(57)【要約】【課題】第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いて、複雑な形状または美観に考慮した複合強化繊維樹脂成形品を成形することのできる複合強化繊維樹脂成形品の成形方法を提供する。【解決手段】  第１の金型１５が取付けられる第１の盤１６と第２の金型１７が取付けられる第２の盤１８との間に、中間金型２０，２１が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機１１を用いて、１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品Ｐ１を成形し、強化繊維の含有量が１次成形品Ｐ１よりも低いかまたは強化繊維の長さが１次成形品Ｐ１よりも短い材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を２次成形により射出成形して複合強化繊維樹脂成形品Ｐ２を成形する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、
第１の金型と中間金型とを型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、
前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、
前記１次成形品を保持した中間金型と第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、
前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料であって強化繊維の含有量が前記１次成形品よりも低いかまたは強化繊維の長さが前記前記１次成形品よりも短い材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を射出して複合強化繊維樹脂成形品を成形することを特徴とする複合強化繊維樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、
第１の金型と中間金型とを型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、
前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、
前記１次成形品を保持した中間金型と第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、
前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を射出して複合強化樹脂成形品を成形する際に、
前記１次成形と前記２次成形は射出成形で行われるともに、前記２次成形においては前記１次成形とは材料を変更するか或いは射出側制御または型締側制御を変更して成形を行って複合強化繊維樹脂成形品を成形することを特徴とする複合強化繊維樹脂成形品の成形方法。
【請求項３】
第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、
第１の金型と中間金型を型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、
前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、
前記１次成形品を保持した中間金型と第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、
前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を射出して複合強化樹脂成形品を成形し、
前記複合強化樹脂成形品を第２の金型に保持した状態で離型し、
前記第２の金型に配設されたエジェクタにより突き出すことを特徴とする複合強化繊維樹脂成形品の成形方法。
【請求項４】
第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、
第１の金型と中間金型を型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、
前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、
前記１次成形品を保持した中間金型を第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、
前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料かまたは樹脂のみの材料を射出して複合強化樹脂成形品を成形し、
前記複合強化樹脂成形品を中間金型と第２の金型のうちコア型に保持した状態で離型し、
前記中間金型と第２の金型のうちコア型に配設されたエジェクタにより突き出すことを特徴とする複合強化繊維樹脂成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
繊維と樹脂を含む強化繊維樹脂成形品を成形するための生産効率の良好な方法としては、プレス成形と射出成形（射出圧縮成形を含む）がある。しかしながらプレス成形によりプリプレグ等の板材を１次成形のみ行って強化繊維樹脂成形品を成形しようとする場合、プリプレグ等の材料は厚みが薄く流動性に優れていないため、リブ等を備えた複雑な形状の強化繊維樹脂成形品を成形することは困難である。また射出成形の場合もキャビティ内に射出される溶融状態の繊維と樹脂を含む材料はそれほど流動性に優れていないため、１次成形のみでは複雑な形状の強化繊維樹脂成形品を成形することが困難である場合が多い。また射出成形において１次成形のみによる繊維と樹脂を含む強化繊維樹脂成形品は、成形品の表面にも繊維の一部が現れるので美観の点が問題となることもある。
【０００３】
前記の問題に対応するものとして、特許文献１ないし特許文献３のような、１次成形と２次成形により繊維と樹脂を含む強化繊維樹脂成形品を成形する装置または成形方法が知られている。特許文献１の繊維材料を含む複合成形品の成形装置は、図３ないし図１１にも示されるように溶融樹脂やプリプレグを圧縮成形した後、完全に型開きしないで上型とまたは下型と１次成形品の間に空間を形成し、その空間に溶融樹脂を射出し、射出圧縮成形を行うものである。しかしながら特許文献１は、１次成形と２次成形で同じ金型のキャビティ面を使用するので複合成形品を成形する上での自由度に制約があり、形状が比較的簡単な成形品しか成形できない。また特許文献１では（００３９）に記載されるようにコアバック成形を行うことも記載されているが、金型構造が複雑になるといった問題がある。更にまた特許文献１は１次成形と２次成形で同じ金型を使用するので生産性の点でもそれほど優れているとは言えなかった。
【０００４】
特許文献２は図１等にも示されるように、ロータリー式金型入れ替え機構を備えた複合材料成形装置を用いたものであり、型開きしたときに固定金型と移動金型の組み合わせを入れ替えて１次成形、２次成形を射出成形により行うものである。この機構を備えた成形装置を用いることにより１次成形と２次成形は別の金型の組合せとなるので、前記特許文献１のいくつかの問題点は解消される。しかしながら特許文献２は、同じパーティング面上に２つの金型が配置され、同時に型締が行われるので、成形装置の型締力の割に投影面積の小さい複合材料成形品しか成形できないという問題があった。また特許文献２は、２層の材料の流路の異ならせることにより、高強度の成形品を成形することは記載されているが、複雑な形状の複合材料成形品を成形することや美観に考慮した複合材料成形品を成形することについては何ら記載されておらず対応できないものであった。
【０００５】
特許文献３は、型締力が及ぶ方向に対して直列に２つの金型が配置されるものであり、特許文献２の成形装置の型締力に比較して投影面積の小さい複合材料成形品しから成形できないという問題点は解消される。しかしながら特許文献３は１次インサート成形工程では織物シートをダミー金型の形状に沿って附形させ、最終成形品の形状にするための成形は２次成形のみで射出成形により行われるものである。そのため特許文献３についても特許文献２と同様に複雑な形状の複合材料成形品を成形することや美観に考慮した複合材料成形品を成形することについては何ら記載されておらず対応できないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２１６０７８号公報（請求項３、００３９、図３ないし図１２）
【特許文献２】特開２０１７−３０１６９号公報（請求項１、０００２、図１）
【特許文献３】特開２０１４−４３０８６号公報（請求項１、００７７、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように従来技術の成形方法では、複合強化繊維樹脂成形品を成形する際には複雑な形状の成形品を成形することまたは美観に考慮した成形品を成形することには困難性があった。
【０００８】
本発明では上記の問題を鑑みて、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いて、複雑な形状の複合強化繊維樹脂成形品を成形することまたは美観に考慮した複合強化繊維樹脂成形品を成形することのできる複合強化繊維樹脂成形品の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】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、第１の金型と中間金型とを型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、前記１次成形品を保持した中間金型と第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料であって強化繊維の含有量が前記１次成形品よりも低いかまたは強化繊維の長さが前記前記１次成形品よりも短い材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を射出して複合強化繊維樹脂成形品を成形することを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、第１の金型と中間金型とを型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、前記１次成形品を保持した中間金型と第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を射出して複合強化樹脂成形品を成形する際に、前記１次成形と前記２次成形は射出成形で行われるともに、前記２次成形においては前記１次成形とは材料を変更するか或いは射出側制御または型締側制御を変更して成形を行って複合強化繊維樹脂成形品を成形することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、第１の金型と中間金型を型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、前記１次成形品を保持した中間金型と第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を射出して複合強化樹脂成形品を成形し、前記複合強化樹脂成形品を第２の金型に保持した状態で離型し、前記第２の金型に配設されたエジェクタにより突き出すことを特徴とする
【００１２】
本発明の請求項４に記載の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、第１の金型と中間金型を型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、前記１次成形品を保持した中間金型を第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料かまたは樹脂のみの材料を射出して複合強化樹脂成形品を成形し、前記複合強化樹脂成形品を中間金型と第２の金型のうちコア型に保持した状態で離型し、前記中間金型と第２の金型のうちコア型に配設されたエジェクタにより突き出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機を用いた複合強化繊維樹脂成形品の成形方法において、第１の金型と中間金型とを型閉して形成された１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を成形し、前記１次成形品を中間金型に保持した状態で離型した中間金型を回転させ、前記１次成形品を保持した中間金型と第２の金型とを型閉して２次キャビティを形成し、前記２次キャビティに強化繊維と樹脂を含む材料であって強化繊維の含有量が前記１次成形品よりも低いかまたは強化繊維の長さが前記前記１次成形品よりも短い材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を射出して複合強化繊維樹脂成形品を成形するので、複雑な形状の成形品を成形することまたは美観に考慮した成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の本実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法で関し、固定金型と中間金型、可動金型と中間金型とがそれぞれ型開され前回に成形された複合強化繊維樹脂成形品が突き出しと中間金型の回転が終了後の状態を示す概略説明図である。
【図２】第１の本実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法で関し、固定金型と中間金型、可動金型と中間金型とがそれぞれ型閉された状態を示す概略説明図である。
【図３】第１の本実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法に関し、複合強化繊維樹脂成形品の１次成形と２次成形が行われている状態を示す概略説明図である。
【図４】第１の本実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法に関し、固定金型と中間金型、可動金型と中間金型とがそれぞれ型開され複合強化繊維樹脂成形品の突き出しが行われている状態を示す概略説明図である。
【図５】第２の実施形態複合強化繊維樹脂成形品の成形方法に関し、固定金型と中間金型、可動金型と中間金型とがそれぞれ型開され複合強化繊維樹脂成形品の突き出しが行われている状態を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態の射出成形機１１について、図１等を参照して説明する。複合成形品用の射出成形機１１は、型締装置１２とその両側に設けられた固定側の第１の射出装置１３と可動側の第２の射出装置１４から基本的な部分が構成される。型締装置１２について説明すると、第１の金型である固定金型１５が取付けられる第１の盤である固定盤１６と第２の金型である可動金型１７が取付けられる第２の盤である可動盤１８との間に、中間部材１９が型開閉方向に移動自在に配設され、前記中間部材１９には中間金型２０，２１が型開閉方向と直交する方向の軸Ｏを中心に回転自在に取付けられている。
【００１６】
固定盤１６の中央には射出装置１３のノズルが固定金型１５に向けて挿入される孔１６ａが設けられている。また固定盤１６の四隅近傍には型締シリンダ２３（図１等の概略説明図では１個の型締シリンダ２３のみ断面を記載）がそれぞれ設けられ、型締シリンダ２３のピストンロッドによってタイバ２４が構成されている。型締シリンダ２３は双方向作動型の油圧シリンダからなり、固定盤１６内のタイバ２４の側に大面積の型締用油室２５が設けられるとともに、反タイバ側（第１の射出装置１３側）には小面積の強力型開用油室２６が設けられている。また型締シリンダ２３には毎サイクルの型締と型締シリンダ２３による強力型開（離型）によって変更されてしまうタイバ２４の位置補正や取付けられる金型の厚みが変更された際のタイバ２４の位置補正のための調整手段２７が設けられている。
【００１７】
そして固定盤１６から可動盤１８側に向けて平行に設けられた４本のタイバ２４の型締シリンダ２３から遠い側の部分には、ハーフナット３０を係止する複数の凹溝が形成された係止部３１が設けられている。そしてタイバ２４は可動盤１８の四隅近傍の孔１８ａに挿通されており、可動盤１８はタイバ２４にガイドされつつベースに設けられた図示しない直動ガイド等のガイド上を型開閉方向に移動されるようになっている。可動盤１８の中央には第２の射出装置１４のノズルが可動金型１７に向けて挿入される孔１８ｂが設けられている。可動盤１８と第２の射出装置１４は連結され同時に型開閉方向に移動可能となっている。なお射出装置１３または１４は型締装置１２の側方に配置されたものでもよい。
【００１８】
次に可動盤１８を型開閉方向に移動させる可動盤移動機構３２について説明する。ベース上に設けられたブラケットには可動盤移動機構３２のサーボモータ３３が固定されている。そして前記サーボモータ３３により回転可能なボールネジ３４がベース上の複数箇所で軸保持されている。一方可動盤１８のブラケットにはボールネジナット３５が取付けられ、ボールネジナット３５はボールネジ３４に挿通されている。
【００１９】
次に中間部材１９と中間金型２０，２１について説明する。固定金型１５が取付けられる固定盤１６と可動金型１７が取付けられる可動盤１８の間には、中間部材１９が型開閉方向に移動自在に配設されている。本実施形態では中間部材１９は、それぞれ一定の厚みを有する上部梁部材２８と図示しない下部梁部材が含まれる。上部梁部材２８の両端近傍部分にはガイドブッシュが固着された孔２９が設けられ、前記孔２９にはそれぞれ上側のタイバ２４が挿通されている。そして上部梁部材２８の中央部の上部には回転盤回転用のサーボモータ３９が配置されている。
【００２０】
下部梁部材は、ベース上に型開閉方向に設けられた直動ガイド等のガイド上に移動自在に載置されている。また下部梁部材の両端近傍部分にはガイドブッシュが固着された孔が設けられ、前記孔にはそれぞれ下側のタイバ２４が挿通されている。中間部材１９の上部梁部材２８の平面視中央部分と下部梁部材の平面視中央部分の間には、上下方向（型開閉方向に直交する方向）に回転軸４０が設けられている。そして回転軸４０は前記上部梁部材２８と下部梁部材に対して回転自在に保持されている。
【００２１】
そして前記回転軸４０には回転軸４０の軸Ｏ（軸芯）を中心に回転する回転盤４１が固定されている。中間部材１９に含まれる回転盤４１は、一定厚みの盤体であり、一側の盤面には中間金型２０が取付けられ、他側の盤面には中間金型２１がそれぞれ取付けられるようになっている。従って中間金型２０，２１についても前記回転軸４０の軸Ｏを中心に回転する。また上部梁部材２８または下部梁部材には、それぞれ回転盤４１を位置決め固定するための図示しない位置決めピンが設けられている。
【００２２】
なお中間部材１９の上部梁部材２８および下部梁部材は必須のものではなく、ベース上を型開閉方向に移動する中間部材に対して回転盤が回転自在に設けられたものでもよい。また回転盤４１も必須ではなく、型開閉方向に移動する中間部材に対して直接に少なくとも２面のキャビティ形成面を備えた１個の中間金型が回転可能に取付けられたものでもよい。
【００２３】
中間部材１９と可動盤１８の間には、サーボ機構を用いて中間部材１９を型開閉方向に移動させる中間部材移動機構４３が備えられている。中間部材移動機構４３は、可動盤１８に設けられたブラケットにサーボモータ４４が固定されている。そして前記サーボモータ４４により回転可能なボールネジ４５が可動盤１８に複数箇所で軸保持されている。一方中間部材１９の上部梁部材２８等のブラケットにはボールネジナット４６が取付けられ、ボールネジナット４６はボールネジ４５に挿通されている。図１等の概略平面図では中間部材移動機構４３は省略して２基が記載されているが、それぞれのタイバ近傍に４基が配設されている。なお可動盤移動機構３２や中間部材移動機構４３は、油圧シリンダを用いたものでもよい。
【００２４】
本実施形態では、射出成形機１１に取付けられる金型のうちコア型である可動金型１７のキャビティ形成面１７ａには成形品本体に対する凸部であるリブを形成するためのリブ溝１７ｂが複数形成されている。このようにキャビティ形成面１７ａに固定的にリブ溝１７ｂが形成されている金型は、リブ溝１７ｂが中子の後退によって形成される金型よりも金型構造を簡略化することができ、メンテナンスも容易になる。また可動金型１７にはエジェクタ装置３７が取付けられている。ここでは図面の制約上、エジェクタ装置３７のエジェクタピンは１次成形品Ｐ１の部分を突出すように図示されているが、リブ溝１７ｂの底にエジェクタピンが形成され２次成形された部分を突出すようにしてもよく、１次成形品Ｐ１の部分と２次成形された部分の両方を突出すようにしてもよい。またキャビティ形成面１７ａのリブ溝１７ｂやエジェクタ装置３７は中間金型２０，２１や固定金型１５に設けられたものでもよい。
【００２５】
なお本実施形態ではエジェクタ装置３７は第２の金型である可動金型１７に設けられているが、中間金型２０，２１に設けてもよい。特には可動金型１７と中間金型２０，２１のうちコア型（凸型）の側に複合強化樹脂成形品Ｐ２を保持して離型し、前記コア型に設けたエジェクタ装置により離型することもよく行われる。
【００２６】
またキャビ型（凹型）である中間金型２０，２１は、１次成形品Ｐ１を成形後に型開きした際に１次成形品Ｐ１を保持可能な構造となっている。なお本発明においては、第１の金型が可動金型、第１の盤が可動盤、第２の金型が固定金型、第２の盤が固定盤であってもよい。また本実施形態では複雑な形状の例としてリブを形成するものを例示しているが、リブ以外の複雑な形状部の追加部または薄肉の追加部を形成するものでもよい。
【００２７】
次に射出成形機１１の制御装置２２について説明する。図１等では制御装置２２は、概念上一つの構造物として記載してあるが、実際は各サーボモータ３３，４４のサーボアンプなど複数の構造物からなる場合が多い。制御装置２２は、中間部材移動機構４３の各サーボモータ４４に接続され、エンコーダ４４ａからの信号が取り込まれるようになっている。また制御装置２２は、可動盤移動機構３２のサーボモータ３３とも接続され、ロータリエンコーダ３３ａからの信号が取り込まれるようになっている。更に制御装置２２は、油圧装置３６と接続され、サーボバルブ３８等を制御可能となっている。更にまた制御装置２２は、第１の射出装置１３および第２の射出装置１４、エジェクタ装置３７、図示しない設定表示装置、射出成形機１１の外部の温調機器等とも接続されている。
【００２８】
次に図１ないし図４により射出成形機１１を用いた第１の本実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法について説明する。図１は、固定金型１５と中間金型２０、可動金型１７と中間金型２１とがそれぞれ型開され。前回に成形された複合強化繊維樹脂成形品Ｐ２が図示しない取出ロボットにより取り出された後であって、中間金型２０，２１と回転盤４１が回転軸Ｏを中心に１８０°回転され１次成形品Ｐ１が可動金型１７と対向した状態を示している。
【００２９】
図１に示される状態から、可動盤移動機構３２のサーボモータ３３と中間部材移動機構４３のサーボモータ４４が作動され、図２に示されるように固定金型１５と中間金型２０が型閉されて１次キャビティＣ１が形成される。また同時に前記１次成形品Ｐ１を保持した中間金型２１と可動金型１７とが型閉されて２次キャビティＣ２が形成される。そして型締シリンダ２３により型締がなされる（ここにおいては型締も請求項に記載の型閉の概念に含まれる）。次に図３に示されるように固定金型１５と中間金型２０が型閉（型締）されて形成された１次キャビティＣ１に第１の射出装置１３から強化繊維と樹脂を含む溶融材料の射出がなされて１次成形品Ｐ１が成形される。
【００３０】
本発明において１次成形品Ｐ１の成形に用いられる強化繊維の種類は限定されないが、一例として炭素繊維やガラス繊維が想定され、複数種の繊維を混合したものでもよい。また１次成形品Ｐ１の成形に用いられる樹脂の種類も限定されないが、一例としてポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂が想定される。第１の射出装置１３に供給される強化繊維と樹脂は別々に供給（直接成形）してもよく、樹脂ペレットに強化繊維が含まれるものでもよい。しかしながらいずれにしても前記の強化繊維と樹脂を含む材料は射出時の流動性が良好とは言えないので曲面形状や箱状の本体部は形成可能であっても、リブ等の複雑な形状を成形する場合はリブ溝の奥まで材料を充填することができない場合も多い。なお１次成形品Ｐ１の厚みが薄くて大面積である場合等では射出圧縮成形または加熱冷却金型を併用したほうが望ましい場合もある。本実施形態では特許文献３のものと比較して、１次成形でも本体部をある程度は附形可能であるので、後述する２次成形を付加することにより一層複雑な形状の複合強化繊維樹脂成形品Ｐ２を成形することができる。
【００３１】
また前記１次成形品Ｐ１を成形するための射出と同時か前後して１次成形品Ｐ１を保持した中間金型２１と可動金型１７が型閉（型締）されて形成された２次キャビティＣ２（１次成形品Ｐ１と可動金型１７のキャビティ形成面１７ａのリブ溝１７ｂによって形成される空間）に強化繊維と樹脂からなる溶融材料の射出がなされて１次成形品Ｐ１の裏面側または側面側を含む裏面側に２次成形が行われる。２次成形に用いられる強化繊維の種類や強化繊維と樹脂の加熱筒内への供給方法についても１次成形と同様に限定されない。本実施形態では１次成形と同じ種類の強化繊維と樹脂であって、繊維長が短く（一例として供給時に１〜１０ｍｍ）、繊維の含有率も低い材料(一例として１〜２５重量％)が用いられる。ただし２次成形用の材料は、繊維長さが短い繊維と樹脂の組合せか、または含有率が低い繊維と樹脂の組合せのいずれかでもよく、繊維を含まないで樹脂のみからなる溶融材料を使用するものでもよい。また１次成形と２次成形で強化繊維または樹脂の種類を変更してもよい。これらの長さの短い繊維を含む樹脂材料や、繊維の含有率が低い樹脂材料、または繊維を含まない樹脂材料を使用することにより、長い繊維を含む樹脂材料や繊維の含有率が高い樹脂材料と比較して流動性に優れるため、２次成形時にリブ等の複雑な形状も良好に成形することができる。
【００３２】
また前記１次成形と２次成形をそれぞれ射出成形（射出圧縮成形を含む）で行う場合、射出側制御（射出速度、射出圧力、保圧、ノズルを含む加熱筒設定温度を含む）は当然ながら変更される場合が多いが、リブ等の複雑な形状や１次成形よりも薄い薄肉部を成形する場合、次のように変更してもよい。すなわち２次成形では射出速度、射出圧力、ノズルを含む加熱筒設定温度の少なくとも一つを１次成形よりも高くする。そのうち加熱筒設定温度については同じ樹脂を使用する場合であっても１〜２０℃高くする。このように射出側制御を変更することにより狭い部分等への射出充填を良好にすることができる。
【００３３】
またはリブ等の複雑な形状や１次成形よりも薄い薄肉部を追加成形する場合、型締側制御についても次のように変更してもよい。即ち２次成形に用いる金型の温度は、１次成形に用いる金型の温度よりも高くしてもよい。金型温度についても同じ樹脂を使用する場合であっても１〜２０℃高くする。そしてこの金型温度の制御には加熱冷却金型を用いることも含まれる。一般的に２次成形部分は１次成形部分よりも容積が小さいことが多いため、２次成形用の金型温度を高くしても、それほど大きく冷却時間が延びて成形サイクルが長くなることは無い。また型締装置１２の制御としては射出圧縮成形時の圧縮速度を高速にしたり、または射出圧縮成形時の圧縮ストロークを大きくする等も考えられる。
【００３４】
また本実施形態の射出成形機は、１次成形品Ｐ１を中間金型２０，２１とともに回転後に型閉して２次成形に入るために、１次成形品を別の成形機に移動させるものと比較して１次成形品Ｐ１の温度が低下しないうちに２次成形できる。そのため１次成形品Ｐ１と２次成形の繊維と樹脂を含む材料の接合を良好にできるという利点がある。しかしながら本発明においては１次成形品Ｐ１を加熱してから２次成形するものでもよい。その場合、１次成形品Ｐ１を保持した中間金型２０，２１が２次成形位置に回転された際に、遠赤外線の照射や電気ヒータの熱により１次成形品Ｐ１の全体または２次成形の接合部分を加熱してもよい。また２次成形用の第２の金型（可動金型１７）または中間金型２０，２１を加熱冷却金型として、型閉時に１次成形品Ｐ１を加熱してから２次成形用の材料を射出してもよい。
【００３５】
そして２次成形された繊維と樹脂を含む材料の冷却が終了すると、型締シリンダ２３を用いた離型（強力型開）が行われ、可動盤移動機構３２と中間部材移動機構４３による可動盤１８と中間部材１９の型開が行われる。本実施形態では離型の際、２次成形の終了した複合強化繊維樹脂成形品Ｐ２は、可動金型１７に保持された状態で離型される。そして可動盤１８と可動金型１７が型開完了位置に到達すると、図４に示されるようにエジェクタ装置３７が作動して可動金型１７から複合強化繊維樹脂成形品Ｐ２が突出され、図示しないロボットにより射出成形機１１外に取り出される。
【００３６】
次に本発明の第２の実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法について図５により第１の実施形態との相違点を中心に説明する。第２の実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、１次成形品Ｐ３の表面側に２次成形により薄肉部を追加成形するものである。第２の実施形態の射出成形機５１の中間部材５２の回転盤５３または中間金型５４，５５にエジェクタ装置５６，５６が取付けられている。図５は、第１の実施形態の図４に対応する工程のものであり、エジェクタ装置５６が作動して中間金型５４から複合強化繊維樹脂成形品Ｐ４が突出されている状況を示している。図５においては、中間金型５４，５５が凸状のコア型、固定金型５７と可動金型５８が凹状のキャビ型となっている。
【００３７】
第２の実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法の１次成形品Ｐ３の成形は、第１の実施形態と同様の材料を射出成形（射出圧縮成形を含む）により行われる。そして成形後の１次成形品Ｐ３は、コア型である中間金型５４（または５５）に保持され、中間金型５４（または５５）の回転とともに可動金型５８と対向する位置に移動する。そして型閉されて中間金型５４（または５５）に保持された１次成形品Ｐ３と可動金型５８の間に形成されたキャビティに射出成形（射出圧縮成形を含む）を行うことにより２次成形を行う。第２の実施形態では、主に２次成形は、複合強化樹脂成形品Ｐ４の美観向上のために行われる。即ち強化繊維と樹脂を含む材料により成形された１次成形品Ｐ３は、表面に強化繊維が露出して美観上問題となる場合もある。そのような場合に２次成形により、強化繊維を含まない樹脂のみを射出成形して１次成形品Ｐ３の表面をコーティングすることにより表面の綺麗な複合強化繊維樹脂成形品Ｐ４を成形することができる。なお第２の実施形態については、１次成形品の表面側のみ以外に、１次成形品の表面側および側面側、またはそれぞれの面に薄肉部を追加成形するものでもよい。なお２次成形用の材料は強化繊維を含む樹脂であってもよく、その場合の強化繊維の長さまたは含有量は第１の実施形態と同じ範囲のものが望ましい。
【００３８】
第２の実施形態で１次成形品Ｐ３の表側は、エジェクタ装置５６は、打痕が美観に影響を与えないように１次成形品Ｐ３の裏面側に設置される。従って可動金型５８側にゲートがある場合は、中間金型５６にエジェクタ装置５６を設けることが好ましい。しかし第２の射出装置の配置位置や金型内のゲートの配置によっては、エジェクタ装置５６を可動金型５８（または固定金型５７）に設けるようにしてもよい。
【００３９】
次に第３の実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法について、第１の実施形態等との相違点を中心に文章のみにより説明する。第３の実施形態では１次成形品の成形は、プリプレグから行う。即ち第１の金型である固定金型または中間金型のキャビティ面にロボット等を用いてプリプレグのセット(インサート)を行う。この際のプリプレグは射出成形機とは別の位置で数枚が積層されたものや予備附形したものでもよい。またプリプレグは必須ではないが射出成形機とは別の位置で予熱されたものや、射出成形機にセット後であってプレス成形前に予熱されたものあることが望ましい。
【００４０】
そしてプリプレグのセット後は型閉が行われ、固定金型と中間金型の間でプリプレグのプレスによる１次成形が行われる。その際同時かまたは僅かに前後して可動金型と中間金型の間では２次成形が行われる。そして第１の実施形態の図２ないし図４の工程と同様に、１次成形品の成形後は１次成形品を中間金型に保持しての型開（離型）と、１次成形品と中間金型の回転、再型閉、１次成形品への２次成形（追加成形）、型開きと複合強化樹脂成形品の可動金型等への保持、可動金型等からの突出が行われる。
【００４１】
第３の実施形態についても、射出成形による２次成形でリブ等の複雑な形状を付加することが可能であり、その場合は、長さの短い繊維を含む材料（一例として１〜１０ｍｍ）や、繊維の含有率が低い材料（一例として１〜２５重量％）、または繊維を含まない樹脂材料が使用される。これら射出成形による２次成形は主に裏面側に追加成形されるが、裏面側と側面側や、それぞれの面に対して行われるものでもよい。第三の実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、本体部分の板厚の薄いもの、本体部分に強度が必要なもの、本体部分の表面に綺麗さが必要なもの等に適する場合が多い。しかし第３の実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、本体部部分の板厚が厚いもの、板厚が大きく異なるものには適さない場合が多い。また第３の実施形態に使用される射出成形機は、プリプレグを用いた１次成形を行う複合強化繊維樹脂成形品を成形する専用機とする場合は、射出装置は１基のみでもよい。
【００４２】
次に第４の実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法について第３の実施形態との相違点を中心に文章のみにより説明する。第４の実施形態では１次成形品の成形は繊維マットに溶融樹脂を含浸させて行う。即ち第１の金型である固定金型または中間金型のキャビティ面にロボット等を用いて繊維マットのセット(インサート)を行う。この際の繊維マットは射出成形機とは別の位置で予備附形したものでもよい。また繊維マットは射出成形機とは別の位置で予熱されたものや、セット後に予熱されたものでよい。更に繊維マットはバインダや結合用の樹脂も付着したものでもよい。
【００４３】
そして繊維マットのセット後は型閉が行われ、固定金型と中間金型の間のキャビティ内に第１の射出装置から射出が行われ、繊維マットに溶融樹脂が含浸されて１次成形品の成形が行われる。この際に前記キャビティ内は真空状態にしてから射出を行うようにしてもよい。前記の射出により含浸させる樹脂は流動性に優れた樹脂であれば熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、一例としてポリアミドやエポキシなどが含まれる。ここではエポキシ等の液状の樹脂の注入を行う注入装置も射出装置の概念に含めるものとする。
【００４４】
その際同時かまたは僅かに前後して可動金型と中間金型の間では２次成形が行われる。そして第１の実施形態の図２ないし図４と同様に、１次成形品の成形後は１次成形品を中間金型に保持しての型開（離型）と、１次成形品と中間金型の回転、再型閉、１次成形品への２次成形、型開きと複合強化樹脂成形品の可動金型等への保持、可動金型等からの突出が行われる。第４の実施形態についても、第３の実施形態と同様に射出成形による樹脂または繊維を含む樹脂を用いた２次成形でリブ等の複雑な形状を付加することが可能である。
【００４５】
繊維を含む樹脂を用いる場合は、長さの短い繊維を含む材料（一例として１〜１０ｍｍ）や、繊維の含有率が低い材料（一例として１〜２５重量％）、または繊維を含まない樹脂材料が使用される。第三の実施形態の複合強化繊維樹脂成形品の成形方法は、本体部分の厚みが比較的厚いものにも適する。また第４の実施形態では、繊維マットに樹脂を含浸させた１次成形品の表面に繊維が残存しており、成形品として期待される美観に影響を与えている場合等に、２次成形で射出成形（射出圧縮成形を含む）により表層を追加成形すうようにしてもよい。
【００４６】
本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、上記の各記載を組み合わせたものや当業者が本発明の趣旨を踏まえて追加や変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。
【００４７】
第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、中間金型が型開閉方向と直交する方向の軸を中心に回転自在に配設される射出成形機については、中間金型が取付けられた回転可能な盤が中央に型開閉方向に固定的または僅かに移動可能に設けられ、その両側に第１の可動盤（第１の盤）に取付けられた第１の可動金型と第２の可動盤（第２の盤）に取付けられた第２の可動金型が型開閉移動可能に配置されたものでもよい。
【００４８】
または前記射出成形機は、竪方向に型開閉される竪型型締装置を備えたものでもよい。その場合水平方向に設けられた回転軸を中心に中間金型が取付けられた回転盤が回転される。縦型型締装置については、第３の実施形態におけるプリプレグや第４の実施形態における繊維シート等のインサート物をインサートする場合、中間金型の上向きのキャビティ形成面や下方の盤の金型の上向きのキャビティ形成面に前記インサート物をセットしやすいというメリットがある。またスタンピング成形により加熱筒を備えた材料供給装置から繊維と樹脂を含む溶融材料を型開きした金型のキャビティ形成面上に供給する場合も前記同様に上向きの金型のキャビティ形成面に材料を供給することが有利である。
【００４９】
上記の実施形態では射出装置は２基の射出装置１３，１４を備えた例が記載されているが、３基以上の射出装置を使用するものでもよい。その場合、１次成形を２基以上の射出装置を用いて順次または同時に成形してもよく、中間金型回転後の２次成形を２基以上の射出装置を用いて順次または同時に成形してもよい。または別途の工程で３時成形を行うものでもよい。
【００５０】
また１次キャビティで強化繊維と樹脂を含む１次成形品を射出成形し、１次成形品の裏面側に、強化繊維と樹脂を含む材料であって強化繊維の含有量が前記１次成形品よりも低いかまたは強化繊維の長さが前記前記１次成形品よりも短い材料か、或いは強化繊維を含まない樹脂のみの材料を射出してリブ等の複雑な形状を２次成形により追加して複合強化繊維樹脂成形品を成形する成形方法は、竪型、横型を問わず特許文献２のような射出成形機であっても有効である。即ち固定盤または可動盤の一方にロータリテーブルが設けられ、ロータリテーブルに回転金型が取付けられ固定盤または可動盤の他方の金型と型締される射出成形機である。この射出成形機には２基以上の射出装置が備えられ、１次キャビティで１次成形後に型開きしてから回転金型が１次成形品を保持してロータリテーブルとともに回転移動され、再び型閉されて形成された２次キャビティで２次成形して複合強化繊維樹脂成形品を成形する。その場合も上記の第１の実施形態や第２の実施形態で記載したような２次成形においては１次成形とは材料を変更するか或いは射出側制御または型締側制御を変更して成形を行って複合強化繊維樹脂成形品を成形することが行われる。
【符号の説明】
【００５１】
１１，５１    射出成形機
１２    型締装置
１３  第１の射出装置
１４  第２の射出装置
１５，５７    固定金型
１６  固定盤
１７，５８    可動金型
１８   可動盤
１９，５２    中間部材
２０，２１，５４，５５    中間金型
４０    回転軸
４１，５３    回転盤
Ｃ１  １次キャビティ
Ｃ２  ２次キャビティ
Ｐ１，Ｐ３  １次成形品
Ｐ２．Ｐ４  複合強化繊維樹脂成形品
【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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