JPH10695A

JPH10695A - 繊維強化樹脂製品の製造装置

Info

Publication number: JPH10695A
Application number: JP8155626A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Nonaka; 俊秀野中; Tsuyoshi Ono; 毅之大野
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】フィラメントワィンディング法に利用する装
置であり、ロービング繊維等を供給する際の折れ曲がり
を防止し、ロービング繊維等が切断したり毛羽が発生す
ることない繊維強化樹脂管又は管継手の製造装置を提供
する。【解決手段】回転するマンドレルの近くにあってマン
ドレルをトラバースする移動部材を持ち、この移動部材
にフィードアイとなるガイド７と共に樹脂含浸槽８が取
り付けられている。樹脂含浸槽８内には、繊維テープ２
２のロール２８が内蔵されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロービング繊維や
繊維テープをフィードアイと称されるガイドによって案
内し、マンドレル等の型体に卷回する繊維強化樹脂製品
の製造装置に関するものであり、特に繊維強化樹脂管又
は管継手の製造装置として好適であってロービング繊維
等が切断したり毛羽が発生することなく、マンドレルに
対して所定の角度で繊維を卷回することができるように
した繊維強化樹脂製品の製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】配管材料として、軽量であるにもかかわ
らず剛性が高く、高圧の流体を搬送することができる繊
維強化樹脂管が多用されている。また繊維強化樹脂管
は、同じく繊維強化樹脂製のＴ字管などによって接続さ
れる。

【０００３】繊維強化樹脂製のＴ字管は、例えば、本出
願人が特願平７−３３６４９号に開示しているように、
Ｔ字形のマンドレルに帯状のロービング繊維を卷回する
フィラメントワインディング法によって製造される。こ
の方法では図９に示す様な回転装置５０と移動部材５
１、および繊維供給装置５２からなる製造装置が活用さ
れる。

【０００４】回転装置５０は、Ｔ字形のマンドレル（型
体）１を保持する回転軸１０を備える。回転軸１０は先
端側１１がＶ字形に折曲され、その遊端部がマンドレル
１の基端側の主管形成部Ｂを片持ち状態に保持する。マ
ンドレル１は回転軸１０の中心軸１２に対してほぼ４５
°の傾斜姿勢に保持され、回転軸１０が回転することに
より、マンドレル１は８の字を描くように回転する。

【０００５】このようなマンドレル１に帯状に揃えられ
たロービング繊維２が卷回される。帯状のロービング繊
維２は、移動部材５１に保持されてマンドレル１の上方
をトラバースするフィードアイ部材１００に案内され
る。ここで移動部材５１は、具体的には工業用ロボット
であり、２乃至６軸の自由度を持ち、フィードアイ部材
１００を最適な位置に移動させることができる。フィー
ドアイ部材１００は図１０に示すように、ロボットアー
ム先端の基盤１３０に取り付けられるものであり、取り
付け用フランジ１０１にアーム１０２を突設し、そのア
ーム１０２の基端側と先端部とに二つのガイド１１０，
１２０を平行に立設したものである。

【０００６】ロービング繊維２は、樹脂含浸槽５５と繊
維ロール５６とからなる繊維供給装置５２から供給され
る。すなわちロービング繊維２は、所定の場所に設置さ
れた樹脂含浸槽５５に溜められた熱硬化性樹脂の溶液に
浸漬されてから、第１のガイド１１０に引っ掛けられ、
第２のガイド１２０によって平行な帯状に揃えられて張
架され、マンドレル１に卷回される。

【０００７】このロービング繊維２はまず図７（ａ）に
示すように、その先端部をマンドレル１の枝管形成部Ａ
に接着される。つぎに、図７（ｂ）に示すように回転軸
１０を回転させることにより、マンドレル１を回転さ
せ、ロービング繊維２をマンドレル１の枝管形成部Ａに
卷回する。このようにマンドレル１が回転し続け、枝管
形成部Ａへのロービング繊維２の卷回が終了すると、図
７（ｃ）に示すように、ロービング繊維２はマンドレル
１の基端側の主管形成部Ｂに卷回する。

【０００８】次にロービング繊維２は図８（ａ）に示す
ように、回転軸１０の回転によって回転するマンドレル
１の基端側の主管形成部Ｂを卷回される。つづいて図８
（ｂ）に示すように、ロービング繊維２はマンドレル１
の遊端側の主管形成部Ｃに移動する。最後に図８（ｃ）
に示すように、回転軸１０の回転によって回転するマン
ドレル１の遊端側の主管形成部Ｃに、ロービング繊維２
が卷回されると、ロービング繊維２を切断する。一連の
工程において、フィードアイ部材１００は工業用ロボッ
トの移動部材５１によってマンドレル１の上方をトラバ
ースされる。

【０００９】このようにしてマンドレル１の枝管形成部
Ａと主管形成部Ｂ，Ｃとの上にロービング繊維２が卷回
されて、さらにロービング繊維２が切断されると、加熱
炉に入炉してロービング繊維２に含浸した熱硬化性樹脂
の溶液を硬化させる。熱硬化性樹脂の溶液が硬化した
後、マンドレル１を抜き出すと、繊維強化樹脂製のＴ字
管が完成する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ロービング繊維２はフ
ィードアイ部材１００のガイド１１０、１２０を介して
マンドレル１に供給され巻き付けられる。ここでロービ
ング繊維２がマンドレル１に巻き付けられる際には、ガ
イド１１０，１２０を取り付けたフィードアイ部材１０
０のアーム１０２はマンドレル１の卷回部分に対して常
に直交するように向けられることが望ましい。

【００１１】しかしその一方、Ｔ字管を製造するための
マンドレル１は、枝管形成部Ａを持ち、ロービング繊維
２が枝管形成部Ａに絡まない様にフィードアイ部材１０
０を移動させなければならず、且つまたマンドレル１は
触れ回り回転をする。そのためフィードアイ部材１００
のアーム１０２をマンドレル１の卷回部分に対して常に
直交するように向けるためには、フィードアイ部材１０
０は複雑な運動を余儀なくされる。

【００１２】しかし、フィードアイ部材１００のアーム
１０２がマンドレル１に対して直交するように複雑に移
動すると、ロービング繊維２は所定の場所に設置された
樹脂含浸槽５５と第１のガイド１１０との間で張架され
た状態にあるため、図９に示すように、ロービング繊維
２が第１のガイド１１０の部分で折れ曲がる。するとロ
ービング繊維２の送り出しに支障が生じ、ロービング繊
維２に過度の負担がかかり、ロービング繊維２が切断し
たり毛羽が発生するといった不具合があった。

【００１３】そこで、本発明は、ロービング繊維等を供
給する際の折れ曲がりを防止し、ロービング繊維等が切
断されたり毛羽が発生することない繊維強化樹脂管又は
管継手の製造装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そして上記の課題を解決
するための請求項１記載の本発明は、回転する型体の近
くに配置され、回転する型体の近傍を移動する移動部材
と、移動部材に取り付けられたガイドを有し、該ガイド
を介して樹脂含浸繊維を型体に供給し、型体に樹脂含浸
繊維を巻き付ける繊維強化樹脂製品の製造装置におい
て、移動部材には前記ガイドと共に繊維に樹脂を含浸さ
せる樹脂含浸槽が取り付けられ、移動部材の動作に伴っ
て、ガイドと樹脂含浸層が一体的に移動することを特徴
とする繊維強化樹脂製品の製造装置である。

【００１５】請求項１記載の発明は、特に繊維強化樹脂
管又は管継手の製造装置として適する。そして請求項１
記載の発明を繊維強化樹脂管又は管継手の製造に応用し
た請求項２記載の発明は、繊維強化樹脂製品は、繊維強
化樹脂管又は管継手であることを特徴とする請求項１記
載の繊維強化樹脂製品の製造装置である。

【００１６】本発明の繊維強化樹脂製品の製造装置で
は、樹脂含浸槽がガイドと共に移動部材に取り付けられ
ている。そのため移動部材がどの位置に移動しても、樹
脂含浸槽とガイドとの相対位置の変化は極めて小さい。
従って移動部材が移動しても繊維が折れ曲がることは無
い。

【００１７】また上記した発明を改良した請求項３記載
の発明は、樹脂含浸槽は、移動部材に対して吊下状に固
定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
繊維強化樹脂製品の製造装置である。

【００１８】本発明では、樹脂含浸槽は、移動部材に対
して吊下状に固定されているので、移動部材の姿勢が多
少水平を外れても、樹脂含浸槽は水平姿勢を保つ。その
ため移動部材が無理な動作をしても、樹脂含浸槽内の樹
脂液は漏れない。

【００１９】さらに上記した発明を改良した請求項４記
載の発明は、樹脂含浸槽はスリットを有して該スリット
から繊維が排出され、さらに該スリットの開口は、閉じ
方向に付勢されていて繊維に抵抗を加え繊維に張力を付
与することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の繊維強化樹脂製品の製造装置である。

【００２０】本発明の繊維強化樹脂製品の製造装置で
は、繊維に所望の張力を与えることができ、型体への繊
維の巻き付けが円滑である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下本発明の繊維強化樹脂製品の
製造装置の詳細を、繊維強化樹脂管又は管継手の製造装
置に適用した実施形態を通じて説明する。図１は、本発
明の実施形態に係る繊維強化樹脂管又は管継手の製造装
置の概略図である。図２は、本発明の実施形態の繊維強
化樹脂管又は管継手の製造装置のフィードアイ部材の概
略斜視図である。図３は、図２のフィードアイ部材の内
部を示す断面斜視図である。図４は、図２のフィードア
イ部材の樹脂含浸槽の出口部分の断面斜視図である。図
５の内（ａ）は、図２のフィードアイ部材の内部を示す
縦断面図であり、（ｂ）は図２のフィードアイ部材の内
部を示す横断面図である。図６は、図２のフィードアイ
部材の樹脂含浸槽の出口部分の断面図である。

【００２２】本実施形態の繊維強化樹脂管又は管継手の
製造装置は、フィードアイ部材を介してガイド７と、樹
脂含浸槽８とを移動部材５に取りつけたものである。す
なわち、本実施形態の繊維強化樹脂管又は管継手の製造
装置は、移動部材５にフィードアイ部材６が固定され、
さらにこのフィードアイ部材６にフィードアイとして機
能するガイド７と、樹脂含浸槽８が取り付けられてい
る。

【００２３】順次説明すると、移動部材５は、従来技術
と同様に多関節の工業用ロボットであり、２乃至６軸程
度の自由度を持つ。

【００２４】フィードアイ部材６は、図２の様に取り付
け用フランジ２０にアーム２１が突設されたものであ
り、従来技術と同様にロボットアーム先端の基盤１３０
に取り付けられ、アーム２１の先端側に、ガイド７が設
けられている。ガイド７は、フィードアイとして機能す
るものであり、従来技術で説明したガイド１２０と同等
の働きをするものあるが、本実施形態では、後記する様
にテープ状の繊維を使用するため、板状部材の長手方向
に、一本のスリット２３が設けられたものが採用されて
いる。ガイド７は、アーム２１に一体的に固定されてお
り、ガイド７は、アーム２１に対して相対移動しない。

【００２５】またアーム２１の中間部分には、樹脂含浸
槽８が取り付けられている。樹脂含浸槽８は、前記した
ガイド７とは異なり、アーム２１に対して吊下状に固定
されている。樹脂含浸槽８の吊下は、例えばゴムの様な
弾性体を介在したり、アームに回転可能なリングを装着
し、そのリングを介して行われる。従って樹脂含浸槽８
は、図５（ｂ）の矢印の様にアーム２１に対して多少の
揺れ動きが可能であり、アーム２１が斜め状態であって
も、樹脂含浸槽８は、水平に近い状態を保つ。

【００２６】樹脂含浸槽８の内部構造は、図３の通りで
あり、樹脂が漏れない様に略密閉された箱体２５内にテ
ープロール芯２６と押さえロール２７が設けられてい
る。そしてテープロール芯２６には、繊維テープ２２の
ロール２８が装着されている。本実施形態では限られた
スペース内にある程度の長さの繊維テープ２２を収納す
る必要から、繊維テープ２２はトリコット等の伸縮性を
有する素材が望ましい。ただしもちろん、ガラスクロ
ス、ガラスマット、ポリエステル等の不織布、その他公
知の繊維も利用することができる。

【００２７】押さえロール２７は、箱体２５に回転可能
に固定されたものである。なお押さえロール２７の構造
としては、箱体２５内で上下方向にある程度移動可能と
し、繊維テープ２２に一定の張力を付与する構成（いわ
ゆるダンサーロール）であっても良く、また単なる重り
であっても良い。

【００２８】箱体２５のガイド７側の側面には、繊維を
引き出すスリット３０が設けられている。このスリット
３０は、図４，図６の様に、上部側が可動板３１によっ
て構成されている。可動板３１は、下端が丸く作られた
長細い板であり、上面には、複数個のネジ３２が設けら
れている。一方箱体２５の本体部分は、スリット部分が
外側に折り返されていて座面３３が設けられている。そ
してこの座面３３には図示しない孔が設けられ、可動板
３１のネジ３２が下から挿通され、さらにネジ３２の上
部には位置決め用のナット３５が取り付けられている。
ナット３５は、スリット３０の開口を調節するものであ
る。またネジ３２には圧縮コイルバネ３６が取り付けら
れており、圧縮コイルバネ３６は可動板３１を下に向か
って押圧している。すなわちスリット３０の開口は閉じ
方向に付勢されている。

【００２９】箱体２５の中には、図５の様に熱硬化性の
樹脂液３７が入っており、ロール２８の一部は、この樹
脂液３７に浸っている。なお、樹脂液３７は、公知のフ
ィラメントワインディング法で利用されるものと同様の
ものが利用可能であり、例えばポリエステル樹脂等が適
切である。

【００３０】繊維テープ２２の経路は、図５（ａ）の様
に、ロール２８から押さえロール２７の下を潜って、強
制的に樹脂液３７に浸され、さらにスリット３０から排
出される。スリット３０では、可動板３１によって余剰
の樹脂液が掻き落とされると共に、繊維テープ２２に一
定の抵抗が与えられる。繊維テープ２２は、マンドレル
１に巻き付けられることによって引っ張り力を受けるの
で、繊維テープ２２には、スリット３０の抵抗によって
張力が付与される。そして樹脂が適度に含浸され、また
一定の張力で張られた繊維テープ２２は、ガイド７のス
リット２３に入り、回転装置３８（図１参照）に取り付
けられたマンドレル１に供給され、従来と同様にマンド
レル１に巻き付けられる。

【００３１】本実施形態の製造装置によって、例えばＴ
字管を製造する場合には、従来技術と同様に移動部材５
がマンドレル１の上方をトラバースし、移動部材５は、
最適条件でマンドレル１に繊維を巻き付けるために複雑
に移動する。しかしながら、本実施形態の製造装置で
は、樹脂含浸槽８は、フィードアイ部材６を介して固定
されており、移動部材５と樹脂含浸槽８およびガイド７
の動作は一体であるため、移動部材５がどの様に移動し
ても、樹脂含浸槽８とガイド７の相対位置は実質上変わ
らない（樹脂含浸槽８は揺動するので、厳密には多少変
動する）。従って樹脂含浸槽８とガイド７とは常に直線
状態を維持し、両者間で繊維テープ２２が捩じれたり、
折れたりといった事態は発生しない。そのため繊維テー
プ２２が切断したり毛羽立つことなく、繊維テープ２２
はガイド７から導出されてマンドレル１に卷回される。

【００３２】以上の実施形態では、樹脂含浸槽８内に繊
維テープ２２のロール２８を配置したものを例示した
が、本発明は、繊維テープ２２にこだわるものではな
く、ロービングのロールを樹脂含浸槽８内に配置するこ
とも可能である。繊維テープ２２に変わってロービング
繊維を使用する場合には、ガイド７は、従来技術と同様
の櫛の歯状のものが利用される。また繊維テープ２２の
ロール２８を、樹脂含浸槽８内に直接入れるのではな
く、ロール自体は他の部位に配置し、このロールから樹
脂含浸槽８内に繊維テープを導入する構成も可能であ
る。上記の実施の形態においては、Ｔ字管を製造する場
合について説明したが、本発明に係る繊維強化樹脂製品
の製造装置はエルボやクロスなど各種の繊維強化樹脂管
継手あるいは繊維強化樹脂管そのものを製造する場合に
も適用することができる。またさらに本発明の繊維強化
樹脂製品の製造装置は、繊維強化樹脂の丸棒等の様な配
管材料以外のものを製造する場合にも応用可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明の繊維強化樹脂製品の製造装置で
は、樹脂含浸槽がガイドと共に移動部材に取り付けられ
ているので、移動部材がどの位置に移動しても、樹脂含
浸槽とガイドとの相対位置の変化は極めて小さい。その
ため本発明の繊維強化樹脂製品の製造装置では、繊維等
を供給する際の折れ曲がりが無く、繊維が切断したり毛
羽が発生することない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る繊維強化樹脂管又は管
継手の製造装置の概略図である。

【図２】本発明の実施形態の繊維強化樹脂管又は管継手
の製造装置のフィードアイ部材の概略斜視図である。

【図３】図２のフィードアイ部材の内部を示す断面斜視
図である。

【図４】図２のフィードアイ部材の樹脂含浸槽の出口部
分の断面斜視図である。

【図５】（ａ）は、図２のフィードアイ部材の内部を示
す縦断面図であり、（ｂ）は図２のフィードアイ部材の
内部を示す横断面図である。

【図６】図２のフィードアイ部材の樹脂含浸槽の出口部
分の断面図である。

【図７】繊維強化樹脂管継手の枝管部を製造する工程を
示す概略図である。

【図８】繊維強化樹脂管継手の主管部を製造する工程を
示す概略図である。

【図９】従来技術に係る繊維強化樹脂管又は管継手の製
造装置によってロービング繊維をマンドレルに卷回して
いる状態を示す概略図である。

【図１０】従来技術のフィードアイの概略斜視図であ
る。

【図１１】従来技術のフィードアイの要部拡大正面図で
ある。

【符号の説明】

１マンドレル（型体）５移動部材６フィードアイ部材７ガイド８樹脂含浸槽２２繊維テープ２３スリット２６テープロール芯２７押さえロール２８ロール３０スリット３１可動板３６圧縮コイルバネ３７樹脂液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 31:24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する型体の近くに配置され、回転す
る型体の近傍を移動する移動部材と、移動部材に取り付
けられたガイドを有し、該ガイドを介して樹脂含浸繊維
を型体に供給し、型体に樹脂含浸繊維を巻き付ける繊維
強化樹脂製品の製造装置において、移動部材には前記ガ
イドと共に繊維に樹脂を含浸させる樹脂含浸槽が取り付
けられ、移動部材の動作に伴って、ガイドと樹脂含浸層
が一体的に移動することを特徴とする繊維強化樹脂製品
の製造装置。
【請求項２】繊維強化樹脂製品は、繊維強化樹脂管又
は管継手であることを特徴とする請求項１記載の繊維強
化樹脂製品の製造装置。
【請求項３】樹脂含浸槽は、移動部材に対して吊下状
に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記
載の繊維強化樹脂製品の製造装置。
【請求項４】樹脂含浸槽はスリットを有して該スリッ
トから繊維が排出され、さらに該スリットの開口は、閉
じ方向に付勢されていて繊維に抵抗を加え繊維に張力を
付与することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載の繊維強化樹脂製品の製造装置。