CN113442468B - 纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置 - Google Patents

纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供能够检测与树脂流动终端部对应的预制件的纤维层中的树脂浸渍状况并能够使树脂均匀地浸渍于预制件的纤维层的纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置。例如，在树脂注入时间与压力传感器(13a)探测的树脂(3)的压力的关系满足规定的条件时，或者在压力传感器(13a)探测的树脂(3)的压力变为了规定值以上时，判定为树脂(3)已浸渍于预制件(2)的树脂流动终端部。

Description

纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及通过纤维加强(强化)的高压罐等纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置。
背景技术
在燃料电池车中使用储藏天然气、氢气等燃料气体的高压罐(以下，存在简称为罐的情况)。这样的高压罐将具有阻气性的中空的衬里作为芯材并作为通过碳纤维强化塑料、玻璃纤维强化塑料(以下，总体上为纤维强化树脂层)包覆衬里的纤维强化树脂成型品来制造。作为衬里，从轻型化等的观点出发，通常使用树脂制的中空容器。
作为高压罐的制造方法，以往公知有FW(Filament Winding-长丝缠绕)法、RTM(Resin Transfer Molding-树脂传递成型)法。例如专利文献1公开了利用RTM法的高压罐的制造方法。在该制造方法中，将在形成高压罐的内部空间的衬里的外表面形成了纤维层的预制件配置于模具内，从浇口朝向配置于上述模具内的上述预制件射出树脂，并且将上述预制件的中心轴线作为旋转中心来使上述预制件在上述模具内沿周向旋转。
专利文献1：日本特开2019-056415号公报
专利文献2：日本特开2001-027678号公报
专利文献3：日本特开2005-199524号公报
然而，在远离浇口(以下，存在称为树脂注入口的情况)的树脂流动终端部，难以将树脂浸渍于预制件的纤维层，因此难以使树脂均匀地浸渍于预制件的纤维层。并且，难以检测向预制件的纤维层的树脂浸渍状态(例如参照专利文献2、3)，因此存在不清楚树脂是否充分地浸渍于与上述树脂流动终端部对应的预制件的纤维层的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述状况而完成的，其目的在于提供一种能够检测与树脂流动终端部对应的预制件的纤维层中的树脂浸渍状况并能够使树脂均匀地浸渍于预制件的纤维层的纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置。
为了实现上述目的，本发明的一个形态是形成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件并使树脂浸渍于上述预制件的上述纤维层而固化的纤维强化树脂成型品的制造方法，上述纤维强化树脂成型品的制造方法包括：准备设置有可移动型芯的模具的工序，上述可移动型芯在与上述预制件的树脂流动终端部对置的部位能够相对于上述预制件相对地移动，并且具备探测在模具内流动的树脂的压力的压力传感器；在将上述可移动型芯按压于上述预制件的上述树脂流动终端部的状态下，将上述预制件配置于上述模具内的工序；以及向上述模具内注入树脂的工序，至少基于在向上述模具内注入树脂的工序中上述压力传感器探测的树脂的压力，判定树脂是否已浸渍于上述预制件的上述树脂流动终端部。
在优选的形态中，在树脂注入时间与上述压力传感器探测的树脂的压力的关系满足规定的条件时，判定为树脂已浸渍于上述预制件的上述树脂流动终端部。
在另一优选的形态中，当在向上述模具内注入树脂的工序中上述压力传感器探测的树脂的压力变为了规定值以上时，判定为树脂已浸渍于上述预制件的上述树脂流动终端部。
在又一优选的形态中，还包括：在从树脂注入开始起经过规定时间后，或在判定为树脂已浸渍于上述预制件的上述树脂流动终端部后，使上述可移动型芯向远离上述预制件的方向移动，在上述预制件的上述树脂流动终端部与上述可移动型芯之间形成成为树脂流路的缝隙，并使树脂向该缝隙流动的工序；和使上述可移动型芯与上述预制件的上述树脂流动终端部再次接近的工序。
在又一优选的形态中，上述模具包括具有上述可移动型芯的第1模和第2模，在将上述预制件配置于上述模具内的工序中，将上述预制件以如下方式配置于上述第1模与上述第2模之间，即：在上述第2模与上述预制件之间形成比上述第1模与上述预制件之间的第1缝隙大的第2缝隙，在向上述模具内注入树脂的工序中，还包括通过使上述第2模与上述预制件相对地接近来压缩填充上述模具内的树脂的工序。
在又一优选的形态中，在通过使上述第2模与上述预制件相对地接近来压缩填充上述模具内的树脂后，使上述可移动型芯从按压于上述预制件的上述树脂流动终端部的状态向远离的方向移动，或者一边通过使上述第2模与上述预制件相对地接近来压缩填充上述模具内的树脂，一边使上述可移动型芯从按压于上述预制件的上述树脂流动终端部的状态向远离的方向移动。
另外，本发明的另一形态是形成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件并使树脂浸渍于上述预制件的上述纤维层而固化的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，上述纤维强化树脂成型品的制造装置具备：模具，设置有可移动型芯，上述可移动型芯在与上述预制件的树脂流动终端部对置的部位能够相对于上述预制件相对地移动，并且具备探测在模具内流动的树脂的压力的压力传感器；驱动机构，用于驱动上述可移动型芯；树脂注入机构，用于向上述模具内注入树脂；以及控制装置，取得上述压力传感器探测的树脂的压力，并且控制上述驱动机构和上述树脂注入机构的运行状态，对于上述控制装置而言，通过上述驱动机构，在将上述可移动型芯按压于上述预制件的上述树脂流动终端部的状态下，将上述预制件配置于上述模具内，通过上述树脂注入机构，向上述模具内注入树脂，至少基于向上述模具内注入树脂时的上述压力传感器探测的树脂的压力，判定树脂是否已浸渍于上述预制件的上述树脂流动终端部。
在优选的形态中，在树脂注入时间与上述压力传感器探测的树脂的压力的关系满足规定的条件时，上述控制装置判定为树脂已浸渍于上述预制件的上述树脂流动终端部。
在另一优选的形态中，在向上述模具内注入树脂时的上述压力传感器探测的树脂的压力变为了规定值以上时，上述控制装置判定为树脂已浸渍于上述预制件的上述树脂流动终端部。
在又一优选的形态中，对于上述控制装置而言，在从树脂注入开始起经过规定时间后，或在判定为树脂已浸渍于上述预制件的上述树脂流动终端部后，通过上述驱动机构，使上述可移动型芯向远离上述预制件的方向移动，在上述预制件的上述树脂流动终端部与上述可移动型芯之间形成成为树脂流路的缝隙，使树脂向该缝隙流动，其后使上述可移动型芯与上述预制件的上述树脂流动终端部再次接近。
在又一优选的形态中，上述模具包括具有上述可移动型芯的第1模和第2模，对于上述控制装置而言，通过上述驱动机构，将上述预制件以如下方式配置于上述第1模与上述第2模之间，即：在上述第2模与上述预制件之间形成比上述第1模与上述预制件之间的第1缝隙大的第2缝隙，通过上述树脂注入机构，向上述模具内注入树脂，并且通过上述驱动机构，使上述第2模与上述预制件相对地接近，由此压缩填充上述模具内的树脂。
在又一优选的形态中，对于上述控制装置而言，在通过上述驱动机构使上述第2模与上述预制件相对地接近来压缩填充上述模具内的树脂后，通过上述驱动机构使上述可移动型芯从按压于上述预制件的上述树脂流动终端部的状态向远离的方向移动，或者一边通过上述驱动机构使上述第2模与上述预制件相对地接近来压缩填充上述模具内的树脂，一边通过上述驱动机构使上述可移动型芯从按压于上述预制件的上述树脂流动终端部的状态向远离的方向移动。
根据本发明的一个形态，例如在树脂注入时间与压力传感器探测的树脂的压力的关系满足规定的条件时，或者在压力传感器探测的树脂的压力变为了规定值以上时，判定为树脂已浸渍于预制件的树脂流动终端部，由此能够检测与树脂流动终端部对应的预制件的纤维层中的树脂浸渍状况，从而能够使树脂均匀地浸渍于预制件的纤维层。
另外，通过使可移动型芯相对于预制件相对地移动(在分离后接近)，从而能够使向与树脂难以浸渍的树脂流动终端部对应的预制件的纤维层的树脂浸渍性提高。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造装置的纵向剖视图。
图2是表示实施方式所涉及的高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造装置的取下上模后的下模的俯视图。
图3是对实施方式所涉及的高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造方法进行说明的流程图。
图4是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的表示预制件配置工序和真空脱气工序的状态的纵向剖视图。
图5是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的表示树脂注入工序的状态的纵向剖视图。
图6是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的表示正式紧固工序和可移动型芯分离工序的状态的纵向剖视图。
图7是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的表示可移动型芯接近工序的状态的纵向剖视图。
图8是实施方式所涉及的高压罐的制造装置的表示树脂注入停止工序和树脂固化工序的状态的纵向剖视图。
图9是表示基于树脂注入时间与压力传感器的树脂压力的关系的树脂浸渍合格条件的图。
附图标记说明
1…高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造装置；2…预制件；3…树脂；4…高压罐(纤维强化树脂成型品)；10…模具；11…下模(第1模)；11a…安装槽；12…上模(第2模)；13…可移动型芯；13a…压力传感器；14…浇口；15…真空脱气配管(真空脱气机构)；16…树脂注入配管(树脂注入机构)；16a…流道(树脂注入机构)；20…搬运机构；25…轴；30…驱动机构；40…温度控制装置；50…真空泵(真空脱气机构)；60…树脂注入机(树脂注入机构)；61、66…树脂储藏器；62、67…树脂积存部；63、68…加压装置；65…开闭阀；90…控制装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
以下，举出作为纤维强化树脂成型品的一个例子的燃料电池车用高压罐为例来进行说明。其中，成为本发明的应用对象的纤维强化树脂成型品并不限定于燃料电池车用高压罐，构成纤维强化树脂成型品的衬里乃至预制件的形状、材料等也不局限于图示例。
在RTM法中，通过在衬里缠绕(卷绕)几重(几层)碳纤维来制作在衬里的外表面形成有纤维层的预制件，并通过使环氧树脂浸渍并固化于预制件的纤维层，来制造在衬里的外周形成有包括碳纤维和环氧树脂在内的纤维强化树脂层的燃料电池车用高压罐。衬里是形成高压罐的内部空间的树脂制(例如尼龙树脂制)的中空容器。
对于燃料电池车用高压罐而言，碳纤维层叠得较厚，因此树脂难以浸渍至碳纤维的内层、树脂流动终端部(可以认为树脂流动在预制件上最晚、换言之树脂在预制件上最迟到达的部位)。另外，高压罐是厚壁大型的圆筒形，因此难以整体上均匀地填充树脂，从而树脂不会均匀地浸渍至流动终端部。即，为了确保强度，燃料电池车用高压罐的碳纤维的层叠厚度非常厚(通常的RTM成型体部件的大约10倍)，树脂浸渍较为困难，并且是大型圆筒形状，因此在专利文献1那样的罐旋转中，到碳纤维的内层、流动终端部为止的均匀的树脂浸渍效果不佳。另外，若为了使树脂浸渍至碳纤维的内层、流动终端部而以高压注入树脂，则发生罐本身的变形、纤维取向紊乱等发生品质、性能降低。
另外，在工序内的非破坏检查中，难以检查树脂浸渍性，若产生树脂浸渍不良，则产生导致罐的性能降低的重要品质问题。
因此，本实施方式采用了以下的结构。
[高压罐的制造装置]
图1和图2表示作为实施方式所涉及的纤维强化树脂成型品的一个例子的高压罐的制造装置，图1是纵向剖视图，图2是取下上模后的下模的俯视图。
作为在本实施方式中制造的高压罐的中间体的预制件2包括衬里、和形成于衬里的外表面并与衬里成为一体的纤维层。衬里是形成高压罐的内部空间的具有阻气性的树脂制的中空容器。纤维层例如具有10mm～30mm左右的厚度。通过长丝缠绕法，在衬里的外表面缠绕几重纤维，由此形成纤维层。
作为卷绕于衬里的纤维，例如能够使用碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等。纤维可以由连续纤维构成，也可以由长纤维、短纤维构成。如后述的那样，通过使树脂浸渍并固化于在衬里卷绕的纤维(层)来形成包覆衬里的周围的纤维强化树脂层。作为树脂，能够使用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰胺树脂等热固化性树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂等热塑性树脂。
制造装置1使用RTM(Resin Transfer Molding)法，使树脂3(附图标记在图5等中图示)浸渍于构成预制件2的纤维层，并且使浸渍的树脂3固化，由此制造高压罐。
制造装置1具备由多个模具、例如作为固定模的下模11、和作为可移动模的上模12构成的模具10。通过将下模11与上模12闭合(也称为合模)，从而形成用于纤维强化树脂层的型腔。为了将层叠了纤维的预制件2配置于模具10内，例如，将模具10的型腔制成得大出与预制件2的公差对应的量。
此外，这里，使下模11为固定模，并使上模12为可移动模(相对于固定模可动的模具)，但例如可以使上模12为固定模，并使下模11为可移动模，也可以使下模11与上模12双方为可移动模。另外，这里，由下模11和上模12两个模具构成模具10，但也可以由三个以上的模具构成。
预制件2通过沿着衬里的轴配置的轴25轴支承于模具10内。即，轴25构成将预制件2支承于模具10内(型腔内)的支承机构。
在模具10(在图示例中为下模11)埋设有真空脱气配管15。在真空脱气配管15连接有真空泵50。通过驱动真空泵50，能够经由真空脱气配管15对模具10内(型腔内)进行真空脱气(排气)。即，真空泵50和真空脱气配管15构成对模具10内(型腔内)进行真空脱气的真空脱气机构。
另外，在模具10埋设有树脂注入配管(也称为树脂注入浇口)16。在树脂注入配管16连接有树脂注入机60。能够从树脂注入机60经由树脂注入配管16(从后述的浇口14)向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3(详细情况之后进行说明)。树脂3例如是由主剂和固化剂构成的两组分的热固化性的环氧树脂。因此，树脂注入机60具备主剂用的树脂储藏器61、树脂积存部62、加压装置63、固化剂用的树脂储藏器66、树脂积存部67、加压装置68、以及作为将主剂与固化剂混合而成的树脂3向树脂注入配管16供给的开闭阀65。
在本例子中，树脂注入配管16从上模12朝向下模11延伸配置。如图2所示，在下模11设置有流道16a，上述流道16a与上述树脂注入配管16连续设置，并形成向型腔开口的浇口(树脂注入口)14。在本例子中，浇口14配置于与预制件2的(轴向的)中央部对置的位置。因而，在本例子中，预制件2的(轴向的)两端部成为树脂流动在预制件2上最晚的树脂流动终端部，在与该预制件2的树脂流动终端部对置的部位设置后述的一对可移动型芯13、13。此外，在本例子中，由于与浇口14位置的关系，预制件2的(轴向的)两端部成为树脂流动终端部，但如上述的那样，树脂流动终端部是可以认为树脂流动在预制件2上最晚、换言之树脂在预制件2上最迟到达的部位，并不局限于图示例那样的预制件2的(轴向的)两端部。
在树脂注入配管16中流动的树脂3向流道16a流动。因此，能够从树脂注入机60经由树脂注入配管16和流道16a从中央的浇口14向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3。即，树脂注入机60和树脂注入配管16及流道16a构成向模具10内(型腔内)注入树脂3的树脂注入机构。
在下模11中的与预制件2的(轴向的)两端部对置的部位形成有沿着衬里的轴延伸的一对安装槽11a、11a。在各安装槽11a、11a具备形成上述型腔的一部分并且相对于配置于模具10内的预制件2(在左右方向上)能够相对地移动(接近或者分离)的带压力传感器的可移动型芯13、13。即，可移动型芯13、13与配置于模具10内的预制件2对置配置，可移动型芯13、13的与预制件2对置的面(内面)成为与下模11(的型腔面)一起形成上述型腔的型腔面。另外，通过各可移动型芯13、13在安装槽11a、11a内相对于预制件2相对地接近，从而能够将可移动型芯13、13(的内面)按压于预制件2的两端部(面)，通过相对于预制件2相对地分离，从而能够在与预制件2之间形成规定宽度的缝隙(成为树脂流路的缝隙)(之后进行说明)。
另外，埋设于在下模11设置的可移动型芯13的压力传感器13a探测在模具10内的预制件2的(轴向的)两端部、即树脂流动终端部流动的树脂3的压力。将由压力传感器13a获得的压力信息(树脂压力)向后述的控制装置90输入。控制装置90基于由压力传感器13a获得的压力信息(树脂压力)，能够探测预制件2的树脂流动终端部的树脂3的压力。控制装置90例如在由压力传感器13a获得的树脂3的压力变为了规定的阈值以上时探测或判定树脂3已浸渍至预制件2的树脂流动终端部的纤维层。另外，控制装置90基于其探测结果，也能够控制可移动型芯13的运行状态。
另外，制造装置1具备：搬运机构20，用于将预制件2搬运至规定位置；驱动机构30，用于在开闭方向(上下方向)上驱动模具10(详细而言为上模12)，并且在开闭方向(左右方向)上驱动一对可移动型芯13、13；温度控制装置40，控制模具10(下模11、上模12)的温度；以及作为控制器的控制装置90，控制制造装置1整体的运行状态(详细而言，为搬运机构20、驱动机构30、温度控制装置40、作为真空脱气机构的真空泵50、作为树脂注入机构的树脂注入机60的加压装置63、68以及开闭阀65的运行状态等)。
[高压罐的制造方法]
图3是对作为实施方式所涉及的纤维强化树脂成型品的一个例子的高压罐的制造方法进行说明的流程图。另外，图4～图8分别是表示预制件配置工序及真空脱气工序、树脂注入工序、正式紧固工序及可移动型芯分离工序、可移动型芯接近工序、树脂注入停止工序和树脂固化的状态的纵向剖视图。另外，图9是表示基于树脂注入时间与压力传感器的树脂压力的关系的树脂浸渍合格条件的图。
(模具准备工序：S201)
首先，准备由上述的结构的下模11和上模12构成的模具10。在下模11配备有带压力传感器13a的可移动型芯13。
(预制件准备工序：S202)
另外，如上述的那样，预先准备通过在衬里的外表面缠绕(卷绕)纤维而形成了纤维层的预制件2。
(模具保温工序：S203)
接下来，通过控制装置90控制温度控制装置40来将模具10(下模11、上模12)保温于规定温度。在树脂3是热固化性树脂的情况下，该规定温度是树脂3的固化温度以上的温度。
此外，这里，最初将模具10保温于树脂3的固化温度以上，但例如也可以最初将模具10保温于不足树脂3的固化温度，而在后述的工序的适当的时机(例如在将模具10完全合模后等)将模具10保温于树脂3的固化温度以上。
(预制件配置工序：S204)
接着，通过控制装置90控制搬运机构20和驱动机构30，从而将预制件2配置于模具10内(即，下模11与上模12之间)(图1、图4)。具体而言，在将上模12打开的状态下，搬运机构20根据控制装置90的控制将预制件2载置于下模11。此时，预制件2由轴25轴支承。另外，驱动机构30根据控制装置90的控制将配备于下模11的可移动型芯13向内侧(预制件2侧)移动来按压于预制件2的两端部。其后，驱动机构30根据控制装置90的控制开始合模，并将上模12暂时紧固。暂时紧固是指上模12打开的状态与正式紧固的状态的中间的状态，作为下模11与上模12空着缝隙的状态，如图4所示，是移动至在上模12与预制件2之间空着数mm的缝隙(第2缝隙)的位置的状态。形成于该上模12与预制件2之间的缝隙(第2缝隙)大于下模11与预制件2的缝隙(第1缝隙)。
此外，如上述的那样，在将可移动型芯13向内侧移动来按压于预制件2的两端部后，开始合模，并暂时紧固上模12，也可以取而代之在将上模12暂时紧固后，将可移动型芯13向内侧移动来按压于预制件2的两端部。
(真空脱气工序：S205)
接下来，在上述的暂时紧固的状态下(换言之，在合模完成前)，通过控制装置90控制真空泵50来对模具10内进行真空脱气(图4)。
(树脂注入工序：S206)
在上述的真空脱气停止(完成)后，向模具10内射出、注入树脂3(图5)。具体而言，控制装置90打开开闭阀65，通过加压装置63将存积于树脂积存部62的主剂加压，通过加压装置68将存积于树脂积存部67的固化剂加压，从而将主剂与固化剂混合而成为(未固化的)树脂3。由此，(未固化的)树脂3在从上模12设置到下模11的树脂注入配管16内流动，并经由流道16a从浇口(在图示例中，为设置于预制件2的中央部的浇口)14朝向预制件2射出、注入树脂3。上模12暂时紧固，因此主要朝向形成于上模12与预制件2(的上表面)之间的缝隙(第2缝隙)射出、注入树脂3。
(正式紧固工序：S207)
接着，通过控制装置90控制驱动机构30来将上模12下降至下降端并完全闭合(与预制件2相对地接近)，并将上模12与下模11完全合模(正式紧固)(图6)。由此，使模具10内的树脂3均匀地压缩填充，并使其浸渍于预制件2(特别是按压可移动型芯13的预制件2的两端部以外的部位)的纤维层的层叠内。
(可移动型芯分离工序：S208)
从树脂注入开始和正式紧固起经过规定时间后(换言之，在规定的时机)，通过控制装置90控制驱动机构30，将可移动型芯13向外侧(远离预制件2的方向)移动来在预制件2的两端部(树脂流动终端部)形成成为规定宽度的树脂流路的缝隙G，并使树脂向该缝隙G流动(图6)。这里，将由可移动型芯13所具备的压力传感器13a获得的树脂3的压力向控制装置90发送，控制装置90探测并存储从压力传感器13a发送的树脂3的压力。
存储于控制装置90的树脂3的压力能够用于预制件2的两端部(树脂流动终端部)的树脂浸渍合格判定(是否在预制件2的两端部(树脂流动终端部)浸渍了树脂3的判定)、即罐的品质判定。具体而言，控制装置90保持图9所示的树脂浸渍合格条件，在从压力传感器13a发送的树脂3的压力在与树脂注入时间的关系中包含在图9所示的合格条件区域的情况下，作为预制件2的树脂流动终端部的树脂浸渍良好，将在该流程中制造的高压罐4(图8)判定为合格。另一方面，在从压力传感器13a发送的树脂3的压力在与树脂注入时间的关系中没有包含在图9所示的合格条件区域的情况下，控制装置90视为预制件2的树脂流动终端部的树脂浸渍不佳(未浸渍、或者高压异常)而将在该流程中制造的高压罐4(图8)判定为不合格。在判定为不合格的情况下，例如能够在可移动型芯分离工序(S208)的后段、脱模工序(S212)的后段从生产线中除去该高压罐4。
此外，如上述的那样，在将上模12与下模11正式紧固后，将可移动型芯13从按压于预制件2的两端部(树脂流动终端部)的状态向外侧移动来在预制件2的两端部形成成为树脂流路的缝隙G，也可以取而代之在将上模12与下模11正式紧固时，将可移动型芯13从按压于预制件2的两端部(树脂流动终端部)的状态向外侧移动来在预制件2的两端部形成成为树脂流路的缝隙G。即，也可以在正式紧固工序(S207)完成以前实施可移动型芯分离工序(S208)。
(可移动型芯接近工序：S209)
接着，在经过规定时间后，通过控制装置90控制驱动机构30，从而将可移动型芯13向内侧(预制件2侧)移动(即，再次使其接近)，来使形成于预制件2的两端部(树脂流动终端部)的缝隙G(树脂流路)的树脂3再次填充(加压填充)于预制件2的两端部(的纤维层)(图7)。这里的可移动型芯13的移动时机是作为预测为树脂3填充于预制件2的两端部的树脂流路的时机预先设定好的时机。
(树脂注入停止工序：S210)
而且，在如上述的那样将可移动型芯13完全合模并在预制件2的两端部(树脂流动终端部)树脂3也完成向纤维层内的浸渍后，停止树脂3的注入(图8)。
(树脂固化工序：S211)
在上述的树脂3的注入停止后，使树脂3固化(图8)。
(脱模工序：S212)
在树脂3固化后，通过控制装置90控制驱动机构30来打开上模12。通过树脂3的固化完成，从而获得在衬里的外周形成有纤维强化树脂层的高压罐4。
如以上说明的那样，在燃料电池车用高压罐，在基于RTM树脂浸渍技术的罐制造时，需要向厚壁大型罐整体均匀地施加树脂压力来使环氧树脂填充、浸渍，但在非破坏检查中，在工序内检查树脂浸渍性较为困难，若产生树脂浸渍不良，则产生导致罐的性能降低的重要品质问题。
本实施方式探测RTM树脂浸渍时的树脂的浸渍性，因此在模具10内的树脂流动终端部设置组装有压力传感器13a的可移动型芯13来探测RTM树脂浸渍时的树脂的浸渍性。
在RTM树脂浸渍工序中，在将罐(预制件2)设于模具10后，滑动组装有压力传感器13a的可移动型芯13来按压于罐终端部。其后，在合模并注入、浸渍环氧树脂后，压力传感器13a探测树脂浸渍性，并对阈值进行判断，由此检查树脂浸渍状态。另外，通过反馈控制(即，在下一个高压罐的制造时参照和利用)树脂流动终端部的树脂压力，也使自动的RTM树脂浸渍条件管理成为可能。
这样，通过在模具10内的树脂流动终端部设置组装有压力传感器13a的可移动型芯13，能够探测RTM树脂浸渍时的树脂的浸渍性。另外，在合模并注入、浸渍环氧树脂时，由压力传感器13a探测树脂浸渍性并对阈值进行判断，由此能够对树脂浸渍状态进行确认、合格判断。另外，通过反馈控制树脂流动终端部的树脂压力，也使非破坏并且自动的RTM树脂浸渍条件管理成为可能。
另外，本实施方式为了使RTM树脂浸渍时的树脂流动终端部的树脂浸渍量提高，在模具10内的树脂流动终端部设置可移动型芯13，并根据树脂浸渍性控制树脂浸渍量。
在RTM树脂浸渍工序中，在将罐(预制件2)设于模具10后，滑动树脂流动终端部的可移动型芯13来按压于罐终端部。其后，在合模并注入、浸渍环氧树脂后，使可移动型芯13暂时下降，由此在空着难以填充的树脂流动终端部的缝隙并形成树脂流路后，再度使可移动型芯13返回(即、使其接近)，由此提高向树脂流动终端部的树脂浸渍性，其后，使树脂3固化。另外，在滑动的可移动型芯13组装压力传感器13a，反馈控制(即，在下一个高压罐的制造时参照和利用)树脂流动终端部的树脂压力，由此能够管理基于可移动型芯13的流路形成量，并且也使自动的树脂填充量的条件管理成为可能。
这样，通过在模具10内的树脂流动终端部设置可动的可移动型芯13，能够提高RTM树脂浸渍时的树脂浸渍量。另外，通过在滑动的可移动型芯13组装压力传感器13a并反馈控制树脂流动终端部的树脂压力，从而也使自动的RTM树脂浸渍条件管理成为可能。
因此，在本实施方式中，在通过RTM树脂浸渍技术将厚壁罐成型时，能够探测树脂的填充性(浸渍性)，并且能够提高向罐(预制件2)的树脂流动终端部的树脂浸渍性，因此能够在工序内保证树脂浸渍性，并且能够获得罐性能提高和良好的品质，并且也能够进行工序内检查，从而也能够实现大幅度的生产率提高。
由此，根据本实施方式，在树脂注入时间与压力传感器13a探测的树脂3的压力的关系满足规定的条件时，判定为树脂3已浸渍于预制件2的树脂流动终端部，由此能够检测与树脂流动终端部对应的预制件2的纤维层中的树脂浸渍状况，从而能够使树脂均匀地浸渍于预制件2的纤维层。
另外，通过使可移动型芯13相对于预制件2相对地移动(在分离后接近)，能够使向与树脂难以浸渍的树脂流动终端部对应的预制件2的纤维层的树脂浸渍性提高。
＜其他的实施方式＞
也可以相对于上述的实施方式如以下那样变更控制装置90的处理内容(特别是基于控制装置90的合格判定处理和可移动型芯13的驱动时机)。
即，在上述的实施方式中，在图3所示的S208(可移动型芯分离工序)中，在从树脂注入开始和正式紧固起经过规定时间后，控制装置90控制驱动机构30，由此将可移动型芯13向外侧移动。另一方面，也可以构成为：在图3所示的S208(可移动型芯分离工序)中，在从压力传感器13a发送的树脂3的压力变为了规定的阈值以上时，控制装置90探测(判定)为树脂3已浸渍(填充)于预制件2的两端部(树脂流动终端部)的层叠内，将可移动型芯13向外侧移动而在预制件2的两端部(树脂流动终端部)形成成为规定宽度的树脂流路的缝隙G，并使树脂向该缝隙G流动。其他的处理的流程与上述的实施方式相同。
根据这样的实施方式，在压力传感器13a探测的树脂3的压力变为了规定值以上时，判定为树脂3已浸渍于预制件2的树脂流动终端部，由此能够检测与树脂流动终端部对应的预制件2的纤维层中的树脂浸渍状况，从而能够使树脂均匀地浸渍于预制件2的纤维层。
另外，根据这样的实施方式，由于在工序内控制装置90判定为树脂已浸渍于预制件2的树脂流动终端部，因此尽管控制装置90的处理负荷增加，但具有能够仅制造、搬出在与树脂流动终端部对应的预制件2的纤维层树脂浸渍状况良好的高压罐这一优点。
以上，使用附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的结构并不限定于该实施方式，即使存在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等，它们也包含在本发明中。

Claims (10)

1.一种纤维强化树脂成型品的制造方法，是形成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件并使树脂浸渍于所述预制件的所述纤维层而固化的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
所述纤维强化树脂成型品的制造方法包括：
准备设置有可移动型芯的模具的工序，所述可移动型芯在与所述预制件的树脂流动终端部对置的部位能够相对于所述预制件相对地移动，并且具备探测在模具内流动的树脂的压力的压力传感器；
在将所述可移动型芯按压于所述预制件的所述树脂流动终端部的状态下，将所述预制件配置于所述模具内的工序；
向所述模具内注入树脂的工序；
在从树脂注入开始起经过规定时间后，或在判定为树脂已浸渍于所述预制件的所述树脂流动终端部后，
使所述可移动型芯向远离所述预制件的方向移动，在所述预制件的所述树脂流动终端部与所述可移动型芯之间形成成为树脂流路的缝隙，并使树脂向该缝隙流动的工序；以及
使所述可移动型芯与所述预制件的所述树脂流动终端部再次接近的工序，
至少基于在向所述模具内注入树脂的工序中所述压力传感器探测的树脂的压力，判定树脂是否已浸渍于所述预制件的所述树脂流动终端部。
2.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
在树脂注入时间与所述压力传感器探测的树脂的压力的关系满足规定的条件时，判定为树脂已浸渍于所述预制件的所述树脂流动终端部。
3.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
当在向所述模具内注入树脂的工序中所述压力传感器探测的树脂的压力变为了规定值以上时，判定为树脂已浸渍于所述预制件的所述树脂流动终端部。
4.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
所述模具包括第1模和第2模，该第1模具有所述可移动型芯，
在将所述预制件配置于所述模具内的工序中，将所述预制件以如下方式配置于所述第1模与所述第2模之间，即：在所述第2模与所述预制件之间形成比所述第1模与所述预制件之间的第1缝隙大的第2缝隙，
在向所述模具内注入树脂的工序中，还包括通过使所述第2模与所述预制件相对地接近来压缩填充所述模具内的树脂的工序。
5.根据权利要求4所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
在通过使所述第2模与所述预制件相对地接近来压缩填充所述模具内的树脂后，使所述可移动型芯从按压于所述预制件的所述树脂流动终端部的状态向远离的方向移动，
或者一边通过使所述第2模与所述预制件相对地接近来压缩填充所述模具内的树脂，一边使所述可移动型芯从按压于所述预制件的所述树脂流动终端部的状态向远离的方向移动。
6.一种纤维强化树脂成型品的制造装置，是形成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件并使树脂浸渍于所述预制件的所述纤维层而固化的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
所述纤维强化树脂成型品的制造装置具备：
模具，设置有可移动型芯，所述可移动型芯在与所述预制件的树脂流动终端部对置的部位能够相对于所述预制件相对地移动，并且具备探测在模具内流动的树脂的压力的压力传感器；
驱动机构，用于驱动所述可移动型芯；
树脂注入机构，用于向所述模具内注入树脂；以及
控制装置，取得所述压力传感器探测的树脂的压力，并且控制所述驱动机构和所述树脂注入机构的运行状态，
对于所述控制装置而言，
通过所述驱动机构，在将所述可移动型芯按压于所述预制件的所述树脂流动终端部的状态下，将所述预制件配置于所述模具内，
通过所述树脂注入机构，向所述模具内注入树脂，
在从树脂注入开始起经过规定时间后，或在判定为树脂已浸渍于所述预制件的所述树脂流动终端部后，
通过所述驱动机构，使所述可移动型芯向远离所述预制件的方向移动，在所述预制件的所述树脂流动终端部与所述可移动型芯之间形成成为树脂流路的缝隙，使树脂向该缝隙流动，其后使所述可移动型芯与所述预制件的所述树脂流动终端部再次接近，
至少基于向所述模具内注入树脂时的所述压力传感器探测的树脂的压力，判定树脂是否已浸渍于所述预制件的所述树脂流动终端部。
7.根据权利要求6所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
在树脂注入时间与所述压力传感器探测的树脂的压力的关系满足规定的条件时，所述控制装置判定为树脂已浸渍于所述预制件的所述树脂流动终端部。
8.根据权利要求6所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
在向所述模具内注入树脂时的所述压力传感器探测的树脂的压力变为了规定值以上时，所述控制装置判定为树脂已浸渍于所述预制件的所述树脂流动终端部。
9.根据权利要求6所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
所述模具包括第1模和第2模，该第1模具有所述可移动型芯，
对于所述控制装置而言，
通过所述驱动机构，将所述预制件以如下方式配置于所述第1模与所述第2模之间，即：在所述第2模与所述预制件之间形成比所述第1模与所述预制件之间的第1缝隙大的第2缝隙，
通过所述树脂注入机构，向所述模具内注入树脂，并且通过所述驱动机构，使所述第2模与所述预制件相对地接近，由此压缩填充所述模具内的树脂。
10.根据权利要求9所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
对于所述控制装置而言，在通过所述驱动机构使所述第2模与所述预制件相对地接近来压缩填充所述模具内的树脂后，通过所述驱动机构使所述可移动型芯从按压于所述预制件的所述树脂流动终端部的状态向远离的方向移动，
或者一边通过所述驱动机构使所述第2模与所述预制件相对地接近来压缩填充所述模具内的树脂，一边通过所述驱动机构使所述可移动型芯从按压于所述预制件的所述树脂流动终端部的状态向远离的方向移动。
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