JPH0451325B2 - - Google Patents
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- JPH0451325B2 JPH0451325B2 JP62024820A JP2482087A JPH0451325B2 JP H0451325 B2 JPH0451325 B2 JP H0451325B2 JP 62024820 A JP62024820 A JP 62024820A JP 2482087 A JP2482087 A JP 2482087A JP H0451325 B2 JPH0451325 B2 JP H0451325B2
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
（従来の技術）
炭素繊維強化樹脂製パイプは、自転車フレーム
用パイプ、釣り竿、ゴルフシヤフト等に広く使用
されている。その製造に当たつては、マンドレル
（ストレート状またはテーパー状の芯金）に離型
剤を塗布し、次いで炭素繊維に熱硬化性樹脂を含
侵させて得られたプリプレグの複数枚を同マンド
レルの周りに積層状態に巻き付け、次いで同積層
プリプレグを熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱
し、硬化させて、炭素繊維強化樹脂製パイプを成
形し、次いで同炭素繊維強化樹脂製パイプを上記
マンドレルから抜き取つて、所定寸法に仕上げ加
工するようにしている。なお製造される炭素繊維
強化樹脂製パイプの断面形状は、マンドレルの断
面形状により変わり、例えばマンドレルの断面形
状が楕円形であれば、断面楕円形の炭素繊維強化
樹脂製パイプが得られる。
用パイプ、釣り竿、ゴルフシヤフト等に広く使用
されている。その製造に当たつては、マンドレル
（ストレート状またはテーパー状の芯金）に離型
剤を塗布し、次いで炭素繊維に熱硬化性樹脂を含
侵させて得られたプリプレグの複数枚を同マンド
レルの周りに積層状態に巻き付け、次いで同積層
プリプレグを熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱
し、硬化させて、炭素繊維強化樹脂製パイプを成
形し、次いで同炭素繊維強化樹脂製パイプを上記
マンドレルから抜き取つて、所定寸法に仕上げ加
工するようにしている。なお製造される炭素繊維
強化樹脂製パイプの断面形状は、マンドレルの断
面形状により変わり、例えばマンドレルの断面形
状が楕円形であれば、断面楕円形の炭素繊維強化
樹脂製パイプが得られる。
（発明が解決しようとする問題点）
前記従来の炭素繊維強化樹脂製パイプの製造方
法は、直線状の炭素繊維強化樹脂製パイプ、例え
ば自転車フレーム用パイプ、釣り竿、ゴルフシヤ
フトのように直線状のパイプは製造できても、変
形パイプ、例えば自転車のハンドルや前ホークの
ように円弧状に湾曲していたり、ハンドル中央部
が膨出しているパイプは製造できない。即ち、マ
ンドレルの周りに積層状態に巻き付けた積層プリ
プレグを熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱し、硬
化させて、炭素繊維強化樹脂製パイプを成形し、
次いで同炭素繊維強化樹脂製パイプをマンドレル
から抜き取つた後に、炭素繊維強化樹脂製パイプ
を曲げ加工したり、部分的に変形させたりする必
要があるが、積層プリプレグを熱硬化後に曲げ加
工したり、部分的に変形させるのが困難で、湾曲
したり、部分的に凹凸部等の形成された炭素繊維
強化樹脂製変形パイプを製造できない。即ち、熱
硬化性樹脂の強度が炭素繊維に比べて低く（炭素
繊維の引張り強さ200〜400Kg／mm2、熱硬化性樹脂
の引張り強さ２〜３Kg／mm2）、炭素繊維強化樹脂
製パイプの変形程度にもよるが、加工時に、（）
熱硬化性樹脂の破壊、（）炭素繊維と熱硬化性
樹脂との界面剥離、（）炭素繊維の破断、（）
積層繊維間の剥離の順序で破壊が進行して、積層
プリプレグを熱硬化後に曲げ加工したり、部分的
に変形させるのが困難で、湾曲したり、部分的に
凹凸部等の形成された炭素繊維強化樹脂製変形パ
イプを製造できないという問題があつた。
法は、直線状の炭素繊維強化樹脂製パイプ、例え
ば自転車フレーム用パイプ、釣り竿、ゴルフシヤ
フトのように直線状のパイプは製造できても、変
形パイプ、例えば自転車のハンドルや前ホークの
ように円弧状に湾曲していたり、ハンドル中央部
が膨出しているパイプは製造できない。即ち、マ
ンドレルの周りに積層状態に巻き付けた積層プリ
プレグを熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱し、硬
化させて、炭素繊維強化樹脂製パイプを成形し、
次いで同炭素繊維強化樹脂製パイプをマンドレル
から抜き取つた後に、炭素繊維強化樹脂製パイプ
を曲げ加工したり、部分的に変形させたりする必
要があるが、積層プリプレグを熱硬化後に曲げ加
工したり、部分的に変形させるのが困難で、湾曲
したり、部分的に凹凸部等の形成された炭素繊維
強化樹脂製変形パイプを製造できない。即ち、熱
硬化性樹脂の強度が炭素繊維に比べて低く（炭素
繊維の引張り強さ200〜400Kg／mm2、熱硬化性樹脂
の引張り強さ２〜３Kg／mm2）、炭素繊維強化樹脂
製パイプの変形程度にもよるが、加工時に、（）
熱硬化性樹脂の破壊、（）炭素繊維と熱硬化性
樹脂との界面剥離、（）炭素繊維の破断、（）
積層繊維間の剥離の順序で破壊が進行して、積層
プリプレグを熱硬化後に曲げ加工したり、部分的
に変形させるのが困難で、湾曲したり、部分的に
凹凸部等の形成された炭素繊維強化樹脂製変形パ
イプを製造できないという問題があつた。
（問題点を解決するための手段）
本発明は前記の問題点に対処するもので、炭素
繊維に熱硬化性樹脂を含侵させて得られたプリプ
レグの複数枚を可撓性中空部材の周りに積層状態
に巻き付け、次いで同積層プリプレグを予熱して
同積層プリプレグの熱硬化性樹脂の粘度を低下さ
せ、次いで同積層プリプレグを金型内にセツトし
て上記可撓性中空部材の一端部を閉じ、次いで同
可撓性中空部材の他端部から同可撓性中空部材内
へ圧力空気を送入して上記積層プリプレグを金型
の成形部内面に押し付け、次いで上記金型を熱硬
化性樹脂の硬化温度まで加熱して上記積層プリプ
レグを硬化させることにより、所定の形状に成形
し、次いで上記金型を離型して成形品を同金型か
ら取り出し、上記可撓性中空部材を同成形品から
抜き取つて、端部を仕上げ加工する炭素繊維強化
樹脂製変形パイプ類の製造方法において、前記積
層プリプレグの曲げ加工前の予熱工程時、同積層
プリプレグの周りに予熱により粘度の低下する積
層プリプレグの付着防止用熱収縮性テープまたは
ポリプロピレン製シートを巻き付け、前記成形品
を金型から取り出したときに、同テープまたはシ
ートを成形品から剥離することをことを特徴とし
ている。
繊維に熱硬化性樹脂を含侵させて得られたプリプ
レグの複数枚を可撓性中空部材の周りに積層状態
に巻き付け、次いで同積層プリプレグを予熱して
同積層プリプレグの熱硬化性樹脂の粘度を低下さ
せ、次いで同積層プリプレグを金型内にセツトし
て上記可撓性中空部材の一端部を閉じ、次いで同
可撓性中空部材の他端部から同可撓性中空部材内
へ圧力空気を送入して上記積層プリプレグを金型
の成形部内面に押し付け、次いで上記金型を熱硬
化性樹脂の硬化温度まで加熱して上記積層プリプ
レグを硬化させることにより、所定の形状に成形
し、次いで上記金型を離型して成形品を同金型か
ら取り出し、上記可撓性中空部材を同成形品から
抜き取つて、端部を仕上げ加工する炭素繊維強化
樹脂製変形パイプ類の製造方法において、前記積
層プリプレグの曲げ加工前の予熱工程時、同積層
プリプレグの周りに予熱により粘度の低下する積
層プリプレグの付着防止用熱収縮性テープまたは
ポリプロピレン製シートを巻き付け、前記成形品
を金型から取り出したときに、同テープまたはシ
ートを成形品から剥離することをことを特徴とし
ている。
本発明の目的とする処は、熱硬化性樹脂の破
壊、炭素繊維と熱硬化性樹脂との界面剥離、炭素
繊維の破断、積層繊維間の剥離等を伴わずに、湾
曲したり、部分的に凹凸部の形成された所定の形
状の炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類を製造でき
る。また曲げ加工時、積層プリプレグを所定の形
状に容易に成形できる上に、予熱して粘度を低下
した積層プリプレグを容易に取り扱うことができ
る。炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製造方法
を供する点にある。
壊、炭素繊維と熱硬化性樹脂との界面剥離、炭素
繊維の破断、積層繊維間の剥離等を伴わずに、湾
曲したり、部分的に凹凸部の形成された所定の形
状の炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類を製造でき
る。また曲げ加工時、積層プリプレグを所定の形
状に容易に成形できる上に、予熱して粘度を低下
した積層プリプレグを容易に取り扱うことができ
る。炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製造方法
を供する点にある。
（作用）
本発明の炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製
造方法は前記のように炭素繊維に熱硬化性樹脂を
含侵させて得られたプリプレグの複数枚を可撓性
中空部材の周りに積層状態に巻き付け、次いで同
積層プリプレグを予熱して同積層プリプレグの熱
硬化性樹脂の粘度を低下させ、次いで同積層プリ
プレグを金型内にセツトして上記可撓性中空部材
の一端部を閉じ、次いで同可撓性中空部材の他端
部から同可撓性中空部材内へ圧力空気を送入して
上記積層プリプレグを金型の成形部内面に押し付
け、次いで上記金型を熱硬化性樹脂の硬化温度ま
で加熱して上記積層プリプレグを硬化させること
により、所定の形状に成形し、次いで上記金型を
離型して成形品を同金型から取り出し、上記可撓
性中空部材を同成形品から抜き取つて、端部を仕
上げ加工するので、湾曲したり、部分的に凹凸部
の形成された炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類が
熱硬化性樹脂の破壊、炭素繊維と熱硬化性樹脂と
の界面剥離、炭素繊維の破断、積層繊維間の剥離
等を伴わずに製造される。また曲げ加工前、積層
プリプレグを予熱して、同積層プリプレグの熱硬
化性樹脂の粘度を低下させるので、曲げ加工時、
積層プリプレグの所定の形状への成形が容易にな
る。また積層プリプレグの曲げ加工前の予熱工程
時、同積層プリプレグの周りに予熱により粘度の
低下する積層プリプレグの付着防止用熱収縮性テ
ープまたはポリプロピレン製シートを巻き付ける
ので、予熱して粘度を低下した積層プリプレグの
取扱いが容易になる。
造方法は前記のように炭素繊維に熱硬化性樹脂を
含侵させて得られたプリプレグの複数枚を可撓性
中空部材の周りに積層状態に巻き付け、次いで同
積層プリプレグを予熱して同積層プリプレグの熱
硬化性樹脂の粘度を低下させ、次いで同積層プリ
プレグを金型内にセツトして上記可撓性中空部材
の一端部を閉じ、次いで同可撓性中空部材の他端
部から同可撓性中空部材内へ圧力空気を送入して
上記積層プリプレグを金型の成形部内面に押し付
け、次いで上記金型を熱硬化性樹脂の硬化温度ま
で加熱して上記積層プリプレグを硬化させること
により、所定の形状に成形し、次いで上記金型を
離型して成形品を同金型から取り出し、上記可撓
性中空部材を同成形品から抜き取つて、端部を仕
上げ加工するので、湾曲したり、部分的に凹凸部
の形成された炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類が
熱硬化性樹脂の破壊、炭素繊維と熱硬化性樹脂と
の界面剥離、炭素繊維の破断、積層繊維間の剥離
等を伴わずに製造される。また曲げ加工前、積層
プリプレグを予熱して、同積層プリプレグの熱硬
化性樹脂の粘度を低下させるので、曲げ加工時、
積層プリプレグの所定の形状への成形が容易にな
る。また積層プリプレグの曲げ加工前の予熱工程
時、同積層プリプレグの周りに予熱により粘度の
低下する積層プリプレグの付着防止用熱収縮性テ
ープまたはポリプロピレン製シートを巻き付ける
ので、予熱して粘度を低下した積層プリプレグの
取扱いが容易になる。
（実施例）
次に本発明の炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類
の製造方法を自転車用ハンドル、即ち、全体が湾
曲した変形パイプの製造に適用した第１，２，３
図に示す一実施例により説明すると、第１図の
１が剛製芯棒で、同剛製芯棒１の外径は10mmであ
る。また第１図，の２が耐熱性及び離型性を
有するシリコンゴム製パイプ（可撓性中空部材）
で、同シリコンゴム製パイプ２の内径は10mm、外
径は18mmである。また３が炭素繊維に熱硬化性樹
脂を含侵させて得られたプリプレグ（またはフイ
ラメントワインデイング）である。なお同プリプ
レグ３は積層されて、厚さが２mm程度になるが、
プリプレグ３の１枚は、厚さが0.125mm程度であ
る。また第２図の４が変形パイプの形状及び断
面に対応した接合面４ａと成形用凹部４ｂとを有
する下金型、第２図の５が変形パイプの形状及
び断面に対応した接合面５ａと成形用凹部５ｂと
を有する上金型、第３図の６が枠体、７が同枠体
６の上部に螺合したねじ棒、７ａが同ねじ棒７の
下端部に固定したクランプ部、８が同枠体６の下
部に固定した支持脚、８ａが同支持脚８の上端部
に固定したクランプ部である。
の製造方法を自転車用ハンドル、即ち、全体が湾
曲した変形パイプの製造に適用した第１，２，３
図に示す一実施例により説明すると、第１図の
１が剛製芯棒で、同剛製芯棒１の外径は10mmであ
る。また第１図，の２が耐熱性及び離型性を
有するシリコンゴム製パイプ（可撓性中空部材）
で、同シリコンゴム製パイプ２の内径は10mm、外
径は18mmである。また３が炭素繊維に熱硬化性樹
脂を含侵させて得られたプリプレグ（またはフイ
ラメントワインデイング）である。なお同プリプ
レグ３は積層されて、厚さが２mm程度になるが、
プリプレグ３の１枚は、厚さが0.125mm程度であ
る。また第２図の４が変形パイプの形状及び断
面に対応した接合面４ａと成形用凹部４ｂとを有
する下金型、第２図の５が変形パイプの形状及
び断面に対応した接合面５ａと成形用凹部５ｂと
を有する上金型、第３図の６が枠体、７が同枠体
６の上部に螺合したねじ棒、７ａが同ねじ棒７の
下端部に固定したクランプ部、８が同枠体６の下
部に固定した支持脚、８ａが同支持脚８の上端部
に固定したクランプ部である。
次に前記鋼製芯棒１とシリコンゴム製パイプ２
とプリプレグ３と上下金型４，５と枠体６とを使
用して行われる自転車用ハンドルの製造工程を説
明する。まず鋼製芯棒１をシリコンゴム製パイプ
２内に挿入し（第１図参照）、次いでプリプレ
グ３の複数枚をシリコンゴム製パイプ２の周りに
積層状態に巻き付けて、その厚さを２mm程度にし
（第１図参照）、次いで同積層プリプレグ３を80
℃で30〜60分間予熱して、同積層プリプレグ３の
熱硬化製樹脂の粘度を低下させ、次いで鋼製芯棒
１をシリコンゴム製パイプ２内から抜き取り（第
１図参照）、次いで同積層プリプレグ３を下金
型４の成形用凹部４ｂに当てがい、積層プリプレ
グ３を成形用凹部４ｂに沿い折り曲げて、同成形
用凹部４ｂ内に嵌合する。なお積層プリプレグ３
をパイプ曲げ加工機により予め曲げておけば、成
形用凹部４ｂ内に容易に嵌合できる。次いで上金
型５を下金型４の上にセツトして、同各金型４，
５を固定し、次いでシリコンゴム製パイプ２の一
端部を枠体６に螺合したねじ棒７のクランプ７ａ
と支持脚８のクランプ８ａとによりクランプし
て、シリコンゴム製パイプ２の一端部を閉じ（第
３図参照）、次いで同シリコンゴム製パイプ２の
他端部から同シリコンゴム製パイプ２内へ６Kg／
cm2以上の圧力の圧力空気を送入して、積層プリプ
レグ３を上下金型４，５の成形用凹部４ａ，５ａ
内面に押し付け、次いでシリコンゴム製パイプ２
の他端部を上記枠体６と同様の枠体により閉じ、
次いで上下金型４，５を熱硬化樹脂の硬化温度
130℃まで加熱して、積層プリプレグ３を硬化さ
せる。このとき、シリコンゴム製パイプ２の内圧
が金型の温度上昇により高くなつて、積層プリプ
レグ３がこのときにも上下金型４，５の成形用凹
部４ｂ，５ｂ内面に押し付けられて、最終的な成
形が行われる。次いで上金型５を下金型４から離
型して、成形品を下金型４から取り出し、シリコ
ンゴム製パイプ２を成形品から抜き取つて、端部
等を仕上げ加工する。また鋼製芯棒１をシリコン
ゴム製パイプ２内から抜き取つた後、積層プリプ
レグ３を手作業により曲げ加工する場合には、曲
げ加工前の予熱工程時、幅15mm、厚さ25μｍの熱
収縮性テープを積層プリプレグ３にピツチ７mm、
張力２〜３Kg／cm2で巻き付けてから予熱するよう
にして、その後の曲げ加工時に、予熱により粘度
の低下した積層プリプレグ３を手に付着させない
ようにする。この熱収縮性テープは、成形品を下
金型４から取り出したときに、成形品から剥離す
る。また上記熱収縮性テープの代わりに１枚のポ
リプロピレン製シートを使用してもよい。またシ
リコンゴム製パイプ２の一端部を同パイプの成形
時に閉じておけば、枠体６による閉塞が不要にな
る。また同シリコンゴム製パイプ２の他端部を、
注射針状のノズルを有するシリコンゴム栓により
閉じ、圧力空気の送入後、注射針状のノズルを引
き抜けば、圧力空気の送入操作が容易に行われ
る。
とプリプレグ３と上下金型４，５と枠体６とを使
用して行われる自転車用ハンドルの製造工程を説
明する。まず鋼製芯棒１をシリコンゴム製パイプ
２内に挿入し（第１図参照）、次いでプリプレ
グ３の複数枚をシリコンゴム製パイプ２の周りに
積層状態に巻き付けて、その厚さを２mm程度にし
（第１図参照）、次いで同積層プリプレグ３を80
℃で30〜60分間予熱して、同積層プリプレグ３の
熱硬化製樹脂の粘度を低下させ、次いで鋼製芯棒
１をシリコンゴム製パイプ２内から抜き取り（第
１図参照）、次いで同積層プリプレグ３を下金
型４の成形用凹部４ｂに当てがい、積層プリプレ
グ３を成形用凹部４ｂに沿い折り曲げて、同成形
用凹部４ｂ内に嵌合する。なお積層プリプレグ３
をパイプ曲げ加工機により予め曲げておけば、成
形用凹部４ｂ内に容易に嵌合できる。次いで上金
型５を下金型４の上にセツトして、同各金型４，
５を固定し、次いでシリコンゴム製パイプ２の一
端部を枠体６に螺合したねじ棒７のクランプ７ａ
と支持脚８のクランプ８ａとによりクランプし
て、シリコンゴム製パイプ２の一端部を閉じ（第
３図参照）、次いで同シリコンゴム製パイプ２の
他端部から同シリコンゴム製パイプ２内へ６Kg／
cm2以上の圧力の圧力空気を送入して、積層プリプ
レグ３を上下金型４，５の成形用凹部４ａ，５ａ
内面に押し付け、次いでシリコンゴム製パイプ２
の他端部を上記枠体６と同様の枠体により閉じ、
次いで上下金型４，５を熱硬化樹脂の硬化温度
130℃まで加熱して、積層プリプレグ３を硬化さ
せる。このとき、シリコンゴム製パイプ２の内圧
が金型の温度上昇により高くなつて、積層プリプ
レグ３がこのときにも上下金型４，５の成形用凹
部４ｂ，５ｂ内面に押し付けられて、最終的な成
形が行われる。次いで上金型５を下金型４から離
型して、成形品を下金型４から取り出し、シリコ
ンゴム製パイプ２を成形品から抜き取つて、端部
等を仕上げ加工する。また鋼製芯棒１をシリコン
ゴム製パイプ２内から抜き取つた後、積層プリプ
レグ３を手作業により曲げ加工する場合には、曲
げ加工前の予熱工程時、幅15mm、厚さ25μｍの熱
収縮性テープを積層プリプレグ３にピツチ７mm、
張力２〜３Kg／cm2で巻き付けてから予熱するよう
にして、その後の曲げ加工時に、予熱により粘度
の低下した積層プリプレグ３を手に付着させない
ようにする。この熱収縮性テープは、成形品を下
金型４から取り出したときに、成形品から剥離す
る。また上記熱収縮性テープの代わりに１枚のポ
リプロピレン製シートを使用してもよい。またシ
リコンゴム製パイプ２の一端部を同パイプの成形
時に閉じておけば、枠体６による閉塞が不要にな
る。また同シリコンゴム製パイプ２の他端部を、
注射針状のノズルを有するシリコンゴム栓により
閉じ、圧力空気の送入後、注射針状のノズルを引
き抜けば、圧力空気の送入操作が容易に行われ
る。
次に本発明の炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類
の製造方法を自転車用前ホーク、シートステー、
チエーンステー、即ち、全体が湾曲し且つ断面が
楕円形の変形パイプの製造に適用した第４，５，
６図に示す他の実施例により説明すると、第４図
の１が鋼製芯棒で、同鋼製芯棒１の外径は８mmで
ある。また２が耐熱性及び離型性を有するシリコ
ンゴム製テーパー状パイプ（可撓性中空部材）
で、同シリコンゴム製テーパー状パイプ２の内径
は８mm、一端部の外径は17mm、他端部の外径は13
mmである。また３が炭素繊維に熱硬化性樹脂を含
侵させて得られたプリプレグ（またはフイラメン
トワインデイング）である。なお同プリプレグ３
は扇形状に裁断されており、シリコンゴム製テー
パー状パイプ２上に積層されて、厚さが2.5mm程
度になるが、プリプレグ３の１枚は、厚さが
0.125mm程度である。また第５図の４が変形パ
イプの形状及び断面に対応した成形用凹部４ｂを
有する下金型、第５図の５が変形パイプの形状
及び断面に対応した成形用凹部５ｂを有する上金
型である。
の製造方法を自転車用前ホーク、シートステー、
チエーンステー、即ち、全体が湾曲し且つ断面が
楕円形の変形パイプの製造に適用した第４，５，
６図に示す他の実施例により説明すると、第４図
の１が鋼製芯棒で、同鋼製芯棒１の外径は８mmで
ある。また２が耐熱性及び離型性を有するシリコ
ンゴム製テーパー状パイプ（可撓性中空部材）
で、同シリコンゴム製テーパー状パイプ２の内径
は８mm、一端部の外径は17mm、他端部の外径は13
mmである。また３が炭素繊維に熱硬化性樹脂を含
侵させて得られたプリプレグ（またはフイラメン
トワインデイング）である。なお同プリプレグ３
は扇形状に裁断されており、シリコンゴム製テー
パー状パイプ２上に積層されて、厚さが2.5mm程
度になるが、プリプレグ３の１枚は、厚さが
0.125mm程度である。また第５図の４が変形パ
イプの形状及び断面に対応した成形用凹部４ｂを
有する下金型、第５図の５が変形パイプの形状
及び断面に対応した成形用凹部５ｂを有する上金
型である。
次に前記鋼製芯棒１とシリコンゴム製テーパー
パイプ２とプリプレグ３と上下金型４，５とを使
用して行われる自転車用前ホーク、シートステ
ー、チエーンステー（断面楕円形、テーバー状、
または一部に凹凸部を形成した変形パイプ）の製
造工程を説明する。まず鋼製芯棒１をシリコンゴ
ム製テーパー状パイプ２内に挿入し（第４図参
照）、次いで扇形状に裁断したプリプレグ３の複
数枚をシリコンゴム製テーパーパイプ２の周りに
積層状態に巻き付けて、その厚さを2.5mm程度に
し（第４図参照）、次いで同積層プリプレグ３を
80℃程度で30〜60分間予熱して、同積層プリプレ
グ３の熱硬化性樹脂の粘度を低下させ、次いで鋼
製芯棒１をシリコンゴム製テーパ状パイプ２内か
ら抜き取り、次いで同積層プリプレグ３を下金型
４の成形用凹部４ｂに当てがい、積層プリプレグ
３を成形用凹部４ｂに沿い折り曲げて、同成形用
凹部４ｂ内に嵌合する。なお積層プリプレグ３を
パイプ曲げ加工機により予め曲げておけば、成形
用凹部４ｂ内に容易に嵌合できる。次いで上金型
５を下金型４の上にセツトして、同各金型４，５
を固定し、次いでシリコンゴム製テーパー状パイ
プ２の一端部を固定具（図示せず）により閉じ、
次いで同シリコンゴム製テーパー状パイプ２の他
端部から同シリコンゴム製テーパー状パイプ２内
へ６Kg／cm2以上の圧力の圧力空気を送入して、積
層プリプレグ３を上下金型４，５の成形用凹部４
ｂ，５ｂ内面に押し付け、次いでシリコンゴム製
テーパー状パイプ２の他端部を上記固定具と同様
の固定具により閉じ、次いで上下金型４，５を熱
硬化樹脂の硬化温度130℃まで加熱して、積層プ
リプレグ３を硬化させる。このとき、シリコンゴ
ム製テーパー状パイプ２の内圧が金型の温度上昇
により高くなつて、積層プリプレグ３がこのとき
にも上下金型４，５の成形用凹部４ｂ，５ｂ内面
に押し付けられて、最終的な成形が行われる。次
いで上金型５を下金型４から離型して、成形品を
下金型４から取り出し、シリコンゴム製テーパー
状パイプ２を成形品から抜き取つて、端部等を仕
上げ加工する。
パイプ２とプリプレグ３と上下金型４，５とを使
用して行われる自転車用前ホーク、シートステ
ー、チエーンステー（断面楕円形、テーバー状、
または一部に凹凸部を形成した変形パイプ）の製
造工程を説明する。まず鋼製芯棒１をシリコンゴ
ム製テーパー状パイプ２内に挿入し（第４図参
照）、次いで扇形状に裁断したプリプレグ３の複
数枚をシリコンゴム製テーパーパイプ２の周りに
積層状態に巻き付けて、その厚さを2.5mm程度に
し（第４図参照）、次いで同積層プリプレグ３を
80℃程度で30〜60分間予熱して、同積層プリプレ
グ３の熱硬化性樹脂の粘度を低下させ、次いで鋼
製芯棒１をシリコンゴム製テーパ状パイプ２内か
ら抜き取り、次いで同積層プリプレグ３を下金型
４の成形用凹部４ｂに当てがい、積層プリプレグ
３を成形用凹部４ｂに沿い折り曲げて、同成形用
凹部４ｂ内に嵌合する。なお積層プリプレグ３を
パイプ曲げ加工機により予め曲げておけば、成形
用凹部４ｂ内に容易に嵌合できる。次いで上金型
５を下金型４の上にセツトして、同各金型４，５
を固定し、次いでシリコンゴム製テーパー状パイ
プ２の一端部を固定具（図示せず）により閉じ、
次いで同シリコンゴム製テーパー状パイプ２の他
端部から同シリコンゴム製テーパー状パイプ２内
へ６Kg／cm2以上の圧力の圧力空気を送入して、積
層プリプレグ３を上下金型４，５の成形用凹部４
ｂ，５ｂ内面に押し付け、次いでシリコンゴム製
テーパー状パイプ２の他端部を上記固定具と同様
の固定具により閉じ、次いで上下金型４，５を熱
硬化樹脂の硬化温度130℃まで加熱して、積層プ
リプレグ３を硬化させる。このとき、シリコンゴ
ム製テーパー状パイプ２の内圧が金型の温度上昇
により高くなつて、積層プリプレグ３がこのとき
にも上下金型４，５の成形用凹部４ｂ，５ｂ内面
に押し付けられて、最終的な成形が行われる。次
いで上金型５を下金型４から離型して、成形品を
下金型４から取り出し、シリコンゴム製テーパー
状パイプ２を成形品から抜き取つて、端部等を仕
上げ加工する。
また自転車用ハンドルは、両端部が湾曲し、中
央部（ハンドルポストへの取り付け部）が膨出し
ているが、第７，８図は、この変形パイプを成形
する際に使用する下金型４及び上金型５を示して
おり、下金型４に設けた成形用凹部４ｂのうち、
左右両翼の成形用凹部４b1が湾曲し、中央の成形
用凹部４b2の内径が上記成形用凹部４b1の内径よ
りも大きくなつている。また上金型５の成形用凹
部５ｂも下金型４の成形用凹部４ｂと同様に形成
されている。
央部（ハンドルポストへの取り付け部）が膨出し
ているが、第７，８図は、この変形パイプを成形
する際に使用する下金型４及び上金型５を示して
おり、下金型４に設けた成形用凹部４ｂのうち、
左右両翼の成形用凹部４b1が湾曲し、中央の成形
用凹部４b2の内径が上記成形用凹部４b1の内径よ
りも大きくなつている。また上金型５の成形用凹
部５ｂも下金型４の成形用凹部４ｂと同様に形成
されている。
また自転車用シートポストは、上端部が小径に
なつているが、第９，１０図は、この変形パイプ
を成形する際に使用する下金型４及び上金型５を
示しており、下金型４及び上金型５に設けた成形
用凹部４ｂ，５ｂのうち、下端側の成形用凹部４
b2，５b2の内径が上端側の成形用凹部４b1，５b1
の内径よりも大きくなつている。
なつているが、第９，１０図は、この変形パイプ
を成形する際に使用する下金型４及び上金型５を
示しており、下金型４及び上金型５に設けた成形
用凹部４ｂ，５ｂのうち、下端側の成形用凹部４
b2，５b2の内径が上端側の成形用凹部４b1，５b1
の内径よりも大きくなつている。
また自転車用鋼製フレームパイプには、車体の
軽量化のために、第１１図に示すように応力値の
比較的小さい中央部分の肉厚T2を薄くし、応力
値の大きい両端部分の肉厚T1を厚くしたバテツ
ド管が使用されている。なお第１１図のＤはパイ
プの直径、Ｌはパイプの長さである。本発明は、
この種の応力分布に応じて肉厚が長さ方向で異な
る炭素繊維強化樹脂製変形パイプ、例えば自転車
のフレームパイプ、前ホーク足、シートステー、
チエーンステー、ハンドル等の製造にも適用でき
る。その成形例を次に説明すると、耐熱性、離型
性の良いシリコンゴム製パイプ（第１図の２参
照）内に鋼製芯棒（第１図の１参照）を挿入し、
シリコンゴム製パイプ２の両端部分（第１１図の
Ａ，Ｂ及びA′，B′に相当する部分）に炭素繊維
プリプレグ３を肉厚（T1−T2）に積層し、次い
でシリコンゴム製パイプ２の全体に炭素繊維プリ
プレグ３を肉厚T2に積層し、次いで鋼製芯棒１
をシリコンゴム製パイプ２内から抜き取り、次い
で成形品の外径寸法に対応して内面を精密にホー
ニングした鋼製シリンダ（または２つ割金型）内
にセツトし、次いで前記と同様に積層プリプレグ
３を80℃程度で30〜60分間予熱し、次いでシリコ
ンゴム製パイプ２内に空気を圧入して、積層プリ
プレグ３を上記鋼製シリンダの内面に押し付け、
次いで同鋼製シリンダを熱硬化樹脂の硬化温度
130℃まで加熱して、積層プリプレグ３を硬化さ
せ、次いで同鋼製シリンダを冷却して、シリコン
ゴム製パイプ２を同鋼製シリンダから抜き取り、
次いで成形品を同鋼製シリンダから取り出し、同
成形品の端部を機械加工して、肉厚が長さ方向で
異なる炭素繊維強化樹脂製変形パイプを製造す
る。
軽量化のために、第１１図に示すように応力値の
比較的小さい中央部分の肉厚T2を薄くし、応力
値の大きい両端部分の肉厚T1を厚くしたバテツ
ド管が使用されている。なお第１１図のＤはパイ
プの直径、Ｌはパイプの長さである。本発明は、
この種の応力分布に応じて肉厚が長さ方向で異な
る炭素繊維強化樹脂製変形パイプ、例えば自転車
のフレームパイプ、前ホーク足、シートステー、
チエーンステー、ハンドル等の製造にも適用でき
る。その成形例を次に説明すると、耐熱性、離型
性の良いシリコンゴム製パイプ（第１図の２参
照）内に鋼製芯棒（第１図の１参照）を挿入し、
シリコンゴム製パイプ２の両端部分（第１１図の
Ａ，Ｂ及びA′，B′に相当する部分）に炭素繊維
プリプレグ３を肉厚（T1−T2）に積層し、次い
でシリコンゴム製パイプ２の全体に炭素繊維プリ
プレグ３を肉厚T2に積層し、次いで鋼製芯棒１
をシリコンゴム製パイプ２内から抜き取り、次い
で成形品の外径寸法に対応して内面を精密にホー
ニングした鋼製シリンダ（または２つ割金型）内
にセツトし、次いで前記と同様に積層プリプレグ
３を80℃程度で30〜60分間予熱し、次いでシリコ
ンゴム製パイプ２内に空気を圧入して、積層プリ
プレグ３を上記鋼製シリンダの内面に押し付け、
次いで同鋼製シリンダを熱硬化樹脂の硬化温度
130℃まで加熱して、積層プリプレグ３を硬化さ
せ、次いで同鋼製シリンダを冷却して、シリコン
ゴム製パイプ２を同鋼製シリンダから抜き取り、
次いで成形品を同鋼製シリンダから取り出し、同
成形品の端部を機械加工して、肉厚が長さ方向で
異なる炭素繊維強化樹脂製変形パイプを製造す
る。
（発明の効果）
本発明の炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製
造方法は前記のように炭素繊維に熱硬化性樹脂を
含浸させて得られたプリプレグの複数枚を可撓性
中空部材の周りに積層状態に巻き付け、次いで同
積層プリプレグを予熱して同積層プリプレグの熱
硬化性樹脂の粘度を低下させ、次いで同積層プリ
プレグを金型内にセツトして上記可撓性中空部材
の一端部を閉じ、次いで同可撓性中空部材の他端
部から同可撓性中空部材内へ圧力空気を送入して
上記積層プリプレグを金型の成形部内面に押し付
け、次いで上記金型を熱硬化性樹脂の硬化温度ま
で加熱して上記積層プリプレグを硬化させること
により、所定の形状に成形し、次いで上記金型を
離型して成形品を同金型から取り出し、上記可撓
性中空部材を同成形品から抜き取つて、端部を仕
上げ加工するので、湾曲したり、部分的に凹凸部
の形成された炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類を
熱硬化性樹脂の破壊、炭素繊維と熱硬化性樹脂と
の界面剥離、炭素繊維の破断、積層繊維間の剥離
等を伴わずに製造できる。また曲げ加工前、積層
プリプレグを予熱して、同積層プリプレグの熱硬
化性樹脂の粘度を低下させるので、曲げ加工時、
積層プリプレグの所定の形状への成形を容易に行
うことができる。また積層プリプレグの曲げ加工
前の予熱工程時、同積層プリプレグの周りに予熱
により粘度の低下する積層プリプレグの付着防止
用熱収縮性テープまたはポリプロピレン製シート
を巻き付けるので、予熱して粘度を低下した積層
プリプレグの取扱いを容易に行うことができる。
造方法は前記のように炭素繊維に熱硬化性樹脂を
含浸させて得られたプリプレグの複数枚を可撓性
中空部材の周りに積層状態に巻き付け、次いで同
積層プリプレグを予熱して同積層プリプレグの熱
硬化性樹脂の粘度を低下させ、次いで同積層プリ
プレグを金型内にセツトして上記可撓性中空部材
の一端部を閉じ、次いで同可撓性中空部材の他端
部から同可撓性中空部材内へ圧力空気を送入して
上記積層プリプレグを金型の成形部内面に押し付
け、次いで上記金型を熱硬化性樹脂の硬化温度ま
で加熱して上記積層プリプレグを硬化させること
により、所定の形状に成形し、次いで上記金型を
離型して成形品を同金型から取り出し、上記可撓
性中空部材を同成形品から抜き取つて、端部を仕
上げ加工するので、湾曲したり、部分的に凹凸部
の形成された炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類を
熱硬化性樹脂の破壊、炭素繊維と熱硬化性樹脂と
の界面剥離、炭素繊維の破断、積層繊維間の剥離
等を伴わずに製造できる。また曲げ加工前、積層
プリプレグを予熱して、同積層プリプレグの熱硬
化性樹脂の粘度を低下させるので、曲げ加工時、
積層プリプレグの所定の形状への成形を容易に行
うことができる。また積層プリプレグの曲げ加工
前の予熱工程時、同積層プリプレグの周りに予熱
により粘度の低下する積層プリプレグの付着防止
用熱収縮性テープまたはポリプロピレン製シート
を巻き付けるので、予熱して粘度を低下した積層
プリプレグの取扱いを容易に行うことができる。
第１図，は本発明に係わる炭素繊維強化樹
脂製変形パイプ類の製造方法の実施に使用するプ
リプレグ及び可撓性中空部材を示す斜視図、第２
図，は金型の斜視図、第３図は成形時の状態
を示す斜視図、第４図はプリプレグ及び可撓性中
空部材の他の例を示す斜視図、第５図，は金
型の他の例を示す斜視図、第６図は成形時の状態
を示す側面図、第７図は金型の他の例を示す斜視
図、第８図はその側面図、第９，１０図はさらに
他の金型の例を示す斜視図第１１図は本発明の製
造方法により製造される炭素繊維強化樹脂製変形
パイプの他の例を示す縦断側面図である。 １……芯棒、２……可撓性中空部材、３……プ
リプレグ、４，５……金型、４ｂ，５ｂ……金型
４，５の成形部。
脂製変形パイプ類の製造方法の実施に使用するプ
リプレグ及び可撓性中空部材を示す斜視図、第２
図，は金型の斜視図、第３図は成形時の状態
を示す斜視図、第４図はプリプレグ及び可撓性中
空部材の他の例を示す斜視図、第５図，は金
型の他の例を示す斜視図、第６図は成形時の状態
を示す側面図、第７図は金型の他の例を示す斜視
図、第８図はその側面図、第９，１０図はさらに
他の金型の例を示す斜視図第１１図は本発明の製
造方法により製造される炭素繊維強化樹脂製変形
パイプの他の例を示す縦断側面図である。 １……芯棒、２……可撓性中空部材、３……プ
リプレグ、４，５……金型、４ｂ，５ｂ……金型
４，５の成形部。
Claims (1)
- １ 炭素繊維に熱硬化性樹脂を含侵させて得られ
たプリプレグの複数枚を可撓性中空部材の周りに
積層状態に巻き付け、次いで同積層プリプレグを
予熱して同積層プリプレグの熱硬化性樹脂の粘度
を低下させ、次いで同積層プリプレグを金型内に
セツトして上記可撓性中空部材の一端部を閉じ、
次いで同可撓性中空部材の他端部から同可撓性中
空部材内へ圧力空気を送入して上記積層プリプレ
グを金型の成形部内面に押し付け、次いで上記金
型を熱硬化性樹脂の硬化温度まで加熱して上記積
層プリプレグを硬化させることにより、所定の形
状に成形し、次いで上記金型を離型して成形品を
同金型から取り出し、上記可撓性中空部材を同成
形品から抜き取つて、端部を仕上げ加工する炭素
繊維強化樹脂製変形パイプ類の製造方法におい
て、前記積層プリプレグの曲げ加工前の予熱工程
時、同積層プリプレグの周りに予熱により粘度の
低下する積層プリプレグの付着防止用熱収縮性テ
ープまたはポリプロピレン製シートを巻き付け、
前記成形品を金型から取り出したときに、同テー
プまたはシートを成形品から剥離することを特徴
とした炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62024820A JPS63193811A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62024820A JPS63193811A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63193811A JPS63193811A (ja) | 1988-08-11 |
| JPH0451325B2 true JPH0451325B2 (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=12148819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62024820A Granted JPS63193811A (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 炭素繊維強化樹脂製変形パイプ類の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63193811A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2631171B2 (ja) * | 1992-01-30 | 1997-07-16 | 株式会社有沢製作所 | Ｆｒｐ製滑降用ストックポール及びその製造法 |
| JP2005074950A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-03-24 | Araco Corp | 成形体の製造方法 |
| JP4371759B2 (ja) * | 2003-10-07 | 2009-11-25 | 東邦テナックス株式会社 | 複合管状体の製造方法 |
| JPWO2020067478A1 (ja) * | 2018-09-27 | 2021-08-30 | 三菱ケミカル株式会社 | テーププリプレグ、テーププリプレグの配置方法、繊維強化複合材料及び繊維強化複合材料の製造方法 |
| KR102401275B1 (ko) * | 2018-12-04 | 2022-05-23 | (주)엘엑스하우시스 | 중공 단면을 가진 섬유강화복합재료 및 이의 제조방법 |
| JP6763625B1 (ja) * | 2019-08-26 | 2020-09-30 | 株式会社グラファイトデザイン | 構造体の製造方法及び構造体 |
| CN111674058B (zh) * | 2020-06-01 | 2021-06-29 | 南京航空航天大学 | 一种碳纤维三维编织蜂窝复合材料的制备装置和方法 |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP62024820A patent/JPS63193811A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63193811A (ja) | 1988-08-11 |
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