JPWO2007102573A1 - 強化繊維成形体の製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
積層された複数枚の強化繊維シートからなる帯状の積層体に、その横断面形状において2つの屈曲部を形成する方法において、双方の屈曲部を、それぞれ互いに独立した2つの屈曲部形成型を用いてそれぞれ形成する際、双方の屈曲部形成型の前記帯状の積層体の長手方向に直交する方向における相対距離が変化可能に、双方の屈曲部形成型が配置されてなる帯状の積層体に屈曲部を形成する方法。この方法は、前記帯状の積層体から、2つの屈曲部間の距離、換言すれば、ウェブ部の幅、あるいは、2つのフランジ部間のゲージが変化している強化繊維成形体、あるいは、それから製造される繊維強化樹脂(FRP)成形体を製造する際、有効に用いられる。
Description
本発明は、強化繊維成形体の製造方法および製造装置に関する。
強化繊維成形体は、知られており、それが繊維強化樹脂(FRP)成形体の製造に用いられることも知られている。この強化繊維成形体は、積層された複数枚の強化繊維シートとこの積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から形成されている。
強化繊維シートを形成する繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維などが用いられている。
積層維持材料として、強化繊維シートに散在して付着した熱可塑性樹脂が知られており、あるいは、複数枚の強化繊維シートを縫合するスティチヤーンが知られており、これらの積層維持材料が使用されている強化繊維シートは、通常、ドライファブリックと呼称されている。また、積層維持材料として、強化繊維シートにマトリックスとして含浸した未硬化の熱硬化性樹脂が知られており、この積層維持材料が使用されている強化繊維シートは、通常、プリプレグと呼称されている。
ドライファブリックシートの積層体から形成された強化繊維成形体は、通常、プリフォームと呼称されている。このプリフォームにマトリックスとして流動性樹脂を含浸させ、次いで、樹脂を固化させて、繊維強化樹脂(FRP)成形体を製造することが知られている。
プリプレグシートの積層体から形成された強化繊維成形体から、積層体中の未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させることにより、繊維強化樹脂(FRP)成形体を製造することが知られている。
ドライファブリックシートの積層体から形成された横断面形状において1つ以上の屈曲部を有する強化繊維成形体、および、プリプレグシートの積層体から形成された横断面形状において1つ以上の屈曲部を有するを有する強化繊維成形体が、知られている。これらの強化繊維成形体から製造された1つ以上の屈曲部を有する繊維強化樹脂(FRP)成形体は、自動車や航空機の構造材料として良く用いられている。
屈曲部が1つの強化繊維成形体あるいは繊維強化樹脂(FRP)成形体は、L型成形体、屈曲部が2つの成形体は、C形(U形)あるいはZ形成形体、屈曲部が3つの成形体は、J形成形体、および、屈曲部が4つの成形体は、I形(H形)成形体と、通常、呼称されている。
本発明は、横断面形状において少なくとも2つの屈曲部を有し、これら屈曲部により長手方向に屈曲面が形成されている長尺の強化繊維成形体の製造方法および製造装置に関する。
横断面形状において少なくとも2つの屈曲部を有し、これら屈曲部により長手方向に屈曲面が形成されている長尺の強化繊維成形体の製造方法および製造装置は、特許文献1と特許文献2に、開示されている。
特許文献1に開示された強化繊維成形体の製造方法は、その図5に示されているように、上側の帯状の強化繊維シート2A(ドライファブリック)に、横断面形状において左右に2つの屈曲部を形成するために、変形機23において、左側の屈曲部を形成するための左側の内ガイドローラ35と右側の屈曲部を形成するための右側の内ガイドローラ35とを用いるものである。しかし、この左右の内ガイドローラ35、35は、強化繊維シート2Aの搬送方向において、全く同じ位置に存在し、かつ、左側の内ガイドローラ35と右側の内ガイドローラ35との強化繊維シート2Aの幅方向の間隔は、一定に固定されている。すなわち、左側の内ガイドローラ35と右側の内ガイドローラ35との強化繊維シート2Aの長手方向における位置が同一であり、かつ、左側の内ガイドローラ35と右側の内ガイドローラ35との強化繊維シート2Aの幅方向における間隔、換言すれば、ゲージが、一定である。
従って、この製造方法では、隣接する2つの左右の屈曲部間に存在するウェブ部の幅が長手方向に変化している強化繊維成形体を製造することは出来ない。例えば、水平なウェブ部の左側の屈曲部を経て垂直に突出するフランジ部と該ウェブ部の右側の屈曲部を経て垂直に突出するフランジ部との間隔が、長手方向に、テーパ状に変化する強化繊維成形体を製造することは出来ない。
一方、自動車や航空機の製造において、このような隣り合う屈曲部の間の長さ(ウェブ部の長さあるいは高さ)が、繊維強化樹脂(FRP)成形体の長手方向に変化している桁材の需要がある。この需要に対しては、従来は、屈曲部の間の長さが長手方向に変化する所望の桁材形状を、長手全長に亘って形取った型を用意し、この型に強化繊維シートと積層維持材料とからなる帯状の積層体を押しつけ、型形状を転写することで強化繊維成形体を製造する方法を用いて対処していた。しかし、この成形方法は、生産効率が悪いという欠点を有する。
特許文献2に開示された強化繊維成形体の製造方法は、その図9に示されているように、上側の帯状の強化繊維シート260(プリプレグ)に、横断面形状において左右に2つの屈曲部を形成するために、ホットプレス装置400において、左側の屈曲部と右側の屈曲部とを形成するための上金型420を用いるものである。この上金型420により、左側の屈曲部と右側の屈曲部とが、同時に形成される。すなわち、帯状の強化繊維シート250の搬送方向の全く同じ位置において、かつ、両側フランジ部の間隔、換言すれば、ゲージが一定の状態で、2つの屈曲部が形成される。従って、この製造方法も、上記特許文献1に開示されている強化繊維成形体の製造方法と全く同じ欠点を有する。
特開2005−324513号公報
特開2001−191418号公報
本発明は、上記従来技術の問題点を解決しようとして技術開発を行っている過程において、なされたものである。本発明の目的は、生産効率の良い長尺の強化繊維成形体の製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、2つの屈曲部間の間隔(ウェブ部の長さあるいは高さ)が、長手方向に変化している繊維強化樹脂(FRP)成形体に使用される強化繊維成形体を、安価に、かつ、短時間で製造できる長尺の強化繊維成形体の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明は、次の通りである。
(1)積層された複数枚の強化繊維シートと該積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から成形されており、該帯状の積層体の長手方向に垂直な断面形状において、少なくとも2つの屈曲部を有し、隣り合う屈曲部の末端間にウェブ部が形成されるとともに、該ウェブ部から屈曲部を経て突出した少なくとも2つのフランジ部を有する強化繊維成形体の製造方法であって、
(a)前記帯状の積層体を供給する供給工程、
(b)該供給工程から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工工程、および、
(c)前記供給工程および前記屈曲部加工工程に亘り連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送工程とからなり、
(d)前記屈曲部加工工程は、前記帯状の積層体が搬送される方向の異なる位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成工程を有し、
(e)前記少なくとも2つの屈曲部形成工程は、上流側に位置する第1の屈曲部形成工程とそれより下流側に位置する第2の屈曲部形成工程を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成工程により、前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成工程により、前記第1の屈曲部形成工程で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成される強化繊維成形体の製造方法。
(a)前記帯状の積層体を供給する供給工程、
(b)該供給工程から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工工程、および、
(c)前記供給工程および前記屈曲部加工工程に亘り連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送工程とからなり、
(d)前記屈曲部加工工程は、前記帯状の積層体が搬送される方向の異なる位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成工程を有し、
(e)前記少なくとも2つの屈曲部形成工程は、上流側に位置する第1の屈曲部形成工程とそれより下流側に位置する第2の屈曲部形成工程を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成工程により、前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成工程により、前記第1の屈曲部形成工程で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成される強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、異なる2つの屈曲部を、製造工程の上流側と下流側とにおいて、別々に形成することが出来るため、屈曲部間の幅が狭い強化繊維成形体を製造する場合の屈曲部形成用の型の選択の自由度が増大する。
(2)前記第1の屈曲部形成工程および/または前記第2の屈曲部形成工程が、前記断面形状における少なくとも2つの屈曲部間の距離を前記帯状の積層体の長手方向において変化させるための屈曲部間距離変更工程を含む強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、屈曲部間の距離、ウェブ部の高さ(幅)、あるいは、フランジ部間の長さ(高さ)、すなわち、ゲージが、長手方向に変化している強化繊維成形体を製造することが出来る。
(3)積層された複数枚の強化繊維シートと該積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から成形されており、該帯状の積層体の長手方向に垂直な断面形状において、少なくとも2つの屈曲部を有し、隣り合う屈曲部の末端間にウェブ部が形成されるとともに、該ウェブ部から屈曲部を経て突出した少なくとも2つのフランジ部を有する強化繊維成形体の製造方法であって、
(a)前記帯状の積層体を供給する供給工程、
(b)該供給工程から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工工程、および、
(c)前記供給工程および前記屈曲部加工工程に亘り連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送工程とからなり、
(d)前記屈曲部加工工程は、前記帯状の積層体が搬送される方向の同じ位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成工程を有し、
(e)前記少なくとも2つの屈曲部形成工程は、前記帯状の積層体の幅方向の一端側に位置する第1の屈曲部形成工程と前記帯状の積層体の幅方向の他端側に位置する第2の屈曲部形成工程を含み、かつ、前記第1の屈曲部形成工程および/または前記第2の屈曲部形成工程が、前記断面形状における少なくとも2つの屈曲部間の距離を前記帯状の積層体の長手方向において変化させるための屈曲部間距離変更工程を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成工程により、前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成工程により、前記第1の屈曲部形成工程で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成される強化繊維成形体の製造方法。
(a)前記帯状の積層体を供給する供給工程、
(b)該供給工程から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工工程、および、
(c)前記供給工程および前記屈曲部加工工程に亘り連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送工程とからなり、
(d)前記屈曲部加工工程は、前記帯状の積層体が搬送される方向の同じ位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成工程を有し、
(e)前記少なくとも2つの屈曲部形成工程は、前記帯状の積層体の幅方向の一端側に位置する第1の屈曲部形成工程と前記帯状の積層体の幅方向の他端側に位置する第2の屈曲部形成工程を含み、かつ、前記第1の屈曲部形成工程および/または前記第2の屈曲部形成工程が、前記断面形状における少なくとも2つの屈曲部間の距離を前記帯状の積層体の長手方向において変化させるための屈曲部間距離変更工程を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成工程により、前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成工程により、前記第1の屈曲部形成工程で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成される強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記(2)項に記載の製造方法と同様に、屈曲部間の距離、ウェブ部の高さ(幅)、あるいは、フランジ部間の長さ(高さ)、すなわち、ゲージが、長手方向に変化している強化繊維成形体を製造することが出来る。例えば、第1の屈曲部形成のための型、あるいは、第2の屈曲部形成のための型の大きさによって、この製造方法を用いるか、上記(2)項に記載の製造方法を用いるかを選択すれば良い。
(4)前記屈曲部間の距離の前記帯状の積層体の長手方向における変化が、テーパ形状である強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、屈曲部間の距離、ウェブ部の高さ(幅)、あるいは、フランジ部間の長さ(高さ)、すなわち、ゲージが、長手方向にテーパ状に変化している強化繊維成形体を製造することが出来る。
(5)前記屈曲部の数が2つである前記強化繊維成形体の前記2つのフランジ部の突出方向が前記ウェブ部の同じ面側になるように、前記第1の屈曲部形成工程および前記第2の屈曲部形成工程において、前記帯状の積層体に屈曲部が形成される強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、横断面がC形(U形)の強化繊維成形体を製造することが出来る。
(6)前記屈曲部の数が2つである前記強化繊維成形体の前記2つのフランジ部の突出方向が前記ウェブ部のそれぞれ異なる面側になるように、前記第1の屈曲部形成工程および前記第2の屈曲部形成工程において、前記帯状の積層体に屈曲部が形成される強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、横断面がZ形の強化繊維成形体を製造することが出来る。
(7)前記第1の屈曲部形成工程、あるいは、前記第2の屈曲部形成工程の上流側に、屈曲部が形成される部位よりも外側に位置する前記帯状の積層体の端部を、その厚さ方向において、上下2つに分離し、当該端部に、それぞれ異なる方向を向く2つのフランジ部を用意する端部分離工程が、設けられている強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、横断面がJ形の強化繊維成形体を製造することが出来る。
(8)前記第1の屈曲部形成工程、および、前記第2の屈曲部形成工程の上流側に、屈曲部が形成される部位よりも外側に位置する前記帯状の積層体の端部を、その厚さ方向において、上下2つに分離し、当該端部に、それぞれ異なる方向を向く2つのフランジ部を用意する端部分離工程が、それぞれ設けられている強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、横断面がI形(H形)の強化繊維成形体を製造することが出来る。
(9)前記(7)項に記載の製造方法において、前記端部分離工程から供給される端部が分離された前記帯状の積層体の分離基部に、強化繊維束からなるコーナーフィラーを、前記帯状の積層体の搬送に同期して供給し、前記分離基部に位置させるコーナーフィラー供給工程と、前記2つのフランジ部の外表面に、前記帯状の積層体とは別の帯状の積層体からなる外側フランジ部材を、前記帯状の積層体の搬送に同期して供給し、前記2つのフランジ部の外表面および前記分離基部に位置するコーナーフィラーの外側に供給する外側フランジ部材供給工程が設けられている強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、横断面がJ形であり、外側に別のフランジ部とコーナーフィラーを有する強化繊維成形体を製造することが出来る。
(10)前記(8)項に記載の製造方法において、前記端部分離工程から供給される端部が分離された前記帯状の積層体の分離基部に、強化繊維束からなるコーナーフィラーを、前記帯状の積層体の搬送に同期して供給し、前記分離基部に位置させるコーナーフィラー供給工程と、前記2つのフランジ部の外表面に、前記帯状の積層体とは別の帯状の積層体からなる外側フランジ部材を、前記帯状の積層体の搬送に同期して供給し、前記2つのフランジ部の外表面および前記分離基部に位置するコーナーフィラーの外側に供給する外側フランジ部材供給工程が設けられている強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、横断面がI形(H形)であり、外側に別のフランジ部とコーナーフィラーを有する強化繊維成形体を製造することが出来る。
(11)後に前記ウェブ部となる前記帯状の積層体の部位を加熱し加圧するウェブ加熱加圧工程が、前記第1の屈曲部形成工程の上流側に設けられている強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、ウェブ部の成形中の変形がない強化繊維成形体を製造することが出来る。
(12)前記強化繊維シートが、該強化繊維シートに散在して付着した熱可塑性樹脂からなる前記積層維持材料を含むドライファブリックシートであり、前記帯状の積層体が、積層された複数枚の該ドライファブリックシートから形成され、製造される強化繊維成形体が、後に樹脂を含浸して繊維強化複合材料の製造に用いられるプリフォームである強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、ドライファブリックシートから形成された強化繊維成形体、すなわち、プリフォームを製造することが出来る。
(13)前記強化繊維シートが、該強化繊維シートに含浸しマトリックスを形成する未硬化の熱硬化性樹脂からなる前記積層維持材料を含むプリプレグシートであり、前記帯状の積層体が、積層された複数枚の該プリプレグシートから形成され、製造される強化繊維成形体が、後に前記未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させて繊維強化複合材料の製造に用いられるプリプレグである強化繊維成形体の製造方法。
この製造方法によれば、上記の利点の下に、プリプレグシートから形成された強化繊維成形体、すなわち、プリプレグを製造することが出来る。
(14)積層された複数枚の強化繊維シートと該積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から成形されており、該帯状の積層体の長手方向に垂直な断面形状において、少なくとも2つの屈曲部を有し、隣り合う屈曲部の末端間にウェブ部が形成されるとともに、該ウェブ部から屈曲部を経て突出した少なくとも2つのフランジ部を有する強化繊維成形体の製造装置であって、
(a)前記帯状の積層体を供給する供給装置、
(b)該供給装置から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工装置、および、
(c)前記供給装置および前記屈曲部加工装置に連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送装置とからなり、
(d)前記屈曲部加工装置は、前記帯状の積層体が搬送される方向の異なる位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成装置を有し、
(e)少なくとも2つの屈曲部形成装置は、上流側に位置する第1の屈曲部形成装置とそれより下流側に位置する第2の屈曲部形成装置を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成装置により前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成装置により、前記第1の屈曲部形成装置で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の少なくとも1つの屈曲部が形成されるように、前記第1の屈曲部形成装置と前記第2の屈曲部形成装置とが配置され、
(g)前記第1の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第1の成形型と、該第1の成形型を開閉する第1の開閉手段と、前記第1の成形型を加熱する第1の加熱手段とを有し、
(h)前記第2の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第2の成形型と、該第2の成形型を開閉する第2の開閉手段と、前記第2の成形型を加熱する第2の加熱手段とを有し、
(i)前記第1の開閉手段による前記第1の成形型の開閉と、前記第2の開閉手段による前記第2の成形型の開閉とを、前記搬送装置による前記帯状の積層体の間欠的搬送が可能なように、制御する型開閉制御手段を有する強化繊維成形体の製造装置。
(a)前記帯状の積層体を供給する供給装置、
(b)該供給装置から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工装置、および、
(c)前記供給装置および前記屈曲部加工装置に連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送装置とからなり、
(d)前記屈曲部加工装置は、前記帯状の積層体が搬送される方向の異なる位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成装置を有し、
(e)少なくとも2つの屈曲部形成装置は、上流側に位置する第1の屈曲部形成装置とそれより下流側に位置する第2の屈曲部形成装置を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成装置により前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成装置により、前記第1の屈曲部形成装置で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の少なくとも1つの屈曲部が形成されるように、前記第1の屈曲部形成装置と前記第2の屈曲部形成装置とが配置され、
(g)前記第1の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第1の成形型と、該第1の成形型を開閉する第1の開閉手段と、前記第1の成形型を加熱する第1の加熱手段とを有し、
(h)前記第2の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第2の成形型と、該第2の成形型を開閉する第2の開閉手段と、前記第2の成形型を加熱する第2の加熱手段とを有し、
(i)前記第1の開閉手段による前記第1の成形型の開閉と、前記第2の開閉手段による前記第2の成形型の開閉とを、前記搬送装置による前記帯状の積層体の間欠的搬送が可能なように、制御する型開閉制御手段を有する強化繊維成形体の製造装置。
(15)前記第1の成形型と前記第2の成形型との前記帯状の積層体の搬送方向に直交する方向における相対距離を変更する成形型位置変更手段が、前記第1の成形型と前記第2の成形型の双方あるいはいずれか一方に設けられている強化繊維成形体の製造装置。
(16)積層された複数枚の強化繊維シートと該積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から成形されており、該帯状の積層体の長手方向に垂直な断面形状において、少なくとも2つの屈曲部を有し、隣り合う屈曲部の末端間にウェブ部が形成されるとともに、該ウェブ部から屈曲部を経て突出した少なくとも2つのフランジ部を有する強化繊維成形体の製造装置であって、
(a)前記帯状の積層体を供給する供給装置、
(b)該供給装置から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工装置、および、
(c)前記供給装置および前記屈曲部加工装置に連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送装置とからなり、
(d)前記屈曲部加工装置は、前記帯状の積層体が搬送される方向の同じ位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成装置を有し、
(e)少なくとも2つの屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体の幅方向の一端側に位置する第1の屈曲部形成装置と前記帯状の積層体の幅方向の他端側に位置する第2の屈曲部形成装置を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成装置により前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成装置により、前記第1の屈曲部形成装置で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の少なくとも1つの屈曲部が形成されるように、前記第1の屈曲部形成装置と前記第2の屈曲部形成装置とが配置され、
(g)前記第1の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第1の成形型と、該第1の成形型を開閉する第1の開閉手段と、前記第1の成形型を加熱する第1の加熱手段とを有し、
(h)前記第2の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第2の成形型と、該第2の成形型を開閉する第2の開閉手段と、前記第2の成形型を加熱する第2の加熱手段とを有し、
(i)前記第1の開閉手段による前記第1の成形型の開閉と、前記第2の開閉手段による前記第2の成形型の開閉とを、前記搬送装置による前記帯状の積層体の間欠的搬送が可能なように、制御する型開閉制御手段を有し、
(j)前記第1の成形型と前記第2の成形型との前記帯状の積層体の搬送方向に直交する方向における相対距離を変更する成形型位置変更手段が、前記第1の成形型と前記第2の成形型の双方あるいはいずれか一方に設けられている強化繊維成形体の製造装置。
(a)前記帯状の積層体を供給する供給装置、
(b)該供給装置から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工装置、および、
(c)前記供給装置および前記屈曲部加工装置に連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送装置とからなり、
(d)前記屈曲部加工装置は、前記帯状の積層体が搬送される方向の同じ位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成装置を有し、
(e)少なくとも2つの屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体の幅方向の一端側に位置する第1の屈曲部形成装置と前記帯状の積層体の幅方向の他端側に位置する第2の屈曲部形成装置を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成装置により前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成装置により、前記第1の屈曲部形成装置で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の少なくとも1つの屈曲部が形成されるように、前記第1の屈曲部形成装置と前記第2の屈曲部形成装置とが配置され、
(g)前記第1の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第1の成形型と、該第1の成形型を開閉する第1の開閉手段と、前記第1の成形型を加熱する第1の加熱手段とを有し、
(h)前記第2の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第2の成形型と、該第2の成形型を開閉する第2の開閉手段と、前記第2の成形型を加熱する第2の加熱手段とを有し、
(i)前記第1の開閉手段による前記第1の成形型の開閉と、前記第2の開閉手段による前記第2の成形型の開閉とを、前記搬送装置による前記帯状の積層体の間欠的搬送が可能なように、制御する型開閉制御手段を有し、
(j)前記第1の成形型と前記第2の成形型との前記帯状の積層体の搬送方向に直交する方向における相対距離を変更する成形型位置変更手段が、前記第1の成形型と前記第2の成形型の双方あるいはいずれか一方に設けられている強化繊維成形体の製造装置。
(17)前記成形型位置変更手段による前記相対距離の変更が、角度θを有するテーパ形状である強化繊維成形体の製造装置。
(18)後に前記ウェブ部となる前記帯状の積層体の部位を加熱し加圧するウェブ加熱加圧手段が、前記第1の屈曲部形成装置の上流側に設けられている強化繊維成形体の製造装置。
本発明の強化繊維成形体の製造方法あるいは製造装置によれば、積層された複数枚の強化繊維シートからなる帯状の積層体の異なる屈曲部が、成形工程に互いに独立して配列され互いに異なる屈曲部を形成する2つの成形工程(装置)により、帯状の積層体に、順次形成される。そのため、屈曲部間の間隔の異なる複数種類の強化繊維成形体を同じ工程で製造する場合、種類毎に成形型を交換する作業が不要となる。また、ウェブ部の長さ(隣接する屈曲部間の距離)、すなわち、ゲージが長手方向に変化している強化繊維成形体を、短時間で、安価に製造することが出来る。対をなしている成形型の相対位置を変更することにより、種々の形状の強化繊維成形体を製造することが出来る。
1A: 第1の屈曲部形成装置
1B: 第2の屈曲部形成装置
2A: 第1の成形型
2B: 第2の成形型
2Aa: 下型
2Ab: 上型
2Ba: 下型
2Bb: 上型
3: 帯状の積層体
4: 導入ガイド
5: 位置決めガイド
6: 排出ガイド
6A: 第1の屈曲部形成装置
6B: 第2の屈曲部形成装置
6BN1: 第1の屈曲部
6BN2: 第2の屈曲部
7: 強化繊維成形体
8AOC: 第1の開閉手段(アクチュエーター)
8BOC: 第2の開閉手段(アクチュエーター)
9BN1a: 屈曲部
9BN1b: 屈曲部
9F1: フランジ部
9F2: フランジ部
9W1a: ウェブ部
21: 屈曲部間距離変更手段
30: 第1の屈曲部稜線
31: 第2の屈曲部稜線
37a、37b: コーナーフィラー
40: 非屈曲部プレス装置(ウェブ加熱加圧手段)
41a、41b: 型
43: 分離ガイド
50: フィラー形成装置
60: 第1の屈曲部形成装置
61a、61b: 中央型
62: 側面型
62A: 第1の成形型
62B: 第2の成形型
62Aa: 下型
62Ab: 上型
62Ba: 下型
62Bb: 上型
68AOC: 型開閉アクチュエーター
68BOC: 型開閉アクチュエーター
70: 第2の屈曲部形成装置
71a、71b: 中央型
72: 側面型
80: 牽引装置(搬送装置)
100: 第2の屈曲部形成装置
101a: 上型
101b: 下型
103: アクチュエータ−
201A: 第1の成形型
201B: 第2の成形型
211A: 第1の屈曲部形成装置
211B: 第2の屈曲部形成装置
212Aa: 下型
212Ab: 上型
212AY: 横型
212Ba: 下型
212Bb: 上型
212BY: 横型
218A: アクチュエーター
218AY: アクチュエーター
218B: アクチュエーター
218BY: アクチュエーター
BN1: 屈曲部
BN2: 屈曲部
F1: フランジ部
F2: フランジ部
S1: 供給工程
S2: 第1の屈曲部形成工程
S3: 供給工程
S4: 第2の屈曲部形成工程
S5: 搬送工程
W1: ウェブ部
1B: 第2の屈曲部形成装置
2A: 第1の成形型
2B: 第2の成形型
2Aa: 下型
2Ab: 上型
2Ba: 下型
2Bb: 上型
3: 帯状の積層体
4: 導入ガイド
5: 位置決めガイド
6: 排出ガイド
6A: 第1の屈曲部形成装置
6B: 第2の屈曲部形成装置
6BN1: 第1の屈曲部
6BN2: 第2の屈曲部
7: 強化繊維成形体
8AOC: 第1の開閉手段(アクチュエーター)
8BOC: 第2の開閉手段(アクチュエーター)
9BN1a: 屈曲部
9BN1b: 屈曲部
9F1: フランジ部
9F2: フランジ部
9W1a: ウェブ部
21: 屈曲部間距離変更手段
30: 第1の屈曲部稜線
31: 第2の屈曲部稜線
37a、37b: コーナーフィラー
40: 非屈曲部プレス装置(ウェブ加熱加圧手段)
41a、41b: 型
43: 分離ガイド
50: フィラー形成装置
60: 第1の屈曲部形成装置
61a、61b: 中央型
62: 側面型
62A: 第1の成形型
62B: 第2の成形型
62Aa: 下型
62Ab: 上型
62Ba: 下型
62Bb: 上型
68AOC: 型開閉アクチュエーター
68BOC: 型開閉アクチュエーター
70: 第2の屈曲部形成装置
71a、71b: 中央型
72: 側面型
80: 牽引装置(搬送装置)
100: 第2の屈曲部形成装置
101a: 上型
101b: 下型
103: アクチュエータ−
201A: 第1の成形型
201B: 第2の成形型
211A: 第1の屈曲部形成装置
211B: 第2の屈曲部形成装置
212Aa: 下型
212Ab: 上型
212AY: 横型
212Ba: 下型
212Bb: 上型
212BY: 横型
218A: アクチュエーター
218AY: アクチュエーター
218B: アクチュエーター
218BY: アクチュエーター
BN1: 屈曲部
BN2: 屈曲部
F1: フランジ部
F2: フランジ部
S1: 供給工程
S2: 第1の屈曲部形成工程
S3: 供給工程
S4: 第2の屈曲部形成工程
S5: 搬送工程
W1: ウェブ部
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1に、本発明の強化繊維成形体の製造工程および製造装置の概略が示される。図1において、本発明の強化繊維成形体7の製造工程は、帯状の積層体3を供給する供給工程S1、供給工程S1から供給される帯状の積層体3に、少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工工程、および、供給工程S1および屈曲部加工工程に亘り連続して位置する帯状の積層体3を間欠的に搬送する搬送工程S5からなる。
屈曲部加工工程は、帯状の積層体3が搬送される方向の異なる位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成工程を有する。少なくとも2つの屈曲部形成工程は、上流側に位置する第1の屈曲部形成工程S2と、それより下流側に位置する第2の屈曲部形成工程S4を含む。
第1の屈曲部形成工程S2により、少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部BN1が形成され、かつ、第2の屈曲部形成工程S4により、第1の屈曲部形成工程S2で形成された屈曲部とは異なる少なくとも2の屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部BN2が形成される。
第1の屈曲部形成工程S2と第2の屈曲部形成工程S4との間には、必要に応じて、第1の屈曲部形成工程S2で加工された帯状の積層体3を第2の屈曲部形成工程S4に積極的に供給する供給工程S3が設けられる。
この実施態様は、2つの屈曲部BN1、BN2を有する強化繊維成形体7を製造する例である。従って、屈曲部加工工程は、第1の屈曲部形成工程S2と第2の屈曲部形成工程S4の2つの屈曲部形成工程を有し、第1の屈曲部形成工程S2により、屈曲部BN1が形成された後、第1の屈曲部形成工程S2より下流側に位置する第2の屈曲部形成工程S4により、屈曲部BN1とは異なる屈曲部BN2が形成される。
製造された強化繊維成形体7が搬送工程S5により間欠的に移動されることにより、供給工程S1から帯状の積層体3が第1の屈曲部形成工程S2に供給される方式を採用する場合は、供給工程S1における帯状の積層体3を積極的に供給する手段は不要である。しかし、必要に応じて、供給工程S1に、帯状の積層体3を積極的に第1の屈曲部形成工程へと供給する手段を設けることが出来る。その場合の供給手段としては、例えば、回転ロール、回転ニップロール、ベルトコンベアなど、一般に知られている帯状体の供給あるいは搬送手段を用いることが出来る。
供給工程S1の終端部から第1の屈曲部形成工程S2の始端部に亘り、帯状の積層体3を案内する導入ガイド4が設けられている。導入ガイド4は、この態様では、横断面がV字形の金属板で形成されている。当初平坦な帯状の積層体3は、導入ガイド4により、V字形に曲げられ、導入ガイド4の上面に沿って、第1の屈曲部形成工程S2へと供給される。導入ガイド4の表面の一部に、位置決めガイド5が取り付けられている。位置決めガイド5により、帯状の積層体3の端部3aが案内される。導入ガイド4と位置決めガイド5により、帯状の積層体3の第1の屈曲部形成工程への移動が安定する。
第1の屈曲部形成工程S2に、第1の屈曲部形成装置1Aが設けられている。図2に、第1の屈曲部形成装置1Aの横断面が示されている。図2において、第1の屈曲部形成装置1Aは、帯状の積層体3の出入り口を有する箱体状のベース11Aからなる。ベース11Aは、製造工程における機台に固定されている。
ベース11Aの内部には、四隅に、それぞれ上下方向を向く型ガイドバー12Aが、ベース11Aの内部の下面と上面に固定されて、設けられている。また、ベース11Aの内部には、四隅に、型ガイドバー12Aが通る穴13Ahを有する下型ガイド板13Aと、同じく四隅に、型ガイドバー12Aが通る穴14Ahを有する上型ガイド板14Aが、型ガイドバー12Aに支持されて、設けられている。
更に、ベース11Aの内部には、帯状の積層体3を挟み、加圧し、屈曲部BN1を形成する開閉自在に向かい合う下型2Aaと上型2Abからなる第1の成形型2Aが設けられている。この態様では、下型2Aaは、凹型を有し、上型2Abは、この凹型に対応する凸型を有している。下型2Aaは、下型ガイド板13Aに固定され、上型2Abは、上型ガイド板14Aに固定されている。
下型2Aaおよび/または上型2Abには、帯状の積層体3の加工性を上げるため、型を加熱する温度調節機能を有する加熱手段が設けられていることが好ましい。型の加熱は、型内への温水の循環供給や、型に付設した電熱ヒーター、オイルヒーターなどで行うことが出来る。型を加熱することにより、成形時に帯状の積層体3が加熱されるため、成形サイクルを早めることが出来る。
下型ガイド板13Aは、型ガイドバー12Aに固定されている。一方、上型ガイド板14Aは、型ガイドバー12Aに沿って、上下移動可能とされている。ベース11Aの外側上面には、シリンダー8Aが取り付けられている。シリンダー8Aとしては、エアあるいは油圧シリンダーが用いられる。シリンダー8Aからは、その内部のピストンに結合されピストンロッド8Arが、外方に延びている。ピストンロッド8Arの先端部は、上型ガイド板14Aに結合されている。シリンダー8Aは、間隔を置いて対向して位置する下型2Aaと上型2Abとの間を開閉する第1の開閉手段(アクチュエーター)8AOCを構成している。
第2の屈曲部形成工程S4に、第2の屈曲部形成装置1Bが設けられている。図3に、第2の屈曲部形成装置1Bの横断面が示されている。図3において、第2の屈曲部形成装置1Bは、帯状の積層体3の出入り口を有する箱体状のベース11Bからなる。ベース11Bは、製造工程における機台に固定されている。
ベース11Bの内部には、四隅に、それぞれ上下方向を向く型ガイドバー12Bが、ベース11Bの内部の下面と上面に固定されて、設けられている。また、ベース11Bの内部には、四隅に、型ガイドバー12Bが通る穴13Bhを有する下型ガイド板13Bと、同じく四隅に、型ガイドバー12Bが通る穴14Bhを有する上型ガイド板14Bが、型ガイドバー12Bに支持されて、設けられている。
更に、ベース11Bの内部には、帯状の積層体3を挟み、加圧し、屈曲部BN2を形成する開閉自在に向かい合う下型2Baと上型2Bbからなる第2の成形型2Bが設けられている。この態様では、下型2Baは、凹型を有し、上型2Bbは、この凹型に対応する凸型を有している。下型2Baは、下型ガイド板13Bに固定され、上型2Bbは、上型ガイド板14Bに固定されている。
下型2Baおよび/または上型2Bbには、帯状の積層体3の加工性を上げるため、型を加熱する温度調節機能を有する加熱手段が設けられていることが好ましい。型の加熱は、型内への温水の循環供給や、型に付設した電熱ヒーター、オイルヒーターなどで行うことが出来る。型を加熱することにより、成形時に帯状の積層体3が加熱されるため、成形サイクルを早めることが出来る。
第2の屈曲部形成装置1Bにおける下型2Baの横断面形状は、第1の屈曲部形成装置1Aにおける下型2Aaの横断面形状と同じである。しかし、第2の屈曲部形成装置1Bにおける上型2Bbの横断面形状は、第1の屈曲部形成装置1Aにおける上型2Abの横断面形状と異なる。これは、第1の屈曲部形成装置1Aにおいて、既に、屈曲部BN1とそれに続くフランジ部F1が既に形成された帯状の積層体3が、第2の屈曲部形成装置1Bに供給されたときに、フランジ部F1と上型2Bbとが接触するのを防ぐためである。
下型ガイド板13Bは、型ガイドバー12Bに固定されている。一方、上型ガイド板14Bは、型ガイドバー12Bに沿って、上下移動可能とされている。ベース11Bの外側上面には、シリンダー8Bが取り付けられている。シリンダー8Bとしては、エアあるいは油圧シリンダーが用いられる。シリンダー8Bからは、その内部のピストンに結合されピストンロッド8Brが、外方に延びている。ピストンロッド8Brの先端部は、上型ガイド板14Bに結合されている。シリンダー8Bは、間隔を置いて対向して位置する下型2Baと上型2Bbとの間を開閉する第2の開閉手段(アクチュエーター)8BOCを構成している。
第1の屈曲部形成装置1Aと第2の屈曲部形成装置1Bとの間、すなわち、供給工程S3に、導入ガイド4と同様の帯状の積層体3をガイドするガイド板を設け、形成された第1の屈曲部BN1の形崩れを防止しながら、帯状の積層体3が第2の屈曲部形成装置1Bへと搬送されるようにすることが好ましい。
搬送工程S5に、成形された強化繊維成形体7を、第2の屈曲部形成工程S4(第2の屈曲部形成装置1B)から引き出すための排出ガイド6と搬送装置が設けられている。排出ガイド6は、強化繊維成形体7に形成された屈曲部BN1、BN2の形崩れを防ぎながら、強化繊維成形体7を第2の屈曲部形成装置1Bから排出するためのガイドである。
一方、図1において、搬送装置の図示は、省略されている。搬送装置は、成形された強化繊維成形体を、把持し、第2の屈曲部形成装置1Bから引き出す方向に移動出来る装置であれば良い。例えば、強化繊維成形体のフランジ部F1、F2の一方あるいは双方を把持して、把持した状態で、強化繊維成形体をその長手方向に搬送するように、知られている型材の把持、搬送装置を用いることが出来る。強化繊維成形体の把持は、ウェブ部W1の内側と外側とから行っても良い。
搬送工程S5における強化繊維成形体の搬送は、第1の屈曲部成形工程(第1の成形型2A)と第2の屈曲部成形工程(第2の成形型2B)とによる屈曲部の形成が終了した後、形成された屈曲部の長手方向の長さに応じて、間欠的に行われる。
強化繊維形成体7の搬送装置と第1の開閉手段8AOCと第2の開閉手段8BOCとの間の作動のタイミングを制御する型開閉制御手段があるが、図1において、その図示は、省略されている。型開閉制御手段として、操作開始、終了、操作順序を複数の装置間で行うための知られている制御手段を用いることが出来る。
図1において、帯状の積層体3が、導入ガイド4、位置決めガイド5、開状態にある第1の成形型2A、開状態にある第2の成形型2B、排出ガイド6に亘り、通され、成形の初期状態が形成される。
この状態において、第1の成形型2Aの上型2Abが、シリンダー8Aの作動により、下型2Aaに、帯状の積層体3を介して、押しつけられる。帯状の積層体3の片側の端部に、上型2Abと下型2Aaとにより、第1の屈曲部BN1が形成される。この第1の屈曲部BN1の形成により、フランジ部F1およびウェブ部W1も形成される。
次に、第1の成形型2Aが開状態とされ、初期状態において排出ガイド6部分に位置している帯状の積層体3が、搬送装置により、搬送され、第1の屈曲部BN1が形成された部位が、開状態にある第2の成形型2Bへと移動する。
この状態において、第2の成形型2Bの上型2Bbが、シリンダー8Bの作動により、下型2Baに、第1の屈曲部BN1とフランジ部F1が形成されている帯状の積層体3の屈曲部が未だ形成されていない部位の帯状の積層体3を介して、押しつけられる。帯状の積層体3の他の片側の端部に、上型2Bbと下型2Baとにより、第2の屈曲部BN2が形成される。この第2の屈曲部BN2の形成により、フランジ部F2およびウェブ部W1も形成される。この態様においては、帯状の積層体3は、第1の成形型2Aと第2の成形型2Bとの型の位置関係により、第1の屈曲部形成装置1Aと第2の屈曲部形成装置1Bとの間において、幅方向にねじられた状態となる。
次に、第1の成形型2Aおよび第2の成形型2Bとが開状態とされ、初期状態において排出ガイド6の部分に位置している帯状の積層体3が、搬送装置により、搬送され、フランジ部F1、第1の屈曲部BN1、ウェブ部W1、第2の屈曲部BN2、および、フランジ部F2が形成された強化繊維成形体7が、排出ガイド6の部分へと搬送される。
第1の成形型2Aおよび第2の成形型2Bにおいて形成された屈曲部、ウェブ部、および、フランジ部においては、帯状の積層体3を形成している複数枚の強化繊維シート中、あるいは、それらの層間に存在する積層維持材料である樹脂により、複数枚の強化繊維シート同士は接着される。この接着とともに、積層体中の空隙が減少して繊維体積含有率が上がり、帯状の積層体3および強化繊維成形体の形状が保持され、あるいは、保持され易くなる。
以上の成形工程が間欠的に繰り返されることにより、図4および図5に示す、所定の長さおよび横断面形状を有する強化繊維成形体7Aが、製造される。図4および図5に示す強化繊維成形体7Aは、屈曲部BN1、BN2を有する横断面形状がC形の強化繊維成形体であり、長さ7a、外側の幅7bのウェブ部W1と外側の高さ7cのフランジ部F1、F2を有する。
この態様においては、帯状の積層体および強化繊維成形体を、成形型に対し移動させる方式を採用しているが、あまり長尺ではない強化繊維成形体を製造する場合、帯状の積層体および強化繊維成形体を移動させずに、成形型の方をそれらの長手方向に移動させる方式を採用することが出来る。
図6に、図2示す第1の屈曲部形成装置1Aとは別の態様の第1の屈曲部形成装置6Aが示され、図7に、図3示す第2の屈曲部形成装置1Bとは別の態様の第2の屈曲部形成装置6Bが示される。これらの屈曲部形成装置は、図1に示す強化繊維成形体7の製造工程において、帯状の積層体3が、第1の屈曲部形成装置1Aと第2の屈曲部形成装置1bとの間において、ねじりを受ける点を避けるために開発されたものである。
図6において、第1の屈曲部形成装置6Aは、ベース611Aに取り付けられた第1の成形型62Aを有する。第1の成形型62Aは、下型62Aaと上型62Abを有する。第1の屈曲部形成装置6Aは、ベース611Aに支持された型開閉アクチュエーター68AOCを有する。上型62Abは、型開閉アクチュエーター68AOCにより、下型62Aaに対し、開閉される。上型62Abと下型62Aaが閉じられた状態で、これらの間に位置する帯状の積層体3が加圧され、第1の屈曲部6BN1が形成される。
図7において、第2の屈曲部形成装置6Bは、ベース611Bに取り付けられた第2の成形型62Bを有する。第2の成形型62Bは、下型62Baと上型62Bbを有する。第2の屈曲部形成装置6Bは、ベース611Bに支持された型開閉アクチュエーター68BOCを有する。上型62Bbは、型開閉アクチュエーター68BOCにより、下型62Baに対し、開閉される。上型62Bbと下型62Baが閉じられた状態で、これらの間に位置する帯状の積層体3が加圧され、第2の屈曲部6BN2が形成される。
第2の屈曲部形成装置6Bは、ベース611Bを帯状の積層体3の長手方向に直角の水平方向に移動させる型水平移動機構と、ベース611Bを帯状の積層体3の長手方向に直角の垂直方向を向く軸を回転軸として回動させる型回転機構とを有する。
型回転機構は、ベース611Baに取り付けられたモーター71と、モーター71から延びる回転軸72と、回転軸72の上端に取り付けられたベース611Bbとからなる。型水平移動機構は、ベース611Bbに取り付けられたエアあるいは油圧シリンダー73と、シリンダー73のピストンから導出されたピストンロッド74と、一端がピストンロッド74の先端部に結合され、他端がベース611Bの下面に結合された結合部材75と、ベース611Bbに、4本の支柱76で支持された2本のガイドレール77と、ベース611Bの下面に取り付けられ、ガイドレール77に沿って移動自在な4つのガイドシュー78とからなる。
第2の屈曲部形成装置6Bが有する型水平移動機構と型回転機構とにより、本発明の強化繊維成形体の製造方法における屈曲部間距離変更工程が用意される、また、本発明の強化繊維成形体の製造装置における成形型位置変更手段が用意される。
第2の屈曲部形成装置6Bが有する型水平移動機構と型回転機構を使用することにより、後に説明する屈曲部間の距離、ウェブ部の高さ(幅)、あるいは、フランジ部間の長さ(高さ)が、幅方向の片側において、長手方向に変化している強化繊維成形体を製造することが出来る。
第1の屈曲部形成装置6Aにも、第2の屈曲部形成装置6Bと同様の型水平移動機構と型回転機構とが設けられていても良い。このようにすることにより、後に説明する屈曲部間の距離が、幅方向の両側において、長手方向に変化している強化繊維成形体を製造することが出来る。
図8は、本発明により第1の屈曲部と第2の屈曲部を形成する場合の屈曲部の形成の仕方の一例を説明する図である。図8において、左側の図は、第1の屈曲部形成工程において、2つの屈曲部8BN1aと8BN1bとが形成された状態を示す。この状態で、屈曲部8BN1aの右側端を終端8E1aとし、屈曲部8BN1bの左側端を終端8E1bとすると、これら2つの屈曲部の末端間に、ウェブ部8W1aが形成され、屈曲部8BN1aの左側端を始端8S1aとすると、始端8S1aから延びたフランジ部8F1が形成される。
図8の左側の帯状の積層体3には、第2の屈曲部形成工程において、屈曲部8BN1a、8BN1bとは異なる屈曲部8BN2が形成される。この状態で、屈曲部8BN1bと屈曲部8BN2との間にウェブ部8W1bが形成され、また、屈曲部8BN2から延びるフランジ部8F2が形成される。
図9は、ウェブ部9W1a、その両側に屈曲部9BN1a、9BN1b、屈曲部9BN1aから延びるフランジ部9F1、および、屈曲部9BN1bから延びるフランジ部9F2を有する強化繊維成形体の一例であるが、2つの屈曲部9BN1a、9BN1b間に位置するウェブ部9W1aの長さが大きい場合の例である。強化繊維成形体の成形工程において、屈曲部9BN1aとフランジ部9F1とは、成形時に、第1の成形型により、加圧、加熱を受ける。また、屈曲部9BN1bとフランジ部9F2とは、成形時に、第2の成形型により、加圧、加熱を受ける。しかし、ウェブ部9W1aの長さが大きい場合、ウェブ部9W1aの中央側の部分は、成形型による加圧、加熱を受けない。
このような場合、ウェブ加熱、加圧手段を設けるのが好ましい。ウェブ加熱、加圧手段の一例の横断面の概略が図10に示される。図10において、ウェブ加熱、加圧手段は、幅が広いウェブ部9W1aの中央部の下面側に位置する下型101aと上面側に位置する上型101bとから構成されている。上型101bには、加圧のためのアクチュエーター101cが結合されている。型の加熱は、上述の成形型の加熱の場合と同様で良い。
図11に、本発明により成形される強化繊維成形体の代表的な4つの例の横断面図が示される。図11において、強化繊維成形体117Aは、2つの屈曲部11BN1、11BN2を有する。強化繊維成形体117Aは、図4および図5に示す強化繊維成形体7Aとその断面形状は同じであり、C形(場合によっては、U形)と呼称される。
強化繊維成形体117Bは、4つの屈曲部11BN1、11BN2、11BN3、11BN4を有する。強化繊維成形体117Bは、その断面形状が6角形の一辺が欠落した形をしている。強化繊維成形体117Cは、2つの屈曲部11BN1、11BN2を有する。強化繊維成形体117Cは、Z形と呼称される。強化繊維成形体117Dは、4つの屈曲部11BN1、11BN2、11BN3、11BN4を有する。強化繊維成形体117Dは、その断面形状が波形をしている。
図12は、図1に示した本発明の強化繊維成形体の製造方法(製造装置)の変形態様の概略斜視図である。図12に示される製造方法(製造装置)の特徴は、第1の屈曲部形成工程で形成される第1の屈曲部の長手方向における方向と、第2の屈曲部形成工程で形成される第2の屈曲部の長手方向における方向とが、角度θをもって異なっている点である。
図12において、帯状の積層体3は、第1の屈曲部形成装置121Aへと供給される。第1の屈曲部形成装置121Aは、下型122Aaと上型122Abとを有する。第1の屈曲部形成装置121Aは、図2に示す第1の屈曲部形成装置1Aと同様の装置である。第1の屈曲部は、型の稜線32aにより形成される。型の稜線32aの方向は、帯状の積層体3の長手方向に平行とされている。型の稜線32aにより形成される第1の屈曲部の方向は、帯状の積層体3の上に仮想的に描いた第1の屈曲部稜線30により示される。
第1の屈曲部が形成された帯状の積層体3は、第2の屈曲部形成装置121Bへと搬送される。第2の屈曲部形成装置121Bは、下型122Baと上型122Bbとを有する。第2の屈曲部形成装置121Bは、図3に示す第2の屈曲部形成装置1Bと同様の装置である。第2の屈曲部は、型の稜線32bにより形成される。型の稜線32bの方向は、帯状の積層体3の長手方向にθ度傾けられている。型の稜線32bにより形成される第2の屈曲部の方向は、帯状の積層体3の上に仮想的に描いた第2の屈曲部稜線31により示される。これにより、方向が異なる2つの屈曲部が、帯状の積層体3に形成されることになる。
図13は、図1に示した本発明の強化繊維成形体の製造方法(製造装置)の更に別の変形態様の概略斜視図である。図13に示される製造方法(製造装置)の特徴は、第1の屈曲部形成工程で形成される第1の屈曲部の長手方向における方向と、第2の屈曲部形成工程で形成される第2の屈曲部の長手方向における方向とが、角度θをもって異なっている点である。
図13において、帯状の積層体3は、第1の屈曲部形成装置131Aへと供給される。第1の屈曲部形成装置131Aは、下型132Aaと上型132Abとを有する。第1の屈曲部形成装置131Aは、図6に示す第1の屈曲部形成装置6Aと同様の装置である。第1の屈曲部は、型の稜線32aにより形成される。型の稜線32aの方向は、帯状の積層体3の長手方向に平行とされている。型の稜線32aにより形成される第1の屈曲部の方向は、帯状の積層体3の上に仮想的に描いた第1の屈曲部稜線30により示される。
第1の屈曲部が形成された帯状の積層体3は、第2の屈曲部形成装置131Bへと搬送される。第2の屈曲部形成装置131Bは、下型132Baと上型132Bbとを有する。第2の屈曲部形成装置131Bは、図7に示す第2の屈曲部形成装置6Bと同様の装置である。第2の屈曲部は、型の稜線32bにより形成される。型の稜線32bの方向は、帯状の積層体3の長手方向にθ度傾けられている。型の稜線32bにより形成される第2の屈曲部の方向は、帯状の積層体3の上に仮想的に描いた第2の屈曲部稜線31により示される。これにより、方向が異なる2つの屈曲部が、帯状の積層体3に形成されることになる。
しかし、図12および図13を用いて上に説明した方向が異なる2つの屈曲部の形成手法のままでは、成形される強化繊維成形体において、第2の屈曲部稜線31が滑らかにつながったものとはならない。繰り返し形成される角度θの傾きを有する稜線をつなげるための型位置調整技術が、図14を用いて、説明される。
図14は、成形された強化繊維成形体7Bの展開図で、そこにおいて、一部拡大図が併せて描かれている。間欠的搬送により順次形成される屈曲部をつなげるための型位置調整操作は、帯状の積層体3を一定量長手方向に搬送する毎に、図12あるいは図13に示す型の稜線32bが傾いている型を、帯状の積層体3の長手方向と直交する方向に移動させることにより行われる。
図14において、帯状の積層体3を長手方向に1回送る度に、図12あるいは図13に示す型の稜線32bが傾いている型を、長手方向と直交する方向に移動させる移動量Sは、帯状の積層体3の長手方向の1回の送り量(搬送量)をL、長手方向を基準とするテーパ角をθとするとき、S=Lxtanθにより示される。
図13における第2の屈曲部形成装置131Bの成形型の型位置調整操作は、例えば、図7の第2の屈曲部形成装置6Bの型水平移動機構と型回転機構を使用することにより、行うことが出来る。2つの屈曲部の双方がテーパ形状を有する強化繊維成形体の製造は、図6における第1の屈曲部形成装置6Aを、図7における第2の屈曲部形成装置6Bと同様のものとすることにより、行うことが出来る。
図15は、本発明により成形された片側にテーパ形状を有する強化繊維成形体7Cの平面図である。図15において、強化繊維成形体7Cは、ウェブ部16W1と、その一端に屈曲部を経て形成されたフランジ部16F1と、その他端に屈曲部を経て形成されたフランジ部16F2とを有する。フランジ部16F1は、強化繊維成形体7Cの長手方向にテーパ状に形成されている。
図16は、図15におけるC2−C2断面図である。図17は、図15におけるC3−C3断面図である。図18は、図15に示す強化繊維成形体7Cの側面図である。同じ幅を有する帯状の積層体からテーパ形状を有する強化繊維成形体を製造する場合、製造直後の強化繊維成形体7Cにおいては、図16乃至18に示す通り、ウェブ部16W2の幅が狭い箇所では、高さの高いフランジ部16F1が、ウェブ部16W2の幅が広い箇所では、高さの低いフランジ部16F1が形成されている。左右のフランジ部の高さが同じ強化繊維成形体は、図18に示す三角形のフランジ部16F1tをトリミングすることにより製造される。
以上の実施態様は、主として、第1の屈曲部形成工程と第2の屈曲部形成工程とが、帯状の積層体の移動方向の上流側と下流側とに配列される場合のものである。この態様は、形成されるウェブ部の幅が狭く、第1の屈曲部を形成する第1の成形型および/または第2の屈曲部を形成する第2の成形型がウェブ部の幅に対し相対的に大きく、これら双方の成形型を、帯状の積層体の移動方向の同じ位置、すなわち、幅方向に並列に配置することが難しい場合に有用である。この態様の概略が、図19に示される。
図19は、強化繊維成形体の製造過程を示す平面図である。図19は、帯状の積層体193を静止状態として描き、第1の成形型192Aと第2の成形型192Bとの、過去および現在における帯状の積層体193との関係位置を示したものである。屈曲部の実際の成形は、第1の形成型192Aと第2の成形型192Bとにより、これらを実線で示す位置で行われる。この位置において、幅の狭いウェブ部19W1aが、第1の成形型192Aと第2の成形型192Bとにより形成されていたときの状態が、仮想線191で示され、同じく、テーパ状のウェブ部19W1bが、第1の成形型192Aと第2の成形型192Bとにより形成されていたときの状態が、仮想線192で示されている。図19は、強化繊維成形体が製造されるにつれて、第2の成形型192Bが、実線で描かれている位置に置いて、上方へと移動して行く状態を理解するのに役立つ。また、仮想線191で描かれた第1の成形型192Aと第2の成形型192Bとの大きさから、これらが幅方向に並列して設置し得ないことが理解出来る。
これに対し、図20は、同様の描写手法により、幅の狭いウェブ部20W1aにおいても、第1の成形型202Aと第2の成形型202Bとが、帯状の積層体203の長手方向に直交する方向において、並列に配置し得る場合を示す。仮想線201および202で描かれている第1の成形型202Aと第2の成形型202Bは、図19における場合と同様の説明のためのものである。
図21は、図20において、幅方向に並列に配置された互いに独立して異なる屈曲部を形成する第1の成形型202Aと第2の成形型202Bとが並設されている屈曲部形成装置の一例の横断面図である。
図21において、左側の第1の屈曲部形成装置211Aの基本的構造は、図6に示す第1の屈曲部形成装置6Aと同じである。相違する点は、H形の成形体を製造するため、上下方向に位置する下型212Aaと上型212Abとの外側に、横型212AYが配置されている点である。下型212Aaは、ベース2111Aに固定されている。上型212Abには、アクチュエーター218Aが結合され、下型212Aaに対し、帯状の積層体を介して、離接自在とされている。横型212AYには、アクチュエーター218AYが結合され、下型212Aaおよび上型212Abに対し、帯状の積層体を介して、離接自在とされている。
図21において、右側の第2の屈曲部形成装置211Bの基本的構造は、図7に示す第2の屈曲部形成装置6bと同じである。相違する点は、H形の成形体を製造するため、上下方向に位置する下型212Baと上型212Bbとの外側に、横型212BYが配置されている点である。下型212Baは、ベース2111Bに固定されている。上型212Bbには、アクチュエーター218Bが結合され、下型212Baに対し、帯状の積層体を介して、離接自在とされている。横型212BYには、アクチュエーター218BYが結合され、下型212Baおよび上型212Bbに対し、帯状の積層体を介して、離接自在とされている。第2の屈曲部形成装置211Bは、図7に示す第2の屈曲部形成装置6bと同様の構成からなる屈曲部間距離変更手段21を有する。ここでの屈曲部間距離変更手段21の詳細な説明は、省略する。
図22は、H形の成形体の製造装置を示しており、主な構成は、非屈曲部プレス装置(ウェブ加熱加圧手段)40、フィラー形成装置50、第1の屈曲部形成装置60、第2の屈曲部形成装置70、牽引装置(搬送装置)80からなる。
なお、ここでは、説明の便宜上、H形の成形体の中央の水平部分をウェブ部、両側面の垂直部分をフランジ部と呼ぶものとする。
以下、装置構成の詳細を説明する。非屈曲部プレス装置40は、H形中央のウェブ部分の非屈曲部(平坦部)をプレスするものである。非屈曲部プレス装置40の横断面図を図23に示す。図23において、型41aと型41bの間の平面で積層体35を挟む構造となっている。型41bは、図示しない不動のベースに固定されている。型41aは、アクチュエーター42に接続され、型41bに押しつけたり離したり出来るようになっている。
更に、型から少し離れた左右の位置には、積層体35を厚さ方向に2分して互いに接触しないように離しておく分離ガイド43が設けられている。積層体35の片側端部、あるいは、両側端部において、例えば、分離ガイド43を用いて、積層体の層間を上下に分離する工程が、端部分離工程である。分離の状態が終了している部分が、分離基部43Eである。
フィラー形成装置50は、これも同じ構造のものが左右に2つ配置されている。フィラー形成装置50の横断面図を図24に示す。図24において、2つのR形のついたR型51a、51bと平板の平型52を合わせることで、狙いとするH形断面形状でのコーナーフィラー断面の形をした穴を形成し、ここにコーナーフィラー37a、37bを通して、コーナーフィラーを穴の形状に加工するようになっている。この穴は、コーナーフィラーの進行方向において、入り口側が広く、内部で所望の断面形状となっている。
第1の屈曲部形成装置60は、H形を構成する2つのT形屈曲部のうち、一方の屈曲部を形成するもので、その横断面図を図25に示す。図25において、2つの中央型61a、61bの横に、側面型62が配置されている。これら3つの型の隙間が横倒しにしたT形断面形状を形成する。中央型の片側61bは図示しない不動のベースに固定され、中央型61a、および、側面型62は、アクチュエーター63a、63bに接続され、中央型61aに押しつけたり離したり出来るようになっている。
第2の屈曲部形成装置70は、第1の屈曲部形成装置60とは別のもう一方の屈曲部を形成するもので、その横断面図を図26に示す。図26において、2つの中央型71a、71bの横に、側面型72を配置した構造となっている。これら3つの型の隙間が、第1の屈曲部形成装置60の場合と同様、横倒しにしたT形断面形状を形成するようになっている。中央型の片側71bは、外枠74に固定されている。中央型71a、および、側面型72は、外枠74に固定されたアクチュエーター73a、73bに接続され、中央型71aに押しつけたり離したり出来るようになっている。
外枠74は、アクチュエーター76につながれており、第2の屈曲部形成装置70を構成する型と型を駆動するアクチュエーター一式をガイド75の案内により、装置長手方向に直交する水平方向の任意の位置に移動出来るようになっている。
牽引装置80の詳細は、図示しないが、複数の型とそれを駆動するアクチュエーターから構成され、H形の成形体を把持出来るようになっている。更にアクチュエーター81により、成形体を把持する機構全体を長手方向に往復移動できる構造となっている。
また、この実施態様では、前述の実施態様同様、各型に、温水を型内に循環させることで、型温度を所望の温度に調節する機能を備えている。
次に、以上の製造装置を用い、実際にH型の成形体を製造する方法を、図22、および、そこにおける各部の詳細断面図である図23、24、25、および、26を用いて説明する。
最初に、成形体の材料である帯状の積層体35、同様の帯状の積層体からなる外側フランジ部材36a、36b、および、強化繊維束からなるコーナーフィラー37a、37bを、各型を開いた状態で、製造装置全長に渡って通し、初期状態とする。
次に、装置の運転を開始し、牽引装置80が積層体およびコーナーフィラーを把持し、装置の下流側(図22では右側)に向かって牽引する搬送動作と、牽引の停止時に、非屈曲部プレス装置40、第1の屈曲部形成装置60、第2の屈曲部形成装置70が材料を加工する加工動作とを、交互に実施する。これにより、H形断面形状の成形体が下流に向かって徐々に形成され、材料が装置全長を通過した時点から、狙いとするH形断面形状の成形体が安定して連続的に製造される。
材料加工の流れを、上流側から順に更に詳細に説明する。まず、積層体35は、牽引装置80の牽引力により、非屈曲部プレス装置40に導入される。このとき、積層体35の両端部は、分離ガイド43により、厚さ方向に2分割された上下の積層体が互いに接触しないよう支持される。ここで、型41aをアクチュエーター42により駆動し、型41bに対し移動して、型を閉じることで、最終のH形断面での屈曲部とならないウェブの部分をプレスし、同時に、型に熱を供給して加熱し、この状態で一定時間保持する。これにより、積層体35に含まれる積層維持材料である樹脂が、強化繊維シート間を確実に接着すると共に、積層体中の空隙が減少して繊維体積含有率が上がり、形状保持される。
次に、この一定時間保持の後、型41aをアクチュエーター42により駆動し、型を開く。そして再び、牽引装置80により、ウェブ部分が加工された積層体35は、下流に搬出される。ここでプレスする範囲は、必ずしもウェブに該当する範囲全てである必要はなく、ウェブの一部分であればよい。前述の通り、特に屈曲部間が長い場合、この態様のようにウェブ部の長さが長い場合は、次工程で屈曲部形成装置により加熱加圧しにくいウェブの中央部分を、ここで確実にプレスしておくのが有効である。また、ここで強化繊維シート間を確実に接着することで、後工程でシート間でズレが生じるようなトラブルを防止出来る。
一方、コーナーフィラー37a、37bは、牽引装置80の牽引力により、フィラー形成装置50のR型51a、51b、平型52により構成される穴を通過する。各型は加熱されており、また、穴は入り口側が広く、内部で狙いとするH形断面でのコーナーフィラーの断面形状となっているため、コーナーフィラーの材料に含まれる樹脂成分が軟化し、変形する。このことにより、コーナーフィラー37a、37bは、H形断面でのコーナーフィラーの断面形状となって、フィラー形成装置50を出る。このように、あらかじめコーナーフィラーの形を、最終断面を想定した形に整えることで、後に屈曲部形成装置にてT形の屈曲部を形成する際に、コーナー以外の平坦部にはみ出したり、偏りが生じて密度が不均一になったりせず、狙いとする位置に確実に収めることができる。
また、図25に示したように、フィラー形成装置50を、積層体35の両端を厚さ方向に2分割して開いた分岐部の側近に設置することで、フィラー形成装置50で形状を付与されて剛性が高くなったコーナーフィラー37a、37bを、極力曲げることなく形状を保ったまま、次工程の屈曲部形成装置60、70に導入することが出来る。
次に、積層体35は、コーナーフィラー37a、H形フランジ部の外側に位置するキャップとなる積層体(外側フランジ部材)36aと共に、第1の屈曲部形成装置60へ供給される。ここでまず、アクチュエーター63aにより、中央型61aが駆動し、H形のウェブ部分のうち、一方のフランジ側(図25では左側)に偏った部分をプレスする。次に、アクチュエーター63bにより、側面型62が駆動し、H形の一方のフランジ部分(図25では左側)をプレスし、この状態で一定時間保持する。
これらの型は、内部を流れる熱媒により加熱されているため、積層体35、36a、コーナーフィラー37aは、加熱され、積層体35に含まれる積層維持材料である樹脂が積層体を構成する強化繊維シート間、および、これらの積層体、コーナーフィラー同士を接着すると共に、積層体35、36a中の空隙を減少させて繊維体積含有率を上昇させ、形状を保持し、狙いとするH形断面形状のうち、左側のT形断面部分が出来上がる。
次に、積層体35は、コーナーフィラー37b、H形フランジ部の外側に位置するキャップとなる積層体36bと共に、第2の屈曲部形成装置70へ導入される。第1の屈曲部形成装置の場合と同様、アクチュエーター73aにより、中央型71aが駆動し、H形のウェブ部分のうち、一方のフランジ側(図26では右側)に偏った部分をプレスする。次に、アクチュエーター73bにより、側面型72が駆動し、H形の一方のフランジ部分(図26では右側)をプレスし、この状態で一定時間保持することで、狙いとするH形断面形状のうち、右側のT形断面部分が出来上がる。これで、最終のH形断面となり、H形の成形体38が完成する。
完成したH形の成形体38は、更に下流に送られ、牽引装置80に把持される。そしてアクチュエーター81により、把持する機構全体がH形の成形体38と共に下流側に移動される。次いで、H形の成形体38の把持を解除し、再びアクチュエーター81の稼働により、把持機構全体が上流側に移動し、H形の成形体38が上流側へ取り残され、この繰り返しにより、完成したH形の成形体は下流側へと送られる。以上一連の製造工程により、材料が切れない限り、H形断面形状の成形体が途切れることなく、連続的に製造される。
この実施態様の特徴は、積層体に屈曲部を付与した成形体を一旦作った後、これら同士を後工程で接合するような複数のステップを経ることなく、T形の屈曲部を1ステップで形成する点にある。これにより、簡素な設備構成でH形の成形体を製造する装置ができる。更に、本発明の特徴の通り、屈曲部を個別の屈曲部形成手段に分けて形成し、かつ、一方の屈曲部を形成する第2の屈曲部形成装置は、アクチュエーター76により、装置長手方向に直交する水平方向の任意の位置に移動出来るため、断面形状の変更、この実施態様の場合は、H形のフランジ間の距離の変更を、型交換等の煩雑な作業なしに、容易に実現することが出来る。
積層体35は、非屈曲部プレス装置40を出て第1の屈曲部形成装置60、および、第2の屈曲部形成装置70に至る間で、2分割された両端部を上下に開いて曲げる作用を受ける。積層体が柔らかく曲がりやすいものである場合は、長手方向に積層体が送られるのに従い、自然に曲がって行くこともあるが、積層体35の剛性が高い場合は、自然に曲がることは期待しにくいので、積層体を強制的に開いて曲げる手段を設けることが好ましい。
積層体に含ませる積層維持材料を熱可塑性の樹脂とする場合、積層体または成形体が第1の屈曲部形成装置60または第2の屈曲部形成装置70から出た際に、プレス時の高い温度を維持したままであると、樹脂の粘度が低いため、圧縮された強化繊維の反発力により、屈曲部成形装置で狙いの断面形状にしたはずの積層体または成形体が、厚さ方向に膨らんだり、屈曲部が真っ直ぐ方向に戻ろうとするスプリングバック現象が生じる。これを防止する方法として、屈曲部形成装置の下流側近傍に、冷却手段を設けるのが好ましい。この冷却手段には、例えば、冷風を吹き付ける手段や、冷板を接触させる手段等があげられる。
特に好ましい手段は、図27に示す態様である。図27に、屈曲部形成装置付近が図示されている。図27において、この手段は、第1の屈曲部形成装置60および第2の屈曲部形成装置70を構成する型61a、61b、62、71a、71b、72(図25および26を参照)の下流側に、これらの型と積層体に接触する面において断面形状が同一の冷却型61a′、62′、71a′、72′(斜線にて図示。61b′、71b′は図示せず。)を隣り合わせに取り付け、屈曲部形成装置を構成する型と一緒に動くようにしたものである。
冷却型は、例えば、冷風や冷水等の冷媒を型内部に通すことで構成することが出来る。このようにすることで、熱い型で加熱およびプレスされた積層体または成形体は、下流に送られた時点で、即座に冷却型にてプレスされた状態で冷やされることとなる。これにより、スプリングバック現象を防止することが出来、高い繊維体積含有率と、狙いの形状に対して精度の高い断面形状を達成出来る。
上述した方法と同様にして、断面がJ形の成形体を製造することも出来る。この場合、第2の屈曲部形成装置70の構造を少し変更することで対応出来る。その横断面図を、図28に示す。J形対応の第2の屈曲部形成装置100は、上型101aと下型101bとでL形の隙間を形成し、ここに積層体を挟み、上型101aをアクチュエーター103により駆動することでプレスし、L形の屈曲部を形成する。実際にJ形の成形体を形成するには、先述のH形の成形体の製造工程において、第1の屈曲部形成工程60を出て左側にT形断面部分が形成された積層体を、コーナーフィラー37bとキャップとなる積層体(外側フランジ部材)36bを伴うことなく単体で、第2の屈曲部形成装置100に導入し、積層体の右側をプレスして、L形の屈曲部を形成することで、J形の成形体が完成する。
これらH形やJ形の成形体を効率的に製造する方法においても、本発明の特徴的な効果である長手方向の位置によって長手方向に垂直な断面における屈曲部間の距離が変化する形状の成形体を製造することが出来る。その例として、フランジ部間の距離が一定の割合で変化する、テーパのあるH形の成形体の製造方法を、図29を用いて説明する。
図29は、テーパのあるH形の成形体の製造装置の上面図である。図29において、第2の屈曲部形成装置70の型の稜線が、第1の屈曲部形成装置60の型の稜線に対して、θの角度を持って配置されている点が、先述のH形の成形体の製造装置と大きく異なっている。先に説明した実施形態において、図13、14を用いて説明したのと同様、この装置においても、牽引装置80の1回当たりの送り距離をLとして、積層体および成形体を距離L送る毎に、第2の屈曲部形成装置70を長手方向と直交する方向で第1の屈曲部形成装置60から離れる方向、すなわち図において太い黒矢印Aで示した方向に、L×tanθずつ移動して行くことで、第2の屈曲部形成装置70が形成する屈曲部の稜線はつながって行き、フランジ間距離において角度θのテーパ角を持ったH形の成形体が出来上がり、長手方向に排出されて行く。
テーパのある成形体を製造する際、フランジ間の距離が離れにつれて、非屈曲部プレス装置および2台の屈曲部形成装置全てをもってしてもプレスできないウェブ部分が生じる場合がある。この場合、図30に示したように、2台目の非屈曲部プレス装置45を、非屈曲部プレス装置40の隣で、テーパ角θによりウェブが拡張する側に設置し、屈曲部プレス装置ではプレスできない範囲を補ってプレスするのが良い。
更に、第1の屈曲部形成装置に同様のテーパ角を持たせ、かつ、上述した動きをさせることで、両側にテーパ角を設けることが出来るのは、前述の実施形態と同様である。
また、フランジ間距離の変化に従い、屈曲部形成装置70、80が移動するのに対し、フィラー形成装置50が不動であると、積層体35等との干渉という問題が生じるので、フィラー形成装置50は、屈曲部形成装置70、80と共に移動するようにするのが好ましい。
本発明の実施に用いられる成形型は、熱伝達性の良い金属製の型であることが好ましい。成形する帯状の積層体が表面に粘着性の樹脂を含む場合、成形時に、積層体が成形型に接着する現象が生じる恐れがある。このような恐れがある場合、成形型の少なくともその表面を、接着が起こり難い、あるいは、接着が生じてもそれを剥がれ易くする材料で形成しておくことが好ましい。例えば、成形型の表面を、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(登録商標))にてコーティングしておくか、成形型の表面に、一般に使用されている離型剤を塗布しておくことが好ましい。
帯状の積層体と成形型との接着を回避する別の方法として、一般に使用されている離型紙(離型フィルム)を用いる方法がある。帯状の離型紙(離型フィルム)を、帯状の積層体の表面に沿わせて位置させた後、これらを成形型に供給することで、帯状の積層体と成形型との接着を回避することが出来る。この方法は、帯状の積層体がプリプレグシートで形成されている場合、特に有効である。
本発明の実施に用いられる導入ガイド4は、金属板で形成されていることが好ましい。当初平坦な帯状の積層体を、成形型における成形形状に合わせるように変形させつつ成形型に供給する際、それに見合った導入ガイド4の横断面形状の形成が容易に出来るからである。
本発明の実施に用いられる位置決めガイド5は、金属板あるいは金属ブロックで形成されていることが好ましい。位置決めガイド5は、成形型の位置と帯状の積層体の位置との関係を決めるものである。従って、積層体の幅が変わったときにも対応出来るように、導入ガイド4に対し位置調整が可能なように、導入ガイド4に取り付けられていることが好ましい。この位置調整は、例えば、位置決めガイド5あるいは導入ガイド4に、ネジ通し用の長穴を設け、止着用ネジとこの長穴を用いて行うことが出来る。
本発明の実施に用いられる排出ガイド6は、成形された強化繊維成形体の横断面形状の一部に相似した横断面形状を有する金属板で形成されていることが好ましい。成形型から導出された強化繊維成形体は、型崩れしたり、座屈し易い。排出ガイド6は、この型崩れや座屈を防止する役目も有する。成形されて搬送されて来る強化繊維成形体の長さが長い場合は、排出ガイド6は、それに見合った長さにするか、間隔をおいて配列された複数個のガイドで構成するのが良い。
本発明の実施において、帯状の積層体として、熱可塑性樹脂が散在する繊維強化シート、すなわち、ドライファブリックシートが用いられる場合、ドライファブリックシートは、常温では、タック性を有しないのが通常である。この場合、複数枚の強化繊維シートを単に積層したのみでは、積層体は、バラバラになり易く、取り扱いが困難になる。このような場合は、例えば、アイロン、あるいは、はんだごてを用いて、積層体を、間隔をおいた多数箇所において、加熱、加圧し、複数枚の強化繊維シートの層間を樹脂により軽く接着しておくことが好ましい。ただし、層間を全面的に接着すると、層間が滑り難くなり、屈曲部を形成するときに、積層体にシワが入り易くなる。従って、この接着は、部分的なものに止めることが好ましい。接着を部分的なものに止めておくことにより、帯状の積層体を導入ガイドに沿わせて曲げることも可能となる。
本発明の実施において用いられる強化繊維シートとして、炭素繊維シートやガラス繊維シートが、好ましく用いられる。シートとしては、例えば、織物あるいは編み物からなるシート、あるいは、繊維が一方向に配列された一方向性シートがある。シートにおける繊維の配列方向としては、例えば、0°、+45°、−45°、90°方向がある。これらの繊維の配列方向が異なるシートを積層し、疑似等方性を有する積層体を用意することが出来る。
本発明の実施において用いられる強化繊維シートとして、ドライファブリックシートを用いる場合、市販のものを用いることが出来る。ドライファブリックシートに付着している樹脂としては、オリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂などが、知られている。
図1に示す製造装置を用いて、図4および5に示す一定断面形状のプリフォーム7Aを製造した。このプリフォーム7Aの長さ7aは2000mm、フランジ部の外側の高さ7cは45mm、ウェブ部の外側の幅7bは45mmであった。
第1の成形型2Aの上型2Ab、下型2Aa、および、第2の成形型2Bの上型2Bb、下型2Baのそれぞれにおいて、積層体3の搬送方向の長さを120mm、屈曲部BN1、BN2の角度を90°、材質を炭素鋼S45Cとした。それぞれの型の表面に、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂(テフロン(登録商標))のコーティング処理を施して離型性を高めた。それぞれ型の内部に、温度調節手段を設け、型温を90℃にコントロールした。第1の成形型2Aと第2の成形型2Bとの間隔を1000mmとした。
帯状の積層体3を形成する強化繊維シートとして、強化繊維として東レ(株)製トレカT800G(登録商標)を経方向の一方向に引き揃え、緯糸にフィラメント数7本、繊度1.7texのポリアミド繊維を5mmピッチで配置した一方向織物(目付190g/m2)を用いた。積層維持材料として、強化繊維シートの片側表面に、低融点ポリアミド樹脂粒子(融点110℃、平均粒径100μm)を20g/m2付着させた。
この織物から、回転刃式のハンドカッターにより、長手方向に対し強化繊維方向がなす角度を0°、45°、−45°、90°とした4種類の帯状片(幅140mm×長さ2000mm)を切り出した。次に、これら帯状片を、平面テーブル上で、強化繊維方向が下層から順に45°/0°/−45°/90°/−45°/0°/45°方向に配向するように、7層積層して、帯状の積層体を得た。
この積層体3は、帯状片をただ重ねただけでは、1枚1枚が離れており、めくれやズレが生じて取り扱いが難しいので、ハンドリング性を良くするために、加熱プレート上に積層体を置いて、約80℃に加熱しながら、はんだごてを用いて、積層体を部分的に加熱し、低融点ポリアミド樹脂粒子を溶かして、仮接着させた。
この際、積層体全面を樹脂で接着すると、シートがズレなくなり、積層体の賦形性が悪くなるので、直径10mmの円盤形状のはんだごて先端を用いて、0.1MPaの押圧で、幅方向に5カ所(幅方向のセンターとセンターから幅方向に30mm,60mmの位置)、長手方向に30mmピッチで部分的に接着させた。また、積層体がはんだごてに付着しないように、積層体とはんだごての間に、離型シートを挟み加熱接着した。ここに、帯状の積層体3を得た。
次に、この積層体3の長手方向先端に、導布として、積層体3と同じ幅の帯状のポリエステル不織布を耐熱テープで貼り付け、この導布を、図1の第1の屈曲部形成装置1Aと第2の屈曲部形成装置1Bを通して、製造工程の長手方向下流側(図1の右側)に設置した牽引装置(図示せず)に把持させた。導布には、第1の屈曲部形成装置1Aと第2の屈曲部形成装置1Bとの間で、第2の成形型2Bにおける屈曲部が、下型2Baの溝の稜線に合うように、ひねりを与えた。
そこで、第1の成形型2Aと第2の成形型2Bの型を閉じ、積層体3を0.4MPaの圧力でプレスして、5分間保持するプレス動作と、第1の成形型2Aと第2の成形型2Bの型を開き、この間に牽引装置にて100mmずつ導布、および、これにつながれた積層体3を下流側に送る牽引動作とを交互に実施した。
これらの動作により、導布に続いて積層体3を、第1の成形型2Aと第2の成形型2Bに除々に送り込み、積層体3に、第1の成形型2Aで、第1の屈曲部を、第2の成形型2Bで、第2の屈曲部をそれぞれ形成した。積層体3の全長が第2の成形型2Bを出た時点で、長さ2000mmのプリフォーム7が製造された。
なお、積層体3のプレス後、型を開いて積層体3を下流へ送ろうとする際、このままでは積層体3は接着樹脂の作用により、型に貼り付いて剥がれないので、型を開いた時点で、毎回エアーノズルにより型と積層体の隙間に噴流を吹き付けて、型と積層体を剥離する作業を実施した。
最後に寸法合わせのため、回転刃式のハンドカッターにて、プリフォーム7の端部のトリミングを行い、図4および5に示すような一定断面形状の長尺プリフォーム7Aを完成させた。
完成したプリフォーム7Aは、従来技術である2の屈曲部を1つの屈曲部形成手段により形成する方式を用いたものと、肉厚、真直性等の寸法精度において、遜色のないものであった。また、このプリフォーム7Aに、RTM工程にて、マトリックス樹脂を注入、硬化させて製造したCFRPは、強度的にも問題ないことが確認された。
図12に示す強化繊維成形体の製造装置を用いて、図15に示すようなテーパ形状のプリフォーム7Cを製造した。このプリフォーム7Cの長さ7aは2000mm、フランジ部の外側高さ7cは45mm、幅の狭い部分のウェブ部の外側の幅7b2は45mm、幅の広い部分のウェブ部の外側の幅7b3は65mmであった。テーパ比=1/100、つまり、(ウェブ部の幅の変化量(65−45)mm)/(長さ2000mm)=1/100となるようにウェブ部の幅が変化したものを製造した。
上型122Ab、下型122Aa、上型122Bb、および、下型122Baは、実施例1と同様、積層体3の搬送方向の長さを120mm、屈曲部BN1、BN2の角度を90°、材質を炭素鋼S45Cとした。それぞれの型の表面に、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂(テフロン(登録商標))のコーティング処理を施して離型性を高めた。それぞれ型の内部に、温度調節手段を設け、型温を90℃にコントロールした。第1の成形型121Aと第2の成形型121Bとの間隔を1000mmとした。製造の方法は、次の条件を除いては、実施例1と同様とした。
テーパ形状に対応して、帯状の積層体3は、幅160mm×長さ2000mmとした。製造装置として、図12に示す強化繊維成形体の製造装置を用いた。第1の屈曲部を形成する型の稜線32aは、積層体3の長手方向(送り方向)と平行になるようにした。第2の屈曲部を形成する型の稜線32bは、積層体3の長手方向に対しテーパ角θ(tanθ=1/100)傾くように、第1の成形型121Aおよび第2の成形型121Bを配置した。
そして、実施例1と同様に、導布を接続した積層体3を、第1の屈曲部形成装置121Aと第2の屈曲部形成装置121Bを通した後、プレス動作と牽引動作とを交互に実施した。これらの動作により、第1の成形型122Aで長手方向に平行な屈曲部が、第2の成形型122Bで長手方向にテーパ角θの傾きをもった屈曲部が、それぞれ形成された。その結果、テーパ形状をもった長さ2000mmのプリフォーム7Cが製造された。
なお、この製造工程において、第2の成形型121Bの位置を、長手方向に直交する方向に、適宜移動することで、プリフォーム7Cにおける第2の屈曲部の稜線を直線状につなげた。すなわち、上流から送り込まれた積層体3を、第2の成形型121Bで、最初にプレスする時点で、第2の屈曲部の開始点が、第1の屈曲部の開始点から45mm離れるように、第2の成形型121Bの位置を調整し、以降、積層体3を100mm送る毎に、第2の成形型の稜線32bが第1の成形型の稜線32aから長手に直交する方向に遠ざかるよう、第2の成形型121Bを、1mmずつ移動させた。
最後に寸法合わせのため、図18に示すように、成形されたプリフォーム7Cの端部16F1tをトリミングし、図17に示す横断面形状が長手方向に連続したテーパ形状のプリフォーム7Cを完成させた。
完成したプリフォーム7Cは、後工程であるRTMに提供するプリフォームとして求められる肉厚、真直性等の寸法精度において問題のないものあった。また、実施例1と同様に、このプリフォーム7Cに、RTM工程にて、マトリックス樹脂を注入、硬化させて出来たCFRPは、強度的にも問題ないことが確認された。
本発明の強化繊維成形体の製造方法あるいは製造装置によれば、積層された複数枚の強化繊維シートからなる帯状の積層体の異なる屈曲部が、成形工程に互いに独立して配列され互いに異なる屈曲部を形成する2つの成形工程(装置)により、帯状の積層体に、順次形成される。そのため、屈曲部間の間隔の異なる複数種類の強化繊維成形体を同じ工程で製造する場合、種類毎に成形型を交換する作業が不要となる。また、ウェブ部の長さ(隣接する屈曲部間の距離)が長手方向に変化している強化繊維成形体を、短時間で、安価に製造することが出来る。一つの成形型から、その位置を変更することにより、種々の形状の強化繊維成形体を製造することが出来る。
このような強化繊維成形体、あるいは、それから製造される繊維強化樹脂(FRP)成形体は、例えば、自動車あるいは航空機の構造部材として用いられる。
Claims (18)
- 積層された複数枚の強化繊維シートと該積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から成形されており、該帯状の積層体の長手方向に垂直な断面形状において、少なくとも2つの屈曲部を有し、隣り合う屈曲部の末端間にウェブ部が形成されるとともに、該ウェブ部から屈曲部を経て突出した少なくとも2つのフランジ部を有する強化繊維成形体の製造方法であって、
(a)前記帯状の積層体を供給する供給工程、
(b)該供給工程から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工工程、および、
(c)前記供給工程および前記屈曲部加工工程に亘り連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送工程とからなり、
(d)前記屈曲部加工工程は、前記帯状の積層体が搬送される方向の異なる位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成工程を有し、
(e)前記少なくとも2つの屈曲部形成工程は、上流側に位置する第1の屈曲部形成工程とそれより下流側に位置する第2の屈曲部形成工程を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成工程により、前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成工程により、前記第1の屈曲部形成工程で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成される強化繊維成形体の製造方法。 - 前記第1の屈曲部形成工程および/または前記第2の屈曲部形成工程が、前記断面形状における少なくとも2つの屈曲部間の距離を前記帯状の積層体の長手方向において変化させるための屈曲部間距離変更工程を含む請求項1に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 積層された複数枚の強化繊維シートと該積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から成形されており、該帯状の積層体の長手方向に垂直な断面形状において、少なくとも2つの屈曲部を有し、隣り合う屈曲部の末端間にウェブ部が形成されるとともに、該ウェブ部から屈曲部を経て突出した少なくとも2つのフランジ部を有する強化繊維成形体の製造方法であって、
(a)前記帯状の積層体を供給する供給工程、
(b)該供給工程から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工工程、および、
(c)前記供給工程および前記屈曲部加工工程に亘り連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送工程とからなり、
(d)前記屈曲部加工工程は、前記帯状の積層体が搬送される方向の同じ位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成工程を有し、
(e)前記少なくとも2つの屈曲部形成工程は、前記帯状の積層体の幅方向の一端側に位置する第1の屈曲部形成工程と前記帯状の積層体の幅方向の他端側に位置する第2の屈曲部形成工程を含み、かつ、前記第1の屈曲部形成工程および/または前記第2の屈曲部形成工程が、前記断面形状における少なくとも2つの屈曲部間の距離を前記帯状の積層体の長手方向において変化させるための屈曲部間距離変更工程を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成工程により、前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成工程により、前記第1の屈曲部形成工程で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成される強化繊維成形体の製造方法。 - 前記屈曲部間の距離の前記帯状の積層体の長手方向における変化が、テーパ形状である請求項2あるいは3に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 前記屈曲部の数が2つである前記強化繊維成形体の前記2つのフランジ部の突出方向が前記ウェブ部の同じ面側になるように、前記第1の屈曲部形成工程および前記第2の屈曲部形成工程において、前記帯状の積層体に屈曲部が形成される請求項1あるいは3に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 前記屈曲部の数が2つである前記強化繊維成形体の前記2つのフランジ部の突出方向が前記ウェブ部のそれぞれ異なる面側になるように、前記第1の屈曲部形成工程および前記第2の屈曲部形成工程において、前記帯状の積層体に屈曲部が形成される請求項1あるいは3に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 前記第1の屈曲部形成工程、あるいは、前記第2の屈曲部形成工程の上流側に、屈曲部が形成される部位よりも外側に位置する前記帯状の積層体の端部を、その厚さ方向において、上下2つに分離し、当該端部に、それぞれ異なる方向を向く2つのフランジ部を用意する端部分離工程が、設けられている請求項1あるいは3に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 前記第1の屈曲部形成工程、および、前記第2の屈曲部形成工程の上流側に、屈曲部が形成される部位よりも外側に位置する前記帯状の積層体の端部を、その厚さ方向において、上下2つに分離し、当該端部に、それぞれ異なる方向を向く2つのフランジ部を用意する端部分離工程が、それぞれ設けられている請求項1あるいは3に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 前記端部分離工程から供給される端部が分離された前記帯状の積層体の分離基部に、強化繊維束からなるコーナーフィラーを、前記帯状の積層体の搬送に同期して供給し、前記分離基部に位置させるコーナーフィラー供給工程と、前記2つのフランジ部の外表面に、前記帯状の積層体とは別の帯状の積層体からなる外側フランジ部材を、前記帯状の積層体の搬送に同期して供給し、前記2つのフランジ部の外表面および前記分離基部に位置するコーナーフィラーの外側に供給する外側フランジ部材供給工程が設けられた請求項7に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 前記端部分離工程から供給される端部が分離された前記帯状の積層体の分離基部に、強化繊維束からなるコーナーフィラーを、前記帯状の積層体の搬送に同期して供給し、前記分離基部に位置させるコーナーフィラー供給工程と、前記2つのフランジ部の外表面に、前記帯状の積層体とは別の帯状の積層体からなる外側フランジ部材を、前記帯状の積層体の搬送に同期して供給し、前記2つのフランジ部の外表面および前記分離基部に位置するコーナーフィラーの外側に供給する外側フランジ部材供給工程が設けられた請求項8に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 後に前記ウェブ部となる前記帯状の積層体の部位を加熱し加圧するウェブ加熱加圧工程が、前記第1の屈曲部形成工程の上流側に設けられている請求項1あるいは3に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 前記強化繊維シートが、該強化繊維シートに散在して付着した熱可塑性樹脂からなる前記積層維持材料を含むドライファブリックシートであり、前記帯状の積層体が、積層された複数枚の該ドライファブリックシートから形成され、製造される強化繊維成形体が、後に樹脂を含浸して繊維強化複合材料の製造に用いられるプリフォームである請求項1あるいは3に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 前記強化繊維シートが、該強化繊維シートに含浸しマトリックスを形成する未硬化の熱硬化性樹脂からなる前記積層維持材料を含むプリプレグシートであり、前記帯状の積層体が、積層された複数枚の該プリプレグシートから形成され、製造される強化繊維成形体が、後に前記未硬化の熱硬化性樹脂を硬化させて繊維強化複合材料の製造に用いられるプリプレグである請求項1あるいは3に記載の強化繊維成形体の製造方法。
- 積層された複数枚の強化繊維シートと該積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から成形されており、該帯状の積層体の長手方向に垂直な断面形状において、少なくとも2つの屈曲部を有し、隣り合う屈曲部の末端間にウェブ部が形成されるとともに、該ウェブ部から屈曲部を経て突出した少なくとも2つのフランジ部を有する強化繊維成形体の製造装置であって、
(a)前記帯状の積層体を供給する供給装置、
(b)該供給装置から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工装置、および、
(c)前記供給装置および前記屈曲部加工装置に連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送装置とからなり、
(d)前記屈曲部加工装置は、前記帯状の積層体が搬送される方向の異なる位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成装置を有し、
(e)少なくとも2つの屈曲部形成装置は、上流側に位置する第1の屈曲部形成装置とそれより下流側に位置する第2の屈曲部形成装置を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成装置により前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成装置により、前記第1の屈曲部形成装置で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の少なくとも1つの屈曲部が形成されるように、前記第1の屈曲部形成装置と前記第2の屈曲部形成装置とが配置され、
(g)前記第1の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第1の成形型と、該第1の成形型を開閉する第1の開閉手段と、前記第1の成形型を加熱する第1の加熱手段とを有し、
(h)前記第2の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第2の成形型と、該第2の成形型を開閉する第2の開閉手段と、前記第2の成形型を加熱する第2の加熱手段とを有し、
(i)前記第1の開閉手段による前記第1の成形型の開閉と、前記第2の開閉手段による前記第2の成形型の開閉とを、前記搬送装置による前記帯状の積層体の間欠的搬送が可能なように、制御する型開閉制御手段を有する強化繊維成形体の製造装置。 - 前記第1の成形型と前記第2の成形型との前記帯状の積層体の搬送方向に直交する方向における相対距離を変更する成形型位置変更手段が、前記第1の成形型と前記第2の成形型の双方あるいはいずれか一方に設けられている請求項14に記載の強化繊維成形体の製造装置。
- 積層された複数枚の強化繊維シートと該積層された状態を維持する積層維持材料とからなる帯状の積層体から成形されており、該帯状の積層体の長手方向に垂直な断面形状において、少なくとも2つの屈曲部を有し、隣り合う屈曲部の末端間にウェブ部が形成されるとともに、該ウェブ部から屈曲部を経て突出した少なくとも2つのフランジ部を有する強化繊維成形体の製造装置であって、
(a)前記帯状の積層体を供給する供給装置、
(b)該供給装置から供給される前記帯状の積層体に、前記少なくとも2つの屈曲部を加工する屈曲部加工装置、および、
(c)前記供給装置および前記屈曲部加工装置に連続して位置する前記帯状の積層体を間欠的に搬送する搬送装置とからなり、
(d)前記屈曲部加工装置は、前記帯状の積層体が搬送される方向の同じ位置において、互いに独立した少なくとも2つの屈曲部形成装置を有し、
(e)少なくとも2つの屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体の幅方向の一端側に位置する第1の屈曲部形成装置と前記帯状の積層体の幅方向の他端側に位置する第2の屈曲部形成装置を含み、
(f)前記第1の屈曲部形成装置により前記少なくとも2つの屈曲部の内の少なくとも1つの屈曲部が形成され、かつ、前記第2の屈曲部形成装置により、前記第1の屈曲部形成装置で形成された屈曲部とは異なる前記少なくとも2つの屈曲部の少なくとも1つの屈曲部が形成されるように、前記第1の屈曲部形成装置と前記第2の屈曲部形成装置とが配置され、
(g)前記第1の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第1の成形型と、該第1の成形型を開閉する第1の開閉手段と、前記第1の成形型を加熱する第1の加熱手段とを有し、
(h)前記第2の屈曲部形成装置は、前記帯状の積層体を挟み、加圧し、屈曲部を形成する開閉自在に向かい合う2つの型からなる第2の成形型と、該第2の成形型を開閉する第2の開閉手段と、前記第2の成形型を加熱する第2の加熱手段とを有し、
(i)前記第1の開閉手段による前記第1の成形型の開閉と、前記第2の開閉手段による前記第2の成形型の開閉とを、前記搬送装置による前記帯状の積層体の間欠的搬送が可能なように、制御する型開閉制御手段を有し、
(j)前記第1の成形型と前記第2の成形型との前記帯状の積層体の搬送方向に直交する方向における相対距離を変更する成形型位置変更手段が、前記第1の成形型と前記第2の成形型の双方あるいはいずれか一方に設けられている強化繊維成形体の製造装置。 - 前記成形型位置変更手段による前記相対距離の変更が、角度θを有するテーパ形状である請求項15あるいは16に記載の強化繊維成形体の製造装置。
- 後に前記ウェブ部となる前記帯状の積層体の部位を加熱し加圧するウェブ加熱加圧手段が、前記第1の屈曲部形成装置の上流側に設けられている請求項14あるいは16に記載の強化繊維成形体の製造装置。
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