(57)【要約】【課題】繊維材料を用いて容易に成形品を製造することができる、成形品の製造方法を提供する。【解決手段】被成形部材３５は、繊維材料１２に樹脂を含浸させたプリプレグを含み、延在方向に連続する波型形状を有する帯状の波型部材１０を用いて形成される。を用いて形成される。このような波型部材１０は、成形時において成形型へ押圧された時に、波型形状が引き伸ばされるように変形することができる。波型部材１０の繊維材料１２は、波型形状が引き伸ばされる分だけ、成形型４１，４２の成形面４３，４４の形状に追従することができる。従って、成形工程Ｓ４０では、波型部材１０の波型形状を伸ばすことによって、繊維材料１２を成形型４１，４２の成形面４３，４４の形状に沿わせる。これにより、成形型４１，４２の成形面４３，４４の形状に対応した成形品１を製造することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料を用いて成形品を製造する成形品の製造方法であって、
被成形部材を準備する被成形部材準備工程と、
前記被成形部材を成形型によって成形する成形工程と、を備え、
前記被成形部材は、繊維材料に樹脂を含浸させたプリプレグを含み、延在方向に連続する波型形状を有する帯状の波型部材を用いて形成され、
前記成形工程では、前記波型部材の波型形状を伸ばすことによって、前記繊維材料を前記成形型の成形面の形状に沿わせる、成形品の製造方法。
【請求項２】
前記成形工程での成形前において、前記被成形部材は、前記波型部材が所定の方向に延びた状態で配置される、請求項１に記載の成形品の製造方法。
【請求項３】
前記成形工程での成形前において、前記被成形部材は、前記波型部材が巻回された状態で配置される、請求項１に記載の成形品の製造方法。
【請求項４】
前記波型部材は、螺旋状に巻回されている、請求項３に記載の成形品の製造方法。
【請求項５】
前記成形工程での成形前において、前記被成形部材は、前記波型部材の主面が前記成形型の前記成形面と対向する状態で配置される、請求項１〜４の何れか一項に記載の成形品の製造方法。
【請求項６】
前記成形工程での成形前において、前記被成形部材は、前記波型部材の幅方向における端面が前記成形型の前記成形面と対向する状態で配置される、請求項１〜４の何れか一項に記載の成形品の製造方法。
【請求項７】
前記成形型の前記成形面は、配列方向に配列された複数の溝部を有し、
前記成形工程での成形前において、前記被成形部材は、前記波型部材の波型形状の配列方向が前記溝部の前記配列方向に沿う状態で配置される、請求項１〜６の何れか一項に記載の成形品の製造方法。
【請求項８】
前記成形品として、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車部品を製造し、
前記被成形部材準備工程では、波型部材を巻回することで、前記被成形部材として円環状部材を形成し、
前記成形工程では、前記円環状部材の前記軸方向の一方側の端面に対し、第１の成形型でプレスを行うことで、前記傘歯車部品を成形する、請求項３に記載の成形品の製造方法。
【請求項９】
前記円環状部材において、
前記波型部材は、当該波型部材の幅方向が前記軸方向に沿う状態に配置され、
前記円環状部材の径方向に複数層の前記波型部材が配置される、請求項８に記載の成形品の製造方法。
【請求項１０】
前記円環状部材は、一本の連続した前記波型部材を巻回することによって形成される、請求項８または９に記載の成形品の製造方法。
【請求項１１】
前記成形工程では、前記円環状部材の前記軸方向の他方側の端面に対し、第２の成形型でプレスを行うことで、前記一方の端面の前記歯の配列パターンに対応する山部と谷部の配列パターンを形成する、請求項８〜１０の何れか一項に記載の成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維材料を用いて成形品を製造する製造方法として、特許文献１に記載されたものが知られている。この製造方法では、帯状のプリプレグを成形することで直線歯形の形状を有する帯状半成形品を成形している。その後、帯状半成形品を筒状に丸めて筒状半成形品を作成し、当該筒状半成形品を成形型内に設置して成形を行うことで、歯車の成形品を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述の製造方法では、成形型の形状、すなわち成形品の形状に対応するように、予め繊維材料を所望の形状に形成しておく必要があった。この場合、製造に手間がかかる場合があった。従って、繊維材料を用いて容易に成形品を製造することができる製造方法が求められていた。
【０００５】
本発明は、繊維材料を用いて容易に成形品を製造することができる、成形品の製造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】
【０００６】
本発明の一形態に係る成形品の製造方法は、繊維材料を用いて成形品を製造する成形品の製造方法であって、被成形部材を準備する被成形部材準備工程と、被成形部材を成形型によって成形する成形工程と、を備え、被成形部材は、繊維材料に樹脂を含浸させたプリプレグを含み、延在方向に連続する波型形状を有する帯状の波型部材を用いて形成され、成形工程では、波型部材の波型形状を伸ばすことによって、繊維材料を成形型の成形面の形状に沿わせる。
【０００７】
被成形部材は、繊維材料に樹脂を含浸させたプリプレグを含み、延在方向に連続する波型形状を有する帯状の波型部材を用いて形成される。このような波型部材は、成形時において成形型へ押圧された時に、波型形状が引き伸ばされるように変形することができる。波型部材の繊維材料は、波型形状が引き伸ばされる分だけ、成形型の成形面の形状に追従することができる。従って、成形工程では、波型部材の波型形状を伸ばすことによって、繊維材料を成形型の成形面の形状に沿わせる。これにより、被成形部材の形状を予め成形面の形状に過度に対応させたり、過度に位置決めをすることなく、成形型の成形面の形状に対応した成形品を製造することができる。以上により、繊維材料を用いて容易に成形品を製造することができる。
【０００８】
成形品の製造方法では、成形工程での成形前において、被成形部材は、波型部材が所定の方向に延びた状態で配置されてよい。この場合、所定の方向に延びた成形品を容易に製造することができる。
【０００９】
成形品の製造方法では、成形工程での成形前において、被成形部材は、波型部材が巻回された状態で配置されてよい。この場合、環状又は略環状の成形品を容易に製造することができる。
【００１０】
成形品の製造方法では、波型部材は、螺旋状に巻回されてよい。この場合、成形品の巻回中心が延びる方向への寸法を大きくすることができる。
【００１１】
成形品の製造方法では、成形工程での成形前において、被成形部材は、波型部材の主面が成形型の成形面と対向する状態で配置されてよい。波型部材は、幅方向よりも主面と直交する方向に対して曲げやすい。従って、この場合、成形面と対向する方向における、波型部材の位置調整を行い易くなる。
【００１２】
成形品の製造方法では、成形工程での成形前において、被成形部材は、波型部材の幅方向における端面が成形型の成形面と対向する状態で配置されてよい。波型部材は、幅方向よりも主面と直交する方向に対して曲げやすい。従って、この場合、成形面と直交する方向における、波型部材の位置調整を行い易くなる。
【００１３】
成形品の製造方法では、成形型の成形面は、配列方向に配列された複数の溝部を有し、成形工程での成形前において、被成形部材は、波型部材の波型形状の配列方向が溝部の配列方向に沿う状態で配置されてよい。この場合、波型部材の波型形状が引き伸ばされたときに、繊維材料が溝部に入り込みやすくなる。
【００１４】
成形品の製造方法では、成形品として、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車部品を製造し、被成形部材準備工程では、波型部材を巻回することで、被成形部材として円環状部材を形成し、成形工程では、円環状部材の軸方向の一方側の端面に対し、第１の成形型でプレスを行うことで、傘歯車部品を成形してよい。成形工程では、円環状部材の軸方向の一方側の端面が第１の成形型でプレスされる。円環状部材は、波型形状を有する波型部材を巻回することで形成されたものである。また、波型部材は、繊維材料に樹脂を含浸させたプリプレグを含み、延在方向に連続する波型形状を有する帯状の部材である。このような波型部材は、円環状部材が第１の成形型でプレスされる時に、波型形状が引き伸ばされるように変形することができる。波型部材の繊維材料は、波型形状が引き伸ばされる分だけ、第１の成形型のパターンに追従することができる。これにより、円環状部材の軸方向の一方側の端面に、傘歯車の歯の配列パターンを形成することができる。以上により、繊維材料で傘歯車を成形することができる。
【００１５】
成形品の製造方法では、円環状部材において、波型部材は、当該波型部材の幅方向が軸方向に沿う状態に配置され、円環状部材の径方向に複数層の波型部材が配置されてよい。ここで、波型部材の巻回方向における端部は、繊維材料の切れ目に該当するため、歯の強度に影響を及ぼす部分となる。これに対し、円環状部材の径方向には、複数層の波型部材が配置されている。傘歯車の歯は当該径方向に沿って延在する。従って、一部の層において波型部材の端部、すなわち繊維材料の切れ目が形成されていても、当該切れ目は、傘歯車の歯が延在する方向に連続する構成とはならない。従って、傘歯車の歯の強度を向上することができる。
【００１６】
成形品の製造方法において、円環状部材は、一本の連続した波型部材を巻回することによって形成されてよい。この場合、繊維材料の切れ目となる波型部材の端部の増加を抑制できる。従って、傘歯車の強度を向上することができる。
【００１７】
成形品の製造方法において、成形工程では、円環状部材の軸方向の他方側の端面に対し、第２の成形型でプレスを行うことで、一方の端面の歯の配列パターンに対応する山部と谷部の配列パターンを形成してよい。例えば、成形後の他方側の端面に対して樹脂を成形する場合、当該樹脂は、山部と谷部の配列パターンが形成された部分にて固定される。この場合、傘歯車と樹脂との固定力を向上できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一形態によれば、繊維材料を用いて容易に成形品を製造することができる、成形品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本実施形態に係る成形品の製造システムの構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す製造システムによって製造される成形品を示す斜視図である。
【図３】図３は、成形部を示す概略構成図である。
【図４】図４は、繊維部材及び波型部材を説明するための図である。
【図５】図５は、成形型と被成形部材との位置関係を示す斜視図である。
【図６】図６は、成形時における成形型の動作を示す拡大断面図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る成形品１の製造方法を示す工程図である。
【図８】図８は、変形例に係る製造方法によって製造される成形品を示す斜視図である。
【図９】図９は、変形例に係る波型部材の配置を示す図である。
【図１０】図１０は、変形例に係る製造方法によって製造される成形品を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図９に示す成形品の製造方法を説明するための模式図である。
【図１２】図１２は、図１１（ｂ）のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。
【図１３】図１３は、変形例に係る製造方法によって製造される成形品を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す成形品の製造方法を説明するための模式図である。
【図１５】図１５は、成形品の山部を示す概念図である。
【図１６】図１６は、本実施形態に製造方法によって製造される傘歯車を有する傘歯車の斜視図である。
【図１７】図１７は、波状部材を巻回して円環状部材を形成する際の様子を示す模式図である。
【図１８】図１８は、成形前の成形型と円環状部材との関係を示す部分断面図である。
【図１９】図１９は、成形後の成形型と円環状部材との関係を示す部分断面図である。
【図２０】図２０は、傘歯車部品の斜視図である。
【図２１】図２１は、傘歯車部品にベース部を形成した様子を示す側面図である。
【図２２】図２２は、作用・効果を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る成形品の製造システム１００の構成を示す模式図である。図２は、図１に示す製造システム１００によって製造される成形品１を示す斜視図である。製造システム１００は、繊維材料を用いて成形品１を製造するシステムである。製造システム１００は、波型部材形成部２０と、被成形部材形成部３０と、成形部４０と、を備える。
【００２２】
製造システム１００によって製造される成形品１の形状は特に限定されるものではないが、凹凸部を有する形状であってよい。本実施形態では、図２に示す形状を有する成形品１について説明する。図２に示すように、成形品１は、平板部２と、突出部３と、を備える。成形品１は、例えば放熱フィンとして用いられてよい。平板部２は、所定の厚みを有し、互いに直交する二方向へ平板状に広がる部分である。なお、平板部２が広がる方向に対して「Ｘ軸」、「Ｙ軸」を設定する。また、平板部２の厚み方向に対いて「Ｚ軸」を設定する。
【００２３】
平板部２は、Ｙ軸方向に一定の幅を有する。また、平板部２は、Ｘ軸方向に延びている。突出部３は、平板部２からＺ軸方向の正側へ向かって突出する部分である。突出部３は、所定の断面形状にてＹ軸方向へ延びている。突出部３の上端部の形状は特に限定されないが、ここでは、半円状に形成されている。突出部３は、Ｘ軸方向に互いに間隔をあけて複数個形成されている。ここでは、突出部３は、Ｘ軸方向に一定のピッチで形成される。なお、平板部２のＺ軸方向の正側の面を表面２ａとし、Ｚ軸方向の負側の面を裏面２ｂとした場合、裏面２ｂ側において、成形品１は、突出部３の形状に対応する溝部４を有する。
【００２４】
なお、製造システム１００は、繊維材料に樹脂を含浸させたプリプレグを含む帯状の繊維部材１１（図４参照）を用いて成形品１の製造を行う。繊維部材１１は、一方向に互いに並行に配列した多数本の繊維材料に熱可塑性樹脂含浸させた帯状の部材である。繊維部材１１は、母材となるプリプレグを所望の幅となるように切断することで、形成される。繊維部材１１の幅は、作成する成形品１の高さなどの寸法に応じて適宜設定される。なお、図４においては、繊維部材１１表面の熱可塑性樹脂を一部剥ぎ取って、内部の繊維材料１２が露出した状態を示している。
【００２５】
繊維材料１２は、繊維部材１１の内部において長手方向に繊維が連続した連続繊維である。繊維材料１２としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維などの高強度、高弾性率繊維を単独又は組み合わせて用いることができる。これらの繊維の中で成形品１の強度の強化効率及び寸法安定性、耐蝕性、摺動性、帯電防止性、軽量化などの機能を付与する面からは炭素繊維が最も好ましい。
【００２６】
また、繊維部材１１に用いられる熱可塑性樹脂としては、要求される成形品１の機能から選定されるが、一般的にはナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイドやそれらのポリマーアロイが、特に強度、耐熱性が要求される場合は、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォンなどが用いられる。
【００２７】
製造システム１００の波型部材形成部２０は、帯状のプリプレグ（すなわち繊維部材１１）に、当該繊維部材１１の延在方向に連続する波型形状を付与することで、波型部材１０を形成する。波型部材形成部２０は、予備加熱と、プレス成形により、準備した繊維部材１１が、図４の下段側に示す形状を有する波型部材１０となる。
【００２８】
図４に示す例では、波型部材１０の延在方向に沿った断面形状は、略三角径状の山部１０ａと谷部１０ｂが一定のピッチで連続している。なお、波型部材１０の形状は特に限定されず、例えば台形状、又は多角形状の山部１０ａ及び谷部１０ｂを有する形状であってもよく、略円弧状の山部１０ａ及び谷部１０ｂを有する形状であってもよい。波型部材１０は、当該波型部材１０を幅方向Ｄ１から見た時に、波型形状をなしている。
【００２９】
例えば、図４に示すように、繊維部材１１の延在方向における所定の位置に基準点ＳＰ１を設定し、他の位置に基準点ＳＰ２を設定する。繊維部材１１を真っ直ぐに延ばした状態において、基準点ＳＰ１と基準点ＳＰ２との間の寸法を「寸法Ｌ」とする。基準点ＳＰ１，ＳＰ２を有する繊維部材１１を用いて波型部材１０を形成した場合、波型部材１０における基準点ＳＰ１と基準点ＳＰ２との間の寸法を「寸法ｍ」とする。このとき、寸法ｍは寸法Ｌより小さくなる。なお、寸法ｍの測定時は、波型部材１０を真っ直ぐに延ばし、且つ、過度なテンションを付与することで波型部材１０の形状が崩れないように保持する。波型部材１０の波の大きさを示すパラメータとして、「寸法Ｌ／寸法ｍ」で示される割合を採用した場合、当該割合は、少なくとも１より大きい値に設定される。なお、当該割合は、後述の下歯車２１と上歯車２２の歯型の高さやピッチを変更することや、下歯車２１と上歯車２２との間の離間距離を変更することによって、変更可能である。波型部材１０の波の大きさは、成形型の成形面の形状と、当該成形面に沿った形状となる繊維材料１２の長さとの関係によって設定されてよい。後述のように、波型部材１０の波形状は、成形型で成形されることで引き延ばされて、波型部材１０内の繊維材料１２は、成形型の成形面に沿うような形状に成形される（例えば図１４などを参照）。このとき、成形面に沿った距離（道のり）に対する繊維材料１２の長さは、前述の距離（道のり）を１００％として、９０〜１１０％の範囲に設定されることが好ましく、９５〜１０５％の範囲に設定されることが更に好ましい。すなわち、成形型に対して配置される波型部材１０が上記範囲の長さの繊維材料１２を含むように、波型部材１０の波の大きさが設定される。なお、成形面に沿った距離は、成形型の形状パターンを示す断面（例えば、図６、図１２、図１４などに示す断面）のうち、成形面に対応する線分の長さによって決められる。なお、図１６に示すような傘歯車を成形するための成形型の形状パターンは、内周側と外周側とで異なる。このような場合は、内周側の端部と外周側の端部との中間位置における成形面に沿った距離を基準として、繊維材料１２の長さが設定されてもよい。
【００３０】
ここで、波型部材１０の波型形状は、後述の成形部４０にて成形を行う際に、金型の形状に合わせて繊維が追従するための追従代として機能する。従って、波型部材１０の山部１０ａ及び谷部１０ｂの形状は、前述のように成形品１の突出部３及び溝部４の形状と異なるものであってよい。また、波型部材１０のピッチ（図４中の寸法Ｐ１）、及び高さ（図４中の寸法Ｈ１）は、成形品１の突出部３のピッチ及び高さと異なっていてよい。波型部材１０のピッチ及び高さは、成形品１の突出部３のピッチ及び高さよりも小さくてよい。波型部材１０の幅方向Ｄ１の寸法は、成形する成形品１の厚みに応じて適宜設定される。
【００３１】
図３は、波型部材形成部２０を示す概略構成図である。図３に示すように、波型部材形成部２０は、加熱ロールプレス成形を行う装置である。波型部材形成部２０は、加熱器２３と、下歯車２１と、上歯車２２と、を備える。上歯車２２の形状は円弧歯形であり、下歯車２１の形状は上歯車２２と噛み合う円弧歯形である。  繊維部材１１を波型部材１０に成形する方法は次のとおりである。まず、繊維部材１１を加熱器２３で加熱して繊維部材１１の熱可塑性樹脂を軟化する。次に、繊維部材１１の端部を上歯車２２と下歯車２１との間に挿入して挟み込み、上歯車２２を反時計回りに下歯車１２ｂを時計回りに回転させながら、繊維部材１１を上歯車２２及び下歯車２１の反対の側に送り出す。これにより、波型部材１０が完成する。
【００３２】
なお、波型部材１０の波型パターンは、波型部材１０の延在方向における全域にわたって一定でなくともよい。例えば、一本の波型部材１０のうち、円環状部材１５の内周側の位置に配置される部分と、円環状部材１５の外周側の位置に配置される部分とで、波型パターンを変更してもよい。また、円環状部材１５を形成する波型部材１０は一本でなくともよく、複数本であってもよい。この場合、二本目以降の波型部材１０の波型パターンが、一本目の波型部材１０の波型パターンと異なっていてもよい。
【００３３】
被成形部材形成部３０は、波型部材１０で被成形部材３５を形成する。被成形部材３５は、成形部４０において成形型にて成形がなされる対象物となる部材である。被成形部材形成部３０は、波型部材１０を適切な長さに切断する切断部や、切断された波型部材１０を所定の配列や形状に整えるための型部などを備えて構成される。本実施形態では、被成形部材３５は、波型部材１０を所定の長さに切断され、Ｘ軸方向へ真っ直ぐに延びた状態とすることで形成される。なお、被成形部材３５は、一本の波型部材１０で構成してもよく、切断された波型部材１０をＸ軸方向に複数並べることで構成されてもよい。
【００３４】
図５は、成形型４１，４２と被成形部材３５との位置関係を示す斜視図である。図６は、成形時における成形型４１，４２の動作を示す拡大断面図である。成形部４０は、被成形部材３５を成形型４１，４２によって成形する。成形部４０は、図５及び図６に示すように、被成形部材３５を構成する波型部材１０の一方側の主面１０ｃに対し、成形型４１でプレスを行い、被成形部材３５を構成する波型部材１０の他方側の主面１０ｄに対し、成形型４２でプレスを行う。
【００３５】
上側の成形型４１は、当該成形型４１の下面側に成形面４３を有する。成形面４３は、成形品１の平板部２及び突出部３の形状に対応する平面部４１ａ及び溝部４１ｂを有する。平面部４１ａが成形品１の平板部２の形状に対応し、溝部４１ｂが成形品１の突出部３の形状に対応する。下側の成形型４２は、当該成形型４２の上面側に、成形面４４を有する。成形面４４は、成形品１の平板部２及び溝部４の形状に対応する平面部４２ａ及び突出部４２ｂを有する。平面部４２ａが成形品１の平板部２の形状に対応し、突出部４２ｂが成形品１の溝部４の形状に対応する。
【００３６】
溝部４１ｂは、Ｘ軸方向に所定の幅を有し、Ｚ軸方向の正側に所定の高さを有している。溝部４１ｂは、成形型４１の成形面４３に、Ｘ軸方向に所定のピッチをなして設けられている。溝部４１ｂは、一定の断面形状にてＹ軸方向に延びている。突出部４２ｂは、Ｘ軸方向に所定の幅を有し、Ｚ軸方向の正側に所定の高さを有している。突出部４２ｂは、成形型４２の成形面４４に、Ｘ軸方向に所定のピッチをなして設けられている。突出部４２ｂは、一定の断面形状にてＹ軸方向に延びている。従って、Ｘ軸方向が、溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの幅方向であり、且つ、溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの配向方向となる。また、Ｙ軸方向が、溝部４１ｂ及び突出部４２ｂが延びる方向である長さ方向となる。
【００３７】
成形前においては、被成形部材３５は、成形型４１と成形型４２との間に配置される。このとき、被成形部材３５は、波型部材１０の厚み方向がＺ軸方向と一致し、波型部材１０の延在方向がＸ軸方向と一致するように配置される。すなわち、被成形部材３５は、主面１０ｃと成形型４１の成形面４３とが対向し、主面１０ｄと成形型４２の成形面４４とが対向する状態で配置される。また、被成形部材３５は、波型部材１０の波型形状の配列方向が、溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの配列方向（溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの幅方向にも該当する）に沿うように配置される。この場合、波型部材１０の波型形状の幅方向（波型部材１０の幅方向Ｄ１と同じである）が、溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの長さ方向に沿うように配置される。
【００３８】
なお、主面１０ｃ，１０ｄと成形面４３，４４とが対向する状態とは、主面１０ｃ，１０ｄと成形面４３，４４とが完全に平行をなしている状態のみならず、互いに傾斜した状態で向かいあっている状態も含むものとする。また、成形面４３，４４の形状によっては、（例えば溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの一部分などにおいて）成形面４３，４４の一部分において主面１０ｃ，１０ｄと対向しない箇所が存在していてもよい。なお、当該趣旨は、他の部分にて「対向」という語を用いて説明を行った場合も同様であるものとする。なお、波型部材１０の波型形状の配列方向が、溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの配列方向に沿う状態とは、波型部材１０の波型形状の配列方向と溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの配列方向とが完全に一致している（平行になっている）状態のみならず、傾斜（例えば４５°よりも傾斜角が小さい状態）している状態も含むものとする。なお、当該趣旨は、他の部分にて「沿う」という語を用いて説明を行った場合も同様であるものとする。
【００３９】
また、成形前において、被成形部材３５は、波型部材１０が所定の方向に延びた状態で配置される。本実施形態では、被成形部材３５は、成形型４１と成形型４２との間において、波型部材１０がＸ軸方向に沿って真っ直ぐに延びるように配置されている。なお、波型形状の被成形部材３５が「真っ直ぐに延びる」とは、波型形状に対して仮想的に基準線ＳＬ（図５参照）を設定した場合、当該基準線ＳＬがＸ軸方向に沿って真っ直ぐに延びる状態である。ただし、溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの形状、大きさ等によっては、波型形状の基準線ＳＬが、溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの形状に沿って部分的に曲がった状態となるように、被成形部材３５が配置されてもよい。
【００４０】
成形部４０は、成形型４１、４２で被成形部材３５をプレスする。これにより、被成形部材３５内の波型部材１０は、成形型４１の平面部４１ａ及び溝部４１ｂの形状に追従し、成形型４２の平面部４２ａ及び突出部４２ｂの形状に追従する。なお、成形部４０での成形前において、被成形部材３５が加熱される。成形部４０は、波型部材１０の波型形状を伸ばすことによって、繊維材料１２を成形型４１，４２の成形面の形状に沿わせる。このとき、波型部材１０が引っ張られる部分では、波型形状が引き延ばされる。波型部材１０内の繊維は、波型形状が引き延ばされる分だけ、成形型４１，４２の複雑な形状に追従することができる。これにより、被成形部材３５の端面３５ａ側には平板部２及び突出部３の配列パターンが形成され、被成形部材３５の端面３５ｂ側には平板部２及び溝部４の配列パターンが形成される。
【００４１】
次に、図７を参照して、本実施形態に係る成形品１の製造方法について説明する。図７は、本実施形態に係る成形品１の製造方法を示す工程図である。図７に示すように、成形品１の製造方法は、繊維部材準備工程Ｓ１０と、波型部材準備工程Ｓ２０と、円環状部材準備工程Ｓ３０と、成形工程Ｓ４０と、を備える。
【００４２】
まず、繊維部材１１を準備する繊維部材準備工程が実行される（ステップＳ１０）。次に、繊維材料１２に樹脂を含浸させたプリプレグを含む帯状の繊維部材１１に、当該繊維部材１１の延在方向に連続する波型形状を付与することで波型部材１０を形成し、当該波型部材１０を準備する波型部材準備工程が実行される（ステップＳ２０）。波型部材準備工程Ｓ２０では、図３に示す波型部材形成部２０を用いて図４の下段に示す波型部材１０が形成される。
【００４３】
次に、波型部材１０により被成形部材３５を形成することで、当該被成形部材３５を準備する被成形部材準備工程が実行される（ステップＳ３０）。被成形部材準備工程Ｓ３０では、被成形部材形成部３０にて、成形品１の長さに応じて、適当な長さに波型部材１０が切断される。次に、被成形部材３５を成形型４１，４２によって成形する成形工程が実行される（ステップＳ４０）。成形工程Ｓ４０では、図５及び図６に示すような成形部４０の成形型４１，４２にて、被成形部材３５を成形して成形品１が得られる。また、成形工程Ｓ４０では、波型部材１０の波型形状を伸ばすことによって、繊維材料１２を成形型４１，４２の成形面の形状に沿わせる。
【００４４】
次に、本実施形態に係る成形品１の作用・効果について説明する。
【００４５】
比較例として、波型形状を有しない繊維部材１１をそのまま成形型４１，４２で成形する製造方法を挙げる。ここで、繊維部材１１内の繊維材料１２自体は伸びにくい材料である。従って、比較例に係る製造方法では、繊維部材１１が成形型４１の溝部４１ｂに十分に入り込むことができず、所望の形状の突出部３を得にくいという問題がある。一方、比較例として、成形の前段階において、被成形部材として、繊維部材１１を溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの形状に予め曲げたものを準備する製造方法を挙げる。この場合は、成形の前段階において、繊維部材１１を正確に成形面の形状に変形させなくてはならず、また、成形時において、被成形部材を成形面に対して正確に位置合わせしなくてはならない。すなわち、当該比較例では、製造の手間がかかるという問題が生じる。
【００４６】
これに対し、本実施形態において、被成形部材３５は、繊維材料１２に樹脂を含浸させたプリプレグを含み、延在方向に連続する波型形状を有する帯状の波型部材１０を用いて形成される。このような波型部材１０は、成形時において成形型へ押圧された時に、波型形状が引き伸ばされるように変形することができる。波型部材１０の繊維材料１２は、波型形状が引き伸ばされる分だけ、成形型４１，４２の成形面４３，４４の形状に追従することができる。従って、成形工程Ｓ４０では、波型部材１０の波型形状を伸ばすことによって、繊維材料１２を成形型４１，４２の成形面４３，４４の形状に沿わせる。これにより、被成形部材３５の形状を予め成形面４３，４４の形状に過度に対応させたり、過度に位置決めをすることなく、成形型４１，４２の成形面４３，４４の形状に対応した成形品１を製造することができる。以上により、繊維材料１２を用いて容易に成形品１を製造することができる。
【００４７】
成形品１の製造方法では、成形工程Ｓ４０での成形前において、被成形部材３５は、波型部材１０がＸ軸方向（所定の方向）に延びた状態で配置されてよい。この場合、Ｘ軸方向に延びた成形品１を製造することができる。
【００４８】
成形品１の製造方法では、成形工程Ｓ４０での成形前において、被成形部材３５は、波型部材１０の主面１０ｃ，１０ｄが成形型４１，４２の成形面４３，４４と対向する状態で配置されてよい。波型部材１０は、幅方向Ｄ１よりも主面１０ｃ，１０ｄと直交する方向に対して曲げやすい。従って、この場合、成形面４３，４４と対向する方向における、波型部材の位置調整を行い易くなる。例えば、成形品１の突出部３の突出量が大きい場合、波型部材１０を溝部４１ｂ及び突出部４２ｂの形状に沿って曲げた状態で配置し易い。
【００４９】
成形品１の製造方法では、成形型４１の成形面４３は、配列方向に配列された複数の溝部４１ｂを有し、成形工程Ｓ４０での成形前において、被成形部材３５は、波型部材１０の波型形状の配列方向が溝部４１ｂの配列方向に沿う状態で配置されてよい。この場合、波型部材１０の波型形状が引き伸ばされたときに、繊維材料１２が溝部４１ｂに入り込みやすくなる。
【００５０】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００５１】
例えば、成形品の形状や大きさは図２に示すものに限定されず、用途に合わせて適宜変更してよい。例えば、板状部材にリブなどの補強構造を設ける際に、本発明の製造方法を用いてよい。例えば、図８に示すような成形品１０１を製造してもよい。成形品１０１の突出部１０３は、所定のピッチで複数配列されたものではなく、特定の補強箇所に形成されている。また、成形品１０１の板状部１０２は、平面状に形成されておらず、湾曲していてよい。また、成形品１０１は、突出部１０３が伸びる方向に大きく広がっていてよい。
【００５２】
また、上述の実施形態では、被成形部材３５は、厚み方向に一枚の波型部材１０を有していた。これに代えて、図９（ａ）に示すように、被成形部材３５は、積層方向に積層された複数の波型部材１０を備えてよい。また、図９（ｂ）に示すように、被成形部材３５は、幅方向Ｄ１に配列された複数の波型部材１０を備えてよい。この場合、図８に示すような幅広の成形品１０１を容易に製造できる。なお、被成形部材３５は、積層方向及び幅方向に複数の波型部材１０を有してよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、被成形部材３５は、波型部材１０の主面１０ｃ，１０ｄが成形型４１，４２の成形面４３，４４と対向する状態で配置されていた。これに代えて、成形工程での成形前において、被成形部材３５は、波型部材１０の幅方向Ｄ１における端面１０ｅ，１０ｆ（図５参照）が成形型４１，４２の成形面４３，４４と対向する状態で配置されてよい。すなわち、図５に示す状態から、波型部材９０をＸ軸周りに９０°回転させて配置してよい。波型部材１０は、幅方向よりも主面１０ｃ，１０ｄと直交する方向に対して曲げやすい。従って、この場合、成形面４３，４４と直交する方向における、波型部材１０の位置調整を行い易くなる。このような製造方法は、例えば、図２に示す成形品１において、平板部２がＸＹ平面内で広がり、且つ、Ｘ軸方向に対して全体的に湾曲する（Ｚ軸方向から見て、湾曲する）ような成形品を製造する際に、有効となる。
【００５４】
また、上述の実施形態では、被成形部材３５は、波型部材１０の波型形状の配列方向が溝部４１ｂの配列方向に沿う状態で配置されていた。これに代えて、波型部材１０の波型形状の幅方向Ｄ１が溝部４１ｂの配列方向に沿う状態で配置されてもよい。この際、波型部材１０は、成形面４３，４４に対して主面１０ｃ，１０ｄで対向していても、端面１０ｅ、１０ｆで対向していてもよい。
【００５５】
また、上述の実施形態のように、平板に突出部が形成された成形品に限らず、環状、又は略環状の成形品を製造してもよい。例えば、図１０に示すように、成形品２０１として、ボルト２００のネジ部材を製造してもよい。成形品２０１は、ボルト２００の芯部２０２の外周面に固定されてよい。成形品２０１は、円環状（円筒状）の形状を有しており、外周面に螺旋状の山部２０３及び谷部２０４を有している。
【００５６】
成形品２０１の被成形部材２３５は、円筒状の構成を有してよい。すなわち、成形工程Ｓ４０での成形前において、被成形部材は、波型部材が巻回された状態で配置されてよい。この場合、環状の成形品２０１を製造することができる。
【００５７】
例えば、図１１（ａ）に示すように、被成形部材形成部２３０は、芯部材２３１と、当該芯部材２３１に波型部材１０取り付ける駆動部２３２と、波型部材１０を所望の箇所で切断する切断部（不図示）と、を備えてよい。
【００５８】
被成形部材形成部２３０は、波型部材１０を芯部材２３１に対して、波型部材１０の繊維方向が芯部材２３１の長手方向と一致するように、配置する。すなわち、波型部材１０の波型形状の配列方向が、芯部材２３１の長手方向と一致するように、配置する。このような配置とすると、繊維方向がボルト２００の長手方向に延びるように配置される。ボルト２００は、引き抜き時の引張強度が重要であるため、当該繊維方向の配置によって、ボルト２００の引張強度が確保される。芯部材２３１は、一枚の幅広の波型部材１０で全周が覆われてよい。または、芯部材２３１は、複数の波型部材１０を周方向に複数枚並べることで、当該波型部材１０に覆われてよい。駆動部２３２は、波型部材１０を芯部材２３１に取り付けるための回転駆動や往復駆動を行う。被成形部材２３５は、径方向に一層のみ波型部材１０を有してもよく、複数層有してもよい。
【００５９】
図１１（ｂ）及び図１２に示すように、成形部２４０は、被成形部材２３５を内部に収容可能な成形型２４１を有する。成形型２４１は、円筒状の内部空間を有する。また、当該内部区間の円筒状の内周面が成形面２４２を構成する。成形型２４１の成形面２４２は、巻回中心周りに螺旋を描く突出部２４２ａ及び溝部２４２ｂを有する（図１２参照）。突出部２４２ａが成形品２０１のネジ部の谷部２０４に対応し、溝部２４２ｂが山部２０３に対応する。突出部２４２ａ及び溝部２４２ｂは、中心軸線が延びる方向を配列方向として配列されている。従って、波型部材１０の波型形状の配列方向は、突出部２４２ａ及び溝部２４２ｂの配列方向に沿った状態となる。また、被成形部材２３５は、波型部材１０の主面１０ｃが成形型２４１の成形面２４２と対向する状態で配置されている。このような配置により、環状の被成形部材２３５を形成し易くなる。
【００６０】
成形部２４０は、芯部材２３１を被成形部材２３５から取り外す。その後、被成形部材２３５の内部空間に高圧の流体を供給する。これにより、被成形部材２３５の波型部材１０が外周側へ向かって圧力を受ける。これによって、波型形状が引き伸ばされて、繊維材料１２が突出部２４２ａ及び溝部２４２ｂに対応する形状に変形する（例えば図１４（ｂ）と同趣旨の挙動である）。以上により、成形品２０１の成形が完了する。
【００６１】
また、例えば、図１３に示すように、成形品３０１として、平歯車３００に用いられる歯車を製造してもよい。成形品３０１は、周方向における全周にわたり、径方向に延びる山部３０２及び谷部３０３のパターンを有している。なお、平歯車３００は、成形品３０１の内側の空間を射出成形することで、ベース部３０５を有してよい。
【００６２】
成形品３０１のための被成形部材形成部として、ボルトの成形品２０１で用いられた被成形部材形成部２３０と同趣旨の構成を有するものを採用してよい。また、成形部３４０として、溝部及び突出部の形状以外、ボルトの成形品２０１で用いられた成形部２４０と同趣旨の構成を有するものを採用してよい。
【００６３】
図１４に示すように、成形部３４０の成形型３４１の成形面３４２は、成形品３０１の山部３０２に対応する溝部３４２ｂと、谷部３０３に対応する突出部３４２ａを有する。被成形部材３３５は、波型部材１０の主面１０ｃが成形型３４１の成形面３４２と対向する状態で配置されている。このような配置により、環状の被成形部材３３５を形成し易くなる。突出部３４２ａ及び溝部３４２ｂは、巻回中心に対する周方向を配列方向として配列されている。従って、波型部材１０の波型形状の配列方向（ここでは巻回方向と等しくなる）は、突出部２４２ａ及び溝部２４２ｂの配列方向に沿った状態となる。この場合、波型部材１０の波型形状が引き伸ばされたときに、繊維材料１２が溝部３４２ｂに入り込みやすくなる。
【００６４】
成形部３４０は、被成形部材３３５の内部空間に高圧の流体を供給する。これにより、被成形部材３３５の波型部材１０が外周側へ向かって圧力を受ける。これによって、波型形状が引き伸ばされて、繊維材料１２が突出部３４２ａ及び溝部３４２ｂに対応する形状に変形する（図１４（ｂ）参照）。以上により、成形品３０１の成形が完了する。
【００６５】
なお、図１４に示す例では、被成形部材３３５の波型部材１０は、螺旋状に巻回されていた。従って、図１５（ａ）に示すように、成形品３０１の山部３０２は、長さ方向（歯車の厚み方向）において、複数の波型部材１０（引き伸ばした後の状態である）によって構成される。これに代えて、図１５（ｂ）に示すように、山部３０２は、長さ方向において一つの波型部材１０で構成されてもよい。ただし、図１５（ａ）に示す構成を採用した場合、次のような効果を得ることができる。
【００６６】
すなわち、図１５（ｂ）の構成では、波型部材１０の端部１０ｇが、山部３０２の長さ方向の全域にわたって形成されることとなる。すなわち、繊維材料１２の切れ目が、山部３０２の長さ方向の全域にわたって形成されることとなる。これに対し、図１５（ａ）の構成では、繊維材料１２の切れ目である端部１０ｇは、山部３０２の長さ方向における一部分のみに形成され、他の部分では繊維部材が連続した状態となっている。従って、図１５（ａ）に係る構成では、強度低下の原因となる繊維材料１２の切れ目が、山部３０２の長さ方向の全域にわたって形成されることを抑制できるため、歯車の強度を向上することができる。
【００６７】
なお、図１１，１２に示す例では、波型部材１０の波型形状の配列方向が、突出部２４２ａ及び溝部２４２ｂの配列方向に沿った状態となっていたが、波型部材１０の方向を変更することで、波型部材１０の波型形状の配列方向が突出部２４２ａ及び溝部２４２ｂの長さ方向（溝が延びる方向）に沿った状態としてもよい。また、図１３，１４に示す例では、波型部材１０の波型形状の配列方向（ここでは巻回方向と等しくなる）が、突出部３４２ａ及び溝部３４２ｂの配列方向に沿った状態となっていたが、波型部材１０の方向を変更することで、波型部材１０の波型形状の配列方向が突出部３４２ａ及び溝部３４２ｂの長さ方向に沿った状態としてもよい。
【００６８】
また、図１６〜図２２に示すように、成形品として、波型部材１０を用いて傘歯車部品を製造してもよい。図１６に示すように、傘歯車４０３は、本実施形態に係る製造方法で製造された傘歯車部品４０１と、射出成形で形成されたベース部４０２と、を備えている。傘歯車４０３の中心には中心軸線ＣＬが設定されている。以降の説明においては、中心軸線ＣＬが延びる方向を「軸方向」とし、中心軸線ＣＬ周りの方向を「周方向」とし、中心軸線ＣＬを通過して当該中心軸線ＣＬと直交する直線が延びる方向を「径方向」とする。また、中心軸線ＣＬを基準として「外周」「内周」の語を用いることとする。
【００６９】
傘歯車部品４０１は、複数の歯４０４を有する円環状の部材である。すなわち、傘歯車部品４０１は、傘歯車４０３の歯部材として用いられるリング歯車を構成する。傘歯車部品４０１の歯４０４は、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで複数配列されている。歯４０４と歯４０４との間には、相手側の歯車とかみ合う谷部４０６が形成されている。複数の歯４０４は、円環状の部材のうちの軸方向における一方の端面（表面と称する場合もある）に形成される。本実施形態では、歯４０４は、径方向に対して傾斜し、且つ、湾曲した状態で外周側へ延びている。なお、歯４０４の態様は特に限定されるものではない。傘歯車部品４０１は、繊維材料に樹脂を含浸させたプリプレグを用いて製造される。傘歯車部品４０１の製造方法の詳細は後述する。
【００７０】
傘歯車部品４０１は、軸方向における他方側の端面（裏面と称する場合もある）に、複数の山部４０７及び谷部４０８の配列パターンを有している。裏面側の配列パターンは、表面側の歯４０４及び谷部４０６の配列パターンに対応するものである。傘歯車部品４０１は、表面において歯４０４が形成されている箇所に、谷部４０８を裏面に有する。傘歯車部品４０１は、表面において谷部４０６が形成されている箇所に、山部４０７を裏面に有する。このような構造により、傘歯車部品４０１の厚みの均一性が向上し、傘歯車部品４０１の成形性が向上する。
【００７１】
ベース部４０２は、傘歯車部品４０１を支持し、傘歯車４０３の強度を確保するための部材である。ベース部４０２は、円板状の形状を有している。傘歯車部品４０１は、ベース部４０２の軸方向に沿った一方の端面４０２ａの外縁部に沿って設けられる。ベース部４０２の中央位置には、傘歯車４０３の回転軸（不図示）が取り付けられる貫通孔４０２ｂが形成される。ベース部４０２は、射出成形を行うことによって形成される。製造時においては、傘歯車部品４０１が射出成形用の金型内に設置された状態で、射出成形が行われる。これにより、傘歯車部品４０１がベース部４０２に固定される。
【００７２】
次に、図１７から図２１を参照して、本実施形態に係る傘歯車部品４０１の製造方法について説明する。なお、傘歯車部品４０１の製造方法も、図７に示す手順と同様に、繊維部材準備工程Ｓ１０と、波型部材準備工程Ｓ２０と、円環状部材準備工程Ｓ３０と、成形工程Ｓ４０と、を備える。
【００７３】
傘歯車部品４０１の製造方法において、繊維部材準備工程Ｓ１０及び波型部材形成工程Ｓ２０では、前述の実施形態と同趣旨の処理が実行される。なお、傘歯車部品４０１を製造する際には、「寸法Ｌ／寸法ｍ」の割合（図４参照）の範囲は特に限定されない。また、例えば、繊維材料１２の成形型への追従性を確保する観点から、成形型の成形面に沿った距離（道のり）に対する繊維材料１２の長さの範囲は、前述の距離（道のり）を１００％として、９０〜１１０％の範囲に設定されることが好ましく、９５〜１０５％の範囲に設定されることが更に好ましい。なお、傘歯車を成形するための成形型の形状パターンは、内周側と外周側とで異なるため、内周側の端部と外周側の端部との中間位置における成形面に沿った距離を基準として、繊維材料１２の長さが設定されてもよい。
【００７４】
傘歯車部品４０１の製造方法において、円環状部材形成工程Ｓ３０は、波型部材１０を巻回することで円環状部材４１５を形成する工程である。図１７（ａ）に示すように、波型部材１０は、円形の芯部材４３０に巻き付けられるようにして、円形に巻回される。このとき、波型部材１０の幅方向Ｄ１（図４参照）が中心軸線ＣＬが延びる軸方向に沿う状態にて、波型部材１０の巻き付けが行われる。図１７（ｂ）に示すように、新たに巻き付けられる波型部材１０は、一周分だけ内周側に配置された波型部材１０に対して、巻き付けが行われる。従って、円環状部材４１５において、新たに巻き付けられる波型部材１０は、当該波型部材１０の幅方向Ｄ１が軸方向に沿う状態に配置される。このとき、波型部材１０の主面が、中心軸線ＣＬと対向し、中心軸線ＣＬを取り囲むように配置される。また、円環状部材４１５において、当該円環状部材４１５の径方向に複数層の波型部材１０が配置される。波型部材１０の巻数、すなわち、円環状部材４１５の径方向における波型部材１０の層数は特に限定されず、傘歯車部品４０１の幅、すなわち歯４０４の径方向に沿った長さに応じて適宜変更される。
【００７５】
円環状部材４１５は、一本の連続した波型部材１０を巻回することによって形成される。波型部材１０の巻き初めに係る始端を端部１０ｈとし、巻き終わりに係る終端を端部１０ｇとした場合、端部１０ｈと端部１０ｇとの間には、途中に切れ目の無い、一本の波型部材１０のみが存在する。一本の波型部材１０の波型パターンが、延在方向の全域にわたって一定である場合、円環状部材４１５には、径方向におけるいずれの領域においても、同一の波型パターンの波型部材１０が配置されることとなる。
【００７６】
なお、波型部材１０の波型パターンは、波型部材１０の延在方向における全域にわたって一定でなくともよい。例えば、一本の波型部材１０のうち、円環状部材４１５の内周側の位置に配置される部分と、円環状部材４１５の外周側の位置に配置される部分とで、波型パターンを変更してもよい。また、円環状部材４１５を形成する波型部材１０は一本でなくともよく、複数本であってもよい。この場合、二本目以降の波型部材１０の波型パターンが、一本目の波型部材１０の波型パターンと異なっていてもよい。
【００７７】
傘歯車部品４０１の製造方法において、成形工程Ｓ４０は、図１８及び図１９に示すように、円環状部材４１５の軸方向の一方側の端面４１５ａに対し、成形型４３１でプレスを行うことで、傘歯車部品４０１を成形する工程である。成形工程Ｓ４０では、円環状部材４１５の軸方向の他方側の端面４１５ｂに対し、成形型４３２でプレスが行われる。なお、円環状部材形成工程Ｓ３０における波型部材１０の巻回は、下側の成形型４３２上で行われてよい。この場合、円環状部材形成工程Ｓ３０が終了したら、成形型４３２の上側に成形型４３１をセットすることで、そのまま成形工程Ｓ４０へ移行できる。または、円環状部材１５が芯部材４３０（図１７参照）から取り外され、成形型４３１，４３２にセットされてもよい。
【００７８】
上側の成形型４３１は、当該成形型４３１の下面側に、傘歯車部品４０１の歯４０４及び谷部４０６の形状に対応する溝部４３１ｂ及び突出部４３１ａを有する。溝部４３１ｂが傘歯車部品４０１の歯４０４の形状に対応し、突出部４３１ａが傘歯車部品４０１の谷部４０６の形状に対応する。下側の成形型４３２は、当該成形型４３２の上面側に、傘歯車部品４０１の山部４０７及び谷部４０８の形状に対応する溝部４３２ｂ及び突出部４３２ａを有する。溝部４３２ｂが山部４０７の形状に対応し、突出部４３２ａが谷部４０８の形状に対応する。このように、成形工程では、円環状部材４１５の端面４１５ｂに対し、成形型４３２でプレスを行うことで、端面４１５ａの歯４０４の配列パターンに対応する山部４０７と谷部４０８の配列パターンを形成する。
【００７９】
円環状部材４１５が成形型４３１，４３２にプレスされることで、円環状部材４１５内の波型部材１０は、成形型４３１の突出部４３１ａ及び溝部４３１ｂと、成形型４３２の突出部４３２ａ及び溝部４３２ｂと、の形状に追従するように変形する。プレス前には、円環状部材４１５は加熱される。このとき、波型部材１０が引っ張られる部分では、波型形状が引き延ばされる。波型部材１０内の繊維は、波型形状が引き延ばされる分だけ、成形型４３１，４３２の複雑な形状に追従することができる。これにより、円環状部材４１５の端面４１５ａ側には歯４０４及び谷部４０６の配列パターンが形成され、円環状部材４１５の端面４１５ｂ側には山部４０７及び谷部４０８の配列パターンが形成される。以上により、傘歯車部品４０１が成形される（図２０参照）。
【００８０】
なお、図２１に示すように、傘歯車部品４０１が成形された後は、ベース部４０２が傘歯車部品４０１の裏面側に形成される。ベース部４０２を射出成形するとき、樹脂は傘歯車部品４０１の裏面側の谷部４０８に入り込む。これにより、ベース部４０２と傘歯車部品４０１とは、山部４０７及び谷部４０８による凸凹の配列パターンを介して互いに固定される。なお、複数枚の傘歯車部品４０１を積層させてプレスした後に、ベース部４０２を形成してもよい。
【００８１】
次に、上述の様な傘歯車部品の製造方法の作用・効果について説明する。
【００８２】
傘歯車部品４０１を成形する成形工程Ｓ４０では、円環状部材４１５の軸方向の一方側の端面４１５ａが成形型（第１の成形型）４３１でプレスされる。円環状部材４１５は、波型形状を有する波型部材１０を巻回することで形成されたものである。また、波型部材１０は、繊維材料１２に樹脂を含浸させたプリプレグを含み、延在方向に連続する波型形状を有する帯状の部材である。このような波型部材１０は、円環状部材４１５が成形型４３１でプレスされる時に、波型形状が引き伸ばされるように変形することができる。波型部材１０の繊維材料１２は、波型形状が引き伸ばされる分だけ、成形型４３１の溝部４３１ｂ及び突出部４３１ａのパターンに追従することができる。これにより、円環状部材４１５の軸方向の一方側の端面４１５ａに、傘歯車部品４０１の歯４０４の配列パターンを形成することができる。以上により、繊維材料１２で傘歯車部品４０１を成形することができる。
【００８３】
傘歯車部品４０１の製造方法では、円環状部材４１５において、波型部材１０は、当該波型部材１０の幅方向Ｄ１が軸方向に沿う状態に配置され、円環状部材４１５の径方向に複数層の波型部材１０が配置されてよい。ここで、図２２に、円環状部材４１５内の波型部材１０の位置関係を模式的に示す。なお、図２２では波型部材１０の波型形状は省略されており、厚みも強調されている。波型部材１０の巻回方向における端部１０ｇ，１０ｈは、繊維材料１２の切れ目に該当するため、歯４０４の強度に影響を及ぼす部分となる。これに対し、円環状部材４１５の径方向Ｄ２には、複数層の波型部材１０が配置されている。傘歯車部品４０１の歯４０４は当該径方向Ｄ２に沿って延在する。例えば、円環状部材４１５の径方向Ｄ２に沿った領域６０ｄの全域にわたって、波型部材１０の端部１０ｇ，１０ｈが延びている場合、傘歯車部品４０１の歯４０４の長さ方向の全域にわたって、繊維材料１２の切れ目が形成されることとなる。この場合、歯４０４の強度が低下する場合がある。一方、本実施形態においては、一部の層（最外周の層と最内周の層）において波型部材１０の端部１０ｇ，１０ｈ、すなわち繊維材料１２の切れ目が形成されていても、当該切れ目は、高さ方向Ｄ３に連続しており、傘歯車部品の歯が延在する方向に連続する構成とはならない。従って、傘歯車部品４０１の歯４０４の強度を向上することができる。また、端部１０ｇと端部１０ｈとの周方向における位置をずらすことで、特定の位置に繊維材料１２の切れ目が集中することを防止できる。
【００８４】
傘歯車部品４０１の製造方法において、円環状部材４１５は、一本の連続した波型部材１０を巻回することによって形成されてよい。この場合、繊維材料１２の切れ目となる波型部材１０の端部１０ｇ，１０ｈ（図２２参照）の増加を抑制できる。従って、傘歯車部品４０１の強度を向上することができる。
【００８５】
傘歯車部品４０１の製造方法において、傘歯車部品４０１を成形する成形工程Ｓ４０では、円環状部材４１５の軸方向の他方側の端面４１５ｂに対し、成形型（第２の成形型）４３２でプレスを行うことで、一方の端面４１５ａの歯４０４の配列パターンに対応する山部４０７と谷部４０８の配列パターンを形成してよい。成形後の他方側の端面４１５ｂに対してベース部４０２の樹脂を成形する場合、当該樹脂は、山部４０７と谷部４０８の配列パターンが形成された部分にて固定される。この場合、傘歯車部品４０１とベース部４０２の樹脂との固定力を向上できる。
【符号の説明】
【００８６】
１，１０１，２０１，３０１…成形品、１０…波型部材、１１…繊維部材、１２…繊維材料、４１，４２，２４１，３４１…成形型、４３，４４，２４２，３４２…成形面、４０１…傘歯車部品、４０４…歯、４０７…山部、４０８…谷部、４１５…円環状部材、４３１…成形型（第１の成形型）、４３２…成形型（第２の成形型）。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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