JPH0455088B2 - - Google Patents

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JPH0455088B2
JPH0455088B2 JP59165235A JP16523584A JPH0455088B2 JP H0455088 B2 JPH0455088 B2 JP H0455088B2 JP 59165235 A JP59165235 A JP 59165235A JP 16523584 A JP16523584 A JP 16523584A JP H0455088 B2 JPH0455088 B2 JP H0455088B2
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Japan
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long
sheets
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Koji Hida
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、長繊維が配合されたプリプレグシー
トの積層材を使用して凹凸部を有するFRP部品
を製造する方法に関し、例えば自動車におけるエ
ンジンマウントメンバ等の製造に利用されるもの
である。
(従来技術) 近年の自動車においては、車体の軽量化、高強
度化が強く要請されており、そのため各種部品に
FRP(ガラス繊維強化プラスチツク)を使用する
ことが試みられている。ところで、このFRP部
品の製造には、例えば特公昭54−35232号公報に
開示されているように、予めガラス繊維等に熱硬
化性樹脂を含浸させてシート状に成形したプリプ
レグシートと称せられる成形素材を用い、これを
熱プレス成形する方法が一般に採用されている。
これは、先ず製品のボリユームに応じて予め適当
な大きさに切断したプリプレグシートの積層材を
下型上にセツトし、然る後、これを上型及び下型
によつて加熱しながらプレスすることにより該シ
ート中の樹脂分を軟化させ、これにより上記積層
材を一体化して所要形状の製品を得るものであ
る。
一方、製品強度を向上させるため、プリプレグ
シートにはガラス長繊維(連続ガラス繊維)が配
合されることがあるが、この種のプリプレグシー
トを用いて例えばエンジンマウントメンバ等の凹
凸部を有するFRP部品を製造する場合、上記の
ような従来の方法によれば次のような問題が生じ
る。即ち、第7図に示すように、成形用に上型A
及び下型Bには製品の凹凸部を成形するための凹
部A1,A2及び凸部B1,B2が形成されるが、該凸
部B1,B2の近傍では下型B上へのプリプレグシ
ートC……Cのセツト時に該シートC……Cが未
だ十分に軟化していないため下型Bに密接せず、
該シートC……Cと下型Bとの間に隙間a1,a2
生じた状態となる。そのため、この状態で型合せ
した場合、上記プリプレグシートC……Cの両端
部が上型A及び下型Bにおける上記凹凸部A1
A2,B1,B2によつて拘束されると共に、上記隙
間a1,a2が削減するように下型Bに沿つて押し付
けられるため、該シートC……Cないし該シート
C……C中のガラス長繊維に製品長手方向(図面
上、左右方向)の張力が作用することになる。そ
して、このようにガラス長繊維が引張られた状態
で、上記両型A,Bの加熱及び加圧によりプリプ
レグシートC……C中の樹脂が次第に軟化して流
動性を有するようになると、該樹脂のガラス長繊
維に対する拘束が解かれるため、該長繊維は自ら
の収縮力によつて製品長手方向に最短距離を通過
するように移動し、その結果、第8図に示すよう
に上記下型Bの凸部B1(B2)の頂部付近ではガラ
ス長繊維Dが下型B側に寄り集つた状態となり、
製品の厚さ方向上方部に長繊維Dが存在しない樹
脂リツチ部分E1が生じることになる。また、第
9図に示すように型内の端部においては上記ガラ
ス長繊維Dが型の凹凸に沿つて移動した分だけ該
長繊維の長さが足りなくなり、そのため、製品の
端部においてもその長手方向に該長繊維Dが存在
しない樹脂リツチ部分E2が生じる。そして、製
品にこのような樹脂リツチ部分E1,E2が存在す
ると、その部分の強度が弱くなつて部分的に割れ
が生じたり、最悪の場合は製品が破損したりする
ことになる。
また、上記のようにしてガラス長繊維が引張ら
れた状態でプレス成形された場合、上記樹脂によ
る長繊維に対する拘束が解かれた後においても該
長繊維に作用する張力は完全には解消されず、つ
まり、該張力が完全に解消される以前に樹脂が硬
化し、そのため、この長繊維に作用する張力によ
つて製品に変形(反り)が生じることになる。
(発明の目的) 本発明は、ガラス長繊維が配合されたプリプレ
グシートのプレス加工時における上記のような問
題に対処するもので、この種のプリプレグシート
を用いて凹凸部を有するFRP部品ないし製品を
成形する場合において、上記凹凸部に生じ易いガ
ラス長繊維の偏在化を防止すると共に、製品端部
にも該長繊維が存在するようにし、もつて製品強
度の向上を図ることを目的とする。また、これに
加えて本発明においては、ガラス長繊維に大きな
張力が作用しないようにすることにより、製品の
長さ方向の変形を防止する。
(発明の構成) 上記目的達成のため、本発明に係るFRP部品
の製造方法は次のように構成したことを特徴とす
る。
即ち、長繊維を配合したプリプレグシートを用
いて凹凸部を有する部品を熱プレス成形する方法
において、成形金型における上記凹凸部に対応す
る凹凸部付近でオーバーラツプするように予め分
断しておいたシートをプレス成形後も該シート中
の長繊維が該凹凸部の頂部付近で重複するように
余分に重複させて積層し、然る後、その上から熱
プレス成形する。
このような方法によれば、金型の凹凸部付近で
オーバーラツプされたプリプレグシートが、該金
型によるプレス時にオーバーラツプ部の寸法が小
さくなるように互いに反対方向にずれながら上記
凹凸部に沿うこととなるため、プリプレグシート
ないし該シート中の長繊維に作用する張力が上記
シートのずれによつて解消されると共に、該シー
トの端部が金型の端部から離れることもない。そ
のため、加熱成形後においても、製品端部にも長
繊維が存在するようになると共に、上記金型の凹
凸部の頂部付近で互いに逆方向に延びる長繊維が
重複して存在することとなる。これにより、製品
の凹凸部や端部における長繊維の不在ないし樹脂
リツチ部分の発生が防止されると共に、該長繊維
に張力が作用することによる製品の長さ方向の変
形が防止されることになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例について説明する。
この実施例は、第1図に示すような両端部X1
X2の近傍に凸部X3,X4を有する製品(エンジン
マウントメンバ)Xを製作する場合に関するもの
であつて、そのプレス成形用の金型は、第2図に
示すように上型1及び下型2とで構成され、該上
型1及び下型2には上記凸部X3,X4を成形すべ
く凹部1a,1b及び凸部2a,2bが夫々形成
されている。そして、この上型1及び下型2によ
つて上記製品Xをプレス成形するのであるが、そ
の場合、成形素材としては、長繊維を含むガラス
繊維に熱硬化性樹脂を含浸させてシート状に形成
したプリプレグシートを使用する。このプリプレ
グシートは、上記下型2における凸部2a,2b
付近でオーバーラツプさせた状態で該型2内に収
まるように、予め上記製品Xないし下型2(又は
上型1)の形状に合せて適当な長さに分断してお
いたものであつて、この実施例においては、下型
2の両端部2c,2dに夫々セツトされる短いシ
ート3,3,4,4と、中央部にセツトされる長
いシート5,5とに分断されている。
然して、下型2上に上記各シート3,3,4,
4,5,5を載置するのであるが、この時、左右
両端部の各シート3,3,4,4と中央のシート
5,5とが上記下型2における凸部2a,2bの
頂部付近で交互にオーバーラツプするようにセツ
トする。ここで、上記シート3,3,4,4,
5,5の各オーバーラツプ部Y,Y′の寸法L0
L0′は下型2の凸部2a,2bの形状や大きさに
応じて加減され、またシートの枚数も製品の厚み
等に応じて増減される。
上記のようにしてプリプレグシート3,3,
4,4,5,5を下型2上にセツトした後、上型
1を下方を移動させて、該上型1及び下型2によ
り加熱しながら上記各シート3,3,4,4,
5,5を熱プレスする。これにより、上記各シー
ト3,3,4,4,5,5を構成する合成樹脂は
プレスに伴う熱及び圧力によつて軟化して型内を
流動し、その結果、第3,4図に示すように、該
型内の空間が該樹脂6によつて充填されるのであ
る。
然して、この型合せ時における当初において
は、上記各シート3,3,4,4,5,5が型面
に沿うように上型1によつて下型2に押し付けら
れるため、該シートないしその中に含まれるガラ
ス長繊維に製品長手方向の張力が作用すると共
に、樹脂による拘束が解かれた時に該長繊維が上
記張力を解消させるように自ら収縮しようとす
る。そして、このようにガラス長繊維が収縮する
と、上記凸部2a,2bの頂部付近に該長繊維の
偏在化が生じたり、或いは型内の端部で該長繊維
が存在しなくなつたりする可能性が生じる。しか
し、各プリプレグシート3,3,4,4,5,5
は上記したように下型2の凸部2a,2b付近で
予め分断された上で十分にオーバーラツプされて
おり、そのため型合せ時においては該シートのオ
ーバーラツプ部Y,Y′の寸法L0,L0′が小さくな
るように互いに反対方向に、つまり上記張力を解
消させる方向にずれながら型面に沿うようにな
る。その結果、上記樹脂6の軟化後には、第3図
に示すように、各シート3,3(4,4)及び
5,5に含まれていたガラス長繊維7及び8が上
記下型2の凸部2a(2b)の頂部付近において、
そのオーバーラツプ部Zの寸法L1が上記シート
のオーバーラツプ部Y(Y′)の寸法L0(Lp′)より
も小さくなつた状態で、重複して存在することと
なる。これにより、製品Xの凸部X3,X4におけ
る樹脂リツチ部分の発生が防止され、該凸部X3
X4の強度が向上することになる。
また、上記したように型合せ時に下型2a,2
b付近で生じる上記各プリプレグシート3,3,
4,4,5,5のずれによつて端部のシート3,
3,4,4が中央側に寄せられることがなくなる
と共に、これらのシート中のガラス長繊維7,8
に張力が作用しなくなり、そのため合成樹脂の拘
束が解かれた後においても該シート中のガラス長
繊維7,8が収縮しないようになる。これによ
り、成形後における製品の長手方向の変形が防止
されると共に、第4図に示すように、型内の端部
(製品Xの端部X1ないしX2となる部分)において
もガラス長繊維7(8)が存在するようになつて
上記凸部X3,X4と同様に強度が向上することに
なる。
次に、本発明の効果を確認するために行つた実
験について簡単に説明する。
第5図に示すように、製品X(エンジンマウン
トメンバ)の両端を固定した状態で、該製品Xに
おける一方の凸部X3に上方から荷重Pを加え、
その荷重点における下方への変位量を測定した。
その結果、第6図のグラフに示すように、本発明
に係る製品Xは、従来方法による製品X′(凸部に
樹脂リツチ部分が存在する製品)に比較して、同
一荷重に対する変位量が小さく即ち剛性が大幅に
高くなつていると共に、印加し得る最大荷重も約
100Kg大きくなつており、このように強度が著し
く向上していることが確認された。尚、この実験
で使用した製品X,X′は、いずれもガラス長繊
維を50wt%、ガラス短繊維を10wt%夫々含むも
のである。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、ガラス長繊維が
配合されたプリプレグシートを用いて凹凸部を有
する部品ないし製品を成形する場合において、該
凹凸部に生じ易いガラス長繊維の偏在化が防止さ
れると共に、製品端部にも該長繊維が存在するよ
うになり、その結果、製品の強度が向上し或いは
樹脂リツチ部における割れ等が防止されることに
なる。また、本発明によれば、成形後にガラス長
繊維に対して大きな張力が作用しなくなり、その
結果、製品完成後の変形(反り)が防止される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施例によつて製作され
た製品の1例を示す斜視図、第2図は該実施例に
おいて下型上にプリプレグシートをセツトした状
態を示す概略断面図、第3,4図は熱プレス時に
おける下型の凸部周辺及び端部周辺を夫々示す拡
大断面図、第5図は製品強度を確認するために行
つた実験についての説明図、第6図は該実験によ
つて得られた製品強度の特性を従来例と比較して
示すグラフ、第7図は従来におけるFRP部品の
製造方法を説明するために用いた概略断面図、第
8,9図は同じくその問題点を説明するために用
いた要部拡大断面図である。 1,2……成形金型(上型、下型)、1a,1
b,2a,2b……凹凸部、3,4,5……プリ
プレグシート、7,8……長繊維、X……部品
(製品)、X3,X4……凹凸部(凸部)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 長繊維を配合したプリプレグシートを用いて
    凹凸部を有する部品を熱プレス成形する方法であ
    つて、成形金型における上記凹凸部に対応する凹
    凸部付近で上記シートを分断すると共に、プレス
    成形後も該シート中の長繊維が該凹凸部の頂部付
    近で重複するように予め余分に重複させて積層
    し、然る後、その上から熱プレス成形するように
    したことを特徴とするFRP部品の製造方法。
JP59165235A 1984-08-06 1984-08-06 Frp部品の製造方法 Granted JPS6143540A (ja)

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