JPH03281229A - フィラメントワインディング用マンドレル - Google Patents

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】 ［Ｊンγ業十の利用分野］ 本発明は、炭素ｍ維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強
化繊維を用いてフィラメント・ワインディンク゛法（以
下単にＦＷ法とする）により管状体を成形するためのマ
ンドレルに関する。

［従来の技術］ 近年、例えば航空宇宙機器や家電機器における各種構成
部品、或は圧力タンク、釣竿、ゴルフシャフト等の用途
の複合利料として、特に炭素繊維強化プラスチック（以
）単にＣＦＲＩ’という）かその優れた性能（軽量で高
強度）から注目さねている。

ｊ−記のＣＦ旧）製の機器材料のうち、バイブ状製品或
は部品を成形する成形法の一つとしてＦＷ法が−６くか
ら知られている（例えば、特開昭５２−　：Ｉ　６６２
、特開昭５５−１２８４５４号公報参照）。このＦＷ法
は、連続繊維に樹脂を含浸させながら、回転するマンド
レルに適宜の巻き付は角で巻きイ＼」けて所定の形状に
成形し、樹脂の硬化後マンドレルを抜き去って製品とす
るする方法であり、この方法によりＣＦ　ＩＩ　Ｐパイ
プを成形する場合には、繊維の強度、弾性率を最高限に
引き出−４−ことが円味ること、及び村１層方向が精密
で信頼性が高いこと等の利点かある。

この成形用マンドレルは鋼やアルミニウム製であり、そ
の形状は円釣状のものか多く用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のマンドレルにおいては、繊維の巻き付けはマンド
レル胴部のみを使って行われ、比較的長尺の胴部を用意
しておけば、成形体の長さの調整は適宜巻き付は範囲を
加減することで足りていた。しかし、従来の胴部のみを
用いた巻き付けでは、その巻きイ」け角度は糸の滑りと
いう問題から余り低くはできず、大体３０°程度が限度
であった。

最近、ＦＷ法による管状体の成形技術においては、製品
に所要の特性を付与するため、巻き付は角を可及的に低
角度とすることが要求されているが、実際には上記の理
由により、通常のマンドレルを用いる限り不可能であっ
た。

本発明者らは、このような低角度巻付けを可能とする管
状体の成形用マンドレルについて種々研究した結果、マ
ンドレル両端の肩部に繊維をかけ廻すことがてきるマン
ドレルを開発し、これによって低角度巻き（−Ｊけを可
能とし、樹脂の加熱硬化後成形体の一端側を切断し、マ
ンドレルを引き抜いて製品を製作する合理的な成形方法
を提案し、所望の効果を得ている。なお、このマンドレ
ル及びこれを用いる成形方法については別途出願してい
る。

しかして、この連続繊維をマンドレルの肩部にかけ廻し
て低角度にて巻き付けて成形する場合、得られる管状体
の長さはマンドレルの胴部長さによって決まる。このた
め異なる長さの管状体を歩留り効率よ＜　ｆ：ｉようと
するときには、当然長さの異なるマンドレルを多数用意
しその都度交換する必要があり、これが製作コスト面や
作業性の面で大きな不利益を招くという課題があった。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、１個の低
角度巻き付はマンドレルで種々の長さの管状体を成形す
ることが可能な実用性の高いＦＷ用マンドレルを提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するだめの手段］ この目的を達成するだめの本発明のマンドレルは、樹脂
を含浸させた連続繊維を低角度で巻きイ１けるためのフ
ィラメントワインディング用マンドレルにおいて、マン
ドレル胴部の両端に一体的に連設する小径の軸部の一方
を、胴部と同径の任意厚みのスペーサ及び端部マンドレ
ルを装着可能な長尺軸に形成し、該長尺軸の端部にスペ
ーサ及び端部マンドレル固定用のネジ部を設けたことを
特徴とする。

［作用］ 、卜述したマンドレルでは、マンドレル胴部の部となる
スペーサを交換自在としたことから、（、Ｆ意の厚みの
スペーサを適宜増減してマンドレル長さを調整すること
が可能となり、同一のマンドレルによって種々の長さの
管状体を成形することができる。

［実施例］ 以下図面に示す実施例に基いて説明する。

第１図に示すマンドレルは、所定の径を有する胴部１と
、該胴部の軸線上の両端に一体的に延びる軸部２ａ、２
ｂとから構成される。一方の軸部２ａには成形終了後の
マンドレル引抜機構に接続する弓込部８が設けられ、他
方の軸部２ｂは長尺てあり、その端部寄りにネジ部７か
刻設されている。また、該長尺軸部２ｂには胴部１と同
径かつ任意の厚みの円盤状スペーサ３が装着可能となっ
ており、しかも慈スペーサ３を中間にして前記胴部ｌと
対向して挟持する如く同じく同径の端部マンドレル４を
嵌め込んでいる。５は端部マンドレル４を安定して保持
する小径スペーサ、６は該小径スペーサ５を押圧するた
め軸部２ｂのネジ部７に螺合するナツトである。

上記において胴部１（後述する円筒体を含めた）と端部
マンドレル４のそれぞれの長さを合せた長さくスペーサ
を無しとする）が、該マンドレルにより成形しようとす
る管状体の最小長さに相当する長さとする。したがって
、実際には厚みの異なる敬神のスペーサ３を多数用意し
ておき、成形しようとする管状体の長さに対応して適宜
の厚みおよび枚数のスペーサ３を選択してはめ込めばよ
い。

また、マンドレル胴部１の一方の軸２ａ佃Ｉの端部寄り
には、円周状溝ｌＯが形成されており、該溝１０には在
きイ・１け作業開始前に予め発泡スチロール或は木Ｊ１
からなる詰め物１１や、若１、・〈は溝部をふさぐデー
ブ類か充填又は被覆される。その他この充填或は被覆物
は容易に切断される材質のものであ、１′Ｌぽいかなる
ものであってもよい。

尚、この円周状溝１０を設りずに、第３図にンバず如く
、通常のマン］・レル胴部１の一方のｌ１ｑｌＩ２８に
、胴部径とばぼ同径の円筒体１２を装着してマンドレル
を構成しても良い３、該円筒体１２は木Ｈ等の容易に切
断ｉｉＪ能な月質から成る。

本発明のマンドレルを実際のドＷ装置に適用し、連続繊
維の低角度巻きイ・Ｊけ操作を行う場合を説明する。ま
ず、製品の成形体の長さに基いてマン］・レルのイｊ効
胴部長さを算出し、これに見合う厚みと枚数のスペーサ
３を選択する。該スペーサ３を長尺の軸２ｂからはめ込
んでゆき、続いて端部マンドレル４及び所望長さの小径
スペーサ５をはめて、最＜＆ｒナツト６をネジ部７に螺
合して締め付ける。このマンドレルを所定のＩ’Ｗ装置
に組込み、連続繊維の蓚き付すな開始する。第２図に巻
き付り状態を示すか、繊維９はマンドレル両端の肩部Ｉ
ａをかり廻すことにより低角度の巻きイ〈１りがｒ１能
となる。

所定の巻きイ９１けか終ｒし、例えば樹脂を加熱硬化し
てマン１くレル外周ｒｙｉｙに成形体が得らゎたなら、
満１０或は円筒体１２の位置にて成形体を周方向に切断
し、切込み部８に引抜き機構を接続してマンドレルを引
き抜く。次いで中空の成形体の他端を切断すわば所望の
管状体が得られる。マンドレルは次の成形体の長さに応
じてスペーサ３を適宜増減し次の成形に備える。

［発明の効果コ 以−ト説明した本発明のマンドレルによれば、同のマン
ドレルにて長さの異なる複数の成形体の成形に歩留り効
率よく適用できるため、低角度巻きイ・１ζ′ｊ川マン
］・レルとｌノて極めて有用なものと−７；える。また
、マンドレル長さの調整も簡？１１−であり、実用性も
高い。

４．１メＩ　１（１ｉの筒中な説明 第１図は本発明に係るマンドレルの一実施例を小才＋１
−面断面図、第２図（Ｊ第１図のマンドレルの使用状態
を示す１「面図、第３図は本発明に係るマンドレルの他
の実施例を示す１１［面図である。

１・・・マンドレル胴部、１ａ・・・胴部の肩部、２ａ
、２ｂ・・・マン］・レル軸部、３・・・スペーサ、４
・・・端部マンドレル、５・・・小径スペーサ、６・・
・ナツト、７・・・ネジ部、８・・・切込部、９・・・
連続繊維、１０・・・溝部、１２・・・円筒体 特ｉ：′［出願人　代理人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、樹脂を含浸させた連続繊維を低角度で巻き付けるた
   めのフィラメントワインディング用マンドレルにおいて
   、マンドレル胴部の両端に一体的に連設する小径の軸部
   の一方を、胴部と同径の任意厚みのスペーサ及び端部マ
   ンドレルを装着可能な長尺軸に形成し、該長尺軸の端部
   にスペーサ及び端部マンドレル固定用のネジ部を設けた
   ことを特徴とする、フィラメントワインディング用マン
   ドレル。