JPS5845925A - ねじつきｆｒｐパイプの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパイプに機械加工をあと加工として追加するこ
となく成型時にねじ山を設けることを特徴とするＦＲＰ
製パイプを製造する際にネジ強度の強い製品を得るため
に必要な製造方法に関するものである。

ＦＲＰで作られたパイプは重量当りの強度が大きく耐食
性に優れており必要欠くべからざる用途も多い。

ただこのＦＲＰ製パイプは金属パイプに比較して接続が
難しい欠点をもつ。通常金属ノくイブ等のパイプはパイ
プに機械加工を施しねじ山を形成して、ねじによる接合
をとる場合が多い。しかじながらＦＲＰ製パイプはパイ
プ成形後機械加工を施せば　この機械加工が金属はど容
易ではない上に葛 繊維を切断することになり、その強度が低下することは
否めない。

従ってＦＲＰ製パイプを接続する場合ノ櫂イブの断面同
士を合わせ接着し更にその外周に、（イブ等の被覆層を
設けて接続する方法がとられることが多い。しかしこの
方法では外周被覆層゛を必要とする上に接続する側のパ
イプ断面の精度も要求され簡便さに欠ける欠点をもつ。

本発明はかかる欠点を改良する′ためにパイプに機械加
工することなく成型時にねじ山を設ける方法においてね
じ強度の大きなパイプを得る方法に関するものである。

以下本発、明を例示図面を引用し、つつ詳細に説明する
。

ＦＲＰ製パイプを製作する方法として、通常ロービング
状の繊維（例えばガラス、カーボン又はケブラー等）に
樹脂フェス（例えばエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、
又はフェノール樹脂等）を含浸させつつ円柱状又は円−
状金型に巻きつけて硬化後説型するいわゆる湿式フィラ
メントワインディング法とロービング又はりｐスに樹脂
を含浸させシート状にしたいわゆるプリプレグを金型に
巻きつけ硬化後説型する乾式フィラメントワインディン
グ法がある。

金型に予め必要な形状のねじ山を刻み込んでおきその外
周に先にのべた湿式又は乾式フィラメントワインディン
グ法にて材料を巻きつけてパイプにねじ形をうつしとれ
ばねじつきパイプを作成することがで、きる。

”　このねじつきパイプの強度（引張及び圧縮）を大き
くしようとすればこの材料の巻きつけ方法を考慮する必
要がある。、即ちＦＲＰパイプはそのパイプを構成する
素材（繊維）に方向性があるのでヘリカル巻ＦＲＰのパ
イプの引張及び圧縮強度はその巻き角度が変ることによ
り大きく変る。

フィラメントワインデングＣＦＲＰパイプの巻き角と引
張及び巻き角と圧縮強度の関係を図１．２に示す。図１
，２かられかるように引張及び圧縮強度の大きいパイプ
を作るためにはおおむね軸に対し。

ての巻き角度が小さいほど良い。更に細く見れば引張り
強度については巻き角３０°を越えると急激に低下する
。圧縮強度についても引張り強度と若干パターンは変る
ものの傾向的には８０°を越えると低い値になる。

従って金型に設けたねじ形を写しとることによりねじ山
を形成するＦＲＰパイプの製作方法においてもその金型
に巻きつける繊維の軸に対する巻き角は８０°以下の巻
き角度にすることが効果的である。パイプの用途によっ
ては８０°以下の低角のみではその仕様に対して不十分
な場合もありえるが、そのときは３０’よりも大きな巻
き角をもう層と組みあわせた層構成にすることも必要か
もしれない。ねじ強度を大きくする上で３０°以下の巻
き角層は最内層（金型に最も近い）とすることがよい。

いずれの場合においてもこの金型に巻きつける８０°以
下の層を構成する繊維はパイプの一方の端よりもう一方
の端まで連続していることが必要である。

以下第３図、第４図に基き実施例を説明する。

実施例 両端ねじ部のついた金型（１）にエポキシ樹脂を含浸さ
せたカフボン繊維を湿式フィラメントワインディング法
にて１５°ヘリカル巻きを１プライ（２）実施する。こ
のときねじ部の上に巻かれた繊維は一連のねじ山の”頂
点上に浮いた状態で巻かれるのでこの繊維をねじ形に添
わす必要がある。

方法としてはねじ山上に巻かれた繊維の上から丈夫なひ
も状物質をねじ溝に添ってパイプ中央から端に向ってら
せん巻きをして繊維をねじ底におとし込む。

実施例ではねじ部の上から樹脂含浸した繊維を張力大に
してねじ溝に沿わしながら巻きつけ、そしてヘリカル巻
きの繊維をねじ形に添わせたあともねじ一部周辺の補強
の意味で更に必要厚フープ巻（８）をする。

巻き終ったならば硬化して脱型を行う。巻きつけ金型は
中央部で２分割できるのでパイプを固定して金型を回転
させることにより両端部より容易にとり除くことができ
る。外周には過剰樹脂層が生ずるのでこれを切削除去す
る。

以上の方法により作られたパイプはねじ端部から端部ま
で低角に巻かれた長繊維がねじ加工することな（ねじの
形を形成している。よって軽量で゛かつ引張り、圧縮に
強いねじつきＦＲＰパイプを得ることができ・る。

かくして得られたねじつきＣＦＲＰ製パイプ（４）を第
４図に示すような治具（５）にて引張り試験を行った結
果を表１に示す。

３０°以下の巻角のもの（実験では１５°、２５°）は
引張剪断強度として８　Ｋ１７ｍ２以上の値が得られ８
０°を越えるもの（実験では８５°、６６°）は２にｇ
乃−程度であり′巻き角により強度・の差があり低角の
ものが良い値を示すことが確認された。

表　　１゜

【図面の簡単な説明】

第１図はフィラメントワインディング法にて作成したＣ
ＦＲＰ円筒の引張り強度が巻き角を変えたときどのよう
に変るかを示したもので、一点鎖線が理論値、プロット
が実験値である。 第２図は、フィラメントワインディング法にて作成した
ＣＦＲＰ円筒の圧縮強度が巻き角を変えたときどのよう
に変るかを示したもので一点鎖線力；理論値、プロット
が実験値である。 治具と試験試゛料のＣＦＲＰ製パイプが組み合わされた
ときの断面概略図を例示している。 （１）ねじ部を有する金型 （２）　１５°ヘリ力ル巻フィラメントワインデングＦ
ＲＰ （３）フープ巻きフィラメントワインディングＦＲＰ （４）ねじつきＣＦＲＰゲイプ （５）引張治具 善々角＆　農 大１図 巻き角良　度 卑２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）繊維状物質に樹脂を含浸させたのち、金型に巻き
   つけて又は貼りつけて硬化し脱型してパイプを成形する
   際に、予め金型にねじ部を設けておき成形と同時にねじ
   を作る方法において金型に巻きつける繊維の巻き角を軸
   に対してＯｕから８０°の間の角度にすることを特徴と
   するねじつきＦＲＰパイプの製造方法 （２）巻き角が軸に対してθ°から８０’の間の角度で
   金型に巻かれ人層がパイプの層構成のうち最内層である
   ことを特徴とする特許請求範囲第（１）項記載のねじつ
   きパイプの製造方法。 （８）巻きつけ角度が軸に対して０°から８０°の間の
   角度をもって金型に巻きつけられた繊維がパイプの一方
   の端からもう一方の端まで連続していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載のねじつきパイプの製
   造方法。