JP2683992B2 - 成形用型およびその型を用いた成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は成形用型およびその型
を用いた形成方法に関し、特に、成形用型のコスト低減
を図り、さらに、汎用性を有する成形用型およびその型
を用いた成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、所定の形状からなる成形品を
作るためには、まず元となる型を製作した後に、その元
となる型をベースとして、樹脂などを供給して成形品を
得るのが一般的である。また近年、この成形品において
は、テーマパークや種々の展覧会において用いられる人
形などのように大型化の傾向にある一方、航空宇宙機
器、自動車および電気製品等精密性を要求される箇所に
用いられるなど多種多様の分野において広く用いられる
ようになってきている。

【０００３】近年脚光を浴びてきている繊維強化プラス
チック（以下ＦＲＰと称す。）を、所定の形状に成形す
る場合について、以下図を参照して説明する。

【０００４】図１７は、最終的に成形されるＦＲＰの外
形形状を示し、飛行船などの船首に取付けられるノーズ
コーン１００を表わしている。

【０００５】このノーズコーン１００を形成する場合
は、図１８を参照して、元の型となる木型２００をベニ
ヤやバルサなどを用いて所定の曲面加工等を施して形成
する。その後、この木型２００の表面に、ＦＲＰ１００
ａを塗布し、所定時間乾燥させて安定化を図った後、図
１９に示すように、ＦＲＰ１００ａを木型２００から分
離することによりノーズコーン１００が完成する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術においては、以下に述べるような問題点があった。

【０００７】まず第１に、成形用の型を成形するために
は、成形型の表面に特殊加工（曲面加工など）が必要と
なるために、コストが高くなることである。これは、特
に、成形品が一品または少量の場合高価なものになり、
現在の多品種少量生産時代においては、コストダウンの
ためのマイナス要因とっている。

【０００８】第２に、１つの成形用型からは１つの形状
しか得られないことである。たとえば、非常に類似して
いる形状の場合であっても、新たな成形用型が必要とな
り、非常に不経済である。

【０００９】第３に、複雑な形状、たとえばダルマのよ
うな形状を成形する場合、成形品を一体物で成形しよう
とすると、中の成形用型が抜け出せなくなるために、成
形品を分割して成形するなどの方法が必要となり、複雑
な形状を成形する場合には、その成形方法に制約が課さ
れてしまう。

【００１０】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、成形用型の成形を容易にする
ことおよび成形用型の形状が変形することができるよう
にすることにより汎用性を持たせ、成形用品にかかるコ
ストの低下を図ることを可能とした成形用型およびその
型を用いた成形方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に基づいた請求
項１に記載の成形用型においては、所定形状を有する成
形品の原型となるために、上記所定形状に対応した外面
形状を有する雄型の成形用型において、気体入口を有
し、少なくともその外面が柔軟材料で作られた複数の区
画室からなり、上記各区画室に導入される気体の圧力を
調整し、上記柔軟材料の張力と上記気体の圧力との釣合
いから、上記複数の区画室によって形成される全体の外
面形状を上記所定形状に一致させることを特徴としてい
る。

【００１２】次に、この発明に基づいた請求項２に記載
の成形用型においては、請求項１に記載の発明であっ
て、上記複数の区画室ごとに気体入口を有している。

【００１３】次に、この発明に基づいた請求項３に記載
の成形用型を用いた成形方法においては、以下の工程を
備えている。

【００１４】まず、気体入口から所定の気体を導入し
て、複数の区画室の外面からなる可動膜を所定の形状に
変形させる。

【００１５】その後、上記所定の形状に変形した可動膜
の表面に成形材が貼付けられる。

【００１６】次に、上記可動膜が、上記所定形状に成形
された成形材から分離される。

【００１７】

【作用】この発明に基づいた請求項１に記載の成形用型
によれば、気体入口を有し、少なくともその内面が柔軟
材料で作られた複数の区画室からなり、この各区画室に
導入される気体の圧力を調整することによって、柔軟材
料の張力と気体の圧力との釣合いから、複数の区画室に
よって形成される全体の外面形状が成形品の所定形状に
対応した外面形状に一致するように、各区画室に導入さ
れる気体の圧力を調整している。

【００１８】これにより、ある１つの形状に対し、その
形状に類似する形状であれば、各区画室内の気体の圧力
を変化させることで、柔軟材料の張力と区画室内の気体
の圧力との釣合いから、その外面形状を所定の形状に維
持することができ、１つの雄型の成形用型で形の異なる
成形品を成形することが可能となる。

【００１９】次に、この発明に基づいた請求項２に記載
の成形用型によれば、請求項１に記載の成形用型におい
て、上記複数の区画室ごとに気体入口を有している。

【００２０】これにより、各区画室ごとに気体の圧力を
調整することが可能となり、外面形状を任意の所定形状
に一致させることが可能となる。

【００２１】次に、この発明に基づいた請求項３に記載
の成形用型を用いた成形方法によれば、気体入口から気
体を導入して、この気体の圧力を用いて、複数の区画室
の外面からなる可動膜を所定の形状に固定し、この可動
膜の外面形状を用いて成形品を成形し、その後、この成
形用型から成形材を分離している。

【００２２】この方法によれば、成形用型の製造におい
て、任意形状の成形用型を容易に形成することが可能と
なる。

【００２３】

【実施例】以下、この発明に基づいた第１の実施例につ
いて説明する。

【００２４】まず、図１は、最終的に成形されるたとえ
ばＦＲＰ製のノーズコーン１の外形形状を示している。

【００２５】この第１の実施例におけるノーズコーン１
を成形するための成形用型は、図２の断面図に示すよう
に、気体入口２ｈとこの気体入口２ｈが取付けられた底
膜２ａおよびノーズコーン１の形状に対応した形状から
なる可動膜２を備えている。この可動膜２は、たとえば
塩化ビニールフィルム、ウレタンフィルムおよび複合フ
ィルムなどの柔軟材料が用いられている。

【００２６】可動膜２の内部には、気体入口２ｈから空
気、窒素、炭酸ガスなどの気体３が導入されることによ
り、可動膜２を所定の外形形状となるように保ってい
る。

【００２７】気体３を導入する場合、気体３の圧力を保
持する方法は、可動膜２内に所定量の気体３を導入した
後、気体入口３を封止する方法、または常に一定量の気
体３を導入し続ける方法のどちらであっても構わない。

【００２８】このように、気体３を導入して成形用型の
外形形状を規定した後、その外面にＦＲＰの成形材１０
を塗布する。次に、成形材１０が安定した後、可動膜２
を成形材１０から分離することにより、図１に示すノー
ズコーン１が完成する。

【００２９】なお、可動膜２を成形材１０から分離する
場合、図３に示すように、気体入口２ｈを気体出口とし
て、内部の気体３を排出して、可動膜２を縮めることに
より、容易に可動膜２を成形材１０から分離することが
できる。

【００３０】以上、この実施例によれば、従来の木製の
成形用型に代わり、気体入口と可動膜からなる成形用型
を用いることで、この成形用型を低コストでかつ容易に
形成することを可能としている。

【００３１】次に、この発明に基づいた第２の実施例に
ついて説明する。まず、図４は、この第２の実施例にお
いて最終的に成形されるたとえばＦＲＰ製のダルマ形状
の成形品５の外形形状を示している。このダルマ形状の
成形品５を成形するための成形用型は、図５の断面図に
示すように、気体入口６ｈと、この気体入口６ｈが取付
けられた底膜６ａおよびダルマ形状に対応した形状から
なる可動膜６を備えている。

【００３２】この可動膜６は、第１の実施例の場合と同
様に、たとえば塩化ビニールフィルム、ウレタンフィル
ムおよび複合フィルムなどの柔軟材料が用いられてい
る。

【００３３】可動膜６の内部には、気体入口６ｈから空
気、窒素、炭酸ガスなどの気体３が導入されることによ
り、可動膜６を所定の外形形状となるように保ってい
る。気体３を導入する場合、気体３の圧力を保持する方
法は、第１の実施例と同様に、可動膜６内に所定量の気
体３を導入した後、気体入口６ｈを封止する方法、また
は常に一定量の気体３を導入し続ける方法のどちらであ
っても構わない。

【００３４】このようにして、気体３を導入して成形用
型の外形形状を規定した後は、その外面にＦＲＰの成形
材５０を塗布する。その後、成形材５０が安定した後、
図６に示すように、可動膜６内の気体３を気体入口６ｈ
を気体出口として内部の気体３を排出して、可動膜２を
縮めるようにすることにより、可動膜２を成形材５０か
ら分離する。以上により、ダルマ形状の成形品を一体物
として形成することが可能となる。

【００３５】以上、この実施例によれば、従来の技術に
おいては、図４に示すようなダルマ形状の形成品の場合
は、一体物として成形することが困難であったが、気体
入口と可動膜からなる成形用型を用い、成形材が安定し
た後に、成形用型を縮めることにより、容易に上記形状
の成形品を形成することが可能となる。

【００３６】次に、この発明に基づいた第３の実施例に
ついて説明する。図７は、この第３の実施例にいおて最
終的に成形されるたとえばＦＲＰ製の３つの小山を有す
るドーム形状の成形品１０の外形形状を示している。

【００３７】このドーム形状の成形品２０を成形するた
めの成形用型は、図８の断面図に示すように、３つの区
画室１２，１３，１４を有している。

【００３８】各々の区画室１２，１３，１４は、それぞ
れ気体入口１２ｈ，１３ｈ，１４ｈを有し、これらの気
体入口１２ｈ，１３ｈ，１４ｈは、共通の底膜１２ａに
取付けられている。

【００３９】各々の区画室１２，１３，１４は、ドーム
形状に対応した形状からなる可動膜１２ｂ，１３ｂ，１
４ｂを備え、各区画室は、区画膜１２ｃ，１３ｃによっ
て区画されている。可動膜１２ｂ，１３ｂ，１４ｂおよ
び区画膜１２ｃ，１３ｃは、たとえば塩化ビニールフィ
ルム、ウレタンフィルムおよび複合フィルムなどの柔軟
材料が用いられている。

【００４０】区画室１２，１３，１４の内部には、各気
体入口１２ｈ，１３ｈ，１４ｈから空気、窒素、炭酸ガ
スなどの気体３が導入されることにより、各可動膜１２
ｂ，１３ｂ，１４ｂおよび区画膜１２ｃ，１３ｃが所定
の外形形状になるように維持されている。本実施例によ
れば、各区画室１２，１３，１４内の気体３の圧力はす
べて等しくなるように設定されている。

【００４１】次に、このドーム形状の成形用型の外面に
ＦＲＰなどの成形材２１を張付ける。次に、成形材２１
が安定した後、可動膜１２ｂ，１３ｂ，１４ｂを成形材
２１から分離する。このとき、図９に示すように各区画
室１２，１３，１４の内の気体３を、各気体入口１２
ｈ，１３ｈ，１４ｈを気体出口として排出することによ
り、容易に可動膜１２ｂ，１３ｂ，１４ｂを成形材２１
から分離することが可能となる。

【００４２】次に、上記図７に示すドーム形状の成形品
１０に類似する形状を成形する場合は、図１０の断面図
に示すように、各区画室１２，１３，１４内の気体３の
圧力を可動膜１２ｂ，１３ｂ，１４ｂが所定の外形形状
となるように調整することにより、類似する任意の形状
の成形用型を形成することができる。

【００４３】その後、この成形用型の外面に、ＦＲＰな
どの成形材１５を張付け、成形材１５が安定した後、図
１１に示すように各区画室の気体を排出することによ
り、図７に示すドーム形状の成形品１０に類似する形状
の成形品を形成することができる。

【００４４】以上、この実施例によれば、各区画室内の
気体の圧力を変化させることで、その外面形状を所定の
形状にすることができ、１つの成形用型で型の類似する
成形品を成形することが可能となる。

【００４５】次に、この発明に基づいた第４の実施例に
ついて説明する。図１２は、この第４の実施例において
最終的に成形されるたとえばＦＲＰ製の複数の凹面と凸
面からなる曲面プレートの成形品３０の外形形状を示し
ている。

【００４６】この曲面プレートの成形品３０を成形する
ための成形用型は、図１３の斜視図に示すように複数の
区画室５０ａ〜５０ｉが３行３列に配置されている。

【００４７】各区画室の構造は、たとえば図１３中Ｘ−
Ｘ線矢視断面に見た場合、図１４に示すように、各区画
室は下方に固定部５００と上方に可動部５１０を有して
いる。固定部５００は、樹脂などの材料からなり、可動
部５１０は塩化ビニールフィルム、ウレタンフィルムお
よび複合フィルムなどの柔軟性材料が用いられている。
可動部５１０は、各区画室を連結するための可動膜５６
および可動膜５６と各区画室５０ａ〜５０ｉによって形
成される補助室５５とを備えている。

【００４８】各区画室５０ａ〜５０ｉには、各々気体入
口５１ａ〜５１ｉが取付けられ、この気体入口５１ａ〜
５１ｉにより、空気、窒素、炭酸ガスなどの気体３が導
入されることにより、可動部５１０が所定の外形形状に
規定される。

【００４９】この可動部５１０の外形形状の規定の仕方
としては、各区画室の気体圧力をマイクロコンピュータ
などにより制御し、モニタ画面等を見ながら容易に制御
することができる。

【００５０】次に、たとえば、図１２に示すような曲面
プレート３０を形成する場合であれば、図１５および図
１６の断面図に示すように、各区画室５０ａ〜５０ｉの
気体３の圧力を交互に変化させることにより、所定の外
面形状を形成することができる。なお、図１５は図１３
中Ｘ−Ｘ線矢視断面およびＺ−Ｚ線矢視断面を示し、図
１６は、図１３中Ｙ−Ｙ線矢視断面を示している。

【００５１】その後、この外面にＦＲＰなどの成形材３
１を張付ける。次に、この成形材が安定した後に、可動
部から成形材３１を分離することにより、図１２に示す
ような曲面プレート３０を成形することが可能となる。

【００５２】なお、上記第４の実施例において、成形用
型として、区画室が３行３列に配置された場合について
示しているが、これに限られず、ｍ行ｎ列のマトリクス
状に配置することにより、任意の形状を形成するように
規定することができ、たとえば、自動車に用いられるボ
ンネットやフェンダー、電気製品の外装などの成形用型
も容易に形成することが可能となり、各区画室の気体圧
を調節することにより、複数の類似する成形品を容易に
成形することが可能となる。

【００５３】以上この実施例によれば、各区画室内の気
体の圧力を変化させることで、その外面形状を所定の形
状とすることができ、１つの成形用型で形の異なる成形
品を形成することが可能となる。

【００５４】なお、上記各実施例において、成形材とし
てＦＰＲについて説明しているが、これに限られず他の
プラスチック材料や、和紙等の材料を用いても同様の効
果を得ることができる。

【００５５】

【発明の効果】この発明に基づいた請求項１に記載の成
形用型によれば、気体入口を有し、少なくともその内面
が柔軟材料で作られた複数の区画室からなり、各区画室
に導入される気体の圧力を調整している。

【００５６】これにより柔軟材料の張力と気体の圧力と
の釣合いから、複数の区画室によって形成される全体の
外面形状を所定形状に形成することができる。その結
果、１つの成形用型から、形の異なる成形品を成形する
ことが可能となり、成形用型に汎用性をもたせて、コス
トの低減を図ることが可能となる。

【００５７】次に、この発明に基づいた請求項２に記載
の成形用型によれば、請求項１に記載の成形用型におい
て、複数の区画室ごとに気体入口を有している。これに
より、各区画室ごとによって気体の圧力を調整すること
ができることから、全体の外面形状を所定の任意形状に
一致せることが可能となり、任意の形状の成形用型を容
易に形成することができ、成形用型のコストダウンをさ
らに図ることが可能となる。

【００５８】次に、この発明に基づいた請求項３に記載
の成形用型を用いた成形方法によれば、気体入口から所
定の気体を導入して、複数の区画室の外面からなる可動
膜を所定の形状に変形させ、この所定の形状に変形した
可動膜の表面に成形材を貼付け、その後、可動膜から成
形材を分離させている。

【００５９】これにより、気体圧力を用いて可動膜を曲
面形状を有する所定の形状に規定することができ、任意
形状の成形用型を容易に形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に基づいた第１の実施例におけるノー
ズコーンの外形形状を示す図である。

【図２】この発明に基づいた第１の実施例における成形
用型の構造を示す断面図である。

【図３】この発明に基づいた第１の実施例における成形
用型と成形品の分離の状態を示す断面図である。

【図４】この発明に基づいた第２の実施例におけるダル
マ形状の成形品の外形形状を示す斜視図である。

【図５】この発明に基づいた第２の実施例における成形
用型の構造を示す断面図である。

【図６】この発明に基づいた第２の実施例における成形
用型と成形品の分離の状態を示す断面図である。

【図７】この発明に基づいた第３の実施例において成形
されるドーム形状の成形品の外形形状を示す斜視図であ
る。

【図８】この発明に基づいた第３の実施例における成形
用型の構造を示す断面図である。

【図９】この発明に基づいた第３の実施例における成形
用型と成形品の分離の状態を示す断面図である。

【図１０】この発明に基づいた第３の実施例における類
似形状の成形品を形成するための成形用型の状態を示す
断面図である。

【図１１】図１０に示す成形用型と成形品の分離の状態
を示す断面図である。

【図１２】この発明に基づいた第４の実施例において成
形される曲面プレートの外形形状を示す斜視図である。

【図１３】この発明に基づいた第４の実施例における成
形用型の構造を示す斜視図である。

【図１４】図１３に示す成形用型の構造を示す断面図で
ある。

【図１５】図１２に示す曲面プレートを形成する場合の
成形用型の構造を示す断面図である。

【図１６】図１２に示す曲面プレートを形成する場合の
成形用型の構造を示す第２の断面図である。

【図１７】ＦＲＰ製のノーズコーンの外形形状を示す斜
視図である。

【図１８】従来技術における成形用型と形成品の関係を
示す図である。

【図１９】従来技術における成形品と成形用型の分離の
状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１，５，２０，３０ 成形品 ２，６，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ 可動膜 ２ｈ，６ｈ，１２ｈ，１３ｈ，１４ｈ，５１ａ，５１
ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ，５１ｇ，５１
ｈ，５１ｉ 気体入口（気体出口） １２，１３，１４，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，
５０ｅ，５０ｆ，５０ｇ，５０ｈ，５０ｉ 区画室 なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示す。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定形状を有する成形品の原型となるた
   めに、前記所定形状に対応した外面形状を有する雄型の
   成形用型において、 気体入口を有し、少なくともその外面が柔軟材料で作ら
   れた複数の区画室からなり、前記各区画室に導入される
   気体の圧力を調整し、前記柔軟材料の張力と前記気体の
   圧力との釣合いから、前記複数の区画室によって形成さ
   れる全体の外面形状を前記所定形状に一致させることを
   特徴とする、 成形用型。
2. 【請求項２】 前記複数の区画室ごとに気体入口を有す
   る、 請求項１に記載の成形用型。
3. 【請求項３】 気体入口から所定の気体を導入して、複
   数の区画室の外面からなる可動膜を所定の形状に変形さ
   せる工程と、 前記所定の形状に変形した可動膜の表面に成形材を貼付
   ける工程と、 前記可動膜を前記所定形状に成形した成形材から分離す
   る工程と、 を備えた、成形用型を用いた成形方法。