JPH0669727B2 - 圧力容器の製造方法 - Google Patents
圧力容器の製造方法Info
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- JPH0669727B2 JPH0669727B2 JP1151323A JP15132389A JPH0669727B2 JP H0669727 B2 JPH0669727 B2 JP H0669727B2 JP 1151323 A JP1151323 A JP 1151323A JP 15132389 A JP15132389 A JP 15132389A JP H0669727 B2 JPH0669727 B2 JP H0669727B2
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- JP
- Japan
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- pressure vessel
- flange
- winding
- strength
- matrix resin
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- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、フィラメントワインディング法を用いた圧
力容器の製造方法に関する。
力容器の製造方法に関する。
（従来の技術） 一般に、人工衛生の打ち上げは多段式ロケットが利用さ
れる。この多段式ロケットの概略構成を第８図に示す。
図において、１は第２段ロケットモータ、２はアポジモ
ータである第３段ロケットモータ、４は人工衛生であ
る。第２段ロケットモータ１と第３段ロケットモータ２
はアイソグリッド構造体５によって接続されており、こ
のアイソグリッド構造体５にはフランジ5aが設けられて
いる。そして、このフランジ5aと第３段ロケットモータ
２に取り付けられているフランジ2aとが内部に火薬が装
填されているセパレーションナット（図示せず）によっ
て結合されている。
れる。この多段式ロケットの概略構成を第８図に示す。
図において、１は第２段ロケットモータ、２はアポジモ
ータである第３段ロケットモータ、４は人工衛生であ
る。第２段ロケットモータ１と第３段ロケットモータ２
はアイソグリッド構造体５によって接続されており、こ
のアイソグリッド構造体５にはフランジ5aが設けられて
いる。そして、このフランジ5aと第３段ロケットモータ
２に取り付けられているフランジ2aとが内部に火薬が装
填されているセパレーションナット（図示せず）によっ
て結合されている。
第２段ロケットモータ１の切り離しの際には、前記セパ
レーションナット内の火薬を爆発させて第２段ロケット
モータ１の切り離しを行うものである。また、第３段ロ
ケットモータ２と人工衛生４とはアイソグリッド構造体
と同様な接続体６によって接続されている。この接続体
６にはフランジ6aが設けられており、このフランジ6aと
第３段ロケットモータ２に取り付けられたフランジ2bと
がボルト等によって接続されている。
レーションナット内の火薬を爆発させて第２段ロケット
モータ１の切り離しを行うものである。また、第３段ロ
ケットモータ２と人工衛生４とはアイソグリッド構造体
と同様な接続体６によって接続されている。この接続体
６にはフランジ6aが設けられており、このフランジ6aと
第３段ロケットモータ２に取り付けられたフランジ2bと
がボルト等によって接続されている。
上記構造を示した公知文献として、1988年５月発行の第
16回ISTS（PROCEEDINGS OF THE SIXTEENTH INTERNA
TIONAL SYMPOSIUM ON SPACE TECHNOLOGY AND SCI
ENCE 1988のP403〜P408）がある。
16回ISTS（PROCEEDINGS OF THE SIXTEENTH INTERNA
TIONAL SYMPOSIUM ON SPACE TECHNOLOGY AND SCI
ENCE 1988のP403〜P408）がある。
ところで、ロケットモータ1,2は前段と後段が接続され
る構造となっているため、ロケットモータ1,2の圧力容
器1E,2Eには打ち上げ時に加重，軸圧縮，曲げなどの力
がフランジ2a等を介して加わるので、圧力容器1E,2Eを
強固にするとともに、フランジ2aは圧力容器2Eに強固に
固定する必要がある。また、圧力容器1E,2Eは推進薬の
燃焼時には耐圧、耐熱が要求される他軽量化も要求され
る。
る構造となっているため、ロケットモータ1,2の圧力容
器1E,2Eには打ち上げ時に加重，軸圧縮，曲げなどの力
がフランジ2a等を介して加わるので、圧力容器1E,2Eを
強固にするとともに、フランジ2aは圧力容器2Eに強固に
固定する必要がある。また、圧力容器1E,2Eは推進薬の
燃焼時には耐圧、耐熱が要求される他軽量化も要求され
る。
これらの要求を満たすために、ロケットモータの圧力容
器は、繊維強化プラスチックにより構成され、フィラメ
ントワインディング法によって製造される。
器は、繊維強化プラスチックにより構成され、フィラメ
ントワインディング法によって製造される。
第９図に従来のフィラメントワインディグ法によってロ
ケットモータ２の圧力容器2Eの製造方法を示す。図にお
いて、11は図では省略する分割型タイプの成形型（マン
ドレル）で、この上からエポキシ樹脂等のマトリックス
樹脂を含浸したカーボンファイバ等の強化繊維10をイン
プレン巻やヘリカル巻きにより巻回して、圧力容器本体
となるドーム12を形成する。そして、マトリックス樹脂
の硬化後にフランジ13を嵌合させてその上からフープ巻
14を施してまた硬化させるものである。なお、その硬化
後に、マンドレル11は分解して取り外すものである。
ケットモータ２の圧力容器2Eの製造方法を示す。図にお
いて、11は図では省略する分割型タイプの成形型（マン
ドレル）で、この上からエポキシ樹脂等のマトリックス
樹脂を含浸したカーボンファイバ等の強化繊維10をイン
プレン巻やヘリカル巻きにより巻回して、圧力容器本体
となるドーム12を形成する。そして、マトリックス樹脂
の硬化後にフランジ13を嵌合させてその上からフープ巻
14を施してまた硬化させるものである。なお、その硬化
後に、マンドレル11は分解して取り外すものである。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のフィラメントワイディング法によ
る圧力容器の製造方法にあっては、強化繊維10を所定の
張力で巻回すると、これに含浸されたマトリックス樹脂
が表面に浮き出て硬化することにより、第10図に示すよ
うに、ドーム12の表面12aには凹凸が発生する。このた
め、フランジ13の結合寸法を正確に出すことができない
とともに、この凹凸面の上にフランジ13の取付部を取り
付ける場所に、面接触できないことから取付強度を確保
することができない不具合があった。このため、第11図
に示すように、その表面を切削して精度を出す方法があ
るが、その切削によって強化繊維10を切断してしまうの
で、圧力容器の強度が低下してしまうという問題があ
り、また、含浸したマトリックス樹脂の硬化前にフラン
ジを嵌合させる方法もあるが、強化繊維層から浮きでる
樹脂層が厚くなり易く、この樹脂層のためにフランジと
強化繊維層との接触強度が低下し、フランジが圧力容器
に強固に固定されなくなる等の問題があった。
る圧力容器の製造方法にあっては、強化繊維10を所定の
張力で巻回すると、これに含浸されたマトリックス樹脂
が表面に浮き出て硬化することにより、第10図に示すよ
うに、ドーム12の表面12aには凹凸が発生する。このた
め、フランジ13の結合寸法を正確に出すことができない
とともに、この凹凸面の上にフランジ13の取付部を取り
付ける場所に、面接触できないことから取付強度を確保
することができない不具合があった。このため、第11図
に示すように、その表面を切削して精度を出す方法があ
るが、その切削によって強化繊維10を切断してしまうの
で、圧力容器の強度が低下してしまうという問題があ
り、また、含浸したマトリックス樹脂の硬化前にフラン
ジを嵌合させる方法もあるが、強化繊維層から浮きでる
樹脂層が厚くなり易く、この樹脂層のためにフランジと
強化繊維層との接触強度が低下し、フランジが圧力容器
に強固に固定されなくなる等の問題があった。
（目 的） そこで、この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、圧力容器の強度を低下さ
せずにフランジの取付け精度を上げることができ、しか
もフランジを圧力容器に強固に固定することのできる圧
力容器の製造方法を提供することにある。
で、その目的とするところは、圧力容器の強度を低下さ
せずにフランジの取付け精度を上げることができ、しか
もフランジを圧力容器に強固に固定することのできる圧
力容器の製造方法を提供することにある。
（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、フィラメントワ
インディング法を用いた圧力容器の製造方法であって、 マトリックス樹脂を含浸した連続繊維で圧力容器本体と
なるドーム部を一体形成した後、そのドーム部のフラン
ジを嵌合する嵌合部にマトリックス樹脂を含浸した他の
連続繊維で取付面用追加巻部を形成し、含浸されたそれ
らマトリックス樹脂の硬化後に、その取付面用追加巻部
を所定寸法に仕上げて該部分にフランジの取付部を嵌合
させ、さらにそのフランジの取付部の上から固定用追加
巻を行うことを特徴とする。
インディング法を用いた圧力容器の製造方法であって、 マトリックス樹脂を含浸した連続繊維で圧力容器本体と
なるドーム部を一体形成した後、そのドーム部のフラン
ジを嵌合する嵌合部にマトリックス樹脂を含浸した他の
連続繊維で取付面用追加巻部を形成し、含浸されたそれ
らマトリックス樹脂の硬化後に、その取付面用追加巻部
を所定寸法に仕上げて該部分にフランジの取付部を嵌合
させ、さらにそのフランジの取付部の上から固定用追加
巻を行うことを特徴とする。
（作 用） 上記構成であるから、ドーム部の嵌合部に追加巻きした
取付面用追加巻部が切削されて所定寸法に仕上げられる
ので、ドーム部の強化繊維は切断されず、ドーム部の強
度を確保できるとともに、その切削部にフランジを面接
触させて接着することができるため、フランジとドーム
との接着強度が増加する。
取付面用追加巻部が切削されて所定寸法に仕上げられる
ので、ドーム部の強化繊維は切断されず、ドーム部の強
度を確保できるとともに、その切削部にフランジを面接
触させて接着することができるため、フランジとドーム
との接着強度が増加する。
（実施例） 以下、この発明に係わる圧力容器の製造方法を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
第１図は圧力容器であるドームを形成する工程を示した
説明図であり、図において、21は分割タイプの成形型
（マンドレル）で、この上からエポキシ樹脂等のマトリ
ックス樹脂を含浸したカーボンファイバ等の連続した強
化繊維をインプレン巻やヘリカル巻きにより巻回してド
ーム部23を形成する。そして、そのマトリックス樹脂が
硬化する前にそのドーム部23の中間部に、エポキシ樹脂
等のプラスチックを含浸したカーボンファイバ等の連続
した他の強化繊維でフープ巻きで追加巻きして取付面用
追加巻部24を形成する。
説明図であり、図において、21は分割タイプの成形型
（マンドレル）で、この上からエポキシ樹脂等のマトリ
ックス樹脂を含浸したカーボンファイバ等の連続した強
化繊維をインプレン巻やヘリカル巻きにより巻回してド
ーム部23を形成する。そして、そのマトリックス樹脂が
硬化する前にそのドーム部23の中間部に、エポキシ樹脂
等のプラスチックを含浸したカーボンファイバ等の連続
した他の強化繊維でフープ巻きで追加巻きして取付面用
追加巻部24を形成する。
これら強化繊維に含浸されたマトリックス樹脂が硬化し
た後、第２図に示すように、その追加巻部24を所定寸法
に切削加工して後述するフランジ26の取付部26a（第３
図参照）を嵌合させる嵌合部K,Kを第６図に示すように
形成する。この嵌合部K,Kにゴム25,25を巻回し（第６図
参照）、このゴム25,25の上から第３図に示す環状のフ
ランジ26,26の取付部26aを第４図に示すように嵌合す
る。
た後、第２図に示すように、その追加巻部24を所定寸法
に切削加工して後述するフランジ26の取付部26a（第３
図参照）を嵌合させる嵌合部K,Kを第６図に示すように
形成する。この嵌合部K,Kにゴム25,25を巻回し（第６図
参照）、このゴム25,25の上から第３図に示す環状のフ
ランジ26,26の取付部26aを第４図に示すように嵌合す
る。
このように、追加巻部24だけを切削加工するものである
から、ドーム部23の繊維が切断されることがないため、
圧力容器本体となるドーム部23の強度は低下しない。ま
た、その切削加工により、従来のように凹凸面が発生す
ることなく平面とすることができ、フランジ26,26の取
付け精度を確保することができる。
から、ドーム部23の繊維が切断されることがないため、
圧力容器本体となるドーム部23の強度は低下しない。ま
た、その切削加工により、従来のように凹凸面が発生す
ることなく平面とすることができ、フランジ26,26の取
付け精度を確保することができる。
また、取付用追加巻部24の強化繊維から従来と同様に含
浸された樹脂が浮き出るが、取付面用追加巻部24の切削
加工により、その浮き出た樹脂も切削されるので、嵌合
部K,Kの強化繊維とゴム25,25との間に介在する樹脂層を
薄くすることができ、ゴム25,25と嵌合部K,Kの強化繊維
との接着強度を上げることができる。したがって、その
ゴム25,25に嵌合するフランジ26,26をドーム部23に強固
に固定することができる。
浸された樹脂が浮き出るが、取付面用追加巻部24の切削
加工により、その浮き出た樹脂も切削されるので、嵌合
部K,Kの強化繊維とゴム25,25との間に介在する樹脂層を
薄くすることができ、ゴム25,25と嵌合部K,Kの強化繊維
との接着強度を上げることができる。したがって、その
ゴム25,25に嵌合するフランジ26,26をドーム部23に強固
に固定することができる。
次いで、そのフランジ26,26の取付部26aの上から第4,6
図に示すように織布を巻回して織布層27を形成し、さら
に、その織布層27の上にフープ巻によるフープ巻層（固
定用追加巻部）28を形成する。
図に示すように織布を巻回して織布層27を形成し、さら
に、その織布層27の上にフープ巻によるフープ巻層（固
定用追加巻部）28を形成する。
そして、織布層27およびフープ巻層28の硬化の後、マン
ドレル21を分解して取り外せば第５図に示すように、圧
力容器を得る。
ドレル21を分解して取り外せば第５図に示すように、圧
力容器を得る。
ところで、第７図（Ａ）は繊維の巻き角αと第７図
（Ｂ）の円柱Ｅの引っ張り強度，圧縮強度の関係を示し
たものであり、この図から明らかなように、ｘ方向の引
っ張り強度，圧縮強度の変化は巻き角αに対し大きく、
巻き角αが小さい場合には、軸方向の引張強度，圧縮強
度がかなり大きい。したがって、巻き角αが大きなフー
プ巻層28のみでは、一対のフランジ26間に作用する引
張，圧縮荷重に対して、充分な強度を得ることができな
い。
（Ｂ）の円柱Ｅの引っ張り強度，圧縮強度の関係を示し
たものであり、この図から明らかなように、ｘ方向の引
っ張り強度，圧縮強度の変化は巻き角αに対し大きく、
巻き角αが小さい場合には、軸方向の引張強度，圧縮強
度がかなり大きい。したがって、巻き角αが大きなフー
プ巻層28のみでは、一対のフランジ26間に作用する引
張，圧縮荷重に対して、充分な強度を得ることができな
い。
しかし、両フランジ26間を巻き角αが小さい繊維を有す
る織布層27で連結することにより、これらフランジ26間
に作用する引張，圧縮荷重に対して充分な強度を発揮す
ることができる。しかも、フランジ26,26の下にゴム25,
25を設けたので、フランジ26とゴム25との摩擦が増加す
るので、引っ張り強度や圧縮強度がさらに増加する。
る織布層27で連結することにより、これらフランジ26間
に作用する引張，圧縮荷重に対して充分な強度を発揮す
ることができる。しかも、フランジ26,26の下にゴム25,
25を設けたので、フランジ26とゴム25との摩擦が増加す
るので、引っ張り強度や圧縮強度がさらに増加する。
なお、第７図（Ａ）に示すFsuの曲線は円柱Ｅの面内剪
断強度と繊維の巻き角αとの関係を示したものである。
断強度と繊維の巻き角αとの関係を示したものである。
上記実施例ではフランジ26を２つ嵌合するものについて
説明したが、フランジ26は１つでもよいことは勿論であ
る。
説明したが、フランジ26は１つでもよいことは勿論であ
る。
（効 果） 以上説明したように、この発明によれば、圧力容器の強
度を低下させずにフランジの取付け精度を上げることが
でき、しかもフランジを圧力容器に強固に固定すること
ができるという効果を有する。
度を低下させずにフランジの取付け精度を上げることが
でき、しかもフランジを圧力容器に強固に固定すること
ができるという効果を有する。
第１図はドームの形成方法を示した説明図、第２図は追
加巻部の切削を示した説明図、第３図はフランジの説明
図、第４図はドームにフランジを嵌合した際の説明図、
第５図は圧力容器の説明図、第６図は圧力容器の部分断
面拡大図、第７図（Ａ）はフープの巻角と強度との関係
を示したグラフ、第７図（Ｂ）は円柱と巻角αとの関係
を示した説明図、第８図は多段ロケットの説明図、第９
図は従来のフィラメントワイディング法を用いた圧力容
器の製造方法を示した説明図、第10図および第11図は従
来の圧力容器の部分断面拡大図である。 23……ドーム部 24……取付面用追加巻部 26……フランジ 28……フープ層（固定用追加巻部）
加巻部の切削を示した説明図、第３図はフランジの説明
図、第４図はドームにフランジを嵌合した際の説明図、
第５図は圧力容器の説明図、第６図は圧力容器の部分断
面拡大図、第７図（Ａ）はフープの巻角と強度との関係
を示したグラフ、第７図（Ｂ）は円柱と巻角αとの関係
を示した説明図、第８図は多段ロケットの説明図、第９
図は従来のフィラメントワイディング法を用いた圧力容
器の製造方法を示した説明図、第10図および第11図は従
来の圧力容器の部分断面拡大図である。 23……ドーム部 24……取付面用追加巻部 26……フランジ 28……フープ層（固定用追加巻部）
Claims (1)
- 【請求項１】フィラメントワインディング法を用いた圧
力容器の製造方法であって、 マトリックス樹脂を含浸した連続繊維で圧力容器本体と
なるドーム部を一体形成した後、そのドーム部のフラン
ジを嵌合する嵌合部にマトリックス樹脂を含浸した他の
連続繊維で取付面用追加巻部を形成し、含浸されたそれ
らマトリックス樹脂の硬化後に、その取付面用追加巻部
を所定寸法に仕上げて該部分にフランジの取付部を嵌合
させ、さらにそのフランジの取付部の上から固定用追加
巻を行うことを特徴とする圧力容器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151323A JPH0669727B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 圧力容器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151323A JPH0669727B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 圧力容器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0316719A JPH0316719A (ja) | 1991-01-24 |
| JPH0669727B2 true JPH0669727B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=15516109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151323A Expired - Fee Related JPH0669727B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 圧力容器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669727B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3781385B2 (ja) * | 1995-11-10 | 2006-05-31 | 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース | 圧力容器の製造方法 |
| JPH1147276A (ja) | 1997-08-07 | 1999-02-23 | Shinji Kondo | 注射針保護キャップ及びこれを用いた注射針処理具 |
| CN113954400A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-21 | 上海朗旦复合材料科技有限公司 | 一种全复合材料压力容器的制造方法 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP1151323A patent/JPH0669727B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0316719A (ja) | 1991-01-24 |
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Legal Events
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