JP2007196922A - Post-processing type fiber burying device and post-processing type fiber burying method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂からなるワークに対する後加工によってワークの補強や補修を可能とした後加工式繊維埋め込み方法と、この後加工式繊維埋め込み方法に適した後加工式繊維埋め込み装置に関する。 The present invention relates to a post-processed fiber embedding method capable of reinforcing and repairing a work by post-processing on a work made of a thermoplastic resin, and a post-processed fiber embedding apparatus suitable for the post-processed fiber embedding method.
繊維素材を利用してワークの補強を行う加工技術としては、ガラス繊維やカーボン繊維等にエポキシ樹脂等を含浸させて硬化させるFRPや、積層した布等にフェノール樹脂を含浸させて硬化させたマイカルタ等が既に公知である。 Processing technology to reinforce the workpiece using fiber materials includes FRP that impregnates glass fiber or carbon fiber with epoxy resin etc. and cures, and Mykaruta that is cured by impregnating phenolic resin into laminated fabric etc. Etc. are already known.
しかし、これらの技術はワークの製造過程で適用されるのみであり、既に製品として完成したワークに対しての補強や補修作業に転用することはできない。 However, these techniques are only applied in the workpiece manufacturing process, and cannot be used for reinforcement or repair work on workpieces that have already been completed as products.
また、熱可塑性樹脂からなるワークの補修に利用できる技術としては、特許文献1に開示されるように、電気ゴテで熱可塑性樹脂からなるワークの断裂部を溶融して再溶着することでワーク上の断裂を補修し、肉痩せの生じたワーク上の部分に必要に応じてワークと同種の熱可塑性樹脂を充填し溶融および再溶着して表面を均すようにした車体補修方法が開示されている。
Further, as a technique that can be used for repairing a workpiece made of a thermoplastic resin, as disclosed in
そして、この種の車体補修方法で利用できる装置としては、ヘラ型やナイフ型等のコテ先で断裂部のワークを溶融して練り合わせる電気ゴテ、および、断裂部の再溶着の後で最終的にワークの表面を均すためのアイロン型の電気ゴテが非特許文献1において既に提案されている。
In addition, as an apparatus that can be used in this kind of vehicle body repair method, an electric iron that melts and kneads the work in the tearing part with a tip of a spatula type or knife type, and the final part after re-welding the tearing part Non-Patent
しかしながら、これらの従来技術では、再溶着される部分の断面積がワークの厚みと同等であり、しかも、この部分が複数回に亘って溶融および再溶着されることから、異物の混入および加熱や冷却の繰り返しによる樹脂の劣化等の問題があり、バージンペレットから成形されたワークに比べて再生ペレットから成形されたワークの方が機械的強度が劣ることからも明らかなように、補強や補修作業を行っても当初の強度に匹敵する強度を得られにくい欠点がある。 However, in these conventional techniques, the cross-sectional area of the portion to be re-welded is equal to the thickness of the workpiece, and since this portion is melted and re-welded multiple times, mixing of foreign matter and heating or There are problems such as resin deterioration due to repeated cooling, and it is clear that the work formed from recycled pellets has lower mechanical strength than the work formed from virgin pellets. However, there is a drawback that it is difficult to obtain a strength comparable to the original strength.
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の欠点を改善し、通常の熱溶着に比べて高い補強強度あるいは補修強度を得ることのできる後加工式繊維埋め込み方法と此の後加工式繊維埋め込み方法を短時間で容易に実施し得る後加工式繊維埋め込み装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the drawbacks of the prior art and to provide a post-processed fiber embedding method and a post-processed fiber embedding method capable of obtaining a higher reinforcing strength or repair strength than ordinary heat welding. It is an object of the present invention to provide a post-processing type fiber embedding device that can easily carry out the process in a short time.
本発明の後加工式繊維埋め込み方法は、前記課題を達成するため、熱可塑性樹脂からなるワークの上に前記熱可塑性樹脂よりも耐熱温度の高い布状の繊維素材を載置した後、加熱状態にある押圧部材によって前記繊維素材を表面側から前記ワークに向けて押圧し、前記ワークの表面を前記押圧部材の熱で溶融させながら前記繊維素材をワークに押し込むことで前記ワーク内に繊維素材を埋め込むことを特徴とした構成を有する。 The post-processing type fiber embedding method of the present invention achieves the above-mentioned problem by placing a cloth-like fiber material having a heat resistant temperature higher than that of the thermoplastic resin on a workpiece made of a thermoplastic resin, and then in a heated state. The fiber material is pressed into the workpiece by pressing the fiber material against the workpiece from the surface side by the pressing member and pressing the fiber material into the workpiece while melting the surface of the workpiece with the heat of the pressing member. It has the structure characterized by embedding.
加熱状態にある押圧部材でワークの表面を溶融させながら繊維素材をワークに埋め込むようにしているので、既に製品として完成した熱可塑性樹脂からなるワークに対して後加工による補強や補修を施すことができる。
しかも、繊維素材としては熱可塑性樹脂からなるワークよりも耐熱温度の高い繊維素材を選択的に使用しているので、繊維素材の過温によって繊維素材本来の機械的,化学的特性が損なわれることはなく、ワークの補強や補修に適する。
Since the fiber material is embedded in the workpiece while the workpiece surface is melted with the pressing member in the heated state, reinforcement or repair by post-processing can be applied to the workpiece made of thermoplastic resin already completed as a product it can.
In addition, as the fiber material, a fiber material having a heat resistance higher than that of a workpiece made of a thermoplastic resin is selectively used, so that the original mechanical and chemical properties of the fiber material are impaired due to overheating of the fiber material. No, it is suitable for reinforcing and repairing workpieces.
更に、繊維素材をワーク上の断裂箇所に載置して前記と同様にして繊維素材の埋め込み作業を行うようにしてもよい。 Furthermore, the fiber material may be placed at a tearing position on the workpiece and the fiber material may be embedded in the same manner as described above.
ワーク上の断裂箇所が溶融して再溶着され、しかも、この溶着箇所に繊維素材が埋め込まれることになるので、特に、断裂したワークの補修作業等に好適である。
断裂箇所の再溶着に加えて繊維素材の埋め込みが並行して行われるので、溶融および再溶着に伴う樹脂の多少の劣化を考慮しても、繊維素材を適切に選択することにより、当初の強度あるいは其れ以上の強度を得ることが可能である。
Since the broken part on the workpiece is melted and re-welded, and the fiber material is embedded in the welded part, it is particularly suitable for repairing the broken work.
Since the fiber material is embedded in addition to the re-welding of the fractured part, the initial strength can be obtained by appropriately selecting the fiber material, even if some degradation of the resin due to melting and re-welding is taken into account. Alternatively, it is possible to obtain a higher strength.
ワーク内に繊維素材を埋め込んだ後、加熱状態にある押圧部材によって前記繊維素材埋め込んだワークの表面を再溶融させて平坦に均すようにすることも可能である。 After embedding the fiber material in the work, the surface of the work embedded with the fiber material may be remelted and leveled by a pressing member in a heated state.
サンディング等の後工程の所要時間を短縮することができるので、全体としての作業時間を短縮することが可能となる。 Since the time required for the post-process such as sanding can be shortened, the overall work time can be shortened.
本発明の後加工式繊維埋め込み装置は、専ら前述の後加工式繊維埋め込み方法を適用して熱可塑性樹脂からなるワークに繊維素材を埋め込む際に利用されるもので、
布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる押圧部材と、この押圧部材を加熱するヒータとを備え、前記押圧部材に前記ヒータが内嵌されていることを特徴とする構成を有する。
The post-processing type fiber embedding device of the present invention is used when embedding a fiber material into a workpiece made of a thermoplastic resin exclusively by applying the above-described post-processing type fiber embedding method.
A pressing member that presses the cloth-like fiber material and enters the workpiece; and a heater that heats the pressing member. The heater is fitted into the pressing member.
布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる押圧部材にヒータを内蔵することにより、従来型の電気ゴテつまりコテ先から軸方向に離間した位置にヒータを設置した電気ゴテに比べて熱効率が改善される。この結果、押圧部材を短時間で加熱することが可能となり、布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができる。 By incorporating a heater in the pressing member that presses the cloth-like fiber material and enters the workpiece, the thermal efficiency is higher than that of a conventional electric iron, that is, an electric iron having a heater positioned in the axial direction away from the tip of the iron. Improved. As a result, the pressing member can be heated in a short time, and the embedding operation of the cloth-like fiber material can be performed in a short time.
また、押圧部材の少なくとも先端部が熱伝導性の高い金属で形成され、押圧部材の他部が比熱比の高い金属で形成されていることが望ましい。 In addition, it is desirable that at least the tip portion of the pressing member is formed of a metal having a high thermal conductivity, and the other portion of the pressing member is formed of a metal having a high specific heat ratio.
押圧部材の先端部を熱伝導性の高い金属で形成することにより押圧部材に内蔵されたヒータの発熱を短時間で押圧部材の先端部に伝達することが可能となる。また、押圧部材の他部を比熱比の高い金属で形成することで、余剰の発熱を押圧部材に蓄積することが可能となる。
従って、押圧部材の先端を短時間で加熱することができ、また、押圧部材の先端とワークとの当接による押圧部材の急激な温度低下も防止されるようになり、初期の昇温や再昇温に必要とされる所要時間が短縮されて布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができるようになる。
By forming the tip portion of the pressing member with a metal having high thermal conductivity, the heat generated by the heater built in the pressing member can be transmitted to the tip portion of the pressing member in a short time. Moreover, it becomes possible to accumulate | store excessive heat_generation | fever in a press member by forming the other part of a press member with a metal with a high specific heat ratio.
Therefore, the tip of the pressing member can be heated in a short time, and a sudden temperature drop of the pressing member due to the contact between the tip of the pressing member and the workpiece can be prevented. The required time required for the temperature increase is shortened, and the embedding work of the cloth-like fiber material can be performed in a short time.
布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うための後加工式繊維埋め込み装置を得るためには、布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる複数の突起を設けた押圧面を有する押圧部材と、該押圧部材を加熱するヒータとを備えた構成を適用してもよい。 In order to obtain a post-processing type fiber embedding device for embedding a cloth-like fiber material in a short time, it has a pressing surface provided with a plurality of protrusions that press the cloth-like fiber material into the workpiece. You may apply the structure provided with the pressing member and the heater which heats this pressing member.
押圧部材の押圧面に設けられた複数の突起を利用して布状の繊維素材を面単位でワークに押し込むことができるので、ヘラ型やナイフ型等の押圧部材を利用して線分単位で布状の繊維素材をワークに押し込む場合と比べ、布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができる。
しかも、埋め込み作業に際しては、ワークの表面で溶融した熱可塑性樹脂が押圧部材の押圧面とワークの深層の非溶融部との間で押圧され、この圧力により、溶融状態にある熱可塑性樹脂が布状の繊維素材の織り目の間隙を縫うようにして布状の繊維素材の表側、より具体的には、押圧部材における押圧面の突起間に形成される間隙部分に滲出することになるので、ワークの表面に布状の繊維素材を確実に埋め込むことが可能となる。
Since a cloth-like fiber material can be pushed into a workpiece in units of planes using a plurality of protrusions provided on the pressing surface of the pressing member, in units of line segments using a pressing member such as a spatula type or a knife type Compared with the case where the cloth-like fiber material is pushed into the work, the cloth-like fiber material can be embedded in a short time.
In addition, during the embedding operation, the thermoplastic resin melted on the surface of the workpiece is pressed between the pressing surface of the pressing member and the non-molten portion of the deep layer of the workpiece, and this pressure causes the thermoplastic resin in the molten state to be clothed. As a result, the cloth-like fiber material exudes to the front side of the cloth-like fiber material, more specifically, to the gap portion formed between the protrusions of the pressing surface of the pressing member. It becomes possible to reliably embed a cloth-like fiber material on the surface of the substrate.
本発明の後加工式繊維埋め込み方法は、加熱状態にある押圧部材でワークの表面を溶融させながら布状の繊維素材をワークに埋め込むようにしているので、既に製品として完成した熱可塑性樹脂からなるワークに対して後加工による補強や補修を施すことができる。
しかも、繊維素材としては熱可塑性樹脂からなるワークよりも耐熱温度の高い繊維素材を選択的に使用しているので、繊維素材の過温によって繊維素材本来の機械的,化学的特性が損なわれることはなく、ワークの補強や補修に適する。
In the post-processing type fiber embedding method of the present invention, since the cloth-like fiber material is embedded in the work while the surface of the work is melted by the heated pressing member, the post-process type fiber embedding method is made of a thermoplastic resin already completed as a product. The workpiece can be reinforced and repaired by post-processing.
In addition, as the fiber material, a fiber material having a heat resistance higher than that of a workpiece made of a thermoplastic resin is selectively used, so that the original mechanical and chemical properties of the fiber material are impaired due to overheating of the fiber material. No, it is suitable for reinforcing and repairing workpieces.
更に、布状の繊維素材をワーク上の断裂箇所に載置して繊維素材の埋め込み作業を行うようにすることで、ワーク上の断裂箇所が溶融して再溶着され、しかも、この溶着箇所すなわち断裂箇所に繊維素材が埋め込まれることになるので、溶融および再溶着に伴う樹脂の多少の劣化を考慮しても、繊維素材を適切に選択することにより、当初の強度あるいは其れ以上の強度を得ることが可能となる。 Furthermore, by placing the cloth-like fiber material on the tearing location on the workpiece and performing the fiber material embedding operation, the tearing location on the workpiece is melted and re-welded. Since the fiber material will be embedded in the tearing point, even if some degradation of the resin due to melting and re-welding is taken into account, by selecting the fiber material appropriately, the initial strength or higher strength can be obtained. Can be obtained.
また、ワーク内に繊維素材を埋め込んだ後、加熱状態にある押圧部材によって繊維素材埋め込んだワークの表面を再溶融させて平坦に均すようにしているので、サンディング等の後工程の所要時間を短縮することができ、全体としての作業時間の短縮が可能である。 In addition, after embedding the fiber material in the work, the surface of the work embedded with the fiber material is remelted by the heated pressing member so that it is leveled flat, so the time required for subsequent processes such as sanding is reduced. It is possible to shorten the work time as a whole.
本発明の後加工式繊維埋め込み装置は、布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる押圧部材にヒータを内蔵したので、押圧部材を短時間で加熱することができ、布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができる。 Since the post-processing type fiber embedding device of the present invention has a heater built in the pressing member that presses the cloth-like fiber material and enters the workpiece, the pressing member can be heated in a short time, and the cloth-like fiber material Can be embedded in a short time.
更に、押圧部材の先端部を熱伝導性の高い金属で形成し押圧部材の他部を比熱比の高い金属で形成することによって、押圧部材の先端の初期の昇温に必要とされる所要時間と再昇温に必要とされる所要時間とを共に短縮したので、布状の繊維素材の埋め込み作業を更に短時間で行うことができる。 Furthermore, the time required for the initial temperature rise of the tip of the pressing member is formed by forming the tip of the pressing member with a metal having high thermal conductivity and the other part of the pressing member with a metal having a high specific heat ratio. And the time required for re-heating are shortened, so that the embedding work of the cloth-like fiber material can be performed in a shorter time.
また、布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる複数の突起を設けた押圧面を有する押圧部材を備えた後加工式繊維埋め込み装置においては、押圧部材の押圧面に設けられた複数の突起を利用して布状の繊維素材を面単位でワークに押し込むことができるので、ヘラ型やナイフ型等の押圧部材を利用して局限された線分単位で布状の繊維素材をワークに押し込む場合と比べ、布状の繊維素材の埋め込み作業を短時間で行うことができる。
しかも、埋め込み作業に際しては、ワークの表面で溶融した熱可塑性樹脂が押圧部材の押圧面とワークの深層の非溶融部との間で押圧され、この圧力により、溶融状態にある熱可塑性樹脂が布状の繊維素材の織り目の間隙を縫うようにして布状の繊維素材の表側に滲出することになるので、ワークの表面に布状の繊維素材を確実に埋め込むことができる。
Moreover, in the post-processing type fiber embedding device provided with a pressing member having a pressing surface provided with a plurality of protrusions that press the cloth-like fiber material into the workpiece, a plurality of pressing members provided on the pressing surface of the pressing member Since the cloth-like fiber material can be pushed into the workpiece in units of surfaces using the protrusions, the cloth-like fiber material is applied to the workpiece in units of limited line segments using a pressing member such as a spatula or knife. Compared to the case of pushing in, the cloth-like fiber material can be embedded in a short time.
In addition, during the embedding operation, the thermoplastic resin melted on the surface of the workpiece is pressed between the pressing surface of the pressing member and the non-molten portion of the deep layer of the workpiece, and this pressure causes the thermoplastic resin in the molten state to be clothed. The cloth-like fiber material oozes out to the front side of the cloth-like fiber material so as to sew the gaps of the texture of the fiber-like fiber material, so that the cloth-like fiber material can be surely embedded in the surface of the workpiece.
次に、本発明の実施形態の幾つかについて図面を参照して詳細に説明する。 Next, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明を適用した一実施形態の後加工式繊維埋め込み方法において後加工式繊維埋め込み装置として使用することが可能な電気ゴテの一例について簡略化して示した斜視図である。 FIG. 1 is a simplified perspective view showing an example of an electric iron that can be used as a post-processing type fiber embedding device in a post-processing type fiber embedding method according to an embodiment to which the present invention is applied.
この電気ゴテ1は、背景技術の項で非特許文献1として取り上げた従来技術と同等のもので、ヘラ型のコテ先2を有する電気ゴテである。電気ゴテ1は、先端の一面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先2と、該コテ先2を内嵌して加熱するヒータ3、および、ヒータ3を保持するグリップ部4と、ON/OFF制御のための電源スイッチ5、ならびに、屋内配線等のコンセントに接続するための電源コード6によって構成される。
This
先端の一面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先2に代えて、図2(a)に示されるようなナイフ型のコテ先10、あるいは、図2(b)に示されるように断面を均一としたヘラ型のコテ先11、もしくは、図2(c)に示されるように先端の四面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先12のようなものを利用することも可能である。
Instead of a spatula-
これらのコテ先2,10,11,12は本実施形態の後加工式繊維埋め込み方法における押圧部材として機能するものであるが、コテ先2,10,11,12の形状自体に関しては、何れも前述の非特許文献1等で既に公知である。
These
次に、布状の繊維素材をワークに埋め込むことによって断裂を生じた熱可塑性樹脂製のワーク、例えば、自動二輪車のカウリング,車両のパンパー,ポリコンテナ等の熱可塑性樹脂からなるワークの補修を行う場合を例にとって本実施形態の後加工式繊維埋め込み方法について具体的に説明する。 Next, a thermoplastic resin workpiece that has been torn by embedding a cloth-like fiber material in the workpiece, for example, a workpiece made of a thermoplastic resin such as a cowling of a motorcycle, a vehicle bumper, or a polycontainer is repaired. Taking the case as an example, the post-processing type fiber embedding method of this embodiment will be specifically described.
この際、埋め込みに用いる繊維素材は、加熱によって機械的,化学的特性が損なわれることがないよう、ワークを形成する熱可塑性樹脂の熱変形温度よりも耐熱温度の高いものを選択するようにする。但し、ここでいう熱変形温度とは布状の繊維素材の埋め込みが可能となる程度に熱可塑性樹脂が軟化する温度であり、必ずしも熱可塑性樹脂それ自体の融点を意味するものではない。 At this time, the fiber material used for embedding should be selected to have a heat resistance higher than the thermal deformation temperature of the thermoplastic resin forming the workpiece so that the mechanical and chemical properties are not impaired by heating. . However, the heat deformation temperature mentioned here is a temperature at which the thermoplastic resin softens to such an extent that the cloth-like fiber material can be embedded, and does not necessarily mean the melting point of the thermoplastic resin itself.
一般に、ワークを形成する熱可塑性樹脂のうちABS樹脂の熱変形温度は93℃〜103℃,ポリプロピレンの熱変形温度は57℃〜63℃,ポリポリカーボネートの熱変形温度は130℃〜138℃,ナイロンの熱変形温度は67℃〜70℃,ポリエチレンの熱変形温度は43℃前後であり、埋め込みの対象とする繊維素材のうちポリエステル繊維の融点(耐熱温度)は255℃〜260℃,ナイロン繊維の融点(耐熱温度)は215℃〜220℃,アラミド繊維の炭化温度(耐熱温度の上限)は537℃前後(以上、合成繊維),綿の分解温度(耐熱温度)は235℃前後,麻の分解温度(耐熱温度)は235℃前後(以上、天然繊維)となっているから、これらのワークと繊維素材との組み合わせは全て可能である。他の繊維素材としては、例えば、ガラス,ケブラー,カーボン等が好適である。 In general, among thermoplastic resins forming a workpiece, ABS resin has a heat deformation temperature of 93 ° C. to 103 ° C., polypropylene has a heat deformation temperature of 57 ° C. to 63 ° C., polypolycarbonate has a heat deformation temperature of 130 ° C. to 138 ° C., nylon The heat deformation temperature of polyethylene is 67 ° C. to 70 ° C., the heat deformation temperature of polyethylene is around 43 ° C., and the melting point (heat resistant temperature) of the polyester fiber among the fiber materials to be embedded is 255 ° C. to 260 ° C. Melting point (heat-resistant temperature) is 215 ° C to 220 ° C, carbonization temperature of aramid fiber (upper limit of heat-resistant temperature) is around 537 ° C (above, synthetic fiber), cotton decomposition temperature (heat-resistant temperature) is around 235 ° C, hemp decomposition Since the temperature (heat-resistant temperature) is around 235 ° C. (above, natural fiber), any combination of these workpieces and fiber materials is possible. As other fiber materials, for example, glass, Kevlar, carbon and the like are suitable.
また、布状の繊維素材の織り方としては、縦横あるいは斜めからの引っ張り力が作用した際に不用意な歪みや糸抜け等が生じ難いものがよく、薄葉不織,平織,多重織,亀甲織,天竺織のものが考えられるが、なかでも、縦糸と横糸が相互に固定されるラッセル織が歪みや糸抜け等が生じ難い点で好適である。また、布を形成する縦横の糸に関しては、ワークとの親和性や再溶着時の結合力の観点から、天蚕糸(釣り糸)のような単繊維状のものより、繊維を縒り合わせた糸つまり表面に凹凸のある糸を利用することが望ましい。 In addition, weaving methods for fabric-like fiber materials are those that are less likely to cause inadvertent distortion or thread slippage when a longitudinal or lateral pulling force acts on them. A woven fabric or a woven fabric is considered, but among these, a Russell weave in which warp and weft are fixed to each other is preferable in that distortion, yarn dropout, and the like hardly occur. In addition, with regard to the vertical and horizontal yarns forming the fabric, from the viewpoint of the affinity with the workpiece and the binding force at the time of re-welding, a yarn obtained by twisting fibers rather than a single fiber type such as a tengu thread (fishing line), It is desirable to use a thread with an uneven surface.
布状の繊維素材をワークに埋め込むことによって断裂を生じた熱可塑性樹脂製のワークの補修を行う場合には、まず、ワーク7の断裂状況に合わせてワーク7の熱変形温度よりも高い耐熱温度を有する布状の繊維素材8を適当な大きさに裁断しておく。そして、図3(a)に示されるようにしてワーク7の断裂部分7a,7bを突き合わせた後、裏面側から粘着テープ等で両者を仮り止めした状態で、図3(b)に示されるように、ワーク7の断裂箇所9を跨ぐようにしてワーク7上に繊維素材8を載置する。
When repairing a workpiece made of a thermoplastic resin that has been torn by embedding a cloth-like fiber material in the workpiece, first, a heat resistance temperature higher than the thermal deformation temperature of the
次いで、電気ゴテ1の電源スイッチ5を操作してヒータ3に電源を投入し、押圧部材として機能するコテ先2を加熱状態とする。コテ先2の加熱温度としては、ワーク7を形成する熱可塑性樹脂の熱変形温度と布状の繊維素材8の耐熱温度との間の中間的な値を採用するとよい。
Next, the
熱電対やサーモスタット等を利用したヒータ3の温度制御に関しては既に公知である。
The temperature control of the
この際、電気ゴテ1のコテ先としては、図1に示されるコテ先2の他、図2(a)〜図2(c)に示されるようなコテ先10,11,12を利用することが可能である。
At this time, as the iron tip of the
また、前述した粘着テープ等による仮り止めに代え、あるいは、粘着テープ等による仮り止めに加えて、ワーク7の断裂部分7a,7bの突き合せ部分の2箇所以上をコテ先2でスポット的に溶融および再溶着して仮り止めとしてもよい。
Further, in place of the above-mentioned temporary fixing with the adhesive tape or the like, or in addition to the temporary fixing with the adhesive tape or the like, two or more of the butted
そして、コテ先2が十分に加熱されたならば、図3(c)に示されるように、押圧部材として機能するコテ先2の先端がワーク7の断裂箇所9を跨ぐ位置にコテ先2を位置決めし、コテ先2の先端を布状の繊維素材8の表面側からワーク7に向けて押圧し、断裂箇所9の周辺のワーク7の表面をコテ先2の熱で溶融させながら布状の繊維素材8をワーク7に押し込むことにより、ワーク7の内部に布状の繊維素材8を埋め込んでいく。この埋め込み作業により、ワーク7の断裂部分7a,7bの当接部の溶融および再溶着も並行して行われることになる。
When the
コテ先2の一回の押圧操作で実際に埋め込みが可能なのは、コテ先2の先端部の幅と厚みで局限される僅かな面積部分つまり実質的には線分単位のものであるので、布状の繊維素材8の全体を埋め込むためには、図3(c)に示されるように、コテ先2の先端位置を徐々に移動させながら前記と同様の押圧操作を繰り返し実行する必要がある。
Since it is possible to actually embed with a single pressing operation of the
この繰り返し作業に際しては、まず、断裂箇所9に沿ってコテ先2の押し付け操作行うことで断裂箇所9を挟むワーク7の断裂部分7a,7bの突き合わせ部分を確実に溶融および再溶着させ、その後、断裂箇所9の位置から徐々に外側に向かって押圧操作を繰り返すようにすることが望ましい。
In this repetitive work, first, the butt portion of the tearing
最終的に、布状の繊維素材8の全体が埋め込まれた時点で、埋め込みに関わる一連の作業が終了する。
布状の繊維素材8の埋め込みが完了して断裂箇所9の部分が再溶着された状態を図3(d)に示す。
Finally, when the entire cloth-
FIG. 3D shows a state where the embedding of the cloth-
このように、断裂箇所9の溶融および再溶着に加えて布状の繊維素材8の埋め込みが並行して行われるので、溶融および再溶着に伴う樹脂の多少の劣化を考慮しても、繊維素材8の材質(機械的強度)を適切に選択することにより、当初の強度あるいは其れ以上の強度を得ることが可能である。
In this way, since the cloth-
この後、加熱状態にある押圧部材として機能するコテ先2をヘラあるいはパレットナイフのようにして使用し、図3(d)に示されるようにワーク7の表面を再び溶融させて再凝固させることで、布状の繊維素材8を埋め込んだ部分のワーク7の表面を平坦な状態に均す。
Thereafter, the
これにより、サンディング等の後工程の所要時間を短縮することができるので、補強や補修作業に関わる全体としての作業時間を短縮することが可能となる。 As a result, the time required for the post-process such as sanding can be shortened, so that the overall work time related to the reinforcement and repair work can be shortened.
断裂箇所9の周辺の断裂部分7a,7bの一部が欠損しているような場合においては、断裂箇所9の周辺において肉痩せが生じることもあるが、このような問題に対しては、従来と同様、ワーク7と同種の熱可塑性樹脂を肉痩せした箇所に充填し、コテ先2で溶融および再溶着してワーク7に盛り付けることで簡単に対処できる。
In the case where a part of the
ワーク7が純粋な機能部品である場合、その外観は特に問われないので、必要に応じてワーク7の表裏に対して同様の処理を行い、ワーク7の表裏に布状の繊維素材8を埋め込むことで、補修後の強度が更に向上する。
When the
また、ワーク7が外装品である場合においては布状の繊維素材8の埋め込みはワーク7の裏面側から行うことが望ましい。ワーク7の厚みが厚い場合には裏面側からの操作だけで断裂箇所9を完全に再溶着できず、ワーク7の表面側に多少の裂け目が残る可能性があるが、その場合は、パテ盛りやサンディング等の通常の成形作業でワーク7の表面側の見映えをよくすることが可能である。この際、前述した肉痩せに対処する場合と同様、熱可塑性樹脂の充填と再溶着の技術を適用してもよい。
When the
ワーク7に断裂等の異常が生じてから布状の繊維素材8の埋め込み作業を行えば補修作業となり、また、ワーク7に異常が生じる以前に予め此の埋め込み作業を行った場合には補強作業ということになるが、実質的な処理手順に関しては何れの場合も同様である。
If the cloth-
ここで、押圧部材として機能するコテ先の他の構成例について幾つかの具体例を挙げて説明する。 Here, other configuration examples of the tip that functions as the pressing member will be described with some specific examples.
図4(a)に示されるコテ先13は、断面を均一な矩形としたヘラ型のコテ先である点において図2(b)のコテ先11と同様であるが、その中央部に屈曲部13aを設けることでコテ先13の先端部13bを基部13cに対してオフセットした点、および、先端部13bを基部13cに対して僅かに傾斜させた点で、図2(b)のコテ先11とは構成が相違する。
The
このコテ先13を使用してワーク7に布状の繊維素材8を埋め込む場合のコテ先13の操作方法を図4(b)に示す。
FIG. 4B shows an operation method of the
このように、コテ先13の先端部13bを基部13cに対してオフセットして傾斜させることにより、図4(b)に示されるように、先端部13bの側面でワーク7の表面をプレヒートしながら其の最先端部で布状の繊維素材8の埋め込み作業を行うことができるようになる。
In this way, the
これにより、コテ先13を布状の繊維素材8に当接させてからワーク7の表面が溶融するまでの所要時間を短縮することができ、布状の繊維素材8の埋め込みに必要とされる作業時間を短縮することが可能となる。
As a result, the time required for the surface of the
また、図5(a)に示されるコテ先14は断面を均一な矩形としたヘラ型のコテ先であり、その先端部の片面には、スキーの先端のようにして反り返る鋭利な突起部14aが形成されている。
The
このコテ先14はテープ状に裁断された布状の繊維素材15をワーク7に埋め込む際に利用されるものである。その使用に際しては、図5(b)に示されるようにして、テープ状に裁断された布状の繊維素材15の先端を突起部14aに引っ掛けた後、まず、テープ状に裁断された布状の繊維素材15の先端をワーク7に埋め込んで仮り止めとし、その後、コテ先14を徐々に手前に移動させながらコテ先14の先端で布状の繊維素材15の各部の押圧操作を繰り返すことにより、テープ状に裁断された布状の繊維素材15を其の先端側から他端側に向けて徐々にワーク7の表面に埋め込むようにする。
The
従って、テープ状に裁断された布状の繊維素材15を正確に位置決めしてワーク7に埋め込むことが可能である。また、テープ状に裁断された布状の繊維素材15を手で支えてワーク7上に位置決めする必要がないことから、狭所での埋め込み作業にも適する。
Therefore, the cloth-
図6(a)は後加工式繊維埋め込み方法で使用する専用の後加工式繊維埋め込み装置の一例について主要部を簡略化して示した図である。 FIG. 6A is a diagram showing a simplified main part of an example of a dedicated post-processing type fiber embedding device used in the post-processing type fiber embedding method.
この後加工式繊維埋め込み装置16は、布状の繊維素材を押圧してワークに突入させるための押圧部材18と、この押圧部材18を加熱するためのヒータ例えば棒状のセラミックヒータ17を備えたものであり、押圧部材18にセラミックヒータ17が内嵌されている点が、従来型の電気ゴテつまり従来技術の構造を其のまま転用した後加工式繊維埋め込み装置とは全く相違する。
The post-processing type
このようにして押圧部材18の中にセラミックヒータ17を内嵌することにより、図1に示されるような従来型の電気ゴテ1、つまり、コテ先2から軸方向に離間した位置にヒータ3を設置した電気ゴテ1に比べて熱効率を改善することが可能となり、この結果として、押圧部材18の昇温や加熱に要する時間の短縮化、即ち、ワーク7に対する布状の繊維素材8の埋め込み作業の所要時間の短縮化が実現される。
By thus fitting the
セラミックヒータ17に外嵌される押圧部材18の構造としては、例えば、図6(b)に示されるように、布状の繊維素材8をワーク7に対して押し込む際に実際の作用部分として機能する先端部18aを含む幅方向の中央部分を銅等の熱伝導性の高い金属で形成し、残りの部分18bをステンレス鋼等を始めとする比熱比の高い金属で形成することが望ましい。
As a structure of the pressing
図6(b)では押圧部材18の先端部と幅方向の中央部を含めて熱伝導性の高い金属で形成したものについて示しているが、図6(c)に示されるように、押圧部材18の先端部18aのみを熱伝導性の高い金属で形成し、此れを除く他の全ての部分を比熱比の高い金属で形成しても構わない。
In FIG. 6B, the pressing
図6(b)あるいは図6(c)に示されるような構成を適用することにより、押圧部材18に内蔵されたセラミックヒータ17の発熱を短時間で押圧部材18の先端部18aに伝達することが可能となり、同時に、セラミックヒータ17からの余剰の発熱による熱エネルギーを他部18bに蓄積することが可能となる。よって、押圧部材18の先端部18aを短時間で加熱することができ、また、押圧部材18の先端部18aとワーク7との当接によって先端部18aの熱がワーク7に伝達された際に生じる押圧部材18の急激な温度低下を防止することができる。つまり、先端部18aの初期の昇温に要する時間が短縮され、同時に、押圧部材18の急激な温度低下もなくなって先端部18aの再昇温といった工程も実質的に不要となり、布状の繊維素材8の埋め込み作業を短時間で行うことが可能となる。
By applying the configuration shown in FIG. 6B or FIG. 6C, the heat generated by the
押圧部材18はセラミックヒータ17に外嵌して取り付けるシース状の構造であるから、例えば、図2(a),図2(b),図2(c)に示されるような形状を有する様々な押圧部材18を予め幾つか準備しておき、これらを適宜に差し替えてセラミックヒータ17に取り付けるといったことも可能である。
Since the pressing
また、図7(a)は後加工式繊維埋め込み方法で使用する専用の後加工式繊維埋め込み装置の他の一例について簡略化して示した図である。 FIG. 7A is a simplified view of another example of a dedicated post-processing fiber embedding device used in the post-processing fiber embedding method.
この後加工式繊維埋め込み装置19は、布状の繊維素材8を押圧して面単位でワーク7に突入させるためのもので、図1に示されるような従来型の電気ゴテ1や図6(a)に示されるような専用の後加工式繊維埋め込み装置16、つまり、コテ先2,10,11,12や押圧部材18の先端で形成される線分単位の長さで布状の繊維素材8の埋め込み作業を行うものとは基本的な構造が相違する。
This post-processing type
後加工式繊維埋め込み装置19は、布状の繊維素材8を押圧してワーク7に突入させるための複数の突起27を設けた押圧面20を有する押圧部材21と、押圧部材21を加熱する棒ヒータ22、および、押圧部材21を保持するグリップ部23、ならびに、グリップ部23に設けられた電源スイッチ24と、屋内配線等のコンセントに接続するための電源コード25によって構成される。
The post-processing type
棒ヒータ22は2本のものが押圧部材21の内部に並列して埋設されており、棒ヒータ22の近傍に設けられたサーモスタット26によって棒ヒータ22の温度、つまり、最終的には押圧面20の温度が予め設定された温度に保持されるようになっている。
Two
あるいは、押圧部材21,棒ヒータ22,グリップ部23等の構造を其のまま踏襲し、これとは別に温度コントローラ28を設け、温度コントローラ28に設けられた温度設定スイッチ29の操作で棒ヒータ22つまり押圧面20の昇温目標値を任意に設定するようにしてもよい。その場合は、サーモスタット26に代わる熱電対等の温度検出手段を棒ヒータ22の直近に設け、温度コントローラ28に設定された昇温目標値と熱電対等の温度検出手段で検出された棒ヒータ22の現在温度との偏差に基づいて、此の温度偏差を解消するように温度コントローラ28から棒ヒータ22に供給する電力を調整する。目標温度を達成するために必要とされるPI制御等については公知である。
Alternatively, the structure of the pressing
アイロン型の押圧面20に設ける突起27としては、図7(b)に示されるような単純な波型状の突起27a、図7(c)に示されるように平坦な面を有する突条からなる突起27b、図7(d)に示されるような三角錐状の突起27c、図7(e)に示されるような四角錐状の突起27d、図7(e)に示されるような断面矩形状の柱状突起27e等を利用することができる。
As the
この後加工式繊維埋め込み装置19を利用して布状の繊維素材8をワーク7に埋め込む場合にも、前記と同様、まず、ワーク7の断裂状況に合わせてワーク7の熱変形温度よりも高い耐熱温度を有する布状の繊維素材8を適当な大きさに裁断し、図3(a)に示されるようにワーク7の断裂部分7a,7bを突き合わせ、裏面側から粘着テープ等で両者を仮り止めした状態で、図3(b)に示されるように、ワーク7の断裂箇所9を跨ぐようにしてワーク7上に繊維素材8を載置する。
Even when the cloth-
次いで、後加工式繊維埋め込み装置19の電源スイッチ24を操作して棒ヒータ22に電源を投入し、押圧部材21の押圧面20を加熱状態として、押圧面20で布状の繊維素材8の表面側からワーク7に向けて押圧し、断裂箇所9の周辺のワーク7の表面を突起27の熱で溶融させながら布状の繊維素材8をワーク7に押し込むことでワーク7の内部に布状の繊維素材8を埋め込んでいく。同時に、ワーク7の断裂部分7a,7bの当接部の溶融および再溶着も行われることになる。
Next, the
ワーク7の表面で溶融した熱可塑性樹脂が押圧部材21の押圧面20とワーク7の深層の非溶融部との間で押圧され、この圧力により、溶融状態にある熱可塑性樹脂が布状の繊維素材8の織り目の間隙を縫うようにして布状の繊維素材8の表側、より具体的には、押圧部材21における押圧面20の多数の突起27の間に形成される間隙部分に滲出することになるので、ワーク7の表面に確実に布状の繊維素材8を埋め込むことができる。
The thermoplastic resin melted on the surface of the
この際、多数の突起27の間に形成される間隙部分つまり突起27に対して谷となる押圧面20の部分の温度も突起27と同等あるいは其れ以上に上昇しているので、この谷の部分から放射される熱を利用してワーク7の表面がプレヒートされることになり、ワーク7の表面を素早く溶融させて布状の繊維素材8を埋め込むことができる。
At this time, the temperature of the gap portion formed between the
コテ先2,10,11,12や押圧部材18の先端で布状の繊維素材8の埋め込み作業を行う場合とは相違し、布状の繊維素材8を面単位でワーク7に押し込むことができるので、コテ先2,10,11,12や押圧部材18を利用して局限された線分単位で布状の繊維素材8をワーク7に押し込む場合と比べ、布状の繊維素材8の埋め込み作業を短時間で行うことができる。
Unlike the case where the cloth-
また、図7(a)あるいは図8に示される後加工式繊維埋め込み装置19の押圧面20から突起27を省いて押圧面20を平らにしたものは、ワークの表面を均すためのアイロン型の電気ゴテに代えて利用することができる。
Further, the post-process type
押圧面20から突起27を省いた後加工式繊維埋め込み装置19の押圧部材21は棒ヒータ22を内蔵したものであるから、図6(a)を参照して説明した後加工式繊維埋め込み装置16と同様、従来からあるアイロン型の電気ゴテ、つまり、アイロン型のコテ先から軸方向に離間した位置にヒータを設置したものと比べて熱効率に優れ、短時間のうちに昇温させることができるので、布状の繊維素材8を埋め込んだ部分のワーク7の表面を平坦な状態に均す最終的な仕上げの過程で此れを利用するようにすれば、埋め込み作業と仕上げ作業を併せた全体の作業所要時間を大幅に短縮することができる。
Since the pressing
1 電気ゴテ(後加工式繊維埋め込み装置)
2 先端の一面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先(押圧部材)
3 ヒータ
4 グリップ部
5 電源スイッチ
6 電源コード
7 ワーク
7a ワークの断裂部分
7b ワークの断裂部分
8 布状の繊維素材
9 断裂箇所
10 ナイフ型のコテ先(押圧部材)
11 断面を均一としたヘラ型のコテ先(押圧部材)
12 先端の四面にテーパ面を形成したヘラ型のコテ先(押圧部材)
13 先端部を基部に対してオフセットして傾斜させたコテ先(押圧部材)
13a 屈曲部
13b 先端部
13c 基部
14 先端部の片面に鋭利な突起部を形成したコテ先(押圧部材)
14a 突起部
15 テープ状に裁断された布状の繊維素材
16 後加工式繊維埋め込み装置
17 セラミックヒータ(ヒータ)
18 押圧部材
18a 押圧部材の先端部
18b 押圧部材の他部
19 後加工式繊維埋め込み装置
20 押圧面
21 押圧部材
22 棒ヒータ
23 グリップ部
24 電源スイッチ
25 電源コード
26 熱電対やサーモスタット
27 突起
27a,27b,27c,27d,27e 突起
28 温度コントローラ
29 温度設定スイッチ
1 Electric iron (post-processing type fiber embedding device)
2 Spatula-type iron tip (pressing member) with a tapered surface on one end
3 Heater 4
11 Spatula-type tip with a uniform cross section (pressing member)
12 Spatula-type soldering tip (pressing member) with tapered surfaces on the four sides
13 Tip (pressing member) with tip end inclined with respect to base
13a
18 Pressing
Claims (6)
布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる押圧部材と、該押圧部材を加熱するヒータとを備え、前記押圧部材に前記ヒータが内嵌されていることを特徴とする後加工式繊維埋め込み装置。 A post-processing type fiber embedding device used when a post-processing type fiber embedding method according to any one of claims 1 to 3 is applied and a fiber material is embedded in a workpiece made of a thermoplastic resin. ,
A post-processing type fiber embedding comprising a pressing member that presses a cloth-like fiber material into a workpiece and a heater that heats the pressing member, and the heater is fitted into the pressing member. apparatus.
布状の繊維素材を押圧してワークに突入させる複数の突起を設けた押圧面を有する押圧部材と、該押圧部材を加熱するヒータとを備えたことを特徴とする後加工式繊維埋め込み装置。 A post-processing type fiber embedding device used when a post-processing type fiber embedding method according to any one of claims 1 to 3 is applied and a fiber material is embedded in a workpiece made of a thermoplastic resin. ,
A post-processing type fiber embedding device comprising: a pressing member having a pressing surface provided with a plurality of protrusions for pressing a cloth-like fiber material into a workpiece; and a heater for heating the pressing member.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006019719A JP2007196922A (en) | 2006-01-27 | 2006-01-27 | Post-processing type fiber burying device and post-processing type fiber burying method |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009286294A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Aikoku Alpha Corp | Method for repairing resin part |
-
2006
- 2006-01-27 JP JP2006019719A patent/JP2007196922A/en not_active Withdrawn
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