JPH0674368A - 繊維強化樹脂製管体用の平行継手部材とその製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂製管体用の平行継手部材とその製造方法

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JPH0674368A
JPH0674368A JP4227165A JP22716592A JPH0674368A JP H0674368 A JPH0674368 A JP H0674368A JP 4227165 A JP4227165 A JP 4227165A JP 22716592 A JP22716592 A JP 22716592A JP H0674368 A JPH0674368 A JP H0674368A
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JP
Japan
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reinforced resin
joint member
fiber
parallel
parallel joint
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Withdrawn
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JP4227165A
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Hironori Maikuma
毎熊宏則
Yoichi Kitagawa
北川洋一
Masaki Shimada
島田政紀
Noriaki Ida
伊田典明
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の繊維強化樹脂製管体間に働く引張り、
圧縮、曲げ、捩り及び剪断荷重の下において、所望の剛
性・強度を発現することが可能な、管体を長手方向に平
行に接合できる繊維強化樹脂製の平行継手部材及びその
製造方法を提供する。 【構成】 被接合体である管体の外径と等しい曲率を有
する接合面を備え、前記接合面を外側に向けて2つ以上
配しリブを介して一体化したことを特徴とする繊維強化
樹脂製管体用の平行継手部材、及びその製造方法。さら
に、前記の平行継手部材の接合面に接着剤を塗布し、被
接合体である管体を前記接合面に合わせ、接合面に圧力
を付加しつつ接着剤を硬化させることを特徴とする管体
を長手方向と平行に接合する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、輸送機関の構造物等に
使用する繊維強化樹脂製管体用の平行継手に関するもの
である。例えば、本発明は鉄道車両用台車枠やリニアモ
ーターカー用台車枠を構成する、側バリ同士、横バリ同
士を軽量化のために繊維強化樹脂製管体で作製し、これ
らを接合・組立てる台車枠の製作に応用できる。
【0002】
【従来の技術】軽量台車枠を構成する繊維強化樹脂材料
は、アルミ、鋼のような金属材料と異なって、溶接が不
可能であり、2つ以上の繊維強化樹脂部材を接合するこ
とが極めて困難である。特に2本の繊維強化樹脂製管体
を平行に接合させ、2本の管体のそれぞれの中心軸を含
む面内の曲げ剛性等の向上ならびに強度の向上等を意図
した場合、2本の管体間に荷重を伝達させる手段がこれ
までにないうえ、繊維強化樹脂製管体の接合法も知られ
ていなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、複数の繊維
強化樹脂製管体間に働く引張り、圧縮、曲げ、捩り及び
剪断荷重の下において、所望の剛性・強度を発現するこ
とが可能な、管体を長手方向と平行に接合できる繊維強
化樹脂製の平行継手部材及びその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。さらには前記の平行継手部
材を用いた繊維強化樹脂製管体の接合法を提供するもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段、作用】本発明は、繊維強
化樹脂よりなり、被接合体である繊維強化樹脂製管体の
外径と等しい曲率を有する接合面を備え、前記接合面を
外側に向けて2つ以上配しリブを介して一体化したこと
を特徴とする繊維強化樹脂製管体用の平行継手部材であ
る。さらに、前記の平行継手部材の中空部用の金型にプ
リプレグを積層し、別途管体接合面と等しい曲率を有す
る金型にプリプレグを積層し、前記曲率を備えた接合面
を外側に向けて両者を組み立てた後、樹脂を硬化させる
ことを特徴とする繊維強化樹脂製の平行継手部材の製造
方法である。また、前記の平行継手部材の接合面に接着
剤を塗布し、被接合体である繊維強化樹脂製管体を前記
接合面に合わせ、接合面に圧力を付加しつつ接着剤を硬
化させることを特徴とする繊維強化樹脂製管体を管体長
手方向と平行に接合する方法である。
【0005】図1に、本発明の接合面が2つの場合の繊
維強化樹脂製の平行継手部材の概要図を示す。接合面1
は被接合体である繊維強化樹脂製管体の外径と等しい曲
率を有しており、接着面積に相当する接合面1の長さ及
び幅は、要求される継手の強度により決定される。繊維
強化樹脂製の平行継手部材の接合面の曲率は、被接合体
である繊維強化樹脂製管体の外径曲率と等しいようにす
る。仮に両者の曲率が異なると、接合面に隙間が生じ接
着層に欠陥を生じて、接着強度の低下の原因となる。本
発明のように管体外径と継手部材接合面の曲率が等しけ
れば、外径寸法の異なる2本の繊維強化樹脂製管体(例
えば外径100mmと外径200mmの2本の管体)を
接合することが可能である。リブ2の板厚及び高さにつ
いても接合面の寸法と同様で、要求される継手の強度に
より決定すればよい。
【0006】また図2及び3には接合面が3つならびに
4つの場合の平行継手部材の断面図を示すが、必要に応
じて5つ以上でも製造は可能である。さらに管体の接合
面が3つ以上備わった継手部材の製造方法は、接合面が
2つの場合の製造方法と基本的には変わらない。ただ
し、管体接合面と等しい曲率を有する金型の個数は接合
面の個数だけ必要であり、中空部の形状が変われば、そ
の形状にあった中空部用の金型を用意することが必要で
ある。当該継手部材を構成する原材料は繊維強化樹脂で
あり、強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、また
はアラミド繊維等の高強度有機繊維などが挙げられ、こ
れらを併用してもよい。樹脂は、熱硬化型ではエポキ
シ、不飽和ポリエステルなど、熱可塑型ではPEEK
(ポリエーテルエーテルケトン)などが使用できる。
【0007】繊維強化樹脂製の継手部材の製造方法につ
いて、接合面が2つの場合を例にとって説明をする。ま
ず継手部材の中空部の断面寸法・形状を有する金型、及
び管体との接合面と等しい曲率を有する金型を2体準備
する。継手部材の中空部の断面寸法・形状を有する金型
には周方向にプリプレグを所定の枚数積層し、管体接合
面と等しい曲率を有する金型にもプリプレグを所定の枚
数積層する。次に、積層の終了した金型を図5に示すよ
うに組み立てる。このとき、より強度を確保するために
は、さらに接合面となる天板及びリブの部分にかけて、
プリプレグを所定の枚数積層することが望ましい。その
とき、接合面となる天板とリブとが交わるコーナーの箇
所に隙間ができるので、この隙間をプリプレグを積層し
てあらかじめ埋めておくようにする。この場所にはプリ
プレグのほかにフィルム状の接着剤なども使用できる。
積層・組立てが全て終了した後、組み上げた金型を真空
バグで包み樹脂を硬化させる。その後、金型を脱型して
繊維強化樹脂製の平行継手部材を得ることができる。
【0008】次に本発明の平行継手部材を使って接合方
法について述べるが、前記の平行継手部材の製造法と同
様、基本的な2本の管体の場合を例にして説明をする。
繊維強化樹脂製の平行継手部材1体及び繊維強化樹脂製
管体2本を準備する。被接合体である繊維強化樹脂製管
体は、強化繊維を液状樹脂の中を通し金属製の芯金に巻
き付け、加熱しその後金属製芯金を引き抜くいわゆるフ
ィラメントワインディング法が最も一般的に知られてい
るが、シートワインディング法または引き抜き成形法な
ど成形法は何でもよい。継手部材ならびに管体の接合面
に接着剤を塗布し、被接合体である繊維強化樹脂製管体
を前記接合面に合わせ、適当な治具を用いて接合面に圧
力を付加しつつ接着剤を硬化させる。接合する際、接着
剤は液状でもフィルム状でもどちらでもよく、接着剤の
状態に本発明の製造方法は限定されない。また接着剤の
硬化条件は室温硬化でも加熱硬化でもどちらでもよい。
また図1に示した繊維強化樹脂製の平行継手部材は軽量
化のため中空の形状であるが、この部分を補強のために
中実に、または内部を充填剤で満たしてもどちらでもよ
い。以上のようにして、繊維強化樹脂管体を管体長手方
向に平行に接合することができる。
【0009】
【実施例】図4に繊維強化樹脂製の平行継手部材を作製
するためのアルミ製型を示す。曲率半径90mmを有す
る平板状金型3,4をあらかじめ準備し、接合面となる
曲率部の上に炭素繊維一方向プリプレグを長手方向に対
して0°+45°−45°90°それぞれ2層ずつ計1
6層を積層した。平行継手部材の中空部に相当する中子
金型5をあらかじめ準備し、この金型の周方向にプリプ
レグを長手方向に対して同様に0°+45°−45°9
0°それぞれ2層ずつ計16層積層した。次に図5に示
すように金型を組み上げ、3つの金型3,4,5を各々
の相対位置がずれないように案内穴と案内ピンで固定し
た。その後図6に示すように4つのコーナー部にプリプ
レグ11,12,13,14を充填し、最後に横からプ
リプレグ15,16を0°+45°−45°90°それ
ぞれ2層ずつ計16層積層した。次に、組み上げた金型
全体を真空バグで包み、オートクレーブ成形した。その
後、金型3,4,5を成形体からはずし図1に示すよう
な繊維強化樹脂製の平行継手部材を得た。金型3,4,
5に積層されたプリプレグ6はここで一体化することに
なる。接合面1の長さは675mm、幅は160mm、
リブ2の高さは90mm、そして天板及びリブの板厚は
4.0mmであった。
【0010】次にあらかじめ準備した外径180mmの
繊維強化樹脂管体7,8の接合面および繊維強化樹脂製
の平行継手部材9の接合面それぞれに液状接着剤(チバ
ガイギー社アラルダイト136N)を塗布し、図7に示
すごとく接合面に接触圧を付加するため治具10を用い
て3者を固定した。しかる後に乾燥器を用いて80℃で
30分加熱し、治具10を取り外すことによって繊維強
化樹脂管体の平行継手を得ることができた。
【0011】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、繊維強
化樹脂製平行継手部材の接合面は、被接合体である繊維
強化樹脂管体の外径と等しい曲率を有し、接合面を十分
大きく取れるため、接合強度が高く、さらに平行継手部
材は繊維強化樹脂製で形状が中空のため、極めて軽量で
ある。したがって、本発明によれば、複数の繊維強化樹
脂管体間に働く引張り、圧縮、曲げ、捩り及び剪断荷重
の下において、所望の剛性・強度を発現することが可能
な、管体を長手方向に平行に接合できる繊維強化樹脂製
の平行継手部材及びその製造方法を提供すること、さら
には前記の平行継手部材を用いて繊維強化樹脂製管体の
接合法を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】接合面が2つの場合の繊維強化樹脂製平行継手
部材の概要全景図。
【図2及び3】接合面が3つならびに4つの場合の繊維
強化樹脂製平行継手部材の断面図。
【図4】繊維強化樹脂製平行継手部材作製のためのアル
ミ製型を示す図。
【図5】積層が終了し、金型を組み上げた状態を示す
図。
【図6】繊維強化樹脂製の平行継手部材の積層構成の詳
細を示す図。
【図7】接合面に接触圧を付加するため、2本の繊維強
化樹脂製管体と繊維強化樹脂製平行継手部材3者を固定
した状態を示す図。
【符号の説明】
1…繊維強化樹脂製平行継手部材の接合面 2…繊維強化樹脂製平行継手部材のリブ 3…平板状金型 4…平板状金型 5…中子金型 6…プリプレグ 7…繊維強化樹脂製管 8…繊維強化樹脂製管 9…繊維強化樹脂製平行継手部材 10…治具 11…コーナー部のプ
リプレグ 12…コーナー部のプリプレグ 13…コーナー部のプ
リプレグ 14…コーナー部のプリプレグ 15…天板からリブにかけて積層したプリプレグ 16…天板からリブにかけて積層したプリプレグ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊田典明 北九州市戸畑区大字中原46−59 新日本製 鐵株式会社機械・プラント事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維強化樹脂よりなり、被接合体である
    繊維強化樹脂製管体の外径と等しい曲率を有する接合面
    を備え、前記接合面を外側に向けて2つ以上配しリブを
    介して一体化したことを特徴とする繊維強化樹脂製管体
    用の平行継手部材。
  2. 【請求項2】 平行継手部材の中空部用の金型にプリプ
    レグを積層し、別途管体接合面と等しい曲率を有する金
    型にプリプレグを積層し、前記曲率を備えた接合面を外
    側に向けて両者を組み立てた後、樹脂を硬化させること
    を特徴とする繊維強化樹脂製の平行継手部材の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の平行継手部材の接合面に
    接着剤を塗布し、被接合体である繊維強化樹脂製管体を
    前記接合面に合わせ、接合面に圧力を付加しつつ接着剤
    を硬化させることを特徴とする繊維強化樹脂製管体を管
    体長手方向と平行に接合する方法。
JP4227165A 1992-08-26 1992-08-26 繊維強化樹脂製管体用の平行継手部材とその製造方法 Withdrawn JPH0674368A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007008016A1 (de) * 2007-02-15 2008-08-21 Ludwig Heinloth Montageelement für zu isolierende, flexible Rohrleitungen und Rohrsystemmodul mit einem solchen Montageelement
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EP4086060A1 (de) * 2021-04-30 2022-11-09 Isoplus Fernwärmetechnik Gesellschaft m.b.H. Verfahren zur kontinuierlichen herstellung eines wärmeisolierten leitungsrohres

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