JPH1086229A - 圧力容器のフランジ積層方法 - Google Patents
圧力容器のフランジ積層方法Info
- Publication number
- JPH1086229A JPH1086229A JP8240028A JP24002896A JPH1086229A JP H1086229 A JPH1086229 A JP H1086229A JP 8240028 A JP8240028 A JP 8240028A JP 24002896 A JP24002896 A JP 24002896A JP H1086229 A JPH1086229 A JP H1086229A
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- Japan
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- flange
- axial direction
- along
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- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Manufacturing Of Multi-Layer Textile Fabrics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製作が容易で層間剪断強度の高い、圧力容器
のフランジとする。 【解決手段】 圧力容器の円筒部２の内、積層面１０に
は、繊維（ＦＲＰ）を積層してフランジ１を形成する。
積層は、軸方向に沿う繊維のハンドレイアップと、ワイ
ンディングマシンによる円周方向に沿う繊維の円周巻き
とを、交互に行う。円周巻きにより、軸方向に沿う繊維
が強固に締め付けられる。しかも、円周巻きする繊維の
ピッチは、円周巻きする繊維の幅よりも広く、かつ、前
層（下層）と後層（上層）とのピッチは、半ピッチずら
している。このため、軸方向に沿う繊維は上下層間で密
着し、軸方向の剪断力に対して強くなる。
のフランジとする。 【解決手段】 圧力容器の円筒部２の内、積層面１０に
は、繊維（ＦＲＰ）を積層してフランジ１を形成する。
積層は、軸方向に沿う繊維のハンドレイアップと、ワイ
ンディングマシンによる円周方向に沿う繊維の円周巻き
とを、交互に行う。円周巻きにより、軸方向に沿う繊維
が強固に締め付けられる。しかも、円周巻きする繊維の
ピッチは、円周巻きする繊維の幅よりも広く、かつ、前
層（下層）と後層（上層）とのピッチは、半ピッチずら
している。このため、軸方向に沿う繊維は上下層間で密
着し、軸方向の剪断力に対して強くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力容器のフラン
ジ積層方法に関し、ロケットモータケース等の外荷重を
受ける圧力容器のフランジの成形に適用して好適なＦＲ
Ｐ（ＦＲＰ ：Fiber Reinforced Plactics ）積層技
術である。
ジ積層方法に関し、ロケットモータケース等の外荷重を
受ける圧力容器のフランジの成形に適用して好適なＦＲ
Ｐ（ＦＲＰ ：Fiber Reinforced Plactics ）積層技
術である。
【０００２】
【従来の技術】強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Rei
nforced Plactics ）の一つの成形法としてフィラメン
トワインディング（ＦＷ）法がある。このフィラメント
ワインディング（ＦＷ）法とは、あらかじめエポキシま
たはポリエステルなどの熱硬化性樹脂を含浸したガラ
ス，炭素等の長繊維を、回転する成形型に巻き付け、硬
化脱型する成形法である。
nforced Plactics ）の一つの成形法としてフィラメン
トワインディング（ＦＷ）法がある。このフィラメント
ワインディング（ＦＷ）法とは、あらかじめエポキシま
たはポリエステルなどの熱硬化性樹脂を含浸したガラ
ス，炭素等の長繊維を、回転する成形型に巻き付け、硬
化脱型する成形法である。
【０００３】ロケットモータケース等の外荷重を受ける
圧力容器は、前記ＦＷ法により製造されている。このＦ
Ｗ製圧力容器のフランジを積層するには、従来では手作
業によりＦＲＰを積層していた。つまり、手作業による
ＦＲＰの積層（これを「ハンドレイアップ」と称してい
る）により、外荷重方向である軸方向と周方向に繊維を
積層していた。
圧力容器は、前記ＦＷ法により製造されている。このＦ
Ｗ製圧力容器のフランジを積層するには、従来では手作
業によりＦＲＰを積層していた。つまり、手作業による
ＦＲＰの積層（これを「ハンドレイアップ」と称してい
る）により、外荷重方向である軸方向と周方向に繊維を
積層していた。
【０００４】ここで図５を参照して、ＦＷ製圧力容器に
おけるフランジの従来の積層方法を説明する。同図に示
すように、フランジを成形するためには、ハンドレイア
ップにより軸方向３に沿い繊維６を積層した上に、軸方
向と直交する円周（フープ）方向４に沿いハンドレイア
ップにより繊維９を積層し、この繊維９の上に軸方向３
に沿いハンドレイアップにより繊維６を積層し、この繊
維６の上に円周方向４に沿いハンドレイアップにより繊
維９を積層する、という手順を次々と繰り返していき、
フランジの厚さまで積層する。
おけるフランジの従来の積層方法を説明する。同図に示
すように、フランジを成形するためには、ハンドレイア
ップにより軸方向３に沿い繊維６を積層した上に、軸方
向と直交する円周（フープ）方向４に沿いハンドレイア
ップにより繊維９を積層し、この繊維９の上に軸方向３
に沿いハンドレイアップにより繊維６を積層し、この繊
維６の上に円周方向４に沿いハンドレイアップにより繊
維９を積層する、という手順を次々と繰り返していき、
フランジの厚さまで積層する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、一般
に、ＦＷ製圧力容器におけるフランジの積層は、軸方向
３と円周方向４に沿い繊維６，９を交互に積層して構成
している（図５参照）。このため次のような欠点があっ
た。 積層作業の工程が全てハンドレイアップで行うため、
作業効率が悪い。 積層した層間において、繊維が互いに９０°の交差角
を持つため、層間剪断強さが低くなる。
に、ＦＷ製圧力容器におけるフランジの積層は、軸方向
３と円周方向４に沿い繊維６，９を交互に積層して構成
している（図５参照）。このため次のような欠点があっ
た。 積層作業の工程が全てハンドレイアップで行うため、
作業効率が悪い。 積層した層間において、繊維が互いに９０°の交差角
を持つため、層間剪断強さが低くなる。
【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、作業効率
が高く層間剪断強度の高いフランジを成形することので
きる圧力容器のフランジ積層方法を提供することを目的
とする。
が高く層間剪断強度の高いフランジを成形することので
きる圧力容器のフランジ積層方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、円筒部の外周面のうち、周方向に関しては
一周し且つ軸方向に関しては予め決めた位置で予め決め
たフランジ長さに亘る積層面に、繊維を積層していくこ
とにより前記円筒部の外周面にフランジを成形していく
圧力容器のフランジ積層方法において、前記円筒部の外
周面のうち前記積層面に、先ず、手作業により軸方向に
沿い繊維を積層し、次に、軸方向に沿い積層した前記繊
維の上に、繊維幅よりも広いピッチ間隔でワインディン
グマシンにより周方向に沿い繊維を円周巻きし、その後
は、円周巻きした繊維の上に、手作業により軸方向に沿
い繊維を積層し、この軸方向の繊維の上に、繊維幅より
も広いピッチ間隔でワインディングマシンにより周方向
に沿い繊維を円周巻きしていく一連の作業を繰り返して
いき、フランジの厚さまで積層していくことを特徴とす
る。
明の構成は、円筒部の外周面のうち、周方向に関しては
一周し且つ軸方向に関しては予め決めた位置で予め決め
たフランジ長さに亘る積層面に、繊維を積層していくこ
とにより前記円筒部の外周面にフランジを成形していく
圧力容器のフランジ積層方法において、前記円筒部の外
周面のうち前記積層面に、先ず、手作業により軸方向に
沿い繊維を積層し、次に、軸方向に沿い積層した前記繊
維の上に、繊維幅よりも広いピッチ間隔でワインディン
グマシンにより周方向に沿い繊維を円周巻きし、その後
は、円周巻きした繊維の上に、手作業により軸方向に沿
い繊維を積層し、この軸方向の繊維の上に、繊維幅より
も広いピッチ間隔でワインディングマシンにより周方向
に沿い繊維を円周巻きしていく一連の作業を繰り返して
いき、フランジの厚さまで積層していくことを特徴とす
る。
【０００８】また本発明の構成は、円筒部の外周面のう
ち、周方向に関しては一周し且つ軸方向に関しては予め
決めた位置で予め決めたフランジ長さに亘る積層面に、
繊維を積層していくことにより前記円筒部の外周面にフ
ランジを成形していく圧力容器のフランジ積層方法にお
いて、前記円筒部の外周面のうち前記積層面に、先ず、
手作業により軸方向に沿い繊維を積層し、次に、軸方向
に沿い積層した前記繊維の上に、繊維幅よりも広いピッ
チ間隔でワインディングマシンにより周方向に沿い繊維
を円周巻きし、その後は、円周巻きした繊維の上に、手
作業により軸方向に沿い繊維を積層し、この軸方向の繊
維の上に、繊維幅よりも広いピッチ間隔で且つ前層で円
周巻きした繊維に対して半ピッチずらしてワインディン
グマシンにより周方向に沿い繊維を円周巻きしていく一
連の作業を繰り返していき、フランジの厚さまで積層し
ていくことを特徴とする。
ち、周方向に関しては一周し且つ軸方向に関しては予め
決めた位置で予め決めたフランジ長さに亘る積層面に、
繊維を積層していくことにより前記円筒部の外周面にフ
ランジを成形していく圧力容器のフランジ積層方法にお
いて、前記円筒部の外周面のうち前記積層面に、先ず、
手作業により軸方向に沿い繊維を積層し、次に、軸方向
に沿い積層した前記繊維の上に、繊維幅よりも広いピッ
チ間隔でワインディングマシンにより周方向に沿い繊維
を円周巻きし、その後は、円周巻きした繊維の上に、手
作業により軸方向に沿い繊維を積層し、この軸方向の繊
維の上に、繊維幅よりも広いピッチ間隔で且つ前層で円
周巻きした繊維に対して半ピッチずらしてワインディン
グマシンにより周方向に沿い繊維を円周巻きしていく一
連の作業を繰り返していき、フランジの厚さまで積層し
ていくことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づき詳細に説明する。図１は本実施の形態にかか
るＦＷ製圧力容器の概略を示し、図２は積層時のフラン
ジの断面を示し、図３は図２のIII-III 矢視図を示し、
図４は積層後のフランジの断面を示す。
面に基づき詳細に説明する。図１は本実施の形態にかか
るＦＷ製圧力容器の概略を示し、図２は積層時のフラン
ジの断面を示し、図３は図２のIII-III 矢視図を示し、
図４は積層後のフランジの断面を示す。
【００１０】図１に示すように、ＦＷ製圧力容器の円筒
部２の外周面のうち、予め決めた２つの積層面１０に
は、ＦＲＰ製の繊維を積層して（積層方法については後
述する）フランジ１を成形している。なお、積層面１０
は、周方向に関しては１周し且つ軸方向に関しては予め
決めた２つの位置で予め決めたフランジ長さＬに亘る領
域の周面である。なお、図１において、符号５はフラン
ジ断面を示している。
部２の外周面のうち、予め決めた２つの積層面１０に
は、ＦＲＰ製の繊維を積層して（積層方法については後
述する）フランジ１を成形している。なお、積層面１０
は、周方向に関しては１周し且つ軸方向に関しては予め
決めた２つの位置で予め決めたフランジ長さＬに亘る領
域の周面である。なお、図１において、符号５はフラン
ジ断面を示している。
【００１１】上記フランジ１を成形する積層手順を、図
２〜図４を参照して説明する。
２〜図４を参照して説明する。
【００１２】（１）先ず、円筒部２の外周面のうち積層
面１０に、手作業によりＦＲＰ製の繊維６を軸方向３に
沿い積層する（ハンドレイアップする）。
面１０に、手作業によりＦＲＰ製の繊維６を軸方向３に
沿い積層する（ハンドレイアップする）。
【００１３】（２）次に、前記繊維６の上に、ワインデ
ィングマシンによりＦＲＰ製の繊維７を円周方向４に沿
い円周巻きしていく。このとき、繊維７のピッチ間隔ｐ
を、繊維７の繊維幅ｂよりも広くしておく。このよう
に、繊維７を円周巻きしていくことにより、前層の繊維
６を圧力容器の円筒部２に締め付けていくことができ
る。
ィングマシンによりＦＲＰ製の繊維７を円周方向４に沿
い円周巻きしていく。このとき、繊維７のピッチ間隔ｐ
を、繊維７の繊維幅ｂよりも広くしておく。このよう
に、繊維７を円周巻きしていくことにより、前層の繊維
６を圧力容器の円筒部２に締め付けていくことができ
る。
【００１４】（３）更に、円周巻きした繊維７の上に、
手作業によりＦＲＰ製の繊維６を軸方向に沿い積層する
（ハンドレイアップする）。
手作業によりＦＲＰ製の繊維６を軸方向に沿い積層する
（ハンドレイアップする）。
【００１５】（４）次に、最外周の前記繊維６の上に、
ワインディングマシンによりＦＲＰ製の繊維７を円周方
向４に沿い円周巻きしていく。このとき、繊維７のピッ
チ間隔ｐを、繊維７の繊維幅ｂよりも広くしておく。し
かも、このとき円周巻きしていく繊維７は、前層の繊維
７に対して半ピッチ（ｐ／２）だけずらして円周巻きし
ていく。このようにして繊維７を円周巻きしていくた
め、この繊維７の直下層の繊維６が締め付けられてい
く。しかも、繊維７のピッチ間隔ｐを繊維幅ｂよりも広
くしておき、且つ、前層（下層）の繊維７と、次層（上
層）の繊維７のピッチを半ピッチ（ｐ／２）だけずらし
た状態で繊維７を円周巻きして締め付けているため、前
層（下層）の繊維６と次層（上層）の繊維６は、相互に
緊密に重なりあって密着する。つまり、図４に示すよう
に、繊維７のピッチ間では、上下層の繊維６相互は、緊
密に重なり合う。なお、図４では、上下の層で重なった
繊維６相互の面を、重なり面８として示している。
ワインディングマシンによりＦＲＰ製の繊維７を円周方
向４に沿い円周巻きしていく。このとき、繊維７のピッ
チ間隔ｐを、繊維７の繊維幅ｂよりも広くしておく。し
かも、このとき円周巻きしていく繊維７は、前層の繊維
７に対して半ピッチ（ｐ／２）だけずらして円周巻きし
ていく。このようにして繊維７を円周巻きしていくた
め、この繊維７の直下層の繊維６が締め付けられてい
く。しかも、繊維７のピッチ間隔ｐを繊維幅ｂよりも広
くしておき、且つ、前層（下層）の繊維７と、次層（上
層）の繊維７のピッチを半ピッチ（ｐ／２）だけずらし
た状態で繊維７を円周巻きして締め付けているため、前
層（下層）の繊維６と次層（上層）の繊維６は、相互に
緊密に重なりあって密着する。つまり、図４に示すよう
に、繊維７のピッチ間では、上下層の繊維６相互は、緊
密に重なり合う。なお、図４では、上下の層で重なった
繊維６相互の面を、重なり面８として示している。
【００１６】（５）以降は前記（３）（４）の一連の作
業を繰り返していき、フランジ１の厚さｔとなるまで積
層をしていく。
業を繰り返していき、フランジ１の厚さｔとなるまで積
層をしていく。
【００１７】成形されたフランジ１には、軸方向３に沿
い荷重が作用する。したがって、軸方向３に沿い配置
（積層）した繊維６には、軸方向３に沿い、荷重による
外力が作用する。よって、繊維６には、かかる外力に耐
える強さが求められる。本実施の形態では、上述したよ
うに、繊維７のピッチ間隔ｐを繊維幅ｂよりも広くして
おき、且つ、前層（下層）の繊維７と、次層（上層）の
繊維７のピッチを半ピッチ（ｐ／２）だけずらした状態
で繊維７を円周巻きして締め付けることにより、前層
（下層）の繊維６と次層（上層）の繊維６とを、相互に
緊密に重なりあわせて密着させるようにしているため、
前層（下層）の繊維６と次層（上層）の繊維６との層間
剪断強さを高くすることができる。よって、繊維６に軸
方向の外力が作用しても、これに十分耐えることができ
強度（層間剪断強さ）が高い。
い荷重が作用する。したがって、軸方向３に沿い配置
（積層）した繊維６には、軸方向３に沿い、荷重による
外力が作用する。よって、繊維６には、かかる外力に耐
える強さが求められる。本実施の形態では、上述したよ
うに、繊維７のピッチ間隔ｐを繊維幅ｂよりも広くして
おき、且つ、前層（下層）の繊維７と、次層（上層）の
繊維７のピッチを半ピッチ（ｐ／２）だけずらした状態
で繊維７を円周巻きして締め付けることにより、前層
（下層）の繊維６と次層（上層）の繊維６とを、相互に
緊密に重なりあわせて密着させるようにしているため、
前層（下層）の繊維６と次層（上層）の繊維６との層間
剪断強さを高くすることができる。よって、繊維６に軸
方向の外力が作用しても、これに十分耐えることができ
強度（層間剪断強さ）が高い。
【００１８】
【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明によれば、ＦＷ製圧力容器のフランジ積
層方法において、ハンドレイアップの作業が軸方向のみ
の積層作業だけであり、且つワインディングマシンによ
る円周巻きを施すことにより圧力容器の円筒部に積層繊
維を固定するため、製作が容易になり、工期短縮が図れ
る。ひいては、経済性が向上する。
ように、本発明によれば、ＦＷ製圧力容器のフランジ積
層方法において、ハンドレイアップの作業が軸方向のみ
の積層作業だけであり、且つワインディングマシンによ
る円周巻きを施すことにより圧力容器の円筒部に積層繊
維を固定するため、製作が容易になり、工期短縮が図れ
る。ひいては、経済性が向上する。
【００１９】また、ピッチ間隔をあけて円周巻きを施す
ことにより、層間剪断強さが高い繊維の重なり面（軸方
向に積層した繊維層の上下層相互の密着面）ができるた
め、フランジの層間剪断強度が高くなる。
ことにより、層間剪断強さが高い繊維の重なり面（軸方
向に積層した繊維層の上下層相互の密着面）ができるた
め、フランジの層間剪断強度が高くなる。
【図１】本発明の実施例にかかるＦＷ製圧力容器を示す
概略図。
概略図。
【図２】フランジ部の積層時の状態を拡大して示す断面
図。
図。
【図３】図２のIII-III 矢視図。
【図４】フランジ部の積層後の状態を拡大して示す断
面。
面。
【図５】フランジ部の従来の積層方法を示す説明図。
１ フランジ ２ 円筒部 ３ 軸方向 ４ 円周（フープ）方向 ５ フランジ断面 ６ ハンドレイアップによる軸方向に沿う繊維 ７ ワインディングマシンによる円周方向に沿う繊維 ８ 軸方向に沿う繊維の重なり面 ９ ハンドレイアップによる円周方向に沿う繊維 １０ 積層面 ｔ フランジの厚さ Ｌ フランジ長さ ｐ ピッチ間隔 ｂ 繊維幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 護 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内
Claims (2)
- 【請求項１】 円筒部の外周面のうち、周方向に関して
は一周し且つ軸方向に関しては予め決めた位置で予め決
めたフランジ長さに亘る積層面に、繊維を積層していく
ことにより前記円筒部の外周面にフランジを成形してい
く圧力容器のフランジ積層方法において、 前記円筒部の外周面のうち前記積層面に、先ず、手作業
により軸方向に沿い繊維を積層し、次に、軸方向に沿い
積層した前記繊維の上に、繊維幅よりも広いピッチ間隔
でワインディングマシンにより周方向に沿い繊維を円周
巻きし、 その後は、円周巻きした繊維の上に、手作業により軸方
向に沿い繊維を積層し、この軸方向の繊維の上に、繊維
幅よりも広いピッチ間隔でワインディングマシンにより
周方向に沿い繊維を円周巻きしていく一連の作業を繰り
返していき、フランジの厚さまで積層していくことを特
徴とする圧力容器のフランジ積層方法。 - 【請求項２】 円筒部の外周面のうち、周方向に関して
は一周し且つ軸方向に関しては予め決めた位置で予め決
めたフランジ長さに亘る積層面に、繊維を積層していく
ことにより前記円筒部の外周面にフランジを成形してい
く圧力容器のフランジ積層方法において、 前記円筒部の外周面のうち前記積層面に、先ず、手作業
により軸方向に沿い繊維を積層し、次に、軸方向に沿い
積層した前記繊維の上に、繊維幅よりも広いピッチ間隔
でワインディングマシンにより周方向に沿い繊維を円周
巻きし、 その後は、円周巻きした繊維の上に、手作業により軸方
向に沿い繊維を積層し、この軸方向の繊維の上に、繊維
幅よりも広いピッチ間隔で且つ前層で円周巻きした繊維
に対して半ピッチずらしてワインディングマシンにより
周方向に沿い繊維を円周巻きしていく一連の作業を繰り
返していき、フランジの厚さまで積層していくことを特
徴とする圧力容器のフランジ積層方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8240028A JPH1086229A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 圧力容器のフランジ積層方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8240028A JPH1086229A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 圧力容器のフランジ積層方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1086229A true JPH1086229A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17053401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8240028A Withdrawn JPH1086229A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | 圧力容器のフランジ積層方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1086229A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7169214B2 (en) | 2003-01-24 | 2007-01-30 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | High pressure tank |
| CN105235231A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-13 | 无锡清杨机械制造有限公司 | 五坐标联动数控缠绕机的加工方法 |
| JP2021064563A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | モジュール |
| WO2023181951A1 (ja) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 株式会社豊田自動織機 | 繊維構造体 |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP8240028A patent/JPH1086229A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7169214B2 (en) | 2003-01-24 | 2007-01-30 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | High pressure tank |
| CN105235231A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-13 | 无锡清杨机械制造有限公司 | 五坐标联动数控缠绕机的加工方法 |
| JP2021064563A (ja) * | 2019-10-16 | 2021-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | モジュール |
| WO2023181951A1 (ja) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 株式会社豊田自動織機 | 繊維構造体 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |