JP2549881B2 - 複数の帯材を含む長尺物の補強部材と、その製造と使用の方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は複数の成形帯材および該帯材を収納する支
え型からなる長尺物の補強部材と、該部材を製造する方
法、および該部材を長尺物にとりつけて補強部材として
使用する方法に関する。

この発明は更に補強帯材を製造するための支え型に補
強帯材を充填する方法および装置に係わる。特にこの方
法および装置は多数の補強帯材で構成され、可撓導管な
どの長尺物を補強するための補強部材又はこれによる補
強層の製造に使用される。

この発明は支え型のように複数の帯材を充填した最恵
１つの長い湾曲成形した要素で作られる補強鎧装を施し
た補強長尺物にも係わる。特にこの補強長尺物は引張り
応力に耐えるため補強鎧装を備えかつ成形帯材のらせん
状巻きつけにより高い抵抗力を有する軽量の可撓気密導
管になり得る。

〔従来技術と解決すべき課題〕

例えばフランズ特許FR−Ａ−2,312,356号においてガ
ラス繊維、炭素繊維または有機素材繊維のように引張り
応力に高い抵抗力を示す混合線材と結合用プラスチック
素材を形成するための溝に収納して強化プラスチック製
補強部材を製造することを既に提案している。上記補強
部材は熱処理によって少くとも部分的に結合された後の
この溝から引抜かれる。

しかしこのような湾曲成形帯材は生産時にマンドレル
に巻きとるが、機械で生産する帯材の長さは巻きつける
マンドレルの回転速度が限定されるため急速に頭打ちと
なる。これは特に従来の含浸技術の利用に際して経費を
削減するためである。

更に生産時にマンドレルの回転により帯材が送られる
長さを示す量は略帯材の幅であり（回転による送りは支
え型の幅または型の径方向壁の幅または厚さを加えたも
のにほゞ等しい）、これが製造機械の生産性に直接影響
を与える。

回転速度が一定（一般に最大を選ぶ）であり、更には
帯材の長さの送りが一定ならば、帯材の幅が小さいと、
帯材の被覆面の送りが小さくなり（帯材の幅と長さの送
りの積）、機械の生産性は低くなる。

〔課題を解決する方法〕

同じマンドレル上で複数の湾曲成形帯材を同時に生産
するとすれば、実際に得られる帯材の長さは生産される
各帯材の長さの和に等しい。加熱などの安定化手段が顕
著な問題をひき起こすことなく容易に生産増大などに適
応できること、また更に極めて狭い湾曲成形帯材の場合
はこれら手段が余裕をもっているから、生産は同時に生
産される帯材の数にほゞ等しい係数を掛けたものとな
る。

この複数帯材の同時生産は縦軸に沿いほぼ平行な複数
の溝を有する長い支え型を使って得ることができる。

更に、多溝式支え型の使用によりフランス特許FR−Ａ
−2,312,356号に記述するような単溝式支え型を２つ合
わせた時の壁厚の和に比較して、溝間の壁の肉を薄くで
きる。

このため支え型の幅を狭くして、一方では一般に高価
な素材で作られる支え型の価格を引下げ、他方で特に安
定化用の炉の中でマンドレル上の帯材の巻きつけ数を増
加することもできる。

この様に同じマンドレル回転速度で同じ被覆面積を送
ることによって、多溝式支え型を使用すればそれぞれ１
本の帯材を形成する単溝式支え型を単に複数並べて同一
数の帯材を生産する場合よりも長い安定化時間が得られ
る。

他方、複数の湾曲帯材を同時生産する支え型を一体成
形すれば、この支え型は帯材の安定化後に帯材を収容し
たまま操作が極めて容易な単一体の補強部材として利用
できる。

安定化とは安定化可能とされる物体に安定形態をとら
せるために溶解後冷却または網状化するというような物
理的または化学的プロセスである。例えば熱可塑性、熱
硬化性またはエラストマ素材が安定化可能な物質であ
る。

上記のような一体式多重帯材は以下の理由で保存およ
び取扱の点で特に有利である： −さもなければこれを構成する湾曲帯材と同数の保存用
リールを必要とするのに、その数を少くできる。

−特に可撓管の製造時にその傾向がある湾曲帯材のもつ
れが操作時にも避けられる。特に多数の細幅帯材を巻き
つける長尺物を巻いたものを製造する時には有利であ
る。

更に、複数帯材を含む本発明に係る単一体の補強部材
は可撓管の上に巻く際に単一の幅広帯材として扱えるの
で、特に多数の狭い、すなわち幅より高さのある細い帯
材を含む支え型を使用することは幅広い帯材のあらゆる
利点を保つと同時に本来の多帯材としての利点を持つと
いうことで正当化される。

事実、フランス特許FR−Ａ−2,210,266号（特許US−
Ａ−4,013,100号に対応する）には強化可撓導管に対し
て引張り応力に抵抗力を有する補強層として使用するこ
との利点が示されている。即ち、重心を通り曲率半径に
垂直な軸に対する断面の慣性モーメントが重心を通る他
の軸に対する断面の他のすべての慣性モーメントより大
きい強化湾曲帯材を使用する利点が記載されている。

従ってこのような要件は、例えば矩形断面の形材を使
用する場合に、湾曲帯材の高さ（半径に平行な断面の辺
の大きさ）がその軸（半径に対する垂直平面となる断面
の辺の大きさ）より大きい必要がある。しかし補強層の
厚さまたは補強帯材の高さは規定されるので、これは層
を構成する帯材の厚さなりその数の増加の削減が必要と
なる。

帯材または線材本数を増加させることは補強鎧装すべ
き長尺物に補強帯材を装着させる際に、帯材や素材を送
るリールの数の増加と調整の増加が必要となる。

実際に多数の線材を同一ボビン上に並べて置こうとす
れば、ほどく際に短時間のうちにもつれが生じることは
経験的に明らかである。

更に帯材をたわむことなく巻くためには装着前に極め
て正確に曲げておく必要がある。本発明による補強帯材
の装着方法および装置は幅より高さのある帯材の利点を
その装着上の不都合なしに保つことを可能にする。

本発明による装着の方法および装置は特にコスト高な
変更も加えず高精度調節の必要性もなしに従来の鎧装機
を使って導管を被覆することを可能とする。

一般に相互に平行な同一方向の補強帯材を収容する長
い支え型は極めて容易に取扱える一元的集合体（帯材と
支え型を一緒にしたもの）を構成する形で使用される。
即ち、鎧装機のリールへの帯材の巻きつけ、その繰り出
しおよび可撓長長尺物への装着を極めて容易かつ極めて
安全に行える。同一方向とは支えのどの断面上に位置す
る湾曲帯材の曲率中心もすべて支え型の同じ側（上でも
下でも）に位置することを意味する。

補強帯材は予め成形しておく時にでもまたは帯材を作
る時金属例えばスチールと一緒にして成形する時でも、
あるいは帯材が上述のように引張り応力に対して耐性の
高いフィラメントで強化したプラスチックで作る場合に
でも、支え型の中に収容することができる。

このようにして構成される一元的集合体は鎧装機に装
着する前にまずリールに巻きつけておく。

この装着方法および装置は補強プラスチック材料から
湾曲帯材を製造する場合に特に有利である。１つの支え
型で複数の帯材を同時に製造しまたこの支え型を補強層
を巻きつけるための帯材の支えとして使用することが可
能だからである。

この場合、巻きつける前に帯材に支えを装着する補助
的操作が不要であり、複数帯材を同時に製造するのに役
立つ支え型を使用することに利点が増す。

本発明に係る装着方法は鎧装機によって必要とする数
（１又は複数）のリール上に巻かれた１または複数の前
記一次元的集合体を使用する。この集合体をリールから
繰り出し、それを幅広い帯材を装着するように導管の表
面に巻きつけ帯材がもはや相互にもつれる恐れがなくな
った時支え型を取りはずす。

金属製補強帯材の場合には補助操作（複数の溝を有す
る支え型の中に帯材を集める）を必要とするが、一定数
の帯材が装着の際に一元集合体を形成するという大きな
利点がある。同時に巻きつけるべき帯材が多数ある場合
は特に鎧装機上のリール数を削減できる。

更にこのタイプの支え型の使用に制約がない補強プラ
スチック製帯材の製造および利用においては、支え型は
少くとも１つの溝断面の帯材を充すことが可能なように
縦軸沿いに伸びるほゞ平行な複数の溝をもつ形に成形さ
れる。支え型は帯材の製造にも使える。

多帯材支え型の一元集合体を鎧装機によって導管補強
層として巻きつけ、支え型を回収することもできる。可
撓管または特に鎧装した複合材料の補強帯材を巻いた長
尺物を製造する時に、引抜形の湾曲帯材と支え型とを含
む一元的集合体をそのまま巻きつけることもできる。

本発明は複数の湾曲帯材で補強した最低１つの湾曲成
形した補強部材を備える長尺物にも係わる。この多帯材
補強部材は補強層に使用され、少くともそれを構成する
帯材をまとめたと同量の単一の補強部材を使った補強層
と同等の機械的性能を有する。この補強部材には相互に
独立した帯材の集合体に比べて他にも利点がある。

これらの利点としては補強鎧装部材の製造およそのと
りつけの容易さの生産性の向上があげられ、これらの点
はすべて経済的利点として現われる。更にそれにより少
ない耐磨耗素材を使用した耐摩耗性部材、および従来技
術による部材より低コストの密封補強部材の製造の可能
性を加えることができる。

より正確にいえば、成形補強部材は例えば隔壁で分離
された複数の溝を有し、櫛形の断面をもつ長い支え型
と、上記溝の内部に収納される複数の湾曲帯材で構成さ
れる。

湾曲帯材は例えば安定化可能な材料で作られ、引っ張
り応力に耐える補強線材を含むことができる。この帯材
を含む補強部材は密封導管、ケーブル、回転体などの強
化鎧装を要する物体を製造する場合に特に有利に使用で
きる。

引用例として限定することなく発明を理解するため、
圧力または引張り応力に耐える鎧装を備え流体（例えば
炭化水素）の輸送に使用できる可撓導管について述べ
る。

この導管は実際にその据え付けの際（特に海底に敷設
する際）なりその使用の際に大きな引張り応力を受け
る。

この技術に使用可能な導管はエラストマまたはプラス
チックで構成可能な柔軟で密な管本体と、圧力および引
張り応力および／または導管にかゝるねじれに耐える鎧
装を備え、更に１ないし複数の密封被覆を有する。

鎧装はフランス特許、FR−Ａ−2,312,356号およびFR
−Ａ−2,283,768号（特許US−Ａ−3,966,388号に対応す
る）に記述するように線材、ストランド帯材または金属
形材をらせん状に巻きつけることで構成される。

可撓導管を補強する補強層を構成する補強帯材には相
互に若干の移動性をもたせる。この発明はこの帯材の相
互移動性による利点をもち、欠点を除去できる。

帯材が支え型の中で相互に移動可能であるならば、ま
たこの支え型が弾性に富むならば、帯材は相互に機械的
に連結されず、引張り応力、ねじれおよびたわみをもた
らす力を受けた時支え型がない時の帯材と同様な動きが
できる。

帯材が支え型に密着していれば支え型は極めて大きな
変形を強いられるが、帯材が支え型の溝の中で滑動自在
ならば支え型に要求される変形は少なくてよい。

支え型にかゝる機械的応力が少ないのでこの後者のよ
うな構造が望ましいが、後述のように帯材が動く時の表
面摩耗を分散させるために１または複数の帯材または帯
材の面の一部分を支え型に連結させることもできる。

発明の構成方法によれば、支え型を補強帯材の生産に
利用することによって帯材を容易に生産できる利点があ
る。このように二重の目的に使用できる可能性は支え型
が鎧装すべき長尺物の補強層に必要な条件と同時に複合
素材を使って湾曲帯材を製造する場合の条件とに適応す
る場合に限られる。

一般に帯材製造用の型として使用される場合帯材を収
納する支えを支え型と呼ぶ。

製造用の型および収納用の支えとして支え型を使用す
ることは、支え型をリサイクルする時の型抜き作業およ
び清掃作業（特にガラス繊維を使用する場合にほこりの
除去）を省略できる。又、それを構成する帯材が細くて
本数が多い場合、一層顕著に一元集合体としてまとめて
扱えるため帯材の取扱が容易である。即ち、同時に装着
すべき成形補強部材の本数が減少するのでそれだけ巻き
つけが容易となり、更に正確に使用すれば成形補強部材
を巻き上げた鎧装長尺物の機械的特性を阻害しない。

フランス特許FR2,210,266号には補強層の安定性に関
して成形帯材の可撓管の引張り応力の補強層として構成
する利点を記述している。成形帯材ではその断面の重心
を通過する横断軸に対する断面の慣性モーメントは、半
径が重心を通り上記横断軸に垂直な他の軸に対して測っ
た慣性モーメントより大きな値をもつ。

しかしこのような導管を製造することは多数の成形帯
材を必要とするため一般に極めて困難であり、特に幅が
狭く高さが大きい矩形断面の補強帯材の場合は困難であ
る。

本発明は複数の成形帯材をまとめて集合体として扱う
ので、あたかも数が少なく、形態がより平坦な単一帯材
を扱うように容易に巻きつけられる。即ち、独立帯材の
集合体として鎧装長尺物に装着できる補強部材を提案す
ることによってこの欠点を除去する。

これは帯材の消耗を避ける耐摩耗性支え型を使用する
ことで得られる。このような耐摩耗保護はフランス特許
FR2,494,401号（特許GB−Ａ−2,088,320号に対応）に帯
材保護について記述されている。この特許によれば型溝
は摩耗保護の役割をなす。本発明による支え型は耐摩耗
材を使う高価な素材の量を節減できる。特許FR2,494,40
号によれば、支え型の内壁の厚さが２本の帯材を別々に
使った場合の隣接する２つの耐摩耗保護外壁の厚さの和
より小さいからである。

この材料利得は支え型に入れる帯材の本数が大きくな
るにつれて一層大きくなる。

帯材をその外部（支え型の開放面）を覆って摩耗から
保護するような被覆要素を付加することも可能である。

多くの成形帯材を含む補強部材を使用する場合、更に
耐摩耗性をもつものである場合、できれば支え型および
帯材の摩耗を分散させるほうが有利である。このため１
または複数帯材の一部または複数個所を適当な手段によ
り支え型と連結させることもある。

この部分は支え型の内側垂直面または水平面でも、あ
るいは縦方向に伸びるこの面の狭いゾーンでもよい。垂
直面とは形材の接触円の半径に平行する面、水平面とは
各点でその点を通る接触円の半径に垂直な面をいう。

これは例えば支え型の中心となっている部分で、また
はその中心位置の溝の１垂直面と、または同じ内部隔壁
に属さない複数の垂直面と、または１ないし複数の溝の
底の中心ゾーンとその部分にある帯材とを固定させるこ
とで実現可能となる。この固定する面は支え型の溝に沿
って縦方向に全部であっても、不連続的に一部分でもあ
ってもよい。

支え型によって密閉層を得ることができる。これには
支え型の縁部に凹部を作っておいて、このタイプの２つ
の支え型（または同じ支え型の隣接する２巻き）を並置
する際に、隣接する凹部で限定される空間に大きく変形
できる弾性素材を充填すればよい。密閉層を作る支え型
は既にフランス特許FR2,210,267号（特許US−Ａ−3,85
8,616号に対応）に記述されている。

支え型の幅によって上記の限定空間のサイズを削減で
きる。

支え型は本質的にたわみにさらされる可撓導管の補強
層を安定化する。

この現象は平らな帯材を使用する場合に殊に明らかで
ある。可撓管にかゝる応力が補強層内に保持されない帯
材の移動をひき起こし、有害な破壊をもたらす場合もあ
る。

帯材の移動を阻止する支え型の溝があるためこの運動
を抑制し、補強層のすぐれた安定性を保証する支え型も
提案されている。

フランス特許FR2,210,267号に述べる自己かみ合わせ
式帯材のように、本発明による多帯支え型は２つの巻き
が隣接する際に支え型が自動的にかみ合うようになる側
面形態をもたせることもできる。

この可能性はとりわけて補強層の安定性、例えば耐圧
層のような密閉層の形成（密閉性は例えば隣接する支え
型の側面の補足的形状の間を接着させることで容易に得
られる）、およびただ１層の補強層しか備えない導管の
製造について有利である。

補強された中空物体を製作する時、支え型のベースを
外部に向けるよりも、中空物体の内部に向けるようにし
てもよい。

多帯成形部材は取扱う時には帯材が支え型の溝にしっ
かり固定されている方が楽である。このため例えば接着
剤によって帯材を一時的に固定しておいて、一体値を越
す応力が加わったら離れるようにしておいてもよい。

帯材の相互変位を容易にするため即効性のある、また
は補強された物体例えば導管等を使用する時にのみ有効
になる潤滑材を利用することもできる。

〔発明の概要〕

本発明は一定なまたは異なる断面をもつ、安定化樹脂
を含む補強用帯材を複数の溝をもつ支え型の中に収める
形で連続的に成形して、これをマンドレルの上に巻きつ
けて湾曲成形して、成形補強部材を製造する方法を提供
する。この方法は特に上記支え型が複数の溝をもち、そ
の中に補強部材を安定化可能な樹脂を含浸させた上で、
収納し、マンドレルに巻き取ることによって複数の湾曲
成形帯材を連続して製造することを特徴とする。

製造されて支え型内にある帯材が相互に変位できるよ
うにしてもよい。

帯材の製造にワンピースとして製造された支え型を使
用することもできる。

支え型の帯材は安定化した後に引出すこともでき、ま
た支え型は上記成形帯材を引出し易くするように設計す
ることもできる。

帯材を引出せば支え型は連続して再利用できる。

帯材を構成する安定化素材を支え型の最低１本の溝の
内壁に密着させてもよい。

安定化素材は支え型の溝の或る部分の内壁には付着し
ないように形成することもできる。

耐摩耗性素材で成る外壁を有する支え型を使用するこ
ともできる。

重ねた２部分から成る支え型を使用してもよく、湾曲
帯材に対して樹脂を少くとも部分的に安定化した後、２
つの支え型を相互に分離することもできる。

支え型の上記溝に帯材を充填した後、安定化に先立
ち、支え型をカバーする要素で覆い、支え型帯材と蓋と
の単一集合体として製造し、マンドレルから分離するこ
ともできる。

カバーを形成する要素は支え型上での嵌合に適した断
面とすることができる。

本発明は一定の又は異なる断面をもつ、安定化樹脂を
含む補強用帯材を複数の溝をもつ支え型の中に収める形
で連続的に成形して、これをマンドレルの上に巻きつけ
て、湾曲成形して、成形補強部材を製造するための支え
型を提供する。樹脂の安定化は上記マンドレル表面上の
少くとも一部の上で行われる。支え型は特に各種の断面
をもつ帯材に対応する断面をもつ複数のほゞ平行な溝を
もつことを特徴とする。

支え型は少くとも幅より高さの大きい幅を備えること
ができる。

支え型はこれらをらせん状に巻いた時隣接する２本の
巻きが相互にかみ合うのに適した縁部を備えていてもよ
い。

本発明は可撓長尺物に複数の湾曲した補強帯材をもつ
補強部材を巻きつけ装着する方法についても述べる。本
発明の方法は装着機械に支え型上に収容した複数の帯材
から成る一元集合体を供給し、長尺物に帯材を巻きつけ
た後に支え型を取除くことを特徴とする。

帯材を装着する前および装着中帯材に張力を与えるこ
とができる。

支え型から出る位置または支え型内にある時から帯材
に張力を与えておいて帯材を支え型から分離するように
もできる。

帯材が長尺物の補強層を構成する前に帯材を支え型か
ら取除いてもよい。

帯材が湾曲した後に一元集合体をなすように帯材をま
とめることができる。

またこの発明は支え型とその中にまとめた複数の補強
帯材から成る一元集合体の補強部材を可撓長尺物に巻き
つけ装着する装置も提案する。この装置は補強帯材を支
え型から分離させる手段を備える点を特徴とする。

もちろんこの操作は帯材が相互にもつれる恐れがなく
なった時に行なう。これは特に帯材を長尺物上に取付け
た場合、または帯材を長尺物に巻きつける前に張力を与
えた場合、または帯材が長尺物に十分近接している場合
等相互にもつれないような状況で行われる。

装置は支え型を補強部材の装着に使用した後に支え型
を貯える手段を備えてもよい。

装置は帯材を装着するために一元集合体を貯蔵・供給
する手段を備えてもよい。

装置は帯材の装着時に帯材に張力を与える手段を備え
ることができる。

張力付与手段は一元集合体の貯蔵・供給手段のレベル
で作動できる。

装置は補強部材を正確な位置に巻くため帯材を位置決
めするためのグリッドを備えることができる。

更にこの発明は帯材を集めて一定方向に保つための支
え型も提案する。この支え型は複数の別個の要素から成
ることが特徴である。

また本発明は少くとも１つの湾曲成形補強部材を鎧装
した可撓長尺物についても述べている。上記成形補強部
材は相互にほゞ平行して縦方向に伸びる複数の溝を有す
る支え型を備えるのが特徴である。支え型の最低２本の
溝が安定化材料に含浸したフィラメントから成る補強帯
材をそれぞれ１本備え、上記支え型はらせん状に巻きつ
けられる。

帯材は可撓長尺物に巻きつけられる時に相互に対して
変位するようにもできる。

支え型は少くとも１本の幅より高さの大きい溝を備え
ていることもある。

支え型の底部は長尺物の内部に向いていてもよい。

支え型は溝の中の少くとも１本の帯材が滑動し易い手
段を備えるようにすることができる。

支え型はらせん状に巻きつけた時隣接する２巻きがそ
の側面同志の間に弾性粘着材料で満たし得るスペースを
画定するに適した側面の形状をもつことができる。

支え型の蓋を形成する要素が帯材を収納した支え型を
覆って、支え型とともに一元集合体を形成させるように
してもよい。

蓋で被覆される支え型はプラスチック製の部分で構成
してもよい。

蓋で被覆される支え型は耐摩耗性材料で作る部分によ
り構成できる。

支え型の内壁の厚さは支え型の外壁の厚さより大きく
ない方がよい。

またこの発明は相互に平行して縦方向に伸びる複数の
溝を有する支え型を含む成形多重帯材の補強部材を提案
するもので、少くとも２本の溝がそれぞれ１本の補強帯
材を有する。

この補強部材は補強のため長尺物に巻かれる時、帯材
が相互変位し得るのを特徴とする。

少くとも１本の帯材が支え型の溝の垂直または水平面
の１ないし複数のゾーンで支え型と連結していて、この
ゾーンは連続的にまたは断続的に支え型に帯材と連結又
は接着していてもよい。

支え型は補強部材を巻く時、支えとして働きその後で
回収して再び役立つことができるようにしてもよく、ま
たは可撓長尺物に帯材と一緒に巻く補強部材の一部とし
て使ってもよい。

〔実施例〕

図１は本発明に従って湾曲した形に成形された補強用
の帯材16を支え型１を使って、安定化できるプラスチッ
ク材料から製造する方法を示す概要図であり、成形用の
支え型を再生利用するために、該帯材と分離させる時の
方法を示す。

図２は本発明に従う補強用部材の製造方法の変形を示
すもので、支え型１を補強部材の製造後直ちに再生のた
めに帯材16から分離させないで、支え型の上に蓋15をの
せて一元集合体として使用する時の方法を示している。

図１、２において参照番号１はドラム又はマンドレル
３に巻きつけられる溝つきの支え型を示す。

実施例では支え型の底面がマンドレルに接している
が、支え型の溝の仕切りの上部の面が接するようにする
こともできる。マンドレル３の軸3aは該マンドレルを回
転させる手段に接続している。例えば、軸3aに歯のつい
たピニヨン５がついていて、チェーン４がこれに噛んで
いる。軸3aは枠７と一体である支持ブロック６の中にロ
ーラー・ベアリングを介して支えられている。

支え型はマンドレルに巻かれる前に、案内ローラー８
と引っぱりローラー９の間を通過する。

図３に示すように支え型１は長さ方向に数個の溝をも
ち、マンドレル３が回転する間に、前もって安定化プラ
スチック材料で含浸された抵抗力の強い繊條即ち粗紡糸
のようなもの11をこの溝に充たす。このプラスチック材
料は溝の中のその位置により、又用途にもよって溝の壁
に接着するようにもしないようにもすることができる。
しかし、繊條には密着することができる。この安定化プ
ラスチック材料と繊條とが支え型の溝の中のコアを形成
し、安定化させた後補強用の帯材16となる。

即ち支え型１はプラスチック材料と繊條で充たされた
後オーブン14の中を通り、熱処理をうけて、プラスチッ
ク材料が安定化させられる。

オーブン14の熱エネルギはどのような手段で供給され
てもよい。例えば、電熱を使う時にはケーブル14aを用
いる。

図１では支え型の中にモールドされて湾曲成形された
補強用の帯材16はオーブンの中で少くとも部分的に材料
を安定化された後、支え型１からとりはずされる。この
とりはずしは、例えばマンドレルのとりはずし側の位置
でローラ13と13aとを使って支え型をマンドレルの軸の
方に曲げて、マンドレルの中に向け、その軸3aの中を図
の左の方へくぐらせることによって行われる。

支え型は例えば図１の空間Ａの範囲の所で、形成され
た補強用帯材の群との間を直接はがして、とりはずすこ
ともできる。

支え型から外された補強用湾曲成形帯材16はリールの
ような貯蔵用具の方に向けてもよく、直接使用してもよ
い。支え型の方は時3aをくぐり抜けた出口で、ローラ12
の上を通過し、適宜な方法で支え型を洗浄する装置10を
通過した後貯蔵しても、引続き再使用してもよい。

このようにして製造された補強用帯材は軽量で強いパ
イプを作るのに使われる。

非制限的な例として、5mm×7mmの矩形断面と1mmの外
壁および間仕切りをも３つの溝17がある中空の支え型が
作られた。この支え型は従来からの引き出し工程によっ
てRISLANという商標で一般に知られているポリアミドか
ら作られている。

この溝は70重量パーセントの連続する平行していて、
撚られていないガラス繊維粗紡糸と30重量パーセントの
ビスフェノールＡディグリシディル・エーテルＡ（100
パーセント）とP,P′−ディアミノディフェニールメタ
ン（27重量パーセント）の混合エポキシ樹脂との混合物
で充たす。

湾曲成形した帯材を支え型から分離し易くするため
に、最近プラスチック業界で支え型を離す材料としてよ
く使われる抗接着剤を繊條と安定化プラスチック材料を
溝に充たす前に塗っておくとか、図９のように支え型に
は接着しないが溝に入れるコア材料には接着する１又は
数枚のシート22を支え型の内側の溝の形に合わせて入れ
ておくことが行われる。

図２において、参照番号２は支え型を貯えておくため
のリールで、支え型はこれから引き出されて案内ローラ
８と引っぱりローラ９の間を通って進み、前記繊條を充
たされる。

必要があれは、オーブン14に入る前に支え型１は蓋15
又は15aで蓋うこともある。この蓋となる材料は図４に
示すようなプラスチック材料の帯15でもよく、図５に示
すように断面を支え型の溝に合うように設計されている
帯15aでもよい。図２に示すようにローラ23が蓋となる
帯15aを支え型１に繊條と一緒に押しつけて、溝に合わ
せて、蓋をする。15aには少し引張り力をかけてキャプ
スタン効果でこの混合を確かなものにする。

蓋を支え型１および／又は補強用の帯と一体化させる
ことは例えば押しはめ、機械的係合、接着等により得ら
れる。オーブン14を必要ならばこの目的にも使う。

特に支え型を取り去らないでフレキシブルなチューブ
を作るような目的では、補強用のプラスチックで作られ
ている帯材16のうちの幾つかと、それが入っている溝の
壁の少くとも１つとがくっつくことを避ける。これらの
帯材16が支え型と一体となるとフレキシビリティが減少
するので、支え型と密着しないようにして帯材が長さ方
向に支え型と相対的に動けるようにするのである。この
目的のために前述のような抗接着剤を溝に入れてもよ
い。

逆に支え型又はその一部と一体化しなければならない
帯材16の場合は、例えば適当な接着剤3M社の商品名であ
るエポキシ接着剤スコッチ・ウエルド2216B/Aをメーカ
がすゝめる割合で使用する。

同じ効果を得るために、支え型の溝の壁に機械的に帯
を固定できる仕組みを作り、湾曲成形した帯材16が動か
ないようにすることもできる。

更に別の湾曲成形帯材の応用形態では一定の応力限界
を越えると帯材が支え型および／または蓋から離れるよ
うに接着剤を配合することもある。

嵌合する蓋を支え型にとりつける場合、蓋をその最終
用途によって帯材16の一部または全部の表面に付着させ
てもよく、または支え型の内部または外部隔壁の頂部に
だけ付着させてもよい。

帯材を蓋に付着させておいて、支え型を蓋と相互連結
した帯材から離して保存・利用の場所に導き、支え型を
リサイクルに供するようにすることもできる。

湾曲成形帯材をその製造に使用した支え型と一緒に使
用したい場合で、その支え型が目指す用途に適する大き
さでは支えが弱すぎて製造する時加わる力に耐えないこ
とがある。

図６はこの問題の解決例で、支え型を最終使用のため
のサイズをもつ上側支え型19と、これに補強用帯材を入
れて製造する時に補強の役をなす下側支え型18と二重に
して構成して、全体を新しい型として製造する。

湾曲補強部材が一たんでき上がれば、型の変形の恐れ
がないので補強のための下側支え型18は引き離して上側
の支え型とそこに入っている帯材とだけを使う。

図７は補強されたチューブを製造する時隣接して巻か
れる成形補強部材の支え型で両側面に切り込み20を有
し、隣接する２つの支え型の切り込みの間に変形可能な
素材を充たして密閉性を確保する。このような側面切込
みの形はフランス特許FR−2,229,913号（特許US−Ａ−
4,013,100号に対応）に記載されている。

図４も例えばらせん状に巻いた隣接する巻きの側辺同
志をかみ合わせるように支え型の両側面に互いに補足し
てかみ合いを可能にする断面をもつ部分を有する支え型
の１例を示す。

特に図２の説明で湾曲帯材を生産する機械上で直接的
に支え型を除去することと、事後的に除去する方法もあ
ることを示唆した。

しかし支え型をはずし易くするための添加物の付加が
支え型抜き操作を容易にするとはいえ、この操作を行な
うため支え型に生じる応力は場合により、（例えば極め
て多数の湾曲帯材を一挙にまたは抜き難い形態の湾曲帯
材を型抜きするような場合）支え型の永久的な変形を招
く程大きくなることがあるので、何度かリサイクルすれ
ば使用不能となる。

この欠点を予防するために支え型の外壁および内部隔
壁を厚くすることは不可能である。なぜならば壁の厚さ
の増大は一定の内部変形に対して外部変形の増大を招来
し、従って支え型を構成する素材の弾性限界をより早く
越えてしまうからである。

複数の湾曲帯材を同時に生産するという利点を保つた
めには、１回の操作で支え型から抜き出せる湾曲帯材の
本数は制限される。

図８は成形帯材の製造時には両方を合わせて使用し、
その後で２つに分けてから帯材を支え型から分離するこ
とによって支え型に加わる力を少なくして永久変形を減
少し、支え型を再生使用する回数を増すことを目的とす
る２つの隣接部分21を備えた支え型を示す。

最終使用の際に成形帯材を支え型の中に入れたまま使
うか否かによって、溝の断面は様々な形をとり得る。例
えば僅かな抜け勾配をつけておいて型抜きが容易なもの
とするなり、逆に例えば凹凸形態を利用して支え型抜き
が困難なものとする。

図10は長尺物30に補強帯材を巻きつける様子を示すも
ので、長尺物30の軸に垂直な断面を示している。帯材が
長尺物30に達する前に支え型32をリール35に巻きとって
回収する。

支え型は帯材と少なくとも同数の縦方向に伸びる溝を
有する。溝の断面は帯材の断面に適合していて帯材の動
きを抑制する。

帯材は上記長尺物上に巻いた時と同じ形にしておく。
帯材が湾曲している場合、その接触半径の中心はすべて
支え型の同じ側にある。

支え型を分離する時まで帯材は一時的な接着によっ
て、（例えば接着剤または溝の形等によって）溝の中に
止っている。−その効果は帯材に加わる応力が一定限界
を超えると消滅する。−１ないし複数の帯材が湾曲成形
されて支えの中にあって、支え型を再利用したい場合、
例えば引張り応力および／またはねじれを伴う機械的方
法によって支え型を引きはずす。

外装した安定化プラスチック製の湾曲帯材を支え型を
使って生産する場合（図２）、例えば支え型の中心にあ
る帯材のような１本の帯材をその溝に接着するようにし
ておいて、その他の複数の帯材は、それぞれの溝の中に
おさまるだけにしておくこともある。支え型はその１つ
の帯材と一緒に変形し、他の帯材もその動きに従う。支
え型はそれぞれの溝内に帯材を保持し、帯材はそれぞれ
同様な動き方をすると考えられる。

支え型の溝はその上部または開口部に狭窄など、帯材
の脱出を阻止する形態上の凹凸があってもよい。支え型
は弾性があるので、縦軸を曲げると溝の上部を開いて、
中にある帯材を所定時に支え型から出すことができる。

発明の実施例は、プラスチック製の湾曲帯材を上述の
ように支え型の中に入れて成形し、帯材製造用の支え型
を引き離して又はそれも一緒に長尺物を補強するための
外装材とする。従って、この支え型は成形帯材の製造お
よび装着に適応し、且つ複数の帯材の同時支え型抜きに
耐え、場合により再使用可能という利点をもつ材料とし
てポリアミド11（一般にRilsanの商標）で構成すること
ができる。

帯材は支え型内で動かないようになっているが、望む
時には容易に引き離せるようにするため、プラスチック
業界でよく使用されるタイプの型抜き剤などの抗付着剤
で覆ってもよい。

図10の場合４つの複合補強部材33から４群の帯材31を
引き出して長尺物30に装着する。より多いまたは少ない
数の帯材群をもつ複合補強部材を使用することも想定さ
れる。この数は各群の帯材数および補強部材として必要
な帯材数により異なる。

帯材群31および帯材の方向性を保つ支え型32で構成さ
れる一元集合体33（支え型を多くの帯材と一緒にして取
扱う場合これを一元集合体ということがある）は送り出
しリール36上に巻かれている。一元集合体33は一方で帯
材の装着角度をほゞ一定に保ち他方で帯材をその支え型
33から分離開放するための方向づけローラ34を通る。

リール（ボビン）36はバンドブレーキまたはベルトブ
レーキなど適当な手段で回転を制動して、集合体および
帯材上の張力を維持する。この張りは特に帯材の交錯を
防止し、場合により支え型を除去する際の応力抵抗に抗
するのが目的である。この制動手段は帯材および／また
は一元集合体に働く張力でサーボ制御してもよい。一元
集合体および／または帯材上の張りは例えば２つの減速
ローラによっても支障なく得られる。

帯材群31はローラ34に支承されるが、支え型32は最小
応力で帯材を解放し帯材の変形をなくすためローラ34の
一部を回る。帯材は支え型の溝が開くことによって支え
型からはずされる。この開口は帯材で画されるスペース
方向に向き、湾曲帯材の接触円の中心を含まない。

帯材群31から一たん分離された支え型32はスプール35
に巻かれ、新しい一元集合体を作るため場合によっては
清掃した後に回収する。

帯材は各支え型32から引き抜かれた後、必要な張りと
方向性をもって長尺物30に向けて進み、その回りを帯材
が相対的に回転することにより長尺物に巻かれてこれを
補強する。

図において長尺物は固定され、帯材31、支え型32を供
給する４つの集合体のリール36は長尺物30の周りを（ロ
ーラ38に支承されている支えケージ37にとりつけられて
これと一緒に）回転する。ケージ37が不動で長尺物が回
転する方法でもよいことは容易に想定できる。長尺物に
対するケージの回転は帯材を巻く時のピッチの方向に従
って右または左回転となる。

帯材は場合によりグループ31を構成する際に、例えば
図11に示すかけ台40を用いて相互に締め直してもよい。

図10は図11の矢印の方向から見た本発明による帯材の
装着方法を示している。

４グループに配した帯材によって長尺物30を外装する
ため、長尺物は軸方向（図11の矢印方向）に前進させて
その全長さにわたり帯材を装着させる。

帯材が長尺物30に達する直前に位置する分離格子39は
帯材の相互の位置決めと、また補強長尺物上での正しい
配置を確実にする。

支え型の溝の開いている方を帯材の曲率中心にに向け
ることもできる。図10で帯材の内側（内側とは帯材で画
すスペースで、湾曲帯材の曲率中心を含む側をいう）に
あるローラ32が帯材の外側（外側とは帯材が限るスペー
スで、湾曲帯材の曲率中心を含まない側をいう）とな
り、図10と同様に支え型32はローラ34の一部をたどって
曲り支え型の帯材の解放を可能にする。

図11は帯材のピッチが右向きをなす補強長尺物の製造
を示すが、同様に例えば長尺物と集合体の軸に対する方
向を逆にし、また長尺物の移動方向を逆にして左方向に
することもできる。

図10および11に示す巻きつけ方法において、支え型か
ら帯材を解放することは帯材が長尺物に達する前に行な
われている。支え型を帯材から離すことを集合体を長尺
物にとりつけると同時に行うこともこの発明の範囲を逸
脱するものではない。

帯材を長尺物に達する前に分離する場合、分離は帯材
に対してその内側でも外側でも行える。支え型の中に補
強金属帯材を入れてある場合に可能なように、支え型内
にあるまま帯材グループを湾曲させることも本発明の範
囲を逸脱しない。

帯材のグループ化に使用する場合の支え型は帯材をそ
の長さ全体なり一部なりを収納することもできる。後者
の場合、支え型は全帯材の方向性を維持する複数の分離
した要素で構成される。

図12は大きな引張り応力に耐える密閉可撓導管を示
し、この引張力に耐える鎧装は在来技術によっても製造
される。

この導管は内部から外部に向けて以下により構成され
る： − エラストマなどプラスチック製の柔軟な内側のさや
または可撓中心導管41、 − 中心導管41を取り巻きかつ可撓導管の内部および外
部にかゝる圧力で生じる応力に抗する可撓金属補強材4
2;これは例えばＳまたはＺ形の断面をもち相互にかみ合
う形に小ピッチのらせん状に巻かれる帯で構成する。

− エラストマなどプラスチック製で金属補強部材42を
カバーし、導管への外部圧力が直接に中心導管41に及ぶ
のを防ぐ柔軟なさや43。

− 引張り応力に耐える補強部材44。大きなピッチで逆
方向にらせん巻きした２つの層45と46とで構成される。

従来技術では、各層は複数の線またはストランドまた
は図12に示すように予め成形した成形材47で構成する。
この成形帯材はその構成する補強層に秀れた安定性を与
えるため、例えばＳまたはＺ型断面をもって相互にかみ
合わせる。フランス特許FR−Ａ−2,210,266号はこれら
の帯材のうち最大サイズの断面が（帯材が矩形ならば）
可撓導管の半径に従って配置されること、またはより一
般的には重心を通る半径に垂直な断面に対する断面の慣
性モーメントが断面の重心を通る直線に関するものより
大きいことを示している。

これにより図13および13Aに示すように補強可撓導管
の曲げ試験の際に層の破壊を防止できる。

図13は可撓導管に曲げ応力が働いた場合、特にプーリ
48の周囲を通過する場合に、引張り力に抗する鎧装の一
部を形成する成形帯材47の理論的変形を示す。

鎖線で示す中心軸49の内側では可撓導管の母線が圧縮
されるのに対して、中心軸49のレベルに位置する母線の
長さは変わらないのが分かる。

結果として図13で明らかなように、曲げ領域内に位置
する成形帯材47が形成する巻きは導管が直線である場合
巻線ピッチの値に比較して導管が圧縮される領域で小さ
く導管の伸長領域で値が大きくなる巻線ピッチを有し、
導管の曲率半径が小さくなれば一層である。

図13のAA断面である図13Aは自己係合のための形材の
端部50がはずれかけていることを示す。これはフランス
特許FR−A2,210,266号の特徴をもっていない場合であ
る。この図では引張り応力に耐える層45のみを示した。

このような帯材では、引張りに耐える補強部材を構成
する成形帯材に及ぼされる不安定性及び捩れの危険はま
ず成形帯材相互の局所的係留外れをおこし、帯材が相互
に係留可能（従来技術における１つの解決策）なもので
も再係留の可能性はなく、更に補強層そのもの破壊をも
たらし、最後に導管の破壊を招きかねない。

導管の可撓性を保つためにこのような設計のものでは
より多数の補強帯材を必要とし、従って帯材の製造、導
管の製造およびその生産性に影響する問題を伴う。本発
明はこのような場合に上述の欠点を除去する多重帯材構
成をもつので特に有効である。

多重帯材構成は内部に各種の補強帯材を含む支え型を
有し、中にある補強帯材は支え型と全面的または部分的
に接着していてもよく、全く接着していなくてもよい。

接着は柔軟なプラスチック製の支え型と接着剤でまた
は機械的係合などの方法で行なわれる。

本発明に係る実施例では、補強すべき管体を強化する
ための鎧装の構成は複合材料製の補強帯材と支え型とを
備え、支え型は帯材の製造用の型として使われると同時
に導管に巻きつけて鎧装補強する役割をもち、この多重
構成によって補強された管体の機能の妨げともならな
い。この理由で多重帯材を有する支え型を支え型又は支
えモールドと呼んでいる。

図14は本発明による多重帯材で構成する補強部材を抗
張力用として可撓導管に巻いた層の一部分の断面を示
す。

補強帯材16の内蔵する支え型１から成る多重構成補強
部材は製造中の導管の外側表面の周囲に巻かれるが、そ
の底面は導管の内部を向いていても外部に向いていても
よい。もちろんこの補強部材は他の補強層なり密閉層な
どで覆ってもよい。

また多重構成部材は導管の内・外部間の圧力差の円周
成分の応力に耐える補強用と同様に、引張り応力に耐え
る補強部材の構成にも使用できる。

耐圧補強層においても引張り応力に耐える補強層の場
合と同様に、例えば図3,4,5,7で説明したものと同様に
あらゆるタイプの成形帯材を使用できる。

補強帯材は安定化可能な素材以外の素材で製造しても
本発明の範囲を逸脱するものではない。最低１本の金属
帯材で強化した多重構成部材で補強した長尺物を造るこ
ともできる。

〔図面の簡単な説明〕

− 図１は発明による成形帯材の製造方法を示し、 − 図２は発明による一元集合体の製造方法を示し、 − 図３は発明による多溝式支え型の断面を示し、 − 図４は蓋を備え、隣接して巻いた時自己嵌合する支
え型の断面を示し、 − 図５は補強帯材を備え、嵌合可能な蓋をかぶせた支
え型の断面を示し、 − 図６は外側を分離可能な支え型で補強した多溝式支
え型の断面を示し、 − 図７は側面に切り込み部分を備える支え型の製作方
法を断面で示し、 − 図８は二重型の支え型の断面を示し、 − 図９は帯材が溝に接着するのを防ぐため溝の内面に
薄膜を敷いた支え型の断面を示し、 − 図10は可撓長尺物の軸方向に沿って見た補強層を製
造するための装置と、それによって帯材を長尺物に巻き
つける方法を略示し、 − 図11は図10で示す長尺物の補強層の製造（帯材の巻
きつけ）方法を正面から示し、 − 図12は引張り応力に耐える補強層を備える従来技術
による可撓導管を示し、 − 図13は図12による引張り応力に耐える補強層の帯材
の論理的変形を示す透視図であり、 − 図13Aは図13のIV−IV線による断面を示し、導管の
円周上にある引張り応力に耐える補強層の各帯材の位置
ずれを示す。

− 図14は本発明による成形多帯材で補強された可撓導
管の周上にある引張り応力耐性をもつ補強層の断面を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 23:00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】長尺物を補強するための部材において、該
   部材が： 長さ方向にほぼ互いに並行に穿たれている複数個の溝
   （17）をもつ支え型（１）と、 該支え型のもつ少くとも２つの前記溝の中に収容される
   補強用帯材（16）とを含み、 該部材を長尺物の補強のために使用する時、該補強用帯
   材の各々が相互に対する位置をずらすことができるよう
   に構成されていることを特色とする部材。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の長尺物の補
   強部材において、前記支え型（１）の複数個の溝が同時
   に製造されるべき異なる断面積の前記帯材（16）に対応
   する面積を有し、ほぼ平行になっており、該帯材を安定
   化材料と共に収納してマンドレル（３）に巻きとられ、
   該マンドレルの少くとも一部分の周上で安定化されて、
   長尺物に巻くのに適するヘリカル状に湾曲成形されたも
   のとなることを特徴とする部材。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載の長尺物の補
   強部材において、前記帯材（16）が前記マンドル上にお
   いて安定化されて湾曲成形された後、前記支え型（１）
   をとりはずして、相互に平行に長尺物の周囲に巻かれた
   形に湾曲成形された数條の帯材として使用又は貯蔵でき
   るものであることを特徴とする部材。
4. 【請求項４】長尺物を補強するための部材を製造する方
   法において、該方法が： 支え型（１）の中に長さ方向にほぼ互いに並行に穿たれ
   ている複数個の溝（17）の中に安定化できる樹脂ととも
   に補強用の帯材（16）を収納しながら支え型と共にマン
   ドレル（３）の上に巻いていくことによって湾曲した形
   に成形された複数の帯材を同時に製造することを特徴と
   する方法。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第４項に記載の方法におい
   て、前記補強用の帯材（16）が前記支え型（１）の溝
   （17）の中で、相互に対する位置をずらすことができる
   手段を該溝の中にもたせることを特徴とする部材。
6. 【請求項６】前記帯材を含浸し安定化させる材料が前記
   支え型の一部を形成する溝の少くとも一つの内壁に接着
   されることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載
   の方法。
7. 【請求項７】前記支え型の一部を形成する溝の内壁のう
   ち、前記安定化材料が接着しない内壁又は部分があるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の方法。
8. 【請求項８】２つの部分を重ねた支え型を含み、前記帯
   材の少くとも一部分を樹脂で安定化した後２つの部分を
   互いに引き離してうすい壁の支え型を含む補強部材を得
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の方
   法。
9. 【請求項９】少くとも１個の前記溝が幅よりも高さの大
   きいものであることを特徴とする、特許請求の範囲第８
   項に記載の方法。
10. 【請求項１０】補強部材を長尺物に継続的に巻きつける
    ために、支え型（32）に収容された複数の湾曲成形帯材
    （31）から成る単一集合体とした補強部材を少くとも１
    本鎧装機（37）に供給し、該帯材を長尺物に巻きつける
    一方、該支え型をとりはずすことを特徴とする、長尺物
    の補強部材の使用方法。
11. 【請求項１１】特許請求の範囲第10項に記載の補強部材
    の使用方法において、前記帯材（31）が鎧装機（37）に
    供給される前も、後も張力を受けていて、部材（34）に
    よって前記支え型をリール（35）に巻きとりながら該帯
    材からとりはずして帯材のみを長尺物に巻きつけること
    を特徴とする方法。
12. 【請求項１２】特許請求の範囲第10項に記載の使用方法
    において、前記単一集合体の補強部材を支え型をはずさ
    ないでヘリカル状に長尺物に巻きつけることと、複数の
    溝の中の帯材が各々の溝に対して滑動できて、帯材相互
    が変位できることを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】特許請求の範囲第10項に記載の補強部材
    の使用方法において、前記単一集合体が前記支え型の溝
    の中の少くとも１本の帯材を溝に対して動かないように
    連結する手段を有し、該帯材を長尺物に巻くことによっ
    て帯材又は支え型に加わる力が一定の限界を越えると、
    該連結手段が効力を失うようにしてあることを特徴とす
    る方法。
14. 【請求項１４】特許請求の範囲第10項に記載の方法にお
    いて、前記鎧装機（37）が巻回してある補強部材（33）
    をとりつけて繰出すための繰出し手段（36）と、該補強
    部材（33）を該繰出し手段（36）から繰出して帯材（3
    1）を長尺物に巻きつける前に支え型（32）を帯材から
    分離するための分離手段（34）と、分離した支え型を巻
    きとるための巻き取り手段（35）と、該帯材を長尺物に
    巻きつける作業中、該帯材に張力を持続的に与えておく
    ための手段とを含むことを特徴とする方法。