(57)【要約】【課題】この発明は、マンドレルの表面を削ることなく脱型可能で且つ事前の別工程を必要としない筒部材及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】ほぼ円柱状のマンドレル３の外周部３ａに離型シート２を巻き付け、離型シート２の端部の合わせ目をテープ等で固定することによりマンドレル３の外周部３ａが離型シート２で覆われる。さらに、マンドレル３を回転させながらマンドレル３の外周部３ａを覆っている離型シート２の外周部に樹脂を含浸した繊維を巻き付けて円筒状の繊維層を形成し、このマンドレル３を加熱炉内で加熱して繊維層の樹脂を硬化させた後、マンドレル３から繊維層を滑らせながら脱型する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンドレルの外周部を、当該マンドレルの外周部との間に離型効果を有するように固体のシート部材により覆い、
マンドレルの外周部を覆っている前記シート部材の外周部に樹脂を含浸した繊維を巻き付けて繊維層を形成し、
前記繊維層が形成されたマンドレルを加熱してその樹脂を硬化させ、
前記樹脂が硬化した繊維層からマンドレルを脱型する
ことを特徴とする筒部材の製造方法。
【請求項２】
前記シート部材は離型剤を含浸した離型シートであり、当該離型シートをマンドレルの外周部に巻き付けてマンドレルの外周部を覆うことを特徴とする請求項１に記載の筒部材の製造方法。
【請求項３】
マンドレルの外周部に離型剤を塗付し、離型剤が塗付されたマンドレルの外周部を固体のシート部材で覆うことを特徴とする請求項１に記載の筒部材の製造方法。
【請求項４】
前記シート部材は離型剤を含浸した帯状の離型シートであり、当該離型シートをマンドレルの外周部に螺旋状に巻き付けてマンドレルの外周部を覆うことを特徴とする請求項１に記載の筒部材の製造方法。
【請求項５】
前記シート部材は離型剤を含浸し且つ筒形状を有する離型シートであり、当該離型シートをマンドレルの外周部に被せてマンドレルの外周部を覆うことを特徴とする請求項１に記載の筒部材の製造方法。
【請求項６】
樹脂を含浸した繊維から筒状に形成された繊維層と、
前記繊維層の内面を覆うと共に少なくとも前記繊維層に接する面とは反対側の面に離型効果を有する固体のシート部材と
を備えることを特徴とする筒部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、筒部材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等において動力を伝達するＦＲＰプロペラシャフトは、筒状のプロペラシャフト用チューブを有している（例えば特許文献１参照）。
このようなチューブは、主にフィラメントワインディング法（ＦＷ法）により製作される。フィラメントワインディング法では、心棒となる円柱状のマンドレルを回転させながら、樹脂を含浸させた繊維をマンドレルの外周部に巻き付けて繊維層を形成する。さらに、マンドレルを加熱炉内に入れて繊維層の樹脂を硬化させた後、この繊維層からマンドレルを抜き出す、すなわち脱型することにより円筒状のＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製のチューブを得る。
【０００３】
ところで、プロペラシャフト用チューブの脱型には、例えば以下に示される２つの方法が利用されている。第１の方法は、マンドレルの外周部に予め離型剤を塗布すると共にその上に繊維層を形成することによりマンドレル外周部への繊維層の樹脂の貼り付きを防止し、チューブからマンドレルを滑らせながら脱型する方法である。また、第２の方法は、金属製のマンドレルを予め加熱してこのマンドレルの外周部に繊維層を形成し、さらに加熱炉内で樹脂を硬化させた後、冷却時のマンドレルの熱収縮を利用してチューブからマンドレルを滑らせながら脱型する方法である。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第２６０１０６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第１の方法では、マンドレルの外周部に離型剤を塗布しているにもかかわらず、チューブからマンドレルを抜き出す際に、チューブを構成している繊維層に含まれる炭素繊維がマンドレルの外周部表面を削ることがある。その場合、マンドレルの外周部表面に傷が付いたり、マンドレル外周部の径が部分的に細くなり、その補修が必要となってしまう。
また、第２の方法では、予めマンドレルを加熱する等の別工程が必要であり、その分、プロペラシャフト全体の製造作業が煩雑になってしまう。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、マンドレルの表面を削ることなく脱型可能で且つ事前の別工程を必要としない、筒部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る筒部材の製造方法は、マンドレルの外周部を、このマンドレルの外周部との間に離型効果を有するように固体のシート部材により覆い、マンドレルの外周部を覆っているシート部材の外周部に樹脂を含浸した繊維を巻き付けて繊維層を形成し、繊維層が形成されたマンドレルを加熱してその樹脂を硬化させ、樹脂が硬化した繊維層からマンドレルを脱型することにより筒部材を製造する方法である。
このような方法により、マンドレルの外周部と繊維層との間に配置されたシート部材によりマンドレルの外周部と繊維層とが直に接触しないため、脱型の際に繊維層がマンドレルの外周部表面を削ることが防止される。また、固体のシート部材を使用することにより、脱型のためにマンドレルを事前に加熱する等の別工程が必要なくなり、これによりプロペラシャフト全体の製造作業が容易になった。
【０００８】
シート部材は離型剤を含浸した離型シートであり、この離型シートをマンドレルの外周部に巻き付けてマンドレルの外周部を覆うことができる。このような方法により、マンドレルの外周部を離型シートにより一度に覆うことが可能である。
また、マンドレルの外周部に離型剤を塗付し、離型剤が塗付されたマンドレルの外周部を固体のシート部材で覆うことができる。この場合、マンドレルの外周部に塗付される離型剤として、既存の離型剤を利用することが可能である。
また、シート部材は離型剤を含浸した帯状の離型シートであり、この離型シートをマンドレルの外周部に螺旋状に巻き付けてマンドレルの外周部を覆うこともできる。この場合、マンドレルの大きさに応じて離型シートをカットして利用する必要がないため、マンドレル外周部の被覆作業を容易に行えるだけでなく、その汎用性が高い。
さらに、シート部材として離型剤を含浸し且つ筒形状を有する離型シートをマンドレルの外周部に被せてマンドレルの外周部を覆うこともできる。この場合、離型シートの端部の合わせ目がないため、離型シート端部で重なり部が生じず、これにより段差のない均一な厚みの離型シートでマンドレルの外周部を覆うことが可能である。
【０００９】
また、この発明に係る筒部材は樹脂を含浸した繊維から筒状に形成された繊維層と、繊維層の内面を覆うと共に少なくとも繊維層に接する面とは反対側の面に離型効果を有する固体のシート部材とを備えるものである。
このような構成とすることにより、マンドレルの表面を削ることなく脱型可能で且つ事前の別工程を必要とせずに製造することができる筒部材を実現できるだけでなく、繊維層の内面が固体のシート部材により覆われているため、繊維層の内部に水分が侵入するのを防止することができる。また、シート部材は離型効果だけでなく、筒部材の制振材としての効果も有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に、この発明の実施の形態に係る筒部材を適用したプロペラシャフト用チューブの断面図を示す。このチューブは、樹脂を含浸した繊維によりほぼ円筒状に形成された繊維層１とこの繊維層１の内面を覆う固体のシート部材である離型シート２とからなっており、繊維層１の樹脂は後述するように加熱により硬化されている。また、離型シート２は、薄紙等からなるシートにシリコン等からなる離型剤を含浸させて形成されたものであり、ここではその一例であるシリコン処理ペーパーを使用している。
【００１１】
次に、上述のようなプロペラシャフト用チューブの製造方法を説明する。図２に示されるように、フィラメントワインディングの心棒として利用されるほぼ円柱状のマンドレル３の外周部３ａに、予め所望の大きさにカットされた離型シート２を巻き付ける。そして、マンドレル３の外周部３ａに沿ってほぼ円筒状になった離型シート２の端部の合わせ目をテープ等で固定することにより、マンドレル３の外周部３ａが離型シート２で覆われる。なお、離型シート２は予めマンドレル３の直径及び長手方向の長さに合わせて所望の大きさにカットされており、一枚の離型シートを用いても、複数枚の離型シートをテープ等により継ぎ合わせて用いてもよい。
【００１２】
さらに、マンドレル３を回転させながらマンドレル３の外周部３ａを覆っている離型シート２の外周部に樹脂を含浸した繊維を巻き付けて円筒状の繊維層を形成する。そして、繊維層を形成されたマンドレル３を加熱炉内で加熱して繊維層の樹脂を硬化させ、その後、マンドレル３から繊維層を滑らせながら脱型する。このとき、繊維層の内面を覆っている離型シート２に含浸された離型剤が離型シート２とマンドレル３の外周部３ａとの間に離型効果を発揮し、これによりマンドレル３を繊維層に対して容易に脱型することができる。また、離型シート２は繊維層に伴ってマンドレル３の外周部３ａから外れる。その結果、図１に示されるように、繊維層１とその内面を覆う離型シート２とからなる円筒状のプロペラシャフト用チューブが製造される。
【００１３】
このように本実施の形態では、マンドレル３の外周部３ａと繊維層１との間に配置された離型シート２によりマンドレル３の外周部３ａと繊維層１とが直に接触しないため、脱型の際に繊維層１に含まれる炭素繊維がマンドレル３の外周部３ａ表面を削ることが防止される。従って、マンドレル３の外周部３ａ表面に傷が付いたり、マンドレル３の外周部３ａの径が部分的に細くなったりすることがなく、その結果、脱型後にマンドレル３の外周部３ａ表面を再メッキする等の補修を行ったりマンドレル３外周部３ａの径をメンテナンスする必要がなくなって、補修費用やメンテナンスの手間がかかることがない。
【００１４】
また、離型シート２を使用することにより、従来のように脱型のためにマンドレルを事前に加熱する等の別工程が必要なくなり、これによりプロペラシャフト全体の製造作業が容易になった。
また、本実施の形態では、離型剤を含浸させた離型シート２を使用するため、マンドレル３の外周部３ａに所定の膜厚で均一に離型剤を塗付する必要がなく、製造作業が容易である。
【００１５】
また、脱型時に離型シート２は繊維層１と共にマンドレル３の外周部３ａから外れて、離型シート２に含浸された離型剤がマンドレル３の外周部３ａに付着しないため、これにより脱型後にマンドレル３を洗浄して離型剤を洗い流す必要がなく、また、その洗浄に使用した洗浄液を排水処理する必要もなくなる。
また、マンドレル３の外周部３ａを離型シート２で覆ってその上に繊維層１を形成するため、繊維層１を形成する領域よりも外側まで離型シート２があると、すなわち離型シート２がマンドレル３の外周部３ａ全体を覆うと共にマンドレル３の両端部から少しはみ出すように覆うと、マンドレル３の外周部３ａやその端部に繊維層１を構成する繊維に含浸された樹脂が垂れ落ちて付着することを防止することができる。従って、マンドレル３に垂れ落ちた樹脂を剥がす等の手間がかからなくなると共にマンドレル３に樹脂が付着していないかをメンテナンスする必要がなくなる。
【００１６】
また、プロペラシャフト用チューブの繊維層１の内面は、薄紙等からなるシートにシリコンからなる離型剤を含浸させた離型シート２により覆われているため、この離型シート２により繊維層１の内部に水分が侵入するのを防止することができ、その結果、チューブに接続される金属ヨーク等の金属製部材に錆等が発生するのを防止することができる。さらに、離型シート２は離型効果だけでなく、プロペラシャフト用チューブの制振材としての効果も有しており、製造されたプロペラシャフト用チューブの内面を覆っている離型シート２の内部に、厚紙を筒状に巻いて挿入すれば、制振効果をより向上させることができる。また、薄紙等からなるシートに離型剤を含浸させた離型シート２の代わりに、制振効果の高い厚紙からなるシートに離型剤を含浸させた離型シートを使用することができる。
【００１７】
なお、上述の実施の形態では、離型剤を含浸した離型シート２をマンドレル３の外周部３ａに巻き付けてマンドレル３の外周部３ａを覆っていたが、この代わりに、離型剤を含浸した帯状の離型シートをマンドレル３の外周部３ａに螺旋状に巻き付けてマンドレル３の外周部３ａを覆ってもよい。或いは、離型剤を含浸し且つ筒形状を有する離型シートをマンドレル３の外周部３ａに被せてマンドレル３の外周部３ａを覆ってもよい。或いは、ビニルやポリエチレン等からなる化学合成樹脂シートの片面又は両面にシリコン等からなる離型剤を塗付したものをマンドレル３の外周部３ａに巻き付けてマンドレル３の外周部３ａを覆ってもよい。或いは、マンドレル３の外周部３ａに離型剤を塗付し、離型剤が塗付されたマンドレル３の外周部３ａを、離型剤が塗布又は含浸されていない薄紙等からなる固体のシート部材で覆ってもよい。むろん、離型剤が塗付されたマンドレル３の外周部３ａを、離型剤が塗付又は含浸された薄紙等からなる固体のシート部材で覆ってもよい。
【００１８】
ここで、離型剤を含浸し且つ筒形状を有する離型シートをマンドレル３の外周部３ａに被せてマンドレル３の外周部３ａを覆う場合には、離型シートの端部の合わせ目がないため、離型シート端部で重なり部が生じず、これにより段差のない均一な厚みの離型シートでマンドレル３の外周部３ａを覆うことができる。
また、マンドレル３の外周部３ａに離型剤を塗布してその上から離型剤が塗付されていない固体のシート部材で覆う場合には、マンドレル３の外周部３ａに塗付される離型剤として、既存の離型剤を利用することが可能である。また、加熱炉内で繊維層１の樹脂が硬化する際にマンドレル３の外周部３ａに塗布された離型剤がシート部材の片面に転写され、脱型の際に離型剤がその片面に付着した状態でシート部材が繊維層１と共にマンドレル３から外れるようになっている。
さらに、離型剤を含浸した帯状の離型シートをマンドレル３の外周部３ａに螺旋状に巻き付けてマンドレル３の外周部３ａを覆う場合には、離型シートをマンドレル３の直径及び長手方向の長さに合わせて所望の大きさにカットして利用する必要がないため、マンドレル３の外周部３ａを覆う作業が容易に行えるだけでなく、その汎用性が高い。
【００１９】
また、シートに離型剤を含浸させて形成した離型シート２の代わりに、シートの片面又は両面に離型剤が塗付された離型シートを用いることもできる。また、その片面又は両面に離型剤が塗付された帯状の離型シートや、その片面又は両面に離型剤が塗付され且つ筒形状を有する離型シートも用いることができる。
また、離型シート２の代わりに化学合成樹脂シートのみを利用しても上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、マンドレルの外周部を、このマンドレルの外周部との間に離型効果を有するように固体のシート部材により覆い、マンドレルの外周部を覆っているシート部材の外周部に樹脂を含浸した繊維を巻き付けて繊維層を形成し、繊維層が形成されたマンドレルを加熱してその樹脂を硬化させ、樹脂が硬化した繊維層からマンドレルを脱型したので、マンドレルの表面を削ることなくマンドレルから筒部材を脱型することが可能で且つ事前の別工程を必要としない筒部材を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る筒部材を示す断面図である。
【図２】実施の形態におけるマンドレルへの離型シートの巻き付けの様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  繊維層、２  離型シート、３  マンドレル、３ａ  マンドレルの外周部。
【図１】
2004174929.tif 000003
【図２】
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