JPH044138B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は曲管成形用芯型のまわりにロービング
を巻回するFRP製曲管の製造方法に関し、特に
該ロービングの巻回・熱硬化処理および該芯型の
引抜きを連続的に行なうFRP製曲管製造方法に
関するものである。

FRP製曲管（以下単に「曲管」という）の成
形は、これまで主として手作業によるハンドレ
イアツプ法か機械作業によるフイラメントワイ
ンデイング法（以下「FW法」と称する）によつ
て行なわれている。しかしいずれの方法において
も下記する様な問題点が指摘されていた。

即ちハンドレイアツプ法においては装置、設備
費が安価ではあるが、手作業である為生産性が極
めて悪く、又無圧成形故にロービング含有量が少
なく、成形品の機械的強度がいきおい低くなると
いう致命的な欠点がある。例えばハンドレイアツ
プ法で得られた成形品の強度はFW法で得られた
同一寸法成形品の強度の約1/5に過ぎない。勿論
ロービングの含有量を増加すれば成形品強度を増
大し得る訳であるが、その増大の割合は僅少であ
る。又肉を厚くしても成形品強度を増大し得るが
材料コストをいたずらに高騰させるので極けて非
経済的である。

一方FW法は上記ハンドレイアツプ法の欠点、
特に成形品強度の劣る点を解消すべく開発された
もので、引張り強さの大きいロービングを引張り
方向に応力を受けるように曲管成形用芯型表面に
連続的に巻き付け配置することにより機械的強度
の非常に高い曲管を成形することができる。即ち
FW法によつて曲管を成形する場合を、第１図
（概略側面図）及び第２図（概略平面図）に基づ
いて説明すると、１はFW成形機で、回転型のロ
ービング調整・供給装置３の非回転型の曲管成形
用芯型（以下単に「芯型」という）２のまわりに
回転できる様に配設している。即ち平板軸受け４
の中央部で枢支されたターンテーブル５の略中央
上方には芯型２を配置すると共に、該芯型２の頂
面を、Ｌ形アーム６を介して駆動機７に連結する
ことにより、支点Ｐを中心として芯型２を上下矢
印方向に旋回させる。一方ターンテーブル５の外
周縁付近には、枢支点を中心としてほぼ対称的な
位置に複数のロービングユニツト８をセツトして
なるロービングユニツト支持中空台９とロービン
グガイド１０をセツトしてなるロービングガイド
支持中空台１１が配置され、更にロービングユニ
ツト支持中空台９とロービングガイド支持中空台
１１の間でターンテーブル５の上面には樹脂浴槽
１２が載置される。この様なPW成形機１におい
ては、各ロービングユニツト８から集束して引出
されたロービングは樹脂浴槽１２で適当な樹脂液
の含浸を受けた後、ロービングガイド１０を経て
該ガイド１０先端部の糸導出部材１３から芯型２
方向へ連続的に供給される。上記ロービングはタ
ーンテーブル５を所定の速度で回転させながら供
給されるので、樹脂含浸ロービングは適当な張力
が付与された状態で芯型２に巻きつけられること
になり、しかもその巻きつけの進行に伴つて芯型
２を図の上向き矢印方向へ徐々に旋回させるので
機械的強度の優れた曲管が比較的効率良く成形さ
れる。この様に従来のFW法は成形品の機械的強
度を高める上で大きく貢献し得たものであるが、
特有の構造から生じる下記問題点の解決が強く望
まれていた。即ち従来のFW法によれば上記ロー
ビングの巻回と成形を終えた曲管を次の工程で熱
硬化処理に付し、次に芯型を分離して該曲管を取
外し、更に次のロービング巻きつけの為に該芯型
を組み立て直すという様な非連続のバツチ式の曲
管製造形態である為、曲管製造の１サイクル所要
時間がかなりかゝり、又一方同口径の曲管を一時
に製造しようとすれば同じ芯型が複数個必要であ
る等、生産効率の面からも経済的な面からも改良
すべき点があつた。

本発明者等は上記の様な事情を考慮して、曲管
の成形、熱硬化処理および芯型からの曲管の引抜
きを一工程で且つ連続的に行なうことによつて上
記問題点を解決すると共に生産効率的及び経済的
に有利なFRP製曲管製造方法を提供しようとす
るものである。

即ち本目的を達成し得た本発明の構成とは、曲
管成形用芯型の外周から該芯型の外周面に対して
ロービングを求心的に供給して該芯型にロービン
グを巻回すると共に、該ロービングに熱硬化性樹
脂液を含浸させて曲管を形成しひきつづき該曲管
に熱硬化処理を施しつつ該芯型より成形完了品と
して連続的に引抜き任意の長さに自動的に切断す
ることを要旨とするものである。

以下実施例を示す図面に基づいて本発明の構成
及び使用効果を具体的に説明するが、下記実施例
は一具体例にすぎず、もとより前・後記の趣旨に
徴して種々設計を変更することは、いずれも本発
明の技術範囲に含まれる。

第３図は本発明方法を実施するときに用いる曲
管製造装置の概略断面説明図、第４図は第３図の
−線断面矢視概略説明図、第５図は第３図の
−線断面矢視概略説明図を示す。即ち上記第
３図は曲管成形用芯型３２のまわりにロービング
を巻回し巻回の前又は巻回と同時に又は巻回後に
熱硬化性樹脂を該ロービングに含浸させ（実施例
では巻回の後に含浸させ）その後ひき続いて環状
ヒーター３７で熱硬化処理を施しつつ曲管３６と
して形成し更に第１コンベア３８及び第２コンベ
ア３９によつて該芯型３２より矢印方向へ連続的
に引抜きつつある曲管製造装置３１を示し、第
４，５図は曲管成形部３３の説明図で特に第４図
はロービング巻回用の回転式クリールＡ、第５図
はロービング積層用の固定式クリールＢを示して
いる。以下詳細に説明すると第３図において芯型
３２はスタンド４１を介して固定台４２のＯ点に
枢支され、図示しない駆動機構によつてある角度
範囲内で回動できる様に構成されており、第３図
の段階では図示する位置に固定されている（詳細
の後述するが芯型３２は始動時のみ回動し、曲管
の連続製造中は固定されている）。又芯型３２の
一方の端部３２ａには後述する補助芯型５３を嵌
着する嵌着具５４が設けてあり、ある限界以上の
引張り力で補助芯型５３が離脱できる様に構成さ
れている。曲管成形部３３は、(1)芯型３２の外周
から芯型３２の外周面に対してロービング３４を
求心的に供給して巻回すべく同方向へ同期的に回
転する回転式クリールＡ，Ｃと、(2)芯型３２の長
さ方向に沿つてロービング３４を積層する非回転
の固定式クリールＢ及び(3)上記巻回又は積層され
たロービング３４に熱硬化性樹脂液を含浸させる
樹脂液スプレー３５，３５から構成されている。
なお上記ロービングの巻回・積層又は熱硬化性樹
脂液の含浸等の曲管成形手段については公知の何
れの方法によつてもよく、前述のFW成形機の如
き手段でもよいし又本実施例の知き回転式クリー
ル方式（本特許出願人より既に出願済み）を用い
ても良い。各クリールＡ，Ｂ，Ｃは断面コ字型の
中空ドーナツ状部材で、コ字部の底面部４３には
夫々ロービング３４の繰出しが自由である様に複
数のロービングボビン４４が周方向に沿つて略等
間隔を置いて設けられる。尚図では各回転クリー
ルＡ，Ｃは中空側縁部及び外周側縁が共に円形で
あり、固定式クリールＢは中空側縁及び外周縁共
に正方形になつており、いずれも中空部に芯型３
２が貫通されている。そして円形状の回転クリー
ルＡ，Ｃの外周面には環状ラツク４５が取付けら
れ、モータ４６の駆動を駆動軸４７及びピニオン
４８経由で上記環状ラツク４５に伝えて回転式ク
リールＡ，Ｃを同方向に同期回転させる様に構成
されている。第４図において固定された枠部材４
９には３個の溝付きガイドローラ５０が３方向に
夫々回転自在に取付けられ、前記環状ラツク４５
が溝付きガイドローラ５０に嵌合することによつ
てクリールＡの転倒を防止している。従つて回転
式クリールＡ，Ｃの回転によつてロービングボビ
ン４４から繰り出されるロービング３４はロービ
ングガイド孔５１を経て芯型３２のまわりに巻回
される。又第５図に示す固定式クリールＢのコ字
型の底面４３には各ロービングボビン４４から繰
出されるロービング３４を案内する為のロービン
グガイドパイプ５２が設けられているので繰出さ
れたロービングが芯型３２の可及的近傍まで乱れ
ない様に案内される。そして回転クリールＡから
出た巻回ロービングのまわりに積層される。一方
曲管成形部３３の最終部には樹脂液スプレー３５
が設置されてロービングに樹脂液が含浸され更に
芯型３２の曲管引抜き側の端部３２ａとの間に固
定された熱硬化処理用環状ヒータ３７内を通つて
熱硬化が完了し曲管３６として形成される。

３８，３８及び３９は曲管３６の外周部を把持
して該曲管３６を芯型３２から引抜いて搬送する
為に設けられたキヤタピラ式のコンベアで、第１
コンベア３８は芯型３２の端部に近接して芯型３
２又は曲管３６の曲率外周に沿つて上下から曲管
３６を挾持する位置に設けられ、矢印方向に回動
可能に設けられている。上記第１コンベア３８の
上部と芯型３２の端部との距離ｌは、該曲管製造
装置３１の始動時に芯型３２の端部に設けた嵌着
具５４に嵌着される補助芯型５３の外周に成形さ
れた曲管３６の外周〔第６図Ｃ参照〕を挾持でき
る距離であることを要する。第２コンベア３９，
３９は上記第１コンベア３８，３８にひきつづい
て曲管３６の外周に沿つて設けられ、第１コンベ
ア３８，３８から受け渡しされた曲管３６を搬送
すべく曲管３６の外周を挾持搬送可能に構成され
て配設されている。上記第１コンベア３８，３８
及び第２コンベア３９，３９は面示しないモータ
等の駆動手段によつて上下コンベアが同期して同
速度で矢印方向へ進行する様に構成されている。
又第１コンベア３８，３８及び第２コンベア３
９，３９の中間には矢印Ｘ及びＹ方向に進退可能
にカツター４０が設けられ、第１コンベア３８，
３８及び第２コンベア３９，３９に挾持された進
行する曲管３６の速度に合わせて移動しながらこ
れを適当な長さに切断する。

第６図は本発明による曲管製造方法を例示する
説明図で、第３図に示した曲管製造装置３１の曲
管製造の手段を示す。即ち第６図ａは曲管製造装
置３１の始動直前の状態で、芯型３２を固定台４
２に枢支するスタンド４１は第３図と比較してＯ
点のまわりに左旋回した位置にありスタンド４１
に固設された芯型３２もＯ点のまわりに左旋回し
てその端部３２ａは曲管成形部３３のクリール
Ａ，Ｂ，Ｃ中に位置している。なお詳細に説明す
れば、該端部３２ａには次図（第６図ｂ）にあら
われる様な補助芯型５３が第３図で示した嵌着具
５４を介して嵌着され、夫々クリールＡ，Ｂ，Ｃ
中に載置されるロービングボビン４４から繰り出
されるロービング３４の巻き始め位置にセツトさ
れている。次に第６図ｂは曲管成形装置３１の始
動後、補助芯型５３上に成形したロービングを環
状ヒーター中に導入して熱硬化処理を施している
状態を示している。スタンド４１は図示しない駆
動手段によつて曲管製造装置３１の始動と共に第
６図ａの位置より固定台４２のＯ点のまわりに矢
印方向へ右旋回しつつありこの旋回によつて芯型
３２も同方向へ旋回即ちスイングする。そして補
助芯型５３上及びひき続いて芯型３２上にロービ
ングを巻回並びに積層しつつ環状ヒーター３７へ
の移動を続けている。ここで第７図は同じく本発
明による曲管製造方法を例示する説明図である。
この図によつて曲管成形装置３１による補助芯型
５３および芯型３２への巻回及び積層手順を説明
する。回転式クリールＡ，Ｃから繰り出されるロ
ービング（説明の都合上、各ロービングはクリー
ル別にＡ，Ｂ，Ｃの文字を付記して表示する）は
補助芯型５３のまわりに巻回されて巻回層５５Ｃ
及び５５Ａを形成する。それと同時に固定クリー
ルＢから繰り出されるロービング３４Ｂは補助芯
型５３の軸方向に載置されて積層５５Ｂを形成す
る。芯型３２の矢印方向へのスイングによつて上
記巻回層５５Ｃ，５５Ａおよび積層５５Ｂは補助
芯型５３の外周上に形成され、補助芯型５３にひ
きつづいて芯型３２のまわりに巻回層および積層
を形成してゆく。そして形成された曲管３６には
樹脂液スプレー３５から硬化性樹脂液が含浸され
る。さて元へ戻つて第６図ｂに示す如く移動を続
けた巻き始めの部分は、芯型３２のスイーングに
よつて環状ヒーター３７中へ挿入され、熱硬化処
理を受けている。次に第６図Ｃは環状ヒーター３
７中へ進入した補助芯型５３上に成形された曲管
３６が該環状ヒーター３７での熱硬化処理を終
え、更に位置を移動して第１コンベア３８，３８
に達して矢印方向に回転するコンベアに外周を挾
持され曲管の外周に沿つて曲管３６の引抜き及び
搬送の体勢に入つた状態を示している。そこで芯
型３２と嵌着具５４によつて連結された補助芯型
５３は、第１コンベア３８，３８に挾持され矢印
方向への引張力を受けて嵌着が解け芯型３２と分
離する（同図の位置でスタンド４１は停止し、芯
型３２のスイングも停止する）。補助芯型５３は
まわりに曲管３６をはめたままで第１コンベア３
８，３８中を搬送され、コンベア３８，３８と補
助芯型５３に挾持された曲管３６は芯型３２から
引抜かれ始める（上記芯型３２の位置はこの後の
連続製造工程中はこの位置を動かない）。第６図
ｄは芯型３２と分離した補助芯型５３と曲管３６
を芯型３２から引抜きつつ第１コンベア３８を経
て同コンベアと同方向に同期・同速度で回転する
第２コンベア３９，３９に挾持、搬送される状態
を示している。曲管３６は既に補助芯型５３と共
に相当長さ芯型３２から引抜かれ、なお芯型３２
上では連続して成形および熱硬化処理が行なわれ
る。次に第６図ｅは曲管３６が第６図ｄの位置に
おいて（正しくは少しずつ矢印方向へ移動しなが
ら）カツター４０により曲管３６の一部を切断し
ている状態を示している。補助芯型５３上に形成
された曲管３６は第７図で示した様に回転式クリ
ールＣの巻き始め部分である為巻層あるいは積層
が不揃いであることから切断補助芯型５３から抜
いて廃棄すればよい。回転鋸刃式のカツター４０
は前述の如く矢印Ｘ，Ｙ方向に進退自在であるか
ら曲管３６切断を終えると直ちに曲管搬送路から
第６図ｆの位置へ退避する。第６図ｆは第６図ａ
〜ｅの手順を経て始動を終えた曲管製造装置３１
が曲管３６の連続製造を行なつている状況を示
す。カツタ４０の作動は曲管３６の所要長さ又は
所要角度に従つて作動条件を設定すればよく、カ
ツター４０によつて所望の長さに切断された曲管
３６は第２コンベア３９，３９によつて左方へ搬
送される。以上の様に一旦連続製造を開始した曲
管製造装置３１は、クリールＡ，Ｂ，Ｃのロービ
ングボビンのロービングが空になつて供給の為に
停止する時を除いては連続的に曲管製造が可能で
ある。これとても上記各クリールにロービングの
予備ボビンを備えるスペースを設けておけば相当
長期に亘つて連続的な曲管製造が可能となる。な
お芯型３２から曲管３６を引抜く際にスムーズに
引抜ける様に、曲管成形部３３の直前で芯型３２
の外周に摩擦抵抗を下げる芯型処理を行うと、引
抜きは更に容易である。

本発明は以上の様に構成されているので、
FRP製曲管の成形・熱硬化処理及び芯型からの
曲管の引抜きを一工程で且つ連続的に行なうこと
を可能とし、生産効率的及び経済的に有利な曲管
製造が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のFW成形機の概略側面図、第２
図は同概略平面図、第３図は本発明方法を実施す
るときに用いる曲管製造装置の概略断面説明図、
第４図は第３図の−線断面矢視概略説明図、
第５図は第３図の−線断面矢視概略説明図お
よび第６，７図は本発明による曲管製造方法を例
示する説明図である。 ３１……曲管製造装置、３２……曲管成形用芯
型、３３……曲管成形部、３４……ロービング、
３５……樹脂液スプレー、３６……曲管、３７…
…環状ヒーター、３８……第１コンベア、３９…
…第２コンベア、４０……カツター、４１……ス
タンド、４２……固定台、４３……底面部、４４
……ロービングボビン、４５……環状ラツク、４
６……モータ、４７……駆動軸、４８……ピニオ
ン、４９……枠部材、５０……溝付きガイドロー
ラ、５１……ロービングガイド孔、５２……ロー
ビングガイドパイプ、５３……補助芯型、５４…
…嵌着具、５５……巻回層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 曲管成形用芯型の外周から芯型の外周面に対
   してロービングを求心的に供給して該芯型にロー
   ビングを巻回すると共に、該ロービングに熱硬化
   性樹脂液を含浸させて曲管を形成しひきつづき該
   曲管に熱硬化処理を施しつつ該芯型より連続的に
   引抜くことを特徴とするFRP製曲管製造方法。