JPH01168436A - Ｆｒｐ製積層曲り管の成形方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ＦＷ法によるＦＲＰ製積層曲り管の成形方
法に関するものである。

［従来の技術］ ＦＲＰ製の曲り管、例えばエルボの成形方法として、従
来は、 １）短繊維を用いた押出し射出成形法。

２）ＦＲＰ製直管を斜めに切断し、継ぎ合わせるえび継
ぎ法。

３）曲管芯金に手作業でＦＲＰ層を積層し成形するハン
ドレイアップ法。

４）曲管芯金を軸芯回りに回転させロービング（繊１）
を巻き付ける方法。

５）多自由度を持ったロボットの腕を、固定した曲り管
マンドレルの周りで動かし、巻く方法。

等が行なわれていた。

［解決しようとする問題点］ しかし、上記従来技術には、それぞれ次のような問題が
ある。

１）短ｌＩＭの集合であり、補強［１の持っている引張
り強さが有効に生かされないので、充分な強度が得られ
ない。

２）継ぎ目においてＩＩＭが不連続であるため、上から
補強者をしても強度が低下する。

３〉手作業であり、生産性が悪く、コストが高い。

４）直管等の軸対称形を巻く場合と違って、曲り管の管
軸が回転軸と一致しないため、機械化が困難で、手巻き
が主流である。そのため、均一に巻くことが難しく、ま
たａｔ、ｍが主として周方向に入るため、フープ強度は
大きいが、軸方向強度が小さい。

５）マンドレルを固定して巻くので、マンドレルを回転
して巻く場合に比べ無駄な動きが多い等の問題がある。

この発明は、上記のような問題点を解消できるようにし
たＦＲＰ製積層曲り管の成形方法を提供することを目的
とするものである。

Ｅ問題点を解決するための手段］ この発明のＦＲＰ製積層曲り管の成形方法は、基準面内
に曲り管マンドレルの回転軸芯を設定し、曲り管マンド
レルをその管軸方向を上記基準面内の回転軸芯に平行に
して配設し、上記マンドレル上に繊維が滑ることなく張
力をかけて巻ける巻線を求めると共に、この巻き線を予
め多数に分割しておき、巻かれる繊維の上記巻線上の１
分割点における接線上の長さが一定となる点の上記基準
面からの角度（θり及びこの点を含む面内の位置（ｘｌ
　、ｙｌ）を求めて、ここにフィードアイを位置させ、
次に、フィードアイを移動さすべき、上記巻線上の次の
分割点における接線上の長さが一定となる点の上記基準
面からの角度（θ２）及びこの点を含む面内の位！（Ｘ
２　、Ｖ２　）を求め、この面にフィードアイの位置す
る面を一致させるべ（、マンドレルを上記角度の差（θ
２−θ！）回転させるとともに、フィードアイを移動さ
せてｒａｎを巻く操作を行ない、ついで次の分割点に付
いて上記操作を繰返すことにより、ＦＲＰ製積層曲り管
を成形することを特徴とするものである。

［作用］ 曲り管マンドレルを基準面内の回転軸芯の回りに回転さ
せると共に、フィードアイをフィードアイの移動平面内
で二次元的に移動させる操作によりＦＲＰ製積層曲り管
を成形することができる。

従って、従来のＦＷ装置のフィードアイの動き（Ｘ、Ｖ
方向２自由度）及びマンドレルの回転をコンピュータ制
御にし、ブロクラムにより作動させることにより、省力
、省時間、高精度化を達成し、ロボットを用いるより安
価な設備で巻（ことができる。

［実施例］ 以下、本発明方法の一実施例を第１図、第２図により説
明する。

基準面１上に、曲り管マンドレル１ｏを回転させる軸芯
Ｔ−Ｔを設定する。

そして、スタート時の条件として、曲り管マンドレル１
０をその管軸方向を上記回転軸芯に平行にして、基準面
１に対して垂直な位置に配設する。

フィードアイの動く平面を一応基準面１上に考える。

マンドレル１０上にｌ！帷が滑ることなく張力をかけて
巻ける巻線１１を求め、この巻き線を等分割して、分割
点Ａ、Ｂ、・・・の座標を求める。ここで、上記巻き線
に沿って繊維をできるだけ正しく巻くように、分割数は
できるだけ多くする。

まず、ＡＢを８の方に延長しくＡ、Ｂが近接しており、
実質的に接線となる）、８Ｂ’の長さ（接線の長さ）が
設定した一定の長さとなる点Ｂ′を求める。そして、回
転軸芯Ｔ−Ｔと点Ｂ′を通る平面を求め、この平面上で
の座標（ｘｌ、Ｖｔ　）及びこの平面と基準面１となす
角θ１を求める。

繊維を巻くには、実際の装置では、フィードアイの動く
平面は固定で、マンドレルを回転するのであるが、ここ
ではマンドレルを固定し、フィードアイ面を回転させる
と考え、ＡＢ上に繊維を巻くのにフィードアイ面をθ１
回転させ、フィードアイを（Ｘ＋　、Ｖｌ）にもってく
る。

次に、ＢＣをＣの方に延長し、ＣＣ′の長さが一定とな
る点Ｃ′を求める。そして、この点とＴ−Ｔを通る平面
を求め、この点Ｃ′のこの平面上での座標（Ｘ２　、Ｖ
２　）及びこの平面と基準面１となす角θ２を求める。

ＢＣ上に繊維を巻くには、フィードアイ面をくθ２−θ
１）回転させつつ、フィードアイを（Ｘ２　、　Ｖ２　
）に移動する。

以下、ＣＤに対するＤ′点を求め、上記と同様の操作を
繰り返すことにより、ＦＲＰ製積層曲り管を成形するこ
とができる。

次に、上記操作をプログラムに組み、演算させた結果の
一例を第３図により説明する。

（ａ）は繊維が滑らないで巻ける巻き線を示す。

（ｂ）は巻き線上の各分割点から一定の長さの接線を引
いた投影図である。

（Ｃ）はフィードアイのフィードアイ面（Ｘ−Ｙ）上の
軌跡を、（ｄ）はフィードアイのＸ方向座標とマンドレ
ルの回転角θの関係を示す。

［発明の効果］ この発明のＦＲＰ製積層曲り管の成形方法は上記のよう
なもので、曲り管マンドレルの回転と、フィードアイの
二次元面内の移動という簡単な操作で積層面り管を成形
することができる。また、上記操作をプログラム化し、
マンドレルの回転及びフィードアイの動きをコンピュー
タ制御することにより省力、省時間、高精度化を達成し
、ロボットを用いるより安価な設備で巻くことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明方法を実施する手順の一例
を示す説明図、第３図（ａ）〜（ｄ）は手順をプログラ
ム化し、演算した結果の一例を示す説明図である。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準面内に曲り管マンドレルの回転軸芯を設定し、 曲り管マンドレルをその管軸方向を上記基準面内の回転
   軸芯に平行にして配設し、 上記マンドレル上に繊維が滑ることなく張力をかけて巻
   ける巻線を求めると共に、この巻き線を予め多数に分割
   しておき、 巻かれる繊維の上記巻線上の１分割点における接線上の
   長さが一定となる点の上記基準面からの角度（θ＿１）
   及びこの点を含む面内の位置（ｘ＿１、ｙ＿１）を求め
   て、ここにフィードアイを位置させ、次に、フィードア
   イを移動さすべき、上記巻線上の次の分割点における接
   線上の長さが一定となる点の上記基準面からの角度（θ
   ＿２）及びこの点を含む面内の位置（ｘ＿２、ｙ＿２）
   を求め、この面にフィードアイの位置する面を一致させ
   るべく、マンドレルを上記角度の差（θ＿２−θ＿１）
   回転させるとともに、フィードアイを移動させて繊維を
   巻く操作を行ない、 ついで次の分割点に付いて上記操作を繰返すことにより
   、 ＦＲＰ製積層曲り管を成形することを特徴とする ＦＲＰ製積層曲り管の成形方法。