(57)【要約】【課題】投影面積より大きい表面積のシート状の成形用素材が供給された場合でも適用できる成形型等を提供する。【解決手段】成形型１は、上型３と下型５とを備え、上型３と下型５とを嵌合させることで、樹脂材料を含んだ成形用素材を圧縮成形するための成形空間７を内部に形成すると共に成形空間７の端部７ａでシャーエッジが構成され、シャーエッジの高さＨは、成形後の成形体における成形空間７の端部７ａに相当する部分の厚みをｔとし、当該厚みを基準にしたスプリングバック量Ｓｂとすると、  １．０×（ｔ＋Ｓｂ）  ＜  Ｈ  ≦  ２．０×（ｔ＋Ｓｂ）  の関係を満たし、下型５における成形空間の外部には、成形空間５に向かう下り勾配の傾斜面２９が設けられ、傾斜面２９の角度θは、垂直方向に対して、  ０°  ＜  θ  ＜  ６０°  である。【選択図】図３
2015182371.tif 000002
【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を嵌合させることで、樹脂材料を含んだ成形用素材を圧縮成形するための成形空間を内部に形成すると共に前記成形空間の端部でシャーエッジが構成される成形型において、
前記シャーエッジの高さＨは、成形後の成形体における前記成形空間の端部に相当する部分の厚みをｔとし、当該厚みを基準にしたスプリングバック量Ｓｂとすると、
１．０×（ｔ＋Ｓｂ）  ＜  Ｈ  ≦  ２．０×（ｔ＋Ｓｂ）
の関係を満たし、
前記下型における前記成形空間の外部には、前記成形空間に向かう下り勾配の傾斜面が設けられ、
前記傾斜面の角度θは、垂直方向に対して、
０°  ＜  θ  ＜  ６０°
であることを特徴とする成形型。
【請求項２】
前記成形用素材は、シート状をし、
前記傾斜面は、前記上型と前記下型とが嵌合する際に、前記成形空間が形成される領域へと引き込まれる前記成形用素材を下方から支持する
ことを特徴とする請求項１に記載の成形型。
【請求項３】
前記下型は雌型であり、前記上型は雄型であり、
前記傾斜面における前記成形空間側の端は、前記下型において前記上型の雄型部分の外面と対向する内面の上端と一致している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の成形型。
【請求項４】
上型と下型とを備え、前記上型と前記下型とを近づけることで、樹脂材料を含んだ成形用素材を圧縮成形するための空間を内部に形成する成形型部と、
前記下型の外側に配され且つ前記空間に向かう下り勾配の傾斜面を有する補助部と、
前記上型と前記下型とを近づけた際に前記空間が形成される領域から張り出した前記成形用素材をシャー切断する切断部と
を備え、
前記シャーエッジの高さＨは、成形後の成形体におけるシャー切断された部分の厚みをｔとし、当該厚みを基準にしたスプリングバック量Ｓｂとすると、
１．０×（ｔ＋Ｓｂ）  ＜  Ｈ  ≦  ２．０×（ｔ＋Ｓｂ）
の関係を満たし、
前記傾斜面の角度θは、垂直方向に対して、
０°  ＜  θ  ＜  ６０°
であることを特徴とする成形型システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂材料を含むシート状の成形用素材を圧縮成形するための成形型及び成形型システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮成形用の成形型は雄型と雌型とを備える。成形用素材は、上下に配された雄型と雌型との間にセットされた状態で圧縮（プレス）されることで、成形型内の成形空間に対応した所望形状の成形品となる。成形空間は、雄型と雌型とが嵌合して内部に生じる密閉状態の空間をいい、嵌合していない雄型及び雌型において、成形空間に面する領域を成形予定領域とする。
【０００３】
近年、雄型と雌型とが嵌合する際のシャーエッジを利用して、生産性を向上させる成形型が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
この成形型では、雄型と雌型との間にセットされた成形用素材が、型締め時に圧縮されて成形予定領域に沿って拡がり、雄型と雌型とが嵌合する際に成形予定領域から張り出した材料（例えば、バリに相当する部分である。）がシャーエッジによりシャー（切断）される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２６７３４４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、上記の成形型は、供給される成形用素材がバルク状をしており、型締めに合わせて素材が圧縮されて成形予定領域や成形空間内に拡がるような、圧縮成形を前提としたものである。このため、成形用素材として、成形型の投影面積より大きな表面積のシート状の成形用素材が供給される場合には適用できないことがある。
本発明は、上記した課題に鑑み、投影面積より大きい表面積のシート状の成形用素材が供給された場合でも適用できる成形型や成形型システム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】
発明者は、強化繊維と熱可塑性樹脂材料とからなるシート状の成形用素材（以下、単に、「シート材」とする。）を利用して、生産効率の高い成形技術について検討している。ここで検討している成形品は、例えば、厚みが略一定であり、凸部を有するような形状のものである（図１参照）。この成形型は、一方に凸部があり他方に凹部があるような、一対の雌型と雄型とから構成される。
【０００７】
図１７及び図１８は、検討中の成形型９０１，９１１を利用した型締め時の様子を示す図である。
図１７の成形型９０１は上型９０３と下型９０５とを有し、下型９０５が雄型となっている。図１８の成形型９１１は上型９１３と下型９１５とを有し、下型９１５は、雌型であり、中央に雌型部分９１７を、その周辺に周辺部分９１９をそれぞれ有する。周辺部分９１９の上面は、シート材を支持する平坦面９１９ａとなっている。なお、成形型９０１，９１１でシート材Ｘを成形すると、図１に示す成形品Ｙのような形状の成形品が得られる。
【０００８】
成形型９０１，９１１の投影面積よりも表面積が大きいシート材Ｘが上記成形型９０１，９１１に供給されると、当該シート材は、上型９０３，９１３と下型９０５，９１５との型締めに合わせて成形予定領域にシート材が引き込まれ、成形型９０１，９１１の形状に合わせて賦形されていく。
そして、上型９０３，９１３と下型９０５，９１５とが嵌合する直前に、上型９０３，９１３と下型９０５，９１５とで構成されるシャーエッジにより成形予定空間外のシート材Ｘがシャーされる。つまり、大きめのシート材Ｘを供給し、シート材Ｘの賦形と切断とを成形型９０１，９１１の型締めで行うことで、生産性向上を図っている。
【０００９】
ところが、上記技術では、生産性向上を図ることができるものの、良好な成形品が得られないことが判明した。つまり、上記成形型９０１，９１１では、シート材Ｘの成形予定領域への引き込みがスムーズに行えないことが判明した。
発明者は鋭意調査検討した結果、成形型９０１では、図１７の（ｃ）に示すように、シート材Ｘを引き込む際に、下型９０５の角部分９０７にシート材Ｘが引っ掛かることが判明した。成形型９１１では、図１８の（ｃ）に示すように、シート材Ｘを引き込む際に、下型９１５の平坦面９１９ａとの摩擦によりシート材Ｘが動かないことが判明した。
【００１０】
本発明の一態様では、シート状の成形用素材を引き込みながら賦形し、成形予定領域外のシート状の成形用素材がシャーエッジによりシャーされるような圧縮成形において、良好な成形品を得ることができる成形型及び成形型システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る成形型は、上型と下型とを備え、前記上型と前記下型とを嵌合させることで、樹脂材料を含んだ成形用素材を圧縮成形するための成形空間を内部に形成すると共に前記成形空間の端部でシャーエッジが構成される成形型において、前記シャーエッジの高さＨは、成形後の成形体における前記成形空間の端部に相当する部分の厚みをｔとし、当該厚みを基準にしたスプリングバック量Ｓｂとすると、  １．０×（ｔ＋Ｓｂ）  ＜  Ｈ  ≦  ２．０×（ｔ＋Ｓｂ）  の関係を満たし、前記下型における前記成形空間の外部には、前記成形空間に向かう下り勾配の傾斜面が設けられ、前記傾斜面の角度θは、垂直方向に対して、  ０°  ＜  θ  ＜  ６０°  であることを特徴としている。
【００１１】
また、前記成形用素材は、シート状をし、前記傾斜面は、前記上型と前記下型とが嵌合する際に、前記成形空間が形成される領域へと引き込まれる前記成形用素材を下方から支持することを特徴としている。
また、前記下型は雌型であり、前記上型は雄型であり、前記傾斜面における前記成形空間側の端は、前記下型において前記上型の雄型部分の外面と対向する内面の上端と一致していることを特徴としている。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る成形型システムは、上型と下型とを備え、前記上型と前記下型とを近づけることで、樹脂材料を含んだ成形用素材を圧縮成形するための空間を内部に形成する成形型部と、前記下型の外側に配され且つ前記空間に向かう下り勾配の傾斜面を有する補助部と、前記上型と前記下型とを近づけた際に前記空間が形成される領域から張り出した前記成形用素材をシャー切断する切断部とを備え、前記シャーエッジの高さＨは、成形後の成形体におけるシャー切断された部分の厚みをｔとし、当該厚みを基準にしたスプリングバック量Ｓｂとすると、  １．０×（ｔ＋Ｓｂ）  ＜  Ｈ  ≦  ２．０×（ｔ＋Ｓｂ）  の関係を満たし、前記傾斜面の角度θは、垂直方向に対して、  ０°  ＜  θ  ＜  ６０°  であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様に係る成形型及び成形型システムは、傾斜面を有している。このため、例えば、シート状の成形用素材を用いた場合でも、成形用素材が傾斜面上に載置されると、当該成形用素材に傾斜面を滑り落ちる力が作用し、成形用素材の引き込みがスムーズに行われる。
また、スプリングバックを考慮して、シャーエッジの高さＨを規定の範囲としているので、切断後の成形空間内での成形用素材の移動を少なくでき、成形用素材のチャージ不足を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係る成形型から得られる成形品を示す概略図である。
【図２】第１実施形態に係る成形型の構成を説明する概略斜視図である。
【図３】第１実施形態に係る成形型の断面図である。
【図４】第１実施形態に係る成形工程を説明する概略図である。
【図５】第２実施形態に係る成形型システムの断面図である。
【図６】第２実施形態に係る支持部を示す斜視図である。
【図７】第２実施形態に係る成形工程を説明する概略図である。
【図８】第３実施形態に係る成形型システムの断面図である。
【図９】第３実施形態に係る成形工程を説明する概略図である。
【図１０】変形例１に係る成形型の断面図である。
【図１１】変形例２に係る成形型の断面図である。
【図１２】変形例３に係る成形型システムの支持部を示す斜視図である。
【図１３】変形例４に係る成形型の断面図である。
【図１４】変形例５に係る成形品の斜視図である。
【図１５】変形例６に係る成形品の斜視図である。
【図１６】変形例７に係る成形品の斜視図である。
【図１７】検討中の成形型を利用した型締め時の様子を示す図である。
【図１８】検討中の成形型を利用した型締め時の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
１．構成
図１は第１実施形態に係る成形型１から得られる成形品Ｙを示す概略図であり、図２は第１実施形態に係る成形型１の構成を説明する概略斜視図である。図３は、第１実施形態に係る成形型１の断面図である。
【００１６】
成形型１は、図１に示すように、樹脂材料を含んだ（ここでは、強化繊維も含む。）シート状の成形用素材（以下、単に「シート材」とする。）Ｘから、例えば波状（凹凸状）の成形品Ｙに圧縮成形するのに利用される。成形型１は、図２に示すように、上型３と下型５とを備える。
上型３と下型５は両者が上下方向に遠近可能な状態で支持される。成形時に上下に支持された上型３と下型５の間にシート材Ｘが配される（供給される）。なお、上型３や下型５を支持する手段として、例えば、プレス機（圧縮機）等がある。
【００１７】
成形型１は上型３と下型５とが嵌合する構成を有する。上型３と下型５とが嵌合した状態では、図３に示すように、成形型１の内部に成形品Ｙに対応する密閉状の成形空間７が生じる（形成される）。
上型３は、下方に突出する、所謂、雄型であり、中央の雄型部分１１とその周辺の周辺部分９とを有する。下型５は、下方に凹入する、所謂、雌型であり、中央の雌型部分１５とその周辺の周辺部分１３とを有する。
【００１８】
雄型部分１１の下面２１は嵌合時（型締め時）にシート材Ｘの上面に接触する。雌型部分１５の上面２３は嵌合時（型締め時）にシート材Ｘの下面に接触する。雄型部分１１の下面２１と雌型部分１５の上面２３は、両者の上下方向の間隔が小さくなると、その間に配されたシート材Ｘが成形型１の内部（成形予定領域）に引き込まれるような、形状をしている。
【００１９】
具体的には、成形品Ｙが、図１に示すように、縦断面において波状（凹凸状）をし、雄型部分１１の下面２１と雌型部分１５の上面２３が成形品Ｙの形状に対応して波状（凹凸状）している。このため、下型５にシート材Ｘを載置した状態で、上型３と下型５とを近づけると、シート材Ｘが、雄型部分１１の下面２１や雌型部分１５の上面２３の形状に沿うようになり、成形型１の内部に引き込まれる。
【００２０】
このようなシート材Ｘの引き込みは、換言すると、成形品Ｙの上面の表面積が成形品Ｙの上方からの投影面積よりも大きいときに生じる。つまり、雄型部分又は雌型部分においてシート材Ｘと接触する面の表面積が、当該面を上方から見た投影面線よりも大きい構造をしている。なお、いうまでもないが、成形用のシート材Ｘは、上方からみた雄型部分１１や雌型部分１５よりも大きい面積で、成形型１に供給される。
【００２１】
上型３（雄型部分１１）と下型５（雌型部分１５）とが嵌合する際に、成形空間７の端部７ａでシャーエッジが構成される。具体的には、図３に示すように、雄型部分１１の外面１１ａと雌型部分１５の内面１５ａとが嵌合する嵌合部分２５により構成される。図３に示すように、嵌合部分２５の間隔Ｄ２は、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度であり、嵌合時に成形予定領域の外部に存するシート材Ｘｂがシャー（切断）される（図４の（ｄ）参照）。
【００２２】
また、下型におけるシャーエッジの高さＨは、成形後の成形体における前記成形空間の端部に相当する部分の厚みをｔとすると、
１．０ｔ  ＜  Ｈ  ≦  ２．０ｔ    ・・・（１）
の関係を満たす。
シャーエッジの高さＨは、ここでは、シャーエッジが離間していたシート材Ｘに当接する時、つまり、シャー開始時に、下型５（雌型部分１５）における成形空間７の端部７ａに対応する下面から下型５におけるシャーエッジ上端までの高さである。
【００２３】
換言すると、シャーエッジの高さＨは、シート材Ｘが配される側の型において、成形予定領域の端部に位置するシート材Ｘの主面と接触する面から、前記シート材Ｘが配される側の型におけるシャーエッジを構成するエッジまでの距離である。
シャーエッジの高さＨは、厚みｔに対して、１．１倍以上、１．７倍以下が好ましく、１．２倍以上１．５倍以下がより好ましい。これは、成形用のシート材Ｘに厚みムラがあっても、シャーされた成形用のシート材Ｘａの大きさを成形空間７と略一致させることができるためである。
【００２４】
上型３の周辺部分９は、図３に示すように、略水平な平坦面２７をしている。なお、周辺部分９の平坦面２７と雄型部分１１の外面１１ａとは直交する。
下型５の周辺部分１３は、雌型部分１５に隣接して雌型部分１５の内面上端に向かう下り勾配の傾斜面を有している。この傾斜面は、シート材Ｘを成形する際に、下型５の上面に配されたシート材Ｘを下方から支持する傾斜支持面２９である。
【００２５】
傾斜支持面２９は、下型５において雌型部分１５の側面上端（シャーエッジ上端）と傾斜支持面２９の成形空間７に近い端とが一致すように、雌型部分１５の側面に連続して設けられている。この傾斜支持面２９は、図３に示すように、垂直面との間の角度θが、
０°  ＜  θ  ＜  ６０°
の範囲内にある。この範囲内にある傾斜支持面２９により、シート材Ｘに成形空間へ向かう力が作用させることができ、成形空間７への引き込みをスムーズにさせる。
【００２６】
傾斜支持面２９の好ましい角度θは、
１５°＜  θ  ＜５０°
であり、さらにより一層好ましい角度θは、
４０°＜  θ  ＜５０°
である。
【００２７】
下型５の周辺部分１３は、傾斜支持面２９の外側に位置する上面が、上型３の周辺部分９と対向した水平な平坦面３１となっている。
上型３の周辺部分９と下型５の周辺部分１３との間には、嵌合時の切断されたシート材Ｘｂが残存可能な空間が確保されている。つまり、この空間は、シート材Ｘｂが型締め時に上型３と下型５とに挟まって型締めできないというような不具合が生じないように、設けられている。具体的には、図３に示すように、上型３の平坦面２７と下型５の平坦面３１との嵌合時の間隔Ｄ１は、
２ｔ  ≦  Ｄ１  ≦  ５ｔ    ・・・（２）
の関係を満たす。
２．成形
図４は、第１実施形態に係る成形工程を説明する概略図である。
【００２８】
成形型１を用いてシート材Ｘから成形品Ｙを成形する場合について図４を用いて説明する。ここでは、下型５が固定され、上型３が上下に移動可能に保持され、上型３が下型５に近づく例を説明する。
まず、図４の（ａ）に示すように、下型５の上面に所定幅のシート材Ｘを載置する。この後、図４の（ｂ）に示すように上型３を下降させ、さらに図４の（ｃ）に示すように上型３を下降させて下型５に近づける。これにより、下型５に載置されたシート材Ｘが下型５の雌型部分１５の上面２３及び上型３の雄型部分１１の下面２１に沿うように賦形される。
【００２９】
このとき、シート材Ｘは、成形型１の内部の成形予定領域に引き込まれる。下型５の周辺部分１３の成形空間７側の上面が下り勾配の傾斜支持面２９となっている。このため、傾斜支持面２９上のシート材Ｘには斜面に沿って斜め下方に向かう力が作用し、シート材Ｘは、成形予定領域にスムーズに引き込まれる。
上型３がさらに下降し、図４の（ｄ）に示すように、雄型部分１１と雌型部分１５との間にシート材Ｘが挟まれて、シャーエッジによりシャー（切断）される。
【００３０】
このとき、シャーエッジの高さＨをシート材Ｘの成形後の厚み（成形後の成形体における成形型１内の成形空間７の端部に相当する部分の厚みｔである。）の１．０倍超、２倍以下としているため、成形型１内が密閉される直前にシート材Ｘが切断され、成形空間７の体積に略等しいシート材Ｘａが供給される。
なお、成形空間７に対して供給されるシート材Ｘａが少ないと、成形品Ｙの厚みが予定の厚みより薄くなったり、一部で充填不足による欠けが生じたりする。逆に、成形空間７に対して供給されるシート材Ｘａが多いと、成形品Ｙの厚みが予定の厚みよりも厚くなったり、厚みムラが大きくなったりする。
【００３１】
シート材Ｘが切断された後、上型３を下型５に対して所定位置まで下降させる。これにより、シート材Ｘａの賦形が完了するとともに、シート材Ｘａに圧縮力が作用する。
シート材Ｘの樹脂材料が熱硬化性樹脂の場合は、加熱を行うことで成形型１内の成形空間７に対応した成形品Ｙを得ることができる。なお、加熱にあわせて必要に応じて加圧しても良い。また、シート材Ｘの樹脂材料が熱可塑性樹脂の場合は、供給時にシート材Ｘが変形可能な程度にまで加熱しておき、賦形後にシート材Ｘの温度が下がって熱可塑性樹脂が固化すると、成形型１内の成形空間７に対応した成形品Ｙが得られる。
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る成形型システムについて、図５〜図７を用いて説明する。
１．構成
図５は、第２実施形態に係る成形型システム１０１の断面図である。
【００３２】
成形型システム１０１は、図５に示すように、上型１０３と下型１０５とを備える型部１０７と、支持部１０９とを備える。
上型１０３と下型１０５は両者が上下方向に遠近可能な状態で支持される。成形に際して、上型１０３と下型１０５の間に、図７に示すように、シート材Ｘ１が配される（供給される）。なお、上型１０３や下型１０５を支持する手段として、例えば、プレス機（圧縮機）等があり、上型１０３はスライド１１１に、下型１０５はボルスタ１１３に、それぞれ着脱自在に装着される。
【００３３】
上型１０３と下型１０５は互いに嵌合する構成を有し、嵌合状態では、型部１０７の内部に成形空間が形成される。
上型１０３は、上方へ凹入する、所謂、雌型であり、雌型部分１２３とその周辺の周辺部分１２１とを有する。下型１０５は、上型１０３の雌型部分１２３と嵌合する雄型部分１２５を有する。
【００３４】
雌型部分１２３の下面１２７と雄型部分１２５の上面１２９は、上型１０３と下型１０５との間隔が小さくなると、型部１０７の内部にシート材Ｘ１が引き込まれるような、形状をしている。
上型１０３（雌型部分１２３）と下型１０５（雄型部分１２５）とが嵌合する際に、成形空間の端部でシャーエッジが構成される。具体的には、雄型部分１２５の外面１２５ａと雌型部分１２３の内面１２３ａとで構成される嵌合部分によりシャーエッジが構成される。なお、第２実施形態におけるシャーエッジの高さも、第１実施形態におけるシャーエッジの高さと同じ範囲で規定される。
【００３５】
上型１０３の周辺部分１２１は、図５に示すように、雌型部分１２３における引き込む方向（図５では、左右方向である。）の端部の下端から外方に移るに従って（雌型部分１２３か離れるに従って）、上方へ向かう登り勾配の傾斜面１３１と、傾斜支持面の上端からさらに外方へと拡がる水平な平坦面１３３とを有する。
図６は、第２実施形態に係る支持部１０９を示す斜視図である。
【００３６】
支持部１０９は、図５及び図６に示すように、支持体１４１を備える。支持体１４１は、上型１０３又は下型１０５に連動して移動する。ここでは、上型１０３に連動する。具体的には、支持部１０９は、支持体１４１を上下動自在に支持する支持手段１４３と、支持体１４１を上型１０３の下降に合わせて下降させる下降手段１４５とを有する。
支持体１４１は、図６に示すように、２つあり、シート材Ｘ１において、当該シート材Ｘ１が型部１０７内への引き込まれる方向と直交する方向の両側に配される。支持体１４１のシート材Ｘ１と接触する部分は、下型１０５に近づくに従って下降する下り勾配の傾斜面１４１ａとなっている。なお接触する傾斜面１４１ａは、シート材Ｘ１を下方から支持する傾斜支持面（この傾斜支持面も符号「１４１ａ」とする。）である。
【００３７】
２つの支持体１４１は、図６に示すように、連結体１４７により連結されている。
支持手段１４３は、ここでは、弾性体、具体的には、コイルバネにより構成される。支持体１４１は、その下面に下方に延伸する棒体１４９が取着されている。図５に示すように、コイルバネの中央の穴を棒体１４９が挿通する状態で、棒体１４９の下部側がボルスタ１１３の穴に挿入されている。これにより、支持体１４１が安定した軌道で上下動できる。
【００３８】
下降手段１４５は、支持体１４１の上面に設けられ且つ上面から上方へと突出する突出片により構成される。この突出片が、上型１０３が下降してきたときに、上型１０３の周辺部分１２１の平坦面１３３と当接する。これにより、上型１０３の下降に合わせて支持体１４１が下降する。なお、突出片は下面からネジ部が突出し、支持体１４１の上面に存在するネジ穴に螺合する。ネジ部のねじ込み量の調整により、突出片の突出高さを調整できる。
２．成形
図７は、第２実施形態に係る成形工程を説明する概略図である。
【００３９】
成形型システム１０１を用いてシート材Ｘ１から成形品Ｙを成形する場合について図７を用いて説明する。ここでも、下型１０５が固定され、上型１０３が下型１０５に近づく。
まず、図７の（ａ）に示すように、下型１０５の上面と支持体１４１の上面とに亘って所定幅のシート材Ｘ１を載置する。この後、図７の（ｂ）に示すように上型１０３を下降させる。これにより、シート材Ｘ１が、成形予定領域内に引き込まれ、上型１０３の雌型部分１２３の下面１２７や下型１０５の雄型部分１２５の上面１２９に沿うように賦形される。このとき、上型１０３に合わせて下降する支持体１４１の上面が下り勾配の傾斜支持面１４１ａとなっているため、シート材Ｘ１がスムーズに引き込まれる。
【００４０】
上型１０３がさらに下降し、図７の（ｃ）に示すように、上型１０３と下型１０５とが嵌合する際に、シャーエッジにより、成形予定領域外に存するシート材Ｘ１ｂがシャー（切断）される。このとき、シャーエッジの高さＨをシート材Ｘ１の成形後の厚み（成形後の成形体における成形型１内の成形空間７の端部に相当する部分の厚みｔである。）の１．０倍超、２倍以下としているため、型部１０７が密閉される直前にシート材Ｘ１が切断され、成形空間の体積に略等しいシート材Ｘ１ａが供給される。
【００４１】
シート材Ｘ１が切断された後も上型１０３を下型１０５に対して所定位置まで下降させる。これにより、上型１０３及び下型１０５に対してシート材Ｘ１ａの賦形が完了する。このあと、シート材Ｘ１の樹脂材料が熱可塑性樹脂の場合はシート材Ｘ１ａの温度が下がることにより、シート材Ｘ１の樹脂材料が熱硬化性樹脂の場合はシート材Ｘ１ａを加熱する（必要があれば加圧も）ことにより、成形品Ｙが得られる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係る賦形型システムについて、図８〜図９を用いて説明する。
１．構成
図８は、第３実施形態に係る賦形型システム２０１の断面図である。
【００４２】
賦形型システム２０１は、図８に示すように、上型２０３と下型２０５とを備える型部２０７と、支持部１０９と、シャー部２０９とを備える。支持部は、第２実施形態で説明した支持部１０９と同じ構成であり、ここでの説明は省略する。
上型２０３と下型２０５は両者が上下方向に遠近可能な状態で支持される。上下に支持された上型２０３と下型２０５の間には、図９に示すように、シート材Ｘ２が供給される。なお、上型２０３や下型２０５を支持する手段として、例えば、プレス機（圧縮機）等があり、上型２０３はスライド２２１に、下型２０５はボルスタ２２３に、それぞれ着脱自在に装着される。
【００４３】
上型２０３と下型２０５とが互いに上下方向に近接してシート材Ｘ２に接触することで、シート材Ｘ２を上型２０３及び下型２０５に対応した形状に賦形できる。
上型２０３は、中央にシート材Ｘ２を賦形する上賦形部分２２５と、上賦形部分２２５の周囲に位置する周辺部分２２７とを有する。ここでは、上賦形部分２２５の下面は、周辺部分２２７の下面を基準にして複数個所で凹入している。周辺部分２２７は、シャー部２０９を格納する格納穴２２９を有している。
【００４４】
上型２０３は、図８に示すように上型２０３と下型２０５とが離れている状態ではスライド２２１から離れ、図９の（ｄ）に示すように上型２０３と下型と２０５とが接触している状態ではスライド２２１に接触するように、弾性体２３５等を介してスライド２２１に取り付けられている。なお、弾性体２３５として、例えば、コイルスプリング、ガススプリング、エアスプリング等を利用できる。また、弾性体に換えて、例えば、ダンパーやシリンダー等も利用できる場合がある。
【００４５】
下型２０５は、上型の２０３の上賦形部分２２５の下方に配される下賦形部分２３１を有している。下賦形部分２３１の上面は、上賦形部分２２５の下面の凹入部分に対応して突出している。なお、上賦形部分２２５の下面及び下賦形部分２３１の上面の凹凸形状により、上型２０３と下型２０５の近接（当接）時に、型部２０７の内部にシート材Ｘ２を引き込む構造となる。また、上賦形部分２２５と下賦形部分２３１との間であってシート材Ｘ２が賦形される空間を賦形空間とする。
【００４６】
シャー部２０９は、図８に示すように上型２０３と下型２０５とが離れている状態では上型２０３の格納穴２２９の内部に格納され、図９の（ｄ）に示すように上型２０３と下型と２０５とが接触している状態では格納穴２２９から張り出しているように、構成されている。
シャー部２０９は、ここでは、軸方向の中央に段部を有する柱状体により構成されている。シャー部２０９の全長は、図８に示すように上型２０３と下型２０５とが離間した状態において、スライド２２１の下面と上型２０３の下面との距離に相当する。
【００４７】
シャー部２０９の上端はスライド２２１の下面と当接しており、図９の（ｄ）に示すように上型２０３と下型と２０５との間隔が狭くなるに従って、シャー部２０９の下部が格納穴２２９から張り出すようになっている。なお、シャー部２０９は、図８に示すように、支持部１０９により下方から支持され、落下しないようになっている。
シャー部２０９は、図９の（ｄ）に示すように、上型２０３と下型２０５との当接に合わせて、下型２０５の側面に沿って移動する。これにより、上型２０３の上賦形部分２２５と下型２０５の下賦形部分２３１との間から張り出した（「下型２０５から張り出した」も同意語である。）シート材Ｘ２に接した後、張り出したシート材Ｘ２がシャーされる。
【００４８】
なお、図９の（ｅ）のように、上型２０３と下型２０５との境界部分（シート材Ｘ２の側面でもある。）をシャー部２０９が覆う状態で留まるようにしておけば、シャー部２０９と上賦形部分２２５と下賦形部分２３１とにより密閉状態の成形空間を形成することができる。この場合、この賦形型システム２０１を成形型システムにも利用できる。
２．賦形
図９は、第３実施形態に係る賦形工程を説明する概略図である。
【００４９】
賦形型システム２０１を用いてシート材Ｘ２を賦形する場合について図９を用いて説明する。ここでも、上型２０３が下型２０５に近づく。
まず、図９の（ａ）に示すように、下型２０５の上面と支持部１０９の上面に亘って所定幅のシート材Ｘ２を載置する。この後、図９の（ｂ）及び（ｃ）に示すように上型１０３を下降させる。これにより、シート材Ｘ２が、型部２０７内の賦形空間に引き込まれて、上型２０３の上賦形部分２２５の下面や下型２０５の下賦形部分２３１の上面に沿うように賦形される。このとき、シート材Ｘ２は、上型２０３に合わせて下降する支持部１０９の傾斜支持面（１４１ａ）により、賦形空間にスムーズに引き込まれる。
【００５０】
上型２０３がさらに下降し、図９の（ｄ）に示すように、上型２０３と下型２０５とが当接し、スライド２２１と上型２０３との間隔が狭くなるに従って、シャー部２０９が下方へと張り出し始める。そして、図９の（ｅ）に示すように、上型２０３と下型２０５とからはみ出したシート材Ｘ２を切断する。これにより、上型２０３及び下型２０５に対してシート材Ｘ２の賦形が完了する。
３．その他
第３実施形態では、シート材を所定形状に賦形する賦形型システム２０１について説明している。しかしながら、シート材Ｘ２の樹脂材料が熱可塑性樹脂の場合、型部２０７に供給されるシート材は、変形可能な状態に加熱されており、賦形型システムで所定形状に賦形された後、シート材Ｘ２の温度が降下すると、熱可塑性樹脂が固化して、所定形状に成形されたことにもなる。
【００５１】
このように、熱可塑性樹脂を利用したシート材が加熱されて変形可能な状態で供給された場合は、賦形型システムは成形型システムとしても機能することとなる。
＜変形例＞
以上、発明に係る実施形態に基づいて説明したが、発明の内容が、上記の実施形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。なお、ここでいう変形例は、以下で説明する例であり、図面を参照しながらする変形例１等に限定するものではない。
【００５２】
また、上記の実施形態の構成同士を適宜組み合わせても良いし、以下で説明する複数の変形例の構成同士を適宜組み合わせても良いし、上記実施形態の構成と変形例の構成とを適宜組み合わせてもよい。
１．上型と下型
（１）雄・雌関係
第１実施形態では、上型３が雄型で、下型５が雌型である。第２実施形態では、上型１０３が雌型で、下型１０５が雄型である。成形空間を内部に有する成形型においては、上述のように、上型及び下型の雄・雌の関係は特に限定されるものではない。
（２）嵌合時の移動型
第１〜第３実施形態では、上型３，１０３，２０３が、下型５，１０５，２０５に対して移動するように保持できるプレス機を利用している。しかしながら、下型を上型に対して移動させることができる装置を利用しても良いし、上型と下型とが上下方向にそれぞれ独立して移動させることができる装置を利用しても良い。
（３）型数
実施形態では、上型及び下型をそれぞれ１つの型で構成しているが、例えば、上型又は／及び下型を複数の型部材を利用して構成しても良い。
（４）型部分の上下面の形状
第１実施形態では、図３に示すように、成形空間７の端部７ａにおける雌型部分１５の上面２３を基準にした場合、上面２３は１つ以上の箇所で上方に突出するような形状をし、雄型部分１１の下面２１は１つ以上の箇所で上方に凹入するような形状をしている。
【００５３】
しかしながら、雄型部分１１の下面２１及び雌型部分１５の上面２３の凹凸形状は、図３と逆であっても良く、この例を変形例１として以下説明する。
図１０は、変形例１に係る成形型３０１の断面図である。
変形例１に係る成形型３０１は、上型３０３と下型３０５を有している。ここでは、上型３０３は、雄型であり、雄型部分３０７と周辺部分３０９とを有する。下型３０５は、雌型であり、雌型部分３１３と周辺部分３１５とを有している。
【００５４】
雄型部分３０７の下面３２１は、成形空間３１７の端部３１７ａを構成する面を基準すると、下方（雌型部分３１３）に向けて突出する形状をしている。雌型部分３１３の上面３２３は、成形空間３１７の端部３１７ａを構成する面を基準すると、雄型部分３０７の下方へと突出位置に対応した位置で下方に凹入する形状をしている。
なお、ここでの雄型部分３０７の下面３２１と雌型部分３１３の上面３２３と凹凸形状は、図３で示された下面２１と上面２３の凹凸形状と逆であるが、雄型部分と雌型部分との凹凸形状は、図３で示された下面２１や上面２３の凹凸形状と、図１０で示された下面３２１や上面３２３の凹凸形状とを組み合わせた形状であっても良い。
【００５５】
なお、図１０においても、下型３０５の周辺部分３１５における成形空間３１７側には、当該成形空間３１７に向かう下り勾配の斜面３２５を有している。当然、図３や図１０で示された形状の以外の下面や上面であってもよい。
２．傾斜支持面（傾斜面）
（１）位置
第１実施形態では、傾斜支持面２９は、図３の拡大部分に示すように、下型５の雌型部分１５を構成する内面１５ａの上端に連続しても設けられている。つまり、傾斜支持面２９は、成形空間７に近接して設けられている。
【００５６】
しかしながら、傾斜支持面は、成形予定領域に向けた下り勾配であれば良く、成形予定領域に近接して設ける必要はなく、成形空間から少し離れている例を変形例２として以下説明する。
図１１は、変形例２に係る成形型４０１の断面図である。
変形例２に係る成形型４０１は、上型４０３と下型４０５とを有している。ここでは、上型４０３は、雌型であり、雌型部分４０７と周辺部分４０９とを有する。下型４０５は、雄型であり、雄型部分４１３と周辺部分４１５とを有している。
【００５７】
上型４０３は、周辺部分４０９の下面が成形予定領域（雌型部分４０７）から離れるに従って（図１１では左側に移るに従って）、上方へ昇る段差面４０９ａとなっている。下型４０５は、周辺部分４１５に、成形予定領域に近接して溝４１７を有しており、当該溝４１７の外側（図１１では左側である。）に傾斜支持面４１９を有している。
上型４０３と下型４０５とが嵌合する際に、上型４０３における周辺部分４０９の最下面４０９ｂを有する部分４２１が、下型４０５の溝４１７に嵌る。これにより、シャーエッジが構成される。なお、溝４１７は、嵌合時に切断したシート材が上型４０３と下型４０５とにより挟まれないような深さと幅とを有している。
（２）形状
第１実施形態や第２実施形態等では、成形型１や型部１０７の内部に引き込まれるシート材は、引き込まれる方向と直交する方向（図３や図５では紙面に対して直交する方向）に傾斜していない状態で、傾斜支持面２９，１４１ａに支持されている。
【００５８】
しかしながら、傾斜支持面は、成形型や型部の内部に引き込まれるシート材を下側から支持できればよく、シート材の引き込まれる方向と直交する方向に高低差がある状態で、シート材を支持するようにしてもよい。
引き込まれる方向と直交する方向に高低差を有する状態でシート材を支持する例を変形例３として以下説明する。
【００５９】
図１２は、変形例３に係る成形型システムの支持部を示す斜視図である。
変形例３に係る成形型システムは、第２実施形態に係る型部１０７と同様の構成の型部と、支持部５０１とを備える。型部の説明・図示は省略する。
支持部５０１は、図１２に示すように、支持本体５０３を備える。支持本体５０３は、第２実施形態での支持体１４１と同様に、下型（成形空間）に近づくに従って下降する下り勾配の斜面５０３ａを有している。
【００６０】
支持本体５０３は第２実施形態と同様に上型に連動して移動する。具体的には、第２実施形態で説明した支持手段１４３と下降手段１４５と同様の構成の支持手段と下降手段を利用できる。なお、支持手段と下降手段の説明は第２実施形態の記載の通りである。
支持本体５０３は、図１２に示すように、例えば、２つあり、シート材の引き込まれる方向と直交する方向の両側に配される。２つの支持本体５０３は、図１２に示すように、シート材の引き込まれる方向と直交する方向に高低差を有する状態で連結体５０５により連結されている。
【００６１】
なお、ここでは、支持本体５０３が２つであったが、シート材の引き込まれる方向に間隔をおいて３つ以上設けられてもよい。また、ここでは、成形型システムとして説明したが、第３実施形態のように賦形型システムとしても適用できる。
（３）構造
第１実施形態の傾斜支持面２９や第２実施形態の支持体１４１の傾斜支持面１４１ａ等では、成形空間に向かう実存する傾斜面を有していたが、支持するシート材が成形空間に対して傾斜する状態で型部の内部に引き込まれれば良く、傾斜面が実存しなくても良い。
【００６２】
傾斜面が実存しない例を変形例４として以下説明する。
図１３は、変形例４に係る成形型６０１の断面図である。
変形例４に係る成形型６０１は、上型６０３と下型６０５とを有している。ここでは、上型６０３は、第１実施形態に係る上型３と同じ構成であり、ここでの説明は省略する。下型６０５は、第１実施形態に係る下型５の雌型部分１５と同様の雌型部分６０７を有している。下型６０５は、雌型部分６０７の外側に周辺部分６０９を有している。
【００６３】
周辺部分６０９は、成形予定領域（雌型部分６０７）に近い部分に傾斜支持面６１１を有している。傾斜支持面６１１は、成形予備領域に向かう下り勾配の段差状をしている。つまり、傾斜支持面６１１は、段差の出張り部分の角（換言すると、段差を構成する水平面における成形予備領域側の端と垂直面における上端との交点Ｐ１〜Ｐ５）を結んだ仮想線Ｉが、成形空間に向かう下り勾配に傾斜している。なお、交点Ｐ１〜Ｐ４の角は、面取り加工やＲ加工されていても良い。
（４）成形用素材
第１実施形態で説明した成形型１、第２実施形態で説明した成形型システム１０１及び第３実施形態で説明した賦形型システム２０１で説明した傾斜支持面２９，１４１ａは、成形用素材としてのシート状が型締めに時に引き込まれる場合に、当該シート材を支持するものである。
【００６４】
しかしながら、第１実施形態で説明した成形型１、第２実施形態で説明した成形型システム１０１及び第３実施形態で説明した賦形型システム２０１は、成形用素材がバルク状であっても利用できる。
この場合、第１実施形態の成形型１、第２実施形態の成形型システム及び第３実施形態の賦形型システムにおける傾斜支持面２９，１４１ａは、単なる傾斜面となる。
３．引き込まれる方向の数
実施形態及び変形例では、成形後の成形品又は賦形後のシート材は、図１にしめすように、厚みが略一定であり、シート材の主面を基準して、当該主面と直交する方向に凹入する凹入部（基準を変わると同方向に突出する突出部となる。）を引き込む方向に複数有するような形状をしている。つまり、引き込まれる方向が１つであるような形状をしている。
【００６５】
しかしながら、引き込まれる方向が複数あっても良く、複数ある例を変形例５として説明する。変形例５では、変形例に係る成形型や成形型システムにより成形された成形品について説明する。
変形例５では、成形品を利用して説明するが、賦形型や賦形型システムについても同様のことが言える。なお、実施形態等や以下で説明する形状は、一例であり、当然他の形状であっても構わない。
【００６６】
図１４〜図１６は、変形例５〜７に係る成形品の斜視図である。
図１４に示す変形例５の成形品７０１は、厚みが略一定であり、成形品７０１の周辺部分の上面を基準して、上方へと四角錐台状に突出する突出部７０３を２方向に間隔をおいてマトリクス状に有している。この場合、シート材の引き込まれる方向の数は、マトリクスを構成する列方向と行方向の２つである。そして、傾斜支持面は、四角形をした型部分の４辺の外側に存する。
【００６７】
図１５に示す変形例６の成形品７１１は、厚みが略一定であり、成形品７１１の周辺部分の上面を基準して、上方へと四角錐台状に突出する突出部７１３を中央に１つ有している。この場合、シート材の引き込みは、成形空間の周りの全周から成形空間の中心に向かって行われる。傾斜支持面は、四角形をした型部分の４辺の外側に存する。
図１６に示す変形例７の成形品７２１は、厚みが略一定であり、成形品７２１の周辺部分を基準して、上方へと円錐台状に突出する突出部７２３を中央に１つ有している。この場合、シート材の引き込みは、成形空間の周りの全周から成形空間の中心に向かって行われる。傾斜支持面は、平面視円形状をした型部分の外側に全周に亘って存する。
４．成形用素材
実施形態等では、シート状の成形用素材を使用している。このような成形用材料は樹脂材料を含んでおればよい。樹脂材料として、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂やこれらを混合したもの等がある。
【００６８】
さらに、成形用素材として、樹脂材料に強化繊維が含まれていても良い。強化繊維として、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維やこれらを組み合わせたもの等がある。強化繊維の長さは、限定するものでなく、長繊維（目安として、３ｍｍ以上である。）、短繊維（目安として、３ｍｍ以下である。）であってもよい。強化繊維の形態は、単糸状であってもよいし、束状であってもよい。
【００６９】
なお、シート材の具体例としては、プリプレグ（単層、積層したもの）、ＳＭＣシート、スタンパブルシート等がある。バルク状の成形用素材の具体例としては、ＢＭＣ等がある。
但し、シート材は、雄型部分と雌型部分の間(あるいは、上型と下型の間)に配され、型締めに伴って成形型の内部に引き込まれるような機械的特性を有する必要がある。例えば、型締めに、型内のシート材が伸びて雌型部分の上面に沿うような素材（弾性率の低い材料）では、型締めに伴って材料が引き込まれることがなく、本発明に係る金型等の効果は得られ難い。
【００７０】
換言すると、型締めに伴って成形型の内部に引き込まれるような弾性率や強度等の特性を有する成形用素材にとって上記で説明した成形型、成形システム、賦形型、賦形型システムは有用と言える。
５．スプリングバック
成形用素材として、例えばマトリクスとして熱可塑性樹脂を用いさらに圧縮成形された複合材料を利用する場合、加熱時に成形用素材の厚みが膨張するという性質を有する。つまり、成形用素材中の熱可塑性樹脂が加熱により溶融することで、強化繊維の拘束力が弱まり、圧縮成形前の厚みに回復しようとする（所謂、スプリングバックである。）。
【００７１】
このように、スプリングバックする成形用素材を成形する場合には、スプリングバックを考慮した成形型、具体的には、シャーエッジの高さＨが必要となる。なお、上記実施形態等、変形例等で説明したシャーエッジの高さＨは、スプリングバックについて考慮されていない。
スプリングバックを考慮にしたシャーエッジの高さＨは、成形後の成形体において成形空間の端部に相当する部分の厚みをｔとし、当該厚みを基準にしたスプリングバック量をＳｂとすると、
１．０×（ｔ＋Ｓｂ）  ＜  Ｈ  ≦  ２．０×（ｔ＋Ｓｂ）    ・・・（３）
の関係を満たすことが好ましい。
【００７２】
スプリングバック量Ｓｂは、以下の式により算出できる。
Ｓｂ＝ｔｓ−ｔ    ・・・（４）
ここで、ｔｓは、厚みｔの成形用素材に対して圧縮負荷を作用させずに加熱のみを行った際に、スプリングバックにより膨張した成形用素材の厚みである。
また、スプリングバック率Ｓｒ（％）は、
Ｓｒ＝（Ｓｂ／ｔ）×１００    ・・・（５）
により算出できる。従って、成形用素材の成形前の厚みｔとスプリングバック率Ｓｒとが分かっている場合には、式（５）からスプリングバック量Ｓｂを算出できる。
【００７３】
ここで、例えば、成形用素材としてスプリングバックを考慮する必要がない場合、シャーエッジの高さＨは、スプリングバック量Ｓｂを「０」として、上記式（３）により算出した以下の関係を満たせばよい。
１．０×ｔ  ＜  Ｈ  ≦  ２．０×ｔ    ・・・（６）
なお、式（６）は、上記した式（１）と同じになる。
【符号の説明】
【００７４】
Ｘ      成形用素材
Ｙ      成形品
１      成形型
３      上型
５      下型
【図１】
2015182371.tif 000003
【図２】
2015182371.tif 000004
【図３】
2015182371.tif 000005
【図４】
2015182371.tif 000006
【図５】
2015182371.tif 000007
【図６】
2015182371.tif 000008
【図７】
2015182371.tif 000009
【図８】
2015182371.tif 000010
【図９】
2015182371.tif 000011
【図１０】
2015182371.tif 000012
【図１１】
2015182371.tif 000013
【図１２】
2015182371.tif 000014
【図１３】
2015182371.tif 000015
【図１４】
2015182371.tif 000016
【図１５】
2015182371.tif 000017
【図１６】
2015182371.tif 000018
【図１７】
2015182371.tif 000019
【図１８】
2015182371.tif 000020