JPH063257Y2 - 両端にネジ部を設けた繊維強化プラスチック管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、一端に雌ネジ部を設け、他端に雄ネジ部を設
けた、いわゆるインテグラルタイプの接合構造を有する
繊維強化プラスチック管に関する（以下、繊維強化プラ
スチックをＦＲＰと云う）。

［従来技術］ インテグラルタイプの接合部は第５図に示すごとくであ
り、ＦＲＰ管の雌ネジ部に他のＦＲＰ管の雄ネジ部を螺
合させる構造である。このようなインテグラルタイプの
接合構造を有するＦＲＰ管としては、次の２種類のもの
がある。

ロービングで強化したＦＲＰ管を成形し、これを硬化
した後、ダイヤモンドバイト、研削砥石等を使用した機
械加工によって、両端部にそれぞれ雌ネジおよび雄ネジ
を施したもの。

一端に雄ネジが刻設されたマンドレルに未硬化の合成
樹脂を含浸させたロービングを巻きつけてＦＲＰ管を形
成し、硬化後、マンドレルを外して一端に雌ネジを設
け、他端には別途成形した雄ネジを有するＦＲＰのソケ
ット１０を嵌合し、接着剤で接着したもの。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の両端にネジ部を設けたＦＲＰ管には
それぞれ次のような問題点がある。

両端部に機械加工によるネジを設けたＦＲＰ管は、ネ
ジの機械加工の際にロービングが切断されてしまい、ネ
ジ部の強度が大幅に低下する。

成形時に雌ネジを設け、硬化後に雄ネジを有する成形
品のソケットを接着したＦＲＰ管は、第６図のように、
雌ネジ部においてはロービング４がネジ山１１の螺線に
沿って配向されており、雌ネジ部のネジ剪断方向の強度
が低いと言う問題がある。また、他端に備えた雄ネジを
有する成形品のソケットは接着によって接合されてお
り、接合強度が低いと言う問題もある。

このように、従来の両端にネジ部を設けたＦＲＰ管はネ
ジ部の強度に問題があり、特に引張り荷重に対する強度
が要求される用途への適用はできなかった。

本考案は、上記従来技術の問題点を解決し、ネジ部の強
度が大きい両端にネジ部を設けたＦＲＰ管を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本考案の両端にネジ部を
設けたＦＲＰ管においては、ＦＲＰ管本体はロービング
で強化した合成樹脂で形成し、雌ネジ部および雄ネジ部
は短繊維で強化した合成樹脂で形成する。

［作用］ ロービングを強化材とした樹脂層は、剪断強度にも、ま
た引張り荷重に対する強度も大きいが、その配向によっ
ては剪断強度は低い値となる。また、短繊維を強化材と
した樹脂層は、引張り荷重に対する強度は小さいが、剪
断強度は大きい。本考案は、前記二つの樹脂層の組み合
わせにより構成されたものであり、それぞれの樹脂層の
特性を利用してその欠点を相互に補完したものである。

短繊維を強化材とした樹脂中には短繊維がランダムに配
向されている。このため、短繊維を強化材としたネジ部
は、その形成方法がＦＲＰ管の成形時に同時に形成する
方法であっても、あるいは樹脂が硬化後に機械加工によ
ってネジを施す方法であってもＦＲＰ本来の強度特性を
損なうことはなく、いずれの方向の剪断強度も大きくな
る。また、全体の強度はロービングを強化材としたＦＲ
Ｐ管本体で確保する。

なお、本考案で言う短繊維とは１〜１０mm未満の単繊維
を称するものであり、通常は１〜６mm程度のものが使用
されるが、ネジ山の高さより若干長い程度のものが好ま
しい。

［考案の実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す両端にネジ部を設けた
ＦＲＰ管の断面図、第２図は第１図における雌ネジ部ま
たは雄ネジ部が設けられた端部の部分断面図である。

第１図において、１はロービングで強化されたＦＲＰ管
本体、２は短繊維で強化された合成樹脂よりなり、ＦＲ
Ｐ管本体１と一体に形成され、テーパーネジが設けられ
た雌ネジ部、３は短繊維で強化された合成樹脂よりな
り、ＦＲＰ管本体１と一体に形成され、テーパーネジが
設けられた雄ネジ部である。

第２図において、ＦＲＰ管本体１はガラス繊維、炭素繊
維、ポアミド系繊維など高強度の繊維よりなるロービン
グ４が網目状に配向され、強度が高められている。ま
た、雌ネジ部２または雄ネジ部３はガラス繊維、炭素繊
維、ポアミド系繊維など高強度の短繊維５がランダムに
配向されている。

次に、本考案の両端にネジ部を設けたＦＲＰ管の製作方
法について説明する。製作方法としては、二つの方法を
採用することができる。第３図(a)，(b)はそれぞれ二種
類の方法による中間製品の断面図であり、第４図(a)，
(b)はそれぞれ二種類の方法に使用されるマンドレルを
示した図である。

第１の方法では、第４図(a)のマンドレルを使用し、第
３図(a)の中間製品を得る。第３図(a)および第４図(a)
によって説明すると、マンドレルの雄ネジ部６に、未硬
化の熱硬化性樹脂に短繊維を加えた混練物を付着させて
短繊維強化樹脂層すなわち雌ネジ部２を形成させる。次
に、フィラメントワインディング法によって、マンドレ
ルの全面に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたロービン
グを巻きつけてロービング強化樹脂層すなわちＦＲＰ管
本体１を形成する。さらに、雌ネジ部２と反対の端部
に、未硬化の熱硬化性樹脂に短繊維を加えた混練物を付
着させて短繊維強化樹脂層７ａを形成する。この成形品
を加熱・硬化させた後、マンドレルを回して外す。そし
て、短繊維強化樹脂層７ａにネジ加工をする。

第２の方法では第４図(b)のマンドレルを使用し、第３
図(b)の中間製品を得る。第３図(b)および第４図(b)に
よって説明すると、マンドレルの一端部８に、未硬化の
熱硬化性樹脂に短繊維を加えた混練物を付着させて短繊
維強化樹脂層７ｂを形成させる。次に、フィラメントワ
インディング法によって、マンドレルの全面に未硬化の
熱硬化性樹脂を含浸させたロービングを巻きつけてロー
ビング強化樹脂層すなわちＦＲＰ管本体１を形成する。
さらに、短繊維強化樹脂層７ｂと反対の端部に、未硬化
の熱硬化性樹脂に短繊維を加えた混練物を付着させて短
繊維強化樹脂層７ａを形成する。この成形品を加熱・硬
化させた後、マンドレルを外す。そして、短繊維強化樹
脂層７ａおよび７ｂにネジ加工をする。

このように、両端の接合部は、短繊維強化樹脂層７ａお
よび７ｂ（または雌ネジ部２）とロービング強化樹脂層
（ＦＲＰ管本体１）が連続して成形され、加熱・硬化さ
れて一体に形成されている。このため、短繊維とロービ
ングとが相互に絡み合って、短繊維強化樹脂層７ａおよ
び７ｂ（または雌ネジ部２）とロービング強化樹脂層
（ＦＲＰ管本体１）との間に係止作用が働き、前記両層
は強固に固着する。

次に、本考案の両端にネジ部を設けたＦＲＰ管および従
来技術のＦＲＰ管について、引張荷重に対するネジ部の
剪断強度を比較した結果を説明する。

本考案の両端にネジ部を設けたＦＲＰ管は前記第１の方
法によって製作した。短繊維強化樹脂層は未硬化のエポ
キシ系の樹脂と３mmのガラス繊維で形成させ、ＦＲＰ管
本体１はエポキシ系の樹脂を含浸させたガラス繊維より
なるロービングで形成させた。一方、従来の両端にネジ
部を設けたＦＲＰ管は、すべてエポキシ系の樹脂を含浸
させたガラス繊維よりなるロービングで形成させ、加熱
・硬化後、機械加工によって両端部に雌ネジおよび雄ネ
ジを設けた。

この２本のＦＲＰ管について、管軸方向の引張り剪断強
度を測定したところ、従来のＦＲＰ管は１．０〜１．５
kgf／mm²であったのに対し、本考案のＦＲＰ管は４．５
〜５．０kgf／mm²の値が得られ、従来のＦＲＰ管の引張
り剪断強度対し、３〜５倍であった。

［考案の効果］ 本考案の両端にネジ部を設けたＦＲＰ管は、両端のネジ
部を短繊維で強化した合成樹脂で形成しているので、引
張り剪断強度が従来技術の３〜５倍になり、接合部の引
張り強度（継手効率）が著しく向上する。

また、雄ネジ部は成形品を接着するのでなく、ＦＲＰ管
と強固に固着した一体に形成されているので、この部分
の引張り強度も極めて大きい。

さらに、雌ネジ部はＦＲＰ管本体の成形時に同時に成形
することもできるので、ネジ加工の必要がなく、製作能
率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である両端にネジ部を設けた
ＦＲＰ管の断面図、第２図は第１図における雌ネジ部ま
たは雄ネジ部が設けられた端部の部分断面図、第３図
(a)，(b)はそれぞれ二つの方法によって製作された中間
製品の断面図、第４図(a)，(b)はそれぞれ二つの方法に
使用されるマンドレルを示した図、第５図は従来の両端
にネジ部を設けたＦＲＰ管の接合部を示した図、第６図
は従来の両端にネジ部を設けたＦＲＰ管におけるネジ部
の断面を示した図である。 １…ＦＲＰ管本体、２…雌ネジ部、 ３…雄ネジ部、４…ロービング、５…短繊維。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に雌ネジ部を設け、他端に雄ネジ部を
   設けた繊維強化プラスチック管において、繊維強化プラ
   スチック管本体はロービングで強化した合成樹脂で形成
   し、前記雌ネジ部および雄ネジ部は短繊維で強化した合
   成樹脂で形成したことを特徴とする両端にネジ部を設け
   た繊維強化プラスチック管。