JPS6021216A - 繊維強化プラスチツクの成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外周部に長繊維を、中心部に短繊維を半硬化状
態のマトリックスで成形した素材を閉塞された金型内に
配置し、ポンチで押圧して成形する方法において、前記
素材を先端に突起部の配設されたポンチで抑圧成形し、
成形品外周部の長繊維厚さ、並に繊維配向を円周方向に
均等化させることを特徴とする繊維強化プラスチックの
成形方法に係り、その目的とする処は、外周部に長繊維
を有する繊維強化プラスチツク製品を安定した品質で安
価に製造する繊維強化プラスチックスの成形方法を供す
る点にある。

本発明においては前記したように、外周部に長繊維を、
中心部に短繊維を半硬化状態のマ）　ＩＪソックス成形
した素材を閉塞した金型内に配置し、先端部に突起部の
配設されたポンチで抑圧成形するようにしたので、圧縮
成形開始時、前記ポンチはその先端突出部によって素材
の内部短伜紐部のみを圧縮して素材の外周長繊維部には
挫屈させる力を働かせず、内部から横方向に変化させる
力がかかるので、円周の各部分での変形が均等化し、更
に前記ポンチの先端突出部と金型との間で素材外周部の
長繊維を拘束することによって、外周部における長繊維
の配置を均一化し、か（して本発明によれば、外周部に
長繊維を有する繊維強化プラスチツク製品を安定した品
質で簡単に成形しうるものである。

以下本発明を図示の実施例について説明する。

第１図及び第２図は本発明を第５図に示す如き平歯車（
α）の成形に適用した場合を示し、素材（１）は第３図
及び第４図に示すように連続的に製作されたものを切断
して形成された円筒体で、中心部の合成樹脂をマトリッ
クスとした短繊維（１α）の外周部に合成樹脂をマトリ
ックスとしだ長繊維（１ｂ）を多数傾斜させてほぼ均一
に捲装したものを使用する。なお繊維としては炭素、ガ
ラス、金属、セラミック等の無機質及びアラミド系に代
表される有機繊維並にホイスカー等が利用される。

一方、マトリックスとしての合成樹脂は、熱可塑性、熱
硬化性を問わず自由に選択できるが、成形品としての要
求物性、成形性、コスト等より、例えばエポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル、ビニールエステル樹脂等が利用で
きる。

素材段階としては樹脂の種類により半硬化のＢステージ
で使用する場合、増粘剤の添加により適当な流動性を残
して使用する場合があり、何れも安定剤、硬化促進剤を
必要に応じて添加する。

而して前記素材（１）を、第１図に示す如く、歯形部を
構成する空隙（２）を有する上部金型（３）と下部金型
（４）とが開いた状態で金型内に配置し、同金型を閉塞
した後、先端に夫々突起部（５α）（６α）を有する上
部ポンチ（５）と下部ポンチ（６）で押圧して、空隙部
（２）に素材（１）を充満させて平歯車を成形する。（
第２図参照）この状態で合成樹脂の物性に従って金型温
度を制御して硬化を完了し、金型を開いて成形品として
の平歯車（−）を取出す。

この際前記ポンチ（５）（６）の先端に突起部（５α）
（６α）がないと、素材（１）の外周部及び内周部とも
略々均一な圧縮力がかかるため、素材（１）内部の成分
、硬化度、縦方向の長さの差及びポンチ（５）（６）の
傾斜等の影響により、素材（１）の中央部の外側への変
形度は円周の各場所でばらつきを生起する傾向にある。

このことは成形品外周部において長繊維を均一な厚さで
また均一な配向状態にすることを阻害する吸因となる。

しかるに前記実施例においては、ポンチ（５１（６１の
先端に突起部（５（Ｌ）（６α）が設けられているので
、圧縮成形開始時にはポンチ（５）（６）は突起部（５
α）（６α）によって素材（１）の内部短繊維（１α）
部分のみを圧縮する。従って素材（１）の外周長繊維（
１ｂ）部には内野から横方向に変形させる力がかかり、
繊維は横方向に容易に変形するので、素材（１）の外周
部は円周の各部分でより均等に変形する。この成形当初
の均等な変形は、爾後の均一な変形にも好影響をもたら
し、成形品の外周部における長繊維厚さ並に繊維配向を
均一化するのに有効である。

更に第２図に示すようにポンチ（５）（６）の突起部（
５ａ）　（６α）が素材（１）の長繊維部（１ｂ）を金
型との間で緩やかに挾み込んだ状態となり、長繊維（１
ｂ）部の円周方向での移動を制約して、成形品における
外周部の長繊維厚さ並に繊維配向を均一化させるもので
ある。

なお第６図は平歯車（α）の歯形部の詳細を示し、（１
，ａ□）は歯形表面部の長繊維、（１ｈ２・）は歯側面
の長繊維を示すものである。

第７図及び第８図は素材の他の実施例を示し、中心の短
繊維（１′α）部の外周に、傾斜方向の互℃・に相異な
る複層の長繊維（１’　ｂＸＩ’　ｈ’　）が重層され
テｉ材（１’）が構成されている。なお図示の実施例で
は前記長繊維は２層配設されているが、６層以上配設さ
れてもよく、層数の増加は抑圧成形時、内部の短繊維及
びマトリックスが外周の長繊維の束を押拡げる形で外表
部を突出することを防止する上でも有効である。

第９図は前記素材（１つを使用した平歯車（αつの歯形
部を示し、（１’Ａ）　（１’Ｂ）は長繊維＜１’ｂ）
の成形後の状態を示すものである。

第１０図は長柱状の素材を利用した別の成形品（ａ”）
で、（１“α）（１“ｂ）は長繊維を示す。

第１１図及び第１２図は円柱の素材を利用した別の成形
品のイールギャ（α“′）で、（１′α）は中実部、（
１′ｆｂ）は歯形部、（１″Ｃ）（１′″ｔＬ）は夫々
ポンチの先端突起部による凹入部を示す。

なお本発明において素材に使用される長繊維、短繊維自
体、複数の材質の組合せも可能で、またマトリックスも
これに対応して変化させることができる。また短繊維部
は単なる合成樹脂のみとしてもよい。

また前記金型としては上下開閉の金型が示されているが
、その開閉方向は任意であり、また上下ポンチのみなら
ず、横方向から別途ポンチで押圧して、局部的加工を容
易にすることもできる。

また前記各実施例では円柱を素材とした成形品が示され
ているが、素材はこの他、角柱、円筒、異形断面体その
他各種の形状のものが使用される。

また金型は金属製に限定されるものではなく、更にまた
突起部はポンチの一部としたが、突起部と外周部用ポン
チとを別体として、別個に移動させることもできる。

以上本発明を実施例について説明したが、本発明は勿論
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神に逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施し
うるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る繊維強化プラスチック
の成形方法の一実施例の工程を示す縦断面図、第３図及
び第４図は夫々素材の斜面図並に縦断面図、第５図及び
第６図は夫々前記方法によって成形された成形品の斜面
図並に部分拡大斜面図、第７図及び第８図盤に第９図は
夫々素材の他の実施例を示す斜面図及び部分縦断面図釜
に部分拡大斜面図、第１０図は長柱状の素材によって成
形された他の成形品の斜面図、第１１図及び第１２図は
夫々本発明の方法によって成形された成形品の斜面図並
に縦断面図である。 （１）　（１つ（１“）・・・素材、（１α）（１′α
）・・・短繊維、（１ｈＸ１’ｂ）　（１’Ａつ（１／
／Ａ）・・・長繊維、（３）・・・上部金型、（４）・
・・下部金型、（５）・・・ポンチ、（５ｃＬ）・・・
突起部、（６）・・・ポンチ、（６α）・・・突起部 復代理人　弁理士　岡　本　重　文　外６名第１図 第４図 第９図 手続補正書 昭和５８年９月１６日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特　許　願第１２９４３３号２、発明の名称
　繊維強化プラスチックの成形方法３、補正をする者 事件との関係　特　許出願人 名　称（６２の三菱重工業株式会社 ５、補正命令の日付　昭和（自年発ｈ　日（発送日）６
、補正の対象　明細書、図面 ？、補正の内容 Ａ、明細書中 （１）第３頁第３行目の「円筒体で」を「円柱体で」と
補正します。 （２）第３頁第１８行目の「硬化促進剤」を「硬化促進
剤等」と補正します。 ８０図面中 第６図及び第９図を別紙の如く補正します。 第６図 −１０（

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周部に長繊維を、中心部に短繊維を半硬化状態のマト
   リックスで成形した素材を閉塞された金型内に配置し、
   ポンチで押圧して成形する方法において、前記素材を先
   端に突起部の配設されたポンチで抑圧成形し、成形品外
   周部の長繊維厚さ、並に繊、維配向を円周方向に均等化
   させることを特徴とする繊維強化プラスチックの成形方
   法。