繊維強化プラスチック製容器の製造方法及びその製造装置
【課題】強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来る繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造方法及びその製造装置を提供する。
【解決手段】製造装置は、マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を巻付けるマンドレル２の両端中心部に支持軸１ａ，１ｂを設け、この支持軸１ａ，１ｂは、軸受け部材５ａ，５ｂを介してマンドレル支持装置６ａ，６ｂに回転自在に支持されている。支持軸１ａ，１ｂには、円筒状容器Ｗの両端開口部に一体的に成形する隔壁部材４を支持するための支持部材７がスライド可能に設けてあり、この支持部材７は隔壁部材４を当接させて支持させると共に、帯状の強化繊維基材３を巻付けるマンドレル２に巻付ける際には、隔壁部材４及びその取付け部４ａが強化繊維基材３の巻付けに干渉しない位置まで移動出来るようになっている。
【解決手段】製造装置は、マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を巻付けるマンドレル２の両端中心部に支持軸１ａ，１ｂを設け、この支持軸１ａ，１ｂは、軸受け部材５ａ，５ｂを介してマンドレル支持装置６ａ，６ｂに回転自在に支持されている。支持軸１ａ，１ｂには、円筒状容器Ｗの両端開口部に一体的に成形する隔壁部材４を支持するための支持部材７がスライド可能に設けてあり、この支持部材７は隔壁部材４を当接させて支持させると共に、帯状の強化繊維基材３を巻付けるマンドレル２に巻付ける際には、隔壁部材４及びその取付け部４ａが強化繊維基材３の巻付けに干渉しない位置まで移動出来るようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、繊維強化プラスチック製容器の製造方法及びその製造装置に係わり、更に詳しくは両端に隔壁部に設けた繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造方法及びその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンドレルにマトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付け、その外周面に熱収縮テープを巻付けた後、オーブン等に入れて加熱硬化させ、硬化後に成形品からマンドレルを引き抜いて円筒状の成形品を製造するフィラメントワインディング成形法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記のようなフィラメントワインディング成形法において、図３に示すような円筒状圧力容器Ｗを製造する場合、図４（ａ），（ｂ）に示すような両端中心部に支持軸１ａ，１ｂを設けたマンドレル２にマトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を巻付けて円筒体を成形した後、その前後部の両端開口部に図５（ａ），（ｂ）に示すような金属材料または樹脂材料で予め所定の形態に形成した隔壁部材４（蓋部材）を一体的に成形するものである。
【０００４】
ところで、強化繊維基材３から成る円筒体の前後端（両端部）に隔壁部４（蓋部材）を一体的に成形する場合、隔壁部材４（蓋部材）の固定側を円筒体の同芯上に配置して強化繊維基材３の巻付け時に、その隔壁部材４の取付け部を巻き込む方法が一般的に用いられている。
【０００５】
然しながら、強化繊維基材３の巻付けは、支持軸１ａ，１ｂを備えたマンドレル２を回転させながら巻付ける回転成形法であるため、巻き込む隔壁部材４の取付け部４ａを装着するには、マンドレル２の回転する支持軸１ａ，１ｂを避ける必要があり、そのためには、隔壁部材４の取付け部４ａを分割しなければならない。しかし、隔壁部材４の取付け部４ａを分割すると、強度が低下するため、この低下を反映した設計が必要であると言う問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明はかかる従来の問題点に着目し、強化繊維基材から成る筒状部の両側に隔壁の取付け部を装着して一体的に成形出来るので、強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来る繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造方法及びその製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記目的を達成するため、この発明の繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造方法は、マンドレルの支持軸にスライド可能に設けた支持部材に強化繊維基材の巻付け範囲外部において予め隔壁部材を配設し、前記マンドレルに強化繊維基材を巻付けて筒状部を成形した後、その筒状部の両端開口部に前記支持部材に配設した隔壁部材をスライドさせて、該隔壁部材の取付け部を当接させ、この状態で前記筒状部、隔壁部材及び取付け部の外周面を前記マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付けて一体的に成形することを要旨とするものである。
【０００８】
ここで、前記隔壁が、金属材料または樹脂材料で構成し、また前記繊維強化プラスチック製容器が、圧力容器である。
【０００９】
また、この発明の繊維強化プラスチック製容器の製造装置は、強化繊維基材を巻付けるマンドレルの両端中心部に支持軸を設け、この支持軸に金属材料または樹脂材料から成る取付け部を備えた隔壁部材をスライド可能に支持する支持部材を設けたことを要旨とするものである。
【００１０】
このように、マンドレルの支持軸にスライド可能に設けた支持部材に強化繊維基材の巻付け範囲外部において予め隔壁部材を配設し、前記マンドレルに強化繊維基材を巻付けて筒状部を成形した後、その筒状部の両端開口部に前記支持部材に配設した隔壁部材をスライドさせて、該隔壁部材の取付け部を当接させ、この状態で前記筒状部、隔壁部材及び取付け部の外周面を前記マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付けて一体的に成形することで、強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来るものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、上記のように強化繊維基材から成る筒状部の両側に隔壁部材の取付け部を装着して一体的に成形出来るので、強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁部材の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来、更に既存の装置を利用して簡便に製造することが出来る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。なお、従来例と同一構成要素は、同一符号を付して説明は省略する。
【００１３】
図１は、この発明の繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器Ｗを製造するための製造装置の概略構成図を示し、この製造装置は、マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を巻付けるマンドレル２の両端中心部に支持軸１ａ，１ｂを設け、この支持軸１ａ，１ｂは、軸受け部材５ａ，５ｂを介してマンドレル支持装置６ａ，６ｂに回転自在に支持されている。
【００１４】
前記支持軸１ａ，１ｂには、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、円筒状容器Ｗの両端開口部に一体的に成形する隔壁部材４を支持するための支持部材７がスライド可能に設けてあり、この支持部材７は隔壁部材４を当接させて支持させると共に、帯状の強化繊維基材３を巻付けるマンドレル２に巻付ける際には、隔壁部材４及びその取付け部４ａが強化繊維基材３の巻付けに干渉しない位置まで移動出来るようになっている。
【００１５】
次に、フィラメントワインディング成形法により、円筒状圧力容器Ｗを製造する方法を図２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００１６】
先ず、図２（ａ）に示すように、隔壁部材４及びその取付け部４ａが強化繊維基材３の巻付けに干渉しない位置まで移動させて支持部材７に当接させておき、マンドレル２を所定の回転速度で回転させながらその外周面にマトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を所定の厚さで巻付けて円筒部Ｗｘを成形する（図２（ｂ）参照）。
【００１７】
次に、前記待機位置に位置する隔壁部材４及びその取付け部４ａを支持部材７と共にマンドレル２上の円筒部Ｗｘの両端開口部側に移動させて図２（ｃ）に示すように当接させ、この状態で、図２（ｄ）に示すようにこの状態で前記筒状部Ｗｘ、隔壁部材４及び取付け部４ａの外周面を前記マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を巻付けて一体的に成形する。
【００１８】
このような製造方法により円筒状圧力容器Ｗを製造することで、筒状部Ｗｘの両側に隔壁部材４の取付け部４ａを装着して一体的に成形出来、この結果、強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁部材４の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来るものである。また、既存の設備を利用して簡便に円筒状圧力容器Ｗを製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器を製造するための製造装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、この発明の繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造工程の説明図である。
【図３】マンドレルにより成形する繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の斜視図である。
【図４】（ａ）はマンドレルの側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図５】（ａ）は隔壁部材の断面図、（ｂ）は（ａ）の隔壁部材の正面図である。
【符号の説明】
【００２０】
Ｗ 円筒状圧力容器 Ｗｘ 筒状部
１ａ，１ｂ 支持軸 ２ マンドレル
３ 強化繊維基材 ４ 隔壁部材
４ａ 取付け部
５ａ，５ｂ 軸受け部材
６ａ，６ｂ マンドレル支持装置
７ 支持部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、繊維強化プラスチック製容器の製造方法及びその製造装置に係わり、更に詳しくは両端に隔壁部に設けた繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造方法及びその製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンドレルにマトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付け、その外周面に熱収縮テープを巻付けた後、オーブン等に入れて加熱硬化させ、硬化後に成形品からマンドレルを引き抜いて円筒状の成形品を製造するフィラメントワインディング成形法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記のようなフィラメントワインディング成形法において、図３に示すような円筒状圧力容器Ｗを製造する場合、図４（ａ），（ｂ）に示すような両端中心部に支持軸１ａ，１ｂを設けたマンドレル２にマトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を巻付けて円筒体を成形した後、その前後部の両端開口部に図５（ａ），（ｂ）に示すような金属材料または樹脂材料で予め所定の形態に形成した隔壁部材４（蓋部材）を一体的に成形するものである。
【０００４】
ところで、強化繊維基材３から成る円筒体の前後端（両端部）に隔壁部４（蓋部材）を一体的に成形する場合、隔壁部材４（蓋部材）の固定側を円筒体の同芯上に配置して強化繊維基材３の巻付け時に、その隔壁部材４の取付け部を巻き込む方法が一般的に用いられている。
【０００５】
然しながら、強化繊維基材３の巻付けは、支持軸１ａ，１ｂを備えたマンドレル２を回転させながら巻付ける回転成形法であるため、巻き込む隔壁部材４の取付け部４ａを装着するには、マンドレル２の回転する支持軸１ａ，１ｂを避ける必要があり、そのためには、隔壁部材４の取付け部４ａを分割しなければならない。しかし、隔壁部材４の取付け部４ａを分割すると、強度が低下するため、この低下を反映した設計が必要であると言う問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明はかかる従来の問題点に着目し、強化繊維基材から成る筒状部の両側に隔壁の取付け部を装着して一体的に成形出来るので、強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来る繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造方法及びその製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は上記目的を達成するため、この発明の繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造方法は、マンドレルの支持軸にスライド可能に設けた支持部材に強化繊維基材の巻付け範囲外部において予め隔壁部材を配設し、前記マンドレルに強化繊維基材を巻付けて筒状部を成形した後、その筒状部の両端開口部に前記支持部材に配設した隔壁部材をスライドさせて、該隔壁部材の取付け部を当接させ、この状態で前記筒状部、隔壁部材及び取付け部の外周面を前記マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付けて一体的に成形することを要旨とするものである。
【０００８】
ここで、前記隔壁が、金属材料または樹脂材料で構成し、また前記繊維強化プラスチック製容器が、圧力容器である。
【０００９】
また、この発明の繊維強化プラスチック製容器の製造装置は、強化繊維基材を巻付けるマンドレルの両端中心部に支持軸を設け、この支持軸に金属材料または樹脂材料から成る取付け部を備えた隔壁部材をスライド可能に支持する支持部材を設けたことを要旨とするものである。
【００１０】
このように、マンドレルの支持軸にスライド可能に設けた支持部材に強化繊維基材の巻付け範囲外部において予め隔壁部材を配設し、前記マンドレルに強化繊維基材を巻付けて筒状部を成形した後、その筒状部の両端開口部に前記支持部材に配設した隔壁部材をスライドさせて、該隔壁部材の取付け部を当接させ、この状態で前記筒状部、隔壁部材及び取付け部の外周面を前記マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付けて一体的に成形することで、強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来るものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、上記のように強化繊維基材から成る筒状部の両側に隔壁部材の取付け部を装着して一体的に成形出来るので、強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁部材の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来、更に既存の装置を利用して簡便に製造することが出来る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。なお、従来例と同一構成要素は、同一符号を付して説明は省略する。
【００１３】
図１は、この発明の繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器Ｗを製造するための製造装置の概略構成図を示し、この製造装置は、マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を巻付けるマンドレル２の両端中心部に支持軸１ａ，１ｂを設け、この支持軸１ａ，１ｂは、軸受け部材５ａ，５ｂを介してマンドレル支持装置６ａ，６ｂに回転自在に支持されている。
【００１４】
前記支持軸１ａ，１ｂには、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、円筒状容器Ｗの両端開口部に一体的に成形する隔壁部材４を支持するための支持部材７がスライド可能に設けてあり、この支持部材７は隔壁部材４を当接させて支持させると共に、帯状の強化繊維基材３を巻付けるマンドレル２に巻付ける際には、隔壁部材４及びその取付け部４ａが強化繊維基材３の巻付けに干渉しない位置まで移動出来るようになっている。
【００１５】
次に、フィラメントワインディング成形法により、円筒状圧力容器Ｗを製造する方法を図２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００１６】
先ず、図２（ａ）に示すように、隔壁部材４及びその取付け部４ａが強化繊維基材３の巻付けに干渉しない位置まで移動させて支持部材７に当接させておき、マンドレル２を所定の回転速度で回転させながらその外周面にマトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を所定の厚さで巻付けて円筒部Ｗｘを成形する（図２（ｂ）参照）。
【００１７】
次に、前記待機位置に位置する隔壁部材４及びその取付け部４ａを支持部材７と共にマンドレル２上の円筒部Ｗｘの両端開口部側に移動させて図２（ｃ）に示すように当接させ、この状態で、図２（ｄ）に示すようにこの状態で前記筒状部Ｗｘ、隔壁部材４及び取付け部４ａの外周面を前記マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材３を巻付けて一体的に成形する。
【００１８】
このような製造方法により円筒状圧力容器Ｗを製造することで、筒状部Ｗｘの両側に隔壁部材４の取付け部４ａを装着して一体的に成形出来、この結果、強度低下等の設計を考慮する必要がなく、また隔壁部材４の装着を容易に行うことが出来るので作業効率を向上させることが出来るものである。また、既存の設備を利用して簡便に円筒状圧力容器Ｗを製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器を製造するための製造装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、この発明の繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の製造工程の説明図である。
【図３】マンドレルにより成形する繊維強化プラスチック製の円筒状圧力容器の斜視図である。
【図４】（ａ）はマンドレルの側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。
【図５】（ａ）は隔壁部材の断面図、（ｂ）は（ａ）の隔壁部材の正面図である。
【符号の説明】
【００２０】
Ｗ 円筒状圧力容器 Ｗｘ 筒状部
１ａ，１ｂ 支持軸 ２ マンドレル
３ 強化繊維基材 ４ 隔壁部材
４ａ 取付け部
５ａ，５ｂ 軸受け部材
６ａ，６ｂ マンドレル支持装置
７ 支持部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端中心部に支持軸を設けたマンドレルにマトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付けて成形した後、その前後端に隔壁の取付け部を一体的に成形する円筒状容器を製造する繊維強化プラスチック製容器の製造方法において、
前記マンドレルの支持軸にスライド可能に設けた支持部材に強化繊維基材の巻付け範囲外部において予め隔壁部材を配設し、前記マンドレルに強化繊維基材を巻付けて筒状部を成形した後、その筒状部の両端開口部に前記支持部材に配設した隔壁部材をスライドさせて、該隔壁部材の取付け部を当接させ、この状態で前記筒状部、隔壁部材及び取付け部の外周面を前記マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付けて一体的に成形することを特徴とする繊維強化プラスチック製容器の製造方法。
【請求項２】
前記隔壁が、金属材料または樹脂材料で構成した請求項１に記載の繊維強化プラスチック製容器の製造方法。
【請求項３】
前記繊維強化プラスチック製容器が、圧力容器である請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック製容器の製造方法。
【請求項４】
強化繊維基材を巻付けるマンドレルの両端中心部に支持軸を設け、この支持軸に金属材料または樹脂材料から成る取付け部を備えた隔壁部材をスライド可能に支持する支持部材を設けたことを特徴とする繊維強化プラスチック製容器の製造装置。
【請求項１】
両端中心部に支持軸を設けたマンドレルにマトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付けて成形した後、その前後端に隔壁の取付け部を一体的に成形する円筒状容器を製造する繊維強化プラスチック製容器の製造方法において、
前記マンドレルの支持軸にスライド可能に設けた支持部材に強化繊維基材の巻付け範囲外部において予め隔壁部材を配設し、前記マンドレルに強化繊維基材を巻付けて筒状部を成形した後、その筒状部の両端開口部に前記支持部材に配設した隔壁部材をスライドさせて、該隔壁部材の取付け部を当接させ、この状態で前記筒状部、隔壁部材及び取付け部の外周面を前記マトリックス樹脂を含浸させた帯状の強化繊維基材を巻付けて一体的に成形することを特徴とする繊維強化プラスチック製容器の製造方法。
【請求項２】
前記隔壁が、金属材料または樹脂材料で構成した請求項１に記載の繊維強化プラスチック製容器の製造方法。
【請求項３】
前記繊維強化プラスチック製容器が、圧力容器である請求項１または２に記載の繊維強化プラスチック製容器の製造方法。
【請求項４】
強化繊維基材を巻付けるマンドレルの両端中心部に支持軸を設け、この支持軸に金属材料または樹脂材料から成る取付け部を備えた隔壁部材をスライド可能に支持する支持部材を設けたことを特徴とする繊維強化プラスチック製容器の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２９７８４６（Ｐ２００６−２９７８４６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２５９５６（Ｐ２００５−１２５９５６）
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（０００００６７１４）横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Ｆターム（参考）】
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