JPH0281850A - テープ巻取シャフトのドラム本体及びその製造方法 - Google Patents

テープ巻取シャフトのドラム本体及びその製造方法

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JPH0281850A
JPH0281850A JP63232828A JP23282888A JPH0281850A JP H0281850 A JPH0281850 A JP H0281850A JP 63232828 A JP63232828 A JP 63232828A JP 23282888 A JP23282888 A JP 23282888A JP H0281850 A JPH0281850 A JP H0281850A
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drum body
carbon fibers
mandrel
holes
hole
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Takeo Kinoshita
武夫 木下
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18Constructional details
    • B65H75/24Constructional details adjustable in configuration, e.g. expansible
    • B65H75/242Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages
    • B65H75/243Expansible spindles, mandrels or chucks, e.g. for securing or releasing cores, holders or packages actuated by use of a fluid

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、テープ、帯状フィルム、帯状シート等の原反
材(以下、テープと総称する)を筒状コア(紙管)に巻
きとる際に筒状コアを保持するテープ巻取シャフトの、
ドラム本体及びその製造方法に関するものCある。
(従来の技術) 第10図は一般に用いられるテープ巻取シャフトである
エアーシャフトを示す11断面図、第11図は第10図
のXI−XI断面図である。このようなエアーシャフト
は筒状コア内に挿入された復、次のように動作して筒状
コアを保持するようになっている。即ち空気給気口51
がら空気が給気されることにより、第12図に示すよう
に膨張体52が拡張し、ラグ受け53aに一体に形成さ
れたラグ53bが筒状のドラム本体50に形成された貫
通孔50aを通ってドラム本体50表面に突出し、筒状
コアの内周に当接することによって、筒状コアを保持す
るようになっている。
そして近年、このようなエアーシャフトの取扱いを容易
なものとするために、その軽量化を図るべく、ドラム本
体を例えば炭素繊維強化プラスティック(CFF?r’
)により構成したものがある。
一般にCF RPによりドラム本体となる筒状体を形成
するには、シートワインディング法、フィラメントワイ
ンディング法が用いられる。シートワインディング法は
糸状の炭素繊維を織物とし又はプリプレグとしてマンド
レルに巻き伺ける方法にあり、これに対°しフィラメン
トワインディング法は糸状の炭素繊維をそのままマンド
レルにくまなく巻き付1プる方法である。共に巻き付け
た後にマンドレルと共に加熱硬化し、マンドレルを取外
す。
そしてこの場合、貫通孔はCFRPによりドラム本体と
なる筒状体を形成した後、その筒状体を機械加工により
掘削して形成していた。
(発明が解決しようとりる問題点) しかしながら上記のようなドラム本体では、機械加工に
より貫通孔を形成するので、製作に手間が掛かり、コス
ト高となるという問題点があった。
またCFRPにより筒状体、を形成した後にこれを掘削
して貫通孔を形成するので、貫通孔の部分でCF RP
のyA帷が分断されてしまい、強度が弱くなるという問
題点があった。
本発明は、上記のような問題点を解消でるためになされ
たもので、従来の炭素JAMからなるドラム本体に比し
て強度の向上したドラム本体を、及びそのドラム本体を
当該従来例に比して安いコストで製作することができる
製造方法を提供することを目的とする。
(問題点を解決するだめの手段) 本願の第1の発明は、規則的に配列された複数の半径方
向の貫通孔を有する筒状のドラム本体と、上記し1通孔
を通ってドラム本体表面に突出可能に設りられた複数の
コア保持部とを備え、コア保持部をドラム本体表面に突
出させテープが巻き付けられる筒状コアの内周面に当接
させることにより筒状コアを保持するテープ巻取シャツ
1−の、ドラム本体において、糸状の炭素繊維が張り巡
らされ半径方向に積層されて硬化されてなり、上記炭素
繊維が上記貫通孔の部分で分断されることなく且つ上記
貫通孔の周壁が積層され硬化された上記炭素繊維により
形成されていることを特徴とするデーブ巻取シ1シフト
のドラム本体である。
本願の第2の発明は、規則的に配列された複数の半径方
向の貫通孔を有りる筒状のドラム本体と、上記貫通孔を
通ってドラム本体表面に突出可能に設けられた複数のコ
ア保持部とを備え、コア保持部をドラム本体表面に突出
させテープが巻き付けられる筒状コアの内周面に当接さ
せることにより筒状コアを保持J゛るテープ巻取シャフ
トの、ドラム本体の製造方法において、ドラム本体の内
径と同じ寸法の外径を有しドラム本体の長さ以上の長さ
を有するマンドレルであって、その外周面に、外周面か
ら除去可能(・あり且つ上記貫通孔と同じ寸法の同じ横
断面形状を有し上記貫通孔の半径方向の長さ以上の長さ
だ【プ半径方向外向きに突出した突出部を、ドラム本体
の内周面に対する上記貫通孔の配列と同じ配列で複数個
設けたマンドレルを用い、糸状の炭素繊維をフィラメン
トワインデインク法によりマンドレルの外周面に上記突
出部を避けるよう制御しながらくまなく巻き付けて積層
し、積層した炭素va紺を加熱硬化し、硬化した炭素繊
維から上記突出部を除去した後マンドレルを取外すよう
にしたことを特徴とするテープ巻取シャフトのドラム本
体の@IJ造方決方法る。
(作用) 本願の第1の発明においては、積層され硬化された炭素
繊維が貫通孔の部分で分所されてはいないので、分断さ
れている従来例に比してドラム本体の強度が向上するこ
ととなる。
本願の第2の発明においては、複数の突出部が設けられ
たマンドレルの外周面に、糸状の炭素繊維を上記突出部
を避けるよう制御しながらフィラメントワインディング
法によりくまなく巻き付けて積層するようにしているの
で、上記突出部の部分が積層した炭素繊維で囲まれた貫
通孔となる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例によるテープ巻取シャフトで
あるエアーシャフトのドラム本体を示す一部縦断面側面
部分図である。このドラム本体1は筒状にあり、規則的
に配列して形成された複数(ここでは5つを示り゛)の
半径方向のn通孔2を有している。L1通孔2は横断面
円形である。そしてドラム本体1は、糸状の炭素繊維3
が張り巡らされ半径方向に積層されて硬化されてなって
おり、炭素繊維3が貫通孔2の部分で分断されることな
く」つ貫通孔2の周壁が積層され硬化された炭素繊維3
により形成されている。そしてこのドラム本体1は第2
図に示ずにうな空気給気口4、ラグ受け5a、ラグ5b
1膨張休6を設【ノることにより、第10図に示す従来
例と同様に動作するエアーシャフトを414成するもの
である。
次にドラム本体1の製造方法について説明づ°る。
まず第3図に示すようなマンドレルを用意する。
このマンドレル10は筒状体11の外周面に複数個のボ
ス12が設けられて構成されている。筒状体11はその
長さがドラム本体1の長さに等しく、その外径がドラム
本体1の内径に等しいものである。ボス12はドラム本
体1の内周面に対する貫通孔2の配列と等しい配列で筒
状体11の外周面に設置ノられている。ボス12は第3
図のIV−[V断面図である第4図に示すように、筒状
体11の外周面に接する面12aが外周面に沿って隙間
なく接するような曲面となった円柱体で、その径りは貫
通孔2の径と同じで、高さHは貫通孔2の半径方向長さ
より少し長いものである。モして面12aの中央には筒
状体11に設【プた半径方向の貫通孔11aに隙間なく
嵌入される突出部13がボス12と一体に!1QG−1
られている。即ちボス12は突出部13を貫通孔11H
に嵌入することにより、マンドレル10がドラム本体1
の製造のために軸回りに回転しても筒状体11から外れ
ない程度に筒状体11に取付けられるようになっており
、且つドラム本体1の製造後に筒状体11から取外1“
ことができるようになっている。
次に上記のようなマンドレル10を用い、熱硬化性樹脂
の含浸された糸状の炭素繊維3をフィラメントワインデ
ィング法によりマンドレル10の外周面にボス12を避
けるよう制御しながらくまなく巻き付番)で積層する。
即ち第5図に示すようにマンドレル10の両側を回転支
持台21に取付け、炭素繊維3の端をマンドレル1oの
一方の側(ここでは図中左側)のaに留め、ぞして予め
マンドレル10のボス12の位置を記憶させてJ3いた
コンピュータ23にJ:す、マンドレル10の軸回りの
回転及び炭素域t(t 3を支持する支持部22のマン
ドレル10の長手力向即ち矢印X方向の平行移動を制御
してボス12を避けながら、例えばマンドレル10の回
転を止めて支持部22を移動さUて図中3×に示ずよう
にマンドレル10の長手方向に平行に、又は支持部22
の移動を止めてマンドレル10を回転させて図中3yに
示すように長手方向に垂直に、又は両名を作動させて図
中37に示1ように長手方向に対して斜めに、炭素繊維
3をマンドレル10の外周面に一定の張力を与えながら
巻き付け、貫通孔2の半径方向長さど同じ厚さだけ積層
する。
そして積層された炭素IH1t3をマンドレル10と共
に加熱処理して硬化させた後、まず積層した炭N繊維3
からのぞいているボス12の先端をつまlυでボス12
を筒状体11及び硬化した炭素繊維3から取外し、次い
で筒状体11の両側面にある炭素繊維3を切断して筒状
体11を硬化した炭N18維3から取出す。これにより
ドラム本体1が形成されることどなる。
(発明の効果) 以上のように本願の第1の発明によれば、ドラム本体1
を構成する糸状の炭素繊N3が貫通孔2の部分で分断さ
れてはいないので、貫通孔の部分で炭FA繊維が分断さ
れてなる従来例に比してドラム本体1の強度を向上させ
ることができる。
また本願の第2の発明によれば、筒状体11の外周面に
複数個のボス12が形成されたマンドレル10を用い、
その外周面に糸状の炭素繊維3をフィラメントワインデ
ィング法によりボス12を避けるようコンピュータ23
により制り11シながらくまなく巻き付けて積層し、所
定の厚さまで積層した炭素繊維3をマンドレル10と共
に加熱処理して硬化させ、)匝化した炭素繊維3からボ
ス12を、次いで筒状体11を取り除くようにしたので
、上述のような貫通孔2の部分で炭素繊維3が分断され
ることなく且つ貫通孔2の周壁が積層され硬化された炭
素繊維3により形成されたドラム本体1を、積層され硬
化された炭素繊維にその後貫通孔を機械油]二ににり形
成した従来例に比して安いコストで装作することができ
る。
(別の実施例) ドラム本体1はエアーシャフトに限らず、メカニカルシ
ャフトに用いることもできる。1即もドラム本体1を用
いることによって、第6図に示すような、回転シャフト
44を回転させシー11フト44に一体形成されている
略円鉗状の回転支持体43を回転さけて矢印C又はD方
向に移動させることにより支持体43の円周面にありみ
ぞ嵌合しているラグ42がドラム本体1のL」通孔2を
通って出入りづるようにしたメカニカルシャフトを構成
づ−ることも′Cきる。
また上記実施例では、第5図に示すように炭素繊維3を
マンドレル10の外周面にボス12の間をぬって直線状
に巻き付けているが、これは第7図に示す3aのように
ボス12の側面に巻き付けるようにして巻き付けてもよ
い。
また上記実施例では、ボス12を円柱体、即ち横断面が
円形のれ体としているが、これtまL1通孔2と同じ形
状、即ちn通孔2を通って突出するラグ5b(第2図)
の形状と同じ形状とする必要があるからにあり、ラグの
形状が例えば横断面が菱形、楕円形等の柱体であれば、
ボスの形状は横断面が菱形、楕円形等の柱体とする必要
がある。例えば第9図のように横断面が菱形のボス12
aを設けたマンドレル20においては、炭素繊維3を、
全てマンドレル20の長手方向に対し斜めに巻くだけで
マンドレル20の外周面にボス12aを避けてくまなく
巻き付けることができ、コンピュータによる制御を容易
に行なわせることができる。
更に上記実施例では、除去可能な突出部としてボス12
を設番プたマンドレル10を用いているが、これは第8
図に示すようなマンドレル30を用いてもよい。即ち第
8図において、31は複数のq通孔31aを右Jる筒状
体、32は円柱状の突出体、33は略円す「状の回転支
持体にあり、突出体32の内面は回転支持体33の円周
面にありみぞ嵌合しでいる。また回転支持体33は回転
シャフト34に一体に形成されている。そしてこのマン
ドレル30では、シャフト34及び支持体33が回転さ
°Lられて矢印へ方向に進むと、突出体32がt!]転
支持支持30円周面に沿って相対的に矢印B方向に移動
して筒状体31の表面に突出1−るようになっている。
突出体32を筒状体31内に弓込める場合は上記とは逆
にシ1?フト34を矢印B方向に進むよう回転させれば
よい。なおマンドレル30の外径及び良さはマンドレル
10と同じにあり、また突出体32はマンドレル30の
外周m1から最大限に突出した■4の突出高さが貫通孔
2(第1図)のar径方向長さと等しくなるよう設定さ
れている。そしてこのマンドレル30を用いる場合には
、突出体32を筒状体31の外周面に突出さUた状態で
上記実施例と同様に炭素繊維3を筒状体31の外周面に
突出体32を避けながら巻き付け、突出体32の突出高
さまで積層し、硬化させた後、突出体32を筒状体31
内に引込めて筒状体31と共に硬化した炭素繊維3から
取り除けばよい。このマンドレル30を用いても上記実
施例と同様のドラム本体1を安いコストで得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるテープ巻取シ1ノット
のドラム本体を示す一部1断面側面部分図、第2図は本
実施例のドラム本体を用いたエアーシャフトを示ずIl
l断面図、第3図は本実施例のドラム本体を製造する際
に用いるマンドレルを示す一部縦断面側面部分図、第4
図tよ第3図のIV −IV所面図、第5図は本実施例
のドラム本体の製造工程を示1外観図、第6図は本実施
例のドラム本体をメカニカルシャフトに用いた例を示″
rjII断面図、第7図は本実施例のドラム本体の別の
製造工程を示す外観図、第8図は本実施例のドラム本体
を製造する際に用いる別のマンドレルを示す縦断面図、
第9図は別のドラム本体の製造工程を示す外観図、第1
0図は従来のドラム本体を用いたエアーシャフトを示、
′ij′縦断面図、第11図、第12図は第10図のX
I−XI断面図にあり、それぞれ第10図のエアーシ1
771−の作動状態を示1図。1・・・ドラlい本体、
2・・・回通孔、3・・・炭素w4紺、10.20.3
0・・・マンドレル、12.12a・・・ボス、32・
・・突出体。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)規則的に配列された複数の半径方向の貫通孔を有
    する筒状のドラム本体と、上記貫通孔を通つてドラム本
    体表面に突出可能に設けられた複数のコア保持部とを備
    え、コア保持部をドラム本体表面に突出させテープが巻
    き付けられる筒状コアの内周面に当接させることにより
    筒状コアを保持する、テープ巻取シャフトの、ドラム本
    体において、糸状の炭素繊維が張り巡らされ半径方向に
    積層されて硬化されてなり、上記炭素繊維が上記貫通孔
    の部分で分断されることなく且つ上記1通孔の周壁が積
    層され硬化された上記炭素繊維により形成されているこ
    とを特徴とするテープ巻取シャフトのドラム本体。
  2. (2)規則的に配列された複数の半径方向の貫通孔を有
    する筒状のドラム本体と、上記貫通孔を通ってドラム本
    体表面に突出可能に設けられた複数のコア保持部とを備
    え、コア保持部をドラム本体表面に突出させテープが巻
    き付けられる筒状コアの内周面に当接させることにより
    筒状コアを保持するテープ巻取シャフトの、ドラム本体
    の製造方法において、ドラム本体の内径と同じ寸法の外
    径を有しドラム本体の長さ以上の長さを有するマンドレ
    ルであつて、その外周面に、外周面から除去可能にあり
    且つ上記貫通孔と同じ寸法の同じ横断面形状を有し上記
    貫通孔の半径方向の長さ以上の長さだけ半径方向外向き
    に突出した突出部を、ドラム本体の内周面に対する上記
    貫通孔の配列と同じ配列で複数個設けたマンドレルを用
    い、糸状の炭素繊維をフィラメントワインディング法に
    よりマンドレルの外周面に上記突出部を避けるよう制御
    しながらくまなく巻き付けて積層し、積層した炭素繊維
    を加熱硬化し、硬化した炭素繊維から上記突出部を除去
    した後マンドレルを取外すようにしたことを特徴とする
    テープ巻取シャフトのドラム本体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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ITBO20090663A1 (it) * 2009-10-13 2011-04-14 Reglass H T S R L Corpo tubolare in composito per albero espansibile

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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