JP2003245984A - リブ付きｆｒｐ筒状体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＦＲＰ筒状体の本体１２の外周面に、均一な
繊維含有率を有し、しかも高さの高いリブ１３を、フィ
ラメントワィンディング法により製造することができる
ようにすること。 【解決手段】 樹脂含浸強化繊維束１４をマンドレル１
１に巻き付けてマンドレル１１の外周にＦＲＰ筒状体の
本体１２を巻付け形成した後、本体１２の巻付層の外面
に、所定の間隔で対向する一対の成形板１５ａからなる
リブ成形型１５を配置し、この一対の成形板１５ａによ
って形成される溝内に樹脂含浸強化繊維束１４を巻き重
ねてＦＲＰ筒状体の本体１２の外周面に、リブ１３を一
体成形するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＦＲＰ（繊維強
化プラスチック）筒状体の製造方法、特に、筒状体の本
体の外周面に補強用のリブが一体に成形されたリブ付き
ＦＲＰ筒状体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、ＦＲＰ筒状体の製造方
法として、樹脂含浸強化繊維束をマンドレルに巻き付け
て成形する、いわゆるフィラメントワインディング成形
法と呼ばれる方法がある。

【０００３】ところで、このフィラメントワインディン
グ成形法によって、筒状体の本体の外周面に補強用のリ
ブを一体に成形したリブ付きＦＲＰ筒状体を製造する場
合、リブの成形位置で樹脂含浸強化繊維束の巻き重ね量
を多くすることによって、リブの成形が可能である。

【０００４】ところが、図１０に示すように、リブ３の
成形位置で、マンドレル１の周囲に樹脂含浸強化繊維束
４を、リブ３の高さ分だけ嵩高く巻き重ねていくと、巻
き重ねた樹脂含浸強化繊維束４の山の裾野部分で樹脂含
浸強化繊維束４が巻付け圧力により滑って広がるため、
高さの高いリブを形成することができないと共に、リブ
３側面が筒状体の本体２に対し、直角に起立するものを
製造することができない。なお、図１０において、一点
鎖線ａはリブ３の目的形状を示している。

【０００５】特に、筒状体の本体２の形状が角形の場
合、平面部分での巻付け圧力が不足するため、均一な繊
維含有率を有する強度の高いリブ３を成形できないとい
う問題があった。

【０００６】上記のように、フィラメントワインディン
グ成形法により、筒状体の本体２の外周面に高さの高い
リブ３を成形することは樹脂含浸強化繊維束４が滑って
困難であるため、高さの高いリブ３を形成する場合に
は、図１１に示すように、テープ状にしたクロス５に樹
脂を含浸させて、これをフィラメントワインディング成
形法により成形した筒状体の本体２の上に巻き付け、テ
ープ状にしたクロス５の巻き重ねによってリブ３を成形
することも行われている。

【０００７】しかしながら、テープ状にしたクロス５の
巻き重ねによってリブを成形した場合、リブ３の側面
に、テープ状にしたクロス５による凹凸ができるため、
樹脂硬化後に、この凹凸を機械加工により仕上げる必要
がある。

【０００８】また、テープ状にしたクロス５の巻き重ね
によってリブ３を成形した場合、周方向の強度及び弾性
率が低くなるため、目的のリブ性能を得るためには、リ
ブ３を大きくしなければならないという問題もあった。

【０００９】そこで、この発明は、筒状体の本体の形状
が角形であっても、外周面に高さの高いリブをフィラメ
ントワインディング成形法によって成形することができ
る方法を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、樹脂含浸強
化繊維束をマンドレルに巻き付けてマンドレルの外周に
ＦＲＰ筒状体の本体を巻付け形成した後、本体の巻付層
の外面に、所定の間隔で対向する一対の成形板からなる
リブ成形型を配置し、この一対の成形板によって形成さ
れる溝内に樹脂含浸強化繊維束を巻き重ねてＦＲＰ筒状
体の本体の外周面に、リブを形成するようにしたもので
ある。

【００１１】この発明では、一対の成形板によって形成
される溝内で、樹脂含浸強化繊維束を巻き重ねるため、
巻付け圧力により樹脂含浸強化繊維束が広がらず、一対
の成形板の内面形状に沿ったリブを形成することが可能
となる。

【００１２】上記一対の成形板は、巻付け圧力によって
広がらないように、溝の底に、一対の成形板を連結する
連結バンドを設け、連結バンドの上に樹脂含浸強化繊維
束を巻きつけるようにすることが望ましい。

【００１３】この一対の成形板を連結する連結バンドと
しては、極力薄いものが望ましく、金属、ＦＲＰ、強化
繊維織物又は強化繊維製のものを使用することができ
る。

【００１４】上記連結バンドは、樹脂の硬化後、リブ成
形型を外し、成形品の外部に突出する部分は切断除去す
るようにする。

【００１５】上記一対の成形板によって形成される溝内
で、樹脂含浸強化繊維束を巻き重ねるため、所定の巻付
け圧力で巻き重ねることができるが、ＦＲＰ筒状体の本
体の形状が角形で平面部の巻付け圧力が不足するような
場合には、一対の成形板の間で巻き重ねられた樹脂含浸
強化繊維束を、押さえ型によって外側から押さえること
により、圧力不足を補い、均一な繊維含有率とリブ肉厚
を得ることができる。

【００１６】また、上記一対の成形板の内側下縁に、面
取り部を形成しておくと、巻付け圧力により、樹脂含浸
強化繊維束が面取り部に広がるため、リブのコーナー部
分のフィレットも同時に成形することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は、この発明で製造しようと
するリブ付きＦＲＰ筒状体１０の一例を示しており、本
体１２が角形をし、本体１２の外周面にリブ１３が形成
されている。

【００１８】上記リブ付きＦＲＰ筒状体１０は、図２及
び図４に示すように、樹脂含浸強化繊維束１４をマンド
レル１１に巻き付けてマンドレル１１の外周にＦＲＰ筒
状体の本体１２を巻付け形成した後、本体１２の巻付層
の外周面に沿って、所定の間隔で対向する一対の成形板
１５ａからなるリブ成形型１５を配置し、この一対の成
形板１５ａによって形成される溝内に、図３及び図５に
示すように、樹脂含浸強化繊維束１４を、ＦＲＰ筒状体
の本体１２の外周面に巻き重ねてリブ１３を形成したも
のである。

【００１９】上記一対の成形板１５ａの下端には、補強
用の外向きの鍔部１５ｂが形成されている。また、一対
の成形板１５ａは、溝の底部分で、連結バンド１６によ
って互いに連結され、一対の成形板１５ａ間の溝内で樹
脂含浸強化繊維束４を巻きつけた際に、巻付け圧力によ
って一対の成形板１５ａ間の間隔が広がらないようにし
ている。連結バンド１６と一対の成形板１５ａとの連結
は、成形板１５ａの下端の鍔部１５ｂの外側まで延ばし
た連結バンド１６を上方に折り曲げ、折り曲げ部分をボ
ルト１７によって鍔部１５ｂに固定することによって行
っている。

【００２０】上記連結バンド１６としては、極力薄いも
のが望ましく、金属、ＦＲＰ、強化繊維織物又は強化繊
維製のものが使用されており、図２の例では、角形の本
体１２の各面に、各２本配置している。

【００２１】そして、樹脂含浸強化繊維束４の樹脂の硬
化後、リブ成形型１５を外し、図６に示すように、成形
品の外部に突出する連結バンド１６の両端部分を切断除
去し、リブ付きＦＲＰ筒状体１０を完成させている。

【００２２】上記マンドレル１１は、モータ、あるいは
モータと減速機との組合せ等からマンドレル回転駆動手
段により、所定の回転速度で回転駆動され、樹脂含浸強
化繊維束１４がマンドレル１１上に所定の角度で所定の
層数巻き付けられる。

【００２３】樹脂含浸強化繊維束１４は、ガラス繊維等
の強化繊維束に、ＦＲＰのマトリクス樹脂を含浸させた
ものである。上記マトリクス樹脂としては、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエステル
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂の他、
ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等
の熱可塑性樹脂を使用することができる。

【００２４】図７〜図９は、リブ成形型１５の他の例を
示しており、一対の成形板１５ａの内側下縁に、面取り
部１５ｃを形成している。一対の成形板１５ａに面取り
部１５ｃを形成しておくと、巻付け圧力により、樹脂含
浸強化繊維束４が面取り部１５ｃに広がるため、図９に
示すように、リブ１３のコーナー部分に、フィレット１
３ａを同時に成形することができる。

【００２５】また、この例では、図８に示すように、角
形の本体１２の平面部の巻付け圧力が不足しないよう
に、一対の成形板１５ａの間で巻き重ねられた樹脂含浸
強化繊維束４を、押さえ型１５ｄによって外側から押さ
えるようにしている。この押さえ型１５ｄにより、リブ
１３の平面部の圧力不足を補い、均一な繊維含有率とリ
ブ肉厚を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、筒状
体の本体の外周面に、均一な繊維含有率を有し、しかも
高さの高いリブが一体に成形されたリブ付きＦＲＰ筒状
体を、フィラメントワィンディング法により製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明で製造しようとするリブ付きＦＲＰ筒
状体の一例を示す斜視図

【図２】リブ成形型の設置状態を示す斜視図

【図３】リブ成形型の溝内に樹脂含浸強化繊維束を巻き
重ねた状態を示す斜視図

【図４】リブ成形型の設置状態を示す部分断面図

【図５】リブ成形型の溝内に樹脂含浸強化繊維束を巻き
重ねた状態を示す部分断面図

【図６】樹脂硬化後にリブ成形型を取り除いた状態を示
す部分断面図

【図７】リブ成形型の別な例を使用してリブ成形型の溝
内に樹脂含浸強化繊維束を巻き重ねた状態を示す部分断
面図

【図８】図７のリブ成形型に押さえ型を装着した状態を
示す部分断面図

【図９】樹脂硬化後にリブ成形型を取り除いた状態を示
す部分断面図

【図１０】従来のリブ付きＦＲＰ筒状体の製造方法の一
例を示す断面図

【図１１】従来のリブ付きＦＲＰ筒状体の製造方法の他
の例を示す断面図

【符号の説明】

１０ リブ付きＦＲＰ筒状体 １１ マンドレル １２ 本体 １３ リブ １３ａ フィレット １４ 樹脂含浸強化繊維束 １５ リブ成形型 １５ａ 成形板 １５ｂ 鍔部 １５ｃ 面取り部 １５ｄ 押さえ型 １６ 連結ベルト １７ ボルト

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂含浸強化繊維束をマンドレルに巻き
   付けてマンドレルの外周にＦＲＰ筒状体の本体を巻付け
   形成した後、本体の巻付層の外面に、所定の間隔で対向
   する一対の成形板からなるリブ成形型を配置し、この一
   対の成形板によって形成される溝内に樹脂含浸強化繊維
   束を巻き重ねてＦＲＰ筒状体の本体の外周面に、リブを
   形成することを特徴とするリブ付きＦＲＰ筒状体の製造
   方法。
2. 【請求項２】 上記一対の成形板によって形成される溝
   の底に、一対の成形板を連結する連結バンドを設けた請
   求項１記載のリブ付きＦＲＰ筒状体の製造方法。
3. 【請求項３】 上記連結バンドの材質が、金属、ＦＲ
   Ｐ、強化繊維織物又は強化繊維である請求項１又は２記
   載のリブ付きＦＲＰ筒状体の製造方法。
4. 【請求項４】 樹脂の硬化後、リブ成形型を外し、成形
   品の外部に突出する連結バンドを切断除去する請求項２
   又は３記載のリブ付きＦＲＰ筒状体の製造方法。
5. 【請求項５】 一対の成形板の間で巻き重ねられた樹脂
   含浸強化繊維束を、押さえ型によって外側から押さえる
   請求項１〜４のいずれかに記載のリブ付きＦＲＰ筒状体
   の製造方法。
6. 【請求項６】 上記ＦＲＰ筒状体の本体形状が、円形又
   は角形である請求項１〜５のいずれかに記載のリブ付き
   ＦＲＰ筒状体の製造方法。
7. 【請求項７】 上記一対の成形板の内側下縁に、フィレ
   ット形成用の面取り部を設けたリブ成形型を用いる請求
   項１〜６のいずれかに記載のリブ付きＦＲＰ筒状体の製
   造方法。
8. 【請求項８】 上記請求項１〜７のいずれかに記載の方
   法により製造したリブ付きＦＲＰ筒状体。