JP2004276570A - マンドレル - Google Patents

Abstract

【課題】被巻付け部及び製品に作用する力の増大を回避することができるマンドレルを提供する。
【解決手段】マンドレル１は、円柱形状の被巻付け部２、及び被巻付け部２の両端に形成された軸部３を備える。被巻付け部２は、製造する製品の長さに対応した第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５から構成され、その中央部を境に第１被巻付け部４と第２被巻付け部５とに分割可能に構成されている。第１被巻付け部４は、軸部３側とは反対側にその本体の外径より小径のボス部８を備える。ボス部８は周面８ａを備え、周面８ａの中間部が製造する製品の境に対応する位置となる。ボス部８は、第１被巻付け部４と第２被巻付け部５とが連結されて一体となった状態で第１被巻付け部４の端面４ａ及び第２被巻付け部５の端面５ａとともに環状の溝を形成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸方向に複数に分割可能なマンドレルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製の円筒状のチューブや容器等を効率よく成形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を用いて円筒状のチューブを製造する一般的な方法として、１本のマンドレルの周囲に樹脂含浸繊維を巻き付けた後、樹脂を硬化させて製造する方法が用いられている。そして、樹脂を硬化させた後、そのマンドレルからチューブを脱型する。
【０００３】
また、１本のマンドレルから１つのチューブを製造するだけでは、その生産効率が悪いため、１本で複数のチューブが製造可能なマンドレルが提案されている。例えば、図１５に示すように、マンドレル本体５１と、そのマンドレル本体５１の中央及び両端に形成された凹部５２に嵌合した分割マンドレル５３を備えたマンドレル５０がある（例えば、特許文献１参照。）。このマンドレル５０を用いてフィラメントワインディング法により樹脂含浸繊維を巻き付けると、分割マンドレル５３及びマンドレル本体５１に樹脂含浸繊維が巻き付けられ、分割マンドレル５３の箇所でチューブ５４の拡管部が形成される。そして、樹脂含浸繊維を所定量巻付けた後、樹脂を硬化させることで２つのチューブ５４を有する成形品５５を製造することができる。そして、その成形品５５の中央部において切断することで２つのチューブ５４を１本のマンドレル５０で同時に製造することが可能である。従って、マンドレルの交換作業等を減らし、生産効率を向上させる。
【０００４】
また、１つのマンドレルに繊維の巻付位置を複数設定し、１つの巻付位置でマンドレルに繊維を巻き付け、その後、他の巻付位置で巻き付けを行うことで複数のチューブを同時に製造する方法がある。この方法によっても、マンドレルの交換作業等を減らすため生産効率を向上させることが可能である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
ところで、マンドレルを用いて製造されるチューブの形状は円筒状に限らず、一部にテーパ状の部分（テーパ部）を有するものも知られている（例えば、特許文献３参照。）。チューブがテーパ部を有することで、例えば自動車のプロペラシャフトに使用する場合、円筒状では他部位と干渉する箇所をテーパ状にすることによって、他部位との干渉を回避することが可能となる。
【０００６】
また、ＦＲＰ製のチューブは強度（破壊強度、曲がり強度等）が高い程よく、特にプロペラシャフトのように動力を伝達するものに使用されるチューブには強度の向上に対する要望が強い。
【０００７】
【特許文献１】
実開平０３−０２９３１６号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】
特開平０７−２６６４３８号公報（明細書の段落［００１０］〜［００１１］、第１図）
【特許文献３】
特開２００１−１５３１２６号公報（明細書の段落［００１４］〜［００１９］、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フィラメントワインディング法により一本のマンドレルを用いて一本のチューブを製造する一般的な方法の場合、硬化したチューブをマンドレルから脱型する際に１本のマンドレルに対して１本のチューブをスライドさせて脱型する。このため、製造するチューブの長さに比例して、チューブ及びマンドレルに作用する力（脱型荷重）が大きくなってしまい、さらに、脱型距離も長くなってしまうという問題がある。
【０００９】
また、特許文献１に記載の方法では、成形された２本のチューブからマンドレルを脱型する際に、切断した箇所からそれぞれのチューブを両側にスライドして脱型することになる。この際、両側の分割マンドレル５３をまず取り外し、チューブの切断箇所側の端部をひっかけるように支持し、チューブを両側にスライドするという特殊な方法で脱型しなければならない。また、分割マンドレル５３を取り外す作業により脱型作業が煩雑である。さらに、切断箇所側の端部をひっかけるようにして力を加えるためその端部を破損する恐れがある。
【００１０】
また、分割マンドレル５３及び凹部５２がない平坦なマンドレル本体５１であっても、前述のような切断箇所の端部をひっかけて脱型するという特殊な方法ではチューブを破損する恐れがある。このため、実際にはチューブの切断箇所側ではない側の端面を支持部材に当接させ、マンドレルをその支持部材側に押し出して２本のチューブからマンドレルを脱型することになる。しかし、この脱型方法ではチューブの数に比例して被巻付け部及び製品に作用する力（脱型荷重）が増大してしまう。また、マンドレルの脱型は、脱型荷重に比例してチューブを強く支持しなければならず、たとえ端面を支持したとしてもチューブが破損する恐れがある。
【００１１】
さらに、特許文献２のように１本のマンドレルに複数のチューブを製造する場合も、同じく両端のチューブのうちどちらかの端面を支持部材に当接させ、マンドレルをその支持部材側に押し出して２本のチューブからマンドレルを脱型することになり、同じく脱型荷重が増大してしまう。
【００１２】
また、上記チューブの強度向上に対する要望に応えるために全体的にチューブを肉厚にして強度を向上させることが考えられる。この際、チューブを肉厚にするために外径を大きくすると車両との干渉等の不具合があるため、外径は変えることなく内側に向かって肉厚にする必要がある。
【００１３】
この際、外径が一定で全体にわたって一定厚のチューブを製造する場合、従来と同様にしてマンドレルを脱型することで製造可能である。しかし、チューブの中間部にだけ強度が欲しい場合に中間部だけが肉厚のチューブを製造すると以下のような問題が生じる。中間部が肉厚のチューブを製造するには、中間部の外径が他の部分より小径のマンドレルを使用する。そして、そのマンドレルにチューブの外径が一定になるように樹脂含浸繊維を巻き付けて硬化し、チューブを製造する。しかし、マンドレルの中間部に小径部があると、脱型の際にチューブとマンドレルが干渉してしまうため、マンドレルをいずれの方向にも脱型することができないという問題が生じる。
【００１４】
この問題を解決するために、特許文献１のマンドレルを使用することが考えられる。特許文献１のマンドレルに外径が一定となるように樹脂含浸繊維を巻き付けて樹脂を硬化させることで中間部が肉厚のチューブが２つ成形される。しかし、特許文献１のマンドレルを用いた場合、上記のように特殊な脱型方法が必要となってしまう。
【００１５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、被巻付け部及び製品に作用する力の増大を回避することができるマンドレルを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、フィラメントワインディング法に使用されるマンドレルである。そして、軸部と複数の製品に対応する被巻付け部とを備え、それらのうち少なくとも被巻付け部が少なくとも製品又は中間品の境と対応する位置で分割可能である。なお、「製品」には最終的な製品に限らず、例えば加工しろを備えた途中段階の製品も含まれる。また、「中間品」とは製品となる前段階であって、マンドレルから脱型された後、さらに切断されることで複数の最終製品となるものを意味する。
【００１７】
この発明によれば、製品又は中間品からマンドレルを脱型する際に、製品又は中間品１つに対して被巻付け部すべての長さ分を脱型するのではなく、分割後のそれぞれの被巻付け部の長さ分だけ脱型するだけで済み、１本のマンドレルで１本の製品又は中間品を製造する場合と同様に脱型することが可能である。従って、被巻付け部及び製品又は中間品に作用する力の増大を回避することができる。また、複数の製品又は中間品を１本のマンドレルにより同時に製造可能であるため、生産効率を向上させる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記被巻付け部は前記製品又は中間品の境と対応する位置のみで分割可能である。この発明によれば、製品又は中間品の境とは別の位置でさらに分割されるようなマンドレルに比べ、マンドレルとして一体化させる場合の作業が容易であるとともに、マンドレルを製造する際に部品数を減らすことができ、マンドレルの製造も容易である。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記被巻付け部の外周には前記製品又は中間品の境と対応する位置において溝が環状に形成されている。この発明によれば、製品又は中間品と対応する位置において溝が環状に形成されているため、マンドレルに巻き付けられた樹脂含浸繊維を切断する際に、カッター等の切断部材がその溝に入り込むため、マンドレルに接触することなく樹脂含浸繊維を切断することが容易である。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、フィラメントワインディング法に使用されるマンドレルである。そして、軸部と１つの製品に対応する被巻付け部とを備え、該被巻付け部は軸方向における中間部に外径が最小である小径部を１つ備えており、前記軸部と前記被巻付け部とのうち少なくとも被巻付け部は前記小径部において分割可能である。
【００２１】
この発明によれば、被巻付け部は外径が最小となる小径部を中間部に１つ備える。そして、その被巻付け部に製品が成形されると、内周面の形状が被巻付け部の外形と同じ形状の製品が完成する。そして、被巻付け部が小径部において分割されて脱型される。このため、１つの製品に対して被巻付け部すべての長さ分を脱型するのではなく、分割後のそれぞれの被巻付け部の長さ分だけ脱型するだけで済む。従って、被巻付け部及び製品に作用する力の増大を回避することができる。また、従来技術では、中間部に小径部があるマンドレルにフィラメントワインディング法により製品を成形した場合、マンドレルをいずれの方向にも脱型することが不可能であるが、本発明では被巻付け部が小径部において分割されるため脱型することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記被巻付け部は前記小径部から端部に向かって徐々に拡径となる形状である。この発明によれば、端部に向かって徐々に拡径となる形状の被巻付け部に、外径が一定となるように製品を成形することで、中間部が肉厚の製品を製造することができ、製品の中間部の強度を向上させることができる。そして、中間部が肉厚の製品であっても、被巻付け部が小径部で分割されるため脱型が可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１及び図２を参照して説明する。なお、本実施形態では、プロペラシャフトに用いられるチューブを製造する際に使用されるマンドレルについて説明する。
【００２４】
図１はマンドレルの模式分解図、図２は成形品が成形されたマンドレルの模式断面図を示す。マンドレル１は、円柱形状の被巻付け部２、及び被巻付け部２の両端に形成された軸部３を備える。軸部３は、フィラメントワインディング時に回転中心となる位置に設けられており、図示しないフィラメントワインディング装置の回転可能な支持部において支持される。被巻付け部２は、製造する製品の長さに対応した第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５から構成され、その中央部を境に第１被巻付け部４と第２被巻付け部５とに分割可能に構成されている。
【００２５】
第１被巻付け部４は、軸部３とは反対側の端にその本体の外径より小径のボス部８を備える。ボス部８は周面８ａを備え、その周面８ａの中間部が製造する製品の境に対応する位置となる。ボス部８は、第１被巻付け部４と第２被巻付け部５とが連結されて一体となった状態で、第１被巻付け部４の軸部３側とは反対側の端面４ａ及び第２被巻付け部５の軸部３側とは反対側の端面５ａとともに周面８ａにおいて環状の溝９を形成する。
【００２６】
第１被巻付け部４はボス部８から軸方向に突出する雄ねじ６を備える。第２被巻付け部５は同じく雄ねじ６と対向する位置に雌ねじ７を備える。そして、これらが螺合されることでマンドレル１が一体化される。
【００２７】
次に本実施形態の作用について説明する。
フィラメントワインディングでチューブを製造する際は、図２に示すように、第１被巻付け部４の雄ねじ６を第２被巻付け部５の雌ねじ７に螺合して一体化されたマンドレル１を図示しないフィラメントワインディング装置にセットする。そして、フィラメントワインディング装置が駆動されてマンドレル１に樹脂含浸繊維が巻き付けられる。樹脂含浸繊維の巻き付けはヘリカル巻及びフープ巻で行われる。なお、マンドレル１には、巻き付けられる樹脂含浸繊維が固着しないように被巻付け部２に離型剤が塗布され、第１被巻付け部４と第２被巻付け部５との当接箇所にも樹脂により固着しないよう離型剤が塗布される。１層目はヘリカル巻で巻き付けられるため、巻き付けられる樹脂含浸繊維が溝９内に入り込んでその溝９内に完全に繊維及び樹脂が充填されることはなく、繊維及び樹脂はその溝９の底部と若干隙間を空けた状態となる。
【００２８】
マンドレル１は樹脂含浸繊維が巻き付けられた後、フィラメントワインディング装置から取り外され、加熱炉にマンドレル１が入れられて樹脂が硬化される。そして、図２に示すように、２本の製品としてのチューブ１１から構成される成形品１０が製造される。
【００２９】
次に、図２に実線の矢印で示すように、溝９が形成されている箇所においてカッター（図示略）により成形品１０が切断される。成形品１０の繊維及び硬化した樹脂は、前述したように溝９の内部に若干入り込んではいるものの若干隙間を空けた状態であるため、溝９がカッターの逃げ場となりマンドレル１を傷つけることなく成形品１０が切断される。そして、成形品１０が２本のチューブ１１に分割される。
【００３０】
次に、第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５を雄ねじ６及び雌ねじ７による連結が緩む方向に回転させる。これにより、雄ねじ６及び雌ねじ７による連結が解除され、マンドレル１は第１被巻付け部４と第２被巻付け部５の２つに分割される。そして、分割された後は、第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５の軸部３を把持し、外周面にそれぞれ成形されているチューブ１１の端面を図示しない支持部材に当接させた状態で第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５を軸部３側にスライドさせることで脱型される。脱型後のチューブ１１は、両端に仕上げ処理が施されてプロペラシャフト用のチューブ１１として完成する。
【００３１】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）被巻付け部２は、製造するチューブ１１の境に対応した位置で第１被巻付け部４と第２被巻付け部５とに分割可能である。このため、成形品１０を成形した後、そのチューブ１１の境において成形品１０を切断することで、分割後の第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５のそれぞれにチューブ１１が分かれる。このため、脱型する際に、１つのチューブ１１に対して被巻付け部２すべての長さ分を脱型するのではなく、１つのチューブ１１に対して分割された１つの被巻付け部の長さ分（第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５それぞれの長さ分）を脱型するだけで済む。従って、複数のチューブを製造する場合であっても、１本のマンドレルで１本のチューブを製造する場合と同様に脱型でき、被巻付け部２及びチューブ１１に作用する力の増大を回避することができる。さらに、複数のチューブ１１を１本のマンドレル１により同時に製造可能であるため、マンドレルの脱型作業を減らし、生産効率を向上させる。
【００３２】
（２）第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５は製造するチューブ１１の長さに対応している。このため、第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５がさらに短く分割されるような場合に比べ、マンドレル１として一体化させる場合の作業が容易であるとともに、マンドレル１を製造する際に部品数を減らすことができ、マンドレル１自体の製造も容易となる。
【００３３】
（３）チューブ１１の境と対応する周面８ａの位置において溝９が環状に形成されている。このため、成形品１０を切断する際に、溝９と対応する箇所で切断することで被巻付け部２を傷つけることなく成形品１０を容易に切断することができる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
次に本発明を具体化した第２の実施の形態について説明する。
図３（ａ）はマンドレルの模式分解図、（ｂ）は被巻付け部の側面図、（ｃ）は被巻付け部の模式断面図、図４は製品が成形されたマンドレルの模式断面図を示す。
【００３５】
マンドレル２０は、被巻付け部２１を構成する第１被巻付け部２２及び第２被巻付け部２３を備える。被巻付け部２１は、製造する製品の長さに対応している。第１及び第２被巻付け部２２，２３は、両端から延びる大径部２２ａ，２３ａ及びその大径部２２ａ，２３ａからマンドレル２０の中央に向かって小径となるテーパ部２２ｂ，２３ｂを備える。テーパ部２２ｂ，２３ｂの最も中央寄りが外径が最小である小径部であり、この小径部において被巻付け部２１が分割される。そして、第１及び第２被巻付け部２２，２３が一体化されることで小径部から端部に向かって徐々に大径となるテーパ状の被巻付け部２１が構成される。
【００３６】
第１被巻付け部２２は、その断面中央部において軸方向に貫通する孔２４を備え、第２被巻付け部２３も同じく孔２５を備える。孔２４，２５には、軸部としての芯棒２６が挿入される。芯棒２６は、第１及び第２被巻付け部２２，２３に挿通されたときに両端から突出する部分に雄ねじ部２７を備え、雄ねじ部２７にナット２８が螺合される。このため、図４に示すように、第１及び第２被巻付け部２２，２３に芯棒２６が挿通された状態でナット２８と芯棒２６とが螺合されることでマンドレル２０として一体化する。芯棒２６のうちナット２８から突出した部分が図示しないフィラメントワインディング装置の支持部により支持される。
【００３７】
図３（ａ）及び（ｃ）に示すように、第１被巻付け部２２が備える孔２４の端部は、成形したチューブ３１（図４参照）を脱型する際に使用されるＴ字状の棒部材（図示略）が入り込む溝部２９を備える。なお、図３（ｃ）には第１被巻付け部２２のみ示すが、第２被巻付け部も同様の構成であり溝部２９を備える。また、図３（ｂ）に示すように、孔２４は、第１被巻付け部２２の端部側に前記脱型用の棒部材が挿入可能で、溝部２９まで貫通した挿入部３０を備える。なお、第２被巻付け部２３においても同様に挿入部を備える。
【００３８】
次に、前記のように構成されたマンドレル２０を使用してチューブ３１を製造する場合について説明する。
まず、第１及び第２被巻付け部２２，２３に芯棒２６が挿通される。そして、芯棒２６が挿通された状態で芯棒２６の雄ねじ部２７にナット２８を螺合させることでマンドレル２０として一体化される。そして、一体化されたマンドレル２０は作業者により図示しないフィラメントワインディング装置の支持部にセットされる。
【００３９】
次に、フィラメントワインディング装置が駆動されてマンドレル２０に樹脂含浸繊維が巻き付けられる。樹脂含浸繊維の巻き付けは第１の実施の形態と同様にヘリカル巻及びフープ巻で行われる。なお、マンドレル２０には、巻き付けられる樹脂含浸繊維が固着しないように被巻付け部２１に離型剤が塗布され、第１被巻付け部２２と第２被巻付け部２３との当接箇所にも樹脂により固着しないよう離型剤が塗布される。樹脂含浸繊維は、外径が一定の円筒状のチューブを形成するように被巻付け部２１に巻き付けられる。
【００４０】
マンドレル２０は樹脂含浸繊維が巻き付けられた後、フィラメントワインディング装置から取り外され、加熱炉に入れられて樹脂が硬化される。そして、図４に示すように、製品としてのチューブ３１がマンドレル２０上に成形される。被巻付け部２１の形状は小径部から端部に向かって徐々に拡径となるテーパ状であるため、チューブ３１は中央に向かうにつれて肉厚になる形状に成形される。
【００４１】
次に、チューブ３１をマンドレル２０から脱型する。脱型する際は、一方のナット２８を取り外して芯棒２６を引き抜く。そして、孔２４又は孔２５の挿入部３０に上記Ｔ字状の棒部材を挿入する。そして、棒部材を挿入した後、その棒部材を溝部２９において例えば９０°回転させることで、Ｔ字状の棒部材のＴ字部と溝部２９の側壁とが係止される。そして、この状態で第１の実施の形態と同様にチューブ３１の端面を図示しない支持部材に当接させた状態で棒部材を引っ張る。すると、被巻付け部２１からチューブ３１がスライドして脱型される。この作業を第１及び第２被巻付け部２２，２３のそれぞれで行い、チューブ３１を脱型する。そして、脱型後のチューブ３１は両端に仕上げ処理が施されてプロペラシャフト用のチューブとして完成する。
【００４２】
この実施の形態では以下のような効果を有する。
（４）樹脂が硬化されて製造された１本のチューブ３１をマンドレル２０から脱型する際に、被巻付け部２１を第１被巻付け部２２及び第２被巻付け部２３の２つに分割した状態でチューブ３１を脱型する。このため、従来と異なり、１本のマンドレルから１本のチューブを脱型することがないため、チューブ３１及び被巻付け部２１に作用する力の増大を回避することができる。
【００４３】
（５）被巻付け部２１は中央の小径部から端部に向かって拡径となるテーパ状であり、その小径部において第１被巻付け部２２及び第２被巻付け部２３とに分割される。そして、外径が一定で両端から中央に向かって肉厚となる形状のチューブ３１が製造される。従来技術では、このようなテーパ状のチューブを製造して脱型する場合、両端のいずれの方向に脱型しようとしても被巻付け部２１とチューブ３１のテーパ部とが干渉するため脱型不可能であった。しかし、この実施の形態のマンドレル２０を用いることにより、外径が最も小径である小径部において第１及び第２被巻付け部２２，２３に分割され、分割された第１及び第２被巻付け部２２，２３がそれぞれ脱型される。このため、外径が一定で中間部が肉厚のチューブであってもマンドレル２０の脱型が可能で製造することができる。また、チューブ３１を脱型する際に、チューブ３１を少しスライドさせることで第１及び第２被巻付け部２２，２３とチューブ３１とがそれ以後は擦れることがなくなるため、円筒状の被巻付け部の場合に比べ、脱型の際の被巻付け部２１の摩耗を減らすことができる。
【００４４】
（６）第１及び第２被巻付け部２２，２３は孔２４，２５を備え、その孔２４，２５に芯棒２６を挿通してフィラメントワインディング時の軸部とした。このため、第１の実施の形態のように被巻付け部と軸部とが一体になっている場合に比べ、回転中心がずれにくい。
【００４５】
（７）マンドレル２０を用いて外径が一定で両端から中央に向かって肉厚となるチューブ３１を製造した。このため、プロペラシャフト等の動力を伝達する部材において中間部の強度が欲しい場合に、このチューブ３１を用いることで外径を変えることなく強度を向上させることができる。
【００４６】
なお、実施の形態は以下のように変更してもよい。
○被巻付け部２の形状は円柱形状であったが、特に被巻付け部２の形状は限定されず、例えば、図５に示すような、軸部３側に向かって小径となるテーパ状の被巻付け部２でもよい。この場合、成形品を切断して２つのチューブに分割した後、第１被巻付け部４と第２被巻付け部５の連結を解除し、軸部３側にチューブをスライドするようにして脱型する。また、逆に、軸部３側に向かって拡径となるテーパ状の被巻付け部２でもよい。この場合は、分割後にチューブを軸部３と反対側にスライドして脱型する。従来の方法では、１本のマンドレルを使用してテーパ状のチューブを複数同時に製造する場合は、特殊な脱型方法が必要となる。しかし、上記の構成により複数のチューブを同時に製造する場合、成形するチューブの形状に関わらず１本のマンドレルで１本のチューブを製造する場合と同様に脱型することができる。また、テーパ状の被巻付け部２の場合は、脱型する際に、チューブを軸部３側に少しスライドさせることで被巻付け部２とチューブとがそれ以後は擦れることがなくなるため、円柱形状の被巻付け部２の場合に比べ、被巻付け部２の摩耗を減らすことができる。
【００４７】
○第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５は、雄ねじ６及び雌ねじ７により連結されて一体化される構成に限らない。例えば、図６に示すように、被巻付け部２の両端側からボルト１２及びナット１３により締め付けて一体化する構成でもよい。この構成の場合、マンドレル１を分割する際に第１被巻付け部４や第２被巻付け部５をねじる必要がなく、ボルト１２とナット１３を緩めて軸方向にスライドさせるだけでマンドレル１を分割することができるため前記実施の形態より容易に分割することができる。
【００４８】
○被巻付け部２と軸部３とが一体に構成されているマンドレルに限らず、第２の実施の形態のように被巻付け部２と軸部３とが別々の構成のマンドレルでもよい。この場合、１本のシャフトに第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５が所定の固定位置まで挿通され、シャフトのうち第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５から突出する部分に雄ねじが形成されている構成とする。そして、その雄ねじ部分にナットが螺合されることで第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５が一体化され、残りのシャフトの部分が軸部となる。この構成の場合、シャフトは分割されず、被巻付け部２のみが分割されることになる。
【００４９】
○第１被巻付け部４と第２被巻付け部５とは連結する構成に限らず、端面同士が当接する状態で一体化してもよい。例えば、シャフトに第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５が挿嵌された構成とし、その両端でピンにより回転の際にずれないように固定する構成としてもよい。この構成によれば、連結する際にねじる必要がなくなり、ピンを外して軸方向にスライドさせるだけで分割することができるため前記実施の形態より容易に分割することができる。
【００５０】
○マンドレル２０は、芯棒２６に第１及び第２被巻付け部２２，２３が挿通されてナット２８により一体化される構成に限らず、第１被巻付け部２２が第１の実施の形態のように雄ねじ及び軸部を備えるとともに、第２被巻付け部２３が雌ねじ及び軸部を備える構成であってもよい。そして、雌ねじに雄ねじを螺号させることで第１及び第２被巻付け部２２，２３がマンドレル２０として一体化される構成とする。
【００５１】
○軸部となる箇所以外に雄ねじが形成されたシャフトにその雄ねじと螺合する孔（雌ねじ）を備えた第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５を直接螺合する構成としてもよい。この構成によれば、繊維を巻き付けた後に、第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５を回転させることで分割することができる。
【００５２】
○マンドレル１は２つに分割される構成に限らず３つ以上に分割される構成でもよい。例えば、図７に示すように、円柱形状の被巻付け部２が３つの部分２ａ，２ｂ，２ｃにより構成されるマンドレル１であってもよい。この場合、中央の部分２ｂは、一端（図７における左側端部）に雄ねじ６を備え、他端に雌ねじ７を備える構成とし、その両側で部分２ａと部分２ｃを連結する。また、図８に示すように、被巻付け部２がテーパ状の部分２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇにより構成されるマンドレル１であってもよい。この場合、中央の部分２ｅ，２ｆを雄ねじ６と雌ねじ７により連結する構成とする。両側の部分２ｄ，２ｇに雄ねじ６を設けることで、部分２ｄ及び部分２ｇを同じ形状とすることができる。このため、部分２ｄ及び部分２ｇにおいて、一方が雄ねじ６、他方が雌ねじ７を備える構成とした場合に比べ、異なる部分の個数を減らすことができ、被巻付け部２の製造が容易となる。
【００５３】
○溝９はボス部８により形成される構成に限らない。例えば、図９（ａ）に示すように、第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５のうち軸部３と反対側の端部外周にそれぞれテーパ部１４を設け、連結された際に溝を構成するようにしてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、同じく第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５のうち軸部３と反対側の端部外周に内側に凸の凹部１５を設けて溝を形成してもよい。また、雄ねじ６を有する第１被巻付け部４がボス部８を備える構成であったが、雌ねじ７を有する第２被巻付け部５又は両者がボス部８を備える構成であってもよく、どちらにしても溝を形成することが可能である。
【００５４】
○被巻付け部２１の形状は大径部２２ａ，２３ａから中央に向かって徐々に小径となるテーパ部２２ｂ，２３ｂを備える構成に限らず、製造するチューブに要望される強度に応じて以下に示すような構成の被巻付け部２１を備えるマンドレル２０であってもよい。例えば、図１０に示すように、大径部２２ａ，２３ａ及びテーパ部２２ｂ，２３ｂが形成されるとともに、外径が最小の小径部２２ｃ，２３ｃを中央に有する被巻付け部２１であってもよい。この場合、小径部２２ｃ，２３ｃにおいて被巻付け部２１が分割される構成とする。また、図１１に示すように、両端に大径部２２ａ，２３ａを有するとともに、その外径より小径の小径部２２ｄ，２３ｄを中間部に有する構成であってもよい。この場合、小径部２２ｄ，２３ｄにおいて被巻付け部２１が分割される構成とする。また、上記の構成では、製造するチューブの内面に角が形成されるため、その角の箇所に応力が集中し易い。このため、図１２に示すように、第１及び第２被巻付け部２２，２３の外径が中央に向かって滑らかに小径になる構成であってもよい。この場合、外径が最小となる中央部で被巻付け部２１が分割される構成とする。この構成によれば、製造されるチューブの内面に角がない。このため、チューブが例えばプロペラシャフト等のように動力伝達のために使用された場合に応力集中が低減され、より強度を向上させることができる。
【００５５】
○第２の実施の形態において、マンドレル２０に成形されるチューブ３１の形状は外径が一定の円筒形状に限らず、図１３に示すように、マンドレル２０の形状に合わせて全長にわたって一定の肉厚であってもよい。従来技術では、このようなチューブであってもマンドレルの脱型が不可能であったが、本願発明のマンドレルを用いることで脱型が可能である。
【００５６】
○第１及び第２被巻付け部２２，２３の長さは同じであり、被巻付け部２１が中央で分割される構成であったが、チューブ３１に要求される強度に応じてそれぞれの長さを変更してもよい。例えば、テーパ部２２ｂを有する第１被巻付け部２２の長さが上記実施の形態より短く、逆に、テーパ部２３ｂを有する第２被巻付け部が長い構成であってもよい。この場合も同様に小径部において被巻付け部２１が分割される構成とする。これにより、チューブの中間部において強度が欲しい位置（肉厚の位置）を自由に変更することが可能である。
【００５７】
○芯棒２６を第１及び第２被巻付け部２２，２３に挿通して、雄ねじ部２７にナット２８を螺合することでマンドレル２０として一体化させていた。この構成に限らず、図１４に示すように、内部に固定された状態のナット４０を備える第２被巻付け部２３に所定長の雄ねじ部を有する芯棒４１を螺合させる。そして、芯棒４１を第２被巻付け部２３の孔４２から突出させ、突出した芯棒４１の雄ねじに第１被巻付け部２２が備える雌ねじ部４３を螺合させる。これにより、第１及び第２被巻付け部２２，２３を一体化又は分割させる際に、芯棒２６のみを回転させることで容易に一体化又は分割させることができる。
【００５８】
○樹脂を硬化させた後に、成形品１０を切断するのではなく、硬化前に切断してもよい。この場合、樹脂含浸繊維を巻き付けた後にそのまま切断すると、まだ樹脂が硬化していないため繊維が乱れる。このため、硬化前に切断する際には、切断する箇所にテープを巻き付け、その巻き付けた状態でテープごと樹脂含浸繊維を切断する。そして、加熱炉で樹脂を硬化させた後、脱型及びテープの除去を行う。この方法によれば、マンドレル１を分割した後に樹脂を硬化させるため、加熱炉は分割後のマンドレル１の長さに対応すればよく、加熱炉を長くする必要がなくなる。また、従来の加熱炉をそのまま使用することができる。
【００５９】
○チューブ１１の境と対応する箇所以外で分割可能であってもよい。例えば、第１被巻付け部４及び第２被巻付け部５がそれぞれさらに２つ以上に分割されるような構成としてもよい。この構成によれば、小さく分割されるため、マンドレル１の保管が容易である。
【００６０】
○第１被巻付け部４の端面４ａ及び第２被巻付け部５の端面５ａが互いに当接した構成として、溝９がない構成でもよい。
○第１及び第２被巻付け部４，５に巻き付けられるのは製品としてのチューブ１１に限らず、加工しろを備えるような途中段階の製品であってもよい。また、マンドレル１から脱型後、さらに切断されることで複数の最終製品となる中間品であってもよい。これは第２の実施の形態においても同様であり、被巻付け部２１に巻き付けられるのは製品としてのチューブ３１に限らず、加工しろを備えるような途中段階の製品であってもよい。
【００６１】
次に、上記各実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）軸方向において少なくとも製造する複数の製品又は中間品の境に対応した位置で分割可能なマンドレルを使用したフィラメントワインディング成形方法であって、フィラメントワインディング法により前記マンドレルに樹脂含浸繊維を巻き付け、その樹脂含浸繊維を硬化した後、前記製品又は中間品の境に対応した位置で前記樹脂含浸繊維を切断し、その後、前記マンドレルを前記製品又は中間品の境に対応した位置で分割し、前記製品から前記マンドレルを脱型するフィラメントワインディング成形方法。
【００６２】
（２）軸方向において少なくとも製造する複数の製品又は中間品の境に対応した位置で分割可能なマンドレルを使用したフィラメントワインディング成形方法であって、フィラメントワインディング法により前記マンドレルに樹脂含浸繊維を巻き付け、その樹脂含浸繊維を前記製品又は中間品の境に対応した位置で切断した後、前記マンドレルを前記位置で軸方向に分割し、その後、前記樹脂含浸繊維を硬化させて前記マンドレルを脱型するフィラメントワインディング成型方法。
【００６３】
（３）１つの製品に対応するとともに、軸方向における中間部に小径部を備えたマンドレルを使用したフィラメントワインディング成形方法であって、フィラメントワインディング法により前記マンドレルに樹脂含浸繊維を巻き付け、その樹脂含浸繊維を硬化した後、前記マンドレルを前記小径部で分割して前記製品から該マンドレルを脱型するフィラメントワインディング成形方法。
【００６４】
（４）ＦＲＰ製の動力伝達シャフト用パイプであって、外径が一定で、中間部に肉厚部を備える動力伝達シャフト用パイプ。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、被巻付け部及び製品に作用する力の増大を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のマンドレルの模式分解図。
【図２】成形品が成形されたマンドレルの模式断面図。
【図３】（ａ）は第２の実施の形態のマンドレルの模式分解図、（ｂ）は被巻付け部の側面図、（ｃ）は被巻付け部の模式断面図。
【図４】製品が成形されたマンドレルの模式断面図。
【図５】別の実施の形態のマンドレルの模式分解図。
【図６】別の実施の形態のマンドレルの模式断面図。
【図７】別の実施の形態のマンドレルの模式図。
【図８】別の実施の形態のマンドレルの模式図。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は別の実施の形態における溝の模式図。
【図１０】別の実施の形態の製品が成形されたマンドレルの模式断面図。
【図１１】別の実施の形態の製品が成形されたマンドレルの模式断面図。
【図１２】別の実施の形態の製品が成形されたマンドレルの模式断面図。
【図１３】別の実施の形態の製品が成形されたマンドレルの模式断面図。
【図１４】別の実施の形態のマンドレルの模式断面図。
【図１５】従来のマンドレルの模式断面図。
【符号の説明】
１…マンドレル、２…被巻付け部、３…軸部、８…ボス部、８ａ…周面、９…溝、１０…成形品、１１…製品としてのチューブ、２０…マンドレル、２１…被巻付け部、２２ｂ，２３ｂ…テーパ部、２２ｃ，２３ｃ…小径部、２２ｄ，２３ｄ…小径部、２６…芯棒、２８…ナット、３１…製品としてのチューブ、４０…ナット、４１…芯棒。

Claims (5)

1. フィラメントワインディング法に使用されるマンドレルであって、軸部と複数の製品に対応する被巻付け部とを備え、それらのうち少なくとも被巻付け部が少なくとも製品又は中間品の境と対応する位置で分割可能であるマンドレル。
2. 前記被巻付け部は前記製品又は中間品の境と対応する位置のみで分割可能である請求項１に記載のマンドレル。
3. 前記被巻付け部の外周には前記製品又は中間品の境と対応する位置において溝が環状に形成されている請求項１又は請求項２に記載のマンドレル。
4. フィラメントワインディング法に使用されるマンドレルであって、軸部と１つの製品に対応する被巻付け部とを備え、該被巻付け部は軸方向における中間部に外径が最小である小径部を１つ備えており、前記軸部と前記被巻付け部とのうち少なくとも被巻付け部は前記小径部において分割可能であるマンドレル。
5. 前記被巻付け部は前記小径部から端部に向かって徐々に拡径となる形状である請求項４に記載のマンドレル。

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