JPH1122554A - 圧力容器の製造方法 - Google Patents

圧力容器の製造方法

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JPH1122554A
JPH1122554A JP17604097A JP17604097A JPH1122554A JP H1122554 A JPH1122554 A JP H1122554A JP 17604097 A JP17604097 A JP 17604097A JP 17604097 A JP17604097 A JP 17604097A JP H1122554 A JPH1122554 A JP H1122554A
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JP
Japan
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mandrel
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manufacturing
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Michimasa Uda
田 道 正 宇
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D22/00Producing hollow articles
    • B29D22/003Containers for packaging, storing or transporting, e.g. bottles, jars, cans, barrels, tanks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメントを組合わせて成るマンドレルを用
いて、内側にインシュレータを備えた圧力容器を製造す
るに際し、従来では、マンドレルの表面不良によりイン
シュレータの厚さが部分的に異なるという問題があっ
た。 【解決手段】 セグメントS1〜S6を組合わせて成る
マンドレルMを用い、マンドレルMの表面全体にゴム層
11を形成し、ゴム層11の表面を平滑に成形してその
表面にインシュレータ13を設け、インシュレータ13
の表面に圧力容器としてのモータケースCを成形するこ
とにより、インシュレータ13の厚さの均一化を実現す
ると共に、ゴム層11を耐圧試験の加圧用バッグとして
利用可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内側にインシュレ
ータを備えた圧力容器、すなわちロケットのモータケー
ス等に使用される圧力容器の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来における圧力容器の製造方
法として、ロケットのモータケースの製造方法を説明す
る図である。
【0003】図示のモータケース100は、FRP製で
あって、その内側形状に対応したマンドレル101を用
いて製造する。マンドレル101は、モータケース10
0を硬化成形した後にモータケース100の端部の開口
部から取出せるように、複数のセグメント101a〜1
01fに分割してあり、図示しない回転駆動装置に連結
した主軸102に組付けてある。なお、図ではマンドレ
ル101を軸方向に分割した状態を示したが、マンドレ
ル101は周方向にも分割してある。
【0004】上記のマンドレル101を用いてモータケ
ース100を製造するには、マンドレル101の表面全
体にゴム製のインシュレータ103を設ける。そして、
インシュレータ103の表面を平滑にしたのち、マンド
レル101を回転させながらインシュレータ103の表
面全体に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維を連続的に巻き
付けてプリフォームを形成する。この後、プリフォーム
を加熱して硬化させることによりモータケース100を
得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな圧力容器の製造方法に用いるマンドレル101は、
複数のセグメント101a〜101fから成る構造であ
るため、セグメント101a〜101fの加工誤差ある
いは組付け誤差により、図4に便宜上やや強調して示す
ようにセグメント同士の継目に段差A等の表面不良が生
じることがある。このため、従来の圧力容器の製造方法
にあっては、マンドレル101の表面不良によりインシ
ュレータ103の厚さが部分的に異なると共に、表面不
良の凹部分ではインシュレータ103が無駄に厚くなる
という不具合があり、このような不具合を解決すること
が課題であった。
【0006】
【発明の目的】本発明は、上記従来の課題に着目して成
されたもので、内側に設けるインシュレータの厚さの均
一化を実現することができ、さらには、成形後の圧力容
器の耐圧試験に対処し得る圧力容器の製造方法を提供す
ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる圧力容器
の製造方法は、請求項1として、セグメントを組合わせ
て成るマンドレルを用いて、内側にインシュレータを備
えた圧力容器を製造するに際し、マンドレルの表面全体
にゴム層を形成したのち、ゴム層の表面を平滑に成形し
てその表面にインシュレータを設け、インシュレータの
表面に圧力容器を成形する構成とし、請求項2として、
セグメントを組合わせて成るマンドレルを用いて、内側
にインシュレータを備えたFRP製の圧力容器を製造す
るに際し、マンドレルの表面全体にゴム層を形成したの
ち、ゴム層の表面を平滑に成形してその表面にインシュ
レータを設け、インシュレータの表面を平滑にしてその
表面に圧力容器を成形する構成とし、請求項3として、
ゴム層の表面全体に剥離用フィルムを設けたのち、剥離
用フィルムの表面にインシュレータを設ける構成として
おり、上記の構成を課題を解決するための手段としてい
る。
【0008】
【発明の作用】本発明の請求項1に係わる圧力容器の製
造方法では、マンドレルの表面全体にゴム層を形成した
のち、ゴム層の表面を平滑に成形してその表面にインシ
ュレータを設けるので、マンドレルの表面に段差等の表
面不良があるとしても、インシュレータの厚さが均一な
ものとなる。また、内側のゴム層は、圧力容器の耐圧試
験において例えば水が加圧充填される加圧用バッグとな
り、耐圧試験後には除去される。
【0009】本発明の請求項2に係わる圧力容器の製造
方法では、製造しようとする圧力容器がFRP製であっ
て、マンドレルの表面全体にゴム層を形成したのち、ゴ
ム層の表面を平滑に成形してその表面にインシュレータ
を設けるので、請求項1と同様にマンドレルの表面に段
差等の表面不良があるとしても、インシュレータの厚さ
が均一なものとなる。また、インシュレータの表面を平
滑に成形してその表面に圧力容器を成形するので、イン
シュレータの表面状態により圧力容器を形成する繊維の
配向が乱れるような事態が防止される。さらに、内側の
ゴム層は、圧力容器の耐圧試験において例えば水が加圧
充填される加圧用バッグとなり、耐圧試験後には除去さ
れる。
【0010】本発明の請求項3に係わる圧力容器の製造
方法では、ゴム層の表面全体に剥離用フィルムを設けた
のち、剥離用フィルムの表面にインシュレータを設ける
ことにより、ゴム層を耐圧試験の加圧用バッグとして用
いた後において、インシュレータに対するゴム層の剥離
除去がきわめて容易なものとなる。
【0011】
【発明の効果】本発明の請求項1に係わる圧力容器の製
造方法によれば、マンドレルとインシュレータの間に表
面を平滑に成形したゴム層を設けたことから、マンドレ
ルに段差等の表面不良があるとしても、インシュレータ
の厚さの均一化を実現することができ、品質の向上を実
現することができると共に、インシュレータの材料歩留
りの向上なども実現することができる。また、内側のゴ
ム層を圧力容器の耐圧試験用の加圧用バッグとして用い
ることができ、圧力容器の成形から耐圧試験にまで至る
製造工程の効率の向上および費用の節減なども図ること
ができる。
【0012】本発明の請求項2に係わる圧力容器の製造
方法によれば、FRP製の圧力容器の製造において、マ
ンドレルとインシュレータの間に表面を平滑に成形した
ゴム層を設けたことから、マンドレルに段差等の表面不
良があるとしても、インシュレータの厚さの均一化を実
現することができ、品質の向上を実現することができる
と共に、インシュレータの材料歩留りの向上なども実現
することができる。また、インシュレータの表面を平滑
に成形してその表面に圧力容器を成形することから、イ
ンシュレータの表面状態により圧力容器を形成する繊維
の配向が乱れるような事態を防止することができ、高品
質のFRP製圧力容器を得ることができる。さらに、内
側のゴム層を圧力容器の耐圧試験用の加圧用バッグとし
て用いることができ、FRP製圧力容器の成形から耐圧
試験にまで至る製造工程の効率の向上および費用の節減
なども図ることができる。
【0013】本発明の請求項3に係わる圧力容器の製造
方法によれば、請求項1および2と同様の効果を得るこ
とができるうえに、ゴム層とインシュレータの間に剥離
用フィルムを設けたことから、耐圧試験の加圧用バッグ
として用いたゴム層の剥離除去をきわめて容易に行うこ
とができ、作業性の向上などに大きく貢献し得る。
【0014】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明に係わる圧力
容器の製造方法を説明する。
【0015】この実施例では、圧力容器であるロケット
のFRP製モータケースを製造する場合を示しており、
その製造にあたっては図3に示すマンドレルMを用い
る。
【0016】図示のマンドレルMは、モータケースの内
側形状に対応しており、モータケースの胴部に対応する
円柱部の両端に、モータケースの鏡板部に対応する半球
部を有している。マンドレルMは、最終的にモータケー
スを硬化成形した後に鏡板部の中央に形成した開口部か
ら取出せるように、複数のセグメントを組合わせて成る
ものである。マンドレルMは、軸線方向において各半球
部および円柱部を2分割して合計6個のセグメントS1
〜S6に分割してあり、周方向にも例えば10個程度の
セグメントに分割してある。なお、図3では、遠方側の
6番目のセグメントS6が見えないため、実質的に構成
が同一である1番目のセグメントS1に6番目のセグメ
ントS6の符号を付しており、且つ周方向のセグメント
には同一の符号を付している。
【0017】そして、マンドレルMは、軸線を水平にし
た主軸1に対して同軸状に組付けられる。主軸1は、そ
の両端側において軸受装置2,2により回転可能に保持
されると共に、図示しない回転駆動装置により回転駆動
される。ここで、主軸1に組付けたマンドレルMは、セ
グメントS1,S2の加工誤差あるいは組付け誤差によ
り、図1(a)に便宜上やや強調して示すようにセグメ
ント同士の継目に段差A等の表面不良が生じている。な
お、以下に説明する図1および図2では、マンドレルM
の軸方向に分割したセグメントS1〜S6のみを示して
いる。
【0018】上記のマンドレルMを用いてモータケース
を製造するには、図1(b)に示すように、マンドレル
Mの表面全体にゴム層11を形成する。このゴム層11
は、例えば適当な大きさのゴムシートを用い、所定の厚
さが得られるまで互いに接着しつつ重ね合わせ、マンド
レルMの全体を気密的に被覆するように形成する。この
のち、図1(c)に示すように、切削加工によりゴム層
11の表面を平滑に成形する。
【0019】次に、表面を平滑に成形したゴム層11に
は、図1(d)に示すように、表面全体を覆う剥離用フ
ィルム12を設けたのち、剥離用フィルム12の表面に
インシュレータ13を設ける。剥離用フィルム12は、
例えば合成樹脂製のフィルムである。また、インシュレ
ータ13は、固体ロケット用の周知のものであって、例
えば、ゴム層11の形成と同様にシート化されたものを
貼り合わせて所定の厚さを得るようにしている。このの
ち、図1(e)に示すように、切削加工によりインシュ
レータ13の表面を平滑に成形する。
【0020】つまり、当該圧力容器の製造方法では、マ
ンドレルMの表面全体にゴム層11を形成したのち、ゴ
ム層11の表面を平滑に成形してその表面にインシュレ
ータ13を設けるので、マンドレルMの表面に段差A等
の表面不良があるとしても、図1(e)に示す如くイン
シュレータ13の厚さが全体的に均一になる。
【0021】このようにインシュレータ13を設けたの
ちには、例えばフィラメントワインディング法に基づい
てモータケースのプリフォームを形成する。すなわち、
主軸1とともにマンドレルMを軸回りに回転させ、これ
に伴ってインシュレータ13の表面全体に熱硬化性樹脂
を含浸させた繊維を巻き付けていくことにより、図1
(f)に示すようにプリフォームPを形成する。
【0022】このとき、当該圧力容器の製造方法では、
インシュレータ13の表面を平滑に成形し、その表面に
プリフォームPを形成するので、インシュレータ13の
表面状態により繊維の配向が乱れるような事態が防止さ
れる。つまり、インシュレータ13の表面に凹凸がある
と、その凹凸部分で繊維が屈曲し、このような局部的な
繊維の屈曲は強度低下の原因となるため、当該圧力容器
の製造方法では、インシュレータ13の表面を平滑にす
ることにより、その表面に設ける繊維の配向を良好なも
のにしている。
【0023】そして、上記の如く形成したプリフォーム
Pは、加熱や加圧による硬化成形が施され、図1(f)
に示すようにモータケースCとなる。モータケースCを
成形したのちには、マンドレルMを主軸1から外し、主
軸1により鏡板部の中央に形成された開口部を通して、
マンドレルMを各セグメントS1〜S6に分解すると共
に、セグメントS1〜S6を外部に取出す。これによ
り、図2(a)に示すように、内側にゴム層11および
インシュレータ13を備え且つ両端に開口部H,Hを有
するモータケースCが得られる。
【0024】上記のモータケースCは、耐圧試験に供さ
れる。このとき、ゴム層11は、加圧用バッグとして用
いられる。耐圧試験は、例えば、一端側の開口部Hを適
宜の手段で閉塞し、他端側の開口部Hから水を加圧供給
することにより行う。なお、ゴム層11の内側には、マ
ンドレルMの表面不良による凹凸が形成されるが、耐圧
試験には何ら問題はない。
【0025】また、耐圧試験を終えたのちには、ゴム層
11を除去する。このとき、当該圧力容器の製造方法で
は、ゴム層11の表面全体に剥離用フィルム12を設け
たのち、剥離用フィルム12の表面にインシュレータ1
3を設けているので、剥離用フィルム12とともにゴム
層11をインシュレータ13から剥がすことがきわめて
容易である。そして、ゴム層11を剥離除去することに
より、図2(b)に示すように、内側にインシュレータ
13を備えたモータケースCが得られる。
【0026】このように、当該圧力容器の製造方法は、
FRP製モータケースCを製造するにあたり、成形から
成形後の耐圧試験に至るまでの一連の工程に対処し得る
ものとなっており、製造工程の効率の向上や費用の節減
などを実現し、しかも高品質のモータケースCが得られ
る。なお、当該圧力容器の製造方法では、製造する圧力
容器が上記実施例のモータケースのみに限定されること
はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる圧力容器の製造方法によりモー
タケースを製造する過程(a)〜(f)を説明する各々
断面図である。
【図2】図1の過程により得たモータケースからマンド
レルを外した状態を示す断面図(a)、およびゴム層を
除去した状態を示す断面図(b)である。
【図3】マンドレルの構造を説明する斜視図である。
【図4】従来の圧力容器の製造方法を説明する断面図で
ある。
【符号の説明】
C モータケース(圧力容器) M マンドレル S1〜S6 セグメント 11 ゴム層 12 剥離用フィルム 13 インシュレータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セグメントを組合わせて成るマンドレル
    を用いて、内側にインシュレータを備えた圧力容器を製
    造するに際し、マンドレルの表面全体にゴム層を形成し
    たのち、ゴム層の表面を平滑に成形してその表面にイン
    シュレータを設け、インシュレータの表面に圧力容器を
    成形することを特徴とする圧力容器の製造方法。
  2. 【請求項2】 セグメントを組合わせて成るマンドレル
    を用いて、内側にインシュレータを備えたFRP製の圧
    力容器を製造するに際し、マンドレルの表面全体にゴム
    層を形成したのち、ゴム層の表面を平滑に成形してその
    表面にインシュレータを設け、インシュレータの表面を
    平滑にしてその表面に圧力容器を成形することを特徴と
    する圧力容器の製造方法。
  3. 【請求項3】 ゴム層の表面全体に剥離用フィルムを設
    けたのち、剥離用フィルムの表面にインシュレータを設
    けることを特徴とする請求項1または2に記載の圧力容
    器の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102407176B1 (ko) * 2021-11-26 2022-06-10 엘아이지넥스원 주식회사 성형틀 조립체 및 그 조립 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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