本发明涉及旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置及成形方法。
背景技术：
1、已知有为了将旋转部件加强而在该旋转部件的外表面成形碳纤维增强塑料(以下，也有时简称作cfrp)的技术。例如，为了将马达的转子加强，有时在该转子的外周面成形由cfrp构成的环。以往，该由cfrp构成的环的成形例如如以下这样进行。
2、在作为旋转部件的转子的外周面上缠绕由热固性树脂和碳纤维构成的预浸料(例如单向预浸料)，在其上缠绕了缠绕带(例如耐热性高的缠绕带)，将该组件利用烤炉加热而使热固性树脂固化从而成形预定形状的由cfrp构成的环，在环成形后将带除去。通过这样的成形方法，得到外周面由cfrp环加强的转子。
3、然而，在如上所述的以往的成形方法中，尤其在缠绕带的缠绕、除去上花费工夫，难以实现自动化。因而，作为追求制造时间的缩短、量产性的旋转部件的加强用cfrp环的成形技术，强烈期望着革新性的改良技术或完全不同的成形技术。
4、另外，作为副资材的缠绕带由于其使用形态而难以再利用，因此不得不为一次性，也存在副资材花费巨大的成本这一问题。
5、另一方面，作为与本发明相关联的技术，已知有各种将橡胶、弹性体的热膨胀利用于成形的技术(例如，专利文献1～3)，但这些以往的成形技术均难以向旋转部件加强用cfrp的成形应用。另外，在为了截面为圆状的旋转部件的加强用而在其最外层要求cfrp环的成形的情况下，希望在旋转部件的中心方向上均等地施加成形压力，但如上所述的以往的成形技术均未成为满足这样的要求的技术。
6、现有技术文献
7、专利文献
8、专利文献1：日本特开平4-294126号公报
9、专利文献2：日本特开平3-272832号公报
10、专利文献3：日本特开2008-018623号公报
技术实现思路
1、发明所要解决的课题
2、因此，本发明的课题在于提供尤其在作为截面为圆状的旋转部件的加强而在最外层成形期望的cfrp环时为了能够也适合于大量生产而能够缩短制造时间且能够以廉价的设备具有优异的量产性、且不需要一次性的副资材、能够实现使用构件的反复再利用从而能够实现制造的低成本化、而且能够在旋转部件的中心方向上均等地施加成形压力、能够进行希望的成形的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置及成形方法。
3、用于解决课题的手段
4、为了解决上述课题，本发明具有以下这样的构成。
5、(1)一种旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，是作为截面为圆状的旋转部件的加强而在最外层成形由碳纤维增强塑料构成的环的制造装置，其特征在于，在使缠绕于旋转部件的由热固性树脂和碳纤维构成的单向预浸料加热固化的模具中，在模具的型腔与单向预浸料之间，存在利用自身的热膨胀的环状的压力源。
6、(2)根据(1)所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，所述压力源是线膨胀系数为1×10-4/℃以上的挠性物体。
7、(3)根据(2)所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，所述挠性物体的材料是硅橡胶或氟橡胶。
8、(4)根据(1)～(3)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，所述模具由非磁性体构成。
9、(5)根据(1)～(4)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，所述压力源的厚度相对于所述单向预浸料的厚度处于1～100倍的范围。
10、(6)根据(1)～(5)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，在一个所述模具存在至少2个以上的型腔。
11、(7)根据(1)～(6)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，所述压力源与所述单向预浸料抵接，与所述模具具有一定的间隙。
12、(8)一种旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，是作为截面为圆状的旋转部件的加强而在最外层成形由碳纤维增强塑料构成的环的方法，其特征在于，在将由热固性树脂和碳纤维构成的单向预浸料向旋转部件缠绕后在模具内使其加热固化的工艺中，使利用自身的热膨胀的环状的压力源介于模具的型腔与单向预浸料之间，利用所述压力源对所述预浸料施加外压。
13、(9)根据(8)所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，所述压力源是线膨胀系数为1×10-4/℃以上的挠性物体。
14、(10)根据(9)所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，所述挠性物体的材料是硅橡胶或氟橡胶。
15、(11)根据(8)～(10)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，利用所述压力源对所述单向预浸料施加0.1mpa以上且10mpa以下的外压。
16、(12)根据(8)～(11)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，所述模具由非磁性体构成。
17、(13)根据(8)～(12)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，所述压力源的厚度相对于所述单向预浸料的厚度处于1～100倍的范围。
18、(14)根据(8)～(13)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，在一个所述模具存在至少2个以上的型腔，同时成形至少2个以上的环。
19、(15)根据(8)～(14)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，所述压力源在加热前，与所述单向预浸料抵接，与所述模具具有一定的间隙。
20、(16)根据(8)～(15)中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，所述模具的型腔形成为贯通孔，将所述旋转部件、所述单向预浸料及所述压力源组装成预定的位置关系而形成预组件，将该预组件从一侧向所述贯通孔插入而成形所述环之后，将成形有环的组件从贯通孔的另一侧脱模。
21、(17)根据(16)所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，在将所述组件脱模时，通过将所述组件局部地冷却，从而在将所述模具的温度保持为恒定的状态下，使所述压力源热收缩而脱模。
22、(18)根据(16)或(17)所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，从脱模后的组件取下所述压力源，将取下后的压力源反复使用。
23、发明效果
24、根据本发明涉及的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置及成形方法，通过介于模具的型腔(更准确地说，型腔的内周面)与单向预浸料(更准确地说，单向预浸料的外周面)之间的、由挠性物体等构成的环状的压力源自身的热膨胀，相对于作为固定面的模具的型腔的内周面，缠绕于旋转部件的单向预浸料由压力源朝向截面圆状的旋转部件的中心方向均等地加压，单向预浸料一边被施加基于该外压的均等的成形压力一边被加热固化，旋转部件加强用的cfrp环被成形为希望的形态，也就是说，被成形为遍及整周地均等地具有设为目标的希望的厚度尺寸的cfrp环。基于上述外压的均等的成形压力能够通过压力源的材质、模具的型腔与单向预浸料之间的加热前尺寸、加热温度等而容易地设定为期望压力。
25、在该cfrp环的成形中，利用与用于使单向预浸料固化的模具的加热相伴的压力源自身的热膨胀，但在cfrp环的成形后压力源被从cfrp环取下即可，通过材质的合适的选定，取下后的压力源能够通过向初始状态的冷却或某种程度的冷却引起的热收缩而反复再使用，不需要以往的使用缠绕带的方法中的一次性的副资材，能够实现制造的低成本化。
26、另外，在本发明涉及的成形中，只要存在具有预定尺寸的型腔的能够加热的模具和如上所述的压力源，就能够对旋转部件成形加强用cfrp环，能够以简单且廉价的设备容易地在短时间内迅速地制造设为目标的旋转部件加强用cfrp环，能够实现优异的量产性。而且，若使用具有多个型腔的模具，则能够将多个加强用cfrp环同时成形，对于进一步的大量生产也能够适合。
1.一种旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，是作为截面为圆状的旋转部件的加强而在最外层成形由碳纤维增强塑料构成的环的制造装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，
3.根据权利要求2所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，
4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，
5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，
6.根据权利要求1～5中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，
7.根据权利要求1～6中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的制造装置，
8.一种旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，是作为截面为圆状的旋转部件的加强而在最外层成形由碳纤维增强塑料构成的环的方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
10.根据权利要求9所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
11.根据权利要求8～10中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
12.根据权利要求8～11中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
13.根据权利要求8～12中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
14.根据权利要求8～13中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
15.根据权利要求8～14中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
16.根据权利要求8～15中任一项所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
17.根据权利要求16所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
18.根据权利要求16或17所述的旋转部件加强用碳纤维增强塑料的成形方法，
