(57)【要約】      （修正有）【課題】形状の多様性が増加し、容器の表面の平滑度が向上し、作製プロセスが簡単化され、コストが低減する複合材容器を提供する。【解決手段】第１プレートを巻いて中空なバレル状に形成し、第１プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成され、各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成されるバレル本体１０と、第２プレートで成形され、第１底部２１と、第１環状縁２２と、を備え、第１環状縁は第１底部の周囲に設けられており、第２プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成される底蓋２０と、第３プレートで成形され、第２底部と、第２環状縁と、を備え、第２環状縁は第２底部の周囲に設けられており、第３プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成される上蓋と、を備える。【選択図】図８
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
第１プレートを巻いて中空なバレル状に形成し、前記第１プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成され、前記各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成され、これにより、これらの前記熱可塑性プリプレグの繊維は、配列方向が互いに異なるように重なり合い、金型により前記第１プレートを熱圧して成形されるバレル本体と、
第２プレートで成形され、第１底部と、第１環状縁と、を備え、前記第１環状縁は前記第１底部の周囲に設けられており、前記第２プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成され、前記各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成され、金型により前記第２プレートを熱圧して成形される底蓋と、
第３プレートで成形され、第２底部と、第２環状縁と、を備え、前記第２環状縁は前記第２底部の周囲に設けられており、前記第３プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成され、前記各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成され、金型により前記第３プレートを熱圧して成形される上蓋と、を備える複合材容器において、
前記上蓋には、更に、穿孔が設けられており、
前記底蓋は前記バレル本体の一端に設けられており、前記第１環状縁と前記バレル本体のバレル壁とは、互いに密着して熱圧によって固定し、前記上蓋は前記バレル本体の他端に設けられており、前記第２環状縁と前記バレル本体のバレル壁とは、互いに密着して熱圧によって固定することにより、前記バレル本体、前記上蓋および前記底蓋は収容空間を囲むことを特徴とする、
複合材容器。
【請求項２】
前記底蓋と前記上蓋とは、それぞれ前記バレル本体の両端の内側に設けられており、前記第１環状縁と前記第２環状縁との外面は、それぞれ前記バレル本体の裏壁に密着することを特徴とする、請求項１に記載の複合材容器。
【請求項３】
前記第１環状縁と前記第２環状縁との伸び方向は、互いに反対であることを特徴とする、請求項１に記載の複合材容器。
【請求項４】
前記第１環状縁と前記第２環状縁との伸び方向は、互いに向かい合うことを特徴とする、請求項１に記載の複合材容器。
【請求項５】
前記底蓋と前記上蓋とは、それぞれ前記バレル本体の両端の外壁に設けられており、前記第１環状縁と前記第２環状縁との内面は、それぞれ前記バレル本体の外壁に密着することを特徴とする、請求項１に記載の複合材容器。
【請求項６】
前記第１環状縁と前記第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応する前記バレル本体の壁面とには、径方向に伸び互いに対応する、凸縁と、環状溝とがそれぞれ設けられており、前記第１環状縁と前記第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応する前記バレル本体の壁面との径方向での両側は、それぞれ、凹部を有する第１転動金型と、突起を有する第２転動金型とに挟まれて熱圧成形され、前記第１環状縁と前記第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応する前記バレル本体とに対して周方向に沿って移動して、前記凸縁と前記環状溝とを形成することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の複合材容器。
【請求項７】
前記第１環状縁と前記第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応する前記バレル本体の壁面とには、径方向に伸び互いに対応する、環状溝と、凸縁とがそれぞれ設けられており、前記第１環状縁と前記第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応する前記バレル本体の壁面との径方向での両側は、それぞれ、突起を有する第１転動金型と、凹部を有する第２転動金型とに挟まれて熱圧成形され、前記第１環状縁と前記第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応する前記バレル本体とに対して周方向に沿って移動して、前記環状溝と前記凸縁とを形成することを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の複合材容器。
【請求項８】
前記第１底部と前記第２底部とは、それぞれ、前記バレル本体の軸方向に垂直な平面であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の複合材容器。
【請求項９】
前記第１底部と前記第２底部とは、それぞれ半球面であり、前記第１底部と前記第２底部との凹む面は、互いに向かい合うことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の複合材容器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、複合材で作製された容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、複合材繊維で作製されるバレル状容器は、複合材繊維糸条を内型に巻いて形成する。例えば台湾特許ＴＷ２０１３３２７５２号が提案された。
【０００３】
しかし、この作製方法によれば、巻いているときに繊維糸条の伸びを便利にするために、容器の底部と上部とを球状だけにせざるを得ない。このため、形状に制限があり、綺麗な外観を得ることが難しい。一方、巻いて形成された容器の表面は荒く、隙間が多い。特に、このような作製プロセスによれば、工数がかなり掛かり、設備投資が高額になる。
【０００４】
また、複合材は内型に直接に巻き付けられ、内型の取り出しをしないことが一般的であるため、容器の重量が重く、軽量化することは難しい。
【０００５】
以上により、複合材容器は、形状の多様性の増加、容器の表面の平滑度の向上、作製プロセスの簡単化およびコストの低減を改善することが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】台湾特許ＴＷ２０１３３２７５２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案の主な目的は、作製が容易であり、設備の投資がより低く、形状の精確度が高く、表面が平滑であり、大量生産が可能な複合材容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案に係る複合材容器は、第１プレートを巻いて中空なバレル状に形成し、第１プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成され、各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成され、これにより、これらの熱可塑性プリプレグの繊維は、配列方向が互いに異なるように重なり合い、金型により第１プレートを熱圧して成形されるバレル本体と、第２プレートで成形され、第１底部と、第１環状縁と、を備え、第１環状縁は第１底部の周囲に設けられており、第２プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成され、各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成され、金型により第２プレートを熱圧して成形される底蓋と、第３プレートで成形され、第２底部と、第２環状縁と、を備え、第２環状縁は第２底部の周囲に設けられており、第３プレートは配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成され、各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成され、金型により第３プレートを熱圧して成形される上蓋と、を備える複合材容器において、上蓋には、更に、穿孔が設けられており、底蓋はバレル本体の一端に設けられており、第１環状縁とバレル本体のバレル壁とは、互いに密着して熱圧によって固定し、上蓋はバレル本体の他端に設けられており、第２環状縁とバレル本体のバレル壁とは、互いに密着して熱圧によって固定することにより、バレル本体、上蓋および底蓋は収容空間を囲むことを特徴とする。
【０００９】
本考案に係る複合材容器は、底蓋と上蓋とは、それぞれバレル本体の両端の内側に設けられており、第１環状縁と第２環状縁との外面は、それぞれバレル本体の裏壁に密着することを特徴とする。
【００１０】
本考案に係る複合材容器は、第１環状縁と第２環状縁との伸び方向は、互いに反対であることを特徴とする。
【００１１】
本考案に係る複合材容器は、第１環状縁と第２環状縁との伸び方向は、互いに向かい合うことを特徴とする。
【００１２】
本考案に係る複合材容器は、底蓋と上蓋とは、それぞれバレル本体の両端の外壁に設けられており、第１環状縁と第２環状縁との内面は、それぞれバレル本体の外壁に密着することを特徴とする。
【００１３】
本考案に係る複合材容器は、第１環状縁と第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体の壁面とには、径方向に伸び互いに対応する、凸縁と、環状溝とがそれぞれ設けられており、第１環状縁と第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体の壁面との径方向での両側は、それぞれ、凹部を有する第１転動金型と、突起を有する第２転動金型とに挟まれて熱圧成形され、第１環状縁と第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体とに対して周方向に沿って移動して、凸縁と環状溝とを形成することを特徴とする。
【００１４】
本考案に係る複合材容器は、第１環状縁と第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体の壁面とには、径方向に伸び互いに対応する、環状溝と、凸縁とがそれぞれ設けられており、第１環状縁と第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体の壁面との径方向での両側は、それぞれ、突起を有する第１転動金型と、凹部を有する第２転動金型とに挟まれて熱圧成形され、第１環状縁と第２環状縁とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体とに対して周方向に沿って移動して、環状溝と凸縁とを形成することを特徴とする。
【００１５】
本考案に係る複合材容器は、第１底部と第２底部とは、それぞれ、バレル本体の軸方向に垂直な平面であることを特徴とする。
【００１６】
本考案に係る複合材容器は、第１底部と第２底部とは、それぞれ半球面であり、第１底部と第２底部との凹む面は、互いに向かい合うことを特徴とする。
【考案の効果】
【００１７】
本考案に係る複合材容器は、形状の多様性が増加し、容器の表面の平滑度が向上し、作製プロセスが簡単化され、コストが低減するという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案に係る第１プレートを示す図である。
【図２】本考案に係るバレル本体の作製プロセスを示す図である。
【図３】本考案に係るバレル本体の作製プロセスを示す図である。
【図４】本考案に係るバレル本体の作製プロセスを示す図である。
【図５】本考案に係る底蓋の作製プロセスを示す図である。
【図６】本考案に係る上蓋の作製プロセスを示す図である。
【図７】本考案に係るバレル本体を底蓋と結合する作製プロセスを示す図である。
【図８】本考案に係るバレル本体を底蓋と結合する作製プロセスを示す図である。
【図９】本考案に係るバレル本体を上蓋と結合する作製プロセスを示す図である。
【図１０】本考案の第２の実施形態に係る複合材容器を示す剖面図である。
【図１１】本考案の第３の実施形態に係る複合材容器を示す剖面図である。
【図１２】本考案の第４の実施形態に係る複合材容器を示す剖面図である。
【図１３】本考案の第５の実施形態に係る複合材容器を示す剖面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下、本考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１から図１３を参照する。本考案に係る複合材容器は、バレル本体１０と、底蓋２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと、上蓋３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと、を備える。
【００２１】
バレル本体１０は、第１プレート１００を巻いて中空なバレル状に形成する。第１プレート１００は配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグ１００’を重なり合って構成される。各熱可塑性プリプレグ１００’は、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成される。これにより、これらの熱可塑性プリプレグ１００’の繊維は、配列方向が互いに異なるように重なり合う。金型により第１プレート１００を熱圧してバレル本体１０が成形される。
底蓋２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、第２プレート２００で成形され、第１底部２１と、第１環状縁２２と、を備える。第１環状縁２２は第１底部２１の周囲に設けられている。第２プレート２００は、配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成される。前記各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成される。これにより、これらの前記熱可塑性プリプレグの繊維の配列方向が互いに異なるように重なり合う。金型により第２プレート２００を熱圧して、底蓋２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが成形される。
上蓋３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、第３プレート３００で成形され、第２底部３１と、第２環状縁３２と、を備える。第２環状縁３２は第２底部３１の周囲に設けられている。第３プレート３００は配列方向が互いに異なる複数の熱可塑性プリプレグを重なり合って構成される。前記各熱可塑性プリプレグは、複数の繊維を配列して熱可塑性樹脂に含浸して構成される。これにより、これらの前記熱可塑性プリプレグの繊維の配列方向が互いに異なるように重なり合う。
金型により前記第３プレート３００を熱圧して、上蓋３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが成形される。上蓋３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄには、更に、穿孔３３が設けられている。底蓋２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄはバレル本体１０の一端に設けられている。第１環状縁２２とバレル本体１０のバレル壁とは、互いに密着して熱圧によって固定する。上蓋３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄはバレル本体１０の他端に設けられている。前記第２環状縁３２とバレル本体１０のバレル壁とは、互いに密着して熱圧によって固定することにより、バレル本体１０、上蓋３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄおよび底蓋２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、収容空間１１を囲む。もちろん、前記上蓋と前記バレル本体との間、及び前記底蓋と前記バレル本体との間に、更に、樹脂層を塗布することにより、両方の結合強度を増加してもよい。
【００２２】
図７から図９を参照する。底蓋２０と上蓋３０とは、それぞれバレル本体１０の両端の内側に設けられている。第１環状縁２２と第２環状縁３２との外面は、それぞれバレル本体１０の裏壁に密着する。第１環状縁２２と第２環状縁３２との伸び方向は、互いに反対である。もちろん、第１環状縁２２と第２環状縁３２との伸び方向は、図１０から図１２に示すように、互いに向かい合ってもよい。また、図１０又は図１１に示すように、底蓋２０ａ，２０ｂと上蓋３０ａ，３０ｂとは、それぞれバレル本体１０の両端の外壁に設けられており、前記第１環状縁と前記第２環状縁との内面は、それぞれ前記バレル本体の外壁に密着してもよい。
【００２３】
前記第１底部と前記第２底部との形状について、本考案の実施形態では、図７から図１０に示すように、第１底部２１と第２底部３１とは、それぞれ、バレル本体１０の軸方向に垂直な平面である。もちろん、前記第１底部と前記第２底部とは、図１１から図１３に示すように、半球面でもよい。例えば、前記第１底部と前記第２底部との凹んだ面は、互いに向かい合うことが好ましい。
【００２４】
一方、図７から図９に示すように、第１環状縁２２と第２環状縁３２とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体１０の壁面とには、径方向に伸び互いに対応する、環状溝２２１，３２１と、凸縁１２とがそれぞれ設けられており、第１環状縁２２と第２環状縁３２とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体１０の壁面との径方向での両側は、それぞれ、突起８１を有する第１転動金型８０と、凹部９１を有する第２転動金型９０とに挟まれて熱圧成形されて、第１環状縁２２と第２環状縁３２とのうちの少なくとも一方と、それに対応するバレル本体１０とに対して周方向に沿って移動して、環状溝２２１，３２１と、凸縁１２とを形成することが好ましい。これにより、上蓋３０又は底蓋２０をバレル本体１０に固定することができ、上蓋３０又は底蓋２０の軸方向へのスライドを回避できる。しかし、第１転動金型８０と第２転動金型９０との位置を交換することにより、環状溝と凸縁との位置を交換してもよい。
【００２５】
特に、本考案の図１０及び図１１の実施形態では、環状溝と凸縁とを有しないが、これらの実施形態は、同じ方式で環状溝と凸縁とを成形してもよい。
【００２６】
以下、本考案に係る複合材容器の作製プロセスのステップを詳細に説明する。
【００２７】
まず、図１に示すように、配列方向が互いに異なる複数枚の熱可塑性プリプレグ１００’を重なり合って第１プレート１００を構成して、図２に示すように、第１プレート１００をコアバー４０に密着して、図３及び図４に示すように、コアバー４０に密着された第１プレート１００をバレル本体金型５０に入れて加熱して成形して離型した後、成形されたバレル本体１０をコアバー４０から取り外すと、バレル本体の作製が終了する。
【００２８】
また、図５に示すように、上型６１と下型６２とを有する底蓋金型６０により、底蓋２０の成形を行う。底蓋金型６０の上型６１と下型６２とは、互いに対向する、金型窪み６１１と、金型突起６２１と、をそれぞれ有する。第１プレートと同じ方式で重なり合って構成される第２プレート２００を、金型窪み６１１と金型突起６２１との間に置いた後、上型６１を下型６２に合わせると、底蓋２０を成形することができる。
同じように、図６に示すように、上型７１と下型７２とを有する上蓋金型７０により、上蓋３０の成形を行う。その相違する点は、上蓋金型７０の金型突起には、更に、ピン７２１が設けられていることにある。ピン７２１により、上蓋３０の穿孔を開けることができる。第３プレート３００も第１プレートと同じ方法で重なり合って構成される。
【００２９】
次に、図７及び図８を参照する。バレル本体１０の一端の適當な位置に底蓋２０（上蓋を先に取ってもよい）を置いて、第１転動金型８０と第２転動金型９０とにより、第１環状縁２２とバレル本体１０と挟んで、周方向に沿って転動して成形すると、凸縁１２と環状溝２２１とを形成できる。また、図９に示すように、同じ方式で上蓋３０とバレル本体１０とに、凸縁１２と環状溝３２１とを成形すると、複合材容器の作製が終了する。
【００３０】
本考案に係る複合材容器は、バレル本体、底蓋および上蓋がそれぞれ複合材プレートで成形されて組み合わせた後、加熱成形して、熱可塑性樹脂に含浸することにより、バレル本体、底蓋および上蓋を結合して一体とする。凸縁と環状溝との強化構造により、本考案に係る複合材容器は、構造の強度が十分であり、作製プロセスが簡単であり、特に、上蓋と底蓋とが、別々に単独で成形されるため、より複雑な形状に成形することができ、容器の表面が平滑であり、気孔がより少なく、ニーズによって任意に組み合わせることができる。
【００３１】
なお、本考案は前記実施の形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本考案の実用新案登録請求の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【００３２】
１０  バレル本体
１１  収容空間
１２  凸縁
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ  底蓋
２１  第１底部
２２  第１環状縁
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ  上蓋
３１  第２底部
３２  第２環状縁
３３  穿孔
４０  コアバー
５０  バレル本体金型
６０  底蓋金型
６１  上型
６２  下型
７０  上蓋金型
７１  上型
７２  下型
８０  第１転動金型
８１  突起
９０  第２転動金型
９１  凹部
１００  第１プレート
１００’  熱可塑性プリプレグ
２００  第２プレート
２２１  環状溝
３００  第３プレート
３２１  環状溝
６１１  金型窪み
６２１  金型突起
７２１  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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