纤维增强塑料构造体的成形方法和车辆用车轮技术

本发明专利技术提供在内部具有空洞的纤维增强塑料构造体，尤其是用于例如纤维增强塑料制的车辆用车轮(10)的成形方法。首先，将以多个高刚性粒子为主体的粒子群(6a)容纳于袋体(6)而形成多个芯子(4a～4h)。以在多个邻接的芯子间夹设预浸料或者织物等增强纤维基体材料的方式配设。例如，用上述预浸料(3)包裹各芯子(4a～4h)而作成成形用原材料，将该多个成形用原材料组合多个地配置在成形用金属模具的内部，并对上述成形用原材料进行压缩成形。在压缩成形时，局部地对上述各芯子(4a～4h)的外侧表面的一部分进行加压，提高芯子的内压使之变形，从而消除在芯子以及预浸料之间、或者预浸料与金属模具的成形面之间存在的空隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】纤维增强塑料构造体的成形方法和车辆用车轮
本专利技术涉及具有使用了芯子的闭合剖面的纤维增强塑料(FRP：FiberReinforcedPlastics)构造体的成形方法，代表性地涉及纤维增强塑料制的车辆用车轮的成形方法和用该成形方法得到的车辆用车轮。
技术介绍
具有闭合剖面的纤维增强塑料的构造体广泛利用于航空机的机体、机翼之类的大型的构造体至自行车的框架、网球拍、钓竿、高尔夫球杆等小型的构造体。另外，具有开放剖面的纤维增强塑料的构造体广泛利用于头盔等。作为用于形成闭合剖面的芯子，使用由包装薄膜包裹粉末颗粒群并进行真空封装包装而形成为规定形状的芯子、通过吹塑成形而形成的芯子等。在使用了将真空封装包装的粉末颗粒群形成为所希望的形状的芯子的现有技术中，例如提出了日本特开平2-238912号公报(专利文献1)所公开的具有中空部的成形体和其成形方法等，并在对于通过吹塑成形而形成的芯子而言，例如提出了日本特开平7-100856号公报(专利文献2)的多层塑料成形体和其制造方法。作为本专利技术的以往例1，参照图8以及图9对上述专利文献1所记载的专利技术进行说明。图8中表示了利用成形用金属模具30对作为闭合剖面的一种的具有中空部的构造体进行成形的中途的状态。即，该图表示了如下状态：在成形用金属模具30的下模31上，载置了进行预备加热而处于熔融状态的片状的纤维增强热塑性树脂材料(下部FRTP)34。下部FRTP34处于熔融状态，从而因自重而垂下，成为沉入下模31的凹部的状态。图9中示意地表示图8所示的状态。芯子33用包装材料33b包入粉末颗粒群33a，并通过真空封装包装而固化成规定形状，该芯子33基本上具有图9所示的构造，在处于熔融状态而因自重垂下的下部FRTP34的凹部载置。在载置有芯子33的下部FRTP34的上部，载置有加热而处于熔融状态的新的片状的上部FRTP35。该状态下，芯子33的周围成为由下部FRTP34和上部FRTP35围起的状态。从该状态开始，使成形用金属模具30的上模32下降，并在与下模31之间对上部FRTP35和下部FRTP34进行加压而进行一体固化，从而以在内部包裹有芯子33的状态一体成形上部FRTP35和下部FRTP34。为了从此处完成的半成形品排出芯子33，在半成形品开设较小的孔。若在半成形品开设孔，则空气进入真空封装后的芯子33的粉末颗粒群33a，从而粉末颗粒群33a的捆扎松动。而且，通过形成于半成形品的较小的孔，向半成形品外排出构成芯子33的粉末颗粒群33a，从而完成成形品。此时，若对粉末颗粒群33a进行真空封装包装的包装材料33b由相对于成形品的剥离性良好的材料构成，则包装材料33b也能够容易从成形品被拆下。作为本专利技术的以往例2，参照图10对上述专利文献2所记载的专利技术进行说明。图10中表示了如下状态：在用于成形外层的成形用金属模具41a、41b间放置了通过吹塑成形而成形的芯子。如图10所示，成形用金属模具41a、41b构成为能够收纳芯子43，在成形用金属模具41a、41b的合模时，在成形用金属模具41a、41b的各配合面42a、42b与芯子43之间形成有作为填充熔融树脂的中空部的模腔。由挤出机44向模腔内供给可塑化的熔融树脂45。通过向处于合模状态的成形用金属模具41a、41b的模腔内供给熔融树脂45，能够将具有中空部的产品成形为所希望的形状。但是，当成形产品时，在相对于熔融树脂的温度而芯子43的耐热性较低的情况、芯子43的壁厚较薄的情况下，有在成形时芯子43因对芯子43施加的压力而变形的情况。另外，若芯子43的形状存在宽广的平坦部分，则该平坦部分的刚性常常变得不足，从而同样芯子43变形。为了防止芯子43的变形，在专利文献2所记载的专利技术中，采用了能够提高芯子43的内压的结构。作为这样的结构，设有与芯子43连通的加压单元46，通过从加压单元46向芯子43的内部导入加压后的气体、液体，能够提高芯子43的内压。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平2-238912号公报专利文献2：日本特开平7-100856号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题专利文献1所公开的专利技术中，以在下部FRTP34与上部FRTP35之间夹持有芯子33的状态使上模32下降，并在上模32与下模31之间对下部FRTP34以及上部FRTP35加压。但是，当在向下模31的凹部沉入而形成的下部FRTP34的凹部载置有芯子33后，并且使上部FRTP35从芯子33上进行覆盖后，在下模31的凹部的角部与下部FRTP34之间、芯子33与下部FRTP34以及上部FRTP35之间产生空隙。若在残留有该空隙的状态下进行上模32和下模31的加压，则无法利用芯子33从内侧充分地支撑下部FRTP34以及上部FRTP35，尤其在沿与上模32移动的上下方向相同的方向成形的下部FRTP34的部位、即纵向的部位，产生壁厚的变化，并且下部FRTP34的外表面形状无法形成为沿下模31的凹部的角部形状的形状，或在外表面产生皱褶，或成形为在上下方向上压曲的形状。或者，以纵向的部位的长度尺寸被压缩为比规定的长度尺寸短的长度尺寸的状态成形，从而产品的尺寸精度降低。尤其是在下部FRTP34以及上部FRTP35由使用了长纤维的长纤维增强树脂材料构成时，若保持在芯子33与下部FRTP34以及上部FRTP35之间、上模32以及下模31与下部FRTP34以及上部FRTP35之间存在空隙不变地进行加压成形，则长纤维的纤维取向凌乱而产生屈曲，从而导致作为纤维增强塑料的强度的降低、成形品的外观的恶化等。使用表示以往例1的图9，进一步对上述不良情况进行说明。图9中，使用片状的纤维增强热固化性树脂材(预浸料)36，并用符号37表示上述的纵向的部位。图9中表示如下状态：将在内部配设有芯子33的环状的预浸料36收纳在形成于下模31的凹部内，并使上模32朝向下模31下降时的状态。如图9所示，通过在上模32与下模31之间夹持在内部配设有芯子33的预浸料36而进行加热加压，从而成形容纳有芯子33的半成形品。在该完成的半成形品开设小孔，而从小孔向外排出构成芯子33的粉末颗粒群，从而完成中空状的成形品。然而，预浸料36收纳于下模31，当在形成于该预浸料36的凹部内载置有芯子33时，例如在将半成形品成形为具有角部的形状的情况等下，在芯子33的外表面与预浸料36的内周面之间产生空隙。尤其是，为了使预浸料36顺畅地向成形用金属模具投入，需要在成形用金属模具与预浸料36之间空开某程度间隔，在成形面的角部与预浸料36之间也需要预先作出相同的空隙。而且，当使上模32朝向下模31下降、而对预浸料36进行加热加压时，因该空隙的影响，而在预浸料36的纵向的部位37产生皱褶、弯曲，从而预浸料36的外面侧的角部无法形成为所希望的直角形状，成为未填充状态。尤其是当对具有复杂的构造的成形体进行成形时，极难将芯子形成为模仿具有上述复杂的构造的成形体的形状。若构成芯子33的粉末颗粒群的使用量较少，则在预浸料36与芯子33之间形成空隙，在预浸料36的纵向的部位37产生弯曲。即，如图9所示，纵向的部位37的一部分变形为向芯子33侧弯曲的形状。并且，在构成芯子33的粉末颗粒群的流动性较低的情况下，变形的影响变得显著。并且假使纵向的部位3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强塑料构造体的成形方法，该纤维增强塑料构造体具有多个空洞，该纤维增强塑料构造体的成形方法的特征在于，将包括多个高刚性粒子的粒子群填充于挠性材质的袋体从而形成多个芯子，将上述芯子紧贴配置于由一片以上预浸料构成的预浸料层的单面，在上述预浸料层的另一面紧贴配置其它的上述芯子，使浸渍于上述预浸料层的树脂固化，并且，从袋体除去填充于上述芯子的高刚性粒子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.12 JP 2012-1332411.一种纤维增强塑料构造体的成形方法，该纤维增强塑料构造体具有多个空洞，该纤维增强塑料构造体的成形方法的特征在于，将包括多个高刚性粒子的粒子群填充于挠性材质的袋体从而形成多个芯子，将上述芯子紧贴配置于由一片以上预浸料构成的预浸料层的单面，在上述预浸料层的另一面紧贴配置其它的上述芯子，使浸渍于上述预浸料层的树脂固化，并且，从袋体除去填充于上述芯子的高刚性粒子，以在成形用金属模具的模腔内对收纳有上述芯子的上述预浸料进行加压的状态，使树脂固化，用朝向金属模具的模腔进退自如的按压机构按压至少一个芯子的外周面的一部分而提高上述芯子的内压，从而使芯子变形，并且，通过上述芯子的按压变形而提高预浸料与上述金属模具以及配置于上述金属模具的模腔的全部芯子的紧贴性，在具有存在对称性的多个空洞的纤维增强塑料构造体的成形方法中，在多个芯子之间对称地选择芯子，将金属模具功能块朝向金属模具的模腔插入至成形用金属模具内，从而进行按压所选择的对称芯子之彼此对应的外周面的一部分。2.根据权利要求1所述的纤维增强塑料构造体的成形方法，其特征在于，在利用上述成形用金属模具成形后，通过上述金属模具功能块的插入位置向成形品的外部排出上述粒子群。3.根据权利要求1或2所述的纤维增强塑料构造体的成形方法，其特征在于，上述粒子群包括直径不同的粒子。4.根据权利要求1或2所述的纤维增强塑料构造体的成形方法，其特征在于，上述粒子群包括高刚性粒子和弹性体粒子。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：高野恒男，风早佑二，西村光史，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP