JP2000127254A - Manufacture of tubular body, winding member for winding prepreg on core material and apparatus for winding - Google Patents

Manufacture of tubular body, winding member for winding prepreg on core material and apparatus for winding

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JP2000127254A
JP2000127254A JP10303955A JP30395598A JP2000127254A JP 2000127254 A JP2000127254 A JP 2000127254A JP 10303955 A JP10303955 A JP 10303955A JP 30395598 A JP30395598 A JP 30395598A JP 2000127254 A JP2000127254 A JP 2000127254A
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prepreg
winding
core material
core
winding member
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Japanese (ja)
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Sadahito Nakahara
禎仁 中原
Takaaki Takashima
隆晃 高島
Hitoshi Takayama
仁史 高山
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a tubular body having extremely little occurrence of a void capable of winding a prepreg tightly on a core material without gap in the case of manufacturing the body made of a fiber- reinforced composite material having a complicated surface shape, a member for winding the prepreg and an apparatus for winding it. SOLUTION: The tubular body made of a fiber-reinforced composite material is manufactured by winding a prepreg on a core material by a rolled winding member 10, curing the prepreg, and then drawing the core material. A columnar pressing part 12 is formed on a periphery of a shaft 11 of the member 10. A tube is arranged in the part 12, and a fluid is introduced into the tube to expand the part 12. The prepreg can be tightly wound on the core material without gap while pressing the prepreg to the core material by the expanded part 12.

Description

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

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、プリプレグを芯材
に巻き付けて硬化させることにより、例えばゴルフクラ
ブのシャフトや釣り竿、各種ロール等の繊維強化複合材
料からなる管状体を製造する管状体の製造方法と、プリ
プレグを芯材へ巻き付ける巻付け部材及び巻付け装置と
に関する。特に、長手方向にその断面寸法や断面形状が
変化する管状体の成形に好適な管状体の製造方法と、プ
リプレグを芯材へ巻き付ける巻付け部材及び巻付け装置
とに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a tubular body made of a fiber-reinforced composite material such as a golf club shaft, a fishing rod, and various rolls by winding a prepreg around a core material and curing the core material. The present invention relates to a method and a winding member and a winding device for winding a prepreg around a core material. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a tubular body suitable for forming a tubular body whose cross-sectional dimension and cross-sectional shape changes in the longitudinal direction, and a winding member and a winding device for winding a prepreg around a core material.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、繊維強化複合材料により管状体を
製造する方法としては、大別して以下のような三つの方
法が公知である。第一の製造方法は、いわゆる引き抜き
成形法である。この引き抜き成形法とは、連続した強化
繊維にマトリックス樹脂を塗布・含浸させた後、同繊維
を断面がリング状のダイスを通過させる。このとき、マ
トリックス樹脂が熱硬化性樹脂である場合には前記ダイ
スを加熱することでダイスを通過する際に前記樹脂を硬
化させ、或いはマトリックス樹脂が熱可塑性樹脂である
場合には、同樹脂を冷却固化させることにより、繊維強
化複合材料製の管状体が製造される。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing a tubular body from a fiber reinforced composite material, the following three methods are generally roughly known. The first manufacturing method is a so-called pultrusion molding method. In the pultrusion molding method, after a continuous reinforcing fiber is applied and impregnated with a matrix resin, the fiber is passed through a die having a ring-shaped cross section. At this time, when the matrix resin is a thermosetting resin, the resin is cured when passing through the dice by heating the dice, or when the matrix resin is a thermoplastic resin, the same resin is used. By cooling and solidifying, a tubular body made of a fiber-reinforced composite material is manufactured.

【0003】第二の製造方法は、いわゆるフィラメント
ワインディング成形法である。このフィラメントワイン
ディング成形法は、連続した強化繊維にマトリックス樹
脂を塗布・含浸させた後に、同繊維を回転する芯材に規
則正しく巻き付けて、樹脂を加熱硬化させ、又は冷却固
化させて管状体を製造する。
[0003] A second manufacturing method is a so-called filament winding molding method. In this filament winding molding method, a continuous reinforcing fiber is applied and impregnated with a matrix resin, and then the fiber is regularly wound around a rotating core material, and the resin is heated and cured, or cooled and solidified to produce a tubular body. .

【0004】第三の製造方法は、いわゆるシートラップ
成形法、或いはテープラップ成形法と呼ばれる方法であ
る。このシートラップ成形法又はテープラップ成形法
は、所定の幅寸法をもつシート状又はテープ状のプリプ
レグを、回転している芯材に巻き付けた後、加熱硬化、
又は冷却固化させて管状体が製造される。更には、上述
した第一から第三の製造方法を組み合わせて、管状体を
製造することも一般的に知られている。
A third manufacturing method is a method called a sheet wrap molding method or a tape wrap molding method. In this sheet wrap molding method or tape wrap molding method, after winding a sheet-shaped or tape-shaped prepreg having a predetermined width around a rotating core material, heat curing,
Alternatively, it is cooled and solidified to produce a tubular body. Furthermore, it is generally known that a tubular body is manufactured by combining the above-described first to third manufacturing methods.

【0005】これらの管状体の製造方法は、例えば、前
記管状体の使用目的に応じて要求される曲げ強度やねじ
れ強度等の各種機能や性能に鑑み、選定することが好ま
しい。なお、これらのいずれの製造方法においても、成
形コストを低減すること、及び管状体の製造時における
ボイド等の欠陥を極力低減させることが好ましいことは
勿論である。
It is preferable to select a method for manufacturing these tubular bodies in view of various functions and performances such as bending strength and torsional strength required according to the intended use of the tubular body. In any of these manufacturing methods, it is needless to say that it is preferable to reduce the molding cost and to minimize defects such as voids during the manufacturing of the tubular body.

【0006】ところで、上述した製造方法のうち、シー
トラップ成形法やテープラップ成形法においては、従来
から、回転した芯材にプリプレグを巻き付ける技術が多
数、提案されている。例えば、旋盤と同様の作動機構を
備えた管状体の製造装置に芯材を設置して、同芯材を軸
回転させると同時に芯材の周囲にプリプレグを巻き付け
ている。
Meanwhile, among the above-mentioned manufacturing methods, in the sheet wrap forming method and the tape wrap forming method, conventionally, many techniques for winding a prepreg around a rotated core material have been proposed. For example, a core material is installed in a manufacturing apparatus for a tubular body having an operating mechanism similar to that of a lathe, and a prepreg is wound around the core material while rotating the core material at the same time.

【0007】また、例えば図7に示すように、複数本
(同図に示す例にあっては3本)のロール1からなる巻
付け部材により芯材Cを挟持し、同芯材Cを軸回転させ
ながら、同芯材Cと前記ロール1との間に、プリプレグ
供給部4から引き出されたシート状のプリプレグPを導
入し、前記芯材CにプリプレグPを巻き付けることもで
きる。なお、前記芯材Cを芯材支持部により支持し、同
支持部を積極的に駆動回転することにより、前記芯材C
を直接に軸回転させることができる。この場合は前記ロ
ール1は自由回転可能に支持されている。或いは、前記
ロール1を駆動回転可能な駆動ロールとして、前記駆動
ロール1を駆動回転することにより、前記芯材Cを軸回
転させることもできる。
As shown in FIG. 7, for example, a core member C is sandwiched by a winding member composed of a plurality of rolls (three in the example shown in FIG. 7), and the core material C is While rotating, the sheet-shaped prepreg P drawn from the prepreg supply unit 4 may be introduced between the concentric material C and the roll 1, and the prepreg P may be wound around the core material C. The core material C is supported by a core material support portion, and the support portion is positively driven to rotate, whereby the core material C is supported.
Can be directly rotated. In this case, the roll 1 is supported so as to be freely rotatable. Alternatively, the core material C can be axially rotated by driving and rotating the drive roll 1 with the roll 1 as a drive roll that can be driven and rotated.

【0008】更には、例えば図8に示すように、芯材支
持部により軸回転可能に支持された芯材Cの上下に、上
下一対の平板2,2からなる巻付け部材を配する。上側
の平板2をシリンダ3により下方(X方向)に移動さ
せ、図9に示すように、前記上下の平板2,2により前
記芯材Cを挟持する。その後、下側の平板2を水平方向
(Y方向)に移動させることにより前記芯材Cを軸回転
させながら、同芯材Cと前記平板2との間に、プリプレ
グ供給部4から引き出されたシート状のプリプレグPを
導入し、前記芯材CにプリプレグPを巻き付ける方法が
知られている。
Further, as shown in FIG. 8, for example, a winding member composed of a pair of upper and lower flat plates 2 and 2 is disposed above and below a core C which is rotatably supported by a core support. The upper flat plate 2 is moved downward (in the X direction) by the cylinder 3, and the core C is held between the upper and lower flat plates 2, 2 as shown in FIG. Thereafter, the lower plate 2 was moved in the horizontal direction (Y direction) to rotate the core C axially, and was drawn out of the prepreg supply unit 4 between the core C and the flat plate 2. A method of introducing a sheet-shaped prepreg P and winding the prepreg P around the core material C is known.

【0009】このシートラップ成形法やテープラップ成
形法にあっては、プリプレグ表面の凹凸によりボイドが
発生しやすく、かかるボイドの発生を低減させるため
に、シート状又はテープ状のプリプレグを、芯材に対し
て緊密に隙間なく巻き付ける必要がある。そのため、上
述した巻付け部材を用いてプリプレグを芯材に巻き付け
る方法では、前記巻付け部材の前記芯材に対する押圧
面、即ち前記ロールの周面や前記平板の表面に、例えば
ゴムなどの弾性材料を所要の厚みでコーティングして、
前記押圧面を前記プリプレグに圧着させるようにしてい
る。
In the sheet wrap forming method and the tape wrap forming method, voids are easily generated due to irregularities on the surface of the prepreg, and in order to reduce the generation of such voids, a sheet or tape-shaped prepreg is used. It is necessary to wrap tightly with no gap. Therefore, in the method of winding the prepreg around the core material using the above-described winding member, the pressing surface of the winding member against the core material, that is, the peripheral surface of the roll or the surface of the flat plate, is formed of an elastic material such as rubber. With the required thickness,
The pressing surface is pressed against the prepreg.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年ではゴ
ルフクラブのシャフトをはじめとして、釣り竿やテニス
ラケット、各種ロール等として使用されるこの種の管状
体は、表面形状が複雑化しており、例えば表面に凹凸形
状や曲面形状を有していたり、また、同管状体の断面形
状や断面寸法が長さ方向にわたって変化したものなどが
ある。かかる管状体を製造する際に使用される芯材も当
然に、前記管状体と同様の複雑な表面形状をなしてい
る。
By the way, in recent years, this kind of tubular body used as a shaft of a golf club, a fishing rod, a tennis racket, various rolls and the like has a complicated surface shape. And the tubular body has a cross-sectional shape or cross-sectional dimension that changes in the longitudinal direction. The core material used in manufacturing such a tubular body naturally has the same complicated surface shape as the tubular body.

【0011】しかしながら、上述のように芯材との接触
面に弾性材料をコーティングした前記巻付け部材を使用
しても、そのような複雑な表面形状に沿わせてプリプレ
グを緊密に巻き付けることはできず、ボイドが多発す
る。そこで、前記弾性材料の硬度を下げることにより、
前記巻付け部材を前記芯材の形状に沿って密着させるこ
とが試みられたが、前記芯材が複雑な表面形状である場
合に、プリプレグを巻き付けるときの前記巻付け部材を
押し付ける押付け力は、前記芯材の全長にわたって不均
一に分布することとなる。
However, even if the above-mentioned winding member in which the contact surface with the core material is coated with the elastic material as described above is used, the prepreg can be wound tightly along such a complicated surface shape. No, many voids occur. Therefore, by lowering the hardness of the elastic material,
It has been attempted to bring the winding member into close contact with the shape of the core material, but when the core material has a complicated surface shape, a pressing force for pressing the winding member when winding a prepreg is: It will be unevenly distributed over the entire length of the core material.

【0012】また、前記弾性材料の硬度を下げ、変形し
やすくすることにより、プリプレグを前記芯材の表面形
状に沿わせやすくはなったが、長さ方向に均一な押圧力
を付与しがたく、完全に前記芯材に密着させることはで
きないため、その不均一に分布された押圧力に基づく不
完全な弾性材料の変形により、プリプレグに皺が入って
しまい、その皺により成形された管状体の表面には筋が
できてしまう。
In addition, by reducing the hardness of the elastic material and making it easier to deform, the prepreg can easily conform to the surface shape of the core material, but it is difficult to apply a uniform pressing force in the length direction. Since it is not possible to completely adhere the core material to the core material, imperfect deformation of the elastic material based on the unevenly distributed pressing force causes wrinkles in the prepreg, and the tubular body formed by the wrinkles Streaks will form on the surface of the.

【0013】本発明はかかる問題を解決すべくなされた
ものであり、上述したような曲面形状や凹凸形状など、
複雑な表面形状をもつ管状体を製造するにあたって、同
様に複雑な形状の芯材に対してプリプレグを緊密に隙間
なく巻き付けることができ、ボイドの発生が極めて少な
い管状体を製造することのできる管状体の製造方法と、
プリプレグを芯材へ巻き付ける巻付け部材及び巻付け装
置とを提供することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve such a problem.
In producing a tubular body having a complicated surface shape, a prepreg can be wound tightly around a core material of a similarly complicated shape without gaps, and a tubular body capable of producing a tubular body with extremely few voids can be produced. A method of manufacturing the body,
It is an object of the present invention to provide a winding member and a winding device for winding a prepreg around a core material.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プリプレグを芯材に巻き付けて、同プリ
プレグを硬化させた後、前記芯材を抜き取ることにより
繊維強化複合材料製の管状体を製造する方法において、
押圧面が流体により膨張可能である巻付け部材により、
前記プリプレグを前記芯材に押し付けながら、同プリプ
レグを前記芯材に巻き付けることを特徴とする管状体の
製造方法を主要な構成としている。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a method of winding a prepreg around a core material, curing the prepreg, and extracting the core material to obtain a fiber-reinforced composite material. In a method of manufacturing a tubular body,
By a winding member whose pressing surface can be expanded by fluid,
The main configuration is a method for manufacturing a tubular body, wherein the prepreg is wound around the core while the prepreg is pressed against the core.

【0015】前記巻付け部材の押圧面が流体により膨張
可能としているため、前記プリプレグは前記芯材に対し
て同芯材の長さ方向にわたって均一な押圧力によって押
し付けられる。更に、前記押圧面は前記芯材の表面形状
に沿って変形可能である。そのため、前記芯材がその長
さ方向に断面形状や断面寸法が変化するような、表面形
状が複雑なものであっても、前記プリプレグは前記芯材
に対して隙間なく緊密に巻き付けられ、得られた管状体
にはボイドが発生することがない。
[0015] Since the pressing surface of the winding member can be expanded by the fluid, the prepreg is pressed against the core material by a uniform pressing force in the length direction of the core material. Further, the pressing surface is deformable along the surface shape of the core material. Therefore, even if the core material has a complicated surface shape such that the cross-sectional shape or cross-sectional dimension changes in its length direction, the prepreg is tightly wound around the core material without any gap, and the No void is generated in the tubular body thus obtained.

【0016】なお、前記プリプレグは強化繊維にマトリ
ックス樹脂を含浸させたものである。前記強化繊維とし
ては、アラミド繊維などの有機高弾性繊維、炭素繊維、
ガラス繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、炭化珪素繊
維、タングステンカーバイド繊維などの高強度で高弾性
率をもつ繊維を採用でき、連続繊維や、または連続繊維
束である。前記プリプレグに前記強化繊維として1種類
の強化繊維を使用し、或いは複数種類の強化繊維を使用
することもできる。また、前記強化繊維は規則的に又は
不規則に並べて、或いは織編成されてシート状とし、前
記マトリックス樹脂が含浸される。通常、比強度や比弾
性率を特定方向に強化することが要求される用途の場合
には、前記強化繊維が単一方向に引き揃えて並べられた
プリプレグを採用することが好ましい。或いは、強化繊
維を予め長繊維マットや織物などのシート形態に加工し
てマトリックス樹脂を含浸させたプリプレグを使用する
ことも可能である。
The prepreg is obtained by impregnating a reinforcing fiber with a matrix resin. Organic reinforcing fibers such as aramid fibers, carbon fibers,
Fibers having high strength and a high elastic modulus, such as glass fibers, boron fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, and tungsten carbide fibers, can be employed, and are continuous fibers or continuous fiber bundles. One type of reinforcing fiber may be used as the reinforcing fiber in the prepreg, or a plurality of types of reinforcing fiber may be used. The reinforcing fibers are regularly or irregularly arranged or woven and knitted to form a sheet, which is impregnated with the matrix resin. Normally, in applications where specific strength or specific elastic modulus is required to be reinforced in a specific direction, it is preferable to use a prepreg in which the reinforcing fibers are aligned in a single direction. Alternatively, it is also possible to use a prepreg in which a reinforcing fiber is previously processed into a sheet form such as a long fiber mat or a woven fabric and impregnated with a matrix resin.

【0017】前記マトリックス樹脂として使用できる熱
硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、マレイミド樹
脂、アセチレン末端を有する樹脂、ビニル末端を有する
樹脂、シアン酸エステル末端を有する樹脂などが挙げら
れるがこれに限定されるものではない。また、これらの
樹脂を2種類以上で組み合わせて使用しても構わない。
更には、上述したような樹脂を主成分とするものであれ
ば、靱性を改良するために熱可塑性樹脂を併用しても構
わない。
The thermosetting resin usable as the matrix resin includes epoxy resin, polyester resin, phenol resin, polyimide resin, maleimide resin, acetylene-terminated resin, vinyl-terminated resin, and cyanate ester-terminated resin. And the like, but are not limited thereto. Further, two or more of these resins may be used in combination.
Furthermore, a thermoplastic resin may be used in combination to improve the toughness as long as the above-mentioned resin is the main component.

【0018】また、シート状のプリプレグはロール体か
ら巻き出して使用することができる。その場合には、プ
リプレグを巻き出す際の張力が一定となるように制御す
ることが好ましい。なお、巻き出す際の張力を制御する
方法としては、公知の手段を適宜、用いることができ
る。
The prepreg in the form of a sheet can be unwound from a roll and used. In that case, it is preferable to control so that the tension at the time of unwinding the prepreg is constant. In addition, as a method of controlling the tension at the time of unwinding, known means can be appropriately used.

【0019】更に、芯材の材質に関しては特に規定はな
く、例えばマトリックス樹脂に対する化学的安定性や、
形状等の物理的安定性を有するものであれば、適宜選択
して使用可能である。
Further, there is no particular limitation on the material of the core material, for example, chemical stability to the matrix resin,
Any material having physical stability such as a shape can be appropriately selected and used.

【0020】また、本発明は、プリプレグを芯材に巻き
付ける巻付け部材であって、前記プリプレグを前記芯材
に押し付ける押圧面が流体により膨張可能であることを
特徴とする巻付け部材を他の主要な構成としている。前
記押圧面は内部にチューブが配されており、同チューブ
に前記流体を導入することにより前記押圧面を膨張可能
としていることが好ましい。
According to another aspect of the present invention, there is provided a winding member for winding a prepreg around a core, wherein a pressing surface for pressing the prepreg against the core is expandable by a fluid. It has a main configuration. It is preferable that a tube is provided inside the pressing surface, and the pressing surface can be expanded by introducing the fluid into the tube.

【0021】なお、前記押圧面には、弾性を有すると共
に、内圧が作用した場合に膨張する特性を有する材質を
使用することが好ましく、例えばネオプレンゴムを使用
することが好ましい。また、前記押圧面の硬度や弾性率
は、芯材の形状や巻付け部材を使用する際の各種条件に
より決定することが好ましい。更には、プリプレグを芯
材に押し付けたときに前記プリプレグに皺が生じる主な
原因である、前記押圧面の無用な変形を生じないよう
に、前記押圧面の材質や、巻付け部材の使用時における
条件を選定することが重要である。
The pressing surface is preferably made of a material that has elasticity and expands when an internal pressure is applied. For example, it is preferable to use neoprene rubber. Further, it is preferable that the hardness and the elastic modulus of the pressing surface are determined according to the shape of the core material and various conditions when the winding member is used. Furthermore, when the prepreg is pressed against the core material, the main cause of wrinkling of the prepreg is to prevent unnecessary deformation of the pressing surface. It is important to select the conditions in.

【0022】また、プリプレグの芯材への巻き硬さは、
押圧面に充填される流体の内圧により調整することがで
きる。なお、この流体としては、特に限定されるもので
はなく、必要な押圧力を作用させることが可能な、圧縮
特性を有する流体を選定することが好ましい。また前記
流体は、巻付け部材の使用条件やプリプレグのマトリッ
クス樹脂の特性に合わせて、その温度を調整することが
好ましい。即ち、プリプレグを巻き付ける際に、巻付け
部材の温度を調整することで、同プリプレグのタック調
整を行うことができ、マトリックス樹脂の接着力を最適
化することができる。
The hardness of the prepreg wound around the core material is as follows:
It can be adjusted by the internal pressure of the fluid filled in the pressing surface. Note that the fluid is not particularly limited, and it is preferable to select a fluid having a compressive property that can exert a necessary pressing force. The temperature of the fluid is preferably adjusted in accordance with the use conditions of the winding member and the characteristics of the matrix resin of the prepreg. That is, when the prepreg is wound, the tack of the prepreg can be adjusted by adjusting the temperature of the winding member, and the adhesive force of the matrix resin can be optimized.

【0023】前記チューブは内部に液体が充填されて膨
脹し、押圧面を膨張させる。従って、前記チューブの材
質としては膨脹可能な材質を選択することが好ましい。
また前記チューブの直径や、押圧面内への装填率は、芯
材の表面形状に応じて適宜決定することが好ましい。
The tube is filled with liquid and expands to expand the pressing surface. Therefore, it is preferable to select an inflatable material for the tube.
Further, it is preferable that the diameter of the tube and the loading ratio into the pressing surface are appropriately determined according to the surface shape of the core material.

【0024】また、前記巻付け部材は平板状であること
が好ましく、その場合には、上下に平板状の前記巻付け
部材を配し、前記芯材を両平板状の巻付け部材間で挟持
する。或いは、前記巻付け部材はロール状であることが
好ましい。この場合、複数のロール状の巻付け部材によ
り前記芯材を挟持することが好ましい。
The winding member is preferably in the form of a flat plate. In this case, the flat winding member is disposed vertically, and the core is sandwiched between the flat winding members. I do. Alternatively, the winding member is preferably in a roll shape. In this case, it is preferable that the core material is sandwiched by a plurality of roll-shaped winding members.

【0025】更に、本発明は、プリプレグを芯材に巻き
付けるための巻付け装置であって、上述した巻付け部材
と、プリプレグを前記巻付け部材に供給するプリプレグ
供給部と、前記芯材を前記巻付け部材に対して軸回転可
能に支持する芯材支持部とを備えてなること特徴とする
巻付け装置を更に他の主要な構成とている。
Further, the present invention relates to a winding device for winding a prepreg around a core material, wherein the above-mentioned winding member, a prepreg supply section for supplying the prepreg to the winding member, and The winding device further includes a core supporting portion that rotatably supports the winding member with respect to the shaft.

【0026】前記巻付け部材として平板状の巻付け部材
を採用する場合には、同平板状の巻付け部材が同一平面
内を移動可能とされ、同巻付け部材の移動により前記芯
材を軸回転させることが好ましい。また、前記巻付け部
材としてロール状の巻付け部材を採用する場合には、同
ロール状の巻付け部材が駆動回転可能であり、同巻付け
部材の駆動回転により前記芯材を軸回転させることが好
ましい。或いは、前記芯材支持部を積極的に駆動回転し
てもよい。
In the case where a plate-shaped winding member is adopted as the winding member, the plate-shaped winding member can be moved in the same plane, and the core member is pivoted by the movement of the winding member. Preferably, it is rotated. Further, when a roll-shaped winding member is employed as the winding member, the roll-shaped winding member can be driven and rotated, and the core member is axially rotated by the drive rotation of the wound member. Is preferred. Alternatively, the core support may be positively driven to rotate.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、具体的な実施例を挙げ、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の方法によりシート状のプリプレグを芯
材に巻き付ける際に使用される、本発明の好適な実施例
によるロール状巻付け部材10の斜視図であり、図2は
同ロール状巻付け部材10の断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings by way of specific examples.
FIG. 1 is a perspective view of a roll-shaped winding member 10 according to a preferred embodiment of the present invention, which is used when a sheet-shaped prepreg is wound around a core material by the method of the present invention, and FIG. It is sectional drawing of the winding member 10.

【0028】前記ロール状巻付け部材10は図7に示す
少なくとも一のロール1に代えて使用されるものであ
り、中心の軸部11と、同軸部11の周囲に形成された
円柱状の押圧部12とを備えており、同押圧部12の表
面が押圧面を構成する。なお、図1において符号13は
前記軸部11のロータリジョイントである。
The roll-shaped wrapping member 10 is used in place of at least one roll 1 shown in FIG. 7, and has a central shaft portion 11 and a cylindrical pressing member formed around the coaxial portion 11. And a pressing portion 12, and the surface of the pressing portion 12 forms a pressing surface. In FIG. 1, reference numeral 13 denotes a rotary joint of the shaft 11.

【0029】前記押圧部12はその表層部12aが肉薄
シート状のネオプレンゴムからなり、前記表層部12a
は弾性を有すると共に伸縮可能である。更に、前記押圧
部12には、前記表層部12aの内部にネオプレンゴム
からなるチューブ12bが、前記軸部11の周囲に螺旋
状に巻き付けた状態で配されている。同チューブ12b
の直径や前記押圧部12内への装填率、即ち装填間隔
は、芯材Cの表面形状に応じて適宜、決定する。また、
前記チューブ12bは一部に図示せぬ流体の給排口を有
している。前記給排口から前記チューブ12b内へ流体
を供給することにより、前記チューブ12bが膨張し、
それに伴って前記押圧部12の表層部12aが押し上げ
られて、前記押圧部12全体が膨張する。
The pressing portion 12 has a surface layer 12a made of a thin sheet of neoprene rubber.
Has elasticity and can expand and contract. Further, a tube 12b made of neoprene rubber is provided in the pressing portion 12 in a state of being spirally wound around the shaft portion 11 inside the surface layer portion 12a. Same tube 12b
Of the core material C and the loading ratio into the pressing portion 12, that is, the loading interval are appropriately determined according to the surface shape of the core material C. Also,
The tube 12b partially has a fluid supply / discharge port (not shown). By supplying a fluid into the tube 12b from the supply / discharge port, the tube 12b expands,
Accordingly, the surface portion 12a of the pressing portion 12 is pushed up, and the entire pressing portion 12 expands.

【0030】前記ロール状巻付け部材10を図7に示す
装置のロール1として使用する際に、前記ロール状巻付
け部材10の軸中心と芯材支持部により軸回転可能に支
持された前記芯材Cの軸中心との距離が、前記ロール状
巻付け部材10の前記押圧部12が最大に膨張したとき
の最大半径よりも小さくなるように、前記ロール状巻付
け部材10を設置する。
When the roll-shaped winding member 10 is used as the roll 1 of the apparatus shown in FIG. 7, the core supported rotatably by the center of the shaft of the roll-shaped winding member 10 and a core material supporting portion. The roll-shaped wrapping member 10 is installed such that the distance from the axis center of the material C is smaller than the maximum radius when the pressing portion 12 of the roll-shaped wrapping member 10 expands to the maximum.

【0031】3本の前記ロール状巻付け部材10を芯材
Cの周囲に等間隔で配し、前記巻付け部材10により前
記芯材Cを挟持する。このとき、前記ロール状巻付け部
材10には流体を導入し、前記押圧部12の表面、即ち
押圧面により前記芯材Cをその全長にわたって均一な押
圧力で押圧している。この状態で前記ロール状巻付け部
材10を回転駆動させることにより、前記芯材Cが軸回
転する。それと同時に同巻付け部材10と前記芯材Cと
の間に、プリプレグ供給部4から引き出されたシート状
のプリプレグPを導入し、前記巻付け部材10によりプ
リプレグPを押圧しながら前記芯材Cに同プリプレグP
を巻き付ける。
The three roll-shaped winding members 10 are arranged at equal intervals around the core C, and the core C is sandwiched by the winding members 10. At this time, a fluid is introduced into the roll-shaped wrapping member 10, and the surface of the pressing portion 12, that is, the pressing surface, presses the core material C with a uniform pressing force over the entire length. By rotating and driving the roll-shaped winding member 10 in this state, the core C rotates around the shaft. At the same time, a sheet-like prepreg P drawn from the prepreg supply unit 4 is introduced between the winding member 10 and the core material C, and the core material C is pressed while the prepreg P is pressed by the winding member 10. The same prepreg P
Wrap.

【0032】このように、前記プリプレグPは前記巻付
け部材10により押圧されながら巻き付けられるため、
同プリプレグPは隙間なく緊密に前記芯材Cに巻き付け
られ、ボイドが発生することはない。また、前記押圧面
は流体により均一な内圧が付与された状態で膨張されて
いるため、前記芯材Cの全長にわたって均一な押圧力が
作用し、プリプレグの巻き付けが均一になされる。
As described above, since the prepreg P is wound while being pressed by the winding member 10,
The prepreg P is tightly wound around the core material C without any gap, and no void is generated. Further, since the pressing surface is expanded in a state where a uniform internal pressure is applied by the fluid, a uniform pressing force acts on the entire length of the core material C, and the prepreg is uniformly wound.

【0033】なお、上述の芯材Cはその長手方向に均一
な断面寸法をもつ円柱体であるが、本発明の方法によれ
ば、例えば、図5及び図6に示すような芯材C′を使用
して管状体を製造することも可能である。前記芯材C′
は、直径が5mm、長さが150mmの細径部と、直径
が10mm、長さが150mmの太径部と、前記細径部
及び太径部を連結する長さが50mmのテーパ部とから
なる全長350mmの棒状体である。
Although the above-mentioned core material C is a cylindrical body having a uniform cross-sectional dimension in the longitudinal direction, according to the method of the present invention, for example, a core material C 'as shown in FIGS. It is also possible to produce tubular bodies using The core material C '
Is composed of a small diameter portion having a diameter of 5 mm and a length of 150 mm, a large diameter portion having a diameter of 10 mm and a length of 150 mm, and a taper portion having a length of 50 mm connecting the small diameter portion and the large diameter portion. It is a rod-shaped body having a total length of 350 mm.

【0034】このように複雑な表面形状をなす芯材C′
であっても、プリプレグPを巻き付ける際に、上述した
ロール状巻付け部材10を使用すると、前記巻付け部材
10の押圧面が前記芯材C′の表面形状に沿って変形
し、プリプレグが均一に押圧されるため、プリプレグを
前記芯材C′に隙間なく緊密に巻き付けることができ
る。また、前記押圧部12の表層部12aは素材に伸縮
特性や弾性に富んだネオプレンゴムを採用しているた
め、前記押圧部12の押圧面が前記芯材Cの表面形状に
沿って無理なく変形し、均一の押圧力でプリプレグを押
圧するため、前記プリプレグに皺が発生することがな
い。
The core material C 'having such a complicated surface shape
However, if the above-mentioned roll-shaped winding member 10 is used when winding the prepreg P, the pressing surface of the winding member 10 is deformed along the surface shape of the core material C ′, and the prepreg is uniform. Therefore, the prepreg can be tightly wound around the core material C 'without any gap. Further, since the surface portion 12a of the pressing portion 12 employs neoprene rubber which is rich in elasticity and elasticity as a material, the pressing surface of the pressing portion 12 can be easily deformed along the surface shape of the core material C. Since the prepreg is pressed with a uniform pressing force, wrinkles do not occur on the prepreg.

【0035】なお、上述の実施例においては、3本のロ
ール状巻付け部材10により芯材Cを支持している。更
に、少なくとも1本のロール状巻付け部材10を回転駆
動させ、他のロール状巻付け部材10を自由回転可能と
することにより、前記芯材Cを前記巻付け部材10に対
して相対的に軸回転させている。しかしながら、前記芯
材Cを軸回転させる構成はこれに限定するものではな
い。例えば、全ての前記ロール状巻付け部材10を自由
回転可能に配し、前記芯材Cを軸回転可能に支持する芯
材支持部を積極的に回転駆動させ、前記芯材Cを直接に
軸回転させることも可能である。また、前記ロール状巻
付け部材10及び前記芯材Cの双方を回転駆動すること
も可能である。
In the above-described embodiment, the core material C is supported by the three roll-shaped winding members 10. Further, by rotating at least one roll-shaped winding member 10 and allowing other roll-shaped winding members 10 to freely rotate, the core material C is relatively moved with respect to the winding member 10. The shaft is rotating. However, the configuration for rotating the core C axially is not limited to this. For example, all the roll-shaped winding members 10 are arranged so as to be freely rotatable, and a core supporting portion that supports the core C so as to be rotatable is positively driven to rotate, and the core C is directly pivoted. It is also possible to rotate. Further, both the roll-shaped winding member 10 and the core material C can be driven to rotate.

【0036】図3は、本発明の方法によりシート状のプ
リプレグを芯材に巻き付ける際に使用される、本発明の
好適な他の実施例による平板状巻付け部材20の斜視図
であり、図4は同平板状巻付け部材20の断面図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view of a plate-shaped wrapping member 20 according to another preferred embodiment of the present invention, which is used when wrapping a sheet-like prepreg around a core material by the method of the present invention. 4 is a cross-sectional view of the flat plate-shaped winding member 20.

【0037】前記平板状巻付け部材20は図8に示す少
なくとも一の平板2に代えて使用されるものであり、支
持板21と、同支持板21の一表面に形成された押圧部
22とを備えており、同押圧部22の表面が押圧面を構
成する。
The flat wrapping member 20 is used in place of at least one flat plate 2 shown in FIG. 8, and includes a support plate 21 and a pressing portion 22 formed on one surface of the support plate 21. And the surface of the pressing portion 22 constitutes a pressing surface.

【0038】前記押圧部22はその表層部22aが肉薄
シート状のネオプレンゴムからなり、前記表層部22a
は弾性を有すると共に伸縮可能である。更に、前記押圧
部22には、前記表層部22aと前記支持板21との間
にネオプレンゴムからなるチューブ22bが、互いに連
通した状態で等間隔に配列されている。また、前記チュ
ーブ22bの一部に連通する流体の給排口23を有して
いる。前記給排口23から前記チューブ22b内へ流体
を供給することにより、前記チューブ22bが膨張し、
それに伴って前記押圧部22の表層部22aが押し上げ
られて、前記押圧部22全体が膨張する。
The pressing portion 22 has a surface layer 22a made of a thin sheet of neoprene rubber.
Has elasticity and can expand and contract. Further, in the pressing portion 22, tubes 22b made of neoprene rubber are arranged at equal intervals between the surface layer portion 22a and the support plate 21 so as to communicate with each other. Further, it has a fluid supply / discharge port 23 which communicates with a part of the tube 22b. By supplying a fluid into the tube 22b from the supply / discharge port 23, the tube 22b expands,
Accordingly, the surface layer portion 22a of the pressing portion 22 is pushed up, and the entire pressing portion 22 expands.

【0039】前記平板状巻付け部材20を図8に示す装
置の平板2として使用して前記芯材Cにプリプレグを巻
き付けるには、一対の前記巻付け部材20をその押圧部
22を対向させて平行に配置する。上側の前記平板状巻
付け部材20はシリンダ3により上下方向(X方向)に
移動可能であり、下側の平板状巻付け部材20は水平方
向(Y方向)に移動可能である。
In order to wind the prepreg around the core C by using the flat-shaped winding member 20 as the flat plate 2 of the apparatus shown in FIG. 8, a pair of the winding members 20 are opposed to the pressing portions 22 thereof. Place them in parallel. The upper plate-shaped winding member 20 can be moved in the vertical direction (X direction) by the cylinder 3, and the lower plate-shaped winding member 20 can be moved in the horizontal direction (Y direction).

【0040】下側の前記平板状巻付け部材20の上に芯
材Cを載置し、上側の前記平板状巻付け部材20をシリ
ンダ3によりX方向に下降させて上下の前記巻付け部材
20により前記芯材Cを挟持する。このとき、上下の前
記平板状巻付け部材20にはそれぞれ流体を導入し、膨
張した前記押圧部22の表面、即ち押圧面により前記芯
材Cをその全長にわたって均一な押圧力で押圧してい
る。この状態で下側の前記平板状巻付け部材20を、前
記芯材Cの軸方向と直交する水平方向(Y方向)に移動
して前記芯材Cを軸回転させ、同巻付け部材20と前記
芯材Cとの間に、プリプレグ供給部4から引き出された
シート状のプリプレグPを導入し、前記巻付け部材20
によりプリプレグPを押圧しながら前記芯材Cに同プリ
プレグPを巻き付ける。
The core material C is placed on the lower plate-shaped winding member 20, and the upper plate-shaped winding member 20 is lowered in the X direction by the cylinder 3 to thereby lower the upper and lower winding members 20. The core material C is sandwiched between. At this time, a fluid is introduced into each of the upper and lower plate-shaped winding members 20, and the core material C is pressed with a uniform pressing force over the entire length by the surface of the expanded pressing portion 22, that is, the pressing surface. . In this state, the lower plate-shaped winding member 20 is moved in a horizontal direction (Y direction) orthogonal to the axial direction of the core material C to rotate the core material C axially. A sheet-shaped prepreg P drawn from the prepreg supply unit 4 is introduced between the core material C and the wrapping member 20.
The prepreg P is wound around the core material C while pressing the prepreg P.

【0041】このように、平板状の巻付け部材20にあ
っても、上述のロール状巻付け部材10と同様に、膨張
した押圧面によりプリプレグPを均等な押圧力で押圧し
ながら、前記芯材Cに巻き付けるため、同プリプレグP
は隙間なく緊密に前記芯材Cに巻き付けられ、ボイドが
発生することはない。また、図5及び図6に示すような
芯材C′にプリプレグを巻き付ける場合であっても、前
記平板状巻付け部材20を使用することにより、伸縮性
や弾性に富むネオプレンゴムからなる押圧面が、前記芯
材C′の表面形状に沿って無理なく変形し、プリプレグ
が均一に押圧されるため、プリプレグを皺が発生するこ
となく、前記芯材C′に隙間なく緊密に巻き付けること
ができる。
As described above, even in the case of the flat-shaped winding member 20, similarly to the above-mentioned roll-shaped winding member 10, the prepreg P is pressed by the expanded pressing surface with a uniform pressing force, and Pre-preg P for winding around material C
Is tightly wound around the core material C without any gap, and no void is generated. Further, even when the prepreg is wound around the core material C 'as shown in FIGS. 5 and 6, the use of the flat-shaped winding member 20 allows the pressing surface made of neoprene rubber having high elasticity and elasticity. However, since the prepreg is deformed smoothly along the surface shape of the core material C 'and the prepreg is pressed uniformly, the prepreg can be tightly wound around the core material C' without gaps without wrinkles. .

【0042】また、上述した実施例では、前記平板状巻
付け部材20を水平方向に移動させることにより、前記
芯材Cを軸回転させているが、前記芯材Cの支持部を積
極的に駆動回転することもできる。例えば、表面形状が
複雑な前記芯材C′にプリプレグを巻き付ける際には、
芯材C′を積極的に駆動回転させることにより、同芯材
C′の位置を固定した状態で、前記平板状巻付け部材2
0により押圧することができ、前記芯材C′に対して均
等な押圧力で押圧できるため好ましい。
In the above-described embodiment, the core C is axially rotated by moving the plate-shaped winding member 20 in the horizontal direction. It can be driven and rotated. For example, when winding a prepreg around the core material C 'having a complicated surface shape,
By positively driving and rotating the core material C ', the flat-shaped winding member 2 is fixed in a state in which the position of the core material C' is fixed.
0, which is preferable because the core material C 'can be pressed with a uniform pressing force.

【0043】なお、上述したいずれの巻付け部材10,
20も、押圧部12,22の表層部11a,12aやチ
ューブ12b,22bにネオプレンゴムを使用している
が、その材質は前記ネオプレンゴムに限定されるもので
はなく、適度な弾性を有すると共に、流体により内圧を
かけられた場合に膨張する特性を有する材質であればよ
い。
It should be noted that any of the above-mentioned winding members 10,
20 also uses neoprene rubber for the surface layers 11a, 12a of the pressing portions 12, 22 and the tubes 12b, 22b, but the material is not limited to the neoprene rubber, and has appropriate elasticity. Any material may be used as long as it has a characteristic of expanding when an internal pressure is applied by a fluid.

【0044】また、前記流体としては、必要な押圧力を
発生させることができる圧縮特性を有するものを選択で
きる。更には、前記巻付け部材10,20の使用環境、
使用条件やプリプレグにおけるマトリックス樹脂の特性
に合わせて、前記流体を前記チューブ12b,22bに
供給する前に、同流体の温度を調整することもできる。
Further, as the fluid, a fluid having a compression characteristic capable of generating a necessary pressing force can be selected. Further, the use environment of the winding members 10, 20;
Before supplying the fluid to the tubes 12b and 22b, the temperature of the fluid can be adjusted according to the use conditions and the characteristics of the matrix resin in the prepreg.

【0045】以下、上述した巻付け部材10,20を用
いて本発明の製造方法により製造された筒状体の実施例
について、他の巻付け部材を使用して製造された比較例
と比較して説明する。なお、以下の実施例及び比較例に
おいてはいずれも、以下のように製造されたシート状の
プリプレグを使用した。即ち、マトリックス樹脂として
三菱レイヨン株式会社製のエポキシ樹脂をダイコータを
用いて離型紙上に塗布して樹脂フィルムを製作し、次
に、炭素繊維(三菱レイヨン株式会社製:TR30S、
12L)を1方向に配列させて前記樹脂フィルムと重
ね、加熱加圧することにより、前記繊維にマトリックス
樹脂を含浸させ、炭素繊維目付125g/m2 、樹脂含
有率30%のプリプレグを得た。このプリプレグを繊維
方向に対して直交方向に幅300mmにスリットしてシ
ート状のプリプレグとした。
Hereinafter, an embodiment of the tubular body manufactured by the manufacturing method of the present invention using the above-described winding members 10 and 20 will be compared with a comparative example manufactured using another winding member. Will be explained. In each of the following examples and comparative examples, a sheet-shaped prepreg manufactured as follows was used. That is, an epoxy resin manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. was applied as a matrix resin onto release paper using a die coater to produce a resin film, and then carbon fibers (TR30S manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)
12L) were arranged in one direction, overlapped with the resin film, and heated and pressed to impregnate the fibers with the matrix resin, thereby obtaining a prepreg having a carbon fiber weight of 125 g / m 2 and a resin content of 30%. This prepreg was slit into a width of 300 mm in a direction perpendicular to the fiber direction to obtain a sheet-shaped prepreg.

【0046】〔実施例1〕上述したロール状巻付け部材
10において、押圧部12の内部に配されたチューブ1
2bに、外径約6mm、内径約4mmのネオプレンゴム
製のものを使用している。かかるロール状巻付け部材1
0を用いて、上述した方法で上記プリプレグを、図5及
び図6に示す芯材C′に、同芯材C′の軸線に対して9
0°となるように巻き付けた。なお、このときの巻付け
回数は5層であり、巻き付け速度は前記芯材C′の換算
で10rpmとした。なお、前記チューブ内には流体と
して35℃の温水を、圧力約0.1MPaで充填させ、
前記押圧部12を膨張させた。このときの前記押圧部1
2のゴム硬度は80°、厚みは5mmであった。
Embodiment 1 In the above-described roll-shaped wrapping member 10, the tube 1 disposed inside the pressing portion 12
For 2b, a neoprene rubber having an outer diameter of about 6 mm and an inner diameter of about 4 mm is used. Such a roll-shaped winding member 1
5 and the above-mentioned prepreg is attached to the core material C ′ shown in FIGS. 5 and 6 by 9% with respect to the axis of the same core material C ′.
It was wound to 0 °. The number of windings at this time was five layers, and the winding speed was 10 rpm in terms of the core material C '. The tube was filled with 35 ° C. hot water as a fluid at a pressure of about 0.1 MPa,
The pressing portion 12 was expanded. The pressing portion 1 at this time
The rubber hardness of No. 2 was 80 ° and the thickness was 5 mm.

【0047】前記プリプレグを巻き付けた後、その巻き
状物の上に、更に幅20mm、厚み30μmのポリプロ
ピレンテープを2mmピッチで巻き付けて、145℃の
硬化炉中に240分入れて硬化させた。その後、ポリプ
ロピレンテープをはぎ取り、芯材C′を抜き取って、繊
維強化複合材料製の管状体が得られた。
After the prepreg was wound, a polypropylene tape having a width of 20 mm and a thickness of 30 μm was further wound on the wound material at a pitch of 2 mm, and was placed in a curing oven at 145 ° C. for 240 minutes to be cured. Thereafter, the polypropylene tape was peeled off, and the core material C 'was pulled out to obtain a fiber-reinforced composite material tubular body.

【0048】かかる管状体は、前記芯材C′の形状に沿
った良好な形状であった。また、前記管状体をテーパ部
で切断し、管状体の断面を観察したところ、プリプレグ
の層間が緊密であり、それら層間のボイドは発生してい
なかった。また、得られた管状体の表面にはプリプレグ
の皺による筋はみられず、外観は良好であった。
The tubular body had a good shape along the shape of the core material C '. When the tubular body was cut at the tapered portion and the cross section of the tubular body was observed, the layers of the prepreg were tight, and no voids were generated between the layers. Further, no streaks due to wrinkles of the prepreg were observed on the surface of the obtained tubular body, and the appearance was good.

【0049】〔比較例1〕上述のロール状巻付け部材1
0に代えて、直径が約50mmの金属製加熱ロールを使
用し、上記実施例1と同様にプリプレグを芯材C′に巻
き付け、繊維強化複合材料製の管状体を製造した。得ら
れた管状体の形状は不良であり、特にテーパ部での形状
は、芯材C′の形状とは異なったものであった。また、
テーパ部で切断して断面を観察したところ、プリプレグ
の層間に大きなボイドが発生していた。
Comparative Example 1 The above-described roll-shaped wrapping member 1
A prepreg was wound around the core material C ′ in the same manner as in Example 1 above, using a metal heating roll having a diameter of about 50 mm instead of 0, to produce a fiber-reinforced composite material tubular body. The shape of the obtained tubular body was defective, and the shape at the tapered portion was different from the shape of the core material C '. Also,
Observation of the cross section by cutting at the tapered portion revealed that large voids were generated between the layers of the prepreg.

【0050】〔比較例2〕上述のロール状巻付け部材1
0に代えて、直径が約50mmのゴム製加熱ロールを使
用し、上記実施例1と同様にプリプレグを芯材C′に巻
き付け、繊維強化複合材料製の管状体を製造した。な
お、前記ゴム製加熱ロールは表面ゴム硬度が40°であ
った。得られた管状体は芯材C′の形状にそった良好な
形状であったが、ゴム硬度が小さいために押圧時に無用
な変形が生じ、それによりプリプレグの表面に皺が発生
し、その皺が管状体の表面に筋状の傷となって残ってい
た。また、テーパ部で切断して断面を観察したところ、
プリプレグの層間に小さなボイドが発生していた。
[Comparative Example 2] The above-mentioned roll-shaped wrapping member 1
A prepreg was wound around the core C 'in the same manner as in Example 1 above, using a rubber heating roll having a diameter of about 50 mm instead of 0, to produce a tubular body made of a fiber-reinforced composite material. The rubber heating roll had a surface rubber hardness of 40 °. The obtained tubular body had a good shape following the shape of the core material C ', but due to the low rubber hardness, unnecessary deformation occurred at the time of pressing, which caused wrinkles on the surface of the prepreg. Was left as a streak on the surface of the tubular body. Also, when cut at the tapered part and observed the cross section,
Small voids were generated between layers of the prepreg.

【0051】〔実施例2〕上述した平板状巻付け部材2
0において、押圧部22の内部に配されたチューブ22
bに、外径約6mm、内径約4mmのネオプレンゴム製
のものを使用しており、前記平板状巻付け部材20の厚
みは約30mmである。かかる平板状巻付け部材20を
用いて、上述した方法で上記プリプレグを、図5及び図
6に示す芯材C′に、同芯材C′の軸線に対して90°
となるように巻き付けた。なお、このときの巻付け回数
は5層であり、巻き付け速度は前記芯材C′の換算で1
0rpmとした。なお、前記チューブ内には流体として
35℃の温水を、圧力約0.1MPaで充填させ、前記
押圧部12を膨張させた。このときの前記押圧部12の
ゴム硬度は80°、厚みは5mmであった。
[Embodiment 2] The above-mentioned plate-shaped winding member 2
0, the tube 22 disposed inside the pressing portion 22
For b, a material made of neoprene rubber having an outer diameter of about 6 mm and an inner diameter of about 4 mm is used, and the thickness of the flat winding member 20 is about 30 mm. Using the flat-shaped winding member 20, the prepreg is attached to the core material C ′ shown in FIGS. 5 and 6 by 90 ° with respect to the axis of the
It was wound so that. The number of windings at this time was five layers, and the winding speed was 1 in terms of the core material C '.
It was set to 0 rpm. The tube was filled with 35 ° C. warm water as a fluid at a pressure of about 0.1 MPa, and the pressing portion 12 was expanded. At this time, the rubber hardness of the pressing portion 12 was 80 ° and the thickness was 5 mm.

【0052】前記プリプレグを巻き付けた後、その巻き
状物の上に、更に幅20mm、厚み30μmのポリプロ
ピレンテープを2mmピッチで巻き付けて、145℃の
硬化炉中に240分入れて硬化させた。その後、ポリプ
ロピレンテープをはぎ取り、芯材C′を抜き取って、繊
維強化複合材料製の管状体が得られた。かかる管状体を
テーパ部で切断し、管状体の断面を観察したところ、プ
リプレグの層間が緊密であり、それら層間のボイドは発
生していなかった。また、得られた管状体の表面にはプ
リプレグの皺による筋はみられず、外観は良好であっ
た。
After the prepreg was wound, a polypropylene tape having a width of 20 mm and a thickness of 30 μm was further wound on the wound material at a pitch of 2 mm, and was placed in a curing oven at 145 ° C. for 240 minutes to be cured. Thereafter, the polypropylene tape was peeled off, and the core material C 'was pulled out to obtain a fiber-reinforced composite material tubular body. When the tubular body was cut at the tapered portion and the cross section of the tubular body was observed, the layers of the prepreg were tight, and no voids were generated between the layers. Further, no streaks due to wrinkles of the prepreg were observed on the surface of the obtained tubular body, and the appearance was good.

【0053】〔比較例3〕実施例2の平板状巻付け部材
20に代えて、厚みが約30mmの金属製加熱平板を使
用し、上記実施例2と同様にプリプレグを芯材C′に巻
き付け、繊維強化複合材料製の管状体を製造した。得ら
れた管状体の形状は不良であり、特にテーパ部での形状
は、芯材C′の形状とは異なったものであった。また、
テーパ部で切断して断面を観察したところ、プリプレグ
の層間に大きなボイドが発生していた。
Comparative Example 3 A prepreg was wound around a core C 'in the same manner as in Example 2 except that a metal heating flat plate having a thickness of about 30 mm was used in place of the plate-shaped winding member 20 of Example 2. Thus, a tubular body made of a fiber-reinforced composite material was manufactured. The shape of the obtained tubular body was defective, and the shape at the tapered portion was different from the shape of the core material C '. Also,
Observation of the cross section by cutting at the tapered portion revealed that large voids were generated between the layers of the prepreg.

【0054】〔比較例4〕実施例2の平板状巻付け部材
20に代えて、厚みが約30mmのゴム製平板を使用
し、上記実施例1と同様にプリプレグを芯材C′に巻き
付け、繊維強化複合材料製の管状体を製造した。なお、
前記ゴム製加熱ロールは表面ゴム硬度が40°であっ
た。得られた管状体は芯材C′の形状に沿った良好な形
状であったが、ゴム硬度が小さいためにロール表面に無
用な変形が生じ、それにより、プリプレグには部分的に
皺が発生し、得られた管状体には、その皺による筋状の
傷が生じていた。また、テーパ部で切断して断面を観察
したところ、プリプレグの層間に小さなボイドが発生し
ていた。
[Comparative Example 4] Instead of the flat-shaped winding member 20 of the second embodiment, a rubber flat plate having a thickness of about 30 mm was used, and the prepreg was wound around the core material C 'in the same manner as in the first embodiment. A tubular body made of a fiber-reinforced composite material was manufactured. In addition,
The rubber heating roll had a surface rubber hardness of 40 °. The obtained tubular body had a good shape along the shape of the core material C ', but the rubber surface was so small that unnecessary deformation was caused on the roll surface, thereby causing wrinkles in the prepreg partially. However, in the obtained tubular body, streak-like scratches due to the wrinkles occurred. In addition, when the cross section was cut at the tapered portion and observed, a small void was generated between the layers of the prepreg.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、巻付け部材
の押圧面を膨張可能とし、プリプレグを芯材に巻き付け
る際に、膨張した前記押圧面によりプリプレグを芯材に
押し付けている。このとき、流体により膨張した前記押
圧面は、前記芯材の表面形状に沿って変形し、例えば曲
面形状を含めた凹凸形状の部分にも巻付け部材を均等な
押圧力により、プリプレグを前記芯材に押し付けること
ができるため、プリプレグが芯材に緊密に巻き付けられ
る。そのため得られた繊維強化複合材料製の管状体には
ボイドの発生が極めて少なく、同管状体の表面にプリプ
レグの皺により生じる筋状の傷も発生せず、外観にも優
れた管状体を得ることができる。
According to the manufacturing method of the present invention, the pressing surface of the winding member can be expanded, and when the prepreg is wound around the core, the prepreg is pressed against the core by the expanded pressing surface. At this time, the pressing surface expanded by the fluid is deformed along the surface shape of the core material, and for example, the prepreg is pressed by the uniform pressing force on the winding member also on the uneven portion including the curved surface shape. Since the prepreg can be pressed against the material, the prepreg is tightly wound around the core material. Therefore, the resulting tubular body made of the fiber-reinforced composite material has very little voids, and a streak-like scratch caused by wrinkles of the prepreg does not occur on the surface of the tubular body, and a tubular body having an excellent appearance is obtained. Can be.

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

【図1】本発明の好適な実施例であるロール状巻付け部
材の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a roll-shaped wrapping member according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】上記ロール状巻付け部材の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the roll-shaped wrapping member.

【図3】本発明の好適な他の実施例である平板状巻付け
部材の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view of a flat-plate-shaped wrapping member according to another preferred embodiment of the present invention.

【図4】上記平板状巻付け部材の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the flat wrapping member.

【図5】本発明の方法に使用可能である芯材の斜視図で
ある。
FIG. 5 is a perspective view of a core that can be used in the method of the present invention.

【図6】上記芯材の正面図である。FIG. 6 is a front view of the core material.

【図7】芯材にシート状のプリプレグを巻き付ける巻付
け装置の概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a winding device for winding a sheet-shaped prepreg around a core material.

【図8】芯材にシート状のプリプレグを巻き付ける他の
巻付け装置の概略図である。
FIG. 8 is a schematic view of another winding device for winding a sheet-shaped prepreg around a core material.

【図9】上記巻付け装置によりプリプレグを巻き付けて
いる状態を示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic view showing a state in which a prepreg is wound by the winding device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ロール 2 平板 3 シリンダ 4 プリプレグ供給部 10 ロール状巻付け部材 11 軸部 12 押圧部 12a 表層部 12b チューブ 13 ロータリジョイント 20 平板状巻付け部材 21 支持板 22 押圧部 22a 表層部 22b チューブ 23 流体の給排口 C,C′ 芯材 P プリプレグ Reference Signs List 1 roll 2 flat plate 3 cylinder 4 prepreg supply unit 10 roll-shaped wrapping member 11 shaft portion 12 pressing portion 12a surface layer portion 12b tube 13 rotary joint 20 plate-shaped winding member 21 support plate 22 pressing portion 22a surface layer portion 22b tube 23 Supply / discharge port C, C 'Core material P Prepreg

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高山 仁史 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目1番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 Fターム(参考) 2B019 AA14 AB51 AC00 2C002 AA05 CS05 MM02 PP01 4F205 AA36 AA39 AD16 AG08 AH02 AH59 AJ05 AM32 HA02 HA23 HA33 HA35 HA37 HA45 HB01 HC02 HC17 HF23 HK02 HK03 HK04 HK05 HK14 HK26 HK31 HK37 HL02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hitoshi Takayama 4-160 Sunadabashi, Higashi-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in the Product Development Laboratory of Mitsubishi Rayon Co., Ltd. 2B019 AA14 AB51 AC00 2C002 AA05 CS05 MM02 PP01 4F205 AA36 AA39 AD16 AG08 AH02 AH59 AJ05 AM32 HA02 HA23 HA33 HA35 HA37 HA45 HB01 HC02 HC17 HF23 HK02 HK03 HK04 HK05 HK14 HK26 HK31 HK37 HL02

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プリプレグを芯材に巻き付けて、同プリ
プレグを硬化させた後、前記芯材を抜き取ることにより
繊維強化複合材料製の管状体を製造する方法において、 押圧面が流体により膨張可能である巻付け部材により、
前記プリプレグを前記芯材に押し付けながら、同プリプ
レグを前記芯材に巻き付けることを特徴とする管状体の
製造方法。
1. A method for producing a fiber-reinforced composite material tubular body by winding a prepreg around a core material, curing the prepreg, and extracting the core material, wherein the pressing surface is expandable by a fluid. With a certain winding member,
A method of manufacturing a tubular body, comprising winding the prepreg around the core while pressing the prepreg against the core.
【請求項2】 プリプレグを芯材に巻き付ける巻付け部
材であって、前記プリプレグを前記芯材に押し付ける押
圧面が流体により膨張可能であることを特徴とする巻付
け部材。
2. A winding member for winding a prepreg around a core material, wherein a pressing surface for pressing the prepreg against the core material is expandable by a fluid.
【請求項3】 前記押圧面は内部にチューブが配されて
おり、同チューブに前記流体を導入することにより前記
押圧面を膨張可能である請求項2記載の巻付け部材。
3. The winding member according to claim 2, wherein a tube is disposed inside the pressing surface, and the pressing surface can be expanded by introducing the fluid into the tube.
【請求項4】 前記巻付け部材は平板状である請求項2
又は3記載の巻付け部材。
4. The wrapping member according to claim 2, wherein the wrapping member is flat.
Or the winding member according to 3.
【請求項5】 前記巻付け部材はロール状である請求項
2又は3記載の巻付け部材。
5. The winding member according to claim 2, wherein the winding member has a roll shape.
【請求項6】 プリプレグを芯材に巻き付けるための巻
付け装置であって、請求項2〜5のいずれかに記載され
た巻付け部材と、プリプレグを前記巻付け部材に供給す
るプリプレグ供給部と、前記芯材を前記巻付け部材に対
して軸回転可能に支持する芯材支持部とを備えてなるこ
と特徴とする巻付け装置。
6. A winding device for winding a prepreg around a core, comprising: a winding member according to claim 2; and a prepreg supply unit configured to supply the prepreg to the winding member. And a core supporting portion for supporting the core in such a manner that the core is rotatable with respect to the winding member.
【請求項7】 前記平板状の巻付け部材は同一平面内を
移動可能とされ、同巻付け部材の移動により前記芯材を
軸回転させてなる請求項6記載の巻付け装置。
7. The winding device according to claim 6, wherein the flat winding member is movable in the same plane, and the core member is axially rotated by the movement of the winding member.
【請求項8】 前記ロール状の巻付け部材は駆動回転可
能であり、同巻付け部材の駆動回転により前記芯材を軸
回転させてなる請求項6記載の巻付け装置。
8. The winding device according to claim 6, wherein the roll-shaped winding member is rotatable for driving, and the core member is axially rotated by the driving rotation of the winding member.
【請求項9】 前記芯材支持部が積極的に駆動回転され
る請求項6記載の巻付け装置。
9. The winding device according to claim 6, wherein the core supporting portion is positively driven and rotated.
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