JP5900385B2 - Frpパイプの製造方法 - Google Patents
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Description
このプリプレグシートを螺旋状に積層する製法では、従来、積層時の繊維継ぎ部に皺が発生することがあり、また、積層した層の繊維ずれによっても皺が発生することがあった。この皺はFRPパイプの強度低下の原因となっていた。
矩形のクロスプリプレグシートの外周の一辺を基準として前記クロスプリプレグシートの材料である強化繊維の繊維配向方向θが0°<θ<90°である第1のクロスプリプレグシートの前記一辺の方向と、前記FRPパイプの内径に相当する径を有する円柱状の芯金の中心軸の方向とが一致するように前記第1のクロスプリプレグシートを配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記第1のクロスプリプレグシートを前記芯金に巻きつける巻き付け工程と、
前記巻き付け工程の後、矩形のクロスプリプレグシートの外周の一辺を基準として前記クロスプリプレグシートの材料である強化繊維の繊維配向方向が前記θと一致する第2のクロスプリプレグシートの前記一辺の方向と、前記芯金の中心軸の方向とが一致し、かつ、前記芯金の中心軸の方向と垂直方向にある前記第1のクロスプリプレグシートの外周の辺におけるFRPパイプの長手方向の端部と前記第2のクロスプリプレグシートの外周の辺におけるFRPパイプの長手方向の端部が、継ぎ部で重なり合うように前記第2のクロスプリプレグシートを積層する積層工程と、
前記積層工程の後、前記第2のクロスプリプレグシートを前記芯金に巻きつける工程と、を備える。
図1〜図3は、実施の形態1に係る2軸織物を材料とした異方性を有するFRPパイプの製造方法を説明する図である。
図1において、2は2軸以上の強化繊維を材料とする矩形のクロスプリプレグシート、3は芯金であり、クロスプリプレグシート2を、矩形に切断されているクロスプリプレグシート2の一辺を芯金3の長手方向と一致させた状態で芯金3に巻きつけることを示している。
そして、準備したクロスプリプレグシート2を、先に繊維配向方向の角度θ1の基準とした1辺が芯金3の中心軸と平行となるように設置した状態で、芯金3に巻きつける。
図4は、この発明の実施の形態2を説明するための図である。図4においてFRPパイプ1に段状(階段状)の積層領域を設けることで、段階的に変化する肉厚を有する中空のパイプを積層することができる。パイプ本体とクロスプリプレグシート2の繊維配向方向を一致させる積層方法は実施の形態1と同様であるが、段状に積層する際、準備した幅の異なる短形のクロスプリプレグシートの端面をずらして積層するようにする。
積層時に螺旋積層を実施しないため、皺を発生することなく段状に積層して作ることができる。
図5はこの発明の実施の形態3を説明するための図であり、FRPパイプ1のパイプ全長を長尺にする方法を示すものである。準備したクロスプリプレグシート2の幅よりも長いパイプを作りたい場合、クロスプリプレグシートを複数枚用意しておき、パイプ直胴部に繊維継ぎ(クロスプリプレグシート継ぎ)を設ける。
パイプ本体とクロスプリプレグシート2の繊維配向方向を一致させる積層方法は実施の形態1と同様である。パイプ長手方向に繊維継ぎ(クロスプリプレグシート継ぎ)を生じた場合においても、図5のパイプ1側面図における繊維配向角度θ2はクロスプリプレグシートの繊維配向角θ1と同一となる。
図6はこの発明の実施の形態4を説明するための図である。FRPパイプ1に対して、準備したクロスプリプレグシート2の長さよりも大径のパイプを作りたい場合、パイプ1の円周方向に対して繊維継ぎ(クロスプリプレグシートの継ぎ)を設ける。
パイプ本体とクロスプリプレグシート2の繊維配向方向を一致させる積層方法は実施の形態1と同様である。繊維継ぎを生じた場合においても、図6のパイプ1側面図における繊維配向角度θ2はクロスプリプレグシートの繊維配向角θ1と同一となる。
Claims (3)
- 人工衛星の構造体に用いられる2軸以上の織物を材料とした異方性を有するFRP(Fiber Reinforced Plastics)パイプの製造方法であって、
矩形のクロスプリプレグシートの外周の一辺を基準として前記クロスプリプレグシートの材料である強化繊維の繊維配向方向θが0°<θ<90°である第1のクロスプリプレグシートの前記一辺の方向と、前記FRPパイプの内径に相当する径を有する円柱状の芯金の中心軸の方向とが一致するように前記第1のクロスプリプレグシートを配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記第1のクロスプリプレグシートを前記芯金に巻きつける巻き付け工程と、
前記巻き付け工程の後、矩形のクロスプリプレグシートの外周の一辺を基準として前記クロスプリプレグシートの材料である強化繊維の繊維配向方向が前記θと一致する第2のクロスプリプレグシートの前記一辺の方向と、前記芯金の中心軸の方向とが一致し、かつ、前記芯金の中心軸の方向と垂直方向にある前記第1のクロスプリプレグシートの外周の辺におけるFRPパイプの長手方向の端部と前記第2のクロスプリプレグシートの外周の辺におけるFRPパイプの長手方向の端部が、継ぎ部で重なり合うように前記第2のクロスプリプレグシートを積層する積層工程と、
前記積層工程の後、前記第2のクロスプリプレグシートを前記芯金に巻きつける工程と、
を備えることを特徴とするFRPパイプの製造方法。 - 人工衛星の構造体に用いられる2軸以上の織物を材料とした異方性を有するFRP(Fiber Reinforced Plastics。強化繊維プラスチック)パイプの製造方法であって、
矩形のクロスプリプレグシートの外周の一辺を基準として前記クロスプリプレグシートの材料である強化繊維の繊維配向方向θが0°<θ<90°である第1のクロスプリプレグシートの前記一辺の方向と、前記FRPパイプの内径に相当する径を有する円柱状の芯金の中心軸の方向とが一致するように前記第1のクロスプリプレグシートを配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記第1のクロスプリプレグシートを前記芯金に巻きつける巻き付け工程と、
前記巻き付け工程の後、矩形のクロスプリプレグシートの外周の一辺を基準として前記クロスプリプレグシートの材料である強化繊維の繊維配向方向が前記θと一致する第2のクロスプリプレグシートの前記一辺の方向と、前記芯金の中心軸の方向とが一致し、かつ、前記芯金の中心軸の方向にある前記第1のクロスプリプレグシートの外周の辺におけるFRPパイプの円周方向の端部と前記第2のクロスプリプレグシートの外周の辺におけるFRPパイプの円周方向の端部が、継ぎ部で重なり合うように前記第2のクロスプリプレグシートを積層する積層工程と、
前記積層工程の後、前記第2のクロスプリプレグシートを前記芯金に巻きつける工程と、
を備えることを特徴とするFRPパイプの製造方法。 - FRPパイプの長手方向に幅の異なる複数枚のクロスプリプレグシートを積層して成形することを特徴とする請求項1、2いずれか記載のFRPパイプの製造方法。
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