JPH0428770B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は、金属製部材等を繊維強化する場合に
用いられる強化用筒状繊維成形体のラバープレス
成形法、特に、外周面に、強化用繊維および無機
バインダよりなる成形体素材を付着させた筒状支
持体をラバー筒内に設置し、該成形体素材を前記
ラバー筒を介し前記支持体に押圧して繊維成形体
を成形すると共に該繊維成形体の繊維体積率を決
定する成形法およびラバープレス成形装置に関す
る。

(2) 従来の技術 従来、この種成形法においては、成形体素材の
押圧時、ラバー筒を囲繞する加圧室に空気等のガ
ス圧または油圧を作用させている。

(3) 発明が解決しようとする問題点 しかしながらガス、油等は温度による体積変化
が大きく、その結果ラバー筒に作用するガス圧お
よび油圧が不安定となつて繊維成形体の形状およ
び繊維体積率にばらつきを生じ、また油圧を用い
る場合には、油によりラバー筒が侵されるため、
その耐久性が損なわれて使用寿命が短いという問
題がある。

本発明は前記問題を解決することのできる前記
ラバープレス成形法およびラバープレス成形装置
を提供することを目的とする。

Ｂ 発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明は、外周面に、強化用繊維および無機バ
インダよりなる成形体素材を付着させた筒状支持
体をラバー筒内に設置し、該成形体素材を前記ラ
バー筒を介し前記支持体に押圧して繊維成形体を
成形すると共に該繊維成形体の繊維体積率を決定
するラバープレス成形法において、前記成形体素
材の押圧時、前記ラバー筒を囲繞する加圧室に、
目標とする前記繊維体積率に対応した体積の水を
供給することを特徴とする。

また本発明に係る強化用筒状繊維成形体のラバ
ープレス成形装置は、外周面に、強化用繊維およ
び無機バインダよりなる成形体素材を付着させた
筒状支持体を設置するラバー筒を、耐圧容器内に
配設して該耐圧容器内周面と前記ラバー筒外周面
との間に加圧室を画成し、前記成形耐素材を前記
ラバー筒を介して前記支持体に押圧すべく、前記
加圧室に水を供給する水ポンプを前記体圧容器に
接続し、繊維成形体の、目標とする繊維体積率に
対応した体積の水を前記加圧室に供給するよう
に、前記水ポンプを制御する制御手段を備えてい
ることを特徴とする。

(2) 作用 前記ラバープレス成形法によれば、加圧室に供
給された水の体積により繊維成形体の繊維体積率
を決定するので、温度による水の体積変化が小さ
いこともあつて繊維成形体の形状および繊維体積
率のばらつきを抑制することができる。また圧力
媒体が水であるからラバー筒の耐久性を向上させ
てその延命を図ることができる。

前記ラバープレス成形装置によれば、前記成形
法を容易に、且つ安定して実施することができ
る。

(3) 実施例 第１図は強化用筒状繊維成形体１を示し、その
繊維成形体１は、強化用繊維としての長さ50〜
500μｍのアルミナシリカ繊維を、無機バインダ
としてのアルミナゾルにより部分的に結合したも
ので、マトリツクスが浸入し得る無数の空〓を有
する。

この繊維成形体１は、例えばアルミニウム合金
製シリンダブロツクの鋳造時においてアルミニウ
ム合金マトリツクスと複合して繊維強化複合シリ
ンダスリーブを得るために用いられる。

次に第２図により前記繊維成形体１の製造方法
について説明する。

第２図ａに示すように、シエル砂（粒度
AFS35）を用いて通気性を有する筒状支持体と
しての成形型２を形成する。この成形型２はシエ
ル砂より構成されているので、350〜400℃に高温
加熱されると崩壊するという物性を有する。

第２図ｂに示すように、成形型２の両端開口部
にそれぞれホルダ３₁，３₂を接着、ボルト締め等
により取付けてそれら開口部を密封する。

第２図ｃに示すように、アルミナシリカ繊維と
アルミナゾルを含む成形材料の水溶液４中に成形
型２を浸漬し、真空ポンプ５によりホルダ３₁の
吸気孔３ａを通じて成形型２内に吸引作用を施
し、成形材料を成形型２の外周面に所定の厚さに
付着させて成形体素材６を成形する。

第２図ｄに示すように、成形型２を後述するラ
バープレス成形装置Ｒの耐圧容器７内に設置して
成形体素材６を成形型２の外周面に押圧し、これ
により繊維成形体１の成形を終了すると共にその
繊維体積率を決定する。

第２図ｅに示すように、成形型２より両ホルダ
３₁，３₂を取外す。

第２図ｆに示すように、成形型２を乾燥炉８内
に設置し、繊維成形体１に120℃にて１時間の乾
燥処理を施して水分を蒸発除去する。

第２図ｇに示すように、成形型２を焼成炉９内
に設置し、成形型２に350〜400℃にて１時間の崩
壊処理を施す。この崩壊処理により成形型２は完
全に崩壊する。

第２図ｈに示すように、今度は繊維成形体１の
みを焼成炉９内に設置し、繊維成形体１に800℃
にて１時間の焼成処理を施してアルミナシリカ繊
維相互をアルミナゾルにより部分的に結合する。

第３図はラバープレス成形装置Ｒおよび繊維成
形体１の成形工程を示す。

ラバープレス装置Ｒの耐圧容器７は、断面凹弧
状をなす内周面を持つ筒体１０と、その筒体１０
の下部開口を閉鎖すべく、筒体１０に取付けられ
た底板１１と、筒体１０の上部開口に着脱自在な
蓋板１２とを有する。耐圧容器７内にラバー筒１
３が配設されており、その下端ビード部１３ａは
筒体１０および底板１１間に挟着され、また上端
ビード部１３ｂは筒体１０および環状押え板１４
間に挟着される。これによりラバー筒１３外周面
と筒体１０内周面との間に加圧室Ａが画成され
る。

筒体１０に形成された連通孔１０ａは配管１５
_１を介して水ポンプ１６に接続され、また底板１
１に形成されてラバー筒１３内に連通する吸気孔
１１ａは真空ポンプ１７に接続される。１２ａは
蓋板１２に形成された通気孔で、ラバー筒１３内
を大気に連通する。

水ポンプ１６は、筒体１６ａにピストン１８を
摺動自在に嵌合したもので、そのピストン１８と
筒体１６ａの一方の端板１６ｂとの間に、加圧室
Ａに連通する水収容室Ｂが画成される。

水ポンプ１６の近傍に、それを作動する油圧シ
リンダ１９が配設され、その油圧シリンダ１９の
筒体２０内は、それに摺動自在に嵌合されたピス
トン２１により、水ポンプ１６側に存する第１油
圧室C₁と、それと反対側に存する第２油圧室C₂
とに区画される。水ポンプ１６および油圧シリン
ダ１９のピストン１８，２１はピストンロツド２
２により連結される。

第１および第２油圧室C₁、C₂は、配管１５₂，
１５₃を介して切換弁２３に接続され、その切換
弁２３から延出する２本の配管１５₄，１５₅の一
方１５₄は油タンク２４に直接的に、また他方１
５₅は油圧シリンダ１９を作動する油ポンプ２５
を介して油タンク２４にそれぞれ連通する。一方
の配管１５₅において、油ポンプ２５の吐出側と
油タンク２４とはリリーフ弁２６を有する配管１
５₆により接続される。

ピストンロツド２２の中間部に、操作子２７が
取付けられ、その操作子２７の移動経路にアクチ
ユエータを突出させた第１および第２リミツトス
イツチS₁、S₂が、その第１リミツトスイツチS₁を
水ポンプ１６側に位置させて、所定の間隔で配設
される。

油ポンプ２５の駆動により油圧シリンダ１９を
介して操作子２７が、鎖線示の第２リミツトスイ
ツチS₂との接触位置より実線示の第１リミツトス
イツチS₁との接触位置に移動したとき、その第１
リミツトスイツチS₁により油ポンプ２５の駆動を
停止するようになつている。

このような操作子２７の移動は、水ポンプ１６
の水収容室Ｂの容積を縮小する、加圧室Ａへの水
供給過程であるから、第１リミツトスイツチS₁の
配設位置によつて加圧室Ａに供給される水の体積
が変化する。

一方、加圧室Ａにおいては、そこに供給された
水によりラバー筒１３を介して成形体素材６を成
形型２に押圧するようになつているので、加圧室
Ａの水の体積により繊維成形体１の繊維体積率が
決定される。

したがつて操作子２７および第１リミツトスイ
ツチS₁は、目標とする繊維体積率に対応した体積
の水を加圧室Ａに供給するように、水ポンプ１９
を制御する制御手段を構成する。

また油ポンプ２５の駆動により油圧シリンダ１
９を介して操作子２７が、実線示の第１リミツト
スイツチS₁との接触位置より鎖線示の第２リミツ
トスイツチS₂との接触位置に移動したとき、その
第２リミツトスイツチS₂により油ポンプ２５の駆
動を停止するようになつている。

このような操作子２７の移動は、水ポンプ１６
の水収容室Ｂの容積を拡大する、加圧室Ａからの
水排出過程であるから第２リミツトスイツチS₂の
配設位置によつて加圧室Ａから排出される水の体
積が変化する。この実施例においては、第２リミ
ツトスイツチS₂の配設位置を選定することにより
加圧室Ａ内の水を略零にしてラバー筒１３を筒体
１０内周面に吸引付着させるようになつている。

第１および第２リミツトスイツチS₁、S₂、油ポ
ンプ２５等を含む電気回路は図には省略されてい
るが、その電気回路は、操作子２７が第１および
第２リミツトスイツチS₁、S₂に接触している状態
でも再び油ポンプ２５を駆動し得るように構成さ
れている。

前記ラバー筒１３は、自由状態にて前記成形型
２よりも小径に形成されており、したがつてラバ
ー筒１３の上は、下端ビード部１３ｂ，１３ａは
拡径状態にて筒体１０に取付けられている。

前記ラバープレス成形装置による繊維成形体１
の成形作業は次のように行われる。

作業前において、第３図ａに示すように操作子
２７が第１リミツトスイツチS₁の位置に在つて、
加圧室Ａに水が供給されているときには、切換弁
２３により油ポンプ２５と油圧シリンダ１９の第
１油圧室C₁とを連通すると共に第２油圧室C₂と
油タンク２４とを連通し、次いで油ポンプ２５を
駆動して第１油圧室C₁に油を供給する。これに
より油圧シリンダ１９のピストン２１が第２油圧
室C₂の容積を縮小するように摺動するので、水
ポンプ１６のピストン１８が水収容室Ｂを拡大す
るように摺動して加圧室Ａの水が水ポンプ１６に
戻され、そして操作子２７が第２リミツトスイツ
チS₂に接触すると油ポンプ２５が駆動を停止す
る。

この状態においては、第３図ｂに示すように加
圧室Ａの水が排出されているので、ラバー筒１３
が半径方向外方に吸引されて筒体１０内周面に付
着し、したがつてラバー筒１３は成形型２よりも
大径に拡張している。

蓋板１２を外し、成形体素材６を持つ成形型２
をホルダ３₁を下にして底板１１上に立てゝラバ
ー筒１３内に設置し、再び蓋板１２を閉じてそれ
と底板１１との間にホルダ３₁，３₂を介し成形型
２を挟着する。その際、ホルダ３₁の吸気孔３ａ
を底板１１の吸気孔１１ａに合致させる。

第３図ｃに示すように、真空ポンプ１７を作動
して成形型２内に吸引作用を与え、また切換弁２
３により油ポンプ２５と第２油圧室C₂とを連通
すると共に第１油圧室C₁と油タンク２４とを連
通する。次いで油ポンプ２５を駆動して第２油圧
室C₂に油を供給する。これにより油圧シリンダ
１９のピストン２１が第１油圧室C₁の容積を縮
小するように摺動するので、水ポンプ１６のピス
トン１８が水収容室Ｂを縮小するように摺動して
その水収容室Ｂの水を加圧室Ａに供給し、そして
操作子２７が第１リミツトスイツチS₁に接触する
と油ポンプ２５が駆動を停止する。

成形体素材６は加圧室Ａに供給された水により
ラバー筒１３を介して成形型２に押圧されるの
で、繊維成形体１が成形され、またその繊維体積
率が決定される。この繊維体積率は加圧室Ａに供
給された水の体積に対応する。

このように加圧室Ａに供給された水の体積によ
り繊維成形体１の繊維体積率を決定すると、温度
による水の体積変化が小さいこともあつて繊維成
形体１の形状および繊維体積率のばらつきを抑制
することができる。また圧力媒体が水であるから
ラバー筒１３の耐久性を向上させてその延命を図
ることができる。

また繊維成形体１の成形は、ラバー筒１３を縮
径させながら行われるので、そのラバー筒１３に
しわが発生することがなく、したがつて繊維成形
体１の外周面は平滑となる。

成形後においては、真空ポンプ１７を作動させ
た状態において第３図ｂに示すように加圧室Ａ内
の水を排出し、ラバー筒１３を繊維成形体１より
離間して筒体１０内周面に付着させる。

このラバー筒１３の、繊維成形体１からの離間
操作時には、繊維成形体１が成形型２に吸引され
てそれに付着しているので、繊維成形体１外周部
のアルミナシリカ繊維およびアルミナゾルの一部
がラバー筒１３に付着して持去られることがな
く、また繊維成形体１が薄肉の場合でも、その一
部が成形型２より剥離してラバー筒１３に持去ら
れることがない。これにより健全な繊維成形体１
を得ることができる。

第４図は、成形体素材６として内径80mm、外径
84mm、長さ150mm、繊維体積率６〜７％のものを
用いた場合の加圧室Ａにおける水の体積と繊維成
形体１の繊維体積率との関係を示す。

例えば、繊維体積率10％の繊維成形体１を得る
場合には、加圧室Ａの水の体積を85.3cm³に設定す
る。繊維体積率10％に対応する水の体積は計算上
81cm³であるが、成形後のスプリングバツクが５％
程あるので、それを見込んで前記のように水の体
積を設定する。この場合成形体素材６に作用する
成形圧力は６〜８Kg／cm²である。

また繊維成形体１の繊維体積率を20％に設定し
た場合には、それに対応する水の体積は220.6cm³
であり、このときの成形圧力は16〜19Kg／cm²であ
る。

第５図は従来例を示し、ラバー筒に対する圧力
媒体としてガスを用いた場合であり、例えばガス
圧を18Kg／cm²に設定して繊維成形体を成形する
と、その繊維体積率は19〜23％の範囲でばらつき
を示す。

Ｃ 発明の効果 本発明に係るラバープレス成形法によれば、加
圧室に供給された水の体積により繊維成形体の繊
維体積率を決定するので、温度による水の体積変
化が小さいこともあつて繊維成形体の形状および
繊維体積率のばらつきを抑制することができる。
また圧力媒体であるからラバー筒の耐久性を向上
させてその延命を図ることができる。

前記ラバープレス成形装置によれば、前記成形
法を容易に、且つ安定して実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は繊維成形体の斜視図、第２図は繊維成
形体の製造工程説明図、第３図はラバープレス成
形装置および繊維成形体の成形工程説明図、第４
図は水の体積と繊維体積率との関係を示すグラ
フ、第５図はガス圧と繊維体積率との関係を示す
グラフである。 Ａ……加圧室、Ｒ……ラバープレス成形装置、
S₁……成形手段を構成する第１リミツトスイツ
チ、１……繊維成形体、２……筒状支持体として
の成形型、６……成形体素材、７……耐圧容器、
１３……ラバー筒、１６……水ポンプ、２７……
制御手段を構成する操作子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周面に、強化用繊維および無機バインダよ
   りなる成形体素材を付着させた筒状支持体をラバ
   ー筒内に設置し、該成形体素材を前記ラバー筒を
   介し前記支持体に押圧して繊維成形体を形成する
   と共に該繊維成形体の繊維体積率を決定するラバ
   ープレス成形法において、前記成形体素材の押圧
   時、前記ラバー筒を囲繞する加圧室に、目標とす
   る前記繊維体積率に対応した体積の水を供給する
   ことを特徴とする、強化用筒状繊維成形体のラバ
   ープレス成形法。 ２ 外周面に、強化用繊維および無機バインダよ
   りなる成形体素材を付着させた筒状支持体を設置
   するラバー筒を、耐圧容器内に配設して該耐圧容
   器内周面と前記ラバー筒外周面との間に加圧室を
   画成し、前記成形体素材を前記ラバー筒を介して
   前記支持体に押圧すべく、前記加圧室に水を供給
   する水ポンプを前記耐圧容器に接続し、繊維成形
   体の、目標とする繊維体積率に対応した体積の水
   を前記加圧室に供給するように、前記水ポンプを
   制御する制御手段を備えていることを特徴とす
   る、強化用筒状繊維成形体のラバープレス成形装
   置。