JP2021094699A - Fiber-reinforced composite material and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

To reduce a difference in local properties of fiber-reinforced composite materials.SOLUTION: A fiber-reinforced composite material 10 is formed in a state where a UD tape is being woven into a tubular shape at a predetermined inclination angle. The fiber-reinforced composite material 10 is provided with a bent portion 20 that is bent with respect to an axial direction of the fiber-reinforced composite material 10. At an outer side P1 and an inner side P2 of the bent portion 20 on an outer surface of the fiber-reinforced composite material 10, inclination angles are configured to be identical.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、繊維強化複合材及び繊維強化複合材の製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber-reinforced composite material and a method for producing a fiber-reinforced composite material.

特許文献1は、曲がりパイプの製造方法について記載している。
図20に示すように、弾性を有する外層被覆材61と、液相と固相とに相変化自在な内部充填材62とで構成されたマンドレル63を用いている。内部充填材62が固相の状態で、マンドレル63に対して糸状のプリプレグをブレイディング成形する。ブレイディング成形によって得られた成形体64において、プリプレグは、パイプの軸方向に対して所定の傾斜角度となるように編み込まれる。
Patent Document 1 describes a method for manufacturing a bent pipe.
As shown in FIG. 20, a mandrel 63 composed of an outer layer coating material 61 having elasticity and an internal filler 62 capable of changing the phase between a liquid phase and a solid phase is used. With the internal filler 62 in a solid phase, a filamentous prepreg is braided to the mandrel 63. In the molded body 64 obtained by braiding molding, the prepreg is woven so as to have a predetermined inclination angle with respect to the axial direction of the pipe.

図21に示すように、内部充填材62を液相にしてマンドレル63を任意の形状に変形可能にした後、マンドレル63とともに成形体64を曲線状の型溝が形成された金型65内に配置して樹脂を硬化させる。 As shown in FIG. 21, after making the mandrel 63 deformable into an arbitrary shape by using the internal filler 62 as a liquid phase, the molded body 64 is placed together with the mandrel 63 in the mold 65 in which the curved mold groove is formed. Place and cure the resin.

図22に示すように、内部充填材を抜き取ってマンドレル63を取り外すことにより、曲がりパイプ60を製造している。 As shown in FIG. 22, the bent pipe 60 is manufactured by removing the internal filler and removing the mandrel 63.

特開2004−17412号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-17412

特許文献1の曲がりパイプ(繊維強化複合材)60の製造方法では、ブレイディング成形を行った後でマンドレル63とともに成形体64を曲げている。そのため、曲がりパイプ(繊維強化複合材)60の外表面における局所的な位置である屈曲部の外側と内側とにおいて、曲がりパイプ(繊維強化複合材)60の軸方向に対するプリプレグの傾斜角度が異なった状態となりやすい。 In the method for manufacturing a bent pipe (fiber reinforced composite material) 60 of Patent Document 1, the molded body 64 is bent together with the mandrel 63 after performing braiding molding. Therefore, the inclination angle of the prepreg with respect to the axial direction of the bent pipe (fiber reinforced composite material) 60 is different between the outside and the inside of the bent portion, which is a local position on the outer surface of the bent pipe (fiber reinforced composite material) 60. It is easy to be in a state.

すなわち、図2に示すように、屈曲部以外の直線状の箇所におけるプリプレグ(以下、「第1UDテープ」ともいう。)30aの傾斜角度α1に対して、図3に示すように、屈曲部の外側P1における第1UDテープ30aの傾斜角度α2は小さくなりやすい。 That is, as shown in FIG. 2, with respect to the inclination angle α1 of the prepreg (hereinafter, also referred to as “first UD tape”) 30a at a linear portion other than the bent portion, as shown in FIG. The inclination angle α2 of the first UD tape 30a on the outer side P1 tends to be small.

また、図4に示すように、屈曲部の内側P2における第1UDテープ30aの傾斜角度α3は、第1UDテープ30aの傾斜角度α1に比べて大きくなりやすい。
屈曲部の外側P1と内側P2とにおいて第1UDテープ30aの傾斜角度が異なることにより、屈曲部の外側P1と内側P2とにおいて、弾性率や、強度等の特性に差が生じやすくなるという課題を有している。
Further, as shown in FIG. 4, the inclination angle α3 of the first UD tape 30a on the inner side P2 of the bent portion tends to be larger than the inclination angle α1 of the first UD tape 30a.
Since the inclination angle of the first UD tape 30a is different between the outer side P1 and the inner side P2 of the bent portion, there is a problem that a difference in characteristics such as elastic modulus and strength is likely to occur between the outer side P1 and the inner side P2 of the bent part. Have.

また、特許文献1の曲がりパイプ(繊維強化複合材)60の、ブレイディング成形によって得られた成形体64において、成形体64に用いられる樹脂が、仮に、熱可塑性樹脂であると、弾性を有する外層被覆材61と、液相と固相とに相変化自在な内部充填材62とで構成されたマンドレル63の耐熱性にも課題を有する。仮に、熱可塑性樹脂として、300℃を超える融点を有するPEEK樹脂(ポリエーテルエーテルケトン樹脂)を用いた場合など、これに対応できるマンドレルは存在しない。 Further, in the molded body 64 obtained by braiding molding of the bent pipe (fiber reinforced composite material) 60 of Patent Document 1, if the resin used for the molded body 64 is a thermoplastic resin, it has elasticity. There is also a problem in the heat resistance of the mandrel 63 composed of the outer layer coating material 61 and the inner filler 62 whose phase can be changed between the liquid phase and the solid phase. If, for example, a PEEK resin (polyetheretherketone resin) having a melting point of more than 300 ° C. is used as the thermoplastic resin, there is no mandrel that can cope with this.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、屈曲部を有する繊維強化複合材であって、局所的な特性の差が小さい繊維強化複合材及び繊維強化複合材の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is the production of a fiber-reinforced composite material having a bent portion and a fiber-reinforced composite material having a small difference in local characteristics and a fiber-reinforced composite material. To provide a method.

また、さらには、UDテープの樹脂が熱可塑性樹脂であっても同様の効果を有する繊維強化複合材、及び、繊維強化複合材の製造方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a fiber-reinforced composite material having the same effect even if the resin of the UD tape is a thermoplastic resin, and a method for producing the fiber-reinforced composite material.

上記課題を解決するための繊維強化複合材は、UDテープが所定の傾斜角度で管状に編み込まれた状態で形成された繊維強化複合材であって、前記繊維強化複合材は、当該繊維強化複合材の軸方向に対して屈曲した屈曲部を備えており、前記繊維強化複合材の外表面における前記屈曲部の外側と内側とにおいて、前記傾斜角度は等しく構成されていることを要旨とする。 The fiber-reinforced composite material for solving the above problems is a fiber-reinforced composite material formed in a state where the UD tape is woven into a tubular shape at a predetermined inclination angle, and the fiber-reinforced composite material is the fiber-reinforced composite material. It is a gist that the bent portion bent with respect to the axial direction of the material is provided, and the inclination angle is equally configured on the outside and the inside of the bent portion on the outer surface of the fiber reinforced composite material.

この構成によれば、繊維強化複合材の外表面における屈曲部の外側と内側とにおいて傾斜角度は等しく構成されている。そのため、屈曲部を有する繊維強化複合材において、局所的な特性の差を小さくすることができる。 According to this configuration, the inclination angles are equal on the outside and the inside of the bent portion on the outer surface of the fiber reinforced composite material. Therefore, in the fiber-reinforced composite material having a bent portion, the difference in local characteristics can be reduced.

上記繊維強化複合材について、前記傾斜角度は、30〜50°の範囲内における±6°以内の角度であることが好ましい。この構成によれば、UDテープの傾斜角度が、繊維強化複合材の特性を向上させるうえで好適なものとなる。 For the fiber-reinforced composite material, the inclination angle is preferably an angle within ± 6 ° within the range of 30 to 50 °. According to this configuration, the inclination angle of the UD tape is suitable for improving the characteristics of the fiber reinforced composite material.

上記繊維強化複合材について、前記UDテープに含浸された樹脂が熱可塑性樹脂であることが好ましい。この構成によれば、UDテープに含浸された樹脂が熱硬化性樹脂である態様に比べて、UDテープの成形性を向上させやすいため、繊維強化複合材の寸法精度を向上させることが容易になる。 Regarding the fiber-reinforced composite material, it is preferable that the resin impregnated in the UD tape is a thermoplastic resin. According to this configuration, it is easy to improve the moldability of the UD tape as compared with the embodiment in which the resin impregnated in the UD tape is a thermosetting resin, so that it is easy to improve the dimensional accuracy of the fiber reinforced composite material. Become.

上記課題を解決するための繊維強化複合材の製造方法は、UDテープが所定の傾斜角度で管状に編み込まれた状態で形成され、軸方向に対して屈曲した屈曲部と、前記軸方向に沿って外径が大きくなるテーパ部との少なくともいずれか一方を備える繊維強化複合材の製造方法であって、複数のマンドレル部材を連結して、複数の屈曲部と複数のテーパ部の少なくともいずれか一方を備えるマンドレルを組み立てるマンドレル組立工程と、前記マンドレル組立工程で得られたマンドレルに対してUDテープを用いてブレイディング成形を行うブレイディング成形工程と、前記ブレイディング成形工程で得られた成形体を切断する切断工程と、切断された成形体から前記マンドレルを引く抜く脱芯工程とを有することを要旨とする。 In a method for manufacturing a fiber-reinforced composite material for solving the above problems, a UD tape is formed in a state of being woven into a tubular shape at a predetermined inclination angle, and a bent portion bent in the axial direction and a bent portion along the axial direction. A method for manufacturing a fiber-reinforced composite material including at least one of a tapered portion having a large outer diameter, wherein a plurality of mandrel members are connected to form at least one of a plurality of bent portions and a plurality of tapered portions. A mandrel assembling step for assembling a mandrel including the above, a braiding molding step for performing braiding molding on the mandrel obtained in the mandrel assembling step using UD tape, and a molded body obtained in the braiding molding step. The gist is to have a cutting step of cutting and a decentering step of pulling out the mandrel from the cut molded body.

この構成によれば、複数の屈曲部を備えるマンドレルを用いてブレイディング成形を行うことにより、繊維強化複合材の外表面における屈曲部の外側と内側とにおいてUDテープの傾斜角度を等しくすることができる。そのため、屈曲部を有しつつ、局所的な特性の差が小さい繊維強化複合材を製造することができる。 According to this configuration, by performing braiding molding using a mandrel having a plurality of bent portions, the inclination angle of the UD tape can be made equal between the outside and the inside of the bent portion on the outer surface of the fiber reinforced composite material. it can. Therefore, it is possible to manufacture a fiber-reinforced composite material having a bent portion and having a small difference in local characteristics.

また、複数の屈曲部や複数のテーパ部を備えるマンドレルを用いてブレイディング成形を行うことにより、屈曲部やテーパ部を備えるマンドレルを個別に用いてブレイディング成形を行う態様に比べて、複数の成形体を相対的に近い距離で連続的に成形することができる。そのため、切断工程において生じる材料ロスを抑制することができる。 Further, by performing braiding molding using a mandrel having a plurality of bent portions and a plurality of tapered portions, a plurality of braiding moldings are performed by individually using a mandrel having a bent portion and a tapered portion. The molded product can be continuously molded at a relatively short distance. Therefore, the material loss that occurs in the cutting process can be suppressed.

上記繊維強化複合材の製造方法について、前記ブレイディング成形工程で得られた成形体の表面に樹脂フィルムを巻回し、さらに前記樹脂フィルムの表面に高収縮テープを巻回した後、加熱処理を行って前記樹脂フィルムを構成する樹脂を前記成形体に含浸する含浸工程を有することが好ましい。この構成によれば、成形体に含浸された樹脂によって、UDテープ同士の接点をより好適に固定することができる。また、UDテープが編組されることにより生じる編組隙間を樹脂フィルムを構成する樹脂で埋めることができるため、成形体の表面をより平滑にすることができる。 Regarding the method for producing the fiber-reinforced composite material, a resin film is wound around the surface of the molded product obtained in the braiding molding step, a high shrinkage tape is wound around the surface of the resin film, and then heat treatment is performed. It is preferable to have an impregnation step of impregnating the molded product with the resin constituting the resin film. According to this configuration, the contact points between the UD tapes can be more preferably fixed by the resin impregnated in the molded product. Further, since the braided gap created by braiding the UD tape can be filled with the resin constituting the resin film, the surface of the molded product can be made smoother.

上記繊維強化複合材の製造方法について、前記ブレイディング成形工程において、ブレイディング成形を行う位置に前記マンドレルが常に位置するように、自動送り手段によって前記マンドレルを移動させることが好ましい。この構成によれば、手動でマンドレルを移動させる態様に比べて、より安定した状態でブレイディング成形を行うことができる。 Regarding the method for producing the fiber-reinforced composite material, it is preferable to move the mandrel by an automatic feeding means so that the mandrel is always located at a position where the braiding molding is performed in the braiding molding step. According to this configuration, braiding molding can be performed in a more stable state as compared with the mode in which the mandrel is manually moved.

本発明によれば、屈曲部を有する繊維強化複合材における局所的な特性の差を小さくすることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the difference in local characteristics in the fiber-reinforced composite material having a bent portion.

第1実施形態の繊維強化複合材の斜視図。The perspective view of the fiber reinforced composite material of 1st Embodiment. 第1実施形態の繊維強化複合材の直線状の箇所の平面図。The plan view of the linear part of the fiber reinforced composite material of 1st Embodiment. 従来技術の繊維強化複合材における屈曲部外側の平面図。Top view of the outside of the bent portion in the conventional fiber reinforced composite material. 従来技術の繊維強化複合材における屈曲部内側の平面図。Top view of the inside of the bent portion in the conventional fiber reinforced composite material. 第1実施形態のマンドレル部材の斜視図。The perspective view of the mandrel member of 1st Embodiment. 第1実施形態のマンドレル部材の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the mandrel member of the first embodiment. 第1実施形態の継手の斜視図。The perspective view of the joint of 1st Embodiment. 第1実施形態の継手の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the joint of the first embodiment. 第1実施形態のマンドレルの断面図。Sectional drawing of the mandrel of 1st Embodiment. 第1実施形態のマンドレルの側面図。A side view of the mandrel of the first embodiment. ブレイディング装置を側面視した模式図。Schematic diagram of the braiding device viewed from the side. ブレイディング装置を平面視した模式図。Schematic diagram of the braiding device in a plan view. 第2実施形態の繊維強化複合材の斜視図。The perspective view of the fiber reinforced composite material of 2nd Embodiment. 第2実施形態のマンドレル部材の斜視図。The perspective view of the mandrel member of the 2nd Embodiment. 第2実施形態のマンドレル部材の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the mandrel member of the second embodiment. 第2実施形態の継手の斜視図。The perspective view of the joint of the 2nd Embodiment. 第2実施形態の継手の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the joint of the second embodiment. 第2実施形態のマンドレルの断面図。Sectional drawing of the mandrel of the 2nd Embodiment. 第2実施形態のマンドレルの側面図。A side view of the mandrel of the second embodiment. 従来技術のブレイディング成形体の断面図。Sectional drawing of the braiding molded article of the prior art. 従来技術の曲げ加工を行う金型の斜視図。A perspective view of a mold for bending a conventional technique. 従来技術の曲げパイプの斜視図。Perspective view of a conventional bent pipe. 別の従来技術のマンドレル部材の斜視図。Perspective view of another prior art mandrel member. 別の従来技術のマンドレル部材の側面図。Side view of another prior art mandrel member. 別の従来技術のマンドレル部材を用いたブレイディング成形におけるマンドレル部材と成形体の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a mandrel member and a molded body in braiding molding using another conventional mandrel member.

(第1実施形態)
繊維強化複合材の第1実施形態を説明する。
図1、2に示すように、繊維強化複合材10はUDテープ30が管状に編み込まれて形成されている。繊維強化複合材10の軸方向に対して直交する横断面において、繊維強化複合材10の外周形状は円形状であるとともに、内周形状も円形状で構成されている。
(First Embodiment)
The first embodiment of the fiber reinforced composite material will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the fiber-reinforced composite material 10 is formed by weaving a UD tape 30 into a tubular shape. In the cross section orthogonal to the axial direction of the fiber-reinforced composite material 10, the outer peripheral shape of the fiber-reinforced composite material 10 is circular, and the inner peripheral shape is also circular.

繊維強化複合材10は、軸方向に対して屈曲した屈曲部20を有している。屈曲部20は、繊維強化複合材10の長手方向における中央部に設けられている。屈曲部20の屈曲角度βは、特に限定されないが、2〜30°であることが好ましく、3〜20°であることがより好ましい。ここで、屈曲角度βは、繊維強化複合材10の一端側の端部10aから屈曲部20に向かう軸方向である第1軸方向D1と、屈曲部20から繊維強化複合材10の他端側の端部10bに向かう軸方向である第2軸方向D2とのなす角度を意味するものとする。言い換えれば、繊維強化複合材10の第1軸方向D1と第2軸方向D2は、屈曲角度βだけ傾斜した状態で交差している。 The fiber-reinforced composite material 10 has a bent portion 20 that is bent in the axial direction. The bent portion 20 is provided at the central portion in the longitudinal direction of the fiber reinforced composite material 10. The bending angle β of the bent portion 20 is not particularly limited, but is preferably 2 to 30 °, and more preferably 3 to 20 °. Here, the bending angle β is the first axial direction D1 which is the axial direction from the end portion 10a on one end side of the fiber reinforced composite material 10 toward the bending portion 20, and the other end side of the fiber reinforced composite material 10 from the bending portion 20. It is assumed that it means the angle formed by the second axial direction D2, which is the axial direction toward the end portion 10b of. In other words, the first axial direction D1 and the second axial direction D2 of the fiber reinforced composite material 10 intersect in a state of being inclined by the bending angle β.

UDテープ30は、繊維強化複合材10の軸方向に対して所定の傾斜角度となるように配向した状態で編み込まれている。ここで、UDテープ30は、複数の繊維が一方向に配向した状態で樹脂が含浸されて形成されたテープを意味するものとする。 The UD tape 30 is woven in a state of being oriented so as to have a predetermined inclination angle with respect to the axial direction of the fiber reinforced composite material 10. Here, the UD tape 30 means a tape formed by impregnating a resin with a plurality of fibers oriented in one direction.

UDテープ30を構成する樹脂としては、特に限定されず、公知の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。UDテープ30を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂であると、熱硬化性樹脂に比べてUDテープ30の成形性を向上させやすいため好ましい。 The resin constituting the UD tape 30 is not particularly limited, and known thermosetting resins and thermoplastic resins can be used. As the resin constituting the UD tape 30, a thermoplastic resin is preferable because it is easier to improve the moldability of the UD tape 30 as compared with a thermosetting resin.

UDテープ30に用いられる熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。UDテープ30に用いられる熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂(以下、「ポリアミド樹脂」ともいう。)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂(以下、「ABS樹脂」ともいう。)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(以下、「PEEK樹脂」ともいう。)等を用いることができる。その中でも、ポリアミド樹脂、PEEK樹脂は成形しやすいため好ましい。さらに、PEEK樹脂は、耐熱性に優れるためより好ましい。 The thermosetting resin used for the UD tape 30 is not particularly limited, and an epoxy resin, a polyester resin, a phenol resin, or the like can be used. The thermoplastic resin used for the UD tape 30 is not particularly limited, and is a polypropylene resin, a nylon resin (hereinafter, also referred to as "polyetheretone resin"), an acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin (hereinafter, "ABS resin"". Also referred to as), polyetheretherketone resin (hereinafter, also referred to as “PEEK resin”) and the like can be used. Among them, polyamide resin and PEEK resin are preferable because they are easy to mold. Further, PEEK resin is more preferable because it has excellent heat resistance.

UDテープ30において一方向に配向した繊維としては、特に限定されず、繊維強化複合材に用いられる公知の繊維を用いることができる。UDテープ30に用いられる繊維としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維を挙げることができる。その中でも、炭素繊維は、引張弾性率、引張強度等の特性に優れるため好ましい。 The fibers oriented in one direction in the UD tape 30 are not particularly limited, and known fibers used for the fiber-reinforced composite material can be used. Examples of the fiber used in the UD tape 30 include carbon fiber and glass fiber. Among them, carbon fiber is preferable because it has excellent properties such as tensile elastic modulus and tensile strength.

UDテープ30の長さは、特に限定されず、20m以上であることが好ましく、30〜200mであることがより好ましい。
UDテープ30の厚さは特に限定されず、0.1〜0.5mmであることが好ましく、0.1〜0.3mmであることがより好ましい。
The length of the UD tape 30 is not particularly limited, and is preferably 20 m or more, and more preferably 30 to 200 m.
The thickness of the UD tape 30 is not particularly limited, and is preferably 0.1 to 0.5 mm, more preferably 0.1 to 0.3 mm.

UDテープ30の幅は、特に限定されず、1.0〜10mmであることが好ましい。中でも、PEEK樹脂の場合は、1.5〜3mmであることがより好ましい。
ただし、UDテープ30は、一方向に配向した繊維が樹脂によって含浸されており、その形態は、幅50〜300mmのシート状のものをスリット加工を施すことによって、上記に示すUDテープ30の幅を有するようにしてもよい。
The width of the UD tape 30 is not particularly limited, and is preferably 1.0 to 10 mm. Above all, in the case of PEEK resin, it is more preferably 1.5 to 3 mm.
However, the UD tape 30 is impregnated with fibers oriented in one direction by a resin, and the form thereof is the width of the UD tape 30 shown above by slitting a sheet having a width of 50 to 300 mm. May have.

図2に繊維強化複合材10の平面図を示す。
図2において、左右方向が繊維強化複合材10の軸方向とし、図2の左側を繊維強化複合材10の一端側、右側を繊維強化複合材10の他端側とする。繊維強化複合材10の径方向の中央部Mを基準として、繊維強化複合材10の他端側に向かう軸方向を0°とする。中央部Mから、繊維強化複合材10の他端側に対して左側(図2の上側)の傾斜角度をプラスの角度で表し、繊維強化複合材10の他端側に対して右側(図2の下側)の傾斜角度をマイナスの角度で表す。
FIG. 2 shows a plan view of the fiber reinforced composite material 10.
In FIG. 2, the left-right direction is the axial direction of the fiber-reinforced composite material 10, the left side of FIG. 2 is one end side of the fiber-reinforced composite material 10, and the right side is the other end side of the fiber-reinforced composite material 10. With reference to the central portion M in the radial direction of the fiber-reinforced composite material 10, the axial direction toward the other end side of the fiber-reinforced composite material 10 is 0 °. The inclination angle of the left side (upper side of FIG. 2) with respect to the other end side of the fiber reinforced composite material 10 from the central portion M is represented by a positive angle, and the right side with respect to the other end side of the fiber reinforced composite material 10 (FIG. 2). The tilt angle (lower side) is represented by a negative angle.

図2に示すように、繊維強化複合材10は、繊維強化複合材10の軸方向に対して左側に傾斜角度α1で傾斜した第1UDテープ30aと、繊維強化複合材10の軸方向に対して右側に傾斜角度−α1で傾斜した第2UDテープ30bとを有している。第1UDテープ30aと第2UDテープ30bは、後述のようにブレイディング成形されている。 As shown in FIG. 2, the fiber-reinforced composite material 10 has a first UD tape 30a inclined to the left side with respect to the axial direction of the fiber-reinforced composite material 10 at an inclination angle α1, and the fiber-reinforced composite material 10 with respect to the axial direction. It has a second UD tape 30b inclined at an inclination angle −α1 on the right side. The first UD tape 30a and the second UD tape 30b are braided as described later.

なお、繊維強化複合材10を平面視すると、第1UDテープ30aと第2UDテープ30bは、繊維強化複合材10の径方向外側ほど曲率が大きな曲線状に構成されているが、中央部Mから直線状に延びていると仮定して傾斜角度を決定するものとする。 When the fiber-reinforced composite material 10 is viewed in a plan view, the first UD tape 30a and the second UD tape 30b are formed in a curved shape having a larger curvature toward the outer side in the radial direction of the fiber-reinforced composite material 10, but are straight from the central portion M. The tilt angle shall be determined on the assumption that it extends in a shape.

第1UDテープ30aの傾斜角度α1は、特に限定されないが、30〜50°の範囲内であることが好ましく、35〜45°の範囲内であることがより好ましい。
第2UDテープ30bの傾斜角度−α1は、上記第1UDテープ30aの傾斜角度α1と正負が逆であることを除いて、同様に構成されていることが好ましい。
The inclination angle α1 of the first UD tape 30a is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 to 50 °, and more preferably in the range of 35 to 45 °.
The inclination angle −α1 of the second UD tape 30b is preferably configured in the same manner except that the inclination angle α1 of the first UD tape 30a is opposite to the inclination angle α1.

繊維強化複合材10は、中央糸として繊維強化複合材10の軸方向に沿って延びるUDテープ30である第3UDテープ(図示省略)、及び/又は、中央糸として繊維強化複合材の軸方向に沿って延びる金属繊維(図示省略)を有している。 The fiber-reinforced composite material 10 is a third UD tape (not shown) which is a UD tape 30 extending along the axial direction of the fiber-reinforced composite material 10 as a central thread, and / or in the axial direction of the fiber-reinforced composite material as a central thread. It has metal fibers (not shown) that extend along it.

金属繊維としては、特に限定されず、ステンレス製の繊維を用いることができる。
後述のように、第1UDテープ30aと第2UDテープ30bが所定の傾斜角度α1、−α1となりつつ、第3UDテープ、及び/又は、金属繊維が軸方向に沿って延びるようにブレイディング成形を行うことによって、第1UDテープ30a、第2UDテープ30b、及び、中央糸は管状に編み込まれている。
The metal fiber is not particularly limited, and a stainless steel fiber can be used.
As will be described later, braiding molding is performed so that the third UD tape and / or the metal fiber extends along the axial direction while the first UD tape 30a and the second UD tape 30b have predetermined inclination angles α1 and −α1. As a result, the first UD tape 30a, the second UD tape 30b, and the central yarn are woven into a tubular shape.

図2に示すように、本実施形態の繊維強化複合材10において、屈曲部20以外の直線状の箇所における第1UDテープ30aの傾斜角度α1は、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおける第1UDテープ30aの傾斜角度と等しく構成されている。また、屈曲部20以外の直線状の箇所における第2UDテープ30bの傾斜角度−α1は、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおける第2UDテープ30bの傾斜角度と等しく構成されている。 As shown in FIG. 2, in the fiber-reinforced composite material 10 of the present embodiment, the inclination angle α1 of the first UD tape 30a at a linear portion other than the bent portion 20 is the first at the outer P1 and the inner P2 of the bent portion 20. It is configured to be equal to the inclination angle of the 1UD tape 30a. Further, the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b at a linear portion other than the bent portion 20 is configured to be equal to the inclination angle of the second UD tape 30b at the outer P1 and the inner P2 of the bent portion 20.

なお、図1に示すように、屈曲部20の外側P1とは、繊維強化複合材10の外表面における屈曲部20の屈曲中心側とは反対側を意味するものとする。屈曲部20の内側P2とは、繊維強化複合材10の外表面における屈曲部20の屈曲中心側を意味するものとする。 As shown in FIG. 1, the outer side P1 of the bent portion 20 means the side opposite to the bent center side of the bent portion 20 on the outer surface of the fiber reinforced composite material 10. The inner side P2 of the bent portion 20 means the bent center side of the bent portion 20 on the outer surface of the fiber reinforced composite material 10.

屈曲部20以外の直線状の箇所における第1UDテープ30aの傾斜角度α1が、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおける第1UDテープ30aの傾斜角度と等しく構成されるとは、屈曲部20以外の直線状の箇所、屈曲部20の外側P1、及び、屈曲部20の内側P2において、第1UDテープ30aの傾斜角度が揃っていることを意味するものとする。 The inclination angle α1 of the first UD tape 30a at a linear portion other than the bent portion 20 is configured to be equal to the inclination angle of the first UD tape 30a at the outer P1 and the inner P2 of the bent portion 20, except for the bent portion 20. It is assumed that the inclination angles of the first UD tape 30a are aligned at the linear portion of the above, the outer side P1 of the bent portion 20, and the inner P2 of the bent portion 20.

同様に、屈曲部20以外の直線状の箇所における第2UDテープ30bの傾斜角度−α1が、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおける第2UDテープ30bの傾斜角度と等しく構成されるとは、屈曲部20以外の直線状の箇所、屈曲部20の外側P1、及び、屈曲部20の内側P2において、第2UDテープ30bの傾斜角度が揃っていることを意味するものとする。 Similarly, the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b at a linear portion other than the bent portion 20 is configured to be equal to the inclination angle of the second UD tape 30b at the outer P1 and the inner P2 of the bent portion 20. It is assumed that the inclination angles of the second UD tape 30b are aligned at the linear portion other than the bent portion 20, the outer side P1 of the bent portion 20, and the inner P2 of the bent portion 20.

言い換えれば、本実施形態の繊維強化複合材10は、直線状の箇所、屈曲部20の外側P1、及び、屈曲部20の内側P2のいずれにおいても、第1UDテープ30aの傾斜角度は一定に構成され、第2UDテープ30bの傾斜角度は一定に構成されている。 In other words, the fiber-reinforced composite material 10 of the present embodiment is configured such that the inclination angle of the first UD tape 30a is constant at any of the linear portion, the outer side P1 of the bent portion 20, and the inner P2 of the bent portion 20. The inclination angle of the second UD tape 30b is made constant.

第1UDテープ30aの傾斜角度が揃っている状態としては、特に限定されないが、直線状の箇所、屈曲部20の外側P1、及び、屈曲部20の内側P2のいずれにおいても、第1UDテープ30aの傾斜角度の差((α1−α2)、及び、(α1−α3))が、±3°以内であることが好ましく、±2°以内であることがより好ましい。第2UDテープ30bの傾斜角度−α1も同様に構成されていることが好ましい。 The state in which the inclination angles of the first UD tape 30a are uniform is not particularly limited, but any of the linear portion, the outer side P1 of the bent portion 20, and the inner P2 of the bent portion 20 of the first UD tape 30a. The difference in inclination angles ((α1-α2) and (α1-α3)) is preferably within ± 3 °, and more preferably within ± 2 °. It is preferable that the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b is similarly configured.

言い換えれば、直線状の箇所、屈曲部20の外側P1、及び、屈曲部20の内側P2のいずれにおいても、第1UDテープ30aの傾斜角度α1、及び、第2UDテープ30bの傾斜角度−α1は、±6°以内の角度であることが好ましく、±4°以内の角度であることがより好ましい。 In other words, the inclination angle α1 of the first UD tape 30a and the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b are set at any of the linear portion, the outer side P1 of the bent portion 20, and the inner P2 of the bent portion 20. The angle is preferably within ± 6 °, more preferably within ± 4 °.

第1実施形態の繊維強化複合材10の製造方法について説明する。
繊維強化複合材10は、以下に記載するマンドレル組立工程、ブレイディング成形工程、含浸工程、切断工程、脱芯工程を順に経ることにより製造される。
The method for producing the fiber-reinforced composite material 10 of the first embodiment will be described.
The fiber-reinforced composite material 10 is manufactured by going through the mandrel assembly step, the braiding molding step, the impregnation step, the cutting step, and the decentering step described below in this order.

(マンドレル組立工程)
マンドレル組立工程は、複数のマンドレル部材を連結して、複数の屈曲部を備えるマンドレルを組み立てる工程である。
(Mandrel assembly process)
The mandrel assembly step is a step of connecting a plurality of mandrel members to assemble a mandrel having a plurality of bent portions.

図5、6に示すように、マンドレル部材40は、円柱状に構成されている。マンドレル部材40の両端部には、マンドレル部材40の軸方向に直交する横断面に対して、傾斜面40aが形成されている。両傾斜面40aの中央には、継手が挿入される挿入孔40bが軸方向に沿って設けられている。 As shown in FIGS. 5 and 6, the mandrel member 40 is formed in a columnar shape. Inclined surfaces 40a are formed at both ends of the mandrel member 40 with respect to a cross section orthogonal to the axial direction of the mandrel member 40. An insertion hole 40b into which a joint is inserted is provided in the center of both inclined surfaces 40a along the axial direction.

ここで、傾斜面40aの傾斜角度は、図1に示される屈曲部20の屈曲角度βに対して、β/2とする。
図7〜9に示すように、複数のマンドレル部材40は、挿入孔40bに挿入された継手41を介して連結される。継手41は、円柱状に構成されており、軸方向の中央部に、屈曲部41aが設けられている。継手41の屈曲部41aにおける屈曲角度γは、繊維強化複合材10の屈曲部20の屈曲角度βと等しく構成されている。
Here, the inclination angle of the inclined surface 40a is set to β / 2 with respect to the bending angle β of the bending portion 20 shown in FIG.
As shown in FIGS. 7 to 9, the plurality of mandrel members 40 are connected via a joint 41 inserted into the insertion hole 40b. The joint 41 is formed in a columnar shape, and a bent portion 41a is provided at a central portion in the axial direction. The bending angle γ at the bending portion 41a of the joint 41 is configured to be equal to the bending angle β of the bending portion 20 of the fiber reinforced composite material 10.

マンドレル部材40の材質は特に限定されず、マンドレル42に用いられる公知の材質を採用することができる。マンドレル部材40の材質としては、主に鉄鋼で、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼等を用いることができる。継手41の材質も特に限定されないが、マンドレル部材40と同じ材質であることが好ましい。 The material of the mandrel member 40 is not particularly limited, and a known material used for the mandrel 42 can be adopted. As the material of the mandrel member 40, steel is mainly used, and for example, carbon steel, stainless steel and the like can be used. The material of the joint 41 is not particularly limited, but it is preferably the same material as the mandrel member 40.

図9に示すように、継手41の一端側を一方のマンドレル部材40の挿入孔40bに挿入し、継手41の他端側を他方のマンドレル部材40の挿入孔40bに挿入することにより、2つのマンドレル部材40は連結される。2つのマンドレル部材40は同一形状で構成されており、一方のマンドレル部材40に対して、他方のマンドレル部材40を周方向に180°回転させた状態で2つのマンドレル部材40は連結される。 As shown in FIG. 9, one end side of the joint 41 is inserted into the insertion hole 40b of one mandrel member 40, and the other end side of the joint 41 is inserted into the insertion hole 40b of the other mandrel member 40. The mandrel member 40 is connected. The two mandrel members 40 are configured to have the same shape, and the two mandrel members 40 are connected to one mandrel member 40 in a state where the other mandrel member 40 is rotated by 180 ° in the circumferential direction.

図10に示すように、同様にして複数のマンドレル部材40を連結することにより、複数の屈曲部42aを備えるマンドレル42が組み立てられる。
(ブレイディング成形工程)
ブレイディング成形工程は、組立工程で得られたマンドレル42に対してブレイディング装置50を用いてUDテープ30を管状に編み込む工程である。
As shown in FIG. 10, by connecting a plurality of mandrel members 40 in the same manner, a mandrel 42 having a plurality of bent portions 42a is assembled.
(Brading molding process)
The braiding molding step is a step of weaving the UD tape 30 into a tubular shape using the braiding device 50 with respect to the mandrel 42 obtained in the assembling step.

図11、12に示すように、載置台51には収容溝51aが設けられており、この収容溝51aに収容された状態でマンドレル42を載置する。収容溝51aの幅は、マンドレル42の幅方向の寸法よりも大きく構成されており、収容溝51a内にマンドレル42は遊嵌された状態で収容されている。 As shown in FIGS. 11 and 12, the mounting table 51 is provided with a storage groove 51a, and the mandrel 42 is mounted in a state of being housed in the storage groove 51a. The width of the accommodating groove 51a is larger than the width direction of the mandrel 42, and the mandrel 42 is accommodated in the accommodating groove 51a in a loosely fitted state.

ここで、図10に示すように、マンドレル42の幅方向の寸法とは、マンドレル42が延びる方向である長手方向に直交する方向の寸法であって、隣り合う屈曲部42aの頂点間の長さTを意味するものとする。 Here, as shown in FIG. 10, the dimension in the width direction of the mandrel 42 is the dimension in the direction orthogonal to the longitudinal direction, which is the direction in which the mandrel 42 extends, and is the length between the vertices of the adjacent bent portions 42a. It shall mean T.

図11に示すように、収容溝51a内におけるマンドレル42の後端部には、マンドレル42をブレイディング装置50側へ移動させる押し棒52が配置されている。載置台51には、押し棒52を所定の速度で移動させる駆動装置54が取り付けられている。駆動装置54で押し棒52を移動させると、マンドレル42の後端部が押されることにより、マンドレル42はブレイディング装置50に対して自動的に移動する。そのため、押し棒52及び駆動装置54は、マンドレル42を自動的に移動させる自動送り装置として機能する。 As shown in FIG. 11, a push rod 52 for moving the mandrel 42 toward the braiding device 50 is arranged at the rear end of the mandrel 42 in the accommodating groove 51a. A driving device 54 for moving the push rod 52 at a predetermined speed is attached to the mounting table 51. When the push rod 52 is moved by the drive device 54, the rear end portion of the mandrel 42 is pushed, so that the mandrel 42 automatically moves with respect to the braiding device 50. Therefore, the push rod 52 and the drive device 54 function as an automatic feed device that automatically moves the mandrel 42.

図11、12に示すように、マンドレル42を自動的に移動させてブレイディング装置50を通過させながら、マンドレル42に対して第1UDテープ30a、第2UDテープ30b、中央糸としての第3UDテープ30c、及び、中央糸としての金属繊維31を用いてブレイディング成形を行う。 As shown in FIGS. 11 and 12, while the mandrel 42 is automatically moved and passed through the braiding device 50, the first UD tape 30a, the second UD tape 30b, and the third UD tape 30c as the central thread are used with respect to the mandrel 42. , And the metal fiber 31 as the central yarn is used for braiding molding.

第1UDテープ30a、及び、第2UDテープ30bは、ブレイディング装置50に設けられたボビン50aからキャリア50bを通じて供給され、編組部Aにおいて編み込まれる。 The first UD tape 30a and the second UD tape 30b are supplied from the bobbin 50a provided in the braiding device 50 through the carrier 50b and are woven in the braided portion A.

ブレイディング成形を行うと、第1UDテープ30a及び第2UDテープ30bからマンドレル42に対して張力が加わる。この張力は、径方向外側からマンドレル42の全周に略均等に加わる。 When braiding is performed, tension is applied to the mandrel 42 from the first UD tape 30a and the second UD tape 30b. This tension is applied substantially evenly to the entire circumference of the mandrel 42 from the outside in the radial direction.

マンドレル42は収容溝51aに遊嵌されているため、第1UDテープ30a及び第2UDテープ30bからの張力に応じて、マンドレル42の長手方向の向きを変更することができるように構成されている。マンドレル42におけるブレイディング成形が行われている編組部Aでは、径方向外側から略均等に張力が加わることによって、マンドレル42の軸方向がマンドレル42の搬送方向に沿う状態となる。これにより、マンドレル42の屈曲部42aにブレイディング成形を行う際にも、マンドレル42の軸方向がマンドレル42の搬送方向に沿う状態となる。言い換えれば、常に、マンドレル42が芯出しされた状態で、ブレイディング成形が行われることになる。 Since the mandrel 42 is loosely fitted in the accommodating groove 51a, it is configured so that the orientation of the mandrel 42 in the longitudinal direction can be changed according to the tension from the first UD tape 30a and the second UD tape 30b. In the braided portion A in which the mandrel 42 is braided, tension is applied substantially evenly from the outside in the radial direction, so that the axial direction of the mandrel 42 is along the transport direction of the mandrel 42. As a result, even when braiding molding is performed on the bent portion 42a of the mandrel 42, the axial direction of the mandrel 42 is in a state of being along the transport direction of the mandrel 42. In other words, braiding molding is always performed with the mandrel 42 centered.

ブレイディング成形によって得られる成形体53は、成形体53の搬送方向の前方に配置された把持装置55において把持(チャック)される。把持装置55は、移動ベルト56上に取り付けられており、移動ベルト56の移動に合わせて、搬送方向に移動することができるように構成されている。把持装置55を移動させることによって、成形体53を搬送方向に沿って引き出すことができるように構成されている。把持装置55の移動速度は、マンドレル42の後端部を押す押し棒52の移動速度と略等しくなるように構成されている。 The molded body 53 obtained by braiding molding is gripped (chucked) by a gripping device 55 arranged in front of the molded body 53 in the transport direction. The gripping device 55 is mounted on the moving belt 56 and is configured to be able to move in the transport direction in accordance with the movement of the moving belt 56. By moving the gripping device 55, the molded body 53 can be pulled out along the transport direction. The moving speed of the gripping device 55 is configured to be substantially equal to the moving speed of the push rod 52 that pushes the rear end of the mandrel 42.

(含浸工程)
含浸工程は、ブレイディング成形工程で得られた成形体53の表面に樹脂フィルムを巻回し、さらに樹脂フィルムの表面に高収縮テープを巻回した後、加熱処理を行って樹脂フィルムを構成する樹脂を成形体53に含浸する工程である。
(Immersion process)
In the impregnation step, a resin film is wound around the surface of the molded product 53 obtained in the braiding molding step, a high shrinkage tape is wound around the surface of the resin film, and then heat treatment is performed to form a resin film. Is a step of impregnating the molded product 53.

樹脂フィルムとしては、特に限定されず、公知の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂であると、熱硬化性樹脂に比べて含浸させやすいため好ましい。樹脂フィルムは、UDテープ30を構成する樹脂と同じ樹脂であると、成形体53により均一に含浸させやすいため好ましい。 The resin film is not particularly limited, and known thermosetting resins and thermoplastic resins can be used. A thermoplastic resin is preferable as the resin film because it is easier to impregnate than a thermosetting resin. It is preferable that the resin film is the same resin as the resin constituting the UD tape 30 because it is easy to uniformly impregnate the molded body 53.

高収縮テープとしては、特に限定されず、公知の高収縮テープを用いることができる。高収縮テープとしては、加熱溶融しにくいポリイミド樹脂製であることが好ましく、例えば、DUNSTONE社製の熱収縮フィルムである「HI−SHRINKTAPE」を用いることが好ましい。 The high shrinkage tape is not particularly limited, and a known high shrinkage tape can be used. The high shrinkage tape is preferably made of a polyimide resin that does not easily melt by heating. For example, it is preferable to use "HI-SHRINKTAPE" which is a heat shrinkage film manufactured by DUNSTONE.

加熱処理の条件としては、UDテープ30に樹脂フィルムを構成する樹脂を含浸することができる条件を適宜選択することができる。加熱処理の条件としては、例えば、空気雰囲気中で、380〜450℃で加熱することが好ましく、400〜430℃で加熱することがより好ましい。また、上記加熱温度で、1〜4分間加熱することが好ましく、2〜3分間加熱することがより好ましい。加熱処理を行った後、高収縮テープは剥がして除去する。 As the heat treatment conditions, the conditions under which the UD tape 30 can be impregnated with the resin constituting the resin film can be appropriately selected. As the conditions of the heat treatment, for example, it is preferable to heat at 380 to 450 ° C., and more preferably 400 to 430 ° C. in an air atmosphere. Further, it is preferable to heat at the above heating temperature for 1 to 4 minutes, and more preferably to heat for 2 to 3 minutes. After the heat treatment, the high shrinkage tape is peeled off and removed.

(切断工程)
切断工程は、ブレイディング成形工程で得られた成形体53を所定の長さに切断する工程である。
(Cutting process)
The cutting step is a step of cutting the molded body 53 obtained in the braiding molding step to a predetermined length.

図10に示すように、マンドレル42における矢印Cで示した箇所が切断箇所となるように、マンドレル部材40を切断することなく、成形体53のみを切断する。
(脱芯工程)
脱芯工程は、切断工程で切断された成形体から、マンドレル42を引き抜く工程である。切断面における成形体及びマンドレル42の一方の端部を把持した状態で、切断面における成形体及びマンドレル42の他方の端部を引き抜くことにより、脱芯を行う。
As shown in FIG. 10, only the molded body 53 is cut without cutting the mandrel member 40 so that the portion indicated by the arrow C in the mandrel 42 becomes the cutting portion.
(Decore process)
The decentering step is a step of pulling out the mandrel 42 from the molded product cut in the cutting step. Decentering is performed by pulling out the other end of the molded body and the mandrel 42 on the cut surface while grasping one end of the molded body and the mandrel 42 on the cut surface.

以上の工程を順に経ることにより、本実施形態の繊維強化複合材10を得ることができる。
繊維強化複合材10の用途としては特に限定されず、屈曲部20を有する繊維強化複合材10が用いられる公知の用途に適宜用いることができる。屈曲部20を有する繊維強化複合材10の用途としては、例えば、骨髄腔に取り付けられるガンマー型ネイル装置が挙げられる。
By going through the above steps in order, the fiber-reinforced composite material 10 of the present embodiment can be obtained.
The application of the fiber-reinforced composite material 10 is not particularly limited, and the fiber-reinforced composite material 10 having a bent portion 20 can be appropriately used for known applications. Applications of the fiber-reinforced composite material 10 having the bent portion 20 include, for example, a gamma-type nail device attached to the bone marrow cavity.

第1実施形態の作用について説明する。
従来の製造方法で製造した繊維強化複合材10は、ブレイディング成形を行った後に成形体64を曲げている。
The operation of the first embodiment will be described.
In the fiber-reinforced composite material 10 manufactured by the conventional manufacturing method, the molded body 64 is bent after performing braiding molding.

そのため、図3に示すように、屈曲部20の外側P1における第1UDテープ30aの傾斜角度α2、及び、第2UDテープ30bの傾斜角度−α2は、屈曲部20以外の直線状の箇所(図2参照)における第1UDテープ30aの傾斜角度α1、及び、第2UDテープ30bの傾斜角度−α1に比べて小さくなりやすい。すなわち、屈曲部20の外側P1は、軸方向に引っ張られるように力が加わるため、UDテープ30は繊維強化複合材10の軸方向に沿って配向しやすくなる。 Therefore, as shown in FIG. 3, the inclination angle α2 of the first UD tape 30a and the inclination angle −α2 of the second UD tape 30b on the outer side P1 of the bent portion 20 are linear portions other than the bent portion 20 (FIG. 2). (See), the inclination angle α1 of the first UD tape 30a and the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b tend to be smaller. That is, since the force is applied to the outer side P1 of the bent portion 20 so as to be pulled in the axial direction, the UD tape 30 is likely to be oriented along the axial direction of the fiber reinforced composite material 10.

さらに、屈曲部20の外側P1において、第3UDテープ同士の間隔、及び/又は、金属繊維同士の間隔は大きくなりやすくなる。
また、図4に示すように、屈曲部20の内側P2における第1UDテープ30aの傾斜角度α3、及び、第2UDテープ30bの傾斜角度−α3は、屈曲部20以外の直線状の箇所(図2参照)における第1UDテープ30aの傾斜角度α1、及び、第2UDテープ30bの傾斜角度−α1に比べて大きくなりやすい。すなわち、屈曲部20の内側P2は、軸方向に圧縮されるように力が加わるため、UDテープ30は繊維強化複合材10の径方向に沿って配向しやすくなる。
Further, on the outer side P1 of the bent portion 20, the distance between the third UD tapes and / or the distance between the metal fibers tends to be large.
Further, as shown in FIG. 4, the inclination angle α3 of the first UD tape 30a and the inclination angle −α3 of the second UD tape 30b on the inner side P2 of the bent portion 20 are linear portions other than the bent portion 20 (FIG. 2). (See), the inclination angle α1 of the first UD tape 30a and the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b tend to be larger. That is, since the force is applied to the inner P2 of the bent portion 20 so as to be compressed in the axial direction, the UD tape 30 is likely to be oriented along the radial direction of the fiber reinforced composite material 10.

さらに、屈曲部20の内側P2において、第3UDテープ同士の間隔、及び/又は、金属繊維同士の間隔は小さくなりやすくなり、場合によっては蛇行することもある。
このように、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおいて、UDテープ30の傾斜角度が異なるとともに、中央糸の間隔が異なることにより、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおいて、弾性率や強度等の特性に差が生じやすくなる。
Further, in the inner P2 of the bent portion 20, the distance between the third UD tapes and / or the distance between the metal fibers tends to be small, and in some cases, meandering may occur.
As described above, the elastic modulus and the elastic modulus between the outer P1 and the inner P2 of the bent portion 20 are different because the inclination angle of the UD tape 30 is different between the outer P1 and the inner P2 of the bent portion 20 and the spacing between the central threads is different. Differences in characteristics such as strength are likely to occur.

これに対し、図2に示すように、本実施形態の繊維強化複合材10は、予め屈曲部42aを有するマンドレル42を用いて、常に、マンドレル42が芯出しされた状態でブレイディング成形を行っている。そのため、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおけるUDテープ30の傾斜角度は、屈曲部20以外の直線状の箇所のUDテープ30の傾斜角度と等しくなっている。また、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおける中央糸の間隔も、屈曲部20以外の直線状の箇所と等しくなっている。当然、中央糸の蛇行等も観察されない。 On the other hand, as shown in FIG. 2, the fiber-reinforced composite material 10 of the present embodiment is always braided with the mandrel 42 centered using the mandrel 42 having the bent portion 42a in advance. ing. Therefore, the inclination angle of the UD tape 30 at the outer side P1 and the inner side P2 of the bent portion 20 is equal to the inclination angle of the UD tape 30 at the linear portion other than the bent portion 20. Further, the distance between the central threads at the outer side P1 and the inner side P2 of the bent portion 20 is also equal to that of the linear portion other than the bent portion 20. Naturally, the meandering of the central thread is not observed.

第1実施形態の効果について説明する。
(1)繊維強化複合材10の外表面における屈曲部20の外側P1と内側P2とにおいて、第1UDテープ30aの傾斜角度α1は等しく構成され、第2UDテープ30bの傾斜角度−α1は等しく構成されている。したがって、屈曲部20を有する繊維強化複合材10において、局所的な特性の差を小さくすることができる。
The effect of the first embodiment will be described.
(1) The inclination angle α1 of the first UD tape 30a is equally configured and the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b is equally configured on the outer P1 and the inner P2 of the bent portion 20 on the outer surface of the fiber reinforced composite material 10. ing. Therefore, in the fiber-reinforced composite material 10 having the bent portion 20, the difference in local characteristics can be reduced.

なお、局所的とは、繊維強化複合材10の直線状の箇所、屈曲部20の外側P1、屈曲部20の内側P2等の範囲が限られた任意の領域を意味するものとする。また、局所的な特性としては、弾性率や強度等が挙げられる。強度としては、曲げ強度や圧縮強度等を意味するものとする。また、局所的な特性の差には、繊維強化複合材10の形状自体に由来する特性の差は含まないものとする。 The term "local" means an arbitrary region in which the range of the linear portion of the fiber-reinforced composite material 10, the outer side P1 of the bent portion 20, the inner side P2 of the bent portion 20, and the like is limited. In addition, local characteristics include elastic modulus, strength, and the like. The strength means bending strength, compressive strength, and the like. Further, the difference in local characteristics does not include the difference in characteristics derived from the shape itself of the fiber reinforced composite material 10.

(2)第1UDテープ30aの傾斜角度α1、及び、第2UDテープ30bの傾斜角度−α1は、30〜50°の範囲内における±6°以内の角度である。したがって、UDテープ30の傾斜角度が、繊維強化複合材10の特性を向上させるうえで好適なものとなる。 (2) The inclination angle α1 of the first UD tape 30a and the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b are angles within ± 6 ° within the range of 30 to 50 °. Therefore, the inclination angle of the UD tape 30 is suitable for improving the characteristics of the fiber-reinforced composite material 10.

(3)UDテープ30に含浸された樹脂が熱可塑性樹脂である。したがって、UDテープ30に含浸された樹脂が熱硬化性樹脂である態様に比べて、UDテープ30の成形性を向上させやすいため、繊維強化複合材10の寸法精度を向上させることが容易になる。 (3) The resin impregnated in the UD tape 30 is a thermoplastic resin. Therefore, as compared with the embodiment in which the resin impregnated in the UD tape 30 is a thermosetting resin, the moldability of the UD tape 30 can be easily improved, so that the dimensional accuracy of the fiber reinforced composite material 10 can be easily improved. ..

(4)マンドレル42が芯出しされた状態でブレイディング成形が行われる。
マンドレル42の屈曲部42aに対しても、屈曲部20の外側P1と内側P2とにおいてUDテープ30の傾斜角度を等しくすることができる。したがって、局所的な特性の差が小さい繊維強化複合材10を製造することができる。
(4) Braiding molding is performed with the mandrel 42 centered.
The inclination angle of the UD tape 30 can be made equal to the bent portion 42a of the mandrel 42 at the outer P1 and the inner P2 of the bent portion 20. Therefore, it is possible to manufacture the fiber-reinforced composite material 10 having a small difference in local characteristics.

(5)複数の屈曲部42aを備えるマンドレル42を用いてブレイディング成形を行っている。そのため、従来技術のように、弾性を有する外層被覆材61と、液相と固相とに相変化自在な内部充填材62とで構成されたマンドレル63を用いる必要がない。耐熱性の高いマンドレルを用いることが可能になるため、例えば、PEEK樹脂など、融点の高い熱可塑性樹脂を用いた場合においてもブレイディング成形を好適に行うことができる。 (5) Braiding molding is performed using a mandrel 42 having a plurality of bent portions 42a. Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to use the mandrel 63 composed of the outer layer coating material 61 having elasticity and the internal filler 62 capable of changing the phase between the liquid phase and the solid phase. Since a mandrel having high heat resistance can be used, braiding molding can be preferably performed even when a thermoplastic resin having a high melting point such as PEEK resin is used.

(6)ブレイディング成形工程で得られた成形体53の表面に樹脂フィルムを巻回し、さらに樹脂フィルムの表面に高収縮テープを巻回した後、加熱処理を行って樹脂フィルムを構成する樹脂を成形体53に含浸する含浸工程を有する。したがって、成形体53に含浸された樹脂によって、UDテープ30同士の接点をより好適に固定することができる。さらに、UDテープ30が編組されることにより生じる編組隙間を樹脂フィルムを構成する樹脂で埋めることができるため、成形体53の表面をより平滑にすることができる。 (6) A resin film is wound around the surface of the molded product 53 obtained in the braiding molding step, a high shrinkage tape is wound around the surface of the resin film, and then heat treatment is performed to obtain a resin constituting the resin film. It has an impregnation step of impregnating the molded body 53. Therefore, the contact points between the UD tapes 30 can be more preferably fixed by the resin impregnated in the molded body 53. Further, since the braided gap created by braiding the UD tape 30 can be filled with the resin constituting the resin film, the surface of the molded body 53 can be made smoother.

(7)ブレイディング成形工程において、ブレイディング成形を行う位置にマンドレル42が常に位置するように、自動送り手段によってマンドレル42を移動させる。したがって、手動でマンドレル42を移動させる態様に比べて、より安定した状態でブレイディング成形を行うことができる。 (7) In the braiding molding step, the mandrel 42 is moved by the automatic feeding means so that the mandrel 42 is always positioned at the position where the braiding molding is performed. Therefore, the braiding molding can be performed in a more stable state as compared with the mode in which the mandrel 42 is manually moved.

(第2実施形態)
繊維強化複合材10の第2実施形態を説明する。
図13に示すように、第2実施形態の繊維強化複合材10は、UDテープが管状に編み込まれて形成されている。繊維強化複合材10の軸方向に対して直交する横断面において、繊維強化複合材10の外周形状は円形状であるとともに、内周形状も円形状で構成されている。繊維強化複合材10は、軸方向に沿って外径が大きくなるテーパ部21を備えている。具体的には、繊維強化複合材10の軸方向における一端側の端部10aの直径L1は、繊維強化複合材10の軸方向における他端側の端部10bの直径L2よりも大きく構成されている。そして、繊維強化複合材10の軸方向における全体において、他端側の端部から一端側の端部に向かって直径が徐々に大きくなるように構成されている。言い換えれば、繊維強化複合材10の全体がテーパ形状となるように構成されている。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the fiber reinforced composite material 10 will be described.
As shown in FIG. 13, the fiber-reinforced composite material 10 of the second embodiment is formed by weaving a UD tape into a tubular shape. In the cross section orthogonal to the axial direction of the fiber-reinforced composite material 10, the outer peripheral shape of the fiber-reinforced composite material 10 is circular, and the inner peripheral shape is also circular. The fiber-reinforced composite material 10 includes a tapered portion 21 whose outer diameter increases along the axial direction. Specifically, the diameter L1 of the end portion 10a on one end side in the axial direction of the fiber reinforced composite material 10 is configured to be larger than the diameter L2 of the end portion 10b on the other end side in the axial direction of the fiber reinforced composite material 10. There is. The fiber-reinforced composite material 10 is configured such that the diameter gradually increases from the end on the other end side to the end on the one end side in the entire axial direction. In other words, the entire fiber-reinforced composite material 10 is configured to have a tapered shape.

上記直径L1、直径L2、及び、テーパ部の長さL3は、特に限定されないが、テーパ率;(L1−L2)/L3の値が、0.001〜0.200であることが好ましく、0.03〜0.100であることがより好ましい。 The diameter L1, the diameter L2, and the length L3 of the tapered portion are not particularly limited, but the taper ratio; the value of (L1-L2) / L3 is preferably 0.001 to 0.200, and is 0. More preferably, it is .03 to 0.100.

繊維強化複合材10の軸方向に沿うテーパ部21の先端側P3と基端側P4とにおいて、第1UDテープ30aの傾斜角度は等しく構成されている。同様に、繊維強化複合材10の軸方向に沿うテーパ部21の先端側P3と基端側P4とにおいて、第2UDテープ30bの傾斜角度は等しく構成されている。 The inclination angles of the first UD tape 30a are the same at the distal end side P3 and the proximal end side P4 of the tapered portion 21 along the axial direction of the fiber reinforced composite material 10. Similarly, the inclination angles of the second UD tape 30b are the same at the distal end side P3 and the proximal end side P4 of the tapered portion 21 along the axial direction of the fiber reinforced composite material 10.

ここで、テーパ部21の先端側P3は、繊維強化複合材10の軸方向における中央部よりも一端側を意味し、テーパ部21の基端側P4は、繊維強化複合材10の軸方向における中央部よりも他端側を意味するものとする。 Here, the tip end side P3 of the tapered portion 21 means one end side of the fiber reinforced composite material 10 with respect to the central portion in the axial direction, and the proximal end side P4 of the tapered portion 21 is the axial direction of the fiber reinforced composite material 10. It shall mean the other end side from the central part.

第2実施形態の繊維強化複合材10の製造方法について説明する。
第2実施形態の製造方法は、第1実施形態の製造方法と比べて、マンドレルの形状が異なること以外は、同じ工程であるため、マンドレル組立工程以外の説明を省略する。
The method for producing the fiber-reinforced composite material 10 of the second embodiment will be described.
Since the manufacturing method of the second embodiment is the same step as that of the manufacturing method of the first embodiment except that the shape of the mandrel is different, the description other than the mandrel assembly step will be omitted.

(マンドレル組立工程)
図14、15に示すように、マンドレル部材43は、円柱状に構成されている。マンドレル部材43の両端側は、マンドレル部材43の中央部に対して外径が小さく構成されて先細形状となっている。言い換えれば、マンドレル部材43の中央部から両端部側に向かって外径が小さくなるテーパ部43aが形成されている。マンドレル部材43の両端部には、テーパ部43aよりも外径が小さく構成されるとともに、軸方向外側に突出した突出部43bが形成されている。
(Mandrel assembly process)
As shown in FIGS. 14 and 15, the mandrel member 43 is formed in a columnar shape. Both ends of the mandrel member 43 have a tapered shape with an outer diameter smaller than that of the central portion of the mandrel member 43. In other words, a tapered portion 43a whose outer diameter decreases from the central portion of the mandrel member 43 toward both ends is formed. At both ends of the mandrel member 43, outer diameters are smaller than those of the tapered portion 43a, and protruding portions 43b protruding outward in the axial direction are formed.

図16〜18に示すように、複数のマンドレル部材43は、両端部に取り付けられた継手44を介して連結される。継手44は、円柱状に構成されており、軸方向の両端面に、軸方向に延びる孔部44aが形成されている。 As shown in FIGS. 16 to 18, the plurality of mandrel members 43 are connected via joints 44 attached to both ends. The joint 44 is formed in a columnar shape, and holes 44a extending in the axial direction are formed on both end faces in the axial direction.

図18に示すように、継手44の一端側の孔部44aに一方のマンドレル部材43の他端側の突出部43bを挿入するとともに、継手44の他端側の孔部44aに他方のマンドレル部材43の一端側の突出部43bを挿入することによって、2つのマンドレル部材43は連結される。 As shown in FIG. 18, the protruding portion 43b on the other end side of one mandrel member 43 is inserted into the hole 44a on one end side of the joint 44, and the other mandrel member is inserted into the hole 44a on the other end side of the joint 44. The two mandrel members 43 are connected by inserting the protrusion 43b on one end side of the 43.

図19に示すように、同様にして複数のマンドレル部材43を連結することにより、複数のテーパ部43aを備えるマンドレル45が組み立てられる。
なお、切断工程においては、図19の矢印Cで示す箇所で成形体のみ切断し、その後、切断された成形体からマンドレルを引き抜く脱芯工程において、マンドレルを除去した後、得られた成形体を、図19の矢印C’で示す箇所で切断することにより、テーパ部21を備える繊維強化複合材10が製造される。
As shown in FIG. 19, by connecting the plurality of mandrel members 43 in the same manner, the mandrel 45 having the plurality of tapered portions 43a is assembled.
In the cutting step, only the molded body is cut at the position indicated by the arrow C in FIG. 19, and then in the decentering step of pulling out the mandrel from the cut molded body, the obtained molded body is obtained after removing the mandrel. , The fiber-reinforced composite material 10 provided with the tapered portion 21 is manufactured by cutting at the portion indicated by the arrow C'in FIG.

第2実施形態の作用について説明する。
従来のテーパ部を有する繊維強化複合材の製造方法では、図23、24に示すように、一端側が太く、他端側に向かって外径が小さく構成されて先細形状となるテーパ部43a’が形成されているマンドレル部材43’が使用されている。
The operation of the second embodiment will be described.
In the conventional method for manufacturing a fiber-reinforced composite material having a tapered portion, as shown in FIGS. 23 and 24, the tapered portion 43a'which is configured to have a thick one end side and a small outer diameter toward the other end side to have a tapered shape is formed. The formed mandrel member 43'is used.

図25に示すように、複数のマンドレル部材43’を個別に用いてブレイディング成形を行い、直管テーパ状の成形体53’を作製した後、図25の矢印Cで成形体53’を切断し、さらに、矢印C’で成形体のみ切断し、その後、脱芯工程を経て製造されていた。このような製造方法では、成形時の各成形体間の距離が相対的に大きくなりやすく、切断工程における材料ロスが多くなるという課題を有している。 As shown in FIG. 25, braiding molding is performed using a plurality of mandrel members 43'individually to produce a straight tube tapered molded body 53', and then the molded body 53'is cut by an arrow C in FIG. 25. Further, only the molded product was cut with the arrow C', and then it was manufactured through a decentering step. Such a manufacturing method has a problem that the distance between the molded bodies at the time of molding tends to be relatively large, and the material loss in the cutting process increases.

これに対し、本実施形態の繊維強化複合材10は、予め複数のテーパ部43aを有するマンドレル45を用いてブレイディング成形を行っている。そのため、テーパ部43aにおける第1UDテープ30aの傾斜角度、及び、第2UDテープ30bの傾斜角度は、直線状の箇所における第1UDテープ30aの傾斜角度α1、及び、第2UDテープ30bの傾斜角度−α1と等しくなる。 On the other hand, the fiber-reinforced composite material 10 of the present embodiment is braided by using a mandrel 45 having a plurality of tapered portions 43a in advance. Therefore, the inclination angle of the first UD tape 30a and the inclination angle of the second UD tape 30b in the tapered portion 43a are the inclination angle α1 of the first UD tape 30a and the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b at the linear portion. Is equal to.

また、テーパ部43a’を備えるマンドレル部材43’を個別に用いてブレイディング成形を行う態様に比べて、第2実施形態の方が複数の成形体を相対的に近い距離で連続的に成形することができる。 Further, as compared with the embodiment in which the mandrel member 43'provided with the tapered portion 43a' is individually used for braiding molding, the second embodiment continuously molds a plurality of molded bodies at a relatively short distance. be able to.

第2実施形態によれば、上記第1実施形態の効果(2)〜(7)に加えて、以下の効果を得ることができる。
(8)テーパ部21の軸方向に沿う先端側P3と基端側P4とにおいて、第1UDテープ30aの傾斜角度は等しく構成され、第2UDテープ30bの傾斜角度は等しく構成されている。したがって、テーパ部21を有する繊維強化複合材10において、局所的な特性の差を小さくすることができる。
According to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (2) to (7) of the first embodiment.
(8) The inclination angle of the first UD tape 30a is equal to that of the distal end side P3 and the proximal end side P4 along the axial direction of the tapered portion 21, and the inclination angles of the second UD tape 30b are equal to each other. Therefore, in the fiber-reinforced composite material 10 having the tapered portion 21, the difference in local characteristics can be reduced.

(9)予め複数のテーパ部43aを有するマンドレル45を用いてブレイディング成形を行っているため、テーパ部43a’を備えるマンドレル部材43’を個別に用いてブレイディング成形を行う態様に比べて、複数の成形体を相対的に近い距離で連続的に成形することができる。したがって、切断工程において生じる材料ロスを抑制することができる。 (9) Since the braiding molding is performed by using the mandrel 45 having the plurality of tapered portions 43a in advance, the braiding molding is performed by individually using the mandrel member 43' provided with the tapered portions 43a'. A plurality of molded bodies can be continuously molded at a relatively short distance. Therefore, the material loss that occurs in the cutting process can be suppressed.

同様に、第1実施形態においても、複数の屈曲部42aを備えるマンドレル42を用いてブレイディング成形を行っているため、屈曲部を備えるマンドレル部材を個別に用いてブレイディング成形を行う態様に比べて、切断工程において生じる材料ロスを抑制することができる。 Similarly, also in the first embodiment, since the braiding molding is performed using the mandrel 42 provided with the plurality of bent portions 42a, the braiding molding is performed by individually using the mandrel members provided with the bent portions. Therefore, the material loss that occurs in the cutting process can be suppressed.

第1実施形態及び第2実施形態は、以下のように変更して実施することができる。第1実施形態、第2実施形態、及び、以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。 The first embodiment and the second embodiment can be modified and implemented as follows. The first embodiment, the second embodiment, and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・第1実施形態において、屈曲部20は、繊維強化複合材10の長手方向における中央部に設けられていたが、この態様に限定されない。屈曲部20は、繊維強化複合材10の長手方向における中央部よりも一端側、もしくは、中央部よりも他端側に設けられていてもよい。繊維強化複合材10の長手方向の全体に湾曲した形状で設けられていてもよい。 -In the first embodiment, the bent portion 20 is provided at the central portion in the longitudinal direction of the fiber reinforced composite material 10, but the present invention is not limited to this embodiment. The bent portion 20 may be provided on one end side of the central portion in the longitudinal direction of the fiber reinforced composite material 10 or on the other end side of the central portion. The fiber reinforced composite material 10 may be provided in a curved shape as a whole in the longitudinal direction.

・第2実施形態において、マンドレル部材43の両端部にテーパ率が等しいテーパ部43aを設けていたが、一端側と他端側とで、テーパ部43aのテーパ率を異なるものとしてもよい。 -In the second embodiment, the tapered portions 43a having the same taper ratio are provided at both ends of the mandrel member 43, but the taper ratio of the tapered portion 43a may be different between one end side and the other end side.

・繊維強化複合材10は、屈曲部20とテーパ部21の両方を備えていてもよい。例えば、マンドレル組立工程において、屈曲部42aとテーパ部43aを有するようにマンドレル部材40、43組み立てることにより、屈曲部20とテーパ部21の両方を備える繊維強化複合材10を製造することができる。 -The fiber reinforced composite material 10 may include both a bent portion 20 and a tapered portion 21. For example, in the mandrel assembly step, by assembling the mandrel members 40 and 43 so as to have the bent portion 42a and the tapered portion 43a, the fiber reinforced composite material 10 having both the bent portion 20 and the tapered portion 21 can be manufactured.

・第1UDテープ30aの傾斜角度α1は、30〜50°に限定されない。繊維強化複合材10を好適に用いることができる範囲において、第1UDテープ30aの傾斜角度α1は適宜選択することができる。第2UDテープ30bの傾斜角度−α1も同様である。 The inclination angle α1 of the first UD tape 30a is not limited to 30 to 50 °. The inclination angle α1 of the first UD tape 30a can be appropriately selected within the range in which the fiber-reinforced composite material 10 can be preferably used. The same applies to the inclination angle −α1 of the second UD tape 30b.

・繊維強化複合材10の軸方向に対して直交する横断面において、繊維強化複合材10の内周形状は円形状で構成されていたが、円形状以外の形状で構成されていてもよい。例えば、繊維強化複合材10の内周形状は、楕円形状、オーバル形状、四角形状、四角形状以外の多角形状であってもよい。マンドレル部材40、43として、横断面形状が円形状以外のものを用いることによって、繊維強化複合材10の内周形状を変更することができる。 -In the cross section orthogonal to the axial direction of the fiber-reinforced composite material 10, the inner peripheral shape of the fiber-reinforced composite material 10 is formed in a circular shape, but it may be formed in a shape other than the circular shape. For example, the inner peripheral shape of the fiber-reinforced composite material 10 may be an elliptical shape, an oval shape, a quadrangular shape, or a polygonal shape other than the quadrangular shape. By using the mandrel members 40 and 43 having a cross-sectional shape other than a circular shape, the inner peripheral shape of the fiber reinforced composite material 10 can be changed.

・ブレイディング成形を行う第1UDテープ30a、第2UDテープ30b、第3UDテープ、及び、金属繊維の本数は適宜変更することが可能である。また、第3UDテープと金属繊維は、少なくともいずれか一方が省略されていてもよい。 -The number of the first UD tape 30a, the second UD tape 30b, the third UD tape, and the metal fibers to be braided can be changed as appropriate. Further, at least one of the third UD tape and the metal fiber may be omitted.

・マンドレル組立工程において、マンドレル部材同士を連結する継手は省略されていてもよい。例えば、マンドレル部材同士が凹凸の関係で係合して連結されるように構成されていてもよい。 -In the mandrel assembly process, the joint that connects the mandrel members may be omitted. For example, the mandrel members may be configured to be engaged and connected to each other in a concavo-convex relationship.

・ブレイディング成形工程において、自動送り手段はマンドレル42を移動させるように構成されていたが、この態様に限定されない。マンドレル42を移動させることに代えて、ブレイディング装置50を自動送りするように構成されていてもよい。また、自動送り手段は、省略されており、手動で移動させるように構成されていてもよい。 -In the braiding molding step, the automatic feeding means is configured to move the mandrel 42, but the present invention is not limited to this mode. Instead of moving the mandrel 42, the braiding device 50 may be configured to automatically feed. Further, the automatic feeding means is omitted and may be configured to be manually moved.

・繊維強化複合材10の製造方法において、含浸工程は省略されていてもよい。例えば、ブレイディング成形工程において、UDテープ30を構成する樹脂が十分に溶融してUDテープ30同士の接点が好適に固定されていれば、含浸工程を省略することができる。 -In the method for producing the fiber-reinforced composite material 10, the impregnation step may be omitted. For example, in the braiding molding step, if the resin constituting the UD tape 30 is sufficiently melted and the contacts between the UD tapes 30 are suitably fixed, the impregnation step can be omitted.

10…繊維強化複合材、20…屈曲部、21…テーパ部、P1…屈曲部の外側、P2…屈曲部の内側、P3…テーパ部の先端側、P4…テーパ部の基端側。 10 ... Fiber reinforced composite material, 20 ... Bent part, 21 ... Tapered part, P1 ... Outside of bent part, P2 ... Inside of bent part, P3 ... Tip side of tapered part, P4 ... Base end side of tapered part.

Claims (6)

UDテープが所定の傾斜角度で管状に編み込まれた状態で形成された繊維強化複合材であって、
前記繊維強化複合材は、当該繊維強化複合材の軸方向に対して屈曲した屈曲部を備えており、
前記繊維強化複合材の外表面における前記屈曲部の外側と内側とにおいて、前記傾斜角度は等しく構成されていることを特徴とする繊維強化複合材。
A fiber-reinforced composite material formed by UD tape woven into a tubular shape at a predetermined inclination angle.
The fiber-reinforced composite material has a bent portion bent in the axial direction of the fiber-reinforced composite material.
A fiber-reinforced composite material characterized in that the inclination angles are equal on the outside and the inside of the bent portion on the outer surface of the fiber-reinforced composite material.
前記傾斜角度は、30〜50°の範囲内における±6°以内の角度である請求項1に記載の繊維強化複合材。 The fiber-reinforced composite material according to claim 1, wherein the inclination angle is an angle within ± 6 ° in the range of 30 to 50 °. 前記UDテープに含浸された樹脂が熱可塑性樹脂である請求項1又は2に記載の繊維強化複合材。 The fiber-reinforced composite material according to claim 1 or 2, wherein the resin impregnated in the UD tape is a thermoplastic resin. UDテープが所定の傾斜角度で管状に編み込まれた状態で形成され、軸方向に対して屈曲した屈曲部と、前記軸方向に沿って外径が大きくなるテーパ部との少なくともいずれか一方を備える繊維強化複合材の製造方法であって、
複数のマンドレル部材を連結して、複数の屈曲部と複数のテーパ部の少なくともいずれか一方を備えるマンドレルを組み立てるマンドレル組立工程と、
前記マンドレル組立工程で得られたマンドレルに対してUDテープを用いてブレイディング成形を行うブレイディング成形工程と、
前記ブレイディング成形工程で得られた成形体を切断する切断工程と、
切断された成形体から前記マンドレルを引く抜く脱芯工程とを有することを特徴とする繊維強化複合材の製造方法。
The UD tape is formed in a state of being woven into a tubular shape at a predetermined inclination angle, and includes at least one of a bent portion bent with respect to the axial direction and a tapered portion having an outer diameter increasing along the axial direction. It is a manufacturing method of fiber reinforced composite material.
A mandrel assembly process in which a plurality of mandrel members are connected to assemble a mandrel having at least one of a plurality of bent portions and a plurality of tapered portions.
A braiding molding step of performing braiding molding on the mandrel obtained in the mandrel assembly step using UD tape, and a braiding molding step.
A cutting step of cutting the molded product obtained in the braiding molding step, and a cutting step of cutting the molded body.
A method for producing a fiber-reinforced composite material, which comprises a decentering step of pulling out the mandrel from a cut molded body.
前記ブレイディング成形工程で得られた成形体の表面に樹脂フィルムを巻回し、さらに前記樹脂フィルムの表面に高収縮テープを巻回した後、加熱処理を行って前記樹脂フィルムを構成する樹脂を前記成形体に含浸する含浸工程を有する請求項4に記載の繊維強化複合材の製造方法。 A resin film is wound around the surface of the molded product obtained in the braiding molding step, a high shrinkage tape is wound around the surface of the resin film, and then heat treatment is performed to obtain the resin constituting the resin film. The method for producing a fiber-reinforced composite material according to claim 4, further comprising an impregnation step of impregnating the molded product. 前記ブレイディング成形工程において、ブレイディング成形を行う位置に前記マンドレルが常に位置するように、自動送り手段によって前記マンドレルを移動させる請求項4又は5に記載の繊維強化複合材の製造方法。 The method for producing a fiber-reinforced composite material according to claim 4 or 5, wherein in the braiding molding step, the mandrel is moved by an automatic feeding means so that the mandrel is always positioned at a position where braiding molding is performed.
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