JPH03207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、構造用複合材の成形装置、特に、構
造用複合材の弯曲成形技術に関する。

（先行技術） 構造用複合材として、本発明に先行して本出願
人が出願した特願昭60−164286号（特開昭62−
25649号公報）記載の構造用パネルがある。

この構造用複合材は、ハニカムコアのセル内に
樹脂発泡体が充填され、該樹脂発泡体とハニカム
コアとが表、裏面材に接着されているもので、以
下に列挙する効果を備えたものであつた。

(イ) ハニカムコアと表、裏面材の接着面積が増大
し、ハニカムコアと表、裏面材の接着強度が向
上する。

(ロ) ハニカムコアのセル内に樹脂発泡体が充填さ
れているので、熱を受けた場合でも従来のセル
内が中空の場合のようにセル内の空気が膨張し
て表、裏面材が剥離ししたり、膨れ上がつたり
することがない。

(ハ) 樹脂発泡体によりハニカムコアの座屈強度が
増大する。

この構造用複合材において弯曲形状のものを成
形する際には以下のような手順で行なつていた。

まず、ウレタン樹脂等の樹脂発泡体１００にハ
ニカム１０２を埋設したコア材１０４をフラツト
に成形し（第４図−イ）、次に、このコア材１０
４の下面に多数のスリツト１０６を成形し（第４
図−ロ）、その後、このコア材１０４の両面に、
炭素繊維等に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレ
グシート等の画材１０８，１１０を重合させると
共に、上面に曲面１１２を有するモデル台１１４
にスリツト成形面を倣わせるようにバキユームバ
ツク１１６内でコア材１０４を付形して弯曲させ
（第４図−ハ）、最後にオーブンにより面材１０
８，１１０を硬化させることで弯曲した構造用複
合材を成形する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この先行技術にあつては、コア
材１０４と面材１０８，１１０の硬化、成形が別
工程で行なわれることから、コア材１０４にスリ
ツト１０６を形成したり、バキユームバツク１１
６で付形する必要があるなど、その成形工数が多
くなると共に、成形ラインにも多くのスペースを
必要とし、又、ドライなコア材１０４にウエツト
な面材１０８，１１０を接合することになるた
め、その結合強度が弱いという問題点があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような従来の問題点を解決す
るために発明されたもので、そのために本発明で
は、上型テーブルと下型テーブルを有するプレス
機の下型テーブルの上面には、モデル台が載置さ
れ、モデル台の上面には曲面が形成され、上記モ
デル台の上部には、可撓性を有する材料で形成さ
れた成形器が載置され、該成形器には、上側に凹
陥部が形成され、該凹陥部の上縁外周に当接周面
が形成され、下側面は上記モデル台の曲面に沿つ
て変形可能な倣い平面が形成され、上記上型テー
ブルの下面に上型が取付けられ、該上型の下面に
は、前記成形器の凹陥部を覆い、上記当接周面に
当接可能な曲面が形成され、該曲面が上記成形器
の上面に対向している構成とした。

（作用） 発明の成形装置は、弯曲した構造用複合材の成
形用として用いられるもので、その成形に際して
は、まず、成形器の凹陥部の内面に、熱硬化性樹
脂を含浸させたプリプレグシート等の面材を敷
き、次にこの上から合成樹脂発泡原液を入れたの
ち、この上からハニカムをセツトする。次に、合
成樹脂発泡原液が発泡し始めるのを見計らつて成
形器を、その可撓性を利用して下面の倣い平面が
モデル台の曲面に倣うように弯曲させ、合成樹脂
発泡原液がハニカムのセル内からあふれ出したと
ころで、上型の曲面にセツトしておいた面材を成
形器の上面に被せるように上型を下げて、該上型
を成形器の当接周面に押圧させ、そして、この状
態のまま加熱硬化させて脱型させれば、コア材の
両面がFRP（繊維強化プラスチツク）による面材
で被覆され、かつ弯曲成形された構造用複合材が
得られる。

尚、上記の工程は、実際にはタイマーにより管
理して連続的に行うことが可能である。

従つて、本発明の成形装置を用いれば、コア材
と面材との成形、硬化を同時に行なわせながら、
弯曲した構造用複合材の成形ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により説明する。

本実施例の成形装置Ａは、第１図及び第２図に
示すように、モデル台１、成形器２、上型３、を
主要な構成として備えている。

また、前記成形装置Ａは、プレス機Ｂの上型テ
ーブル５と下型テーブル４との間に取付けられて
いる。

前記モデル台１は、下型テーブル４の上面に載
置され、間隔１０を保持して対向した１対の台型
１１，１１で形成され（第２図）、その上面は中
央部を中高にした円弧状の曲面１２に形成されて
いる（第１図）。

前記成形器２は、可撓性のゴム材で浅底の器状
に形成され、その上面には成形すべき構造用複合
材の形状に対応した凹陥部２０が形成されると共
に、該凹陥部２０の周囲に上型３に対する当接周
面２１が形成され、かつ下面には前記モデル台１
の曲面１２に沿つて変形可能な倣い平面２２が形
成されている（第１図、第２図）。

又、この成形器２には、前記倣い平面２２の下
面にスプリング鋼等の可撓性を有する材料で作ら
れたバツクアツププレート２３が接着により取付
けられ、該バツクアツププレート２３の両端部に
はプレス機の下型テーブル４との間にエアーシリ
ンダ２４，２４が設けられ、そして、このバツク
アツププレート２３を介して成形器２がモデル台
１の上部に常時は水平に載置されるもので、この
場合、バツクアツププレート２３の中央部がモデ
ル台１の曲面１２の中高頂部に当接して支持され
ると共に、両端部が曲面１２よりも浮く状態にエ
アシリンダ２４，２４で支持された水平支持とな
つている（第１図）。

尚、２５はエアシリンダ取付ブラケツトで、前
記モデル台１の台型１１，１１間に介入する状態
でバツクアツププレート２３の中央部裏面に溶接
されている。

前記上型３は、下面に、前記成形器２の凹陥部
２０を覆うと共に当接周面２１に当接可能な曲面
３０が形成され、該曲面３０は前記モデル台１の
曲面１２よりも成形器２の厚み分だけ大きな曲率
半径で円弧状に形成され、かつ該曲面３０を成形
器２の上面に対向させる状態で上型テーブル５の
下面に取付けられている。

尚、６，６は側板で、前記モデル台１の台型１
１，１１の外側面に、前記成形器２の外側面２
７，２７を挾むように取付けられ、これは成形時
に、成形器２が凹陥部２０からの圧力によつて外
方に膨出変形するのを防止するためのものであ
る。

次に、本実施例の成形装置Ａを用いた構造用複
合材Ｃの成形方法の一例を第３図の成形工程図に
より説明する。

まず、前段階として、所定のサイズにカツトし
たハニカム５０と、炭素繊維等に熱硬化性樹脂で
あるポリウレタンを含浸したプリプレグシートで
あるFRP面材６０，７０を用意し、その一方の
FRP面材６０を上型３の曲面３０にセツトして
おき、かつ成形器２をエアーシリンダ２４，２４
によりモデル台１上に水平に支持しておく（第３
図−イ）。

そして、上述の状態で、他方のFRP面材７０
を成形器２の凹陥部２０の内面に敷設するもの
で、この際、面材７０の周縁部７１を凹陥部２０
の口縁より延出させて外向きに折曲げておく。

次に、上述のようにして敷設した面材７０の上
から、２液タイプのウレタン発泡原液８０を凹陥
部２０内に注入するもので、この際、成形器２が
水平に支持されているので、ゾル状のウレタン発
泡原液８０は重力に従つて流動しながら凹陥部２
０内に均一な厚みで溜る（第３図−ロ）。

そして、このウレタン発泡原液８０の上からハ
ニカム５０をセツトしたのち、前述した面材７０
の周縁部７１を内向きに折り返してハニカム５０
の上面周縁部を包み込む（第３図−ハ）。

次に、凹陥部２０内のウレタン発泡原液８０が
発泡し始めてクリーム状になるのを見計らつて
（実際にはタイマにより制御する）エアーシリン
ダ２４，２４を作動し、バツクアツププレート２
３の両端側を引き下げて該バツクアツププレート
２３をモデル台１の曲面１２上にフイツトさせる
ことにより、可撓性を有する成形器２の下面の倣
い平面２２がモデル台１の曲面１２に沿うように
弯曲変形させる（第３図−ニ）。

次に、発泡が進行してウレタン発泡体８１がハ
ニカム５０のセル内に充填して上面からあふれ出
したところで、上型３をプレス機Ｂにより下げ、
曲面３０により成形器２の凹陥部２０を覆うと共
に当接周面２１を押圧しながら面材６０をハニカ
ム５０の上面に被せる（第３図−ホ）。

そして、上述のようにして上型３で成形器２を
押圧したままの状態で、これを所定時間（10〜20
分）加熱し、面材６０，７０及びウレタン発泡体
８１を硬化させたのち、上型３を上昇させて成形
器２から脱型すれば、弯曲した構造用複合材Ｃを
得ることができる（第３図−ヘ）。

従つて、本実施例の成形装置Ａを用いれば、成
形器２の凹陥部２０内で面材６０，７０と、ウレ
タン発泡体８１とハニカム５０によるコア材９０
と、を同時に硬化、成形しながら弯曲した構造用
複合材Ｃを成形することができる。

又、成形器２を水平にした状態でウレタン発泡
原液８０を注入することができるので、このウレ
タン発泡原液８０の厚みを重力を利用して一様に
均すことができ、その後、ウレタン発泡原液８０
が発泡し始めてから可撓性を利用して成形器２を
弯曲させるので、弯曲成形品でありながらウレタ
ン発泡体８１の密度を均一に揃えることができ
る。また、実施例のように、面材７０の周縁部７
１でハニカム５０の上面周縁部を包み込むように
すると、コア材９０のコバ面についても面材７０
で被覆することができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計変更等があつても本発明に含まれる。

例えば、コア材の合成樹脂発泡体に用いる合成
樹脂としては、ポリウレタンに限らず、その他エ
ポキシ樹脂等、発泡成形が可能な樹脂であればよ
く、又、面材に用いる繊維についても、炭素繊
維、ガラス繊維、有機繊維等のプリプレグシート
やマツト材を用いることができるし、これに含浸
させる樹脂についても、ポリウレタン、不飽和ポ
リエステル、エポキシ樹脂等の他の樹脂や、ま
た、熱可塑性の樹脂を用いてもよい。

又、成形器の材質についても、ゴム材に限ら
ず、可撓性を有する合成樹脂等の他のものを使用
できるし、又、この成形器自体に弯曲状態から水
平状態に戻る復元力があれば、バツクアツププレ
ートは必ずしも必要でない。

さらに又、上型３の曲面３０により成形型を押
圧することにより、成形器２の下面の倣い平面２
２がモデル台１の曲面１２に沿うよう湾曲変形さ
せることも可能で、エアシリンダ２４は必ずしも
必要でない。

尚、本発明装置によつて成形された構造用複合
材は、自動車のバンパのコアや車体外板等の
FRPコンポジツトとして使用できる他、建造、
建築用パネルとしても使用でき、その用途に制限
はない。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の構造用複合
材にあつては、コア材と面材とを同時に硬化、成
形することができるので、従来のようにハニカム
にスリツトを形成したり、バキユームバツクを用
いるなどの工程が省略でき、成形工数を減少して
作業性を向上させることができるし、成形ライン
の短縮化によつてスペース的にも有利になる。

また、コア材と面材の同時成形によつて、合成
樹脂発泡体の反応熱を面材の熱硬化性合成樹脂の
硬化に利用でき、熱源の節減が図れるし、又、コ
ア材と面材とがウエツトオンウエツトによつて接
合されるので、高い結合強度が得られる。

また、成形器が可撓性を有するので、水平状態
で合成樹脂発泡原液の注入ができ、この原液の厚
みが一様に均されることから、弯曲成形品であり
ながら発泡密度にムラのない合成樹脂発泡体に成
形できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の成形装置を示す断面
図、第２図は第１図−断面図、第３図イ〜ヘ
は該実施例装置を用いた成形方法の工程図、第４
図イ〜ハは従来技術の説明図である。 Ａ…成形装置、１…モデル台、２…成形器、３
…上型、５…プレス機の上型テーブル、１２…曲
面、２０…凹陥部、２１…当接周面、２２…倣い
平面、３０…曲面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上型テーブルと下型テーブルを有するプレス
   機の下型テーブルの上面には、モデル台が載置さ
   れ、 モデル台の上面には曲面が形成され、 上記モデル台の上部には、可撓性を有する材料
   で形成された成形器が載置され、 該成形器には、上側に凹陥部が形成され、該凹
   陥部の上縁外周に当接周面が形成され、下側面は
   上記モデル台の曲面に沿つて変形可能な倣い平面
   が形成され、 上記上型テーブルの下面に上型が取付けられ、
   該上型の下面には、前記成形器の凹陥部を覆い、
   上記当接周面に当接可能な曲面が形成され、該曲
   面が上記成形器の上面に対向していることを特徴
   とする構造用複合材の成形装置。