JPH0239648Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、溶浸法によつて繊維強化複合材を
製造する際に、複合化モールド内に設置する強化
材プリフオームのセツテイング治具に関する。

〔従来の技術〕

無機あるいはセラミツク系の繊維、ウイスカー
などを強化物質とする繊維強化複合材の製造手段
に予め賦形された強化材の集合プリフオームに溶
融金属あるいは液状プラスチツク等のマトリツク
ス物質を真空または加圧下に浸透して固化する方
法がある。この方法は溶浸法といわれるもので、
複合化の操作は、金型内部に強化材プリフオーム
を置いて液状マトリツクスを注入し、引続きパン
チにより一方向あるいは上下方向から加圧しなが
ら強化材プリフオームの骨格組織中にマトリツク
ス物質を含浸し、固化することによりおこなわれ
る。

ところが、複合化時、強化材プリフオームを単
に下パンチまたは底盤面に載置した状態でマトリ
ツクス物質を注入すると、液遥動あるいは浮力の
関係で強化材プリフオームが位置変動を起こす。
このような現象を生じると、マトリツクスの含浸
不良、局部的凝固、複合不均質に基づく形状変
形、組織破壊など種々の複合欠陥をもたらす因と
なる。

出願人は上記の問題を解決するために、金型底
盤上にプリフオームをセンターセツトするための
凹溝を備える炭素質板もしくは多孔質セラミツク
板を固定設置した構造の複合化モールド装置を先
に提案（実願昭60−90959号）した。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記先願の構造による場合は強
化材プリフオームの位置固定は十分に達成される
が、マトリツクス物質が固化した後の複合材を嵌
入している凹溝から取り外すことが容易でなく、
往々にして離型時に複合部に損傷を与える問題点
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、先願の構造に一層の改良を加え、
強化材プリフオームのセツテイング治具を分割化
することにより上述の問題点を解消したもので、
提供される複合化モールドのセツテイング治具の
主要な構成は、金型１の下パンチもしくは底盤３
上に設置して強化材プリフオーム４をセツトする
ための部材であつて、上部が垂直円筒形で下部が
逆円錐台形に絞り込まれた貫通空洞部８を有する
外枠部材６と前記貫通空洞部８のうち逆円錐台形
の部位に合致する盤状の中子部材７とからなり、
前記外枠部材６と中子部材７を組合せた際上面に
強化材プリフオームを固定するための凹部９を形
成する構造を備えるところにある。

〔作用〕

マトリツクス物質を含浸・固化して得られた複
合材は下端部をセツテイング治具の凹部９に嵌入
した状態で強固に固着するが、セツテイング治具
が外枠部材６とその貫通空洞部８に組合された逆
円錐台形の盤状中子部材７とから構成されている
ため、この中子部材７に底部から衝撃などの外力
を加えることにより容易に複合材を分離すること
が可能となる。

〔実施例〕

以下、この考案を図示の実施例に基づいて説明
する。

第１図は溶浸法を用いてヘツド部位を繊維強化
金属に複合化するピストンの溶湯鍛造例を示した
複合化モールドの縦断面図で、１は金型、２は加
圧用の上パンチ、３は下パンチもしくは底盤、４
は強化材プリフオーム、そして５はセツテイング
治具である。

セツテイング治具５は、金型１の下パンチもし
くは底盤３上に設置して強化材プリフオーム４を
保持固定する部材で、第２図および第３図に拡大
図示したように外枠部材６と中子部材７の分割組
合せによる構造となつている。このうち外枠部材
６は、上部が垂直円筒形で下部が逆円錐台形に絞
り込まれた貫通空洞部８を有するように形成され
ており、一方、中子部材７は前記した外枠部材の
貫通空洞部８のうち逆円錐台形の部位に合致する
盤状体として形成されている。したがつて、外枠
部材６と中子部材７とを組合せた際には、上面に
強化材プリフオーム４を保持固定するための凹部
９が形成される。この場合、外枠部材６の貫通空
洞部８のうち垂直円筒形部位の上縁部を第２図の
ように面取り加工して拡角テーパー面１０として
おくと強化材プリフオーム４の凹部９への嵌入が
容易となり、結果的に得られる複合材の欠陥防止
に役立つ。これら外枠部材６および中子部材７は
金型１と同材質の鋼材あるいはカーボン、カーボ
ランダム、アルミナ等のセラミツク材で構成する
ことが望ましく、凹部９の形状寸法は強化材プリ
フオーム４の形体に応じて設定される。凹部９の
深さは、概ね強化材プリフオーム高さの10〜20％
程度とすることが適当である。複合化にあたつて
は、強化材プリフオーム４と凹部面の間にセラミ
ツク繊維からなる断熱材シートを介在させること
もできる。

複合化に際しては、まず予めマトリツクスと同
水準の温度に加熱した強化材プリフオーム４をセ
ツテイング治具５の凹部９に嵌め込むようにセツ
トする。ついでセツテイング治具５を下パンチも
しくは底盤３上に設置したのち金型１内にマトリ
ツクス溶湯１１を注入し、直ちにパンチを介して
加圧力を加え強化材プリフオーム４の組織内部に
マトリツクス物質を強制的に含浸したのち凝固さ
せる。

このようにして複合化された繊維強化複合材は
金型１から取り出される。この段階では複合材の
下端部がセツテイング治具の凹部９に強固に固着
した状態で嵌合しているが、セツテイング治具を
構成する中子部材７の下面に衝撃を与えて押し上
げることにより容易に分離することができる。

〔考案の効果〕

この考案に係るセツテイング治具を用いること
により、複合化過程を通じて強化材プリフオーム
の位置変動は防止されると共に、得られた複合材
をセツテイング治具から分離する操作も極めて容
易におこなうことができるから、これら操作段階
で複合材に損傷を与えることはなく、また作業能
率も向上する。なお、外枠部材の垂直円筒形部位
に拡角テーパー面を形成した場合にも、強化材プ
リフオームのセツテイングが一層円滑となり、複
合品質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案のセツテイング治具を用い
た複合化モールド装置を例示した縦断面図、第２
図はこの考案のセツテイング治具を示した縦断面
図、第３図は第２図の平面図である。 １……金型、２……上パンチ、３……下パンチ
もしくは底盤、４……強化材プリフオーム、５…
…セツテイング治具、６……外枠部材、７……中
子部材、８……貫通空洞部、９……凹部、１０…
…拡角テーパー面、１１……マトリツクス溶湯。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 金型１の下パンチもしくは底盤３上に設置し
   て強化材プリフオーム４をセツトするための部
   材であつて、上部が垂直円筒形で下部が逆円錐
   台形に絞り込まれた貫通空洞部８を有する外枠
   部材６と前記貫通空洞部８のうち逆円錐台形の
   部位に合致する盤状の中子部材７とからなり、
   前記外枠部材６と中子部材７を組合せた際上面
   に強化材プリフオーム４を固定するための凹部
   ９を形成する構造を備える複合化モールドのセ
   ツテイング治具。 ２ 外枠部材６の貫通空洞部８のうち垂直円筒形
   部位の上縁部を面取り加工して拡角テーパー面
   １０を形成する実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の複合化モールドのセツテイング治具。