JP6722047B2

JP6722047B2 - Molded body manufacturing method

Info

Publication number: JP6722047B2
Application number: JP2016110144A
Authority: JP
Inventors: 矛志小栗
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-06-01
Also published as: JP2017213803A

Description

本発明は、繊維強化樹脂材料からなる管状の成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a tubular molded body made of a fiber reinforced resin material.

繊維強化樹脂材料（ＦＲＰ（Fiber Reinforced plastic））からなる管状の成形体は、軽量かつ高強度であることから、航空機、自動車、鉄道車両、船舶、風力発電ブレード、土木、建築等の分野で幅広く用いられている。 The tubular molded body made of fiber reinforced resin (FRP) is lightweight and has high strength, so it is widely used in the fields of aircraft, automobiles, railway vehicles, ships, wind power generation blades, civil engineering, and construction. It is used.

管状の成形体の製造方法としては、例えば、フィラメントワインディング法により、マンドレルに樹脂を含浸した強化繊維を巻き付け、樹脂を硬化させた後、マンドレルを脱芯する製法が開示されている（例えば、特許文献１）。 As a method for manufacturing a tubular molded body, for example, by a filament winding method, a reinforcing fiber impregnated with a resin is wound around a mandrel, the resin is cured, and a manufacturing method in which the mandrel is decoreed is disclosed (for example, Patent Reference 1).

ところで、マンドレルを使用した成形体の製造方法において、一端から他端に移るにしたがって内径が大きくなる成形体を製造する場合、脱芯の困難性から、１本のマンドレルから１本の成形体しか製造することができなかった。また、シートワインディング法によりプリプレグをマンドレルに積層して、一端から他端に移るにしたがって内径が大きくなる成形体を製造する場合においても、同様の理由により、１本のマンドレルから１本の成形体しか製造することができなかった。 By the way, in a method of manufacturing a molded body using a mandrel, when manufacturing a molded body whose inner diameter increases from one end to the other end, it is difficult to de-core and only one molded body is manufactured from one mandrel. Could not be manufactured. In the case where a prepreg is laminated on a mandrel by the sheet winding method to produce a molded body whose inner diameter increases from one end to the other end, one mandrel and one molded body are produced for the same reason. Could only be manufactured.

特表２０１５−５０５７５３号公報Japanese Patent Publication No. 2015-505753

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、一端から他端に移るにしたがって内径が大きくなる成形体を、１本のマンドレルから２本製造できる成形体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a method for manufacturing a molded product, which can manufacture two molded products having an inner diameter increasing from one end to the other end from one mandrel. To aim.

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る成形体の製造方法は、一端から他端に移るにしたがって内径が大きくなり且つ繊維強化樹脂材料からなる管状の成形体を１本のマンドレルから２本製造する製造方法であって、長手方向に第１領域と第２領域とを有し、前記第１領域内において前記第２領域と反対側の端部から前記第２領域側の端部に移るにしたがって外径が大きくなり、前記第２領域内において前記第１領域と反対側の端部から前記第１領域側の端部に移るにしたがって外径が大きくなる前記マンドレルを準備し、前記マンドレルにおける前記第１領域と第２領域に独立した状態の成形体を成形し、前記第１領域に成形された前記成形体を前記マンドレルから前記第２領域と反対側の端部から抜き、前記第２領域に成形された前記成形体を前記マンドレルから前記第１領域と反対側の端部から抜くことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a molded body according to an aspect of the present invention is one mandrel in which a tubular molded body having an inner diameter increases from one end to the other end and made of a fiber reinforced resin material. And a second region in the longitudinal direction, the end of the first region being opposite to the second region and the end of being closer to the second region. The mandrel is arranged such that the outer diameter increases as it moves to the part, and the outer diameter increases in the second region from the end opposite to the first region to the end on the first region side. , Molding a molded body in an independent state in the first region and a second region of the mandrel, and pulling the molded body molded in the first region from the end of the mandrel opposite to the second region. The molded body molded in the second region is extracted from the end of the mandrel opposite to the first region.

ここでいう「一端から他端に移るにしたがって内径が大きくなり」とは、一端と他端との間に１個又は複数個の段差部やテーパー部がある場合、一端から他端まで内径が徐々に大きくなるテーパー状をしている場合等を含む概念であり、テーパーは直線状、曲線状であってもよい。なお、ある任意の領域において、一端に近い側の部分の内径が他端に近い側の部分の内径と同じ部分（ストレート部）を有していてもよい。 Here, "the inner diameter increases from one end to the other end" means that when one or more steps or tapered portions are provided between one end and the other end, the inner diameter from one end to the other end This is a concept including a case where the taper shape gradually increases, and the taper may be linear or curved. In addition, in a certain arbitrary region, the inner diameter of the portion near the one end may have the same portion (straight portion) as the inner diameter of the portion near the other end.

また、「独立した状態」とは、一方の成形体を損傷させることなく、他方の成形体をマンドレルから抜くことができることをいう。例えば、成形中の樹脂フローにより２つの成形体がフローした樹脂により連結されていても、他方の成形体をマンドレルから抜く時にフローした樹脂が破断して、一方の成形体に損傷を与えることなく他方の成形体を得ることができる。このため、例えば、フローした樹脂により２つの成形体が連結されているような状態も独立した状態の一形態に含まれる。 The "independent state" means that the other molded body can be removed from the mandrel without damaging the one molded body. For example, even if two moldings are connected by the flowing resin due to the resin flow during molding, the resin that flows when the other molding is pulled out from the mandrel breaks without damaging one molding. The other molded body can be obtained. Therefore, for example, a state in which two molded bodies are connected by the flowing resin is also included in the form of an independent state.

また、「抜く」とは、マンドレルを押し出して抜く場合、マンドレルを引いて抜く場合の両方を含む概念である。 Further, "pulling out" is a concept including both the case of pushing out the mandrel and the case of pulling out the mandrel.

本発明の一態様に係る成形体の製造方法によれば、一端から他端に移るにしたがって内径が大きくなる成形体を、１本のマンドレルから２本製造することができる。 According to the method for manufacturing a molded body according to one aspect of the present invention, it is possible to manufacture two molded bodies whose inner diameter increases from one end to the other end, from one mandrel.

本実施形態に係る成形体の製造方法の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the manufacturing method of the molded object which concerns on this embodiment. マンドレルの長手方向中央部を拡大した断面図である。It is sectional drawing which expanded the longitudinal center part of a mandrel. 成形体の脱芯方法を工程毎（Ａ）〜（Ｅ）に示す概略図である。It is the schematic which shows the decoreing method of a molded object for every process (A)-(E).

＜＜概要＞＞
本発明の一態様に係る成形体の製造方法は、一端から他端に移るにしたがって内径が大きくなり且つ繊維強化樹脂材料からなる管状の成形体を１本のマンドレルから２本製造する製造方法であって、長手方向に第１領域と第２領域とを有し、前記第１領域内において前記第２領域と反対側の端部から前記第２領域側の端部に移るにしたがって外径が大きくなり、前記第２領域内において前記第１領域と反対側の端部から前記第１領域側の端部に移るにしたがって外径が大きくなる前記マンドレルを準備し、前記マンドレルにおける前記第１領域と第２領域に独立した状態の成形体を成形し、前記第１領域に成形された前記成形体を前記マンドレルから前記第２領域と反対側の端部から抜き、前記第２領域に成形された前記成形体を前記マンドレルから前記第１領域と反対側の端部から抜くことを特徴としている。 <<Overview>>
A method for manufacturing a molded body according to one aspect of the present invention is a manufacturing method for manufacturing two tubular molded bodies each having a larger inner diameter from one end to the other and made of a fiber-reinforced resin material from one mandrel. And has a first region and a second region in the longitudinal direction, and the outer diameter of the first region increases from the end opposite to the second region to the end closer to the second region. The mandrel that becomes larger and has an outer diameter that increases in size from the end on the side opposite to the first region to the end on the side of the first region in the second region is prepared, and the first region in the mandrel is prepared. And an independent molded body in a second region, and the molded body molded in the first region is removed from the mandrel from an end opposite to the second region and molded in the second region. It is characterized in that the molded body is removed from the mandrel from an end opposite to the first region.

これによれば、一端から他端に移るにしたがって内径が大きくなる成形体を、１本のマンドレルから２本製造することができる。 According to this, it is possible to manufacture two molded bodies whose inner diameter increases from one end to the other end from one mandrel.

また、他の一態様において、前記マンドレルにおける前記第１領域と前記第２領域との間の当該マンドレルの外周面が露出する露出部にプレートを配し、前記成形体を脱芯する。
これによれば、マンドレルの第１領域および第２領域に成形された成形体の脱芯を容易に行うことができる。 Further, in another aspect, a plate is arranged on an exposed portion of the mandrel between the first region and the second region where an outer peripheral surface of the mandrel is exposed, and the molded body is decentered.
According to this, demolding of the molded body molded in the first region and the second region of the mandrel can be easily performed.

また、他の一態様において、前記プレートは２分割されている。
これによれば、マンドレルの外周面の露出部に脱芯用プレートを容易に挟み込むことができる。 In another aspect, the plate is divided into two.
According to this, the decentering plate can be easily sandwiched between the exposed portions of the outer peripheral surface of the mandrel.

＜＜実施形態＞＞
図１は、本実施形態に係る成形体１０Ａ，１０Ｂの製造方法の概略を示す模式図である。図２はマンドレル２０の長手方向中央部を拡大した断面図である。 <<Embodiment>>
FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of a method for manufacturing the molded bodies 10A and 10B according to the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the central portion of the mandrel 20 in the longitudinal direction.

本実施形態によれば、マンドレル２０を矢印Ｘ方向に引き抜くと成形体１０Ｂが得られ、マンドレル２０を矢印Ｙ方向に引き抜くと成形体１０Ａが得られる。
図２に示すように、成形体１０Ａは一端１２１Ａから他端１１１Ａに移るにしたがって内径が大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。また、成形体１０Ｂは一端１２１Ｂから他端１１１Ｂに移るにしたがって内径が大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。
なお、成形体１０Ａの他端１１１Ａ及び成形体１０Ｂの他端１１１Ｂはマンドレル２０の中央側に位置し、成形体１０Ａの一端１２１Ａ及び成形体１０Ｂの一端１２１Ｂはマンドレル２０の両端側に位置する。 According to this embodiment, the molded body 10B is obtained by pulling out the mandrel 20 in the arrow X direction, and the molded body 10A is obtained by pulling out the mandrel 20 in the arrow Y direction.
As shown in FIG. 2, the inner diameter of the molded body 10A increases from the one end 121A to the other end 111A (D1>D2). Further, the inner diameter of the molded body 10B increases as it moves from the one end 121B to the other end 111B (D1>D2).
The other end 111A of the molded body 10A and the other end 111B of the molded body 10B are located on the center side of the mandrel 20, and the one end 121A of the molded body 10A and the one end 121B of the molded body 10B are located on both end sides of the mandrel 20.

１．マンドレル
本実施形態に使用するマンドレル２０は、図１に示すように、長手方向の中央部が太くなっている。つまり、マンドレル２０は、図２に示すように、長手方向（軸方向）中央部のストレート部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）の外径（Ｄ１）が、長手方向端部のストレート部２２（２２Ａ，２２Ｂ）の外径（Ｄ２）よりも大きく、外径がＤ２からＤ１へと拡径するテーパー部２３（２３Ａ，２３Ｂ）を有する。なお、図２には「２１」、「２２」、「２３」の符号は記載されていない。 1. Mandrel As shown in FIG. 1, the mandrel 20 used in this embodiment has a thick central portion in the longitudinal direction. That is, in the mandrel 20, as shown in FIG. 2, the outer diameter (D1) of the straight portion 21 (21A, 21B, 21C) at the central portion in the longitudinal direction (axial direction) is the straight portion 22 (22A at the longitudinal end portion). , 22B) having an outer diameter (D2) larger than the outer diameter (D2) of the taper portion 23 (23A, 23B). Note that the reference numerals "21", "22", and "23" are not shown in FIG.

ここでは、ストレート部２１Ａ、テーパー部２３Ａ、ストレート部２２Ａを「第１領域」とし、ストレート部２１Ｂ、テーパー部２３Ｂ、ストレート部２２Ｂを「第２領域」とする。 Here, the straight portion 21A, the tapered portion 23A, and the straight portion 22A are referred to as a "first region", and the straight portion 21B, the tapered portion 23B, and the straight portion 22B are referred to as a "second region".

なお、本明細書において、「第２領域内において第１領域と反対側の端部」とは、第１領域から遠くなる側の端部２２１Ｂを意味し、「第２領域内において第１領域側の端部」とは、第１領域に近くなる側の端部２１１Ｂを意味する。
同様に、「第１領域内において第２領域と反対側の端部」とは、第２領域から遠くなる側の端部２２１Ａを意味し、「第１領域内において第２領域側の端部」とは、第２領域に近くなる側の端部２１１Ａを意味する。 In the present specification, "an end portion on the side opposite to the first region in the second region" means an end portion 221B on the side far from the first region, and "the first region in the second region". The "side end" means the end 211B on the side closer to the first region.
Similarly, "the end on the side opposite to the second region in the first region" means the end 221A on the side farther from the second region, and "the end on the second region side in the first region". "Means the end portion 211A on the side closer to the second region.

すなわち、マンドレル２０は、長手方向に第１領域（２１Ａ，２３Ａ，２２Ａ）と第２領域（２１Ｂ，２３Ｂ，２２Ｂ）とを有し、第１領域内において第２領域と反対側の端部２２１Ａから第２領域側の端部２１１Ａに移るにしたがって外径が大きくなり（Ｄ１＞Ｄ２）、第２領域内において第１領域と反対側の端部２２１Ｂから第２領域側の端部２１１Ｂに移るにしたがって外径が大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）。
ここでは、第１領域内において第２領域側の端部の外径（Ｄ１）と、第２領域内において第１領域側の端部の外径（Ｄ３）とは同じ（Ｄ１＝Ｄ３）であるため、単に「Ｄ１」と記載している。
また、第２領域と反対側の端部の外径（Ｄ２）と、第１領域と反対側の端部の外径（Ｄ４）とは同じ（Ｄ２＝Ｄ４）であるため、単に「Ｄ２」と記載している。 That is, the mandrel 20 has a first region (21A, 23A, 22A) and a second region (21B, 23B, 22B) in the longitudinal direction, and an end portion 221A opposite to the second region in the first region. From the end region 221B on the second region side, the outer diameter increases (D1>D2) from the end region 221B on the side opposite to the first region to the end region 211B on the second region side. The outer diameter increases accordingly (D1>D2).
Here, the outer diameter (D1) of the end on the second region side in the first region and the outer diameter (D3) of the end on the first region side in the second region are the same (D1=D3). Therefore, it is simply described as “D1”.
Further, since the outer diameter (D2) of the end opposite to the second region and the outer diameter (D4) of the end opposite to the first region are the same (D2=D4), simply "D2" Is described.

なお、マンドレル２０のストレート部２１Ａとストレート部２１Ｃとの間には切断用ガイド溝２４Ａが設けられ、ストレート部２１Ｂとストレート部２１Ｃとの間にも切断用ガイド溝２４Ｂが設けられている。切断用ガイド溝２４Ａ，２４Ｂの詳細については後述する。 A cutting guide groove 24A is provided between the straight portion 21A and the straight portion 21C of the mandrel 20, and a cutting guide groove 24B is also provided between the straight portion 21B and the straight portion 21C. Details of the cutting guide grooves 24A and 24B will be described later.

２．成形体
本実施形態で得られる成形体１０Ａは、ストレート部１１Ａの内径（Ｄ１）がストレート部１２Ａの内径（Ｄ２）よりも大きく、内径がＤ２からＤ１へと拡径するテーパー部１３Ａを有する。 2. Molded Product A molded product 10A obtained in the present embodiment has a taper portion 13A in which the inner diameter (D1) of the straight portion 11A is larger than the inner diameter (D2) of the straight portion 12A and the inner diameter expands from D2 to D1.

また、成形体１０Ｂは、ストレート部１１Ｂの内径（Ｄ１）がストレート部１２Ｂの内径（Ｄ２）よりも大きく、内径がＤ２からＤ１へと拡径するテーパー部１３Ｂを有する。 Further, the molded body 10B has a taper portion 13B in which the inner diameter (D1) of the straight portion 11B is larger than the inner diameter (D2) of the straight portion 12B and the inner diameter expands from D2 to D1.

なお、本明細書では成形体１０Ａ，１０Ｂを特に区別しない場合は、単に成形体１０と記載する。同様に、ストレート部１１Ａ，１１Ｂ、ストレート部１２Ａ，１２Ｂ、テーパー部１３Ａ，１３Ｂについても、単にストレート部１１、ストレート部１２、テーパー部１３と記載する。 In the present specification, the molded products 10A and 10B are simply referred to as the molded product 10 unless otherwise specified. Similarly, the straight portions 11A and 11B, the straight portions 12A and 12B, and the tapered portions 13A and 13B are also simply described as the straight portion 11, the straight portion 12, and the tapered portion 13.

３．繊維強化樹脂材料
繊維強化樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂のような熱硬化性樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂のような熱可塑性樹脂等の樹脂材料と、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維材料とを複合化して成形された繊維強化樹脂材料（ＦＲＰ（Fiber Reinforced plastic））が使用可能である。繊維強化樹脂材料（ＦＲＰ）としては、具体的には、炭素繊維強化樹脂材料（ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced plastic））、ガラス繊維強化樹脂材料（ＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced plastic））、アラミド繊維強化樹脂材料（ＡＦＲＰ（Aramid Fiber Reinforced Plastic））、ボロン繊維強化樹脂材料（ＢＦＲＰ（Boron Fiber Reinforced Plastic））等があげられる。 3. Fiber-reinforced resin material As the fiber-reinforced resin material, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a polyimide resin, a resin material such as a thermoplastic resin such as a polyamide resin, a polyethylene resin, or a polystyrene resin, a carbon fiber, A fiber-reinforced resin material (FRP (Fiber Reinforced plastic)) formed by compounding with a reinforcing fiber material such as glass fiber or aramid fiber can be used. Specific examples of the fiber reinforced resin material (FRP) include carbon fiber reinforced resin material (CFRP (Carbon Fiber Reinforced plastic)), glass fiber reinforced resin material (GFRP (Glass Fiber Reinforced plastic)), and aramid fiber reinforced resin material. (AFRP (Aramid Fiber Reinforced Plastic)), boron fiber reinforced resin material (BFRP (Boron Fiber Reinforced Plastic)) and the like.

４．成形体の製造方法
（４−１）成形体前駆体の作製
成形体前駆体の作製にフィラメントワインディング法を用いる場合について説明する。
まず、樹脂付きの強化樹脂をフィラメントワインディング法によりマンドレル２０の外周に巻き付け、成形体前駆体を作製する。なお、必要に応じて成形体前駆体の外周に熱収縮性のテープを巻き付けることが好ましい。この成形体前駆体は、硬化すると成形体１０Ａ，１０Ｂとなる。なお、マンドレル２０の外周には離型剤が予め塗布されている。 4. Method of Manufacturing Molded Body (4-1) Preparation of Molded Body Precursor The case of using the filament winding method for manufacturing the molded body precursor will be described.
First, a reinforced resin with a resin is wound around the outer periphery of the mandrel 20 by a filament winding method to produce a molded body precursor. In addition, it is preferable to wind a heat-shrinkable tape around the outer periphery of the molded body precursor, if necessary. When this molded body precursor is cured, it becomes molded bodies 10A and 10B. A release agent is applied to the outer circumference of the mandrel 20 in advance.

（４−２）成形体前駆体の切断、分割
マンドレル２０の外周に巻き付けた成形体前駆体を、マンドレル２０の第１領域（２１Ａ，２３Ａ，２２Ａ）と、第２領域（２１Ｂ，２３Ｂ，２２Ｂ）とに分割する。すなわち、第１領域（２１Ａ，２３Ａ，２２Ａ）と第２領域（２１Ｂ，２３Ｂ，２２Ｂ）との間の、成形体前駆体の中間部分３０の両側を、切断用ガイド溝２４Ａ，２４Ｂに沿って周方向に切断し、中間部分３０を除去する。これにより、第１領域（２１Ａ，２３Ａ，２２Ａ）に作製された成形体前駆体（硬化後は成形体１０Ａとなる。）と、第２領域（２１Ｂ，２３Ｂ，２２Ｂ）に作製された成形体前駆体（硬化後は成形体１０Ｂとなる。）とに分割する。 (4-2) Cutting and Division of Formed Body Precursor The formed body precursor wound around the outer periphery of the mandrel 20 is divided into the first region (21A, 23A, 22A) and the second region (21B, 23B, 22B) of the mandrel 20. ) And split. That is, on both sides of the intermediate portion 30 of the molded body precursor between the first region (21A, 23A, 22A) and the second region (21B, 23B, 22B), along the cutting guide grooves 24A, 24B. Cut in the circumferential direction and remove the intermediate portion 30. Thereby, the compact precursor produced in the first region (21A, 23A, 22A) (which becomes the compact 10A after curing) and the compact produced in the second region (21B, 23B, 22B). It is divided into a precursor (which becomes the molded body 10B after curing).

（４−３）加熱硬化
第１領域及び第２領域に成形体前駆体が作製されたマンドレル２０をオーブン（加熱炉）に入れて加熱硬化し、２本の成形体１０Ａ，１０Ｂを成形する。これにより、成形体１０Ａと成形体１０Ｂとが互いに独立した状態で成形される。なお、成形時の樹脂フローにより成形体１０Ａと成形体１０Ｂとが連続しているような場合、成形体１０Ａと成形体１０Ｂとの分離は容易であり独立した状態とみなす。 (4-3) Heat Curing The mandrel 20 in which the molded body precursor has been prepared in the first region and the second region is placed in an oven (heating furnace) and cured by heating to mold two molded bodies 10A and 10B. As a result, the molded body 10A and the molded body 10B are molded independently of each other. In addition, when the molded body 10A and the molded body 10B are continuous due to the resin flow at the time of molding, the molded body 10A and the molded body 10B are easily separated, and are considered to be in an independent state.

（４−４）脱芯
次に、脱芯について図３を用いて説明する。図３は成形体１０Ａ，１０Ｂの脱芯方法を工程毎（Ａ）〜（Ｅ）に示す概略図である。なお、図３では、成形体１０Ａ，１０Ｂのテーパー部１３Ａ，１３Ｂ（図２参照）、マンドレル２０のテーパー部２３Ａ，２３Ｂ（図２参照）は省略して描いている。 (4-4) Decoreing Next, decoreing will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view showing the decoreing method of the molded bodies 10A and 10B in each step (A) to (E). In FIG. 3, the tapered portions 13A and 13B (see FIG. 2) of the molded bodies 10A and 10B and the tapered portions 23A and 23B (see FIG. 2) of the mandrel 20 are omitted.

まず、図３（Ａ）に示すように、第１領域及び第２領域に成形体１０Ａ，１０Ｂが成形された状態のマンドレル２０を脱芯機台４０へ搬入する。 First, as shown in FIG. 3(A), the mandrel 20 in which the molded bodies 10A and 10B are molded in the first region and the second region is carried into the decoreing machine base 40.

図３（Ｂ）に示すように、所定の大きさ（例えば、２２０［ｍｍ］×１１０［ｍｍ］）の２枚の金属製の脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂを準備する。なお、各脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂには、ストレート部２１（２１Ａ，２１Ｂ）の外径（Ｄ１）よりも僅かに大きい（約２［ｍｍ］）半円５１Ａ，５１Ｂが加工されている。
図３（Ｂ）に示すように、マンドレル２０のストレート部２１Ｃ（中間部分３０の除去部分）に、脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂを挟み込む。具体的には、図２に示すように、成形体１０Ｂのストレート部１１Ｂの他端１１１Ｂに、脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂの片面が当接する状態で挟み込む。 As shown in FIG. 3B, two metal decentering plates 50A and 50B having a predetermined size (for example, 220 [mm]×110 [mm]) are prepared. The decentering plates 50A and 50B have semicircles 51A and 51B that are slightly larger (about 2 [mm]) than the outer diameter (D1) of the straight portion 21 (21A and 21B).
As shown in FIG. 3B, the decentering plates 50A and 50B are sandwiched between the straight portions 21C (removed portions of the intermediate portion 30) of the mandrel 20. Specifically, as shown in FIG. 2, the molded body 10B is sandwiched by the other end 111B of the straight portion 11B with one surface of the decentering plates 50A, 50B abutting.

図３（Ｃ）に示すように、マンドレル２０のストレート部２２Ａの端部にシリンダー６０を取り付け、シリンダー６０を矢印Ｘ方向（図面右側）へ移動させる。この方向は成形体１０Ｂに対してマンドレル２０を引き抜く方向であり、結果的に脱芯される。これにより、マンドレル２０の第２領域側に成形した成形体１０Ｂを得ることができる。図２に示すように、成形体１０Ｂの大径側であるストレート部１１Ｂの内径（Ｄ１）は、マンドレル２０の小径側であるストレート部２２Ｂの外径（Ｄ２）よりも大きいため、成形体１０Ｂを破損することなく、マンドレル２０を矢印Ｘ方向へ引き抜くことができる。 As shown in FIG. 3C, the cylinder 60 is attached to the end of the straight portion 22A of the mandrel 20, and the cylinder 60 is moved in the arrow X direction (right side in the drawing). This direction is the direction in which the mandrel 20 is pulled out from the molded body 10B, and as a result, the core is decentered. Thereby, the molded body 10B molded on the second region side of the mandrel 20 can be obtained. As shown in FIG. 2, since the inner diameter (D1) of the straight portion 11B on the large diameter side of the molded body 10B is larger than the outer diameter (D2) of the straight portion 22B on the smaller diameter side of the mandrel 20, the molded body 10B. The mandrel 20 can be pulled out in the direction of the arrow X without damaging the.

次に、図３（Ｄ）に示すように、成形体１０Ａが成形された状態のマンドレル２０を左右反転させ、マンドレル２０のストレート部２１Ｃ（中間部分３０の除去部分）に、脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂを挟み込む。具体的には、図２に示すように、成形体１０Ａのストレート部１１Ａの他端１１１Ａに脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂの片面が当接する状態で挟み込む。 Next, as shown in FIG. 3(D), the mandrel 20 in the state in which the molded body 10A has been molded is horizontally inverted, and the straight portion 21C (removed portion of the intermediate portion 30) of the mandrel 20 is provided with the decentering plate 50A. , 50B is sandwiched. Specifically, as shown in FIG. 2, the straight portion 11A of the molded body 10A is sandwiched with the other end 111A thereof in contact with one side of the decentering plates 50A and 50B.

図３（Ｅ）に示すように、マンドレル２０のストレート部２２Ｂの端部にシリンダー６０を取り付け、シリンダー６０を矢印Ｘ方向（図面右側）へ引き抜き、脱芯する。これにより、マンドレル２０の第１領域側に成形した成形体１０Ａを得ることができる。図２に示すように、成形体１０Ａの大径側であるストレート部１１Ａの内径（Ｄ１）は、マンドレル２０の小径側であるストレート部２２Ａの外径（Ｄ２）よりも大きいため、成形体１０Ａを破損することなく、マンドレル２０を矢印Ｘ方向へ引き抜くことができる。 As shown in FIG. 3(E), the cylinder 60 is attached to the end of the straight portion 22B of the mandrel 20, and the cylinder 60 is pulled out in the direction of arrow X (right side in the drawing) to decenter the core. Thereby, the molded body 10A molded on the first region side of the mandrel 20 can be obtained. As shown in FIG. 2, since the inner diameter (D1) of the straight portion 11A on the large diameter side of the molded body 10A is larger than the outer diameter (D2) of the straight portion 22A on the small diameter side of the mandrel 20, the molded body 10A The mandrel 20 can be pulled out in the direction of the arrow X without damaging the.

このように本実施形態によれば、一端１２１Ａから他端１１１Ａに移るにしたがって内径が大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）成形体１０Ａと、一端１２１Ｂから他端１１１Ｂに移るにしたがって内径が大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）成形体１０Ｂを、１本のマンドレル２０から同時（一つの成形で）製造することができる。 As described above, according to the present embodiment, the inner diameter of the molded body 10A increases from the one end 121A to the other end 111A (D1>D2), and the inner diameter increases from the one end 121B to the other end 111B. (D1>D2) formed body 10B can be manufactured simultaneously from one mandrel 20 (by one forming).

本実施形態で得られる成形体は、例えば、航空機、自動車、鉄道車両、船舶、風力発電ブレード、土木、建築等の分野に用いられる。 The molded product obtained in this embodiment is used in the fields of aircraft, automobiles, railway vehicles, ships, wind power generation blades, civil engineering, construction, and the like.

以下、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded.

〔実施例１〕
（マンドレル）
長手方向中央部のストレート部２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）の外径（Ｄ１）が７７［ｍｍ］、長さが約３００［ｍｍ］で、長手方向端部のストレート部２２（２２Ａ，２２Ｂ）の外径（Ｄ２）が７５［ｍｍ］である、全長２０００［ｍｍ］のマンドレル２０を準備した。切断用ガイド溝２４Ａ，２４Ｂは幅５［ｍｍ］、深さ１［ｍｍ］とした。 [Example 1]
(Mandrel)
The outer diameter (D1) of the straight portion 21 (21A, 21B, 21C) at the central portion in the longitudinal direction is 77 [mm], the length is approximately 300 [mm], and the straight portion 22 (22A, 22B) at the longitudinal end portion. A mandrel 20 having an outer diameter (D2) of 75 [mm] and a total length of 2000 [mm] was prepared. The cutting guide grooves 24A and 24B have a width of 5 [mm] and a depth of 1 [mm].

（繊維強化樹脂材料）
繊維として炭素繊維束（東邦テナックス社製、ＵＴＳ５０）、樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を用いた。 (Fiber reinforced resin material)
A carbon fiber bundle (UTS50 manufactured by Toho Tenax Co., Ltd.) was used as the fiber, and a bisphenol A type epoxy resin was used as the resin.

（フィラメントワインディング法）
マンドレル２０の外周に繊維強化樹脂材料を約７０［°］〜９０［°］の角度で約０．２［ｍｍ］の厚みに相当する量を巻き付けた後、繊維強化樹脂材料を約５［°］〜５０［°］の角度で約２．５［ｍｍ］の厚みに相当する量を巻き付け、成形体前駆体を作製した。その後、成形体前駆体の外周に熱収縮性のテープを巻き付けた。 (Filament winding method)
The fiber reinforced resin material is wound around the mandrel 20 at an angle corresponding to a thickness of about 0.2 [mm] at an angle of about 70[°] to 90[°], and then the fiber reinforced resin material is about 5[°]. ] An amount corresponding to a thickness of about 2.5 [mm] was wound at an angle of 50 to 50 [°] to produce a molded body precursor. Then, a heat-shrinkable tape was wrapped around the outer periphery of the molded body precursor.

次に、成形体前駆体の中央の長さ約１００［ｍｍ］の中間部分３０の両側を、切断用ガイド溝２４Ａ，２４Ｂに沿って周方向に切断し、除去した。これにより、第１領域（２１Ａ，２３Ａ，２２Ａ）に作製された成形体前駆体（硬化後は成形体１０Ａとなる。）と、第２領域（２１Ｂ，２３Ｂ，２２Ｂ）に作製された成形体前駆体（硬化後は成形体１０Ｂとなる。）とに分割した。 Next, both sides of the intermediate portion 30 having a length of about 100 [mm] at the center of the molded body precursor were circumferentially cut along the cutting guide grooves 24A and 24B and removed. Thereby, the compact precursor produced in the first region (21A, 23A, 22A) (which becomes the compact 10A after curing) and the compact produced in the second region (21B, 23B, 22B). It was divided into a precursor (which becomes the molded body 10B after curing).

硬化炉を使用して熱をかけて樹脂を硬化させ、２本の成形体１０Ａ，１０Ｂを成形した。 Heat was applied using a curing oven to cure the resin, and two molded bodies 10A and 10B were molded.

２２０［ｍｍ］×１１０［ｍｍ］の大きさの金属製のプレート（厚さ１６［ｍｍ］）に、φ７９［ｍｍ］の半円が加工された脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂを２枚準備した。マンドレル２０のストレート部２１Ｃ（中間部分３０の除去部分）に、脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂを挟み込んだ。 Two decentering plates 50A and 50B in which a semicircle of φ79 [mm] was processed on a metal plate (thickness 16 [mm]) of 220 [mm]×110 [mm] were prepared. .. The decentering plates 50A and 50B were sandwiched between the straight portions 21C (removed portions of the intermediate portion 30) of the mandrel 20.

２枚の金属製の脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂを専用の機械に固定し、左側の成形体１０Ｂの他端１１１Ｂに脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂを当て、マンドレル２０を右方向に引き抜いた。 The two metal decentering plates 50A and 50B were fixed to a dedicated machine, the other end 111B of the left molded body 10B was contacted with the decentering plates 50A and 50B, and the mandrel 20 was pulled out to the right.

その後、マンドレルを左右反転させ、残った成形体１０Ａの他端１１１Ａに２枚の脱芯用プレート５０Ａ，５０Ｂを当て、マンドレル２０を右方向に引き抜いた。 After that, the mandrel was turned upside down, two other decentering plates 50A and 50B were applied to the other end 111A of the remaining molded body 10A, and the mandrel 20 was pulled out to the right.

これにより、一端１２１Ａから他端１１１Ａに移るにしたがって内径が大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）成形体１０Ａ（厚さ約２．７［ｍｍ］）と、一端１２１Ｂから他端１１１Ｂに移るにしたがって内径が大きくなっている（Ｄ１＞Ｄ２）成形体１０Ｂ（厚さ約２．７［ｍｍ］）を、１本のマンドレル２０から製造した。 As a result, when the molded body 10A (thickness of about 2.7 [mm]) has an inner diameter that increases as it moves from the one end 121A to the other end 111A (D1>D2), it moves from the one end 121B to the other end 111B. A molded body 10B (thickness of about 2.7 [mm]) having an increased inner diameter (D1>D2) was manufactured from one mandrel 20.

＜＜変形例＞＞
以上、実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態に限られない。例えば、以下で説明する変形例と実施形態のいずれかを適宜組み合わせてもよいし、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。 <<Variations>>
Although the above description is based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment. For example, any of the modified examples and the embodiments described below may be combined as appropriate, or a plurality of modified examples may be combined as appropriate.

１．テーパー部
実施形態では成形体１０Ａ，１０Ｂはテーパー部１３Ａ，１３Ｂを有するが、これに限定されず、段差部を有していてもよい。成形体の全領域がテーパーであってもよく、ストレート部はなくてもよい。また、成形体は他端側が一端側よりも外径が大きいテーパー部を長手方向に複数あってもよく、もしくは段差部を長手方向に複数あってもよい 1. Tapered Part In the embodiment, the molded bodies 10A and 10B have tapered parts 13A and 13B, but the present invention is not limited to this and may have stepped parts. The entire region of the molded body may be tapered, and the straight portion may not be provided. Further, the molded body may have a plurality of taper portions having a larger outer diameter on the other end side than the one end side in the longitudinal direction, or may have a plurality of step portions in the longitudinal direction.

２．成形体前駆体の作製
成形体前駆体は、フィラメントワインディング法（ＦＷ）により作製されたものに限定されず、例えば、シートワインディング法（ＳＷ）でもよい。 2. Preparation of Molded Body Precursor The molded body precursor is not limited to that prepared by the filament winding method (FW), and may be, for example, the sheet winding method (SW).

３．成形体前駆体の切断、除去
シートワインディング法によれば、第１領域と第２領域のみに独立した状態で成形体前駆体を作製することができ、マンドレル２０のストレート部２１Ｃに成形体前駆体を作製しないことも可能である。シートワインディング法によれば、予め２つに分割した状態の成形体前駆体を作製できるため、フィラメントワインディング法のように、ストレート部２１Ｃに成形した中間部分３０を切断、除去する必要がなくなる。 3. Cutting and Removal of Formed Body Precursor According to the sheet winding method, the formed body precursor can be produced independently in only the first region and the second region, and the formed body precursor can be formed on the straight portion 21C of the mandrel 20. It is also possible not to produce. According to the sheet winding method, a molded body precursor in a state of being divided into two in advance can be produced, so that it is not necessary to cut and remove the intermediate portion 30 molded in the straight portion 21C as in the filament winding method.

４．成形体
実施形態では、マンドレル２０の第１領域及び第２領域に成形した成形体１０Ａ，１０Ｂの形状（内径等）は同じとしたが、領域毎に異なる形状（内径、長さ、テーパー部等）の成形体を成形することもできる。
また、領域毎に使用する繊維の種類や配向角を異なるようにしてもよい。
成形体は、マンドレルに強化繊維をプリフォームし、レジントランスファー法（ＲＴＭ）により成形してもよい。但し、この場合、２つの成形体の間に樹脂が存在しないような型設計が必要となる。 4. Molded Product In the embodiment, the molded products 10A and 10B molded in the first region and the second region of the mandrel 20 have the same shape (inner diameter, etc.), but different shapes (inner diameter, length, tapered portion, etc.) for each region. It is also possible to mold the molded body of ).
Further, the type of fiber used and the orientation angle may be different for each region.
The molded body may be obtained by preforming reinforcing fibers on a mandrel and molding the resin by a resin transfer method (RTM). However, in this case, it is necessary to design the mold so that the resin does not exist between the two molded bodies.

５．成形体前駆体の硬化
成形体前駆体の硬化は、熱硬化に限らず、光硬化、紫外線硬化等であってもよい。 5. Curing of Molded Body Precursor Curing of the molded body precursor is not limited to heat curing, and may be photocuring, ultraviolet curing or the like.

６．切断用ガイド溝
実施形態では切断用ガイド溝２４Ａ，２４Ｂを設けたが、切断用ガイド溝２４Ａ、２４Ｂを使用せず切断が可能であれば切断用ガイド溝は使わなくてもよいし、切断用ガイド溝は無くてもよい。 6. Cutting Guide Grooves Although the cutting guide grooves 24A and 24B are provided in the embodiment, if the cutting guide grooves 24A and 24B can be cut without using the cutting guide grooves, the cutting guide grooves may not be used. The guide groove may be omitted.

７．マンドレル
実施形態ではマンドレル２０は横断面円形であるが、横断面多角形状（例えば、四角形、六角形等）であってもよい。なお、横断面多角形状の場合の外径は、最も長い対角線の長さに相当する。
実施形態においては、Ｄ１＝Ｄ３、Ｄ２＝Ｄ４としたが、Ｄ１≠Ｄ３、Ｄ２≠Ｄ４としてもよい。 7. Mandrel In the embodiment, the mandrel 20 has a circular cross section, but may have a polygonal cross section (eg, quadrangle, hexagon, etc.). The outer diameter in the case of a polygonal cross section corresponds to the length of the longest diagonal line.
Although D1=D3 and D2=D4 are set in the embodiment, D1≠D3 and D2≠D4 may be set.

１０Ａ，１０Ｂ成形体
２０マンドレル 10A, 10B molded body 20 mandrel

Claims

A manufacturing method for manufacturing two tubular molded bodies, each of which has an inner diameter increasing from one end to the other end and is made of a fiber-reinforced resin material, from one mandrel,
The first region and the second region are non-detachable in the longitudinal direction, and the outer diameter moves from the end on the opposite side of the second region to the end on the second region side in the first region. Is increased, and the mandrel of which the outer diameter increases as it moves from the end on the side opposite to the first region to the end on the side of the first region in the second region,
A molded body precursor in a state independent of the first region and the second region in the mandrel is produced,
Wherein curing the molded precursor to a molded body independent state to the second region and the first region,
Extracting the molded body molded in the first region from the end opposite to the second region from the mandrel,
A method of manufacturing a molded body, wherein the molded body molded in the second region is pulled out from the mandrel from an end portion opposite to the first region.

In the first region, the outer diameter (D1) of the end portion on the second region side is larger than the outer diameter (D2) of the end portion on the side opposite to the second region, and the outer diameter increases from D2 to D1. Has a tapered portion or a stepped portion that radiates,
The outer diameter (D3) of the end on the side of the first region is larger than the outer diameter (D4) of the end on the side opposite to the first region in the second region, and the outer diameter increases from D4 to D3. The method for producing a molded body according to claim 1, wherein the method has a tapered portion or a stepped portion that has a diameter.

The dividable plate is arranged in an exposed portion where the outer peripheral surface of the mandrel is exposed between the first region and the second region in the mandrel, and the molded body is pulled out from the mandrel. A method for producing the described molded body.

The mandrel is an intermediate portion between the first region and the second region, and has circumferential guide grooves on both sides of the portion,
The molded body precursor in the independent state is made an independent state by cutting the molded body precursor manufactured in a state of being continuous with the first region and the second region along the guide groove. The method for producing the molded body according to any one of claims 1 to 3 .