JPH06206232A - 成形材料の硬化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前以て賦形されたＳＭＣ材等の成形材料を硬
化する過程において、成形材料に過大な荷重をかけるこ
となく、硬化する。 【構成】 少なくとも一対の金型を配置し、これら金型
により構成されるキャビティ内に、賦形装置により所要
形状に賦形した半硬化成形材料を通過させて加熱硬化す
る構成とし、成形材料の入口側は一次硬化ゾーンとし、
該一次硬化ゾーンの出口側に連続する領域を二次硬化ゾ
ーンとし、該二次硬化ゾーンの金型の一方を可動型とし
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形材料の硬化装置に
関し、特に、ガラス繊維等の強化繊維に、高温硬化剤等
を配合した不飽和ポリエステル樹脂あるいはエポキシ樹
脂を含浸してなる半硬化成形材(ＳＭＣ材、ＴＭＣ材)
を、賦形装置で所要の形状および所要の繊維方向で賦形
した後、加熱硬化する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の成形材料の成形方法およ
び成形装置として、本出願人は、先に、原材料を予め半
硬化状のシート状等に成形したＳＭＣ材あるいはＴＭＣ
材等の繊維強化樹脂材を用い、該複合材をプレス成形す
るドライ材料からの成形方法および成形装置を提供して
いる。(特願平４−５２５９７号）

【０００３】上記成形装置は、対向配置した金型とロー
ルとの間に、強化繊維に樹脂を含浸して形成した半硬化
の繊維強化樹脂材を供給し、上記ロールおよび／あるい
は金型の間で上記繊維強化樹脂材を相対的に移動させ
て、所要の圧下率に達するまで複数回押圧し、該押圧に
より強化繊維に所要の方向を与えると共に繊維強化樹脂
材に所要の形状を賦形するもので、微少加工を重畳的に
施し、繊維強化樹脂材に段階的圧下を加えることによ
り、繊維の配向性の制御を可能とすると共に、該成形時
における材料の不均一な流動を無くし、所要の断面形状
を有する成形品を成形出来るようにしている。

【０００４】上記成形装置においては、成形材料に高温
硬化剤を含めて、上記対向配置したロールと金型とから
なる賦形装置では常温下で半硬化状態で賦形を行い、賦
形後に、賦形された半硬化成形材料を加熱硬化装置に入
れて硬化を行っている。即ち、賦形と硬化とは別個かつ
連続して行うことを特徴としており、硬化装置では硬化
のみを行うようにしている。

【０００５】上記賦形装置に連続して設置する加熱硬化
装置として、前記出願の成形装置では、下記の２つの装
置を提案している。即ち、 賦形装置の金型を成形材料を保持した状態で加熱硬化
装置の内部に搬入し、該加熱硬化装置に内部に設置した
ヒータ、温風器等を加熱手段により所要時間加熱して硬
化する。 図１２に示すように、ロール１とロール型金型２とを
対向配置した賦形装置３に連続して、成形品の断面形状
と対応させたガイド穴５を有する硬化手段４を設置し、
該硬化手段４を上流端より下流端に向けて、ガイド部４
Ａ、一次硬化部４Ｂ、二次硬化部４Ｃ、三次硬化部４Ｄ
とに分けている。上記ガイド穴５は、ガイド部４Ａおよ
び一次硬化部４Ｂでは賦形装置で賦形された外周面との
間にクリアランスを有する寸法に設定し、三次硬化部４
Ｄでは成形材料の熱的特性に応じて、その外周面より一
回り小さい寸法あるいは一回り大きい寸法に設定してい
る。尚、 図１２において、６は成形材料、７は切断装
置である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記ＳＭＣ材等からな
る半硬化材料は、賦形装置により所要形状に賦形された
後、加熱により硬化させる際、図１１の実験結果に示す
ように、膨張した後に収縮し、所要量収縮した後に変形
が生じない特性があることが実験により判明した。ま
た、上記膨張、収縮の変位量も図中、実線、点線、一点
鎖線で示すようにＳＭＣによって差がある。即ち、最大
膨張量が実線で示す結果では０.６０mm、 点線では０.４
９mm、 一点鎖線では０.３９mmと変化し、常に一定では
ないことが判明している。

【０００７】前記装置は短い定尺の成形品を対象とし
ており、長尺あるいは連続した成形品の加熱硬化には適
用出来ない。

【０００８】上記に記載した装置においても、成形材
料が通るガイド穴の断面形状が固定されているため、膨
張率および収縮率が可変した場合に対応出来ない。よっ
て、例えば、ガイド穴の断面形状と比較して膨張率が大
きい場合には成形材料に過大な荷重を付加することとな
り、一方、ガイド穴の断面形状と比較して膨張率が小さ
い場合にはガイド穴の型面を成形材料に接触させること
が出来ず、加熱が不十分となったり、成形品の外観面を
平滑面に仕上げることが出来なくなる。

【０００９】本発明は上記した問題に鑑みて、前記した
本出願人の出願に係わる成形装置における硬化装置を改
良したもので、加熱硬化時の成形材料の膨張、収縮に対
応して、成形材料に過大な荷重をかけることなく、最適
な加熱を行うと共に、 特に、成形材料の外観面を平滑面
に仕上げることが出来るようにした成形材料の硬化装置
を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、搬送通
路に沿って少なくとも一対の金型を配置し、これら金型
により構成されるキャビティ内に、成形材料を通過させ
て硬化する構成とし、上記金型の少なくとも一部を、キ
ャビティ断面を変化させる可動型としていることを特徴
とする成形材料の硬化装置を提供するものである。

【００１１】上記成形材料の硬化は、金型内部での加熱
手段による加熱で硬化する他、成形材料に常温硬化剤が
混合されている場合に常温で硬化され、さらに、光で硬
化される場合もあり、成形材料を金型内部で硬化させる
全ての場合に採用でき、特に、硬化過程で成形材料に膨
張および収縮等の体積変動が生じる場合に適用出来る。

【００１２】上記装置において、上記成形材料の入口側
を一次硬化ゾーンとし、該一次硬化ゾーンでは、上記一
対の金型により構成するキャビティ断面を一次硬化ゾー
ンの入口側から出口側に向かって次第にクリアランスを
小さくさせる一方、上記一次硬化ゾーンの出口側に連続
する二次硬化ゾーンでは、上記金型のいずれか一方を上
記可動型として、成形材料の体積変化に追従して上記キ
ャビティ断面を変化させる構成とすることが好ましい。

【００１３】上記一次硬化ゾーンは成形材料が半硬化状
態より硬化が開始された段階で、成形材料の膨張が少な
い(一次硬化ゾーンの出口端で膨張が０.２mm程度)ゾー
ンである。該一次硬化ゾーンの入口側のキャビティ断面
は成形材料との間に十分なクリアランスを設けて、キャ
ビティ内への成形材料のスムーズな挿入を可能としてお
り、かつ、該一次硬化ゾーンでは出口側に向かってキャ
ビティ断面を小さく、出口端では完成した成形品の断面
形状と略一致あるいは僅かに大きくなり、型面が成形材
料と近接もしくは接触するように調整している。上記一
次硬化ゾーンにおいて、入口端ではクリアランスを大き
くしていることにより、加熱硬化の場合には、ふく射熱
で成形材料を硬化し、クリアランスが小さくなるに従っ
て成形材料を近接もしくは接触加熱して、十分な加熱を
行うようにしている。尚、上記したように、本装置は常
温もしくは加熱以外の手段で硬化する場合にも利用しえ
る。

【００１４】上記二次硬化ゾーンは、前記図１１に示す
ように、成形材料の膨張がピークに達した後に、収縮に
入る間のゾーンである。該二次硬化ゾーンでは、成形材
料の剛性が高くなっており、成形材料が膨張して金型と
圧接すると、その摩擦力により、成形材料の押出力だけ
では、成形材料の押し出しが不十分となる。よって、該
二次硬化ゾーンでは、上記のように金型側の一方を可動
させて、成形材料の膨張に追従させて、押し出し力で成
形材料の押し出しが十分に行えるようにしている。

【００１５】さらに、上記可動型は、適宜な付勢手段に
より無圧もしくは低圧でキャビティ側に付勢して支持
し、成形材料を殆ど加圧することなく成形材料の体積変
化に追従させて可動させ、常に可動型の型面と成形材料
と接触させている。該可動型の型面は成形材料の外観面
と接触させるようにして、外観面が平滑面に仕上がるよ
うにしている。

【００１６】一方、上記可動型と対向する固定型側に
は、型面に沿ってローラを設置し、成形材料の固定型側
との摩擦力を低減しても良い。上記ローラを弾性支持す
ると、摩擦力を低減できるために好ましい。

【００１７】上記二次硬化ゾーンの出口側領域は、成形
材料が収縮した後に略一定に保持されて変形が生じない
完全硬化領域であるため、三次硬化ゾーンとして区別
し、該三次硬化ゾーンでは上記一対の金型をキャビティ
断面が一定となるように調整することが好ましい。該三
次硬化ゾーンのキャビティ断面は、略硬化した成形材料
が摺動しながら移動出来る程度の微少クリアランスを有
するように設定している。尚、上記三次硬化ゾーンを特
に区別して設けずに、二次硬化ゾーンを本硬化装置の出
口端まで設置しても良い。

【００１８】上記各硬化ゾーンの金型内部には、加熱手
段を内蔵させる一方、成形材料が金型のキャビティ内部
を通過することにより加熱により硬化されるように、上
記加熱手段の温度を制御する手段を設置している。

【００１９】上記硬化装置で加熱硬化される成形材料
は、繊維強化樹脂材料からなり、該繊維強化樹脂材とし
て、チョップドストランドに不飽和ポリエステル樹脂と
充填剤、増粘剤、離型剤、顔料などを混合した樹脂コン
パウンドを含浸し、ポリエチレンシートで両面をおお
い、次に熟成温度(約４０℃)で樹脂コンパウンドを増粘
し、非粘着化したシート材料からなるＦＲＰの一種であ
るＳＭＣ(シート・モールディング・コンパウンド)材が
好適に用いられる。上記ＳＭＣは前記特願平４−５２５
９７号に記載した賦形装置により賦形した後、上記加熱
硬化装置に連続的に押し出して硬化することが好まし
い。

【００２０】

【作用】本発明に係わる上記硬化装置は、一次硬化ゾー
ンの金型ではキャビティ断面を成形材料との間に必要に
して十分なクリアランスが生じるように調整しているた
め、成形材料をスムーズにキャビティ内に挿入できる。
かつ、漸次クリアランスを小さく出来るので、ふく射熱
による加熱から型面との近接もしくは接触加熱を施すよ
うにしているため、成形材料を十分に加熱硬化させるこ
とが出来る。

【００２１】また、成形材料の剛性が高くなっていると
共に、成形材料の膨張および収縮からなる体積変化が大
きい二次硬化ゾーンでは、金型の一部を成形材料の膨張
および収縮に対応して可動させているため、金型との間
に大きな摩擦力を発生させず、押し出しがスムーズに行
える。また、膨張時に過大な荷重が成形材料に負荷され
ないため、成形材料の繊維の配向を賦形時に与えられた
理想的状態のままに保持することが出来る。即ち、加熱
硬化時に繊維配向を損なうことが防止出来る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１に示すように、本発明に係わる加熱硬化装置
１０の入口側に連続する上流側には前記図１２に示す従
来例と同様の賦形装置３を設置している。ロール１とロ
ール型金型２とを対向配置した賦形装置３に連続して、
成形品の断面形状と対応させたガイド穴２１を有する加
熱硬化装置１０を設置し、該加熱硬化装置１０を上流端
より下流端に向けて、一次硬化ゾーンＺ１、二次硬化ゾ
ーンＺ２、三次硬化ゾーンＺ３とに分けている。上記ガ
イド穴２１は、一次硬化ゾーンＺ１では賦形装置３で賦
形された外周面との間にクリアランスを有する寸法に設
定し、三次硬化ゾーンＺ３では成形材料の熱的特性に応
じて、成形製品の外周と略同一、もしくは僅かに小さい
寸法、あるいは僅かに大きい寸法に設定している。尚、
図１において、６は成形材料、７は切断装置である。

【００２３】上記賦形装置３では、上下対向してロール
(roll)１とロール型金型(die roll)２を４段配置し、下
方のロール１は同一水平面に固定して矢印方向に回転さ
せる一方、上方のロール型金型２を回転自在とすると共
に下流側に行くほど下方に配置して、ロール１との距離
Ｓを狭くしている。成形材料６は強化繊維に不飽和ポリ
エステル樹脂を含浸してなる半硬化成形材のＳＭＣ材か
らなり、上記賦形装置３のロール１とロール型金型２と
の間に、シート状で半硬化状態のＳＭＣ材を連続的に押
し出して、常温下で、ロール１とロール型金型２により
段階的に加圧して、最終のロール１とロール型金型２の
間に通過したＳＭＣ材を所要形状(図３の金型のキャビ
ティ１２Ａで示す凹形状）に賦形している。

【００２４】加熱硬化装置１０は、成形材料(ＳＭＣ材)
６の押出通路の上流側の入口端Ｘより下流側の出口端Ｙ
にかけて、一次硬化ゾーンＺ１、二次硬化ゾーンＺ２、
三次硬化ゾーンＺ３とに分けている。これら各ゾーンＺ
１〜Ｚ３には上下一対の金型を配置すると共に、これら
金型を連続させ、各上下金型により構成される一連のキ
ャビティ１２を入口端Ｘより出口端Ｙに連続して設けて
いる。

【００２５】図２に示す加熱硬化装置１０では、上記一
次硬化ゾーンＺ１の上下金型１３、１４は共に固定型と
し、二次硬化ゾーンＺ２の上金型１５は可動型、下金型
１６は固定型とし、三次硬化ゾーンＺ３の上下金型１
７、１８は共に固定型としている。

【００２６】具体的には、図２から図９に示す如く、一
次硬化ゾーンから三次硬化ゾーンの全ての金型を断熱材
からなる金型保持枠２０の内部に設置している。該金型
保持枠２０の入口側Ｘの端部には成形材料挿入口２１を
開口すると共に、出口側Ｙの端部には成形材料取出口２
２を開口している。各硬化ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３の下
金型１４、１６、１８は上記保持枠２０に固定し、各下
金型１４、１６、１８と対向して設ける上金型１３、１
５、１７のうち１３、１７を上金型ホルダー２３、２５
に固定する一方、１５を上金型ホルダー２４に上下可動
に設け、かつ全上金型ホルダー２３、２４、２５を保持
枠２０に固定している。

【００２７】一次硬化ゾーンＺ１は、図３および図４に
示すように、上金型ホルダー２３に上金型１３をボルト
等で固定している。該上金型１３と下金型１４とにより
図示のように横断面凹形状の一次硬化ゾーンのキャビテ
ィ１２Ａを形成し、上下金型１３、１４を固定している
ため、キャビティ１２Ａは入口端ａより出口端ｂにかけ
て一定寸法に固定されている。

【００２８】上記上金型１３は、図４の如く、入口端ａ
より出口端ｂにかけて、型面１３ａが下金型１４の型面
１４ａに漸次近接するようにテーパをかけて形成し、一
次硬化ゾーンＺ１のキャビティ１２Ａは入口端ａより出
口端ｂにかけて断面を漸次小さくし、成形材料との間の
クリアランスが小さくなるように設定している。

【００２９】上記入口端ａのキャビティ１２Ａの断面
は、賦形装置３で賦形された成形材料の断面より大きく
設定して十分なクリアランスが生じるように設定してお
り、賦形装置３で賦形された半硬化成形材料が抵抗なく
スムーズにキャビティ１２Ａに挿入出来るようにしてい
る。一方、出口端ｂのキャビティ１２Ａの断面は、成形
品の設計断面と略同一もしくは僅かに大きく設定し、出
口端ｂにおいて、型面１３ａ、１４ａに成形材料６が近
接するように設定している。

【００３０】上記上下金型１３、１４および上金型ホル
ダー２３の内部には所要間隔をあけてシーズヒータの電
気ヒータ２６を埋設し、所要温度に加熱している。尚、
電気ヒータにかえて、加圧蒸気あるいは加熱オイルを流
通させる加熱手段を設けてもよい。

【００３１】二次硬化ゾーンＺ２は、図５ないし図７に
示すように、下金型１６を保持枠２０に固定している
が、上金型１５は上金型ホルダー２４に固定せず、一対
の指示ロッド２７を用いて、上金型ホルダー２４および
保持枠上部２０ｃに形成した貫通穴２４ａ、２０ｄを摺
動自在に貫通する支持ロッド２７の下端に上金型１５を
固定して該上金型１５を上金型ホルダー２４に対して指
示ロッド２７と共に可動可に設けている。該支持ロッド
２７は更に保持枠２０の上面から突設した支持板２８に
形成した貫通穴２８ａより上方へ突出させ、該突出した
上端にスプリング上受け２７ａを形成する一方、支持板
２８の下方で保持枠２０の貫通穴２０ｄに嵌含した支持
ロッド２７の軸受け３１にスプリング下受け２７ｂを形
成している。

【００３２】上記ロッド２７の外周には一対のバランス
コイルスプリング２９、３０を巻装しており、保持枠上
部２０ｃの貫通穴２０ｄに嵌合した軸受３１のスプリン
グ下受２７ｂの上面と支持板２８の下面との間に下段の
スプリング２９を、また支持板２８の上面と支持ロッド
２７の上端のスプリング上受け２７ａとの間に上段のス
プリング３０を張架して該上段スプリング３０は支持ロ
ッド２７と共に上金型１５を上方へ吊り上げるバネ力を
有する一方、下段スプリング２９は支持ロッド２７と共
に上金型１５を下方へ押し下げるバネ力を有し、上下２
段のスプリング２９、３０の釣り合いで、支持ロッド２
７と共に上金型１５を支持板１５に対して上下躍動自在
に保持すると共に上金型１５を下金型１６に対して可動
可に設けている。このように一対のバランススプリング
２９、３０により支持ロッド２７を保持して、該支持ロ
ッド２７の下端に固定した上金型１５を低圧(本実施例
では４９００Ｐａ)で下金型１６側へ付勢している。し
たがって、上金型１５と下金型との間に挿入される成形
材料６が加熱により膨張すると、この膨張に応じて上金
型１５が支持ロッド２７と共に上方へ移動して図６に示
す如き位置に自在に変位することができる。バランスス
プリングの一実験例は太径のバネ（３０）1.58Kgf/mm小
径のバネ（２９）1.31Kgf/mmで以上の２つによりなる系
のバネ定数（2.89Kgf/mm)である。各可動型は、上記の系
２つにより支持されるので各可動型のバネ定数は(2.89X
2=5.78Kgf/mm)可動型の投影面積は(75mmX300mm)である
ので変位が1mmの場合圧力は(5.78X1.0)/(7.5X30)=0.025
7Kgf/cm²=2520 Pa)となる。

【００３３】なお、上記付勢手段はダブルスプリングに
限定されず、プレス等の成形材料の膨張および収縮に応
じて昇降する手段であれば良い。常態において、上金型
１５の上面と上金型ホルダー２４との間には、図５に示
すように隙間３３を設け、該隙間３３の寸法だけ上金型
１５を上昇して、上下金型の型面１５ａと１６ａの間に
形成するキャビティ１２Ｂの断面を可変できるようにし
ている。

【００３４】図７に示す如く、二次硬化ゾーンＺ２の上
金型１５は入口ｂ'から出口ｃにかけて同一断面形状と
しており、よって、上下金型の型面１５ａと１６ａの間
に形成するキャビティ１２Ｂは入口ｂ'から出口ｃにか
けて上金型１５が同一断面となる。尚、支持ロッド２７
による上金型１５の支持は、二次硬化ゾーンＺ２の長さ
が短い場合には、長さ方向の中央部を支持する１点支持
でよく、長い場合には、その長さに応じて適宜個数の支
持ロッド２７により支持している。

【００３５】下金型１６には、型面１６ａに沿って、図
５ないし図７に示すように支持ローラ取付用段部１６ｂ
を凹設し、該段部１６ｂ内にその底面よりスプリング３
４を介して上下動自在に設けた支持ローラ３５を複数個
並設している。これら支持ローラ３５の上面は型面１６
ａに沿うように設定している。キャビティ１２Ｂ内に挿
入される成形材料６が加熱で膨張すると、この膨張に応
じて複数個の支持ローラ３５がスプリング３４に抗して
下方へ変位して膨張を吸収することができる。尚、図示
の実施例では、支持ローラ３５を並設する部分には長尺
な段部１６ｂを形成しているが、各支持ローラを設置す
る凹部を個別に設け、該凹部より支持ローラの上面を型
面１６ａに露出させて、言わば支持ローラを埋設する構
成とすることが好ましい。この支持ローラ３５の設置位
置、取付個数は成形材料の膨張が最大となる点の振れ、
および、最大膨張を持続する時間に対応して設定され
る。また、支持ローラは必ずしもスプリング３４を介設
して取り付ける必要はないが、スプリングを介設した場
合、摩擦力の低減効果が大きい。

【００３６】上記二次硬化ゾーンＺ２の上下金型１５、
１６および上金型ホルダー２４に、一次硬化ゾーンＺ１
と同様にシーズヒータ２６を内蔵している。

【００３７】三次硬化ゾーンＺ３は、図８、図９に示す
如く、一次硬化ゾーンＺ１と同様に、上金型１７を上金
型ホルダー２５に固定している。該三次硬化ゾーンＺ３
の上金型１７は入口ｃ'から出口ｄにかけて同一形状と
し、よって、上下金型の型面１７ａと１８ａの間に形成
するキャビティ１２Ｃを入口ｃ'から出口ｄにかけて同
一断面としている。この三次硬化ゾーンＺ３のキャビテ
ィ１２Ｃの断面は製品設計断面と略同一もしくは僅かに
大きく設定し、略完全に硬化した成形材料が型面１７
ａ、１８ａに摺接しながら移動するようにしている。た
だし、必ずしも摺接させる必要はない。

【００３８】次に、上記構成からなる硬化装置による成
形材料(ＳＭＣ材)の加熱硬化作用について説明する。図
１において、所要の厚さを有するシート状で半硬化のＳ
ＭＣ材６を賦形装置３のロール１とロール型金型２との
間に押し出す。ＳＭＣ材６は賦形装置３で段階的に圧下
されて所要厚さの凹形状となり、図２の硬化装置１０へ
と連続的に押し出される。

【００３９】硬化装置１０の挿入口２１より図３、図４
の一次硬化ゾーンＺ１に押し出されたＳＭＣ材６は、キ
ャビティ１２Ａの断面をＳＭＣ材の断面より大きくし
て、クリアランスを設けているため、スムーズにキャビ
ティ１２Ａ内に挿入して移動する。キャビティ１２Ａ内
で入口側ではクリアランスがあるため、ふく射熱により
加熱される。一次硬化ゾーン側の出口ｂに近付くにつれ
てクリアランスが小さくなり、型面１３ａ、１４ａと接
触しだすと、直接的に金型より熱が伝導されて加熱され
る。

【００４０】上記のように、一次硬化ゾーンＺ１での加
熱で、ＳＭＣ材６の硬化がすすみ、出口ｂに達する位置
では剛性を有する状態となっている。

【００４１】次に、図５、図６、図７の二次硬化ゾーン
Ｚ２に入ると、ＳＭＣ材６が所定時間以上加熱されて、
図１１に示すように膨張を始める。ＳＭＣ材６が膨張す
ると、ＳＭＣ材６の上下両面が上下金型の型面１５ａ、
１６ａに圧接するようになる。その時、下金型１６の型
面１６ａは固定であるが、上金型１５が可動であるた
め、上金型１５の型面１５ａが十分な剛性を有するＳＭ
Ｃ材６の膨張によりバランススプリング２９、３０のバ
ネ力に抗して上昇して、ＳＭＣ材６の膨張を吸収する。

【００４２】上金型１５の上昇はＳＭＣ材６の膨張に対
応して上昇し、膨張がピークに達する位置で上限に達
し、ついで、ＳＭＣ材６が収縮に入ると、バランススプ
リング２９、３０のバネ力により上金型１５が押し下げ
られてＳＭＣ材６の収縮にが追従する。尚、ＳＭＣ材６
は上金型１５と下金型１６の間に連続的に供給されるた
め、ＳＭＣ材の搬送方向に対して直交する方向で見た場
合、ＳＭＣ材６は入口より一定距離にある略同一位置で
膨張がピークに達すると共にこの同一位置から収縮に入
って、これらの膨張と収縮とが同一カーブを描くように
なる。よって、ＳＭＣ材６の体積変化に追従して変位す
る上金型１５の変位量は同一位置では略一定であり、上
金型１５は変位した一定位置に保持された状態を維持す
るようになる。

【００４３】ＳＭＣ材６は賦形装置３で所定の形状とし
ているため、硬化装置ではＳＭＣ材６を加圧することは
好ましくないが、本装置では、可動型の上金型１５をバ
ランススプリング２９、３０で極めて低圧もしくは無圧
で付勢しているため、ＳＭＣ材６に過大な荷重をかける
ことなく、その体積変化に追従させることが出来る。即
ち、二次硬化ゾーンＺ２の上金型１５はＳＭＣ材６の表
面に常に接触しながら、昇降、下降を繰り返すようにな
る。

【００４４】上記上金型１５の型面１５ａと接触するＳ
ＭＣ材６の表面は外観面としており、よって、型面１５
ａと常時接触させることによりＳＭＣ材６の外観面を平
滑な面に仕上げることが出来る。

【００４５】一方、下金型１６側でも、ＳＭＣ材６が膨
張すると、下金型１６の型面１６ａにＳＭＣ材６が圧接
して摩擦力が生じ、ＳＭＣ材の押し出しがスムーズに行
えないようになる恐れが生じる。このため、型面１６ａ
に沿って下金型１６の段部１６ｂ内にローラ３５を複数
個設置して、該ローラ３５の上面とＳＭＣ材６の下面を
点接触させることにより、摩擦力を低減出来て、ＳＭＣ
材６の円滑な移動を行うことができる。したがって、Ｓ
ＭＣ材６は二次硬化ゾーンＺ２内でその押出力だけでも
スムーズに移動させることが出来る。

【００４６】ＳＭＣ材６が収縮した後、収縮量が一定に
達すると、体積変化はほどんどなくなる。この時点で、
二次硬化ゾーンの出口ｃより出て、図８、図９の三次硬
化ゾーンＺ３に入る。三次硬化ゾーンＺ３のキャビティ
断面１２Ｃは入口ｃ'より出口ｄまで同一断面であり、
体積変化のないＳＭＣ材６の外周面と上下金型の型面１
７ａ、１８ａを摺接させて、型面よりＳＭＣ材６にシー
ズヒータ２６の加熱を伝導して、加熱硬化を完成させ
る。

【００４７】三次硬化ゾーンＺ３の出口ｄ、即ち、硬化
装置の取出口２２より出てきたＳＭＣ材６は硬化が完了
した状態となっている。

【００４８】本発明に係わる装置は、上記実施例に限定
されず、一次硬化ゾーン及び三次硬化ゾーンを二次硬化
ゾーンと区別して設けずに、図１０に示す如く上金型を
可動型とした図５ないし図７の二次硬化ゾーンを硬化装
置の入口側から出口側まで一連に設置しても良い。ま
た、二次硬化ゾーンＺ２の下金型側に必ずしもローラを
設ける必要はない。さらに、二次硬化ゾーンＺ２の可動
型の上金型の可動機構も、上記バランススプリングを設
けた構成に限定されず、上金型をＳＭＣ材の体積変化に
追従させることが出来る機構であれば良い。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、長尺に
賦形されたＳＭＣ材等の成形材料を加熱硬化する装置に
おいて、本発明では、成形材料が硬化過程で膨張、収縮
の体積変化が生じる特性に対応して、成形材料と接する
金型を可動型としているため、過大な荷重を成形材料に
負荷することを防止出来る。よって、前工程の賦形装置
で与えられた所定形状を崩さず、かつ、成形材料中の繊
維の配向を理想状態のままに保持することが出来る。

【００５０】また、可動型の型面を常時成形材料の表面
に当接させることができ、該成形材料の表面を外観面と
すると、平滑で美麗な外観面を与える事ができる。

【００５１】さらに、硬化装置の入口側では、キャビテ
ィ断面を成形材料の断面より大きくして、十分なクリア
ランスを与えているため、成形材料を押出力でスムーズ
に移動させることが出来る。かつ、剛性が高くなると共
に最大膨張点に達する二次硬化ゾーンでは、一方の金型
を可動とし、他方の金型型面にローラを設置すれば更に
摩擦力を低減でき、二次硬化ゾーンにおいても押出力で
スムーズな移動を行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる成形装置の全体概略図であ
る。

【図２】 本発明に係わる硬化装置の縦断面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ線における横断面図である。

【図４】 図３の一部を拡大した概略断図面である。

【図５】 図２のＢ−Ｂ線における横断面図である。

【図６】 図５の可動型が可動した時の断面図である。

【図７】 図５の一部を拡大した概略断面図である。

【図８】 図２のＣ−Ｃ線における横断面図である。

【図９】 図８の一部を拡大した概略断面図である。

【図１０】図２の変形例を示す硬化装置の縦断面図であ
る。

【図１１】ＳＭＣ材の硬化過程における厚みの変化を示
す線図である。

【図１２】従来の成形装置の全体概略図である。

【符号の説明】

６ 成形材料(ＳＭＣ材) １０ 硬化装置 １２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ キャビティ １３、１５、１７ 上金型 １４、１６、１８ 下金型 ２３、２４、２５ 上金型ホルダー ２６ 電気カートリッジ型ヒータ ２７ 支持ロッド ２９、３０ スプリング ３３ 隙間 Ｚ１ 一次硬化ゾーン Ｚ２ 二次硬化ゾーン Ｚ３ 三次硬化ゾーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:10

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送通路に沿って少なくとも一対の金型
   を配置し、これら金型により構成されるキャビティ内を
   賦形装置により所要形状に賦形された半硬化成形材料を
   通過させて加熱硬化する構成とし、 上記金型の少なくとも一部を、硬化過程で成形材料に生
   じる膨張・収縮に追従してキャビティ断面を変化させる
   可動型としていることを特徴とする成形材料の硬化装
   置。
2. 【請求項２】 上記硬化装置の成形材料の入口側は一次
   硬化ゾーンとし、該硬化ゾーンでは、上記一対の金型を
   固定すると共に、これら金型により構成するキャビティ
   断面を入口側から出口側に向かって漸次縮小させる一
   方、 上記一次硬化ゾーンの出口側に連続する領域を二次硬化
   ゾーンとし、該二次硬化ゾーンの金型の一方を上記した
   可動型としている請求項１記載の成形材料の硬化装置。
3. 【請求項３】 上記二次硬化ゾーンの出口側領域を三次
   硬化ゾーンとして、第３次硬化ゾーンでは一対の金型を
   固定して、キャビティ断面を一定としている請求項２記
   載の成形材料の硬化装置。
4. 【請求項４】 上記一次硬化ゾーンのキャビティ断面
   は、入口側では成形材料との間に十分なクリアランスが
   生じるように調整すると共に、出口端では成形品の設計
   断面形状と略同一もしくは僅かに大きく調整しているこ
   とを特徴とする請求項２、３のいずれか１項に記載の成
   形材料の硬化装置。
5. 【請求項５】 上記二次硬化ゾーンの可動型と対向する
   固定型側には、型面に沿ってローラを設置していること
   を特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の成
   形材料の硬化装置。
6. 【請求項６】 上記ローラが弾性支持されていることを
   特徴とする請求項５記載の成形材料の硬化装置。
7. 【請求項７】 上記可動金型は付勢手段でキャビティ側
   に付勢して支持し、成形材料に過大な荷重をかけること
   なく成形材料の体積変化に追従して可動する構成として
   いる前記請求項のいずれか１項に記載の成形材料の硬化
   装置。
8. 【請求項８】 上記付勢手段はダブルスプリングからな
   る請求項７記載の成形材料の硬化装置。
9. 【請求項９】 上記可動型の型面は、成形品外観面と接
   触するものである前記請求項のいずれか１項に記載の成
   形材料の硬化装置。
10. 【請求項１０】 上記各硬化ゾーンの金型内部に、加熱
    手段を内蔵させていることを特徴とする前記請求項のい
    ずれか１項に記載の成形材料の硬化装置。
11. 【請求項１１】 上記加熱手段がシーズヒータの電気ヒ
    ータからなる請求項１０記載の成形材料の硬化装置。
12. 【請求項１２】 上記加熱手段が加圧蒸気からなる請求
    項１０記載の成形材料の硬化装置。
13. 【請求項１３】 上記加熱手段が加熱オイルからなる請
    求項１０記載の成形材料の硬化装置。
14. 【請求項１４】 上記成形材料は繊維強化樹脂材料から
    なる前記請求項のいずれか１項に記載の成形材料の硬化
    装置。