(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型とを備え、前記上型と前記下型とで繊維強化樹脂をプレス成形するプレス成形装置であって、
周縁部が前記上型又は前記下型に保持され、プレス成形の際に前記繊維強化樹脂の上方に配置される第１弾性シートと、
周縁部が前記上型又は前記下型に保持され、プレス成形の際に前記繊維強化樹脂の下方に配置され、プレス成形中に、前記第１弾性シートとで前記繊維強化樹脂を挟み込む第２弾性シートとを備え、
前記上型及び前記下型の少なくとも一方は、さらに、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートの少なくとも一方の周縁部を外周方向へ付勢する付勢部材を備える
プレス成形装置。
【請求項２】
さらに、
プレス成形中に、前記第１弾性シートを介して、前記繊維強化樹脂の周縁部を上方から押え込む第１しわ押え部と、
プレス成形中に、前記第２弾性シートを介して、前記繊維強化樹脂の周縁部を下方から押え込む第２しわ押え部とを備える
請求項１に記載のプレス成形装置。
【請求項３】
さらに、
前記上型及び前記下型の少なくとも一方に取り付けられ、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートの少なくとも一方を介して、前記繊維強化樹脂をプレス成形前に加熱する加熱器を備える
請求項１又は２に記載のプレス成形装置。
【請求項４】
前記上型は、前記第１弾性シートを昇降可能に保持する第１保持部材を備え、
前記下型は、前記第２弾性シートを昇降可能に保持する第２保持部材を備え、
前記加熱器は、
前記第１弾性シートの上方に配置され、前記上型に取り付けられる第１加熱器と、
前記第２弾性シートの下方に配置され、前記下型に取り付けられる第２加熱器とを備え、
前記第１加熱器と前記第２加熱器は、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートを介して、プレス成形前に前記繊維強化樹脂を加圧しながら加熱する
請求項３に記載のプレス成形装置。
【請求項５】
前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートはともに、前記下型又は前記上型のいずれか一方に保持される
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレス成形装置。
【請求項６】
上型と下型とを備えるプレス成形装置が、前記上型と前記下型とで繊維強化樹脂をプレス成形するプレス成形方法であって、
周縁部が前記上型又は前記下型に保持された第１弾性シートを、プレス成形の際に前記繊維強化樹脂の上方に配置する第１配置ステップと、
周縁部が前記上型又は前記下型に保持された第２弾性シートを、プレス成形の際に前記繊維強化樹脂の下方に配置する第２配置ステップと、
前記第１弾性シートと前記第２弾性シートとで前記繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形する成形ステップと、
前記成形ステップ前に、前記上型及び前記下型の少なくとも一方が有する付勢部材により、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートの少なくとも一方の周縁部を外周方向へ付勢する付勢ステップと
を含むプレス成形方法。
【請求項７】
前記成形ステップは、さらに、前記第１弾性シートと前記第２弾性シートとで、前記繊維強化樹脂の周縁部を押え込むしわ押えステップを含む
請求項６に記載のプレス成形方法。
【請求項８】
さらに、
前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートの少なくとも一方を介して、前記繊維強化樹脂を前記成形ステップ前に加熱する加熱ステップを含む
請求項６又は７に記載のプレス成形方法。
【請求項９】
さらに、前記成形ステップ前に、
前記第１弾性シートを前記上型に昇降可能に保持させるとともに、前記第２弾性シートを前記下型に昇降可能に保持させる保持ステップと、
第１加熱器を、前記第１弾性シートの上方に配置されるように前記上型に取り付けるとともに、第２加熱器を、前記第２弾性シートの下方に配置されるように前記下型に取り付ける取り付けステップとを含み、
前記加熱ステップでは、前記第１加熱器と前記第２加熱器とで、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートを介して、前記繊維強化樹脂を加圧しながら加熱する
請求項８に記載のプレス成形方法。
【請求項１０】
さらに、
前記成形ステップ前に、前記第１弾性シートと前記第２弾性シートとで前記繊維強化樹脂を挟み込んだ状態で、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートをともに、前記下型又は前記上型のいずれか一方に保持させる保持ステップを含む
請求項６〜８のいずれか１項に記載のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形装置及びプレス成形方法に関し、特に、繊維強化樹脂をプレス成形するプレス成形装置及びプレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）などの繊維強化樹脂の成形方法として、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を炭素繊維に含浸させたシートを半硬化させたプリプレグを作成し、これを所望の形状を持つ型に押し当て、あるいは型で圧縮し、その後加熱保持して固化させる方法がある。また、炭素繊維のみあるいは少量の樹脂を混入した炭素繊維の基材を成形品の形状に作成し、金型内に設置して、そこに高圧で熱硬化性樹脂を注入して固化させる方法も開発されている。
【０００３】
そして、この繊維強化樹脂を効率的に成形する方法として、繊維強化樹脂を型で成形する際、成形型表面に表面樹脂を構成するシートを予め成形型表面に沿って賦形しておき、繊維強化樹脂の表面皮膜を同時に成形する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、金型合わせ面にはみ出し防止用シリコンゴムを装着することで、樹脂にかける圧力を高める成形方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−２７３２２３号公報
【特許文献２】特開昭６１−１１４８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の繊維強化樹脂の成形方法では、繊維強化樹脂を三次元形状に成形する場合に、繊維強化樹脂の成形に時間を要するという問題がある。
【０００６】
つまり、従来のプリプレグを作成して加熱硬化させる繊維強化樹脂の成形方法では、プリプレグを加熱硬化させるのに、通常は１時間程度と長い硬化時間を必要としている。また、金型内に熱硬化性樹脂を注入して固化させる繊維強化樹脂の成形方法では、短時間で固化する熱硬化性樹脂を用いても、約１０分の硬化時間を要している。また、特許文献１及び特許文献２に記載の成形方法は、硬化時間を短縮するものではない。
【０００７】
一方、熱硬化性樹脂に比べて硬化時間の短い熱可塑性樹脂を用いて、繊維強化樹脂を成形する方法がある。この熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化樹脂の成形方法では、熱可塑性樹脂のフィルムの間に配向した炭素繊維をはさみ、所定の温度に加熱した状態でプレス圧縮して熱可塑性樹脂を含浸した平面シートを作成する。しかしこの方法では、平板形状の成形板しか作成できない。
【０００８】
また、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化樹脂の成形方法として、炭素繊維のみあるいは少量の樹脂のみを混入した炭素繊維の生地を成形品の形状に作成し、金型内に設置して、そこに高圧で溶融した熱可塑性樹脂を注入して固化させる方法も考えられる。しかし、この成形方法では、樹脂の粘性が大きいため、炭素繊維間に樹脂を十分に含浸させることは容易ではなく、この樹脂の含浸に時間を要する。
【０００９】
このため、熱可塑性樹脂を用いて繊維強化樹脂を成形する方法においても、繊維強化樹脂を三次元形状に成形する場合には、繊維強化樹脂の成形に時間を要する。
【００１０】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、繊維強化樹脂を三次元形状に成形する場合に、繊維強化樹脂の成形時間を短縮することができるプレス成形装置及びプレス成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るプレス成形装置は、上型と下型とを備え、前記上型と前記下型とで繊維強化樹脂をプレス成形するプレス成形装置であって、周縁部が前記上型又は前記下型に保持され、プレス成形の際に前記繊維強化樹脂の上方に配置される第１弾性シートと、周縁部が前記上型又は前記下型に保持され、プレス成形の際に前記繊維強化樹脂の下方に配置され、プレス成形中に、前記第１弾性シートとで前記繊維強化樹脂を挟み込む第２弾性シートとを備える。
【００１２】
これによれば、２つの弾性シートで繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形することで、短時間でプレス成形を行うことができる。そして、繊維強化樹脂を三次元形状に成形する場合に、成形過程で繊維の乱れが生じるが、２つの弾性シートで繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形することで、成形過程での繊維の乱れを抑制することができる。したがって、繊維強化樹脂を三次元形状に成形する場合に、繊維強化樹脂の成形時間を短縮することができる。
【００１３】
また、好ましくは、さらに、プレス成形中に、前記第１弾性シートを介して、前記繊維強化樹脂の周縁部を上方から押え込む第１しわ押え部と、プレス成形中に、前記第２弾性シートを介して、前記繊維強化樹脂の周縁部を下方から押え込む第２しわ押え部とを備える。
【００１４】
これによれば、プレス成形中に、繊維強化樹脂の周縁部を押え込む。これにより、プレス成形中に、繊維強化樹脂が変形する際のしわの発生を抑制しつつ、短時間でプレス成形を行うことができる。
【００１５】
また、好ましくは、さらに、前記上型及び前記下型の少なくとも一方に取り付けられ、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートの少なくとも一方を介して、前記繊維強化樹脂をプレス成形前に加熱する加熱器を備える。
【００１６】
これによれば、繊維強化樹脂は、２つの弾性シートの少なくとも一方を介してプレス成形前に加熱されている。これにより、例えば熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂を成形する場合に、熱可塑性樹脂をプレス成形前に弾性シートを介して加熱することができ、熱可塑性樹脂を加熱する時間を短縮することができる。
【００１７】
また、好ましくは、前記上型は、前記第１弾性シートを昇降可能に保持する第１保持部材を備え、前記下型は、前記第２弾性シートを昇降可能に保持する第２保持部材を備え、前記加熱器は、前記第１弾性シートの上方に配置され、前記上型に取り付けられる第１加熱器と、前記第２弾性シートの下方に配置され、前記下型に取り付けられる第２加熱器とを備え、前記第１加熱器と前記第２加熱器は、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートを介して、プレス成形前に前記繊維強化樹脂を加圧しながら加熱する。
【００１８】
これによれば、第１弾性シートと第２弾性シートとが昇降可能に保持されているので、第１加熱器と第２加熱器とで、第１弾性シートと第２弾性シートとを介して、プレス成形前に繊維強化樹脂を加圧しながら加熱することができる。ここで、繊維強化樹脂を加圧しながら加熱することで、繊維強化樹脂への熱伝導がよくなり、繊維強化樹脂を短時間で加熱することができる。これにより、例えば熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂を成形する場合に、熱可塑性樹脂をプレス成形前に弾性シートで素早く加熱することができ、熱可塑性樹脂を加熱する時間を短縮することができる。
【００１９】
また、好ましくは、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートはともに、前記下型又は前記上型のいずれか一方に保持される。
【００２０】
さらに、好ましくは、前記上型及び前記下型の少なくとも一方は、さらに、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートの少なくとも一方の周縁部を外周方向へ付勢する付勢部材を備える。
【００２１】
これによれば、２つの弾性シートの少なくとも一方の周縁部を外周方向へ付勢する。これにより、プレス成形中に、弾性シートにしわが生じるのを抑制することで、繊維強化樹脂にしわが発生するのを抑制しつつ、短時間でプレス成形を行うことができる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るプレス成形方法は、上型と下型とを備えるプレス成形装置が、前記上型と前記下型とで繊維強化樹脂をプレス成形するプレス成形方法であって、周縁部が前記上型又は前記下型に保持された第１弾性シートを、プレス成形の際に前記繊維強化樹脂の上方に配置する第１配置ステップと、周縁部が前記上型又は前記下型に保持された第２弾性シートを、プレス成形の際に前記繊維強化樹脂の下方に配置する第２配置ステップと、前記第１弾性シートと前記第２弾性シートとで前記繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形する成形ステップとを含む。
【００２３】
これによれば、２つの弾性シートで繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形することで、短時間でプレス成形を行うことができる。そして、繊維強化樹脂を三次元形状に成形する場合に、成形過程で繊維の乱れが生じるが、２つの弾性シートで繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形することで、成形過程での繊維の乱れを抑制することができる。したがって、繊維強化樹脂を三次元形状に成形する場合に、繊維強化樹脂の成形時間を短縮することができる。
【００２４】
また、好ましくは、前記成形ステップは、さらに、前記第１弾性シートと前記第２弾性シートとで、前記繊維強化樹脂の周縁部を押え込むしわ押えステップを含む。
【００２５】
これによれば、プレス成形中に、繊維強化樹脂の周縁部を押え込む。これにより、プレス成形中に、繊維強化樹脂が変形する際のしわの発生を抑制しつつ、短時間でプレス成形を行うことができる。
【００２６】
また、好ましくは、さらに、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートの少なくとも一方を介して、前記繊維強化樹脂を前記成形ステップ前に加熱する加熱ステップを含む。
【００２７】
これによれば、繊維強化樹脂は、２つの弾性シートの少なくとも一方を介してプレス成形前に加熱される。これにより、例えば熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂を成形する場合に、熱可塑性樹脂をプレス成形前に弾性シートを介して加熱することができ、熱可塑性樹脂を加熱する時間を短縮することができる。
【００２８】
また、好ましくは、さらに、前記成形ステップ前に、前記第１弾性シートを前記上型に昇降可能に保持させるとともに、前記第２弾性シートを前記下型に昇降可能に保持させる保持ステップと、第１加熱器を、前記第１弾性シートの上方に配置されるように前記上型に取り付けるとともに、第２加熱器を、前記第２弾性シートの下方に配置されるように前記下型に取り付ける取り付けステップとを含み、前記加熱ステップでは、前記第１加熱器と前記第２加熱器とで、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートを介して、前記繊維強化樹脂を加圧しながら加熱する。
【００２９】
これによれば、第１弾性シートと第２弾性シートとが昇降可能に保持されているので、第１加熱器と第２加熱器とで、第１弾性シートと第２弾性シートとを介して、プレス成形前に繊維強化樹脂を加圧しながら加熱することができる。ここで、繊維強化樹脂を加圧しながら加熱することで、繊維強化樹脂への熱伝導がよくなり、繊維強化樹脂を短時間で加熱することができる。これにより、例えば熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂を成形する場合に、熱可塑性樹脂をプレス成形前に弾性シートで素早く加熱することができ、熱可塑性樹脂を加熱する時間を短縮することができる。
【００３０】
また、好ましくは、さらに、前記成形ステップ前に、前記第１弾性シートと前記第２弾性シートとで前記繊維強化樹脂を挟み込んだ状態で、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートをともに、前記下型又は前記上型のいずれか一方に保持させる保持ステップを含む。
【００３１】
さらに、好ましくは、前記保持ステップは、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートが保持される際に、前記第１弾性シート及び前記第２弾性シートのうち、少なくとも一方の周縁部を外周方向へ付勢する付勢ステップを含む。
【００３２】
これによれば、２つの弾性シートを取り付ける際に、２つの弾性シートの少なくとも一方の周縁部を外周方向へ付勢する。これにより、プレス成形中に、弾性シートにしわが生じるのを抑制することで、繊維強化樹脂にしわが発生するのを抑制しつつ、短時間でプレス成形を行うことができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明により、繊維強化樹脂をプレス成形するプレス成形装置において、繊維強化樹脂を三次元形状に成形する場合に、繊維強化樹脂の成形時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置を示す外観図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置の構成を詳細に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置が、繊維強化樹脂をプレス成形する成形過程の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における繊維強化樹脂が、第１弾性シートと第２弾性シートとの間に配置された状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置が、繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形する過程の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置が、繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形する過程を説明する図である。
【図７】繊維強化樹脂の構造を示す図である。
【図８】実施の形態１の変形例１におけるプレス成形装置の構成を示す断面図である。
【図９】実施の形態１の変形例２におけるプレス成形装置の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置の構成を詳細に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置が、繊維強化樹脂をプレス成形する成形過程の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置が、繊維強化樹脂を加熱する過程の一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置に加熱器が取り付けられた状態を示す図である。
【図１４Ａ】本発明の実施の形態２における第１加熱器の構成を示す斜視図である。
【図１４Ｂ】本発明の実施の形態２における第２加熱器の構成を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態２における第１加熱器と第２加熱器とが、繊維強化樹脂を加圧しながら加熱する状態を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態２における第１加熱器と第２加熱器とが取り外された状態を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置が、繊維強化樹脂を挟み込みながらプレス成形を開始する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【００３６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置１０を示す外観図である。
【００３７】
プレス成形装置１０は、繊維強化樹脂を三次元形状にプレス成形する装置である。同図に示すように、プレス成形装置１０は、上型１００及び下型２００を備えており、上型１００と下型２００とで、繊維強化樹脂２０をプレス成形する。
【００３８】
上型１００は、プレス成形装置１０の上側のプレス成形金型であり、底部中央部に半球状の凹部が形成されている。なお、上型１００の凹部の形状は半球状に限定されず、製造する成形品に合った形状であればよい。また、上型１００の大きさや材質についても、特に限定されず、成形品に合った大きさや材質であればよい。
【００３９】
また、下型２００は、プレス成形装置１０の下側のプレス成形金型であり、内部にポンチ部２１０を備えている。ポンチ部２１０は、上部が、上型１００の凹部と嵌合するように凸形状に形成された突起状の部位である。
【００４０】
なお、ポンチ部２１０の上部の形状は、凸形状に限定されず、例えば周縁部が平面形状になっているなど、成形品に合った形状であればどのような形状であってもよい。また、下型２００の大きさや材質についても、特に限定されず、成形品に合った大きさや材質であればよい。
【００４１】
この構成により、プレス成形装置１０は、上型１００と下型２００との間に繊維強化樹脂２０を挟み込み、上型１００とポンチ部２１０とで繊維強化樹脂２０を圧縮することで、繊維強化樹脂２０をプレス成形する。詳細については、後述する。
【００４２】
次に、プレス成形装置１０の詳細な構成について、説明する。
【００４３】
図２は、本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置１０の構成を詳細に示す断面図である。具体的には、同図は、図１に示されたプレス成形装置１０を縦方向に切断した状態を示す断面図である。
【００４４】
同図に示すように、プレス成形装置１０は、上型１００及び下型２００に加えて、第１弾性シート３００、第２弾性シート４００、ダイクッション５００、ダイクッションピン５１０、ボルスタ６００及びベッド７００を備えている。
【００４５】
第１弾性シート３００は、周縁部が上型１００に保持され、プレス成形の際に繊維強化樹脂２０の上方に配置される円盤状の弾性シートである。具体的には、第１弾性シート３００は、上型１００の底面部に沿って配置され、上型１００に保持されている。
【００４６】
第２弾性シート４００は、周縁部が下型２００に保持され、プレス成形の際に繊維強化樹脂２０の下方に配置される円盤状の弾性シートである。具体的には、第２弾性シート４００は、下型２００の上面部に沿って配置され、下型２００に保持されている。
【００４７】
また、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の少なくとも一方は、プレス成形前に加熱されており、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とは、プレス成形中に、繊維強化樹脂を挟み込む。
【００４８】
なお、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００は、弾性を有するシートであればどのようなものであってもよいが、例えばゴムシートである。また、ゴムシートに使用されるゴムは、シリコンゴムやフッ素ゴムなどの合成ゴム、又は天然ゴムなど、プレス成形する際の強度を有していれば、どのような成分のゴムであってもよい。
【００４９】
また、上型１００は、第１しわ押え部１１０及び第１付勢部材１２０を備えている。また、下型２００は、ポンチ部２１０に加えて、第２しわ押え部２２０及び第２付勢部材２３０を備えている。
【００５０】
第１しわ押え部１１０は、プレス成形中に、第１弾性シート３００を介して、繊維強化樹脂２０の周縁部を上方から押え込む部位である。具体的には、第１しわ押え部１１０は、上型１００の凹部の側方を覆うように備えられた部位であり、繊維強化樹脂２０の周縁部の上側を全周にわたって押え込む。なお、第１しわ押え部１１０は、繊維強化樹脂２０を押え込むことができるのであれば、どのような材質であってもよい。
【００５１】
第２しわ押え部２２０は、プレス成形中に、第２弾性シート４００を介して、繊維強化樹脂２０の周縁部を下方から押え込む部位である。具体的には、第２しわ押え部２２０は、ポンチ部２１０の上部の側方を覆うように配置された金属製の部位であり、繊維強化樹脂２０の周縁部の下側を全周にわたって押え込む。なお、第２しわ押え部２２０は、金属でなくてもよく、繊維強化樹脂２０を押え込むことができるのであれば、どのような材質であってもよい。
【００５２】
なお、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０は、繊維強化樹脂２０の周縁部を全周にわたって押え込むのではなく、繊維強化樹脂２０の周縁部の一部を押え込むことにしてもよい。
【００５３】
第１付勢部材１２０及び第２付勢部材２３０は、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の少なくとも一方の周縁部を外周方向へ付勢する部材である。ここでは、第１付勢部材１２０が、第１弾性シート３００の周縁部を外周方向へ付勢し、第２付勢部材２３０が、第２弾性シート４００の周縁部を外周方向へ付勢する。
【００５４】
第１付勢部材１２０は、第１しわ押え部１１０の側方に配置され、第１弾性シート３００の周縁部を外周方向へ付勢するバネである。なお、第１付勢部材１２０は、バネでなくてもよく、第１弾性シート３００の周縁部を外周方向へ付勢することができるのであれば、どのような部材であってもよい。
【００５５】
第２付勢部材２３０は、第２しわ押え部２２０の側方に配置され、第２弾性シート４００の周縁部を外周方向へ付勢するバネである。なお、第２付勢部材２３０は、バネでなくてもよく、第２弾性シート４００の周縁部を外周方向へ付勢することができるのであれば、どのような部材であってもよい。
【００５６】
ボルスタ６００は、床面に対して固定されたベッド７００の上面部に取り付けられている平板状の部材である。また、ボルスタ６００の上面部にはポンチ部２１０が取り付けられている。また、ボルスタ６００には上下方向に貫通する複数の孔が設けられており、当該複数の孔のそれぞれに、棒状のダイクッションピン５１０が挿通されている。
【００５７】
ダイクッション５００は、複数のダイクッションピン５１０を介して第２しわ押え部２２０を支持する部材である。このダイクッション５００は、ポンチ部２１０に対して、第２しわ押え部２２０を昇降させる機能を有する。
【００５８】
次に、プレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程について、説明する。
【００５９】
図３は、本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程の一例について、説明する。
【００６０】
同図に示すように、まず、第１付勢部材１２０によって第１弾性シート３００の周縁部を外周方向へ付勢することで、第１弾性シート３００を上型１００に保持させる（Ｓ１０２）。
【００６１】
また、第２付勢部材２３０によって第２弾性シート４００の周縁部を外周方向へ付勢することで、第２弾性シート４００を下型２００に保持させる（Ｓ１０４）。
【００６２】
次に、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の少なくとも一方を、加熱する（Ｓ１０６）。ここでは、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００ともに加熱することとする。なお、この第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００は、例えば電気ヒータによって加熱されるが、加熱手段は限定されず、どのような手段によって加熱されてもよい。
【００６３】
具体的には、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０の成形において、繊維強化樹脂２０が溶融温度または軟化する温度まで加熱されるように、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００を加熱しておく。なお、熱硬化性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０の成形においては、この第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の加熱の過程を省略することができる。
【００６４】
そして、繊維強化樹脂２０を、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００との間に配置する（Ｓ１０８）。これにより、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とを介して、繊維強化樹脂２０をプレス成形前に加熱することができる。
【００６５】
図４は、本発明の実施の形態１における繊維強化樹脂２０が、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００との間に配置された状態を示す図である。
【００６６】
同図に示すように、周縁部が上型１００に保持された第１弾性シート３００が、繊維強化樹脂２０の上方に配置される。また、周縁部が下型２００に保持された第２弾性シート４００が、繊維強化樹脂２０の下方に配置される。
【００６７】
また、繊維強化樹脂２０は、周縁部が、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００を介して第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０によって押え込まれるように、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０の間に周縁部が配置される。
【００６８】
ここで、繊維強化樹脂２０は、ポリアミド（ＰＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）などの熱可塑性樹脂を炭素繊維に含浸させた炭素繊維強化樹脂である。具体的には、あらかじめ熱可塑性樹脂を炭素繊維に含浸したシートを積層し、これを樹脂が溶融もしくは軟化する温度に加熱してから成形を行う。
【００６９】
なお、繊維強化樹脂２０の加熱方法については限定されず、繊維強化樹脂２０をあらかじめ別の場所で加熱してからプレス成形装置１０に搬入してもよいし、プレス成形装置１０内で弾性シートを介して繊維強化樹脂２０を加熱してもよい。
【００７０】
なお、繊維強化樹脂２０は、熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化樹脂に限定されず、熱硬化性樹脂を用いた炭素繊維強化樹脂であってもよい。この場合、熱硬化性樹脂を含浸し、半硬化させたプリプレグシートを積層し、これを室温もしくは軟化する温度に加熱して成形する。また、繊維強化樹脂２０は、炭素繊維強化樹脂には限定されず、ガラス繊維強化樹脂など、どのような繊維強化樹脂であってもよい。
【００７１】
図３に戻り、プレス成形装置１０は、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する（Ｓ１１０）。この繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する過程の詳細については、後述する。
【００７２】
以上のように、プレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程は終了する。
【００７３】
次に、プレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する（図３のＳ１０８）過程の詳細について、説明する。
【００７４】
図５は、本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置１０が、繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する過程の一例を示すフローチャートである。
【００７５】
図６は、本発明の実施の形態１におけるプレス成形装置１０が、繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する過程を説明する図である。
【００７６】
図５に示すように、まず、上型１００が下型２００に向けて下降する（Ｓ２０２）。
【００７７】
そして、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで、繊維強化樹脂２０の周縁部を押え込む（Ｓ２０４）。
【００７８】
図６の（ａ）は、上型１００が下降した状態を示している。同図に示すように、上型１００の下面部に沿って配置された第１弾性シート３００が、下型２００の上面部に沿って配置された第２弾性シート４００上に載置された繊維強化樹脂２０と接する。
【００７９】
これにより、繊維強化樹脂２０の周縁部が、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０によって、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００を介して、押え込まれる。
【００８０】
図５に戻り、さらに、上型１００が下降する（Ｓ２０６）。図６の（ｂ）は、さらに、上型１００が下降する過程を示している。
【００８１】
つまり、上型１００がさらに下降することで、第２しわ押え部２２０がポンチ部２１０に対して下降する。このため、図６の（ｂ）に示すように、繊維強化樹脂２０がポンチ部２１０の凸部の先端から順に、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とに押えられ、変形する。つまり、繊維強化樹脂２０は、変形中に常に第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで肉厚方向に押えられながら繊維の配向にそってなめらかに変形される。
【００８２】
この際、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０は、繊維強化樹脂２０の周縁部を押え込んでいるが、繊維強化樹脂２０の変形に伴い、繊維強化樹脂２０の周縁部が繊維の配向方向にずれて滑るのを許容する。
【００８３】
図５に戻り、次に、上型１００が下降を停止する（Ｓ２０８）。図６の（ｃ）は、上型１００が下降を停止した状態を示している。
【００８４】
図６の（ｃ）に示すように、上型１００が最終位置まで下降すれば、下降は停止する。なお、上型１００が停止する最終位置は、繊維強化樹脂２０の肉厚方向に均等に圧縮応力が働くようになる位置であり、ポンチ部２１０の押し込み量や押し込み荷重などによって定められる。
【００８５】
なお、上型１００は、繊維強化樹脂２０の繊維の変形が滑らかに行えるように、最適な下降速度が選定されるとともに、最終位置まで到達後、所定の圧力を保持するように、繊維強化樹脂２０が固化するまで当該位置が保持される。
【００８６】
ここで、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０の成形においては、繊維強化樹脂２０を所定の時間保持する間に繊維強化樹脂２０を冷却し、固化させる。例えば、上型１００と下型２００とに冷却水を通して冷却することで、速やかに繊維強化樹脂２０を冷却させることができる。
【００８７】
なお、熱硬化性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０の成形においては、上型１００と下型２００とで繊維強化樹脂２０の成形体の形状を保持した状態で、当該成形体を加熱し、硬化させる。
【００８８】
以上のように、プレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する（図３のＳ１０８）過程は、終了する。
【００８９】
次に、本実施の形態１におけるプレス成形装置１０でプレス成形を行うことによる効果について、説明する。
【００９０】
図７は、繊維強化樹脂２０の構造を示す図である。
【００９１】
同図の（ａ）は、成形前の繊維強化樹脂２０の構造を示している。同図に示すように、繊維強化樹脂２０は、炭素繊維を一方向に配向したシートを交互に向きを変えて積層したものである。同図では、シートＡとシートＢとを交互に向きを変えて積層した例を示している。
【００９２】
同図の（ｂ）は、プレス成型時の繊維強化樹脂２０の構造を立体表現で示している。ここで、例えば熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０を三次元形状に成形する場合に、成形過程で繊維の乱れが生じる。つまり、繊維強化樹脂２０を三次元形状に成形する際に、成形中の繊維強化樹脂２０の繊維が絞り加工又は曲げ加工に追従できず、繊維の配向方向と直交する幅方向に繊維がずれることで、しわや折り重ねが生じる。例えば、シートＡの配向方向（同図に示すＸ方向）ではなく、幅方向（同図に示すＹ方向）に繊維がずれると、しわや折り重ねが生じる。
【００９３】
これに対し、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の２つの弾性シートで繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形することで、ポンチ部２１０の凸部の先端から順に、繊維強化樹脂２０に圧力が加えられる。そして、繊維強化樹脂２０の変形中に、２つの弾性シートが繊維強化樹脂２０を挟んで、繊維強化樹脂２０の肉厚方向を拘束しながら変形を進めるので、繊維強化樹脂２０の繊維の配向方向を変えることなく、繊維強化樹脂２０を成形形状に変形させることができる。
【００９４】
このため、繊維強化樹脂２０は、変形中に常に第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで肉厚方向に押えられながら繊維の配向方向にそってなめらかに変形される。
【００９５】
つまり、例えばシートＡは、配向方向（同図に示すＸ方向）に繊維がずれて変形し、シートＢも、配向方向（同図に示すＹ方向）に繊維がずれて変形する。また、シートＡとシートＢの２層間は結合していないので、一つの層における繊維の変形がそれと接する上下の層における繊維の変形に影響を与えない。
【００９６】
このため、繊維強化樹脂２０を三次元形状にプレス成形する際に、繊維の幅方向に繊維がずれるのを抑制し、成形過程での繊維の乱れを抑制することができる。
【００９７】
また、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０の成形では、成形後に短時間で冷却及び固化が行われるため、短時間で成形品を得ることができる。
【００９８】
また、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０を成形する場合に、２つの弾性シートで繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形することで、加熱された繊維強化樹脂２０が、成形過程（図５のＳ２０２〜Ｓ２０６）において急冷されるのを防ぐことができるため、繊維強化樹脂２０を事前に加熱しておく時間を短縮することができる。
【００９９】
さらに、２つの弾性シートで繊維強化樹脂２０の表面を覆いながらプレス成形することで、上型１００及び下型２００と繊維強化樹脂２０とが接触することが無い。このため、プレス成形後上型１００及び下型２００に繊維強化樹脂２０が張り付くのを防ぐことができる。
【０１００】
また、プレス成形終了後に上型１００及び下型２００と繊維強化樹脂２０とを離隔させる必要がなく、繊維強化樹脂２０をプレス成形装置１０から容易に離脱させることができる。例えば熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０の成形の場合、冷却して固化した後は上型１００を上昇させると第１弾性シート３００も一緒に離れるため、成形体を除去した後、直ちに次の繊維強化樹脂２０の成形を行うことができる。
【０１０１】
また、プレス成形中に、繊維強化樹脂２０の周縁部を全周にわたって押え込む。これにより、プレス成形中に、繊維強化樹脂２０が変形する際のしわの発生を抑制することができる。
【０１０２】
また、繊維強化樹脂は、２つの弾性シートの少なくとも一方を介してプレス成形前に加熱されている。これにより、例えば熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０を成形する場合に、熱可塑性樹脂をプレス成形前に弾性シートを介して加熱することができ、熱可塑性樹脂を加熱する時間を短縮することができる。
【０１０３】
また、２つの弾性シートの少なくとも一方の周縁部を外周方向へ付勢する。これにより、プレス成形中に、弾性シートにしわが生じるのを抑制することで、繊維強化樹脂２０にしわが発生するのを抑制することができる。
【０１０４】
これらのことから、プレス成形装置１０によって繊維強化樹脂２０を三次元形状に成形する場合に、繊維強化樹脂２０の成形時間を短縮することができる。
【０１０５】
また、プレス成形装置１０は、一般に金属板の成形のために用いられているプレス成形装置に、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００を取り付けることで実現できるため、簡易に安価で製作することができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態１におけるプレス成形装置１０は、以下の変形例で示される構成であってもよい。
【０１０７】
（変形例１）
上記実施の形態１の第1の変形例について説明する。
【０１０８】
図８は、実施の形態１の変形例１におけるプレス成形装置１０の構成を示す断面図である。
【０１０９】
同図に示すように、本変形例１におけるプレス成形装置１０では、上型１００にポンチ部１３０が備えられ、下型２００の上部中央部に半球状の凹部が形成されている。
【０１１０】
また、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００はともに、下型２００に保持されている。具体的には、プレス成形前に、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで繊維強化樹脂２０を挟み込んだ状態で、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００がともに、下型２００に保持されている。
【０１１１】
また、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０は、上記実施の形態１のようにそれぞれ上型１００及び下型２００に備えられているのではなく、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０ともに、下型２００に備えられている。つまり、プレス成形前に、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０で、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００を介して、繊維強化樹脂２０の周縁部が押えられる。そして、繊維強化樹脂２０の周縁部が押えられた状態で、上型１００が下降し、プレス成形が行われる。
【０１１２】
このように、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０がともに下型２００に備えられていることで、プレス成形前に繊維強化樹脂２０の周縁部を押える圧力の調整を容易に行うことができる。
【０１１３】
なお、第１しわ押え部１１０及び第２しわ押え部２２０はともに、上型１００に備えられ、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００はともに、上型１００に保持されていてもよい。
【０１１４】
そして、本変形例１におけるプレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程は、上記実施の形態１における成形過程と同様であり、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで繊維強化樹脂２０の周縁部を押え込み、繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する。
【０１１５】
なお、繊維強化樹脂２０が熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂の場合は、繊維強化樹脂２０をプレス成形前に第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで加熱する。
【０１１６】
以上のように、本変形例１におけるプレス成形装置１０の構成によっても、上記実施の形態１における効果と同様の効果を奏し、繊維強化樹脂２０を三次元形状に成形する場合に、繊維強化樹脂２０の成形時間を短縮することができる。
【０１１７】
（変形例２）
次に、上記実施の形態１の第２の変形例について説明する。
【０１１８】
図９は、実施の形態１の変形例２におけるプレス成形装置１０の構成を示す断面図である。
【０１１９】
本変形例２におけるプレス成形装置１０では、各弾性シートを２層とし、２層の間にゲルのような粘弾性体又は液体を挿入することで、繊維強化樹脂２０の肉厚方向に働く圧縮応力を成形面全体で均一にすることができる。
【０１２０】
具体的には、同図に示すように、第１弾性シート３００は、ゴムシート３１０と、ゴムシート３２０と、ゴムシート３１０とゴムシート３２０との間に挿入体３３０とを備えている。また同様に、第２弾性シート４００は、ゴムシート４１０と、ゴムシート４２０と、ゴムシート４１０とゴムシート４２０との間に挿入体４３０とを備えている。
【０１２１】
なお、挿入体３３０、４３０は、シリコンゼリーやシリコンオイル、油などの粘弾性体又は液体である。
【０１２２】
そして、本変形例２におけるプレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程は、上記実施の形態１における成形過程と同様であり、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで繊維強化樹脂２０の周縁部を押え込み、繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する。
【０１２３】
このように、各弾性シートが２枚のゴムシートの間に挿入体３３０、４３０を備えることで、繊維強化樹脂２０の肉厚方向の圧力を均一にすることができる。このため、繊維強化樹脂２０を三次元形状にプレス成形する際に、繊維が配向方向にそってなめらかに変形され、成形過程での繊維の乱れをさらに抑制することができる。
【０１２４】
なお、繊維強化樹脂２０が熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂の場合は、繊維強化樹脂２０をプレス成形前に第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで加熱する。この場合、各弾性シートが２枚のゴムシート及び挿入体３３０、４３０を備えることで、繊維強化樹脂２０の保温性能を向上させることができる。
【０１２５】
以上のように、本変形例２におけるプレス成形装置１０の構成によっても、上記実施の形態１における効果と同様の効果を奏し、繊維強化樹脂２０を三次元形状に成形する場合に、繊維強化樹脂２０の成形時間を短縮することができる。
【０１２６】
（実施の形態２）
上記実施の形態１では、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００を加熱してから繊維強化樹脂２０を、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００との間に配置して、プレス成形を行うこととした。しかし、本実施の形態２では、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００との間に繊維強化樹脂２０を配置した状態で加圧及び加熱を行い、繊維強化樹脂２０を加熱する。
【０１２７】
図１０は、本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置１０の構成を詳細に示す断面図である。
【０１２８】
同図に示すように、プレス成形装置１０は、図２に示された構成に加えて、上型１００は第１保持部材１４０を備え、下型２００は第２保持部材２４０を備えている。なお、第１保持部材１４０及び第２保持部材２４０以外の構成要素については、図２に示されたものと同様の機能を有するため、詳細な説明は省略する。
【０１２９】
第１保持部材１４０は、第１弾性シート３００を昇降可能に保持するための部材であり、第１しわ押え部１１０の側方に第１付勢部材１２０に対応して、複数個備えられている。なお、第１保持部材１４０は、第１弾性シート３００を保持することができればいくつ備えられていてもよいが、例えば、３個である。また、第１保持部材１４０は、第１ガイド部材１４１と第１弾性部材１４２とを備えている。
【０１３０】
第１ガイド部材１４１は、第１弾性シート３００の上下の動きをガイドする金属製の円柱状の部材である。なお、第１ガイド部材１４１は、金属製の円柱状の部材に限定されず、例えば樹脂製の直方体状の部材であるなど、第１弾性シート３００の上下の動きをガイドすることができるのであれば、材質及び形状はどのようなものであってもよい。
【０１３１】
第１弾性部材１４２は、第１弾性シート３００を上下方向に付勢する金属製のバネである。なお、第１弾性部材１４２は、金属製のバネに限定されず、例えばゴムであるなど、弾性部材であればどのようなものであってもよい。
【０１３２】
このように、第１ガイド部材１４１及び第１弾性部材１４２によって、第１保持部材１４０は、第１弾性シート３００を保持しながら、第１弾性シート３００を、第１しわ押え部１１０の底面部から所定の距離下方に離れた位置と、第１しわ押え部１１０の底面部に当接する位置との間を上下に移動させることができる。
【０１３３】
第２保持部材２４０は、第２弾性シート４００を昇降可能に保持するための部材であり、第２しわ押え部２２０の側方に第２付勢部材２３０に対応して、複数個備えられている。なお、第２保持部材２４０は、第２弾性シート４００を保持することができればいくつ備えられていてもよいが、例えば、３個である。また、第２保持部材２４０は、第２ガイド部材２４１と第２弾性部材２４２とを備えている。
【０１３４】
第２ガイド部材２４１は、第２弾性シート４００の上下の動きをガイドする金属製の円柱状の部材である。なお、第２ガイド部材２４１は、金属製の棒状の部材に限定されず、例えば樹脂製の直方体状の部材であるなど、第２弾性シート４００の上下の動きをガイドすることができるのであれば、材質及び形状はどのようなものであってもよい。
【０１３５】
第２弾性部材２４２は、第２弾性シート４００を上下方向に付勢する金属製のバネである。なお、第２弾性部材２４２は、金属製のバネに限定されず、例えばゴムであるなど、弾性部材であればどのようなものであってもよい。
【０１３６】
このように、第２ガイド部材２４１及び第２弾性部材２４２によって、第２保持部材２４０は、第２弾性シート４００を保持しながら、第２弾性シート４００を、第２しわ押え部２２０の上面部から所定の距離上方に離れた位置と、第２しわ押え部２２０の上面部に当接する位置との間を上下に移動させることができる。
【０１３７】
次に、本実施の形態２におけるプレス成形装置１０が、繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程について、説明する。
【０１３８】
図１１は、本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程の一例を示すフローチャートである。なお、以下では、熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程の一例について、説明する。
【０１３９】
同図に示すように、まず、第１保持部材１４０によって、第１付勢部材１２０を介して、第１弾性シート３００を上型１００に昇降可能に保持させる（Ｓ３０２）。
【０１４０】
また、第２保持部材２４０によって、第２付勢部材２３０を介して、第２弾性シート４００を下型２００に昇降可能に保持させる（Ｓ３０４）。
【０１４１】
次に、繊維強化樹脂２０を、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００との間に配置する（Ｓ３０６）。
【０１４２】
そして、繊維強化樹脂２０を加熱する（Ｓ３０８）。このプレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０を加熱する過程の詳細については、後述する。
【０１４３】
そして、プレス成形装置１０は、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とで繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する（Ｓ３１０）。この繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形する過程の詳細については、図３及び図５に示された成形過程（図３のＳ１０８、図５のＳ２０２〜Ｓ２０８）と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４４】
以上のように、プレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０をプレス成形する成形過程は終了する。
【０１４５】
次に、本実施の形態２におけるプレス成形装置１０が繊維強化樹脂２０を加熱する過程（図１１のＳ３０８）の詳細について、説明する。
【０１４６】
図１２は、本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置１０が、繊維強化樹脂２０を加熱する過程の一例を示すフローチャートである。
【０１４７】
同図に示すように、まず、プレス成形装置１０に加熱器が取り付けられる（Ｓ４０２）。
【０１４８】
図１３は、本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置１０に加熱器が取り付けられた状態を示す図である。
【０１４９】
同図に示すように、上型１００に円盤状の第１加熱器１５０が取り付けられ、下型２００に円盤状の第２加熱器２５０が取り付けられる。
【０１５０】
具体的には、第１加熱器１５０は、第１弾性シート３００の上方に配置され、上型１００に取り外し可能に取り付けられる。また、第２加熱器２５０は、第２弾性シート４００の下方に配置され、下型２００に取り外し可能に取り付けられる。
【０１５１】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本発明の実施の形態２における第１加熱器１５０及び第２加熱器２５０の構成を示す図である。具体的には、図１４Ａは、第１加熱器１５０の構成を示す斜視図であり、図１４Ｂは、第２加熱器２５０の構成を示す斜視図である。
【０１５２】
図１４Ａに示すように、第１加熱器１５０は、第１鉄板１５１、第１断熱板１５２及び第１ヒータープレート１５３を備えている。
【０１５３】
第１鉄板１５１は、鉄製の平板であり、上面部が上型１００の第１しわ押え部１１０に当接するように、上型１００に取り付けられる。また、第１断熱板１５２は、第１ヒータープレート１５３の熱を上型１００に伝えないための、板状の断熱材である。また、第１ヒータープレート１５３は、ヒータを内蔵した銅板であり、第１弾性シート３００を介して繊維強化樹脂２０を加熱する。
【０１５４】
また、図１４Ｂに示すように、第２加熱器２５０は、第１加熱器１５０と同様に、第２鉄板２５１、第２断熱板２５２及び第２ヒータープレート２５３を備えている。
【０１５５】
第２鉄板２５１は、鉄製の平板であり、下面部が下型２００の第２しわ押え部２２０に当接するように、下型２００に取り付けられる。また、第２断熱板２５２は、第２ヒータープレート２５３の熱を下型２００に伝えないための、板状の断熱材である。また、第２ヒータープレート２５３は、ヒータを内蔵した銅板であり、第２弾性シート４００を介して繊維強化樹脂２０を加熱する。
【０１５６】
なお、第１加熱器１５０及び第２加熱器２５０は、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００を介して繊維強化樹脂２０を加熱することができるのであれば、構成は上記のものに限定されない。
【０１５７】
図１２に戻り、次に、上型１００が下型２００に向けて下降する（Ｓ４０４）。第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とが、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とを介して、繊維強化樹脂２０を加圧して挟み込む状態になれば、上型１００の下降は停止する。
【０１５８】
そして、第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とが、繊維強化樹脂２０を加圧しながら加熱する（Ｓ４０６）。
【０１５９】
図１５は、本発明の実施の形態２における第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とが、繊維強化樹脂２０を加圧しながら加熱する状態を示す図である。
【０１６０】
同図に示すように、第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とが、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とを介して、繊維強化樹脂２０を加圧しながら加熱する。この加熱の時間は、繊維強化樹脂２０が所定の温度まで加熱される時間であればよいが、例えば１０秒程度である。
【０１６１】
なお、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の上下方向の位置は、それぞれ第１保持部材１４０及び第２保持部材２４０により調整される。また、第１保持部材１４０と第２保持部材２４０とは、平面上の位置が４５度ずれるなど、互いに干渉しない位置に配置されている。
【０１６２】
図１２に戻り、次に、上型１００から第１加熱器１５０が取り外され、下型２００から第２加熱器２５０が取り外される（Ｓ４０８）。
【０１６３】
図１６は、本発明の実施の形態２における第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とが取り外された状態を示す図である。
【０１６４】
同図に示すように、上型１００に取り付けられていた第１加熱器１５０が、上型１００から取り外され、下型２００に取り付けられていた第２加熱器２５０が、下型２００から取り外される。
【０１６５】
なお、図１５に示されたように、上型１００は、繊維強化樹脂２０を加圧して挟み込む状態まで下降していたため、上型１００は、第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とを取り外すことができるように、繊維強化樹脂２０を加圧していない状態になるまで上昇する。そして、第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とが取り外される。
【０１６６】
また、図１７は、本発明の実施の形態２におけるプレス成形装置１０が、繊維強化樹脂２０を挟み込みながらプレス成形を開始する状態を示す図である。
【０１６７】
同図に示すように、図１６で示された状態から、上型１００が下型２００に向けて下降する。この際、第１保持部材１４０が第１弾性シート３００を上型１００に向けて上昇させるとともに、第２保持部材２４０が第２弾性シート４００を下型２００に向けて下降させる。
【０１６８】
以上のように、本実施の形態２におけるプレス成形装置１０が、繊維強化樹脂２０を加熱する過程（図１１のＳ３０８）は、終了する。
【０１６９】
以上により、本実施の形態２におけるプレス成形装置１０によれば、第１弾性シート３００と第２弾性シート４００とが昇降可能に保持されているので、第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とを取り付け、取り外しすることができ、第１加熱器１５０と第２加熱器２５０とで、プレス成形前に繊維強化樹脂２０を加圧しながら加熱する。ここで、繊維強化樹脂２０を加圧しながら加熱することで、繊維強化樹脂２０への熱伝導がよくなり、繊維強化樹脂２０を短時間で加熱することができる。これにより、例えば熱可塑性樹脂を用いた繊維強化樹脂２０を成形する場合に、熱可塑性樹脂をプレス成形前に弾性シートで素早く加熱することができ、熱可塑性樹脂を加熱する時間を短縮することができる。
【０１７０】
以上、本発明に係るプレス成形装置１０について、上記実施の形態及びその変形例を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１７１】
つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例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及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。
【０１７２】
また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記複数の実施の形態及びその変形例における各構成要素を任意に組み合わせても良い。
【０１７３】
例えば、上記実施の形態１及び２では、上型１００及び下型２００は、第１付勢部材１２０及び第２付勢部材２３０を備え、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の周縁部を外周方向へ付勢することとした。しかし、上型１００及び下型２００は、いずれか一方が当該付勢部材を備えていることにしてもよく、上型１００及び下型２００の双方共に付勢部材を備えていないことにしてもよい。
【０１７４】
また、上記実施の形態１及び２では、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の形状は円盤状であることとした。しかし、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の形状は円盤状に限定されるものではなく、成形に適した形状であれば、矩形あるいは他の形状であってもよい。
【０１７５】
また、上記実施の形態１及び２では、第１加熱器１５０及び第２加熱器２５０の形状は円盤状であることとした。しかし、第１加熱器１５０及び第２加熱器２５０の形状は円盤状に限定されるものではなく、成形に適した形状であれば、矩形あるいは他の形状であってもよい。
【０１７６】
また、上記実施の形態１では、変形例２で示されたように、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の各弾性シートに、粘弾性体又は液体を挿入することにしてもよいこととしたが、上記実施の形態２においても同様に、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００の各弾性シートに、粘弾性体又は液体を挿入することにしてもよい。
【０１７７】
また、上記実施の形態２では、第１加熱器１５０及び第２加熱器２５０は、それぞれ上型１００及び下型２００に取り外し可能に取り付けられることとした。しかし、第１加熱器１５０及び第２加熱器２５０は、それぞれ上型１００及び下型２００と一体となるように、上型１００及び下型２００に固定されて取り付けられていることにしてもよい。この場合、上型１００及び下型２００は、第１加熱器１５０及び第２加熱器２５０と、第１弾性シート３００及び第２弾性シート４００とを介して、繊維強化樹脂２０を挟み込みプレス成形する。
【０１７８】
また、上記実施の形態２では、第１加熱器１５０が上型１００に取り付けられ、第２加熱器２５０が下型２００に取り付けられることとした。しかし、第１加熱器１５０は上型１００に取り付けられず、第２加熱器２５０のみ下型２００に取り付けられることにしてもよい。また、第２加熱器２５０は下型２００に取り付けられず、第１加熱器１５０のみ上型１００に取り付けられることにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７９】
本発明によるプレス成形装置及びプレス成形方法を採用すれば、極めて強度の高い炭素繊維強化樹脂の成形体をハイサイクルで生産できるため、自動車用の車体部品など、軽量で強度の高い部品の生産をハイサイクルで行うことができる。
【符号の説明】
【０１８０】
１０  プレス成形装置
２０  繊維強化樹脂
１００  上型
１１０  第１しわ押え部
１２０  第１付勢部材
１３０  ポンチ部
１４０  第１保持部材
１４１  第１ガイド部材
１４２  第１弾性部材
１５０  第１加熱器
１５１  第１鉄板
１５２  第１断熱板
１５３  第１ヒータープレート
２００  下型
２１０  ポンチ部
２２０  第２しわ押え部
２３０  第２付勢部材
２４０  第２保持部材
２４１  第２ガイド部材
２４２  第２弾性部材
２５０  第２加熱器
２５１  第２鉄板
２５２  第２断熱板
２５３  第２ヒータープレート
３００  第１弾性シート
３１０、３２０  ゴムシート
３３０  挿入体
４００  第２弾性シート
４１０、４２０  ゴムシート
４３０  挿入体
【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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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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