JP2009119701A - Frp成形用強化繊維基材の賦形装置及び賦形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】賦形すべきプリフォーム(F)の形状に応じた外形の下金型(2)と、下金型に対向配置されると共に下金型に向けて押し付け可能に設けられた上金型(5)とを有し、下金型(2)にセットした被賦形基材(K)を上金型(5)により押し付け賦形してプリフォームを得るように構成された賦形装置(10)であって、上金型(5)は、被賦形基材の中央部(Kc)に対向する中央金型(5C)と、中央金型の周囲に配設された複数の横金型(5S)とに分割された構成とされ、中央金型(5C)を上下駆動する中央金型駆動手段(7)と、中央金型(5C)が押し付けている被賦形基材に対し、各横金型(5S)がその被賦形基材の中央外方部(Ks)を引き伸ばしながら押付けるように各横金型(5S)を駆動する横金型駆動手段(8)とを有するFRP成形用強化繊維基材の賦形装置及びそれを用いた賦形方法。
【選択図】図9
Description
図1は本発明の一実施態様に係る賦形装置10の外観斜視図、図2は図1の賦形装置10の一部断面表示正面図、図3は賦形装置10の上金型5及びその周辺部を示す概略平面図である。各図において、直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、XY平面は水平面、Z軸方向は鉛直方向(上下方向)を示している。
作業者は下金型2に基材Kをセットする〔図7(A)〕。強化繊維基材Kは、図6に示すように、複数枚のシート状強化繊維材K1〜Km(mは2以上の任意の整数)を、隣り合う上下間で繊維の配向方向が互いに異なるように積層した積層体である。各シート状強化繊維材K2〜Kmの裏側面には熱可塑性の接着剤がまぶしてある。基材Kのセットは次のように行う。合計m枚のシート状強化繊維材K1〜Kmを積層した状態で、基材Kにおける所定の2箇所を位置決めピン22に突き刺す。その後、位置決めピン22に沿って下金型2に向けて基材Kを下降させる。その結果、基材Kの中央部は下金型2の中央部の表面に重なる。
中間板駆動部6が中間板4を下降させることにより、中央金型5C及び横金型5Sを中間位置P1に配置する〔図7(B)〕。続いて、押さえロッド41が伸延し下降する。このとき、2本の位置決めピン22は、押さえロッド41の中空部に入り、押さえロッド41の下端面が基材Kを押圧することで、基材Kは下金型2の中央部に固定保持される〔図7(C)〕。
押さえロッド41が基材Kを固定保持した状態で、中間板駆動部6は中間板4を更に下降させることにより、中央金型5C及び横金型5Sを下側位置P2に配置する。下側位置P2では、中央金型5Cの下面が基材Kの表面と近接する〔図7(D)〕。続いて、中央金型駆動部7は中央金型5Cを下降させる。このとき中央金型5Cが、賦形物に応じた任意の力で、下金型2にセットされた基材Kを押付けるように中央金型5Cを駆動する〔図8(E)〕。
横金型駆動部8は、横金型5Sを一つずつ順次下降させて基材Kの押付けを行う。その際、例えば横金型5S1は、中央金型5Cが押付けている被賦形基材Kに対し、各横金型5Sがその被賦形基材Kの中央部の周辺部Ksを引き伸ばしながら押し付けるように駆動される〔図8(F)、詳細は図9、図5参照〕。
冷却手段により下金型2及び上金型5を冷却する。その後、中央金型駆動部7は中央金型5Cを上昇させる。それと同時に、横金型駆動部8は全ての横金型5Sを同時に上昇させる。その後、中間板駆動部6は、中間板4を上方位置P0まで上昇させる。中央金型5C及び横金型5Sを上昇させるタイミングは、冷却手段による冷却により各シート状強化繊維材K2〜Kmの熱可塑性の接着剤(樹脂)が硬化し、各シート状強化繊維材K1〜Kmが接着される時間の経過後である。冷却手段により上金型5及び下金型2を冷却することにより、下金型2及び上金型5の温度を迅速に下げることができるため、賦形動作のタクトタイムの短縮を図ることができる。
所定の形状に賦形されたプリフォームFを下金型2から外して取り出す。
5 上金型
5C 中央金型
5S 横金型
7 中央金型駆動部(中央金型駆動手段)
8 横金型駆動部(横金型駆動手段)
9 制御装置(制御手段)
10 賦形装置
22 位置決めピン(位置決め手段)
51 押さえロッド(位置決め手段)
F プリフォーム
K 基材(被賦形基材)
Kc 中央部
Ks 中央部の周辺部
S1 基材セットステップ
S3 中央部押し付けステップ
S4 周辺部押し付けステップ
Claims (7)
- FRP成形用強化繊維基材の目標賦形形状に応じた外形の下金型(2)と、下金型(2)に対向配置されると共に下金型(2)に向けて押し付け可能に設けられた上金型(5)とを有し、下金型(2)にセットした被賦形基材(K)を上金型(5)により押し付け賦形してプリフォーム(F)を得るように構成されたFRP成形用強化繊維基材の賦形装置(10)であって、
上金型(5)は、被賦形基材(K)の中央部(Kc)に対向する中央金型(5C)と、中央金型(5C)の周囲に配設された複数の横金型(5S)との分割構成を有し、
賦形装置(10)は、
中央金型(5C)を上下方向に駆動する中央金型駆動手段(7)と、
中央金型(5C)が押し付けている被賦形基材(K)に対し、各横金型(5S)がその被賦形基材(K)の中央部の周辺部(Ks)を引き伸ばしながら押し付けるように各横金型(5S)を駆動する横金型駆動手段(8)と、
を有することを特徴とするFRP成形用強化繊維基材の賦形装置。 - 被賦形基材(K)を下金型(2)の所定位置に位置決めする位置決め手段(22,51)を有し、且つ上金型(5)における被賦形基材押し付け面が略平面形状とされている、請求項1に記載のFRP成形用強化繊維基材の賦形装置。
- 下金型(2)を加熱する下金型加熱手段(21)を備えている、請求項1または2に記載のFRP成形用強化繊維基材の賦形装置。
- 上金型(5)を加熱する上金型加熱手段を備えている、請求項1〜3のいずれかに記載のFRP成形用強化繊維基材の賦形装置。
- 下金型(2)を冷却する下金型冷却手段(21)を備えている、請求項3または4に記載のFRP成形用強化繊維基材の賦形装置。
- 中央金型(5C)及び横金型(5S)により前もって複数回試し賦形をした際の最も皺のできにくかったときの制御データに基づいて、中央金型(5C)及び横金型(5S)を動作制御する制御手段(9)を備えている、請求項1〜5のいずれかに記載のFRP成形用強化繊維基材の賦形装置。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の賦形装置を用いた賦形方法であって、
下金型(2)に被賦形基材(K)をセットするステップと、
下金型(2)にセットした被賦形基材(K)に向けて中央金型(5C)を下方に駆動することにより被賦形基材(K)の中央部(Kc)を押し付けるステップと、
中央金型(5C)が押し付けている被賦形基材(K)に対し、各横金型(5S)がその被賦形基材(K)の中央部の周辺部(Ks)を引き伸ばしながら押し付けるように各横金型(5S)を駆動するステップと、
を有すること特徴とするFRP成形用強化繊維基材の賦形方法。
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