JPH0723756B2 - 繊維強化複合樹脂管の製造法 - Google Patents
繊維強化複合樹脂管の製造法Info
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- JPH0723756B2 JPH0723756B2 JP61314296A JP31429686A JPH0723756B2 JP H0723756 B2 JPH0723756 B2 JP H0723756B2 JP 61314296 A JP61314296 A JP 61314296A JP 31429686 A JP31429686 A JP 31429686A JP H0723756 B2 JPH0723756 B2 JP H0723756B2
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- Japan
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- mandrel
- fiber
- pipe
- composite
- reinforced resin
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- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Reinforced Plastic Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、一般には繊維強化複合樹脂管（以後「FRP
管」という。）の製造法に関するものであり、更に詳し
く言えば接続長尺化が可能で、特に回転トルクの伝達に
適したFRP管の製造法に関するものであり、このFRP管
は、例えば土木分野に於けるボーリング機械の掘削用連
結管及び自動車、船舶、航空機等の輸送機械のプロペラ
シヤフト等に好適に使用し得るものである。勿論、本発
明にて得られるFRP管は回転トルク伝達用に限定される
ものではなく、例えば建築分野等における柱、梁、流体
輸送用配管等のような引張力、圧縮力のかかる高強度構
造用材料としても好適に使用可能である。
管」という。）の製造法に関するものであり、更に詳し
く言えば接続長尺化が可能で、特に回転トルクの伝達に
適したFRP管の製造法に関するものであり、このFRP管
は、例えば土木分野に於けるボーリング機械の掘削用連
結管及び自動車、船舶、航空機等の輸送機械のプロペラ
シヤフト等に好適に使用し得るものである。勿論、本発
明にて得られるFRP管は回転トルク伝達用に限定される
ものではなく、例えば建築分野等における柱、梁、流体
輸送用配管等のような引張力、圧縮力のかかる高強度構
造用材料としても好適に使用可能である。
従来の技術 従来、例えばボーリング機械に使用される掘削用連結管
としては鋼製パイプが使用されている。該鋼製パイプを
掘削用連結管、つまり掘削用パイプとして使用する場合
には、該各パイプの両端部に夫々雄ねじ及び雌ねじを予
め形成し、連結すべき隣接する二つのパイプの当接端部
に形成された該雄ねじと雌ねじを螺合せしめることによ
り直接両パイブを接続し、所望の長さに連結する方法が
採用されている。又、別法として、各パイプの両端部に
は雄ねじを形成し、接続用の雌ねじ付短管で両パイプを
接続する方法もとられている。
としては鋼製パイプが使用されている。該鋼製パイプを
掘削用連結管、つまり掘削用パイプとして使用する場合
には、該各パイプの両端部に夫々雄ねじ及び雌ねじを予
め形成し、連結すべき隣接する二つのパイプの当接端部
に形成された該雄ねじと雌ねじを螺合せしめることによ
り直接両パイブを接続し、所望の長さに連結する方法が
採用されている。又、別法として、各パイプの両端部に
は雄ねじを形成し、接続用の雌ねじ付短管で両パイプを
接続する方法もとられている。
発明が解決しようとする問題点 上述のように、従来の掘削用パイプは鋼製とされるため
に、 （１）重量が大であり作業性が悪いのみならず、特に数
千メートルのボーリングになると掘削用パイプの荷重だ
けでも数百トンとなり、特別に該掘削用パイプのための
支持構造体が必要とされる。
に、 （１）重量が大であり作業性が悪いのみならず、特に数
千メートルのボーリングになると掘削用パイプの荷重だ
けでも数百トンとなり、特別に該掘削用パイプのための
支持構造体が必要とされる。
（２）石油、天然ガスの掘削に見られる酸処理作業時に
は、使用される塩酸により掘削用パイプが腐食する。
は、使用される塩酸により掘削用パイプが腐食する。
といつた問題があつた。
このような鋼性掘削用パイプに代わるものとして、軽量
で、腐食の問題がなく、且つ機械的強度も良好な、繊維
強化樹脂にて形成された繊維強化複合樹脂管が提案され
ている。
で、腐食の問題がなく、且つ機械的強度も良好な、繊維
強化樹脂にて形成された繊維強化複合樹脂管が提案され
ている。
斯る繊維強化複合樹脂管を、例えば掘削用連結管として
使用するためには、その両端部分に所定の長さを有した
管接続用の金属製短管を取り付け、接続長尺化を実現す
ることも可能であるが、繊維強化複合樹脂管と金属製短
管との接続は極めて困難である。又、例え接続したとし
ても、この接続部の強度が他の部分に比較し低下するの
が問題であった。
使用するためには、その両端部分に所定の長さを有した
管接続用の金属製短管を取り付け、接続長尺化を実現す
ることも可能であるが、繊維強化複合樹脂管と金属製短
管との接続は極めて困難である。又、例え接続したとし
ても、この接続部の強度が他の部分に比較し低下するの
が問題であった。
そこで、本発明者らは、マンドレルとして、分割可能の
複合マンドレルを使用して、繊維強化複合樹脂管の一端
部に雌ねじを形成し、又、半割り金型を使用して、繊維
強化複合樹脂管の他端部に雄ねじを形成し、金属製短管
を使用せずに接続長尺化が可能な繊維強化複合樹脂管を
好適に製造し得ることを見出した。本発明は斯る本発明
者らの新規な知見に基づくものである。
複合マンドレルを使用して、繊維強化複合樹脂管の一端
部に雌ねじを形成し、又、半割り金型を使用して、繊維
強化複合樹脂管の他端部に雄ねじを形成し、金属製短管
を使用せずに接続長尺化が可能な繊維強化複合樹脂管を
好適に製造し得ることを見出した。本発明は斯る本発明
者らの新規な知見に基づくものである。
発明の目的 本発明の目的は、重量を軽減し、腐食の問題をなくし、
且つ耐引張り、耐内圧性が大きく、接続長尺化可能なFR
P管の製造法を提供することである。
且つ耐引張り、耐内圧性が大きく、接続長尺化可能なFR
P管の製造法を提供することである。
本発明の他の目的は、相当大きな回転トルクを伝達する
ことができ、接続長尺化が可能なFRP管の製造法を提供
することである。
ことができ、接続長尺化が可能なFRP管の製造法を提供
することである。
問題点を解決するための手段 上記諸目的は本発明に係るFRP管の製造法によつて達成
される。要約すれば本発明は、所定の長さ及び断面形状
を有した細長のマンドレルと、該細長マンドレルより大
径とされ、雄ねじが形成され且つ前記細長マンドレルの
一端部に着脱自在に取付けられた雌ねじ加工用マンドレ
ルとから成る複合マンドレルを用意する工程、該複合マ
ンドレル上に樹脂含浸繊維を巻き付け、該複合マンドレ
ルの両端部にて中間部より厚肉となるように所定の肉厚
を有した繊維強化樹脂層を形成する工程、前記複合マン
ドレルの前記雌ねじ加工用マンドレルの側とは反対側端
部に形成された繊維強化樹脂層の外周囲に内部に雌ねじ
が形成された半割り金型を取付ける工程、該繊維強化樹
脂層を硬化する工程、次いで、雌ねじ加工用マンドレル
及び細長マンドレルを前記繊維強化樹脂層から除去する
工程を有することを特徴とする繊維強化複合樹脂管の製
造法である。
される。要約すれば本発明は、所定の長さ及び断面形状
を有した細長のマンドレルと、該細長マンドレルより大
径とされ、雄ねじが形成され且つ前記細長マンドレルの
一端部に着脱自在に取付けられた雌ねじ加工用マンドレ
ルとから成る複合マンドレルを用意する工程、該複合マ
ンドレル上に樹脂含浸繊維を巻き付け、該複合マンドレ
ルの両端部にて中間部より厚肉となるように所定の肉厚
を有した繊維強化樹脂層を形成する工程、前記複合マン
ドレルの前記雌ねじ加工用マンドレルの側とは反対側端
部に形成された繊維強化樹脂層の外周囲に内部に雌ねじ
が形成された半割り金型を取付ける工程、該繊維強化樹
脂層を硬化する工程、次いで、雌ねじ加工用マンドレル
及び細長マンドレルを前記繊維強化樹脂層から除去する
工程を有することを特徴とする繊維強化複合樹脂管の製
造法である。
実施例 次に、本発明に係るFRP管の製造法を図面に側して更に
詳しく説明する。
詳しく説明する。
第１図には本発明にて製造されるFRP管の一実施例が示
される。このFRP管１は、繊維強化樹脂にて形成された
中空管から成り、特に該中空管の両端部分２、４は所定
の長さｌにわたり中間部分６より厚肉に形成し、該各端
部にそれぞれ管接続用のための雌ねじ2a及び雄ねじ4aが
形成される。該雌ねじ2a及び雄ねじ4aは互いに螺合し得
る構造とされ、従つて、斯る構成のFRP管は一つのFRP管
の雌ねじ2aと他のFRP管の雄ねじ4aを螺合せしめること
により複数本を互いに接続し長尺化することができる。
される。このFRP管１は、繊維強化樹脂にて形成された
中空管から成り、特に該中空管の両端部分２、４は所定
の長さｌにわたり中間部分６より厚肉に形成し、該各端
部にそれぞれ管接続用のための雌ねじ2a及び雄ねじ4aが
形成される。該雌ねじ2a及び雄ねじ4aは互いに螺合し得
る構造とされ、従つて、斯る構成のFRP管は一つのFRP管
の雌ねじ2aと他のFRP管の雄ねじ4aを螺合せしめること
により複数本を互いに接続し長尺化することができる。
FRP管１は、強化繊維としては炭素繊維、ガラス繊維又
はアラミド繊維が使用され、マトリクス樹脂としてはエ
ポキシ、不飽和ポリエステル、ウレタンアクリレート、
ビニルエステル、フエノール、ポリウレタン等の熱硬化
性樹脂及び、ナイロン６、ナイロン66、ナイロン12、PB
T、PET、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフエ
ニレンスルフアイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リエーテルスルフアイド、ポリフエニレンオキシド、ノ
リル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール等の熱可塑性
樹脂が好適に使用され、またこれら樹脂の中には充填材
としてCaCO3、マイカ、Al(OH)3、タルク等を添加しても
構わない。更に耐熱性、耐侯性を改良するための添加剤
及び着色剤等を添加することもできる。
はアラミド繊維が使用され、マトリクス樹脂としてはエ
ポキシ、不飽和ポリエステル、ウレタンアクリレート、
ビニルエステル、フエノール、ポリウレタン等の熱硬化
性樹脂及び、ナイロン６、ナイロン66、ナイロン12、PB
T、PET、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフエ
ニレンスルフアイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リエーテルスルフアイド、ポリフエニレンオキシド、ノ
リル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール等の熱可塑性
樹脂が好適に使用され、またこれら樹脂の中には充填材
としてCaCO3、マイカ、Al(OH)3、タルク等を添加しても
構わない。更に耐熱性、耐侯性を改良するための添加剤
及び着色剤等を添加することもできる。
以上の構成とされるFRP管の製造方法を次に説明する。
先ず、第２図に示されるように、所定の長さ及び断面形
状を有した細長のマンドレル10と、該細長マンドレル10
より大径とされた雌ねじ加工用マンドレル12とから成る
複合マンドレルが準備される。該複合マンドレルは、雌
ねじ加工用マンドレル12に凸部を、細長マンドレル10に
凹部を形成し、該凸部と凹部とを互いに分離自在に結合
することにより一体に形成される。
状を有した細長のマンドレル10と、該細長マンドレル10
より大径とされた雌ねじ加工用マンドレル12とから成る
複合マンドレルが準備される。該複合マンドレルは、雌
ねじ加工用マンドレル12に凸部を、細長マンドレル10に
凹部を形成し、該凸部と凹部とを互いに分離自在に結合
することにより一体に形成される。
本実施例にて、雌ねじ加工用マンドレル12は全長L1が20
0mm、断面直径が138.43mmとされ、細長マンドレル10と
の接合端に100mm長にてJIS.PF5の雄ねじ加工が施され
る。細長マンドレル10は長さL2は1800mm、直径が100mm
とされ、雌ねじ加工用マンドレル12との接合端は断面直
径が138.43mmで、約50mmにて直径が100mmになるように
減径される。
0mm、断面直径が138.43mmとされ、細長マンドレル10と
の接合端に100mm長にてJIS.PF5の雄ねじ加工が施され
る。細長マンドレル10は長さL2は1800mm、直径が100mm
とされ、雌ねじ加工用マンドレル12との接合端は断面直
径が138.43mmで、約50mmにて直径が100mmになるように
減径される。
前記全長2000mmとされる複合マンドレルに対し、第３図
に図示するように、両端部100mmづつを除き強化繊維と
して炭素繊維を使用したエポキシ樹脂プリプレグを、又
は強化繊維として炭素繊維を使用したエポキシ樹脂フイ
ラメント若しくはエポキシ樹脂プリプレグテープを通常
のワインデイング法により巻付け、厚さ6mmの繊維強化
樹脂層20を形成した。又、繊維強化樹脂層20はその両端
部３（100mm長）においては強度を増すために他の部分
より厚く成形され、本実施例では雌ねじ部２は外径が15
0mmになるように形成され、又他端は雄ねじ加工をする
ために100mm長のみ外径が138.43mmとなるように形成さ
れた。
に図示するように、両端部100mmづつを除き強化繊維と
して炭素繊維を使用したエポキシ樹脂プリプレグを、又
は強化繊維として炭素繊維を使用したエポキシ樹脂フイ
ラメント若しくはエポキシ樹脂プリプレグテープを通常
のワインデイング法により巻付け、厚さ6mmの繊維強化
樹脂層20を形成した。又、繊維強化樹脂層20はその両端
部３（100mm長）においては強度を増すために他の部分
より厚く成形され、本実施例では雌ねじ部２は外径が15
0mmになるように形成され、又他端は雄ねじ加工をする
ために100mm長のみ外径が138.43mmとなるように形成さ
れた。
又本実施例では、前記エポキシ樹脂プリプレグ又はプリ
プレグテープを使用した場合には成形性を良くするため
にこれらプリプレグを圧着ローラ（図示せず）にてマン
ドレル面に対し長手方向線荷重5kg/cm以上の荷重で加圧
した。更に又、本実施例においては、巻付けられたプリ
プレグ等は雄ねじ加工部４を除いて形状保持のための外
装テープ（図示せず）を巻き付け、雄ねじ加工部４は、
第４図に図示されるような内部にねじ溝が形成された半
割り金型22が装着され、プリプレグ等を外側より締付け
て、該雄ねじ加工部の外周囲に雄ねじを形成するように
した。
プレグテープを使用した場合には成形性を良くするため
にこれらプリプレグを圧着ローラ（図示せず）にてマン
ドレル面に対し長手方向線荷重5kg/cm以上の荷重で加圧
した。更に又、本実施例においては、巻付けられたプリ
プレグ等は雄ねじ加工部４を除いて形状保持のための外
装テープ（図示せず）を巻き付け、雄ねじ加工部４は、
第４図に図示されるような内部にねじ溝が形成された半
割り金型22が装着され、プリプレグ等を外側より締付け
て、該雄ねじ加工部の外周囲に雄ねじを形成するように
した。
次いで、オートクレーブを使用して該成形品を加熱硬化
した。硬化温度は樹脂によつて若干異なるが本実施例で
は10℃／分の割合で120℃〜140℃まで昇温し、２時間保
持した後、10℃／分の割合にて冷却した。
した。硬化温度は樹脂によつて若干異なるが本実施例で
は10℃／分の割合で120℃〜140℃まで昇温し、２時間保
持した後、10℃／分の割合にて冷却した。
冷却後雄ねじ加工端部の半割金型22を取り外し、中間部
テープを取り除いた後マンドレルを分離すべく、雌ねじ
マンドレル12は所定方向に回転させながら、両端部両方
向より分離し、前記繊維強化樹脂層20から軸線方向外方
へと抜きとつた。これにより、第１図に図示されるよう
に、両端部に雄ねじ部と雌ねじ部を有したFRP管が得ら
れた。
テープを取り除いた後マンドレルを分離すべく、雌ねじ
マンドレル12は所定方向に回転させながら、両端部両方
向より分離し、前記繊維強化樹脂層20から軸線方向外方
へと抜きとつた。これにより、第１図に図示されるよう
に、両端部に雄ねじ部と雌ねじ部を有したFRP管が得ら
れた。
発明の効果 本発明の製造法によれば、分割可能の複合マンドレルを
使用して、繊維強化複合樹脂管の一端部に雌ねじを形成
し、又、半割り金型を使用して、繊維強化複合樹脂管の
他端部に雄ねじを形成し、金属製短管を使用せずに接続
長尺化が可能な繊維強化複合樹脂管を好適に製造するこ
とができる。
使用して、繊維強化複合樹脂管の一端部に雌ねじを形成
し、又、半割り金型を使用して、繊維強化複合樹脂管の
他端部に雄ねじを形成し、金属製短管を使用せずに接続
長尺化が可能な繊維強化複合樹脂管を好適に製造するこ
とができる。
第１図は、本発明の製造法にて製造されるFRP管の一実
施例の断面図である。 第２図は、第１図の本発明に従つてFRP管を製造する際
に使用するマンドレルの正面図である。 第３図は、マンドレルに繊維強化樹脂層を形成した状態
を示す正面図である。 第４図は、繊維強化樹脂層の端部を雄ねじを形成するた
めの金型の斜視図である。 1:FRP管 2:雌ねじ端部 4:雄ねじ端部 20:繊維強化樹脂中空管 22:雄ねじ加工用金型
施例の断面図である。 第２図は、第１図の本発明に従つてFRP管を製造する際
に使用するマンドレルの正面図である。 第３図は、マンドレルに繊維強化樹脂層を形成した状態
を示す正面図である。 第４図は、繊維強化樹脂層の端部を雄ねじを形成するた
めの金型の斜視図である。 1:FRP管 2:雌ねじ端部 4:雄ねじ端部 20:繊維強化樹脂中空管 22:雄ねじ加工用金型
Claims (1)
- 【請求項１】所定の長さ及び断面形状を有した細長のマ
ンドレルと、該細長マンドレルより大径とされ、雄ねじ
が形成され且つ前記細長マンドレルの一端部に着脱自在
に取付けられた雌ねじ加工用マンドレルとから成る複合
マンドレルを用意する工程、該複合マンドレル上に樹脂
含浸繊維を巻き付け、該複合マンドレルの両短部にて中
間部より厚肉となるように所定の肉厚を有した繊維強化
樹脂層を形成する工程、前記複合マンドレルの前記雌ね
じ加工用マンドレルの側とは反対側端部に形成された繊
維強化樹脂層の外周囲に内部に雌ねじが形成された半割
り金型を取付ける工程、該繊維強化樹脂層を硬化する工
程、次いで、雌ねじ加工用マンドレル及び細長マンドレ
ルを前記繊維強化樹脂層から除去する工程を有すること
を特徴とする繊維強化複合樹脂管の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61314296A JPH0723756B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 繊維強化複合樹脂管の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61314296A JPH0723756B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 繊維強化複合樹脂管の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63167184A JPS63167184A (ja) | 1988-07-11 |
| JPH0723756B2 true JPH0723756B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=18051655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61314296A Expired - Lifetime JPH0723756B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 繊維強化複合樹脂管の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723756B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0596639A (ja) * | 1991-10-07 | 1993-04-20 | Mitsubishi Electric Corp | ねじ付き一体形ｆｒｐ製品の製造方法 |
| NL2004854C2 (en) * | 2010-06-08 | 2011-12-12 | Airborne Dev B V | Method and device for manufacturing composite products comprising a planar portion. |
| NL2020362B1 (en) | 2018-01-31 | 2019-08-07 | Airborne Int B V | Manufacturing layered products |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62246685A (ja) * | 1986-04-17 | 1987-10-27 | 日本鋼管株式会社 | 繊維強化プラスチツク管の管端構造 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61314296A patent/JPH0723756B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63167184A (ja) | 1988-07-11 |
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