JPH07148859A - 繊維強化樹脂パイプとその製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂パイプとその製造方法

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JPH07148859A
JPH07148859A JP5298790A JP29879093A JPH07148859A JP H07148859 A JPH07148859 A JP H07148859A JP 5298790 A JP5298790 A JP 5298790A JP 29879093 A JP29879093 A JP 29879093A JP H07148859 A JPH07148859 A JP H07148859A
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reinforced resin
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inner cylinder
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Nobuyoshi Mori
信義 森
Mikiharu Fujiki
幹晴 藤木
Masaki Ishikawa
正樹 石川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で座屈強度が大きく、製造コストを低く
できると共に、長尺の金型を用いることなく、長さを長
短自在に調整することができること。 【構成】 繊維強化樹脂からなる複数の外筒基礎スキン
1aと、該各外筒基礎スキン1aの互いに突き合わせた
端部に嵌入固着されることにより、該各外筒基礎スキン
1aを同心状に一体連結して長尺基礎スキンパイプ1を
成形する繊維強化樹脂製内筒基礎スキン2と、該内筒基
礎スキン2に嵌入固着された補強材3と、前記長尺基礎
スキンパイプ1の外周面に嵌着された繊維強化樹脂製外
皮4とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばロボットアーム
などに使用される繊維強化樹脂(以下、FRPと称す
る)パイプとその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のFRPパイプは一般にフ
ィラメントワイディング法により製造されていた。これ
は、図8に示すように、ボビンBから引き出した炭素繊
維Aを、タンクT内に貯留する液状エポキシ樹脂Eにロ
ーラRを介して通過させることにより、該炭素繊維Aに
エポキシ樹脂Eを含浸させ、続いて、矢印方向に回転す
る金型(マンドレル)Mに巻き付け硬化させた後、マン
ドレルMを引き抜いて、図9に示すような繊維強化樹脂
パイプPを製造するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の繊維強化樹
脂パイプPでは、単なる直管状に成形されているだけで
あるから、曲げモーメントや捩じりモーメントを受けた
場合に座屈しやすく、また、内部気圧を減圧することに
より圧壊されやすい。そこで、この難点を解消するた
め、パイプPの肉厚を厚くすることが考えられるが、こ
れでは、重量が増加し、製造コストが高くなる。また、
パイプPの長さが長くなると、座屈強度が著しく低下す
るため、パイプPの長さを余り長くできないという欠点
がある。
【0004】更に、マンドレルMとして、パイプPの長
さより長尺なものが必要であるから、この点でも製造コ
ストが高くなる。本発明は、上記問題点に鑑み、軽量で
座屈強度が大きく、製造コストを低くできると共に、長
尺の金型を用いることなく、長さを長短自在に調整する
ことができる繊維強化樹脂パイプとその製造方法を提供
することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の繊維強化樹脂パイプは、繊維強化樹
脂からなる複数の外筒基礎スキンと、該各外筒基礎スキ
ンの互いに突き合わせた端部に嵌入固着されることによ
り、該各外筒基礎スキンを同心状に一体連結して長尺基
礎スキンパイプを成形する繊維強化樹脂製内筒基礎スキ
ンと、該内筒基礎スキンに嵌入固着された補強材と、前
記長尺基礎スキンパイプの外周面に嵌着された繊維強化
樹脂製外皮とからなることを特徴としている。
【0006】請求項2記載の繊維強化樹脂パイプの製造
方法は、金型に繊維強化樹脂シートを巻き付け硬化させ
た後、脱型させて外筒基礎スキンを複数成形し、該外筒
基礎スキンの内壁面に沿って繊維強化樹脂シートを巻き
付け硬化させた後、取り外して内筒基礎スキンを成形
し、該内筒基礎スキンの内部に補強材を固着し、前記各
外筒基礎スキンの端部に補強材付き内筒基礎スキンの半
身を嵌入固着して、内筒基礎スキン付き外筒基礎スキン
を複数成形し、その各内筒基礎スキン付き外筒基礎スキ
ンを順次接合して所定長さの長尺基礎スキンパイプを成
形し、該長尺基礎スキンパイプに繊維強化樹脂シートか
らなる外皮を巻き付け硬化させたことを特徴としてい
る。
【0007】
【作用】請求項1記載の繊維強化樹脂パイプによれば、
短尺の金型で複数の外筒基礎スキンを製作し、その各外
筒基礎スキンを内筒基礎スキンを介して継ぎ足すもので
あるから、所望長さの繊維強化樹脂パイプを簡単に製作
することができると共に、長尺な金型が不要であり、製
造コストを安くできる。また、外筒基礎スキンが内筒基
礎スキンを介して補強材によって補強されているから、
曲げモーメントや捩じりモーメントを受けた場合でも座
屈し難く、内部気圧を減圧した場合でも圧壊される虞れ
がない。更に、肉厚を薄くして軽量化を図ることができ
る。
【0008】請求項2記載の繊維強化樹脂パイプの製造
方法によれば、内筒基礎スキンを成形するにあたって、
外筒基礎スキンの内壁面を利用しており、金型が不要で
あるから、製造コストを一層安くできる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1及び図2は本発明の一実施例である繊維強化
樹脂パイプPを示すものであって、複数の外筒基礎スキ
ン1aと、該各外筒基礎スキン1aを一体的に連結する
ことにより長尺基礎スキンパイプ1を成形する内筒基礎
スキン2と、該内筒基礎スキン2の内部に固着された補
強材3と、長尺基礎スキンパイプ1に嵌着された外皮4
とから構成されている。
【0010】外筒基礎スキン1aは、炭素繊維にエポキ
シ樹脂を含浸させたプリプレブシート(繊維強化樹脂シ
ート)を金型に巻き付けて硬化させた後、その金型を引
く抜くことにより、筒状に成形されている。
【0011】内筒基礎スキン2は、外筒基礎スキン1a
と同様に、プリプレブシートを金型、または、その金型
の替わりの外筒基礎スキン1aの内壁面に巻き付けて硬
化させた後、その金型または外筒基礎スキン1aから引
く抜くことにより、筒状に成形されたものであって、そ
の一方側半身が外筒基礎スキン1aの端部内に嵌入され
てエポキシ樹脂などの接着剤により接着されている。
【0012】補強材3は、プリプレブシートを硬化させ
ることにより成形されたリング状リブまたは隔壁からな
り、内筒基礎スキン2内に、該内筒基礎スキン2の軸心
方向とは直交する方向に配置されると共に、その外周部
が接着剤または溶融FRPからなるオーバレイ5によっ
て内筒基礎スキン2の内壁面に接着されている。なお、
補強材3の中央部に貫通孔6が形成されている。
【0013】外皮4は、プリプレブシートからなり、長
尺基礎スキンパイプ1の表面に所定厚さ巻き付け硬化さ
せることにより成形されている。上記構成に基づいて、
繊維強化樹脂パイプPの製造方法を説明すると、図3に
示すように、金型Mにプリプレブシートを巻き付け硬化
させた後、金型Mを抜き取り、外筒基礎スキン1aを成
形する。この外筒基礎スキン1aは自立できる程度の強
度を有している。次に、図4に示すように、外筒基礎ス
キン1aの端部内壁面に沿ってプリプレブシートを張り
付け筒状にして硬化させた後、外筒基礎スキン1aから
取り外し、内筒基礎スキン2を成形する。なお、内筒基
礎スキン2を取り外し易くするため、外筒基礎スキン1
aとの間に離型フイルム8を介装している。この場合、
外筒基礎スキン1aを金型の替わりに利用しており、内
筒基礎スキン2を精度良く成形することができると共
に、金型が不要となった分だけ製作費を安くできる。続
いて、図5に示すように、内筒基礎スキン2内に、補強
材3を該内筒基礎スキン2の軸心方向とは直交する方向
に配置すると共に、その外周部を接着剤またはオーバレ
イ5によって内筒基礎スキン2の内壁面に接着する。こ
れによって、内筒基礎スキン2を剛体構造にすることが
できる。その後、図6に示すように、補強材3付き内筒
基礎スキン2の一方側半身を外筒基礎スキン1aの一方
端部に挿入して接着剤9で接着し、内筒基礎スキン2付
き外筒基礎スキン1aを多数製作する。
【0014】次に、図7に示すように、上記外筒基礎ス
キン1aの一方端部から外方に突出する内筒基礎スキン
2の他方側半身を隣接する外筒基礎スキン1aの他方端
部内に挿入して接着剤9で接着し、所定長さの長尺基礎
スキンパイプ1を成形する。続いて、図2に示すよう
に、長尺基礎スキンパイプ1の表面にプリプレブシート
からなる外皮4を所定厚さ巻き付けて硬化させれば、図
1に示すような所望通りの繊維強化樹脂パイプPを得る
ことができる。
【0015】上記実施例では、角筒状の繊維強化樹脂パ
イプPを製作する場合を例にあげて説明したが、これ以
外に、例えば円形や五角形以上の多角形の繊維強化樹脂
パイプPを製作することもできる。
【0016】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、短尺の金
型で複数の外筒基礎スキンを製作し、その各外筒基礎ス
キンを継ぎ足すようになっているから、所望長さの繊維
強化樹脂パイプを簡単に製作することができると共に、
長尺な金型が不要であり、製造コストを安くできる。ま
た、外筒基礎スキンが補強材によって補強されているの
で、曲げモーメントや捩じりモーメントを受けた場合で
も座屈し難く、内部気圧を減圧した場合でも圧壊される
虞れがない。更に、肉厚を薄くして軽量化を図ることが
できる。
【0017】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の効果と同様の効果を得ることができると共に、特
に、内筒基礎スキンを成形するにあたって、外筒基礎ス
キンを金型の替わりに利用しており、内筒基礎スキンを
精度良く成形することができると共に、金型が不要であ
るから、製造コストを一層安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である繊維強化樹脂パイプの
斜視図である。
【図2】同縦断面図である。
【図3】同外筒基礎スキンの成形状態を示す斜視図であ
る。
【図4】同内筒基礎スキンの成形状態を示す縦断面図で
ある。
【図5】同補強材を内筒基礎スキンに接着した状態を示
す斜視図である。
【図6】同補強材付き内筒基礎スキンを外筒基礎スキン
の一方端部に嵌入固着した状態を示す縦断面図である。
【図7】同長尺基礎スキンパイプを成形した状態を示す
縦断面図である。
【図8】従来の繊維強化樹脂パイプの製造方法を示す概
略説明図である。
【図9】従来の繊維強化樹脂パイプの縦断面図である。
【符号の説明】
1 長尺基礎スキンパイプ 1a 外筒基礎スキン 2 内筒基礎スキン 3 補強材 4 外皮 P 繊維強化樹脂パイプ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】外筒基礎スキン1aは、炭素繊維にエポキ
シ樹脂を含浸させたプリプレグシート(繊維強化樹脂シ
ート)を金型に巻き付けて硬化させた後、その金型を引
く抜くことにより、筒状に成形されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】内筒基礎スキン2は、外筒基礎スキン1a
と同様に、プリプレグシートを金型、または、その金型
の替わりの外筒基礎スキン1aの内壁面に巻き付けて硬
化させた後、その金型または外筒基礎スキン1aから引
く抜くことにより、筒状に成形されたものであって、そ
の一方側半身が外筒基礎スキン1aの端部内に嵌入され
てエポキシ樹脂などの接着剤により接着されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】補強材3は、プリプレグシートを硬化させ
ることにより成形されたリング状リブまたは隔壁からな
り、内筒基礎スキン2内に、該内筒基礎スキン2の軸心
方向とは直交する方向に配置されると共に、その外周部
が接着剤または溶融FRPからなるオーバレイ5によっ
て内筒基礎スキン2の内壁面に接着されている。なお、
補強材3の中央部に貫通孔6が形成されている。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】外皮4は、プリプレグシートからなり、長
尺基礎スキンパイプ1の表面に所定厚さ巻き付け硬化さ
せることにより成形されている。上記構成に基づいて、
繊維強化樹脂パイプPの製造方法を説明すると、図3に
示すように、金型Mにプリプレグシートを巻き付け硬化
させた後、金型Mを抜き取り、外筒基礎スキン1aを成
形する。この外筒基礎スキン1aは自立できる程度の強
度を有している。次に、図4に示すように、外筒基礎ス
キン1aの端部内壁面に沿ってプリプレグシートを張り
付け筒状にして硬化させた後、外筒基礎スキン1aから
取り外し、内筒基礎スキン2を成形する。なお、内筒基
礎スキン2を取り外し易くするため、外筒基礎スキン1
aとの間に離型フイルム8を介装している。この場合、
外筒基礎スキン1aを金型の替わりに利用しており、内
筒基礎スキン2を精度良く成形することができると共
に、金型が不要となった分だけ製作費を安くできる。続
いて、図5に示すように、内筒基礎スキン2内に、補強
材3を該内筒基礎スキン2の軸心方向とは直交する方向
に配置すると共に、その外周部を接着剤またはオーバレ
イ5によって内筒基礎スキン2の内壁面に接着する。こ
れによって、内筒基礎スキン2を剛体構造にすることが
できる。その後、図6に示すように、補強材3付き内筒
基礎スキン2の一方側半身を外筒基礎スキン1aの一方
端部に挿入して接着剤9で接着し、内筒基礎スキン2付
き外筒基礎スキン1aを多数製作する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】次に、図7に示すように、上記外筒基礎ス
キン1aの一方端部から外方に突出する内筒基礎スキン
2の他方側半身を隣接する外筒基礎スキン1aの他方端
部内に挿入して接着剤9で接着し、所定長さの長尺基礎
スキンパイプ1を成形する。続いて、図2に示すよう
に、長尺基礎スキンパイプ1の表面にプリプレグシート
からなる外皮4を所定厚さ巻き付けて硬化させれば、図
1に示すような所望通りの繊維強化樹脂パイプPを得る
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 9:00 23:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 繊維強化樹脂からなる複数の外筒基礎ス
    キンと、該各外筒基礎スキンの互いに突き合わせた端部
    に嵌入固着されることにより、該各外筒基礎スキンを同
    心状に一体連結して長尺基礎スキンパイプを成形する繊
    維強化樹脂製内筒基礎スキンと、該内筒基礎スキンに嵌
    入固着された補強材と、前記長尺基礎スキンパイプの外
    周面に嵌着された繊維強化樹脂製外皮とからなることを
    特徴とする繊維強化樹脂パイプ。
  2. 【請求項2】 金型に繊維強化樹脂シートを巻き付け硬
    化させた後、脱型させて外筒基礎スキンを複数成形し、
    該外筒基礎スキンの内壁面に沿って繊維強化樹脂シート
    を巻き付け硬化させた後、取り外して内筒基礎スキンを
    成形し、該内筒基礎スキンの内部に補強材を固着し、前
    記各外筒基礎スキンの端部に補強材付き内筒基礎スキン
    の半身を嵌入固着して、内筒基礎スキン付き外筒基礎ス
    キンを複数成形し、その各内筒基礎スキン付き外筒基礎
    スキンを順次接合して所定長さの長尺基礎スキンパイプ
    を成形し、該長尺基礎スキンパイプに繊維強化樹脂シー
    トからなる外皮を巻き付け硬化させたことを特徴とする
    繊維強化樹脂パイプの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005305569A (ja) * 2004-04-19 2005-11-04 Mitsubishi Kagaku Sanshi Corp 機械用構造材およびロボットアーム装置用ハンド
JP2011504567A (ja) * 2007-10-31 2011-02-10 ガスタンク スウェーデン アーベー 圧縮ガス用容器及びその生産方法
KR101379922B1 (ko) * 2012-10-19 2014-04-02 (주)에이티씨 파이프형 섬유 강화 복합재 구조체 및 그 성형 방법

Cited By (4)

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