JP2871795B2 - 複合材部品成形型 - Google Patents
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、複合材部品を歪みを生じさせることなく成
形し得るようにした複合材部品成形型に関する。
形し得るようにした複合材部品成形型に関する。
(従来の技術) たとえば、航空機、自動車部品等の構造部材として使
用される複合材部品は、加熱処理および加圧処理を必要
とし、オートクレーブ成形やプレス成形等により製作さ
れている。上記複合材部品を製作するには、短時間で成
形できるプレス成形手段が適している。
用される複合材部品は、加熱処理および加圧処理を必要
とし、オートクレーブ成形やプレス成形等により製作さ
れている。上記複合材部品を製作するには、短時間で成
形できるプレス成形手段が適している。
プレス成形手段として、特開昭62−267114号公報に開
示されているパネルの成形加工方法や、特開昭55−4121
0号公報に開示されている複合材料構造部品の一体成形
法がある。
示されているパネルの成形加工方法や、特開昭55−4121
0号公報に開示されている複合材料構造部品の一体成形
法がある。
特開昭62−267114号公報のパネルの成形加工方法は、
中央部予備成形体と外周部予備成形体とを成形型に入れ
て加圧および加熱して一体成形するものである。
中央部予備成形体と外周部予備成形体とを成形型に入れ
て加圧および加熱して一体成形するものである。
特開昭55−41210号公報の複合材料構造部品の一体成
形法は、エラストマ系工具に予備成形体を積層し、この
積層体をオートクレーブ中でエラストマ系工具の熱膨張
圧を利用しながら加圧および加熱して一体成形するもの
である。
形法は、エラストマ系工具に予備成形体を積層し、この
積層体をオートクレーブ中でエラストマ系工具の熱膨張
圧を利用しながら加圧および加熱して一体成形するもの
である。
(発明が解決しようとする課題) 中央部予備成形体と外周部予備成形体とを成形型に入
れて成形する成形方法は、中央部予備成形体と外周部予
備成形体を一体加工することはできても、成形する際に
成形品の立ち上がり部分へ均一な圧力を負荷できないと
いう問題がある。
れて成形する成形方法は、中央部予備成形体と外周部予
備成形体を一体加工することはできても、成形する際に
成形品の立ち上がり部分へ均一な圧力を負荷できないと
いう問題がある。
エラストマ系工具を用いて複合材料構造部品を一体成
形する成形方法は、必要な時期に所望の圧力を負荷する
ことができず、複合材料構造部品とエラストマ系工具と
の熱膨脹率の違いにより成形品に歪みが生じてしまうこ
とがある。
形する成形方法は、必要な時期に所望の圧力を負荷する
ことができず、複合材料構造部品とエラストマ系工具と
の熱膨脹率の違いにより成形品に歪みが生じてしまうこ
とがある。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、成形型
を構成する部材を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱
膨張率の材料で形成し、くさびにより複合材部品全体に
圧力を分配することで、歪みの生じない成形品を製作す
る複合材部品成形型を提供することを目的とする。
を構成する部材を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱
膨張率の材料で形成し、くさびにより複合材部品全体に
圧力を分配することで、歪みの生じない成形品を製作す
る複合材部品成形型を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明の複合材成形型は、複合材部品をプレス機によ
り加圧し、加熱して成形する複合材部品成形型におい
て、ベースプレートと、このベースプレート上に配置さ
れたマンドレルと、マンドレルの側面に接するように配
置されプレス荷重を斜面で受けて力をプレス荷重と直交
する方向に分配するくさびとを有し、成形型の複合材部
品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱
膨張率の材料で形成したことを特徴とする。
り加圧し、加熱して成形する複合材部品成形型におい
て、ベースプレートと、このベースプレート上に配置さ
れたマンドレルと、マンドレルの側面に接するように配
置されプレス荷重を斜面で受けて力をプレス荷重と直交
する方向に分配するくさびとを有し、成形型の複合材部
品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱
膨張率の材料で形成したことを特徴とする。
本発明の複合材成形型は、複合材部品をプレス機によ
り加圧し、加熱して成形する複合材部品成形型におい
て、ベースプレートと、このベースプレート上に配置さ
れたマンドレルと、上記ベースプレートの上でマンドレ
ルの両側にマンドレルの側面との間にくさび形空間を形
成するように固定配置された案内部材と、上記くさび形
空間に配置されプレス荷重を斜面で受けて力をプレス荷
重と直交する方向に分配するくさびと、マンドレルの上
に配置されたプレートを有し、成形型の少なくとも複合
材部品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ等し
い熱膨張率の材料で形成したことを特徴とする。
り加圧し、加熱して成形する複合材部品成形型におい
て、ベースプレートと、このベースプレート上に配置さ
れたマンドレルと、上記ベースプレートの上でマンドレ
ルの両側にマンドレルの側面との間にくさび形空間を形
成するように固定配置された案内部材と、上記くさび形
空間に配置されプレス荷重を斜面で受けて力をプレス荷
重と直交する方向に分配するくさびと、マンドレルの上
に配置されたプレートを有し、成形型の少なくとも複合
材部品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ等し
い熱膨張率の材料で形成したことを特徴とする。
本発明の複合材成形型は、複合材部品をプレス機によ
り加圧し、加熱して成形する複合材部品成形型におい
て、ベースプレートと、このベースプレート上に配置さ
れたマンドレルと、上記ベースプレートの周囲に固定配
置された案内部材と、マンドレルとマンドレルの間に配
置された2つの断面3角形くさび部材とこれらに嵌合す
るV形溝をもつくさび体とを有し、成形型の少なくとも
複合材部品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ
等しい熱膨張率の材料で形成したことを特徴とする。
り加圧し、加熱して成形する複合材部品成形型におい
て、ベースプレートと、このベースプレート上に配置さ
れたマンドレルと、上記ベースプレートの周囲に固定配
置された案内部材と、マンドレルとマンドレルの間に配
置された2つの断面3角形くさび部材とこれらに嵌合す
るV形溝をもつくさび体とを有し、成形型の少なくとも
複合材部品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ
等しい熱膨張率の材料で形成したことを特徴とする。
(作 用) 本発明の複合材成形型においては、プレス荷重をくさ
び材の斜面で受け、プレス荷重をプレス荷重と直交する
方向に分配することで、複合材部品の各部分を均一な圧
力で加圧し、成形型を構成する部材を複合材部品の熱膨
張率とほぼ等しい熱膨張率の材料で形成することで、構
成部材と複合材部品との接触面の熱膨張率の違いによる
複合材部品の歪みの発生を防ぐことができる。
び材の斜面で受け、プレス荷重をプレス荷重と直交する
方向に分配することで、複合材部品の各部分を均一な圧
力で加圧し、成形型を構成する部材を複合材部品の熱膨
張率とほぼ等しい熱膨張率の材料で形成することで、構
成部材と複合材部品との接触面の熱膨張率の違いによる
複合材部品の歪みの発生を防ぐことができる。
(実施例) 以下本発明の一実施例を図面につき説明する。
第1図は本発明による複合材部品成形型を示し、この
複合材部品成形型のベースプレート1は、プレス機の固
定プレス部2の上に載置される。このベースプレート1
の上に、マンドレル3、3を配置する空間4を形成する
ように案内部材5、5が固定配置される。上記マンドレ
ル3、3は、成形しようとする断面T形の複合材部品6
の脚部6aを収容する空間7を形成するように配置され
る。上記案内部材5は、前面が傾斜面5aとなっており、
案内部材5とマンドレル3の側面3aとの間にくさび形空
間8,8を形成する。上記各くさび形空間8にくさび形空
間8に対応した傾斜面を有するくさび9が上方から挿入
される。くさび9の傾斜面の角度およびくさび上面の面
積を選定することによりマンドレル3に加えられる側圧
が決められる。くさび9は、長さ寸法がくさび形空間8
の深さより短く設定されていて、くさびの逃げ部分を形
成するようになっている。マンドレル3、3の直上には
複合材部品6を押圧するためのプレート10が配置され
る。
複合材部品成形型のベースプレート1は、プレス機の固
定プレス部2の上に載置される。このベースプレート1
の上に、マンドレル3、3を配置する空間4を形成する
ように案内部材5、5が固定配置される。上記マンドレ
ル3、3は、成形しようとする断面T形の複合材部品6
の脚部6aを収容する空間7を形成するように配置され
る。上記案内部材5は、前面が傾斜面5aとなっており、
案内部材5とマンドレル3の側面3aとの間にくさび形空
間8,8を形成する。上記各くさび形空間8にくさび形空
間8に対応した傾斜面を有するくさび9が上方から挿入
される。くさび9の傾斜面の角度およびくさび上面の面
積を選定することによりマンドレル3に加えられる側圧
が決められる。くさび9は、長さ寸法がくさび形空間8
の深さより短く設定されていて、くさびの逃げ部分を形
成するようになっている。マンドレル3、3の直上には
複合材部品6を押圧するためのプレート10が配置され
る。
上記成形型を構成するプレート10およびマンドレル3
は、複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の材料
で形成されている。たとえば、複合材部品としてカーボ
ン繊維強化プラスチックを用いた場合に対しては、プレ
ート10およびマンドレル3の材料として低膨張炭素鋼、
セラミックス、カーボンが適当である。プレート10およ
びマンドレル3を構成する材料として、複合材部品の熱
膨張率とほぼ等しい熱膨張率の材料を選定できない場合
には、プレート10およびマンドレル3の複合材部品に接
する面に複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の
材料で形成した層を設ける。
は、複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の材料
で形成されている。たとえば、複合材部品としてカーボ
ン繊維強化プラスチックを用いた場合に対しては、プレ
ート10およびマンドレル3の材料として低膨張炭素鋼、
セラミックス、カーボンが適当である。プレート10およ
びマンドレル3を構成する材料として、複合材部品の熱
膨張率とほぼ等しい熱膨張率の材料を選定できない場合
には、プレート10およびマンドレル3の複合材部品に接
する面に複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の
材料で形成した層を設ける。
生産性を上げるためには、マンドレル3に加熱用ヒー
タや冷却用ラインを付設することが望ましい。
タや冷却用ラインを付設することが望ましい。
なお、第1図で符号11はプレス機の可動プレス部であ
る。
る。
つぎに作用を説明する。
まず、マンドレル3、3を、ベースプレート1上に形
成される空間4にマンドレル3、3の間に空間7が形成
されるように配置する。
成される空間4にマンドレル3、3の間に空間7が形成
されるように配置する。
つぎに、成形しようとする断面T形の複合材部品6
を、両側部分がマンドレル3、3の上に位置し、脚部6a
がマンドレル3、3の間の空間7に挿入されるように配
置し、複合材部品6の上にプレート10を置く。
を、両側部分がマンドレル3、3の上に位置し、脚部6a
がマンドレル3、3の間の空間7に挿入されるように配
置し、複合材部品6の上にプレート10を置く。
ついで、案内部材5、5を、ベースプレート1上に各
マンドレル3、3の側面3a、3aとの間にくさび形空間8
を形成するように配置する。そして、各くさび形空間
8、8にくさび形空間8に対応した傾斜面を有するくさ
び9を上方から挿入する。
マンドレル3、3の側面3a、3aとの間にくさび形空間8
を形成するように配置する。そして、各くさび形空間
8、8にくさび形空間8に対応した傾斜面を有するくさ
び9を上方から挿入する。
このようにして、複合材部品6の成形型への取り付け
が完了したら、成形型をプレス機の固定プレス部2の上
に載置する。
が完了したら、成形型をプレス機の固定プレス部2の上
に載置する。
つぎに、プレス機を作動させると、プレス機の可動プ
レス部11が下降し、くさび9を押し下げ、これにより、
マンドレル3が案内部材5から離れる方向に動き、複合
材部品6に側圧が負荷され、これと同時に、プレート10
にもプレス圧が負荷され、複合材部品6全体に圧力が負
荷される。
レス部11が下降し、くさび9を押し下げ、これにより、
マンドレル3が案内部材5から離れる方向に動き、複合
材部品6に側圧が負荷され、これと同時に、プレート10
にもプレス圧が負荷され、複合材部品6全体に圧力が負
荷される。
一方、プレート10およびマンドレル3の複合材部品6
と接触する部分を形成する材料は、熱膨張率を複合材部
品6の熱膨張率にほぼ等しく設定されている。そのた
め、複合材部品6を図示しない加熱手段により加熱処理
しても、成形型構成部材(プレート10およびマンドレル
3)と複合材部品との接触面の熱膨張率の違いにより複
合材部品に歪みが発生することがない。
と接触する部分を形成する材料は、熱膨張率を複合材部
品6の熱膨張率にほぼ等しく設定されている。そのた
め、複合材部品6を図示しない加熱手段により加熱処理
しても、成形型構成部材(プレート10およびマンドレル
3)と複合材部品との接触面の熱膨張率の違いにより複
合材部品に歪みが発生することがない。
第3図は、成形材部品20を断面T形の複合材部品21と
平板複合材部品(補強パネル)22とを一体成形すること
により作った例を示すものであり、この成形材部品20の
成形型23は、第4図に示すように、ベースプレート24
と、このベースプレート24上に固定配置される案内部材
25、25(図面の簡単化のために一方の案内部材を示
す)、案内部材25、25の間に配置されるマンドレル26、
26、これらマンドレル26、26の間に配置されるくさび体
27とから形成されている。
平板複合材部品(補強パネル)22とを一体成形すること
により作った例を示すものであり、この成形材部品20の
成形型23は、第4図に示すように、ベースプレート24
と、このベースプレート24上に固定配置される案内部材
25、25(図面の簡単化のために一方の案内部材を示
す)、案内部材25、25の間に配置されるマンドレル26、
26、これらマンドレル26、26の間に配置されるくさび体
27とから形成されている。
上記くさび体27は、2つの断面3角形くさび部材28、
28と、V形溝をもつくさび部材29とから形成されてい
る。すなわち、2つの断面3角形くさび部材28、28は、
ベースプレート24の上に置いた断面T形の複合材部品21
の脚部および上面に接するように置かれ、上方からV形
溝をもつくさび部材29の下降で複合材部品に対して側圧
を負荷し、複合材部品全体に圧力を負荷する。
28と、V形溝をもつくさび部材29とから形成されてい
る。すなわち、2つの断面3角形くさび部材28、28は、
ベースプレート24の上に置いた断面T形の複合材部品21
の脚部および上面に接するように置かれ、上方からV形
溝をもつくさび部材29の下降で複合材部品に対して側圧
を負荷し、複合材部品全体に圧力を負荷する。
第4図に示す成形型23は、ベースプレート24の上に平
板複合材部品22を載置し、断面T形の複合材部品21と平
板複合材部品22を一体成形するのに特に有効である。
板複合材部品22を載置し、断面T形の複合材部品21と平
板複合材部品22を一体成形するのに特に有効である。
なお、上記実施例では、断面T形の複合材部品を成形
する成形型について説明したが、第5図に示すように、
断面H形の複合材部品31と平板複合材部品(補強パネ
ル)32とを一体成形することにより成形材部品30を作る
場合には、断面H形の複合材部品31の形状に対応した成
形型により成形する。
する成形型について説明したが、第5図に示すように、
断面H形の複合材部品31と平板複合材部品(補強パネ
ル)32とを一体成形することにより成形材部品30を作る
場合には、断面H形の複合材部品31の形状に対応した成
形型により成形する。
以上述べたように本発明によれば、プレス荷重を斜面
で受けて力をプレス荷重と直交する方向に分配するくさ
びをマンドレルの側面に接するように配置し、成形型の
複合材部品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ
等しい熱膨張率の材料で形成したので、複合材部品の各
部に均一な圧力が負荷され、複合材部品と構成部材との
熱膨張差により複合材部品に歪みが生じることがないの
で、品質のよい製品を作ることができる。
で受けて力をプレス荷重と直交する方向に分配するくさ
びをマンドレルの側面に接するように配置し、成形型の
複合材部品に接する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ
等しい熱膨張率の材料で形成したので、複合材部品の各
部に均一な圧力が負荷され、複合材部品と構成部材との
熱膨張差により複合材部品に歪みが生じることがないの
で、品質のよい製品を作ることができる。
第1図は本発明による複合材部品成形型をプレス機に取
り付けた状態を示す図、第2図は本発明による複合材部
品成形型により作られた複合材部品の一例を示す斜視
図、第3図は本発明による複合材部品成形型により作ら
れた複合材部品の変形例を示す図、第4図は本発明によ
る複合材部品成形型の他の実施例を示す図、第5図は本
発明による複合材部品成形型により作られた複合材部品
の他の変形例を示す図である。 1……ベースプレート、3……マンドレル、5……案内
部材、5a……案内部材の傾斜面、6……複合材部品、8
……くさび形空間、9……くさび、10……プレート。
り付けた状態を示す図、第2図は本発明による複合材部
品成形型により作られた複合材部品の一例を示す斜視
図、第3図は本発明による複合材部品成形型により作ら
れた複合材部品の変形例を示す図、第4図は本発明によ
る複合材部品成形型の他の実施例を示す図、第5図は本
発明による複合材部品成形型により作られた複合材部品
の他の変形例を示す図である。 1……ベースプレート、3……マンドレル、5……案内
部材、5a……案内部材の傾斜面、6……複合材部品、8
……くさび形空間、9……くさび、10……プレート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西国 春義 東京都新宿区西新宿1丁目7番2号 富 士重工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−299013(JP,A) 特開 昭62−263019(JP,A) 特開 昭51−97676(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 33/00 - 33/76 B29C 43/36 B21D 37/01
Claims (3)
- 【請求項1】複合材部品をプレス機により加圧し、加熱
して成形する複合材部品成形型において、ベースプレー
トと、このベースプレート上に配置されたマンドレル
と、マンドレルの側面に接するように配置されプレス荷
重を斜面で受けて力をプレス荷重と直交する方向に分配
するくさびとを有し、成形型の複合材部品に接する部分
を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の材料で
形成したことを特徴とする複合材部品成形型。 - 【請求項2】複合材部品をプレス機により加圧し、加熱
して成形する複合材部品成形型において、ベースプレー
トと、このベースプレート上に配置されたマンドレル
と、上記ベースプレートの上でマンドレルの両側にマン
ドレルの側面との間にくさび形空間を形成するように固
定配置された案内部材と、上記くさび形空間に配置され
プレス荷重を斜面で受けて力をプレス荷重と直交する方
向に分配するくさびと、マンドレルの上に配置されたプ
レートとを有し、成形型の少なくとも複合材部品に接す
る部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率の
材料で形成したことを特徴とする複合材部品成形型。 - 【請求項3】複合材部品をプレス機により加圧し、加熱
して成形する複合材部品成形型において、ベースプレー
トと、このベースプレート上に配置されたマンドレル
と、上記ベースプレートの周囲に固定配置された案内部
材と、マンドレルとマンドレルの間に配置された2つの
断面3角形くさび部材とこれらと嵌合するV形溝をもつ
くさび体とを有し、成形型の少なくとも複合材部品に接
する部分を複合材部品の熱膨張率とほぼ等しい熱膨張率
の材料で形成したことを特徴とする複合材部品成形型。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2062034A JP2871795B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 複合材部品成形型 |
| US07/666,393 US5135382A (en) | 1990-03-13 | 1991-03-11 | Mold for forming composite-material structures |
| EP91103720A EP0446851B1 (en) | 1990-03-13 | 1991-03-12 | Mold for forming composite-material structures |
| DE69110506T DE69110506T2 (de) | 1990-03-13 | 1991-03-12 | Pressform zum Formen von Verbundmaterialstrukturen. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2062034A JP2871795B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 複合材部品成形型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03262607A JPH03262607A (ja) | 1991-11-22 |
| JP2871795B2 true JP2871795B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=13188479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2062034A Expired - Lifetime JP2871795B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | 複合材部品成形型 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5135382A (ja) |
| EP (1) | EP0446851B1 (ja) |
| JP (1) | JP2871795B2 (ja) |
| DE (1) | DE69110506T2 (ja) |
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1990
- 1990-03-13 JP JP2062034A patent/JP2871795B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-03-11 US US07/666,393 patent/US5135382A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-12 DE DE69110506T patent/DE69110506T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-12 EP EP91103720A patent/EP0446851B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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