(57)【要約】【課題】角部に歪や変形のないＦＲＰ製筐体を、プレス成形法により生産効率良く成形する方法を提供すること。【解決手段】角部を有するＦＲＰ製筐体をプレス成形法により成形するに際し、下型に敷設するプリプレグにおいて、筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部を筐体の側壁部よりも長い寸法とし、そして互いに隣り合い角部を形成するプリプレグの側壁構成部の端部同士を、一部重なり合わせて下型に敷設することからなるＦＲＰ製筐体のプレス成形法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角部を有するＦＲＰ製筐体をプレス成形法により成形するに際し、下型に敷設するプリプレグにおいて、筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部を筐体の側壁部よりも長い寸法とし、そして互いに隣り合い角部を形成するプリプレグの側壁構成部の端部同士を、一部重なり合わせて下型に敷設することを特徴とするＦＲＰ製筐体のプレス成形法。
【請求項２】
一部重なり合わせて下型に敷設されたプリプレグの側壁構成部の最外周に、一方向配列繊維プリプレグを巻回配置することを特徴とする請求項１記載のＦＲＰ製筐体のプレス成形法。
【請求項３】
角部を有するＦＲＰ製筐体が、底面が四角形の筐体である請求項１又は２記載のＦＲＰ製筐体のプレス成形法。
【請求項４】
下型に敷設するプリプレグの四隅が、それぞれＬ字形に切断除去されている請求項３記載のＦＲＰ製筐体のプレス成形法。
【請求項５】
Ｌ字形の一辺の長さが、筐体の側壁部の高さの５０〜９５％である請求項４記載のＦＲＰ製筐体のプレス成形法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＲＰ製筐体をプレス成形により効率良く成形する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パソコン、プリンタ、コピー機、ファックス、ハードディスクドライブ、オーディオ機器、ゲーム機、カメラ、携帯電話等の部品として用いられる筐体においては、軽量化、生産性向上、量産性、部品の共用化、コストダウンを目的として樹脂製のものが用いられるようになってきていた。そして、更に最近では、軽量・高強度であるばかりでなく、筐体の剛性・耐熱性・寸法安定性等もより高度のものが求められるようになってきている。このため、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を用いた筐体が、色々と開発・提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【特許文献１】特開平８−２７６４５０公報
【特許文献２】２００４−２６８３９１公報
【０００３】
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等の熱可塑性樹脂のマトリックス樹脂と、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維からなるものであり、軽量で且つ強度特性に優れている。そして、かかるＦＲＰを用いた前記筐体は、通常、射出成形やプレス成形により成形される。プレス成形法はある程度大型の筐体を成形する場合に良く用いられるが、角部を有する筐体の場合には、加圧硬化時に角部が開いたり、成形収縮等により歪んだり変形したりするという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、角部を有するＦＲＰ製筐体をプレス成形法により成形するに際し、角部に歪や変形のない筐体を、生産効率良く成形する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載された発明は、角部を有するＦＲＰ製筐体をプレス成形法により成形するに際し、下型に敷設するプリプレグにおいて、筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部を筐体の側壁部よりも長い寸法とし、そして互いに隣り合い角部を形成するプリプレグの側壁構成部の端部同士を、一部重なり合わせて下型に敷設することを特徴とするＦＲＰ製筐体のプレス成形法である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、一部重なり合わせて下型に敷設されたプリプレグの側壁構成部の最外周に、一方向配列繊維プリプレグを巻回配置することを特徴とする請求項１記載のＦＲＰ製筐体のプレス成形法である。
【０００７】
請求項３記載の発明は、角部を有するＦＲＰ製筐体が、底面が四角形の筐体である請求項１又は２記載のＦＲＰ製筐体のプレス成形法である。
【０００８】
請求項４記載の発明は、下型に敷設するプリプレグの四隅が、それぞれＬ字形に切断除去されている請求項３記載のＦＲＰ製筐体のプレス成形法である。
【０００９】
そして、請求項５記載の発明は、Ｌ字形の一辺の長さが、筐体の側壁部の高さの５０〜９５％である請求項４記載のＦＲＰ製筐体のプレス成形法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プレス成形法によって、角部に歪や変形のないＦＲＰ製の筐体を、生産効率良く成形することができる。そして、これらの筐体は、パソコン、ゲーム機、カメラ、携帯電話等の部品として広く用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
筐体とは、機器類を収める箱型の容器、フレームあるいは部品を意味するが、本発明の対象とするのは、それらのうち特に、ＦＲＰ製で角部を有するものである。角部を有する限り筐体の形状はどんなものでも良いし、また、角部も正確な角度を有するものだけでなく、角部が丸みを帯びたもの、即ち、Ｒ状になっているものも含む。
【００１２】
プレス成形法とは、プレス機と金型を使用して加熱・加圧・圧縮によりＦＲＰを成形する方法であり、本発明においては、特に制限はなく、通常の絞りプレス成形法等を利用できる。また、プリプレグとは、繊維強化材に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などのマトリックス樹脂を含浸させ、流動性や粘着性を除いて取り扱い性を良くした成形中間材である。本発明において用いられるプリプリグについて後述するが、特に制限はない。
【００１３】
本発明においては、角部を有するＦＲＰ製筐体をプレス成形法により成形するに際し、先ず、金型の下型に敷設するプリプレグが準備されるが、このプリプレグの大きさあるいはカットの形状に特徴がある。即ち、筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部を筐体の側壁部よりも長い寸法とし、そして互いに隣り合い角部を形成するプリプレグの側壁構成部の端部同士を、一部重なり合わせて下型に敷設することを特徴とするものである。なお、下型に敷設するプリプレグは、１枚であっても複数積層したものであっても良く、また、１枚で下型を覆うほどの大きさのものを用いても、あるいは複数重ね合わせて下型を覆う状態にしたものでも良い。いずれの場合であっても、本発明においては、敷設するプリプレグの角部をカットすることにより、筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部を筐体の側壁部よりも長い寸法とすることができる。
【００１４】
以下、角部を有するＦＲＰ製筐体が、底面が四角形の筐体である場合を例にして、図を用いて「筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部を筐体の側壁部よりも長い寸法とし、そして互いに隣り合い角部を形成するプリプレグの側壁構成部の端部同士を、一部重なり合わせて下型に敷設する」状態を説明する。
【００１５】
図１は従来の敷設方法を示す。図１において、１は筐体の収納部（底部と側壁部からなる蓋以外の部分）を形成するためのプリプレグであり、２は筐体の収納部形成のための下型であり、３は筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部である。プリプレグ１は、筐体の収納部を展開した状態に一致するように、その四隅がそれぞれ、例えば、Ｌ字状にカットされている。従来は、このようにカットされたプリプレグ１を、下型２に敷設し、プリプレグを収納部の形態にした後、プリプレグの側壁構成部の最外周に、例えば、一方向配列繊維プリプレグを巻回配置し（収納部の外周に鉢巻状に配置する）、次いでその上に上型をかぶせ（図示せず）絞りプレス成形していた。しかし、かかる方法では、成形品の角部の形状が正確に形成されないという問題があった。
【００１６】
図２は本発明の敷設方法を示す。図２において、筐体の収納部を形成するためのプリプレグ１のうち、筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部を３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとして示した。図２に示したように、プリプレグの側壁構成部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、本来の筐体の側壁部よりも長い寸法となっている。かかるプリプレグを、下型２に敷設するのであるが、その際、互いに隣り合い角部を形成するプリプレグの側壁構成部の端部同士、即ち、３ａと３ｂ、３ｂと３ｃ、３ｃと３ｄ、３ｄと３ａの端部同士を、一部重なり合わせて下型に敷設する。そして、その後は従来と同様に、プリプレグの側壁構成部の最外周に、好ましくは、一方向配列繊維プリプレグを巻回配置し上型をかぶせ絞りプレス成形する。かかる成形方法を取ることによって、成形時に角部が開くこともなく、また歪みの拡散が図られるためだと思われるが、角部の形状が正確に形成された成形品が得られる。
【００１７】
下型に敷設したとき、プリプレグの側壁構成部の端部同士が一部重なり合うようにするために、プリプレグの側壁構成部を筐体の側壁部よりも長い寸法とする方法、即ち、下型に敷設するプリプレグの四隅のカットの仕方はどのようなカット形状であってもかまわない。
図２に示したように四隅がそれぞれＬ字形にカットされたものでも、図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したようにカットされたものでも良い。あるいは底面が三角形の筐体の場合には、図４に示したようにカットすることもできる。いずれにしろ、プリプレグの側壁構成部の端部を適当にカットして、下型に敷設したとき端部同士が一部重なり合うようにすることが重要である。なお、図３と図４においては、点線に沿って折り曲げられた端部が、重なり合う部分を示している。
【００１８】
角部を有するＦＲＰ製筐体が、底面が四角形の筐体である場合には、下型に敷設するプリプレグの四隅が、それぞれＬ字形に切断除去されているのが、好ましく、その際、Ｌ字形の一辺の長さ（図２におけるＬ１）が、筐体の側壁部の高さ（Ｌ２）の５０〜９５％であるのが特に好ましい。
【００１９】
本発明において用いられるプリプレグとしては、補強用のガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の繊維強化材の織物、不織布等のシート状物に、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等のマトリックス樹脂を含浸させて得られたプリプレグが挙げられる。繊維強化材やマトリックス樹脂に関しては特に制限はないが、繊維強化材として好ましいのは炭素繊維であり、その織物が好ましい。織物としては、例えば、平織、綾織、朱子織等の経糸と緯糸から構成されるものの他、繊維束を一方向に引き揃えシート状とし、これを直角方向にステッチ糸で縫合した一軸織物、一方向に引き揃えたシート状物を角度を変えて複数積層し、これを直角方向にステッチ糸で縫合した多軸織物等が挙げられる。繊維強化材とマトリックス樹脂の割合は、繊維強化材が全体の３０〜７０重量％であるものが好ましい。なお、本発明において一方向配列繊維プリプレグとは、繊維束を一方向に引き揃えシート状にしたものとマトリックス樹脂からなるプリプレグを意味する（一軸織物を含む）。
【００２０】
マトリックス樹脂としては、熱硬化性や熱可塑性の樹脂を使用することができる。好ましいのは、熱硬化性樹脂であり、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、マレイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、シアン酸エステル樹脂、マレイミド樹脂とシアン酸エステル樹脂を予備重合した樹脂等が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、適宜量配合したものでも良い。これらの樹脂のうち、耐熱性、弾性率、耐薬品性に優れたエポキシ樹脂組成物、ビニルエステル樹脂組成物が特に好ましい。これらの熱硬化性樹脂には、硬化剤、硬化促進剤等が含まれていても良い。以下、実施例で本発明を詳述する。
【実施例】
【００２１】
金型の下型（筐体の底面が２０８ｍｍ×２６８ｍｍ、側壁部の高さが４０ｍｍ）に敷設するプリプレグとしては、炭素繊維の一方向配列繊維からなるプリプレグを用いた。炭素繊維としては、ＨＴＡ−１２Ｋ（東邦テナックス社製、汎用グレードの炭素繊維、８００ｔｅｘ、１２，０００フィラメント）を用い、このストランドに汎用のエポキシ樹脂を含浸させたものを用いた（樹脂含有率：４０％、目付２００ｇ／ｍ２）。このプリプレグを６枚、積層パターンが（０／０）、（９０／９０）、（０／０）となる様に重ねて、下型に、一方向配列繊維の前記（０／０）方向が下型の長手方向になるように積載した。次いで、図２に示すようにプリプレグの四隅をＬ字形に切断除去した。Ｌ字形の一辺の長さは、筐体の側壁部の高さの８０％となるように切断した。
【００２２】
次いで、カットしたプリプレグを、その側壁構成部を互いに一部重なり合わせて下型に敷設した。そして、敷設されたプリプレグの側壁構成部の最外周に、前記と同じ一方向配列繊維プリプレグを一枚巻回配置した。その後、金型の上型で型締めしながら、面圧１００ｋｇ／ｃｍ２で、１１０℃で６０分加熱・圧縮成形した。成形後、金型を冷却し脱型すると、角部の形状が正確に形成された歪みのない成形品が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の、ＦＲＰ製筐体を成形する際の下型に対するプリプレグの敷設方法を示す図である。
【図２】本発明の、ＦＲＰ製筐体を成形する際の下型に対するプリプレグの敷設方法を示す図である。
【図３】本発明におけるプリプレグの四隅のカットの仕方の例を示す図である。
【図４】底面が三角形の筐体の場合における、本発明のプリプレグのカットの仕方の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  筐体の収納部（底部と側壁部からなる蓋以外の部分）を形成するためのプリプレグ
２  筐体の収納部形成のための下型
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  筐体の側壁部を形成するプリプレグの側壁構成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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