JPH0345699B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野： 本発明は、たとえば自動車の駆動機構内におい
て、トルク伝達手段として使用することができる
中空のフイラメント複合管の製造に関する。フイ
ラメント複合管は自動車の駆動機構のシヤフトの
重量を減少するために開発されたものである。た
とえば、米国特許第4171626号；第4236386号；第
4238539号；第4238540号及び第4289557号が関連
する技術である。又、1970年７月ワシントンDC
で開かれた第26回アニユアルナシヨナルフオーラ
ルオブザアメリカンヘリコプターソサイアテイー
で発表されたジンベルグ等の“デイベロツプメン
トオブアンアドバンスドウコンポジツトテイルロ
ータードライブシヤフト”等も関連技術である。
シリンダー状のマンドレルにフアイバーを付着さ
せることにより複合チユーブを製造する方法は周
知である。たとえば、米国特許第4248062号；第
4532579号及び第3407105号等がある。本発明は連
結されたマンドレルセグメントからなる連続的な
筒状マンドレルを使用して適当に補強された複合
管を連続的に製造することができる点において、
これら従来技術とは相違している。

米国特許第2714414号（カナール等）；第
3725705号（コリンズ）；第4125423号（ゴールド
ワーシイー）；第4309865号（ブランシユ等）はセ
グメント化されたマンドレル本体をかかるセグメ
ント化されたマンドレル本体と作動的に係合する
複合管形成装置に対して相対的に運動するように
なされた管製造プロセスを開示している。

本発明の概要： 本発明は、セグメント化されたマンドレルが該
マンドレルに作動的に係合する複合管形成装置に
対し相対的に運動するようになされた複合管製造
方法において、 (1) その周囲に筒状の複合体を形成するマンドレ
ルを複合管形成装置に対し相対的に運動させつ
つ管状の複合体を連続的に製造する工程； および、 (2) 複合管が上記筒状の複合体から切断された
後、上記マンドレルから最先端のセグメントを
分離し、かつその最後端から上記マンドレルに
新しいセグメントを連結し、それにより複合管
を連続的に製造する工程を特徴とする方法を提
供する。

又本発明は、セグメント化されたマンドレルが
該マンドレルと作動的に係合する複合管形成装置
に対して相対的に移動するようになされている複
合管製造装置において、 マンドレルを縦方向に間隔をあけられた多数の
複合管形成装置を通つて縦方向に通過させるため
の支持体； 上記マンドレルの頂部に種々の角度になされた
連続的なフイラメント層を付着するための縦方向
に間隔をあけられたフイラメントアプリケータ
ー； 上記管形成装置の上流側から上記マンドレルの
端部に周期的にセグメントを連結するための往復
運動するレンチ； 上記管形成装置の下流側から上記マンドレルの
端部から連結せしめられていたセグメントを周期
的に分離するための往復運動するレンチ； および、上記他方の管形成装置と上記下流側レ
ンチとの間に設けられた複合管の周囲を切断する
ための切断装置；を含んで構成されてなる管製造
装置を提供する。

本発明は更に、セグメント化されたマンドレル
を使用するフイラメント巻きつけ複合管製造装置
のためマンドレルにおいて、 上記マンドレルは、共通中央縦軸にそつて一体
的に連結されたマンドレルセグメントからなり、 上記マンドレルセグメントの各々は、上記複合
管部材の各々を製造するのに適した寸法の中空管
と、上記管内に固定され、かつネジ付きソケツト
およびネジ付きプラグを支持する第１及び第２マ
ウントを含んで構成されており、 上記ネジ付きソケツト及びネジ付きプラグは、
上記マンドレルの他のマンドレルセグメントによ
つて支持された他のネジ付きプラグ及びソケツト
とそれぞれネジ係合するようになされており； 上記ネジ付きプラグ及びネジ付きソケツトの
各々は、上記管の直径よりも小さな直径を有し、
かつ上記ソケツト及びプラグの中央縦軸は上記セ
グメント化されたマンドレルの中央縦軸と一致す
るようになされており、 上記ネジ付きソケツトは、その部分の直径より
もいく分小さな直径を有するネジ付きでないソケ
ツト部分を有しており； 上記ネジ付きでないソケツト部分は、かかるネ
ジ付きソケツト部分から上記ネジ付きソケツトと
ネジ付きプラグの間の上記マンドレルセグメント
の中央部分に向かつて内側に上記ソケツト軸にそ
つてのびており； 上記ネジ付きプラグは、上記ネジ付き部分及び
上記中央部分から離れるように上記プラグ軸にそ
つてのびるネジ付きでないプラグ部分を有してお
り； そして上記ネジ付きでないプラグ部分は、ネジ
付きソケツトとネジ付きプラグとのネジ込み及び
取りはずし中すべり係合するように他のマンドレ
ルセグメントのネジ付きでないソケツト部分の
各々の直径よりもいく分小さな直径を有するよう
になされてなるマンドレルを提供する。本発明の
以下の記載において、“プロセスマンドレル”は、
自分自身の中央縦軸にそつて相互に連結された分
離可能なマンドレルセグメントからなる連続的な
管状マンドレルを意味し、その周囲には筒状の複
合体が形成される。“マンドレルセグメント”は、
プロセスマンドレルに連結及びそれから分離する
ことができる管状のセグメントを意味する。“軽
トラツク用複合管状部材”は、熱硬化性樹脂内に
連続的なフイラメントを有するフアイバー／レジ
ン管状本体を意味する。筒状本体の構造的特性
は、たとえば臨界周波数98.23ヘルツ、剪断トル
ク56000インチ／ポンド、ザクツトルク56000イン
チ／ボンド等となつている。“プロセスマンドレ
ル部分”は、連結せしめられたセグメントの複数
の又は一部分のプロセスマンドレルの縦方向の部
分を意味する。“層”は、一対のフイラメントプ
ライを意味する。第一のプライは、その軸に平行
な直線に対し、プラスあるいはマイナスの第一の
角度で配設され、かつ第二のプライは第一の角度
と同じ大きさの角度で、しかし上記ラインに対し
て負の角度で配置せしめられる。“プライ”は、
マンドレル部分と同心的な幾何学平面内にほぼ同
じ角度で配置せしめられたフイラメントのグルー
プを意味する。本発明においては、この平面は通
常シリンダー状又はほぼシリンダー状を成してい
る。

実施例の説明： 全体的にいうと、プロセスマンドレルの連結せ
しめられた細長いセグメントは、第１図の製造手
順に示された管製造ステーシヨンを通つて連続的
に縦方向に進行する。しかしながら最後の管製造
工程において、プロセスマンドレルの各マンドレ
ルセグメントは分離せしめられ、かつ完成せしめ
られた複合管は、各分離せしめられたセグメント
から抜き出される。分離せしめられたセグメント
は、それに先行するステツプからラインの外に出
される。又、このプロセス手順の最初の段階にお
いては、新しいマンドレルセグメントがプロセス
マンドレルの後のマンドレルセグメントに周期的
に連結される。プロセスマンドレルに連結された
新しいマンドレルセグメントは、その一端又は両
端にシリンダー状の金属スリーブを有することが
でき、それによつて金属スリーブは第１図の手順
によつて製造される複合管の中に一体的に結合せ
しめられる。

第１図に図示された管製造プロセス手順の最初
の段階においては、前述した如くマンドレルセグ
メントは、連結ステーシヨンＡにおいてその以前
に組み立てられているプロセスマンドレルの後部
に連結される。プロセスマンドレルは、多数の連
結されたセグメントから構成されており、共通の
中央縦軸を有している。第２図の断面積には２つ
の連結されたマンドレルセグメントが図示されて
いる。ステーシヨンＲに設けられたハンドオーバ
ーハンド型クランプは、連結ステーシヨンＡから
離れるように、かつその下流側に位置する他の管
製造ステーシヨンを通つてプロセスマンドレルを
連続的に引つ張つている。

ステーシヨンＡに設けられた移動するグリツプ
顎部材は、移動するプロセスマンドレルの回転を
防止する。グリツク顎部材は、連結前の新しいマ
ンドレルセグメントがプロセスマンドレルにスピ
ンして固定され、かつその後端セグメントとな
り、下流側の管製造操作を通るセグメント列とし
て進行してゆくまで該プロセスマンドレルを保持
する。上流側のボールレール付きレンチは、回転
してこの連結前のマンドレルセグメントをステー
シヨンＡの位置において固定関係に回転する。回
転するレンチはプロセスマンドレルの中央縦軸の
上流側延長部にそつて縦方向下流側に移動し、そ
れにより新しいマンドレルセグメントをプロセス
マンドレルに連結する。ローラーのベツドはプロ
セスマンドレルの端部を支持しており、従つてマ
ンドレルセグメントは連結操作中にそれに連結さ
れる。ローラーは、プロセスマンドレルが前進す
る方向に回転可能とされている。ステーシヨンＢ
において、かわいたフアイバーがステーシヨンＢ
を通つて前進するプロセスマンドレル部分の周囲
に載置される。ステーシヨンＢはら旋形のアプリ
ケーターから構成されている。ら旋形のアプリケ
ーターは、連続的なフイラメントから成る一層の
プライあるいは複数のプライをプロセスマンドレ
ルの中央縦軸に平行な直線に対し、約35°〜55°の
間の角度又は−35°〜−55°までの角度で載置す
る。第１図の製造手順においては、Ｂ，Ｄ，Ｆ及
びＨの参照記号が付された４個のら旋形アプリケ
ーターが設けられている。各アプリケーターは上
述した領域内の角度で一層の又は一対のプライを
載置する。

ステーシヨンＢ，Ｄ，Ｆ及びＨに設けられたら
旋形のアプリケーターは各々、その周縁部にそつ
て間隔をあけられた多数のフアイバー支持ストウ
ールを有するホイールから構成されている。隣接
するステーシヨンのホイールは、同一速度で、し
かし、相互に反対方向に回転する。それによりこ
れらスツールからプロセスマンドレルの周囲と連
続的なフイラメントをスピンしていく。第３図に
は、反対方向に回転する２つのホイールが図示さ
れている。プロセスマンドレルがこれらホイール
の位置でフアイバーの載置を受けながら通過する
結果、プロセスマンドレルのセグメントは、所望
の連続的なフイラメントからなる一層又は複数層
のプライをカバーせしめられる。たとえば、２層
の連続的なフイラメントがステーシヨンＢ，Ｄ，
Ｆ及びＨによつて載置することができる。軽トラ
ツク用駆動シヤフト管を製造する場合、各ペアー
は、一層のフイラメントを載置する。各層は、プ
ロセスマンドレルの中央縦軸に平行な直線に対し
て各々＋45°及び−45°のプライを有している。

これらトラツク用駆動シヤフト管を製造する場
合、ステーシヨンＢ，Ｄ，Ｆ及びＨの各々は、プ
ロセスマンドレルの１フイート当たり0.024〜
0.334ポンドのフアイバーを載置する。これらス
テーシヨンＢ，Ｄ，Ｆ及びＨの各々は、１ポンド
当たり110〜180ヤードの生産高を有する80本のロ
ービングまで使用することができる。ロービング
は各々Ｅ−ガラスフイラメントから構成されてい
る。第１図の手順におけるステーシヨンＣ，Ｅ，
Ｇ，Ｉ，Ｋ，Ｍ及びＯは、プロセスマンドレル上
に載置されたフアイバーを浸漬するためのもので
ある。他のステーシヨン（ステーシヨンＯを除
く）同様ステーシヨンＣは、レジン浸漬チヤンバ
ーを含んでいる。典型的なレジン浸漬チヤンバー
の断面図が第６図に図示されている。

ステーシヨンＯは、レジン供給タンクに連通
し、かつそれより懸架せしめられた筒状の導管を
用いており、それによりレジンを直接付着させ
る。レジンは、導管を通りステーシヨンＮから進
行してきたフアイバー／レジン管の上に載せられ
る。レジンはセグメント化されたマンドレルを連
続的に周囲するペイントローラーの如き下流側ロ
ーラーによつて、ステーシヨンＯの位置において
通過するフアイバーの中に作用せしめられる。回
転するこのローラーの下流側に位置する回転する
エラストマーワイパー用板フアイバーからのレジ
ンを抜き取る。しかしながら、浸漬工程は、ステ
ーシヨンＣ，Ｅ，Ｇ，Ｉ，Ｋ，Ｍ及びＯのいずれ
あるいはすべてのステーシヨンにおいて浸漬チヤ
ンバーあるいは直接付着によつて行なうことがで
きる。たとえば、ステーシヨンＭを除去すること
もできる。

プロセスマンドレルは、図示された手順におい
ては、毎分1.5〜６フイートの速度でステーシヨ
ンＣ，Ｅ，Ｇ，Ｉ，Ｋ，Ｍ及びＯ（及び他のステ
ーシヨン）の浸漬チヤンバー内を前進する。この
速度においては、フアイバーは、等しい体積の熱
硬化性樹脂を吸収することができる。フアイバー
のウエツテイングが、全複合体積の約50％に到達
することとなる。付加的な浸漬ステーシヨンは、
フアイバーをこのレジンの含有率にするのに充分
な効果をあげることはできない。

第１図の手順におけるステーシヨンＪは、プロ
セスマンドレルがステーシヨンＩにおける浸漬を
終えて浸漬されたフアイバーの上方に乾いたフア
イバーをプロセスマンドレルの周囲に載置する。
ステーシヨンＪは、回転する円環状アプリケータ
ホイールから構成されている。このホイールは、
それが移動するプロセスマンドレルの周囲をスピ
ンするため、連続的なフアイバーからなるバンド
を巻き付けるべく回転する。第５図は、このホイ
ールの斜視図である。円環状アプリケータは、連
続的なフイラメントのプライをプロセスマンドレ
ルの中央縦軸に平行な直線に対し約±80°から90°
の角度で運動するプロセスマンドレルに付着させ
る。

直径４インチのプロセスマンドレルを使用し且
つ前述の速度で前進させて製造したトラツク用ト
ルク駆動シヤフトの場合、円環状アプリケータは
プロセスマンドレルの周囲を約18〜70rpmの速度
でスピンし、それにより、１ポンド当り113〜
1800ヤードのＥグラスフイラメントからなる１イ
ンチ幅のバンドを載置する。

ステーシヨンＬは、ステーシヨンＪ及びＫから
前進してくるフイバー巻付／レジン浸漬プロセス
マンドレルの周囲に連続的なグラフアイトフイラ
メントを載置する。このステーシヨンＬでは、連
続的なフイラメントをプロセスマンドレルの中央
縦軸に平行な直線に対し約0°の角度でプロセスマ
ンドレルの周囲に載置する。ステーシヨンＬにお
いては、縦方向に間隔をあけた２又はそれ以上の
分配リングを使用することが好ましい。ロービン
グは、これらリングを通つて移動し、それがリン
グを貫通して通つた時に、前のフアイバー被覆／
レジン浸漬プロセスマンドレルの上方に載置され
る。第４図は、ステーシヨンＬにおける縦方向に
間隔をあけたアプリケータの斜視図である。

各リングは、プロセスマンドレルの周囲をめぐ
るオリフイスを有している。そして、各リング
は、その周囲に間隔をあけて複数の孔を有してい
る。孔は、ロービングがステーシヨンＫのリング
又はステーシヨンＬの上流側リングから前進して
きたフアイバー被覆／レジン浸漬プロセスマンド
レルの上方に載置する時にロービングを案内する
ものである。隣接する分配リングの孔は相互にオ
フセツトされている。従つて、ロービング又はヤ
ーンは、フアイバー被覆／レジン浸漬プロセスマ
ンドレルの周囲にまんべんなく載置する。

ステーシヨンＬにおけるロービング又はヤーン
は、トラツクの駆動シヤフト複合管を製造する場
合には、１ロービング当り約12000〜36000本のフ
イラメントを含んでいる。これら駆動シヤフト管
を製造する場合のヤーン又はロービングは、Ａ−
グラフアイトからなるグラフアイドフイラメント
から構成されている。これらフイラメントは、全
体としてステーシヨンＬから出て来た時で測つ
て、プロセスマンドレルの１フイートあたり
0.147〜0.328ポンドの重量を有しているロービン
グは、かかる複合管を製造する場合、最大毎分６
フイートの速度で分配リングから作り出される。

第１図の手順におけるステーシヨンＮは、ステ
ーシヨンしながら前進してくるマンドレルに支持
された縦方に配置されたフイラメントに乾燥した
フイラメントからなる円環状のプライを被覆す
る。円環状プライは、ステーシヨンＪで述べたも
のの如き回転する円環状ホイールアプリケータに
よつて配置される。ステーシヨンＪ及びＮは、そ
れぞれ、トラツク駆動シヤフト用複合管を製造す
る場合、プロセスマンドレルの中央縦軸に平行な
直線に対して約±80°〜90°の角度で乾いたフアイ
バーからなる円環状プライを載置する。

ステーシヨンＯは、前述した如く、ステーシヨ
ンＮから前進してくるフアイバー／レジン被覆プ
ロセスマンドレルに液体状の熱硬化性樹脂を付着
する。

ステーシヨンＯで浸漬されたフアイバー／レジ
ン被覆プロセスマンドレルは、しかる後そこから
ステーシヨンＰに前進する。第１図の手順中に示
されたステーシヨンＰにおいては、熱硬化可能な
レジンは硬化を開始する。

多数の誘導コイルが、ステーシヨンＰでこの硬
化を行なわせている。これら誘導コイルを支持す
る装置が、絵画的に第７図に図示されている。誘
導コイルは、充分な温度をレジン内部に供給し、
それによつてその硬化温度まで上昇させる。一般
的にトラツク駆動シヤフト用複合管を製造する場
合、ステーシヨンＰを離れる時のマンドレルセグ
メントの温度は、レジンとしてダウケミカル社製
デラカーン（商品名）等のビニールエステル熱硬
化性樹脂を使用する場合、250〓〜325〓とするこ
とが好ましい。

第１図の手順におけるステーシヨンＱは、赤外
線加熱器を含んでいる。加熱器は、外表面の温度
を200〓に上昇させる。５つの赤外線加熱器の土
台が、６フイートの長さを有するシリンダの周囲
に取り付けられている。ステーシヨンＱは、スチ
レンモノマーを含む熱硬化性樹脂を空気中で硬化
させる時生じ易い表面の皺を除去する。

ステーシヨンＱとＲとの間には、いくつかの間
隔が存在する。第１図の手順に示されたステーシ
ヨンＲは、ステーシヨンＱから前進してくる硬化
したレジンを把持する。ステーシヨンＲは、先行
するステーシヨンを通つて複合管を引つ張ること
ができるように複合管を把持する。ステーシヨン
Ｒは、２つのハンドオーバーハンド型の把持クラ
ンプを有している。ハンドオーバーハンド型把持
クランプは、カリフオルニア州トレンスのゴール
ドワーシーエンジニアリングから販売されてい
る。

第１図の手順に示されたステーシヨンＳは、ス
テーシヨンＲから前進してくる硬化した複合管を
切断する。ステーシヨンＳは、一対の回転する鋸
ブレードからなつている。鋸ブレードは、プロセ
スマンドレルの２個の連結されたマンドレルセグ
メントの連結部分のいずれかの側の硬化している
又は硬化した複合管を切断する。鋸ブレードは、
プロセスマンドレルの周囲を回転し、それによ
り、その上流側から複合管を完全に切断すること
ができる。第８図は、かかる切断装置の斜視図で
ある。切断作業によつて鋸ブレードの間に形成さ
れた複合管の短かいシリンダ状セクシヨンは、各
複合管からマンドレルセグメントを引つ張つてい
る間にステーシヨンＶから取り除かれる。鋸ブレ
ードは、プロセスマンドレルの中央縦軸に平行な
直線に沿つて移動し、それがステーシヨンＳを通
過する時に硬化した複合管を切断する。複合管を
切断した後、鋸ブレードは一緒にその最初の位置
にリターンする。

第１図の手順に示されたステーシヨンＴは、切
断した複合管を支持するマンドレルセグメントを
プロセスマンドレルの残りから分離する。ステー
シヨンＴの把持顎状部材は、プロセスマンドレル
が支持している硬化した複合管の周囲を、その上
流側から把持することによつてプロセスマンドレ
ルの回転を防止している。しかる後、下流側の連
結されたマンドレルセグメントは、ステーシヨン
Ｔの６角レンチによつてプロセスマンドレルの残
りから分離される。回転する６角レンチは、ステ
ーシヨンＳで切断された複合管を支持する先行側
マンドレルセグメントと係合し、連結したマンド
レルセグメントの下流側の運動から自由となるよ
うにそれをスピンさせる。第９図は、マンドレル
セグメントの分離装置と抽出装置との組合せの斜
視図である。

硬化した複合管を支持する分離したマンドレル
セグメントは、第１図の手順に示されたステーシ
ヨンＶに前進する。ステーシヨンＶは、主装置軸
のサイドに位置する。複合管は、抽出ダイで分離
したマンドレルセグメントから抜き出される。分
離したマンドレルセグメントは、抽出ダイを通つ
て引つ張られ、それにより、硬化した複合管をス
トリツプする。硬化した複合管から自由となつた
抽出ダイから前進された分離したマンドレルセグ
メントは、しかる後、モールド解放溶槽を含むス
テーシヨンＶへ前進する。自由となつたマンドレ
ルセグメントは、それがこのモールド解放溶槽に
入つた時には未だ高い温度となつている。高い温
度は、抽出されたマンドレルセグメントのモール
ド解放を行なう手助けをする。

分離したマンドレルセグメントから自由になつ
た硬化した複合管部材は、貯蔵又は搬送のために
ロール状に巻かれる。硬化した複合管部材から自
由になつたマンドレルセグメントは、次の使用の
ためにステーシヨンＡに戻される。

トラツクの駆動シヤフトに使用する場合、複合
管は、その端部に設けられた金属スリーブと協働
させることができる。金属スリーブは、複合管の
内側又はその外側に接着剤により接合することが
できる。あるいは、各マンドレルセグメントは、
それが第１図の製造手順に従つて通過する時その
端部に金属スリーブを支持するようにすることも
できる。これらスリーブは、その周囲に複合管が
形成されるマンドレルセグメントの一部分として
の役割を果たす。後者の例の場合、製造が終つた
段階（例えばステーシヨンＶの後）で、リベツト
操作によりスリーブを複合管にリベツト止めする
ことができる。

本発明は、トラツク駆動シヤフト用複合管を製
造するのに適した製造手順について記載されてい
る。しかしながら、かかる手順は単に例示のため
であり、本発明の技術思想を用いて、これら又は
他の複合管を製造するための手順は種々存在す
る。他の手順の１例を示すと、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，
Ｕ及びＶの手順である。フアイバーの太さ及びロ
ービングの数についても、種々の値をとることが
できる。

第２図〜第９図は、第１図のプロセスに使用す
る前述した各装置を図示している。

第２図は、２つのシリンダ状のマンドレルセグ
メント１０，１２がその端部で連結している状態
を示す断面図である。これは、第１図の手順によ
り、軽トラツク用の複合管を製造する場合に使用
する。連結したマンドレルセグメント１０，１２
はそれらの、各端部に滑り込むようになされたシ
リンダ状の金属スリーブ１４，１６を有してい
る。プラスチツクスリーブ１８が、金属スリーブ
１４，１６の接合端部の間及びセグメント１０，
１２の間にシリンダ状にフイツトされている。

各マンドレルセグメント１０，１２の反対側端
部（図示されていない）は、他のマンドレルセグ
メントにそれぞれ連結することができるような形
状になされている。

マンドレルセグメント雄部材２０が、マンドレ
ルセグメント１２にボルト止めされており、マン
ドレルセグメント１０にマンドレルセグメント１
２を連結するための一体的に形成されたネジ２２
を有している。マンドレルセグメント１０は、ネ
ジ２２を受け入れて固定関係を作るためのネジ２
６を有するソケツト２６を含んでいる。マンドレ
ルセグメント１０は、マンドレルセグメント１２
に対し１〜２回転することによつて連結される。
雄部材２０の非ネジ部材は、マンドレルセグメン
ト１２をマンドレルセグメント１２に連結又は外
す場合の案内となる。

第２図に図示されたマンドレルセグメント１
０，１２は、第１図の手順に示された切断ステー
シヨンＳを通つて前進する。円周方向のスペース
２８，３０は、ステーシヨンＳがマンドレルセグ
メント１０，１２に支持された複合管を切断する
場所を示すものである。マンドレルセグメント１
２は、マンドレルセグメント１０を第２図の矢印
の方向にリードする。従つて、マンドレルセグメ
ント１０，１２は、下流側の硬化した複合管３
２、上流側の複合管３４及び中間の複合管３６を
支持する。スリーブ１６及びマンドレルセグメン
ト１２の他端にスリーブ（図示されていない）を
有する下流側の複合管３２は、マンドレルセグメ
ント１２からそれが分離された後、本発明の駆動
シヤフトを構成する。上流側の複合管３４は、そ
れが切断され且つマンドレルセグメント１０から
分離された後、スリーブ１４及び他のスリーブ
（図示されていない）を有する第２の駆動シヤフ
ト部材を構成する。中間の複合管３６は、マンド
レルセグメント１０が分離された後も、複合管３
４がステーシヨンＶでマンドレルセグメント１０
からストリツプされるまで、マンドレルセグメン
ト１０の上に載せられている。

中間の複合管３６は、管切断ステーシヨンＳで
切断される。プラスチツクスリーブ１８は、この
切断作業における許容誤差を大きくする役割を果
たしている。

第３図は、プロセスマンドレルが固定された取
付部材４４，４６に支持されたホイール４０，４
２を通過した時に、プロセスマンドレルの周囲に
フアイバーを載置する装置を図示している。各ホ
イール４４，４６は、それらの各表面５６，５８
及び６０，６２の周囲に固定された連続フイラメ
ント用の多数のスプールを有している。第３図に
は、そのうちのいくつかが参照番号４８，５０及
び５２，５４として図示されている。各ホイール
は、第３図に図示されている如く相互に反対方向
に回転し、それにより、第１図のステーシヨン
Ｂ，Ｄ，Ｆ及びＨで述べた如くプロセスマンドレ
ル３８の周囲に連続的なフイラメントを載置す
る。レジン浸漬チヤンバー６４が、ホイール４
０，４２の間に設けられている。

スプール４８，５０及び５２，５４からの連続
的なフイラメントは、各ホイール４０，４２と一
緒に回転している環状の載置リング装置６６，６
８を通過する。このフアイバーは、プロセスマン
ドレル部分３８への傾斜を与えるため、環状リン
グ装置６６，６８内の孔を通過する。ホイール４
０，４２及びそれに取り付けられたリング装置６
６，６８のプロセスマンドレル部３８がこれら孔
を通り抜ける時の軸方向の移動に対する相対的な
回転速度が、フアイバーがプロセスマンドレル部
分３８に載置される時の角度を決定する。

第３Ａ図は、第３図のリング装置６６の詳細書
である。連続的なフイラメント７０は、プラスチ
ツクチユーブ７０及び傾斜プレート７８，８０に
それぞれ設けられた孔７４，７６を通つて送り出
される。チユーブ７２は、フイラメント７０を保
護するとともに、該フイラメント用のスプール
（例えば４８，５０）から糸出しを容易に行ねう
ことができるようにする役割を果たしている。

第４図及び第４Ａ図は、連続的なフイラメント
をプロセスマンドレルに沿つて（その中央縦軸に
対して）縦方向に載置する縦フアイバーアプリケ
ータ８２を図示している。間隔をあけたフアイバ
ー配置リング８６，８８，９０，９２により、連
続的なフアイバーは、遠隔スプール、又はクリー
ク（図示されていない）から各オフセツトされた
孔９４，９６，９８及び１００を通つて通過する
ことができるようにされている。孔９４，９６，
９８，１００は、これらリング８６，８８，９
０，９２内に、セグメント化されたマンドレル部
分８４の周囲に間隔をあけて設けられている。間
隔をあけた配置リング８６，８８，９０，９２の
各々には約51個の孔が設けられている。孔９４，
９６，９８，１００内の各孔は、約3600又はそれ
以上のフイラメントまで受け入れることができ
る。導管１０２，１０４，１０６，１０８は、ク
リークから各孔９４，９６，９８，１００まで案
内しており、それにより、ロービング又はヤーン
を各孔に整合させている。ヤーン又はロービング
は、これら孔からいかなる保護導管を使うことな
くプロセスマンドレル部分８４へ送り出される。

軽トラツク用複合管を製造する場合、４個のリ
ングが相互に12〜18インチの間隔で縦方向に設け
られている。これらリングは、連続的なフイラメ
ントをプロセスマンドレルの中央縦軸に平行な直
線に対して0°の角度で載置する。

第５図は、フアイバーをプロセスマンドレル部
分１１２の周囲に円周方向に載置する装置１１０
を図示している。装置１１０は、第１図の手順に
おいて環状巻付け作業を提供する機能を果たして
おり、固定取付部材１２８に回転可能に支持され
ている。装置１１０は、タンデム型に回転するホ
イール１１４，１１６を有している。ホイール１
１４，１１６は、外表面の周縁部１２２，１２４
にスプール１１８，１２０を支持している。連続
的なフイラメントは、これらスプールからホイー
ル１１４，１１６の間に設けられた回転アイレツ
ト（図示されていない）に送られ、それにより、
フイラメントをマンドレル部分１１２に載置す
る。

アイレツトは、ホイール１１４，１１６がプロ
セスマンドレル部分１１２の軸方向の移動に対し
て所定の相対速度となるようにプロセスマンドレ
ル部分１１２の周囲を回転する。これにより、所
定のフアイバーを載置を得ることができる。

第６図は、第１図の手順に関連して述べたフア
イバーを浸漬させる役割を果たすレジンアプリケ
ータ装置１３０を図示している。アプリケータ装
置１３０は、レジンチヤンバー１３２を含んで構
成されている。プロセスマンドレル部分１３６に
支持された孔付き、すなわちフアイバーチユーブ
１３４は、レジンチヤンバー１３２内を通つて延
びている。このレジンチヤンバー１３２は、その
マンドレル用入口及び出口オリフイスをラバーリ
ングからなるシール部材１３８，１４０によつて
それぞれ円周方向にシールしている。レジンチヤ
ンバー１３２は、入口１４４部分における液体圧
力がレジン水頭で４フイート〜８フイートとなる
ように連続的にレジンによつて充満されている。
出口１４６においては、もし必要であればオーバ
ーフローして使用することができる。レジンとし
ては、硬化可能な液体状レジンであれば種々のレ
ジンを使用することができる。例えば、パーオキ
サイド触媒を使用し且つチヤンバー１３２内に60
〜90〓で保持することができるビニールエステル
熱硬化性樹脂（ミシガン州ミツドランドのダウケ
ミカル社製“デラカーン（商品名）”）を使用する
ことができる。パーオキサイド触媒を使うビニー
ルエステルレジンを使用すると、熱硬化性樹脂
は、適当なポツト寿命（約８〜12時間）を有する
こととなり、種々の操作に汎用性が出る。

第７図は、第１図の製造手順に関連して述べた
熱硬化可能なレジンを硬化させる機能を果たす誘
導加熱装置１４８を図示している。加熱装置１４
８は固定取付部材１５４に取付けられており、そ
の中を通過するレジン／フアイバー被覆プロセス
マンドレル部分１５２の周囲に間隔をあけて設け
られた多数の誘導コイル１５０を有している。誘
導コイル１５０による加熱は、マンドレルの速度
を変化させることによつて調整することができ、
それにより、複合管の製造を自動化することが可
能となる。

第８図は、第１図の製造手順において述べた如
く、プロセスマンドレルの連結されたマンドレル
セグメントの連接部分において硬化された複合管
１５８を切断する役割を果たす管切断装置１５６
を図示している。

切断装置１５６は、回転するデイスク１６８に
取付けられた回転する鋸ブレード１６４，１６６
を有している。回転デイスク１６８は、軸１７０
を中心として鋸ブレード１６４，１６６を回転す
る。回転デイスク１６８は、同時に連結されたマ
ンドレルセグメントと同じ速度でこの軸１７０に
沿つて縦方向（図示された方向）に移動する。鋸
ブレード１６４，１６６は、それら自身の軸及び
この軸１７０を中心として回転し、それによつ
て、シリンダ状のセクシヨン（例えば、第２図の
管３６）を隣接する連結されたマンドレルセグメ
ントの連結部分のいずれかのサイドで複合管１５
８から切断する。複合管１５８の下側のプラスチ
ツクスリーブ（第２図参照）は、鋸ブレード１６
４，１６６の切断に許容誤差を与えるものであ
る。

流体圧作動のクランプ１６０は複合管１５８を
把持し、運動するプロセスマンドレルと一緒に移
動している間その回転を防止する。クランプ１６
０は、複合管１５８を切断し、しかる後最初の位
置にリターンさせつつ軸１７０に沿つて鋸ブレー
ド１６４，１６６と一緒に、タンデム状に（縦方
向に２列に並んで）移動する。

第９図は、第１図の製造手順に関連して述べた
機能を有するマンドレル解放／押出装置１７２を
図示している。

マンドレルセグメントを分離する場合、ネジ付
六角レンチは、第２図のマンドレルセグメント１
０のソケツト端２５に図示されている如く前方の
マンドレルセグメントの六角ヘツド部分を受け入
れる。レンチ１７４は回転し、一方ハウジング１
７６内のクランプは、第２図のセクシヨン３６等
の如き中間複合管セクシヨンを把持し、プロセス
マンドレル部１７８の隣接する上流側マンドレル
セグメントの回転を防止している。ハウジング１
８０内の六角レンチ１７４を支持するピストン
は、マンドレルセグメント端部に係合した六角レ
ンチ１７４が分離せしめられている間、プロセス
マンドレルの運動方向と同じ方向に軸方向に移動
する。また、クランプは、この分離中、プロセス
マンドレル部分１７８と一緒に軸方向に移動する
ことができるように、ハウジング１７６内におい
てピストンに支持されている。六角レンチ１７４
及びハウジング１７６内のクランプは、分離行程
を終えそれらの最初の位置に戻つた後インデツク
ス運動を行なう。

回転六角レンチ１７４が、プロセスマンドレル
の端部セグメントを分離した後、分離されたセグ
メントは、ピストンによつて機械的に製造ライン
から取り除かれ押出機１８４を有する複合管押出
ダイ１８２へ移動せしめられる。押出機１８４は
マンドレルセグメント１８４を複合管１８８から
外に引つ張り出す。分離したマンドレルセグメン
トは、複合管から引き抜かれた時に同時にモール
ド解放溶槽１９０を通つて引き抜かれる。自由に
なつた複合管１８８は、しかる後貯蔵あるいはリ
ベツト止め操作のために送り出される。リベツト
操作によつて、金属スリーブは複合管部材にリベ
ツト止めされ、それにより、駆動シヤフト部材の
製造が完了する。

第１０図は、軽トラツクとして分類される自動
車の駆動伝達機構として利用される駆動シヤフト
用複合管２００を図示している。駆動シヤフト用
複合管２００は、第１図の製造手順に関連して述
べた技術を用いて製造されたものである。複合管
２０２は、その拡大端２０８の内側に中空の金属
スリーブ２０４，２０６を支持している。中空金
属スリーブ２０４，２０６は、全体的にシリンダ
状の形状を有している。しかしながら、各金属ス
リーブ２０４，２０６は、内径自体は一定で複合
管２０２の中央に向つて薄くなつている壁を有し
ている。このように金属スリーブ２０４，２０６
の壁が薄くなつていることにより、各スリーブは
約1°のテーパーが付けられていることになる。リ
ベツト２１２，２１４は、それぞれ複合管２０２
の拡大端２１２，２１４及びスリーブ２０４，２
０６を通つて延びており、それにより、これらス
リーブ２０４，２０６を複合管２０２に固定して
いる。リベツト２１２，２１４は、第１図の製造
手順に従つて複合管を製造した後に、別行程とし
て加えることができる。あるいは、スリーブ２０
８，２１０の如きスリーブを、複合管の製造後、
複合管２０２等の複合管に接着剤により接合する
ことができる。

リベツト２１２，２１４は、複合管の周囲に円
周方向に間隔をあけて一対の円を描くように配置
される。各円に沿つて７個のリベツトが配置され
ており、合計28個が各駆動シヤフトに設けられて
いる。

第１０Ａ図は、スリーブ２０６の一部分を含む
第１０図の管部材２００の壁部分を図示してい
る。第１０Ａ図に図示された壁は、本発明に従つ
て作られた典型的な複合管の壁である。本発明の
フイラメントは、軽トラツクに分類される自動車
の駆動伝達機構に使用されるトルク伝達手段とし
て配置される。

第１０Ａ図に図示された壁は、連続的なフイラ
メント及びレジンからなる別個な、しかし一体的
になされた領域を有している。領域Ａは、４層の
副領域A1、A2、A3及びA4からなつている。副
領域A1、A2、A3及びA4の各々は、熱硬化樹脂
マトリツクス内にＥ−ガラスフイラメントからな
るプライを構成している。これら副領域に配設さ
れた連続的なグラスフイラメントの角度は、第１
０図の複合管２０２の中央縦軸２１６に平行な直
線に対して±45°（±30）となつている。領域Ａの
フイラメントは、第１図の手順においてはステー
シヨンＢ，Ｐ，Ｆ及びＨにおいて載置される。

領域Ｂは、第１０Ａ図の領域Ｃのいずれかのサ
イドに間隔をあけて配設された副領域B1とB2と
から構成されている。副領域B1、B2の各は、ほ
ぼ円周方向に配置された連続的なフイラメントか
らなるプライを含んでいる。領域Ｂ内のこれらフ
イラメントはＥ−ガラスからなり、管２０２の中
央縦軸２１６に平行な直線に対して絶対値で82°
〜88°、通常は84°〜86°の角度で配置することが好
ましい。Ｂ領域内のフイラメントは、第１図の手
順においては、ステーシヨンＪ及びＮで配置され
る。

第１０Ａ図の領域Ｃは、管２０２の中央縦軸２
１６に平行な直線に対し0°（±３）の角度で配設
されたカーボンフアイバー又はグラフアイトフア
イバーから構成されている。これらカーボンフア
イバー又はガラフアイトフアイバーは、36000本
のフイラメントからなつている。領域Ｃ内のフイ
ラメントは、第１図の手順においてはステーシヨ
ンＬで配置される。複合管２０２内のフイラメン
トは、管２０２の体積の50〜60％を占めており、
残りは架橋されたビニールエステルレジンからな
つている。

他の実施例として、領域Ｃはフイラメントから
なる単一のプライのみを有しており、且つこの単
一プライは領域Ｃの外側の周囲に設けられてい
る。さらに本発明の他の実施例においては、フイ
ラメントを製造中に配置し、それら実施例に適応
するようにしている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、複合管を製造するための本発明方法
の手順を示す概略図である。第２図は、本発明を
実施してなる２つの連結したマンドレルセグメン
トからなる端部部分の断面図である。第３図は、
ら旋状に配置されたフアイバーをアプリケータを
通るプロセスマンドレル部分に付着させるアプリ
ケータの斜視図である。第３Ａ図は、第３図に図
示されたホイールの環状配置リング装置の詳細書
である。第４図は、第３図の部分より下流側に位
置するアプリケータを通過するプロセスマンドレ
ル部分に縦方向に配置されたフアイバーを付着さ
せるアプリケータの斜視図である。第４Ａ図は、
第４図のアプリケータのフアイバー付着リングの
詳細図である。第５図は、第４図又は第３図の部
分より下流側に位置するアプリケータを通るプロ
セスマンドレル部分に円周方向に配置されたフア
イバーを付着させるアプリケータの斜視図であ
る。第６図は、第５図の部分の下流側に位置する
チヤンバーを通るプロセスマンドレル部分によつ
て支持されたフアイバーを浸漬するためのレジン
アプリケータチヤンバーの断面図である。第７図
は、第６図の部分よりも下流側に位置する誘導コ
イルを通過するプロセスマンドレル部分によつて
支持されたレジン／フアイバー管を硬化するのに
使用する誘導コイルの土台の斜視図である。第８
図は、第７図の下流側に位置するプロセスマンド
レル部分に支持された硬化したレジン／フアイバ
ーからなる移動する管を切断するための２つのブ
レード回転切断ホイールの斜視図である。第９図
は、マンドレルセグメントを分離し、しかる後、
分離したマンドレルセグメントの各から複合管を
引き抜く装置の斜視図である。第１０図は、端部
取付具を含む本発明の駆動シヤフト部材の部分断
面図である。そして、第１０Ａ図は、第１０図の
複合体の壁部分の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セグメント化されたマンドレルが該マンドレ
   ルに作動的に係合する複合管形成装置に対し相対
   的に運動するようになされた複合管製造方法にお
   いて、 (1) その周囲に筒状の複合体を形成するマンドレ
   ルを複合管形成装置に対し相対的に運動させつ
   つ管状の複合体を連続的に製造する工程； および、 (2) 複合管が上記筒状の複合体から切断された
   後、上記マンドレルから最先端のセグメントを
   分離し、かつその最後端から上記マンドレルに
   新しいセグメントを連結し、それにより複合管
   を連続的に製造する工程を特徴とする方法。 ２ 特許請求の範囲第１項の複合管製造方法にお
   いて、 縦方向に連結されたマンドレルセグメントから
   なる管形状のマンドレルを、１連の複合管形成装
   置を通過させる工程； 上記マンドレルの周囲に配置された連続的なフ
   イラメント状の補強部材からなるレジン／フアイ
   バー管を形成する工程； 上記レジン／フアイバー管を形成した後、該レ
   ジン／フアイバー管を上記マンドレルの周囲で硬
   化させる工程； 上記マンドレルの隣接して連結せしめられたセ
   グメントの間の連結部に隣接して、切断可能な程
   度まで硬化せしめられた上記レジン／フアイバー
   管からなる管状部材を切断する工程； 上記一連の複合管形成装置を通る工程を続けつ
   つ、上記管状物品から切断せしめられた複合管を
   支持するマンドレルの最先端のセグメントを上記
   マンドレルから分離し、同時にかかる分離せしめ
   られた最先端のセグメントの代わりとして、上記
   マンドレルの最後端に新しいセグメントを連結す
   る工程；および 上記中空の複合管部材を提供すべく、上記マン
   ドレルから分離せしめられた上記セグメントから
   上記複合管を分離する工程； を含んでなる管製造方法。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の方法におい
   て、 上記レジン／フアイバー管形成工程が、上記マ
   ンドレルの周囲にフイラメントを付着させる工程
   からなる方法。 ４ 特許請求の範囲第２項に記載の方法におい
   て、 上記フアイバー／レジン管形成工程が、上記マ
   ンドレルの周囲にフイラメントを巻きつけ、続い
   て上記フイラメントにレジンを浸漬させる工程か
   ら構成されてなる方法。 ５ 特許請求の範囲第２項から第４項までのいず
   れか１項に記載の方法において、 上記レジン／フアイバー管形成工程が、上記マ
   ンドレルの周囲にフイラメントをのせる工程；そ
   して、そのようにのせられたフイラメントの周囲
   に更にフイラメントを巻きつける工程を含んでい
   る方法。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の方法におい
   て、 上記レジンが熱硬化可能な熱硬化性樹脂から構
   成されている方法。 ７ セグメント化されたマンドレルが、該マンド
   レルと作動的に係合する複合管形成装置に対して
   相対的に移動するようになされている複合管製造
   装置において、 マンドレルを縦方向に間隔をあけられた多数の
   複合管形成装置を通つて縦方向に通過させるため
   の支持体； 上記マンドレルの頂部に種々の角度になされた
   連続的なフイラメント層を付着するための縦方向
   に間隔をあけられたフイラメントアプリケータ
   ー； 上記管形成装置の上流側から上記マンドレルの
   端部に周期的にセグメントを連結するための往復
   運動するレンチ； 上記管形成装置の下流側から上記マンドレルの
   端部から連結せしめられていたセグメントを周期
   的に分離するための往復運動するレンチ； そして、上記他方の管形成装置と上記下流側レ
   ンチとの間に設けられた複合管の周囲を切断する
   ための切断装置；を含んで構成されてなる管製造
   装置。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の複合管製造装
   置において、 上記管形成装置が、上記マンドレルに支持され
   たフイラメントにレジンを付着させるためのレジ
   ン浸漬チヤンバーを含んで構成されてなる管製造
   装置。 ９ 特許請求の範囲第７又は第８項に記載の複合
   管製造装置において、 上記管形成装置を通つて通過する上記マンドレ
   ルを引つぱるための往復運動するクランプ装置を
   含んでいる管製造装置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の複合管製造
   装置において、 上記マンドレルが上記管形成装置を通つて通過
   している間に付着せしめられたレジンを硬化する
   ための加熱器を含んでいる管製造装置。 １１ 特許請求の範囲第１４項に記載の装置にお
   いて、 上記加熱器が、誘導加熱器及び放射加熱器を含
   んで構成されている装置。 １２ セグメント化されたマンドレルを使用する
   フイラメント巻きつけ複合管製造装置のためマン
   ドレルにおいて、 上記マンドレルは、共通中央縦軸にそつて一体
   的に連結されたマンドレルセグメントからなり、 上記マンドレルセグメントの各々は、上記複合
   管部材の各々を製造するのに適した寸法の中空管
   と、上記管内に固定され、かつネジ付きソケツト
   及びネジ付きプラグを支持する第１及び第２マウ
   ントを含んで構成されており、 上記ネジ付きソケツト及びネジ付きプラグは、
   上記マンドレルの他のマンドレルセグメントによ
   つて支持された他のネジ付きプラグ及びソケツト
   とそれぞれネジ係合するようになされており； 上記ネジ付きプラグ及びネジ付きソケツトの
   各々は、上記管の直径よりも小さな直径を有し、
   かつ上記ソケツト及びプラグの中央縦軸は上記セ
   グメント化されたマンドレルの中央縦軸と一致す
   るようになされており、 上記ネジ付きソケツトは、その部分の直径より
   もいく分小さな直径を有するネジ付きでないソケ
   ツト部分を有しており； 上記ネジ付きでないソケツト部分は、かかるネ
   ジ付きソケツト部分から上記ネジ付きソケツトと
   ネジ付きプラグの間の上記マンドレルセグメント
   の中央部分に向かつて内側に上記ソケツト軸にそ
   つてのびており； 上記ネジ付きプラグは、上記ネジ付き部分及び
   上記中央部分から離れるように上記プラグ軸にそ
   つてのびるネジ付きでないプラグ部分を有してお
   り； そして上記ネジ付きでないプラグ部分は、ネジ
   付きソケツトとネジ付きプラグとのネジ込み及び
   取りはずし中すべり係合するように他のマンドレ
   ルセグメントのネジ付きでないソケツト部分の
   各々の直径よりもいく分小さな直径を有するよう
   になされてなるマンドレル。 １３ 特許請求の範囲第１２項に記載のセグメン
   ト化されたマンドレルにおいて、 上記ネジ付きソケツトは上記中空間の端部をこ
   えて支持されてなるマンドレル。 １４ 特許請求の範囲第１２項に記載のセグメン
   ト化されたマンドレルにおいて、 上記ネジ付きプラグは、上記ネジ付きでないプ
   ラグ部分の周囲において、上記セグメント化され
   たマンドレルを把持するための手段から構成され
   てなるマンドレル。 １５ 特許請求の範囲第１２項から第１４項まで
   のいずれか１項に記載のセグメント化されたマン
   ドレルにおいて、 更に上記マンドレルセグメントの各々の端部の
   周囲に支持された一対の金属スリーブを含んで構
   成されてなるマンドレル。 １６ 特許請求の範囲第１２項から第１５項まで
   のいずれか１項に記載のセグメント化されたマン
   ドレルにおいて、さらに 上記各マンドレルセグメントの端部の周囲に一
   対の金属スリーブを含んで構成されてなるマンド
   レル。