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JP6421387B2 - Press forming method of fiber preform - Google Patents
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JP6421387B2 - Press forming method of fiber preform - Google Patents

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Description

本発明は、上型および下型の少なくとも一方が複数のセグメントに分割された金型と、繊維テープを引き出し可能に巻き取った複数のクリールを前記上型および前記下型間に前進・後退可能に並置したクリール群とを用いて、繊維強化樹脂部材の補強材となる繊維プリフォームをプレス成形する繊維プリフォームのプレス成形方法に関する。   In the present invention, a mold in which at least one of an upper mold and a lower mold is divided into a plurality of segments, and a plurality of creels wound up so that a fiber tape can be pulled out can be advanced and retracted between the upper mold and the lower mold. The present invention relates to a fiber preform press molding method for press molding a fiber preform to be a reinforcing material of a fiber reinforced resin member using a creel group juxtaposed with each other.

繊維強化樹脂部材の製造方法の一つであるRTM(樹脂トランスファー成形法)は、複数の繊維層を積層して所定の三次元形状に賦形した繊維プリフォームを金型内にセットして型締めした後に、金型内に低粘度の樹脂を高圧で注入して繊維プリフォームを包むように硬化させるものである。樹脂の硬化後に金型から取り出された製品は、外周部のトリム加工や孔あけ加工を経て完成品となる。   RTM (resin transfer molding method), which is one of the methods for manufacturing fiber reinforced resin members, is a mold in which a fiber preform formed by laminating a plurality of fiber layers and shaped into a predetermined three-dimensional shape is set in a mold. After tightening, a low-viscosity resin is injected into the mold at a high pressure and cured so as to wrap the fiber preform. The product taken out from the mold after the resin is cured becomes a finished product through trimming and drilling of the outer peripheral portion.

かかる繊維プリフォームを製造する方法として、繊維テープを引き出し可能に巻き取った複数のクリールを金型の一側に並置し、複数のクリールに対応して設けた複数のグリッパで繊維テープの端部を掴んで開いた金型を横断するように引き出した後、金型を閉じて繊維テープをプレスすることで繊維プリフォームを成形するものが、下記特許文献1により公知である。   As a method of manufacturing such a fiber preform, a plurality of creels wound so that the fiber tape can be pulled out are juxtaposed on one side of the mold, and ends of the fiber tape are provided with a plurality of grippers provided corresponding to the plurality of creels. Patent Document 1 below discloses a technique in which a fiber preform is molded by closing a mold and pressing a fiber tape after the mold is pulled out so as to cross the opened mold.

特表2014−510178号公報Special table 2014-510178 gazette

ところで、上記従来のものは、一端がグリッパに固定されて他端がクリールに固定された繊維テープが金型を横断する状態でプレス成形されるため、固定部であるグリッパおよびクリールから離れた繊維テープの中間部が金型に対して位置ずれしてしまい、繊維テープの密度が局部的に不均一になって繊維プリフォームの成形精度が低下する問題があった。   By the way, since the above-mentioned conventional one is press-molded in a state where the fiber tape having one end fixed to the gripper and the other end fixed to the creel crosses the mold, the fibers separated from the gripper and the creel which are the fixing portions. There is a problem that the intermediate portion of the tape is displaced with respect to the mold, the density of the fiber tape is locally non-uniform, and the molding accuracy of the fiber preform is lowered.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、クリールから引き出した繊維テープを金型でプレスして成形される繊維プリフォームの成形精度を高めることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to increase the forming accuracy of a fiber preform formed by pressing a fiber tape drawn from a creel with a mold.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、上型および下型の少なくとも一方が複数のセグメントに分割された金型と、繊維テープを引き出し可能に巻き取った複数のクリールを前記上型および前記下型間に前進・後退可能に並置したクリール群とを用いて、繊維強化樹脂部材の補強材となる繊維プリフォームをプレス成形する繊維プリフォームのプレス成形方法であって、型開きした前記上型および前記下型間に前記金型の一端側から他端側に向けて前記複数のクリールを前進させる工程と、前記複数のクリールからそれぞれ引き出した前記繊維テープを前記金型の他端側に固定する工程と、前記複数のクリールを前記金型の他端側から一端側に向けて後退させながら、前記複数のセグメントを前記金型の他端側のものから一端側のものへと順番に加圧する工程とを含むことを特徴とする繊維プリフォームのプレス成形方法が提案される。   To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a mold in which at least one of the upper mold and the lower mold is divided into a plurality of segments, and a plurality of coils in which the fiber tape is wound up so that it can be pulled out. A fiber preform press molding method in which a fiber preform as a reinforcing material of a fiber reinforced resin member is press molded using a creel group in which creels are juxtaposed between the upper mold and the lower mold so as to be able to advance and retract. A step of advancing the plurality of creels from one end side to the other end side of the mold between the opened upper mold and the lower mold, and the fiber tapes respectively drawn from the plurality of creels Fixing the plurality of segments to the other end of the mold, and retreating the plurality of creels from the other end of the mold toward the one end. Press molding method of fiber preform which comprises a step of pressing in order to that of the one side is proposed.

また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記クリールから引き出した前記繊維テープを固定するクランプを前記金型の他端側に昇降自在に設けたことを特徴とする繊維プリフォームのプレス成形方法が提案される。   According to the invention described in claim 2, in addition to the configuration of claim 1, a clamp for fixing the fiber tape drawn out from the creel is provided on the other end side of the mold so as to be movable up and down. A featured fiber preform press molding method is proposed.

また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、前記金型は、前記上型および前記下型の開閉方向に延びる軸線まわりに回転可能であることを特徴とする繊維プリフォームのプレス成形方法が提案される。   According to the invention described in claim 3, in addition to the configuration of claim 1 or 2, the mold is rotatable around an axis extending in the opening and closing direction of the upper mold and the lower mold. A method for press forming a fiber preform is proposed.

また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、前記クリール群は、相互に交差する方向に前進・後退可能に並置された複数のクリール群からなることを特徴とする繊維プリフォームのプレス成形方法が提案される。   According to the invention described in claim 4, in addition to the configuration of any one of claims 1 to 3, the creel group is juxtaposed so as to be able to advance and retract in a direction crossing each other. A method for press-forming a fiber preform characterized by comprising a plurality of creel groups is proposed.

また請求項5に記載された発明によれば、請求項1〜請求項4の何れか1項の構成に加えて、前記上型および前記下型が共に複数のセグメントに分割されることを特徴とする繊維プリフォームのプレス成形方法が提案される。   According to the invention described in claim 5, in addition to the configuration of any one of claims 1 to 4, both the upper mold and the lower mold are divided into a plurality of segments. A method for press forming a fiber preform is proposed.

尚、実施の形態の上型セグメント11aおよび下型セグメント12aは本発明のセグメントに対応し、実施の形態の第1クリール15Aおよび第2クリール15Bは本発明のクリールに対応し、実施の形態の第1クリール群16Aおよび第2クリール群16Bは本発明のクリール群に対応する。   The upper mold segment 11a and the lower mold segment 12a of the embodiment correspond to the segment of the present invention, and the first creel 15A and the second creel 15B of the embodiment correspond to the creel of the present invention. The first creel group 16A and the second creel group 16B correspond to the creel group of the present invention.

請求項1の構成によれば、上型および下型の少なくとも一方が複数のセグメントに分割された金型と、繊維テープを引き出し可能に巻き取った複数のクリールを上型および下型間に前進・後退可能に並置したクリール群とを用いて、繊維強化樹脂部材の補強材となる繊維プリフォームをプレス成形するので、1枚の繊維シートから繊維プリフォームをプレス成形する場合に比べて、繊維プリフォームに発生する皺を低減することができる。   According to the configuration of claim 1, a mold in which at least one of the upper mold and the lower mold is divided into a plurality of segments and a plurality of creels wound so that the fiber tape can be pulled out are advanced between the upper mold and the lower mold. -Since fiber preforms that serve as reinforcements for fiber-reinforced resin members are press-molded using creel groups juxtaposed so that they can be retracted, fibers can be used compared to the case where fiber preforms are press-molded from a single fiber sheet. Wrinkles generated in the preform can be reduced.

しかも型開きした上型および下型間に金型の一端側から他端側に向けて複数のクリールを前進させ、次に複数のクリールからそれぞれ引き出した繊維テープを金型の他端側に固定し、次に複数のクリールを金型の他端側から一端側に向けて後退させながら、複数のセグメントを金型の他端側のものから一端側のものへと順番に加圧するので、繊維テープは常に固定された部分の近傍でプレス成形されることになり、繊維テープの位置ずれを防止して皺の発生を一層低減するとともに繊維プリフォームの成形精度を一層高めることができる。   In addition, a plurality of creels are advanced from one end of the mold to the other end between the upper and lower molds that are opened, and then the fiber tape drawn from the plurality of creels is fixed to the other end of the mold. Then, while the plurality of creels are retracted from the other end side of the mold toward the one end side, the plurality of segments are sequentially pressed from the other end side of the mold to the one end side, so that the fiber The tape is always press-formed in the vicinity of the fixed portion, and the positional deviation of the fiber tape can be prevented to further reduce the generation of wrinkles and further increase the forming accuracy of the fiber preform.

また請求項2の構成によれば、クリールから引き出した繊維テープを固定するクランプを金型の他端側に昇降自在に設けたので、繊維テープの端部を金型のプレス面の高さに合わせて固定することで、繊維テープの弛みを防止しながら精度良くプレス成形することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the clamp for fixing the fiber tape drawn from the creel is provided on the other end side of the mold so as to be raised and lowered, the end of the fiber tape is set to the height of the press surface of the mold. By fixing together, it is possible to perform press molding with high accuracy while preventing looseness of the fiber tape.

また請求項3の構成によれば、金型は、上型および下型の開閉方向に延びる軸線まわりに回転可能であるので、繊維の配向方向が異なる複数層の繊維テープを積層して強度の高い繊維プリフォームを得ることができる。   According to the configuration of claim 3, since the mold is rotatable around the axis extending in the opening / closing direction of the upper mold and the lower mold, a plurality of layers of fiber tapes having different fiber orientation directions are laminated to increase the strength. A high fiber preform can be obtained.

また請求項4の構成によれば、クリール群は、相互に交差する方向に前進・後退可能に並置された複数のクリール群からなるので、複数層の繊維テープを同時にプレス成形して繊維プリフォームの生産効率を高めることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, the creel group is composed of a plurality of creel groups juxtaposed so as to be able to advance and retreat in directions intersecting each other. Can increase the production efficiency.

また請求項5の構成によれば、上型および下型が共に複数のセグメントに分割されるので、目標とする繊維プリフォームの形状に合わせて上型のセグメントおよび下型のセグメントを同時に上下動させることで、複雑な形状の繊維プリフォームを皺の発生を防止しながら容易に成形することができる。   According to the configuration of claim 5, since the upper mold and the lower mold are both divided into a plurality of segments, the upper mold segment and the lower mold segment are simultaneously moved up and down according to the shape of the target fiber preform. By doing so, a fiber preform having a complicated shape can be easily molded while preventing the generation of wrinkles.

金型およびクリール群の斜視図。(第1の実施の形態)The perspective view of a metal mold | die and a creel group. (First embodiment) 図1の2A−2A線断面図および図2(A)の2B方向矢視図。(第1の実施の形態)2A-2A cross-sectional view of FIG. 1 and 2B direction arrow view of FIG. (First embodiment) 繊維プリフォームの第1層の繊維テープのプレス工程の説明図(その1)。(第1の実施の形態)Explanatory drawing of the press process of the fiber tape of the 1st layer of a fiber preform (the 1). (First embodiment) 繊維プリフォームの第1層の繊維テープのプレス工程の説明図(その2)。(第1の実施の形態)Explanatory drawing of the press process of the fiber tape of the 1st layer of a fiber preform (the 2). (First embodiment) 繊維プリフォームの第2層の繊維テープのプレス工程の説明図(その1)。(第1の実施の形態)Explanatory drawing of the press process of the fiber tape of the 2nd layer of a fiber preform (the 1). (First embodiment) 繊維プリフォームの第2層の繊維テープのプレス工程の説明図(その2)。(第1の実施の形態)Explanatory drawing of the press process of the fiber tape of the 2nd layer of a fiber preform (the 2). (First embodiment) 図5(F)に対応するプレス工程の説明図。(第2の実施の形態)Explanatory drawing of the press process corresponding to FIG.5 (F). (Second Embodiment) 金型およびクリール群の斜視図。(第3の実施の形態)The perspective view of a metal mold | die and a creel group. (Third embodiment) 図8の9A−9A線断面図および図9(A)の9B方向矢視図。(第3の実施の形態)9A-9A line sectional view of FIG. 8 and 9B direction arrow view of FIG. (Third embodiment) 繊維プリフォームの第1層および第2層の繊維テープのプレス工程の説明図。(第3の実施の形態)Explanatory drawing of the press process of the fiber tape of the 1st layer of a fiber preform, and a 2nd layer. (Third embodiment)

第1の実施の形態First embodiment

以下、図1〜図6に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1および図2に示すように、繊維プリフォームの製造装置は、上型11および下型12よりなる金型13を備える。上型11は碁盤目状に分割された複数の上型セグメント11a…からなり、各々の上型セグメント11a…は図示せぬシリンダに接続されて独立に昇降可能である。同様に、下型12は碁盤目状に分割された複数の下型セグメント12a…からなり、各々の下型セグメント12a…は図示せぬシリンダに接続されて独立に昇降可能である。上型11の下面には繊維プリフォームを成形するための凹部13aが形成され、下型12の上面には繊維プリフォームを成形するための凸部13bが形成される。金型13は、上型11および下型12を結ぶ方向に延びる軸線Lまわりに任意角度回転自在である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the fiber preform manufacturing apparatus includes a mold 13 including an upper mold 11 and a lower mold 12. The upper mold 11 is composed of a plurality of upper mold segments 11a divided into a grid pattern, and each upper mold segment 11a is connected to a cylinder (not shown) and can be moved up and down independently. Similarly, the lower mold 12 includes a plurality of lower mold segments 12a divided in a grid pattern, and each lower mold segment 12a is connected to a cylinder (not shown) and can be moved up and down independently. A concave portion 13a for molding the fiber preform is formed on the lower surface of the upper mold 11, and a convex portion 13b for molding the fiber preform is formed on the upper surface of the lower mold 12. The mold 13 is freely rotatable about an axis L extending in a direction connecting the upper mold 11 and the lower mold 12.

繊維テープ14を引き出し可能に巻き取った複数のクリール15…よりなるクリール群16が一方向に並置されており、これらのクリール15…は、ロッド17…の先端に支持されて図示せぬシリンダにより前記一方向に直交する他方向に進退することで、型開きした上型11および下型12の間を通って金型13を横断可能である。繊維テープ14は、例えば一方向に引き揃えたカーボン繊維18…にバインダを塗布してテープ形状を保持したものであり、繊維テープ14に熱可塑性のバインダを用いた場合には、クリール15に熱可塑性のバインダを溶融するための昇温装置が設けられ、また繊維テープ14に熱硬化性のバインダを用いた場合には、金型13に熱可塑性のバインダを硬化させるための昇温装置が設けられる。   A creel group 16 comprising a plurality of creels 15 wound around the fiber tape 14 so as to be drawable is juxtaposed in one direction, and these creels 15 are supported by the tips of rods 17 by a cylinder (not shown). By moving forward and backward in the other direction orthogonal to the one direction, the mold 13 can be traversed between the upper mold 11 and the lower mold 12 which are opened. The fiber tape 14 is formed by, for example, applying a binder to the carbon fibers 18 aligned in one direction to hold the tape shape. When a thermoplastic binder is used for the fiber tape 14, the creel 15 is heated. A temperature raising device for melting the plastic binder is provided, and when a thermosetting binder is used for the fiber tape 14, a temperature raising device for curing the thermoplastic binder is provided on the mold 13. It is done.

次に、上記構成を備えた本発明の第1の実施の形態の作用を説明する。   Next, the operation of the first embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

図3(A)に示すように、金型13の上型11および下型12を型開きした状態で、上型11および下型12間を通過するようにクリール群16を前進させる。続いて、図3(B)に示すように、クリール群16の前進方向端部に位置する1列目の上型セグメント11a…を下降させるとともに、これらの上型セグメント11a…に対向する1列目の下型セグメント12a…を上昇させることで、1列目の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…間にクリール15…から引き出された繊維テープ14…の端部をクランプして固定する。続いて、図3(C)に示すように、端部をクランプされた繊維テープ14…を引き出しながらクリール群16を1ピッチ後退させた後に、2列目の上型セグメント11a…を下降させるとともに2列目の下型セグメント12a…上昇させることで、2列目の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…で繊維テープ14…をプレスして成形する。   As shown in FIG. 3A, the creel group 16 is advanced so as to pass between the upper mold 11 and the lower mold 12 with the upper mold 11 and the lower mold 12 of the mold 13 being opened. Subsequently, as shown in FIG. 3 (B), the first row of upper mold segments 11a located at the forward end of the creel group 16 is lowered, and one row facing these upper mold segments 11a. By raising the lower mold segments 12a of the eyes, the ends of the fiber tapes 14 drawn from the creel 15 are clamped and fixed between the upper mold segments 11a and the lower mold segments 12a of the first row. Subsequently, as shown in FIG. 3 (C), the creel group 16 is retracted by one pitch while pulling the fiber tapes 14 whose ends are clamped, and then the upper mold segments 11a in the second row are lowered. The lower mold segments 12a in the second row are raised to press and form the fiber tapes 14 in the upper mold segments 11a and the lower mold segments 12a in the second row.

以下、図4(D)に示すように、クリール群16を1ピッチ後退させて繊維テープ14…を引き出す毎に、次の列の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…を閉じて繊維テープ14…をプレスして成形する。そして全ての上型セグメント11a…および下型セグメント12a…が閉じて繊維プリフォーム19の1層目の繊維層のプレス成形が完了すると、図4(E)に示すように、繊維テープ14…を切断してクリール15…から切り離す。   4D, each time the creel group 16 is retracted by one pitch and the fiber tapes 14 are pulled out, the upper mold segments 11a and lower mold segments 12a in the next row are closed and the fiber tapes are closed. 14 is pressed to form. When all the upper mold segments 11a and the lower mold segments 12a are closed and the press forming of the first fiber layer of the fiber preform 19 is completed, as shown in FIG. Cut and detach from creel 15 ...

繊維プリフォーム19の2層目の繊維層のプレス成形を行うには、図5(F)に示すように、金型13を軸線Lまわりに45°回転させて型開きした状態で、上型11および下型12間を通過するようにクリール群16を前進させ、1列目の上型セグメント11a…を下降させることで、1列目の下型セグメント12a…および繊維プリフォーム19の1層目の繊維層間にクリール群16から引き出された繊維テープ14…の先端をクランプして固定する。このとき、金型13は45°回転しているため、1列目の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…は、金型13の隣接する二つの辺に沿ってV字状に配置されたものとなる。   In order to press-mold the second fiber layer of the fiber preform 19, as shown in FIG. 5 (F), the mold 13 is rotated 45 ° around the axis L and the upper mold is opened. The creel group 16 is moved forward so as to pass between the lower die 12 and the lower die 12, and the upper die segment 11a in the first row is lowered to lower the lower die segment 12a in the first row and the first layer of the fiber preform 19. The ends of the fiber tapes 14 drawn from the creel group 16 are clamped and fixed between the fiber layers. At this time, since the mold 13 is rotated by 45 °, the upper mold segment 11a and the lower mold segment 12a in the first row are arranged in a V shape along two adjacent sides of the mold 13. It will be.

続いて、図5(F)に示すように、クリール群16を僅かに前進させるとともに弛んだ繊維テープ14を巻き取ることで張力を与えた状態で、図5(G)に示すように、V字状に配置された2列目の上型セグメント11a…を下降させ、V字状に配置された2列目の下型セグメント12a…との間に繊維プリフォーム19の1層目の繊維層および繊維テープ14…をプレスして成形する。   Subsequently, as shown in FIG. 5 (F), as shown in FIG. 5 (G), the creel group 16 is slightly advanced and tension is applied by winding the slack fiber tape 14, as shown in FIG. The upper mold segments 11a in the second row arranged in a letter shape are lowered, and the first fiber layer and the fibers of the fiber preform 19 between the lower mold segments 12a in the second row arranged in a V shape. The tapes 14 are pressed and molded.

以下、図6(H)に示すように、クリール群16を1ピッチ後退させて繊維テープ14…を引き出す毎に、次の列の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…を閉じて1層目の繊維層の上に2層目の繊維テープ14…をプレスして成形する。そして全ての上型セグメント11a…および下型セグメント12a…が閉じて繊維プリフォーム19の2層目の繊維層のプレス成形が完了すると、図6(I)に示すように、繊維テープ14…を切断してクリール15…から切り離す。   Hereinafter, as shown in FIG. 6 (H), each time the creel group 16 is retracted by one pitch and the fiber tapes 14 are pulled out, the upper mold segments 11a and lower mold segments 12a in the next row are closed to form one layer. A second-layer fiber tape 14 is pressed and molded on the fiber layer of the eye. When all the upper mold segments 11a and lower mold segments 12a are closed and the press forming of the second fiber layer of the fiber preform 19 is completed, as shown in FIG. Cut and detach from creel 15 ...

このようにして繊維プリフォーム19の1層目および2層目の繊維層の成形が完了すると、その都度金型13を軸線Lまわりに回転させながら繊維プリフォーム19の3層目以降の成形を行うことで、所定数の繊維層が所定の方向に配向された繊維プリフォーム19を完成する。   When the molding of the first and second fiber layers of the fiber preform 19 is completed in this way, the molding of the third and subsequent layers of the fiber preform 19 is performed while the mold 13 is rotated around the axis L each time. By performing, the fiber preform 19 in which a predetermined number of fiber layers are oriented in a predetermined direction is completed.

以上のように、1枚の繊維シートをプレスして繊維プリフォームを成形するのではなく、平行に分割された複数の繊維テープ14…をプレスして繊維プリフォーム19を成形するので、プレス成形時に繊維プリフォーム19の周縁部に皺が発生するのを防止して成形精度を高めることができる。   As described above, the fiber preform 19 is formed by pressing a plurality of fiber tapes 14 divided in parallel, rather than pressing one fiber sheet to form a fiber preform. Occurrence of wrinkles at the peripheral edge of the fiber preform 19 is sometimes prevented, and the molding accuracy can be increased.

しかも上型11および下型12をそれぞれ複数の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…に分割し、型開きした上型11および下型12間に金型13の一端側から他端側に向けてクリール群16を前進させ、複数のクリール15…からそれぞれ引き出した繊維テープ14…を金型13の他端側に固定し、複数のクリール15…を金型13の他端側から一端側に向けて後退させながら、上型セグメント11a…および下型セグメント12a…を金型13の他端側のものから一端側のものへと順番に加圧するので、繊維テープ14…は常に固定された部分の近傍でプレス成形されることになる。その結果、プレス成形時に繊維テープ14…が位置ずれし難くなることで、皺の発生を一層低減して繊維プリフォーム19の成形精度を一層高めることができる。   Moreover, the upper mold 11 and the lower mold 12 are respectively divided into a plurality of upper mold segments 11 a... And lower mold segments 12 a... And the mold 13 is opened from one end side to the other end side between the upper mold 11 and the lower mold 12. The creel group 16 is moved forward, the fiber tapes 14 respectively drawn from the plurality of creels 15 are fixed to the other end side of the mold 13, and the plurality of creels 15 are fixed to the one end side from the other end side of the mold 13. The upper tape segments 11a and the lower mold segments 12a are pressed in order from the other end side of the mold 13 to the one end side while being retracted toward the end, so that the fiber tape 14 is always fixed. Press molding is performed in the vicinity of the portion. As a result, it becomes difficult for the fiber tapes 14 to be displaced during press molding, so that the generation of wrinkles can be further reduced and the molding accuracy of the fiber preform 19 can be further increased.

第2の実施の形態Second embodiment

上述した第1の実施の形態では、繊維プリフォーム19の1層目の繊維層をプレス成形するときには、1列目の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…を利用して繊維テープ14…の端部をクランプしているが(図3(B)参照)、繊維プリフォーム19の2層目以降の繊維層をプレス成形するときには、既に繊維プリフォーム19の1層目の繊維層が乗っている下型12の下型セグメント12a…を上昇させることができないため、クリール15から繊維テープ14を余分に引き出して1列目の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…を利用して繊維テープ14…の端部をクランプした後に、余分の繊維テープ14をクリール15に引き込んで張力を与える必要があった(図5(F)参照)。   In the first embodiment described above, when the first fiber layer of the fiber preform 19 is press-molded, the fiber tape 14... Is utilized by using the upper mold segment 11 a. However, when the second and subsequent fiber layers of the fiber preform 19 are press-molded, the first fiber layer of the fiber preform 19 is already mounted. Since the lower mold segments 12a of the lower mold 12 cannot be raised, the fiber tape 14 is excessively pulled out from the creel 15 and fibers are obtained using the upper mold segments 11a and lower mold segments 12a of the first row. After clamping the ends of the tapes 14, it was necessary to draw extra fiber tape 14 into the creel 15 to give tension (see FIG. 5F).

上述した2層目以降の繊維層をプレス成形するときの繊維テープ14…のクランプを効率化するために、第2の実施の形態の繊維プリフォームの製造装置は、各クリール15…に対応して設けられた複数の開閉自在なクランプ20…を備える。各クランプ20は、水平面内で任意の位置に移動可能であり、かつ昇降自在である。よって、2層目以降の繊維層をプレス成形するときに、繊維テープ14…の先端をクリール15…と同じ高さでクランプ20…によりクランプした後に、そのクリール15…から繊維テープ14…を引き出しながらクランプ20…を下型12の高さまで下降させる。   In order to improve the efficiency of clamping the fiber tapes 14 when the second and subsequent fiber layers are press-molded, the fiber preform manufacturing apparatus of the second embodiment corresponds to each creel 15. Are provided with a plurality of openable and closable clamps 20. Each clamp 20 can be moved to an arbitrary position in a horizontal plane and can be raised and lowered. Therefore, when the second and subsequent fiber layers are press-molded, the ends of the fiber tapes 14 are clamped at the same height as the creel 15 by the clamps 20 and then the fiber tapes 14 are pulled out from the creel 15. Then, the clamps 20 are lowered to the height of the lower mold 12.

これにより、一旦クリール15…から余分に引き出した繊維テープ14…を再びクリール15…に巻き取る工程が不要になって作業効率が向上するだけでなく、繊維テープ14…の弛みを防止しながら精度良くプレス成形することができる。   This eliminates the need for the step of winding the fiber tape 14 once pulled out of the creel 15 around the creel 15 again, thereby improving the work efficiency and preventing the fiber tape 14 from loosening. It can be press-formed well.

第3の実施の形態Third embodiment

次に、図8〜図10に基づいて本発明の第3の実施の形態を説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、上述した第1の実施の形態は複数のクリール15…を第1の方向に並置したクリール群16を備えているが、図8および図9に示すように、第2の実施の形態は複数の第1クリール15A…を第1の方向に並置した第1クリール群16Aと、複数の第2クリール15B…を第1の方向に対して直交する第2の方向に並置した第2クリール群16Bとを備える。第1、第2クリール群16A,16Bは、相互に干渉しないように高さを異ならせて配置される。   As shown in FIG. 1, the first embodiment described above includes a creel group 16 in which a plurality of creels 15 are juxtaposed in a first direction. As shown in FIGS. In the embodiment, a first creel group 16A in which a plurality of first creels 15A are juxtaposed in a first direction and a plurality of second creels 15B are juxtaposed in a second direction orthogonal to the first direction. And the second creel group 16B. The first and second creel groups 16A and 16B are arranged with different heights so as not to interfere with each other.

本実施の形態によれば、先ず図10(A)に示すように、金型13の上型11および下型12を型開きした状態で、上型11および下型12間を通過するように第1クリール群16Aの第1クリール15A…を前進させるとともに第2クリール群16Bの第2クリール15B…を前進させる。この状態から、図10(B)に示すように、金型13の頂点をPとしたときに、第1クリール群16Aの頂点P側の1個の第1クリール15A…と、第2クリール群16Bの頂点P側の1個の第2クリール15B…とを1ピッチずつ後退させると、金型13の頂点Pに位置する各1個の上型セグメント11aおよび下型セグメント12a(符号a参照)間で、1個の第1クリール15Aから引き出された繊維テープ14と、1個の第2クリール15Bから引き出された繊維テープ14とが重なり合うため、符号aで示す各1個の上型セグメント11aおよび下型セグメント12aを加圧して重なった2枚の繊維テープ14,14をクランプする。   According to the present embodiment, first, as shown in FIG. 10A, the upper mold 11 and the lower mold 12 of the mold 13 are opened so as to pass between the upper mold 11 and the lower mold 12. The first creel 15A of the first creel group 16A is advanced and the second creel 15B of the second creel group 16B is advanced. From this state, as shown in FIG. 10B, when the apex of the mold 13 is P, one first creel 15A on the apex P side of the first creel group 16A and the second creel group When one second creel 15B... On the apex P side of 16B is retracted by one pitch, each one upper mold segment 11a and lower mold segment 12a located at the apex P of the mold 13 (see symbol a) Since the fiber tape 14 drawn out from one first creel 15A and the fiber tape 14 drawn out from one second creel 15B overlap each other, each one of the upper segments 11a indicated by the symbol a. And the two fiber tapes 14 and 14 which overlapped by pressing the lower mold | type segment 12a are clamped.

続いて、第1クリール群16Aの頂点P側から2個の第1クリール15A…と、第2クリール群16Bの頂点P側から2個の第2クリール15B…とを1ピッチずつ後退させると、図10(C)に示すように、新たに各2個の上型セグメント11a,11aおよび下型セグメント12a,12a(符号b,b参照)間で2枚の繊維テープ14,14が重なり合うため、符号b,bで示す各2個の上型セグメント11a,11aおよび下型セグメント12a,12aを加圧して重なった2枚の繊維テープ14,14をクランプする。   Subsequently, when the two first creels 15A ... from the apex P side of the first creel group 16A and the two second creels 15B ... from the apex P side of the second creel group 16B are retreated one pitch at a time, As shown in FIG. 10 (C), since the two fiber tapes 14 and 14 are newly overlapped between each of the two upper mold segments 11a and 11a and the lower mold segments 12a and 12a (see symbols b and b), The two upper tape segments 11a and 11a and the lower mold segments 12a and 12a indicated by reference numerals b and b are pressed to clamp the two overlapping fiber tapes 14 and 14.

続いて、第1クリール群16Aの頂点P側から3個の第1クリール15A…と、第2クリール群16Bの頂点P側から3個の第2クリール15B…とを1ピッチずつ後退させると、図10(D)に示すように、新たに各3個の上型セグメント11a…および下型セグメント12a…(符号c,c,d参照)間で2枚の繊維テープ14,14が重なり合うため、符号c,cで示す各2個の上型セグメント11a,11aおよび下型セグメント12a,12aを加圧して重なった2枚の繊維テープ14,14をクランプするとともに、符号dで示す各1個の上型セグメント11aおよび下型セグメント12aを加圧して重なった2枚の繊維テープ14,14をプレス成形する。   Subsequently, when the three first creels 15A ... from the apex P side of the first creel group 16A and the three second creels 15B ... from the apex P side of the second creel group 16B are retreated one pitch at a time, As shown in FIG. 10 (D), since the two fiber tapes 14, 14 overlap each other between the three upper mold segments 11a ... and the lower mold segments 12a ... (see symbols c, c, d), Each of the two upper mold segments 11a and 11a and the lower mold segments 12a and 12a indicated by reference numerals c and c is pressed to clamp the two overlapping fiber tapes 14 and 14, and one each of the reference numerals d and The upper mold segment 11a and the lower mold segment 12a are pressed and the two fiber tapes 14 and 14 overlapped are press-molded.

以上の過程を繰り返すことにより、金型13の頂点Pから対角位置にある他の頂点P′に向かって斜め方向に一列ずつ繊維テープ14…をクランプおよびプレス成形することで、1層目および2層目の繊維層を有する繊維プリフォーム19をプレス成形することができる。   By repeating the above process, the fiber tapes 14... Are clamped and press-formed one by one in a diagonal direction from the apex P of the mold 13 toward the other apex P ′ at the diagonal position. The fiber preform 19 having the second fiber layer can be press-molded.

以上のように、本実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様に繊維プリフォーム19に皺が発生するのを防止して成形精度を高めながら、2層の繊維層を同時にプレス成形することで繊維プリフォーム19を短時間で効率的に製造することができる。   As described above, according to the present embodiment, the two fiber layers are simultaneously pressed while preventing wrinkles from occurring in the fiber preform 19 and improving the molding accuracy as in the first embodiment. By molding, the fiber preform 19 can be efficiently manufactured in a short time.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。   The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、実施の形態では上型11を複数の上型セグメント11aに分割し、下型12を複数の下型セグメント12aに分割しているが、上型11および下型12の一方だけを複数のセグメントに分割しても良い。但し、上型11および下型12の両方を複数のセグメント11a,12aに分割した方が、1層目の繊維層をプレス成形する際に繊維テープ14の上下方向の移動量が小さくなって成形精度が更に向上する。   For example, in the embodiment, the upper mold 11 is divided into a plurality of upper mold segments 11a, and the lower mold 12 is divided into a plurality of lower mold segments 12a. However, only one of the upper mold 11 and the lower mold 12 is divided into a plurality of pieces. It may be divided into segments. However, when the upper mold 11 and the lower mold 12 are both divided into a plurality of segments 11a and 12a, the amount of movement in the vertical direction of the fiber tape 14 becomes smaller when the first fiber layer is press-molded. The accuracy is further improved.

また実施の形態では上型セグメント11aおよび下型セグメント12aを全て同一寸法に分割しているが、異なる寸法に分割しても良い。   In the embodiment, the upper mold segment 11a and the lower mold segment 12a are all divided into the same dimensions, but may be divided into different dimensions.

11 上型
11a 上型セグメント(セグメント)
12 下型
12a 下型セグメント(セグメント)
13 金型
14 繊維テープ
15 クリール
15A 第1クリール(クリール)
15B 第2クリール(クリール)
16 クリール群
16A 第1クリール群(クリール群)
16B 第2クリール群(クリール群)
19 繊維プリフォーム
20 クランプ
L 軸線
11 Upper mold 11a Upper mold segment
12 Lower mold 12a Lower mold segment
13 Mold 14 Fiber tape 15 Creel 15A First creel (Creel)
15B 2nd creel (Creel)
16 Creel group 16A First creel group (Creel group)
16B 2nd creel group (creel group)
19 Fiber preform 20 Clamp L Axis

Claims (5)

上型(11)および下型(12)の少なくとも一方が複数のセグメント(11a,12a)に分割された金型(13)と、繊維テープ(14)を引き出し可能に巻き取った複数のクリール(15,15A,15B)を前記上型(11)および前記下型(12)間に前進・後退可能に並置したクリール群(16,16A,16B)とを用いて、繊維強化樹脂部材の補強材となる繊維プリフォーム(19)をプレス成形する繊維プリフォームのプレス成形方法であって、
型開きした前記上型(11)および前記下型(12)間に前記金型(13)の一端側から他端側に向けて前記複数のクリール(15,15A,15B)を前進させる工程と、
前記複数のクリール(15,15A,15B)からそれぞれ引き出した前記繊維テープ(14)を前記金型(13)の他端側に固定する工程と、
前記複数のクリール(15,15A,15B)を前記金型(13)の他端側から一端側に向けて後退させながら、前記複数のセグメント(11a,12a)を前記金型(13)の他端側のものから一端側のものへと順番に加圧する工程と、
を含むことを特徴とする繊維プリフォームのプレス成形方法。
A mold (13) in which at least one of the upper mold (11) and the lower mold (12) is divided into a plurality of segments (11a, 12a), and a plurality of creels (FIG. 5) wound up so that the fiber tape (14) can be pulled out. 15, 15A, 15B) using a creel group (16, 16A, 16B) in which the upper die (11) and the lower die (12) are juxtaposed so as to be able to advance and retreat, and a reinforcing material for a fiber reinforced resin member A fiber preform press molding method for press molding a fiber preform (19) to be:
A step of advancing the plurality of creels (15, 15A, 15B) from one end side to the other end side of the mold (13) between the opened upper mold (11) and the lower mold (12); ,
Fixing the fiber tape (14) drawn from each of the plurality of creels (15, 15A, 15B) to the other end of the mold (13);
While the plurality of creels (15, 15A, 15B) are retracted from the other end side to the one end side of the mold (13), the plurality of segments (11a, 12a) are moved to the other side of the mold (13). Pressurizing in order from the one on the end side to the one on the one end side;
A method for press-forming a fiber preform, comprising:
前記クリール(15,15A,15B)から引き出した前記繊維テープ(14)を固定するクランプ(20)を前記金型(13)の他端側に昇降自在に設けたことを特徴とする、請求項1に記載の繊維プリフォームのプレス成形方法。   The clamp (20) for fixing the fiber tape (14) pulled out from the creel (15, 15A, 15B) is provided on the other end side of the mold (13) so as to be movable up and down. 2. A method for press-forming a fiber preform according to 1. 前記金型(13)は、前記上型(11)および前記下型(12)の開閉方向に延びる軸線(L)まわりに回転可能であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の繊維プリフォームのプレス成形方法。   The said metal mold | die (13) is rotatable around the axis line (L) extended in the opening-and-closing direction of the said upper mold | type (11) and the said lower mold | type (12), The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. A method for press-molding the fiber preform as described. 前記クリール群(16A,16B)は、相互に交差する方向に前進・後退可能に並置された複数のクリール群(16A,16B)からなることを特徴とする、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の繊維プリフォームのプレス成形方法。   The creel group (16A, 16B) is composed of a plurality of creel groups (16A, 16B) juxtaposed so as to be able to advance and retreat in directions crossing each other. A method for press-forming a fiber preform according to claim 1. 前記上型(11)および前記下型(12)が共に複数のセグメント(11a,12a)に分割されることを特徴とする、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の繊維プリフォームのプレス成形方法。   The fiber mold according to any one of claims 1 to 4, wherein the upper mold (11) and the lower mold (12) are both divided into a plurality of segments (11a, 12a). Reform press molding method.
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