(57)【要約】【課題】内面が平滑な試作ダクトを短期間で安価に製造する。【解決手段】内型１０の周囲に、柔軟で帯状の水硬性素材１１を巻き付ける。この水硬性素材１１は、ガラス繊維の基布に水硬性の樹脂を付して構成する。内型１０に巻き付けた水硬性素材１１を目止め剤を混合した水に付ける。水硬性素材１１が硬化したら、この筒状の水硬性素材１１を２個の部品に分割し、内型１０を取り出す。次いで、２個の部品を元の形に接着し、試作ダクトを完成する。目止め剤により、試作ダクトの内周面に平滑面部を形成できる。【選択図】　　　　図１
2004114514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体形状の内型の周囲に柔軟な帯状の水硬性素材を巻き付ける巻付工程と、
前記水硬性素材に水を浸透させて硬化させる硬化工程と、
硬化した前記水硬性素材を分割して前記内型を取り出す取出工程と、
前記水硬性素材の分割した部分を接続する組立工程と
を具備したことを特徴とする立体成形品の製造方法。
【請求項２】
硬化工程では、水硬性素材に目止め剤を含む水を浸透させ、立体成形品の内型と接する面に平滑性を付与する
ことを特徴とする請求項１記載の立体成形品の製造方法。
【請求項３】
取出工程と組立工程との間に、立体成形品を加工して、この立体成形品の内型と接する面に平滑性を付与する平滑加工工程を具備した
ことを特徴とする請求項１または２記載の立体成形品の製造方法。
【請求項４】
柔軟で帯状の水硬性素材を型に巻き付けた状態で硬化させて形成された筒状の本体部と、
この本体部の内面に形成された平滑な平滑面部と
を具備したことを特徴とする立体成形品。
【請求項５】
水硬性素材は、ガラス繊維に水硬性樹脂を付して構成された
ことを特徴とする請求項４記載の立体成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状の水硬性素材を用いた立体成形品の製造方法及び立体成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車の車室に配置される樹脂製のダクトなどについて、製品化に先立ち、風洞実験などを行うために、試作品として簡易部品が作成されている。そして、このダクトの簡易部品は、複雑な中空の立体形状をなすため、例えば、光造形工法による光造形品や、真空成形工法による真空成形品が用いられている。しかしながら、これら工法は製造コストが高く、試作品の製造に長い日程がかかるとの問題を有している。また、光造形品は改造時に破損しやすく、試作品として必要になる改造が困難である。さらに、真空成形工法は、材料を切断して製造装置に装着し、また製造した複数の部品を形状を整えながら接着などして組み立てるなどの煩雑な作業が必要になり、コストが上昇する問題を有している。
【０００３】
この点、風車翼の略円筒状の主桁について、ガラスクロスとガラスマットとを包帯状に積層する繊維強化プラスチックスＦＲＰが知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、ＦＲＰは、液体状の樹脂を含浸した状態で繊維を貼り重ねる煩雑な作業が必要で、コストが上昇する問題を有している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−６６２４４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、光造形工法による光造形品、真空成形工法による真空成形品、あるいはＦＲＰについては、コストの低減が容易でない問題を有している。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、容易に製造できる立体成形品及び立体成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の立体成形品の製造方法は、立体形状の内型の周囲に柔軟な帯状の水硬性素材を巻き付ける巻付工程と、前記水硬性素材に水を浸透させて硬化させる硬化工程と、硬化した前記水硬性素材を分割して前記内型を取り出す取出工程と、前記水硬性素材の分割した部分を接続する組立工程とを具備したものである。
【０００８】
そして、この構成では、立体成形品が容易に形成され、製造コストが低減される。
【０００９】
請求項２記載の立体成形品の製造方法は、請求項１記載の立体成形品の製造方法において、硬化工程では、水硬性素材に目止め剤を含む水を浸透させ、立体成形品の内型と接する面に平滑性を付与するものである。
【００１０】
そして、この構成では、面が平滑な立体成形品が容易に形成され、製造コストが低減される。
【００１１】
請求項３記載の立体成形品の製造方法は、請求項１または２記載の立体成形品の製造方法において、取出工程と組立工程との間に、立体成形品を加工して、この立体成形品の内型と接する面に平滑性を付与する平滑加工工程を具備したものである。
【００１２】
そして、この構成では、面が平滑な立体成形品が容易に形成され、製造コストが低減される。
【００１３】
請求項４記載の立体成形品は、柔軟で帯状の水硬性素材を型に巻き付けた状態で硬化させて形成された筒状の本体部と、この本体部の内面に形成された平滑な平滑面部とを具備したものである。
【００１４】
そして、この構成では、内面を平滑にした筒状の立体成形品が容易に形成され、製造コストが低減される。
【００１５】
請求項５記載の立体成形品は、請求項４記載の立体成形品において、水硬性素材は、ガラス繊維に水硬性樹脂を付して構成されたものである。
【００１６】
そして、この構成では、水硬性素材は扱いが容易で筒状の立体成形品が容易に形成され、製造コストが低減される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の立体成形品の製造方法及び立体成形品の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図２及び図３において、１は立体成形品としての簡易部品である試作ダクトで、この試作ダクト１など複数の部品を組み合わせ、ダクト装置の試作品である試作ダクト装置２が構成されている。そして、この試作ダクト装置２は、図２に示すように、自動車の車室内の例えばカーペット下に配置されるヒーターダクトなどのダクト装置の試作品で、全体としては管状すなわち筒状をなし、空調装置から温風などの空気が供給される供給口３と、空気を吹き出す複数の吹き出し口４となどを備えている。
【００１９】
そして、各試作ダクト１は、設計検討用試作ダクトとも呼び得るもので、試作ダクト装置２を構成する簡易部品であり、扁平な筒状に形成されている。また、各試作ダクト１は、ダクトとしての性能を測定などするために用いるもので、内部を空気が流れるものであり、表面である内面は平滑な平滑面部５として形成されている。
【００２０】
次に、この試作ダクト１の製造工程を説明する。
【００２１】
まず、図１などに示すように、簡易のモデルである型である内型１０を作成する。そして、この内型１０は、例えば発泡樹脂板を削った板内形状で作られている。また、この内型１０の外周面は、必要に応じて、プライマー処理を施し、平滑に形成されている。
【００２２】
次に、図１に示すように、この内型１０に、いわばテープワインディング法で、水硬性素材１１を巻き付ける。そして、この水硬性素材１１は、粗い布状のガラス繊維基布に水硬性の樹脂などを付し、全体として柔軟な帯状をなすとともに、硬化後もカッターなどで容易に切断可能なもので、例えば、硬化時間４分のロイスメディカル社製のテックフォームキャスティングテープであるオルソグラス（登録商標）を用いる。また、この巻き付け作業の際は、水硬性素材１１が互いに一部分（図１にＬで示すラップ部分）が重なるようにして貼り付けていく。
【００２３】
次いで、この内型１０に巻き付けた水硬性素材１１に、水分を浸透させて硬化させ、筒状の本体部１２を形成する。この方法としては、図４に示すように、容器１４内に溜めておいた水１５に浸漬する。この時、水１５には、例えば水溶性接着剤である木工用ボンドなどの目止め剤が混ぜられており、この目止め剤は水硬性素材１１を透過などし、内型１０と水硬性素材１１との境界部分の隙間を埋めて、試作ダクト１の本体部１２の内周面などの面に平滑面部５を形成する。なお、この目止め剤で埋めるべき隙間とは、水硬性素材１１の網目状をなす基布の構造による凹凸や、水硬性素材１１同士のラップ部分Ｌに生じる凹凸（図８に示す部分Ａ）などである。
【００２４】
そして、この水硬性素材１１を水１５から取り出し、エアブローなどで余分な水１５を吹き飛ばし、さらに、自然乾燥や送風機を用いて室温の風を当てるなどして、乾燥させ、硬化させる。
【００２５】
そして、水硬性素材１１が硬化した後、図５に示すように、カッターなどの治具１６を用い、この水硬性素材１１を側面部などに適宜設定したパーティングライン１７で２個の部品２１，２２に分割し、水硬性素材１１から内型１０を取り出す。
【００２６】
そして、接着剤やテープなどを用いて、分割した部品２１，２２をパーティングライン１７で元の形状に貼り合わせることにより、試作ダクト１が完成する。そして、これら試作ダクト１同士を組み合わせるとともに適宜の部品を組み合わせ、試作ダクト装置２が構成される。
【００２７】
また、図６及び図７に示すように、水硬性素材１１を巻きにくい部分は、別工程にて、凹形状２４ａを形成した別個の型２４を用いて水硬性素材１１で補助部品２５を作成し、あるいは水硬性素材１１を用いずに補助部品２６を作成し、水硬性素材１１の巻き付け時に一体的に固定し、あるいは、水硬性素材１１の硬化後に接着剤などで接着することもできる。なお、これら補助部品２５，２６としては、凹凸がある部分の形成や、補強板、あるいは、分割した部品２１，２２同士を結合する係合部品として用いられ、例えば、補助部品２５は、空気の吹き出し口４の傾斜を形成する部材であり、補助部品２６は、分割した部品２１，２２同士を結合する取付ブラケットである。
【００２８】
また、水硬性素材１１により形成された余分な部分は、水硬性素材１１の硬化後に切断して除くこともできる。
【００２９】
このように、本実施の形態の水硬性素材を用いた簡易部品およびその製造法（作成方法）によれば、内型１０に、水硬性素材１１を巻き付けることにより、特殊な設備などを用いる必要なく、短時間で容易に試作ダクト１を製造できる。さらに、水硬性素材１１を硬化させる水に目止め剤を混ぜることにより、目的とする内径寸法を有し、さらに、内周面が平滑性を有する高気密の筒状物を後加工の必要なく短期間に安価に製造することができる。すなわち、この試作ダクト１は、目的とする内径寸法を有するとともに、内周面が平滑で、通気抵抗が削減され、内部を空気が円滑に流動するため、試作ダクト１に適した高品質の筒状物を製造でき、試作コストを大幅に削減でき、試作日程を短期で可能にできる。
【００３０】
また、ガラス繊維の基布に水硬性の樹脂を付した水硬性素材１１を用いることにより、高強度で軽量な試作ダクト１が製造可能になる。そして、水硬性素材１１は、硬化前は柔軟な帯状をなすため、内型１０に巻き付けやすく、作業を容易にできる。また、硬化した水硬性素材１１は所定の硬度を有し、形状を保持できるため、一旦硬化した水硬性素材１１を切り開き、内型１０を取り出し、元の形状に貼り合わせることにより、強固で剛性のある筒状物を容易に製造できる。また、帯状の水硬性素材１１は、硬化時に収縮するため、転写性が向上し、内型１０の表面を平滑に形成しておくことにより、試作ダクト１の内面を容易に平滑にできる。
【００３１】
さらに、別体の補助部品２５，２６についても、帯状の水硬性素材１１の巻き付け時に同時に巻き込むことにより、容易に強固に固定できる。
【００３２】
また、内型１０から取り外すために水硬性素材１１をパーティングライン１７で分割した状態で、必要に応じて加工することもできる。例えば、吹き出し口４のための楕円状などの開口部をカッターなどの治具１６で開口することもできる。また、試作ダクト１の内部に円柱状などの支柱を配置することもできる。例えば、この支柱は、一端部を一方の部品２１に接着して固定し、また、部品２１，２２同士を結合する際に、他方の部品２２に接着するように、支柱の他端に接着剤を塗布しておくことができる。さらに、支柱を固定する部品２１には、予め支柱が嵌合する孔部を形成しておくこともできる。
【００３３】
さらに、分割した部品２１，２２を結合した後にも、カッターなどの治具１６を用いて必要な位置に容易に開口を形成できるため、製造後ヒーターダクトの調整、修正や加工などの改造作業も容易に行うことができる。
【００３４】
なお、上記の実施の形態では、平滑面部５を形成するため、水硬性素材１１を硬化する水１５に目止め剤を混合したが、この目止め剤を水１５に混合しないこともできる。
【００３５】
また、この試作ダクト１の内面に平滑面部５を形成するため、この目止め剤の混合に代えて、あるいは、この目止め剤の混合とともに、水硬性素材１１を切り開いて２個の部品２１，２２に分割した状態で、所定の平滑加工工程を行うこともできる。そして、この方法では、後加工により水硬性素材１１の硬化した内面を平滑にするため、所望の位置に確実に平滑面部５を形成できる。
【００３６】
そして、このように、内面を平滑にして空気抵抗を削減する平滑加工工程としては、木工用ボンドなどの接着剤などの目止め剤を、刷毛、へら、あるいはスプレーガンなどを用いて、内面に塗布し、布目（網目）などを目止めすることができる。また、このような目止め剤を用い、あるいは、目止め剤を用いずに、カッターやヤスリなどを用いた機械的な平滑加工を施すこともできる。あるいは、例えば、図８に示すように、内面にアルミテープなどの表面３１ａが平滑なテープ３１を貼り付けることもできる。
【００３７】
また、内型１０に巻き付けた水硬性素材１１に水分を浸透させる方法としては、水あるいは目止め剤を混ぜた水をノズルから噴霧する方法、あるいは、刷毛で塗布する方法などを採ることもできる。また、水硬性素材１１は、水分を含ませた後に、内型１０に巻き付けることもできる。
【００３８】
また、上記の方法で製造した試作ダクト１は、通気抵抗試験や風量配分試験に用いることができるので、試作ダクト１の解析結果に基づいて、試作ダクト１の調整や修正を行うことによって、ヒーターダクトなどの製品の玉成に有用である。
【００３９】
また、この試作ダクト１は、軽量であり、剛性もあることから、実際の車両に取り付ける製品として用いることもできる。そして、この試作ダクト１は、従来のようにポリエチレン樹脂製のダクトの製造時に用いる金型を必要としないため、大量生産には不向きであるが、少量生産に適している。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の立体成形品の製造方法によれば、立体形状の内型の周囲に柔軟な帯状の水硬性素材を巻き付け、水硬性素材に水を浸透させて硬化させ、硬化した水硬性素材を分割して内型を取り出し、水硬性素材の分割した部分を接続することにより、立体成形品を容易に形成でき、製造コストを低減できる。
【００４１】
請求項２記載の立体成形品の製造方法によれば、請求項１記載の効果に加え、硬化工程では、水硬性素材に目止め剤を含む水を浸透させ、立体成形品の内型と接する面に平滑性を付与するため、面が平滑な立体成形品を容易に形成でき、製造コストを低減できる。
【００４２】
請求項３記載の立体成形品の製造方法によれば、請求項１または２記載の効果に加え、取出工程と組立工程との間に、立体成形品を加工して、この立体成形品の内型と接する面に平滑性を付与する平滑加工工程を具備したため、面が平滑な立体成形品を容易に形成でき、製造コストを低減できる。
【００４３】
請求項４記載の立体成形品によれば、柔軟で帯状の水硬性素材を型に巻き付けた状態で硬化させて形成された筒状の本体部と、この本体部の内面に形成された平滑な平滑面部とを具備したため、内面を平滑にした筒状の立体成形品を容易に形成でき、製造コストを低減できる。
【００４４】
請求項５記載の立体成形品によれば、請求項４記載の効果に加え、水硬性素材は、ガラス繊維に水硬性樹脂を付して構成したため、水硬性素材は扱いが容易で筒状の立体成形品を容易に形成でき、製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立体成形品の製造方法の一実施の形態を示す製造工程の説明図である。
【図２】同上立体成形品を用いて構成した試作ダクト装置の斜視図である。
【図３】同上立体成形品の斜視図である。
【図４】同上立体成形品の製造工程を示す説明図である。
【図５】同上立体成形品の製造工程を示す説明図である。
【図６】同上立体成形品の製造工程を示す一部の斜視図である。
【図７】同上立体成形品の製造工程を示す一部の斜視図である。
【図８】同上立体成形品を構成する部品の図５のＩ−Ｉ相当位置の断面図である。
【符号の説明】
１　　立体成形品としての試作ダクト
５　　平滑面部
１０　　内型
１１　　水硬性素材
１２　　本体部
１５　　水
【図１】
2004114514.tif 000003
【図２】
2004114514.tif 000004
【図３】
2004114514.tif 000005
【図４】
2004114514.tif 000006
【図５】
2004114514.tif 000007
【図６】
2004114514.tif 000008
【図７】
2004114514.tif 000009
【図８】
2004114514.tif 000010