JP2022118344A - ハイブリッド成形体、成形装置、及び成形方法 - Google Patents

ハイブリッド成形体、成形装置、及び成形方法 Download PDF

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Abstract

【課題】プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制可能なハイブリッド成形体、成形装置および成形方法を提供すること。【解決手段】本実施の形態に係るハイブリッド成形体１０は、強化繊維プラスチックからなるプリプレグ１１と樹脂１２とが一体成形されたハイブリッド成形体１０であって、プリプレグ１１と樹脂１２との境界部分において、樹脂１２がプリプレグ１１の少なくとも一部を被覆する被覆部１３ａを備える。【選択図】図２

Description

本発明はハイブリッド成形体、成形装置、及び成形方法に関する。
特許文献１には、下型と上型でプレス成形されるプレス素材と射出成形される射出素材を結合させるために、下型のゲート上にプレス素材を載置し、下型に向かって上型を移動させ、上型が下死点に到達する直前又は同時に、ゲートから射出素材を射出する、ハイブリッド成形方法が開示されている。
特開２０１６－１９６１１５号公報
発明者らは、ハイブリッド成形体、成形装置、及び成形方法に関し、以下の課題を見出した。特許文献１の成形方法で成形されたハイブリッド成形体は、プリプレグなどのプレス素材と樹脂などの射出素材との接合部分の構造が、突き合わせ構造となっている。プリプレグを構成する連続繊維強化シート状の繊維強化プラスチックの端部は、繊維のほつれが発生することがある。かかる状態の場合、樹脂が完全に充填しきらず、プリプレグと樹脂との境界部分である接合部において所望の接合強度を得ることができない可能性がある。そうすると、外力や当該部分に発生する剪断応力によって、当該部分を起点にクラックなどのリーク経路が生じるおそれがあった。
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制可能なハイブリッド成形体、成形装置および成形方法を提供するものである。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体は、
強化繊維プラスチックからなるプリプレグと樹脂とが一体成形されたハイブリッド成形体であって、
前記プリプレグと前記樹脂との境界部分において、前記樹脂が前記プリプレグの少なくとも一部を被覆する被覆部を備える。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体では、プリプレグと樹脂との境界部分において、樹脂がプリプレグの少なくとも一部を被覆する被覆部を備える。このような構成によって、プリプレグと樹脂との突き合わせ部分を被覆できるとともに、プリプレグと樹脂との境界部分に剪断力が生じることによって、外力や剪断応力が発生した際のプリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
前記被覆部の幅は、前記プリプレグの位置ずれ量以上であり、前記被覆部の幅および厚さは、前記プリプレグと前記樹脂との境界部分における剪断強度が、剪断応力以上となるように設けられてもよい。このような構成によって、被覆部がプリプレグを確実に被覆することができ、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体を成形する成形装置は、
前記プリプレグをプレス加工する第１の型及び第２の型を備え、
前記第１の型及び前記第２の型が対向する面のうち少なくともいずれか一方が、前記被覆部を成形するための凹部を備える。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体を成形する成形装置では、第１の型及び第２の型が対向する面のうち少なくともいずれか一方が、被覆部を成形するための凹部を備える。このような構成により、プリプレグと樹脂との境界部分に被覆部を備えるハイブリッド成形体を成形することができる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
前記第１の型及び前記第２の型のうち少なくともいずれか一方が、前記樹脂の射出手段を備えてもよい。このような構成によって、被覆部を第１の型側の面及び第２の型側の面のいずれか一方、又は、第１の型側の面及び第２の型側の面の両方に成形することができる。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体を成形する成形装置は、
前記樹脂の射出手段を備える第１の型と、
前記プリプレグが載置される第２の型と、を備え、
前記射出手段は、前記第１の型と前記第２の型との間隔が所定の間隔となったときに、前記プリプレグ上へ前記樹脂の射出を開始する。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体を成形する成形装置では、射出手段は、第１の型と第２の型との間隔が所定の間隔となったときに、プリプレグ上へ樹脂の射出を開始する。プリプレグ全体が樹脂によって被覆されるため、プリプレグと樹脂との境界部分を被覆することができる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体の成形方法は、
プリプレグと樹脂とを一体成形して請求項１又は２に記載のハイブリッド成形体を成形する成形方法であって、
プレス成形後の前記プリプレグと前記樹脂との境界部分において、前記樹脂が前記プリプレグの少なくとも一部を被覆するように前記樹脂を射出して前記ハイブリッド成形体を成形する。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体の成形方法では、プレス成形後のプリプレグと樹脂との境界部分において、樹脂がプリプレグの少なくとも一部を被覆するように樹脂を射出してハイブリッド成形体を成形する。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体の成形方法は、
プリプレグを配置した第２の型に第１の型を相対的に接近させて、前記第１の型と前記第２の型との間隔が所定の間隔となったときに、前記樹脂を射出して前記ハイブリッド成形体を成形する工程を備える。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体の成形方法では、プリプレグを配置した第２の型に第１の型を相対的に接近させて、第１の型と第２の型との間隔が所定の間隔となったときに、樹脂を射出してハイブリッド成形体を成形する。プリプレグ全体が樹脂によって被覆されるため、プリプレグと樹脂との境界部分を被覆することができる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体の成形方法は、
プリプレグを配置した第２の型に第１の型を相対的に接近させて、前記プリプレグをプレス加工する工程と、
プレス加工後に、前記第１の型を前記第２の型から相対的に離れる方向に移動させ、前記第１の型と前記第２の型との間隔が所定の間隔となったときに前記樹脂を射出して前記ハイブリッド成形体を成形する工程と、を備える。
本発明の一態様に係るハイブリッド成形体の成形方法では、プレス加工後に、第１の型を第２の型から相対的に離れる方向に移動させ、第１の型と第２の型との間隔が所定の間隔となったときに樹脂を射出してハイブリッド成形体を成形する。プリプレグ全体が樹脂によって被覆されるため、プリプレグと樹脂との境界部分を被覆することができる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
本発明により、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制可能なハイブリッド成形体、成形装置および成形方法を提供できる。
実施の形態１に係るハイブリッド成形体を示す平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。 実施の形態１にかかるハイブリッド成形装置を示す正面断面図である。 実施の形態１にかかるハイブリッド成形装置の動作を示す図である。 実施の形態１にかかるハイブリッド成形装置の動作を示す図である。 実施の形態２に係るハイブリッド成形体を示す平面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。 実施の形態２に係るハイブリッド成形装置を示す正面断面図である。 実施の形態２にかかるハイブリッド成形装置の動作を示す図である。 実施の形態３にかかるハイブリッド成形装置の動作を示す図である。 実施の形態３にかかるハイブリッド成形装置の動作を示す図である。 実施の形態４にかかるハイブリッド成形体を示す正面断面図である。
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、図に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。特に言及のない限り、ｚ軸プラス向きが鉛直上向きである。また、ｘｙ平面が水平面である。本明細書に記載のハイブリッド成形体は、例えば、電池ケース部品として用いることができる。
＜実施の形態１＞
まず、図１及び図２を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形体について説明する。続いて、図３を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形装置を説明する。さらに、図４及び図５を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形体の成形方法について説明する。
図１は、実施の形態１に係るハイブリッド成形体を示す平面図である。なお、図１に示すハッチングは、各部を見やすくするために付したものであり、断面図を示すものではない。
図１に示すように、ハイブリッド成形体１０は、繊維強化プラスチックからなるプリプレグ１１と樹脂１２とが一体成形された、成形体である。プリプレグ１１と樹脂１２との境界部分において、樹脂１２はプリプレグ１１の少なくとも一部を被覆する被覆部１３ａを備える。被覆部１３ａは、被覆体１３の一部である。被覆体１３及び被覆部１３ａの詳細については、図２を用いて後述する。図１では、プリプレグ１１を格子状のハッチングで示し、被覆体１３及び被覆部１３ａを右上がり斜線で示す。
ここで、プリプレグ１１は、繊維強化プラスチックの一種である炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）やガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）に、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含侵させた、連続繊維強化シートである。樹脂１２は、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンなどの熱可塑性樹脂である。プリプレグ１１は所望の任意の形状に加工されており、プレス加工によって成形される。樹脂１２は射出成形によって成形される。すなわち、ハイブリッド成形体１０は、プレス加工と射出成形によって、ハイブリッド成形されている。
図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。図２に示すように、プリプレグ１１と樹脂１２との接合面Ｂは、突き合わせ構造を有している。被覆体１３は樹脂１２の一部である。被覆体１３は、プリプレグ１１及び樹脂１２のｚ軸正側のｘｙ平面から、ｚ軸正方向に突出するように設けられている。被覆体１３が備える被覆部１３ａが、プリプレグ１１のｚ軸正側のｘｙ平面の少なくとも一部を被覆している。すなわち、被覆体１３によって、プリプレグ１１と樹脂１２との接合面Ｂの突き合わせ部分が被覆されている。
図２に示すように、被覆部１３ａの幅Ｗは、プリプレグ１１の位置ずれ量以上となるように設ける。ここで、位置ずれ量とは、本実施の形態に係るハイブリッド成形体１０を成形する際に、成形装置内にプリプレグ１１を配置したときの、ｘｙ平面の方向の位置ずれ量のことを示している。より具体的には、図３を用いて後述する。本実施の形態に係るハイブリッド成形体１０では、一例として、位置ずれ量が±１０ｍｍの場合、被覆部１３ａの幅Ｗは１１ｍｍ、厚さＴは３ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。
ここで、図２に示す被覆部１３ａの幅Ｗ及び厚さＴの定義について説明する。図２に示す被覆部１３ａの幅Ｗ及び厚さＴは、プリプレグ１１と樹脂１２との境界部分における剪断強度が、剪断応力以上となるように設けられている。ここで、プリプレグ１１と樹脂１２との境界部分における剪断強度は、プリプレグ１１及び樹脂１２の材料自体が有する強度と、被覆部１３ａの幅Ｗ及び厚さＴとに依存して変化する。ハイブリッド成形体１０に対してｘ軸正方向及び負方向の引張力を印加することによって発生する剪断力を、プリプレグ１１と被覆部１３ａとの境界部分の面積で除して求められる値が、剪断応力である。剪断応力≦剪断強度となるように、被覆部１３ａの幅Ｗ及び厚さＴを設定する。
さらに、厚さＴについて、次のように定義することができる。本実施の形態に係るハイブリッド成形体１０の成形において樹脂１２を射出した際に、射出の勢いによって、プリプレグ１１のｚ軸負側のｘｙ平面に樹脂１２が侵入する場合がある。被覆部１３ａの厚さＴは、このようにプリプレグ１１のｚ軸負側のｘｙ平面に樹脂１２が侵入し、当該樹脂１２によってプリプレグ１１がｚ軸正方向に持ち上げられた場合であっても、被覆部１３ａのｚ軸正側のｘｙ平面からプリプレグ１１が突出しないような厚さとすることができる。
また、被覆部１３ａを設ける場所は、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）などのコンピュータシミュレーションを用いてあらかじめ定めてもよい。例えば、ハイブリッド成形体１０において剪断応力が発生し得る場所を、ＣＡＥを用いてあらかじめ特定し、当該場所にのみ被覆部１３ａを設けてもよい。
なお、図２では被覆部１３ａ以外の被覆体１３の形状は、正面断面視矩形状としたが、プリプレグ１１及び樹脂１２のｚ軸正側のｘｙ平面からｚ軸正方向に突出するように設けられた形状であればよい。具体的には例えば、樹脂１２のｚ軸正側のｘｙ平面から、被覆部１３ａの右端に向かって傾斜を有して突出するような、正面断面視三角形状であってもよい。また、被覆部１３ａの正面断面視矩形状の角の部分を丸くしてもよい。
このように、本実施の形態に係るハイブリッド成形体は、プリプレグと樹脂との突き合わせ部分を被覆できるとともに、プリプレグと樹脂との境界部分に剪断力が生じることによって、外力や剪断応力が発生した際のプリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。また、本実施の形態に係るハイブリッド成形体は、プリプレグと樹脂との突き合わせ部分を被覆できるため、気密性を向上させることもできる。
また、本実施の形態に係るハイブリッド成形体の被覆部の幅は、プリプレグの位置ずれ量以上であり、被覆部の幅および厚さは、プリプレグと樹脂との境界部分における剪断強度が、剪断応力以上となるように設けられてもよい。このような構成によって、被覆部がプリプレグを確実に被覆することができ、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
続いて、図３を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形装置について説明する。図３は、実施の形態１にかかるハイブリッド成形装置を示す正面断面図である。
図３に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド成形装置２０は、プリプレグ１１をプレス加工する第１の型２１及び第２の型２２を備える。図３では、第１の型２１のｚ軸負側のｘｙ平面が、図２に示した被覆部１３ａを成形するための凹部２１ａを備えているが、これに限定されない。例えば、第２の型２２のｚ軸正側のｘｙ平面が被覆部１３ａを成形するための凹部を備えていてもよいし、第１の型２１及び第２の型２２の両方が凹部を備えていてもよい。換言すると、本実施の形態に係る成形装置２０は、第１の型２１及び第２の型２２が対向する面のうち少なくともいずれか一方が、被覆部１３ａを成形するための凹部を備える。
ここで、プリプレグ１１を第２の型２２上の所望の位置に配置する際に、所望の位置からｘｙ平面の方向にずれる位置ずれが生じる場合がある。想定される位置ずれ量は、ＣＡＥによって求めることができる。プリプレグ１１の想定される位置ずれ量が最大になった場合であっても、凹部２１ａがプリプレグ１１を被覆可能なように、幅Ｗ１を設定する。当該幅Ｗ１は、図２に示した被覆部１３ａの幅Ｗと一致するように設けられている。また、凹部２１ａの高さＴ１は、図２に示した被覆部１３ａの高さＴと一致するように設けられている。さらに、本実施の形態に係るハイブリッド成形装置２０は、第１の型２１及び第２の型２２のうち少なくともいずれか一方が、樹脂１２を射出する射出手段を備えてもよい（不図示）。
このように、本実施の形態に係るハイブリッド成形装置は、第１の型及び第２の型が対向する面のうち少なくともいずれか一方が、被覆部を成形するための凹部を備える。このような構成により、プリプレグと樹脂との境界部分に被覆部を備えるハイブリッド成形体を成形することができる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
また、第１の型及び第２の型のうち少なくともいずれか一方が、樹脂の射出手段を備えてもよい。このような構成によって、被覆部を第１の型側の面及び第２の型側の面のいずれか一方、又は、第１の型側の面及び第２の型側の面の両方に成形することができる。
続いて、図４及び図５を用いて、ハイブリッド成形体の成形方法について説明する。図４及び図５は、実施の形態１にかかるハイブリッド成形装置の動作を示す図である。図４に示すように、第１の型２１を第２の型２２へと近接する方向（ｚ軸負方向、白抜き矢印で示す）に移動させ、プリプレグ１１を所望の形状にプレス加工する。
続いて、図５に示すように、プリプレグ１１と樹脂１２との境界部分において、樹脂１２がプリプレグ１１の少なくとも一部を被覆するように、射出手段から樹脂１２が射出される。なお、樹脂１２は、射出の際は溶融状態となっており、第１の型２１と第２の型２２との間に充填された後、硬化する。このようにして、凹部２１ａ内に被覆部１３ａを備える被覆体１３が形成され、図２に示したような本実施の形態に係るハイブリッド成形体１０が成形される。
このように、本実施の形態に係るハイブリッド成形体の成形方法では、プレス成形後のプリプレグと樹脂との境界部分において、樹脂がプリプレグの少なくとも一部を被覆するように樹脂を射出してハイブリッド成形体を成形する。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
＜実施の形態２＞
次に、図６及び図７を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形体について説明する。続いて、図８を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形装置を説明する。さらに、図９を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形体の成形方法について説明する。
図６は、実施の形態２に係るハイブリッド成形体を示す平面図である。なお、図６に示すハッチングは、各部を見やすくするために付したものであり、断面図を示すものではない。図１に示した実施の形態１に係るハイブリッド成形体１０と本実施の形態に係るハイブリッド成形体３０との相違点は、プリプレグ３１がプレス加工されていない点と、被覆部３３の形状が異なる点である。ハイブリッド成形体３０のプリプレグ３１及び樹脂３２を構成する材料は実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図６に示すように、ハイブリッド成形体３０は、繊維強化プラスチックからなるプリプレグ３１と樹脂３２とが一体成形された、成形体である。プリプレグ３１は、プレス加工されていない。樹脂３２は、プリプレグ３１の全体を被覆する被覆部３３を備える（右上がり斜線で示す）。
図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。図７に示すように、被覆部３３は樹脂３２の一部であり、被覆部３３はプリプレグ３１のｚ軸正側のｘｙ平面の全体を被覆している。
このように、本実施の形態に係るハイブリッド成形体は、プリプレグ全体が樹脂によって被覆されるため、プリプレグと樹脂との境界部分を被覆することができる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
続いて、図８を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形装置について説明する。図８は、実施の形態２に係るハイブリッド成形装置４０を示す正面断面図である。実施の形態１と異なる点は、本実施の形態に係るハイブリッド成形装置４０は、射出手段４３が第１の型４１のみに設けられている点である。
図８に示すように、第１の型４１は、樹脂３２を射出する射出手段４３を備える。第２の型４２上には、プリプレグ３１が載置される。射出手段４３は、スプルー４４及びゲート４５を備える。スプルー４４は樹脂３２が通過する経路であり、ゲート４５は樹脂３２が型内へと流入する速度を調節することができる。射出手段４３は、スプルー４４とゲート４５との間にランナーを有していてもよい。
本実施の形態に係るハイブリッド成形装置４０では、射出手段４３は、第１の型４１と第２の型４２との間隔が所定の間隔となったときに、プリプレグ３１上へ樹脂３２の射出を開始する。なお、樹脂３２は、射出の際は溶融状態となっており、第１の型４１と第２の型４２との間に充填された後、硬化する。プリプレグ３１全体が樹脂３２によって被覆されるため、プリプレグ３１と樹脂３２との境界部分を被覆することができる。よって、プリプレグ３１と樹脂３２との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
図９は、実施の形態２にかかるハイブリッド成形装置の動作を示す図である。本実施の形態に係るハイブリッド成形体の成形方法では、プリプレグ３１のプレス加工を行わない。まず、プリプレグ３１を配置した第２の型４２に第１の型４１を相対的に接近させる。第１の型４１と第２の型４２との間隔が所定の間隔Ｇとなったときに、射出手段４３はプリプレグ３１上へ樹脂３２の射出を開始する。なお、樹脂３２は射出の際は溶融状態となっており、第１の型４１と第２の型４２との間に充填された後、硬化する。
ここで、所定の間隔Ｇは、プリプレグ３１が表出しない、すなわちリーク経路が形成されない任意の間隔とすることができる。また、例えばプリプレグ３１が第２の型４２に載置され、射出手段が第１の型４１に設けられているため、プリプレグ３１は樹脂３２の射出圧によって第２の型４２に押さえつけられる。したがって、プリプレグ３１がｚ軸方向に持ち上げられることを抑制できる。
このようにして、所定の間隔Ｇの厚さを有し、プリプレグ３１のｚ軸正側のｘｙ平面全体を被覆する被覆部３３が形成され、図６及び図７に示したような本実施の形態に係るハイブリッド成形体が成形される。
本実施の形態に係るハイブリッド成形体の成形方法では、プリプレグを配置した第２の型に第１の型を相対的に接近させて、第１の型と第２の型との間隔が所定の間隔となったときに、樹脂を射出してハイブリッド成形体を成形する。プリプレグ全体が樹脂によって被覆されるため、プリプレグと樹脂との境界部分を被覆することができる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。また、被覆部の形状をプリプレグのｚ軸正側のｘｙ平面全体を被覆する形状とすることにより、被覆部を備えるハイブリッド成形体をより容易に成形することができる。
また、本実施の形態では、図３に示した実施の形態１の成形装置２０の第１の型２１に射出手段を設けた成形装置を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形方法を行うこともできる。図３を参照して説明する。本実施の形態では、プリプレグ１１のプレス加工は行わない。まず、プリプレグ１１を載置した第２の型２２に、第１の型２１を相対的に接近させる。第１の型２１と第２の型２２との間隔が所定の間隔となったときに、射出手段はプリプレグ１１上へ樹脂１２の射出を開始する。なお、樹脂１２は射出の際は溶融状態となっており、第１の型２１と第２の型２２との間に充填された後、硬化する。
ここで、所定の間隔は、例えば、図４に示すように、第１の型２１のｚ軸負側のｘｙ平面の少なくとも一部が、プリプレグ１１のｚ軸正側のｘｙ平面の少なくとも一部に接触する間隔とすることができる。このようにして、図５に示すように、プリプレグ１１の少なくとも一部を被覆する被覆部１３ａを備えるハイブリッド成形体を成形することもできる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
＜実施の形態３＞
続いて、図１０及び図１１を用いて、本実施の形態に係るハイブリッド成形体の成形方法について説明する。図１０及び図１１は、実施の形態３にかかるハイブリッド成形装置の動作を示す図である。本実施の形態に係る成形方法で用いる成形装置６０と、実施の形態２で上述した成形装置４０との異なる点は、プリプレグ５１をプレス加工する点と、樹脂を射出する射出手段が設けられている位置である。本実施の形態では、射出手段（不図示）は、第１の型６１及び第２の型６２の少なくとも一方に設けられていてもよく、両方に設けられていてもよい。ハイブリッド成形体のプリプレグ５１及び樹脂５２を構成する材料は実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
図１０に示すように、プリプレグ５１を配置した第２の型６２に第１の型６１を相対的に接近させ（ｚ軸負方向、白抜き矢印で示す）、プリプレグ５１をプレス加工する。続いて図１１を参照する。プレス加工後に、第１の型６１を第２の型６２から相対的に離れる方向に移動させる（ｚ軸正方向、白抜き矢印で示す）。第１の型６１と第２の型６２との間隔Ｇ２が所定の間隔となったときに、樹脂５２を射出して、被覆部５３を備えるハイブリッド成形体を成形する。なお、樹脂５２は、射出の際は溶融状態となっており、第１の型６１と第２の型６２との間に充填された後、硬化する。
ここで、所定の間隔Ｇ２は、プリプレグ５１が表出しない、すなわちリーク経路が形成されない任意の間隔とすることができる。また、例えばプリプレグ５１が第２の型６２に載置され、射出手段が第１の型６１に設けられている場合、プリプレグ５１は樹脂５２の射出圧によって第２の型６２に押さえつけられる。したがって、プリプレグ５１がｚ軸方向に持ち上げられることを抑制できる。
本実施の形態に係るハイブリッド成形体の成形方法では、プレス加工後に、第１の型を第２の型から相対的に離れる方向に移動させ、第１の型と第２の型との間隔が所定の間隔となったときに樹脂を射出してハイブリッド成形体を成形する。プリプレグ全体が樹脂によって被覆されるため、プリプレグと樹脂との境界部分を被覆することができる。よって、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
＜実施の形態４＞
図１２は、実施の形態４にかかるハイブリッド成形体を示す正面断面図である。ハイブリッド成形体のプリプレグ７１及び樹脂７２を構成する材料は実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。実施の形態１の成形体１０では、被覆部１３ａがプリプレグ１１のｚ軸正側の面から突出していた（図２参照）。これに対し、本実施の形態に係るハイブリッド成形体７０は、被覆部７２ａがプリプレグ７１のｚ軸正側の面７１Ｓから突出しないように形成されている。換言すると、プリプレグ７１と樹脂７２との境界部分において、プリプレグ７１のｚ軸方向の厚さが薄く形成されている。
プリプレグ７１のｚ軸方向の厚さを薄く形成する例として、例えば、プリプレグ７１は厚さ７１ａを有し、境界部分は厚さ７１ａより薄い厚さ７１ｂを有するようにあらかじめ加工してもよい。他に例えば、厚さ７１ａを有するプリプレグ７１を、厚さ７１ｃの厚さ分プレス加工する工程を設け、境界部分は厚さ７１ａより薄い厚さ７１ｂを有するプリプレグ７１としてもよい。また、プリプレグ７１を構成する繊維強化プラスチックの積層数を、厚さ７１ａと厚さ７１ｂとで異なる積層数としてもよい。また、厚さ７１ｂのプリプレグと、厚さ７１ｃのプリプレグとを重ね、全体として厚さ７１ａのプリプレグとして成形してもよい。また、厚さ７１ｂのプリプレグを折りたたむことによって、厚さ７１ｂの部分と厚さ７１ａの部分とを有するプリプレグとしてもよい。
本実施の形態に係るハイブリッド成形体は、プリプレグと樹脂との接合面が噛み合うように構成されるため、プリプレグと樹脂との境界部分におけるリーク経路の発生を抑制できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
１０ 成形体
１０ ハイブリッド成形体
１１ プリプレグ
１２ 樹脂
１３ 被覆体
１３ａ 被覆部
２０ 成形装置
２０ ハイブリッド成形装置
２１ 第１の型
２１ａ 凹部
２２ 第２の型
３０ ハイブリッド成形体
３１ プリプレグ
３２ 樹脂
３３ 被覆部
４０ 成形装置
４０ ハイブリッド成形装置
４１ 第１の型
４２ 第２の型
４３ 射出手段
４４ スプルー
４５ ゲート
５１ プリプレグ
５２ 樹脂
５３ 被覆部
６０ 成形装置
６１ 第１の型
６２ 第２の型
７０ ハイブリッド成形体
７１ プリプレグ
７１Ｓ 面
７２ 樹脂
７２ａ 被覆部
Ｂ 接合面
Ｇ 間隔
Ｇ２ 間隔
Ｗ 幅
Ｗ１ 幅

Claims (8)

  1. 強化繊維プラスチックからなるプリプレグと樹脂とが一体成形されたハイブリッド成形体であって、
    前記プリプレグと前記樹脂との境界部分において、前記樹脂が前記プリプレグの少なくとも一部を被覆する被覆部を備える、
    ハイブリッド成形体。
  2. 前記被覆部の幅は、前記プリプレグの位置ずれ量以上であり、
    前記被覆部の幅および厚さは、前記プリプレグと前記樹脂との境界部分における剪断強度が、剪断応力以上となるように設けられている、
    請求項１に記載のハイブリッド成形体。
  3. 請求項１に記載のハイブリッド成形体を成形する成形装置であって、
    前記成形装置は、
    前記プリプレグをプレス加工する第１の型及び第２の型を備え、
    前記第１の型及び前記第２の型が対向する面のうち少なくともいずれか一方が、前記被覆部を成形するための凹部を備える、
    成形装置。
  4. 前記第１の型及び前記第２の型のうち少なくともいずれか一方が、前記樹脂の射出手段を備える、請求項３に記載の成形装置。
  5. 請求項１に記載のハイブリッド成形体を成形する成形装置であって、
    前記成形装置は、
    前記樹脂の射出手段を備える第１の型と、
    前記プリプレグが載置される第２の型と、を備え、
    前記射出手段は、前記第１の型と前記第２の型との間隔が所定の間隔となったときに、前記プリプレグ上へ前記樹脂の射出を開始する、
    成形装置。
  6. プリプレグと樹脂とを一体成形して請求項１又は２に記載のハイブリッド成形体を成形する成形方法であって、
    プレス成形後の前記プリプレグと前記樹脂との境界部分において、前記樹脂が前記プリプレグの少なくとも一部を被覆するように前記樹脂を射出して前記ハイブリッド成形体を成形する、
    成形方法。
  7. プリプレグと樹脂とを一体成形して請求項１に記載のハイブリッド成形体を成形する成形方法であって、
    プリプレグを配置した第２の型に第１の型を相対的に接近させて、前記第１の型と前記第２の型との間隔が所定の間隔となったときに、前記樹脂を射出して前記ハイブリッド成形体を成形する工程を備える、
    成形方法。
  8. プリプレグと樹脂とを一体成形して請求項１に記載のハイブリッド成形体を成形する成形方法であって、
    プリプレグを配置した第２の型に第１の型を相対的に接近させて、前記プリプレグをプレス加工する工程と、
    プレス加工後に、前記第１の型を前記第２の型から相対的に離れる方向に移動させ、前記第１の型と前記第２の型との間隔が所定の間隔となったときに前記樹脂を射出して前記ハイブリッド成形体を成形する工程と、を備える、
    成形方法。
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