JPH0434289A - Ｆｒｐ製パイプと金属製フランジとの結合方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はＦＲＰ製パイプと金属製フランジとの結合方法
に関するものである。

（従来技術） ＦＲＰ製パイプ材と金属製フランジとの結合方法として
、従来からピン、ボルト、がしめ、あるいは接着等によ
る方法が採用されている。

第１３図及び第１４図はピンによる方法の一例である。

ＦＲＰ製パイプａと金属製フランジｂは半径方向に挿通
した６本のビンＣによって結合されている。

第１５図はかしめ方法によるもので、ＦＲＰ製パイプａ
、と金属製フランジｂはかしめ部ｄによって結合されて
いる。

又第１６図は接着による結合方法を示し、ＦＲＰ製パイ
プａは金属製フランジｂと接着剤ｅによって結合されて
いる。

これらの結合方法は、経時変化に伴って結合部の耐久性
、信頼性を確保するのが困難となっている。即ちビン（
第１３図）、ボルト、かしめによる方法（第１５図）は
結合部のゆるみ及び繊維の切断の問題、接着剤（第１６
図）による方法は環境変化、経時変化による接着強度の
低下１等の欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 従来の結合方法の問題点に鑑み、ＦＷ（フィラメントワ
インディング）成形時に、ＦＲＰ製パイプと金属製フラ
ンジの結合を強固にして、力の伝達性の優れた翻動用軸
を製作することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 取出し可能又は内装式のマンドレルの両端に金属製フラ
ンジを嵌挿し、これら金属製フランジの筒状部に円周等
配した爪と爪との間に繊維を折り返し巻き付けたのち、
前記爪とフランジ部との間に繊維を９０”巻きしたのち
熱処理して一体化するようにした。

この場合、金属製フランジの筒状部に設けた爪に代え筒
状部を断面多角形とし、かつ長平方向に２つのテーパー
部を形成して山型とし、このテーパー部に繊維を引掛け
て折り返し巻きつけるようにした。

又マンドレルを分割マンドレルとし、この分割型マンド
レルをリンクを介し軸に連結し、軸の軸方向操作によっ
て分割リンクを半径方向に拡縮可能にして、マンドレル
の取外しを容易にした。

（第１実施例） 第１図に基いて説明する。１は１本物のマンドレル、２
はマンドレル１の両端部に嵌った金属製フランジである
。金属製フランジ２はフランジ部２ａと筒状部２ｂとで
構成され、筒状部軸心３に対し低角度αをなし、かつ円
周上に等配された複数個の爪４を有している（第２図）
。５はマンドレル１の両端に設けた金属製フランジ２の
爪４と４の間に交互に折返し引掛けて巻いた樹脂を含浸
させた繊維層である。６は爪４とフランジ部２８間の９
０’巻き部である。

第３図はマンドレルが金属製フランジ２′の内側端間に
取付けられ、金属製フランジの筒状部２’ｂの径と同径
の内装マンドレル１′となっている。樹脂を含浸させた
繊維層５は金属製フランジの筒状部２’ｂに於ては第１
図に示すような軸心３に対する角度αをなさず、軸心と
平行に設けた爪４．４間に折返し巻付けられ、さらに爪
４′とフランジ部２’ａ間には９０°巻き部６′となっ
ている。

このような構成であるから完成品に仕上った時。

ピンやボルト等の外に突出した部分がなく外観が美しく
仕上り、他の部材に組み込む場合にも寸法精度を確保し
易い。

第４図〜第６図は第３図の如く、金属製フランジ２′に
設けた爪４′が軸心３と平行に設けられている場合のＪ
ｌｌ維５′の巻き方の一例である。

第４図の如く、繊維は爪４′と４′の間のマンドレル上
では角度θで巻かれるが、最初フィラメントワインダ（
Ｆ　Ｗ）がフランジ部２’ａの近くまで移動しく矢印Ｘ
）、この位置でマンドレル１を回転させて巻きつける。

このとき繊維５′はフランジ部２’ａと爪４′間に設け
たテーパー部２’ｃに沿って内側にずれ、締めつけ力を
与えられる（第５図）。

ＦＷの動き（矢印Ｙ）により（第６図）、繊維５′を爪
４′に引掛けることができる。この動作を繰り返すこと
により、軸と平行の爪４′で巻きとることができる。

（第２実施例） 第７図〜第１０図に基いて説明する。第７図で１は１本
のマンドレル、７は金属製フランジで、パイプ状のマン
ドレル１に嵌まり、マンドレルに嵌る筒状部は断面多角
形（図では六角形）をなしている。金属製フランジ７は
断面は多角形であるが、軸方向には第７図の如く山形を
なすよう互に逆方向のテーパー部１１１ａ、　８ｂが付
けられている。

この山形を形成するテーパー部のうち片側のフランジ部
７ａに近いテーパー部８ａの部分を繊維の引掛部として
、繊維９′が巻きつけられて繊維層９が形成される（第
９図）。

繊維層９を形成したのち、テーパー部８ａとフランジ部
７ａとの間に繊維を軸心と直角に巻いて９０゜巻き部１
０を形成する。

第１０図はマンドレルが金属製フランジ７′の内側端間
に取付けられ、金属製フランジ７′の角筒状部８’ｂと
同一形状の内装マンドレル１′となっている。この場合
は第７図のようなテーパー部８ｂがなく、この部分が角
筒状をなし、該角筒状部に内装マンドレル１′が取付け
られている。樹脂を含浸させた繊維は、テーパー部８’
ａに引掛けて折返し巻付けられ、さらにテーパー部８’
ａとフランジ部７’ａ間に９０’巻き部１ｏを形成して
いる。

以上の構造により引張応力に対しては左側テーパー部８
ａ、８’ａで受は持ち、圧縮応力に対しては９０°巻き
部１０で対応している。トルク伝達は多角形断面形状で
行なわれる。

（第３実施例） 第１１図と第１２図に基いて説明する。第１１図で１１
は分割マンドレルで、金属製フランジ１２の筒状部１２
ａと同心で、複数個の部材に分割線１３（第１２図）で
分割されている。金属製フラツジ１２の筒状部１２ａに
は複数の引掛用の爪１４が円周上に等配されており、こ
れら引掛用の爪１４に繊維を交互に折り返し巻きつけて
繊維層１５を形成する。

１６は分割マンドレル１１と同心の軸で端部にねじ１７
が設けられ、これと金属製フランジ１２との間にナツト
１８が螺し込まれている。軸１６と分割マンドレル１１
間にはリンク１９が取りつけられ、軸１６を軸方向（第
１１図矢印Ｚ）に移動させることによって、分割マンド
レル１１を半径方向に拡縮することができる。

第１１図でナツト１８を締付けると軸１６が左側へ移動
する。軸１６と分割マンドレル１１は、リンク１９で結
合されているので、分割マンドレル１１が半径方向外側
に張り出し、金属製フランジ１２の筒状部１２ａの端部
のテーパー部２ｏにそって締めつけられ、所定のマンド
レル形状を維持する。

繊維層１５を形成したのち、フランジ部１２ｂと爪１４
との間に９０°巻き部２１を形成し、熱処理した後ナツ
ト１８を緩めると軸１６は右方向へ押され、軸１６とリ
ンクされた分割マンドレル１１が傘をたたむように内側
へしぼみ、テーパー部２゜から外れるので取出し可能と
なる。なお第１２図の符号２２は分割マンドレル１１の
内側に設けたフック掛は具である。これを利用してマン
ドレルを取出すことができる。この実施例においても。

第３図の場合と同様に繊維を巻きつけることができる。

（効果） 金属製フランジに設けた爪又はテーパー部を介して繊維
を折返し巻きつけ、しかるのち、金属製フランジのフラ
ンジ部と前記繊維の折返し部との間に９０６巻き部を形
成して、金属製フランジとＦＲＰ製パイプとを一体化し
た。このような構成にしたので、従来のピンやボルト等
で結合する場合の結合部材の緩みの問題がなくなった。

又軸心と平行又は低角度に繊維を引掛けることにより、
引張り応力に対し十分な強度が得られる。

さらに９０”巻き部の形成により、折返し部が一体化さ
れるので、強度部材としての信頼性が一段と向上した。

【図面の簡単な説明】

第１＠は本発明に係る結合方法の第１実施例断面図。 第２図は爪の形状を示す側面図。 第３図はマンドレルを内装マンドレルとした例を示す。 第４図〜第６図は繊維巻きとり部を軸心と平行にした場
合の繊維の巻き方の一例を示す。 第７図は本発明の第２実施例断面図。 第８図は第７図の■矢視断面図。 第９図は第７図における金属製フランジの側面図。 第１０図は第７図の一方のテーパー部をなくし、かつマ
ンドレルを内マンドレルとした例を示す。 第１１図は本発明の第３実施例を示す片半分断面図。 第１２図は第１１図の朋矢視断面図。 第１３図は公知結合方法を示す断面図。 第１４図は第１３図のＸ■矢視部を示す。 第１５図は別の公知例を示す。 第１６図はさらに別の公知例を示す。 図において； １　マンドレル　　　　１′　内装マンドレル２．２′
　金属製フランジ ２ａ、２’ａ　　フランジ部　２ｂ、２’ｂ　　筒状部
２ｃ、２’ｃ　　テーパー部　３　軸心４．４′　爪　
　　　　５　繊維層 ５′　繊維　　　　　　６，６ ７．７′　　金属製フランジ ７ａ、？’ａ　　フランジ部 ８ａ、８ｂ、８’ａ　　テーパー部 ａ’ｂ　　角筒状部　　　　９ ９′　繊維　　　　　１０ １１　　分割マンドレル　１２ １２ａ　　筒状部　　　　　１３ １４爪　　　　１５ １６軸　　　　１７ １８　　ナツト　　　　　１９ ２０　　テーパー部　　　２１ ２２　　フック掛は具 繊維層 ９０’巻き部 金属製フランジ 分割線 繊維層 ねじ リンク ９０″巻き部 ９０°巻き部 以上 出願人　財団法人日本造船振興財団（外１名）代理人　
弁理士　大　橋　　　勇 １献マ）ト′しＩＬ／ 第 図 第７図 第８図 第９図 第 １０図 第１２図 第１４図 第１３ＦｊＡ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）マンドレルの両端に金属製フランジを嵌挿し、こ
   れら金属製フランジの筒状部に円周等配した爪と爪との
   間に繊維を折り返し巻き付けたのち、前記爪とフランジ
   部との間に繊維を９０゜巻きしたのち熱処理して一体化
   することを特徴とするＦＲＰ製パイプと金属製フランジ
   との結合方法。
2. （２）マンドレルを金属製フランジの筒状部間に取付け
   た内装マンドレルとしたことを特徴とする請求項（１）
   記載のＦＲＰ製パイプと金属製フランジとの結合方法。
3. （３）金属製フランジの筒状部に設けた爪に代え前記筒
   状部を断面多角形とし、かつ長手方向に２つのテーパー
   部を形成して山型としたことを特徴とする請求項（１）
   又は（２）記載のＦＲＰ製パイプと金属製フランジとの
   結合方法。
4. （４）山型のフランジ部から離れた側のテーパー部軸線
   と平行な筒状にしたことを特徴とする請求項（３）記載
   のＦＲＰ製パイプと金属製フランジとの結合方法。
5. （５）マンドレルを円周方向に複数個に分割した分割マ
   ンドレルとしたことを特徴とする請求項（１）記載のＦ
   ＲＰ製パイプと金属製フランジとの結合方法。
6. （６）分割型マンドレルをリンクを介し軸に連結し、軸
   の軸方向操作によって分割リンクを半径方向に拡縮可能
   にしたことを特徴とする請求項（５）記載のＦＲＰ製パ
   イプと金属製フランジとの結合方法。