(57)【要約】【課題】均等の厚さのＦＲＰ製端板付き筒型物の製造を可能にする。【解決手段】筒部の周長を最多巻き層数ｎで除した数をＫとし、Ｋ（ｎ−１）、Ｋ（ｎ−２）、Ｋ（ｎ−３）  ・・・Ｋ（１）を夫々の周長とする円又は多角形を含む（ｎ−１）枚の平面１９で、端板１８の表面を輪切りし、各平面の周長が端板表面と合致する面と、筒部開口端面との間をヘリカル巻きによって、夫々１層ずつ巻き加える。ただし、Ｋ（１）で得られる平面での往復による巻きつけは行なわず端板頂点より折り返し巻きつける。端板頂点に近いほど巻きつけ層数が漸減するが（ｎ−１）箇の各面での周長の差が各層間の重複により吸収されるため全体として均等の厚さとなる。本法は円筒型のみならず、角筒型物にも適用される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半球形、皿形、半楕円体形、及び円錐、角錐などのように凸型の表面をなす端板と、円筒又は角型筒の一端を連結し他端を開口した型（以下、マンドレルという）が筒軸を中心として等速で回転し、回転表面に樹脂槽で連続的に含浸させた帯状のガラス繊維（以下、ロービングという）を張力をかけて、回転軸に対して一定の角度（Ａ）をつけて巻き付け（以下、ヘリカル巻きという）必要な厚さに達するまで巻き付ける過程で、端板頂部での過重積層を避けるため、端板部を最多層数と同数に分割（輪切り）して想定される平面とマンドレル開口端との間を往復して１層ずつ巻き加える。同様の作業を、筒側より端板頂点へ順次に、各平面ごとに巻きつける、ただし端板頂部直近の平面での往復巻きつけは行なわない。このように、本法はロービングの巻きつけ層数を漸減して端板頂部での過度の積層を分散して肉厚を調整することが基本である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィラメントワインディング法（以下、ＦＷ法という）により筒部と、これと略同じ厚さの凸型の表面を有する端板部より成るガラス繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰという）製物体を、一体として成型する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
筒部と端板部を夫々別個に成型した後、両者を手作業で接合している。
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法で一体成型した場合は、端板の頂点に近付くに従い、マンドレル表面上のロービングの積層密度が高まり、その結果、端板頂部の肉厚が過大となって製品となり得ないため、端板部の肉厚を均等化することが課題である。
【課題を解決するための手段】
マンドレルを筒部分と端板部分に分け、筒部分のロービングの最終巻きつけ層数を最多層とする。端板部をマンドレル回転軸に直交する平面で最多層数と同数に分割し、各分割面の、筒部に近い側から、筒部の周長を最多層数で除した数に比例して漸減する円又は多角形を、１平面に１ケずつ想定し、これらが端板表面と合致する点を求め、これらの各点とマンドレル開口面との間、並びに、端板頂点とマンドレル開口面との間を往復を繰り返しながら筒側から端板頂点へ、順次に往復距離を延ばして各点ごとの回転表面に１層ずつ加巻きしながら全面についてヘリカル巻きを行なう。その結果、端板頂部での積層数は１層となるが、ロービングの、各層間の重複により、全面ほぼ等しい肉厚となる。ただし、端板頂点に直近の分割面での往復巻きつけは行なわない。
【発明の実施の形態】
本項は説明に明確を期するため、巻き付け層数１０の端板付き円筒物を一例として図１及び図２により説明する。
（第１段階）
周長の代わりに直径を用いる。円筒と端板との境界面２の直径をＤ（最大径）とし、以下、面２より順次に端板の頂点３までの間を０．９Ｄ、０．８Ｄ、０．７Ｄ、０．６Ｄ、０．５Ｄ、０．４Ｄ、０．３Ｄ、０．２Ｄ、０．１Ｄ  の９個の直径の円を一つずつ含む９ケの平面で輪切り（想定）し、これら９ケの円と端板表面が合致する点、即ち、直径０．９Ｄに対応して４、直径０．８Ｄに対応して５、以下同様に６、７、８、９、１０、１１、直径０．１Ｄ（最少径）に対応して１２の合計９ケの点を得る。
（第２段階）
直円筒部の長さ（１〜２）を２′、第１段階で求めた各点（４〜１２）とマンドレル１６の開口側の面１との直線距離（マンドレル１６の回転軸に平行な）を４′、５′、６′、７′、８′、９′、１０′、１１′、１２′  とし、開口面１〜端板頂点３を３′とする。
（第３段階）
回転するマンドレルの開口端面１と、面１から２′の距離にある面２の間のマンドレルの全表面に１層のヘリカル巻きを行ない、次に端面１と、面１から４′の距離にある点４の間のマンドレル全表面に１層のヘリカル巻きを加える。以下、同様に端面１を起点とし、点５、６、７、８、９、１０、１１の各点を夫々折り返し点として各１層ずつヘリカル巻きを加える。点１２での折り返し巻きつけは行なわず、ロービングを端板の頂点３を最終の折り返し点として全円周に巻きつけて、ヘリカル巻きを終了する。
（ロービングの巻きつけ層数）
最終的な巻きつけ層数は面１〜２間で１０層、面２〜４間で９層、面４〜５間で８層、面５〜６間で７層、面６〜７間で６層、面７〜８間で５層、面８〜９間で４層、面９〜１０間で３層、面１０〜１１間で２層、面１１〜３間で１層となる。
（まとめ）
実施の手順を一般的に説明する。
▲１▼円筒部分の直径（最大直径）及び巻きつけ層数（最多層数）を夫々Ｄ及びｎとする。
▲２▼接合面２と端板の頂点３の間を横断する（ｎ−１）個の円を想定し、夫々の直径を接合面２に近い方から、（ｎ−１）Ｄ／ｎ、（ｎ−２）Ｄ／ｎ、（ｎ−３）Ｄ／ｎ、（ｎ−４）Ｄ／ｎ・・・とする。
▲３▼これらの円と端板表面が合致する点を夫々４、５、６、７、８・・・とする。
▲４▼マンドレル１６の回転軸に平行な、マンドレル開口面１と、点４、５、６、７、８・・を含む（ｎ−１）個の平面との直線距離を、夫々４′、５′、６′、７′、８′・・・とする。
▲５▼ロービング幅Ｂ＝πＤ／２ｎとする。
▲６▼ロービング送給機１５がマンドレル開口面１より巻きつけを開始し、距離２′を走行して面２に向い、面２に設置された移動可能の方向変換機１４（以下、変換機という）により反転して面１に向かう、面１に到達後、同位置に固定して設置されている変換機１３の作動により送給機１５は再び反転して面２に向かう。このように送給機１５が面１〜面２間を全円周にわたって、往復を繰り返して、当該部分の全面にヘリカル巻きによる１層の樹脂（ＦＲＰ）の表面が形成される。以下、同様に巻きつけが１層終わるごとに、変換機１４を面４、面５、面６  面７、面８・・・に移動することにより、面１〜面４間、面１〜面５間、面１〜面６間、・・・各区間で１層ずつ巻き加えられる。ただし、端板頂点に直近の点（前述の例の点１２）での折り返し巻きつけは行なわない。最後に面１〜端板の頂点３間を往復を繰り返して１層巻きつけることによってマンドレル１６の全表面の巻き付けが完了する。その結果、端板の（ｎ−１）個の各面間での巻きつけ層数は面１〜面２間でｎ層、面２〜面４間で（ｎ−１）層、面４〜面５間で（ｎ−２）層、面５〜面６間で（ｎ−３）層・・・端板頂部３〜端板頂部より円筒側へ第２面の間で１層となる。ただし、各面に想定したｎ個の円周の長さの差に基づく各層の重複により端板の全面にわたり円筒部と略同じ肉厚となる。
【発明の効果】
筒部と端板部を同時に一体成型するために、従来の筒部と端板部を別個に成型した後に手作業で接合する方法に比べ、接合のための材料費、工賃の節減並びに工期の短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＦＷ法による、端板と円筒部を一体成型する設備の説明図である。
【図２】端板部分でのロービング送給機１５の反転位置の決定並びに作動のタイミングの説明図である。
【符号の説明】
１  マンドレル開口端面  ２  円筒部と端板部との境界面    ３  端板頂点
４〜１２  端板部横断面  １３  固定式方向変換機  １４  移動式方向変換機
１５  ロービング送給機  １６  円筒部  １７  マンドレル  １８  端板
１９  端板横断円（想定）
Ａ  ヘリカル角度  Ｂ  ロービング幅（円周方向）  Ｄ  円筒部直径
【図１】
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【図２】
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