DE102016002856A1 - Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands und Harzformgegenstand - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands und Harzformgegenstand Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines länglichen Harzformgegenstands (10), der eine hohle Struktur aufweist, umfassend: Verwenden eines länglichen elastischen Kerns (26), der einen Verbund aus einem elastischen Körper (42) und einem kontinuierlichen Garn (44), umfasst, Formen eines Harzmaterials auf einer Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) und dann Ausüben einer Zugkraft auf den elastischen Kern (26) und Herausziehen des elastischen Kerns (26) in einer Längsrichtung, so dass der längliche Harzformgegenstand (10), der die hohle Struktur aufweist, erhalten wird. Ein länglicher Harzformgegenstand (10), der eine hohle Struktur aufweist und der einen gekrümmten Abschnitt (16) und einen verzweigten Abschnitt (14) in einer Kombination umfasst, wobei der Harzformgegenstand (10) eine Verbundstruktur aufweist, in der ein Harzmaterial mit einer geflochtenen kontinuierlichen Faser über dessen gesamter Länge, einschließlich des gekrümmten Abschnitts (16) und des verzweigten Abschnitts (14), verstärkt ist.

Description

  • EINBEZIEHEN DURCH BEZUGNAHME
  • Die Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-055618 , die am 19. März 2015 eingereicht worden ist, einschließlich die Beschreibung, die Zeichnungen und die Zusammenfassung, wird hierin vollständig unter Bezugnahme einbezogen.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands, der eine hohle Struktur aufweist, und einen Harzformgegenstand, der eine neue Struktur aufweist und der mit dem Verfahren hergestellt werden kann.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Harzformgegenstände wurden in verschiedenen Arten von Gebieten aufgrund ihres Vorteils bei der Gewichtsverminderung, der Verbesserung der Massenproduktivität und dergleichen verwendet. In den letzten Jahren wurde die Verwendung eines Harzes sogar für Strukturelemente, usw., die eine Festigkeit erfordern, mit faserverstärkten Harzen eingeführt.
  • Zum Sicherstellen der Biegefestigkeit und der Steifigkeit verschiedener Arten von länglichen Elementen, während das Gewicht und die Materialien vermindert werden, ist die Verwendung einer hohlen Querschnittsstruktur vorteilhaft. Dies ermöglicht es, die Querschnittsfläche klein zu halten, während das Flächenträgheitsmoment und das Widerstandsmoment sichergestellt werden.
  • Für Harzformgegenstände, die durch ein Formen hergestellt werden, bei dem ein Harzmaterial in einen Formhohlraum gefüllt und geformt wird, führt die Verwendung einer länglichen Form mit einem hohlen Querschnitt jedoch im Allgemeinen zu Schwierigkeiten bei der Entfernung eines Kerns nach dem Formen, was es schwierig macht, die Harzformgegenstände in einer Massenproduktion herzustellen. Obwohl es z. B. denkbar ist, dass ein geformter Kern aus einem Metall mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird, um diesen nach dem Harzformen durch Schmelzen zu entfernen, muss der Kern in diesem Fall für jedes Harzformen geformt werden. Demgemäß wird das Herstellungsverfahren komplex und die Herstellungskosten werden hoch, was die Massenproduktion schwierig macht.
  • Daher sind herkömmlich verwendete Gegenstände nur auf ein massives Harzelement, das durch eine Mehrzahl von Komponenten ausgebildet ist, wie es in dem japanischen Patent Nr. JP 3705384 B beschrieben ist, und auf ein Harzelement in einer extrem einfachen Form beschränkt, wie z. B. eines geraden Schlauchs, wie es in dem japanischen ungeprüften Patent mit der Veröffentlichungsnummer JP 1-215533 A beschrieben ist. Folglich ist es nach wie vor schwierig, die Herstellung von verschiedenen Elementen unter Verwendung eines Harzes in ausreichender Weise zu erreichen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands, der eine hohle Struktur aufweist, bereitzustellen, mit dem eine hervorragende Massenproduktivität realisiert werden kann.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Harzformgegenstand, der eine hohle Struktur aufweist, bereitzustellen, der durch dieses neue Herstellungsverfahren hergestellt werden kann und der eine neue Struktur aufweist, wobei der Harzformgegenstand eine komplexe Form aufweist, die einen gekrümmten Abschnitt und einen verzweigten Abschnitt in einer Kombination umfasst, und der Harzformgegenstand mit einer geflochtenen kontinuierlichen Faser verstärkt ist.
  • Die vorstehenden Aufgaben und/oder optionale Aufgaben dieser Erfindung können gemäß mindestens einem der folgenden Modi der Erfindung gelöst werden. Die folgenden Modi und/oder Elemente, die in jedem Modus der Erfindung genutzt werden, können in jedweden möglichen optionalen Kombinationen verwendet werden.
  • Ein erster Modus der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines länglichen Harzformgegenstands, der eine hohle Struktur aufweist, bereit, umfassend: Verwenden eines länglichen elastischen Kerns, der einen Verbund aus einem elastischen Körper und einem kontinuierlichen Garn umfasst, Formen eines Harzmaterials auf einer Außenumfangsfläche des elastischen Kerns und dann Ausüben einer Zugkraft auf den elastischen Kern und Herausziehen des elastischen Kerns in einer Längsrichtung, so dass der längliche Harzformgegenstand, der die hohle Struktur aufweist, erhalten wird.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des vorliegenden Modus wird der elastische Kern, der den Verbund aus dem elastischen Körper und dem kontinuierlichen Garn umfasst, als Kern zum Harzformen verwendet. Daher wird dann, wenn die Zugkraft auf den elastischen Kern nach dem Harzformen von einem Ende her ausgeübt wird, die Zugkraft effizient über das kontinuierliche Garn in der Längsrichtung des elastischen Kerns übertragen. Als Ergebnis wird die Zugkraft effizient auf den elastischen Kern bis zu einer tiefen Position in der Längsrichtung ausgeübt, wodurch im Inneren des länglichen Harzformgegenstands, der die hohle Struktur aufweist, die Querschnittsfläche verformt wird, so dass sie kleiner wird. Dies beschleunigt die Entfernung des elastischen Kerns von der Innenfläche des Harzformgegenstands, was ein einfaches Herausziehen des elastischen Kerns aus dem länglichen Harzformgegenstand in der Längsrichtung ermöglicht.
  • Zusätzlich kehrt der herausgezogene elastische Kern durch Aufheben der Zugkraft elastisch und rasch zu der ursprünglichen Form zurück, wodurch es möglich wird, diesen bei dem nächsten Formen eines Harzformgegenstands wiederholt wiederzuverwenden.
  • Daher ist es gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung möglich, den länglichen Harzformgegenstand, der einen hohlen Querschnitt aufweist und der in der Vergangenheit schwer zu realisieren war, mit einer hervorragenden Massenproduktivität herzustellen.
  • Ein zweiter Modus der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands gemäß dem ersten Modus bereit, bei dem der elastische Kern eine Querschnittsform eines Hohlraums aufweist.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des vorliegenden Modus wird durch den elastischen Kern, der den hohlen Querschnitt aufweist, wenn nach dem Harzformen die Zugkraft auf den elastischen Kern ausgeübt wird, die Verformung zu einer kleineren Form, so dass der Querschnitt des elastischen Kerns eine kleinere Außenumfangslänge aufweist, einfacher bewirkt. Daher ist es möglich, den elastischen Kern aus dem Harzformgegenstand mit einer geringeren Zugkraft herauszuziehen und zu entfernen.
  • Ein dritter Modus der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands gemäß dem zweiten Modus bereit, das ferner das Füllen des Hohlraums mit einem nicht-kompressiblen Füllstoffmaterial, das nicht-kompressibel und amorph ist, während des Formens des Harzmaterials auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns umfasst.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des vorliegenden Modus wird selbst dann, wenn der Fülldruck des Harzmaterials oder dergleichen auf die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns ausgeübt wird, wenn das Harzmaterial geformt wird, eine unvorhergesehene Verformung des elastischen Kerns beschränkt. Als Ergebnis werden die Form und die Abmessung der Innenumfangsfläche des Harzformgegenstands, der durch das Formen erhalten wird, mit einer höheren Genauigkeit stabilisiert. Als nicht-kompressibles Füllstoffmaterial kann ein amorphes Füllstoffmaterial, wie z. B. eine Flüssigkeit oder ein Feststoff in einer Pulverform, verwendet werden, so dass es nach dem Harzformen einfach fließend von dem Inneren des Hohlraums des elastischen Kerns entnommen werden kann. Demgemäß kann der elastische Kern aus dem Harzformgegenstand durch Ausüben der Zugkraft darauf, nachdem das nicht-kompressible Füllstoffmaterial aus dem elastischen Kern entfernt worden ist, herausgezogen werden, so dass eine Verformung, die den Querschnitt des elastischen Kerns vermindert, einfach ermöglicht wird.
  • Ein vierter Modus der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands gemäß einem des ersten bis dritten Modus bereit, bei dem sich das kontinuierliche Garn des elastischen Kerns in der Längsrichtung mit einer von einer Geflechtstruktur und einer Spiralstruktur erstreckt.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des vorliegenden Modus wird das kontinuierliche Garn, das so angeordnet ist, dass es zur Längsrichtung des elastischen Kerns geneigt ist, verformt, so dass der Neigungswinkel aufgrund der Einwirkung der Zugkraft kleiner wird. Dies ermöglicht es, die Druckkraft, durch welche die Querschnittsfläche klein wird, zusammen mit der Zugkraft in der Längsrichtung relativ zu dem elastischen Kern effizient zu übertragen. Als Ergebnis kann der Durchmesser des elastischen Kerns zum Herausziehen des elastischen Kerns bei der Entfernung des Formwerkzeugs nach dem Harzformen über die gesamte Länge vermindert werden.
  • Ein fünfter Modus der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands gemäß einem des ersten bis vierten Modus bereit, bei dem der Harzformgegenstand aus einem faserverstärkten Harz ausgebildet wird, in dem das Harzmaterial faserverstärkt ist.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des vorliegenden Modus kann, wie es später beschrieben wird, ein Harzformgegenstand, der aus einem synthetischen Harzmaterial ausgebildet ist, das in einer geeigneten Weise unter Verwendung von Verstärkungsfasern, wie z. B. Kohlefasern, Aramidfasern und Glasfasern, verstärkt ist, mit der hohlen Struktur hergestellt werden. Die erforderliche Festigkeit oder Steifigkeit wird durch die Faserverstärkung sichergestellt, was die Herstellung eines Harzformgegenstands mit einem breiteren Anwendungsbereich ermöglicht.
  • Ein sechster Modus der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Harzformgegenstands gemäß dem fünften Modus bereit, bei dem eine Verstärkungsfaser, die mindestens eine kontinuierliche Faser umfasst, auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns angeordnet ist, und der Harzformgegenstand, der das faserverstärkte Harz umfasst, das mit der Verstärkungsfaser verstärkt ist, durch Formen des Harzmaterials erhalten wird.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des vorliegenden Modus wird der Harzformgegenstand, der auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns geformt wird, mit der kontinuierlichen Faser faserverstärkt, wodurch es möglich ist, einen Harzformgegenstand zu realisieren, der in Bezug auf einen Gegenstand, der mit einer diskontinuierlichen Faser, wie z. B. einer kurzen Faser oder einer langen Faser, verstärkt ist, eine höhere Festigkeit aufweist.
  • Ein siebter Modus der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Harzformgegenstands gemäß dem sechsten Modus bereit, bei dem die mindestens eine kontinuierliche Faser eine Mehrzahl von kontinuierlichen Fasern umfasst und die kontinuierlichen Fasern so angeordnet sind, dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns in einer geflochtenen Form bedecken, während der elastische Kern einer Krümmungsverformung unterzogen wird.
  • Gemäß dem vorliegenden Modus wird der elastische Kern unter Nutzung von dessen Elastizität in einer geeigneten Weise gekrümmt, was es ermöglicht, die Mehrzahl von kontinuierlichen Fasern, die von dem Außenumfang bereitgestellt werden, so zu führen, dass sie auf der Oberfläche des elastischen Kerns, der einen unregelmäßig geformten Teil, wie z. B. einen gekrümmten Teil, einen gebogenen Teil oder einen verzweigten Teil, umfasst, angeordnet werden. Als Ergebnis können bei der Herstellung eines Harzformgegenstands mit einer komplexen Form, der einen unregelmäßig geformten Teil, wie z. B. einen gekrümmten Teil, aufweist, mit einem effizienten Verstärkungsaspekt, einschließlich z. B. einem geflechtförmigen Geflecht oder einem Spiralgeflecht, die kontinuierlichen Fasern auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns und als Ergebnis somit in dem Harzformgegenstand angeordnet werden.
  • Zum Erhalten des Harzformgegenstands, der mit der Verstärkungsfaser faserverstärkt ist, die aus der kontinuierlichen Faser ausgebildet ist, sind die bevorzugt verwendeten Formverfahren unterschiedlich, und zwar abhängig davon, ob das verwendete Harzmaterial ein wärmeaushärtendes Harz oder ein thermoplastisches Harz ist. Insbesondere wenn ein wärmeaushärtendes Harz eingesetzt wird, sind die Herstellungsverfahren des folgenden achten und neunten Modus bevorzugt. Wenn andererseits ein thermoplastisches Harz verwendet wird, sind die Herstellungsverfahren des folgenden zehnten bis zwölften Modus bevorzugt.
  • Insbesondere stellt ein achter Modus der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands, der mit der kontinuierlichen Faser faserverstärkt ist, gemäß dem sechsten oder siebten Modus bereit, bei dem das Harzmaterial ein wärmeaushärtendes Harz umfasst und der Harzformgegenstand, der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anordnen der kontinuierlichen Faser, die mit dem wärmeaushärtenden Harz imprägniert ist, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns bedeckt, und dann Durchführen eines Aushärtungsvorgangs mit dem wärmeaushärtenden Harz erhalten wird.
  • Alternativ stellt ein neunter Modus der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands, der mit der kontinuierlichen Faser faserverstärkt ist, gemäß dem sechsten oder siebten Modus bereit, bei dem das Harzmaterial ein wärmeaushärtendes Harz umfasst und der Harzformgegenstand, der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anordnen der kontinuierlichen Faser, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns bedeckt, und dann während des Formens des wärmeaushärtenden Harzes Imprägnieren der kontinuierlichen Faser mit dem wärmeaushärtenden Harz und Durchführen eines Aushärtungsvorgangs damit erhalten wird.
  • Andererseits stellt ein zehnter Modus der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands, der mit der kontinuierlichen Faser faserverstärkt ist, gemäß dem sechsten oder siebten Modus bereit, bei dem das Harzmaterial ein thermoplastisches Harz umfasst und der Harzformgegenstand, der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anordnen des thermoplastischen Harzes in Faserform zusammen mit der kontinuierlichen Faser, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns bedecken, und dann Durchführen eines Schmelzformvorgangs mit dem thermoplastischen Harz erhalten wird.
  • Zusätzlich stellt ein elfter Modus der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands, der mit der kontinuierlichen Faser faserverstärkt ist, gemäß dem sechsten oder siebten Modus bereit, bei dem das Harzmaterial ein thermoplastisches Harz umfasst und der Harzformgegenstand, der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anhaftenlassen des thermoplastischen Harzes in Pulverform an der kontinuierlichen Faser und Anordnen der kontinuierlichen Faser, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns bedeckt, und dann Durchführen eines Schmelzformvorgangs mit dem thermoplastischen Harz erhalten wird.
  • Ferner stellt ein zwölfter Modus der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands, der mit der kontinuierlichen Faser faserverstärkt ist, gemäß dem sechsten oder siebten Modus bereit, bei dem das Harzmaterial ein thermoplastisches Harz umfasst und der Harzformgegenstand, der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anordnen der kontinuierlichen Faser, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns bedeckt, während ein unpolymerisiertes Material des thermoplastischen Harzes auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns bereitgestellt wird, und Imprägnieren des Materials in die kontinuierliche Faser und dann Durchführen eines Polymerisationsformvorgangs damit erhalten wird.
  • Auf diese Weise wird abhängig von dem verwendeten Harzmaterial zum Formen das Herstellungsverfahren nach einem des vorstehend beschriebenen achten bis zwölften Modus eingesetzt. Als Ergebnis wird es möglich, den Harzformgegenstand, der aus dem faserverstärkten Harz ausgebildet ist, das mit der kontinuierlichen Faser verstärkt ist, die im Vorhinein auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns angeordnet wird, wie es in dem sechsten oder siebten Modus beschrieben ist, mit einer größeren Massenproduktivität herzustellen.
  • Ferner ist es unabhängig davon, ob das Harz mit der kontinuierlichen Faser verstärkt ist oder nicht, wie es in dem vorstehend beschriebenen sechsten bis zwölften Modus angegeben ist, auch möglich, den Harzformgegenstand unter Verwendung eines Harzmaterials zu formen, das mit einer kurzen Faser oder einer langen Faser gemischt ist, die nicht geflochten oder dergleichen ist.
  • Insbesondere stellt ein dreizehnter Modus der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands gemäß einem des fünften bis zwölften Modus bereit, bei dem das Harzmaterial, das mit einer diskontinuierlichen Verstärkungsfaser gemischt ist, auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns geformt wird.
  • Darüber hinaus stellt ein vierzehnter Modus der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands gemäß einem des ersten bis dreizehnten Modus bereit, bei dem, während der elastische Kern einer Verformung unterzogen wird, das Harzmaterial auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns geformt wird.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des vorliegenden Modus wird das Harz auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns geformt, während dem elastischen Kern durch elastisches Verformen des Kerns in Bezug auf dessen ursprüngliche Form eine kompliziertere Form verliehen wird. Dies ermöglicht die Herstellung eines Harzformgegenstands in einer komplexeren Form unter Verwendung des elastischen Kerns, der eine vergleichsweise einfache Form oder dergleichen aufweist.
  • Darüber hinaus ist es mit dem vorliegenden Modus bei der Herstellung des Harzformgegenstands, der mit der kontinuierlichen Faser verstärkt ist, wie es in einem des sechsten bis zwölften Modus beschrieben ist, beispielsweise auch möglich, die kontinuierliche Faser auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns anzuordnen und dann den elastischen Kern abhängig von der Form des gewünschten Formgegenstands elastisch zu verformen, um das Harz auf der Außenumfangsfläche zu formen. Dies kann den Vorgang des Anordnens der kontinuierlichen Faser in einer geflochtenen Form, usw., auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns noch einfacher machen, und zwar durch Durchführen des Vorgangs mit dem elastischen Kern, dessen Form bezogen auf den Formgegenstand vereinfacht ist.
  • Darüber hinaus kann die Verformung des elastischen Kerns in diesem Modus ein Modus sein, bei dem die Form in der Längsrichtung in mindestens einem Abschnitt in der Längsrichtung verändert wird. Beispielsweise ist der Modus umfasst, bei dem der elastische Kern, der eine Geradenform aufweist, in einer gekrümmten Form gehalten wird, um das Harz auf dessen Außenumfangsfläche zu formen oder dergleichen. Alternativ kann der folgende fünfzehnte Modus als Verformung des elastischen Kerns des vorliegenden Modus eingesetzt werden.
  • Insbesondere stellt ein fünfzehnter Modus der vorliegenden Erfindung das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands gemäß dem vierzehnten Modus bereit, bei dem die Verformung des elastischen Kerns derart ist, dass die Querschnittsform mindestens eines Teils des elastischen Kerns in der Längsrichtung verändert wird.
  • Gemäß dem vorstehend angegebenen vierzehnten oder fünfzehnten Modus kann eine Mehrzahl von Arten von Harzformgegenständen geformt werden, die bezüglich der gekrümmten Form, der Querschnittsform oder dergleichen variieren, während der gleiche elastische Kern verwendet wird, wodurch die gemeinsame Verwendung des elastischen Kerns ermöglicht wird. Die derartige gemeinsame Verwendung des elastischen Kerns ist nicht nur zur Senkung der Kosten bei der Herstellung ähnlicher Harzprodukte effektiv, sondern auch zur Herstellung mehrerer Arten von Harzprototypen zur Messung der Eigenschaften jedes Gegenstands, wie z. B. der Festigkeit, für Vergleichszwecke.
  • Ein sechzehnter Modus der vorliegenden Erfindung stellt das Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands gemäß einem des ersten bis fünfzehnten Modus bereit, bei dem der elastische Kern einen verzweigten Teil umfasst, der elastische Kern eine Mehrzahl von länglichen geteilten elastischen Kernen umfasst, die an dem verzweigten Teil trennbar miteinander verbunden sind, und die geteilten elastischen Kerne nach dem Formen des Harzformgegenstands getrennt und in jeweiligen Längsrichtungen herausgezogen werden.
  • Gemäß dem Herstellungsverfahren des vorliegenden Modus kann der Harzformgegenstand, der mindestens eine Verzweigungsstruktur umfasst, gemäß dem Verfahren dieser Erfindung unter Verwendung des elastischen Kerns hergestellt werden. Dies ermöglicht es, das Verfahren dieser Erfindung auf die Herstellung eines Harzformgegenstands in einer komplexeren Form anzuwenden.
  • Ein siebzehnter Modus der vorliegenden Erfindung stellt einen länglichen Harzformgegenstand bereit, der eine hohle Struktur aufweist, und der einen gekrümmten Abschnitt und einen verzweigten Abschnitt in einer Kombination umfasst, wobei der Harzformgegenstand eine Verbundstruktur aufweist, in der ein Harzmaterial mit einer geflochtenen kontinuierlichen Faser über dessen gesamter Länge, einschließlich des gekrümmten Abschnitts und des verzweigten Abschnitts, verstärkt ist.
  • Der Harzformgegenstand mit der Struktur gemäß dem vorliegenden Modus, der einen Hohlraum aufweist, umfasst eine durch die kontinuierliche Faser verstärkte Struktur, die herkömmlich nicht mit einem Gegenstand verwendet werden konnte, der einen gekrümmten Abschnitt und einen verzweigten Abschnitt in einer Kombination aufweist. In dem vorliegenden Modus kann der hohle Harzformgegenstand mit einer komplizierten und unregelmäßigen Form, die sowohl den gekrümmten Abschnitt als auch den verzweigten Abschnitt aufweist, mit der Verbundstruktur durch Verstärken mit der kontinuierlichen Faser realisiert werden. Daher können Harzkomponenten selbst für verschiedene Teile verwendet werden, bei denen herkömmlich davon ausgegangen wurde, dass sie schwer mit einem Harz hergestellt werden können, einschließlich z. B. einen Lenker für ein Kraftfahrzeug. Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, der diesen hohlen Harzformgegenstand mit einer komplexen und unregelmäßigen Form umfasst, der eine durch die kontinuierliche Faser verstärkte Struktur aufweist, den es bisher nicht gab, kann durch das vorstehend genannte Herstellungsverfahren gemäß dieser Erfindung hergestellt werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der elastische Kern, der einen Verbund aus dem elastischen Körper und dem kontinuierlichen Garn umfasst, verwendet und die Zugkraft wird nach dem Formen des Harzmaterials ausgeübt. Als Ergebnis kann die Verformung des elastischen Kerns, durch die dessen Querschnittsfläche klein gemacht wird, effizient in der Längsrichtung übertragen werden, und der elastische Kern kann herausgezogen werden, so dass der längliche Harzformgegenstand mit einer hohlen Struktur erhalten wird.
  • Zusätzlich ist es mit dem Harzformgegenstand mit einer hohlen Struktur gemäß dieser Erfindung möglich, einen Harzformgegenstand mit einer neuen Struktur bereitzustellen, den es bisher nicht gab und der eine komplexe Form mit sowohl dem gekrümmten Abschnitt als auch dem verzweigten Abschnitt aufweist und der mit einer geflochtenen kontinuierlichen Faser verstärkt ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorstehend genannten und/oder andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, worin entsprechende Bezugszeichen entsprechende Elemente bezeichnen und worin:
  • 1 eine Vorderansicht ist, die einen Harzformgegenstand als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 2 eine Vorderansicht ist, die einen elastischen Kern, der bei der Herstellung des in der 1 gezeigten Harzformgegenstands verwendet wird und teilweise aufgeschnitten ist, als erste Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 3 eine Ansicht ist, die zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des in der 2 gezeigten elastischen Kerns geeignet ist,
  • 4 eine Ansicht ist, die einen Zustand des elastischen Kerns mit einer auf dessen Oberfläche angeordneten Verstärkungsfaser zeigt, der in einem Verfahren zur Herstellung des in der 1 gezeigten Harzformgegenstands unter Verwendung des in der 2 gezeigten elastischen Kerns erhalten worden ist,
  • 5 eine Ansicht ist, die einen Verformungszustand des in der 4 gezeigten elastischen Kerns in einem teilweise aufgeschnittenen Zustand zeigt,
  • 6 eine Ansicht ist, die einen Zustand des in der 4 gezeigten elastischen Kerns zeigt, der in ein Formwerkzeug für den Harzformgegenstand in der 1 eingesetzt ist,
  • 7 eine Ansicht ist, die einen Vorgang des Herausziehens des elastischen Kerns aus dem Harzformgegenstand zeigt, der nach dem Harzformen in dem Formwerkzeug, das in der 6 gezeigt ist, aus dem Formwerkzeug entfernt worden ist,
  • 8 eine Vorderansicht ist, die ein weiteres Beispiel des elastischen Kerns, der bei der Herstellung des Harzformgegenstands verwendet wird, als eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 9 eine Ansicht ist, die zur Erläuterung eines Vorgangs des Anordnens einer Verstärkungsfaser auf der Oberfläche des in der 8 gezeigten elastischen Kerns mit einer Flechtvorrichtung geeignet ist,
  • 10 eine teilweise aufgeschnittene Querschnittsansicht ist, die einen Hauptteil des Harzformgegenstands entlang der Linie 10-10 von 11 als eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, und
  • 11 eine Ansicht ist, die ein Herstellungsverfahren für den in der 10 gezeigten Harzformgegenstand als ein Beispiel zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Die 1 zeigt einen Harzformgegenstand 10 als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Harzformgegenstand 10 weist eine hohle Struktur mit einem durchgehenden hohlen Loch 12 im Inneren und eine unregelmäßige Form auf, die nicht eine einfache gerade Röhrenform ist und einen verzweigten Abschnitt 14 und einen gekrümmten Abschnitt 16 aufweist. Bei diesem Harzformgegenstand 10 wird ein Montageelement an jeden Endteil beim oder nach dem Harzformen angebracht, wodurch der Harzformgegenstand 10 als Radaufhängungselement für ein Kraftfahrzeug oder dergleichen verwendet werden kann.
  • Insbesondere weist der Harzformgegenstand 10 der vorliegenden Ausführungsform eine Struktur auf, bei der ein langer Röhrenteil 18, dessen Länge in der axialen Richtung groß ist, und ein kurzer Röhrenteil 20, dessen Länge in der axialen Richtung gering ist, integriert verbunden sind. Der Harzformgegenstand 10 weist den verzweigten Abschnitt 14 auf, bei dem der kurze Röhrenteil 20 so bereitgestellt ist, dass er im Wesentlichen in einem rechten Winkel von dem mittleren Abschnitt des langen Röhrenteils 18 in der Längsrichtung abzweigt. Ferner weist der lange Röhrenteil 18 als Ganzes im Wesentlichen eine U-Form auf und dessen Mittelabschnitt in der Längsrichtung ist in einer Halbkreisform gekrümmt, so dass der gekrümmte Abschnitt 16 bereitgestellt wird.
  • Demgemäß ist der gesamte Harzformgegenstand 10 dieser Ausführungsform aus einem Verbund ausgebildet, bei dem eine Verstärkungsfaser, die aus einer kontinuierlichen Faser ausgebildet ist, in einem Zustand angeordnet ist, bei dem sie in das Harzmaterial einbezogen ist, wie es später beschrieben wird. Eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung dieses Harzformgegenstands 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
  • Als Erstes wird zur Bereitstellung der Formfläche für den Innenumfang des hohlen Lochs 12 in dem Harzformgegenstand 10 ein elastischer Kern 26, wie er in der 2 gezeigt ist, hergestellt und vorbereitet. Dieser elastische Kern 26 umfasst einen langen Achsenteil 28, der dem langen Röhrenteil 18 des Harzformgegenstands 10 entspricht, und einen kurzen Achsenteil 30, der dem kurzen Röhrenteil 20 des Harzformgegenstands 10 entspricht.
  • Sowohl der lange Achsenteil 28 als auch der kurze Achsenteil 30 sind aus einem elastischen Material, wie z. B. einem kautschukelastischen Körper und Elastomeren, ausgebildet, so dass sie elastisch verformbar sind. Der lange Achsenteil 28 kann elastisch zu einer Form verformt werden, die einen gekrümmten Teil umfasst, der dem gekrümmten Teil 16 des Harzformgegenstands 10 entspricht. Darüber hinaus wird ein Ende des kurzen Achsenteils 30 in der axialen Richtung im Wesentlichen mit der Mitte des langen Achsenteils 28 in der Längsrichtung verbunden und daran angebracht.
  • Obwohl der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30 in massiven Formen vorliegen können, handelt es sich in der vorliegenden Ausführungsform bei jedem davon um eine Röhrenform, die eine Querschnittsform eines Hohlraums mit einem Durchgangsloch 32 aufweist, das durch diese in der Längsrichtung verläuft. Insbesondere in einem Fall, bei dem die Röhrenform mit einem Fall einer massiven Struktur verglichen wird, wird eine elastische Verformung in der Richtung der Verminderung der Querschnittsfläche effizient bewirkt, so dass die Entfernung des Formwerkzeugs von dem Harzformgegenstand 10, die später beschrieben wird, weiter erleichtert wird.
  • In einem Verbindungsteil 33 des kurzen Achsenteils 30 mit dem langen Achsenteil 28, das dem verzweigten Abschnitt 14 des gewünschten Harzformgegenstands 10 entspricht, kann der Zustand des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30 als geteilte elastische Kerne je nach Erfordernis zwischen einem getrennten Zustand und einem verbundenen Zustand gewechselt werden. Insbesondere wird, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, z. B. eine Verbindungsschraube 34, die durch den kurzen Achsenteil 30 eingesetzt ist, an Fixierdeckelkörper 36, 36 geschraubt, die an beiden Endöffnungen des kurzen Achsenteils 30 angeordnet sind, und zusätzlich wird ein Ende der Verbindungsschraube 34 in einer entfernbaren Weise mit dem langen Achsenteil 28 verbunden.
  • Insbesondere wird die Verbindungsschraube 34, die von einem Ende des kurzen Achsenteils 30 in der axialen Richtung vorragt, in das Durchgangsloch 32 über ein Loch zum Verbinden, das an der Umfangswand des langen Achsenteils 28 ausgebildet ist, eingesetzt und an einen Verbindungsblock 40 geschraubt, der in dem langen Achsenteil 28 angeordnet ist. Dadurch wird die Umfangswand des langen Achsenteils 28 zwischen dem Fixierdeckelkörper 36 des kurzen Achsenteils 30 und dem Verbindungsblock 40 geklemmt, so dass der kurze Achsenteil 30 an dem langen Achsenteil 28 angebracht wird. Der Verbindungsblock 40 wird in dem langen Achsenteil 28 angeordnet und kann daran angebracht werden oder kann alternativ von dem langen Achsenteil 28 entfernbar sein. Durch Betätigen des äußeren Endes der Verbindungsschraube 34, die von dem kurzen Achsenteil 30 nach außen vorragt, so dass die Verbindungsschraube 34 gedreht wird, wird die Verbindungsschraube 34 von dem Verbindungsblock 40 entfernt, wodurch der kurze Achsenteil 30 von dem langen Achsenteil 28 an dem Verbindungsteil 33 getrennt werden kann.
  • Die Verbindungsstruktur in dem Verbindungsteil 33 zwischen dem kurzen Achsenteil 30 und dem langen Achsenteil 28, der den verzweigten Teil in dem elastischen Kern 26 bildet, ist nicht auf die als Beispiel gezeigte Schraubenstruktur beschränkt. Alternativ kann in geeigneter Weise eine trennbare Verbindungsstruktur, die eine Verriegelungsstruktur durch einen Schnappmechanismus, usw., wie z. B. eine Öse, eine Anziehungsstruktur durch eine magnetische Kraft, und einen Klettverschluss umfasst, verwendet werden. Auch in diesen verschiedenen Verbindungsstrukturen kann die Verbindung mit dem langen Achsenteil 28 an einem Ende des kurzen Achsenteils 30 in einer geeigneten Weise durch Ziehen des kurzen Achsenteils 30 von dem anderen Ende oder dergleichen gelöst werden. Die Verbindungsstruktur zwischen dem kurzen Achsenteil 30 und dem langen Achsenteil 28 wird ausreichend sein, solange die Teile beim später beschriebenen Harzformen in Kontakt gehalten werden können. Daher kann eine Struktur eingesetzt werden, bei der die Teile durch Drücken eines der Teile gegen das andere Teil unter einer äußeren Krafteinwirkung in Kontakt gehalten werden können.
  • In einer Verbindungsstruktur, welche die Verbindungsschraube 34, die durch den kurzen Achsenteil 30 hindurchtritt, nicht erfordert, kann der kurze Achsenteil 30 einer Krümmungsverformung unterzogen werden. Selbst wenn die Verbindungsschraube 34 verwendet wird, kann die Krümmungsverformung des kurzen Achsenteils 30 auch durch die Verwendung eines verformbaren Materials mindestens für den mittleren Abschnitt der Verbindungsschraube 34 in der Längsrichtung ermöglicht werden.
  • Darüber hinaus umfasst in dem langen Achsenteil 28 und dem kurzen Achsenteil 30, die jeweils eine längliche Form aufweisen und die den elastischen Kern 26 bilden, mindestens der lange Achsenteil 28, dessen Länge groß ist, einen Verbund aus einem elastischen Körper und kontinuierlichen Garnen. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der kurze Achsenteil 30 auch den gleichen Verbund wie der lange Achsenteil 28. Insbesondere ist in dem langen Achsenteil 28 und dem kurzen Achsenteil 30 eine Mehrzahl von kontinuierlichen Garnen 44, die sich in der Längsrichtung erstrecken, an einem elastischen Körper 42, der die Achsenteile bildet, angeordnet und daran angebracht.
  • Diese kontinuierlichen Garne 44 üben eine Zugkraft in der Längsrichtung des elastischen Körpers 42 aus. Ein Material mit einer größeren Zugsteifigkeit als derjenigen von mindestens dem elastischen Körper 42 wird für diese verwendet, so dass die Zugkraft, die von einem Ende in der Längsrichtung ausgeübt wird, im Wesentlichen in der gesamten Längsrichtung effizient ausgeübt werden kann. Beispielsweise werden Harzfasern wie Polyamid, Polyester oder dergleichen vorzugsweise verwendet, obwohl es möglich ist, Aramidfasern, usw., mit einer größeren Zugfestigkeit oder einer größeren Steifigkeit zu verwenden.
  • Darüber hinaus ist es bevorzugt, die kontinuierlichen Garne 44 in einer geneigten Weise in Bezug auf die Längsrichtung oder in einer vorgegebenen geflochtenen Struktur anzuordnen, so dass dann, wenn die Zugkraft ausgeübt wird, die Kraft der Verformung und der Verschiebung in der Richtung, in welcher der Durchmesser kleiner gemacht wird, effizient übertragen und in der Längsrichtung des elastischen Körpers 42 ausgeübt werden kann. Insbesondere ist es bevorzugt, ein Geflecht zu verwenden, bei dem die Mehrzahl von kontinuierlichen Garnen 44 beispielsweise in der Längsrichtung in einer vorgegebenen Geflechtstruktur geflochten ist. Alternativ ist es bevorzugt, eine Spiralstruktur zu verwenden, bei der die kontinuierlichen Garne 44 in einer Spiralform bei einem vorgegebenen Steigungswinkel in Bezug auf die Längsrichtung angeordnet sind, oder bei der die Mehrzahl von kontinuierlichen Garnen 44, die sich in einer Spiralform erstrecken, die in zueinander verschiedenen Richtungen geneigt ist, so angeordnet ist, dass sie überlappen. Wenn die Geflechtstruktur oder die Spiralstruktur verwendet wird, ist es auch bevorzugt, den Neigungswinkel der kontinuierlichen Garne 44 in Bezug auf die axiale Richtung des elastischen Körpers 42 auf einen Winkel einzustellen, der nahe an einem Ruhewinkel („angle of repose”) liegt oder nur um ein gegebenes Ausmaß größer als dieser ist, so dass die Effizienz der Wirkung und der Übertragung der Kraft in der Richtung der Verminderung des Querschnitts des elastischen Körpers 42 einhergehend mit der Wirkung der Zugkraft verbessert wird.
  • Der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30, die derart aus dem Verbund ausgebildet sind, können unter Verwendung eines Formwerkzeugs durch Füllen des elastischen Materials in einen Formhohlraum, wobei die kontinuierlichen Garne 44 angeordnet sind, geformt werden. Es ist jedoch möglich, diese unter Verwendung der Formvorrichtung, die in der 3 gezeigt ist, effizienter zu formen.
  • Insbesondere wird ein elastisches Material für die Innenschicht 50 in einer hohlen oder massiven Form (einer hohlen Form in der vorliegenden Ausführungsform) kontinuierlich für eine Flechtvorrichtung 52 bereitgestellt, so dass es mit der Mehrzahl von kontinuierlichen Garnen 44 auf der Oberfläche des elastischen Materials für die Innenschicht 50 von der Flechteinrichtung 52 versehen wird, und durch eine Abzugsmaschine 54 abgezogen wird. Als Ergebnis wird ein Zwischenmaterial 56, das ein Geflecht 55 aufweist, bei dem die Mehrzahl von kontinuierlichen Garnen 44 in einer Geflechtstruktur geflochten ist, so dass sie die Oberfläche des elastischen Materials für die Innenschicht 50 bedecken, kontinuierlich erhalten. Als derartige Flechtvorrichtung 52 kann z. B. eine Flechtvorrichtung verwendet werden, die als Vorrichtung zum Flechten eines Materials um einen Dorn in einer Geflechtform bekannt ist. Im Allgemeinen weist die Flechtvorrichtung eine Struktur auf, bei der kontinuierliche Garne, die von jeder einer Mehrzahl von Spulen, die in Spulenträgern bereitgestellt sind, zugeführt werden, mittels eines Führungsrings zu dem Punkt der Bildung eines Geflechts zugeführt werden, so dass sie verflochten werden und sich um einen Kern, wie z. B. den Dorn, usw., winden, wodurch ein Geflecht in einer Geflechtform geflochten wird.
  • Das Zwischenmaterial 56, das kontinuierlich von der Abzugsmaschine 54 abgezogen wird, wenn die kontinuierlichen Garne 44 durch die Flechtvorrichtung 52 auf der Oberfläche des elastischen Materials für die Innenschicht 50 geflochten werden, wird einer Schubformmaschine 58 für den elastischen Körper zugeführt. In der Schubformmaschine 58 wird unter Verwendung von elastischen Materialien von außerhalb ein elastisches Material für die Außenschicht 60 so geformt, dass es die Außenumfangsfläche des Zwischenmaterials 56 bedeckt. Dadurch wird ein Komplex 62 in einer kontinuierlichen Röhrenform hergestellt, bei dem die Mehrzahl von kontinuierlichen Garnen 44, die sich kontinuierlich in der Längsrichtung in einer Geflechtstruktur erstrecken, in einem einbezogenen Zustand zwischen dem elastischen Material für die Innenschicht 50 und dem elastischen Material für die Außenschicht 60, die integriert überlappen, angeordnet und fixiert ist.
  • Dieser Komplex 62 wird durch eine Abzugsmaschine 64 kontinuierlich von der Schubformmaschine 58 abgezogen, um gegebenenfalls einer Immobilisierungsbehandlung, wie z. B. einem Polymerisationsvorgang oder einem Vulkanisationsvorgang, in Bezug auf die elastischen Materialien für die Innen- und die Außenschicht 50, 60 unterzogen zu werden. Folglich wird ein kontinuierlicher röhrenförmiger Formgegenstand 65 erhalten, der aus einem Verbund aus dem elastischen Körper 42 und den kontinuierlichen Garnen 44 in einer Geflechtstruktur ausgebildet ist. Danach wird dieser röhrenförmige Formgegenstand 65 zu einer geeigneten Länge geschnitten, so dass es sich um den langen Achsenteil 28 oder den kurzen Achsenteil 30 handelt, die vorstehend beschrieben worden sind.
  • Als nächstes wird unter Verwendung des elastischen Kerns 26, der in der 2 gezeigt ist und der auf diese Weise durch Kombinieren des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30 erhalten wird, der in der 1 gezeigte faserverstärkte Harzformgegenstand 10 hergestellt. Die Verstärkungsfaser wird auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 angeordnet, bevor ein Harzformen auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 durchgeführt wird, wodurch der Harzformgegenstand 10 erhalten wird, der aus dem faserverstärkten Harz in einer Verbundstruktur aus der Verstärkungsfaser und dem Harzmaterial erhalten wird.
  • Insbesondere ist, wie es in der 4 gezeigt ist, die Verstärkungsfaser in einer geeigneten geflochtenen Struktur angeordnet, so dass sie die gesamte Außenumfangsfläche des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30, die den elastischen Kern 26 bilden, bedeckt, so dass eine Verstärkungsfaserschicht 66 gebildet wird. Für diese Verstärkungsfaserschicht 66 werden das Material, die Form der Faser, die geflochtene Struktur in einer geeigneten Weise abhängig von den erforderlichen Eigenschaften für den Harzformgegenstand 10 ausgewählt und sind nicht speziell beschränkt. Beispielsweise wird jedoch die Verstärkungsfaserschicht 66, bei der die Verstärkungsfaser, die eine kontinuierliche Faser wie z. B. eine Kohlefaser, eine Glasfaser oder eine Polymerfaser ist, in einer Geflechtstruktur geflochten ist, bevorzugt verwendet.
  • Bezüglich der Verstärkungsfaserschicht 66 in einer Geflechtstruktur wird unter Verwendung der Flechtvorrichtung, wie sie z. B. in der 3 gezeigt ist, der elastische Kern 26 z. B. in der Mitte zum Bilden des Geflechts angeordnet, dem die Mehrzahl von Verstärkungsfasern zugeführt wird, und wenn er in der Längsrichtung bewegt wird, wird das Geflecht derart auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 gebildet, dass die Verstärkungsfaserschicht 66 in einer Geflechtform gebildet werden kann. Die Verstärkungsfaserschicht 66 kann eine Geflechtstruktur aus einer einzelnen Schicht sein, obwohl es möglich ist, den elastischen Kern 26 in der Längsrichtung des langen Achsenteils 28 oder des kurzen Achsenteils 30 davon zurück- und vorzubewegen, so dass eine Mehrschicht-Geflechtstruktur erhalten wird.
  • In dem elastischen Kern 26 kann der lange Achsenteil 28, bei dem es sich um einen längeren Teil handelt, einer elastischen Verformung unterzogen werden. Daher kann selbst dann, wenn der elastische Kern 26 eine Verzweigungsstruktur umfasst, ein Teil, der beim Flechten unter Verwendung der Flechtvorrichtung in Bezug auf die Zuführungslinie der Verstärkungsfaser, usw., ein Hindernis wird, gekrümmt oder gebogen werden, so dass er aus dem Weg bewegt wird. Insbesondere ist es in der vorliegenden Erfindung auch möglich, nicht nur den langen Achsenteil 28, sondern auch den kurzen Achsenteil 30 elastisch verformbar zu machen. Demgemäß kann verhindert werden, dass die Verzweigungsstruktur oder die gesamte Form des elastischen Kerns 26 ein wesentliches Hindernis bei der Bildung der Verstärkungsfaserschicht 66 ist. Darüber hinaus kann selbst nachdem der lange Achsenteil 28 oder der kurze Achsenteil 30 einer Krümmungsverformung unterzogen worden ist, dieser auf der Basis von dessen Elastizität schnell wieder zu der ursprünglichen Form zurückkehren, ohne das Harzformen, usw., zu beeinträchtigen, das später durchgeführt wird. Ferner liegt auch die Verstärkungsfaserschicht 66, die auf den Außenumfangsflächen des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30 ausgebildet ist, in einer verformbaren Fasergeflechtstruktur mit einem kleinen Durchmesser vor. Demgemäß kann sich die Verstärkungsfaserschicht 66 verformen und zu der ursprünglichen Form zurückkehren, wobei sie dem langen Achsenteil 28 oder dem kurzen Achsenteil 30 folgt.
  • Daher unterliegt der elastische Kern 26 mit der Verstärkungsfaserschicht 66, die auf dessen Außenumfangsfläche ausgebildet ist, einer elastischen Verformung in der Längsrichtung des langen Achsenteils 28, wodurch die Außenumfangsfläche, bei der es sich um die Harzformfläche handelt, sowie die Verstärkungsfaserschicht 66 eine Form aufweisen können, die dem gewünschten Harzformgegenstand 10 entspricht (vgl. die 1), wie es in der 5 gezeigt ist.
  • Dann wird, wie es in der 6 gezeigt ist, der elastische Kern 26 in dem Formhohlraum eines Formwerkzeugs 70 für das Harzmaterial angeordnet, so dass der elastische Kern 26 durch Positionieren und Halten auf einen Zustand eingestellt wird, bei dem er einer elastischen Verformung zu einer Form unterliegt, die dem gewünschten Harzformgegenstand 10 entspricht (vgl. die 1). Danach wird das Formwerkzeug geschlossen und das Harzmaterial wird durch Spritzen oder dergleichen auf die Verstärkungsfaserschicht 66 auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 gefüllt. Nach dem Abkühlen wird das Formwerkzeug geöffnet und von dem Gegenstand entfernt. Folglich kann der Harzformgegenstand 10, der durch Einbeziehen der Verstärkungsfaserschicht 66 in das Harzmaterial faserverstärkt ist, wobei die Verstärkungsfaserschicht 66 in das Harzmaterial einbezogen ist, geformt werden.
  • Dabei wird in der vorliegenden Erfindung eine hohle Struktur mit dem Durchgangsloch 32 als elastischer Kern 26 verwendet. Daher ist es bevorzugt, das Innere des Durchgangslochs 32 im Vorhinein mit einem nicht-kompressiblen und amorphen Füllstoffmaterial 74 zu füllen (vgl. die 5). Es ist bevorzugt, dass dieses Füllstoffmaterial 74 eine Flüssigkeit oder ein kornförmiger Feststoff von mehreren Millimetern oder kleiner ist, um den Vorgang des Füllens desselben in das Durchgangsloch 32 und des Entfernens desselben daraus zu erleichtern, während die Verformung des langen Achsenteils 28 in einem Zustand, bei dem das Füllstoffmaterial 74 gefüllt ist, ermöglicht wird. Beispielsweise können Wasser, Sandkörner oder dergleichen verwendet werden. Das Füllen des Füllstoffmaterials 74 in den Hohlraum des elastischen Kerns 26 führt zu den Vorteilen, dass eine Knickverformung während der Krümmungsverformung verhindert werden kann, so dass die Form der Krümmungsverformung stabilisiert werden kann und die Verformung aufgrund des Drucks des Harzes, das in einen Formhohlraum 72 gefüllt wird, vermieden werden kann. Ferner kann das Erhöhen des Fülldrucks des Füllstoffmaterials, wie z. B. einer Flüssigkeit, beim Füllen des Füllstoffmaterials in den Hohlraum des elastischen Kerns 26, so dass der elastische Kern 26 z. B. ausgedehnt wird, die Entfernung des Formwerkzeugs durch Ablassen des Fülldrucks und Rückführen des elastischen Kerns 26 zu dessen ursprünglicher Abmessung, wenn der elastische Kern 26 aus dem Formwerkzeug entfernt wird, weiter erleichtern.
  • Jede der Öffnungen des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30 des elastischen Kerns 26 wird mit einer Endkappe 76 oder dergleichen abgedichtet, die geöffnet und geschlossen werden kann, so dass das Füllstoffmaterial 74 in einer geeigneten Weise in den Hohlraum des elastischen Kerns 26 gefüllt und daraus entfernt werden kann und der gefüllte und abgedichtete Zustand aufrechterhalten werden kann.
  • Dann wird der elastische Kern 26 von dem Harzformgegenstand 10, der aus dem Formwerkzeug 70, das in der 6 gezeigt ist, entnommen worden ist, entfernt, wodurch der gewünschte Harzformgegenstand 10 erhalten wird. Wenn dieser elastische Kern 26 entfernt wird, wird mindestens eine Endkappe 76 geöffnet, um das Füllstoffmaterial 74 aus dem Inneren des Hohlraums zu entfernen, während die Verbindung durch die Verbindungsschraube 34 gelöst wird, so dass der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30 getrennt werden können. Anschließend werden, wie es in der 7 gezeigt ist, der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30 durch Ausüben einer Zugkraft von einem Ende von jedem davon in der Längsrichtung aus dem Harzformgegenstand 10 herausgezogen, so dass der elastische Kern 26 entfernt wird.
  • Dabei liegen der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30 in einer Verbundstruktur aus dem elastischen Körper 42 und den kontinuierlichen Garnen 44 vor. Demgemäß wird die Zugkraft, die auf ein Ende in der Längsrichtung ausgeübt wird, über die kontinuierlichen Garne 44, die kontinuierlich in der Längsrichtung bis zu einem Bereich angeordnet sind, der ausreichend lang in der Richtung des anderen Endes in der Längsrichtung vorliegt, effizient ausgeübt. Der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30, auf welche die Zugkraft in der Längsrichtung ausgeübt wird, unterliegen nicht nur einer Streckverformung in der Längsrichtung, sondern auch einer Durchmesserverminderungsverformung, bei der die Querschnittsfläche in einem ausreichend langen Bereich vermindert wird. Insbesondere weisen in der vorliegenden Ausführungsform der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30 jeweils eine hohle Querschnittsform auf, wodurch die Verformung, bei welcher der Querschnitt vermindert wird, effizienter bewirkt wird.
  • Auf diese Weise wird in dem langen Achsenteil 28 und dem kurzen Achsenteil 30 die Zugkraft, die von einem Ende in der Längsrichtung ausgeübt wird, effizient über einen ausreichend langen Bereich übertragen, und zwar einhergehend mit der Streckverformung in der Längsrichtung und der Verformung, bei welcher die Querschnittsfläche vermindert wird. Obwohl der lange Röhrenteil 18 und der kurze Röhrenteil 20 des Harzformgegenstands 10 eine ausreichende Länge aufweisen und in der radialen Richtung gekrümmt oder verformt sind, ist es als Ergebnis möglich, die Außenumfangsflächen des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30 als elastischer Kern 26 unter Krafteinwirkung von deren Innenumfangsfläche zu trennen. Daher kann durch jeweiliges Ziehen des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30 des elastischen Kerns 26 von einem Ende in der Längsrichtung nach dem Formen des Harzformgegenstands 10 der elastische Kern 26 einfach und rasch aus dem langen Röhrenteil 18 und dem kurzen Röhrenteil 20 des Harzformgegenstands 10 herausgezogen werden, wodurch der Harzformgegenstand 10 aus dem Formwerkzeug entfernt werden kann.
  • Vor oder nach dem Entfernen von dem elastischen Kern 26 wird der Harzformgegenstand 10 je nach Erfordernis einer nachfolgenden Verarbeitung, wie z. B. einer Kantenbehandlung von dessen Ende unterzogen, so dass ein Produkt erhalten wird.
  • Zusätzlich können der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30, die aus dem Harzformgegenstand 10 herausgezogen worden sind, auf der Basis ihrer Eigenelastizität rasch zu ihren ursprünglichen Formen zurückkehren. Demgemäß können die Achsenteile, nachdem sie je nach Erfordernis Prüfbehandlungen, wie z. B. einem Waschen, einer Untersuchung oder dergleichen unterzogen worden sind, wiederholt als elastischer Kern 26 für ein Herstellungsverfahren von Harzformgegenständen verwendet werden.
  • Daher wird es gemäß dem vorstehend genannten Herstellungsverfahren durch die Verwendung des länglichen elastischen Kerns 26, der den Verbund aus dem elastischen Körper 42 und den kontinuierlichen Garnen 44 umfasst, zum Formen des Harzes auf dessen Außenumfangsfläche einfach, den elastischen Kern 26 nach dem Harzformen zu entfernen, wodurch der Harzformgegenstand 10 mit einer hohlen Struktur mit einer hervorragenden Massenproduktivität hergestellt werden kann.
  • Als ein Beispiel in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Fall des Herstellens des Harzformgegenstands 10 gezeigt, der aus einem faserverstärkten Harz durch Füllen eines geschmolzenen Harzmaterials in einem Zustand ausgebildet wird, bei dem die Verstärkungsfaserschicht 66, die aus der kontinuierlichen Faser hergestellt ist, im Vorhinein auf die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 geflochten wird, der in den Formhohlraum 72 eingesetzt ist. Die Verstärkungsfaserschicht 66 ist in der vorliegenden Erfindung jedoch nicht unverzichtbar und es kann ein Harzformgegenstand hergestellt werden, der nicht faserverstärkt ist. Darüber hinaus kann durch Füllen eines Harzmaterials, das mit einer diskontinuierlichen Verstärkungsfaser gemischt ist, die aus einer kurzen Faser oder einer langen Faser ausgebildet ist, in den Formhohlraum 72 ein Harzformgegenstand hergestellt werden, der aus dem faserverstärkten Harz unter Verwendung der diskontinuierlichen Faser ausgebildet ist. Als diese diskontinuierliche Verstärkungsfaser kann z. B. jedwede einer Glasfaser, einer Aramidfaser, einer Faser aus Polyethylen mit hoher Dichte, einer Kohlefaser und dergleichen verwendet werden.
  • Ferner wird in der vorstehend genannten Ausführungsform zum Formen des Produkts, das aus dem faserverstärkten Harz hergestellt ist, das Harzmaterial in den Formhohlraum auf die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 gespritzt, die mit der Verstärkungsfaserschicht 66 bedeckt ist. Dabei ist zum Erhalten der Verbundstruktur aus der Verstärkungsfaserschicht 66 und dem Harzmaterial in einer stabilen Weise eine Anforderung die Fluidität des Harzmaterials, das in den Formhohlraum gespritzt wird. Im Hinblick darauf ist es möglich, ein Harzmaterial, das vor der Polymerisation eine hohe Fluidität aufweist, durch Spritzen in einem unpolymerisierten Zustand in den Formhohlraum zu füllen, so dass später ein Polymerisationsvorgang wie z. B. durch Erwärmen in dem Formhohlraum zum Harzformen durchgeführt werden kann.
  • Alternativ kann ein thermoplastisches Harz, das im Vorhinein in der Form einer kontinuierlichen Faser geformt worden ist, so angeordnet werden, dass es die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 zusammen mit der Verstärkungsfaser (Verstärkungsfaserschicht) 66 als Geflecht oder dergleichen bedeckt. Auf diese Weise ist das Harzmaterial, das in der Form einer kontinuierlichen Faser hergestellt ist, auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 in einem mit der Verstärkungsfaser 66 vermischten Zustand angeordnet, wobei die Verstärkungsfaser 66 durch Anwenden von Wärme später geschmolzen werden soll, wodurch die Verstärkungsfaser 66 effizient mit dem Harzmaterial imprägniert wird, was ein stabiles Formen des faserverstärkten Harzes in einer Verbundstruktur ermöglicht.
  • Ferner kann das thermoplastische Harz in einer Pulverform vorliegen, um es an der kontinuierlichen Faser anhaften zu lassen. Die kontinuierliche Faser wird als Verstärkungsfaser 66 auf der Oberfläche des elastischen Kerns 26 in einem geflochtenen Zustand, usw., angeordnet, so dass dieses Harzmaterial später durch Erwärmen geschmolzen werden kann, wodurch die Verstärkungsfaser 66 zum Formen des faserverstärkten Harzes in einer Verbundstruktur effizient mit dem Harzmaterial imprägniert wird.
  • Dadurch, dass das thermoplastische Harz in der Form einer kontinuierlichen Faser oder eines Pulvers, das an der Oberfläche der Verstärkungsfaser 66 in einer passenden Weise gemischt mit der Verstärkungsfaser 66 anhaften gelassen wird, oder alternativ vor dem Formen durch eine Schmelzbehandlung mit Wärme mit der Verstärkungsfaser 66 gemischt werden soll, kann der Harzformgegenstand mit der Verbundstruktur, die integriert mit der Verstärkungsfaser ausgebildet ist, selbst in dem Fall eines Harzmaterials stabil erhalten werden, bei dem es schwierig ist, eine ausreichende Fluidität sicherzustellen.
  • Ferner kann dann, wenn das thermoplastische Harz als das Harzmaterial für den Harzformgegenstand 10 verwendet wird, der faserverstärkte Harzformgegenstand 10 unter Verwendung eines Prepregs geformt werden, das aus einer Lage eines faserverstärkten Harzes ausgebildet ist, die im Vorhinein in der Form einer Lage oder eines Bands geformt worden ist. Das Prepreg wird so angeordnet, dass es die gesamte Oberfläche des elastischen Kerns 26 bedeckt, um später einer Wärmeschmelzbehandlung unterzogen zu werden, so dass es einbezogen wird, und zwar mittels des Flechtens dieses Prepregs auf die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26, mittels eines Anordnens des Prepregs, so dass es mit der Oberfläche in einer klebenden Weise überlappt, oder mittels eines Anordnens des Prepregs, wobei es um den elastischen Kern 26 gewickelt ist.
  • Ferner kann dann, wenn ein wärmeaushärtendes Harz als das Harzmaterial für den Harzformgegenstand 10 verwendet wird, da eine gute Fluidität des Harzmaterials vor dem Aushärtungsvorgang einfach erhalten wird, auf eine Vorbehandlung des Mischens des Harzmaterials mit der Verstärkungsfaser, einen hohen Fülldruck bezogen auf den Formhohlraum oder dergleichen wie in dem Fall eines thermoplastischen Harzes verzichtet werden. Insbesondere ist es z. B. möglich, die kontinuierliche Faser, die im Vorhinein mit dem wärmeaushärtenden Harzmaterial imprägniert worden ist, auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 als Geflecht oder dergleichen anzuordnen, um damit später einen Aushärtungsvorgang durchzuführen, so dass ein Formgegenstand aus einem wärmeaushärtenden Harz, der faserverstärkt ist, erhalten wird. Alternativ ist es möglich, die kontinuierliche Faser auf die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 zu flechten und sie danach mit dem wärmeaushärtenden Harzmaterial zu imprägnieren und einen Aushärtungsvorgang damit auszuführen, so dass ein Formgegenstand aus einem wärmeaushärtenden Harz, der faserverstärkt ist, erhalten wird. Als ein spezifischeres Beispiel wird die kontinuierliche Faser, die im Vorhinein mit dem Harzmaterial imprägniert worden ist, auf die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 als eine ursprüngliche Form geflochten, bei der es sich nicht um eine gewünschte gekrümmte Form für den Formgegenstand handelt. Dann wird dieser elastische Kern 26 einer Krümmungsverformung zu einer gewünschten Form unterzogen, und in diesem Zustand gehalten. In diesem Zustand wird das Harz einem Aushärtungsvorgang unterzogen und der elastische Kern 26 wird aus dem Harzformgegenstand herausgezogen, d. h., das Formwerkzeug wird danach entfernt, wodurch der gewünschte Harzformgegenstand erhalten wird. Es ist möglich, die kontinuierliche Faser, die mit dem Harzmaterial imprägniert worden ist, um die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns zu flechten, so dass sie je nach Erfordernis eine Harzlage, wie z. B. eine Bandlage, usw., überlappt, so dass sie später um den elastischen Kern gewunden ist, wodurch der elastische Kern in eine gewünschte Form gekrümmt wird, bevor der Aushärtungsvorgang durchgeführt wird. Durch Überlappen der Harzlage mit der geflochtenen Schicht aus der kontinuierlichen Faser auf der Außenumfangsseite oder auf der Innenumfangsseite auf diese Weise kann der Freiheitsgrad bei der Einstellung der Dicke der Harzschicht oder dergleichen verbessert werden.
  • Zusätzlich wird bei der vorstehend genannten Ausführungsform auf den elastischen Kern 26 in einer ursprünglichen Form, wie sie in der 2 gezeigt ist, auf die keine äußere Kraft ausgeübt wird, eine äußere Kraft ausgeübt, wie es in den 5 und 6 gezeigt ist, so dass er gekrümmt wird, und auf der Außenumfangsfläche wird ein Harzformen durchgeführt, während der gekrümmte Zustand beibehalten wird, wodurch der Harzformgegenstand 10 geformt wird. Alternativ kann ein elastischer Kern 26' im Vorhinein zu einer gewünschten Form geformt werden, die einen gekrümmten Abschnitt aufweist, wie es z. B. in der 8 gezeigt ist.
  • Wenn der elastische Kern 26', der den gekrümmten Abschnitt oder einen Verbindungsteil 33' aufweist, auf diese Weise verwendet wird, ist es nicht erforderlich, diesen zu der gewünschten Form zu verformen und die Form beim Harzformen beizubehalten, wodurch ein einfacherer Harzformvorgang und eine stabilere Form erhalten werden. Selbst in dem Fall des elastischen Kerns 26', der mit dem gekrümmten Abschnitt in der ursprünglichen Form versehen ist, kann dieser einer elastischen Verformung unterzogen werden, und die Verformung, welche die Querschnittsfläche vermindert, bei der Einwirkung der Zugkraft kann in dessen Längsrichtung effizient bewirkt werden. Folglich wird wie bei der vorstehend genannten Ausführungsform die Zugkraft ausgeübt, so dass jeder des langen Achsenteils 28' und des kurzen Achsenteils 30' nach dem Formen des Harzformgegenstands 10 auf der Außenumfangsfläche aus dem Harzformgegenstand 10 herausgezogen werden kann.
  • Zusätzlich ist es, da der elastische Kern 26' mit dem gekrümmten Abschnitt auch einer elastischen Verformung unterzogen werden kann, selbst bei einem Flechten der Verstärkungsfaser auf die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26' unter Verwendung einer Flechtvorrichtung 80 oder dergleichen, wie es z. B. in der 9 gezeigt ist, möglich, durch Strecken jedes Teils des elastischen Kerns 26' in einer geeigneten Weise oder dergleichen eine elastische Verformung auszuüben, während eine Störung durch die Mehrzahl von Verstärkungsfasern, die dem Punkt der Geflechtbildung zugeführt werden, vermieden wird. Dies kann den Flechtvorgang der Verstärkungsfaser auf der Oberfläche des elastischen Kerns 26' erleichtern.
  • Da in dem elastischen Kern 26 in der vorstehend genannten Ausführungsform der lange Achsenteil 28 und der kurze Achsenteil 30 aus dem elastischen Material ausgebildet sind, kann der gekrümmte Abschnitt 16 für den Harzformgegenstand 10 durch Krümmen derselben in der Längsrichtung bereitgestellt werden, wenn das Harzformen durchgeführt wird, und auch die Einstellung der Querschnittsform des Harzformgegenstands 10 durch elastisches Verformen der Querschnittsform kann bereitgestellt werden. Insbesondere wird die Druckkraft in der zur Achse senkrechten Richtung auf den kurzen Achsenteil 30 mit einer kreisförmigen Außenumfangsfläche ausgeübt und die resultierende ovale Form der Außenumfangsfläche wird beibehalten, während der Harzformgegenstand 10 geformt wird, wodurch der Harzformgegenstand 10 erhalten werden kann, wobei die Querschnittsform des kurzen Röhrenteils 20 eine ovale Röhre ist.
  • Auf diese Weise ist es mit der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung des elastischen Kerns 26, der elastisch verformt werden kann, möglich, einen Harzformgegenstand mit einer unterschiedlichen Form zu formen, bei der die Form des gekrümmten Abschnitts oder die Querschnittsform unterschiedlich sind, ohne den elastischen Kern 26 oder dergleichen zu verändern.
  • In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Fall beschrieben, bei dem der Harzformgegenstand 10, der den verzweigten Abschnitt 14 und den gekrümmten Abschnitt 16 in einer Kombination umfasst, unter Verwendung des verzweigten elastischen Kerns 26 hergestellt wird, der den Verbindungsteil 33 des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30 aufweist. Das Verfahren dieser Anmeldung kann jedoch auch auf den Fall der Herstellung eines Harzformgegenstands mit einer hohlen Struktur ohne einen verzweigten Abschnitt angewandt werden, wobei ein elastischer Kern verwendet wird, der im Wesentlichen nur den langen Achsenteil umfasst. Darüber hinaus kann selbst in dem Fall, bei dem ein Harzformgegenstand hergestellt wird, der mit zwei oder mehr verzweigten Abschnitten oder einer Mehrzahl von gekrümmten Abschnitten versehen ist, das Verfahren dieser Erfindung darauf angewandt werden, und zwar durch Formen des elastischen Kerns mit der entsprechenden Verzweigungsstruktur.
  • Ferner ist es in Bezug auf den elastischen Kern mit mindestens einem Verbindungsteil 33 in einer Struktur, welche die Mehrzahl von länglichen Teilen wie den langen Achsenteil 28 und den kurzen Achsenteil 30 umfasst, selbst dann, wenn jeder der länglichen Teile eine hohle Querschnittsform aufweist, nicht erforderlich, dass die Innenabschnitte der Hohlräume miteinander verbunden sind. Jeder der Achsenteile kann eine separate hohle Querschnittsform aufweisen. Darüber hinaus ist die Querschnittsform des elastischen Kerns 26 nicht auf einen massiven Kreis und einen hohlen Kreis als Beispiele beschränkt. Abhängig von dem erforderlichen Harzformgegenstand können verschiedene Querschnittsformen, einschließlich ein Oval und ein Vieleck, massiv oder hohl, verwendet werden.
  • Auch in dem Fall, bei dem der kurze Achsenteil 30 in Bezug auf den langen Achsenteil 28, der aus dem Verbund aus dem elastischen Körper 42 und den kontinuierlichen Garnen 44 ausgebildet ist, wie es vorstehend beschrieben ist, ausreichend kurz ist, oder in dem Fall, bei dem eine Seite in der axialen Richtung zum Herausziehen kegelförmig ist, kann dieser kurze Achsenteil 30 aus einem elastischen Kern ausgebildet sein, der nur den einzelnen elastischen Körper, wie z. B. einen Kautschuk, usw., umfasst. Ferner kann dann, wenn in dem kurzen Achsenteil 30 kein gekrümmter Teil ausgebildet ist, der kurze Achsenteil 30 aus einem starren Kern, wie z. B. einem Metall, usw., ausgebildet sein.
  • Der Harzformgegenstand 10 mit einer Struktur gemäß dieser Erfindung ist als ein länglicher Harzformgegenstand mit einer hohlen Struktur, wie es in der vorstehend genannten Ausführungsform gezeigt ist, und auch mit einer Struktur vorgesehen, die den gekrümmten Abschnitt 16 und den verzweigten Abschnitt 14 in einer Kombination umfasst, sowie mit einer Verbundstruktur, bei der das Harzmaterial mit der Verstärkungsfaser 66, die aus der geflochtenen kontinuierlichen Faser ausgebildet ist, über die gesamte Länge verstärkt ist, einschließlich den gekrümmten Abschnitt 16 und den verzweigten Abschnitt 14.
  • Ein derartiger Harzformgegenstand 10, der eine komplexe Form einschließlich den gekrümmten Abschnitt 16 und den verzweigten Abschnitt 14, umfasst, konnte in der Vergangenheit mit einer Verbundstruktur, welche die Verstärkungsfaser aufweist, die aus der geflochtenen kontinuierlichen Faser ausgebildet ist, nicht gebildet werden. Die Bereitstellung des vorstehend genannten elastisch verformbaren elastischen Kerns 26 und das Krümmen der Teile in einer geeigneten Weise, so dass diese der geflochtenen Faser nicht im Weg sind, wenn auf der Außenumfangsfläche ein Flechten durchgeführt wird, wird dadurch ermöglicht. Daher ist der Harzformgegenstand 10 mit einer komplexen und unregelmäßigen Form in einer Struktur gemäß dieser Erfindung ein Beispiel für Produkte, die nur nach der Bereitstellung des Verfahrens dieser Erfindung realisiert werden können.
  • Zusätzlich ist es bei der Herstellung des Harzformgegenstands gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, diesen beim Harzformen integriert mit separat hergestellten anderen Elementen und Teilen zu versehen, und zwar mittels Einbeziehen, Anbringen, Fixieren als Gußteil oder dergleichen. Ferner kann die Handhabung wie z. B. ein Positionieren in Bezug auf diese anderen Elemente und Teile durch Fixieren derselben an dem elastischen Kern oder Überlappen derselben mit dem elastischen Kern erleichtert werden. In diesem Fall wird der elastische Kern von den anderen Elementen und Teilen getrennt oder das Formwerkzeug wird entfernt, so dass der Harzformgegenstand erhalten wird, der integriert mit den anderen Elementen oder Teilen versehen ist.
  • Ferner wird, wenn in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das faserverstärke Harzprodukt, das mit der kontinuierlichen Faser verstärkt ist, als der Harzformgegenstand 10 hergestellt wird, die kontinuierliche Faser, die so angeordnet werden soll, dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns bedeckt, so angeordnet, dass sie die Außenumfangsflächen der vorstehend genannten anderen Elemente und Teile bedeckt, was es ermöglicht, einen Harzformgegenstand zu erhalten, der bis zu der Umgebung der jeweiligen anderen Elemente und Teile integriert faserverstärkt ist.
  • Beispielsweise ist es, wie es in der 10 gezeigt ist, möglich, einen Harzformgegenstand 10' mit einer Struktur zu erhalten, bei dem eine Kautschukbuchse 84, bei der es sich um ein Montageteil handelt, das aus dem anderen Element hergestellt ist, integriert für ein Ende des Harzformgegenstands 10 der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bereitgestellt ist (ein Ende des langen Röhrenteils 18 in der Längsrichtung in der gezeigten Ausführungsform in der Zeichnung).
  • Bei der Herstellung dieses Harzformgegenstands 10' wird, wie es beispielsweise in der 11 gezeigt ist, die Kautschukbuchse 84, die separat ausgebildet ist, in einer überlappenden Weise mit einer Endfläche des langen Achsenteils 28 des elastischen Kerns 26 angeordnet, der gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erhalten worden ist. Die Struktur der Kautschukbuchse 84 ist in keinerlei Weise beschränkt. Beispielsweise kann ein schwingungs- bzw. vibrationsdämpfender Kautschuk 86 in einer dicken kreisförmigen Röhrenform, bei der die Innenumfangsfläche durch Vulkanisation an ein inneres Anschlussstück 88 in einer kreisförmigen Röhrenform angebracht ist, verwendet werden, was als Aufhängungsbuchse, usw., bekannt ist.
  • Wie es in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschrieben ist, ist die Verstärkungsfaser 66 für den elastischen Kern 26 derart bereitgestellt, dass sie deren Außenumfangsfläche als Geflecht oder dergleichen bedeckt. Dann wird in Bezug auf die Kautschukbuchse 84, die ebenfalls an einem Ende des elastischen Kerns 26 angeordnet ist, die Verstärkungsfaser 66 so geflochten oder dergleichen, dass sie die Außenumfangsfläche des schwingungs- bzw. vibrationsdämpfenden Kautschuks 86 bedeckt, so dass die Verstärkungsfaser 66 derart angeordnet ist, dass sie sowohl die Außenumfangsflächen des elastischen Kerns 26 als auch den schwingungs- bzw. vibrationsdämpfenden Kautschuk 86 kontinuierlich bedeckt. Danach wird durch Durchführen eines Harzformens und eines Formens des Harzmaterials zu einer Verbundstruktur, bei der die Verstärkungsfaser 66 integriert in einem einbezogenen Zustand bereitgestellt ist, das Harz so geformt, dass es alles von der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns 26 zu der Außenumfangsfläche des schwingungs- bzw. vibrationsdämpfenden Kautschuks 86 bedeckt. Folglich ist es, wie es in der 10 gezeigt ist, möglich, einen äußeren röhrenförmigen Teil 90 zu bilden, der die Außenumfangsfläche des schwingungs- bzw. vibrationsdämpfenden Kautschuks 86 der Kautschukbuchse 84 integriert mit dem langen Röhrenteil 18 und dem kurzen Röhrenteil 20, die jeweils eine hohle Struktur aufweisen, bedeckt. Nach dem Harzformen wird das Formwerkzeug durch Herausziehen des langen Achsenteils 28 und des kurzen Achsenteils 30 des elastischen Kerns 26 in der gleichen Weise wie in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform entfernt, wodurch der gewünschte faserverstärkte Harzformgegenstand 10' erhalten wird, der integriert und mit einer hohlen Struktur ausgebildet ist.
  • Daher weist der auf diese Weise erhaltene Harzformgegenstand 10' die gegebene hohle Form auf, die den verzweigten Abschnitt 14 und den gekrümmten Abschnitt 16 umfasst, während er eine Struktur aufweist, bei der die Kautschukbuchse 84 integriert an dem Formteil angebracht ist. Insbesondere in dem vorliegenden Modus weist das Harz eine Struktur auf, bei der die Umfangswand des langen Röhrenteils 18 und der äußere röhrenförmige Teil 90 der Kautschukbuchse 84 integriert ausgebildet sind und durch die kontinuierliche Verstärkungsfaser verstärkt sind. Dies vermindert die Vorgänge des Zusammensetzens der Kautschukbuchse 84, so dass die Herstellung erleichtert wird, während es ermöglicht, die Festigkeit des Anbringungsteils der Kautschukbuchse 84 in vorteilhafter Weise sicherzustellen.
  • In Bezug auf das Harzformen auf den Außenumfangsflächen des elastischen Kerns 26 und der Kautschukbuchse 84 ist es, wie es in der 11 gezeigt ist, beispielsweise möglich, das gleiche Formwerkzeug wie in der vorstehend genannten Ausführungsform zu verwenden und die kontinuierliche Verstärkungsfaser so geflochten bereitzustellen, dass sie die Außenumfangsflächen des elastischen Kerns 26 und der Kautschukbuchse 84 in dem Formhohlraum bedeckt, so dass das Harzmaterial in diesem Formhohlraum für ein späteres Formen bereitgestellt wird.
  • Wenn ein Epoxyharz oder dergleichen verwendet wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann ein Prepreg in der Form einer Harzlage verwendet werden, die aus einem Vorpolymer hergestellt ist, das integriert mit der kontinuierlichen Verstärkungsfaser ausgebildet ist. In diesem Fall können die Außenumfangsflächen des elastischen Kerns 26 und der Kautschukbuchse 84 mit diesem Prepreg bedeckt werden und dann kann ein Aushärtungsvorgang unter Verwendung von Wärme, usw., es in einen vernetzten Zustand mit Epoxygruppen zum Formen bringen. In dem Fall der Verwendung des Formverfahrens mit einem Prepreg kann auch der gesamte Umfang der Kautschukbuchse 84 mit dem Prepreg bedeckt werden und ferner kann darüber ein anderes Prepreg angeordnet werden, so dass es beide Außenumfangsflächen des elastischen Kerns 26 und der Kautschukbuchse 84 kontinuierlich bedeckt, wodurch der äußere röhrenförmige Teil 90 in der Form einer Röhre zum Bedecken des gesamten Umfangs der Kautschukbuchse 84 gebildet wird.
  • Die vorliegende Erfindung kann in anderen Modi ausgeführt werden, die in verschiedenartiger Weise geändert, ergänzt, modifiziert oder dergleichen sind und die nicht im Einzelnen angegeben sind, und zwar auf der Basis der Kenntnisse des Fachmanns. Es ist selbstverständlich, dass solche Ausführungsformen in den Bereich der vorliegenden Erfindung einbezogen sind, mit der Maßgabe, dass sie nicht von dem Umfang dieser Erfindung abweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • JP 3705384 B [0006]
    • JP 1-215533 A [0006]

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung eines länglichen Harzformgegenstands (10), der eine hohle Struktur aufweist, umfassend: Verwenden eines länglichen elastischen Kerns (26), der einen Verbund aus einem elastischen Körper (42) und einem kontinuierlichen Garn (44) umfasst, Formen eines Harzmaterials auf einer Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) und dann Ausüben einer Zugkraft auf den elastischen Kern (26) und Herausziehen des elastischen Kerns (26) in einer Längsrichtung, so dass der längliche Harzformgegenstand (10), der die hohle Struktur aufweist, erhalten wird.
  2. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 1, bei dem der elastische Kern (26) eine Querschnittsform eines Hohlraums aufweist.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 2, das ferner das Füllen des Hohlraums mit einem nicht-kompressiblen Füllstoffmaterial (74), das nicht-kompressibel und amorph ist, während des Formens des Harzmaterials auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) umfasst.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sich das kontinuierliche Garn (44) des elastischen Kerns (26) in der Längsrichtung mit einer von einer Geflechtstruktur und einer Spiralstruktur erstreckt.
  5. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Harzformgegenstand aus einem faserverstärkten Harz ausgebildet wird, in dem das Harzmaterial faserverstärkt ist.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 5, bei dem eine Verstärkungsfaser (66), die mindestens eine kontinuierliche Faser umfasst, auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) angeordnet ist, und der Harzformgegenstand (10), der das faserverstärkte Harz umfasst, das mit der Verstärkungsfaser (66) verstärkt ist, durch Formen des Harzmaterials erhalten wird.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 6, bei dem die mindestens eine kontinuierliche Faser eine Mehrzahl von kontinuierlichen Fasern umfasst und die kontinuierlichen Fasern so angeordnet sind, dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) in einer geflochtenen Form bedecken, während der elastische Kern (26) einer Krümmungsverformung unterzogen wird.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Harzmaterial ein wärmeaushärtendes Harz umfasst und der Harzformgegenstand (10), der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anordnen der kontinuierlichen Faser, die mit dem wärmeaushärtenden Harz imprägniert ist, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) bedeckt, und dann Durchführen eines Aushärtungsvorgangs mit dem wärmeaushärtenden Harz erhalten wird.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Harzmaterial ein wärmeaushärtendes Harz umfasst und der Harzformgegenstand (10), der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anordnen der kontinuierlichen Faser, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) bedeckt, und dann während des Formens des wärmeaushärtenden Harzes Imprägnieren der kontinuierlichen Faser mit dem wärmeaushärtenden Harz und Durchführen eines Aushärtungsvorgangs damit erhalten wird.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Harzmaterial ein thermoplastisches Harz umfasst und der Harzformgegenstand (10), der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anordnen des thermoplastischen Harzes in Faserform zusammen mit der kontinuierlichen Faser, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) bedecken, und dann Durchführen eines Schmelzformvorgangs mit dem thermoplastischen Harz erhalten wird.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Harzmaterial ein thermoplastisches Harz umfasst und der Harzformgegenstand (10), der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anhaftenlassen des thermoplastischen Harzes in Pulverform an der kontinuierlichen Faser und Anordnen der kontinuierlichen Faser, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) bedeckt, und dann Durchführen eines Schmelzformvorgangs mit dem thermoplastischen Harz erhalten wird.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das Harzmaterial ein thermoplastisches Harz umfasst und der Harzformgegenstand (10), der das faserverstärkte Harz umfasst, durch Anordnen der kontinuierlichen Faser, so dass sie die Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) bedeckt, während ein unpolymerisiertes Material des thermoplastischen Harzes auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) bereitgestellt wird, und Imprägnieren des Materials in die kontinuierliche Faser und dann Durchführen eines Polymerisationsformvorgangs damit erhalten wird.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, bei dem das Harzmaterial, das mit einer diskontinuierlichen Verstärkungsfaser gemischt ist, auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) geformt wird.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem, während der elastische Kern (26) einer Verformung unterzogen wird, das Harzmaterial auf der Außenumfangsfläche des elastischen Kerns (26) geformt wird.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach Anspruch 14, bei dem die Verformung des elastischen Kerns (26) derart ist, dass die Querschnittsform mindestens eines Teils des elastischen Kerns (26) in der Längsrichtung verändert wird.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Harzformgegenstands (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem der elastische Kern (26) einen verzweigten Teil (33) umfasst, der elastische Kern (26) eine Mehrzahl von länglichen geteilten elastischen Kernen (28, 30) umfasst, die an dem verzweigten Teil (33) trennbar miteinander verbunden sind, und die geteilten elastischen Kerne (28, 30) nach dem Formen des Harzformgegenstands (10) getrennt und in jeweiligen Längsrichtungen herausgezogen werden.
  17. Länglicher Harzformgegenstand (10), der eine hohle Struktur aufweist und der einen gekrümmten Abschnitt (16) und einen verzweigten Abschnitt (14) in einer Kombination umfasst, wobei der Harzformgegenstand (10) eine Verbundstruktur aufweist, in der ein Harzmaterial mit einer geflochtenen kontinuierlichen Faser über dessen gesamter Länge, einschließlich des gekrümmten Abschnitts (16) und des verzweigten Abschnitts (14), verstärkt ist.
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