JPH06198749A - 繊維強化複合材料製パイプ状物及びその製法 - Google Patents
繊維強化複合材料製パイプ状物及びその製法Info
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- JPH06198749A JPH06198749A JP5001246A JP124693A JPH06198749A JP H06198749 A JPH06198749 A JP H06198749A JP 5001246 A JP5001246 A JP 5001246A JP 124693 A JP124693 A JP 124693A JP H06198749 A JPH06198749 A JP H06198749A
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- Japan
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- pipe
- shaped
- fiber
- mandrel
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Abstract
(57)【要約】
【目的】軽量、高剛性、高精度、高耐食性で安価なパイ
プ状物及びその製法を提供する。 【構成】繊維強化複合材料製のパイプ状物の内周面に長
手方向に沿って繊維強化複合材料製の帯状突起を一体的
に設けたパイプ状物。
プ状物及びその製法を提供する。 【構成】繊維強化複合材料製のパイプ状物の内周面に長
手方向に沿って繊維強化複合材料製の帯状突起を一体的
に設けたパイプ状物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高所におけるテレビカ
メラ撮影作業、監視作業、或いは危険箇所における遠隔
無人作業等を行う設備に用いる支柱（以下マジックマス
トと称する）に好適に用いられるパイプ状物及びその製
法に関するものである。
メラ撮影作業、監視作業、或いは危険箇所における遠隔
無人作業等を行う設備に用いる支柱（以下マジックマス
トと称する）に好適に用いられるパイプ状物及びその製
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マジックマストはフレックスねじ、ボー
ルナット及び径の異なる複数本のパイプ状シェルよりな
っていて、使用時はボールナットをモータ又は手動で回
転することにより、フレックスねじをボールナットに対
して相対的に直線運動させ、フレックスねじの先端に結
合したパイプ状シェルをフレックスねじと一体的に移動
させ、伸縮自在の構造としたものである。
ルナット及び径の異なる複数本のパイプ状シェルよりな
っていて、使用時はボールナットをモータ又は手動で回
転することにより、フレックスねじをボールナットに対
して相対的に直線運動させ、フレックスねじの先端に結
合したパイプ状シェルをフレックスねじと一体的に移動
させ、伸縮自在の構造としたものである。
【０００３】この場合、パイプ状シェルの内面には、ボ
ールナットの回転力を止め、パイプ状シェルが回転する
のを防ぎ、パイプ状シェルが直線運動のみするように回
転止め用の帯状突起が設けられている。
ールナットの回転力を止め、パイプ状シェルが回転する
のを防ぎ、パイプ状シェルが直線運動のみするように回
転止め用の帯状突起が設けられている。
【０００４】このような構造のマジックマストは風又は
マジックマストの傾き等により本体に加わる外部曲げに
対して必要な剛性と、上部へ物体を搬送するに必要な剛
性を機能分化させることが可能なことから、非常に軽量
且つコンパクトな設備とすることが出来る手段として注
目されており、自動車或いは人力による携帯用としての
用途が特に望まれている。
マジックマストの傾き等により本体に加わる外部曲げに
対して必要な剛性と、上部へ物体を搬送するに必要な剛
性を機能分化させることが可能なことから、非常に軽量
且つコンパクトな設備とすることが出来る手段として注
目されており、自動車或いは人力による携帯用としての
用途が特に望まれている。
【０００５】このようなマジックマストにおいて最も主
要な部分は、パイプ状シェル部であるが、従来のマジッ
クマストのパイプ状シェル部は金属で製造されており、
しかも内面の帯状突起は金属製帯板を内面に溶接するか
又はプラスチック製帯板を内面に接着することにより設
けられていた。
要な部分は、パイプ状シェル部であるが、従来のマジッ
クマストのパイプ状シェル部は金属で製造されており、
しかも内面の帯状突起は金属製帯板を内面に溶接するか
又はプラスチック製帯板を内面に接着することにより設
けられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パイプ
状シェル本体及び帯状突起の双方を金属で製造したもの
には次のような問題があった。 （１）比重が大きく軽量化が困難である。 （２）パイプ状シェルの内外径の精度（真円度、円筒
度）が悪く、内面の精度出しのための機械加工が必要
で、加工コストが高くなると共に、薄肉化が困難であ
る。 （３）耐食性が悪く、ステンレスで製造しても海水等に
対する耐塩性において不充分である。 （４）長尺のパイプ状シェルの内面に直線性を確保しな
がら精度良く帯状物を溶接することは極めて困難であ
り、大幅なコスト高となる。
状シェル本体及び帯状突起の双方を金属で製造したもの
には次のような問題があった。 （１）比重が大きく軽量化が困難である。 （２）パイプ状シェルの内外径の精度（真円度、円筒
度）が悪く、内面の精度出しのための機械加工が必要
で、加工コストが高くなると共に、薄肉化が困難であ
る。 （３）耐食性が悪く、ステンレスで製造しても海水等に
対する耐塩性において不充分である。 （４）長尺のパイプ状シェルの内面に直線性を確保しな
がら精度良く帯状物を溶接することは極めて困難であ
り、大幅なコスト高となる。
【０００７】また、プラスチック製の帯状突起をパイプ
状シェルの内面に接着する方法には以下の問題があっ
た。 （１）接着に必要なパイプ状シェル内面のサンジングが
不可能であり、接着強度が弱い。 （２）長尺のパイプ状シェルの内面に直線性を確保しな
がら精度良く帯状物を溶接することは極めて困難であ
り、大幅なコスト高となる。
状シェルの内面に接着する方法には以下の問題があっ
た。 （１）接着に必要なパイプ状シェル内面のサンジングが
不可能であり、接着強度が弱い。 （２）長尺のパイプ状シェルの内面に直線性を確保しな
がら精度良く帯状物を溶接することは極めて困難であ
り、大幅なコスト高となる。
【０００８】本発明はかかる従来の問題点を解消し、軽
量、高剛性、高精度、高耐食性で安価なパイプ状物及び
その製法を提供するものである。
量、高剛性、高精度、高耐食性で安価なパイプ状物及び
その製法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために以下の構成をとる。すなわち、本発明の第
１番目の要旨は、繊維強化複合材料製のパイプ状物の内
周面に長手方向に沿って繊維強化複合材料製の帯状突起
を一体的に設けたことを特徴とするパイプ状物にあり、
また第２番目の要旨は、マンドレルの外周に長手方向に
沿って設けられた溝内に樹脂を含浸した繊維強化材料を
充填し、次いでマンドレル外周に樹脂を含浸した繊維強
化材料を巻き付け、加熱硬化した後マンドレルより脱型
することを特徴とする繊維強化複合材料製パイプ状物の
製法にある。
成するために以下の構成をとる。すなわち、本発明の第
１番目の要旨は、繊維強化複合材料製のパイプ状物の内
周面に長手方向に沿って繊維強化複合材料製の帯状突起
を一体的に設けたことを特徴とするパイプ状物にあり、
また第２番目の要旨は、マンドレルの外周に長手方向に
沿って設けられた溝内に樹脂を含浸した繊維強化材料を
充填し、次いでマンドレル外周に樹脂を含浸した繊維強
化材料を巻き付け、加熱硬化した後マンドレルより脱型
することを特徴とする繊維強化複合材料製パイプ状物の
製法にある。
【００１０】本発明のパイプ状物を構成する本体と帯状
突起は両方共繊維強化複合材料製であり、この繊維強化
複合材料の強化用繊維としては、炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、炭化
シリカ繊維等が好適に使用され、またマトリックス樹脂
としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル、フェノー
ル、ビスマレイミド等の熱硬化性樹脂の他、ポリイミ
ド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン等の熱
可塑性樹脂が好適に使用される。
突起は両方共繊維強化複合材料製であり、この繊維強化
複合材料の強化用繊維としては、炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維、炭化珪素繊維、アルミナ繊維、炭化
シリカ繊維等が好適に使用され、またマトリックス樹脂
としては、エポキシ樹脂、ビニルエステル、フェノー
ル、ビスマレイミド等の熱硬化性樹脂の他、ポリイミ
ド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン等の熱
可塑性樹脂が好適に使用される。
【００１１】更に帯状突起の断面形状は、矩形、台形、
三角形、半円形等種々の形状を採用することができる。
三角形、半円形等種々の形状を採用することができる。
【００１２】次に本発明のパイプ状物の好ましい製法に
ついて説明すると、まず図２に示す如き外周部に長手方
向に沿って溝３を有するマンドレルを準備し、適宜離型
処理する。しかる後、その溝内に樹脂を含浸した繊維強
化材料を充填し、更にマンドレルの全外周に樹脂を含浸
した繊維強化材料を巻き付ける。この場合成形品にボイ
ドが発生するのを防止するために、更にポリエステル、
又はポリプロピレン等のテープによりテーピングを行う
か、或いは真空バッグを行うのが好ましい。このように
した後加熱硬化し、マンドレルから脱型することによ
り、図１に示す如く、本体１の内周面に帯状突起２を一
体的に設けた本発明のパイプ状物を形成することが出来
る。
ついて説明すると、まず図２に示す如き外周部に長手方
向に沿って溝３を有するマンドレルを準備し、適宜離型
処理する。しかる後、その溝内に樹脂を含浸した繊維強
化材料を充填し、更にマンドレルの全外周に樹脂を含浸
した繊維強化材料を巻き付ける。この場合成形品にボイ
ドが発生するのを防止するために、更にポリエステル、
又はポリプロピレン等のテープによりテーピングを行う
か、或いは真空バッグを行うのが好ましい。このように
した後加熱硬化し、マンドレルから脱型することによ
り、図１に示す如く、本体１の内周面に帯状突起２を一
体的に設けた本発明のパイプ状物を形成することが出来
る。
【００１３】マンドレルの溝内に充填する樹脂含浸繊維
強化材料としては、Ｂステージ化されたプリプレグ、或
いはより低粘度な樹脂、例えばフィラメントワインディ
ング用樹脂を含浸したものが良い。溝中の繊維配向はマ
ンドレルより脱型しやすくするために、溝の上下左右方
向の線膨張係数をマンドレルの線膨張係数より大きくす
る必要があり、そのためには溝の長手方向に沿った方向
に配向するのが好ましい。
強化材料としては、Ｂステージ化されたプリプレグ、或
いはより低粘度な樹脂、例えばフィラメントワインディ
ング用樹脂を含浸したものが良い。溝中の繊維配向はマ
ンドレルより脱型しやすくするために、溝の上下左右方
向の線膨張係数をマンドレルの線膨張係数より大きくす
る必要があり、そのためには溝の長手方向に沿った方向
に配向するのが好ましい。
【００１４】マンドレルの全外周に巻き付ける樹脂含浸
繊維強化材料もＢステージ化されたプリプレグを用いて
シートラッピングを行うか、より低粘度の樹脂を用いて
フィラメントワインディングする方法が望ましい。尚、
成形法については、上述のシートラッピング法及びフィ
ラメントワインディング法の他、ハンドレイアップ法や
レジンインジェクション法等も採用出来る。
繊維強化材料もＢステージ化されたプリプレグを用いて
シートラッピングを行うか、より低粘度の樹脂を用いて
フィラメントワインディングする方法が望ましい。尚、
成形法については、上述のシートラッピング法及びフィ
ラメントワインディング法の他、ハンドレイアップ法や
レジンインジェクション法等も採用出来る。
【００１５】
【実施例】以下実施例により、本発明を更に具体的に説
明する。
明する。
【００１６】（実施例１）図２の如く、外周に３本の溝
（深さ１．２ｍｍ，幅４ｍｍ、断面形状：矩径）を有す
る外径１００ｍｍの鋼製マンドレルを製作した。このマ
ンドレルの溝内に三菱レイヨン（株）製高強度炭素繊維
プリプレグＴＲ３４０Ｇ０５０（繊維強度３６０ｋｇ／
ｍｍ2、弾性率２４ｔｏｎ／ｍｍ2）を溝幅に合わせて裁
断し、炭素繊維がマンドレル軸方向に配向するように溝
内に積層充填した。
（深さ１．２ｍｍ，幅４ｍｍ、断面形状：矩径）を有す
る外径１００ｍｍの鋼製マンドレルを製作した。このマ
ンドレルの溝内に三菱レイヨン（株）製高強度炭素繊維
プリプレグＴＲ３４０Ｇ０５０（繊維強度３６０ｋｇ／
ｍｍ2、弾性率２４ｔｏｎ／ｍｍ2）を溝幅に合わせて裁
断し、炭素繊維がマンドレル軸方向に配向するように溝
内に積層充填した。
【００１７】次いで、マンドレル外周に、三菱レイヨン
（株）製高弾性炭素繊維プリプレグＨＲ３４０Ｇ１５０
（強度４５０ｋｇ／ｍｍ2、弾性率４０ｔｏｎ／ｍｍ2）
をマンドレル軸方向に、上記ＴＲ３４０をマンドレル軸
と直交する方向に繊維が配向するように、交互に厚さが
１．２ｍｍになるまで巻き付けた。
（株）製高弾性炭素繊維プリプレグＨＲ３４０Ｇ１５０
（強度４５０ｋｇ／ｍｍ2、弾性率４０ｔｏｎ／ｍｍ2）
をマンドレル軸方向に、上記ＴＲ３４０をマンドレル軸
と直交する方向に繊維が配向するように、交互に厚さが
１．２ｍｍになるまで巻き付けた。
【００１８】この上にポリエステルテープを巻き付けて
硬化炉にて硬化し、更に円筒研磨機にて外径が１０２ｍ
ｍ（厚さ１ｍｍ）になるまで研磨し、しかる後マンドレ
ルより脱型し、長さ１５００ｍｍに切断してパイプ状物
を形成した。
硬化炉にて硬化し、更に円筒研磨機にて外径が１０２ｍ
ｍ（厚さ１ｍｍ）になるまで研磨し、しかる後マンドレ
ルより脱型し、長さ１５００ｍｍに切断してパイプ状物
を形成した。
【００１９】得られたパイプ状物の軸方向の弾性率は１
７３００ｋｇ／ｍｍ2という極めて高い値であった。ま
た、パイプ状物の精度を測定したところ、真円度及び円
筒度共０．０２ｍｍと極めて良好であった。更に帯状突
起は型により成形されているため非常に精度が良く、し
かもパイプ状物本体と完全に一体化されているため信頼
性の高いものであった。
７３００ｋｇ／ｍｍ2という極めて高い値であった。ま
た、パイプ状物の精度を測定したところ、真円度及び円
筒度共０．０２ｍｍと極めて良好であった。更に帯状突
起は型により成形されているため非常に精度が良く、し
かもパイプ状物本体と完全に一体化されているため信頼
性の高いものであった。
【００２０】このパイプ状物をマジックマストとして用
いたところ、極めて軽量で、鋼又はアルミ製マジックマ
ストに比べて大幅な軽量化が図られた。また、精度も高
く、組立時間の大幅な短縮化も図られ、しかも炭素繊維
強化複合材料製であるため、耐候性及び耐食性にも優れ
たものであった。
いたところ、極めて軽量で、鋼又はアルミ製マジックマ
ストに比べて大幅な軽量化が図られた。また、精度も高
く、組立時間の大幅な短縮化も図られ、しかも炭素繊維
強化複合材料製であるため、耐候性及び耐食性にも優れ
たものであった。
【００２１】（実施例２）外径が１９５．８ｍｍである
以外は実施例１で用いたのと同じマンドレルを製作し
た。溝内にエポキシ樹脂を含浸た三菱レイヨン社製炭素
繊維トウＨＲ４０（強度４５０ｋｇ／ｍｍ2、弾性率４
０ｔｏｎ／ｍｍ2）を溝幅に合わせて裁断し、炭素繊維
がマンドレル軸方向に配向するように溝内に積層充填し
た。次いでマンドレル外周にエポキシ樹脂を含浸させた
上記ＨＲ４０をフィラメントワインディング法にて巻き
付けた。尚この場合の炭素繊維の積層構成は、内層より
積層角度：９０／１０／９０度、積層厚さ：０．３／
１．４／０．７ｍｍとした。次いでこれを加熱硬化し、
更にマンドレルのまま円筒研磨機にて外径が１９９．９
ｍｍ（厚さ２ｍｍ）になるまで研磨し、マンドレルから
脱型した後長さ１５００ｍｍに切断した。
以外は実施例１で用いたのと同じマンドレルを製作し
た。溝内にエポキシ樹脂を含浸た三菱レイヨン社製炭素
繊維トウＨＲ４０（強度４５０ｋｇ／ｍｍ2、弾性率４
０ｔｏｎ／ｍｍ2）を溝幅に合わせて裁断し、炭素繊維
がマンドレル軸方向に配向するように溝内に積層充填し
た。次いでマンドレル外周にエポキシ樹脂を含浸させた
上記ＨＲ４０をフィラメントワインディング法にて巻き
付けた。尚この場合の炭素繊維の積層構成は、内層より
積層角度：９０／１０／９０度、積層厚さ：０．３／
１．４／０．７ｍｍとした。次いでこれを加熱硬化し、
更にマンドレルのまま円筒研磨機にて外径が１９９．９
ｍｍ（厚さ２ｍｍ）になるまで研磨し、マンドレルから
脱型した後長さ１５００ｍｍに切断した。
【００２２】得られたパイプ状物の軸方向弾性率は１５
０００ｋｇ／ｍｍ2と高い値であった。また、パイプ状
物の精度を測定したところ、真円度が０．０２ｍｍ、円
筒度が０．０４ｍｍと極めて良好であった。更に、帯状
突起の精度、信頼性、パイプ状物の軽量性、耐食性、組
立易さ等も実施例１で得られたのと同程度に良好であ
り、マジックマスト用として優れた適性を有するもので
あった。
０００ｋｇ／ｍｍ2と高い値であった。また、パイプ状
物の精度を測定したところ、真円度が０．０２ｍｍ、円
筒度が０．０４ｍｍと極めて良好であった。更に、帯状
突起の精度、信頼性、パイプ状物の軽量性、耐食性、組
立易さ等も実施例１で得られたのと同程度に良好であ
り、マジックマスト用として優れた適性を有するもので
あった。
【００２３】
【発明の効果】上述の如く構成された本発明によれば、
軽量、高剛性、高精度、高耐食性で、マジックマストと
して優れた適性を有するパイプ状物が安価に得られると
いう格別の効果を奏するものである。
軽量、高剛性、高精度、高耐食性で、マジックマストと
して優れた適性を有するパイプ状物が安価に得られると
いう格別の効果を奏するものである。
【図１】本発明のパイプ状物の一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】図１に示すパイプ状物を製造するために使用す
るマンドレルの斜視図である。
るマンドレルの斜視図である。
１ パイプ状物本体 ２ 帯状突起 ３ 溝
Claims (2)
- 【請求項１】繊維強化複合材料製のパイプ状物の内周面
に長手方向に沿って繊維強化複合材料製の帯状突起を一
体的に設けたことを特徴とするパイプ状物。 - 【請求項２】マンドレルの外周に長手方向に沿って設け
られた溝内に樹脂を含浸した繊維強化材料を充填し、次
いでマンドレル外周に樹脂を含浸した繊維強化材料を巻
き付け、加熱硬化した後マンドレルより脱型することを
特徴とする繊維強化複合材料製パイプ状物の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5001246A JPH06198749A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 繊維強化複合材料製パイプ状物及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5001246A JPH06198749A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 繊維強化複合材料製パイプ状物及びその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06198749A true JPH06198749A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=11496096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5001246A Pending JPH06198749A (ja) | 1993-01-07 | 1993-01-07 | 繊維強化複合材料製パイプ状物及びその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06198749A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101524105B1 (ko) * | 2014-04-14 | 2015-05-29 | 재단법인 한국탄소융합기술원 | 섬유강화 복합재 드라이브 샤프트 및 이를 만드는 방법 |
| CN117325476A (zh) * | 2023-10-26 | 2024-01-02 | 山东北方现代化学工业有限公司 | 内有导向轨和环形加强筋的复合材料管缠绕成型方法 |
-
1993
- 1993-01-07 JP JP5001246A patent/JPH06198749A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101524105B1 (ko) * | 2014-04-14 | 2015-05-29 | 재단법인 한국탄소융합기술원 | 섬유강화 복합재 드라이브 샤프트 및 이를 만드는 방법 |
| CN117325476A (zh) * | 2023-10-26 | 2024-01-02 | 山东北方现代化学工业有限公司 | 内有导向轨和环形加强筋的复合材料管缠绕成型方法 |
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