JPH0455089B2

JPH0455089B2 -

Info

Publication number: JPH0455089B2
Application number: JP59168859A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Hara; Haruhisa Kore; Atsuo Muneto
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-08-14
Filing date: 1984-08-14
Publication date: 1992-09-02
Also published as: JPS6147241A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はFRP部品の製造方法に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing FRP parts.

（従来技術） FRP部品において、強化用繊維として当該
FRP部品の長手方向に長く伸びる長繊維を用い
たものがあり、このようなFRP部品の製造方法
を得る１つの方法として、従来、あらかじめ長繊
維が含有されたFRPのプリプレグシートを、成
形型により熱プレスすることにより行うようにし
ものがある（例えば特公昭54−35232号公報参
照）。(Prior art) In FRP parts, this material is used as reinforcing fiber.
Some FRP parts use long fibers that extend in the longitudinal direction, and one method for manufacturing such FRP parts has traditionally been to use an FRP prepreg sheet containing long fibers in advance in a mold. There is a method that uses hot pressing (for example, see Japanese Patent Publication No. 54-35232).

しかしながら、プリプレグシートの熱プレスに
よる従来の製造方法では、熱プレスにより得られ
た成形品の端部が樹脂分のみとなつて、この部分
の強度が極端に弱いものとなつていた。すなわ
ち、熱プレスにより得るべきFRP部品は、通常
その板面に膨出部（反対側から見れば凹陥部）が
形成されるのが一般的であるので、例え、長繊維
がその全長に渡つて存在するプリプレグシートを
用いたとしても、成形型内での熱プレス中に長繊
維が上記膨出部側へ引つ張られることになつて、
得られた熱プレス成形品の端部には長繊維が存在
しないものとなつていた。 However, in the conventional method of manufacturing a prepreg sheet by hot pressing, the end portion of the molded product obtained by hot pressing consists only of resin, and the strength of this portion is extremely weak. In other words, FRP parts to be obtained by heat pressing usually have a bulge (a depression when viewed from the opposite side) on the plate surface. Even if an existing prepreg sheet is used, the long fibers will be pulled toward the bulge during hot pressing in the mold.
Long fibers were not present at the ends of the obtained hot press molded product.

また、熱プレス中に、成形品（FRP部品）の
端部近傍に当該成形品取付用等の取付孔を合せて
形成する場合も多く行われているが、この場合
は、この取付孔の成形品端部側の周縁部に長繊維
が存在しなくなる一方、この取付孔回りへの樹脂
分の分流作用によつて、上記長繊維が存在しない
周縁部から成形品端にかけて溶接跡のようないわ
ゆる筋状のウエルダが形成される場合が多いが、
このウエルダ部分は強度的に弱いので、大きな荷
重を加えると当該ウエルダに沿つて成形品に割れ
が生じてしまう、というようなことにもなつてい
た。 Additionally, during heat pressing, mounting holes for mounting the molded product are often formed near the ends of the molded product (FRP parts), but in this case, the mounting hole is While long fibers are no longer present at the peripheral edge of the product end, due to the shunting effect of the resin around the mounting hole, so-called weld marks such as weld marks are formed from the peripheral edge where the long fibers are not present to the end of the molded product. Although streaky welds are often formed,
Since this welded portion is weak in strength, when a large load is applied, cracks may occur in the molded product along the welded portion.

（発明の目的）本発明は以上のような事情を勘案してなされた
もので、プリプレグシートを用いて熱プレスによ
つて成形するFRP部品の製造方法において、所
望の最終部品形状の端部に、所望通りに長繊維を
存在させることができるようにして、この端部の
強度向上が得られるようにしたFRP部品の製造
方法を提供することを目的とする。(Object of the Invention) The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and is a method for manufacturing FRP parts in which a prepreg sheet is molded by heat press. An object of the present invention is to provide a method for producing an FRP component in which long fibers can be present as desired and the strength of the end portions can be improved.

（発明の構成）本発明にあつては、熱プレスに用いる成形型お
よびプリプレグシートを工夫することにより前述
の目的を達成したもので、この成形型としては、
この成形用キヤビテイが、最終部品形状より長繊
維方向に長い過長キヤビテイ部を有すると共に、
該最終部品形状と該過長キヤビテイ部との境界部
に該長繊維を所定方向に集束させるセキを有する
ものとしてある。(Structure of the Invention) In the present invention, the above-mentioned object has been achieved by devising a mold and a prepreg sheet used for heat pressing, and this mold has the following features:
This molding cavity has an overextended cavity part that is longer in the filament direction than the final part shape, and
A boundary portion between the final part shape and the overlong cavity portion is provided with a gap for converging the long fibers in a predetermined direction.

また、上記成形型により熱プレスされるプリプ
レグシートとしては、上記成形用キヤビテイに対
応した長さ、すなわち過長キヤビテイ部を有する
分だけ従来のものよりも長いものを使用するよう
にしてある。 Further, the prepreg sheet to be hot-pressed by the mold is used to have a length corresponding to the molding cavity, that is, a prepreg sheet that is longer than the conventional sheet by the length of the overlong cavity portion.

このようなプリプレグシートを上記成形型内の
成形用キヤビテイに配設して熱プレスすることに
なるが、この熱プレスにより得られた１次成形品
は、過長キヤビテイ部の分だけ最終部品形状より
も余分に長くなつているため、熱プレス後にこの
過長端部を除去するようにしてある。 Such a prepreg sheet is placed in the molding cavity in the mold and hot pressed, but the primary molded product obtained by this hot pressing has a final part shape corresponding to the overlong cavity. The overlong end portion is removed after hot pressing.

このような構成とすることによい、長繊維が、
熱プレス中に引張り力を受けて成形用キヤビテイ
の端部において存在しないものとなつても、この
存在しない部分は後に除去されて最終部品として
は不要な過長端部に相当して、この過長端部より
も内方側にある最終部品形状部分の端部には長繊
維が存在することとなる。そして、成形型のセキ
の作用により、この最終部品の端部にある長繊維
は、所望の方向、例えば最終部品の端部付近に取
付孔が開口されてる場合にあつては、この取付孔
の最終部品端部側周縁部を取り巻くように存在さ
せることができる。これにより、最終部品の端部
の強度が十分に向上される。 Long fibers that are suitable for such a configuration are
Even if it is absent at the end of the molding cavity due to tensile forces during hot pressing, this absent portion corresponds to an overlong edge that is later removed and is not needed in the final part. Long fibers are present at the ends of the final part-shaped portions that are inward from the long ends. Then, due to the force of the mold, the long fibers at the end of the final part are moved in a desired direction, for example, if a mounting hole is opened near the end of the final part. It can be present so as to surround the peripheral edge on the end side of the final part. This significantly increases the strength of the end portion of the final part.

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基いて説
明する。(Example) Examples of the present invention will be described below with reference to the attached drawings.

第１図は、最終部品となるFRP部品Ａの一例
を示し、実施例では、自動車のエンジン取付用サ
ブフレームとされている。このFRP部品Ａは、
その板面部分が前後方向ほぼ全長に渡つて紙面表
側へ膨出された膨出部１を有し、該膨出部１の全
周縁部分にフランジ部２を有するものとされてい
る。そして、フランジ部２の前、後端部２ａ，２
ｂには、FRP部品Ａをボルト等により車体へ取
り付けるための取付孔３が、各々左右２個づつ合
計４個形成されると共に、膨出部１には、ボルト
等によりエンジンが取り付けられる２つの取付部
４が形成されたものとなつている。 FIG. 1 shows an example of an FRP part A that will be the final part, and in the example, it is a subframe for mounting an engine of an automobile. This FRP part A is
The plate surface portion has a bulge portion 1 that bulges toward the front side of the paper over almost the entire length in the front-back direction, and the bulge portion 1 has a flange portion 2 on the entire peripheral edge portion. Then, the front and rear end portions 2a, 2 of the flange portion 2
b has a total of four mounting holes 3, two on each left and right, for mounting the FRP part A to the vehicle body with bolts, etc., and the bulge 1 has two mounting holes 3 to which the engine is mounted with bolts, etc. A mounting portion 4 is formed therein.

第２図は、最終部品としてのFRP部品Ａの前
端部側の様子を、また、第３図はこの最終部品と
してのFRP部品Ａを得るべく熱プレスされた直
後の１次成形品Ｂの前端部を示し、この第２図、
第３図から明らかなように、１次成形品Ｂは、
FRP部品Ａよりも、第３図に示すように長さｌ
分だけ長くなつた過長端部Ｃを有している。な
お、この第２図、第３図では、長繊維を符号５
で、また樹脂を符号６で示してある。 Figure 2 shows the front end side of FRP part A as the final part, and Figure 3 shows the front end of primary molded part B immediately after hot pressing to obtain FRP part A as the final part. This figure 2 shows the part,
As is clear from Fig. 3, the primary molded product B is
As shown in Figure 3, the length l is longer than that of FRP part A.
It has an overlong end C that is longer by the same amount. In addition, in FIGS. 2 and 3, the long fibers are designated by the symbol 5.
The resin is also indicated by the reference numeral 6.

さて次に、第４図〜第７図により、本発明に用
いる成形型Ｄについて説明するが、FRP部品Ａ
の前端側と後端部側とに対応した部分は同じよう
に構成されているので、前端部側のみについて説
明することとする。この成形型Ｄは、上型７と下
型８とから構成され、該両型７と８とを閉じた際
に、その内部に成形用キヤビテイＥが形成される
ものであるが、この成形用キヤビテイＥは、前述
した過長端部Ｃの長さｌに応じた長さの過長キヤ
ビテイ部Ｆを有して、この分だけ、従来よりも長
くなつている。そして、それぞれ成形用キヤビテ
イＥ内に向けて、下型８には、前記取付孔２ａ形
成用の突起部８ａの他、４つのセキ８ｂが突設さ
れる一方（第４図、第７図参照）、上型７には、
この突起部８ａの先端部が嵌合される嵌合穴７ａ
が形成されている。勿論、この突起部８ａとこの
先端部が嵌合される嵌合穴７ａとは、取付孔８の
位置に対応したものとなつている。 Next, the mold D used in the present invention will be explained with reference to FIGS. 4 to 7.
Since the parts corresponding to the front end side and the rear end side are configured in the same way, only the front end side will be explained. This mold D is composed of an upper mold 7 and a lower mold 8, and when both molds 7 and 8 are closed, a molding cavity E is formed inside the mold. The cavity E has an overextended cavity portion F having a length corresponding to the length l of the overlong end portion C described above, and is longer than the conventional one by this amount. In addition to the protrusion 8a for forming the mounting hole 2a, the lower mold 8 has four protrusions 8b protruding into the molding cavity E (see Fig. 4 and Fig. 7). ), in the upper die 7,
Fitting hole 7a into which the tip of this protrusion 8a is fitted
is formed. Of course, the projection 8a and the fitting hole 7a into which the tip is fitted correspond to the position of the attachment hole 8.

また、成形型Ｄには、４つのセキ７ｂ，８ｂが
形成され（第６図、第７図参照）、各セキ７ｂ，
８ｂは、過長キヤビテイ部とFRP部品Ａとの境
界となるべき部分に、長繊維の配列方向と交差す
る方向に直列に配列されている。この４つのセキ
７ｂ、８ｂうち、第７図上下端に位置する２つの
セキ７ｂは上型７に形成され、また、残りの２つ
のセキ８ｂは、下型８に島状の形で存在されてい
る。そして、上型７には、この下型８に形成され
たセキ８ｂの先端部が嵌合される嵌合孔７ｃが形
成されている。 Furthermore, four sections 7b and 8b are formed in the mold D (see Figs. 6 and 7), and each section 7b,
The fibers 8b are arranged in series in a direction that intersects with the direction in which the long fibers are arranged at a portion that should be the boundary between the overlong cavity portion and the FRP component A. Among these four sections 7b and 8b, the two sections 7b located at the upper and lower ends of FIG. ing. The upper die 7 is formed with a fitting hole 7c into which the tip of the bulge 8b formed on the lower die 8 is fitted.

なお、下型８の過長キヤビテイ部Ｆ部分は、そ
の底が他の部分よりも低くされた樹脂溜り部８ｃ
とされている。また、突起部８ａあるいはセキ８
ｂは、先端先細状とされて、熱プレスに際してプ
リプレグシートを貫通するときに、その長繊維を
切断しないようにしてある。 Note that the overlong cavity portion F portion of the lower mold 8 has a resin reservoir portion 8c whose bottom is lower than other portions.
It is said that In addition, the protrusion 8a or the opening 8
b has a tapered tip so as not to cut the long fibers when penetrating the prepreg sheet during hot pressing.

さて次に、上述のような成形型Ｄを用いて
FRP部品Ａを得る工程について説明する。 Next, using mold D as described above,
The process of obtaining FRP part A will be explained.

先ず、成形型Ｄが開いた状態で、例えば下型８
上にプリプレグシート（第４図ないし第６図では
１次成形品Ｂとして示されている）を１枚ないし
複数枚載置する。このプリプレグシートは、成形
用キヤビテイＥに対応した長さを有しており、そ
の全長に渡つて長繊維５が存在する一方、短繊維
が全体的に混在されたものとなつている。 First, with the mold D open, for example, the lower mold 8
One or more prepreg sheets (shown as primary molded product B in FIGS. 4 to 6) are placed on top. This prepreg sheet has a length corresponding to the molding cavity E, and while long fibers 5 are present over its entire length, short fibers are mixed throughout.

次いで、加熱された成形型Ｄを閉じると、成形
用キヤビテイＥの形状に対応した形状に熱プレス
成形され、この熱プレス成形されたものを成形型
Ｄから取り出せば、その端部が第３図に示すよう
にされた１次成形品Ｂが得られる。すなわち、熱
プレス中に、長繊維５は、膨出部１があるため前
後方向に縮長するような作用を受けて、その前、
後端部には長繊維５が存在しないものとなる。す
なわち、長繊維５はセキ７ｂ、８ｂに対応して形
成された絞り部９あるいは開口１０よりも若干端
部側へまで存在しただけとなるが、この絞り部９
あるいは開口１０よりも第３図右方側とに位置す
る最終部品としてのFRP部品Ａとなる部分には、
長繊維５が十分に存在したものとなる。 Next, when the heated mold D is closed, it is hot press molded into a shape corresponding to the shape of the molding cavity E, and when this hot press molded product is taken out from the mold D, its end portion is as shown in FIG. A primary molded product B as shown in is obtained. That is, during hot pressing, the long fibers 5 are subjected to an action of shrinking in the front-rear direction due to the bulge 1, and before that,
The long fibers 5 are not present at the rear end. In other words, the long fibers 5 exist only slightly toward the end side of the constricted portions 9 or openings 10 formed corresponding to the openings 7b and 8b, but this constricted portion 9
Or, in the part that will become the final FRP part A located on the right side of the opening 10 in Figure 3,
The long fibers 5 are sufficiently present.

この後は、１次成形品Ｂより、この前後端部に
ある不要な過長端部Ｃをトリミング等により除去
すれば、その端部が第２図のようにされた最終部
品としてのFRP部品Ａが得られる。そして、こ
の得られたFRP部品Ａにあつては、セキ７ｂ、
８ｂの作用により、すなわち各セキ７ｂ、８ｂの
間に長繊維５が集束される結果、取付孔３の全周
囲に渡つて長繊維５が取り巻くように存在された
ものとなる。 After this, if unnecessary overlong ends C at the front and rear ends of the primary molded product B are removed by trimming etc., the final FRP part with the ends as shown in Figure 2 will be created. A is obtained. And for this obtained FRP part A, Seki 7b,
8b, that is, as a result of the long fibers 5 being bundled between the sections 7b and 8b, the long fibers 5 are present so as to surround the entire periphery of the attachment hole 3.

ここで、第９図に従来方法により得られた
FRP部品A′の第２図に対応した部分を示してあ
るが、この従来のものでは、その端部は樹脂６の
みとなつて長繊維５が存在せず、またウエルダ１
１が表われる取付孔３の端部側周縁にも長繊維５
が存在しないものとなつている。そして、このよ
うな従来のFRP部品A′と本発明により得られ、
FRP部品Ａとの強度を比較して第８図に示して
あり、この第８図中α線本発明方法になるもの
を、またβ線が従来方法によるものを示してあ
る。この第８図により本発明によるFRP部品Ａ
の強度が飛躍的に優れたものであることが容易に
理解される。なお、この第８図は、FRP部品Ａ
あるいはA′を、それぞれの取付孔３の部分で両
持ち式に支持する一方、その長手方向中間部にお
いて荷重を加えた場合の結果である。 Here, Fig. 9 shows the results obtained by the conventional method.
The part corresponding to FIG. 2 of FRP part A' is shown, but in this conventional part, the end part is only resin 6 and there is no long fiber 5, and the weld 1
Long fibers 5 are also formed on the periphery of the end side of the mounting hole 3 where 1 appears.
has become non-existent. And, obtained by using such conventional FRP part A' and the present invention,
A comparison of the strength with FRP part A is shown in FIG. 8. In FIG. 8, alpha rays are shown for the product made by the method of the present invention, and beta rays are shown for the product made by the conventional method. According to this FIG. 8, FRP part A according to the present invention
It is easily understood that the strength is dramatically superior. Furthermore, this figure 8 shows FRP part A.
Alternatively, the results are obtained when A' is supported in a double-sided manner at each mounting hole 3, and a load is applied at the intermediate portion in the longitudinal direction.

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、
長繊維の長手方向端部においても当該長繊維が十
分に存在して、この端部分のに割れ等の生じ難い
強度的に優れたFRP部品を得ることができる。
また、成形型に設けたセキの作用によつて、
FRP部品の端部において長繊維を所望の方向に
集束させることができ、この結果例えばFRP部
品の端部に取付孔を有するもの等にあつても、こ
の部分を集束された長繊維により補強して、上述
した事項と合わせて強度上極めて好ましいものが
得られる。(Effects of the Invention) As is clear from the above, the present invention has the following advantages:
There are sufficient long fibers at the ends of the long fibers in the longitudinal direction, and it is possible to obtain an FRP component with excellent strength and which is less likely to crack at these end portions.
In addition, due to the action of the hole provided in the mold,
The long fibers can be focused in a desired direction at the end of the FRP part, and as a result, even if the end of the FRP part has a mounting hole, this part can be reinforced with the focused long fibers. In combination with the above-mentioned matters, extremely favorable strength can be obtained.

[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明により得られたFRP部品の全
体平面図。第２図は第１図の前端部分における長
繊維の様子を示す図。第３図は本発明による１次
成形品の第２図に対応した部分の図。第４図ない
し第６図は本発明により熱プレスしている際の様
子を示すもので第４図は第３図−線断面図、
第５図は第３図−線断面図、第６図は第３図
−線断面図。第７図は第６図−線断面図
でプリプレグシートを略して示したもの。第８図
は本発明方法によるFRP部品と従来方法による
FRP部品との強度を比較して示す図。第９図は
従来方法によるFRP部品の第２図に対応した図。Ａ……FRP部品、Ｂ……１次成形品、Ｃ……
過長端部、Ｄ……成形型、Ｅ……成形用キヤビテ
イ、Ｆ……過長キヤビテイ部、５……長繊維、６
……樹脂、７……上型、7b……セキ、８……下
型、8b……セキ。 FIG. 1 is an overall plan view of an FRP component obtained by the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the appearance of long fibers at the front end portion of FIG. 1. FIG. 3 is a diagram of a portion corresponding to FIG. 2 of the primary molded product according to the present invention. Figures 4 to 6 show the state of hot pressing according to the present invention, and Figure 4 is a sectional view taken along the line of Figure 3;
FIG. 5 is a sectional view taken along the line of FIG. 3, and FIG. 6 is a sectional view taken along the line of FIG. 3. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line of FIG. 6, in which the prepreg sheet is abbreviated. Figure 8 shows FRP parts made by the method of the present invention and those made by the conventional method.
A diagram showing a comparison of strength with FRP parts. FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 2 of an FRP component manufactured by the conventional method. A...FRP parts, B...primary molded products, C...
Extended end portion, D... Molding mold, E... Molding cavity, F... Extended cavity portion, 5... Long fiber, 6
...resin, 7...upper mold, 7b...seki, 8...lower mold, 8b...seki.

Claims

[Claims] 1. A prepreg sheet of FRP containing long fibers is hot-pressed and molded using a mold.
In the method for manufacturing an FRP part, the mold has an overlong cavity part whose molding cavity is longer in the filament direction than the final part shape, and a boundary part between the final part shape and the overlong cavity part. A prepreg sheet having a length that corresponds to the molding cavity having the overlong cavity portion is disposed in the mold, and the prepreg sheet has a width that focuses the long fibers in a predetermined direction. A step of hot pressing a prepreg sheet, and a primary molded product obtained by the hot pressing,
A method for manufacturing an FRP part, comprising: removing an overlong end portion corresponding to the overlong cavity portion.