JP2015182202A - 繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低減することができる繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法を得ることを目的とする。【解決手段】板状に形成されると共に連続繊維３５に熱可塑性樹脂３９を含浸させて形成された繊維強化樹脂板３６の表面温度が熱可塑性樹脂３９のガラス転移温度以上となるようＩＲヒーター３８によって繊維強化樹脂板３６を加熱する第一工程と、トムソン刃２４を備えた打ち抜き型１０によって加熱された繊維強化樹脂板３６を所定の外形形状に打ち抜く第二工程と、を有する繊維強化樹脂板の打ち抜き方法。【選択図】図２

Description

本発明は、繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法に関する。

下記特許文献１には、繊維強化樹脂板の賦形と打ち抜きを行う繊維強化樹脂部品の製造方法が開示されている。具体的には、繊維強化樹脂板を予備加熱する工程と、この予備加熱された繊維強化樹脂板を成形型とプレス型とで構成された金型によって賦形及び打ち抜きを行う工程と、を経て繊維強化樹脂部品の製造を行う方法とされている。この金型は、内蔵ヒーター等で金型自体の温度調節が可能とされている。したがって、金型を温めることによって繊維強化樹脂板の賦形を容易に行うことができる。また、金型中に設けられたプレス型によって繊維強化樹脂板の打ち抜きを行うことができる。したがって、一工程で繊維強化樹脂板の賦形及び打ち抜きを行うことができる。

特開２０１１−８４０３８号公報

上記先行技術による場合、金型に繊維強化樹脂板の賦形を行うための成形型が含まれており、さらに内蔵ヒーター等で金型自体の温度調節が可能な構成とされているため、金型の構成が複雑となる。また、プレス型で打ち抜くことから、切断面にバリが発生するため、バリを取り除く工程が必要となる。したがって、賦形を行わずに繊維強化樹脂板の打ち抜きのみを行う場合でも製造コストを低減することができない。

本発明は上記問題を考慮し、製造コストを低減することができる繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法を得ることを目的とする。

請求項１記載の発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、板状に形成されると共に強化繊維織物に熱可塑性樹脂を含浸させて形成された繊維強化樹脂板の表面温度が前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上となるよう予備加熱手段によって前記繊維強化樹脂板を加熱する第一工程と、トムソン刃を備えた打ち抜き手段によって加熱された前記繊維強化樹脂板を所定の外形形状に打ち抜く第二工程と、を有している。

請求項２記載の発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、請求項１に記載の繊維強化樹脂板の打ち抜き方法において、前記繊維強化樹脂板の前記強化繊維織物は、短繊維とは異なる連続繊維で構成されている。

請求項３記載の発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、請求項１又は請求項２記載の繊維強化樹脂板の打ち抜き方法において、前記繊維強化樹脂板の前記強化繊維織物は、ガラス繊維により構成されている。

請求項４記載の発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂板の打ち抜き方法において、前記繊維強化樹脂板の前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系熱可塑性樹脂とされている。

請求項５記載の発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂板の打ち抜き方法において、前記繊維強化樹脂板は、板厚が２．０ｍｍ以下とされている。

請求項６記載の発明に係る繊維強化樹脂部品の製造方法は、板状に形成されると共に強化繊維織物に熱可塑性樹脂を含浸させて形成された繊維強化樹脂板の表面温度が前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上となるよう予備加熱手段によって前記繊維強化樹脂板を加熱する第一工程と、トムソン刃を備えた打ち抜き手段によって加熱された前記繊維強化樹脂板を所定の外形形状に打ち抜く第二工程と、を有している。

請求項１記載の本発明によれば、強化繊維織物に熱可塑性樹脂を含浸させて形成された繊維強化樹脂板は、第一工程にて予備加熱手段により熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上となるように加熱される。これにより、繊維強化樹脂板は軟化される。次に、第二工程で、軟化された繊維強化樹脂板が打ち抜き手段によって所定の外形形状、すなわち繊維強化樹脂部品の外形形状に打ち抜かれる。これにより、板状の繊維強化樹脂部品を得ることが可能となる。この打ち抜きを行う工程では繊維強化樹脂板が予備加熱手段により加熱されて軟化された状態で打ち抜きされることから、打ち抜き手段への負担が低減される。これにより、打ち抜き手段の構成をトムソン刃を備えた簡素なものとすることができると同時にトムソン刃の耐久性を向上させることができる。

また、繊維強化樹脂板は予備加熱手段によって軟化された状態で打ち抜き手段によって打ち抜きされることから、繊維強化樹脂板の冷間時に打ち抜きされる場合と比べて繊維強化樹脂板へ加わるせん断応力が小さくなる。したがって、打ち抜き時の繊維強化樹脂板自体の変形等を抑制することができる。

さらに、トムソン刃を備えた打ち抜き手段により繊維強化樹脂板から所定の外形形状の繊維強化樹脂部品を形成することから、バリの発生を抑制できる。また、所定の外形形状の輪郭に沿って繊維強化樹脂板を切断していくウォータージェット加工やレーザー加工等と比べて加工の時間を短縮することができる。

請求項２記載の本発明によれば、この繊維強化樹脂板の強化繊維織物は、短繊維とは異なり連続した繊維で構成されているため、短繊維によって構成された繊維強化樹脂よりも強度が高くされている。しかしながら、本発明では予備加熱手段によって繊維強化樹脂板を加熱して繊維強化樹脂板を軟化させるため、簡素な打ち抜き手段にて打ち抜き加工を行うことができる。

請求項３記載の本発明によれば、この繊維強化樹脂板はガラス繊維により構成されることで、材料自体のコストを抑制しかつ強度を向上させることができる。一方、本発明の打ち抜き方法は、打ち抜き手段への負担が低減されるため、打ち抜き手段の構成をトムソン刃によって構成された簡素なものとすることができる。したがって、この繊維強化樹脂板を本発明の打ち抜き方法により打ち抜くことで、材料コストを抑制すると共に製造コストを抑制することができる。

請求項４記載の本発明によれば、ウォータージェット加工のように水を使用する加工法でないため、吸水性が高く且つ吸水することで寸法が変化するポリアミド系熱可塑性樹脂で構成された繊維強化樹脂板においても変形を抑制して打ち抜くことができる。

請求項５記載の本発明によれば、打ち抜きを行う打ち抜き工程の前に、所定の外形形状の輪郭に沿って切れ目（筋目）等を形成し打ち抜き易くする仮抜き工程が不要となることから、打ち抜き自体を一工程のみとすることで作業工程を短縮することができる。

請求項６記載の本発明によれば、請求項１記載の発明と同様に打ち抜き手段の構成を簡素なものとすることができると共に、打ち抜き時の繊維強化樹脂板自体の変形等を抑制することができる。また、ウォータージェット加工やレーザー加工等と比べて加工の時間を短縮することができる。

請求項１記載の本発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、製造コストを低減することができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、連続繊維により構成された繊維強化樹脂板から繊維強化樹脂部品を加工する場合においても製造コストを低減することができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、材料コストを含めた全体的な製造コストを抑制することができるという優れた効果を有する。

請求項４記載の本発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、打ち抜き品の品質を安定させることができるという優れた効果を有する。

請求項５記載の本発明に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法は、加工時間を短縮することができるという優れた効果を有する。

請求項６記載の本発明に係る繊維強化樹脂部品の製造方法は、製造コストを低減することができるという優れた効果を有する。

一実施形態に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法における打ち抜き型の斜視図である。 （Ａ）は一実施形態に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法において予備加熱する工程を概略的に示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）において予備加熱された繊維強化樹脂板を打ち抜き型で打ち抜く前の状態を概略的に示す斜視図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に対し繊維強化樹脂板を打ち抜き型で打ち抜いた後の状態を概略的に示す斜視図である。 （Ａ）は一実施形態に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法において打ち抜き前の繊維強化樹脂板及び打ち抜き型を示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対し打ち抜き中の繊維強化樹脂板及び打ち抜き型を示す拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に対し打ち抜き後の繊維強化樹脂板及び打ち抜き型を示す拡大断面図である。 一実施形態に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法における繊維強化樹脂板の斜視図である。 （Ａ）は対比例に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法において打ち抜き前の繊維強化樹脂板、成形型及び打ち抜き型を示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対し繊維強化樹脂板に賦形を行った状態を示す拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に対し打ち抜きを行った状態を示す拡大断面図である。 （Ａ）は対比例に係る繊維強化樹脂板の打ち抜き方法及び繊維強化樹脂部品の製造方法において打ち抜き前の繊維強化樹脂板及び打ち抜き型の一部を示す拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対し打ち抜き中の状態を示す拡大断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に対し打ち抜き後の状態を示す拡大断面図である。

以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る繊維強化樹脂部品の製造方法及び繊維強化樹脂板の打ち抜き方法の一実施形態について説明する。

図１には、打ち抜き手段としての打ち抜き型１０が示されている。この打ち抜き型１０は、上型１２と下型１４とで構成されており、それぞれの内側面１６が対向するように位置している。

下型１４は、平面視で矩形状に形成されかつ木質の板材で構成された基盤１８と、この基盤１８の上面２０に取り付けられると共に平面視で基盤１８と相似形かつ基盤１８より小さい形状とされたストリッパープレート２２とを有している。このストリッパープレート２２は一例としてシリコンゴムにより構成されており、図３（Ａ）に示されるように、後述するトムソン刃２４が設けられる箇所に板厚方向に切り欠かれた切欠き溝２６が形成されている。なお、基盤１８及びストリッパープレート２２は、その他の材質によって構成されてもよい。

基盤１８には、トムソン刃２４が取り付けられている。このトムソン刃２４は、断面が略矩形状とされており、長手方向の一方の端部２８が基盤１８へ埋め込まれている。さらに、この端部２８と対向する長手方向の他方の端部３０には、短手方向の略中央部が基盤１８と反対側に突出された刃部３２が形成されている。このトムソン刃２４は、後述する繊維強化樹脂部品３４の外形形状に沿って刃部３２が連続する形状に形成されている。

上型１２は、下型１４と同様の構成とされている。すなわち、基盤１８にストリッパープレート２２とトムソン刃２４とが取り付けられている。この上型１２のトムソン刃２４の刃部３２と下型のトムソン刃２４の刃部３２とがそれぞれ対向するように図示しないプレス装置に取り付けられている。そして、プレス装置によって上型１２と下型１４とのそれぞれのトムソン刃２４の刃部３２同士が近接及び離間が可能とされている。つまり、打ち抜き型１０は両刃構成とされている。

上型１２と下型１４との間には、繊維強化樹脂板３６がセット可能とされている。この繊維強化樹脂板３６は、図４に示されるように、強化繊維織物としてガラス繊維で構成された織物や一方向材等の連続繊維３５にマトリックス樹脂として熱可塑性樹脂３９を含浸させた後に硬化させたシート３７を複数積層して成形された構成とされている。なお、このシート３７は連続繊維３５の方向の引張りに強いが連続繊維３５の方向に対し直角方向の引張りには弱い。このため、複数のシート３７を繊維方向が異なるように積層させることで、繊維強化樹脂板３６として様々な方向からの引張りに対する強度が確保されている。また、熱可塑性樹脂３９は本実施形態ではポリアミド系の熱可塑性樹脂とされており、一例としてＰＡ６で構成されている。

次に、図２、３を用いて、繊維強化樹脂部品の製造方法及び繊維強化樹脂板の打ち抜き方法について説明する。

図２（Ａ）に示されるように、繊維強化樹脂板３６は予備加熱手段としてのＩＲヒーター３８によって加熱される。このＩＲヒーター３８は、繊維強化樹脂板３６の一方の端部４０から対向する他方の端部４２までに亘って延伸され且つ円柱状に形成されると共に通電されることで発熱する熱線部４４を複数有している。また、この複数の熱線部４４は、熱線部４４同士が略水平方向で所定の間隔を保持して保持具４６に取り付けられている。このＩＲヒーター３８の下方には、図示しない搬入手段により繊維強化樹脂板３６が搬入される。そして、繊維強化樹脂板３６がＩＲヒーター３８の下方に位置した状態で保持されて、繊維強化樹脂板３６が加熱される。この加熱時においては、繊維強化樹脂板３６の表面温度が熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上となるように加熱され、本実施形態ではＰＡ６のガラス転移温度である４６℃以上となるように加熱される。なお、この工程が請求項１記載の「第一工程」に相当する。

図２（Ｂ）及び図３（Ａ）に示されるように、第一工程で加熱された繊維強化樹脂板３６は、打ち抜き型１０における上型１２と下型１４との間に搬入される。上型１２と下型１４との間に繊維強化樹脂板３６がセットされると、図３（Ｂ）に示されるように、上型１２のトムソン刃２４の刃部３２が下型１４のトムソン刃２４の刃部３２と近接するようにプレス装置によって垂直方向下側へ向かって移動される。この結果、繊維強化樹脂板３６が上型１２及び下型１４のそれぞれのストリッパープレート２２と近接すると共に、上型１２及び下型１４のそれぞれのストリッパープレート２２は板厚方向で圧縮される。これにより、上型１２のトムソン刃２４の刃部３２と下型１４のトムソン刃２４の刃部３２とが繊維強化樹脂板３６へと食い込む。そして、上型１２のトムソン刃２４の刃部３２と下型１４のトムソン刃２４の刃部３２とが近接することで、繊維強化樹脂板３６は所定の外形形状の繊維強化樹脂部品３４と捨て部４８とに分けられる。その後、図２（Ｃ）、図３（Ｃ）に示されるように、上型１２が下型１４と離間するように上下方向上側へ向かって移動されると、板厚方向で圧縮変形していた上型１２のストリッパープレート２２及び下型のストリッパープレート２２は元の形状（板厚）に復元する。この復元力によって繊維強化樹脂板３６は繊維強化樹脂板３６に食い込まれていた上型１２のトムソン刃２４の刃部３２と下型１４のトムソン刃２４の刃部３２とから離脱し、打ち抜き型１０から離型される。その後、繊維強化樹脂板３６の繊維強化樹脂部品３４と捨て部４８とは打ち抜き型１０からの取り出す際に分離され、打ち抜きが完了する。なお、この工程が請求項１記載の「第二工程」に相当する。上記工程を経て、繊維強化樹脂部品３４が製造される。

次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

ここで、図５，６に示される対比例を用いながら、本実施形態の作用並びに効果を説明することにする。なお、対比例中、本実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

この対比例では、繊維強化樹脂板３６を予備加熱する工程と、この予備加熱された繊維強化樹脂板３６を成形型１００とプレス型１０２とで構成された金型１０４で賦形及び打ち抜きを行う工程と、を有している。また、金型１０４は、図示しない内蔵ヒーター等で金型１０４自体の温度調節が可能とされている。これにより、繊維強化樹脂板３６の賦形及び打ち抜きが一工程で行われる。

図５（Ａ）に示されるように、金型１０４は、上型１０６と下型１０８とで構成されており、内蔵ヒーターがそれぞれ内蔵されている。この上型１０６及び下型１０８は図示しないプレス機に取り付けられており、このプレス機によって上型１０６が上下方向に沿って可動する構成とされている。また、下型１０８には、繊維強化樹脂部品３４の外形形状と略同一の形状の凹部１１０が設けられている。さらに、上型１０６には、外形形状が繊維強化樹脂部品３４の外形形状と略同一とされたプレス型１０２が設けられており、下型１０８の凹部１１０内にプレス型１０２が下降可能とされている。なお、プレス型１０２が下型１０８の凹部１１０内に下降した際のプレス型１０２の端部１１２と凹部１１０の端部１１４との間には、クリアランス１１６が設けられている。

繊維強化樹脂部品３４を形成する場合は、ＩＲヒーター３８で予備加熱された繊維強化樹脂板３６が上型１０６の下面１１８及び下型１０８の上面１２０との間に搬入される。そして、図５（Ｂ）に示されるように、繊維強化樹脂板３６が上型１０６の下面１１８及び下型１０８の上面１２０との間に配置された状態で内蔵ヒーターによりあらかじめ加熱された上型１０６を、上型１０６と同様に内蔵ヒーターで加熱された下型１０８へと下降させることで、繊維強化樹脂板３６が賦形される。また、図５（Ｃ）に示されるように、プレス型１０２を下型１０８の凹部１１０内へと下降させることで、繊維強化樹脂板３６にせん断応力が入力される（図６（Ａ）参照）。このとき、クリアランス１１６における繊維強化樹脂板３６にはダレ１２４が発生する（図６（Ｂ）参照）。

プレス型１０２がさらに下降すると、繊維強化樹脂板３６におけるプレス型１０２の端部１１２と当接する箇所及び下型１０８の凹部１１０の端部１１２と当接する箇所からクラックが発生する。そして、図６（Ｃ）に示されるように、このクラックがせん断面となって繊維強化樹脂板３６から繊維強化樹脂部品３４が打ち抜かれる。このとき、繊維強化樹脂部品３４の端部１２６には、バリ１２２が形成される。

すなわち、上記対比例によれば、金型１０４は繊維強化樹脂板３６の賦形を行うための成形型１００が含まれており、内蔵ヒーターで金型１０４自体を加熱して繊維強化樹脂板３６の賦形を行う構成とされている。したがって、金型１０４の構成が複雑となる。また、プレス型１０２で打ち抜いた切断面には、バリ１２２が発生するため、バリ１２２を取り除く工程が必要となる。さらに、繊維強化樹脂板３６にダレ１２４が発生することで繊維強化樹脂部品３４の寸法精度が低下する。

さらにまた、賦形を行わず打ち抜きのみを行う場合、成形型１００が不要となるが、プレス型１０２にて打ち抜きを行う際に繊維強化樹脂板３６を押さえる押さえ部が必要となる。このため、押さえ部を備えた金型構成とすると共に、この押さえ部で押さえられる繊維強化樹脂板３６における捨て部４８が一定量必要となることから、歩留まりを向上させることができない。したがって、繊維強化樹脂板３６の打ち抜きのみを行う場合でも製造コストを低減することができない。

ところで、打ち抜き以外にウォータージェット加工やレーザー加工等により繊維強化樹脂板３６から所定の外形形状の繊維強化樹脂部品３４を得ることができるが、これらの加工は所定の外形形状の輪郭に沿っていわゆる一筆書きで繊維強化樹脂板３６を切断していく加工法である。このため、切り抜く加工に時間が掛かると共に外形形状の周長によって加工時間が左右される。また、繊維強化樹脂板３６がポリアミド等の吸水性を有する熱可塑性樹脂３９によって構成されている場合、ウォータージェット加工にて所定の形状に切り抜く加工を行うとウォータージェット加工の水と熱可塑性樹脂３９とが接することで繊維強化樹脂板３６が吸水し、膨張、変形する可能性がある。したがって、繊維強化樹脂部品３４の寸法安定性に欠ける可能性がある。さらに、切断能力向上のためにウォータージェット加工に使用される砥粒の処理が必要となることから、製造コストを低減することができない。

また、レーザー加工の場合では、高エネルギーで照射されるレーザーによって繊維強化樹脂板３６が燃えたり、繊維強化樹脂板３６が溶融後固化した際にバリが発生する可能性がある。したがって、このバリを取り除く工程が必要となり、製造コストを低減することができる。

しかし、本実施形態に係る繊維強化樹脂部品３４の製造方法及び繊維強化樹脂板３６の打ち抜き方法によれば、図２に示されるように、連続繊維３５に熱可塑性樹脂３９を含浸させて形成された繊維強化樹脂板３６は、第一工程にてＩＲヒーター３８によりＰＡ６のガラス転移温度以上となるように加熱される。これにより、繊維強化樹脂板３６は軟化される。次に、第二工程で、軟化された繊維強化樹脂板３６は打ち抜き型１０によって所定の外形形状、すなわち繊維強化樹脂部品の外形形状に打ち抜かれる。これにより、板状の繊維強化樹脂部品３４を得ることが可能となる。この打ち抜きを行う工程では繊維強化樹脂板３６がＩＲヒーター３８により加熱されて軟化された状態で打ち抜きされることから、トムソン刃２４への負担が低減される。これにより、打ち抜き型１０の構成をトムソン刃２４を備えた簡素なものとすることができると同時にトムソン刃２４の耐久性を向上させることができる。これにより、製造コストを低減することができる。

また、繊維強化樹脂板３６はＩＲヒーター３８によって軟化された状態で打ち抜き型１０によって打ち抜きされることから、繊維強化樹脂板３６の冷間時に打ち抜きされる場合と比べて繊維強化樹脂板３６へ加わるせん断応力が小さくなる。したがって、繊維強化樹脂板３６自体の変形等を抑制することができる。これにより、繊維強化樹脂部品３４の品質を安定させることが可能となる。さらに、せん断応力が小さくなることで打ち抜き時の繊維強化樹脂板３６の押さえが不要となる。したがって、打ち抜き型１０に押さえ部が不要となることから打ち抜き型１０の構成を簡素にすることができると共に、この押さえ部で押さえられる捨て部４８が不要となることから繊維強化樹脂板３６の歩留まりを向上させることができる。これにより、繊維強化樹脂板３６の打ち抜きのみを行う場合において製造コストを低減することができる。

さらに、トムソン刃２４を備えた打ち抜き型１０により繊維強化樹脂板３６から所定の外形形状の繊維強化樹脂部品３４を形成することから、バリ１２２の発生を抑制することができる。また、所定の外形形状の輪郭に沿って繊維強化樹脂板３６を切断していくウォータージェット加工やレーザー加工等と比べて加工の時間を短縮することができる。これにより、さらに製造コストを低減することができる。

さらにまた、この繊維強化樹脂板の強化繊維織物は、短繊維とは異なり連続した繊維で構成されているため、短繊維によって構成された繊維強化樹脂よりも強度が高くされている。したがって、連続繊維３５で構成された繊維強化樹脂板３６は一般的に打ち抜き加工が困難とされている。しかしながら、本発明ではＩＲヒーター３８によって繊維強化樹脂板３６を加熱して繊維強化樹脂板３６を軟化させるため、簡素な打ち抜き手段にて打ち抜き加工を行うことができる。これにより、連続繊維３５により構成された繊維強化樹脂板３６から繊維強化樹脂部品３４を加工する場合においても製造コストを低減することができる。

また、打ち抜き型１０はトムソン刃２４を備えた構成とされていることから、次の効果も得ることができる。すなわち、トムソン刃２４の刃部３２により繊維強化樹脂板３６を打ち抜くことで、繊維強化樹脂部品３４の断面においてバリの発生を抑制することができる。このため、バリ１２２を取り除く工程が不要となる。さらにまた、繊維強化樹脂板３６にダレが発生しないため、繊維強化樹脂部品３４の寸法精度の低下を抑制することができる。

さらに、この繊維強化樹脂板３６はガラス繊維により構成されることで、材料自体のコストを抑制しかつ強度を向上させることができる。一方、本発明の打ち抜き方法は、打ち抜き型１０への負担が低減されるため、打ち抜き型１０の構成をトムソン刃２４によって構成された簡素なものとすることができる。したがって、この繊維強化樹脂板３６を本発明の打ち抜き方法により打ち抜くことで、材料コストを抑制すると共に製造コストを抑制することができる。これにより、材料コストを含めた全体的な製造コストを抑制することができる。

さらにまた、ウォータージェット加工のように水を使用する加工法でないため、吸水性が高く且つ吸水することで寸法が変化するポリアミド系の熱可塑性樹脂３９で構成された繊維強化樹脂板３６においても変形を抑制して打ち抜くことができる。これにより、繊維強化樹脂部品３４の品質を安定させることができる。

また、打ち抜きを行う打ち抜き工程の前に、打ち抜き易くするために所定の外形形状の輪郭に沿って切れ目（筋目）等を形成する仮抜き工程が不要となることから、打ち抜き自体を一工程のみとすることで作業工程を短縮することができる。これにより、加工時間を短縮することができる。

以下に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

（予備加熱温度による打ち抜き性）
繊維強化樹脂板３６を打ち抜く前に下記表１に示す温度まで繊維強化樹脂板３６を予備加熱して、打ち抜き性の評価を行った。結果を下記表１に示す。表１中、「○」は打ち抜きできることを示し、「△」は打ち抜き性が悪化するが打ち抜きできることを示し、「×」は打ち抜きできないことを示す。

なお、打ち抜き型１０は、トムソン刃２４を上型１２及び下型１４に備えた両刃構成とし、上型１２のトムソン刃２４の刃部３２と下型１４のトムソン刃２４の刃部３２との近接時の刃部３２同士のクリアランスを０．１ｍｍとした。

繊維強化樹脂板３６としては、ポリアミド系熱可塑性樹脂であるＰＡ６とガラス繊維とにより構成された繊維強化樹脂板３６を用いた。

表１より、板厚が１．５ｍｍ及び２．０ｍｍの繊維強化樹脂板３６は、常温ではそれぞれ打ち抜き型１０で打ち抜きをすることができない。これに対し、繊維強化樹脂板３６の板厚が１．５ｍｍの場合は５７℃以上とし、繊維強化樹脂板３６の板厚が２．０ｍｍの場合は５２℃以上とすることで打ち抜き型１０で打ち抜きすることができた。つまり、繊維強化樹脂板３６を予備加熱することで、トムソン刃２４にて打ち抜きすることができることが確認できた。

（トムソン刃の打ち抜き耐久性）
常温の繊維強化樹脂板３６と予備加熱を行った繊維強化樹脂板３６とでそれぞれ打ち抜きを行った際の打ち抜き型１０の耐久性を調べた。結果を下記表２に示す。

繊維強化樹脂板３６としては、ポリアミド系熱可塑性樹脂であるＰＡ６とガラス繊維とにより構成された繊維強化樹脂板３６を用いた。この繊維強化樹脂板３６の板厚は１．０ｍｍとした。

予備加熱を行った繊維強化樹脂板３６は、赤外線放射温度計で繊維強化樹脂板３６の温度を管理し、５０℃以下になった時点で再度ＩＲヒーター３８によって加熱を行った。

表２より、打ち抜き型１０は、繊維強化樹脂板３６が常温の場合では１８００ショットで打ち抜きができなくなるのに対し、繊維強化樹脂板３６が５０℃以上の場合では６０００ショットでも打ち抜きを行うことができた。つまり、繊維強化樹脂板３６を予備加熱することで、トムソン刃２４の耐久性が向上することが確認できた。

なお、本実施形態では、予備加熱工程で繊維強化樹脂板３６を予備加熱後、打ち抜き工程にて打ち抜き型１０で所定の外形形状に繊維強化樹脂板３６を打ち抜いて繊維強化樹脂部品３４を形成する工程とされているが、これに限らず、打ち抜き工程を仮抜き工程を含めた２工程としてもよい。具体的には、予備加熱工程で予備加熱した繊維強化樹脂板３６に、打ち抜き型１０で所定の外形形状の輪郭に沿って切れ目（筋目）等を形成させる工程を経て、プレス型で所定の形状に打ち抜く工程の２工程とさせる。これにより、特に繊維強化樹脂板３６の板厚が大きい場合（一例として２．０ｍｍ以上）においても打ち抜き型１０に負担をかけることなく繊維強化樹脂板３６を打ち抜くことが可能となる。

また、本実施形態では、打ち抜き型１０はトムソン刃２４を備えた構成とされていたが、これに限らず、鍛造刃や裁断刃等によって構成されていてもよい。さらに、打ち抜き型１０は両刃構成とされていたが、これに限らず、上型１２又は下型１４のどちらか一方にのみトムソン刃２４が設けられた片刃構成としてもよい。

さらにまた、本実施形態では、打ち抜きを行う繊維強化樹脂板３６はガラス繊維を強化繊維織物とした構成とされているが、これに限らず、炭素繊維等他の繊維を強化繊維織物として構成された繊維強化樹脂板としてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 打ち抜き型（打ち抜き手段）
２４ トムソン刃
３５ 連続繊維
３６ 繊維強化樹脂板
３８ ＩＲヒーター（予備加熱手段）
３９ 熱可塑性樹脂

Claims (6)

1. 板状に形成されると共に強化繊維織物に熱可塑性樹脂を含浸させて形成された繊維強化樹脂板の表面温度が前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上となるよう予備加熱手段によって前記繊維強化樹脂板を加熱する第一工程と、
   トムソン刃を備えた打ち抜き手段によって加熱された前記繊維強化樹脂板を所定の外形形状に打ち抜く第二工程と、
   を有する繊維強化樹脂板の打ち抜き方法。
2. 前記繊維強化樹脂板の前記強化繊維織物は、短繊維とは異なる連続繊維で構成されている、
   請求項１記載の繊維強化樹脂板の打ち抜き方法。
3. 前記繊維強化樹脂板の前記強化繊維織物は、ガラス繊維により構成されている、
   請求項１又は請求項２記載の繊維強化樹脂板の打ち抜き方法。
4. 前記繊維強化樹脂板の前記熱可塑性樹脂は、ポリアミド系熱可塑性樹脂とされている、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂板の打ち抜き方法。
5. 前記繊維強化樹脂板は、板厚が２．０ｍｍ以下とされている、
   請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の繊維強化樹脂板の打ち抜き方法。
6. 板状に形成されると共に強化繊維織物に熱可塑性樹脂を含浸させて形成された繊維強化樹脂板の表面温度が前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上となるよう予備加熱手段によって前記繊維強化樹脂板を加熱する第一工程と、
   トムソン刃を備えた打ち抜き手段によって加熱された前記繊維強化樹脂板を所定の外形形状に打ち抜く第二工程と、
   を有する繊維強化樹脂部品の製造方法。