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CN113211826A - 纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置 - Google Patents

纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置 Download PDF

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CN113211826A CN202110075861.6A CN202110075861A CN113211826A CN 113211826 A CN113211826 A CN 113211826A CN 202110075861 A CN202110075861 A CN 202110075861A CN 113211826 A CN113211826 A CN 113211826A
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Abstract

本发明提供能够有效地抑制熔接痕的产生的纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置。即使在设置多个浇口(树脂注入口)的情况下，也在二次浇口(第2树脂注入口)(14b)检测树脂流动后注入树脂(3)，使从一次浇口(第1树脂注入口)(14a)注入的树脂(3)与从二次浇口(第2树脂注入口)(14b)注入的树脂(3)顺畅地合流。

Description

纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及由纤维加强(强化)的高压罐等纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置。
背景技术
在燃料电池车中使用储藏天然气、氢气等燃料气体的高压罐(以下，存在简称为罐的情况)。这样的高压罐将具有阻气性的中空的衬里作为芯材，并由碳纤维强化塑料、玻璃纤维强化塑料(以下，总体上作为纤维强化树脂层)包覆了衬里而制造得出纤维强化树脂成型品。作为衬里，从轻型化等的观点，通常使用树脂制的中空容器。
作为高压罐的制造方法，以往，公知有FW(Filament Winding-长丝缠绕)法、RTM(Resin Transfer Molding-树脂传递成型)法。例如专利文献1公开了利用了RTM法的高压罐的制造方法。在该制造方法中，将在形成高压罐的内部空间的衬里的外表面形成有纤维层的预制件配置于模具内，朝向配置于上述模具内的上述预制件从浇口射出树脂，并且以上述预制件的中心轴线为旋转中心使上述预制件在上述模具内沿着周向旋转。
专利文献1：日本特开2019-056415号公报
专利文献2：日本特开平1-242219号公报
专利文献3：国际公开第2013/125641号
在利用了上述RTM法的制造方法中，朝向上述模具内的上述预制件，从一个部位(一点)的浇口(以下，存在称为树脂注入口的情况)射出(注入)了树脂。其中，若从一个部位的浇口注入树脂，则难以向预制件整体均匀地填充树脂。因此，考虑设置多个浇口，另外考虑在那时改变多个浇口的开闭时机(例如专利文献2、3)。但是，在仅设置多个浇口的情况下，在树脂合流部产生熔接痕，从而罐的品质可能降低。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够有效地抑制熔接痕的产生的纤维强化树脂成型品的制造方法和制造装置。
为了实现上述目的，本发明的一个形态是形成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件并使树脂浸入并固化于上述预制件的上述纤维层的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，上述纤维强化树脂成型品的制造方法包括：准备具有第1树脂注入口、第2树脂注入口、以及检测内部的树脂流动的检测部的模具的工序；将上述预制件配置于上述模具内的工序；从上述第1树脂注入口向上述模具内注入树脂的工序；以及在通过上述检测部检测到从上述第1树脂注入口注入的上述树脂到达至上述第2树脂注入口时，从上述第2树脂注入口向上述模具内注入树脂，并使从上述第1树脂注入口注入的上述树脂与从上述第2树脂注入口注入的上述树脂合流的工序。
在优选的形态中，上述检测部由检测在上述模具内流动的树脂的压力的压力传感器构成。
在另一优选的形态中，上述第1树脂注入口设置于比上述第2树脂注入口靠近上述预制件的中央的位置。
在另一优选的形态中，上述第2树脂注入口的上述树脂的注入方向朝从上述第1树脂注入口朝向上述第2树脂注入口的方向倾斜。
在另一优选的形态中，经由共同的树脂注入机向上述第1树脂注入口和上述第2树脂注入口供给树脂。
在另一优选的形态中，经由彼此独立的树脂注入机向上述第1树脂注入口和上述第2树脂注入口供给树脂。
在另一优选的形态中，上述模具包括第1模和第2模，在将上述预制件配置于上述模具内的工序中，以在上述第2模与上述预制件之间形成比上述第1模与上述预制件之间的第1缝隙大的第2缝隙的方式，将上述预制件配置于上述第1模与上述第2模之间，在从上述第1树脂注入口向上述模具内注入树脂的工序和从上述第2树脂注入口向上述模具内注入树脂的工序中，朝向上述模具内的上述第2缝隙注入上述树脂，在从上述第1树脂注入口向上述模具内注入树脂的工序和从上述第2树脂注入口向上述模具内注入树脂的工序之后，还包括通过使上述第2模与上述预制件相对地接近来压缩填充上述模具内的上述树脂的工序。
另外，本发明的另一形态是形成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件并使树脂浸入并固化于上述预制件的上述纤维层的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，上述纤维强化树脂成型品的制造装置具备：模具，具有第1树脂注入口、第2树脂注入口、以及检测内部的树脂流动的检测部；驱动机构，用于在开闭方向上驱动上述模具；第1树脂注入机构，用于从上述第1树脂注入口向上述模具内注入树脂；第2树脂注入机构，用于从上述第2树脂注入口向上述模具内注入树脂；以及控制装置，取得上述检测部的检测信息，并且控制上述驱动机构、上述第1树脂注入机构、以及上述第2树脂注入机构的运行状态，对于上述控制装置而言，通过上述驱动机构，将上述预制件配置于上述模具内，通过上述第1树脂注入机构，从上述第1树脂注入口向上述模具内注入树脂，在通过上述检测部检测到从上述第1树脂注入口注入的上述树脂到达至上述第2树脂注入口时，通过上述第2树脂注入机构，从上述第2树脂注入口向上述模具内注入树脂，使从上述第1树脂注入口注入的上述树脂与从上述第2树脂注入口注入的上述树脂合流。
在另一优选的形态中，上述检测部由检测在上述模具内流动的树脂的压力的压力传感器构成。
在另一优选的形态中，上述第1树脂注入口设置于比上述第2树脂注入口靠近上述预制件的中央的位置。
在另一优选的形态中，上述第2树脂注入口的上述树脂的注入方向朝从上述第1树脂注入口朝向上述第2树脂注入口的方向倾斜。
在另一优选的形态中，经由共同的树脂注入机向上述第1树脂注入口和上述第2树脂注入口供给树脂。
在另一优选的形态中，经由彼此独立的树脂注入机向上述第1树脂注入口和上述第2树脂注入口供给树脂。
在另一优选的形态中，上述模具包括第1模和第2模，对于上述控制装置而言，在将上述预制件配置于上述模具内时，通过上述驱动机构，以在上述第2模与上述预制件之间形成比上述第1模与上述预制件之间的第1缝隙大的第2缝隙的方式，将上述预制件配置于上述第1模与上述第2模之间，在从上述第1树脂注入口向上述模具内注入树脂时和从上述第2树脂注入口向上述模具内注入树脂时，朝向上述模具内的上述第2缝隙注入上述树脂，在从上述第1树脂注入口向上述模具内注入树脂后和从上述第2树脂注入口向上述模具内注入树脂后，通过上述驱动机构，使上述第2模与上述预制件相对地接近，由此压缩填充上述模具内的上述树脂。
根据本发明的一个形态，即使设置多个树脂注入口的情况下，也在第2树脂注入口检测树脂流动后注入树脂，使从第1树脂注入口注入的树脂与从第2树脂注入口注入的树脂顺畅地合流，由此能够消除树脂的合流角度来消除熔接痕。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造装置的纵剖视图。
图2是表示第一实施方式所涉及的高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造装置的取下上模后的下模的俯视图。
图3是对第一实施方式所涉及的高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造方法进行说明的流程图。
图4是第一实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示预制件配置工序和真空脱气工序的状态的纵剖视图。
图5是第一实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示开闭浇口芯闭合(一次浇口：开，二次浇口：闭)状态下的一次树脂注入工序的状态的纵剖视图。
图6是图5的取下上模后的下模的俯视图。
图7是第一实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示开闭浇口芯打开(一次浇口：开，二次浇口：开)状态下的二次树脂注入工序的状态的纵剖视图。
图8是图7的取下上模后的下模的俯视图。
图9是第一实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示正式紧固工序、树脂注入停止工序以及树脂固化工序的状态的纵剖视图。
图10是第二实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示一次树脂注入工序的状态的取下上模后的下模的俯视图。
图11是第二实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、表示二次树脂注入工序的状态的取下上模后的下模的俯视图。
图12是表示高压罐的制造装置的另一例子的取下上模后的下模的俯视图。
图13是图12的主要部位放大立体图。
附图标记说明
1…高压罐(纤维强化树脂成型品)的制造装置；2…预制件；3…树脂；4…高压罐(纤维强化树脂成型品)；10…模具；11…下模(第1模)；12…上模(第2模)；13…压力传感器(检测部)；14a…一次浇口(第1树脂注入口)；14b…二次浇口(第2树脂注入口)；15…真空脱气配管(真空脱气机构)；16…树脂注入配管(第1、第2树脂注入机构)；16a…流道(第1树脂注入机构)；16b…分支流道(第2树脂注入机构)；17…开闭浇口芯；19…树脂注入配管(第二实施方式)；19a…流道(第二实施方式)；20…搬运机构；25…轴；30…驱动机构；40…温度控制装置；50…真空泵(真空脱气机构)；60…树脂注入机(第1、第2树脂注入机构)；61、66…树脂储藏器；62、67…树脂积存部；63、68…加压装置；65…开闭阀；90…控制装置。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
＜第一实施方式＞
以下，举出作为纤维强化树脂成型品的一个例子的燃料电池车用高压罐为例来进行说明。其中，成为本发明的应用对象的纤维强化树脂成型品并不限定于燃料电池车用高压罐，构成纤维强化树脂成型品的衬里乃至预制件的形状、材料等也不局限于图示例。
在RTM法中，通过在衬里缠绕(卷绕)几重(几层)碳纤维，从而制成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件，通过使环氧树脂浸入并固化于预制件的纤维层来制造在衬里的外周形成有包括碳纤维和环氧树脂在内的纤维强化树脂层的燃料电池车用高压罐。衬里是形成高压罐的内部空间的树脂制(例如尼龙树脂制)的中空容器。
对于燃料电池车用高压罐而言，将碳纤维层叠于厚壁，因此树脂难以浸入至碳纤维的内层。即，为了确保强度，燃料电池车用高压罐的碳纤维的层叠厚度非常厚(通常的RTM成型外板、外装部件的大约10倍)，树脂浸入困难，如在专利文献1那样的罐旋转中，树脂浸入直至碳纤维的内层的浸入效果不佳。另外，若为了使树脂浸入至碳纤维的内层而以高压注入树脂，则压力分布变得不均匀，在局部变为了高压的部位，产生罐内侧的树脂制衬里的变形等发生品质、性能降低。
另外，罐形状是圆筒形，因此难以整体上均匀地填充树脂，从而树脂浸入变得不均匀。另外，对于高压罐而言，树脂流动长度较长，因此通过1点浇口，树脂填充困难，若不进行多点浇口化，则罐整体的树脂均匀填充和浸入困难，但若进行多点浇口化，则在树脂合流部产生熔接痕，从而罐性能有可能降低。
因此，本实施方式采用以下的结构。
[高压罐的制造装置]
图1和图2表示作为第一实施方式所涉及的纤维强化树脂成型品的一个例子的高压罐的制造装置，图1是纵剖视图，图2是取下上模后的下模的俯视图。
作为在本实施方式中所制造的高压罐的中间体的预制件2包括衬里、和形成于衬里的外表面并与衬里成为一体的纤维层。衬里是形成高压罐的内部空间的具有阻气性的树脂制的中空容器。纤维层例如具有10mm～30mm左右的厚度。通过长丝缠绕法在衬里的外表面缠绕几重纤维，由此形成纤维层。
作为卷绕于衬里的纤维，例如能够使用碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维等。纤维可以由连续纤维构成，也可以由长纤维、短纤维构成。如后述那样，通过使树脂浸入并固化于卷绕于衬里的纤维(层)，从而形成包覆衬里的周围的纤维强化树脂层。作为树脂，能够使用环氧树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰胺树脂等热固化性树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂等热塑性树脂。
制造装置1使用RTM(Resin Transfer Molding)法，使树脂3(附图标记在图5等中图示)浸入于构成预制件2的纤维层，并且使浸入的树脂3固化，由此制造高压罐。
制造装置1具备由多个模具、例如由作为固定模的下模11、和作为可动模的上模12构成的模具10。通过将下模11和上模12闭合(也称为合模)，从而形成用于纤维强化树脂层的型腔。为了将层叠纤维而成的预制件2配置于模具10内，例如，将模具10的型腔制成大出预制件2的公差量。
此外，这里，将下模11作为固定模，并将上模12作为可动模(相对于固定模可动的模具)，但例如可以将上模12作为固定模，并将下模11作为可动模，也可以将下模11与上模12双方作为可动模。另外，这里，由下模11和上模12两个模构成模具10，但也可以由三个以上的模构成。
预制件2通过沿着衬里的轴配置的轴25轴支承于模具10内。即，轴25构成将预制件2支承于模具10内(型腔内)的支承机构。
在模具10(在图示例中为下模11)中埋设有真空脱气配管15。在真空脱气配管15连接有真空泵50。能够通过驱动真空泵50而经由真空脱气配管15将模具10内(型腔内)真空脱气(排气)。即，真空泵50和真空脱气配管15构成将模具10内(型腔内)真空脱气的真空脱气机构。
另外，在模具10中埋设有树脂注入配管(也称为树脂注入浇口)16。在树脂注入配管16连接有树脂注入机60。能够从树脂注入机60经由树脂注入配管16(从后述的浇口14a、14b)向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3(详细情况之后进行说明)。树脂3例如是由主剂和固化剂构成的两组分的热固化性的环氧树脂。因此，树脂注入机60具备主剂用的树脂储藏器61、树脂积存部62、加压装置63、固化剂用的树脂储藏器66、树脂积存部67、加压装置68、以及作为将主剂与固化剂混合而成的树脂3向树脂注入配管16供给的开闭阀65。
在本例子中，树脂注入配管16从上模12朝向下模11延伸配置。如图2所示，在下模11，与上述树脂注入配管16连设地设置有形成向型腔开口的一次浇口(第1树脂注入口)14a的流道16a、和形成向型腔开口的二次浇口(第2树脂注入口)14b的(一对)分支流道16b。在本例子中，一次浇口14a配置于与预制件2的(轴向的)中央部对置的位置。(一对)分支流道16b从流道16a朝向预制件2(衬里)的轴向的两侧分支，在本例子中，二次浇口14b配置于与预制件2的(轴向的)两端部对置的位置。
另外，在分支流道16b的两端部分(从流道16a的分支部分和二次浇口14b的最近部分)设置有开闭浇口芯17。
若将开闭浇口芯17闭合，则截断树脂3从流道16a向分支流道16b的流动，从而在树脂注入配管16中流动的树脂3仅向流道16a流动。因此，能够从树脂注入机60经由树脂注入配管16和流道16a并(仅)从中央的一次浇口14a向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3。即，树脂注入机60和树脂注入配管16及流道16a构成向模具10内(型腔内)注入树脂3的一次树脂注入机构(第1树脂注入机构)。
另一方面，若将开闭浇口芯17打开，则流道16a与分支流道16b连通，在树脂注入配管16中流动的树脂3向流道16a流动，并且在流道16a中流动的树脂3的一部分向分支流道16b流入。另外，分支流道16b与模具10内(型腔内)连通。因此，能够从树脂注入机60经由树脂注入配管16和流道16a并从中央的一次浇口14a向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3，并且能够从树脂注入机60经由树脂注入配管16和分支流道16b并从两端的二次浇口14b向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3。即，树脂注入机60和树脂注入配管16及分支流道16b构成向模具10内(型腔内)注入树脂3的二次树脂注入机构(第2树脂注入机构)。
即，在本实施方式中，经由共同的树脂注入配管16(树脂注入机60)向中央的一次浇口14a和两端的二次浇口14b供给树脂3。
另外，在模具10(在图示例中为上模12)埋设有压力传感器13。在本例子中，压力传感器13在上模12配置于与预制件2的(轴向的)两端部对置的位置、即与上述的二次浇口14b对应(衬里的轴向的)的位置。压力传感器13为了检测模具10内的与二次浇口14b对应的部位的树脂流动，检测在模具10内的与二次浇口14b对应的部位流动的树脂3的压力。将由压力传感器13获得的压力信息(树脂压力)向后述的控制装置90输入。控制装置90基于由压力传感器13获得的压力信息(树脂压力)，能够检测模具10内的与二次浇口14b对应的部位的树脂流动。控制装置90例如在由压力传感器13获得的树脂3的压力超过了规定的阈值时，检测出树脂3(详细而言，从一次浇口14a注入于模具10内的树脂3)流动(到达)至模具10内的与二次浇口14b对应的部位。另外，控制装置90基于其检测结果，控制开闭浇口芯17的开闭状态。
此外，为了精密地检测树脂3流动(到达)至模具10内(型腔内)的与二次浇口14b对应的部位，优选压力传感器13设置于二次浇口14b的附近。
另外，在本例子中，使用压力传感器13作为检测模具10内的树脂流动的检测部，但也可以利用应变传感器、温度传感器等作为检测部。
另外，制造装置1具备：搬运机构20，用于将预制件2搬运至规定位置；驱动机构30，用于在开闭方向(上下方向)上驱动模具10(详细而言，上模12)；温度控制装置40，控制模具10(下模11、上模12)的温度；以及控制装置90，作为控制制造装置1整体的运行状态(详细而言，搬运机构20、驱动机构30、温度控制装置40、作为真空脱气机构的真空泵50、作为一次树脂注入机构的树脂注入机60的加压装置63、68和开闭阀65、以及作为二次树脂注入机构的附属设置于分支流道16b的开闭浇口芯17的运行状态等)的控制器。
[高压罐的制造方法]
图3是对作为第一实施方式所涉及的纤维强化树脂成型品的一个例子的高压罐的制造方法进行说明的流程图。另外，图4、图5、图7、图9分别是表示预制件配置工序及真空脱气工序、开闭浇口芯闭合(一次浇口：开，二次浇口：闭)状态下的一次树脂注入工序、开闭浇口芯打开(一次浇口：开，二次浇口：开)状态下的二次树脂注入工序、正式紧固工序、树脂注入停止工序、以及树脂固化工序的状态的纵剖视图，图6、图8分别是图5、图7的取下上模后的下模的俯视图。
(模具准备工序：S201)
首先，准备由上述的结构的下模11和上模12构成的模具10。如上述那样，在模具10设置有具有一次浇口14a的流道16a、具有二次浇口14b、开闭浇口芯17的分支流道16b、作为检测模具10内(型腔内)的树脂流动的检测部的压力传感器13等。
(预制件准备工序：S202)
另外，如上述那样，预先准备通过在衬里的外表面缠绕纤维(卷绕)而形成了纤维层的预制件2。
(模具保温工序：S203)
接下来，通过控制装置90控制温度控制装置40，从而将模具10(下模11、上模12)保温于规定温度。在树脂3是热固化性树脂的情况下，该规定温度是树脂3的固化温度以上的温度。
此外，这里，最初将模具10保温于树脂3的固化温度以上，但例如也可以最初将模具10保温于不足树脂3的固化温度，并在后述的工序的适当的时机(例如在将模具10完全合模后等)将模具10保温于树脂3的固化温度以上。
(预制件配置工序：S204)
接着，通过控制装置90控制搬运机构20和驱动机构30，从而将预制件2配置于模具10内(即，下模11与上模12之间)(图1、图4)。具体而言，在打开了上模12的状态下，搬运机构20根据控制装置90的控制，将预制件2载置于下模11。此时，通过轴25轴支承预制件2。其后，驱动机构30根据控制装置90的控制，开始合模，并将上模12预紧固。预紧固是指上模12打开的状态与正式紧固的状态的中间的状态，作为下模11与上模12空着缝隙的状态，如图4所示，是移动至在上模12与预制件2之间空着数mm的缝隙(第2缝隙)的位置。形成于该上模12与预制件2之间的缝隙(第2缝隙)大于下模11与预制件2的缝隙(第1缝隙)。
(真空脱气工序：S205)
接下来，在上述的预紧固的状态下(换言之，在合模完成前)，通过控制装置90控制真空泵50来将模具10内真空脱气(图4)。
(开闭浇口芯闭合(一次浇口：开，二次浇口：闭)状态下的一次树脂注入工序：S206)
在上述的真空脱气停止(完成)后，将树脂3向模具10内射出、注入(图5、图6)。具体而言，控制装置90打开开闭阀65，通过加压装置63对存积于树脂积存部62的主剂进行加压，并通过加压装置68对存积于树脂积存部67的固化剂进行加压，从而将主剂与固化剂混合而成为(未固化的)树脂3。此时，控制装置90进行将开闭浇口芯17(与二次浇口14b对应)闭合的控制。由此，在根据控制装置90的控制将开闭浇口芯17闭合的状态下，(未固化的)树脂3在从上模12设置到下模11的树脂注入配管16内流动，并经由流道16a从一次浇口(在图示例中，设置于预制件2的中央部的浇口)14a朝向预制件2射出、注入树脂3。上模12是预紧固，因此主要朝向形成于上模12与预制件2(的上表面)之间的缝隙(第2缝隙)射出、注入树脂3。
(树脂到达判定工序：S207)
接着，判定射出、注入至模具10内的树脂3是否到达至罐两端部。具体而言，控制装置90判定由压力传感器13获得的树脂3的压力是否超过了规定的阈值。在由压力传感器13获得的树脂3的压力超过了规定的阈值时，控制装置90判定为射出、注入至模具10内的树脂3到达至罐两端部(与位于两端部的二次浇口14b对应的部位)(换言之，检测到流动至与二次浇口14b对应的部位)(S207：是)，并进入至接下来的步骤S208。
(开闭浇口芯打开(一次浇口：开，二次浇口：开)状态下的二次树脂注入工序：S208)
控制装置90若判定为射出、注入至模具10内的树脂3到达至罐两端部，则进行打开开闭浇口芯17(与二次浇口14b对应)的控制。由此，在根据控制装置90的控制将开闭浇口芯17打开的状态下，(未固化的)树脂3在从上模12设置到下模11的树脂注入配管16内流动，经由流道16a从一次浇口(在图示例中，设置于预制件2的中央部的浇口)14a朝向预制件2射出、注入树脂3，并且经由(经由开闭浇口芯17与流道16a连通的)分支流道16b从二次浇口(在图示例中，设置于预制件2的两端部的浇口)14b朝向预制件2射出、注入树脂3(图7、图8)。此时，从一次浇口14a注入并到达至罐两端部(与位于罐两端部的二次浇口14b对应的部位)的树脂3、与从二次浇口14b注入的树脂3(在二次浇口14b附近)合流。因此，能够控制乃至减少树脂合流角度。此外，此时，上模12也是预紧固，因此主要朝向形成于上模12与预制件2(的上表面)之间的缝隙(第2缝隙)射出、注入树脂3。
(正式紧固工序：S209)
当在模具10内完成树脂3的填充后，通过控制装置90控制驱动机构30，从而将上模12下降至下降端而完全闭合(与预制件2相对接近)，并将上模12和下模11完全合模(正式紧固)(图9)。由此，使模具10内的树脂3均匀地压缩填充，并浸入于预制件2的纤维层的层叠内。
(树脂注入停止工序：S210)
然后，在树脂3浸入于纤维层内完成后，停止树脂3的注入(图9)。
(树脂固化工序：S211)
在上述的树脂3的注入停止后，使树脂3固化(图9)。
(脱模工序：S212)
在树脂3固化后，通过控制装置90控制驱动机构30而打开上模12。通过树脂3的固化完成，从而获得在衬里的外周形成有纤维强化树脂层的高压罐4。
如以上说明的那样，在燃料电池车用高压罐，在基于RTM浸入技术的罐制造时，若向轴向较长的罐多点注入环氧树脂，则在树脂流动中产生熔接痕，因此有可能在熔接痕产生部产生罐强度降低、空隙等产生引起高压罐的性能降低的重要品质问题。
本实施方式为了实现多点浇口的树脂合流角度的大幅度减少和低成本化，通过1点浇口进行树脂注入，并且在树脂流动的流道形成开闭的浇口。与此同时，通过设置检测模具内的树脂流动的压力传感器并控制树脂流动，从而防止熔接痕的产生。
在将罐(预制件2)设于模具10并合模时，通过留出下模11与上模12间的缝隙，由此在上模12与罐(预制件2)之间形成缝隙，降低环氧树脂注入时的树脂流动阻力，并且仅罐中心的流道16a打开一次浇口14a，形成仅从罐中心到末端的树脂流动。与此同时，在通过压力传感器13检测到树脂3到达至罐末端时，打开两末端的二次浇口14b并使树脂3合流，由此消除树脂合流角度来抑止熔接痕的产生。其后，通过将上模12闭合来在罐内侧压缩并且浸入树脂3，从而熔接痕消失，并且空隙也能够减少，因此能够制造兼得了罐性能和确保浸入性的制品。
由此，使施加于树脂注入时的浇口部的压力分散，并且能够谋求施加于罐整体的压力的均匀化。另外，能够防止树脂合流部的熔接痕和由树脂合流产生的空隙等不良情况。另外，能够谋求模具10内的流动举动的最佳化，并且能够实现层叠方向(板厚方向)的树脂浸入性的提高。另外，也能够边反馈控制模具10内的压力举动边使树脂3浸入。另外，通过在层叠方向(板厚方向)上均匀地加压，谋求了树脂浸入性提高和罐表面品质提高。在罐长度比较短，并且为了低成本化而树脂注入机仅为1台的情况下，该第一实施方式特别地有效。
因此，在本实施方式中，在通过RTM浸入技术使环氧树脂浸入时，能够减少熔接痕、空隙，并且能够均匀地并且以低压将环氧树脂浸入于罐整体，因此能够制造兼得了罐性能和确保浸入性的罐。
这样，根据本实施方式，即使在设置多个浇口(树脂注入口)的情况下，通过在二次浇口(第2树脂注入口)14b检测到树脂流动后注入树脂3，使从一次浇口(第1树脂注入口)14a注入的树脂3与从二次浇口(第2树脂注入口)14b注入的树脂3顺畅地合流，由此也能够消除树脂3的合流角度来消除熔接痕。
另外，通过一次浇口(第1树脂注入口)14a和二次浇口(第2树脂注入口)14b共同地使用一个树脂注入配管16(树脂注入机60)，从而能够简化设备。
＜第二实施方式＞
第二实施方式相对于上述的第一实施方式，仅向模具10内(型腔内)注入树脂3的机构(一次树脂注入机构、二次树脂注入机构)不同。因此，对具有与第一实施方式相同的功能的部分标注相同的附图标记并省略重复说明，以下，仅对不同点进行说明。
在上述的第一实施方式中，使用1台树脂注入机60，经由共同的树脂注入配管16(树脂注入机60)向中央的一次浇口14a和两端的二次浇口14b供给树脂3，但在第二实施方式中，使用多台树脂注入机，经由彼此独立的树脂注入配管(树脂注入机)向中央的一次浇口14a和两端的二次浇口14b供给树脂3。
[高压罐的制造装置]
图10和图11是第二实施方式所涉及的高压罐的制造装置的、取下上模后的下模的俯视图，图10表示一次树脂注入工序的状态，图11表示二次树脂注入工序的状态。
在模具10埋设有树脂注入配管(也称为树脂注入浇口)16。另外，在模具10，在树脂注入配管16的两侧也埋设有(一对)树脂注入配管(也称为树脂注入浇口)19。如图10、11所示，在下模11，与上述树脂注入配管16连设地设置形成向型腔开口的一次浇口(配置于与预制件2的(轴向的)中央部对置的位置的浇口)14a的流道16a，并且与上述(一对)树脂注入配管19连设地设置形成向型腔开口的二次浇口(配置于与预制件2的(轴向的)两端部对置的位置的浇口)14b的(一对)流道19a。
在树脂注入配管16连接有与上述的第一实施方式相同的结构的树脂注入机60。能够从树脂注入机60经由树脂注入配管16和流道16a并从中央的一次浇口14a向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3。即，树脂注入机60和树脂注入配管16及流道16a构成向模具10内(型腔内)注入树脂3的一次树脂注入机构(第1树脂注入机构)。
另外，在树脂注入配管19也连接有与上述的第一实施方式相同的结构的树脂注入机60。从树脂注入机60经由树脂注入配管19和流道19a并从两端的二次浇口14b向模具10内(型腔内)注入(供给)树脂3。即，树脂注入机60和树脂注入配管19及流道19a构成向模具10内(型腔内)注入树脂3的二次树脂注入机构(第2树脂注入机构)。
即，在本实施方式中，经由各自的树脂注入配管16、19(树脂注入机60)向中央的一次浇口14a和两端的二次浇口14b供给树脂3。
[高压罐的制造方法]
在使用具有上述的结构的制造装置1来制造作为纤维强化树脂成型品的一个例子的高压罐的情况下，图3的一次树脂注入工序(S206)和二次树脂注入工序(S208)如下。
(一次树脂注入工序：S206)
即，在真空脱气停止(完成)后，控制装置90打开与中央的树脂注入配管16相连的树脂注入机60的开闭阀65，通过加压装置63对存积于树脂积存部62的主剂进行加压，并通过加压装置68对存积于树脂积存部67的固化剂进行加压，从而将主剂与固化剂混合而成为(未固化的)树脂3。由此，(未固化的)树脂3在从上模12设置到下模11的树脂注入配管16内流动，并经由流道16a从一次浇口(在图示例中，设置于预制件2的中央部的浇口)14a朝向预制件2射出、注入树脂3(图10)。
(二次树脂注入工序：S208)
另外，控制装置90若基于由压力传感器13获得的压力信息(树脂3的压力)，判定为射出、注入至模具10内的树脂3到达至罐两端部，则打开与两端的树脂注入配管19相连的树脂注入机60的开闭阀65，通过加压装置63对存积于树脂积存部62的主剂进行加压，并通过加压装置68对存积于树脂积存部67的固化剂进行加压，从而将主剂与固化剂混合而成为(未固化的)树脂3。由此，(未固化的)树脂3在从上模12设置到下模11的树脂注入配管19内流动，并经由流道19a从二次浇口(在图示例中，设置于预制件2的两端部的浇口)14b朝向预制件2射出、注入树脂3(图11)。此时，从一次浇口14a注入并到达至罐两端部(与位于罐两端部的二次浇口14b对应的部位)的树脂3、与从二次浇口14b注入的树脂3(在二次浇口14b附近)合流。因此，能够控制乃至减少树脂合流角度。
如以上说明的那样，本实施方式特别是在长尺寸罐中为了实现基于多点浇口处的树脂合流角度的大幅度减少和树脂流动长度的大幅度减少的高循环化，在通过多点浇口向罐直接进行树脂注入时，在罐末端部设置检测树脂流动的压力传感器来控制树脂流动，由此防止熔接痕的产生。
另外，与上述的第一实施方式相同，在将罐(预制件2)设于模具10并合模时，通过留出下模11与上模12之间的缝隙，从而在上模12与罐(预制件2)之间形成缝隙，降低环氧树脂注入时的树脂流动阻力，并且仅罐中心的流道16a打开一次浇口14a，形成仅从罐中心到末端的树脂流动。与此同时，在通过压力传感器13检测到树脂3到达至罐末端后，打开两末端的二次浇口14b来使树脂3合流，由此消除树脂合流角度来抑止熔接痕的产生。其后，通过将上模12闭合并在罐内侧压缩并且浸入树脂3，从而熔接痕消失，并且也能够减少空隙，因此能够制造兼得罐性能和确保浸入性的制品。
由此，与第一实施方式相同，使施加于树脂注入时的浇口部的压力分散，并且能够谋求施加于罐整体的压力的均匀化。另外，能够防止树脂合流部的熔接痕、和由树脂合流产生的空隙等不良情况。另外，能够谋求模具10内的流动举动的最佳化，并且能够实现层叠方向(板厚方向)的树脂浸入性的提高。另外，也能够边反馈控制模具10内的压力举动边使树脂3浸入。另外，通过在层叠方向(板厚方向)上均匀地加压，能够谋求树脂浸入性提高和罐表面品质提高。在长尺寸罐中树脂流动长度较长、并且需要多个树脂注入机的情况，该第二实施方式特别地有效。
因此，在本实施方式中，与第一实施方式相同，在通过RTM浸入技术使环氧树脂浸入时，能够减少熔接痕、空隙，并且能够均匀地并且以低压将环氧树脂浸入于罐整体，因此能够制造兼得罐性能和确保浸入性的罐。
这样，根据本第二实施方式，与上述的第一实施方式相同，即使在设置多个浇口(树脂注入口)的情况下，通过在二次浇口(第2树脂注入口)14b检测树脂流动后注入树脂3，使从一次浇口(第1树脂注入口)14a注入的树脂3、与从二次浇口(第2树脂注入口)14b注入的树脂3顺畅地合流，也能够消除树脂3的合流角度来消除熔接痕。
另外，通过设置与一次浇口(第1树脂注入口)14a和二次浇口(第2树脂注入口)14b对应的多个树脂注入配管16、19(树脂注入机60)，即使预制件2大型化，也能够均匀地使树脂3浸入。
＜第1、第2实施方式的变形方式＞
此外，在上述的第1、第2实施方式中，将来自二次浇口(第2树脂注入口)14b的树脂3的注入方向(排出方向)设定为相对于预制件2(的衬里)的轴向大致垂直，从一次浇口14a向模具10内注入并到达至罐两端部(与位于罐两端部的二次浇口14b对应的部位)的树脂3、与从二次浇口14b注入至模具10内的树脂3在二次浇口14b附近大致垂直地合流。
另一方面，如图12、图13所示，使来自二次浇口(第2树脂注入口)14b的树脂3的注入方向(排出方向)(箭头S方向)相对于预制件2(的衬里)的轴向倾斜，更详细而言，使其朝向从一次浇口(第1树脂注入口)14a朝向二次浇口(第2树脂注入口)14b的方向(箭头T方向)倾斜，使从一次浇口14a向模具10内注入并到达至罐两端部(与位于罐两端部的二次浇口14b对应的部位)的树脂3、与从二次浇口14b注入至模具10内的树脂3在二次浇口14b附近在倾斜的方向上合流，由此能够在二次浇口14b附近进一步减少树脂合流角度，从而能够使从一次浇口14a向模具10内注入并到达至罐两端部(与位于罐两端部的二次浇口14b对应的部位)的树脂3、与从二次浇口14b注入至模具10内的树脂3在二次浇口14b附近更顺畅地合流。
此外，为了使理解容易，图13省略开闭浇口芯17、预制件2，并且用实线箭头示出了树脂3的流动(方向)。
以上，使用附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的结构并不限定于该实施方式，即使存在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等，它们也包含在本发明中。

Claims (16)

1.一种纤维强化树脂成型品的制造方法，其中，形成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件，并使树脂浸入并固化于所述预制件的所述纤维层，其特征在于，
所述纤维强化树脂成型品的制造方法包括：
准备具有第1树脂注入口、第2树脂注入口、以及检测内部的树脂流动的检测部的模具的工序；
将所述预制件配置于所述模具内的工序；
从所述第1树脂注入口向所述模具内注入树脂的工序；以及
在通过所述检测部检测到从所述第1树脂注入口注入的所述树脂到达至所述第2树脂注入口时，从所述第2树脂注入口向所述模具内注入树脂，并使从所述第1树脂注入口注入的所述树脂与从所述第2树脂注入口注入的所述树脂合流的工序。
2.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
所述检测部由检测在所述模具内流动的树脂的压力的压力传感器构成。
3.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
所述第1树脂注入口设置于比所述第2树脂注入口靠近所述预制件的中央的位置。
4.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
所述第2树脂注入口的所述树脂的注入方向朝从所述第1树脂注入口朝向所述第2树脂注入口的方向倾斜。
5.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
经由共同的树脂注入机向所述第1树脂注入口和所述第2树脂注入口供给树脂。
6.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
经由彼此独立的树脂注入机向所述第1树脂注入口和所述第2树脂注入口供给树脂。
7.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
所述树脂由热固化性树脂构成。
8.根据权利要求1所述的纤维强化树脂成型品的制造方法，其特征在于，
所述模具包括第1模和第2模，
在将所述预制件配置于所述模具内的工序中，以在所述第2模与所述预制件之间形成比所述第1模与所述预制件之间的第1缝隙大的第2缝隙的方式，将所述预制件配置于所述第1模与所述第2模之间，
在从所述第1树脂注入口向所述模具内注入树脂的工序和从所述第2树脂注入口向所述模具内注入树脂的工序中，朝向所述模具内的所述第2缝隙注入所述树脂，
在从所述第1树脂注入口向所述模具内注入树脂的工序和从所述第2树脂注入口向所述模具内注入树脂的工序之后，还包括通过使所述第2模与所述预制件相对地接近来压缩填充所述模具内的所述树脂的工序。
9.一种纤维强化树脂成型品的制造装置，形成在衬里的外表面形成有纤维层的预制件，并使树脂浸入并固化于所述预制件的所述纤维层，其特征在于，
所述纤维强化树脂成型品的制造装置具备：
模具，具有第1树脂注入口、第2树脂注入口、以及检测内部的树脂流动的检测部；
驱动机构，用于在开闭方向上驱动所述模具；
第1树脂注入机构，用于从所述第1树脂注入口向所述模具内注入树脂；
第2树脂注入机构，用于从所述第2树脂注入口向所述模具内注入树脂；以及
控制装置，取得所述检测部的检测信息，并且控制所述驱动机构、所述第1树脂注入机构、以及所述第2树脂注入机构的运行状态，
对于所述控制装置而言，
通过所述驱动机构，将所述预制件配置于所述模具内，
通过所述第1树脂注入机构，从所述第1树脂注入口向所述模具内注入树脂，
在通过所述检测部检测到从所述第1树脂注入口注入的所述树脂到达至所述第2树脂注入口时，通过所述第2树脂注入机构，从所述第2树脂注入口向所述模具内注入树脂，使从所述第1树脂注入口注入的所述树脂与从所述第2树脂注入口注入的所述树脂合流。
10.根据权利要求9所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
所述检测部由检测在所述模具内流动的树脂的压力的压力传感器构成。
11.根据权利要求9所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
所述第1树脂注入口设置于比所述第2树脂注入口靠近所述预制件的中央的位置。
12.根据权利要求9所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
所述第2树脂注入口的所述树脂的注入方向朝从所述第1树脂注入口朝向所述第2树脂注入口的方向倾斜。
13.根据权利要求9所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
经由共同的树脂注入机向所述第1树脂注入口和所述第2树脂注入口供给树脂。
14.根据权利要求9所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
经由彼此独立的树脂注入机向所述第1树脂注入口和所述第2树脂注入口供给树脂。
15.根据权利要求9所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
所述树脂由热固化性树脂构成。
16.根据权利要求9所述的纤维强化树脂成型品的制造装置，其特征在于，
所述模具包括第1模和第2模，
对于所述控制装置而言，
在将所述预制件配置于所述模具内时，通过所述驱动机构，以在所述第2模与所述预制件之间形成比所述第1模与所述预制件之间的第1缝隙大的第2缝隙的方式，将所述预制件配置于所述第1模与所述第2模之间，
在从所述第1树脂注入口向所述模具内注入树脂时和从所述第2树脂注入口向所述模具内注入树脂时，朝向所述模具内的所述第2缝隙注入所述树脂，
在从所述第1树脂注入口向所述模具内注入树脂后和从所述第2树脂注入口向所述模具内注入树脂后，通过所述驱动机构，使所述第2模与所述预制件相对地接近，由此压缩填充所述模具内的所述树脂。
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