JP2009137066A - Fiber-reinforced resin member and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に車両のルーフサイドレールとして使用される繊維強化樹脂部材とその製造方法に関するものである。 The present invention particularly relates to a fiber reinforced resin member used as a roof side rail of a vehicle and a manufacturing method thereof.
車両のAピラー(ルーフサイドレールとも言い、ドライバーから見て斜め前方に位置し、フロントウィンドウを支える左右両端の支柱)には静的な強度特性(たとえば曲げ剛性)と車両衝突時の耐クラッシュ特性の双方が要求されており、近時の高安全性および軽量化が追求されているハイブリッド車、電気自動車等に対しては、剛性と軽量化の双方を満足できる繊維強化樹脂部材が好適である。 The vehicle's A-pillar (also called the roof side rail, located diagonally forward when viewed from the driver and supporting the left and right ends of the front window) has static strength characteristics (for example, bending rigidity) and crash resistance in the event of a vehicle collision For hybrid vehicles, electric vehicles, and the like that have recently pursued high safety and light weight, fiber reinforced resin members that satisfy both rigidity and light weight are suitable. .
この繊維強化樹脂部材の一例として、炭素繊維強化プラスチック部材(CFRP)を挙げることができる。この繊維強化樹脂部材は、所定の引張強度等を備えた繊維糸を部材の軸方向に対して所定の傾斜角の斜向糸に使用して編み込むことで多層の巻層構造を形成し、これに樹脂を含浸硬化させることで形成されている。 An example of the fiber reinforced resin member is a carbon fiber reinforced plastic member (CFRP). This fiber reinforced resin member forms a multi-layer wound layer structure by knitting fiber yarns having a predetermined tensile strength and the like into oblique yarns having a predetermined inclination angle with respect to the axial direction of the member. It is formed by impregnating and curing a resin.
上記するルーフサイドレールは、車両のフロントサイドからルーフに沿う形状、すなわち、直線部と曲がり部が連続した形状となっており、この形状に沿って斜向糸が巻装されている。 The roof side rail described above has a shape along the roof from the front side of the vehicle, that is, a shape in which a straight portion and a bent portion are continuous, and oblique yarns are wound along this shape.
上記する繊維強化樹脂部材を形成する繊維織物を製造するための方法が特許文献1に開示されている。具体的には、軸方向糸供給部とブレーダー糸供給部をそれぞれ装着した2つのブレーダーを有する製造装置を使用して、このブレーダー内で直線状のマンドレルを往復移動させながら、一方のブレーダーが駆動している間は他方の駆動を停止させる制御方法を実行することにより、軸方向糸とブレーダー糸の双方をマンドレル外周に巻装するものである。
ところで、上記のごとく曲がり部を有する繊維強化樹脂部材では、当該曲がり部の湾曲外側と内側で繊維密度が相違することとなり、湾曲外側では繊維密度が低くなるとともに湾曲外側の繊維含浸樹脂量が多くなってしまうといった問題が生じ得る(いわゆる樹脂リッチの発生)。曲がり部における繊維密度の相違により、曲がり部の湾曲外側の強度特性が低くなること、樹脂含浸繊維層の厚みが相対的に薄くなること、に繋がる。この繊維強化樹脂部材の曲がり部における課題は、上記する特許文献1の製造方法が対象とする直線状の繊維強化樹脂部材では問題と成り得ず、したがってこの課題に対する解決方法の開示がないことは明らかである。
By the way, in the fiber reinforced resin member having the bent portion as described above, the fiber density is different between the curved outer side and the inner side of the bent portion, and the fiber density decreases on the curved outer side and the fiber-impregnated resin amount on the curved outer side is large. May occur (so-called resin-rich generation). Due to the difference in fiber density at the bent portion, the strength characteristics on the curved outer side of the bent portion are lowered, and the thickness of the resin-impregnated fiber layer is relatively reduced. The problem in the bent portion of the fiber reinforced resin member cannot be a problem in the linear fiber reinforced resin member targeted by the manufacturing method of
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、少なくとも曲がり部を有する繊維強化樹脂部材において、当該曲がり部における湾曲外側と内側の繊維密度が同程度に加工された繊維強化樹脂部材と、該繊維強化樹脂部材を製造するための製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problem, and in a fiber reinforced resin member having at least a bent portion, a fiber reinforced resin member in which the fiber density on the bent outer side and the inner side in the bent portion is processed to the same level. An object of the present invention is to provide a production method for producing the fiber-reinforced resin member.
前記目的を達成すべく、本発明による繊維強化樹脂部材は、長尺な繊維織物が、該繊維織物の軸方向に対して所定角度傾斜した複数の斜向糸が編み込まれて形成されており、該繊維織物に樹脂が含浸硬化してなる繊維強化樹脂部材において、前記繊維強化樹脂部材は少なくとも一部に曲がり部を有しており、前記曲がり部の湾曲外側には内側に比して相対的に多数の繊維が配置されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the fiber reinforced resin member according to the present invention is formed by knitting a long fiber woven fabric with a plurality of oblique yarns inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the fiber woven fabric, In the fiber reinforced resin member obtained by impregnating and curing the resin to the fiber fabric, the fiber reinforced resin member has a bent portion at least at a part, and the curved outer side of the bent portion is relatively compared to the inner side. A large number of fibers are arranged on the surface.
この繊維強化樹脂部材は、たとえばその芯材となるマンドレルの外周に該マンドレルの軸方向に対して所定角度傾斜してなる斜向糸(ブレーダー糸)からなる巻層が形成され、この巻層間に熱硬化性の樹脂が含浸硬化してなるものである。 In this fiber reinforced resin member, for example, a winding layer made of oblique yarns (brader yarns) inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the mandrel is formed on the outer periphery of the mandrel that is the core material, and between the winding layers. A thermosetting resin is impregnated and cured.
使用されるマンドレルは鋼製、樹脂製など任意素材のものが使用されるが、部材形状によってはこのマンドレルが最終的に引抜かれることなく部材構成要素として残ることになる。なお、既述するAピラーとしてこの繊維強化樹脂部材が適用される場合には、このAピラーの形状が、単なる長尺な筒部材ではなく、たとえばその一端が円形断面であり、中央が凹みを有する楕円形断面であり、他端がボルト締結プレートに漸近していく等の複雑形状を呈することから、芯材であるマンドレルはそのまま部材要素として残ることになる。この場合、部材全体の重量を可及的に軽量化すべく、当該マンドレルは軽量でかつ高強度なABS樹脂(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂)等から成形されているのが好ましい。 An arbitrary material such as steel or resin is used as the mandrel to be used. However, depending on the shape of the member, the mandrel remains as a member component without being finally pulled out. In addition, when this fiber reinforced resin member is applied as the A pillar described above, the shape of the A pillar is not a simple long cylindrical member, for example, one end thereof is a circular cross section, and the center has a dent. The mandrel which is a core material remains as a member element because it has an elliptical cross section and has a complicated shape such that the other end gradually approaches the bolt fastening plate. In this case, in order to reduce the weight of the entire member as much as possible, the mandrel is preferably formed from a lightweight and high-strength ABS resin (acrylonitrile, butadiene, styrene copolymer synthetic resin) or the like.
本発明の繊維強化樹脂部材は直線部と曲がり部を有するものであり、この曲がり部の湾曲外側および内側にて生じる繊維密度の相違を解消することを目的としたものであり、その方策として湾曲外側により多くの繊維を配置するものである。 The fiber-reinforced resin member of the present invention has a straight portion and a bent portion, and is intended to eliminate the difference in fiber density that occurs on the outside and inside of the bent portion. More fibers are arranged on the outside.
マンドレルの曲がり部の湾曲外側において、斜向糸のほかに軸方向糸を配置する形態もあり、この場合には曲がり部の湾曲外側に繊維の3軸組織が形成される。この配置形態によれば、特に曲がり部外周において追加された軸方向糸による曲げ強度特性の向上が期待できる。 There is also a form in which an axial yarn is arranged in addition to the oblique yarn outside the curved portion of the bent portion of the mandrel. In this case, a triaxial structure of fibers is formed outside the curved portion of the bent portion. According to this arrangement, it is possible to expect an improvement in bending strength characteristics due to the axial yarn added particularly at the outer periphery of the bent portion.
マンドレルの曲がり部の湾曲外側と内側の繊維密度を同程度とすることができ、湾曲外側のみが樹脂リッチな状態となることを回避でき、さらには、湾曲外側と内側で樹脂含浸繊維層の厚みを同程度とすることができる。 The fiber density on the curved outer side and inner side of the bent portion of the mandrel can be made the same level, and it can be avoided that only the curved outer side is in a resin-rich state. Can be comparable.
さらに、本発明による繊維強化樹脂部材の製造方法は、少なくとも一部に曲がり部を有するマンドレルに該マンドレルの軸方向に対して所定角度傾斜した斜向糸を供給することにより、複数の斜向糸が編み込まれてなる長尺な繊維織物を製造する第1の工程と、該繊維織物に樹脂を含浸させ、硬化させることによって繊維強化樹脂部材を製造する第2の工程と、からなる繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記第1の工程では、前記曲がり部の湾曲外側に、内側に比して相対的に多数の繊維を配置することを特徴とするものである。 Furthermore, the method for producing a fiber-reinforced resin member according to the present invention supplies a plurality of oblique yarns by supplying oblique yarns inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the mandrel to a mandrel having at least a bent portion. A fiber reinforced resin comprising: a first step of manufacturing a long fiber woven fabric formed by weaving and a second step of manufacturing a fiber reinforced resin member by impregnating the resin into the fiber woven fabric and curing it. In the member manufacturing method, in the first step, a relatively large number of fibers are arranged outside the curved portion of the bent portion as compared with the inside.
本発明の製造方法は、上記する曲がり部を有する繊維強化樹脂部材の製造方法であり、この曲がり部の湾曲外側と湾曲内側の繊維密度を同程度とすることにより、曲がり部のすべての部位における厚みと強度の均一化を図ることができるものである。そのために、本製造方法の第1の工程において、曲がり部の湾曲外側には内側に比して相対的に多数の繊維を配置するものであり、この追加される繊維が軸方向糸であることは上記の通りである。 The manufacturing method of the present invention is a manufacturing method of a fiber reinforced resin member having a bent portion as described above, and by making the fiber density of the bent outer side and the bent inner side of the bent portion the same level, in all parts of the bent portion. The thickness and strength can be made uniform. Therefore, in the first step of the present manufacturing method, a relatively large number of fibers are arranged on the curved outer side of the bent portion as compared with the inner side, and the added fibers are axial yarns. Is as described above.
本発明の製造方法では、マンドレルの曲がり部の湾曲外側に内側に比して多数の繊維を配置するだけの極めて簡易な方法によることから、製造効率を低下させることなく、品質に優れた曲がり部を有する繊維強化樹脂部材を製造することが可能となる。 In the manufacturing method of the present invention, it is based on a very simple method in which a large number of fibers are arranged on the outside of the curved portion of the bent portion of the mandrel as compared with the inside, so that the bent portion with excellent quality is obtained without reducing the manufacturing efficiency. It becomes possible to manufacture the fiber reinforced resin member which has this.
以上の説明から理解できるように、本発明の繊維強化樹脂部材およびその製造方法によれば、繊維強化樹脂部材が曲がり部を有する場合であっても、当該曲がり部の湾曲外側と内側での繊維密度、樹脂含浸繊維層の厚み、強度のすべてが均一で高品質な繊維強化樹脂部材を得ることができる。 As can be understood from the above description, according to the fiber reinforced resin member and the manufacturing method thereof of the present invention, even if the fiber reinforced resin member has a bent portion, the fibers on the outer side and the inner side of the bent portion are curved. A high-quality fiber-reinforced resin member having uniform density, thickness of the resin-impregnated fiber layer, and strength can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の繊維強化樹脂部材が適用されるAピラーの車載位置を説明した図であり、図2は製造される繊維強化樹脂部材の一実施の形態の斜視図であり、図3はマンドレルの曲がり部における斜向糸および軸方向糸の配置態様を示した図である。図4はマンドレルの曲がり部の湾曲外側の斜向糸と軸方向糸の3軸構造を示した図であって、図4aはその平面図であり、図4bはその断面図である。図5は本発明の製造方法で使用されるブレーダー機の一実施の形態の側面図であり、図6aはブレーダー機の他の実施の形態の側面図をその作動態様とともに示した図であり、図6bは図6aのb部の拡大図である。図7、8は順に図6で示すブレーダー機の作動態様を説明した図であり、図9は図8のIX部の拡大図であり、図10〜12は順に、図8に続いてブレーダー機の作動態様を説明した図である。図13〜15は順に、ブレーダー機のさらに他の実施の形態の側面図をその作動態様とともに示した図であり、図16a,bははともにマンドレルの曲がり部に形成される斜向糸と軸方向糸の配置形態を示した図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view for explaining an on-vehicle position of an A pillar to which a fiber reinforced resin member of the present invention is applied, FIG. 2 is a perspective view of one embodiment of a fiber reinforced resin member to be manufactured, and FIG. It is the figure which showed the arrangement | positioning aspect of the diagonal thread | yarn and the axial direction thread | yarn in the bending part of a mandrel. 4A and 4B are views showing a triaxial structure of the oblique yarn and the axial yarn outside the curved portion of the bent portion of the mandrel, in which FIG. 4a is a plan view and FIG. 4b is a cross-sectional view thereof. FIG. 5 is a side view of an embodiment of a blader machine used in the manufacturing method of the present invention, and FIG. 6A is a view showing a side view of another embodiment of the blader machine together with its operation mode. FIG. 6b is an enlarged view of a portion b in FIG. 6a. 7 and 8 are diagrams for explaining the operation mode of the brader machine shown in FIG. 6 in order, FIG. 9 is an enlarged view of the IX part of FIG. 8, and FIGS. It is a figure explaining the operation | movement aspect of. FIGS. 13 to 15 are diagrams sequentially showing a side view of still another embodiment of the brader machine together with its operation mode, and FIGS. 16a and 16b are both a slanted yarn and a shaft formed at the bent portion of the mandrel. It is the figure which showed the arrangement | positioning form of a direction thread | yarn.
製造される繊維強化樹脂部材は、特にその曲げ強度や耐衝撃性能が要求される、車両のAピラーに好適である。このAピラーは、図1で示す車両Cの乗員前方左右に位置するフロントウィンドウの支持部材である。このAピラーに繊維強化樹脂部材1を適用することにより、上記する強度特性が十分に確保できることに加えて、その軽量さゆえに、近時のハイブリッド車等には特に好適と言える。
The manufactured fiber reinforced resin member is particularly suitable for an A-pillar of a vehicle where bending strength and impact resistance are required. The A pillars are front window support members positioned on the left and right sides of the front of the occupant of the vehicle C shown in FIG. By applying the fiber reinforced
図2は、Aピラーに適用される繊維強化樹脂部材1の一実施の形態を示したものである。この繊維強化樹脂部材1は単なる直線状の筒部材ではなく、これがAピラーに適用されるがゆえにその形状は直線部1’,1a’のみならず曲がり部1”をも有しており、さらには、車両を構成する他の部材との締結用プレート部1’’’をも有している。また、各部の断面形状も均一ではなく、直線部1’は円形断面を呈しており、直線部1a’は楕円形断面を呈しており、曲がり部1”は一部が内方へ窪んだ窪み部1”aを有する楕円形断面を呈しており、締結用プレート部1’’’は扁平断面を呈するとともにボルト孔をも有している。
FIG. 2 shows an embodiment of the fiber reinforced
この繊維強化樹脂部材1の曲がり部における斜向糸および軸方向糸の配置態様を図3に示している。曲がり部において、その内側には45度方向に編み込まれた斜向糸P,…にて巻層が形成されており、その湾曲外側には当該斜向糸P,…にさらに軸方向糸Q,…が編み込まれた巻層が形成される。繊維強化樹脂部材1は、芯材であるABS樹脂製のマンドレル1aと、その外周に巻装される斜向糸からなる巻層とこの巻層内に熱硬化性樹脂が含浸硬化して繊維強化樹脂部材1が形成されている。特に曲がり部において図示のごとく所定数の軸方向糸を配置することにより、当該曲がり部の湾曲外側および内側における繊維密度をほぼ均一にし、これに樹脂が含浸された樹脂含浸繊維層の厚みを均一にすることができる。
The arrangement | positioning aspect of the diagonal thread | yarn and the axial direction thread | yarn in the bending part of this fiber reinforced
図4は、マンドレルの曲がり部の湾曲外側における斜向糸と軸方向糸とからなる繊維の3軸構造を示したものであり、図4aは平面図を、図4bは断面図を示している。曲がり部の湾曲外側では、図示のような3軸構造の編み組織となることで、曲がり部内側の斜向糸のみからなる2軸構造に比べて編み組織の厚みが増加する。しかし、内側では斜向糸が相対的に密に配置されていることから、湾曲外側を図示のごとく3軸構造とすることで、曲がり部の内外周にて編み構造の厚みを同程度に調整することが可能となる。 FIG. 4 shows a triaxial structure of fibers composed of oblique yarns and axial yarns on the curved outer side of the bent portion of the mandrel. FIG. 4a shows a plan view and FIG. 4b shows a sectional view. . On the curved outer side of the bent portion, a knitted structure having a triaxial structure as shown in the figure increases the thickness of the knitted structure as compared with a biaxial structure consisting only of oblique yarns inside the bent portion. However, since the oblique yarns are relatively densely arranged on the inner side, the thickness of the knitted structure is adjusted to the same degree at the inner and outer periphery of the bent portion by making the curved outer side a triaxial structure as shown in the figure. It becomes possible to do.
図5は、マンドレル外周に斜向糸からなる巻層を形成するとともにその曲がり部においてさらに軸方向糸を供給するブレーダー機100を図示したものである。
FIG. 5 illustrates a
このブレーダー機100は、斜向糸用ボビン11,…を周方向に具備する回転自在のブレーダー10と、その後方に位置する複数の軸方向糸用ボビン21,…を具備する軸方向糸用ボビン固定具20とから大略構成されている。
The
ブレーダー10の中央開口をマンドレル1aが往復移動自在となっており、図5において、マンドレル端部に斜向糸P,…の端部がテープ留めされ、マンドレル1aが右側から左側へ移動しながらマンドレル外周に斜向糸が配置されて該斜向糸からなる巻層が形成される。ここで、マンドレル1aの曲がり部の巻層形成に際し、曲がり部の湾曲外側に対応する軸方向糸用ボビン21,…から軸方向糸Q,…を引き出して曲がり部の湾曲外側にテープ留めし、ブレーダー10の回転を作動することにより、曲がり部の湾曲外側では図4で示す3軸構造の編み組織が形成され、内側では斜向糸のみからなる2軸構造の編み組織が形成される。
The
図6はブレーダー機の他の実施の形態を示しており、図7〜図12は順にその作動態様を詳細に説明している。 FIG. 6 shows another embodiment of the blader machine, and FIGS. 7 to 12 sequentially explain the operation mode in detail.
このブレーダー機200は、ブレーダー機100の構成に加えて、軸方向糸Qを自動的に軸方向糸用ボビン21から引き出すためのギヤ機構30と、引き出された軸方向糸Qをマンドレル1aの曲がり部の湾曲外側に貼着するロボットハンド40を具備するものである。
In addition to the configuration of the
このギヤ機構30は、ギヤ32と噛み合いするスライダ31が該ギヤ32の回転によって前後に往復移動するものであり(Y1方向)、このスライダ31内を軸方向糸Qが貫通して先端に引き出されており、固定ローラ33と対応する回動自在なローラ34(X1方向)によって軸方向糸Qが引き出された姿勢を維持できるものである。
In this
また、図6aで示すように、マンドレル1aの近傍には5つの回転矢印で示す5自由度を有するロボットハンド40が載置されており、このロボットハンド40にて軸方向糸Qの先端を引き出し、マンドレル1aに固定できるようになっている。
As shown in FIG. 6a, a
次に、図7〜図12に基づいて、ブレーダー機200を使用した場合のマンドレル曲がり部における繊維巻層の形成方法を概説する。
Next, based on FIGS. 7-12, the formation method of the fiber winding layer in the mandrel bending part at the time of using the
複数の斜向糸P,…をマンドレルの直線部に編み込んで巻層を形成し、曲がり部に移行した時点で、図7で示すように、ロボットハンド40にて曲がり部の湾曲外側に対応する軸方向糸Qを引き出す(Y2方向)。
When a plurality of oblique yarns P,... Are knitted into the straight portion of the mandrel to form a wound layer and the transition to the bent portion is made, the
このロボットハンド40にてマンドレル曲がり部の湾曲外側に所定数の軸方向糸Q,…を貼着する。この具体的な方法をロボットハンド40を拡大した図9に基づき説明する。
With this
このロボットハンド40は、指先に軸方向糸Qを固定する2つのローラ41,42を有し、上方に位置するローラ41は回転駆動制御されるものであり、ローラ41の回転に応じてローラ42が従動する。また、ロボットハンドの上方には樹脂フィルムSが巻装されており、この樹脂フィルムSの先端は、上記するローラ41とこの上方にあって樹脂フィルムSを巻き出すローラ43との間に挟まれた姿勢で軸方向糸Qに供給されるようになっている。
The
ローラ43と樹脂フィルムSの巻装部の間にはヒータ44が介在しており、このヒータ44によって加熱溶融された樹脂フィルムが軸方向糸Qに供給され、軸方向糸Qがマンドレルの曲がり部の湾曲外側の所定位置に移載されて樹脂フィルムSが硬化することにより、軸方向糸Qの曲がり部の湾曲外側への貼着が自動的に実行される。
A
次に、図10に移り、スライダ31を元の位置に戻したのちに(Y3方向)、図11のように、マンドレル1aを図の左方向に移動させながらブレーダー10を回転させて、斜向糸P,…と軸方向糸Qの3軸構造を曲がり部外周に形成する。なお、軸方向糸Qは曲がり部内側に貼着されていないため、曲がり部内側では斜向糸P,…のみからなる2軸構造が形成される。
Next, moving to FIG. 10, after returning the
曲がり部の所定位置まで巻装を実行した後に、図12で示すように再度スライダ31を前方へ移動させ(Y4方向)、軸方向糸QをラインCにて切断する。この切断も別途のロボットハンドにて実行するのがよい。
After the winding is performed to a predetermined position of the bent portion, the
次に、図13〜16に基づいて、別途のブレーダー機300を使用した場合のマンドレル曲がり部における繊維巻層の形成方法を概説する。
Next, based on FIGS. 13 to 16, an outline of a method for forming a fiber wound layer in a mandrel bent portion when a
このブレーダー機300は、図13で示すようにギヤ機構30を構成するスライダ31の先端に軸方向糸用ボビン21が着脱自在に固定されており、さらにその前方に軸方向糸用ボビン21を受け取るためのボビン受け50が装備されている。
In this
スライダ31はギヤ32の回転に応じて往復移動し(Y5方向)、図示のごとく、マンドレル1aの移動に応じてその曲がり部の湾曲外側では、斜向糸P,…と軸方向糸Q,…からなる3軸構造の編み組織が形成される。
The
曲がり部の所定部位まで巻層形成が実行された段階で、図14で示すように、スライダ31がボビン受け50側に移動し(Y6方向)、図15で示すように、このボビン受け50に軸方向糸供給用ボビン21を預けてスライダ31は元の場所へ戻る(Y7方向)。
When the winding layer is formed up to a predetermined portion of the bent portion, the
次いでマンドレルの直線部では斜向糸P,…のみからなる2軸構造の編み組織が形成されていく。なお、図15において、t1区間は曲がり部を、t2区間は直線部をそれぞれ示している。 Next, a biaxial knitted structure consisting only of the oblique yarns P,... Is formed in the straight part of the mandrel. In FIG. 15, the t1 section indicates a bent portion, and the t2 section indicates a straight portion.
上記のごとく曲がり部の湾曲外側に形成される3軸構造の編み組織の形態を図16に示している。図16aは、マンドレルの長手方向で3軸の編み組織が間隔を置いて現れるような編み形態を示しており、図16bは、マンドレルの長手方向に3軸の編み組織が交互に、かつフープ方向にずれた姿勢で現れる編み形態を示している。 FIG. 16 shows the form of a knitted structure having a triaxial structure formed on the curved outer side of the bent portion as described above. FIG. 16a shows a knitting configuration in which triaxial knitting structures appear at intervals in the longitudinal direction of the mandrel, and FIG. 16b shows alternating triaxial knitting structures in the longitudinal direction of the mandrel and in the hoop direction. The knitting form that appears in a deviated posture is shown.
マンドレル外周に上記のごとく巻層が形成されてなる中間体を所定形状のキャビティ空間を有する金型に移載し、金型内にて熱硬化性樹脂の含浸硬化を実行する。ここで、樹脂の含浸硬化方法としては、マンドレル外周に巻層が形成された中間体を金型内に載置し、キャビティ内を真空雰囲気としながら樹脂を充填して加圧成形する、公知のRTM法を適用することができる。 The intermediate body in which the winding layer is formed on the outer periphery of the mandrel as described above is transferred to a mold having a cavity space of a predetermined shape, and impregnation and curing of a thermosetting resin is performed in the mold. Here, as a resin impregnation curing method, an intermediate body in which a winding layer is formed on the outer periphery of a mandrel is placed in a mold, and a resin is filled and pressure-molded while the cavity is in a vacuum atmosphere. The RTM method can be applied.
本発明の繊維強化樹脂部材の製造方法によれば、これが曲がり部を有している場合でも、その湾曲外側と内側の繊維密度を均一にでき、樹脂含浸繊維層の厚みを均一にできる。しかも、本発明の製造方法は、曲がり部の湾曲外側に相対的に多数の軸方向糸等を配置するといった簡易な方法によることから、製造効率を低下させるものではない。 According to the method for producing a fiber-reinforced resin member of the present invention, even when the fiber-reinforced resin member has a bent portion, the fiber density on the outside and inside of the curve can be made uniform, and the thickness of the resin-impregnated fiber layer can be made uniform. Moreover, the manufacturing method according to the present invention is a simple method in which a relatively large number of axial yarns and the like are arranged on the curved outer side of the bent portion, so that the manufacturing efficiency is not lowered.
なお、上記する実施の形態では、直線部は斜向糸Pのみ、曲がり部の湾曲外側は斜向糸Pと軸方向糸Q、曲がり部の湾曲内側は斜向糸Pのみを配置しているが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。すなわち、直線部に斜向糸Pと軸方向糸Qの双方を配置する実施の形態などであってもよい。この場合には、曲がり部の湾曲外側で軸方向糸Qの本数を増やして、曲がり部の湾曲外側と内側との間で繊維数差ができるようにしてもよい。また、曲がり部の湾曲内側に斜向糸Pと軸方向糸Qの双方を配置し、曲がり部の湾曲外側に、斜向糸Pと、湾曲内側よりも多い本数の軸方向糸Qを配置してもよい。 In the embodiment described above, only the oblique yarn P is arranged in the straight portion, the oblique yarn P and the axial yarn Q are arranged on the curved outer side of the bent portion, and only the oblique yarn P is arranged on the curved inner side of the bent portion. However, the present invention is not limited to this embodiment. That is, the embodiment etc. which arrange | position both the diagonal thread P and the axial direction thread | yarn Q in a linear part may be sufficient. In this case, the number of the axial yarns Q may be increased on the curved outer side of the bent portion so that a difference in the number of fibers can be made between the curved outer side and the inner side of the bent portion. Further, both the oblique yarn P and the axial yarn Q are arranged inside the curved portion of the bent portion, and the oblique yarn P and a larger number of the axial yarn Q than the inside of the curved portion are arranged outside the curved portion of the bent portion. May be.
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
1…繊維強化樹脂部材、1a…マンドレル、1’,1a’…直線部、1”…曲がり部、1’’’…締結プレート部、10…ブレーダー、11…斜向糸用ボビン、20…軸方向糸用ボビン固定具、21…軸方向糸用ボビン、21a…嵌合凸部、50…ボビン受け、30…ギヤ機構、31…スライダ、32…ギヤ、40…ロボットハンド、41,42,43…ローラ、44…ヒータ、100,200,300…ブレーダー機、P…斜向糸、Q…軸方向糸、S…樹脂フィルム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記繊維強化樹脂部材は少なくとも一部に曲がり部を有しており、
前記曲がり部の湾曲外側には内側に比して相対的に多数の繊維が配置されていることを特徴とする、繊維強化樹脂部材。 In a fiber reinforced resin member, a long fiber fabric is formed by weaving a plurality of oblique yarns inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the fiber fabric, and the fiber fabric is impregnated and cured with resin. ,
The fiber reinforced resin member has a bent portion at least in part,
A fiber-reinforced resin member, characterized in that a relatively large number of fibers are arranged on the curved outer side of the bent portion as compared with the inner side.
前記曲がり部の湾曲外側には、斜向糸のほかに軸方向糸が配置されていることを特徴とする繊維強化樹脂部材。 In the fiber reinforced resin member according to claim 1,
A fiber-reinforced resin member, wherein an axial yarn is disposed in addition to the oblique yarn on the curved outer side of the bent portion.
該繊維織物に樹脂を含浸させ、硬化させることによって繊維強化樹脂部材を製造する第2の工程と、からなる繊維強化樹脂部材の製造方法において、
前記第1の工程では、前記曲がり部の湾曲外側に、内側に比して相対的に多数の繊維を配置することを特徴とする、繊維強化樹脂部材の製造方法。 A long fiber woven fabric in which a plurality of oblique yarns are knitted is manufactured by supplying oblique yarns inclined at a predetermined angle with respect to the axial direction of the mandrel to a mandrel having at least a bent portion. 1 process,
In the manufacturing method of the fiber reinforced resin member comprising the second step of manufacturing the fiber reinforced resin member by impregnating the resin into the fiber fabric and curing it,
In the first step, a relatively large number of fibers are arranged on the curved outer side of the bent portion as compared with the inner side, and the method for producing a fiber-reinforced resin member.
前記第1の工程では、前記曲がり部の湾曲外側において、斜向糸のほかに軸方向糸を配置することを特徴とする、繊維強化樹脂部材の製造方法。 In the manufacturing method of the fiber reinforced resin member according to claim 3,
In the first step, an axial thread is disposed in addition to the oblique thread outside the curved portion of the bent portion, and the method for producing a fiber-reinforced resin member.
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