JPH0639111B2 - 厚肉複雑形状複合物の形成装置及び方法 - Google Patents
厚肉複雑形状複合物の形成装置及び方法Info
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- JPH0639111B2 JPH0639111B2 JP50269890A JP50269890A JPH0639111B2 JP H0639111 B2 JPH0639111 B2 JP H0639111B2 JP 50269890 A JP50269890 A JP 50269890A JP 50269890 A JP50269890 A JP 50269890A JP H0639111 B2 JPH0639111 B2 JP H0639111B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、最小の手作業で厚手の複雑な形状をした複合
物を軍用車又は同類のボデイに形成する装置及び方法に
関する。
物を軍用車又は同類のボデイに形成する装置及び方法に
関する。
背景技術 出願人に既知の先行技術においては、積層体の各層を形
成するために雌型を用いて個々のプレプレグ片を手作業
で並べて配置し、この手順を多数の層の各々につき反復
する。重力によってプレプレグが下向きの表面から脱落
することがあるので、型は作られる構造物の半分のみに
限定され、従って、左右両側の型を必要とした。完全な
構造物を形成するためには、形成中の物体の両半分を添
え継ぎする必要がある。添え継ぎは複雑で手間が掛かる
上に形成中の物体の両半分に比べて強度が低下する。
成するために雌型を用いて個々のプレプレグ片を手作業
で並べて配置し、この手順を多数の層の各々につき反復
する。重力によってプレプレグが下向きの表面から脱落
することがあるので、型は作られる構造物の半分のみに
限定され、従って、左右両側の型を必要とした。完全な
構造物を形成するためには、形成中の物体の両半分を添
え継ぎする必要がある。添え継ぎは複雑で手間が掛かる
上に形成中の物体の両半分に比べて強度が低下する。
発明の開示 本発明によれば、繊維強化樹脂（以下積層体と言う）の
複数の層を、可変形状の雄型上に巻き付け、未硬化積層
体の形状を所望の形状に形成するために未硬化積層体を
可変雌型上に移送し、その後雌型内で未硬化積層体を真
空下に置くと同時に加速された速度で熱硬化させること
により、大型複合構造物を迅速に製造する上で多大の改
良及び単純化が成された。
複数の層を、可変形状の雄型上に巻き付け、未硬化積層
体の形状を所望の形状に形成するために未硬化積層体を
可変雌型上に移送し、その後雌型内で未硬化積層体を真
空下に置くと同時に加速された速度で熱硬化させること
により、大型複合構造物を迅速に製造する上で多大の改
良及び単純化が成された。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の第１実施例を示す透視図である。
第２図は、厚形複合物車体の一断面部の透視図である。
第３図は、第１図の矢印３−３方向から見た連節式雄型
の裏側面図である。
の裏側面図である。
第４図は、第３図と類似の雄型部分断面を有する、開状
態を示す端部側面図である。
態を示す端部側面図である。
第５図は、第４図と類似の側面図を示し、雌型内で全開
の雄型及び積層体を実線で示す。
の雄型及び積層体を実線で示す。
第６図は、第４図と類似の側面図を示し、複合物形成状
態にある雄型及び雌型を示す。
態にある雄型及び雌型を示す。
第７図は、複合物形成作動状態にある雄型及び雌型の断
片拡大透視図である。
片拡大透視図である。
第８図は、本発明の第２実施例の透視図である。
第９図は、第２実施例の巻き付けて硬化した複合物ボデ
イの一部切断断面図である。
イの一部切断断面図である。
第１０図は、本発明の第３実施例の雄型の端部を示す側
面図である。
面図である。
第１１図は、細長い複合物ボデイを示す縮小透視図であ
る。
る。
第１２図は、第１１図の複合物ボデイの一部切断部分拡
大図である。
大図である。
第１３図は、硬化後の複合物を示す部分拡大図である。
発明を実施するための望ましい形態 本発明の第１実施例の方法及び装置１８（第１図）は、
概して雄型２０（第１図）を含む。同雄型は閉状態と開
状態との間で移動できる連節可能な動力駆動式雄型であ
る。一層の包装フィルム２２（第７図）、１−２層の通
気層２４、遮断層２６、ブリーダ（放出口）２８（時々
ブロッタと称す）及び分離層３０を含む各層が初めに型
２０に取り付けられ、以下に詳述するように真空中にお
ける積層体の熱硬化を促進する。
概して雄型２０（第１図）を含む。同雄型は閉状態と開
状態との間で移動できる連節可能な動力駆動式雄型であ
る。一層の包装フィルム２２（第７図）、１−２層の通
気層２４、遮断層２６、ブリーダ（放出口）２８（時々
ブロッタと称す）及び分離層３０を含む各層が初めに型
２０に取り付けられ、以下に詳述するように真空中にお
ける積層体の熱硬化を促進する。
その後型２０（第１図）は、第１図に示す矢印Ａ方向に
駆動され、一般的にプレプレグとして知られる積層体３
２を引き寄せる。積層体は、雄型２０に取り付けるため
に配列テーブル３８を渡って移動した後に従動ローラ３
７により粘着性の積層体３２の底部から除去される、下
部保護フィルム３５を有する。雄型２０はその後、テー
ブル３８を通して積層体を引き寄せて雄型上に積層体の
複数の層を巻き付けるために駆動される。第１図に概略
を示す通り、積層体の増厚片４０、４２、４４が他の積
層体ロール（図示せず）から切り取られて、軍用車（図
示せず）又は同類のボデイ、すなわち、車体４６として
部分的に例示するように、最終製品の所望の部分を増厚
するために積層体上の正確な位置に配置される。所望の
数の積層体の層及び増厚片が雄型２０上に巻き付けられ
た後雄型２０の回転を停止させる。
駆動され、一般的にプレプレグとして知られる積層体３
２を引き寄せる。積層体は、雄型２０に取り付けるため
に配列テーブル３８を渡って移動した後に従動ローラ３
７により粘着性の積層体３２の底部から除去される、下
部保護フィルム３５を有する。雄型２０はその後、テー
ブル３８を通して積層体を引き寄せて雄型上に積層体の
複数の層を巻き付けるために駆動される。第１図に概略
を示す通り、積層体の増厚片４０、４２、４４が他の積
層体ロール（図示せず）から切り取られて、軍用車（図
示せず）又は同類のボデイ、すなわち、車体４６として
部分的に例示するように、最終製品の所望の部分を増厚
するために積層体上の正確な位置に配置される。所望の
数の積層体の層及び増厚片が雄型２０上に巻き付けられ
た後雄型２０の回転を停止させる。
その後雄型２０が、第５図に示す通り雌型５０の中へ挿
入され、雄型の下方中央点で積層体の全層が切断され
る。その後雄型は第４図に示す状態に連節され、雌型は
第６図に示す積層体硬化状態に連節される。積層体はそ
の後熱と圧力で所望の形状に硬化される。硬化中雄型２
０を雌型５０から外して、別の複合物を製造するために
積層体受容配置に戻してもよい。
入され、雄型の下方中央点で積層体の全層が切断され
る。その後雄型は第４図に示す状態に連節され、雌型は
第６図に示す積層体硬化状態に連節される。積層体はそ
の後熱と圧力で所望の形状に硬化される。硬化中雄型２
０を雌型５０から外して、別の複合物を製造するために
積層体受容配置に戻してもよい。
複合物形成装置は特に、積層体３２のロール５６を支持
する軸５４を備えるロール支持台５２を含む。粘着性の
積層体３２が他の物体に付着するのを防ぐために積層体
上には下部保護フィルム３５を設ける。積層体が右方向
（第１図）に移動するにつれて、下部保護フィルム３５
は、従来の装置（図示せず）で駆動される下部保護フィ
ルムローラ３７上に巻き取られる。
する軸５４を備えるロール支持台５２を含む。粘着性の
積層体３２が他の物体に付着するのを防ぐために積層体
上には下部保護フィルム３５を設ける。積層体が右方向
（第１図）に移動するにつれて、下部保護フィルム３５
は、従来の装置（図示せず）で駆動される下部保護フィ
ルムローラ３７上に巻き取られる。
雄型２０は、配列テーブル３８と雌型５０との間に延在
する軌道６６に乗る車輪６４を有する車両６２上に支持
される。
する軌道６６に乗る車輪６４を有する車両６２上に支持
される。
雄型２０は、強固なフレーム６８、７０（第３−６図）
により車両６２上に支持される。フレーム６８、７０上
にジャーナルで支持される軸７２が、同軸にキー締めさ
れるウォームホイール７３を有する。ウォームホイール
は、ギヤモータ７６と結合されて駆動されるウォームギ
ヤ７４と噛み合うことにより雄型２０の回転フレーム７
８を駆動する。雄型２０の回転部分は、水平ボックスビ
ーム８４と端板８８、９０にしっかり固定される２対の
脚８０、８２（第４図）を含む。
により車両６２上に支持される。フレーム６８、７０上
にジャーナルで支持される軸７２が、同軸にキー締めさ
れるウォームホイール７３を有する。ウォームホイール
は、ギヤモータ７６と結合されて駆動されるウォームギ
ヤ７４と噛み合うことにより雄型２０の回転フレーム７
８を駆動する。雄型２０の回転部分は、水平ボックスビ
ーム８４と端板８８、９０にしっかり固定される２対の
脚８０、８２（第４図）を含む。
Ｉ形ビーム９２が脚８０、８２間にしっかりと固定され
る。Ｉ形ビームは、第４図には１個のみ示してあるが、
ボールねじ駆動装置又は例示のシリンダ９４のような２
個の駆動機構を有する。
る。Ｉ形ビームは、第４図には１個のみ示してあるが、
ボールねじ駆動装置又は例示のシリンダ９４のような２
個の駆動機構を有する。
第３図に示すように雄型２０が積層体受容状態にあって
モータ７６で駆動されている場合には、積層体は複数の
パネル１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１
２、１１４、１１６、１１８及び１２０の回りに巻き付
けられる。１０２及び１２０パネルを除くすべてのパネ
ルはヒンジ１２２で共に枢動自在に結合され、最上部の
ヒンジ１２２は部分的に上方のボックスビーム８４（第
４図）上に支持される。圧力室又は消化ホースのような
圧力管１２４が幾つかのヒンジ及び積層体の外側に設け
られる。これらの圧力管１２４は、雄型２０が第５図に
示す状態に移動後、積層体の一部を雄型の表面から雌型
の表面の方へ上方及び外方に向けて移動させるのに役立
つ。
モータ７６で駆動されている場合には、積層体は複数の
パネル１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１
２、１１４、１１６、１１８及び１２０の回りに巻き付
けられる。１０２及び１２０パネルを除くすべてのパネ
ルはヒンジ１２２で共に枢動自在に結合され、最上部の
ヒンジ１２２は部分的に上方のボックスビーム８４（第
４図）上に支持される。圧力室又は消化ホースのような
圧力管１２４が幾つかのヒンジ及び積層体の外側に設け
られる。これらの圧力管１２４は、雄型２０が第５図に
示す状態に移動後、積層体の一部を雄型の表面から雌型
の表面の方へ上方及び外方に向けて移動させるのに役立
つ。
既に述べた通り、所望の量の積層体が雄型２０の回りに
巻き付けられた後、積層体は下部境界面で丸のこ１２５
（第３−６図）のようなカッタで切断される。丸のこ１
２５は車両６２に固定される台座１２５′上に滑動自在
に支持され、積層体の層を切断するために人手により押
されるか若しくは動力により駆動される。
巻き付けられた後、積層体は下部境界面で丸のこ１２５
（第３−６図）のようなカッタで切断される。丸のこ１
２５は車両６２に固定される台座１２５′上に滑動自在
に支持され、積層体の層を切断するために人手により押
されるか若しくは動力により駆動される。
軸ピン９８（第４図）（１個のみ示す）が、一対の長い
ピポットアーム１２６、１２８を回転自在に結合し、各
アームはそれぞれパネル１０６及び１１６に回転自在に
取り付けられる。ブラケット１３０、１３２がＩ形ビー
ム９２に固定され、それぞれパネル１０２及び１２０に
回転自在に取り付けられる、中間の長さのピボットアー
ム１３４、１３６をそれぞれ支持する。短いリンク１３
８、１４０がそれぞれピボットアーム１３４、１３６と
ピボットアーム１２６、１２８との間に回転自在に取り
付けられる。ピストン棒９４が第４図に示すように引っ
込む場合、雄型２０の各組のリンク仕掛は第５図及び第
６図に示すように雌型５０に入る状態にある。
ピポットアーム１２６、１２８を回転自在に結合し、各
アームはそれぞれパネル１０６及び１１６に回転自在に
取り付けられる。ブラケット１３０、１３２がＩ形ビー
ム９２に固定され、それぞれパネル１０２及び１２０に
回転自在に取り付けられる、中間の長さのピボットアー
ム１３４、１３６をそれぞれ支持する。短いリンク１３
８、１４０がそれぞれピボットアーム１３４、１３６と
ピボットアーム１２６、１２８との間に回転自在に取り
付けられる。ピストン棒９４が第４図に示すように引っ
込む場合、雄型２０の各組のリンク仕掛は第５図及び第
６図に示すように雌型５０に入る状態にある。
例示した本発明の原型では、雄型２０の雌型５０への出
入は手動で行われる。しかし、車両６２に固定されかつ
チエーン駆動装置により軸１４４に結合される、可逆モ
ータ１４２を用いて雄型を駆動することにより、雌型へ
の出入を行うことができる。
入は手動で行われる。しかし、車両６２に固定されかつ
チエーン駆動装置により軸１４４に結合される、可逆モ
ータ１４２を用いて雄型を駆動することにより、雌型へ
の出入を行うことができる。
第５図は、雌型５０内において積層体形成状態に連節さ
れる雄型２０を示し、同雄型は開状態にあり、積層体３
２の端部３３が垂直下向きに延在する。
れる雄型２０を示し、同雄型は開状態にあり、積層体３
２の端部３３が垂直下向きに延在する。
固定部分、すなわち、屋根１５０は、曲り鋼板１５１か
ら成り、複合物車体４６上部の所望の形状の側壁及び屋
根の上方外部を形成するための形状を有する。曲り鋼板
１５１は脚１５２にしっかり固定される。雌型５０のシ
ュー、すなわち、翼１５４は、それぞれ平行四辺形リン
ク仕掛１５７により吊される水平板１５５及び垂直板１
５６を含む。ボールねじ駆動装置のような動力装置１５
８が、第５図に示す不活動状態と第６図に示す活動状態
との間で翼１５４を移動させる。
ら成り、複合物車体４６上部の所望の形状の側壁及び屋
根の上方外部を形成するための形状を有する。曲り鋼板
１５１は脚１５２にしっかり固定される。雌型５０のシ
ュー、すなわち、翼１５４は、それぞれ平行四辺形リン
ク仕掛１５７により吊される水平板１５５及び垂直板１
５６を含む。ボールねじ駆動装置のような動力装置１５
８が、第５図に示す不活動状態と第６図に示す活動状態
との間で翼１５４を移動させる。
雌型５０の屋根１５０及び翼１５４には、共に電気抵抗
から成る加熱素子１５９（第６図は３個のみを示す）の
ような複合型加熱装置が備えられる。
から成る加熱素子１５９（第６図は３個のみを示す）の
ような複合型加熱装置が備えられる。
第１図で最良に示されるように、屋根１５０の垂直端壁
１６０及び複数の中間垂直壁１６１が、翼１５４により
加えられる封止圧力に対して曲り鋼板１５１を補強する
ために、間隔を置いて屋根１５０の曲り鋼板１５１に溶
接される。ボールねじ駆動装置のような動力装置１５８
は、脚１５２と翼１５４の間に結合され、第５図に示す
不活動位置と第６図に示す活動位置との間で翼１５４を
移動させるために、在来の制御装置（図示せず）により
駆動される。
１６０及び複数の中間垂直壁１６１が、翼１５４により
加えられる封止圧力に対して曲り鋼板１５１を補強する
ために、間隔を置いて屋根１５０の曲り鋼板１５１に溶
接される。ボールねじ駆動装置のような動力装置１５８
は、脚１５２と翼１５４の間に結合され、第５図に示す
不活動位置と第６図に示す活動位置との間で翼１５４を
移動させるために、在来の制御装置（図示せず）により
駆動される。
第６図に示す活動位置においては、好ましいボデイ、な
わち、車体４６（第２図）の張出部１４８を形成するた
めに、積層体３２の端部３３は直角部分に折り曲げられ
る。
わち、車体４６（第２図）の張出部１４８を形成するた
めに、積層体３２の端部３３は直角部分に折り曲げられ
る。
既に述べた通り、積層体３２が雌型５０で硬化中の場合
には、包装フィルム２２、通気層２４、遮断層２６、ブ
リーダ２８及び分離層３０（第７図）はすべて未硬化積
層体の複数の層を押圧する。
には、包装フィルム２２、通気層２４、遮断層２６、ブ
リーダ２８及び分離層３０（第７図）はすべて未硬化積
層体の複数の層を押圧する。
更に詳述すれば、包装フィルム２２は、厚さ０．０５ｍ
ｍ（２ミル）のナイロン製の使い捨てバッグ又はゴム製
の耐久性バッグでも良い。通気層２４は、好ましくは厚
さ１．６ｍｍ（１／１６インチ）の１層の厚手フェルト
で、２層のものも選択できる。遮断層２６は、好ましく
は５０ｍｍ（２インチ）中心線において約１．１ｍｍ
（０．０４５インチ）の小穴を有する、厚さ０．０５ｍ
ｍ（２ミル）のＦＥＰ（テフロン（登録商標名））であ
る。ブリーダ２８は、好ましくは樹脂と共に空気を通す
ことによって余分な樹脂を吸い取る、厚さ０．８ｍｍ
（０．０３２インチ）のフェルトである。分離層３０
は、遮断層２６よりも多数の大きな穴を有するＥＰＦ
（テフロン（登録商標名））である。複雑形状複合物の
軍用車体の最厚部を形成するために積層体６９層が使用
され、最薄部で２２層が使用された。異なる数及び形状
の積層体層ならびに異なる通気層、遮断層、ブリーダ及
び分離層を用いてその他の厚肉複合物を形成することが
できることは容易に理解されよう。
ｍ（２ミル）のナイロン製の使い捨てバッグ又はゴム製
の耐久性バッグでも良い。通気層２４は、好ましくは厚
さ１．６ｍｍ（１／１６インチ）の１層の厚手フェルト
で、２層のものも選択できる。遮断層２６は、好ましく
は５０ｍｍ（２インチ）中心線において約１．１ｍｍ
（０．０４５インチ）の小穴を有する、厚さ０．０５ｍ
ｍ（２ミル）のＦＥＰ（テフロン（登録商標名））であ
る。ブリーダ２８は、好ましくは樹脂と共に空気を通す
ことによって余分な樹脂を吸い取る、厚さ０．８ｍｍ
（０．０３２インチ）のフェルトである。分離層３０
は、遮断層２６よりも多数の大きな穴を有するＥＰＦ
（テフロン（登録商標名））である。複雑形状複合物の
軍用車体の最厚部を形成するために積層体６９層が使用
され、最薄部で２２層が使用された。異なる数及び形状
の積層体層ならびに異なる通気層、遮断層、ブリーダ及
び分離層を用いてその他の厚肉複合物を形成することが
できることは容易に理解されよう。
複数の複合積層体層３２（第７図）から厚肉複雑形状複
合物を硬化させるために、第６図に示すようなへび状の
加熱素子１５９により、屋根１５０（第５図）の外面及
び上向きかつ内向きに移動可能な翼１５４の垂直板１５
６を加熱する。しかし、加熱した液、蒸気、ガス及び輻
射又は電気抵抗による加熱を用いても良いことは理解さ
れよう。所望の温度範囲は、樹脂の特性に応じて樹脂硬
化・後硬化範囲より規定量高くなるように選択すること
ができる。
合物を硬化させるために、第６図に示すようなへび状の
加熱素子１５９により、屋根１５０（第５図）の外面及
び上向きかつ内向きに移動可能な翼１５４の垂直板１５
６を加熱する。しかし、加熱した液、蒸気、ガス及び輻
射又は電気抵抗による加熱を用いても良いことは理解さ
れよう。所望の温度範囲は、樹脂の特性に応じて樹脂硬
化・後硬化範囲より規定量高くなるように選択すること
ができる。
硬化中積層体の内面には１ｋｇ／ｃｍ２（１４．７ｐｓ
ｉ）以下の真空度を用いる。樹脂は、片側に熱を反対側
に真空を急速に作用させることにより硬化させることが
注目されよう。また、雄型上に設けられて槌打ち効果を
生じさせるために、急速に反復して加圧するように作動
される膨脹式増圧器、すなわち、圧力管１２４により雌
型半径区域が圧縮されることも注目されよう。
ｉ）以下の真空度を用いる。樹脂は、片側に熱を反対側
に真空を急速に作用させることにより硬化させることが
注目されよう。また、雄型上に設けられて槌打ち効果を
生じさせるために、急速に反復して加圧するように作動
される膨脹式増圧器、すなわち、圧力管１２４により雌
型半径区域が圧縮されることも注目されよう。
本発明の第１実施例の操作においては、初めに雄型２０
（第１図）が第１図に示す閉状態に置かれ、既に述べた
包装フィルム、通気層、遮断層、ブリーダ及び分離層
（第７図）の各層が閉状態の雄型２０上に巻き取られ
る。上記操作は、雄型２０の周りに各材料を巻き付ける
助けとなる、モータ７６を作動させることにより行われ
る。その後これらの材料は雄型に取り付けられる。その
後、雄型が配列テーブル３８と一直線上になければ、雄
型と配列テーブルを一直線に並べる。
（第１図）が第１図に示す閉状態に置かれ、既に述べた
包装フィルム、通気層、遮断層、ブリーダ及び分離層
（第７図）の各層が閉状態の雄型２０上に巻き取られ
る。上記操作は、雄型２０の周りに各材料を巻き付ける
助けとなる、モータ７６を作動させることにより行われ
る。その後これらの材料は雄型に取り付けられる。その
後、雄型が配列テーブル３８と一直線上になければ、雄
型と配列テーブルを一直線に並べる。
本発明の装置と方法は、他の複合物を形成するのに用い
られるが、以下の記述では軍用車用車体４６を形成する
ことを仮定している。
られるが、以下の記述では軍用車用車体４６を形成する
ことを仮定している。
車体４６を形成する場合、プレプレグ、すなわち、積層
体３２（第１図）のロール５６を支持台５２上に回転可
能に支持し、配列テーブル３８を渡って這わせる。下部
保護フィルム３５が下方のフィルムロール３７に巻き取
られる。積層体３２は雄型２０に結合され、雄型は第１
図の矢印Ａ方向へ駆動される。増厚片４０、４２、４４
は別個のテーブル（図示せず）で所定のサイズに切断
し、最厚層が屋根の頂部平坦部と一致し、また、第２最
厚層が下根のアングル部及び上部垂直側壁と一致するよ
うに、組合わされる積層体３２上の正確な位置に手動又
は自動で配置しても良い。
体３２（第１図）のロール５６を支持台５２上に回転可
能に支持し、配列テーブル３８を渡って這わせる。下部
保護フィルム３５が下方のフィルムロール３７に巻き取
られる。積層体３２は雄型２０に結合され、雄型は第１
図の矢印Ａ方向へ駆動される。増厚片４０、４２、４４
は別個のテーブル（図示せず）で所定のサイズに切断
し、最厚層が屋根の頂部平坦部と一致し、また、第２最
厚層が下根のアングル部及び上部垂直側壁と一致するよ
うに、組合わされる積層体３２上の正確な位置に手動又
は自動で配置しても良い。
積層体層４０（第１図）は、２個の垂直ボデイ部を形成
するためにその後半分に切断される、車体４６の２個の
下部垂直片（第２図）を増厚するであろう。２個の水平
張出部１４８は、武器による打撃を受ける可能性が最低
なので断面が最も薄い。
するためにその後半分に切断される、車体４６の２個の
下部垂直片（第２図）を増厚するであろう。２個の水平
張出部１４８は、武器による打撃を受ける可能性が最低
なので断面が最も薄い。
例示した第１実施例では、屋根平坦部は６９層の０．８
１ｍｍ（０．０３２インチ）積層体を要し、水平張出部
１４８は単に２２層だけを要し、全構造体の残余の部分
は４４層を要する。しかし、軍用車体に対して用いられ
る武器の予想される規模に応じてその他の数の積層体材
料を用いられることが理解されよう。
１ｍｍ（０．０３２インチ）積層体を要し、水平張出部
１４８は単に２２層だけを要し、全構造体の残余の部分
は４４層を要する。しかし、軍用車体に対して用いられ
る武器の予想される規模に応じてその他の数の積層体材
料を用いられることが理解されよう。
積層体の各層が閉状態の雄型２０に巻き付けられて雄型
が雌型内に置かれた後、積層体３２、包装フィルム２
２、通気層２４、遮断層２６、ブリーダ２８及び分離層
３０から成る複数の層を、第３図に示すように最低点で
切断するために、丸のこ１２５（第１図）を軌道１２
５′に沿って移動させ、第４図に示すように積層体３２
及びその他の構成部を下向きに吊りさげるようにする。
が雌型内に置かれた後、積層体３２、包装フィルム２
２、通気層２４、遮断層２６、ブリーダ２８及び分離層
３０から成る複数の層を、第３図に示すように最低点で
切断するために、丸のこ１２５（第１図）を軌道１２
５′に沿って移動させ、第４図に示すように積層体３２
及びその他の構成部を下向きに吊りさげるようにする。
その後、駆動機構９４を駆動させることにより、第５図
に示すような状態に雌型２０を連節させる。その後、第
６図に示すように雌型半径位置において、積層体部分を
雄型２０の表面から雌型５０の表面まで上向きかつ外向
きに移動させるために、圧力管１２４を急激に反復的に
膨脹させる。
に示すような状態に雌型２０を連節させる。その後、第
６図に示すように雌型半径位置において、積層体部分を
雄型２０の表面から雌型５０の表面まで上向きかつ外向
きに移動させるために、圧力管１２４を急激に反復的に
膨脹させる。
その後、移動中に翼１５４の水平及び垂直面がそれぞれ
の状態を保ちながら内向きかつ上向きに移動するよう
に、平行四辺形ボールねじ駆動機構１５８を駆動するこ
とにより、リンク仕掛１５７で吊り下げられる翼１５４
が移動される。この操作により、配置された積層体の下
部が移動されて水平及び垂直張出部が形成される。その
後、処理中の積層体の包絡線を定めるために、包装材料
が屋根１５０及び雌型５０の翼１５４に気密にかみ合っ
てしっかり取り付けられる。
の状態を保ちながら内向きかつ上向きに移動するよう
に、平行四辺形ボールねじ駆動機構１５８を駆動するこ
とにより、リンク仕掛１５７で吊り下げられる翼１５４
が移動される。この操作により、配置された積層体の下
部が移動されて水平及び垂直張出部が形成される。その
後、処理中の積層体の包絡線を定めるために、包装材料
が屋根１５０及び雌型５０の翼１５４に気密にかみ合っ
てしっかり取り付けられる。
硬化が開始された後、可逆モータ１４２が印加され、雄
型２０が雌型５０外へ駆動されて配列テーブル３８と一
列に並ぶ位置に移動される。その後、初めに駆動機構９
４（第４図）を、ついで可逆モータ７６（第７図）を駆
動させることにより、雄型２０が第３図に示す閉状態に
連節される。第１の積層体が雌型内で硬化中に第７図に
示す材料の他の層を包装することにより上記の工程が反
復される。
型２０が雌型５０外へ駆動されて配列テーブル３８と一
列に並ぶ位置に移動される。その後、初めに駆動機構９
４（第４図）を、ついで可逆モータ７６（第７図）を駆
動させることにより、雄型２０が第３図に示す閉状態に
連節される。第１の積層体が雌型内で硬化中に第７図に
示す材料の他の層を包装することにより上記の工程が反
復される。
上記の方法と装置を用いて試験が行われた結果、第２図
に示す複合物車体４６の複合物断面が得られた。本発明
の包装方法を用いることにより、２個のボデイ半分を製
造する方法では添え接ぎ部分が非常に弱くなるので、同
方法に対してボデイの全断面形状が遥かに丈夫なものが
得られることに注目されたい。
に示す複合物車体４６の複合物断面が得られた。本発明
の包装方法を用いることにより、２個のボデイ半分を製
造する方法では添え接ぎ部分が非常に弱くなるので、同
方法に対してボデイの全断面形状が遥かに丈夫なものが
得られることに注目されたい。
本発明の第１実施例により行われた試験により、ボデイ
の半分ではなくて全部分を製造する、雄型を包装する本
技術では、当該全部分を包装するのに二人で１０時間掛
かることが確認された。
の半分ではなくて全部分を製造する、雄型を包装する本
技術では、当該全部分を包装するのに二人で１０時間掛
かることが確認された。
雄型２０を雌型５０内に移動させて第６図に示す状態に
雄型及び雌型を連節させ、更に、雌型５０、翼１５４、
屋根１５０及び壁１５１に真空バッグを取り付けて上記
の加熱器と真空により硬化及び後硬化させるのに２時間
３１分掛かった。積層体の厚さ及び幅全体に渡って樹脂
が完全に反応することにより硬化が行われた。機械的及
び物理的特性を向上させるために硬化した積層体を更に
重合させることにより後硬化を行った。
雄型及び雌型を連節させ、更に、雌型５０、翼１５４、
屋根１５０及び壁１５１に真空バッグを取り付けて上記
の加熱器と真空により硬化及び後硬化させるのに２時間
３１分掛かった。積層体の厚さ及び幅全体に渡って樹脂
が完全に反応することにより硬化が行われた。機械的及
び物理的特性を向上させるために硬化した積層体を更に
重合させることにより後硬化を行った。
本発明の方法及び装置による所要時間に対して、１個よ
りは２個の同一ボデイ部分を形成するために、半部分を
製造するのに３人で９日掛かった。当該半部分の真空バ
ッグオーブンによる硬化及び後硬化には１８時間を要し
た。
りは２個の同一ボデイ部分を形成するために、半部分を
製造するのに３人で９日掛かった。当該半部分の真空バ
ッグオーブンによる硬化及び後硬化には１８時間を要し
た。
本発明の成形装置の第２実施例の形式の大形様式が第８
図に示される。同様式は、雄型２０ａ及び雌型５０ａ
が、例えば、６ｍ（２０フィート）とかなり長いので、
複合物車体４６ａ全長を形成するために、積層体３２ａ
のロール５６ａから積層体の全幅に及ぶ包布を雄型２０
ａ上に巻き付けられることを除いては、第１実施例の形
式と同様である。
図に示される。同様式は、雄型２０ａ及び雌型５０ａ
が、例えば、６ｍ（２０フィート）とかなり長いので、
複合物車体４６ａ全長を形成するために、積層体３２ａ
のロール５６ａから積層体の全幅に及ぶ包布を雄型２０
ａ上に巻き付けられることを除いては、第１実施例の形
式と同様である。
本発明の大形様式、すなわち、第２実施例は第１実施例
のものと極めて類似しているので、第１様式に類似する
大形様式構成部品には、「ａ」を付した同一参照番号を
用いる。
のものと極めて類似しているので、第１様式に類似する
大形様式構成部品には、「ａ」を付した同一参照番号を
用いる。
作動状態においては、広幅積層体３２ａと積層体増厚片
４０ａ，４２ａ及び４４ａとが細長い雄型２０ａの回り
に巻き付けられる際これらを受容するために、モータ１
４２ａが作動されて車両６２ａ及び雄型２０ａを配列テ
ーブル３８ａと一直線に並ぶように駆動する。
４０ａ，４２ａ及び４４ａとが細長い雄型２０ａの回り
に巻き付けられる際これらを受容するために、モータ１
４２ａが作動されて車両６２ａ及び雄型２０ａを配列テ
ーブル３８ａと一直線に並ぶように駆動する。
その後、長い雄型２０ａは細長い雌型５０ａ内へ完全に
駆動される。全長部分が雄型上に形成された後、雄型２
０ａの底部で積層体層を切断するために、丸のこモータ
１２５ａが印加され、その後第１実施例の第４図に示す
状態と類似の開状態に連節される。その後、積層体３２
ａが第１実施例で開示されたものと同様に熱及び真空下
で硬化された後、細長い雌型が本発明の第１実施例に示
す状態と類似の状態に連節される。第１実施例の場合と
同様に、真空及び翼１５４ａによって与えられる機械力
により積層体３２ａが雌型の内面に対して上向きに押し
付けられた後、雄型２０ａを雌型外へ駆動させても良
い。その後、完成された一体形複合物を熱硬化させて在
来の方法で雌形から取り外すことができる。
駆動される。全長部分が雄型上に形成された後、雄型２
０ａの底部で積層体層を切断するために、丸のこモータ
１２５ａが印加され、その後第１実施例の第４図に示す
状態と類似の開状態に連節される。その後、積層体３２
ａが第１実施例で開示されたものと同様に熱及び真空下
で硬化された後、細長い雌型が本発明の第１実施例に示
す状態と類似の状態に連節される。第１実施例の場合と
同様に、真空及び翼１５４ａによって与えられる機械力
により積層体３２ａが雌型の内面に対して上向きに押し
付けられた後、雄型２０ａを雌型外へ駆動させても良
い。その後、完成された一体形複合物を熱硬化させて在
来の方法で雌形から取り外すことができる。
本発明の第３実施例が第１０図乃至第１３図に示され
る。同実施例は、長さ及び幅全体に渡って異なった断面
形状を有する長い複合物構造体を製造することを意図す
る。これに関して、装置は下向きに傾斜した端部１７８
を含む軍用車の上部ボデイを製造するものとして示され
る。
る。同実施例は、長さ及び幅全体に渡って異なった断面
形状を有する長い複合物構造体を製造することを意図す
る。これに関して、装置は下向きに傾斜した端部１７８
を含む軍用車の上部ボデイを製造するものとして示され
る。
本発明の第３実施例は第１実施例と類似しているので、
第１又は第２実施例と類似する第３実施例の構成部品に
は、「ｂ」を付した同一参照番号を用いる。
第１又は第２実施例と類似する第３実施例の構成部品に
は、「ｂ」を付した同一参照番号を用いる。
雄型２０ｂは、同型が回転不能であること及び第７図に
示すように包装フィルム、通気層、遮断層、ブリーダ及
び分離層を雄型上に配置した後、積層体３２ｂの複数の
層と図示されていないが増厚片４０、４２及び４４（第
１図）と類似の増厚片とが所望の長さに切断されて雄型
２０ｂ上に手動で配置されることを除いては、第１実施
例のものと同様である。
示すように包装フィルム、通気層、遮断層、ブリーダ及
び分離層を雄型上に配置した後、積層体３２ｂの複数の
層と図示されていないが増厚片４０、４２及び４４（第
１図）と類似の増厚片とが所望の長さに切断されて雄型
２０ｂ上に手動で配置されることを除いては、第１実施
例のものと同様である。
第１０図を参照すると、雄型２０ｂは、軌道６６ｂに支
持される車輪６４ｂを含む車両６２ｂ上に設けられ、可
逆モータ１４２ｂ及びチェーン駆動機構１４６ｂにより
同軌道伝いに駆動される。雄型２０ｂは、三角形の端部
フレーム（１個の一部分のみを示す）により車両６２ｂ
にしっかり取り付けられる、回転可能なフレーム１８２
固定される一対の横方向に水平なアーム１８０（１個の
み示す）を含む。長手方向に延在するボックスビーム１
８４及び長手方向アーム１８０（１個のみ示す）が、共
にしっかりと回転不能フレーム１８２に固定されるパネ
ル１０６ｂ，１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂ
及び１１６ｂを支持する。
持される車輪６４ｂを含む車両６２ｂ上に設けられ、可
逆モータ１４２ｂ及びチェーン駆動機構１４６ｂにより
同軌道伝いに駆動される。雄型２０ｂは、三角形の端部
フレーム（１個の一部分のみを示す）により車両６２ｂ
にしっかり取り付けられる、回転可能なフレーム１８２
固定される一対の横方向に水平なアーム１８０（１個の
み示す）を含む。長手方向に延在するボックスビーム１
８４及び長手方向アーム１８０（１個のみ示す）が、共
にしっかりと回転不能フレーム１８２に固定されるパネ
ル１０６ｂ，１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂ
及び１１６ｂを支持する。
パネル１０２ｂ，１０４ｂ，１１８ｂ及び１２０ｂが点
線の位置にある時点で、粘着性の積層体３２ｂが幾つか
のパネル上に手動で配置された後、補助的な細長いパネ
ル１０４ｂ及び１０２ｂが、ヒンジ１２２ｂにより共に
パネル１０６ｂに枢着されると同時に、同様にパネル１
１８ｂ及び１２０ｂが、共にパネル１１６ｂに枢着され
る。
線の位置にある時点で、粘着性の積層体３２ｂが幾つか
のパネル上に手動で配置された後、補助的な細長いパネ
ル１０４ｂ及び１０２ｂが、ヒンジ１２２ｂにより共に
パネル１０６ｂに枢着されると同時に、同様にパネル１
１８ｂ及び１２０ｂが、共にパネル１１６ｂに枢着され
る。
積層体が手動若しくは自動で雄型２０ｂ上に置かれる場
合、継ぎ目のない一体形の積層体ボデイを形成するよう
に全幅の層が短い層を重複して覆うことが理解されよ
う。
合、継ぎ目のない一体形の積層体ボデイを形成するよう
に全幅の層が短い層を重複して覆うことが理解されよ
う。
第１１図は、下向きに傾斜した端部１７８を有する完成
された積層体車体４６ｂの外観を示す。
された積層体車体４６ｂの外観を示す。
第１２図は、傾斜した端部１７８を有する硬化中の積層
体車体４６ｂを示す。第１３図は、ボデイが雌型５０ｂ
内で硬化された後、細長い積層体複合物車体４６ｂから
解放された後における、傾斜した端部１９０を有する雌
型５０ｂを示す。当該雌型は、第１３図に示すように屋
根の端部が下向きに傾斜していることを除き、第８図に
示すものと同一である。
体車体４６ｂを示す。第１３図は、ボデイが雌型５０ｂ
内で硬化された後、細長い積層体複合物車体４６ｂから
解放された後における、傾斜した端部１９０を有する雌
型５０ｂを示す。当該雌型は、第１３図に示すように屋
根の端部が下向きに傾斜していることを除き、第８図に
示すものと同一である。
積層体車体４６ｂが硬化されて翼が下げられた後、真空
が解放されることにより硬化した積層体車体４６ｂが細
長い雄型２０ｂ上に支持されることが理解されよう。そ
の後、雄型２０ｂが雌型５０ｂから反対に移動されるこ
とにより、フォークトラック等で下向きに傾斜した端部
を有する硬化複合物車体４６ｂを成形装置１８領域から
取り除くことができる。
が解放されることにより硬化した積層体車体４６ｂが細
長い雄型２０ｂ上に支持されることが理解されよう。そ
の後、雄型２０ｂが雌型５０ｂから反対に移動されるこ
とにより、フォークトラック等で下向きに傾斜した端部
を有する硬化複合物車体４６ｂを成形装置１８領域から
取り除くことができる。
以上の記載から、本発明の成形方法及び装置は、連節雄
型及び雌型を用いると共に手動又は自動で積層体を雄型
上に置くことにより、厚肉複合物ボデイを迅速かつ正確
に形成することができることは明らかである。本発明の
方法と装置により、成形上の継ぎ目が最小になり、積層
体を配列して硬化させる時間が大幅に減少する。
型及び雌型を用いると共に手動又は自動で積層体を雄型
上に置くことにより、厚肉複合物ボデイを迅速かつ正確
に形成することができることは明らかである。本発明の
方法と装置により、成形上の継ぎ目が最小になり、積層
体を配列して硬化させる時間が大幅に減少する。
本明細書では本発明を実施する最良の方式を開示した
が、本発明の主題から逸脱することなく改変できること
は明らかである。
が、本発明の主題から逸脱することなく改変できること
は明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｃ 43/56 7365−4Ｆ // Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ
Claims (22)
- 【請求項１】厚肉複雑形状複合物を形成する装置であっ
て、 積層材料の多重層及び増厚片から複雑な形状を形成する
ための連接装置を有する雄型と、 前記連接装置の周りに連続したバンドの形で該積層材料
の多重層及び増厚片を積上げる装置と、 該複合物の中心部及び転移部を形成するのに適した固定
型部分及び該複合物の終端部を形成するのに適した可動
型部分を有する雌型と、 前記雄型及び積層材料の該バンドを前記雌型内に設置す
る装置と、 積層材料の該バンドを半分に切断する装置と、 該連接装置の一部を拡張して該連接装置上に担持される
該積層材料を該雌型の前記固定型部分へ移動させる装置
にして、該連接装置の終端部を前記可動型部分と相補の
形状に形成する装置を含む装置と、 該可動型部分を前記相補の形状に拡張して垂れ下がる該
積層材料の端部を該可動型部分の間にはさむ装置と、 該積層材料を該固定型部分及び該可動型部分に対して複
雑な形状に形成するために該雄型上に設ける装置と、 前記複雑形状の積層材料を該雌型上に支持すると同時
に、該複雑形状の積層材料を雄型と独立した該固定型部
分及び該可動型部分に対して真空に当てる装置と、 該雌型上に支持されている間に該複雑形状の積層材料を
熱硬化させて厚肉複雑形状の複合物を形成するために該
固定型部分及び該可動型部分上に設ける装置 とを含む厚肉複雑形状複合物形成装置。 - 【請求項２】前記硬化を大気圧と０気圧との間の真空下
で行わせる、請求項１記載の装置。 - 【請求項３】前記積層材料を前記雄型から前記雌型へ移
動させる前記装置が、該雄型からの機械的圧力と該積層
材料、該雌型間の真空とによって援助される、請求項１
記載の装置。 - 【請求項４】前記雄型が、軸の周りに回転するために設
ける回転可能なフレームを含み、 前記連節装置が、閉状態と開状態の間で回転運動を行う
ために相互に結合されると共に前記フレームに枢動自在
に結合される複数のパネルと、 前記閉状態において該積層材料の該多重層及び該増厚片
を該連続バンドの形で該雄型上に巻き付けるために、該
雄型を回転させるための選択的に操作可能な動力装置
と、 前記切断装置が前記回転軸を含む平面で前記バンドを切
断し、 前記バンドが切断された後該雄型の前記パネルを前記開
状態に連接する装置 を含む、請求項１記載の装置。 - 【請求項５】前記雄型が前記開状態にあるときは前記切
断されたバンドの終端部が該雄型から下方に垂れ下が
る、請求項４記載の装置。 - 【請求項６】前記雄型が前記開状態にあるときには該雄
型の一定のパネルが互いに直角を成す、請求項４記載の
装置。 - 【請求項７】前記雄型が前記雌型内へ移動するために可
動車両上に設けられ、前記雌型の可動型部分が前記複合
物の複雑な形状の終端部を形成するために該雄型の他の
一定のパネルと協同する連接翼を含む、請求項４記載の
装置。 - 【請求項８】前記連接翼が前記複合物の硬化を向上させ
るために前記雌型に対して該複合物をしっかり押圧す
る、請求項７記載の装置。 - 【請求項９】前記連接装置が前記雄型に可変型形状を与
えるために複数のヒンジで共に結合される複数のパネル
を含み、前記形成装置が、前記積層材料を前記雌型の雌
型半径区域内へ積極的に圧入させて、該積層材料部分を
雄型の表面から雌型の表面に対して上向きかつ外向きに
移動させるために、前記複数のヒンジの外方に配置され
る膨脹可能な圧力管を含む、請求項１記載の装置。 - 【請求項１０】前記雄型及び雌型が傾斜した端壁を形成
するために傾斜端部を含む、請求項１、５又は９のいず
れか１項に記載の装置。 - 【請求項１１】複雑な形状の樹脂マトリックス複合物を
迅速に積上げて硬化させる方法であって、 積上げを容易にするために可変型形状を有する雄型上に
未硬化の積層材料を積上げ、 前記積上げた未硬化積層材料を前記可変雄型から可変雌
型へ移動させ、 該積上げた未硬化積層材料を所定の平面に沿って切断
し、 前記雌型内において該積層材料の成形形状を所望の形状
に形成し、 前記形成された積層材料に真空を当てることにより前記
雌型の該形成された積層材料を支持し、 該雌型上に支持されている間に該未硬化積層材料を熱硬
化させる ことを含む複雑形状樹脂マトリックス複合物の積上げ硬
化方法。 - 【請求項１２】前記硬化を大気圧と０気圧との間で行わ
せる、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】前記雌型から結果的に得られる硬化した
樹脂マトリックス複合物を容易に取り除くために、前記
可変雌型の一部の形状を変えることを更に含む、請求項
１１記載の方法。 - 【請求項１４】前記積層材料を前記雄型から前記雌型へ
移動させる前記工程が、該雄型からの機械的圧力と該積
層材料、該雌型間の真空とによって援助される、請求項
１記載の装置。 - 【請求項１５】前記未硬化積層材料を前記雄型上に積上
げる工程が、該雄型を閉状態型の形状に連節し、 未硬化の複数の積層材料層を該雄型上に引き付けるため
に、前記閉型を軸の周りに回転させる ことを含む、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１６】前記雄型の周りの所望の位置において積
層材料に異なった厚さを与えるために、該引き付けられ
た積層材料層上に複数の隔置された積層増厚片を載せる
ことを更に含む、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】前記雄型の回転を終了させ、該雄型を前
記雌型内へ移動させ、該雄型上の未硬化積層材料層を切
断することを含む、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１８】前記樹脂マトリックス複合物の一部を前
記雄型から自由に垂らすために前記閉じた雄型を所望の
状態に開くことを更に含む、請求項１７記載の方法。 - 【請求項１９】前記樹脂マトリックス複合物を前記可変
雌型内へ移動させ、 前記雄型から自由に垂れ下がる該樹脂マトリックス複合
物に対して圧力を加えるために前記雌型を軍用車の車体
の一部の所望の形状に変えることを更に含む、請求項１
８記載の方法。 - 【請求項２０】前記可変雄型上にある未硬化積層積上げ
材料の複数層を巻き付けるための第１閉状態において該
可変雄型が軸の周りで回転可能であり、所望の数の層が
該可変雄型上に巻き付けられた時、該可変雄型の前記軸
の周りの回転が阻止され、 前記未硬化積層積上げ材料を該可変雄型から可変雌型へ
移動させ、該未硬化積層積上げ材料の複数層を前記軸に
平行な面に沿って切断し、 該未硬化積層積上げ材料を熱硬化及び真空硬化させる、
請求項１１記載の方法。 - 【請求項２１】前記厚肉複雑形状複合物の長さが約６ｍ
（２０フィート）である、請求項１記載の装置。 - 【請求項２２】前記該樹脂マトリックス複合物の長さが
約６ｍ（２０フィート）である、請求項１１記載の方
法。
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