JPS63214429A - 複合材料を用いた筒状体 - Google Patents
複合材料を用いた筒状体Info
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- JPS63214429A JPS63214429A JP4807287A JP4807287A JPS63214429A JP S63214429 A JPS63214429 A JP S63214429A JP 4807287 A JP4807287 A JP 4807287A JP 4807287 A JP4807287 A JP 4807287A JP S63214429 A JPS63214429 A JP S63214429A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1423—Component parts; Constructional details
- F15B15/1438—Cylinder to end cap assemblies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば油・空圧シリンダ用チューブ、土木舎
建設機械用ブームまたはアーム、フレ −一ン
のラチスブーム用パイプ、ロボットアーム等に用いて好
適な複合材料を用いた筒状体に関し、特に、複合材料と
しての繊維強化樹脂製の筒状部材と金属製の取付部材と
の結合構造の改良に関する。
建設機械用ブームまたはアーム、フレ −一ン
のラチスブーム用パイプ、ロボットアーム等に用いて好
適な複合材料を用いた筒状体に関し、特に、複合材料と
しての繊維強化樹脂製の筒状部材と金属製の取付部材と
の結合構造の改良に関する。
従来、接着性の樹脂を含浸させた繊維材料を巻回して成
形した繊維強化樹脂製筒状体は金属製筒状体に比較して
軽量、かつ、高強度であることから、次第に活用されて
いるが、この種の繊維強化樹脂製筒状体を例えば油圧シ
リンダ用チューブのように圧力容器として使用する場合
、該チューブの軸端側開口は、従来、第9図または第1
0図に示す方法で施蓋していた。
形した繊維強化樹脂製筒状体は金属製筒状体に比較して
軽量、かつ、高強度であることから、次第に活用されて
いるが、この種の繊維強化樹脂製筒状体を例えば油圧シ
リンダ用チューブのように圧力容器として使用する場合
、該チューブの軸端側開口は、従来、第9図または第1
0図に示す方法で施蓋していた。
第9図において、1はチューブ本体で、該チューブ本体
1は接着性の樹脂を含浸させた繊維材料を中空筒状に巻
回して成形したものからなっており、該チューブ本体l
の内周面IAには軸方向−側寄りに位置してリング溝2
が周設されている。3はチューブ本体lの一端側開口を
施蓋するシリンダカバーで、該カバー3はチューブ本体
lの内径と同じ外径を有する厚肉円板からなっており、
外周面3Aには0リング4が装着されている。5は該カ
バー3をチューブ本体l内に係止するためにリング溝2
に嵌合された環状平板からなる止め輪で、該止め輪5は
カバー3にかかる内圧を受承するようになっている。
1は接着性の樹脂を含浸させた繊維材料を中空筒状に巻
回して成形したものからなっており、該チューブ本体l
の内周面IAには軸方向−側寄りに位置してリング溝2
が周設されている。3はチューブ本体lの一端側開口を
施蓋するシリンダカバーで、該カバー3はチューブ本体
lの内径と同じ外径を有する厚肉円板からなっており、
外周面3Aには0リング4が装着されている。5は該カ
バー3をチューブ本体l内に係止するためにリング溝2
に嵌合された環状平板からなる止め輪で、該止め輪5は
カバー3にかかる内圧を受承するようになっている。
一方、第10図は他の従来技術に係る油圧シリンダ用チ
ューブを示す。図において、11は前記チューブ本体1
と同様に繊維強化樹脂材料によって成形したチューブ本
体で、該チューブ本体11の外周面11Aには一側の軸
端寄りに位置して雄ねじ12が形成されている。13は
チューブ本体11の一端側開口を施蓋するシリンダカバ
ーで、該カバー13はチューブ本体11より大径の肉厚
円板状に形成され、内側面には環状のリング溝14が設
けられた本体部13Aと、該本体部13Aの内側面から
筒状に突出形成され、内周面には前記雄ねじ12に螺合
する雌ねじ15が形成された嵌合部13Bとからなって
いる。そして、該シリンダカバー13はリング溝14に
0リング16を装着した状態でチューブ本体11に螺着
されており、雄ねじ12と雌ねじ15の螺合力によって
内圧を受承するようになっている。
ューブを示す。図において、11は前記チューブ本体1
と同様に繊維強化樹脂材料によって成形したチューブ本
体で、該チューブ本体11の外周面11Aには一側の軸
端寄りに位置して雄ねじ12が形成されている。13は
チューブ本体11の一端側開口を施蓋するシリンダカバ
ーで、該カバー13はチューブ本体11より大径の肉厚
円板状に形成され、内側面には環状のリング溝14が設
けられた本体部13Aと、該本体部13Aの内側面から
筒状に突出形成され、内周面には前記雄ねじ12に螺合
する雌ねじ15が形成された嵌合部13Bとからなって
いる。そして、該シリンダカバー13はリング溝14に
0リング16を装着した状態でチューブ本体11に螺着
されており、雄ねじ12と雌ねじ15の螺合力によって
内圧を受承するようになっている。
而して、第9図に示した止め輪5を用いてカバー3を受
承する従来技術にあっては、チューブ本体1の内周面I
Aにリング溝2を形成するための溝加工を行うから、こ
の溝加工によってチューブ1を形成している繊維材料が
短く切断されてしまうことになる。この結果、繊維方向
には大きな強度を有する繊維強化樹脂の強度が部分的に
失われてしまうという欠点がある。また、チューブ本体
1は繊維材料を巻回して成形したものであるから、該チ
ューブ本体lにリング溝2を形成すると抜溝2の部分か
ら層間剥離が起こり易く、信頼性に欠けるという欠点が
ある。
承する従来技術にあっては、チューブ本体1の内周面I
Aにリング溝2を形成するための溝加工を行うから、こ
の溝加工によってチューブ1を形成している繊維材料が
短く切断されてしまうことになる。この結果、繊維方向
には大きな強度を有する繊維強化樹脂の強度が部分的に
失われてしまうという欠点がある。また、チューブ本体
1は繊維材料を巻回して成形したものであるから、該チ
ューブ本体lにリング溝2を形成すると抜溝2の部分か
ら層間剥離が起こり易く、信頼性に欠けるという欠点が
ある。
軟土の如く、樹脂を含浸させた繊維材料を巻回して成形
したチューブ本体1にリングn2を形成することはチュ
ーブ本体1の強度を失わせるものであり、このためチュ
ーブの内圧を十分に上げることができないという欠点が
ある。
したチューブ本体1にリングn2を形成することはチュ
ーブ本体1の強度を失わせるものであり、このためチュ
ーブの内圧を十分に上げることができないという欠点が
ある。
一方、第10図に示すようにカバー13をチューブ本体
11に螺着する他の従来技術にあっても、チューブ本体
11の外周面11Aに雄ねじ12を形成する時に繊維材
料を切断するため、前述した従来技術と同様の欠点があ
る。
11に螺着する他の従来技術にあっても、チューブ本体
11の外周面11Aに雄ねじ12を形成する時に繊維材
料を切断するため、前述した従来技術と同様の欠点があ
る。
本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、本発明は金属製の取付部材をポンチ等を用いて塑性変
形させることにより、樹脂を含浸させた繊維材料からな
る繊維強化樹脂製の筒状部材と該取付部材とを強固に結
合することができ、繊維強化樹脂の利点を十分に活かし
て、高強度化、軽量化等を図リラるようにした複合材料
を用いた筒状体を提供するものである。
、本発明は金属製の取付部材をポンチ等を用いて塑性変
形させることにより、樹脂を含浸させた繊維材料からな
る繊維強化樹脂製の筒状部材と該取付部材とを強固に結
合することができ、繊維強化樹脂の利点を十分に活かし
て、高強度化、軽量化等を図リラるようにした複合材料
を用いた筒状体を提供するものである。
上述した問題点を解決するために本発明は、樹脂を含浸
させた繊維材料からなる繊維強化樹脂製の筒状部材と、
該筒状部材の軸方向端部外形に対応する中空部が形成さ
れた金属製の取付部材と。
させた繊維材料からなる繊維強化樹脂製の筒状部材と、
該筒状部材の軸方向端部外形に対応する中空部が形成さ
れた金属製の取付部材と。
前記筒状部材の軸方向端部内側に嵌合された補強部材と
を備え、前記筒状部材の軸方向端部を前記取付部材の中
空部内に嵌挿し、該取付部材の中空部近傍端面を押圧手
段で筒状部材の軸方向に押圧することにより塑性変形さ
せ、該取付部材の中空部内周壁を筒状部材の端部外周面
側へと内方に押込み、該筒状部材の端部を前記補強部材
と取付部材との間で挟持し、該取付部材と筒状部材を結
合してなる構成を採用している。
を備え、前記筒状部材の軸方向端部を前記取付部材の中
空部内に嵌挿し、該取付部材の中空部近傍端面を押圧手
段で筒状部材の軸方向に押圧することにより塑性変形さ
せ、該取付部材の中空部内周壁を筒状部材の端部外周面
側へと内方に押込み、該筒状部材の端部を前記補強部材
と取付部材との間で挟持し、該取付部材と筒状部材を結
合してなる構成を採用している。
ここで、前記繊維材料には、炭素#I!l、ガラス繊維
、アラミドm!a、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維等が
用いられ、該繊維材料に含浸させる樹脂には、熱硬化性
と接着性を有するエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リイミド樹脂等が用いられる。そして、前記筒状部材は
m維材料をフィラメントワインディング法、テープワイ
ンディング法等を用いて所定の巻角で巻回して成形した
もの、あるいは一方向引抜材等によって構成される。ま
た、前記金属製の取付部材は高強度アルミニウム、軟鋼
、真鍮等の比較的変形し易い金属材料によって構成され
る。一方、前記補強部材は高硬度で変形しにくい、例え
ば545C等の焼入れした炭素鋼等によって構成される
。
、アラミドm!a、アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維等が
用いられ、該繊維材料に含浸させる樹脂には、熱硬化性
と接着性を有するエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リイミド樹脂等が用いられる。そして、前記筒状部材は
m維材料をフィラメントワインディング法、テープワイ
ンディング法等を用いて所定の巻角で巻回して成形した
もの、あるいは一方向引抜材等によって構成される。ま
た、前記金属製の取付部材は高強度アルミニウム、軟鋼
、真鍮等の比較的変形し易い金属材料によって構成され
る。一方、前記補強部材は高硬度で変形しにくい、例え
ば545C等の焼入れした炭素鋼等によって構成される
。
以下1本発明の実施例を第1図ないし第8図に基づき、
複合材料を用いた筒状体として油圧シリンダ用チューブ
を例に挙げて説明する。
複合材料を用いた筒状体として油圧シリンダ用チューブ
を例に挙げて説明する。
第1図ないし第3図は本発明の第1の実施例を示してい
る。
る。
図において、21は樹脂を含浸させた糸状の繊維材料2
2からなる繊維強化樹脂製の筒状部材を示し、該筒状部
材21は、例えばフィラメントワインディング法等の手
段を用いて、前記繊維材料22を中心軸o−0に対して
所定の巻角θで所望の厚さになるまで交差巻付けした一
層以上の巻回層により長尺の円筒状に成形されている。
2からなる繊維強化樹脂製の筒状部材を示し、該筒状部
材21は、例えばフィラメントワインディング法等の手
段を用いて、前記繊維材料22を中心軸o−0に対して
所定の巻角θで所望の厚さになるまで交差巻付けした一
層以上の巻回層により長尺の円筒状に成形されている。
そして、該筒状部材21の軸方向端部21Aにはその内
周側に位置して、後述する補強部材23の肉厚に対応す
る環状の段部21Bが、例えば旋盤等の機械加工によっ
て形成されている。
周側に位置して、後述する補強部材23の肉厚に対応す
る環状の段部21Bが、例えば旋盤等の機械加工によっ
て形成されている。
ここで、前記繊維材料22は炭素1ata、ガラスm維
、アラミド繊維、アルミナ繊維または炭化ケイ素繊維等
が用いられ、該繊維材料22に含浸させる樹脂には熱硬
化性と接着性を有するエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂
またはポリイミド樹脂等が用いられる。かくして、筒状
部材21は硬い繊維材料22と軟かい樹脂とからなる複
合材料(Jl維強化樹脂)によって形成され、樹脂の割
合は40〜70%程度となるから、後述の取付部材24
によって容易に変形される。
、アラミド繊維、アルミナ繊維または炭化ケイ素繊維等
が用いられ、該繊維材料22に含浸させる樹脂には熱硬
化性と接着性を有するエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂
またはポリイミド樹脂等が用いられる。かくして、筒状
部材21は硬い繊維材料22と軟かい樹脂とからなる複
合材料(Jl維強化樹脂)によって形成され、樹脂の割
合は40〜70%程度となるから、後述の取付部材24
によって容易に変形される。
23は筒状部材21の段部2.IB内に嵌合された補強
部材を示し、該補強部材23は高硬度で変形しにくい、
例えば545C等の焼入れした炭素鋼等によって短尺の
円筒状に形成され、取付部材24を筒状部材21の端部
21A外周側に結合するときに、該端部21Aの内周側
が縮径するのを防止するようになっている。そして、該
補強部材23の内径は筒状部材21の内径に対応し、そ
の長さ寸法は取付部材24に対応する寸法をもって形成
されている。
部材を示し、該補強部材23は高硬度で変形しにくい、
例えば545C等の焼入れした炭素鋼等によって短尺の
円筒状に形成され、取付部材24を筒状部材21の端部
21A外周側に結合するときに、該端部21Aの内周側
が縮径するのを防止するようになっている。そして、該
補強部材23の内径は筒状部材21の内径に対応し、そ
の長さ寸法は取付部材24に対応する寸法をもって形成
されている。
24は筒状部材21の端部21A外周側に固着された金
属製の取付部材を示し、該取付部材24は、例えば高強
度アルミニウム、軟鋼、真鍮等の比較的塑性変形し易く
、冷間加工の容易な金属材料によって大径で、かつ補強
部材23に対応する長さ寸法をもって形成され、該取付
部材24の中央部には筒状部材21の端部21A外径に
対応する径をもった中空部としての嵌合穴24Aが軸方
向に穿設されている。また、該取付部材24には嵌合穴
24Aの径方向外側に位置して、ボルト挿通穴24B
、24B 、・・・が周方向に所定間隔をもって列設さ
れ、該取付部材24の一側端面には各ボルト挿通穴24
Bに挿通されるボルトによりシリンダカバーやロッドカ
バー(いずれも図示せず)が固着されるようになってい
る。そして、該取付部材24は筒状部材21の端部21
Aに補強部材23と径方向で対向するように嵌挿され、
その後、後述のポンチ27で嵌合穴24A近傍の他側端
面に加圧凹部25を釘形することにより塑性変形されて
、嵌合穴24Aの内周壁に第2図中に示す如き押込み部
26を形成し、該取付部材24と補強部材23との間で
筒状部材21の端部21Aを挟持するように、該端部2
1Aに結合固着される。なお、筒状部材21の図示しな
い他側端部にも該取付部材24と同様の取付部材を結合
する。
属製の取付部材を示し、該取付部材24は、例えば高強
度アルミニウム、軟鋼、真鍮等の比較的塑性変形し易く
、冷間加工の容易な金属材料によって大径で、かつ補強
部材23に対応する長さ寸法をもって形成され、該取付
部材24の中央部には筒状部材21の端部21A外径に
対応する径をもった中空部としての嵌合穴24Aが軸方
向に穿設されている。また、該取付部材24には嵌合穴
24Aの径方向外側に位置して、ボルト挿通穴24B
、24B 、・・・が周方向に所定間隔をもって列設さ
れ、該取付部材24の一側端面には各ボルト挿通穴24
Bに挿通されるボルトによりシリンダカバーやロッドカ
バー(いずれも図示せず)が固着されるようになってい
る。そして、該取付部材24は筒状部材21の端部21
Aに補強部材23と径方向で対向するように嵌挿され、
その後、後述のポンチ27で嵌合穴24A近傍の他側端
面に加圧凹部25を釘形することにより塑性変形されて
、嵌合穴24Aの内周壁に第2図中に示す如き押込み部
26を形成し、該取付部材24と補強部材23との間で
筒状部材21の端部21Aを挟持するように、該端部2
1Aに結合固着される。なお、筒状部材21の図示しな
い他側端部にも該取付部材24と同様の取付部材を結合
する。
27は油圧プレス等によって筒状部材21の軸方向に押
圧され、取付部材24の他側端面に加圧凹部25を形成
するようになった抑圧手段としてのポンチを示し、該ポ
ンチ27は硬質の金属材料から筒状部材21の外径にほ
ぼ対応する内径をもって段付円筒状に形成され、その先
端側には軸方向に凹湾曲状に突出する小径突部27Aが
設けられている。ここで、該ポンチ27は筒状部材21
の外径が、例えば58mmの場合、これよりも僅かに大
きい内径をもって形成され、小径突部27Aの先端側は
径方向に1■鳳程度の肉厚をもって形成される。
圧され、取付部材24の他側端面に加圧凹部25を形成
するようになった抑圧手段としてのポンチを示し、該ポ
ンチ27は硬質の金属材料から筒状部材21の外径にほ
ぼ対応する内径をもって段付円筒状に形成され、その先
端側には軸方向に凹湾曲状に突出する小径突部27Aが
設けられている。ここで、該ポンチ27は筒状部材21
の外径が、例えば58mmの場合、これよりも僅かに大
きい内径をもって形成され、小径突部27Aの先端側は
径方向に1■鳳程度の肉厚をもって形成される。
そして、該ポンチ27は筒状部材21の外周側に第3図
中に示す如く挿通され、例えば11.8トン程度の押荷
重をもって図示しない油圧プレス等により矢示A方向に
押圧され、取付部材24の嵌合穴24A近傍の他側端面
に小径突部27Aの先端側でlam程度の深さをもって
加圧凹部25(打形する。このとき、取付部材24は該
加圧凹部25により取付部材24内に生じる塑性流動等
の作用に基づき、嵌合穴27Aの内周壁が筒状部材23
の端部21A外周面側へと、第2図中の矢示B方向に内
方へと押込まれて、凸湾曲状の押込み部26が形成され
、該押込み部26により筒状部材21の端部21Aは取
付部材24と補強部材23との間に強く挟持されて、該
筒状部材21と取付部材24は結合されるようになる。
中に示す如く挿通され、例えば11.8トン程度の押荷
重をもって図示しない油圧プレス等により矢示A方向に
押圧され、取付部材24の嵌合穴24A近傍の他側端面
に小径突部27Aの先端側でlam程度の深さをもって
加圧凹部25(打形する。このとき、取付部材24は該
加圧凹部25により取付部材24内に生じる塑性流動等
の作用に基づき、嵌合穴27Aの内周壁が筒状部材23
の端部21A外周面側へと、第2図中の矢示B方向に内
方へと押込まれて、凸湾曲状の押込み部26が形成され
、該押込み部26により筒状部材21の端部21Aは取
付部材24と補強部材23との間に強く挟持されて、該
筒状部材21と取付部材24は結合されるようになる。
この場合、押込み部26は加圧凹部25とほぼ対応する
容積となり、筒状部材21の端部21A外周側は該押込
み部26により対応部位が、例えば0.51程度縮径さ
れる。なお、ポンチ27は2分割可使に形成しておいて
もよい。
容積となり、筒状部材21の端部21A外周側は該押込
み部26により対応部位が、例えば0.51程度縮径さ
れる。なお、ポンチ27は2分割可使に形成しておいて
もよい。
さらに、28は加圧凹部25の釘形時に、取付部材24
が嵌合穴24Aの外方へと変形するのを防止する枠体と
しての保護筒を示し、該保護筒28は耐変形性の高い金
属材料等から取付部材24の外径に対応する内径をもっ
て形成され、該取付部材24の外周側を拘束するように
なっている。また、該取付部材24の一側端面等には当
て板(図示せず)が当接寄れ、該取付部材24等を軸方
向で拘束するようになっている。なお、該取付部材24
と筒状部材21の結合力をさらに強くしたい場合には、
取付部材24の外周側や両端面側等に予圧力を加えるよ
うにし、これによって取付部材24の周囲を拘束するよ
うにしてもよい。
が嵌合穴24Aの外方へと変形するのを防止する枠体と
しての保護筒を示し、該保護筒28は耐変形性の高い金
属材料等から取付部材24の外径に対応する内径をもっ
て形成され、該取付部材24の外周側を拘束するように
なっている。また、該取付部材24の一側端面等には当
て板(図示せず)が当接寄れ、該取付部材24等を軸方
向で拘束するようになっている。なお、該取付部材24
と筒状部材21の結合力をさらに強くしたい場合には、
取付部材24の外周側や両端面側等に予圧力を加えるよ
うにし、これによって取付部材24の周囲を拘束するよ
うにしてもよい。
本実施例による油圧シリンダ用チューブは上述の如き構
成を有するもので、次にその製造方法について説明する
。
成を有するもので、次にその製造方法について説明する
。
まず、筒状部材21の内径に対応する外径を有し、外周
面が所定の表面精度をもって仕上げられたマントル等の
型材(図示せず)を用意し、該筒状部材21を成形すべ
く、この型材の外周面側に引張力をかけながら、樹脂を
含浸させた糸状の繊維材料22をフィラメントワインデ
ィング法を用いて一定の巻角θで所定の厚さになるまで
交差巻付けし、複数の巻回層を形成する。この場合、内
側の巻回層は筒状部材21の内圧に対する耐圧性能を高
めるべく、巻角θを中心軸0−0に対して90度に近い
、例えば40〜85度程度とし、外側の巻回層は引張強
度や曲げ強度等を高めるべく、巻角θを零度に近い、例
えば5〜30度程度とする。そして、この袂態で硬化炉
(図示せず)内に入れて、繊維材料22に含浸させた樹
脂を熱硬化させ、前記型材を引抜いて筒状部材21を形
成する。 ′ 次に、該筒状部材21の端部21A内周側に機械加工等
を施して段部21Bを形成し、該段部21B内に補強部
材23を嵌合する。なお、該補強部材23は前記繊維材
料22を型材に巻回するときに、予めこの型材に挿通し
ておき、該繊維材料22を補強部材23の外周側にも巻
回することにより、筒状部材21と一体成形してもよい
。
面が所定の表面精度をもって仕上げられたマントル等の
型材(図示せず)を用意し、該筒状部材21を成形すべ
く、この型材の外周面側に引張力をかけながら、樹脂を
含浸させた糸状の繊維材料22をフィラメントワインデ
ィング法を用いて一定の巻角θで所定の厚さになるまで
交差巻付けし、複数の巻回層を形成する。この場合、内
側の巻回層は筒状部材21の内圧に対する耐圧性能を高
めるべく、巻角θを中心軸0−0に対して90度に近い
、例えば40〜85度程度とし、外側の巻回層は引張強
度や曲げ強度等を高めるべく、巻角θを零度に近い、例
えば5〜30度程度とする。そして、この袂態で硬化炉
(図示せず)内に入れて、繊維材料22に含浸させた樹
脂を熱硬化させ、前記型材を引抜いて筒状部材21を形
成する。 ′ 次に、該筒状部材21の端部21A内周側に機械加工等
を施して段部21Bを形成し、該段部21B内に補強部
材23を嵌合する。なお、該補強部材23は前記繊維材
料22を型材に巻回するときに、予めこの型材に挿通し
ておき、該繊維材料22を補強部材23の外周側にも巻
回することにより、筒状部材21と一体成形してもよい
。
次に、筒状部材21の端部21Aを取付部材24の嵌合
穴24A内に嵌挿し、該取付部材24の周囲を保護筒2
8等で拘束すると共に、筒状部材21の外周側にポンチ
27を挿通する。そして、該ポンチ27を油圧プレス等
で取付部材24の他側端面に向けて押圧し、該ポンチ2
7の小径突部27Aにより加圧凹部25を打形して、嵌
合穴24Aの内周壁に押込み部26を形成し、これによ
って、筒状部材21の端部21Aを取付部材24と補強
部材23との間で強く挟持させて、該取付部材24を端
部21Aに結合固着させる。
穴24A内に嵌挿し、該取付部材24の周囲を保護筒2
8等で拘束すると共に、筒状部材21の外周側にポンチ
27を挿通する。そして、該ポンチ27を油圧プレス等
で取付部材24の他側端面に向けて押圧し、該ポンチ2
7の小径突部27Aにより加圧凹部25を打形して、嵌
合穴24Aの内周壁に押込み部26を形成し、これによ
って、筒状部材21の端部21Aを取付部材24と補強
部材23との間で強く挟持させて、該取付部材24を端
部21Aに結合固着させる。
而して、本実施例によれば、押込み部26により筒状部
材z1と取付部材24を結合できるばかりでなく、該押
込み部26は径方向内向きに凸湾曲状に形成されるから
、筒状部材21の素材である糸状のfa維材料22を該
押込み部26によって切断するようなことはなく、該t
a維材料22の強度を十分に活して両者を強固に一体化
でき、取付部材24を筒状部材21に対して確実に抜止
め、層上めするこができる。そして、当該チューブの引
張強度を大幅に向上でき、信頼性を高めることができる
。また、結合部分となる押込み部26等は内部に隠れて
いるから、当該チューブの外観を損なうことなく、スマ
ートに形成できる。
材z1と取付部材24を結合できるばかりでなく、該押
込み部26は径方向内向きに凸湾曲状に形成されるから
、筒状部材21の素材である糸状のfa維材料22を該
押込み部26によって切断するようなことはなく、該t
a維材料22の強度を十分に活して両者を強固に一体化
でき、取付部材24を筒状部材21に対して確実に抜止
め、層上めするこができる。そして、当該チューブの引
張強度を大幅に向上でき、信頼性を高めることができる
。また、結合部分となる押込み部26等は内部に隠れて
いるから、当該チューブの外観を損なうことなく、スマ
ートに形成できる。
さらに、筒状部材21の端部21Aに取付部材24をポ
ンチ27等を用いて、冷間加工により結合するから、全
体の工程を簡単化でき、生産性が高く、加圧用の油圧プ
レス等も小規模な設備とすることができる。また、引張
強度等が要求される筒状部材21には繊維強化樹脂材を
、ボルト挿通穴24B等に硬度が要求される部分には金
属製の取付部材24を適宜に使用して、両者を強固に結
合できるから、設計の自由度が増加して、最適設計が可
能となる。そして、当該チューブ全体に対する取付部材
24等の金属部分を最小限に少なくできるから、引張強
度等を大きくできる上に、軽量化を図りうる等、種々の
効果を奏する。
ンチ27等を用いて、冷間加工により結合するから、全
体の工程を簡単化でき、生産性が高く、加圧用の油圧プ
レス等も小規模な設備とすることができる。また、引張
強度等が要求される筒状部材21には繊維強化樹脂材を
、ボルト挿通穴24B等に硬度が要求される部分には金
属製の取付部材24を適宜に使用して、両者を強固に結
合できるから、設計の自由度が増加して、最適設計が可
能となる。そして、当該チューブ全体に対する取付部材
24等の金属部分を最小限に少なくできるから、引張強
度等を大きくできる上に、軽量化を図りうる等、種々の
効果を奏する。
次に、第4図は本発明の第2の実施例を示し、本実施例
の特徴は、前記第1の実施例で述べた取付部材24と同
様の取付部材31に、軸方向両側の嵌合穴31A近傍端
面においてポンチ27等で加圧凹部25,25を打形す
ることにより、該取付部材31を筒状部材21の端部2
1Aに結合固着したことにある。
の特徴は、前記第1の実施例で述べた取付部材24と同
様の取付部材31に、軸方向両側の嵌合穴31A近傍端
面においてポンチ27等で加圧凹部25,25を打形す
ることにより、該取付部材31を筒状部材21の端部2
1Aに結合固着したことにある。
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、取付部材31の両端面側に加圧凹
部25.25を打形したから嵌合穴31Aの内周壁を径
方向内向きに大きく押込むことができ、結合強度をさら
に大きくできる。
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、取付部材31の両端面側に加圧凹
部25.25を打形したから嵌合穴31Aの内周壁を径
方向内向きに大きく押込むことができ、結合強度をさら
に大きくできる。
次に、第5図および第6図は本発明の第3の実施例を示
し、本実施例の特徴は、前記第1の実施例で述べた取付
部材24とほぼ同様の取付部材41に、嵌合穴41Aの
内周壁に位置して周方向に伸長する凹凸部42を軸方向
に列設したことにある。そして、該凹凸部42は前記実
施例と同様にポンチ27で取付部材41の端面に加圧凹
部25を打形したときに、前記実施例で述べた押込み部
26と同様に径方向内向きに押込まれて、筒状部材21
の端部21A外周面に喰込むようになり、取付部材41
を筒状部材21の端部21Aに強固に結合固着する。
し、本実施例の特徴は、前記第1の実施例で述べた取付
部材24とほぼ同様の取付部材41に、嵌合穴41Aの
内周壁に位置して周方向に伸長する凹凸部42を軸方向
に列設したことにある。そして、該凹凸部42は前記実
施例と同様にポンチ27で取付部材41の端面に加圧凹
部25を打形したときに、前記実施例で述べた押込み部
26と同様に径方向内向きに押込まれて、筒状部材21
の端部21A外周面に喰込むようになり、取付部材41
を筒状部材21の端部21Aに強固に結合固着する。
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、凹凸部42を端部21Aの外周面
に喰込ませるから、結合強度をさらに高めることができ
る。なお、凹凸部42は三角形、四角形、台形状等の断
面形状をもって形成してもよく、また、ローレフト加工
等の手段を用いて形成してもよい。
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、凹凸部42を端部21Aの外周面
に喰込ませるから、結合強度をさらに高めることができ
る。なお、凹凸部42は三角形、四角形、台形状等の断
面形状をもって形成してもよく、また、ローレフト加工
等の手段を用いて形成してもよい。
次に、第7図は本発明の第4の実施例を示し、本実施例
の特徴は、筒状部材21の端部21Aに取付部材として
シリンダカバー51を結合固着するようにしたことにあ
る。ここで、該シリンダカバー51は前記第1の実施例
で述べた取付部材24と同様の金属材料により形成され
、補強部材23と同様の長さ寸法を有し、内周側が中空
部としての嵌合穴51Aとなった筒部51Bと、該筒部
51Bの一端側を閉塞した底部51Cとから構成されて
いる。また、該底部51Cの内面側には筒状部材21と
シリンダカバー51との間をシールする0リング52等
が装着されるようになっている。そして、該シリンダカ
バー51は嵌合穴51A内に筒状部材21の端部21A
を嵌挿した状態で、前記実施例と同様にポンチ27等に
より筒部51Bの端面に加圧凹部25が打形され、筒状
部材21の端部21Aに結合固着されるようになってい
る。
の特徴は、筒状部材21の端部21Aに取付部材として
シリンダカバー51を結合固着するようにしたことにあ
る。ここで、該シリンダカバー51は前記第1の実施例
で述べた取付部材24と同様の金属材料により形成され
、補強部材23と同様の長さ寸法を有し、内周側が中空
部としての嵌合穴51Aとなった筒部51Bと、該筒部
51Bの一端側を閉塞した底部51Cとから構成されて
いる。また、該底部51Cの内面側には筒状部材21と
シリンダカバー51との間をシールする0リング52等
が装着されるようになっている。そして、該シリンダカ
バー51は嵌合穴51A内に筒状部材21の端部21A
を嵌挿した状態で、前記実施例と同様にポンチ27等に
より筒部51Bの端面に加圧凹部25が打形され、筒状
部材21の端部21Aに結合固着されるようになってい
る。
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、−取付部材としてシリンダカバー
51を直接固着したから、当該シリンダの組立作業をさ
らに簡略化できる。
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、−取付部材としてシリンダカバー
51を直接固着したから、当該シリンダの組立作業をさ
らに簡略化できる。
なお、筒状部材21の他側端部にはロッドカバーをシリ
ンダカバー51と同様に固着してもよい。
ンダカバー51と同様に固着してもよい。
次に、第8図は本発明の第5の実施例を示し、本実施例
の特徴は、筒状部材61の端部61A内周側に内向きに
突出するように補強部材62を嵌合し、該端部61Aの
外周側に嵌挿された取付部材63の他側端面に加圧凹部
25等を打形することにより、該取付部材63と補強部
材62との間で筒状部材61の端部濠強固に挟持させて
、該筒状部材61と取付部材63を結合固着したことに
ある。ここで、該筒状部材61、補強部材62および取
付部材63は前記第1の実施例で述べたものと同様に形
成され、取付部材63には中空部としての嵌合穴63A
、各ポルト挿通穴63B等が形成されているものの、筒
状部材61の端部61A内周側は段部等を設けず、直接
的に補強部材62が嵌合されている。
の特徴は、筒状部材61の端部61A内周側に内向きに
突出するように補強部材62を嵌合し、該端部61Aの
外周側に嵌挿された取付部材63の他側端面に加圧凹部
25等を打形することにより、該取付部材63と補強部
材62との間で筒状部材61の端部濠強固に挟持させて
、該筒状部材61と取付部材63を結合固着したことに
ある。ここで、該筒状部材61、補強部材62および取
付部材63は前記第1の実施例で述べたものと同様に形
成され、取付部材63には中空部としての嵌合穴63A
、各ポルト挿通穴63B等が形成されているものの、筒
状部材61の端部61A内周側は段部等を設けず、直接
的に補強部材62が嵌合されている。
かくして、このように構成される本実施例でも、前記第
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、筒状部材61の端部61A内周側
に段部等を設けることなく、補強部材62を嵌合してい
るから、筒状部材61の強度をフルに活かすことができ
、例えばロボットアーム等にも最適に用いることができ
る。
1の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができるが
、特に本実施例では、筒状部材61の端部61A内周側
に段部等を設けることなく、補強部材62を嵌合してい
るから、筒状部材61の強度をフルに活かすことができ
、例えばロボットアーム等にも最適に用いることができ
る。
なお、前記第4および第5の実施例でも、嵌合穴51A
(63A)の内周壁に第3の実施例と同様に凹凸部42
等を形成しておくようにしてもよい、また、第3および
第5の実施例で用いた取付部材41(63)にも両側端
面に加圧凹部25゜25を打形するようにしてもよい。
(63A)の内周壁に第3の実施例と同様に凹凸部42
等を形成しておくようにしてもよい、また、第3および
第5の実施例で用いた取付部材41(63)にも両側端
面に加圧凹部25゜25を打形するようにしてもよい。
また、前記実施例では、筒状部材21(81)をフィラ
メントワインディング済によって形成するものとして述
べたが、これに替えて筒状部材21(61)をテープ状
の繊維材料を用いるテープワインディング法、織物状の
繊維材料を用いるハンドレイアップ法等の手段により形
成してもよく、あるいはIam強化樹脂の一方向引抜材
等を用いて形成してもよい。
メントワインディング済によって形成するものとして述
べたが、これに替えて筒状部材21(61)をテープ状
の繊維材料を用いるテープワインディング法、織物状の
繊維材料を用いるハンドレイアップ法等の手段により形
成してもよく、あるいはIam強化樹脂の一方向引抜材
等を用いて形成してもよい。
また、前記各実施例では、筒状部材21(81)の端部
21A(61A)を取付部材24(31゜41.63)
またはシリンダカバー51の嵌合穴24A (31A、
41A、51A、63A)内に嵌合するものとして述べ
たが、端部21A(61A)の外周面や嵌合穴24A(
31A。
21A(61A)を取付部材24(31゜41.63)
またはシリンダカバー51の嵌合穴24A (31A、
41A、51A、63A)内に嵌合するものとして述べ
たが、端部21A(61A)の外周面や嵌合穴24A(
31A。
41A、51A、63A)の周面等に接着剤を塗布して
、両者を嵌合することにより、筒状部材21(61)と
取付部材24(31,41゜63)またはシリンダカバ
ー51との結合強度をさらに向上させることができる。
、両者を嵌合することにより、筒状部材21(61)と
取付部材24(31,41゜63)またはシリンダカバ
ー51との結合強度をさらに向上させることができる。
さらに、前記各実施例では、油圧シリンダ用チューブを
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、空
圧シリンダ用チューブ、土木・建設機械用ブームまたは
アーム、クレーンのラチスブーム用パイプ、ロボットア
ーム、CFRP製シャフト、自動車用ドライブシャフト
等に適用してもよい、また、筒状部材21(61)等は
必ずしも円筒状に限らず、適宜に角筒状に形成してもよ
いことは勿論である。
例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、空
圧シリンダ用チューブ、土木・建設機械用ブームまたは
アーム、クレーンのラチスブーム用パイプ、ロボットア
ーム、CFRP製シャフト、自動車用ドライブシャフト
等に適用してもよい、また、筒状部材21(61)等は
必ずしも円筒状に限らず、適宜に角筒状に形成してもよ
いことは勿論である。
以上詳述した通り、本発明によれば、繊維強化樹脂によ
って形成した筒状部材の端部内周側に補強部材を嵌合す
ると共に、外周側に金属製の取付部材を嵌挿し、該取付
部材の中空部近傍端面を筒状部材の軸方向に押圧手段で
押圧し、塑性変形させて、中空部の内周壁を筒状部材の
端部外周面側へと内方に押込み、該筒状部材の端部を取
付部材と補強部材との間で挟持させる構成としたから、
ays材料を切断することなく、筒状部材と取付部材を
強固に結合でき、引張強度等を大幅に高めて信頼性を向
上できる。また、設備等も簡素化でき、作業性を向上で
きる等の効果を奏する。
って形成した筒状部材の端部内周側に補強部材を嵌合す
ると共に、外周側に金属製の取付部材を嵌挿し、該取付
部材の中空部近傍端面を筒状部材の軸方向に押圧手段で
押圧し、塑性変形させて、中空部の内周壁を筒状部材の
端部外周面側へと内方に押込み、該筒状部材の端部を取
付部材と補強部材との間で挟持させる構成としたから、
ays材料を切断することなく、筒状部材と取付部材を
強固に結合でき、引張強度等を大幅に高めて信頼性を向
上できる。また、設備等も簡素化でき、作業性を向上で
きる等の効果を奏する。
第1図ないし第3図は本発明の第1の実施例を示し、第
1図は油圧シリンダ用チューブの部分縦断面図、第2図
は第1図の要部拡大図、第3図はチューブの組立て状態
を示す説明図、第4図は第2の実施例を示すチューブの
半断面図、第5図および第6図は第3の実施例を示し、
第5図はチューブの組立て状態を示す説明図、第6図は
組立て後の状態を示すチューブの半断面図、第7図は第
4の実施例を示すチューブの部分縦断面図、第8図は第
5の実施例を示すチューブの拡大半断面図、第9図は従
来技術によるチューブを示す部分縦断面図、第10図は
他の従来技術によるチューブを示す部分縦断面図である
。 21.61・・・筒状部材、21A、61A・・・端部
、22・・・繊維材料、23 、6?z・・・補強部材
、24.31,41.63・・・取付部材、24A。 31A、41A、51A、63A・・・嵌合穴(中空部
)、25・・・加圧凹部、26・・・押込み部、27・
・・ポンチ、28・・・保護筒、42・・・凹凸部、5
1・・・シリンダカバー。
1図は油圧シリンダ用チューブの部分縦断面図、第2図
は第1図の要部拡大図、第3図はチューブの組立て状態
を示す説明図、第4図は第2の実施例を示すチューブの
半断面図、第5図および第6図は第3の実施例を示し、
第5図はチューブの組立て状態を示す説明図、第6図は
組立て後の状態を示すチューブの半断面図、第7図は第
4の実施例を示すチューブの部分縦断面図、第8図は第
5の実施例を示すチューブの拡大半断面図、第9図は従
来技術によるチューブを示す部分縦断面図、第10図は
他の従来技術によるチューブを示す部分縦断面図である
。 21.61・・・筒状部材、21A、61A・・・端部
、22・・・繊維材料、23 、6?z・・・補強部材
、24.31,41.63・・・取付部材、24A。 31A、41A、51A、63A・・・嵌合穴(中空部
)、25・・・加圧凹部、26・・・押込み部、27・
・・ポンチ、28・・・保護筒、42・・・凹凸部、5
1・・・シリンダカバー。
Claims (4)
- (1)樹脂を含浸させた繊維材料からなる繊維強化樹脂
製の筒状部材と、該筒状部材の軸方向端部外形に対応す
る中空部が形成された金属製の取付部材と、前記筒状部
材の軸方向端部内側に嵌合された補強部材とを備え、前
記筒状部材の軸方向端部を前記取付部材の中空部内に嵌
挿し、該取付部材の中空部近傍端面を押圧手段で筒状部
材の軸方向に押圧することにより塑性変形させ、該取付
部材の中空部内周壁を筒状部材の端部外周面側へと内方
に押込み、該筒状部材の端部を前記補強部材と取付部材
との間で挟持し、該取付部材と筒状部材を結合する構成
としてなる複合材料を用いた筒状体。 - (2)前記取付部材が中空部の外方へと変形するのを防
止すべく、該取付部材の周囲を枠体で拘束してなる特許
請求の範囲(1)項記載の複合材料を用いた筒状体。 - (3)前記中空部の内周壁には凹凸部を設け、該凹凸部
を前記筒状部材の端部外周面側へと押込んでなる特許請
求の範囲(1)項記載の複合材料を用いた筒状体。 - (4)前記筒状部材はシリンダ用のチューブを構成し、
前記取付部材は該チューブの端部を施蓋する有底筒状の
カバーを構成してなる特許請求の範囲(1)項記載の複
合材料を用いた筒状体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4807287A JPS63214429A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 複合材料を用いた筒状体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4807287A JPS63214429A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 複合材料を用いた筒状体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63214429A true JPS63214429A (ja) | 1988-09-07 |
Family
ID=12793142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4807287A Pending JPS63214429A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 複合材料を用いた筒状体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63214429A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-03-03 JP JP4807287A patent/JPS63214429A/ja active Pending
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