ring so as to be integrally rotatable with the mandrel main body and detachably. Item 2. The mandrel for filament winding according to Item 1.
【請求項3】 前記カッティング用リング及び規制リン
グが樹脂で一体に形成されている請求項2に記載のフィ
ラメントワインディング用マンドレル。
3. The filament winding mandrel according to claim 2, wherein the cutting ring and the regulating ring are formed integrally from a resin.
【請求項4】 前記カッティング用リングは樹脂製で、
前記規制リングは金属製で規制部としてピンが着脱可能
に突設されている請求項2に記載のフィラメントワイン
ディング用マンドレル。
4. The cutting ring is made of resin,
3. The filament winding mandrel according to claim 2, wherein the restriction ring is made of metal, and a pin is detachably protruded as a restriction portion.
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