(57)【要約】【課題】パイプ本体の傾斜面における剪断強度を向上する。【解決手段】パイプ１は、筒状の強化繊維構造体２２と、強化繊維構造体２２の中心軸側である内側、および、外側を覆うことにより、当該中心軸を中心とする筒状のパイプ本体２を強化繊維構造体２２と共に形成するマトリックス樹脂２９とを備える。パイプ本体２の端部の外側面は、端面に向かうに従って直径が漸次減少する本体傾斜面を有する。パイプ本体２が他のパイプ本体と連結される際に、本体傾斜面が略筒状のカップリングと結合される。パイプ本体２では、強化繊維構造体２２において本体傾斜面近傍に配置される部位が、中心軸に平行に伸びる複数の繊維束２４１にて構成される。これにより、強化繊維構造体２２における繊維束が引っ張られてパイプ本体２から抜ける剪断破壊が本体傾斜面において生じることが防止され、本体傾斜面における剪断強度を向上することが実現される。【選択図】図３
2013204744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプであって、
筒状の強化繊維構造体と、
前記強化繊維構造体の中心軸側である内側、および、外側を覆うことにより、前記中心軸を中心とする筒状のパイプ本体を前記強化繊維構造体と共に形成するマトリックス樹脂と、
を備え、
前記パイプ本体の端部の外側面が、端面に向かうに従って直径が漸次減少する本体傾斜面を有し、
前記パイプ本体が他のパイプ本体と連結される際に、前記本体傾斜面が略筒状のカップリングと結合され、
前記強化繊維構造体が、
前記中心軸に平行に伸びる複数の繊維束にて構成され、または、複数の繊維束の織構造にて構成され、前記本体傾斜面近傍に配置される第１の部位と、
前記第１の部位とは異なる構造であり、前記本体傾斜面から離れた位置に配置される第２の部位と、
を有することを特徴とするパイプ。
【請求項２】
請求項１に記載のパイプであって、
前記強化繊維構造体が、
前記中心軸側に配置され、一定の構造を有する内層と、
前記内層の外側に配置され、前記内層とは異なる一定の構造を有する外層と、
を有し、
前記第１の部位が前記外層の一部であり、前記第２の部位が前記内層であることを特徴とするパイプ。
【請求項３】
請求項２に記載のパイプであって、
前記内層が、前記中心軸に平行に伸びる複数の繊維束と、前記中心軸を中心とする周方向に伸びる複数の繊維束との積層構造を有することを特徴とするパイプ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のパイプであって、
前記中心軸を中心とする略筒状の部材であり、内側面に前記パイプ本体の前記本体傾斜面と接着される対向傾斜面を有し、外側面にテーパおねじ部を有する連結部をさらに備え、
前記パイプ本体が前記他のパイプ本体と連結される際に、前記テーパおねじ部が前記カップリングの前記内側面に設けられたテーパめねじ部と螺合され、前記本体傾斜面が前記連結部を介して前記カップリングと結合されることを特徴とするパイプ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のパイプであって、
油井における原油の汲み上げに用いられることを特徴とするパイプ。
【請求項６】
パイプの製造方法であって、
ａ）円筒状の金型の内側面に沿って、前記金型の中心軸に平行に伸びる複数の繊維束を含む、または、複数の繊維束の織構造にて構成される第１強化繊維シートを配置する工程と、
ｂ）前記第１強化繊維シートの前記中心軸側に、前記第１強化繊維シートとは異なる構造を有する第２強化繊維シートを配置する工程と、
ｃ）前記金型内に樹脂を供給するとともに、前記金型を前記中心軸を中心として回転することによりパイプ本体を成形する工程と、
ｄ）前記パイプ本体の端部の外側面において、端面に向かうに従って直径が漸次減少する本体傾斜面を形成する工程と、
を備えることを特徴とするパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプおよびパイプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、パイプを他のパイプと連結する際に、パイプの外側面に形成されたテーパおねじ部と、略筒状のカップリングの内側面に設けられたテーパめねじ部とを螺合させる継手構造が用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics）にて形成されたパイプも従来より用いられている。このようなパイプでは、外側面にテーパおねじ部を有する略筒状の連結部に、繊維強化プラスチックにて形成されたパイプ本体の端部が挿入されて、連結部が当該端部に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭３７−９６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、パイプ本体の端部の外側面において端面に向かうに従って直径が漸次減少する本体傾斜面を形成し、連結部の内側面に形成される対向傾斜面と当該本体傾斜面とを接着する場合、パイプ本体を構成する繊維強化プラスチックにおける強化繊維の一部が本体傾斜面において露出し、連結部の対向傾斜面に接着される。したがって、多数のパイプをカップリングを介して鉛直方向に連結することにより各パイプに非常に大きな引張荷重が作用する場合、強化繊維の構造によっては、強化繊維の一部が連結部と共に引っ張られてパイプ本体から抜ける剪断破壊が本体傾斜面において生じやすくなる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、本体傾斜面における剪断強度を向上することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、パイプであって、筒状の強化繊維構造体と、前記強化繊維構造体の中心軸側である内側、および、外側を覆うことにより、前記中心軸を中心とする筒状のパイプ本体を前記強化繊維構造体と共に形成するマトリックス樹脂とを備え、前記パイプ本体の端部の外側面が、端面に向かうに従って直径が漸次減少する本体傾斜面を有し、前記パイプ本体が他のパイプ本体と連結される際に、前記本体傾斜面が略筒状のカップリングと結合され、前記強化繊維構造体が、前記中心軸に平行に伸びる複数の繊維束にて構成され、または、複数の繊維束の織構造にて構成され、前記本体傾斜面近傍に配置される第１の部位と、前記第１の部位とは異なる構造であり、前記本体傾斜面から離れた位置に配置される第２の部位とを有する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパイプであって、前記強化繊維構造体が、前記中心軸側に配置され、一定の構造を有する内層と、前記内層の外側に配置され、前記内層とは異なる一定の構造を有する外層とを有し、前記第１の部位が前記外層の一部であり、前記第２の部位が前記内層である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のパイプであって、前記内層が、前記中心軸に平行に伸びる複数の繊維束と、前記中心軸を中心とする周方向に伸びる複数の繊維束との積層構造を有する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のパイプであって、前記中心軸を中心とする略筒状の部材であり、内側面に前記パイプ本体の前記本体傾斜面と接着される対向傾斜面を有し、外側面にテーパおねじ部を有する連結部をさらに備え、前記パイプ本体が前記他のパイプ本体と連結される際に、前記テーパおねじ部が前記カップリングの前記内側面に設けられたテーパめねじ部と螺合され、前記本体傾斜面が前記連結部を介して前記カップリングと結合される。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のパイプであって、油井における原油の汲み上げに用いられる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、パイプの製造方法であって、ａ）円筒状の金型の内側面に沿って、前記金型の中心軸に平行に伸びる複数の繊維束を含む、または、複数の繊維束の織構造にて構成される第１強化繊維シートを配置する工程と、ｂ）前記第１強化繊維シートの前記中心軸側に、前記第１強化繊維シートとは異なる構造を有する第２強化繊維シートを配置する工程と、ｃ）前記金型内に樹脂を供給するとともに、前記金型を前記中心軸を中心として回転することによりパイプ本体を成形する工程と、ｄ）前記パイプ本体の端部の外側面において、端面に向かうに従って直径が漸次減少する本体傾斜面を形成する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、本体傾斜面における剪断強度を向上することができる。また、請求項３の発明では、フープストレスに対する強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】パイプおよびカップリングを示す図である。
【図２】パイプおよびカップリングの断面図である。
【図３】パイプにおける強化繊維の構造を説明するための図である。
【図４】パイプの製造処理の流れを示す図である。
【図５】パイプの製造処理を説明するための図である。
【図６】パイプの製造処理を説明するための図である。
【図７】パイプの製造処理を説明するための図である。
【図８】比較例のパイプにおける強化繊維の構造を説明するための図である。
【図９】比較例のパイプの本体傾斜面近傍を示す断面図である。
【図１０】他の比較例のパイプにおける強化繊維の構造を説明するための図である。
【図１１】パイプの他の例における強化繊維の構造を説明するための図である。
【図１２】パイプの他の例における強化繊維の構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明の一の実施の形態に係るパイプ１を示す図であり、図１では、カップリング５により連結された２つのパイプ１を示している。パイプ１およびカップリング５は、中心軸Ｊ１を中心とする筒状である。パイプ１は、例えば油井における原油の汲み上げに用いられ、この場合、多数のパイプ１がカップリング５を介して鉛直方向に連結される。パイプ１は、二酸化炭素の地下貯蔵、海水淡水化プラント、地熱発電プラント等にて用いられてもよい。
【００１５】
図２は、パイプ１およびカップリング５の断面図であり、パイプ１およびカップリング５の中心軸Ｊ１を含む断面の一部（図１中の上側に対応する部分）を示している。パイプ１は、繊維強化プラスチックにて形成されたパイプ本体２と、パイプ本体２の両端部にそれぞれ設けられる２つの連結部３（図２では、一方の連結部３のみを示している。）とを備える。２つの連結部３は同形状であるため、以下の説明では、パイプ本体２の一方の端部２１に設けられる連結部３のみに着目する。例えば、パイプ本体２の内径は６０ミリメートル（ｍｍ）、外径（端部２１を除く。）は７７ｍｍである。
【００１６】
連結部３は、主として樹脂にて形成された部材であり、中心軸Ｊ１（図１参照）を中心とする略筒状である。パイプ本体２は、中心軸Ｊ１を中心とする筒状であり、パイプ本体２の端部２１が連結部３に挿入されて、連結部３が当該端部２１に固定される。パイプ本体２の繊維強化プラスチックにおける強化繊維およびマトリックス樹脂は、周知の様々な材料を用いることが可能である。また、連結部３を形成する樹脂も周知の様々な材料を用いることが可能である。
【００１７】
連結部３は、略筒状の連結部本体３１と、連結部本体３１の先端にてパイプ本体２の端面２１１を覆う環状のカバー部３２と、連結部本体３１の外側面に形成されたテーパおねじ部３３とを有する。連結部本体３１の内側面は、カバー部３２（すなわち、パイプ本体２の端面２１１側）に向かうに従って、直径が漸次減少する傾斜面３１２を有する。パイプ本体２の端部２１の外側面も、端面２１１に向かうに従って直径が漸次減少する傾斜面２１２（以下、「本体傾斜面２１２」という。）を有し、連結部本体３１の当該傾斜面３１２は、パイプ本体２の本体傾斜面２１２に対向して本体傾斜面２１２に接着される（例えば、パイプ本体２におけるマトリックス樹脂や、連結部３を形成する樹脂にて接着される。）。以下、連結部本体３１の傾斜面３１２を「対向傾斜面３１２」という。連結部本体３１の外側面も、カバー部３２に向かうに従って、直径が漸次減少する傾斜面（円錐面）であり、当該傾斜面に沿ってねじ山が形成されることによりテーパおねじ部３３が構成される。
【００１８】
図２のパイプ本体２における本体傾斜面２１２は、例えばパイプ本体２となる予定の筒状の部材において端部の外側面を研削することにより形成される。パイプ本体２の端面２１１および本体傾斜面２１２では、パイプ本体２を構成する繊維強化プラスチックにおける強化繊維が露出するが、既述のように、パイプ１では、連結部３のカバー部３２および対向傾斜面３１２により端面２１１および本体傾斜面２１２がそれぞれ覆われるため、パイプ１内を流れる流体による強化繊維の劣化や、強化繊維とマトリックス樹脂との剥離等が防止される。なお、パイプ本体２における内側面側の部位では、一定の厚さにてマトリックス樹脂が存在して耐食層が形成される。
【００１９】
図３は、パイプ本体２における強化繊維の構造を説明するための図である。筒状のパイプ本体２は、筒状の強化繊維構造体２２を備える。後述するように、本実施の形態では、強化繊維（例えば、ガラス繊維）のシートを筒状に巻くことにより強化繊維構造体２２が形成されるため、強化繊維構造体２２は筒状に巻かれている状態であると捉えることが可能である。強化繊維構造体２２の中心軸Ｊ１側である内側、および、外側（図３の下側および上側）はマトリックス樹脂２９にて覆われる。換言すると、マトリックス樹脂２９は、強化繊維構造体２２と共にパイプ本体２を形成する。
【００２０】
強化繊維構造体２２は、中心軸Ｊ１側に配置される内層２３と、内層２３の外側に配置される外層２４とを有する。内層２３は、中心軸Ｊ１に平行に（図３の横方向に）伸びる複数の繊維束２３１と、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に伸びる複数の繊維束２３２との積層構造を有する。詳細には、それぞれが中心軸Ｊ１に沿って伸びる複数の繊維束２３１は中心軸Ｊ１を中心とする異なる半径の複数の円周上（仮想的な複数の略円筒面上）にて密に配列され、繊維束２３１の複数の層が形成される。また、複数の繊維束２３２のそれぞれは、中心軸Ｊ１を中心とする略リング状であり、同一半径を有する繊維束２３２が中心軸Ｊ１に沿って密に配列され、繊維束２３２の各層が形成される。内層２３では、繊維束２３１の層と繊維束２３２の層とが中心軸Ｊ１に垂直な径方向に交互に積層され、内層２３は中心軸Ｊ１に沿って一定の構造を有する。
【００２１】
また、外層２４は、中心軸Ｊ１に平行に伸びる複数の繊維束２４１のみにて構成される。具体的には、それぞれが中心軸Ｊ１に沿って伸びる複数の繊維束２４１が中心軸Ｊ１を中心とする異なる半径の複数の円周上にて密に配列され、繊維束２４１の複数の層が、径方向に積層される。このように、外層２４は、内層２３とは異なる一定の構造を中心軸Ｊ１に沿って有する。
【００２２】
パイプ本体２において、既述の本体傾斜面２１２は、外層２４が存在する径方向の位置から外側に形成されており、内層２３は端面２１１が存在する径方向の位置のみに配置される。したがって、本体傾斜面２１２では強化繊維構造体２２の外層２４のみが露出し、本体傾斜面２１２から径方向に離れた内層２３は本体傾斜面２１２において露出しない。
【００２３】
図２のカップリング５は、繊維強化プラスチックにて形成されたカップリング本体６と、樹脂にて形成された部材であり、中心軸Ｊ１（図１参照）を中心とする略筒状の連結部７とを備える。連結部７は、中心軸Ｊ１を中心とする略筒状のカップリング本体６の内側面に設けられる。連結部７は略筒状の連結部本体７１を有し、中心軸Ｊ１の方向（図２の横方向）における連結部本体７１の各端部の内側面にはテーパめねじ部７３が形成される。カップリング本体６の繊維強化プラスチックにおける強化繊維およびマトリックス樹脂は、周知の様々な材料を用いることが可能である。また、連結部７を形成する樹脂も周知の様々な材料を用いることが可能である。
【００２４】
パイプ１を他のパイプ１と連結する、すなわち、パイプ本体２を他のパイプ本体２と連結する際には、パイプ本体２の一の端部２１におけるテーパおねじ部３３が、カップリング５の内側面に設けられた一方のテーパめねじ部７３と螺合され、他のパイプ本体２の一の端部２１におけるテーパおねじ部３３が、カップリング５の他方のテーパめねじ部７３に螺合される。換言すると、パイプ本体２の各端部２１では、本体傾斜面２１２が連結部３，７を介して、略筒状のカップリング５と結合される。なお、テーパおねじ部３３のテーパめねじ部７３に対する締め込みは相対的なものであり、パイプ１およびカップリング５のいずれを回転させてもよい。
【００２５】
次に、パイプ１の製造処理について図４を参照しつつ説明する。パイプ１の製造処理では、まず、図５に示すように、円筒状の金型８１が準備され、金型８１の内側面８１１に沿って第１強化繊維シート８２１が配置される（ステップＳ１１）。第１強化繊維シート８２１は、金型８１の中心軸Ｊ２に平行に伸びる複数の繊維束を主たる強化繊維として含むものである（図３の外層２４参照）。なお、第１強化繊維シート８２１では、当該複数の繊維束をシート状に保持するための他の繊維束や接着剤等が部分的に設けられてもよい。図５では、１本の実線にて第１強化繊維シート８２１を示しているが、第１強化繊維シート８２１が二重あるいは三重以上に巻かれていてもよい。ただし、中心軸Ｊ２を中心とする内側面８１１の全周において第１強化繊維シート８２１がほぼ同じ厚さにて配置されることが好ましい。上記変形は、後述の第２強化繊維シート８２２において同様である。
【００２６】
続いて、図６に示すように、第１強化繊維シート８２１の中心軸Ｊ２側に、第１強化繊維シート８２１とは異なる構造の強化繊維を有する第２強化繊維シート８２２が配置される（ステップＳ１２）。具体的には、第２強化繊維シート８２２は、中心軸Ｊ２に平行に伸びる複数の繊維束２３１と、中心軸Ｊ２を中心とする周方向に伸びる複数の繊維束２３２とが中心軸Ｊ２に垂直な径方向に交互に積層された積層構造を有する（図３の内層２３参照）。
【００２７】
金型８１内に第１強化繊維シート８２１および第２強化繊維シート８２２が配置されると、図７に示すように、中心軸Ｊ２方向における金型８１の両端部の開口８１２に閉塞部材８１３が取り付けられ、開口８１２が閉塞される。金型８１は、遠心成形機にセットされ、液状の樹脂が材料供給部から金型８１の内部に供給される。このとき、金型８１内への樹脂の供給は、閉塞部材８１３に設けられた供給口（図示省略）を介して行われる。そして、金型８１を中心軸Ｊ２を中心として回転することにより、遠心成形が行われる。以上のように、金型８１内に樹脂を供給するとともに、金型８１を中心軸Ｊ２を中心として回転することによりパイプ本体２（図７中にて二点鎖線にて示す。）が成形される（ステップＳ１３）。なお、熱硬化性樹脂が用いられる場合には、遠心成形機において金型８１が加熱される。
【００２８】
遠心成形が完了すると、金型８１において一方の開口８１２の閉塞部材８１３が取り外され、当該開口８１２からパイプ本体２が引き抜かれる。そして、パイプ本体２の各端部２１の外側面において、当該端部２１の端面２１１に向かうに従って直径が漸次減少する本体傾斜面２１２（図２参照）が研削によるテーパ加工等により形成される（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１３の処理にて作製したパイプ本体２を所望の長さに切断した後に、両端部において本体傾斜面２１２が形成されてもよい。
【００２９】
一方、内側面に対向傾斜面３１２を有し、外側面にテーパおねじ部３３を有する連結部３（図２参照）が予め準備されており、パイプ本体２の各端部２１における本体傾斜面２１２に液状の樹脂を塗布した状態にて、当該端部２１が連結部３に挿入される。そして、当該樹脂を硬化させる（例えば、熱硬化させる）ことにより、本体傾斜面２１２と連結部３の対向傾斜面３１２とが接着され、連結部３がパイプ本体２の端部２１に固定される（ステップＳ１５）。以上の処理により、図２のパイプ１が完成する。
【００３０】
図８は、比較例のパイプ９のパイプ本体９１における強化繊維の構造を説明するための図である。比較例のパイプ９では、中心軸Ｊ１に平行に（図８の横方向に）伸びる複数の繊維束９２１と、周方向に伸びる複数の繊維束９２２とが径方向に交互に積層された積層構造を、強化繊維構造体９２の全体が有する。したがって、図９に示すように、本体傾斜面９１１の近傍では、中心軸Ｊ１に平行に伸びる複数の繊維束９２１、および、周方向に伸びる複数の繊維束９２２の双方が露出し、連結部９３の対向傾斜面９３１に固定される。
【００３１】
油井等においてパイプが用いられる際には、多数のパイプがカップリングを介して鉛直方向に連結されるため、各パイプには非常に大きな引張荷重が作用する。このとき、連結部９３の対向傾斜面９３１に固定された繊維束９２２（すなわち、周方向に伸びる繊維束９２２）が、連結部９３と共に引っ張られてパイプ本体９１から抜ける剪断破壊（すなわち、強化繊維構造体９２における径方向の層間にずれが生じる剪断破壊）が本体傾斜面９１１において生じることがある。
【００３２】
これに対し、図３のパイプ本体２では、強化繊維構造体２２において本体傾斜面２１２近傍に配置される部位が、中心軸Ｊ１に平行に伸びる複数の繊維束２４１にて構成される。これにより、強化繊維構造体２２における繊維束が連結部３と共に引っ張られてパイプ本体２から抜ける剪断破壊が本体傾斜面２１２において生じることが防止され、本体傾斜面２１２における剪断強度（すなわち、剪断せずに耐える限界の強度）を向上することが実現される。
【００３３】
図１０は、他の比較例のパイプ９ａのパイプ本体９１ａにおける強化繊維の構造を説明するための図である。他の比較例のパイプ９ａでは、中心軸Ｊ１方向（図１０の横方向）に沿う複数の繊維束９２１ａと、周方向に沿う複数の繊維束９２２ａとの平織り構造（ここでは、平織ガラスクロスを用いている。）を、強化繊維構造体９２ａの全体が有する。図１０の比較例のパイプ９ａでは、本体傾斜面９１１（図９参照）において周方向に沿う繊維束９２２ａが、連結部９３と共に引っ張られたとしても、繊維束９２２ａが、中心軸Ｊ１に沿う複数の繊維束９２１ａと織られていることにより繊維束９２２ａがパイプ本体９１ａから抜けることが抑制される。
【００３４】
一方、引張荷重が作用する際には、パイプの一端に設けられたテーパおねじ部のねじ山が、カップリングのテーパめねじ部のねじ山により、パイプ本体の端面側に押されるため、パイプの先端においてパイプの中心軸側に向かう力が作用する。その結果、パイプの先端の全周が中心軸側に曲げられてパイプにおける周方向の圧縮応力（すなわち、フープストレス）が発生し、パイプ先端において変形（周方向の座屈）や破損が発生することがある。図１０の比較例のパイプ９ａでは、周方向に沿う複数の繊維束９２２ａにおいてうねり（波形形状であり、クリンプとも呼ばれる。）が生じているため、フープストレスに対する圧縮強度が低くなる。また、中心軸Ｊ１に沿う繊維束９２１ａにもうねりが生じており、その結果、パイプ本体９１ａの引張強度も低下する。なお、マンドレルに強化繊維を巻きつけて成形する一般的なフィラメントワインディング法では、繊維束を周方向に平行に配列させることができないため、比較例のパイプ９ａと同様に、フープストレスに対する圧縮強度が低くなる。
【００３５】
これに対し、図３のパイプ１では、内層２３が、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に伸びる（うねることなく伸びる）複数の繊維束２３２の層を有することにより、フープストレスに対する強度を、比較例のパイプ９ａに比べて向上することができる。以上のように、強化繊維構造体２２では、剪断強度の高い構造の強化基材により外層２４が形成され、圧縮強度の高い構造の強化基材により内層２３が形成されることにより、パイプ１の引張強度を向上することが実現される。
【００３６】
実際に、２つのパイプをカップリングを介して連結した状態で（図１参照）、引張試験を行ったところ、当該２つのパイプとして図８の比較例のパイプ９を用いる場合には、引張破断荷重（引張強度）が１７０キロニュートン（ｋＮ）であり、図１０の比較例のパイプ９ａを用いる場合には、引張破断荷重が１５０キロニュートンであった。これに対し、図３のパイプ１を用いる場合には、引張破断荷重が２１０キロニュートンであり、比較例のパイプ９，９ａよりも引張強度が高くなることが確認された。なお、図１０の比較例のパイプ９ａではパイプの先端において座屈破壊が発生し、図８の比較例のパイプ９および図２のパイプ１では、座屈破壊は発生しなかった。
【００３７】
なお、プリプレグのシート（すなわち、強化繊維に樹脂を含浸させたシート）をマンドレルに巻きつけて成形するシートワインディング法では、繊維束を所望の方向に配列させることが可能であるが、長尺のパイプ本体の成形が容易ではない。また、比較的高価なプリプレグのシートを用いるため、パイプの製造コストも増大してしまう。これに対し、上記のように、遠心成形によるパイプ本体の成形では、長尺のパイプ本体を容易に、かつ、低コストにて作製することが可能である。
【００３８】
図１１は、本発明の他の実施の形態に係るパイプ１ａのパイプ本体２ａにおける強化繊維の構造を説明するための図である。図１１の強化繊維構造体２２ａにおける内層２３は、図３の内層２３と同様に、中心軸Ｊ１に平行に（図１１の横方向に）伸びる複数の繊維束２３１と、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に伸びる複数の繊維束２３２とが中心軸Ｊ１に垂直な径方向に交互に積層された積層構造を有する。一方、外層２４ａは、中心軸Ｊ１方向に沿う複数の繊維束２４１ａと、周方向に沿う複数の繊維束２４２ａとの平織り構造（ここでは、平織ガラスクロスを用いている。）を有する。図１１のパイプ１ａの製造では、上記外層２４ａのように複数の繊維束の織構造にて構成されるシートが第１強化繊維シートとして用いられる点を除き、図２のパイプ１の場合と同様の処理が行われる。
【００３９】
図１１のパイプ１ａでは、強化繊維構造体２２ａにおいて本体傾斜面２１２（図２参照）近傍に配置される部位が、複数の繊維束２４１ａ，２４２ａの織構造にて構成される。これにより、強化繊維構造体２２ａにおいて周方向に沿う繊維束２４２ａが連結部３と共に引っ張られてパイプ本体２ａから抜ける剪断破壊が、本体傾斜面２１２において生じることが防止され、引張荷重に対する剪断強度を向上することが実現される。また、内層２３が、周方向に伸びる複数の繊維束２３２を有することにより、フープストレスに対する強度を向上することができる。
【００４０】
図１１のパイプ１ａに対して、図３、図８および図１０のパイプ１，９，９ａと同様に引張試験を行ったところ、引張破断荷重は１９５キロニュートンであり、比較例のパイプ９，９ａよりも引張強度が高くなることが確認された。座屈破壊は発生しなかった。なお、本体傾斜面２１２において繊維束が抜けることを防止するという観点では、外層２４においてを平織り構造を構成する複数の繊維束２４１ａは中心軸Ｊ１に対して傾斜した方向に伸びていてもよく、複数の繊維束２４２ａも、中心軸Ｊ１を中心とする円筒面上において周方向に対して傾斜した方向に伸びていてもよい。また、外層２４ａにおいて平織り以外の織構造が採用されてもよい。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００４２】
上記実施の形態では、強化繊維構造体２２，２２ａにおいて互いに構造が相違する内層２３および外層２４，２４ａが設けられるが、例えば図１２に示すように、パイプ本体２ｂの強化繊維構造体２２ｂにおいて本体傾斜面２１２近傍に配置される部位が、中心軸Ｊ１に平行に（図１２の横方向に）伸びる複数の繊維束２３１ｂにて構成され、本体傾斜面２１２から中心軸Ｊ１方向に離れた部位が、中心軸Ｊ１に平行に伸びる複数の繊維束２３１ｂと、周方向に伸びる複数の繊維束２３２ｂとが径方向に交互に積層された積層構造を有してもよい。図１２のパイプ１ｂの場合も、本体傾斜面２１２における剪断強度を向上することが可能となる。なお、図１２では、連結部３の図示を省略している。また、図１２に示す構造が、強化繊維構造体２２の外層のみに設けられ、内層に他の構造（例えば、中心軸Ｊ１に平行に伸びる複数の繊維束と、周方向に伸びる複数の繊維束とが径方向に交互に積層された積層構造）が採用されてもよい。
【００４３】
以上のように、強化繊維構造体が、中心軸Ｊ１に平行に伸びる複数の繊維束にて構成され、または、複数の繊維束の織構造にて構成され、本体傾斜面２１２近傍に配置される第１の部位と、当該第１の部位とは異なる構造であり、本体傾斜面２１２から中心軸Ｊ１方向または径方向に離れた位置に配置される第２の部位とを有することにより、本体傾斜面２１２における剪断強度を向上しつつ、パイプ本体２にて求められる性能を当該第２の部位にて確保することが可能となる。図３および図１１の例では、当該第１の部位は外層２４，２４ａの一部であり、当該第２の部位は内層２３である。
【００４４】
フープストレスに対する強度を向上するという観点では、強化繊維構造体２２の内層２３が、周方向に伸びる複数の繊維束のみにて構成されてもよい。
【００４５】
上記実施の形態では、パイプ１，１ａ，１ｂが連結部３を有することにより、パイプ１，１ａ，１ｂを着脱可能にカップリング５に連結することが可能であるが、パイプの設計によっては、パイプにおいて連結部３が省略され、パイプ本体の本体傾斜面２１２と、カップリング５の内側面とが接着されてもよい（すなわち、直接的に結合されてもよい。）。この場合でも、本体傾斜面２１２近傍に配置される第１の部位が中心軸Ｊ１に平行に伸びる複数の繊維束にて構成される、または、複数の繊維束の織構造にて構成される強化繊維構造体が設けられることにより、本体傾斜面２１２における剪断強度を向上することができる。
【００４６】
パイプ１，１ａ，１ｂは、油井における原油の汲み上げと同様に、高温高圧の環境下にて用いられ、かつ、高い耐腐食性が求められる用途に特に適しているが、もちろん、上記環境下以外にて用いられてもよい。
【００４７】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００４８】
１，１ａ，１ｂ    パイプ
２，２ａ，２ｂ    パイプ本体
３    連結部
５    カップリング
２１    端部
２２，２２ａ，２２ｂ    強化繊維構造体
２３    内層
２４，２４ａ    外層
２９    マトリックス樹脂
３３    テーパおねじ部
７３    テーパめねじ部
８１    金型
２１１    端面
２１２    本体傾斜面
２３１，２３２，２４１，２３１ｂ，２３２ｂ，２４１ａ，２４２ａ    繊維束
３１２    対向傾斜面
８１１    内側面
８２１    第１強化繊維シート
８２２    第２強化繊維シート
Ｊ１    （パイプの）中心軸
Ｊ２    （金型の）中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１５    ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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