JPH0720672B2 - フイラメントワインデイング法 - Google Patents
フイラメントワインデイング法Info
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- JPH0720672B2 JPH0720672B2 JP61298180A JP29818086A JPH0720672B2 JP H0720672 B2 JPH0720672 B2 JP H0720672B2 JP 61298180 A JP61298180 A JP 61298180A JP 29818086 A JP29818086 A JP 29818086A JP H0720672 B2 JPH0720672 B2 JP H0720672B2
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- mandrel
- tape
- winding
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- 238000009730 filament winding Methods 0.000 title claims description 7
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- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
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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、繊維強化プラスチックス（以下FRPとい
う）、特に長繊維を用いたFRPを製造するためのフィラ
メントワインディング法（以下FW法という）に関し、詳
しくは多数本の巻付け繊維を広巾のテープ状にしてマン
ドレルに高精度に巻付けることができるFW法に関する。
う）、特に長繊維を用いたFRPを製造するためのフィラ
メントワインディング法（以下FW法という）に関し、詳
しくは多数本の巻付け繊維を広巾のテープ状にしてマン
ドレルに高精度に巻付けることができるFW法に関する。
FW法は、第１図に示すように、サプライ部１から供給さ
れる多数本の巻付け繊維２をレジンバス３に通して樹脂
を含浸させた後、回転運動するマンドレル４に巻取り、
この後巻付け繊維２に含浸させた樹脂を硬化させて脱型
する方法であり、この方法は円筒体等回転対称のFRPの
成形に利用されている。
れる多数本の巻付け繊維２をレジンバス３に通して樹脂
を含浸させた後、回転運動するマンドレル４に巻取り、
この後巻付け繊維２に含浸させた樹脂を硬化させて脱型
する方法であり、この方法は円筒体等回転対称のFRPの
成形に利用されている。
従来、上記マンドレル４の周面に巻付け繊維２を巻付け
る際には、量産性を考えて多数本の巻付け繊維２をマン
ドレル４に対して軸方向に往復運動するキャレッジトラ
バース５のアイ６に通してテープ状に引揃えながらマン
ドレル４の軸方向に往復動させている。
る際には、量産性を考えて多数本の巻付け繊維２をマン
ドレル４に対して軸方向に往復運動するキャレッジトラ
バース５のアイ６に通してテープ状に引揃えながらマン
ドレル４の軸方向に往復動させている。
このようなFW法において、従来、第３図に示すように、
テープ状の巻付け繊維２をマンドレル４に対して斜めに
ヘリカル巻する場合には、マンドレル４の両端部に、小
径側に真円筒部８を有するコーン部７を連結して、テー
プ状の巻付け繊維２がマンドレル４の両端において移動
方向が反対方向に変更される際にテープ状の巻付け繊維
２がコーン部７の直円筒部８に引っかかってマンドレル
４の軸方向にずれないようにしている。
テープ状の巻付け繊維２をマンドレル４に対して斜めに
ヘリカル巻する場合には、マンドレル４の両端部に、小
径側に真円筒部８を有するコーン部７を連結して、テー
プ状の巻付け繊維２がマンドレル４の両端において移動
方向が反対方向に変更される際にテープ状の巻付け繊維
２がコーン部７の直円筒部８に引っかかってマンドレル
４の軸方向にずれないようにしている。
ところで、ヘリカル巻きパターンの場合は、マンドレル
４の周囲にテープ状の連続繊維２を巻付ける際、巻付角
度αを一定にしてテープ状の連続繊維２をマンドレル４
に等速で往復動させながら巻付けると、テープ状の連続
繊維２が一往復目と二往復目でマンドレル４の周面の同
じ位置に巻重ねられることになり、マンドレル４の周面
に連続繊維２を隙間なく巻付けることができない。この
ため従来は、テープ状の連続繊維２がマンドレル４を一
往復する間にテープ状の連続繊維２の巻付け位置がマン
ドレル４の周面で軸方向にテープ状の連続繊維２の幅分
だけずれるように巻付けてテープ状の連続繊維２をマン
ドレル４の周面に隙間無く巻付けるようにしている。
４の周囲にテープ状の連続繊維２を巻付ける際、巻付角
度αを一定にしてテープ状の連続繊維２をマンドレル４
に等速で往復動させながら巻付けると、テープ状の連続
繊維２が一往復目と二往復目でマンドレル４の周面の同
じ位置に巻重ねられることになり、マンドレル４の周面
に連続繊維２を隙間なく巻付けることができない。この
ため従来は、テープ状の連続繊維２がマンドレル４を一
往復する間にテープ状の連続繊維２の巻付け位置がマン
ドレル４の周面で軸方向にテープ状の連続繊維２の幅分
だけずれるように巻付けてテープ状の連続繊維２をマン
ドレル４の周面に隙間無く巻付けるようにしている。
この従来の方法では、テープ状の連続繊維２がマンドレ
ル４の一端から他端に移動する間に巻付け角度に誤差が
生じること及び次に問題があった。
ル４の一端から他端に移動する間に巻付け角度に誤差が
生じること及び次に問題があった。
ヘリカル巻パターンにはテープ状の連続繊維２がマンド
レル４を一往復してテープ幅分だけずれる場合と、二往
復以上して突き合せる場合がある。従来の方法において
は一往復で突き合せる場合を除いては以下に二往復での
突き合わせ例を示す如く均質な巻付けが不可であった。
レル４を一往復してテープ幅分だけずれる場合と、二往
復以上して突き合せる場合がある。従来の方法において
は一往復で突き合せる場合を除いては以下に二往復での
突き合わせ例を示す如く均質な巻付けが不可であった。
すなわち第５図に示す如く、マンドレル４の周方向の任
意断面をとったとき、テープ状の連続繊維２の右行の繊
維の配置を考えると、１→２→３→４の順に巻付けら
れ、３の位置で初めて突き合される。ここで１に対し２
の位置は対称な位置に配置できず（１と３とが突き合う
ため２では1/2のずれになる）、したがってＡの長さと
Ｂの長さとが異なり、ｎ−１回目でＡ部をテープ状の連
続繊維２で覆ったとしてもｎ回目では未だｃだけ隙間を
生じてしまうといった問題があり、テープ状の連続繊維
２のテープ巾が広くなる程この隙間は大きくなり均質巻
付は不可となっていた。
意断面をとったとき、テープ状の連続繊維２の右行の繊
維の配置を考えると、１→２→３→４の順に巻付けら
れ、３の位置で初めて突き合される。ここで１に対し２
の位置は対称な位置に配置できず（１と３とが突き合う
ため２では1/2のずれになる）、したがってＡの長さと
Ｂの長さとが異なり、ｎ−１回目でＡ部をテープ状の連
続繊維２で覆ったとしてもｎ回目では未だｃだけ隙間を
生じてしまうといった問題があり、テープ状の連続繊維
２のテープ巾が広くなる程この隙間は大きくなり均質巻
付は不可となっていた。
そこで、この発明は、テープ状の連続繊維を、マンドレ
ルの周面に突き合せ状態で軸方向に隙間なく均質に巻付
けることができるFW法を提供しようとするものである。
ルの周面に突き合せ状態で軸方向に隙間なく均質に巻付
けることができるFW法を提供しようとするものである。
上記の問題点を解決するために、この発明は、マンドレ
ルの両端に連結したコーン部の直円筒部にテープ状の連
続繊維を引っかけてテープ状の連続繊維の移動方向を反
転させる際にマンドレルを旋回させて、マンドレル端部
の巻始め部分をテープ状の連続繊維のテープ幅分だけマ
ンドレルの軸方向にずらし、テープ状の連続繊維をマン
ドレルに巻付ける際にはキャッヂトラバースの移動速度
とマンドレルの周速比を一定にしてテープ状の連続繊維
の巻付け角度を所定の角度に維持するようにしたもので
ある。
ルの両端に連結したコーン部の直円筒部にテープ状の連
続繊維を引っかけてテープ状の連続繊維の移動方向を反
転させる際にマンドレルを旋回させて、マンドレル端部
の巻始め部分をテープ状の連続繊維のテープ幅分だけマ
ンドレルの軸方向にずらし、テープ状の連続繊維をマン
ドレルに巻付ける際にはキャッヂトラバースの移動速度
とマンドレルの周速比を一定にしてテープ状の連続繊維
の巻付け角度を所定の角度に維持するようにしたもので
ある。
上記の方法によると、マンドレル端部のコーン部におい
てマンドレルの端部の巻始め部分が一往復目と二往復目
でテープ状の連続繊維のテープ幅だけマンドレル軸方向
にずらされるため、一往復目に形成された巻付けパター
ンの一側に突き合うように二往復目のテープ状の連続繊
維がマンドレルに巻付けられる。そして、マンドレル周
面では、テープ状の連続繊維の巻付け角度が所定の角度
に維持されるため、マンドレルの一端で一往復目に形成
された巻付けパターンの一側に突き合せた状態がマンド
レルの一端から他端に亘って維持され、テープ状の連続
繊維がマンドレルの周囲に均質に巻付けられる。
てマンドレルの端部の巻始め部分が一往復目と二往復目
でテープ状の連続繊維のテープ幅だけマンドレル軸方向
にずらされるため、一往復目に形成された巻付けパター
ンの一側に突き合うように二往復目のテープ状の連続繊
維がマンドレルに巻付けられる。そして、マンドレル周
面では、テープ状の連続繊維の巻付け角度が所定の角度
に維持されるため、マンドレルの一端で一往復目に形成
された巻付けパターンの一側に突き合せた状態がマンド
レルの一端から他端に亘って維持され、テープ状の連続
繊維がマンドレルの周囲に均質に巻付けられる。
又、二往復以上で突き合わせる場合でも、この発明によ
れば、テープ状の連続繊維をマンドレルの周方向断面の
対象位置に配置することが可能となり、従来の不都合は
生じない。
れば、テープ状の連続繊維をマンドレルの周方向断面の
対象位置に配置することが可能となり、従来の不都合は
生じない。
以下、この発明を第３図乃至第５図に基づいて説明す
る。
る。
第３図において、４はマンドレル、７は小径側に直円筒
部８を有する半球状のコーン部、９はマンドレル４に巻
付けられる連続繊維２が繰出されるキャレッヂトラバー
ス５のアイ６のマンドレル４に対する相対的位置、２は
マンドレル４に巻き付けられる連続繊維をそれぞれ示し
ている。また、Ａ〜Ｆは以下の状態のキャレッジトラバ
ース５の角位置を示している。
部８を有する半球状のコーン部、９はマンドレル４に巻
付けられる連続繊維２が繰出されるキャレッヂトラバー
ス５のアイ６のマンドレル４に対する相対的位置、２は
マンドレル４に巻き付けられる連続繊維をそれぞれ示し
ている。また、Ａ〜Ｆは以下の状態のキャレッジトラバ
ース５の角位置を示している。
Ａ、Ｆ……連続繊維２が直円筒部８に到達したとき Ｂ、Ｅ……直円筒部 Ｃ、Ｄ……連続繊維２がマンドレル終点に到達したとき Ａ点、Ｆ点即ち、マンドレル４に巻付けられる連続繊維
２が直円筒部８に到達すると、キャレッジトラバース５
の移動方向が反対方向に変わるので、キャレッジトラバ
ース５が一時停止し、マンドレル４の回転も一時停止す
る。この時、即ち、キャレッジトラバース５とマンドレ
ル４が停止するＡ点とＦ点でマンドレル４を旋回させて
Ａ点とＦ点の両方うわせてテープ状の連続繊維２の巻付
け位置をマンドレル４の軸方向にテープ幅分だけずらせ
る。このＡ点、Ｆ点におけるマンドレル４の合計旋回量
θはマンドレル４の半径をr0、巻付け角度をα、テープ
状の連続繊維２のテープ幅をＷとすると、 で表される。この後Ａ点、Ｆ点殻キャレッジトラバース
５とマンドレル４を徐々に昇速して、マンドレル４間で
は1vc/vＭ 1＝tan α（vc:キャレッジトラバースの移動
速度、ｖＭ：マンドレルの周速）を維持するように、即
ち、キャレッジトラバース５の移動速度とマンドレル４
の周速比を一定にしてテープ状の連続繊維２の巻付け角
度αを所定の角度に維持してマンドレル４の周面にテー
プ状の連続繊維２を巻付けるのである。
２が直円筒部８に到達すると、キャレッジトラバース５
の移動方向が反対方向に変わるので、キャレッジトラバ
ース５が一時停止し、マンドレル４の回転も一時停止す
る。この時、即ち、キャレッジトラバース５とマンドレ
ル４が停止するＡ点とＦ点でマンドレル４を旋回させて
Ａ点とＦ点の両方うわせてテープ状の連続繊維２の巻付
け位置をマンドレル４の軸方向にテープ幅分だけずらせ
る。このＡ点、Ｆ点におけるマンドレル４の合計旋回量
θはマンドレル４の半径をr0、巻付け角度をα、テープ
状の連続繊維２のテープ幅をＷとすると、 で表される。この後Ａ点、Ｆ点殻キャレッジトラバース
５とマンドレル４を徐々に昇速して、マンドレル４間で
は1vc/vＭ 1＝tan α（vc:キャレッジトラバースの移動
速度、ｖＭ：マンドレルの周速）を維持するように、即
ち、キャレッジトラバース５の移動速度とマンドレル４
の周速比を一定にしてテープ状の連続繊維２の巻付け角
度αを所定の角度に維持してマンドレル４の周面にテー
プ状の連続繊維２を巻付けるのである。
このようにすると、巻付け角度αはvc/vＭで一義的に決
定され、また、テープ巾Ｗはマンドレル４の旋回で確保
されるため、テープ巾Ｗは、 を保持する形で巻付けが可能となる。Ｄはマンドレル径
である。
定され、また、テープ巾Ｗはマンドレル４の旋回で確保
されるため、テープ巾Ｗは、 を保持する形で巻付けが可能となる。Ｄはマンドレル径
である。
次に、第４図は、この発明はのFW法により、炭素繊維強
化プラスチックスを形成する場合の巻付けパターンの一
例を示している。
化プラスチックスを形成する場合の巻付けパターンの一
例を示している。
この第４図におけるＡ〜Ｆは、第３図に示すキャレッジ
トラバース５の各位置を示している。この発明のFW法で
はＡ＊点、Ｆ＊点のキャレッジトラバース５が一時停止
する時に、マンドレル４を合計で だけ旋回させるものであり、第５図の巻付けパターンで
はマンドレル４の旋回量をＡ点で 、Ｆ点で０にしており、A0点より点ｎ回 巻付け、巻付け角度のαの層を形成するようにしてい
る。
トラバース５の各位置を示している。この発明のFW法で
はＡ＊点、Ｆ＊点のキャレッジトラバース５が一時停止
する時に、マンドレル４を合計で だけ旋回させるものであり、第５図の巻付けパターンで
はマンドレル４の旋回量をＡ点で 、Ｆ点で０にしており、A0点より点ｎ回 巻付け、巻付け角度のαの層を形成するようにしてい
る。
二往復以上で突合わせる場合のこの発明の巻付パターン
の一例を示すと、今ｎ往復して突合せるヘリカルパター
ンでは、マンドレル円周長さをテープ巾が覆うために必
要な回数をｎの倍数となるようにテープ巾を調整し、ｎ
回までの巻付時には円周長さをｎ等分した位相にテープ
を配置し、（ｎ＋１）回目でｎ等分プラステープ巾分だ
けずらすようにすれば１往復目につき合わすように巻付
けられ、順次2n回目まで又円周長さのｎ等分だけずらせ
ばそれぞれがｎ回目の繊維の隣りにつき合わさって巻付
が可能となる。
の一例を示すと、今ｎ往復して突合せるヘリカルパター
ンでは、マンドレル円周長さをテープ巾が覆うために必
要な回数をｎの倍数となるようにテープ巾を調整し、ｎ
回までの巻付時には円周長さをｎ等分した位相にテープ
を配置し、（ｎ＋１）回目でｎ等分プラステープ巾分だ
けずらすようにすれば１往復目につき合わすように巻付
けられ、順次2n回目まで又円周長さのｎ等分だけずらせ
ばそれぞれがｎ回目の繊維の隣りにつき合わさって巻付
が可能となる。
これによりもともと円周長さをｎ等分した長さをテープ
巾で覆えば全体が覆えることになり従来の不具合は回避
できる。
巾で覆えば全体が覆えることになり従来の不具合は回避
できる。
この発明によれば、以上のように、マンドレルに巻付け
るテープ状の連続繊維の巻付け角度が一定となり、テー
プ巾も一定に維持することが可能となるので、テープ状
の連続繊維の突き合せが極めて良好になり、ねじれ、偏
肉のない高精度な巻付けが可能となるという効果を奏す
る。
るテープ状の連続繊維の巻付け角度が一定となり、テー
プ巾も一定に維持することが可能となるので、テープ状
の連続繊維の突き合せが極めて良好になり、ねじれ、偏
肉のない高精度な巻付けが可能となるという効果を奏す
る。
第１図はフィラメントワインデング法を示す概略図、第
２図はマンドレルにテープ状の連続繊維を巻付けている
状態の概略図、第３図この発明における巻付け動作を示
す概略図、第４図はこの発明における巻付けパターンの
一例を示す説明図、第５図は従来法による巻付け状態を
示す説明図である。 ２……連続繊維、４……マンドレル、５……キャレッジ
トラバース、７……コーン部、８……直円筒部。
２図はマンドレルにテープ状の連続繊維を巻付けている
状態の概略図、第３図この発明における巻付け動作を示
す概略図、第４図はこの発明における巻付けパターンの
一例を示す説明図、第５図は従来法による巻付け状態を
示す説明図である。 ２……連続繊維、４……マンドレル、５……キャレッジ
トラバース、７……コーン部、８……直円筒部。
Claims (3)
- 【請求項１】樹脂を含浸させた多数本の巻付け繊維を、
回転運動するマンドレルに対して軸方向に往復運動する
キャレッジトラバースによってテープ状に引揃えながら
マンドレルに巻付けるに際し、マンドレルの両端部に、
小径側に直円筒部を有する半球状のコーン部を連結し、
このコーン部の直円筒部に上記テープ状の巻付け繊維を
引っかけてテープ状の巻付け繊維をマンドレルの軸方向
に往復移動させるフィラメントワインディング法におい
て、上記コーン部の直円筒部にテープ状の連続繊維を引
っかけてテープ状の連続繊維の移動方向を反転させる際
にマンドレルを旋回させて、マンドレル端部の巻始め部
分をテープ状の連続繊維のテープ幅分だけマンドレルの
軸方向にずらし、テープ状の連続繊維をマンドレルに巻
付ける際にはキャレッジトラバースの移動速度とマンド
レルの周速比を一定にしてテープ状の連続繊維の巻付け
角度を所定の角度に維持することを特徴とするフィラメ
ントワインディング法。 - 【請求項２】上記テープ状の連続繊維のマンドレル軸方
向へのずらし量を、マンドレルの両端の直円筒部におい
て均等に配分したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載のフィラメントワインディング法。 - 【請求項３】ｎ往復して突合せるヘリカルパターン時で
はマンドレルの円周方向長さをテープ巾が覆うために必
要な回数をｎの倍数となるようにテープ巾を調整し、ｎ
回までの巻付時には円周長さをｎ等分した位相にテープ
を配置し、（ｎ＋１）回にはｎ等分プラステープ巾分だ
け位置をずらして巻付ることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のフィラメントワインディング法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298180A JPH0720672B2 (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | フイラメントワインデイング法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298180A JPH0720672B2 (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | フイラメントワインデイング法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151439A JPS63151439A (ja) | 1988-06-24 |
| JPH0720672B2 true JPH0720672B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=17856249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61298180A Expired - Fee Related JPH0720672B2 (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | フイラメントワインデイング法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0720672B2 (ja) |
-
1986
- 1986-12-15 JP JP61298180A patent/JPH0720672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63151439A (ja) | 1988-06-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |