(57)【要約】【課題】タンクが大型のものであったとしても、歪みなどの変形を伴うことなく複合材継手を成形することが可能であるタンクの複合材継手の成形方法を提供する。【解決手段】略半球状を成す端部２を有する複合材からなるタンク１に複合材を複数層積層して、このタンク１の外周面４と略面一を成して略半球状端部２を取り囲む継手部５を成形するに際して、タンク１と同じ径の円筒状マンドレル１０をタンク１の略半球状端部２に同軸に取り付け、低摩擦素材としてのポリテトラフルオロエチレンから成るシート１２を円筒状マンドレル１０の外周面１１に２枚積層した後、この低摩擦素材シート１２で覆われた円筒状マンドレル１０の外周面１１とタンク１の外周面５とに跨って複合材を複数層積層して加熱硬化させることにより、複合材継手部５を成形する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略半球状を成す端部を有する複合材からなるタンクに複合材を複数層積層して、このタンクの外周面と略面一を成して上記略半球状端部を取り囲む継手部を成形するに際して、上記タンクと同じ径の円筒状マンドレルをタンクの略半球状端部に同軸に取り付け、低摩擦素材から成るシートを上記円筒状マンドレルの外周面に少なくとも２枚積層した後、この低摩擦素材シートで覆われた円筒状マンドレルの外周面と上記タンクの外周面とに跨って複合材を複数層積層して加熱硬化させることにより、複合材継手部を成形することを特徴とするタンクの複合材継手の成形方法。
【請求項２】
略半球状を成す端部を有する複合材からなるタンクに複合材を複数層積層して、このタンクの外周面と略面一を成して上記略半球状端部を取り囲む継手部を成形するに際して、上記タンクと同じ径の円筒状マンドレルをタンクの略半球状端部に同軸に取り付け、低摩擦素材で上記円筒状マンドレルの外周面をコーティングするのに続いてこの低摩擦素材コーティング面上に低摩擦素材から成るシートを積層した後、この低摩擦素材シートで覆われた円筒状マンドレルの外周面と上記タンクの外周面とに跨って複合材を複数層積層して加熱硬化させることにより、複合材継手部を成形することを特徴とするタンクの複合材継手の成形方法。
【請求項３】
低摩擦素材をポリテトラフルオロエチレンとした請求項１又は２に記載したタンクの複合材継手の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、略半球状を成す端部を有するＦＲＰなどの複合材からなるタンクに、上記略半球状端部を取り囲むスカート状を成すＦＲＰなどの複合材からなる継手部を成形するのに用いられるタンクの複合材継手の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、上記したような略半球状を成す端部を有するＦＲＰなどの複合材からなるタンクに複合材継手を成形する場合には、例えば、タンクと同じ径の円筒状マンドレルをタンクの略半球状端部の中心に位置する孔部に同軸に取り付けた後、円筒状マンドレルの外周面とタンクの外周面とに跨って複合材を複数層積層して加熱硬化させることにより、複合材継手部を成形するようにしていた。
【非特許文献１】平成４年９月３０日  丸善株式会社発行  第２版  航空宇宙工学便覧第２４６頁〜第２４８頁。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記した従来の成形方法では、タンクが大型のものである場合において、円筒状マンドレルの外周面とタンクの外周面とに跨って複数層積層した複合材を加熱硬化させる際には、タンクの外周面と略半球状端部の孔部との間に生じる熱膨張による機軸方向の変位差が数ｍｍレベルになり、この数ｍｍレベルの変位差が発生するのに伴って、略半球状端部の孔部に取り付けた円筒状マンドレルの外周面上に位置する複合材の積層部分が円筒状マンドレルとともに移動してしまうことから、複合材の積層部分に歪などの変形が生じてしまうという問題を有しており、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００４】
本発明は、上述した従来の課題に着目してなされたものであって、タンクが大型のものであったとしても、歪みなどの変形を伴うことなく複合材継手を成形することが可能であるタンクの複合材継手の成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、略半球状を成す端部を有するＦＲＰなどの複合材からなるタンクに同じくＦＲＰなどの複合材を複数層積層して、このタンクの外周面と略面一を成して上記略半球状端部を取り囲む継手部を成形するに際して、上記タンクと同じ径の円筒状マンドレルをタンクの略半球状端部に同軸に取り付け、低摩擦素材から成るシートを上記円筒状マンドレルの外周面に少なくとも２枚積層した後、この低摩擦素材シートで覆われた円筒状マンドレルの外周面と上記タンクの外周面とに跨って複合材を複数層積層して加熱硬化させることにより、複合材継手部を成形する構成としたことを特徴としており、このようなタンクの複合材継手の成形方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００６】
また、本発明は、略半球状を成す端部を有する複合材からなるタンクに複合材を複数層積層して、このタンクの外周面と略面一を成して上記略半球状端部を取り囲む継手部を成形するに際して、上記タンクと同じ径の円筒状マンドレルをタンクの略半球状端部に同軸に取り付け、低摩擦素材で上記円筒状マンドレルの外周面をコーティングするのに続いてこの低摩擦素材コーティング面上に低摩擦素材から成るシートを積層した後、この低摩擦素材シートで覆われた円筒状マンドレルの外周面と上記タンクの外周面とに跨って複合材を複数層積層して加熱硬化させることにより、複合材継手部を成形する構成としたことを特徴としており、このようなタンクの複合材継手の成形方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のタンクの複合材継手の成形方法では、上記した構成としているので、タンクが大型のものであったとしても、歪みなどの変形のない複合材継手を成形することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のタンクの複合材継手の成形方法において、低摩擦素材には、耐熱温度が２００℃以上のフッ素系樹脂を用いることが望ましく、例えば、ポリテトラフルオロエチレンを用いることができる。
【０００９】
また、本発明のタンクの複合材継手の成形方法において、円筒状マンドレルの外周面上に積層する少なくとも２枚のシートは、いずれも同じ種類の低摩擦素材から成るものとすることが望ましいが、互いに異なる種類の低摩擦素材から成るものとしてもよい。
【００１０】
さらに、本発明のタンクの複合材継手の成形方法において、円筒状マンドレルの外周面を覆うコーティング材とこのコーティング材上に積層するシートに関しても、いずれも同じ種類の低摩擦素材を用いることが望ましいが、互いに異なる種類の低摩擦素材を用いてもよい。
【実施例】
【００１１】
以下、本発明を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１２】
図１及び図２は本発明に係わるタンクの複合材継手の成形方法の一実施例を示している。
【００１３】
図１に部分的に示すように、このタンク１は略円筒状を成すＦＲＰ（複合材）からなるものであって、略半球状を成す端部２を有しており、この略半球状端部２の中心には孔部３が設けてある。このタンク１には、その外周面４と略面一を成して略半球状端部２を取り囲むスカート状のＦＲＰ（複合材）からなる継手部５が設けられるようになっている。
【００１４】
このタンク１に対して、ＦＲＰのプリプレグを複数層積層して上記継手部５を成形するに際しては、まず、タンク１と同じ径の円筒状マンドレル１０をタンク１の略半球状端部２の中心に位置する孔部３に同軸に取り付ける。
【００１５】
次いで、図２に示すように、低摩擦素材としてのポリテトラフルオロエチレンから成るシート１２を円筒状マンドレル１０の外周面１１に２枚積層した後、これらのシート１２で覆われた円筒状マンドレル１０の外周面１１とタンク１の外周面４とに跨ってＦＲＰのプリプレグを複数層積層する。
【００１６】
そして、円筒状マンドレル１０の外周面１１とタンク１の外周面４とに跨って複数層積層したＦＲＰのプリプレグを加熱硬化させて、複合材継手部５を成形する。
【００１７】
上記加熱硬化に際して、タンク１の外周面４と略半球状端部２の孔部３との間には、熱膨張による機軸方向の変位差が数ｍｍレベルで生じるが、円筒状マンドレル１０の外周面１１に積層したポリテトラフルオロエチレンから成る２枚のシート１２間の摩擦係数が低いことから、円筒状マンドレル１０の外周面１１側のシート１２と複合材継手部５側のシート１２とが互いに滑り合うこととなり、したがって、複合材継手部５の円筒状マンドレル１０上に位置する部分は、略半球状端部２の孔部３の変位、すなわち、この孔部３に取り付けた円筒状マンドレル１０の移動に追従することがなく、その結果、歪みなどの変形のない複合材継手５が形成されることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
上記した実施例では、タンク１にＦＲＰのプリプレグを複数層積層して継手部５を成形するに際して、低摩擦素材としてのポリテトラフルオロエチレンから成るシート１２を円筒状マンドレル１０の外周面１１に２枚積層する場合を示したが、これに限定されるものではなく、円筒状マンドレル１０の外周面１１にシート１２を３枚以上積層したり、円筒状マンドレル１０の外周面１１を低摩擦素材としてのポリテトラフルオロエチレンでコーティングするのに続いてこのコーティング面上に低摩擦素材としてのポリテトラフルオロエチレンから成るシート１２を積層したりしてもよい。
【００１９】
また、円筒状マンドレル１０の外周面１１上に積層する少なくとも２枚のシート１２は、互いに異なる種類の低摩擦素材から成るものとしてもよく、さらに、円筒状マンドレル１０の外周面１１を覆うコーティング材とこのコーティング材上に積層するシート１２に関しても、互いに異なる種類の低摩擦素材を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例を示すタンクの軸心に沿う方向の部分断面説明図である。（実施例１）
【図２】図１における円内を拡大して示す部分拡大断面説明図である。（実施例１）
【符号の説明】
【００２１】
１    タンク
２    略半球状端部
３    孔部
４    タンクの外周面
５    複合材継手部
１０   円筒状マンドレル
１１   円筒状マンドレルの外周面
１２   低摩擦素材シート
【図１】
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【図２】
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