JPH05237569A - 隔壁構造管及び隔壁構造管の成形方法 - Google Patents

隔壁構造管及び隔壁構造管の成形方法

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JPH05237569A
JPH05237569A JP4039686A JP3968692A JPH05237569A JP H05237569 A JPH05237569 A JP H05237569A JP 4039686 A JP4039686 A JP 4039686A JP 3968692 A JP3968692 A JP 3968692A JP H05237569 A JPH05237569 A JP H05237569A
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JP
Japan
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pipe
partition wall
tube
metal
partition
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JP4039686A
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Masakado Sato
正矩 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 管の曲げ剛性並びに捩り剛性を向上し、可及
的に軽量且つ高剛性の構造材を提供する。 【構成】 ダイス11とマンドレル12とによって金属
管13を引抜き、引抜き加工中にマンドレル12を後退
させて成形管3内に隔壁となる金属板14を圧入する。
圧入後に再び金属管13を引抜き、前述した手順で順次
金属板14を挿入する。引抜き加工によって金属管13
は塑性変形をおこして新生面が形成され、圧入された金
属板14と固相接合して一体構造の隔壁構造管が成形で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、管に関するものであ
り、特に管の内部空間に隔壁を設けた一体構造の隔壁構
造管並びにその成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金属管や、炭素繊維等と樹脂の強化複合
材料による管は、圧縮強度が高いため車両、航空機、運
動具等の広い分野で使用されている。之等の管は軽量で
あることと高剛性であることが要求されるが、圧縮剛性
に比して曲げ剛性及び捩り剛性が低いため、軽量化に限
界がある。曲げ剛性及び捩り剛性を向上させる方法とし
て管の内面に軸方向のリブを形成したものが知られてい
るが、重量増加というデメリットに対する剛性向上のメ
リットが小さい。
【0003】管の曲げ剛性及び捩り剛性を効果的に向上
させる手段として、竹の節にみられるような隔壁を設け
ることが考えられるが、金属管の引抜き加工や複合材料
管の加熱成形加工時に管体中へ隔壁を形成する加工方法
がなく、管の中空部へ隔壁を一体的に形成した管は実現
されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来から可及的に軽量
且つ高剛性の構造部材の開発が要望されているが、軽量
構造部材としての管は、圧縮強度と比較して曲げ剛性並
びに捩り剛性が低いという問題がある。そこで、この発
明は管の曲げ剛性並びに捩り剛性を向上し、より一層の
軽量構造を可能とするとともに、その成形を実現する方
法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために提案するものであり、金属製若しくは繊維
複合材料製の中空管内に、軸心と直交する隔壁を設けた
一体構造の隔壁構造管、及び金属管をダイスとマンドレ
ルとによって引抜き、引抜き加工中にマンドレルを後退
させて前記金属管内に隔壁となる金属板を挿入し、前記
金属管を引抜いて前記金属板と金属管とを固相接合させ
る隔壁構造管の成形方法、並びに熱可塑性樹脂を間充樹
脂とした炭素繊維若しくはガラス繊維等の繊維強化複合
材料によって中空の筒状コアの全周面及び端面を被覆
し、被覆された複数のコアを型枠内に挿入し、コア相互
の端面を当接させて加熱し、外筒部と隔壁とを一体的に
成形する隔壁構造管の成形方法を提供するものである。
【0006】
【作用】請求項1記載の発明は、管の軸心と直交する隔
壁が曲げ応力並びに捩り応力を受けるので、同一肉厚の
中空管に比して曲げ剛性並びに捩り剛性が向上する。請
求項2記載の発明は、金属管の引抜き加工時に挿入した
金属板が金属管に圧接し、この圧力と引抜き時の塑性変
形による温度上昇とによって金属管と金属板とが固相接
合して一体化する。
【0007】請求項3記載の発明は、熱可塑材料を混入
した複合材料の繊物或いはヤーンで被覆された複数のコ
アを、型枠内に収納して加熱処理を施すと、相互に当接
したコアの端面の複合材料が融着して隔壁が形成され、
且つ外筒部と隔壁とが一体化した管が形成される。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図に従って詳述
する。図1は請求項1記載の隔壁構造管を示し、(a)
は金属或いは繊維強化複合材料によるストレート形の隔
壁構造管1であり、等間隔で配列された隔壁2,2…は
管3の内面に接合している。(b)は隔壁2,2…の間
隔を不等とした隔壁構造管4であり、間隔の配分によっ
て剛性(E.I)並びに捩り剛性(G.I)の分布を任意に
設定することができる。従って、梁部材として長手方向
のたわみ分布を制御したり、釣竿やゴルフクラブのシャ
フト等のたわみ分布の要求に対応できる。(c)は、
(a)に示した形状の金属製隔壁構造管にスウェジング
加工を施してテーパー形状の隔壁構造管5としたもので
ある。また、(d)は複合材料によって形成した肉厚一
定のテーパー形状の隔壁構造管6である。
【0009】次に、請求項2記載の成形方法を図2乃至
図4に従って詳述する。図2に於て符号11はダイスで
あり、12はマンドレルである。ダイス11の絞り孔1
1aへ金属管13の先端を圧入し、金属管13内へ後方
からマンドレル12を挿入してマンドレル12をダイス
11の絞り孔11a方向へ押圧しつつ金属管13を前方
へ引抜けば、ダイス11の孔径に形成された成形管3が
繰出される。そして、引抜きを中断し、マンドレル12
を後退させて図3に示すように成形管3の内径より若干
大径の金属板14を後方から圧入する。金属板14の挿
入手段はマンドレル12に吸着手段を設けるか、或いは
他の挿入具を用いて行う。この挿入時に管3はダイスに
よって絞られ、塑性変形を起こして発熱しており、金属
板14との当接面には新生面が形成されている。
【0010】新生面に金属板14を圧入した後に図4に
示すように、引抜きを再開すれば熱により電子等の運動
が活発化した新生面と金属板14は圧力によって固相接
合される。そして、或る距離を引抜いた後に、前述した
金属板14の圧入操作を行うことによって任意の間隔で
隔壁を形成することができる。引抜き加工を終了した後
は、作成された隔壁構造管にひずみを除去する焼鈍加工
を施すが、このときに管の素材の再結晶温度(例えば鉄
Feの場合は、ほぼ600〜650℃)に達するまで加
熱すれば、管3と金属板14との接合部位の拡散接合が
促進され、境界が消滅して更に一体的に接合される。
【0011】隔壁は等間隔で配置できることは当然乍
ら、図1(b)に示したように管の使用目的によって応
力が集中されると予想される部位は、隔壁2,2…の間
隔を密にする等、曲げ剛性、捩り剛性及び固有振動モー
ドの分布を任意に設定することができる。また、隔壁
2,2…となる金属板14の形状は、図5に示すように
円盤(A)、リング形(B)、スポーク形(C)等の種
々の形状のものが使用できる。そして、図示は省略する
が管3の断面形状は円形に限定されず、角形断面等のも
のも成形できることは当然である。
【0012】次に、請求項3記載の発明の実施例を説明
する。この発明は、炭素繊維やガラス繊維の強化複合材
料によって隔壁を有する管を製作するものである。図6
は管を形成するためのコア21を示し、熱可塑性樹脂で
形成された中空の筒体である。このコア21に、炭素繊
維或いはガラス繊維に間充樹脂を浸透させたプリプレグ
の成形用ヤーン22を編み組みしてコア21全体を被覆
する。間充樹脂にはポリエーテルエーテルケトン(PE
EK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ナイ
ロン66等の熱可塑性樹脂を使用する。
【0013】そして、図7に示すように成形用ヤーン2
2にて被覆されたコア21,21…を成形型枠23内へ
順次挿入し、端面を当接させて加熱すると、コア21,
21…内の空気が熱せられてコア21,21…が膨張す
る。これにより成形用ヤーン22が成形型枠23の内面
に密着し、各コア21,21…の端面が溶着して所定外
径の複合材料の隔壁構造管が成形される。
【0014】図8に示すコア24は両端面板に孔25,
25を開穿している。このコア24の形状に沿って孔2
5,25以外の部分に成形用ヤーン22を被覆し、図7
に示した成形型枠23へ挿入する。そして、成形型枠2
3の外部から空気或いはガスを注入口26を通じて送入
し、コア24,24…に内圧を加えて加熱すれば、リン
グ形の隔壁を有する管が成形される。
【0015】図1の(d)に示したテーパー管7は図9
に示すテーパー形状のコア27,27…とテーパー型枠
(図示せず)とによって製作される。また、成形用ヤー
ンを被覆した複数のコアの全体を複合材料で被覆して一
体の管形状とし、これを図7に示した成形型枠に収容し
て加熱処理することにより更に剛性を向上させることが
できる。
【0016】尚、この発明は、この発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、この発明がそれ
らの改変されたものに及ぶことは当然である。
【0017】
【発明の効果】この発明は、上記一実施例に於て詳述し
たように構成したので、管の曲げ並びに捩りに対する剛
性が格段に向上する。これにより、管を薄肉化して可及
的に軽量化を達成でき、種々の構造物の軽量構造化を実
現できる。また、曲げ剛性並びに捩り剛性の分布や振動
モードを任意に設定できるので、例えば釣り竿やゴルフ
クラブのシャフト等の先しなり、手元しなり等の要求や
梁部材のたわみ分布の制御等に対応することができ、幅
広い分野における構造革新を可能にする発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の隔壁構造管を示し、(a)はス
トレート形等間隔隔壁構造管の断面図、(b)はストレ
ート形不等間隔隔壁構造管の断面図、(c)はテーパー
形隔壁構造金属管の断面図、(d)はテーパー形隔壁構
造複合材料管の断面図である。
【図2】請求項2記載の隔壁構造金属管の成形手順を示
す解説図その1。
【図3】請求項2記載の成形手順を示す解説図その2。
【図4】請求項2記載の成形手順を示す解説図その3。
【図5】請求項2記載の隔壁構造金属管の隔壁となる金
属板の正面図であり、(a)は円盤形、(b)はリング
形、(c)はスポーク形である。
【図6】請求項3記載の成形方法に使用するコアの断面
図。
【図7】請求項3記載の成形方法を示す成形型枠の解説
図。
【図8】請求項3記載の成形方法に使用するコアの断面
図。
【図9】請求項3記載の成形方法に使用するコアの断面
図。
【符号の説明】
1,4,5,6 隔壁構造管 2 隔壁 3 管 11 ダイス 12 マンドレル 13 素材管 14 金属板 21,24,27 コア 22 成形用ヤーン 23 成形型枠

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属製若しくは繊維複合材料製の中空管
    内に、軸心と直交する隔壁を設けた一体構造の隔壁構造
    管。
  2. 【請求項2】 金属管をダイスとマンドレルとによって
    引抜き、引抜き加工中にマンドレルを後退させて前記金
    属管内に隔壁となる金属板を挿入し、前記金属管を引抜
    いて前記金属板と金属管とを固相接合させる隔壁構造管
    の成形方法。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂を間充樹脂とした炭素繊維
    若しくはガラス繊維等の繊維強化複合材料によって中空
    の筒状コアの全周面及び端面を被覆し、被覆された複数
    のコアを型枠内に挿入し、コア相互の端面を当接させて
    加熱し、外筒部と隔壁とを一体的に成形する隔壁構造管
    の成形方法。
JP4039686A 1992-02-26 1992-02-26 隔壁構造管及び隔壁構造管の成形方法 Pending JPH05237569A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002045935A (ja) * 2000-08-02 2002-02-12 Sango Co Ltd 金属管の段差部とその成形方法
JP5903637B2 (ja) * 2010-12-10 2016-04-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 導電路の製造方法及び半導体装置の製造方法
JP2019151008A (ja) * 2018-03-02 2019-09-12 株式会社神戸製鋼所 構造体の製造方法及び構造体

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