JP2620334B2 - Method and apparatus for producing fiber reinforced plastic ring - Google Patents

Method and apparatus for producing fiber reinforced plastic ring

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JP2620334B2
JP2620334B2 JP63242050A JP24205088A JP2620334B2 JP 2620334 B2 JP2620334 B2 JP 2620334B2 JP 63242050 A JP63242050 A JP 63242050A JP 24205088 A JP24205088 A JP 24205088A JP 2620334 B2 JP2620334 B2 JP 2620334B2
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diameter
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は繊維強化プラスチックリングの製造法及びそ
の製造装置に係り、特にフィラメントワインディング装
置を用いてZ字断面の繊維強化プラスチックリングを製
造する方法及びその装置に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a fiber-reinforced plastic ring and an apparatus for manufacturing the same, and more particularly to a method for manufacturing a fiber-reinforced plastic ring having a Z-shaped cross section using a filament winding device. And its device.

[従来の技術] 繊維強化プラスチック材を使用したリング状の複合材
は航空機等の材料として近年広く使用されている。特開
昭58−96522号公報には、フィラメントワインディング
装置により繊維糸を2枚の円板にヘリカルワインディン
グし、更に両円板の間隙にフープワインディングし、次
いで外周部に積層した後に加圧硬化してT字またはL字
断面のリング状複合材を製造する方法が開示されてい
る。この方法はフィラメントワインディング装置を使用
するのでT字またはL字断面のリング状の複合材を高効
率・低コストで製造することができるという利点を有す
る反面、特に航空機の胴体フレームに適した曲げ強度に
優れたZ字断面のリング状の複合材フレームを製造する
ことができなかった。
[Related Art] A ring-shaped composite material using a fiber-reinforced plastic material has been widely used in recent years as a material for aircraft and the like. Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-96522 discloses that a fiber yarn is helically wound on two disks by a filament winding device, further hoop-wound in a gap between the two disks, then laminated on the outer peripheral portion, and then pressure-cured. A method for manufacturing a T-shaped or L-shaped ring-shaped composite material is disclosed. This method has an advantage that a ring-shaped composite material having a T-shaped or L-shaped cross section can be manufactured with high efficiency and low cost because a filament winding device is used, but the bending strength is particularly suitable for an aircraft fuselage frame. It was not possible to manufacture a ring-shaped composite material frame having a Z-shaped cross section excellent in quality.

このZ字断面のリング状複合材フレームの製造法とし
ては、織物又はテープ機をZ字形マンドレルにハンドレ
イアップにより積層するハンドレイアップ法が知られて
いた。
As a method of manufacturing the ring-shaped composite material frame having the Z-shaped cross section, a hand lay-up method of laminating a woven or tape machine on a Z-shaped mandrel by hand lay-up has been known.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このハンドレイアップ法は織物機又は
テープ機のプリカット及び積層を人手により行うため、
コストが高いという問題があった。また、織物材または
テープ材は歩留り及び繊維方向の配向上、第12図に示さ
れたように重ね継ぎ(ラップスプライス)されており、
軽量性が損なわれると共に高コストとなり、更に重ね継
ぎ部が局部的に厚くなり相手部品とのファスナ結合が困
難になるといった欠点もあった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, since this hand lay-up method manually performs pre-cut and lamination of a weaving machine or a tape machine,
There was a problem that the cost was high. In addition, the woven material or tape material is overlapped (lap splice) as shown in FIG. 12 in terms of yield and orientation in the fiber direction,
There are also disadvantages in that the lightness is impaired and the cost is high, and that the lap joint is locally thickened, making it difficult to fasten a fastener to a mating part.

そこで、本発明の目的は、フィラメントワインディン
グ装置の使用を可能にし、重ね継ぎのない軽量かつ高強
度のZ字断面の繊維強化プラスチックリングを安価に製
造できる繊維強化プラスチックリングの製造法及びその
装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for manufacturing a fiber reinforced plastic ring which enables the use of a filament winding device and which can produce a lightweight and high strength Z-shaped cross section fiber reinforced plastic ring without splicing at low cost. To provide.

[課題を解決するための手段] この目的を達成するために本発明による繊維強化プラ
スチックリングの製造法は、大径外周部と小径外周部と
の境界がほぼ垂直になっている段差部を有する主マンド
レルと外径が上記主マンドレルの小径外周部とほぼ同径
である補助マンドレルとを、この補助マンドレルが上記
主マンドレルの小径外周部側に位置するように夫々回転
軸に取付け、上記主マンドレルと上記補助マンドレルと
が互いに所定の間隔だけ隔てられた状態で上記主及び補
助マンドレルに繊維強化プラスチックの糸状体を積層状
にワインディングした後に、上記主及び補助マンドレル
を互いに密接させると共に、内周が上記主マンドレルの
小径外周部とほぼ同径であるL字断面のタック用リング
と上記主マンドレルの段差部とを互いに嵌合して上記状
積層糸状体をZ字断面形状とし、この状態で上記状積層
糸状体の硬化処理を行うものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve this object, a method for producing a fiber reinforced plastic ring according to the present invention has a step portion in which a boundary between a large-diameter outer peripheral portion and a small-diameter outer peripheral portion is substantially vertical. A main mandrel and an auxiliary mandrel whose outer diameter is substantially the same as the outer diameter of the main mandrel are attached to the rotating shaft so that the auxiliary mandrel is located on the outer side of the outer diameter of the main mandrel. After winding the fiber-reinforced plastic filaments on the main and auxiliary mandrels in a state where the main and auxiliary mandrels are separated from each other by a predetermined distance, the main and auxiliary mandrels are brought into close contact with each other, and the inner circumference is A tack ring having an L-shaped cross section having substantially the same diameter as the small-diameter outer peripheral portion of the main mandrel and a step portion of the main mandrel are fitted to each other. Then, the above-mentioned laminated filamentous material has a Z-shaped cross-sectional shape, and the curing treatment of the above-mentioned laminated filamentous material is performed in this state.

この方法の場合、上記主マンドレルと上記補助マンド
レルとの間に上記所定の間隔を形成するためにスペーサ
をその間に介在させ、このスペーサを上記プリプレグ糸
状体のワインディング後に取外し、上記タック用リング
を上記回転軸上を摺動して上記主マンドレルの段差部に
嵌合し、上記主マンドレルと補助マンドレルとの密接は
上記摺動されたタック用リングが上記補助マンドレルを
押すことにより行うことが望ましい。
In the case of this method, a spacer is interposed between the main mandrel and the auxiliary mandrel to form the predetermined space therebetween, the spacer is removed after winding the prepreg thread, and the tack ring is removed. It is preferable that the main mandrel slides on the rotary shaft and is fitted to the stepped portion, and the main mandrel and the auxiliary mandrel are brought into close contact by pushing the auxiliary mandrel by the slid tack ring.

また、上記糸状体のワインディングは、上記主及び補
助マンドレルになされた第1のヘリカルワィンディング
とこのヘリカルワインディングの後に上記主マンドレル
の大径外周部になされたフープワインディングとこのフ
ープワインディングの後に上記上記主及び補助マンドレ
ルになされた第2のヘリカルワィンディングとを少なく
とも含むことが好ましい。
Also, the winding of the filament is performed by a first helical winding performed on the main and auxiliary mandrels, a hoop winding performed on a large-diameter outer peripheral portion of the main mandrel after the helical winding, and the main winding after the hoop winding. And at least a second helical winding made on the auxiliary mandrel.

また本発明による製造装置は、回転軸と;この回転軸
に取付けられ、大径外周部と小径外周部との境界がほぼ
垂直になっている段差部を有する主マンドレルと、;上
記主マンドレルの小径外周部側に位置するように上記回
転軸に上記軸方向に摺動可能に取付けられ、外径が上記
主マンドレルの小径外周部とほぼ同径である補助マンド
レルと;上記主マンドレルと上記補助マンドレルとの間
に介在されこの間に所定の間隔を形成するスペーサと;
上記主マンドレルとの間に上記補助マンドレルを挟むよ
うに上記回転軸に上記軸方向に摺動可能に取付けられ、
内周が上記主マンドレルの小径外周部とほぼ同径である
L字断面のタック用リングとを具備し、上記スペーサを
介在した上記主及び補助マンドレルには繊維強化プラス
チックの糸状体が積層状にワインディングされるもので
ある。
The manufacturing apparatus according to the present invention further includes: a rotating shaft; a main mandrel attached to the rotating shaft and having a step portion in which a boundary between a large-diameter outer peripheral portion and a small-diameter outer peripheral portion is substantially vertical; An auxiliary mandrel slidably mounted in the axial direction on the rotating shaft so as to be located on the outer peripheral side of the small diameter, and having an outer diameter substantially the same as the outer peripheral diameter of the small diameter of the main mandrel; and the main mandrel and the auxiliary A spacer interposed between the mandrel and forming a predetermined gap therebetween;
Attached slidably in the axial direction to the rotating shaft so as to sandwich the auxiliary mandrel between the main mandrel,
An inner periphery is provided with a tack ring having an L-shaped cross section having substantially the same diameter as the outer periphery of the small diameter of the main mandrel, and the main and auxiliary mandrels with the spacer interposed therebetween are formed by laminating fiber-reinforced plastic filaments. It is to be wound.

[作 用] 糸状体のワインディングは主マンドレルと上記補助マ
ンドレルとが互いに所定の間隔だけ隔てられた状態で行
われるので、上記段差部にワインディングされた糸状体
はその後の主及び補助マンドレルの密接によって弛みが
発生する。従って上記段差部の糸状体はタッグ用リング
と上記主マンドレルの段差部との嵌合によってこの段差
部の形状に沿うように変形し、これにより積層状糸状体
はZ字断面形状となる。こうしてフィラメントワインデ
ィング装置を使用してZ字断面形状の繊維強化プラスチ
ックリングを製造することができる。
[Operation] Since the winding of the filament is performed in a state where the main mandrel and the auxiliary mandrel are separated from each other by a predetermined distance, the filament wound on the step portion is brought into close contact with the main and auxiliary mandrels thereafter. Loosening occurs. Therefore, the thread at the step is deformed along the shape of the step by fitting the tag ring with the step of the main mandrel, whereby the laminated thread has a Z-shaped cross section. Thus, a fiber reinforced plastic ring having a Z-shaped cross section can be manufactured using the filament winding device.

[実施例] 以下本発明による繊維強化プラスチックリングの製造
法及びその装置の実施例を第1図乃至第11図を参照して
説明する。
[Embodiment] An embodiment of a method for manufacturing a fiber-reinforced plastic ring and an apparatus therefor according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図において、回転軸1には積層用主マンドレル2
と積層補助マンドレル3とが取付けられ、この積層用主
マンドレル2は回転方向と軸方向の両方向に動かないよ
うに回転軸1に対して固定され、積層用補助マンドレル
3は回転方向には固定され軸方向には摺動可能である。
主マンドレル2の外周部には段差部2aが形成され、この
段差部2aは大径外周部2bと小径外周部2cと境界壁2dとか
ら形成されている。補助マンドレル3は、外径が主マン
ドレル2の小径外周部2cと同径に定められ、この小径外
周部2c側に、即ち小径外周部2cに対向するように回転軸
1に取付けられている。主及び補助マンドレル2と3と
の間には複数個のスペーサ4が円周方向に間隔をおいて
配置されている。このスペーサ4は補助マンドレル3に
開口部を形成しておき、この開口部から出し入れするこ
とができる。
In FIG. 1, a main mandrel 2 for lamination is provided on a rotating shaft 1.
The laminating auxiliary mandrel 3 is attached to the laminating main mandrel 2. The laminating main mandrel 2 is fixed to the rotating shaft 1 so as not to move in both the rotational direction and the axial direction, and the laminating auxiliary mandrel 3 is fixed in the rotational direction. It is slidable in the axial direction.
A step 2a is formed on the outer peripheral portion of the main mandrel 2, and the step 2a is formed by a large-diameter outer peripheral portion 2b, a small-diameter outer peripheral portion 2c, and a boundary wall 2d. The auxiliary mandrel 3 has an outer diameter determined to be the same as that of the small-diameter outer peripheral portion 2c of the main mandrel 2, and is attached to the rotating shaft 1 on the small-diameter outer peripheral portion 2c side, that is, opposed to the small-diameter outer peripheral portion 2c. Between the main and auxiliary mandrels 2 and 3, a plurality of spacers 4 are arranged at intervals in the circumferential direction. The spacer 4 has an opening formed in the auxiliary mandrel 3 and can be taken in and out of the opening.

回転軸1には、積層物タック用リング5が軸方向に摺
動可能にかつ補助マンドレル3に対向するように取付け
られている。このタック用リング5は外周部5aがL字断
面に形成され、この内周5bは主マンドレル2の小径外周
部2cと同径またはこれにより僅かに大きく定められてい
る。
A laminated tack ring 5 is attached to the rotating shaft 1 so as to be slidable in the axial direction and to face the auxiliary mandrel 3. The outer periphery 5a of the tack ring 5 is formed in an L-shaped cross section, and the inner periphery 5b has the same diameter as the small diameter outer periphery 2c of the main mandrel 2 or is slightly larger.

次にこの実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

第1図に示したように、主及び補助マンドレル2と3
とがスペーサ4によって所定間隔離間されている状態
で、第2図に示されたように回転軸1が回転され、カー
ボンやガラスやアラミド等製のロービング糸状体6を熱
硬化性または熱可塑性樹脂に含浸させながらあるいは既
に繊維樹脂が含浸されたプリプレグロービングまたはプ
リプレグテープなどの糸状体6を用いてヘリカルワイン
ディングが行われる。この後、第3図に示されたように
大径部外周2bにフープワインディングが行われ、再度第
2図のヘリカルワインディングが行われる。こうして糸
状体6の積層物を作成した後に、スペーサ4が開口部を
通して半径方向内方に外される。次いで第4図に示され
たようにタック用リング5が回転軸1上を主マンドレル
2に向って摺動され、補助マンドレル3を押して主マン
ドレル2に密着させると共に、リング5のL字断面部5a
が段差部2aに嵌合される。これにより、糸状体積層物7
はZ字断面に変形される。
As shown in FIG. 1, the main and auxiliary mandrels 2 and 3
With the spacers 4 separated by a predetermined distance, the rotary shaft 1 is rotated as shown in FIG. 2 to remove the roving thread 6 made of carbon, glass, aramid, or the like into a thermosetting or thermoplastic resin. Helical winding is performed while impregnating the fiber material or using a thread 6 such as prepreg globbing or prepreg tape already impregnated with a fiber resin. Thereafter, as shown in FIG. 3, hoop winding is performed on the outer periphery 2b of the large diameter portion, and helical winding shown in FIG. 2 is performed again. After the stack of the filaments 6 is thus formed, the spacer 4 is removed radially inward through the opening. Next, as shown in FIG. 4, the tacking ring 5 is slid on the rotating shaft 1 toward the main mandrel 2 to push the auxiliary mandrel 3 so as to be in close contact with the main mandrel 2 and to make an L-shaped cross section of the ring 5. 5a
Is fitted to the step 2a. Thereby, the thread laminate 7 is formed.
Is transformed into a Z-shaped cross section.

この糸状体積層物7のZ字断面への変形は上記補助マ
ンドレル3の主マンドレル2への密着移動によって許容
される。すなわち、ヘリカルワインディングされた糸状
体積層物7(二点鎖線)は、上記補助マンドレル3の密
着によって弛みが生じるためL字断面部5aの嵌合により
小径外周部2cと境界壁2dとに沿った形状に変形可能とな
る。従って、スペーサ4の厚さ、即ち主マンドレル2と
補助マンドレル3との間隙は二点鎖線の一直線状の糸状
体積層物7が実線の直角折曲状の糸状体積層物7に変形
できるように定められている。
The deformation of the thread-like laminate 7 into a Z-shaped cross section is allowed by the close movement of the auxiliary mandrel 3 to the main mandrel 2. That is, the helically wound thread-like laminate 7 (two-dot chain line) is loosened due to the close contact of the auxiliary mandrel 3 and is fitted along the small-diameter outer peripheral portion 2c and the boundary wall 2d by fitting the L-shaped cross-section 5a. It can be transformed into a shape. Accordingly, the thickness of the spacer 4, that is, the gap between the main mandrel 2 and the auxiliary mandrel 3 is set so that the linear thread laminate 7 in a two-dot chain line can be transformed into a solid right-angle bent thread laminate 7. Stipulated.

この後に、リング5が取外され第5図に示されたよう
に糸状体積層物7は所定の位置P1,P2で切断された後、
真空バックで被覆されオートクレーブにて加熱・加圧硬
化される。こうして主マンドレル2を成形型とした糸状
体積層物7の成形が終了する。もちろん、上記加熱は上
記樹脂が熱硬化性の場合であり、熱可塑性の場合には冷
却が行われる。
Thereafter, the ring 5 is removed, and the thread laminate 7 is cut at predetermined positions P1 and P2 as shown in FIG.
It is covered with a vacuum bag and cured by heating and pressure in an autoclave. Thus, the forming of the thread laminate 7 using the main mandrel 2 as a mold is completed. Of course, the heating is performed when the resin is thermosetting, and when the resin is thermoplastic, cooling is performed.

以上は大径外周部2bにのみワープワインディングを行
う例であった。次に、大径外周部2bと小径外周部2cと両
方にフープラインディングを行う例を説明する。
The above is an example in which warp winding is performed only on the large-diameter outer peripheral portion 2b. Next, an example in which hoop grinding is performed on both the large-diameter outer peripheral portion 2b and the small-diameter outer peripheral portion 2c will be described.

第3図に示した大径外周部2bへのフープワインディン
グ後に、スペーサ4を外しリング5を主マンドレル2に
嵌合して糸状体積層物7をZ字型に変形させる。この
後、リング5を取外して小径外周部2cにフープワインデ
ィングを行う。こうして第6図に示されたようにヘリカ
ワインディングの糸状体積層物7aの上に、大径外周部2b
と小径外周部2cとにおいてフープワインディングの糸状
体積層物7bと7cとがそれぞれ形成される。この後に、主
マンドレル2と補助マンドレル3との境界部P1で糸状体
積層物をナイフ切断する。次いで再びスペーサ4を主及
び補助マンドレル23の間に挿入して補助マンドレル3を
元の位置へ移動させた後に、再度第2図と同様のヘリカ
ルワインディングを行う。この後にスペーサ4を外し第
7図に示されたようにリング5を主マンドレル2に嵌合
して糸状体積層物7をZ字型に変形させる。こうして第
1のヘリカルワインディング積層層7aと第2のヘリカル
ワインディング積層層7dとの間に、大径外周部2bと小径
外周部2cとにフープワインディング積層層7bと7cが形成
される。
After hoop winding to the large-diameter outer peripheral portion 2b shown in FIG. 3, the spacer 4 is removed, the ring 5 is fitted to the main mandrel 2, and the thread laminate 7 is deformed into a Z-shape. Thereafter, the ring 5 is removed and hoop winding is performed on the small-diameter outer peripheral portion 2c. Thus, as shown in FIG. 6, the large-diameter outer peripheral portion 2b
The hoop-winding thread-like laminates 7b and 7c are formed on the small-diameter outer peripheral portion 2c, respectively. Thereafter, the thread laminate is knife-cut at the boundary P1 between the main mandrel 2 and the auxiliary mandrel 3. Next, after inserting the spacer 4 again between the main and auxiliary mandrels 23 to move the auxiliary mandrel 3 to the original position, the same helical winding as in FIG. 2 is performed again. Thereafter, the spacer 4 is removed, and the ring 5 is fitted to the main mandrel 2 as shown in FIG. 7 to deform the thread-like laminate 7 into a Z-shape. Thus, between the first helical winding laminated layer 7a and the second helical winding laminated layer 7d, the hoop winding laminated layers 7b and 7c are formed on the large diameter outer peripheral portion 2b and the small diameter outer peripheral portion 2c.

Z字断面のフレームは、そのフランジ部が引張及び圧
縮荷重を受けウェブ部がせん断荷重を受けるので、上述
のように引張及び圧縮荷重に対して効率のよいフープワ
インディングを積層物7bと7cでフランジ部を構成し、せ
ん断荷重に対して効率のよいヘリカルワインディング積
層物7aと7dでウェブ部を構成した、場合には、強度的に
非常に優れた繊維強化プラスチックリングが得られる。
更にフープワインディング積層物7bと7cはヘリカルワイ
ンディング積層物7aと7dの間に介在しているので、対称
性が保たれ歪みの発生を防止することができる。
The frame having a Z-shaped cross section has a flange portion that receives tensile and compressive loads and a web portion that receives shear loads. As described above, efficient hoop winding with respect to tensile and compressive loads is performed using the laminates 7b and 7c. In the case where the web portion is constituted by the helical winding laminates 7a and 7d which are efficient with respect to the shear load, a fiber reinforced plastic ring excellent in strength is obtained.
Further, since the hoop winding laminates 7b and 7c are interposed between the helical winding laminates 7a and 7d, the symmetry is maintained and the occurrence of distortion can be prevented.

第8図は上記実施例の変形例を示したもので、主マン
ドレル8は段差部8aが左右に形成され、これに応じて補
助マンドレル9とスペーサ10とL字断面の積層物タック
用リング(不図示)が夫々一対設けられている。従って
糸状体積層物7は2個同時に形成することができる。
FIG. 8 shows a modification of the above embodiment, in which the main mandrel 8 has stepped portions 8a formed on the left and right, and accordingly, the auxiliary mandrel 9, the spacer 10, and the L-shaped laminated tack ring ( (Not shown). Therefore, two thread-like laminates 7 can be formed simultaneously.

第9図は第8のマンドレルを複数個回転軸1に連結
し、これに応じてワインディングマシンのデリバリアイ
11を軸方向に複数個設置したものである。
FIG. 9 shows a case in which a plurality of eighth mandrels are connected to the rotating shaft 1 and the delivery manipulator of the winding machine is accordingly operated.
11 are installed in the axial direction.

第10図は第8図と同様にマンドレルを複数個回転軸1
に連結し、各マンドレル間でプリプレグ糸状体をタック
させ軸方向に単列にしたものである。
FIG. 10 is a view similar to FIG.
And the prepreg filaments are tacked between the mandrels to form a single row in the axial direction.

第11図はワインディングマシンのデリバリアイ11を周
方向に複数個設置したものである。
FIG. 11 shows a winding machine in which a plurality of delivery dials 11 are provided in the circumferential direction.

なお、上述の実施例ではヘリカルワインディングの際
に主マンドレルと補助マンドレルとを所定間隔離間する
のにスペーサを使用した。しかしながら、本発明は補助
マンドレルを主マンドレルに対して所定間隔隔てて保持
することができる保持手段であれば、上記スペーサに限
らず任意の保持手段を使用することができる。
In the above embodiment, a spacer is used to separate the main mandrel and the auxiliary mandrel by a predetermined distance during helical winding. However, the present invention is not limited to the spacer, and any holding means can be used as long as the holding means can hold the auxiliary mandrel at a predetermined distance from the main mandrel.

また、補助マンドレルとタック用リング5とを移動可
能に構成する代わりに主マンドレルを摺動可能に構成す
ることもできる。もちろん、繊維強化プラスチックリン
グは真円形状以外のリング形状とすることもできる。
Further, instead of the auxiliary mandrel and the tack ring 5 being configured to be movable, the main mandrel may be configured to be slidable. Of course, the fiber reinforced plastic ring may have a ring shape other than a perfect circle shape.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように本発明の製造法によれ
ば、フィラメントワインディング装置の使用によって一
体構造のZ字断面繊維強化プラスチックリングを安価に
製造することができると共に、従来のハンドレイアップ
法に起因する問題も解消することができる。
[Effects of the Invention] As is apparent from the above description, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a Z-shaped cross-section fiber reinforced plastic ring having an integral structure at a low cost by using a filament winding device, and to use a conventional method. Problems caused by the hand lay-up method can also be solved.

また本発明の製造装置によれば、一体構造のZ字断面
繊維強化プラスチックリングを安価に製造することがで
きる。
Further, according to the manufacturing apparatus of the present invention, a Z-shaped cross-section fiber reinforced plastic ring having an integral structure can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明による繊維強化プラスチックリングの製
造法及びその装置の一実施例を示した縦断面図、第2図
はヘリカルワインディングの様子を示した斜視図、第3
図はループワインディングの様子を示した斜視図、第4
図はZ字断面に変形した状態を示した断面図、第5図及
び第6図は積層物の切断位置を示した断面図、第7図は
Z字断面に変形した状態を示した断面図、第8図と第9
図と第10図は夫々上記実施例の変形例を示した断面図、
第11図は上記実施例と別の変形例を示した斜視図、第12
図は従来のハンドレイアップ法によって製造した繊維強
化プラスチックリングを示した斜視図である。 1……回転軸、2……主マンドレル、2a……段差部、2b
……大径外周部、2c…小径外周部、2d……境界、3……
補助マンドレル、4……スペーサ、5……タック用リン
グ、5a……外周部、5c……内周。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a method and an apparatus for manufacturing a fiber reinforced plastic ring according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a state of helical winding, and FIG.
The figure is a perspective view showing the state of loop winding.
The figure is a cross-sectional view showing a state deformed into a Z-shaped cross section, FIG. 5 and FIG. 6 are cross-sectional views showing cutting positions of the laminate, and FIG. 8 and 9
FIGS. 10 and 10 are cross-sectional views each showing a modification of the above-described embodiment.
FIG. 11 is a perspective view showing another modification example of the above-described embodiment, and FIG.
The figure is a perspective view showing a fiber reinforced plastic ring manufactured by a conventional hand lay-up method. 1 ... rotating shaft, 2 ... main mandrel, 2a ... step, 2b
… Large diameter outer circumference, 2c… Small diameter outer circumference, 2d …… Boundary, 3 ……
Auxiliary mandrel, 4 ... Spacer, 5 ... Tack ring, 5a ... Outer periphery, 5c ... Inner periphery.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】大径外周部と小径外周部との垂直な境界壁
とから段差部を有する主マンドレルと外径が上記主マン
ドレルの小径外周部とほぼ同径である補助マントレルと
を、この補助マンドレルが上記主マンドレルの小径外周
部側に位置するように夫々回転軸に取付け、上記主マン
ドレルと上記補助マンドレルとが互いに所定の間隔だけ
隔てられた状態で上記主及び補助マンドレルに繊維強化
プラスチックのロービング糸状体を積層状にワインディ
ングして糸状積層体を形成した後に、上記主及び補助マ
ンドレルを互いに密接させると共に、内周が上記主マン
ドレルの小径外周部とほぼ同径であるL字断面のタック
用リングと上記主マンドレルの段差部とを互いに嵌合し
て上記糸状積層体をZ字断面形状とし、この状態で上記
糸状積層体プリプレグ糸状体の硬化処理を行うことを特
徴とする繊維強化プラスチックリングの製造法。
1. A main mandrel having a step from a vertical boundary wall between a large-diameter outer peripheral portion and a small-diameter outer peripheral portion, and an auxiliary mantrel having an outer diameter substantially the same as the small-diameter outer peripheral portion of the main mandrel. The auxiliary mandrel is attached to the rotating shaft so that it is located on the small diameter outer peripheral side of the main mandrel, and the main and auxiliary mandrels are fiber-reinforced plastics in a state where the main mandrel and the auxiliary mandrel are separated from each other by a predetermined distance. After forming the thread-like laminate by winding the roving thread-like material into a laminate, the main and auxiliary mandrels are brought into close contact with each other, and the inner periphery of the L-shaped cross-section is substantially the same diameter as the small-diameter outer periphery of the main mandrel. The tack ring and the step portion of the main mandrel are fitted to each other to form the thread-like laminate into a Z-shaped cross-section, and in this state, the thread-like laminate prep is formed. Preparation of fiber-reinforced plastic ring, which comprises carrying out the hardening process of the grayed filaments.
【請求項2】上記主マンドレルと上記補助マンドレルと
の間に上記所定の間隔を形成するために上記主マンドレ
ルと上記補助マンドレルとの間にスペーサが介在され、
このスペーサは上記糸状体のワインディング後に取外さ
れ、上記タック用リングは上記回転軸上を摺動されて上
記主マンドレルの段差部に嵌合され、上記主マンドレル
と補助マンドレルとの密接は上記摺動されたタック用リ
ングが上記補助マンドレルを押すことによりなされるこ
とを特徴とする請求項1記載の繊維強化プラスチックリ
ングの製造法。
2. A spacer is interposed between the main mandrel and the auxiliary mandrel to form the predetermined space between the main mandrel and the auxiliary mandrel,
The spacer is removed after the thread is wound, the tack ring is slid on the rotating shaft and fitted to the step of the main mandrel, and the close contact between the main mandrel and the auxiliary mandrel is determined by the sliding. 2. The method of claim 1, wherein the moving tack ring is formed by pressing the auxiliary mandrel.
【請求項3】上記糸状体のワインディングは、上記主及
び補助マンドレルになされた第1のヘリカルワィンディ
ングとこのヘリカルワインディングの後に上記主マンド
レルの大径外周部になされたフープワインディングとこ
のフープワインディング後に上記主及び補助マンドレル
になされた第2のヘリカルワィンディングとを少なくと
も含むことを特徴とする請求項1記載の繊維強化プラス
チックリングの製造法。
3. The winding of the filament includes a first helical winding on the main and auxiliary mandrels, a hoop winding on a large diameter outer peripheral portion of the main mandrel after the helical winding, and a hoop winding on the large diameter outer periphery of the main mandrel. The method for producing a fiber reinforced plastic ring according to claim 1, further comprising at least a second helical winding provided on the main and auxiliary mandrels.
【請求項4】回転軸と、この回転軸に取付けられ、大径
外周部と小径外周部との境界がほぼ垂直になっている段
差部を有する主マンドレルと、上記主マンドレルの小径
外周部側に位置するように上記回転軸に上記軸方向に摺
動可能に取付けられ、外径が上記主マンドレルの小径外
周部とほぼ同径である補助マンドレルと、上記主マンド
レルと上記補助マンドレルとの間に介在されこの間に所
定の間隔を形成するスペーサと、上記主マンドレルとの
間に上記補助マンドレルを挟むように上記回転軸に上記
軸方向に摺動可能に取付けられ、内周が上記主マンドレ
ルの小径外周部とほぼ同径であるL字断面のタック用リ
ングとを具備し、上記スペーサを介在した上記主及び補
助マンドレルには繊維強化プラスチックの糸状体が積層
状にワインディングされることを特徴とする繊維強化プ
ラスチックリングの製造装置。
4. A main mandrel having a rotating shaft, a step attached to the rotating shaft, and having a substantially vertical boundary between a large-diameter outer peripheral portion and a small-diameter outer peripheral portion, and a small-diameter outer peripheral side of the main mandrel. An auxiliary mandrel which is slidably mounted on the rotary shaft in the axial direction so as to be located at an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the main mandrel, and between the main mandrel and the auxiliary mandrel. The main mandrel is slidably mounted in the axial direction so that the auxiliary mandrel is interposed between the spacer and the main mandrel. A ring for tack having an L-shaped cross section having substantially the same diameter as the outer peripheral portion of the small diameter, and a fiber-reinforced plastic thread is laminated on the main and auxiliary mandrels with the spacer interposed therebetween; Fiber reinforced plastic ring of a manufacturing apparatus characterized in that it is.
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