JP2000230295A - 構造部材及びその製造方法 - Google Patents
構造部材及びその製造方法Info
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- JP2000230295A JP2000230295A JP11032441A JP3244199A JP2000230295A JP 2000230295 A JP2000230295 A JP 2000230295A JP 11032441 A JP11032441 A JP 11032441A JP 3244199 A JP3244199 A JP 3244199A JP 2000230295 A JP2000230295 A JP 2000230295A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】軽量化とコストダウンを図ることができる構造
部材を提供する。 【解決手段】マンドレル１５に巻回した繊維強化プラス
チックからなるプリプレグ３０を硬化させることにより
形成した中空構造部材１２と、この中空構造部材１２の
開口端部に設けられ、外周面に中空構造部材１２と係合
する係合部１９を有し、内周面がマンドレル１５に外嵌
する第１の端部継手部材１３と、中空構造部材１２から
マンドレル１５を抜き取った状態の第１の端部構造部材
１３に結合される第２の端部構造部材１４とを具備した
ことを特徴とする構造部材にある。
部材を提供する。 【解決手段】マンドレル１５に巻回した繊維強化プラス
チックからなるプリプレグ３０を硬化させることにより
形成した中空構造部材１２と、この中空構造部材１２の
開口端部に設けられ、外周面に中空構造部材１２と係合
する係合部１９を有し、内周面がマンドレル１５に外嵌
する第１の端部継手部材１３と、中空構造部材１２から
マンドレル１５を抜き取った状態の第１の端部構造部材
１３に結合される第２の端部構造部材１４とを具備した
ことを特徴とする構造部材にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、繊維強化プラス
チックを用いた構造部材及びその製造方法に関する。
チックを用いた構造部材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化プラスチックを用いて建築用の
トラス部材や宇宙用の構造部材等に用いる構造部材を製
造する試みが行なわれている。図５は従来の構造部材を
示し、その構造について製造方法と併せて説明する。
トラス部材や宇宙用の構造部材等に用いる構造部材を製
造する試みが行なわれている。図５は従来の構造部材を
示し、その構造について製造方法と併せて説明する。
【０００３】構造部材１は、繊維強化プラスチックから
なる中空構造部材２を製造する方法としては、フィラメ
ントワインディング法や引き抜き法が知られている。
なる中空構造部材２を製造する方法としては、フィラメ
ントワインディング法や引き抜き法が知られている。
【０００４】フィラメントワインディング法は、糸状の
繊維を未硬化の熱硬化性樹脂に浸漬させてこの繊維に未
硬化の樹脂を含ませた後、円筒状のマンドレル（図示し
ない）の外周面に巻回し、その後、例えば電気炉に入れ
て加熱硬化させる。未硬化の樹脂が硬化して得られた円
筒状の中空構造部材２の内部からマンドレルを引き抜い
たり、またはそのまま残した状態で、建築用のトラス部
材や宇宙用の構造部材１として用いる。なお、図５はマ
ンドレルを引き抜いた状態である。
繊維を未硬化の熱硬化性樹脂に浸漬させてこの繊維に未
硬化の樹脂を含ませた後、円筒状のマンドレル（図示し
ない）の外周面に巻回し、その後、例えば電気炉に入れ
て加熱硬化させる。未硬化の樹脂が硬化して得られた円
筒状の中空構造部材２の内部からマンドレルを引き抜い
たり、またはそのまま残した状態で、建築用のトラス部
材や宇宙用の構造部材１として用いる。なお、図５はマ
ンドレルを引き抜いた状態である。
【０００５】また、引き抜き法は、例えば円周上に平行
に引き揃えた繊維を押出し機の口金に通して、繊維が並
べられた部分に未硬化の樹脂を供給し、所定時間口金の
中で加熱して樹脂を硬化させ、中空構造部材２を形成し
ている。この引き抜き法では、連続的に円筒状の中空構
造部材２が製造できるため、成形後、マンドレルを引き
抜く必要はない。
に引き揃えた繊維を押出し機の口金に通して、繊維が並
べられた部分に未硬化の樹脂を供給し、所定時間口金の
中で加熱して樹脂を硬化させ、中空構造部材２を形成し
ている。この引き抜き法では、連続的に円筒状の中空構
造部材２が製造できるため、成形後、マンドレルを引き
抜く必要はない。
【０００６】このようにして、中空構造部材２を製造し
た後、中空構造部材２の開口端部に端部継手金具３を取
付ける。この端部継手金具３の取付けには、まず中空構
造部材２の開口端部側、端部継手金具３のマンドレル嵌
め込み部３ａの両方に、リベット４を打ち込むための孔
を穿設し、これら互いの孔の位置合わせを確認した後、
リベット４を打ち込むことにより、端部継手金具３の取
付け作業が終了する。また、端部継手金具３にはノード
５のような金具を介して他の構造部材１に対して連結可
能な構造部材１が得られる。
た後、中空構造部材２の開口端部に端部継手金具３を取
付ける。この端部継手金具３の取付けには、まず中空構
造部材２の開口端部側、端部継手金具３のマンドレル嵌
め込み部３ａの両方に、リベット４を打ち込むための孔
を穿設し、これら互いの孔の位置合わせを確認した後、
リベット４を打ち込むことにより、端部継手金具３の取
付け作業が終了する。また、端部継手金具３にはノード
５のような金具を介して他の構造部材１に対して連結可
能な構造部材１が得られる。
【０００７】ところで、前述のように構成された繊維強
化プラスチックからなる中空構造部材２は、高強度であ
り、孔を穿設することが困難である。これは繊維強化プ
ラスチックは強度が高く、その内部に用途に応じて炭素
繊維やアラミド繊維が含まれているので、元々孔を穿設
することは困難な上に、繊維同士は樹脂によってしか結
合されていないため、穿設加工中に繊維に沿った割れが
生じることがあり、加工が困難である。
化プラスチックからなる中空構造部材２は、高強度であ
り、孔を穿設することが困難である。これは繊維強化プ
ラスチックは強度が高く、その内部に用途に応じて炭素
繊維やアラミド繊維が含まれているので、元々孔を穿設
することは困難な上に、繊維同士は樹脂によってしか結
合されていないため、穿設加工中に繊維に沿った割れが
生じることがあり、加工が困難である。
【０００８】そこで、本出願人は、前述のような問題を
解決するために、特願平１０−３２９７４０号として既
に出願している。これは、端部継手金具の外周面に複数
個の突起を設け、未硬化の繊維強化プラスチックをマン
ドレルに巻回する際に、端部継手金具の外周面にも巻回
することにより、前記突起が未硬化の繊維強化プラスチ
ックに食い込み、繊維強化プラスチックの硬化時に係合
するようにしたものである。この方法によれば、硬化後
の繊維強化プラスチックに孔を穿設する必要はなく、製
造が容易であるとともに、穿設加工中に繊維に沿った割
れ等が生じることがないという効果がある。
解決するために、特願平１０−３２９７４０号として既
に出願している。これは、端部継手金具の外周面に複数
個の突起を設け、未硬化の繊維強化プラスチックをマン
ドレルに巻回する際に、端部継手金具の外周面にも巻回
することにより、前記突起が未硬化の繊維強化プラスチ
ックに食い込み、繊維強化プラスチックの硬化時に係合
するようにしたものである。この方法によれば、硬化後
の繊維強化プラスチックに孔を穿設する必要はなく、製
造が容易であるとともに、穿設加工中に繊維に沿った割
れ等が生じることがないという効果がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、先願の特願
平１０−３２９７４０号は、製造が容易であるものの、
未硬化の繊維強化プラスチックを巻回する際に用いるマ
ンドレルを抜き取ることができず、製品の内部に残って
しまうため、中空構造部材の重量アップとなり、取り扱
いが困難となるとともに、コストアップの原因となると
いう問題がある。
平１０−３２９７４０号は、製造が容易であるものの、
未硬化の繊維強化プラスチックを巻回する際に用いるマ
ンドレルを抜き取ることができず、製品の内部に残って
しまうため、中空構造部材の重量アップとなり、取り扱
いが困難となるとともに、コストアップの原因となると
いう問題がある。
【００１０】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、中空構造部材の製造
が容易であるとともに、繊維強化プラスチックを巻回す
る際に用いるマンドレルを抜き取ることができ、軽量
化、コストダウンを図ることができる構造部材及びその
製造方法を提供することにある。
もので、その目的とするところは、中空構造部材の製造
が容易であるとともに、繊維強化プラスチックを巻回す
る際に用いるマンドレルを抜き取ることができ、軽量
化、コストダウンを図ることができる構造部材及びその
製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項１は、マンドレルに巻回した繊
維強化プラスチックを硬化させることにより形成した中
空構造部材と、この中空構造部材の開口端部に設けら
れ、外周面に前記中空構造部材と係合する係合部を有
し、内周面が前記マンドレルに外嵌する第１の端部継手
部材と、前記中空構造部材から前記マンドレルを抜き取
った状態の前記第１の端部構造部材に結合される第２の
端部構造部材とを具備したことを特徴とする構造部材に
ある。
達成するために、請求項１は、マンドレルに巻回した繊
維強化プラスチックを硬化させることにより形成した中
空構造部材と、この中空構造部材の開口端部に設けら
れ、外周面に前記中空構造部材と係合する係合部を有
し、内周面が前記マンドレルに外嵌する第１の端部継手
部材と、前記中空構造部材から前記マンドレルを抜き取
った状態の前記第１の端部構造部材に結合される第２の
端部構造部材とを具備したことを特徴とする構造部材に
ある。
【００１２】請求項２は、請求項１の前記第１の端部継
手部材とマンドレルには両者を仮止めする仮止め部材が
挿入される挿入孔が径方向に設けられ、この挿入孔は第
１と第２の端部継手部材を結合する孔を兼ねていること
を特徴とする。
手部材とマンドレルには両者を仮止めする仮止め部材が
挿入される挿入孔が径方向に設けられ、この挿入孔は第
１と第２の端部継手部材を結合する孔を兼ねていること
を特徴とする。
【００１３】請求項３は、請求項１の前記中空構造部材
に固定された第１の端部継手部材には、第１の端部継手
部材相互を同軸的に突合わせたときに、第１の端部継手
部材相互を連結する連結部材との結合部が設けられてい
ることを特徴とする。
に固定された第１の端部継手部材には、第１の端部継手
部材相互を同軸的に突合わせたときに、第１の端部継手
部材相互を連結する連結部材との結合部が設けられてい
ることを特徴とする。
【００１４】請求項４は、マンドレルの端部に外周面に
係合部を有する第１の端部継手部材を仮止めする第１の
工程と、未硬化の繊維強化プラスチックを前記第１の端
部継手部材を含む前記マンドレルの外周面に巻回する第
２の工程と、前記繊維強化プラスチックを硬化させて中
空構造部材を形成する第３の工程と、前記中空構造部材
から前記マンドレルを抜き取った後、前記第１の端部継
手部材に第２の端部継手部材を結合する第４の工程とを
具備する構造部材の製造方法にある。
係合部を有する第１の端部継手部材を仮止めする第１の
工程と、未硬化の繊維強化プラスチックを前記第１の端
部継手部材を含む前記マンドレルの外周面に巻回する第
２の工程と、前記繊維強化プラスチックを硬化させて中
空構造部材を形成する第３の工程と、前記中空構造部材
から前記マンドレルを抜き取った後、前記第１の端部継
手部材に第２の端部継手部材を結合する第４の工程とを
具備する構造部材の製造方法にある。
【００１５】請求項５は、請求項４の前記第３の工程
は、未硬化の繊維強化プラスチックの外周面に熱収縮テ
ープをスパイラル状に巻き付けた後、前記繊維強化プラ
スチックを加熱硬化させて中空構造部材を形成すること
を特徴とする。
は、未硬化の繊維強化プラスチックの外周面に熱収縮テ
ープをスパイラル状に巻き付けた後、前記繊維強化プラ
スチックを加熱硬化させて中空構造部材を形成すること
を特徴とする。
【００１６】請求項１，４によれば、未硬化の繊維強化
プラスチックを硬化させることにより第１の端部継手部
材の外周面に形成された係合部が繊維強化プラスチック
に食い込んだ中空構造部材が得られ、この中空構造部材
からマンドレルを抜き取った状態の第１の端部構造部材
に第２の端部構造部材を結合できる。
プラスチックを硬化させることにより第１の端部継手部
材の外周面に形成された係合部が繊維強化プラスチック
に食い込んだ中空構造部材が得られ、この中空構造部材
からマンドレルを抜き取った状態の第１の端部構造部材
に第２の端部構造部材を結合できる。
【００１７】請求項２によれば、未硬化の繊維強化プラ
スチックを第１の端部継手部材を含むマンドレルに巻回
する際に、第１の端部継手部材とマンドレルとは仮止め
部材によって仮止めされ、軸方向及び周方向にずれるこ
とはなく、作業性が容易となる。また、繊維強化プラス
チックが硬化し、マンドレルを抜き去った後で、第１の
端部継手部材の挿入孔に接着剤等を注入することによ
り、第１と第２の端部継手部材を強固に結合できる。
スチックを第１の端部継手部材を含むマンドレルに巻回
する際に、第１の端部継手部材とマンドレルとは仮止め
部材によって仮止めされ、軸方向及び周方向にずれるこ
とはなく、作業性が容易となる。また、繊維強化プラス
チックが硬化し、マンドレルを抜き去った後で、第１の
端部継手部材の挿入孔に接着剤等を注入することによ
り、第１と第２の端部継手部材を強固に結合できる。
【００１８】請求項３によれば、第１の端部継手部材相
互を同軸的に突合わせることにより、未硬化の繊維強化
プラスチックの外周に熱収縮テープを巻き付ける際に、
その巻き付け作業が連続的に行なえ、作業能率の向上が
図れる。
互を同軸的に突合わせることにより、未硬化の繊維強化
プラスチックの外周に熱収縮テープを巻き付ける際に、
その巻き付け作業が連続的に行なえ、作業能率の向上が
図れる。
【００１９】請求項５によれば、未硬化の繊維強化プラ
スチックを加熱硬化する際に、外周面の熱収縮テープが
収縮して繊維強化プラスチックをマンドレル及び第１の
端部継手部材に密着させることができる。
スチックを加熱硬化する際に、外周面の熱収縮テープが
収縮して繊維強化プラスチックをマンドレル及び第１の
端部継手部材に密着させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
面に基づいて説明する。
【００２１】図１〜図３は第１の実施形態を示し、図１
は建築用のトラス部材や宇宙用の構造部材として用いら
れる構造部材１１を示す。この構造部材１１は、円筒状
の中空構造部材１２と、この中空構造部材１２の端部に
設けられた第１の端部継手部材１３及び第１の端部継手
部材１３に結合される第２の端部継手部材１４とから構
成されている。
は建築用のトラス部材や宇宙用の構造部材として用いら
れる構造部材１１を示す。この構造部材１１は、円筒状
の中空構造部材１２と、この中空構造部材１２の端部に
設けられた第１の端部継手部材１３及び第１の端部継手
部材１３に結合される第２の端部継手部材１４とから構
成されている。
【００２２】次に、構造部材１１について図２に基づい
て説明する。例えばアルミニウム製の円筒状または円柱
状のマンドレル１５は成形しようとする中空構造部材１
２の長さに対応する長さを有しており、このマンドレル
１５の一端部には第１の端部継手部材１３が外嵌できる
ようになっている。
て説明する。例えばアルミニウム製の円筒状または円柱
状のマンドレル１５は成形しようとする中空構造部材１
２の長さに対応する長さを有しており、このマンドレル
１５の一端部には第１の端部継手部材１３が外嵌できる
ようになっている。
【００２３】第１の端部継手部材１３は、一端側に小径
筒部１６、他端側に大径筒部１７を有しており、小径筒
部１６はマンドレル１５に密に嵌合する内径に形成さ
れ、大径筒部１７はマンドレル１５より大径の内径に形
成されている。さらに、大径筒部１７の内周面にはマン
ドレル１５の外径より大きい内径の雌ねじ部１８が形成
されている。
筒部１６、他端側に大径筒部１７を有しており、小径筒
部１６はマンドレル１５に密に嵌合する内径に形成さ
れ、大径筒部１７はマンドレル１５より大径の内径に形
成されている。さらに、大径筒部１７の内周面にはマン
ドレル１５の外径より大きい内径の雌ねじ部１８が形成
されている。
【００２４】また、第１の端部継手部材１３の小径筒部
１６の外周面には周方向に等間隔に設けた突起からなる
係合部１９が設けられている。さらに、大径筒部１７の
一部には小径の挿入孔２０が雌ねじ部１８を貫通して径
方向に穿設され、マンドレル１５にも挿入孔２０に対応
して同一径のロック孔２１が穿設されている。そして、
第１の端部継手部材１３の外側から挿入孔２０を貫通し
てロック孔２１に仮止め部材としての固定ピン２２を挿
入することにより、マンドレル１５に対して第１の端部
継手部材１３を軸方向及び周方向にロックできるように
なっている。なお、挿入孔２０及びロック孔２１は円周
上に１ヵ所または複数ヵ所でもよい。
１６の外周面には周方向に等間隔に設けた突起からなる
係合部１９が設けられている。さらに、大径筒部１７の
一部には小径の挿入孔２０が雌ねじ部１８を貫通して径
方向に穿設され、マンドレル１５にも挿入孔２０に対応
して同一径のロック孔２１が穿設されている。そして、
第１の端部継手部材１３の外側から挿入孔２０を貫通し
てロック孔２１に仮止め部材としての固定ピン２２を挿
入することにより、マンドレル１５に対して第１の端部
継手部材１３を軸方向及び周方向にロックできるように
なっている。なお、挿入孔２０及びロック孔２１は円周
上に１ヵ所または複数ヵ所でもよい。
【００２５】また、第１の端部継手部材１３の大径筒部
１７の端部側の外周面には結合部としての環状溝２３が
設けられており、これは図３に示すように、第１の端部
継手部材１３をマンドレル１５とともに同軸的に突合わ
せたときに、両第１の端部継手部材１３を結合する連結
部材としてのクランプリング２４と係合するようになっ
ている。
１７の端部側の外周面には結合部としての環状溝２３が
設けられており、これは図３に示すように、第１の端部
継手部材１３をマンドレル１５とともに同軸的に突合わ
せたときに、両第１の端部継手部材１３を結合する連結
部材としてのクランプリング２４と係合するようになっ
ている。
【００２６】すなわち、第１の端部継手部材１３を取付
けたマンドレル１５相互を突合わせると、第１の端部継
手部材１３相互間に間隙２５ができるため、この間隙２
５にリング状のスペーサ２６をマンドレル１５に外嵌し
た状態に設ける。さらに、スペーサ２６の外側にクラン
プリング２４を嵌合し、クランプリング２４の両端の環
状凸部２４ａを前記環状溝２３に係合することにより、
第１の端部継手部材１３相互を結合できるようになって
いる。なお、クランプリング２４は柔軟な素材で形成し
て第１の端部継手部材１３の軸方向から装着してもよ
く、２分割されたリングで、第１の端部継手部材１３の
径方向から装着してもよい。
けたマンドレル１５相互を突合わせると、第１の端部継
手部材１３相互間に間隙２５ができるため、この間隙２
５にリング状のスペーサ２６をマンドレル１５に外嵌し
た状態に設ける。さらに、スペーサ２６の外側にクラン
プリング２４を嵌合し、クランプリング２４の両端の環
状凸部２４ａを前記環状溝２３に係合することにより、
第１の端部継手部材１３相互を結合できるようになって
いる。なお、クランプリング２４は柔軟な素材で形成し
て第１の端部継手部材１３の軸方向から装着してもよ
く、２分割されたリングで、第１の端部継手部材１３の
径方向から装着してもよい。
【００２７】次に、構造部材１１を製造する製造方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００２８】まず、マンドレル１５の端部に第１の端部
継手部材１３を外嵌し、挿入孔２０とロック孔２１とを
位置合わせした後、固定ピン２２を挿入孔２０からロッ
ク孔２１に挿入してマンドレル１５に対して第１の端部
継手部材１３を軸方向及び周方向に移動不能にロックす
る。
継手部材１３を外嵌し、挿入孔２０とロック孔２１とを
位置合わせした後、固定ピン２２を挿入孔２０からロッ
ク孔２１に挿入してマンドレル１５に対して第１の端部
継手部材１３を軸方向及び周方向に移動不能にロックす
る。
【００２９】次に、マンドレル１５の外周面に炭素繊維
やアラミド繊維等の未硬化の繊維強化プラスチックであ
るプリプレグ３０を巻回するとともに、第１の端部継手
部材１３の小径筒部１６の外周面にも巻回する。このと
き、プリプレグ３０を小径筒部１６の外周面に巻回する
最初の段階においては係合部１９を避けて巻回し、最後
の段階において係合部１９をプリプレグ３０で覆うよう
に巻回することにより、係合部１９にプリプレグ３０が
係合し、しかも埋没した状態となる。なお、プリプレグ
３０はフィラメントワインディングで成形しても、オー
トクレーブ成形（例えばシートワインディング）で成形
してもよい。
やアラミド繊維等の未硬化の繊維強化プラスチックであ
るプリプレグ３０を巻回するとともに、第１の端部継手
部材１３の小径筒部１６の外周面にも巻回する。このと
き、プリプレグ３０を小径筒部１６の外周面に巻回する
最初の段階においては係合部１９を避けて巻回し、最後
の段階において係合部１９をプリプレグ３０で覆うよう
に巻回することにより、係合部１９にプリプレグ３０が
係合し、しかも埋没した状態となる。なお、プリプレグ
３０はフィラメントワインディングで成形しても、オー
トクレーブ成形（例えばシートワインディング）で成形
してもよい。
【００３０】次に、マンドレル１５及び第１の端部継手
部材１３の小径筒部１６にプリプレグ３０を巻回したも
の（以下、半製品という）を２本用意し、第１の端部継
手部材１３をマンドレル１５とともに同軸的に突合わせ
る。そして、両第１の端部継手部材１３相互間にできた
間隙２５にスペーサ２６をマンドレル１５に外嵌した状
態でセットする。さらに、スペーサ２６の外側にクラン
プリング２４を嵌合し、クランプリング２４の両端の環
状凸部２４ａを第１の端部継手部材１３の環状溝２３に
係合して半製品の第１の端部継手部材１３相互を結合す
る。
部材１３の小径筒部１６にプリプレグ３０を巻回したも
の（以下、半製品という）を２本用意し、第１の端部継
手部材１３をマンドレル１５とともに同軸的に突合わせ
る。そして、両第１の端部継手部材１３相互間にできた
間隙２５にスペーサ２６をマンドレル１５に外嵌した状
態でセットする。さらに、スペーサ２６の外側にクラン
プリング２４を嵌合し、クランプリング２４の両端の環
状凸部２４ａを第１の端部継手部材１３の環状溝２３に
係合して半製品の第１の端部継手部材１３相互を結合す
る。
【００３１】この状態で、半製品のプリプレグ３０の外
周面に熱収縮テープ３１をスパイラル状に巻き付ける。
このとき、２本の半製品が同軸的に結合されているた
め、熱収縮テープ３１を巻き付ける作業が連続的に行な
え、テープ自動巻き付け機によって巻き付けるにして
も、手作業で巻き付けるにしても能率的である。
周面に熱収縮テープ３１をスパイラル状に巻き付ける。
このとき、２本の半製品が同軸的に結合されているた
め、熱収縮テープ３１を巻き付ける作業が連続的に行な
え、テープ自動巻き付け機によって巻き付けるにして
も、手作業で巻き付けるにしても能率的である。
【００３２】次に、半製品を連結したクランプリング２
４の外周面付近で熱収縮テープ３１を切断する。そし
て、クランプリング２４を取り外し、さらに、スペーサ
２６も取り外して第１の端部継手部材１３相互を分離す
るとともに、熱収縮テープ３１の端部を処理して巻き付
けが解けないように固定する。
４の外周面付近で熱収縮テープ３１を切断する。そし
て、クランプリング２４を取り外し、さらに、スペーサ
２６も取り外して第１の端部継手部材１３相互を分離す
るとともに、熱収縮テープ３１の端部を処理して巻き付
けが解けないように固定する。
【００３３】次に、熱収縮テープ３１が巻き付けられた
プリプレグ３０をマンドレル１５及び第１の端部継手部
材１３を加熱炉に入れ、所定時間加熱することにより、
プリプレグ３０を加熱硬化して中空構造部材１２を形成
する。このとき、係合部１９はプリプレグ３０に埋没し
て係合されるとともに、熱収縮テープ３１は加熱によっ
て収縮されるため、プリプレグ３０をマンドレル１５及
び第１の端部継手部材１３の小径筒部１６の外周面に密
着させることができる。
プリプレグ３０をマンドレル１５及び第１の端部継手部
材１３を加熱炉に入れ、所定時間加熱することにより、
プリプレグ３０を加熱硬化して中空構造部材１２を形成
する。このとき、係合部１９はプリプレグ３０に埋没し
て係合されるとともに、熱収縮テープ３１は加熱によっ
て収縮されるため、プリプレグ３０をマンドレル１５及
び第１の端部継手部材１３の小径筒部１６の外周面に密
着させることができる。
【００３４】なお、樹脂が熱硬化性ではなく、熱可塑性
のものである場合も同様の工程でトラス状の部材を構成
することができる。また、樹脂が紫外線硬化性のもので
ある場合には加熱炉ではなく紫外線硬化炉を用いること
ができる。この場合でも加熱炉と併用することは可能な
ので熱収縮テープが収縮して製品に圧力をかけることに
よる製造上の効果を得ることは可能である。
のものである場合も同様の工程でトラス状の部材を構成
することができる。また、樹脂が紫外線硬化性のもので
ある場合には加熱炉ではなく紫外線硬化炉を用いること
ができる。この場合でも加熱炉と併用することは可能な
ので熱収縮テープが収縮して製品に圧力をかけることに
よる製造上の効果を得ることは可能である。
【００３５】中空構造部材１２が完成した後、熱収縮テ
ープ３１を解き、固定ピン２２をロック孔２１及び挿入
孔２０から抜き取ってマンドレル１５と第１の端部継手
部材１３とを分離し、マンドレル１５を中空構造部材１
２から抜き取る。
ープ３１を解き、固定ピン２２をロック孔２１及び挿入
孔２０から抜き取ってマンドレル１５と第１の端部継手
部材１３とを分離し、マンドレル１５を中空構造部材１
２から抜き取る。
【００３６】次に、第１の端部継手部材１３の雌ねじ部
１８に第２の端部継手部材１４の雄ねじ部３２を螺合し
て第１と第２の端部継手部材１３，１４を結合する。さ
らに、固定ピン２２を抜いて開口した挿入孔２０及びロ
ック孔２１に接着剤３３を充填することにより、第１と
第２の端部継手部材１３，１４を強固に結合することが
でき、構造部材１１が完成する。
１８に第２の端部継手部材１４の雄ねじ部３２を螺合し
て第１と第２の端部継手部材１３，１４を結合する。さ
らに、固定ピン２２を抜いて開口した挿入孔２０及びロ
ック孔２１に接着剤３３を充填することにより、第１と
第２の端部継手部材１３，１４を強固に結合することが
でき、構造部材１１が完成する。
【００３７】第２の端部継手部材１４には軸方向にボル
ト３４が突出して設けられており、このボルト３４にノ
ード３５を取付けることができ、このノード３５に他の
構造部材等を取付けることにより、建築用のトラス構造
や宇宙用の構造部材等を構築できる。
ト３４が突出して設けられており、このボルト３４にノ
ード３５を取付けることができ、このノード３５に他の
構造部材等を取付けることにより、建築用のトラス構造
や宇宙用の構造部材等を構築できる。
【００３８】なお、３６はカラーで、トラスがノード３
５に組み付けられる前の状態で第２の端部継手部材１４
からボルト３４が外れない機能と、ボルト３４をノード
３５にねじ込む際に外からボルト３４を回すことができ
るようにする機能、及び組み立てられた状態で圧縮力を
ノード３５からトラス部材に伝達する機能を持ってい
る。このカラー３６はいくつもの形態が可能であるが、
どのような形態のものであってもこの発明の本質には影
響するものではない。
５に組み付けられる前の状態で第２の端部継手部材１４
からボルト３４が外れない機能と、ボルト３４をノード
３５にねじ込む際に外からボルト３４を回すことができ
るようにする機能、及び組み立てられた状態で圧縮力を
ノード３５からトラス部材に伝達する機能を持ってい
る。このカラー３６はいくつもの形態が可能であるが、
どのような形態のものであってもこの発明の本質には影
響するものではない。
【００３９】図４は第２の実施形態を示し、第１の実施
形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略す
る。本実施形態は、第１の端部継手部材３７の大径筒部
３８の外周面に雄ねじ部３９を設け、第２の端部継手部
材４０の円筒部４１の内周面に雌ねじ部４２を設け、雄
ねじ部３９に螺合して結合したものである。
形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略す
る。本実施形態は、第１の端部継手部材３７の大径筒部
３８の外周面に雄ねじ部３９を設け、第２の端部継手部
材４０の円筒部４１の内周面に雌ねじ部４２を設け、雄
ねじ部３９に螺合して結合したものである。
【００４０】なお、前記実施形態においては、中空構造
部材を円筒状に形成したが、円筒形に限定されず、例え
ば多角形筒状など他の形状に形成してもよい。
部材を円筒状に形成したが、円筒形に限定されず、例え
ば多角形筒状など他の形状に形成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１，４によ
れば、第１の端部継手部材の外周面に形成された係合部
が繊維強化プラスチックに食い込んだ中空構造部材が得
られ、この中空構造部材からマンドレルを抜き取って構
造部材の軽量化とコストダウンを図ることができる。
れば、第１の端部継手部材の外周面に形成された係合部
が繊維強化プラスチックに食い込んだ中空構造部材が得
られ、この中空構造部材からマンドレルを抜き取って構
造部材の軽量化とコストダウンを図ることができる。
【００４２】請求項２によれば、未硬化の繊維強化プラ
スチックを巻回する際に、第１の端部継手部材とマンド
レルとは仮止め部材によって仮止めされているため、軸
方向及び周方向にずれることはなく、作業性が容易とな
る。また、第１の端部継手部材の挿入孔に接着剤等を注
入することにより、第１と第２の端部継手部材を強固に
結合できる。
スチックを巻回する際に、第１の端部継手部材とマンド
レルとは仮止め部材によって仮止めされているため、軸
方向及び周方向にずれることはなく、作業性が容易とな
る。また、第１の端部継手部材の挿入孔に接着剤等を注
入することにより、第１と第２の端部継手部材を強固に
結合できる。
【００４３】請求項３によれば、未硬化の繊維強化プラ
スチックの外周に熱収縮テープを巻き付ける際に、その
巻き付け作業が連続的に行なえ、作業能率の向上が図れ
る。
スチックの外周に熱収縮テープを巻き付ける際に、その
巻き付け作業が連続的に行なえ、作業能率の向上が図れ
る。
【００４４】請求項５によれば、熱収縮テープが収縮し
て繊維強化プラスチックをマンドレル及び第１の端部継
手部材に密着させることができる。
て繊維強化プラスチックをマンドレル及び第１の端部継
手部材に密着させることができる。
【図１】この発明の第１の実施形態を示す、構造部材の
半縦断側面図。
半縦断側面図。
【図２】同実施形態を示し、マンドレルにプリプレグを
巻回した状態の半縦断側面図。
巻回した状態の半縦断側面図。
【図３】同実施形態を示し、プリプレグに熱収縮テープ
を巻き付ける状態を示す半縦断側面図。
を巻き付ける状態を示す半縦断側面図。
【図４】この発明の第２の実施形態を示す、構造部材の
半縦断側面図。
半縦断側面図。
【図５】従来の構造部材の半縦断側面図。
１１…構造部材 １２…中空構造部材 １３…第１の端部継手部材 １４…第２の端部継手部材 １５…マンドレル １９…係合部 ２２…固定ピン（仮止め部材） ３０…プリプレグ（繊維強化プラスチック） ３１…熱収縮テープ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E163 FA12 FB06 FB09 FB23 FB31 FB34 FB46 FE03 FF62 4F205 AD16 AD18 AD24 AD25 AG07 AG23 AH31 AH47 HA02 HA23 HA33 HA37 HA45 HB01 HC02 HC16 HC17 HG06 HK02 HK04 HK05 HK17 HL02 HT03 HT13 HT17 HT22 HT25 HT27
Claims (5)
- 【請求項１】 マンドレルに巻回した繊維強化プラスチ
ックを硬化させることにより形成した中空構造部材と、
この中空構造部材の開口端部に設けられ、外周面に前記
中空構造部材と係合する係合部を有し、内周面が前記マ
ンドレルに外嵌する第１の端部継手部材と、前記中空構
造部材から前記マンドレルを抜き取った状態の前記第１
の端部構造部材に結合される第２の端部構造部材とを具
備したことを特徴とする構造部材。 - 【請求項２】 前記第１の端部継手部材とマンドレルに
は両者を仮止めする仮止め部材が挿入される挿入孔が径
方向に設けられ、この挿入孔は第１と第２の端部継手部
材を結合する孔を兼ねていることを特徴とする請求項１
記載の構造部材。 - 【請求項３】 前記中空構造部材に固定された第１の端
部継手部材には、第１の端部継手部材相互を同軸的に突
合わせたときに、第１の端部継手部材相互を連結する連
結部材との結合部が設けられていることを特徴とする請
求項１記載の構造部材。 - 【請求項４】 マンドレルの端部に外周面に係合部を有
する第１の端部継手部材を仮止めする第１の工程と、未
硬化の繊維強化プラスチックを前記第１の端部継手部材
を含む前記マンドレルの外周面に巻回する第２の工程
と、前記繊維強化プラスチックを硬化させて中空構造部
材を形成する第３の工程と、前記中空構造部材から前記
マンドレルを抜き取った後、前記第１の端部継手部材に
第２の端部継手部材を結合する第４の工程とを具備する
構造部材の製造方法。 - 【請求項５】 前記第３の工程は、未硬化の繊維強化プ
ラスチックの外周面に熱収縮テープをスパイラル状に巻
き付けた後、前記繊維強化プラスチックを加熱硬化させ
て中空構造部材を形成することを特徴とする請求項４記
載の構造部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03244199A JP4241984B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 構造部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03244199A JP4241984B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 構造部材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000230295A true JP2000230295A (ja) | 2000-08-22 |
| JP4241984B2 JP4241984B2 (ja) | 2009-03-18 |
Family
ID=12359060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03244199A Expired - Lifetime JP4241984B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 構造部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4241984B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018180478A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 福井県 | 繊維強化プラスチック製構造部材の連結構造及び連結部分の加工方法 |
-
1999
- 1999-02-10 JP JP03244199A patent/JP4241984B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018180478A1 (ja) * | 2017-03-29 | 2018-10-04 | 福井県 | 繊維強化プラスチック製構造部材の連結構造及び連結部分の加工方法 |
| JP2018168540A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | 福井県 | 繊維強化プラスチック製構造部材の連結構造及び連結部分の加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4241984B2 (ja) | 2009-03-18 |
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