(57)【要約】【課題】成形材料から熱が奪われるのを抑えつつ、簡易な構成で効率良く、成形材料の搬送および予備成形を行うことが可能な搬送装置を提供する。【解決手段】この搬送装置１００ａは、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含み、溶融軟化状態の成形材料Ｍを支持して、型開された一対の金型Ｋの間に搬送し、成形材料Ｍを一対の金型Ｋの一方に配置する搬送装置１００ａであって、複数の保持機構５ａ〜５ｇと、１つ以上の押圧機構６ａ〜６ｃと、を備え、保持機構５ａ〜５ｇは、成形材料Ｍを保持する保持器５０ａ〜５０ｇと、保持器５０ｅ〜５０ｇを移動させる保持器移動機構５１ａ〜５１ｇとを含み、押圧機構６ａ〜６ｃは、成形材料Ｍに接触して押圧する押圧子６１ａ〜６１ｃと、押圧子６１ａ〜６１ｃを移動させる押圧子移動機構６２ａ〜６２ｃと、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維と熱可塑性樹脂とを含み、溶融軟化状態の成形材料を支持して、型開された一対の金型の間に搬送し、前記成形材料を前記一対の金型の一方に配置する搬送装置であって、
複数の保持機構と、
１つ以上の押圧機構と、を備え、
前記保持機構は、前記成形材料を保持する保持器と、前記保持器を移動させる保持器移動機構と、を含み、
前記押圧機構は、前記成形材料に接触して押圧する押圧子と、前記押圧子を移動させる押圧子移動機構と、を含む、搬送装置。
【請求項２】
前記成形材料の搬送動作および配置動作を制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記保持機構を制御することにより、前記押圧子を前記成形材料に接触させない状態で、複数の前記保持器で前記成形材料の各部を保持して、前記成形材料を支持しつつ前記一対の金型の間に向けて搬送し、
前記保持機構および前記押圧機構を制御することにより、前記成形材料が前記金型の一方に接触する前に、複数の前記保持器により保持されている前記成形材料を前記金型の一方に沿うように、前記押圧子により押圧して所定形状に変形させる予備成形を開始し、
前記保持機構を制御することにより、前記予備成形された前記成形材料の前記保持器による保持を解除して、前記成形材料を前記一対の金型の一方に配置するように構成されている、請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
搬送装置本体と、前記搬送装置本体に取り付けられ、複数の前記保持機構と１つ以上の前記押圧機構とが設けられる搬送ヘッドとをさらに備える、請求項１または２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記搬送ヘッドは、複数の前記保持機構と１つ以上の前記押圧機構とが取り付けられる網目状の骨組構造を有するヘッド本体を含む、請求項３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記ヘッド本体は、前記網目状の骨組み構造を有する前記ヘッド本体の縁部近傍に設けられ、前記搬送装置本体に取り付けられる取付部を含む、請求項４に記載の搬送装置。
【請求項６】
前記搬送装置本体または前記取付部は、関節部を有し、
前記ヘッド本体は、前記関節部を介して前記搬送装置本体に取り付けられている、請求項５に記載の搬送装置。
【請求項７】
前記保持器移動機構は、前記保持器移動機構による前記保持器の移動方向回りに前記保持器が回動することを規制し、前記保持器の向きを所定方向に維持する保持器回動規制機構を含み、
前記押圧子移動機構は、前記押圧子移動機構による前記押圧子の移動方向回りに前記押圧子が回動することを規制し、前記押圧子の向きを所定方向に維持する押圧子回動規制機構を含む、請求項３〜６のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項８】
前記搬送ヘッドに設けられる前記保持機構の数は、前記搬送ヘッドに設けられる前記押圧機構の数よりも多い、請求項３〜７のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項９】
前記搬送装置本体は、多関節ロボットである、請求項３〜８のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１０】
前記保持器移動機構および前記押圧子移動機構は、それぞれ、空気圧シリンダを有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１１】
前記保持機構は、前記保持器移動機構による前記保持器の移動方向と交差する方向に、前記保持器をスライドさせるスライド機構を含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１２】
前記スライド機構は、空気圧シリンダを有する、請求項１１に記載の搬送装置。
【請求項１３】
前記スライド機構をそれぞれ有する複数の前記保持機構は、第１保持器と、前記第１保持器を第１方向にスライドさせる第１スライド機構とを有する第１保持機構と、第２保持器と、前記第２保持器を、平面視で、前記第１方向に略直交する第２方向にスライドさせる第２スライド機構とを有する第２保持機構と、第３保持器と、前記第３保持器を、平面視で、前記第１方向および前記第２方向とは異なる第３方向にスライドさせる第３スライド機構とを有する第３保持機構とを含む、請求項１１または１２に記載の搬送装置。
【請求項１４】
前記押圧子は、球状、錐状、棒状、または、板状に形成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１５】
前記保持器は、前記成形材料に刺さることにより前記成形材料を保持する１つ以上の保持針を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１６】
前記保持器は、複数の前記保持針を含み、
複数の前記保持針は、前記保持器移動機構による前記保持器の移動方向に延びる前記保持器の中心線に対して対称に配置されている、請求項１５に記載の搬送装置。
【請求項１７】
前記保持針は、円弧状に形成され、円弧に沿って回動可能に構成されている、請求項１５〜１６のいずれか１項に記載の搬送装置。
【請求項１８】
強化繊維と熱可塑性樹脂とを含み、溶融軟化状態の成形材料を支持する搬送ヘッドであって、
複数の保持機構と、
１つ以上の押圧機構と、を備え、
前記保持機構は、前記成形材料を保持する保持器と、前記保持器を移動する保持器移動機構と、を含み、
前記押圧機構は、前記成形材料に接触して押圧する押圧子と、前記押圧子を移動させる押圧子移動機構と、を含む、搬送ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置および搬送ヘッドに関し、特に、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む成形材料のプレス成形に用いられる搬送装置および搬送ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む繊維強化樹脂により形成された繊維強化樹脂成形体は、その比強度、比剛性、耐疲労性および振動減衰性など様々な優れた特性を有しているため、日用品、スポーツ用途から自動車、航空宇宙用途まで幅広い分野にわたって利用されている。これらの多くは、製品の要求特性を満足するため、各種の成形法により所望の製品形状に成形された後に、二次加工などの処理が施されて、完成品となることが多い。そのため、繊維強化樹脂成形体を成形、加工するための様々な技術について、研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
また、従来、上記のような繊維強化樹脂を成形材料としたプレス成形に用いられる装置が提案されている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００４】
上記特許文献１には、強化繊維と樹脂とを含むプリプレグ（成形材料）をプリフォーム型でプレスすることによりプリフォームを成形する装置が開示されている。この装置では、プリプレグを加熱して軟化した後に、型開されたプリフォーム型に配置し、プリフォーム型を型閉じして圧力をかけることによりプリフォーム成形を行い、所定形状のプリフォームを得るように構成されている。その後、得られたプリフォームは、本成形用の金型に配置され、プレスされることによりプレス成形体となる。
【０００５】
また、上記特許文献２には、上型と下型との間でピン（上方支持ピンおよび下方支持ピン）により基材（成形材料）を挟持した状態で、基材を移動させて下型に接触させ、金型の凹凸形状（変曲部）に沿った形状に予備賦形した後に、型締めを行う装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０５１０７７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６８８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の装置では、成形材料をプリフォーム型に接触させてプリフォーム成形を行うことから、成形材料の熱がプリフォーム型により奪われてしまうため、成形材料の樹脂流動性が低下し、本成形では成形材料のプレス成形性が低下してしまうという問題点がある。上記引用文献２では、複数のピンで狭持することにより、成形材料を上型と下型との間で支持しているが、成形材料を金型の凹凸形状（変曲部）に沿った形状に変形させるピンも、成形材料を狭持してしまっている。支持する時点から、成形材料の変曲部をピンで狭持してしまうと、樹脂流動性の低下を最も抑えるべき成形材料の金型の変曲部に対応する部分の熱が、不必要にピンに奪われて、成形材料のプレス成形性が低下してしまうという問題点がある。また、上記特許文献１および２の装置では、プリフォーム成形や予備賦形を行う装置に加えて、上型と下型との間に成形材料を搬送する装置が必要であり、成形材料の搬送およびプリフォーム成形や予備賦形を行うための構成が複雑化するという問題点もある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、成形材料から熱が奪われるのを抑えつつ、簡易な構成で効率良く、成形材料の搬送および予備成形を行うことが可能な搬送装置および搬送ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の第１の局面による搬送装置は、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含み、溶融軟化状態の成形材料を支持して、型開された一対の金型の間に搬送し、成形材料を一対の金型の一方に配置する搬送装置であって、複数の保持機構と、１つ以上の押圧機構と、を備え、保持機構は、成形材料を保持する保持器と、保持器を移動させる保持器移動機構とを含み、押圧機構は、成形材料に接触して押圧する押圧子と、押圧子を移動させる押圧子移動機構と、を含む。ここで、溶融軟化状態とは、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む成形材料内の熱可塑性樹脂が、結晶性熱可塑性樹脂である場合には、結晶性熱可塑性樹脂の融点以上に成形材料が加熱され、結晶性熱可塑性樹脂が流動性を帯びた状態を意味し、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む成形材料内の熱可塑性樹脂が、非結晶性熱可塑性樹脂である場合には、非結晶性熱可塑性樹脂のガラス転移点以上に加熱され、非結晶性熱可塑性樹脂が軟化して流動性を帯びた状態を意味する。また、予備成形とは、金型によるプレス成形を行う前に、成形材料を金型に沿うように所定形状に成形（変形）することを意味する。
【００１０】
この第１の局面による搬送装置では、上記のように、保持機構に、成形材料を保持する保持器と、保持器を移動させる保持器移動機構とを設け、押圧機構に、成形材料に接触して押圧する押圧子と、押圧子を移動させる押圧子移動機構とを設ける。保持機構と押圧機構を別々に設けることにより、予備成形時以外において押圧子を成形材料から離間させておくことが可能であるため、予備成形が行われるまでは、押圧子が成形材料の熱を奪うことを防止することができる。したがって、樹脂流動性の低下を最も抑えるべき成形材料の金型の変曲部に対応する部分の熱が、不必要に押圧子に奪われて、成形材料のプレス成形性が低下してしまうという問題が生じない。
【００１１】
さらに、搬送装置により成形材料を型開された一対の金型の間に搬送するように構成するとともに、搬送装置に、保持機構および押圧機構を共に設けることにより、搬送のための構成と、保持機構および押圧機構とが別々の装置に設けられる場合と比較して、簡易な構成で効率良く、成形材料の搬送および予備成形を行うことができる。
【００１２】
以上により、搬送装置は、成形材料の金型の変曲部に対応する部分の樹脂流動性の低下を抑えつつ、簡易な構成で効率良く、成形材料の搬送および予備成形を行うことができる。その結果、プレス成形の成形性を向上させることができ、高精度なプレス成形体（外観の良好なプレス成形体）を製造することができる。
【００１３】
また、搬送装置は、成形材料を支持した状態で押圧機構により直接押圧することができるので、成形材料が金型に接触しない状態で予備成形を行うことができる。これにより、予備成形された成形材料を金型に配置した後に、直ちにプレス成形を行うことができるので、プレス成形の成形性を向上させることができ、その結果、高精度なプレス成形体（外観の良好なプレス成形体）を製造することができる。
【００１４】
上記第１の局面による搬送装置において、好ましくは、成形材料の搬送動作および配置動作を制御する制御装置をさらに備え、制御装置は、保持機構を制御することにより、押圧子を成形材料に接触させない状態で、複数の保持器で成形材料の各部を保持して、成形材料を支持しつつ一対の金型の間に向けて搬送し、保持機構および押圧機構を制御することにより、成形材料が金型の一方に接触する前に、複数の保持器により保持されている成形材料を金型の一方に沿うように、押圧子により押圧して所定形状に変形させる予備成形を開始し、保持機構を制御することにより、予備成形された成形材料の保持器による保持を解除して、成形材料を一対の金型の一方に配置するように構成されている。このように構成すれば、制御装置により各種動作のタイミングをコントロールすることによって、成形材料が一対の金型の間に搬送されるまで、押圧子が成形材料に接触しない状態で、複数の保持器が成形材料の各部を保持することにより支持するので、搬送途中においても押圧子が成形材料の熱を奪うことを防止することができる。
【００１５】
上記第１の局面による搬送装置において、好ましくは、搬送装置本体と、搬送装置本体に取り付けられ、複数の保持機構と１つ以上の押圧機構とが設けられる搬送ヘッドとをさらに備える。このように構成すれば、保持機構および押圧機構の両機構を、搬送ヘッドに設けたので、保持機構および押圧機構の連動をスムーズに行うことができ、１つのプレス成形体を成形するのに要する動作時間を短縮することができる。これにより、成形材料の不必要な放熱が抑えられるので、成形材料の温度の低下を抑えることができる。その結果、外観の良好なプレス成形体（高精度なプレス成形体）を製造することができる。
【００１６】
この場合、好ましくは、搬送ヘッドは、複数の保持機構と１つ以上の押圧機構とが取り付けられる網目状の骨組構造を有するヘッド本体を含む。このように構成すれば、ヘッド本体を軽量化することができるので、ヘッド本体を動作させる際に搬送装置本体に掛かる負荷を軽減することができる。このため、ヘッド本体（搬送ヘッド）の搬送動作速度をより大きくすることができるので、１つのプレス成形体を成形するのに要する動作時間を短縮することができる。これにより、成形材料の不必要な放熱が抑えられるので、成形材料の温度の低下を抑えることができる。その結果、外観のより良好なプレス成形体（より高精度なプレス成形体）を製造することができる。
【００１７】
上記搬送ヘッドがヘッド本体を含む構成において、好ましくは、ヘッド本体は、網目状の骨組み構造を有するヘッド本体の縁部近傍に設けられ、搬送装置本体に取り付けられる取付部を含む。このように構成すれば、取付部がヘッド本体の縁部近傍に設けられることにより、ヘッド本体のみが金型（上型および下型）の間に入り、搬送装置本体は、金型（上型および下型）の間に入らないようにすることができるので、型開の距離（上型と下型との離間距離）を最小限に抑えることができる。このため、型開動作に要する時間を短縮することができるので、１つのプレス成形体を成形するのに要する動作時間を短縮することができる。これにより、成形材料の不必要な放熱が抑えられるので、成形材料の温度の低下を抑えることができる。その結果、外観の一層良好なプレス成形体（一層高精度なプレス成形体）を製造することができる。
【００１８】
上記ヘッド本体が取付部を含む構成において、好ましくは、搬送装置本体または取付部は、関節部を有し、ヘッド本体は、関節部を介して搬送装置本体に取り付けられている。このように構成すれば、関節部を介してヘッド本体が搬送装置本体に取り付けられるので、搬送装置本体に対してヘッド本体を柔軟かつ広範囲に動かすことができる。これにより、予備成形された成形材料を、一対の金型の一方にスムーズに配置することができる。
【００１９】
上記搬送装置本体と搬送ヘッドとをさらに備える構成において、好ましくは、保持器移動機構は、保持器移動機構による保持器の移動方向回りに保持器が回動することを規制し、保持器の向きを所定方向に維持する保持器回動規制機構を含み、押圧子移動機構は、押圧子移動機構による押圧子の移動方向回りに押圧子が回動することを規制し、押圧子の向きを所定方向に維持する押圧子回動規制機構を含む。このように構成すれば、保持器回動規制機構および押圧子回動規制機構により、保持器および押圧子のそれぞれの向きを維持することによって、成形材料に対する保持器および押圧子の位置ずれを抑えることができる。
【００２０】
上記搬送装置本体と搬送ヘッドとをさらに備える構成において、好ましくは、搬送ヘッドに設けられる保持機構の数は、搬送ヘッドに設けられる押圧機構の数よりも多い。このように構成すれば、押圧機構の数よりも多い保持機構により、安定して成形材料を保持することができる。
【００２１】
上記搬送装置本体と搬送ヘッドとをさらに備える構成において、好ましくは、搬送装置本体は、多関節ロボットである。このように構成すれば、種々の形状のプレス成形体に応じた種々の搬送経路により、適切に成形材料を搬送することができる。
【００２２】
上記第１の局面による搬送装置において、好ましくは、保持器移動機構および押圧子移動機構は、それぞれ、空気圧シリンダを有する。このように構成すれば、空気圧シリンダによる簡易な構成で、保持器および押圧子を直線的に往復移動させることができる。また、空気圧シリンダを用いることにより、搬送ヘッドの重量を軽量化することができるので、ヘッド本体を動作させる際に搬送装置本体に掛かる負荷を軽減することができる。その結果、ヘッド本体（搬送ヘッド）の搬送動作速度をより大きくすることができる。
【００２３】
上記第１の局面による搬送装置において、好ましくは、保持機構は、保持器移動機構による保持器の移動方向と交差する方向に、保持器をスライドさせるスライド機構を含む。このように構成すれば、スライド機構により保持器をスライドさせて、保持器と押圧子との距離を調整することができるので、予備成形時に成形材料が引っ張られすぎて、薄くなりすぎることを抑えることができる。その結果、より高精度なプレス成形体を製造することができる。
【００２４】
この場合、好ましくは、スライド機構は、空気圧シリンダを有する。このように構成すれば、空気圧シリンダによる簡易な構成で、保持器移動機構による保持器の移動方向と交差する方向に、保持器を直線的に往復移動させることができる。また、空気圧シリンダを用いることにより、搬送ヘッドの重量を軽量化することができるので、ヘッド本体を動作させる際に搬送装置本体に掛かる負荷を軽減することができる。その結果、ヘッド本体（搬送ヘッド）の搬送動作速度をより大きくすることができる。
【００２５】
上記保持機構がスライド機構を含む構成において、好ましくは、複数の保持機構は、第１保持器と、第１保持器を第１方向にスライドさせる第１スライド機構とを有する第１保持機構と、第２保持器と、第２保持器を、平面視で、第１方向に略直交する第２方向にスライドさせる第２スライド機構とを有する第２保持機構と、第３保持器と、第３保持器を、平面視で、第１方向および第２方向とは異なる第３方向にスライドさせる第３スライド機構とを有する第３保持機構とを含む。このように構成すれば、平面視において、略直交する２方向と、略直交する２方向とは異なる方向とに、成形材料をスライドさせることができるので、重なり合う部分を有する形状などの複雑な形状に成形材料を予備成形することができる。
【００２６】
上記第１の局面による搬送装置において、好ましくは、押圧子は、球状、錐状、棒状、または、板状に形成されている。このように構成すれば、種々の形状の押圧子によって、より複雑な形状の成形材料に対しても予備成形を行うことができる。
【００２７】
上記第１の局面による搬送装置において、好ましくは、保持器は、成形材料に刺さることにより成形材料を保持する１つ以上の保持針を含む。このように構成すれば、平坦面を当接させて成形材料を保持する場合と比較して、より小さい接触面積（保持器と成形材料との接触面積）により成形材料を保持することができるので、より効果的に成形材料の熱が保持器に奪われるのを抑えることができる。その結果、複雑な形状を有するプレス成形体であっても、成形材料から熱が奪われるのを抑えて、外観の良好なプレス成形体（高精度なプレス成形体）を製造することができる。
【００２８】
この場合、好ましくは、保持器は、複数の保持針を含み、複数の保持針は、保持器移動機構による保持器の移動方向に延びる保持器の中心線に対して対称に配置されている。このように構成すれば、保持器により成形材料を保持する際に、成形材料に均等に力を加えることができるので、成形材料の位置ずれ、および、位置ずれにより生じる成形材料の延びを抑制することができる。
【００２９】
上記第１の局面による搬送装置において、好ましくは、保持針は、円弧状に形成され、円弧に沿って回動可能に構成されている。このように構成すれば、保持針が回動して成形材料に刺さるので、成形材料から保持針が抜けにくくなり、成形材料をより確実に保持することができる。
【００３０】
この発明の第２の局面による搬送ヘッドは、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含み、溶融軟化状態の成形材料を支持する搬送ヘッドであって、複数の保持機構と、１つ以上の押圧機構と、を備え、保持機構は、成形材料を保持する保持器と、保持器を移動する保持器移動機構とを含み、押圧機構は、成形材料に接触して押圧する押圧子と、押圧子を移動させる押圧子移動機構と、を含む。
【００３１】
この第２の局面による搬送ヘッドでは、上記のように、保持機構に、成形材料を保持する保持器と、保持器を移動させる保持器移動機構とを設け、押圧機構に、成形材料に接触して押圧する押圧子と、押圧子を移動させる押圧子移動機構とを設ける。保持機構と押圧機構を別々に設けることにより、予備成形時以外において押圧子を成形材料から離間させておくことが可能であるため、予備成形が行われるまでは、押圧子が成形材料の熱を奪うことを防止することができる。したがって、樹脂流動性の低下を最も抑えるべき成形材料の金型の変曲部に対応する部分の熱が、不必要に押圧子に奪われて、成形材料のプレス成形性が低下してしまうという問題が生じない。
【００３２】
さらに、搬送ヘッドにより成形材料を型開された一対の金型の間に搬送するように構成するとともに、搬送ヘッドに、保持機構および押圧機構を共に設けることにより、搬送のための構成と、保持機構および押圧機構とが別々の装置に設けられる場合と比較して、簡易な構成で効率良く、成形材料の搬送および予備成形を行うことができる。
【００３３】
以上により、搬送ヘッドは、成形材料の金型の変曲部に対応する部分の樹脂流動性の低下を抑えつつ、簡易な構成で効率良く、成形材料の搬送および予備成形を行うことができる。その結果、プレス成形の成形性を向上させることができ、高精度なプレス成形体（外観の良好なプレス成形体）を製造することができる。
【００３４】
また、搬送ヘッドは、成形材料を支持した状態で押圧機構により直接押圧することができるので、成形材料が金型に接触しない状態で予備成形を行うことができる。これにより、予備成形された成形材料を金型に配置した後に、直ちにプレス成形を行うことができるので、プレス成形の成形性を向上させることができ、その結果、高精度なプレス成形体（外観の良好なプレス成形体）を製造することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、上記のように、成形材料から熱が奪われるのを抑えつつ、簡易な構成で効率良く、成形材料の搬送および予備成形を行うことが可能な搬送装置および搬送ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態による搬送装置を備える搬送システムの全体構成を示した模式図である。
【図２】一実施形態による下型を示した斜視図である。
【図３】一実施形態によるスライド前の搬送装置を示した斜視図である。
【図４】一実施形態によるスライド前の搬送装置を示した平面図である。
【図５】一実施形態によるスライド後の搬送装置を示した平面図である。
【図６】一実施形態による搬送装置の保持機構を示した斜視図である。
【図７】一実施形態による搬送装置の保持機構の移動について説明するための斜視図である。
【図８】一実施形態による搬送装置の押圧機構を示した斜視図である。
【図９】一実施形態による搬送装置による予備成形後の成形材料を示した斜視図である。
【図１０】一実施形態の第１変形例による搬送装置を示した模式図である。
【図１１】一実施形態の第２変形例による押圧機構を示した模式図である。
【図１２】一実施形態の第３変形例による保持器の保持針を示した模式図である。
【図１３】一実施形態の第４変形例による押圧子を示した模式図である。
【図１４】一実施形態の第５変形例による保持器の保持針を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
まず、図１〜図９を参照して、一実施形態による搬送装置１００ａについて説明する。搬送装置１００ａは、プレスシステム１００の一構成要素である。
【００３９】
（プレスシステムの構成）
図１に示すプレスシステム１００は、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む成形材料Ｍから複雑形状のプレス成形体Ｍ１を成形するのに用いられる。具体的には、プレスシステム１００は、自動車の構成部品などの製造に用いられる。このプレスシステム１００により、低コスト、かつ、多量のプレス成形体Ｍ１を成形することが可能となる。
【００４０】
プレスシステム１００は、搬送装置１００ａと、一対の金型Ｋ（上型Ｋ１、下型Ｋ２）を取り付け可能なプレス装置１００ｂとを備えている。また、プレスシステム１００には、搬送装置１００ａの上流に設けられる加熱装置１０１が含まれていてもよい。プレスシステム１００による成形は、主に、搬送工程、予備成形工程、および、プレス成形工程（本成形工程）の３つの工程を有する。搬送工程および予備成形工程は、搬送装置１００ａが実施する。プレス成形工程は、プレス装置１００ｂが実施する。なお、搬送工程の前に成形材料Ｍを加熱して溶融軟化状態とする加熱工程は、加熱装置１０１が実施する。
【００４１】
詳細には、プレスシステム１００は、加熱装置１０１により加熱され（加熱工程）、溶融軟化状態になった成形材料Ｍを、搬送装置１００ａによりプレス装置１００ｂ（上型Ｋ１と下型Ｋ２との間）まで搬送する（搬送工程）ように構成されている。また、プレスシステム１００は、搬送された成形材料Ｍ（もしくは搬送途中の成形材料Ｍ）に対して、搬送装置１００ａにより予備成形を行う（予備成形工程）ように構成されている。さらに、プレスシステム１００は、プレス装置１００ｂにより、予備成形後の成形材料Ｍをプレス成形（型締め）すること（プレス成形工程）によって、プレス成形体Ｍ１を成形するように構成されている。
【００４２】
なお、溶融軟化状態とは、成形材料Ｍが溶融または軟化されて流動性を帯びた状態である。より具体的には、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む成形材料Ｍ内の熱可塑性樹脂が結晶性熱可塑性樹脂である場合には、結晶性熱可塑性樹脂の融点以上に成形材料Ｍが加熱され、結晶性熱可塑性樹脂が流動性を帯びた状態を意味し、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含む成形材料Ｍ内の熱可塑性樹脂が非結晶性熱可塑性樹脂である場合には、非結晶性熱可塑性樹脂のガラス転移点以上に加熱され、非結晶性熱可塑性樹脂が軟化して流動性を帯びた状態を意味する。
【００４３】
また、予備成形とは、プレス成形に先立って行われる成形であり、金型Ｋによるプレス成形を行う前に、溶融軟化状態の成形前の展開された平坦なシート状の成形材料Ｍを金型Ｋに沿うように所定形状に成形（変形）することを意味する。溶融軟化状態の成形材料Ｍを予備成形することなく、そのまま金型Ｋに載置してプレス成形を行った場合には、成形材料Ｍの流動性が金型Ｋによる成形材料Ｍの形状変化に追い付かずに、プレス成形により得られるプレス成形体Ｍ１には、部分的に薄肉部やシワなどの不具合が発生することがある。このような不具合の発生を防ぐために、プレス成形前に、金型Ｋの形状や輪郭に合わせて成形材料Ｍを事前に変形させておく予備成形が行われる。
【００４４】
（金型）
図２に示すように、下型Ｋ２は、たとえば、互いに交差する３方向の面Ｋ２１〜Ｋ２３を有している。また、下型Ｋ２には、搬送装置１００ａにより３方向の面Ｋ２１〜Ｋ２３に成形材料Ｍが接触するように設置される。図２では、予備成形後の成形材料Ｍを二点鎖線で示している。成形材料Ｍは、予備成形により、平坦な形状（シート形状）から、面Ｋ２１〜Ｋ２３に沿った立体的な形状に変形される。また、予備成形後の立体的な成形材料Ｍの変曲部（折れ曲がり部分）は、予備成形時において、近傍箇所を後述する押圧子６１ａ〜６１ｃにより押されることによって、形作られている。なお、金型Ｋ内には、温度調整のために、加圧水を熱媒にした配管（図示せず）が設置されている。配管により、金型Ｋの温度は、たとえば、１５０度に調整されている。
【００４５】
（成形材料）
図１に示すプレスシステム１００においてプレス成形体Ｍ１の成形に用いられる成形材料Ｍについて説明する。
【００４６】
上記の通り、成形材料Ｍは、強化繊維と熱可塑性樹脂とを含んでいる。要するに、成形材料Ｍとは、強化繊維と熱可塑性樹脂とが一体化した材料である。具体的には、成形材料Ｍは、強化繊維としての強化繊維マットと熱可塑性樹脂とを一体化させてシート状に成形した材料や、強化繊維としての不連続繊維を熱可塑性樹脂中に分散させてシート状に形成した材料などである。また、本実施形態において、一例ではあるが、強化繊維を含む成形材料Ｍの厚さは、１〜５ｍｍ程度である。
【００４７】
強化繊維とは、成形材料Ｍの強度などを高める目的で、熱可塑性樹脂に加えられる繊維である。つまり、強化繊維は、成形材料Ｍを強化するための強化用の繊維である。強化繊維は、プレス成形体Ｍ１の用途などに応じて適宜選択されるものであり、材質が特に限定されるものではない。本実施形態における強化繊維としては、無機繊維および有機繊維のいずれであっても採用することが可能である。無機繊維の例としては、炭素繊維、ガラス繊維、タングステンカーバイド繊維、セラミックス繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、天然繊維、鉱物繊維、金属繊維などが挙げられる。また、有機繊維の例としては、ポリアクリル、ポリアミド、ポリオレフィンなどの樹脂材料から製造された繊維などが挙げられる。
【００４８】
強化繊維として不連続炭素繊維（炭素繊維）を採用する場合には、重量平均繊維長が２ｍｍ〜５００ｍｍの範囲内となるように選択されるのが好ましい。より好ましくは、５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内となるように選択される。一層好ましくは、１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内となるように選択される。なお、重量平均繊維長とは、繊維の長さをＬ１、重量をＷとし、Ｎ本の繊維の全長をＬ２（＝ΣＬ１）とすれば、Σ（Ｌ１×Ｗ）／ΣＷで得られる値である。
【００４９】
熱可塑性樹脂は、プレス成形体Ｍ１の用途などに応じて、適宜選択されるものであり、材質が特に限定されるものではない。熱可塑性樹脂の例としては、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
【００５０】
（加熱装置）
図１に示す加熱装置１０１は、成形材料Ｍを加熱して、溶融軟化状態にする装置である。また、加熱装置１０１は、加熱装置本体部１０１ａと、コンベア１０１ｂと、複数のヒータ１０１ｃとを備えている。
【００５１】
加熱装置本体部１０１ａには、加熱装置本体部１０１ａを貫通した通路１０１ｄが設けられており、通路１０１ｄの内部にコンベア１０１ｂが通されている。複数のヒータ１０１ｃは、通路１０１ｄを構成する加熱装置本体部１０１ａの内面にコンベア１０１ｂに沿って配置されている。コンベア１０１ｂの、一方端部（入口部分）には、加熱処理前の展開された成形材料Ｍを載せたトレイＴが載置される。そして、成形材料Ｍは、コンベア１０１ｂにより一方端部（入口部分）から他方端部（出口部分）に向かう間に、複数のヒータ１０１ｃによって加熱され、溶融軟化状態になる。なお、加熱装置１０１により加熱される成形材料Ｍは、シート形状（平坦な形状）を有している。
【００５２】
コンベア１０１ｂは、他方端部（出口部）に、固定的に設けられた移動規制部１０１ｅを有する。移動規制部１０１ｅは、コンベア１０１ｂにより移動される成形材料Ｍ（トレイＴ）に当接して、成形材料Ｍの移動を規制することにより、所定位置に成形材料Ｍを停止させるように構成されている。移動規制部１０１ｅにより成形材料Ｍが停止する所定位置が、搬送装置１００ａ（後述する保持器５０ａ〜５０ｇ）により成形材料Ｍが保持される位置になる。要するに、移動規制部１０１ｅは、成形材料Ｍを搬送装置１００ａに対して位置決めするように構成されている。
【００５３】
（プレス装置）
図１に示すプレス装置１００ｂは、一対の金型Ｋ（上型Ｋ１、下型Ｋ２）を取り付け可能に構成されている。プレス装置１００ｂは、上型Ｋ１が固定される上下移動可能な上盤１０２ａと、下型Ｋ２が固定される固定の下盤１０２ｂとを備えている。すなわち、プレス装置１００ｂは、金型Ｋ（上型Ｋ１）を上下方向に移動させるいわゆるたて型締め成形機（竪型締め成形機）である。なお、上型Ｋ１は、凸形状を有しており、下型Ｋ２は、上型Ｋ１に対応した凹形状を有している。また、プレス装置１００ｂは、搬送装置１００ａにより予備成形され、搬送装置１００ａにより下型Ｋ２上に配置された成形材料Ｍに対してプレス成形を行い、プレス成形体Ｍ１を成形するように構成されている。
【００５４】
（搬送装置）
図１に示す搬送装置１００ａは、多関節ロボット１と、多関節ロボット１に取り付けられた搬送ヘッド２とを備えている。また、多関節ロボット１には、多関節ロボット１および搬送ヘッド２を制御する制御装置３が設けられている。なお、多関節ロボット１は、特許請求の範囲の「搬送装置本体」の一例である。
【００５５】
多関節ロボット１は、搬送ヘッド２を移動させるための装置である。詳細には、多関節ロボット１は、搬送ヘッド２が加熱装置１０１により加熱された成形材料Ｍを保持可能な位置（保持位置）と、成形材料Ｍのプレス成形が行われる金型Ｋの間の位置（成形位置）とに、搬送ヘッド２を移動させるための装置である。多関節ロボット１の基部は、床面に固定的に設置されている。
【００５６】
多関節ロボット１は、図３に示すように、アーム部１０を含んでいる。アーム部１０は、複数の棒状のリンク部材１０ａと、リンク部材１０ａを繋ぐ中間関節部１０ｂとを有している。また、アーム部１０は、先端に搬送ヘッド２（ヘッド本体４）の後述する取付部４０に接続される先端関節部１０ｃ（ロボットハンドを含んでもよい）を有している。先端関節部１０ｃは、搬送ヘッド２が垂直方向および水平方向のいずれの方向にも自在に回動可能なように、多関節ロボット１に対して搬送ヘッド２を取り付けている。なお、先端関節部１０ｃは、特許請求の範囲の「関節部」の一例である。
【００５７】
搬送ヘッド２は、ヘッド本体４と、複数の保持機構５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ）と、複数の押圧機構６（６ａ、６ｂ、６ｃ）とを備えている。保持機構５および押圧機構６は、ヘッド本体４に取り付けられている。
【００５８】
（ヘッド本体）
ヘッド本体４は、図３に示すように、矩形形状の外形を有している。また、ヘッド本体４は、網目状（格子状）の骨組構造を有している。具体的には、ヘッド本体４は、矩形枠の内部に、直交する十字状の梁材を配置して、矩形枠の内部領域を４等分した網目状（格子状）に形成されている。この網目状の骨組構造により、多関節ロボット１により保持される搬送ヘッド２の軽量化が図られている。
【００５９】
なお、矩形枠の一辺の延びる方向をＡ方向、Ａ方向に延びる一辺に交差する他の一辺が延びる方向をＢ方向とする。また、Ａ方向およびＢ方向に略直交する方向をＣ方向（概ね、鉛直方向）として図示する。なお、成形材料Ｍの搬送時には、ヘッド本体４は、Ａ方向およびＢ方向が概ね水平方向に沿い、Ｃ方向が概ね鉛直方向に沿うような姿勢で動かされる。Ａ方向は、特許請求の範囲の「第１方向」の一例である。また、Ｂ方向は、特許請求の範囲の「第２方向」の一例である。
【００６０】
ヘッド本体４には、多関節ロボット１に取り付けられる取付部４０が設けられている。また、ヘッド本体４は、多関節ロボット１の先端関節部１０ｃを介して多関節ロボット１に取り付けられている。取付部４０は、網目状の骨組構造を有するヘッド本体４の縁部近傍に設けられている。詳細には、取付部４０は、骨組構造を有するヘッド本体４の縁部（矩形枠）に隣接して設けられている。
【００６１】
（保持機構）
図３〜図６に示すように、複数の保持機構５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ）は、それぞれ、保持器５０（５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、５０ｆ、５０ｇ）と、保持器５０をＣ方向に移動させる保持器移動機構５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ）とを含んでいる。なお、保持器５０ａおよび５０ｂは、特許請求の範囲の「第１保持器」の一例である。また、保持器５０ｃおよび５０ｄは、特許請求の範囲の「第２保持器」の一例である。また、保持器５０ｇは、特許請求の範囲の「第３保持器」の一例である。
【００６２】
図６に示すように、保持器移動機構５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ、５１ｇ）は、空気圧シリンダ５１１を含んでいる。
【００６３】
空気圧シリンダ５１１は、シリンダチューブ５１１ａと、シリンダチューブ５１１ａの内部で圧縮空気の給排気により往復移動するピストン（図示せず）より延び、シリンダチューブ５１１ａの基部５１１ｂから突出し、ピストンに同期して往復移動するピストンロッド５１１ｃを含んでいる。
【００６４】
保持器５０は、ピストンロッド５１１ｃの先端部（ピストンとは反対側の端部、Ｃ２方向側の端部）に取り付けられている。
【００６５】
保持器移動機構５１は、さらに、シリンダチューブ５１１ａの基部５１１ｂが取り付けられるシリンダブロック５１２を含んでいる。シリンダブロック５１２には、シリンダチューブ５１１ａの取付け位置を中心として、その両側に、ピストンロッド５１１ｃの往復移動の方向と同じ方向に、貫通孔５１２ａが設けられている。つまり、貫通孔５１２ａは、シリンダチューブ５１１ａの取付け位置の両側に１つずつ設けられている。
【００６６】
また、保持器移動機構５１は、さらに、ガイドバー５１３を含んでいる。ガイドバー５１３は、シリンダブロック５１２の２つの貫通孔５１２ａのそれぞれに１つずつ挿通されている。なお、ガイドバー５１３は、特許請求の範囲の「保持器回動規制機構」の一例である。
【００６７】
ガイドバー５１３は、一方端部（シリンダチューブ５１１ａ側の端部、Ｃ１方向側端部）に、貫通孔５１２ａの断面よりも大きい形状を有するストッパ５１３ａを有している。また、ガイドバー５１３の他方端部（Ｃ２方向側端部）には、保持器５０（後述する保持機本体５０１）が取り付けられている。
【００６８】
シリンダブロック５１２は、ヘッド本体４が延びる面内に配置されている。空気圧シリンダ５１１は、保持器５０をＣ方向に移動させることが可能に構成されている。すなわち、成形材料Ｍに向けてＣ方向に直線的に往復移動させることが可能に構成されている。
【００６９】
ストッパ５１３ａは、空気圧シリンダ５１１に圧縮空気が供給されて、シリンダチューブ５１１ａよりピストンロッド５１１ｃが突出する時のストローク（移動量）を規定するものである。また、ストッパ５１３ａは、保持器５０の往復移動の移動量を規定するものである。ピストンロッド５１１ｃが突出して保持器５０を移動させると、一端が保持器５０に取り付けられたガイドバー５１３も保持器５０に引かれてシリンダブロック５１２より突出するが、ストッパ５１３ａがシリンダブロック５１２にＣ２方向側から当接したところで（図７に示す状態から図６に示す状態になったところで）、保持器５０は停止する。
【００７０】
ガイドバー５１３は、保持器５０の往復移動方向（ピストンロッド５１１ｃが突出する方向、Ｃ方向）に対して、保持器５０が傾かないように案内するように構成されている。
【００７１】
また、ガイドバー５１３は、保持器５０の往復移動方向（ピストンロッド５１１ｃが突出する方向、Ｃ方向）の回りに保持器５０が回動しないようにする回り止めの機能も有している。例えば、ピストンロッド５１１ｃが自身の中心軸回り（Ｒ１方向）に回動すると、ピストンロッド５１１ｃの先端部に取り付けられている保持器５０も回動し、保持器５０の向きが変わってしまう。ガイドバー５１３は、この回動を規制し、保持器５０の向きを所定方向（保持器移動機構５１により保持器５０がＣ方向に移動される方向）に維持するように構成されている。
【００７２】
なお、搬送ヘッド２に設けられる保持機構５ａ〜５ｇの数（合計７つ）は、後述の搬送ヘッド２に設けられる押圧機構６ａ〜６ｃの数（合計３つ）よりも多い。
【００７３】
保持機構５ａ〜５ｇは、図６に示すように、それぞれ、ガイドバー５１３を含んでいる。なお、図３〜図５では、便宜上、ガイドバー５１３の図示を省略している。
【００７４】
各保持機構５ａ〜５ｅは、予備成形前のシート状の成形材料Ｍの縁部をつかんで保持するように構成されている。また、各保持機構５ａ〜５ｅは、成形材料Ｍの縁部に概ね均等に分布するように配置されている。また、保持機構５ｆ、５ｇは、成形材料Ｍの中央付近をつかんで保持するように構成されている。なお、成形材料Ｍは、平面視において（Ｃ方向から見て）ヘッド本体４よりも僅かに小さい外形を有している。また、成形材料ＭのＡ１方向側かつＢ２方向側の角部は切り欠かれている。また、成形材料Ｍは、ヘッド本体４のＣ２方向側で保持される。
【００７５】
保持機構５ａ、５ｂは、ヘッド本体４の４つの内部領域のうちのＡ１方向かつＢ１方向の領域に配置されている。また、保持機構５ｃ、５ｄは、ヘッド本体４の４つの内側領域のうちのＡ２方向かつＢ２方向の領域に配置されている。また、保持機構５ｅ、５ｆは、ヘッド本体４の４つの内側領域のうちのＡ２方向かつＢ１方向の領域に配置されている。また、保持機構５ｇは、ヘッド本体４の４つの内側領域のうちのＡ１方向かつＢ２方向の領域に配置されている。
【００７６】
保持機構５ａ、５ｂは、予備成形により下型Ｋ２の面Ｋ２２（図２参照）に接触する成形材料Ｍの一部分を保持している。また、保持機構５ｃ、５ｄは、予備成形により下型Ｋ２の面Ｋ２３（図２参照）に接触する成形材料Ｍの一部分を保持している。また、保持機構５ｅ、５ｆ、５ｇは、予備成形により下型Ｋ２の面Ｋ２１（図２参照）に接触する成形材料Ｍの一部分を保持している。
【００７７】
保持器５０ａ〜５０ｇは、それぞれ、保持機本体５０１と、保持機本体５０１に回動可能に取り付けられる複数（合計４つ）の保持針（鉤針）５０２と、保持機本体５０１内に配置される保持針駆動機構（図示せず）とを有している。
【００７８】
各保持針５０２は、図６に示すように、成形材料Ｍに刺さることにより、成形材料Ｍと係合するように構成されている。また、保持針５０２は、細長い円錐状（断面円状の先細り形状）に形成されている。また、保持針５０２は、１／４円弧状（π／２の円弧状）に形成され、保持針駆動機構により円弧に沿ってＥ方向に回動可能に構成されている。なお、保持針駆動機構は、空気圧シリンダ（図示せず）などにより構成されている。
【００７９】
また、保持針５０２は、２つで１組となっており、１組の保持針５０２は、同一直線状に並んでおり、同一直線状で互いに離間する方向に移動（回動）することによって、突き刺さるように構成されている。これにより、保持針５０２は、成形材料Ｍへのシワの発生抑えつつ、成形材料Ｍを保持するように構成されている。また、各保持機構５ａ〜５ｄ、５ｇの１組の保持針５０２は、成形材料Ｍの縁部が延びる方向に沿って並んでいる。
【００８０】
１つの保持器５０（５０ａ〜５０ｇ）に設けられる複数の保持針５０２は、保持器移動機構５１（５１ａ〜５１ｇ）による保持器５０（５０ａ〜５０ｇ）の移動方向（Ｃ方向）に延びる保持器５０（５０ａ〜５０ｇ）の中心線に対して対称となるように配置されている。要するに、複数の保持針５０２は、保持機本体５０１に対して、バランスよく取り付けられている。
【００８１】
保持針５０２の厚みは、成形材料Ｍの厚みの２倍以下であるのが好ましい。これは、保持針５０２の厚みが成形材料Ｍの厚みの２倍よりも大きくなると、保持針５０２を成形材料Ｍに刺して、成形材料Ｍを安定的に吊り上げる（保持する）ことが困難となるためである。
【００８２】
一例として、保持針５０２は、ばね鋼材料（ＳＵＰ１０）から形成されている。また、一例として、保持針５０２は、線径２ｍｍφ（厚み）、かつ、直径４０ｍｍの円状の線材を、４分割した後、一方の先端を針状に研磨することにより作製される。なお、保持針５０２は、成形材料Ｍの厚み＋５ｍｍ以上で、かつ、成形材料Ｍの厚みの４０倍以下の近似曲率半径を有する円弧状の針とするのが好ましい。より好ましくは、成形材料Ｍの厚み＋８ｍｍ以上で、かつ、成形材料Ｍの厚みの２０倍以下の近似曲率半径を有する円弧状の針とする。一層好ましくは、成形材料Ｍの厚み＋１０ｍｍ以上で、かつ、成形材料Ｍの厚みの１５倍以下の近似曲率半径を有する円弧状の針とする。
【００８３】
保持針５０２は、成形材料Ｍの保持を解除した際に、成形材料Ｍの一部（溶融した熱可塑性樹脂）が付着することを抑えるため、少なくとも先端側の一部分に表面処理がなされているのが好ましい。表面処理としては、各種離型剤コーティング剤や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂によるコーティングなどが挙げられる。このような表面処理により、保持針５０２の耐久性および剥離効果が向上する。
【００８４】
（スライド機構）
複数の保持機構５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ）のうち、図４および図５に示すように、保持機構５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｇは、それぞれの保持器５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｇをヘッド本体４が延びる面（Ａ方向およびＢ方向に延びる面）に沿って移動させる（スライドさせる）スライド機構５２（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｇ）を含んでいる。
【００８５】
スライド機構５２は、空気圧シリンダ５２１を含んでいる。なお、スライド機構５２ａ〜５２ｄ、５２ｇは、互いに同様の構成を備えているため、図４に示すスライド機構５２ａについて代表して符号を付して説明を行う。
【００８６】
空気圧シリンダ５２１は、シリンダチューブ５２１ａと、シリンダチューブ５２１ａの内部で圧縮空気の給排気により往復移動するピストン（図示せず）より延び、シリンダチューブ５２１ａの基部５２１ｂから突出し、ピストンに同期して往復移動するピストンロッド５２１ｃとを含んでいる。
【００８７】
スライド機構５２は、さらに、シリンダチューブ５２１ａの基部５２１ｂが取り付けられるシリンダブロック５２２を含む。シリンダブロック５２２は、ヘッド本体４に取り付けられている。ピストンロッド５２１ｃの先端部（空気圧シリンダ５２１とは反対側の端部）には、保持器移動機構５１のシリンダブロック５１２が取り付けられている。従って、空気圧シリンダ５２１が往復移動すると、同期して、保持器移動機構５１および保持器５０が、ヘッド本体４が延びる面に沿って移動する（スライドする）。
【００８８】
シリンダブロック５２２には、シリンダチューブ５２１ａの取付け位置を中心として、その両側に、ピストンロッド５２１ｃの往復移動の方向と同じ方向に、貫通孔５２２ａが設けられている。つまり、貫通孔５２２ａは、シリンダチューブ５２１ａの取付け位置の両側に１つずつ設けられている。
【００８９】
スライド機構５２は、さらに、ガイドバー５２３を含んでいる。ガイドバー５２３は、シリンダブロック５２２の２つの貫通孔５２２ａのそれぞれに１つずつ挿通されている。
【００９０】
ガイドバー５２３は、シリンダブロック５２２側の一方端部に、貫通孔５２２ａの断面よりも大きい形状を有するストッパ５２３ａを有している。また、ガイドバー５２３の他方端部は、保持器移動機構５１のシリンダブロック５１２に取り付けられている。
【００９１】
ストッパ５２３ａは、空気圧シリンダ５２１に圧縮空気が供給されて、シリンダチューブ５２１ａよりピストンロッド５２１ｃが突出する時のストローク（移動量）を規定するものである。また、ストッパ５２３ａは、保持器５０のスライド量を規定するものである。ピストンロッド５２１ｃが突出して保持器５０をスライドさせると、一端が保持器５０に取り付けられたガイドバー５２３も保持器５０に引かれてシリンダブロック５２２より突出するが、ストッパ５２３ａがシリンダブロック５２２に当接したところで、保持器５０は停止する。
【００９２】
ガイドバー５２３は、保持器５０のスライド方向（ピストンロッド５２１ｃが突出する方向）に対して、保持器５０が傾かないように案内するように構成されている。
【００９３】
また、ガイドバー５２３は、保持器５０の往復移動方向（ピストンロッド５２１ｃが突出する方向）の回りに保持器５０が回動しないようにする回り止めの機能も有している。例えば、ピストンロッド５２１ｃが自身の中心軸回りに回動すると、ピストンロッド５２１ｃの先端部に取り付けられている保持器５０も回動し、保持器５０の向きが変わってしまう。ガイドバー５２３は、この回動を規制し、保持器５０の向きを所定方向に維持するように構成されている。
【００９４】
保持機構５ａおよび５ｂは、図４および図５に示すように、それぞれ、保持器５０ａおよび５０ｂを、Ａ方向にスライドさせるスライド機構５２ａおよび５２ｂを含んでいる。つまり、ヘッド本体４には、スライド機構５２ａ、５２ｂが取り付けられており、保持器移動機構５１ａ、５１ｂは、スライド機構５２ａ、５２ｂを介してヘッド本体４に取り付けられている。また、スライド方向は、通常、一対の金型Ｋ（図１参照）が向かい合う方向（上下方向）に概ね直交する方向（概ね水平方向）である。
【００９５】
また、保持機構５ｃおよび５ｄは、それぞれ、保持器５０ｃおよび５０ｄを、平面視で（Ｃ方向から見て）、Ａ方向に略直交するＢ方向にスライドさせるスライド機構５２ｃおよび５２ｄを含んでいる。つまり、ヘッド本体４には、スライド機構５２ｃ、５２ｄが取り付けられており、保持器移動機構５１ｃ、５１ｄは、スライド機構５２ｃ、５２ｄを介してヘッド本体４に取り付けられている。
【００９６】
また、保持機構５ｇは、保持器５０ｇを、平面視で（Ｃ方向から見て）、Ａ方向およびＢ方向とは異なる方向（Ｄ方向）にスライドさせるスライド機構５２ｇを含んでいる。つまり、ヘッド本体４には、スライド機構５２ｇが取り付けられており、保持器移動機構５１ｇは、スライド機構５２ｇを介してヘッド本体４に取り付けられている。なお、上記の通り、Ａ方向およびＢ方向は、共に、概ね、使用状態において水平面内の方向であるが、Ｄ方向は、水平面内の方向であってもよいし、水平面内の方向から傾斜した方向であってもよい。
【００９７】
保持機構５ｅ、５ｆは、スライド機構５２を含んでおらず、Ａ方向またはＢ方向にスライドすることはない。また、保持機構５ｅ、５ｆは、ヘッド本体４に取り付けられている。そして、保持機構５ｅ、５ｆは、保持器移動機構５１ｅ、５１ｆにより、保持器５０ｅ、５０ｆを成形材料Ｍに向けて直線的にＣ方向に往復移動させる。
【００９８】
（押圧機構）
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、複数の押圧機構６ａ、６ｂ、６ｃ（６）は、それぞれ、押圧子６１ａ、６１ｂ、６１ｃ（６１）と、押圧子６１を移動させる押圧子移動機構６２ａ、６２ｂ、６２ｃ（６２）とを含んでいる。なお、押圧子移動機構６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、互いに同様の構成を備えているため、以下、押圧子移動機構６２ａについて代表して説明する。
【００９９】
押圧子移動機構６２ａは、１つの空気圧シリンダ６２１と、１つのシリンダブロック６２２と、２本のガイドバー６２３と、２個のストッパ６２３ａとを含んでいる。なお、押圧子移動機構６２ａは、保持器移動機構５１の構成と同様であるので、詳細な構成の説明は省略する。ここで、保持器移動機構５１が、２本のガイドバー６２３による保持器５０の回動を規制する機構を含んでいるのと同様に、押圧子移動機構６２も、２本のガイドバー６２３による押圧子６１の回動を規制する機構を含んでいる。なお、保持器５０よりも押圧子６１の方が小さいので、２本のガイドバー６２３を直接押圧子６１に取り付けることができない場合は、間にブロックを入れて、ブロックを介して押圧子移動機構６２に押圧子６１を取り付けるようにしてもよい。なお、図３〜図５では、ガイドバー６２３の図示を省略している。また、ガイドバー６２３は、特許請求の範囲の「押圧子回動規制機構」の一例である。
【０１００】
押圧機構６ａは、押圧子６１ａを含んでいる。また、押圧機構６ａは、押圧子６１ａをＣ方向に移動させる１つの押圧子移動機構６２ａを含んでいる。押圧子６１ａは、球状に形成されている。また、押圧子６１ａは、押圧子移動機構６２ａのＣ２方向側の端部に設けられている。
【０１０１】
押圧機構６ｂは、押圧子６１ｂを含んでいる。また、押圧機構６ｂは、押圧子６１ｂをＣ方向に移動させる一対の押圧子移動機構６２ｂを含んでいる。押圧子６１ｂは、Ｂ方向に延びる丸棒状に形成されている。また、押圧子６１ｂは、一対の押圧子移動機構６２ｂのＣ２方向側の端部に接続されており、一対の押圧子移動機構６２ｂのＣ２方向側の端部に跨るように設けられている。
【０１０２】
押圧機構６ｃは、押圧子６１ｃを含んでいる。また、押圧機構６ｃは、押圧子６１ｃをＣ方向に移動させる一対の押圧子移動機構６２ｃを含んでいる。押圧子６１ｃは、Ａ方向に延びる丸棒状に形成されている。また、押圧子６１ｃは、一対の押圧子移動機構６２ｃのＣ２方向側の端部に接続されており、一対の押圧子移動機構６２ｃのＣ２方向側の端部に跨るように設けられている。
【０１０３】
押圧子６１ａは、ヘッド本体４の４つの内部領域のうちのＡ１方向かつＢ２方向の領域に配置されている。また、押圧子６１ｂは、ヘッド本体４の４つの内側領域のうちのＡ１方向かつＢ１方向の領域に配置されている。また、押圧子６１ｃは、ヘッド本体４の４つの内側領域のうちのＡ２方向かつＢ２方向の領域に配置されている。また、押圧子６１ａ〜６１ｃは、共に、平面視において（Ｃ方向から見て）、成形材料Ｍの中央付近に配置されている。
【０１０４】
球状の押圧子６１ａは、予備成形後の下型Ｋ２上に位置する成形材料Ｍの面Ｋ２１、面Ｋ２２および面Ｋ２３の交わる箇所の近傍位置を、予備成形時において押圧するように構成されている。また、Ｂ方向に延びる丸棒状の押圧子６１ｂは、予備成形後の下型Ｋ２上に位置する成形材料Ｍの面Ｋ２１および面Ｋ２２の交わる箇所の近傍位置を、予備成形時において押圧するように構成されている。また、Ａ方向に延びる丸棒状の押圧子６１ｃは、予備成形後の下型Ｋ２上に位置する成形材料Ｍの面Ｋ２１および面Ｋ２３の交わる箇所の近傍位置を、予備成形時において押圧するように構成されている。
【０１０５】
押圧子６１ａ〜６１ｃは、成形材料ＭにＣ１方向側から接触して、成形材料ＭをＣ２方向側に押圧するように構成されている。また、押圧子６１ａ〜６１ｃは、成形材料Ｍに直接接触する部分であるため、成形材料Ｍから熱を奪ってしまう。このため、押圧子６１ａ〜６１ｃは、少なくとも、成形材料Ｍと接触する部分およびその周辺部分の熱伝導率が、成形材料Ｍの熱伝導率よりも低いことが好ましい。もし押圧子６１ａ〜６１ｃの熱伝導率が成形材料Ｍの熱伝導率よりも高い場合には、成形材料Ｍに押圧子６１ａ〜６１ｃが接触した部分から熱が奪われ、プレス成形体Ｍ１（図１参照）の表面の外観が悪化する（表面にシワなどが発生する）可能性がある。
【０１０６】
また、押圧子６１ａ〜６１ｃは、予備成形の終了後、速やかに、成形材料Ｍから離間されることが好ましい。また、押圧子６１ａ〜６１ｃ（特に、押圧子６１ａ〜６１ｃの直接、成形材料Ｍを押す部位）を形成する素材には、耐熱性および耐薬品性が高く、摩擦係数が小さいポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂を用いるのが好ましい。なお、成形材料Ｍを押す部位とは、押圧子６１ａ〜６１ｃの成形材料Ｍとの接触部分およびその周辺を意味する。なお、押圧子６１ａ〜６１ｃのコーティングは、押圧子６１ａ〜６１ｃ外表面全体、もしくは、押圧子６１ａ〜６１ｃの成形材料Ｍとの接触部分およびその周辺のみに施してもよい。
【０１０７】
本実施形態では、一例ではあるが、押圧子６１ａは、直径４０ｍｍの球体（半球体でもよい）である。また、一例ではあるが、押圧子６１ｂ（押圧子６１ｃ）は、長手方向の長さ１５０ｍｍ、直径３０ｍｍの丸棒である。
【０１０８】
（制御装置）
図１に示す制御装置３は、搬送装置１００ａによる成形材料Ｍの搬送動作および予備成形を制御するように構成されている。
【０１０９】
制御装置３は、保持機構５ａ〜５ｇを制御することにより、押圧子６１ａ〜６１ｃを成形材料Ｍに接触させない状態で、加熱装置１０１により加熱されて、溶融軟化状態にある成形材料Ｍの各部を保持器５０ａ〜５０ｇで保持するように構成されている。制御装置３は、成形材料Ｍの各部を保持器５０ａ〜５０ｇで保持（支持）し、搬送ヘッド２に支持された状態の成形材料Ｍを一対の金型Ｋの間に向けて搬送する。
【０１１０】
そして、制御装置３は、保持機構５ａ〜５ｇおよび押圧機構６ａ〜６ｃを制御することにより、成形材料Ｍが下型Ｋ２に接触する前に、保持器５０ａ〜５０ｇにより保持されている成形材料Ｍを下型Ｋ２に沿うように、押圧子６１ａ〜６１ｃにより押圧して所定形状に変形させる予備成形を開始するように構成されている。
【０１１１】
そして、制御装置３は、保持機構５ａ〜５ｇを制御することにより、予備成形された成形材料Ｍの保持器５０ａ〜５０ｇによる保持を解除し、成形材料Ｍを下型Ｋ２に配置するように構成されている。
【０１１２】
（搬送装置による予備成形動作）
次に、図３〜図５を参照して、搬送装置１００ａによる成形材料Ｍの予備成形動作について説明する。なお、図３および図４は、保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇがスライドする前の状態を示している。図５は、保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇがスライドした後の状態を示している。
【０１１３】
まず、図３および図４に示すように、押圧子６１ａ〜６１ｃに成形材料Ｍが接触しない状態で、保持機構５ａ〜５ｇ（保持器５０ａ〜５０ｇ）で保持されることにより搬送ヘッド２に支持された状態の成形材料Ｍは、搬送装置１００ａにより、一対の金型Ｋ（図１参照）の間に搬送される。この際、成形材料Ｍは、保持機構５ａ〜５ｇにより、一対の金型Ｋに接触しないように搬送ヘッド２に支持されている。
【０１１４】
そして、図９に示すように、スライド機構５２ａ〜５２ｄ、５２ｇにより、保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇが、平面視において、成形材料Ｍの中央側に向けて共にスライドされる。これに伴い、各保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇにより保持されている成形材料Ｍの各部もスライドされる。なお、図９は、予備成形が完了して下型Ｋ２（図１参照）上に配置された成形材料Ｍに対する各押圧子６１ａ〜６１ｃおよび各保持器５０ａ〜５０ｇの位置を示している。
【０１１５】
具体的には、スライド機構５２ａ、５２ｂにより、保持器５０ａ、５０ｂが、Ａ２方向にスライドされる。また、スライド機構５２ｃ、５２ｄにより、保持器５０ｃ、５０ｄが、Ｂ１方向（平面視で、Ａ２方向に直交する方向）にスライドされる。また、スライド機構５２ｇにより、保持器５０ｇが、Ｄ１方向（平面視で、Ａ２方向およびＢ１方向とは異なる方向）にスライドされる。
【０１１６】
なお、Ｄ１方向にスライドする保持器５０ｇは、Ａ１方向にスライドする保持器５０ａ、５０ｂよりもスライド移動距離が短い。このため、スライド速度が同じである場合、Ｄ１方向にスライドする保持器５０ｇが、Ａ１方向にスライドする保持器５０ａ、５０ｂに先行して目標位置（スライド停止位置）に到達する。したがって、Ｄ１方向にスライドする保持器５０ｇにより保持される成形材料Ｍの部分が、プレス成形体Ｍ１（図１参照）の内側部分を形成することになる。
【０１１７】
Ａ１方向にスライドする保持器５０ａが、目標位置（スライド停止位置）に到達した場合には、保持器５０ａによる成形材料Ｍの保持が解除される。
【０１１８】
また、上記各スライド移動と並行して、保持器移動機構５１ｅ〜５１ｇにより、保持器５０ｅ〜５０ｇがＣ２方向（成形材料Ｍに近づく方向）に移動される。
【０１１９】
また、上記各スライド移動と並行して、押圧子移動機構６２ｂ、６２ｃにより、押圧子６１ｂ、６１ｃがＣ２方向（成形材料Ｍに近づく方向）に移動される。
【０１２０】
なお、上記各スライド移動（水平面内での移動）および成形材料Ｍに近づく移動（Ｃ２方向への移動）が完了し、保持器５０ａによる成形材料Ｍの保持を解除した時点では、未だ、成形材料Ｍは、一対の金型Ｋから離間している。
【０１２１】
次に、保持器５０ｇによる成形材料Ｍの保持が解除される。並行して、押圧子移動機構６２ａにより、押圧子６１ａがＣ２方向（成形材料Ｍに近づく方向）に移動される。これにより、成形材料Ｍが下型Ｋ２に接触されると同時に押圧され、成形材料Ｍの浮き上がりをなくし、金型Ｋに十分に密着させることができる。
【０１２２】
最後に、成形材料Ｍのすべての保持が解除される。すなわち、保持器５０ｂ〜５０ｆによる成形材料Ｍの保持が解除される。これにより、成形材料Ｍが図２に示したように、下型Ｋ２に沿って配置される。
【０１２３】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【０１２４】
本実施形態では、上記のように、保持機構５に、成形材料Ｍを保持する保持器５０ａ〜５０ｇと、保持器５０ｅ〜５０ｇを移動させる保持器移動機構５１ａ〜５１ｇとを設け、押圧機構６に、成形材料Ｍに接触して押圧する押圧子６１ａ〜６１ｃと、押圧子６１ａ〜６１ｃを移動させる押圧子移動機構６２ａ〜６２ｃとを設ける。保持機構５と押圧機構６を別々に設けることにより、予備成形時以外において押圧子６１を成形材料Ｍから離間させておくことが可能であるため、予備成形が行われるまでは、押圧子６１が成形材料Ｍの熱を奪うことを防止することができる。したがって、樹脂流動性の低下を最も抑えるべき成形材料Ｍの金型Ｋの変曲部に対応する部分の熱が、不必要に押圧子６１に奪われて、成形材料Ｍのプレス成形性が低下してしまうという問題が生じない。
【０１２５】
さらに、搬送装置１００ａにより成形材料Ｍを型開された一対の金型Ｋの間に搬送するように構成するとともに、搬送装置１００ａに、保持機構５および押圧機構６を共に設けることにより、搬送のための構成と、保持機構５および押圧機構６とが別々の装置に設けられる場合と比較して、簡易な構成で効率良く、成形材料Ｍの搬送および予備成形を行うことができる。
【０１２６】
以上により、搬送装置１００ａは、成形材料Ｍの金型Ｋの変曲部に対応する部分の樹脂流動性の低下を抑えるとともに、簡易な構成で効率良く、成形材料Ｍの搬送および予備成形を行うことができるので、プレス成形の成形性を向上させることができ、その結果、高精度なプレス成形体（外観の良好なプレス成形体）を製造することができる。
【０１２７】
また、搬送装置１００ａは、成形材料Ｍを支持した状態で押圧機構６により直接押圧することができるので、成形材料Ｍが金型Ｋに接触しない状態で予備成形を行うことができる。これにより、予備成形された成形材料Ｍを金型Ｋに配置した後に、直ちにプレス成形を行うことができるので、プレス成形の成形性を向上させることができ、その結果、高精度なプレス成形体（外観の良好なプレス成形体）を製造することができる。
【０１２８】
また、本実施形態では、上記のように、成形材料Ｍの搬送動作および配置動作を制御する制御装置３を設け、保持機構５を制御することにより、押圧子６１ａ〜６１ｃを成形材料Ｍに接触させない状態で、複数の保持器５０ａ〜５０ｇで成形材料Ｍの各部を保持して、成形材料Ｍを支持しつつ一対の金型Ｋの間に向けて搬送し、保持機構５および押圧機構６を制御することにより、成形材料Ｍが金型Ｋの一方に接触する前に、複数の保持器５０ａ〜５０ｇにより保持されている成形材料Ｍを金型Ｋの一方に沿うように、押圧子６１ａ〜６１ｃにより押圧して所定形状に変形させる予備成形を開始し、保持機構５を制御することにより、予備成形された成形材料Ｍの保持器５０ａ〜５０ｇによる保持を解除して、成形材料Ｍを一対の金型Ｋの一方に配置するように、制御装置３を構成する。これにより、制御装置３により各種動作のタイミングをコントロールすることによって、成形材料Ｍが一対の金型Ｋの間に搬送されるまで、押圧子６１が成形材料Ｍに接触しない状態で、複数の保持器５０が成形材料Ｍの各部を保持することにより支持するので、搬送途中においても押圧子６１が成形材料Ｍの熱を奪うことを防止することができる。
【０１２９】
また、本実施形態では、上記のように、多関節ロボット１と、多関節ロボット１に取り付けられ、複数の保持機構５と１つ以上の押圧機構６とが取り付けられる搬送ヘッド２とを設ける。これにより、保持機構５および押圧機構６の両機構を、搬送ヘッド２に設けたので、保持機構５および押圧機構６の連動をスムーズに行うことができ、１つのプレス成形体Ｍ１を成形するのに要する動作時間を短縮することができる。これにより、成形材料Ｍの不必要な放熱が抑えられるので、成形材料Ｍの温度の低下を抑えることができる。その結果、外観の良好なプレス成形体Ｍ１（高精度なプレス成形体Ｍ１）を製造することができる。
【０１３０】
また、本実施形態では、上記のように、搬送ヘッド２に、複数の保持機構５と１つ以上の押圧機構６とが取り付けられる網目状の骨組構造を有するヘッド本体４を設ける。これにより、ヘッド本体４を軽量化することができるので、ヘッド本体４を動作させる際に多関節ロボット１に掛かる負荷を軽減することができる。このため、ヘッド本体４（搬送ヘッド２）の搬送動作速度をより大きくすることができるので、１つのプレス成形体Ｍ１を成形するのに要する動作時間を短縮することができる。これにより、成形材料Ｍの不必要な放熱が抑えられるので、成形材料Ｍの温度の低下を抑えることができる。その結果、外観のより良好なプレス成形体Ｍ１（より高精度なプレス成形体Ｍ１）を製造することができる。
【０１３１】
また、本実施形態では、上記のように、ヘッド本体４は、網目状（格子状）の骨組み構造を有するヘッド本体４の縁部近傍に設けられ、多関節ロボット１に取り付けられる取付部４０を含む。これにより、取付部４０がヘッド本体４の縁部近傍に設けられることにより、ヘッド本体４のみが金型Ｋ（上型Ｋ１および下型Ｋ２）の間に入り、多関節ロボット１は、金型Ｋ（上型Ｋ１および下型Ｋ２）の間に入らないようにすることができるので、型開の距離（上型Ｋ１と下型Ｋ２との離間距離）を最小限に抑えることができる。このため、型開動作に要する時間を短縮することができるので、１つのプレス成形体Ｍ１を成形するのに要する動作時間を短縮することができる。これにより、成形材料Ｍの不必要な放熱が抑えられるので、成形材料Ｍの温度の低下を抑えることができる。その結果、外観の一層良好なプレス成形体Ｍ１（一層高精度なプレス成形体Ｍ１）を製造することができる。
【０１３２】
また、本実施形態では、上記のように、多関節ロボット１は、先端関節部１０ｃを有し、ヘッド本体４は、先端関節部１０ｃを介して多関節ロボット１に取り付けられている。これにより、先端関節部１０ｃを介してヘッド本体４が多関節ロボット１に取り付けられるので、多関節ロボット１に対してヘッド本体４を柔軟かつ広範囲に動かすことができる。これにより、予備成形された成形材料Ｍを、一対の金型Ｋの一方にスムーズに配置することができる。
【０１３３】
また、本実施形態では、上記のように、保持器移動機構５１ａ〜５１ｇに、保持器移動機構５１ａ〜５１ｇによる保持器５０ａ〜５０ｇの移動方向回りに保持器５０ａ〜５０ｇが回動することを規制し、保持器５０ａ〜５０ｇの向きを所定方向に維持するガイドバー５１３を設け、押圧子移動機構６２ａ〜６２ｃに、押圧子移動機構６２ａ〜６２ｃによる押圧子６１ａ〜６１ｃの移動方向回りに押圧子６１ａ〜６１ｃが回動することを規制し、押圧子６１ａ〜６１ｃの向きを所定方向に維持するガイドバー６２３を設ける。これにより、ガイドバー５１３および６２３により、保持器５０ａ〜５０ｇおよび押圧子６１ａ〜６１ｃのそれぞれの向きを維持することによって、成形材料Ｍに対する保持器５０ａ〜５０ｇおよび押圧子６１ａ〜６１ｃの位置ずれを抑制することができる。
【０１３４】
また、本実施形態では、上記のように、搬送ヘッド２に設けられる保持機構５の数を、搬送ヘッド２に設けられる押圧機構６の数よりも多くする。これにより、押圧機構６の数よりも多い保持機構５により、安定して成形材料Ｍを保持することができる。
【０１３５】
また、本実施形態では、上記のように、多関節ロボット１を設ける。これにより、種々の形状のプレス成形体Ｍ１に応じた種々の搬送経路により、適切に成形材料Ｍを搬送することができる。
【０１３６】
また、本実施形態では、上記のように、保持機構５および押圧機構６に、それぞれ、空気圧シリンダ５１１および６２１を設ける。これにより、空気圧シリンダ５１１および６２１による簡易な構成で、保持器５０ｅ〜５０ｇおよび押圧子６１ａ〜６１ｃを直線的に往復移動させることができる。また、搬送ヘッド２の重量を軽量化することができるので、ヘッド本体４を動作させる際に多関節ロボット１に掛かる負荷を軽減することができる。その結果、ヘッド本体４（搬送ヘッド２）の搬送動作速度をより大きくすることができる。
【０１３７】
また、本実施形態では、上記のように、保持機構５は、保持器移動機構５１ａ〜５１ｄ、５１ｇによる保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇの移動方向と交差する方向に、保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇをスライドさせるスライド機構５２ａ〜５２ｄ、５２ｇを設ける。これにより、スライド機構５２ａ〜５２ｄ、５２ｇにより保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇをスライドさせて、保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇと押圧子６１ａ〜６１ｃとの距離を調整することができるので、予備成形時に成形材料Ｍが引っ張られすぎて、薄くなりすぎることを抑制することができる。その結果、より高精度なプレス成形体Ｍ１を製造することができる。
【０１３８】
また、本実施形態では、上記のように、スライド機構５２ａ〜５２ｄ、５２ｇに、空気圧シリンダ５２１を設ける。これにより、空気圧シリンダ５２１による簡易な構成で、空気圧シリンダ５２１による保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇの移動方向と交差する方向に、保持器５０ａ〜５０ｄ、５０ｇを直線的に往復移動させることができる。また、搬送ヘッド２の重量を軽量化することができるので、ヘッド本体４を動作させる際に多関節ロボット１に掛かる負荷を軽減することができる。その結果、ヘッド本体４（搬送ヘッド２）の搬送動作速度をより大きくすることができる。
【０１３９】
また、本実施形態では、上記のように、保持機構５は、保持器５０ａ、５０ｂと、保持器５０ｃ、５０ｄと、保持器５０ｇとを設けるとともに、保持器５０ａ、５０ｂを、Ａ方向にスライドさせるスライド機構５２ａ、５２ｂと、保持器５０ｃ、５０ｄを、平面視で、Ａ方向に略直交するＢ方向にスライドさせるスライド機構５２ｃ、５２ｄと、保持器５０ｇを、平面視で、Ａ方向およびＢ方向とは異なるＤ方向にスライドさせるスライド機構５２ｇとを設ける。これにより、平面視において、略直交する２方向と、略直交する２方向とは異なる方向とに、成形材料Ｍをスライドさせることができるので、重なり合う部分を有する形状などの複雑な形状に成形材料Ｍを予備成形することができる。
【０１４０】
また、本実施形態では、上記のように、押圧子６１ａを球状に形成し、押圧子６１ｂ、６１ｃを丸棒状に形成する。これにより、種々の形状の押圧子６１ａ〜６１ｃによって、より複雑な形状の成形材料Ｍに対しても予備成形を行うことができる。
【０１４１】
また、本実施形態では、上記のように、保持器５０ａ〜５０ｇに、成形材料Ｍに刺さることにより成形材料Ｍを保持する１つ以上の保持針５０２を設ける。これにより、平坦面を当接させて成形材料Ｍを保持する場合と比較して、より小さい接触面積（保持器と成形材料Ｍとの接触面積）により成形材料Ｍを保持することができるので、より効果的に成形材料Ｍの熱が保持器に奪われる抑制することができる。その結果、複雑な形状を有するプレス成形体Ｍ１であっても、成形材料Ｍから熱が奪われるのを抑制して、外観の良好なプレス成形体Ｍ１（高精度なプレス成形体Ｍ１）を製造することができる。
【０１４２】
また、本実施形態では、上記のように、保持器５０に、複数の保持針５０２を設け、複数の保持針５０２を、保持器移動機構５１ａ〜５１ｇによる保持器５０ａ〜５０ｇの移動方向に延びる保持器５０ａ〜５０ｇの中心線に対して対称に配置する。これにより、保持器５０ａ〜５０ｇにより成形材料Ｍを保持する際に、成形材料Ｍに均等に力を加えることができるので、成形材料Ｍの位置ずれ、および、位置ずれにより生じる成形材料Ｍの延びを抑制することができる。
【０１４３】
また、本実施形態では、上記のように、保持針５０２を、円弧状に形成し、円弧に沿って回動可能に構成する。これにより、保持針５０２が回動して成形材料Ｍに刺さるので、成形材料Ｍから保持針５０２が抜けにくくなり、成形材料Ｍをより確実に保持することができる。
【０１４４】
次に、本実施形態の搬送装置１００ａにより、実際に成形材料Ｍを搬送、予備成形およびプレス成形した結果（実施例１〜３）について説明する。
【０１４５】
（実施例１）
重量平均繊維長２０ｍｍの炭素繊維とプレス成形体相当厚み２．５ｍｍ相当（成形材料厚み２．６ｍｍ）のナイロン６樹脂とを含有する成形材料となる基材を用いた。この基材を図４の外線にて示した成形材料Ｍと同様の形状にカットし、基材表面温度が２９０℃になるように加熱した。保持器先端の円弧状の針を回転させ、針を基材に挿入し、搬送装置を上方に移動させ加熱済み基材を吊り上げた。この時用いた円弧状の針は、断面が直径２ｍｍの円形状であり表面はＰＴＦＥでコートされている。厚さ２．５ｍｍの成形材料を上記の直径４０ｍｍの線材から切削した円弧状針で吊り上げた。
【０１４６】
次に基材を吊り上げた搬送装置１００ａを金型表面から上方３０ｍｍの位置に移動させたのち、保持器および押圧子を上述の通り駆動させて型開された一対の金型の間で予備成形を行った。次に、予備成形が完了し基材を金型に配置した後、ただちに金型を閉じて加圧し、プレス成形を行ってプレス成形体を得た。この時、金型の温度は１５０℃に調整され、プレス成形体の金型開閉方向への投影面積換算で２０ＭＰａの圧力で加圧し成形を行った。加圧を３５秒間維持し、プレス成形体温度が１８０℃となった状態で金型を開けプレス成形体を取り出した。更に、この一連の成形動作を１０回繰り返し、一連の成形動作が安定性を持って作動できることを確認した。その結果、得られたプレス成形体は、金型のシャーエッジ部へのはみ出し、立面での基材のずり落ちによるショート、合わせ面の開きが無く良好なプレス成形体が得られた。また、得られたプレス成形体には、表面にシワの発生が見られなかった。
【０１４７】
（実施例２）
重量平均炭素繊維長１０ｍｍの炭素繊維とプレス成形体相当厚み２．５ｍｍ相当（成形材料厚み２．６ｍｍ）のナイロン６樹脂とを含有する成形材料となる基材を用いた。この基材を用いる以外の他の条件は実施例１と同様の条件にて予備成形およびプレス成形を実施しプレス成形体を成形した。その結果、実施例１と同等に良好なプレス成形体が得られた。
【０１４８】
（実施例３）
重量平均炭素繊維長２０ｍｍの炭素繊維とプレス成形体相当厚み３．５ｍｍ相当（成形材料厚み３．６ｍｍ）のナイロン６樹脂とを含有する成形用基材を用いて、他の条件は実施例１と同様の条件にて予備成形およびプレス成形を実施しプレス成形体を成形した。その結果、実施例１と同等に良好なプレス成形体が得られた。
【０１４９】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、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、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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（変形例）が含まれる。
【０１５０】
たとえば、上記実施形態では、本発明の搬送装置本体として多関節ロボットを用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１０に示す第１変形例のように、本発明の搬送装置本体としてガイドレールＧに沿って水平方向および垂直方向に動作する装置２０１を用いてもよい。また、図示しないが本発明の搬送装置本体として直交ロボットを用いてもよい。
【０１５１】
また、上記実施形態では、１つの押圧機構に１つの押圧子を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図１１に示す第２変形例のように、１つの押圧機構２０６に複数の押圧子２６１を設けてもよい。
【０１５２】
また、上記実施形態では、保持針を円弧状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図１２に示す第３変形例のように、保持針５０２ａを直線状に形成してもよい。この他、楕円や二次曲線を分割することにより得られる形状などに保持針を形成してもよい。
【０１５３】
また、上記実施形態では、押圧子を球状または丸棒状により形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図１３（ａ）に示す第４変形例のように、押圧子３６１ａを錐状に形成してもよい。また、図１３（ｂ）に示すように押圧子３６１ｂを板状（直方体状）に形成してもよい。
【０１５４】
また、上記実施形態では、保持針を細長い円錐状（断面円状の先細り形状）に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図１４に示す第５変形例のように、保持針５０２ｂを板状（断面矩形状の先細り形状）に形成してもよい。
【０１５５】
また、上記実施形態では、保持針を１／４円弧状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、保持針を１／５円弧状に形成してもよい。
【０１５６】
また、上記実施形態では、１つの保持器に複数の保持針が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１つの保持器に１つの保持針が設けられてもよい。
【０１５７】
また、上記実施形態では、プレス成形に、たて型締め成形機（竪型締め成形機）を用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、プレス成形に、横型締め成形機を用いてもよい。
【０１５８】
また、上記実施形態では、搬送装置に複数の押圧機構を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、搬送装置に１つの押圧機構を設けてもよい。
【０１５９】
また、上記実施形態では、ヘッド本体を骨組構造により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、ヘッド本体を平板形状に形成してもよい。
【０１６０】
また、上記実施形態では、本発明の関節部（先端関節部）を搬送装置本体側に設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、本発明の関節部（先端関節部）をヘッド本体の取付部側に設けてもよい。
【０１６１】
また、上記実施形態では、保持器が、突き刺すことにより成形材料を保持する保持針を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、保持器が、つまむことにより成形材料を保持するクリップを有していてもよい。
【０１６２】
また、上記実施形態では、予備成形を行う間において成形材料が金型に接触しない例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、予備成形を行う間の途中において成形材料が金型に接触してもよい。
【符号の説明】
【０１６３】
１  多関節ロボット（搬送装置本体）
２  搬送ヘッド
３  制御装置
４  ヘッド本体
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ  保持機構
６、６ａ、６ｂ、６ｃ  押圧機構
１０ｃ  先端関節部（関節部）
４０  取付部
５０ａ、５０ｂ  保持器（第１保持器）
５０ｃ、５０ｄ  保持器（第２保持器）
５０ｅ、５０ｆ  保持器
５０ｇ  保持器（第３保持器）
５２ａ、５２ｂ  スライド機構（第１スライド機構）
５１ｃ、５１ｄ  スライド機構（第２スライド機構）
５１ｇ  スライド機構（第３スライド機構）
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ、５２ｆ、５２ｇ  保持器移動機構
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ  押圧子
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ  押圧子移動機構
１００ａ  搬送装置
２０１  装置（搬送装置本体）
５０２  保持針
５１３  ガイドバー（保持器回動規制機構）
５２１、６２１  空気圧シリンダ
６２３  ガイドバー（押圧子回動規制機構）
Ｋ  金型
Ｍ  成形材料
【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１４】
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