JPH0952309A - プラスチック製部品及びその製造方法 - Google Patents

プラスチック製部品及びその製造方法

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JPH0952309A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が複雑でも容易に製造することが可能
で、軽量、高強度の制振及び遮音性の優れたプラスチッ
ク製部品及びその製造方法を提供すること。 【解決手段】 プラスチック製耐圧部品を樹脂材で形成
された中実或いは内部に空隙を含む構造の内部コア部２
の内外面両面又は内面又は外面に繊維強化プラスチック
層３を形成した構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術の分野】本発明はポンプケーシング
等の高速、高圧の回転機械のプラスチック製部品及びそ
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来こ
の種の高速、高圧の回転機械は振動及び騒音が大きいた
めケーシング及びインペラ（羽根車）等の部品には振動
防止機能及び騒音低減機能が備わっていることが要望さ
れる。従来この振動防止及び騒音低減のために、部品に
制振動材料や遮音材料を使用している。そのため部品の
体積が大きくなると共に、材料の加工性が悪いことから
複雑な形状の造形が難しかった。また、振動及び騒音の
低減周波数は材料により差があり設定が困難であった。
【０００３】また、高速、高圧の回転機械の構成部品を
プラスチック製とするために、プラスチックにグラスフ
ァイバーや炭素繊維等を混入した繊維強化プラスチック
を用いる場合があるが、複雑な構造の部品では型構造が
複雑となり、複雑な構造の部品を強化プラスチックで成
型することは極めて困難であった。
【０００４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、構造が複雑でも容易に製造することが可能で、軽
量、高強度の制振及び遮音性の優れたプラスチック製部
品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、プラスチック製部品を樹脂材
で形成された中実或いは内部に空隙を含む構造の内部コ
アの内外面両面又は内面又は外面に繊維強化プラスチッ
ク層を形成した構造としたことを特徴とする。
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のプラスチック製部品において、繊維強化プラス
チック層は繊維強化プリプレグにて形成されていること
を特徴とする。
【０００７】また、請求項３に記載の発明は、内部コア
を樹脂材により光造型にて中実或いは内部に空隙を含む
構造に製造し、該内部コアの内外面両面又は内面又は外
面に繊維強化プリプレグを付着させた後、該繊維強化プ
リプレグを真空パックにて内部コアに密着させ、その後
硬化させてプラスチック製部品を製造することを特徴と
する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本実施の形態ではプラスチック製
部品として渦巻ポンプのケーシング及びその製造方法を
説明する。
【０００９】図１は渦巻ポンプの下部ケーシングの構造
を示す断面図である。図示するように、下部ケーシング
１は樹脂製の内部コア部２と該内部コア部２の内外面に
繊維強化プラスチック層３を形成したものである。この
繊維強化プラスチック層３は後に詳述するようにプリプ
レグ、即ち、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維からな
るマット等の連続した補強材に熱硬化性樹脂を含浸させ
た積層成形材で形成する。
【００１０】上記のように内部コア部２の内外面に繊維
強化プラスチック層３を密着させて形成することによ
り、渦巻ポンプの下部ケーシング１の内面或いは外面よ
りの圧力は外側の繊維強化プラスチック層３及び内側の
繊維強化プラスチック層３で負担し、内部コア部２の樹
脂で振動を吸収するから、渦巻ポンプの下部ケーシング
１は制振及び遮音に優れたものとなる。
【００１１】次に、上記構造の渦巻ポンプの下部ケーシ
ング１の製造方法を説明する。図２は下部ケーシングの
内部コア部の断面を示す図である。内部コア部２は公知
の光造形によりウレタン樹脂で製造する。図３はこの光
造型方法の概略を示す図であり、図示するように、紫外
線等の所定波長の光を照射することにより硬化する液状
樹脂Ｑを収容した容器内にエレベータ１０が上下するよ
うに設けている。また、図示しない制御部にはＣＡＤ上
にデザインされた、内部コア部２のモデルを幾層（厚さ
ｄ）もの薄い断面にスライスして等高線データを作成し
ておく。
【００１２】初め上記制御部の制御によりエレベータ１
０をその上面１０ａが樹脂液面Ｑａからｄ（スライス板
１枚分の厚さ）だけ降下した位置に保持し、液状樹脂Ｑ
に紫外線等の所定波長の光を照射して上記１枚のスライ
ス板状（厚さｄ）に該液状樹脂Ｑを硬化させる。続いて
エレベータ１０をｄだけ降下させて同じくスライス板状
に該液状樹脂Ｑを硬化させ、この連続したスライス板状
の硬化樹脂（ｄ1，ｄ2，・・・・ｄn-k，・・・・ｄn）
の積層体を作成する。これにより、３次元の内部コア部
２を製造する。なお、この光造型を用いれば複雑な３次
元形状の部品を容易に製造することができる。
【００１３】図２に示す形状の内部コア部２の内外面に
図４に示すようにプリプレグ４を貼り付ける。該プリプ
レグ４としては炭素繊維からなるマット状の補強材にエ
ポキシ樹脂を含浸させたものを用いる。なお、プリプレ
グ４としてはこれに限定されるものではなく、ガラス繊
維マットにポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸さ
せ相互に粘着しない程度にゲル化したもの等も使用でき
る。
【００１４】上記のように内外面にプリプレグ４を貼り
付けた内部コア部２を図５に示すように、ポリエチレン
製の袋５に入れ、その口部５ａを真空ポンプ６の吸込口
に接続する。続いて真空ポンプ６を起動し、ポリエチレ
ン製の袋５の内部を減圧することにより、図６に示すよ
うにポリエチレン製の袋５はプレプレグ４に密着し、更
に該プリプレグ４を内部コア部２の内外面に密着させ
る。即ち、内部コア部２とその内外面に貼り付けたプリ
プレグ４はポリエチレン製の袋５で真空パックされたこ
とになる。
【００１５】上記のようにポリエチレン製の袋５で真空
パックされた内部コア部２を図示しない焼成炉中に入れ
プレプレグ４の熱硬化樹脂（本例ではエポキシ樹脂）の
硬化温度で加熱することにより、該熱硬化樹脂は硬化
し、プレプレグ４の層は図１の繊維強化プラスチック層
３となる。
【００１６】渦巻ポンプの下部ケーシング１を上記のよ
うに製造することにより、内部コア部２と内外面の繊維
強化プラスチック層３の厚さを変化させることにより、
コイシデンス周波数を任意に設定し、目的とする周波数
での振動、騒音を低減することができる。また、繊維強
化プラスチック層３に内部コア部２より高弾性係数の繊
維強化プラスチックを使用することにより、低弾性係数
樹脂からなる内部コア部２の荷重を低減できる。また、
図示は省略するが渦巻ポンプの上部ケーシングも上記と
同様な方法で製造できる。
【００１７】なお、上記例では内部コア部２の内外両面
に繊維強化プラスチック層３を形成する例を示したが、
部品に加わる圧力、振動等によっては内面側又は外面側
のみ繊維強化プラスチック層３を形成するようにしても
よいことは当然である。
【００１８】また、上記実施の形態では、渦巻ポンプの
ケーシングを例にその構造及び製造方法を説明したが、
本発明はこのような耐圧部品に限定されるものではな
く、回転部品でも良い。例えば、図７に示す構造のポン
プインペラ（羽根車）のように三次元形状の翼面を有す
る回転部品でも本発明の製造方法を用い、内部コアを樹
脂材で中実或いは内部に空隙を含む構造に形成し、その
内外面両面（この場合は外面）に繊維強化プラスチック
層を形成することにより製造できる。要は振動、騒音の
大きい回転機械等の耐圧部品や耐振部品をプラスチック
で製造する場合に広く応用できる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、下記のような優れた効果が得られる。 （１）内部コアの内外面両面又は内面又は外面に繊維強
化プラスチック層を形成したので、この繊維強化プラス
チック層の厚さを形成することにより、コイシデンス周
波数を任意に設定し、目的とする周波数での振動、騒音
を低減することができると共に、従来の制振材料を用い
たもの以上の任意の強度と弾性係数のプラスチック製部
品を提供できる。
【００２０】（２）また、繊維強化プラスチック層に内
部コア部より高弾性係数の繊維強化プラスチックを使用
することにより、低弾性係数樹脂からなる内部コア部の
荷重を低減できる。
【００２１】（３）また、請求項３に記載の発明によれ
ば、内部コアを樹脂材により光造型にて製造し、該内部
コアの内外面両面又は内面又は外面に繊維強化プリプレ
グを付着させた後、該繊維強化プリプレグを真空パック
にて内部コアに密着させ、その後硬化させるので、複雑
な三次元構造で且つ上記（１）及び（２）の効果を有す
るプラスチック製部品を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法を用いて製造した渦巻ポンプ
の下部ケーシングの構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す下部ケーシングの内部コア部の構造
を示す断面図である。
【図３】光造型方法の概略を説明するための図である。
【図４】図１に示す構造の渦巻ポンプの下部ケーシング
を製造する１工程を示す図である。
【図５】図１に示す構造の渦巻ポンプの下部ケーシング
を製造する１工程を示す図である。
【図６】図１に示す構造の渦巻ポンプの下部ケーシング
を製造する１工程を示す図である。
【図７】本発明の製造方法を用いて製造したポンプイン
ペラの下部ケーシングの構造を示す外観図である。
【符号の説明】
１ 渦巻ポンプの下部ケーシング ２ 内部コア部 ３ 繊維強化プラスチック層 ４ プリプレグ ５ ポリエチレン製の袋 ６ 真空ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｊ 5/24 Ｆ０４Ｄ 29/66 Ｑ Ｆ０４Ｄ 29/66 7310−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｕ // Ｂ２９Ｋ 101:10 105:08 Ｂ２９Ｌ 24:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 樹脂材で形成された中実或いは内部に空
    隙を含む構造の内部コアの内外面両面又は内面又は外面
    に繊維強化プラスチック層を形成したことを特徴とする
    プラスチック製部品。
  2. 【請求項２】 前記繊維強化プラスチック層は繊維強化
    プリプレグにて形成されていることを特徴とする請求項
    １又は２に記載のプラスチック製部品。
  3. 【請求項３】 内部コアを樹脂材により光造型にて中実
    或いは内部に空隙を含む構造に製造し、該内部コアの内
    外面両面又は内面又は外面に繊維強化プリプレグを付着
    させた後、該繊維強化プリプレグを真空パックにて内部
    コアに密着させ、その後硬化させたことを特徴とするプ
    ラスチック製部品の製造方法。
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