JPH02102030A - 金具付ｆｒｐパイプ - Google Patents
金具付ｆｒｐパイプInfo
- Publication number
- JPH02102030A JPH02102030A JP63254256A JP25425688A JPH02102030A JP H02102030 A JPH02102030 A JP H02102030A JP 63254256 A JP63254256 A JP 63254256A JP 25425688 A JP25425688 A JP 25425688A JP H02102030 A JPH02102030 A JP H02102030A
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- JP
- Japan
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- metal fitting
- frp
- frp pipe
- pipe
- metal
- Prior art date
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- Pending
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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】
主粟上■肌朋分駈
本発明は、工業材料や部品に使用される金具付ＦＲＰパ
イプに関し、特に、高精度の作動要求に対応し得る産業
用ロボットのアーム部として好適に用いることができる
金具付ＦＲＰパイプに関する。
イプに関し、特に、高精度の作動要求に対応し得る産業
用ロボットのアーム部として好適に用いることができる
金具付ＦＲＰパイプに関する。
亘】プ１え青
工業材料や部品として用いられるパイプは、高強度、且
つ、軽量であることが望ましく、近年、鉄、アルミニウ
ム等の金属製に代えて、軽量なＦＲＰ製パイプが多く用
いられるに至っている。特に、フィラメントワインディ
ング成形によるＦＲＰパイプは、強化材が均一配向され
ており、安定した強度特性が得られるので、近年、種々
の工業材料や部品として、広い分野にて用いられている
。
つ、軽量であることが望ましく、近年、鉄、アルミニウ
ム等の金属製に代えて、軽量なＦＲＰ製パイプが多く用
いられるに至っている。特に、フィラメントワインディ
ング成形によるＦＲＰパイプは、強化材が均一配向され
ており、安定した強度特性が得られるので、近年、種々
の工業材料や部品として、広い分野にて用いられている
。
このフィラメントワインディング成形ＦＲＰパイプは、
他の装置又は他のパイプと接続されて、使用されること
が多い。この場合、その接合部は、多くは、直接ＦＲＰ
部に切削又はネジ切り加工を施し、継手部として接続さ
れる。その他に、予め成形されたＦＲＰパイプの内面を
、金具を埋め込み得る寸法まで切削加工し、この加工部
に接着剤を接着一体化する方法も知られている。
他の装置又は他のパイプと接続されて、使用されること
が多い。この場合、その接合部は、多くは、直接ＦＲＰ
部に切削又はネジ切り加工を施し、継手部として接続さ
れる。その他に、予め成形されたＦＲＰパイプの内面を
、金具を埋め込み得る寸法まで切削加工し、この加工部
に接着剤を接着一体化する方法も知られている。
しかし、かかる従来の接続方法によれば、成形後に加工
した部分は繊維配向が不均一となり、強度が低下し、特
に、パイプに対して軸方向の剪断応力に対しては著しく
強度が低下し、また、耐摩耗性に劣る等から、高強度特
性が要求される場合には用いることができない。他方、
金具を後加工により接着一体化する方法によれば、内面
加工及び金具接着等の作業工程が多いという問題を有す
る。
した部分は繊維配向が不均一となり、強度が低下し、特
に、パイプに対して軸方向の剪断応力に対しては著しく
強度が低下し、また、耐摩耗性に劣る等から、高強度特
性が要求される場合には用いることができない。他方、
金具を後加工により接着一体化する方法によれば、内面
加工及び金具接着等の作業工程が多いという問題を有す
る。
が”′ しようとする
本発明者は、ＦＲＰパイプの接合における上述した問題
を解決するために鋭意研究した結果、フィラメントワイ
ンディング成形法により、ＦＲＰをパイプに成形する際
に、シランカップリング剤による表面処理を施した金具
を上記パイプに一体に埋め込んで、この金具を他の装置
又は他のパイプとの接続部分とすることによって、接続
強度にすぐれる金具付きＦＲＰパイプを得ることができ
ることを見出して、本発明に至ったものである。
を解決するために鋭意研究した結果、フィラメントワイ
ンディング成形法により、ＦＲＰをパイプに成形する際
に、シランカップリング剤による表面処理を施した金具
を上記パイプに一体に埋め込んで、この金具を他の装置
又は他のパイプとの接続部分とすることによって、接続
強度にすぐれる金具付きＦＲＰパイプを得ることができ
ることを見出して、本発明に至ったものである。
課月壬ｊＡＪｊビ隈（社）１１段
本発明による金具付ＦＲＰパイプは、少なくとも一端に
金具を有し、表面がシランカップリング剤にて処理され
た線膨張係数７Ｘ１０’〜３０×１０６／’ｃの金属か
らなる金具がフィラメントワインディングによりパイプ
状に成形された繊維強化樹脂層に一体的に埋め込まれて
いることを特徴とする。
金具を有し、表面がシランカップリング剤にて処理され
た線膨張係数７Ｘ１０’〜３０×１０６／’ｃの金属か
らなる金具がフィラメントワインディングによりパイプ
状に成形された繊維強化樹脂層に一体的に埋め込まれて
いることを特徴とする。
本発明において、フィラメントワインディング成形に使
用される強化材は、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維
、カーボン繊維等であり、マトリックスには、ビスフェ
ノール型に代表されるエポキシ樹脂若しくは不飽和ポリ
エステル樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される。
用される強化材は、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維
、カーボン繊維等であり、マトリックスには、ビスフェ
ノール型に代表されるエポキシ樹脂若しくは不飽和ポリ
エステル樹脂等の熱硬化性樹脂が使用される。
第１図は、本発明による金具付ＦＲＰパイプの製造を示
す図である。管状の金具ｌは、マンドレル２上に同軸的
に取付けられる。連続した強化材３を一本乃至数十零引
揃え、レジンバス４に導いて、マトリックスとしての樹
脂を含浸させた後、マンドレルを回転させつつ、上記金
具を取付けたマンドレルに均一に捲回し、所定の厚さの
ＦＲＰ層５を形成し、この後、樹脂を硬化させ、脱型す
る。かくして、金具は、ＦＲＰパイプの樹脂層に一体的
に埋込まれる。
す図である。管状の金具ｌは、マンドレル２上に同軸的
に取付けられる。連続した強化材３を一本乃至数十零引
揃え、レジンバス４に導いて、マトリックスとしての樹
脂を含浸させた後、マンドレルを回転させつつ、上記金
具を取付けたマンドレルに均一に捲回し、所定の厚さの
ＦＲＰ層５を形成し、この後、樹脂を硬化させ、脱型す
る。かくして、金具は、ＦＲＰパイプの樹脂層に一体的
に埋込まれる。
本発明において用いられる金具は、線膨張係数が７．ｘ
１０６〜３０ｘｌＯ６／”Ｃの範囲にある金属からなる
。金具の線膨張係数が上記範囲をはずれる金属からなる
ときは、ＦＲＰとの線膨張係数の差が大きすぎるために
、樹脂の硬化時や、或いは得られた金具付ＦＲＰパイプ
の高温での使用時、金具−ＦＲＰ間にクラックが発生す
る。更に、金具は、上記線膨張係数の範囲内において、
用いる強化材及びマトリックスに応じて適宜に選択され
るが、ＦＲＰＯ線膨張係数に近似しているものが好まし
く用いられる。強化材−マトリックスとしてガラス繊維
−エポキシ樹脂を用いるときは、鉄又はアルミニウム合
金等の線膨張係数１０ＸＩＯ’〜２５Ｘ１０”／”Ｃの
金属からなる金具が好ましく用いられ、カーボン繊維−
エポキシ樹脂を用いるときは、チタン合金等の線膨張係
数ＬＯＸＩＯ’／”Ｃ以下の金属からなる金具が好まし
く用いられる。
１０６〜３０ｘｌＯ６／”Ｃの範囲にある金属からなる
。金具の線膨張係数が上記範囲をはずれる金属からなる
ときは、ＦＲＰとの線膨張係数の差が大きすぎるために
、樹脂の硬化時や、或いは得られた金具付ＦＲＰパイプ
の高温での使用時、金具−ＦＲＰ間にクラックが発生す
る。更に、金具は、上記線膨張係数の範囲内において、
用いる強化材及びマトリックスに応じて適宜に選択され
るが、ＦＲＰＯ線膨張係数に近似しているものが好まし
く用いられる。強化材−マトリックスとしてガラス繊維
−エポキシ樹脂を用いるときは、鉄又はアルミニウム合
金等の線膨張係数１０ＸＩＯ’〜２５Ｘ１０”／”Ｃの
金属からなる金具が好ましく用いられ、カーボン繊維−
エポキシ樹脂を用いるときは、チタン合金等の線膨張係
数ＬＯＸＩＯ’／”Ｃ以下の金属からなる金具が好まし
く用いられる。
本発明においては、金具−ＦＲＰ間の接着力を向上させ
るために、用いる金具の接着表面には、予めシランカッ
プリング剤による表面処理が施される。ここに、用いる
シランカップリング剤は、一般式Ｒ１Ｘ３で表わされる
、ここに、Ｘは加水分解性の塩素やアルコキシ基であっ
て、酸化されている金属の水酸基等と反応性を有する。
るために、用いる金具の接着表面には、予めシランカッ
プリング剤による表面処理が施される。ここに、用いる
シランカップリング剤は、一般式Ｒ１Ｘ３で表わされる
、ここに、Ｘは加水分解性の塩素やアルコキシ基であっ
て、酸化されている金属の水酸基等と反応性を有する。
Ｒはマトリックスと親和性や反応性をもつ有機基であっ
て、通常、アミノ基、ビニル基、エポキシ基である。前
記一般式におけるＸとＲは、用いる金型を構成する金属
とマトリックスに応じて、適宜に選択される。
て、通常、アミノ基、ビニル基、エポキシ基である。前
記一般式におけるＸとＲは、用いる金型を構成する金属
とマトリックスに応じて、適宜に選択される。
本発明においては、ＦＲＰパイプ内に埋め込まれている
金具の先端部分は、３０”以下のテーパーに加工されて
いることが好ましい。テーパー角度が３０°を越えると
きは、軸に対して垂直方向の接着部分に応力が集中し、
これもまた金具−ＦＲＰ間のクラック発生の原因となる
。上記の範囲内で加工されるテーパー角度は、強化材の
配向ほか、例えば、金具付ＦＲＰパイプを産業用ロボッ
トのアーム部として用いるときは、使用条件による接着
面の応力に応じて選択される。
金具の先端部分は、３０”以下のテーパーに加工されて
いることが好ましい。テーパー角度が３０°を越えると
きは、軸に対して垂直方向の接着部分に応力が集中し、
これもまた金具−ＦＲＰ間のクラック発生の原因となる
。上記の範囲内で加工されるテーパー角度は、強化材の
配向ほか、例えば、金具付ＦＲＰパイプを産業用ロボッ
トのアーム部として用いるときは、使用条件による接着
面の応力に応じて選択される。
しかし、本発明による金具付ＦＲＰパイプは、他の装置
又は材料との接着強度を必要とするパイプだけでなく、
高精度の作動が要求されるシステムとの接合にも適して
いる。
又は材料との接着強度を必要とするパイプだけでなく、
高精度の作動が要求されるシステムとの接合にも適して
いる。
光凱夏効来
以上のように、本発明による金具付ＦＲＰパイプは、表
面がシランカップリング剤にて処理されている線膨張係
数７Ｘ１０’〜３０Ｘ１０’／”Ｃの金属からなる金具
がフィラメントワインディングによりパイプ状に成形さ
れた繊維強化樹脂層に一体的に埋め込まれているので、
金具が高い密着性及び精度にて且つ強固にＦＲＰパイプ
に接着固定されており、従って、この金具を接続部とし
て、他の作動システムと接続した場合、高精度の挙動を
示し、産業用ロボットのアーム部として好適に用いるこ
とができる。
面がシランカップリング剤にて処理されている線膨張係
数７Ｘ１０’〜３０Ｘ１０’／”Ｃの金属からなる金具
がフィラメントワインディングによりパイプ状に成形さ
れた繊維強化樹脂層に一体的に埋め込まれているので、
金具が高い密着性及び精度にて且つ強固にＦＲＰパイプ
に接着固定されており、従って、この金具を接続部とし
て、他の作動システムと接続した場合、高精度の挙動を
示し、産業用ロボットのアーム部として好適に用いるこ
とができる。
１施Ａ
以下に、実施例によって、本発明による金具付ＦＲＰパ
イプを説明する。
イプを説明する。
実施例１
内径３０．５ｍｍ、外径３５ｍの管体の一端が３０゛テ
ーパー加工されたＡＮ−Ｍｇ系合金からなる金具の表面
に予めＴ−クロロプロピルトリメトキシシランをコーテ
ィングし、これを第１図に示すように、外径３０鵬のマ
ンドレル上に同軸的に取付けた。
ーパー加工されたＡＮ−Ｍｇ系合金からなる金具の表面
に予めＴ−クロロプロピルトリメトキシシランをコーテ
ィングし、これを第１図に示すように、外径３０鵬のマ
ンドレル上に同軸的に取付けた。
次いで、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含浸させた
ガラス繊維（旭ガラスＥＲ−１１５０）をフィラメント
ワインディングにより上記マンドレルに対して５５°で
均一配向し、厚さが８閣に達した時点でワインディング
を終了し、硬化後、脱型した。
ガラス繊維（旭ガラスＥＲ−１１５０）をフィラメント
ワインディングにより上記マンドレルに対して５５°で
均一配向し、厚さが８閣に達した時点でワインディング
を終了し、硬化後、脱型した。
得られた成形物を金具端部から５００Ｍの位置で切断し
て、本発明による金具付ＦＲＰパイプを得た。その−例
を第２図に示す。ＦＲＰパイプロ内の一端に金具１が一
体に埋め込まれている。
て、本発明による金具付ＦＲＰパイプを得た。その−例
を第２図に示す。ＦＲＰパイプロ内の一端に金具１が一
体に埋め込まれている。
このようにして得られたパイプにおいて、ＦＲＰ−金具
間の剪断引張力は４．２〜４．７ ｋｇ／ｍｍ”であっ
た。比較のために、金具をマンドレルに取付けことなく
、通常の方法によって、ＦＲＰパイプを成形した後、シ
ランカップリング剤処理を施していない金具を後加工に
てエポキシ系接着剤でパイプに接着したパイプについて
は、ＦＲＰ−金具間の剪断引張力は僅かに１〜２ ｋｇ
／ｌｌｓ！であった。
間の剪断引張力は４．２〜４．７ ｋｇ／ｍｍ”であっ
た。比較のために、金具をマンドレルに取付けことなく
、通常の方法によって、ＦＲＰパイプを成形した後、シ
ランカップリング剤処理を施していない金具を後加工に
てエポキシ系接着剤でパイプに接着したパイプについて
は、ＦＲＰ−金具間の剪断引張力は僅かに１〜２ ｋｇ
／ｌｌｓ！であった。
実施例２
内径１０．２Ｍ、外径１３ＩＬＩ［Ｉ＋の管体の一端に
３０“テーパー加工、内面にネジ切り加工されたＴｉ合
金からなる金具の表面に予めγ−グリシドキシプロビル
トリメトキシシランをコーティングし、実施例１と同様
にして、その上にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含
浸させたガラス繊維（東しＴ−３００）をフィラメント
ワインディングによりマンドレルに対して３０°で均一
配向し、厚さが２５１１Ｉａ＋に達した時点でワインデ
ィングを終了し、硬化後、脱型した。
３０“テーパー加工、内面にネジ切り加工されたＴｉ合
金からなる金具の表面に予めγ−グリシドキシプロビル
トリメトキシシランをコーティングし、実施例１と同様
にして、その上にビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を含
浸させたガラス繊維（東しＴ−３００）をフィラメント
ワインディングによりマンドレルに対して３０°で均一
配向し、厚さが２５１１Ｉａ＋に達した時点でワインデ
ィングを終了し、硬化後、脱型した。
得られた成形物を金具端部から８００ｍｍの位置で切断
して、本発明による金具付ＦＲＰパイプを得た。このよ
うにして得られたパイプにおいて、ＦＲＰ−金具間の剪
断引張カバ３．８〜４．３ ｋｇ／ｖｗ”であった。
して、本発明による金具付ＦＲＰパイプを得た。このよ
うにして得られたパイプにおいて、ＦＲＰ−金具間の剪
断引張カバ３．８〜４．３ ｋｇ／ｖｗ”であった。
第１図は１１本発明による金具付ＦＲＰパイプの成形を
示す図、第２図は、本発明による金具付ＦＲＰパイプの
一例を示す断面図である。 １・・・金具、２・・・マンドレル、３・・・強化材、
４・・・レジンバス、５・・・ＦＲＰ層、６・・・ＦＲ
Ｐパイプ。
示す図、第２図は、本発明による金具付ＦＲＰパイプの
一例を示す断面図である。 １・・・金具、２・・・マンドレル、３・・・強化材、
４・・・レジンバス、５・・・ＦＲＰ層、６・・・ＦＲ
Ｐパイプ。
Claims (3)
- （１）表面がシランカップリング剤にて処理されている
線膨張係数７×１０＾６〜３０×１０＾６／℃の金属か
らなる金具がフィラメントワインディングによりパイプ
状に成形された繊維強化樹脂層に一体的に埋め込まれて
いることを特徴とする少なくとも一端に金具を有する金
具付ＦＲＰパイプ。 - （２）繊維強化樹脂層に埋め込まれている金具の先端部
が３０°以下のテーパーに加工されていることを特徴と
する請求項第１項記載の金具付ＦＲＰパイプ。 - （３）産業用ロボットのアーム部に使用される請求項第
１項記載の金具付ＦＲＰパイプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254256A JPH02102030A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 金具付ｆｒｐパイプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254256A JPH02102030A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 金具付ｆｒｐパイプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02102030A true JPH02102030A (ja) | 1990-04-13 |
Family
ID=17262451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63254256A Pending JPH02102030A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 金具付ｆｒｐパイプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02102030A (ja) |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP63254256A patent/JPH02102030A/ja active Pending
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