(57)【要約】【課題】中間製品の重量のバラツキを抑制すること。【解決手段】繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置（１００）は、繊維と熱可塑性樹脂との混練物を製造する混練装置（２）から吐出された混練物を下方から受けて、混練物を搬送する搬送手段（１４１）と、搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する裁断装置（１１０）と、混練装置から搬送手段に混練物を送り出す送り速度と、搬送手段による搬送速度とを比較する比較手段（１２０）と、比較手段による比較結果に応じて、搬送手段による搬送速度を調整する制御部（１３０）とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維と熱可塑性樹脂との混練物を製造する混練装置から吐出された混練物を下方から受けて、前記混練物を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する裁断装置と、
前記混練装置から前記搬送手段に混練物を送り出す送り速度と、前記搬送手段による搬送速度とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果に応じて、前記搬送手段による搬送速度を調整する制御部とを備える、繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置。
【請求項２】
前記比較手段は、前記搬送手段に掛かる荷重を検知する荷重検知手段を含む、請求項１に記載の繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置。
【請求項３】
前記搬送手段は、第１コンベアと、前記第１コンベアよりも前記裁断装置側に配置される第２コンベアとを含み、
前記荷重検知手段は、前記第１コンベアに取り付けられており、
前記制御部は、前記荷重検知手段による検知結果に基づいて、前記第１コンベアおよび前記第２コンベアの搬送速度を調整する、請求項２に記載の繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置。
【請求項４】
前記第２コンベアで搬送される混練物の重量を検知する搬送重量検知手段をさらに備え、
前記裁断装置は、前記搬送重量検知手段により検知された混練物の重量に基づいて、前記第２コンベアによって搬送された混練物を裁断する、請求項３に記載の繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置。
【請求項５】
繊維と熱可塑性樹脂との混練物を製造する混練装置から搬送手段に混練物を送り出す送り速度と、前記搬送手段による搬送速度とを比較する工程と、
送り速度と搬送速度との比較結果に応じて、前記搬送手段による搬送速度を調整する工程と、
搬送速度が調整された前記搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する工程とを備える、繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化樹脂成形体は、例えば、混練装置で繊維と樹脂との混練物を製造し、裁断装置でこの混練物を裁断し、裁断された混練物を成形装置で成形することにより製造される。
【０００３】
たとえば特開２０１８−６９４７６号公報（特許文献１）には、ＬＦＴ−Ｄ（Long Fiber Thermoplastics -Direct）法により繊維強化樹脂成形体を製造する装置が開示されている。この製造装置は、混練装置の吐出口から押し出された混練物を裁断して、中間製品としての裁断混練物を生成する裁断部と、この裁断部で裁断された位置で裁断混練物を把持する把持部と、この把持部を前方に向けて移動させ、裁断混練物を裁断前の混練物と分離する移送部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−６９４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術によれば、裁断部において、混練装置から押し出された混練物を裁断できるので、成形する形状に応じて適切に混練物を裁断することにより、成形可能な形状の制約を低減できる。しかしながら、特許文献１では、混練装置から押し出された混練物を裁断刃の位置まで搬送するコンベアは、搬送速度が一定となるように制御されるが、このような制御のみでは、コンベア上を流れる混練物が蛇行するなど、混練物が変形してしまうおそれがある。混練物が変形した状態で混練物を裁断すると、中間製品（裁断混練物）の重量にバラツキが生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、中間製品の重量のバラツキを抑制することのできる繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置および製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従う繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置は、繊維と熱可塑性樹脂との混練物を製造する混練装置から吐出された混練物を下方から受けて、混練物を搬送する搬送手段と、搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する裁断装置と、混練装置から搬送手段に混練物を送り出す送り速度と、搬送手段による搬送速度とを比較する比較手段と、比較手段による比較結果に応じて、搬送手段による搬送速度を調整する制御部とを備える。
【０００８】
好ましくは、比較手段は、搬送手段に掛かる荷重を検知する荷重検知手段を含む。
【０００９】
また、搬送手段は、第１コンベアと、第１コンベアよりも裁断装置側に配置される第２コンベアとを含み、荷重検知手段は、第１コンベアに取り付けられていることが望ましい。この場合、制御部は、荷重検知手段による検知結果に基づいて、第１コンベアおよび第２コンベアの搬送速度を調整する。
【００１０】
繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置は、第２コンベアで搬送される混練物の重量を検知する搬送重量検知手段をさらに備え、裁断装置は、搬送重量検知手段により検知された混練物の重量に基づいて、第２コンベアによって搬送された混練物を裁断することも望ましい。
【００１１】
この発明の他の局面に従う繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造方法は、繊維と熱可塑性樹脂との混練物を製造する混練装置から搬送手段に混練物を送り出す送り速度と、搬送手段による搬送速度とを比較する工程と、送り速度と搬送速度との比較結果に応じて、搬送手段による搬送速度を調整する工程と、搬送速度が調整された搬送手段により搬送された混練物を裁断して、繊維強化樹脂成形体の中間製品としての裁断混練物を生成する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中間製品の重量のバラツキを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態における繊維強化樹脂成形体の製造装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態における中間製品製造装置（繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造装置）の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態における比較手段の構成例を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における比較手段の他の構成例を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る繊維強化樹脂成形体の中間製品の製造方法を示すフローチャートである。
【図６】比較例における中間製品製造装置を模式的に示す側面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例における中間製品製造装置において、搬入コンベア上を流れる混練物の形状例を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１５】
＜繊維強化樹脂成形体の製造装置の概略構成＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る繊維強化樹脂成形体の製造装置１の概略構成について説明する。図１に示すように、繊維強化樹脂成形体の製造装置１は、混練装置２と、中間製品製造装置１００と、移送装置３と、成形装置４とを備えている。混練装置２は、樹脂と繊維との混練物を製造し、混練物を吐出する。中間製品製造装置１００は、混練装置２から吐出された混練物を裁断して、中間製品としての裁断混練物を生成（製造）する。移送装置３は、中間製品製造装置１００において生成された裁断混練物を、成形装置４に移送する。成形装置４は、移送装置３によって移送された裁断混練物を成形して、繊維強化樹脂成形体を製造する。
【００１６】
本実施の形態において、中間製品製造装置１００以外の装置、すなわち混練装置２、移送装置３、および成形装置４の構成は、たとえば特許文献１に開示されているような公知の構成を採用し得る。中間製品製造装置１００の説明に先立ち、これらの装置２〜４の構成例について、簡単に説明する。
【００１７】
＜混練装置＞
混練装置２は、中間製品製造装置１００の上流側に位置し、ＬＦＴ−Ｄ法により、熱可塑性樹脂に繊維が混入されてなる成形体材料としての混練物を製造する装置である。つまり、熱可塑性樹脂と複数本の連続した繊維の束とを導入し、繊維を裁断しながら開繊させ、樹脂と繊維とを混練して混練物を生成する。熱可塑性樹脂及び繊維は特に限定されないが、熱可塑性樹脂はポリアミド樹脂であることが好ましく、繊維はガラス繊維、炭素繊維などであることが好ましい。炭素繊維を用いた場合には、製造装置１において熱可塑性ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック：Carbon Fiber Reinforced Plastics）成形体が製造される。
【００１８】
混練装置２は、第１混練機１０と、第２混練機２０と、繊維供給部３０とを含んでいる。第１混練機１０は、熱可塑性樹脂と繊維とを混練する。第２混練機２０は、第１混練機１０に導入される熱可塑性樹脂を、第１混練機１０内での繊維との混練に先立って、混練・溶融する。繊維供給部３０は、第１混練機１０に繊維を供給する。
【００１９】
第１混練機１０は、混練軸１１と、シリンダー１２と、駆動部１３ａと、減速機１３ｂと、堰体１４と、ダイ１５とを含んでいる。
【００２０】
混練軸１１は、スクリュー１１ａと、回転軸１１ｂとを有している。第１混練機１０は、１本の混練軸１１を有する単軸混練機であってもよく、複数本（たとえば２本）の混練軸１１を含む多軸混練機であってもよい。スクリュー１１ａは、回転することによって熱可塑性樹脂と繊維とを混練する。このスクリュー１１ａは、回転軸１１ｂに組み込まれている。スクリュー１１ａは、混練軸１１において上流側の端部と下流側の端部に配置されていれば特に限定されず、スクリュー１１ａのみが回転軸１１ｂに組み込まれていてもよく、中間部にはパドルが組み込まれていてもよい。
【００２１】
混練軸１１を内部に収容するようにシリンダー１２が設けられている。シリンダー１２と混練軸１１との隙間は、熱可塑性樹脂及び／または繊維が通過する流路となる。シリンダー１２は、第２混練機２０から供給される熱可塑性樹脂を第１混練機１０内に導入するための樹脂供給口１２ａと、繊維供給部３０から供給される複数本の連続した繊維を第１混練機１０内に導入するための繊維供給口１２ｂとを有している。本実施の形態では、繊維供給部３０から導入される連続した繊維がそのまま第１混練機１０内へ送られる。
【００２２】
混練軸１１の一方（上流側）の軸端には、混練軸１１にトルクを分配する減速機１３ｂを経由して駆動部１３ａが接続されている。第１混練機１０が多軸混練機である場合、減速機１３ｂは、複数本の混練軸１１を所定の回転速度で同期させて回転させる。混練軸１１の他方（下流側）の軸端側には、堰体１４が接続されている。堰体１４は、ブレーカープレートと中間軸受とを兼用でき、流路と交差する方向に延びるように配置されているので、熱可塑性樹脂と繊維との混練物に背圧を与える。
【００２３】
堰体１４は、混練物の流路となる開口部を有している。本実施の形態の堰体１４は、複数の混練軸１１のスクリュー１１ａのそれぞれの回転方向に沿う円弧状の開口部を複数有している。開口部は、混練軸１１ごとに対応して設けられている。この堰体１４においてスクリュー１１ａと反対側には、ダイ１５が設けられている。ダイ１５は、混練物を排出する吐出口１５ａを有している。この吐出口１５ａから、混練物Ｋ１が中間製品製造装置１００に押し出される。
【００２４】
第２混練機２０は、上述した第１混練機１０のシリンダー１２の樹脂供給口１２ａに導入される熱可塑性樹脂を予め溶融し、スクリュー２１ａを有する混練軸２１と、シリンダー２２と、駆動部２３ａと、減速機２３ｂと、ホッパー２４とを含んでいる。第２混練機２０は、１本の混練軸２１を有する単軸混練機であってもよく、複数本の混練軸２１を含む多軸混練機であってもよい。混練軸２１は、スクリュー２１ａのみが回転軸２１ｂに組み込まれていてもよく、中間部にはスクリューに代えてパドルが組み込まれていてもよい。シリンダー２２は、溶融された熱可塑性樹脂を第１混練機１０に供給する吐出口２２ａを有している。駆動部２３ａ及び減速機２３ｂは、混練軸２１を所定の回転速度で回転させる。ホッパー２４は、混練軸２１とシリンダー２２との間で混練される熱可塑性樹脂の原料２５を受ける。
【００２５】
繊維供給部３０は、上述した第１混練機１０のシリンダー１２の繊維供給口１２ｂに導入される繊維原料３２を供給する。繊維供給部３０は、複数本の連続する繊維の束が巻回された繊維原料３２を載置する載置部３１を含んでいる。載置部３１は、繊維原料３２から繊維の束の先端を取り出し、第１混練機１０のシリンダー１２の繊維供給口１２ｂに導入するための第１及び第２案内部３１ａ、３１ｂを有している。
【００２６】
＜移送装置＞
図１に示すように、移送装置３は、中間製品製造装置１００の下流側に位置し、中間製品製造装置１００で製造された中間製品としての裁断混練物Ｋ２を、成形装置４に移送する。移送装置３は、たとえば、載置部４１と、把持部４２と、スライド部４３とを含んでいる。
【００２７】
載置部４１は、裁断混練物Ｋ２を載置する台である。この載置部４１に載置された裁断混練物Ｋ２を把持して成形型５０に投入するために、把持部４２が設けられている。把持部４２は、例えばロボットアームである。
【００２８】
把持部４２により、裁断混練物Ｋ２は、スライド部４３上に載置された成形型５０の下型５２上に配置される。スライド部４３は、水平方向に移動可能に構成されており、下型５２をホルダ４４上に移動させる。スライド部４３は、例えばスライドテーブルである。
【００２９】
＜成形装置＞
成形装置４は、移送装置３の下流側に位置し、裁断混練物を加圧成形して、最終製品としての繊維強化樹脂成形体を製造する。成形装置４は、たとえば、ホルダ４４と、プレート４５と、第２把持部４６と、第２載置部４７と、上型５１と下型５２とを有する成形型５０とを含んでいる。
【００３０】
ホルダ４４は、スライド部４３により裁断混練物が配置された下型５２を支持する。プレート４５は、成形型５０の上型５１を支持する。成形型５０は、上型５１と下型５２とを含み、上型５１と下型５２との空洞部分であるキャビティに裁断混練物が配置され、上型５１と下型５２とが閉じられることにより、この裁断混練物を加圧成形する。
【００３１】
成形型５０により製造された繊維強化樹脂成形体を把持するために、第２把持部４６が設けられている。第２把持部４６により把持された繊維強化樹脂成形体を、第２載置部４７に載置する。第２載置部４７は、完成品である繊維強化樹脂成形体（最終製品）を載置する台である。
【００３２】
＜中間製品製造装置＞
中間製品製造装置１００については、図２を参照しながら詳細に説明する。図２は、中間製品製造装置１００の構成を示す模式図である。なお、図２において、矢印Ａ１は前方（下流側）を示し、矢印Ａ２は上方を示している。また、図２では、制御信号の流れが破線矢印で示されている。
【００３３】
中間製品製造装置１００は、混練物を前方に向けて押し出す混練装置２の吐出口１５ａに隣接して配置されている。中間製品製造装置１００は、混練装置２の吐出口１５ａから押し出された連続する混練物Ｋ１を裁断することによって、図１に示した成形装置４の成形型５０に投入するための非連続的な裁断混練物Ｋ２、すなわち中間製品を製造する。
【００３４】
図２に示すように、中間製品製造装置１００は、複数のコンベア１４１〜１４３と、裁断装置１１０とを備えている。複数のコンベア１４１〜１４３は、吐出口１５ａの下流側に、この順序で直列的に配置されている。コンベア１４１とコンベア１４２との間に、裁断装置１１０が設けられている。各コンベアは、輪状にしたベルト（回転部材）を台車（非回転部材）の上で回転させ、その上に混練物を載置して移動させるベルトコンベアにより構成されている。なお、各コンベアは、ベルトコンベアに限定されず、たとえば複数のローラ（回転部材）が並べられたローラコンベアであってもよい。
【００３５】
最も上流側のコンベア１４１は、吐出口１５ａから吐出された混練物Ｋ１を下方から受けて、連続する混練物Ｋ１を裁断装置１１０に搬送（搬入）する。中間に位置するコンベア１４２は、裁断装置１１０で裁断された裁断混練物Ｋ２を搬送（搬出）する。最も下流側のコンベア１４３は、搬出された裁断混練物Ｋ２を１つずつ受けて、次工程の移送装置３へと送る。
【００３６】
以下の説明において、コンベア１４１〜１４３を区別し易くするために、裁断装置１１０の上流に位置するコンベア１４１を「搬入コンベア１４１」、裁断装置１１０の下流に位置するコンベア１４２を「搬出コンベア１４２」、最も下流に位置するコンベア１４３を「受けコンベア１４３」という。なお、搬入コンベア１４１は後述するように、複数（たとえば２つ）のコンベア１４５，１４６で構成されていてもよい。
【００３７】
搬入コンベア１４１、搬出コンベア１４２、および受けコンベア１４３の回転部材は、モータ１４１ｍ，１４２ｍ，１４３ｍにより、それぞれ回転させられる。搬入コンベア１４１および搬出コンベア１４２による混練物の搬送速度は同じ速度である。受けコンベア１４３の搬送速度は、他のコンベア１４１，１４２の搬送速度と異なっていてもよい。
【００３８】
本実施の形態では、モータ１４１ｍ，１４２ｍの回転速度は、共通の制御部（図２では「ＣＴＬ」と記す）１３０によって調整され、モータ１４３ｍの回転速度は、他の制御部１３１によって調整される。なお、各モータは、たとえば、可変電圧可変周波数制御（ＶＶＶＦ）を行うインバータが出力する交流電力によって駆動される。
【００３９】
裁断装置１１０は、搬入コンベア１４１によって搬入される混練物Ｋ１を裁断して、裁断混練物Ｋ２を生成する。裁断装置１１０は、混練物Ｋ１を裁断する裁断刃１１１と、裁断刃１１１を駆動するモータ１１１ｍと、モータ１１１ｍの駆動を制御することで裁断刃１１１を作動させる制御部１１２と、裁断刃１１１を下方で支持するための受け台１１３とを有している。
【００４０】
裁断刃１１１および受け台１１３は、搬入コンベア１４１と搬出コンベア１４２との間に設けられている。搬入コンベア１４１および搬出コンベア１４２それぞれの載置面（ベルト上面）は、同一平面上に位置していることが望ましい。
【００４１】
裁断刃１１１は、吐出口１５ａから押し出されて前方に移動する混練物Ｋ１を、裁断する。この裁断刃１１１は、搬入コンベア１４１および搬出コンベア１４２それぞれの載置面の高さよりも上方に配置され、混練物Ｋ１に対して上方から下方に向けて移動されることにより、混練物Ｋ１を裁断する。
【００４２】
ここで、裁断刃１１１は、裁断混練物Ｋ２の重量が、成形装置４の成形型５０のキャビティに適する重量（所定値）となるように作動制御することが望まれる。たとえば制御部１１２が、タイマ制御によって、裁断刃１１１を一定の時間間隔で作動させることが考えられる。しかし、このような制御部１１２によるタイマ制御だけでは、生成される裁断混練物Ｋ２の重量にバラツキが生じるおそれがある。このことについて、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、比較例における中間製品製造装置２００を模式的に示す側面図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）は、比較例における中間製品製造装置２００において、搬入コンベア２４１上を流れる混練物の形状例を模式的に示す平面図である。
【００４３】
中間製品製造装置２００は、本実施の形態における中間製品製造装置１００と同様に、搬入コンベア２４１、搬出コンベア２４２、および受けコンベア２４３を含む複数のコンベアと、裁断装置２１０とを備えている。搬入コンベア２４１、搬出コンベア２４２、および受けコンベア２４３の回転部材は、モータ２４１ｍ，２４２ｍ，２４３ｍにより、それぞれ回転させられる。少なくともモータ２４１ｍ，２４２ｍによって駆動される搬入コンベア２４１および搬出コンベア２４２の搬送速度は同じ速度である。なお、モータ２４１ｍ，２４２ｍは、それぞれがインバータを介して独立的に駆動されてもよい。
【００４４】
裁断装置２１０もまた、本実施の形態における裁断装置１１０と同様に、裁断刃２１１と、モータ２１１ｍと、制御部２１２と、受け台２１３とを有している。裁断装置２１０の制御部２１２は、一定の時間間隔で裁断刃２１１が下降するように、モータ２１１ｍをタイマ制御する。
【００４５】
混練装置２は、一定の速度で、吐出口１５ａを介して混練物Ｋ１を搬入コンベア２４１に送り出す。このような、混練装置２から搬入コンベア２４１に混練物を送り出す送り速度Ｖ１と搬入コンベア２４１による搬送速度Ｖ２とが一致している場合、図７（Ａ）に示されるように、一定の太さで連続する混練物Ｋａが、裁断装置２１０に向かって搬送される。図７（Ａ）に示される混練物Ｋａの形状（姿勢）は、理想的な形状である。
【００４６】
これに対し、送り速度Ｖ１が搬送速度Ｖ２よりも速い場合、混練物は停滞状態となるため、図７（Ｂ）に示す混練物Ｋｂのように、混練物は蛇行したり、図７（Ａ）に示す混練物Ｋａよりも太さが太くなったり、搬入コンベア２４１の中心から位置ずれしたりする。逆に、送り速度Ｖ１が搬送速度Ｖ２よりも遅い場合、混練物は上流側へ引っ張られるため、図７（Ｃ）に示す混練物Ｋｃのように、混練物が細くなったり、途切れたりする。
【００４７】
そのため、送り速度Ｖ１と搬送速度Ｖ２とにずれがある場合、搬入コンベア２４１上を流れる混練物Ｋ１の形状（姿勢）が崩れるため、裁断刃２１１をタイマ制御すると、裁断混練物Ｋ２の重量にバラツキが生じてしまう。
【００４８】
そこで、本実施の形態では、裁断装置１１０の前工程において、混練物Ｋ１の形状を、図７（Ａ）に示すような適切な形状に整えることとしている。そのため、図２に示されるように、中間製品製造装置１００は、混練装置２から搬入コンベア１４１に混練物Ｋ１を送り出す送り速度Ｖ１と、搬入コンベア１４１による搬送速度Ｖ２とを比較する比較手段１２０、および、比較手段１２０による比較結果に応じて、搬入コンベア１４１による搬送速度Ｖ２を調整する制御部１３０を備えている。
【００４９】
比較手段１２０は、搬入コンベア１４１に設けられる。比較手段１２０は、搬入コンベア１４１に掛かる荷重を検知する荷重検知手段としてのロードセル１２３を含む。ロードセル１２３は、荷重（力）を電気信号に変換して出力するセンサであり、ロードセル１２３の検知信号は制御部１３０に入力される。ロードセル１２３は、搬入コンベア１４１が混練物を下方から受けることによって搬入コンベア１４１に生じる前後方向荷重（引張／圧縮）を検知してもよいし、搬入コンベア１４１が下方から受ける混練物の重量（単位時間当たりの重量）を検知してもよい。
【００５０】
図７に示したように、送り速度Ｖ１が搬送速度Ｖ２よりも速く、搬入コンベア１４１が下方から受ける混練物の重量が過大である場合、混練物が停滞状態となり、逆に、送り速度Ｖ１が搬送速度Ｖ２よりも遅く、搬入コンベア１４１が下方から受ける混練物の重量が過少である場合に、混練物は上流側へ引っ張られることを利用して、本実施の形態では、ロードセル１２３は、搬入コンベア１４１に掛かる前後方向荷重（引張／圧縮）を検知する。この場合、ロードセル１２３は、たとえば引張力および圧縮力を検知するセンサで構成されてもよい。
【００５１】
この場合の比較手段１２０の構成例を、図３に示す。図３は、搬入コンベア１４１を吊り下げ式で設置した場合における比較手段１２０の構成例を模式的に示す図である。
【００５２】
比較手段１２０は、搬入コンベア１４１に取り付けられた荷重受け部材１２１と、荷重受け部材１２１を外部の上壁部９１の下方に吊り下げる吊り下げ部材１２２とを含む。荷重受け部材１２１は、搬入コンベア１４１の前後方向（搬送方向）に長さを有しており、長手方向両端部が、吊り下げ部材１２２によって吊り下げられている。なお、後述するように搬入コンベア１４１が複数のコンベアで構成される場合には、最も上流に位置するコンベア（第１コンベア１４５）に、荷重受け部材１２１が取り付けられる。
【００５３】
各吊り下げ部材１２２の上端および下端は、ヒンジ１２４ａ，１２４ｂを介して、上壁部９１および荷重受け部材１２１にそれぞれ連結されており、吊り下げ部材１２２の下端が自由端となっている。つまり、フリー状態において荷重受け部材１２１は前後方向に揺動可能に吊り下げられている。
【００５４】
ロードセル１２３は、たとえば外部の側壁９２に取り付け固定され、荷重受け部材１２１に掛かる前後方向荷重を検知する。側壁９２が、搬入コンベア１４１よりも後方に位置する場合、荷重受け部材１２１が搬入コンベア１４１とともに後方に揺動しようとするとき、ロードセル１２３には圧縮力が掛かるため、ロードセル１２３の測定値は正の値（＋）となる。反対に、荷重受け部材１２１が搬入コンベア１４１とともに前方に揺動しようとするとき、ロードセル１２３には引張力が掛かるため、ロードセル１２３の測定値は負の値（−）となる。
【００５５】
具体的には、送り速度Ｖ１が搬送速度Ｖ２よりも速い場合（Ｖ１＞Ｖ２）、荷重受け部材１２１は前方（矢印Ａ１方向）へ揺動しようとうするため、ロードセル１２３の測定値は負の値となる。送り速度Ｖ１が搬送速度Ｖ２よりも遅い場合（Ｖ１＜Ｖ２）、荷重受け部材１２１は後方（矢印Ａ１の反対方向）へ揺動しようとうするために、ロードセル１２３の測定値が正の値となる。
【００５６】
ただし、送り速度Ｖ１と搬送速度Ｖ２との大小関係に応じて、荷重受け部材１２１が実際に揺動しないように、荷重受け部材１２１はロードセル１２３によって固定されていることが望ましい。これにより、搬入コンベア１４１は、外部に対して揺動可能に支持されるとともに、ロードセル１２３を介して外部に固定される。なお、ロードセル１２３は、吊り下げ部材１２２の下端部（自由端側）に取り付けられていてもよい。
【００５７】
あるいは、図４に示されるように、搬入コンベア１４１を据え置き式で設置してもよい。図４は、搬入コンベア１４１を据え置き式で設置した場合における比較手段１２０Ａの構成例を模式的に示す図である。
【００５８】
比較手段１２０Ａは、図３に示した比較手段１２０と対比すると、吊り下げ部材１２２に代えて、外部の底壁部９３から荷重受け部材１２１まで上方に延びる脚部１２５を含む。各脚部１２５の下端および上端は、ヒンジ１２６ａ，１２６ｂを介して、底壁部９３および荷重受け部材１２１にそれぞれ連結され、脚部１２５の上端が自由端となっている。
【００５９】
比較手段１２０Ａにおいて、ロードセル１２３は、荷重受け部材１２１、または、脚部１２５の上端部側（自由端側）に取り付けられていればよい。
【００６０】
再び図２を参照して、制御部１３０は、ロードセル１２３による測定結果に基づいて、搬入コンベア１４１および搬出コンベア１４２による搬送速度（Ｖ２）を調整する。すなわち、制御部１３０は、ロードセル１２３の測定値が基準範囲（０±所定値）を超えていれば、送り速度Ｖ１と搬送速度Ｖ２との速度差が「０」に近づくように、インバータを介して、各モータ１４１ｍ，１４２ｍの回転数を調整する。
【００６１】
このような速度比較および速度調整を、搬入コンベア１４１の上流側端部すなわち、混練装置２から吐出された混練物Ｋ１の荷重を直接受ける箇所（以下「荷重箇所」という）Ｐにおいて早期に行うことで、搬入コンベア１４１上における荷重箇所Ｐの下流側において、混練物Ｋ１の形状を整えることができる。したがって、搬入コンベア１４１から裁断装置１１０に、適正な形状の混練物Ｋ１すなわち、一定の断面形状の混練物Ｋ１を送り込むことができる。
【００６２】
このように、本実施の形態では、搬入コンベア１４１上で混練物Ｋ１の姿勢制御が行われるため、裁断装置１１０の制御部１１２がタイマ制御によって混練物Ｋ１を裁断する場合であっても、裁断混練物Ｋ２の重量のバラツキが抑制される。
【００６３】
一方で、このように時間を指標として（タイマ制御によって）混練物Ｋ１を裁断するよりも、直接、重量を指標として混練物Ｋ１を裁断する方が、裁断混練物Ｋ２の重量のバラツキを抑制するためにはより望ましい。この場合の構成例について、上述の図２を参照しながら説明する。
【００６４】
搬入コンベア１４１は、直列的に配置された第１および第２コンベア１４５，１４６で構成されている。第１および第２コンベア１４５，１４６は、同じ搬送速度となるようにモータ１４５ｍ，１４６ｍによってそれぞれ駆動されている。第１および第２コンベア１４５，１４６による搬送速度は、搬出コンベア１４２とともに、制御部１３０によって同時に調整される。
【００６５】
上述の比較手段１２０は、荷重箇所Ｐを含む上流側の第１コンベア１４５に取り付けられている。下流側の第２コンベア１４６に、搬送される混練物Ｋ１の重量を検知する搬送重量検知手段としてのロードセル１５０が設けられている。第１コンベア１４５は、速度比較コンベアとして機能し、第２コンベア１４６は、計量コンベアとして機能する。第２コンベア１４６は、裁断装置１１０の上流側に隣接して配置されている。
【００６６】
図２に示されるように、ロードセル１５０は、たとえば、第２コンベア１４６の前端部および後端部のそれぞれに設けられる。各ロードセル１５０の検知信号は、裁断装置１１０の制御部１１２に入力される。
【００６７】
裁断装置１１０は、ロードセル１５０により検知された混練物Ｋ１の重量に基づいて、第２コンベア１４６によって搬送された混練物Ｋ１を裁断する。具体的には、制御部１１２は、ロードセル１５０の測定値と、速度センサ１５２の検知信号により得られる第２コンベア１４６の搬送速度とに基づいて、瞬間輸送量および重量積算値を演算する。そして、演算した重量積算値が所定値（規定の重量）となったときに混練物Ｋ１を裁断するように、裁断刃１１１の作動制御を行う。これにより、裁断装置１１０は、過不足のない重量の裁断混練物Ｋ２を生成することができる。また、裁断装置１１０には一定の断面形状の混練物Ｋ１が送り込まれているため、重量だけでなく、全長、幅、および厚みにおいても過不足のない裁断混練物Ｋ２が生成される。
【００６８】
裁断装置１１０により裁断された裁断混練物Ｋ２は、搬出コンベア１４２上を流れて、たとえば図示しない把持装置によって、受けコンベア１４３に移送される。これにより、重量、全長、幅、および厚みの全てが適正な裁断混練物Ｋ２、すなわち中間製品が、受けコンベア１４３に載置される。
【００６９】
なお、図２に示されるように、受けコンベア１４３にも、中間製品の重量を検知する製品重量検知手段としてのロードセル１６０が設けられていてもよい。ロードセル１６０は、たとえば、受けコンベア１４３の前端部および後端部のそれぞれに設けられる。各ロードセル１６０の検知信号は、制御部１３２に入力される。
【００７０】
制御部１３２は、ロードセル１６０の測定値が設定範囲内か否かを判断し、範囲外であれば、アラーム等によって、測定値が範囲外であることを報知してもよい。これにより、不良品が移送装置３によって成形装置４に移送されることを確実に防止できる。
【００７１】
なお、図２に示されるように、中間製品製造装置１００の各コンベア１４１〜１４３には、混練物の加工を容易にするために、加熱手段としてのヒータ１７０が設けられていてもよい。
【００７２】
＜製造方法＞
以上説明した中間製品製造装置１００による中間製品の製造方法の流れについて説明する。
【００７３】
図５を参照して、はじめに、搬入コンベア１４１の第１コンベア１４５において、混練装置２から吐出された混練物Ｋ１の姿勢制御を行う（工程Ｐ２）。姿勢制御では、上述のように、比較手段１２０のロードセル１２３の測定値に基づいて、送り速度Ｖ１と搬送速度Ｖ２とを比較する工程と、その比較結果に応じて、搬入コンベア１４１（第１コンベア１４５および第２コンベア１４６）および搬出コンベア１４２の搬送速度を調整する工程と、が行われる。これにより、搬入コンベア１４１において混練物Ｋ１の変形（上下方向および水平方向の蛇行、前後方向の伸び、など）が是正される。そのため、図７（Ａ）に示されるような一定の断面形状の混練物Ｋ１を、後工程の裁断装置１１０に向けて搬送することができる。
【００７４】
裁断装置１１０の裁断刃１１１の作動制御を計量により行うか、タイマ制御により行うかを、中間製品製造装置１００の運転モードとして事前に選択できるようにしてもよい。この場合、運転モードが計量モードである場合、工程Ｐ４に進み、タイマ制御モードである場合、工程Ｐ５に進む。
【００７５】
工程Ｐ４では、搬入コンベア１４１の第２コンベア１４６において、混練物Ｋ１の重量を、ロードセル１５０を用いて計量する。前工程において、混練物Ｋ１の姿勢が整えられているため、第２コンベア１４６上で混練物Ｋ１が真っ直ぐ流れた状態で、混練物Ｋ１の重量を計測することができる。
【００７６】
工程Ｐ５では、前回の裁断刃１１１の作動時から所定時間が経過したか否かを計測する。
【００７７】
裁断装置１１０は、工程Ｐ４での計量値、または、工程Ｐ５で計測した時間に基づいて、混練物Ｋ１を裁断する（工程Ｐ６）。計量値に基づいて混練物Ｋ１を裁断する場合について具体的に説明すると、裁断装置１１０の制御部１１２が、ロードセル１５０の測定値と第２コンベア１４６の搬送速度Ｖ２とに基づいて瞬間輸送量および重量積算値を演算し、重量積算値が中間製品に必要な重量（つまり所定値）となったときに混練物Ｋ１を裁断するように、裁断刃１１１の作動制御を行う。なお、制御部１１２は、重量積算値が所定値となると、重量積算値をリセットし、次の中間製品の計量を行う。
【００７８】
裁断により得られた裁断混練物Ｋ２は、搬出コンベア１４２によって、中間製品として搬出（排出）される（工程Ｐ８）。姿勢制御工程の後、さらに計量工程を実行する場合、中間製品の重量のバラツキを確実に抑制または防止することができる。つまり、混練物Ｋ１に空隙や窪み等が存在する場合であっても、適正な重量の中間製品を得ることができる。その結果、不良品の発生が減るため、廃棄物の量を減少させることができる。なお、第２コンベア１４６の瞬間輸送量が一定であれば、すなわち、混練機２からの送り出し（吐出）の重量が一定であれば、タイマ制御により裁断刃１１１を作動制御してもほぼ同等の結果が得られる。
【００７９】
最後に、受けコンベア１４３において、ロードセル１６０を用いて中間製品の重量を検査する（工程Ｐ１０）。このような検査工程を設けることにより、成形装置４に、正確な重量の中間製品だけを供給することができる。したがって、本実施の形態に係る中間製品製造装置１００を用いることで、最終製品としての繊維強化樹脂成形体の精度を向上させることができる。
【００８０】
なお、姿勢制御に用いた比較手段１２０は、ロードセル１２３などの荷重検知手段の代わりに、変位検知手段などの他種の検知手段を含んでもよい。変位検知手段を用いる場合、たとえば、第１コンベア１４５の前後に弾性部材（たとえばスプリング）を取り付け、混練物が流れていない時に自然にゼロ点となるようにすることで、変位検知手段が、第１コンベア１４５の前後方向における変位を検知してもよい。変位検知手段としては、リニアエンコーダ、ポテンショメータ、リミットスイッチ、などが採用され得る。
【００８１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８２】
１  製造装置、２  混練装置、３  移送装置、４  成形装置、１００，２００  中間製品製造装置、１１０，２１０  裁断装置、１１２，１３０，１３１，１３２，２１２  制御部、１２０，１２０Ａ  比較手段、１２３，１５０，１６０  ロードセル、１４１，１４２，１４３，１４５，１４６，２４１，２４２，２４３  コンベア。
【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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