JPH0321581A

JPH0321581A - 三次元形状を有する部材の製造方法

Info

Publication number: JPH0321581A
Application number: JP1156616A
Authority: JP
Inventors: Hironori Maikuma; 毎熊　宏則; Nobuyuki Tsuji; 辻　信之; Hiromi Kimura; 浩巳木村; Kenji Kubomura; 健二久保村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-06-19
Filing date: 1989-06-19
Publication date: 1991-01-30

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】（産業上の利用分野）本発明は、連続した繊維で補強された構造を有する合成
樹脂（以下ＦＲＰという）から製造される構造体の製造
法に係わり、複雑な三次元形状を有する構造部材を簡易
に製造することができる方法で、例えば自転車フレーム
の製遣等に適している。

（従来の技術）一般にＦＲＰを用いて複雑な三次元形状をＨする部材を
製遣する際、内側にすでに発泡した多くは二つ以上に分
割されている発泡材を配し、その上に樹脂を含浸させた
連続繊維を積層、型締め、熱硬化処理を施す方法がとら
れてきた。

所望の三次元形状を有する部材を作製するには、樹脂を
含浸させた連続繊維を積層あるいは巻き付ける方法もあ
るがこれらの材料は一般に高価であり、しかも作業能率
も悪い。これらを角ｑ決する手段として安価な発泡材を
用いる方法がある。しかし従来技術によると、前もって
発泡した発泡月を所望の形状に加工する必要があり、ま
たフレームジョイント部の袖強及び美観性の観点から、
すでに存在する前記ジョイント部の外側に発泡材をはめ
込む必要がある場合には、発泡材と前記ジョイント部ま
た発泡材同士間に必ず隙間が発生してしまい、その隙間
を埋めるのに多くのｌＩＳ間と労力を費やすことになる
。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、複雑
な三次元形状部材を容易に成形しうる製造方法を提供す
ることを目的としている。さらには発泡材を用いて最終
形状にちかいものを得ることで後工程の簡略化を目的と
している。

（課題を解決するための手段）すなわち本発明は、樹脂を含浸させた連続繊維を積層さ
せて三次元形状を有する部材を製造する方法において、
あらかじめ内側を製品形状とした雌型を準備し、前記の
雌型の内壁に軟質シートを張り付けた後発泡材原料を型
内に供給し、発泡させた後、雌型より発泡成形体を取り
出し軟質シートを剥がしてから、発泡戊形体の外側に発
泡性シート、ついで樹脂を含浸させた連続繊維を積層し
、しかる後に前記の雌型を用いて型締めし、全体を熱硬
化処理をすることを特徴とする三次元形状を有する部材
の製造方広である。

あらかじめ内側を製品形状とした雌型としては、通常金
属、ＦＲＰといった剛なる物体よりなり、脱型の容易さ
から割型とすることが望ましい。

また、発泡材を用いて発泡成形体を作製するのは曲面形
状を容易に実現しかつ高価な強化繊維を節約するためで
ある。発泡材の材質は特に規定はなく従来公知の物が使
用できる。例えばウレタンなどが適している。

軟質シートとしては、ワックス等の前記の型の内側の曲
面に沿わずことが容易な程度に軟質で厚みは１〜３ｍ一
のものが好ましい。すなわち前述の軟質シートの厚みと
しては最外層に積層するＦＲＰの最終肉厚と同程度のも
のを選択することが望ましい、なぜならば樹脂を含浸さ
せた連続繊維を剛なる型で型締めし成型して得られる最
終製品の表面を平滑にすると共に寸法を精度良く出すた
めである。原料となる樹脂を含浸させた連続繊維として
は、炭素、有機あるいはガラスなどの連続した繊維をエ
ボキシ、不飽和ポリエステルなどの熱硬化型の樹脂に含
浸させたいわゆるＦＲＰを使用する。

発泡性シートとしては、前記型締め作用と相俟って樹脂
を含浸させた連続ｍ維を内側より発泡圧にて剛なる型に
おしつける作川をするために、加熱処理を施こすことに
よって発泡硬化する合或樹脂のシートなどがよく、例え
ばエポキシ系フイルム接着剤等が適している。発泡成形
体の表面に積層するには、発泡性シー１・に接着材が塗
イＩｉされているかまたはそれ自身が接着性を持つこと
が望ましい。しかし、接着性の６′無は本発明では本質
的な問題ではない。

（作　　用）以上のことを具体的に図面を用いて説明する。

第１図ａに示された内側を製品形状とした半割り型３１
を用意し、その内側に軟質シート３２．　３２’をはり
つける（同図ｂは型の断面図である）。半割り型３１の
みを当核箇所にあてがい発泡材原料を型内に供給し、も
う一方の半割り型３１’　をあてがい型を締める。また
は半割り型３１．　３１’の両者をあてがい型の隙間よ
り発泡材原料を型内に供給する方法も可能である。発砲
材硬化の後脱型をし、型の内面より軟質シート３２．　
３２’　を剥がす。この時成形部材の断面は同図Ｃに示
されているごとく骨組み１の周りに発泡成形体２が密着
した形で得られる。発泡成形体及び骨組みの上から発泡
性シートさらに樹脂を含浸させた連続繊維を積層、また
は巻き付け半割り型３１．　３１’の両者をあてがい型
を締める（同図ｄ）。全体を加熱硬化し半割り型３１．
　３１’を脱型し同図ｅに示す三次元形状の最終製品を
得ることができる。

（実　施　例）以下本発明の方法を用いて自転車のラグ部を製造する場
合について説明する。

第２図は自転車フレーム体の骨格であり、金属バイブ１
１，　１２．　１３と連続炭素繊維強化プラスチックパ
イプ２１，　２２，　２３．　２４が冶其内で固定され
た全体図である。第３図はへッドラグ部の拡大図である
。最終成形品と同一寸法、同形状を有する二つ割り木型
を作製し、上記木型を基に第４図に示すような雌型の連
続繊維強化プラスチック製成形型２８．　２６’を準備
する。そして同図に示した成形型２８．　２８’の内壁
に軟質シートとして３ｌＩＩ１厚ワックスシ一トを貼り
つけ半割り型２Ｂのみ骨組み当核箇所にあてがう。次に
ウレタン発泡材原料を型内に注ぎもう一方の半割り型２
６′をあわせ型を締める。

発泡材原料が発泡、硬化の後脱型をし最終製品に近い形
状の発泡成形体を得る。次にワックスシ一トを型より剥
がす。硬化した発泡成形体の上に厚み約２泪のシート状
エボキシ系発泡性接着剤、さらにエボキシ樹脂を含浸さ
せた炭素繊維を積層し再び当核箇所に型２８．　２６’
をあてがい型を締める。

しかる後に１２０℃で２時間熱硬化処理を施し脱型する
。この一連の操作によって第５図に示すような複雑な三
次元形状を有する部材が容易に製造でき、一例として述
べた自転車フレームのような複雑な曲面と平滑な表面を
有する構造体を供給することができる。

（発明の効果）本発明の製造方法によって、複雑な三次元形状を有する
部材を容易かつ迅速に製造可能にし、そして強度、剛性
の面で信頼性の高い構造体を供給することが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は三次元形状を有
するＦＲＰ製部材の製造過程図の一例を示し、第２図以
降は自転車のへッドラグ製造説明図であって、まず第２
図は自転車フレーム体の骨格図を示し、第３図にヘッド
ラグ部の拡大図、第４図はへッドラグ部の成形型図、第
５図はへッドラグ部の最終或形品図を示す。１：骨組み　　　　　　　２：発泡成形体ｌｌ：金属製
バイプ　　　　Ｉ２：金属製パイブｌ３：金属製パイプ
　　　　２１：ＦＲＰ製パイプ２２：ＦＲＰ製パイプ　
　　２３：ＦＲＰ製バイプ２４：ＦＲＰ製バイプ　　　
２５：ＦＲＰ製パイプ２Ｇ，　２Ｂ’：　Ｆ　Ｒ　Ｐ製
成形型３１，　ａｔ’：硬質シート　　　３２．　３２
’：成形型復代理人　弁理士　田本１弘明（４）（こ）（ｄ）

Claims

【特許請求の範囲】

樹脂を含浸させた連続繊維を積層させて三次元形状を有
する部材を製造する方法において、あらかじめ内側を製
品形状とした雌型を準備し、前記の雌型の内壁に軟質シ
ートを張り付けた後、発泡材原料を型内に供給し、発泡
させた後、雌型より発泡成形体を取り出し軟質シートを
剥がしてから、発泡成形体の外側に発泡性シート、つい
で樹脂を含浸させた連続繊維を積層し、しかる後に前記
の雌型を用いて型締めし、全体を熱硬化処理することを
特徴とする三次元形状を有する部材の製造方法。