(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、上記軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造装置であって、
上記型に入れる前の上記樹脂を上記軟化温度以上に加熱する樹脂加熱手段と、
上記樹脂を成形する入子型と、
上記樹脂を内部に配置する前の上記入子型を所定の型閉じ温度まで加熱する入子型加熱手段と、
上記入子型を着脱可能に内蔵する母型とを有し、
上記入子型は、この入子型の内部に上記樹脂を保持したまま上記母型から取り出し可能となっており、更に、凹型と凸型とを含み、上記凹型は、この凹型を形成する互いに向かい合う型面間の距離が拡大する方向に分割可能となっていることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。
【請求項２】
所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、上記軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造方法であって、
上記樹脂を上記軟化温度以上に加熱するステップと、
入子型を所定の型閉じ温度まで加熱するステップと、
上記樹脂を上記入子型の内部に配置してその入子型を閉じるステップと、
上記入子型を母型の内部に配置してその母型を閉じるステップと、
上記母型を開いて上記入子型をその母型から取り出すステップと、
上記入子型の温度を上記軟化温度以下の所定の型開き温度まで冷却するステップと、
上記樹脂を上記入子型から取り出すステップと、を有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
上記入子型を上記母型から取り出すステップの後、上記入子型を上記型開き温度以上の所定の保持温度で保持するステップを有する請求項２に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
上記入子型を閉じるステップ及び上記母型を閉じるステップにおいて、上記入子型の閉位置から所定の間隔を空けた位置で上記入子型を保持し、
上記母型を閉じるステップの後、上記入子型の内部を真空引きするステップと、
上記入子型の内部が所定の真空度に達した後に、上記母型により上記入子型を上記閉位置まで閉じるステップと、
上記母型により上記入子型を上記閉位置まで閉じるステップの後、上記母型を開いて上記入子型をその母型から取り出すステップの間に、上記入子型の内部を大気圧に戻すステップと、を有する請求項２又は３に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項５】
上記樹脂は、熱可塑性樹脂、又は、熱可塑性樹脂と繊維との複合材料である請求項２乃至４の何れか１項に記載の樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の製造装置及び製造方法に関し、特に、所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造方法が知られている（例えば、特許文献１）。
例えば、熱可塑性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂と強化繊維との複合材料の成形品を製造する場合、まず、樹脂又は強化繊維に樹脂を含浸させた中間材料（プリプレグ）を所定の温度に加熱し金型内に配置する。この金型を所定の温度に加熱することにより、金型内に配置された樹脂の流動性が保たれる。次に、型閉めを行い、プリプレグを加圧する。加圧完了後、金型の冷却を行い、金型内の樹脂を冷却固化させる。そして、冷却完了後に金型を開いて成形体を取り出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２６７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来の方法では、成形を行う樹脂の線膨張率と金型の線膨張率が異なる場合、プリプレグの加圧完了後の冷却過程において樹脂の熱変形量と金型の熱変形量とが異なることに起因して成形品と金型とが干渉し、成形品に変形や破損が生じる可能性がある。
【０００５】
また、従来の方法では、加熱された金型内に樹脂を配置し、プレス機により加圧を行った後、入れ駒の冷却が完了して金型から成形品を取り出すまでの間は金型及びプレス機を占有しなければならないので、生産効率が低い。さらに、入れ駒の加熱及び冷却のサイクルを繰り返さなければならず、エネルギー損失が大きい。
【０００６】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、樹脂成形品の生産効率を向上することができる樹脂成形品の製造装置及び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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１発明による樹脂成形品の製造装置は、所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造装置であって、型に入れる前の樹脂を軟化温度以上に加熱する樹脂加熱手段と、樹脂を成形する入子型と、樹脂を内部に配置する前の入子型を所定の型閉じ温度まで加熱する入子型加熱手段と、入子型を着脱可能に内蔵する母型とを有し、入子型は、この入子型の内部に樹脂を保持したまま母型から取り出し可能となっており、更に、凹型と凸型とを含み、凹型は、この凹型を形成する互いに向かい合う型面間の距離が拡大する方向に分割可能となっていることを特徴とする。
このように構成された本発明においては、入子型は、この入子型の内部に樹脂を保持したまま母型から取り出し可能となっているので、入子型を母型から取り出した状態で冷却することができ、これにより、母型を閉じるための装置（例えばプレス機）の占有時間を、母型を閉じるための時間だけに短縮することができ、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。また、入子型は、凹型と凸型とを含み、凹型は、この凹型を形成する互いに向かい合う型面間の距離が拡大する方向に分割可能となっているので、入子型の冷却時には、入子型の凹型の収縮に応じて隣接する分割面を互いに離間させることによって、入子型の凹型及び凸型に囲まれた金型空間の縮小を防ぐことができ、これにより、入子型から成形品に圧縮力が作用して変形や破損が生じることを防止できる。したがって、本発明によれば、成形品に変形や破損を生じさせることなく、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
【０００８】
また、本発明の第２発明による樹脂成形品の製造方法は、所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂を型に入れて成形する樹脂成形品の製造方法であって、樹脂を軟化温度以上に加熱するステップと、入子型を所定の型閉じ温度まで加熱するステップと、樹脂を入子型の内部に配置して入子型を閉じるステップと、入子型を母型の内部に配置して母型を閉じるステップと、母型を開いて入子型を母型から取り出すステップと、入子型の温度を軟化温度以下の所定の型開き温度まで冷却するステップと、樹脂を入子型から取り出すステップと、を有することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、入子型を、内部に樹脂を保持したまま母型から取り出し、軟化温度以下の所定の型開き温度まで冷却するので、母型を閉じるための装置（例えばプレス機）の占有時間を、母型を閉じるための時間だけに短縮することができ、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、樹脂成形品の製造方法は、入子型を母型から取り出すステップの後、入子型を型開き温度以上の所定の保持温度で保持するステップを有する。
このように構成された本発明においては、母型を閉じるための装置（例えばプレス機）の占有時間を増大させることなく、成形品の表面の質感の向上や内部応力の緩和を図ることができる。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、入子型を閉じるステップ及び母型を閉じるステップにおいて、入子型の閉位置から所定の間隔を空けた位置で入子型を保持し、母型を閉じるステップの後、入子型の内部を真空引きするステップと、入子型の内部が所定の真空度に達した後に、母型により入子型を上記閉位置まで閉じるステップと、母型により入子型を閉位置まで閉じるステップの後、母型を開いて入子型を母型から取り出すステップの間に、入子型の内部を大気圧に戻すステップと、を有する。
このように構成された本発明においては、入子型の閉位置から所定の間隔を空けた位置で入子型を保持しながら、母型内で入子型の内部を真空引きし、入子型の内部が所定の真空度に達した後に、母型により入子型を閉位置まで閉じ、その後、入子型の内部を大気圧に戻す。すなわち、入子型の内部を真空にし、母型を閉じて樹脂の成形を行った後に入子型の内部を大気圧に戻すので、大気圧を利用して樹脂の内部の気泡を微細にすることができ、小型の加圧装置を用いて型を加圧する場合でも、大型のプレス機を用いて大圧力で型を加圧したのと同等以上に緻密且つ表面が平滑な成形品を得ることができる。
【００１１】
また、本発明において、好ましくは、樹脂は、熱可塑性樹脂、又は、熱可塑性樹脂と繊維との複合材料である。
このように構成された本発明においては、熱可塑性樹脂、又は、熱可塑性樹脂と繊維との複合材料の成形品の製造に本製造方法を適用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による樹脂成形品の製造方法及び製造装置によれば、成形品に変形や破損を生じさせることなく、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置における入子型下型の分割構造を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態による樹脂成形品の製造の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置の入子型が所定の型閉じ温度まで加熱された状態を示す図であり、図４（ａ）は入子型の断面図、図４（ｂ）は入子型の底面図である。
【図５】本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置の入子型が所定の型開き温度まで冷却された状態を示す図であり、図５（ａ）は入子型の断面図、図５（ｂ）は入子型の底面図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例による樹脂成形品の製造装置における入子型下型の分割構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
まず、図１及び図２により本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置の概略断面図であり、図２は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置における入子型下型の分割構造を示す平面図である。
【００１５】
本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置は、所定の軟化温度以上まで加熱すると軟化し、軟化温度以下まで冷却すると固化する樹脂と強化繊維との複合材料（プリプレグ）を型に入れて成形する。このような樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルイミドなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。また、強化繊維としては、例えば、炭素（ピッチ系、ＰＡＮ系）、ガラスなどの無機繊維、アラミド、レイヨン、テトロン、ナイロンなどの合成化学繊維、あるいは、麻、ケナフ、絹、綿などの天然繊維を用いることができる。
軟化温度とは、樹脂が温度の上昇によって軟化し、変形を始めるときの温度であり、使用する樹脂の物性により定まる。この軟化温度としては、例えば荷重たわみ温度やビカット軟化点を用いることができる。例えば、３０％ガラス繊維強化ポリアミド６６の荷重たわみ温度は２５０℃である。
【００１６】
図１に示すように、符号１は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置を示し、この製造装置１は、プリプレグを成形する入子型２と、この入子型２を着脱可能に内蔵する母型４とを有している。以下、この図１における右方向をＸ方向、奥行方向をＹ方向、上方向をＺ方向とする。
【００１７】
入子型２は、プリプレグの上面を成形する入子型上型２ａと、プリプレグの下面を成形する入子型下型２ｂとを備えている。これらの入子型上型２ａ及び入子型下型２ｂがプリプレグと接触する面は、それぞれ、プリプレグから所望の成形品が得られるように形成されている。より具体的には、この入子型２が所定の型閉じ温度（例えば１００℃）まで加熱されたときに入子型上型２ａ及び入子型下型２ｂがプリプレグと接触する面の寸法が、この型閉じ温度で成形したプリプレグから所望の寸法の成形品が得られる寸法に設定されている。
また、入子型２が母型４と接触する面については、任意の形状とすることができ、例えば、図１に示すように平面状に形成される。本実施形態においては、入子型上型２ａがコア（凸型）、入子型下型２ｂがキャビティ（凹型）となっている。
この入子型２には、鋼、銅、アルミニウム等の各種金属材料や、セラミックス等の非金属材料を使用することができる。本実施形態では、入子型２の材料として、上述した使用樹脂と比較して線膨張率の大きい金属材料を使用した場合について説明する。
【００１８】
また、キャビティ型の入子型下型２ｂは、入子型下型２ｂを形成する互いに向かい合う型面２ｃ間の距離が拡大する方向に分割可能となっている。図１及び図２に示すように、本実施形態では、入子型下型２ｂは、入子型下型２ｂを形成する互いに向かい合う型面２ｃ間の距離が拡大する方向としてＸ方向及びＹ方向にそれぞれ２分割され、合計４個の分割要素２ｄに分割されている。
そして、Ｘ方向に互いに隣接する各分割要素２ｄの分割面には、平面視で矩形波状の凹凸部が形成され、これらの凹凸部が互いに噛み合うことにより、Ｘ方向に互いに隣接する各分割要素２ｄがＸ方向にのみスライドして互いに離接可能となっている。
同様に、Ｙ方向に互いに隣接する各分割要素２ｄの分割面には、平面視で矩形波状の凹凸部が形成され、これらの凹凸部が互いに噛み合うことにより、Ｙ方向に互いに隣接する各分割要素２ｄがＹ方向にのみスライドして互いに離接可能となっている。
【００１９】
母型４は、入子型２を着脱可能に内蔵するものであり、入子型上型２ａが嵌め込まれる母型上型４ａと、入子型下型２ｂが嵌め込まれる母型下型４ｂとを備えている。これらの母型上型４ａ及び母型下型４ｂが入子型２と接触する面は、それぞれ、入子型２の外面と一致するように、すなわち入子型２と母型４との間で面接触が得られるように形成されている。
また、母型上型４ａには、母型下型４ｂとの合わせ面（すなわち母型上型４ａの下面）と母型上型４ａの外面（図１では右側面）とを連通させる真空引吸気孔６が形成されている。この真空引吸気孔６は、外部の真空ポンプ（図示省略）に接続される。
さらに、母型上型４ａと母型下型４ｂとの間に、入子型２及び真空引吸気孔６を囲むように、真空ガスケット８が設けられている。
この母型４には、入子型２と同様に、鋼、銅、アルミニウム等の各種金属材料や、セラミックス等の非金属材料を使用することができる。
【００２０】
また、樹脂成形品の製造装置１は、入子型２の温度を型閉じ温度で保持するためのヒーター１０を有している。本実施形態では、母型上型４ａの上面にはプレート型の上側ヒーター１０ａが取り付けられ、母型下型４ｂの下面にはプレート型の下側ヒーター１０ｂが取り付けられている。これらのヒーター１０は、例えば、平板状の金属ブロックの内部に、一定の間隔を空けてカートリッジヒーターを埋め込むことにより構成される。
【００２１】
また、樹脂成形品の製造装置１は、型に入れる前のプリプレグを軟化温度以上に加熱するプリプレグ加熱装置と、プリプレグを内部に配置する前の入子型２を型閉じ温度まで加熱する入子型加熱装置とを有している（何れも図示省略）。これらの加熱装置としては、例えば、近赤外線ヒーターを用いることができる。
【００２２】
次に、図１乃至図５を参照して、本実施形態の製造装置１を用いた樹脂成形品の製造の流れを説明する。
図３は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造の流れを示すフローチャートである。また、図４は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置１の入子型２が所定の型閉じ温度まで加熱された状態を示す図であり、図４（ａ）は入子型２の断面図、図４（ｂ）は入子型２の底面図である。また、図５は、本発明の実施形態による樹脂成形品の製造装置１の入子型２が所定の型開き温度まで冷却された状態を示す図であり、図５（ａ）は入子型２の断面図、図５（ｂ）は入子型２の底面図である。
【００２３】
本実施形態では、図１に示すように、樹脂成形品の製造装置１には、プレス機１４により上下方向から荷重が加えられる。具体的には、母型下型４ｂ及び下側ヒーター１０ｂは、断熱材１２を介してプレス機１４のプラットホーム１４ａに固定される。また、母型上型４ａ及び上側ヒーター１０ａは、断熱材１２を介してプレス機１４のスライドフレーム１４ｂに固定され、このスライドフレーム１４ｂと共に上下方向に移動する。
なお、樹脂成形品の製造の開始前において、入子型２は母型４から取り外されているものとする。
また、母型４は、ヒーター１０により型閉じ温度の近傍まで予め加熱されているものとする。
【００２４】
次に、図３に示すように、樹脂成形品の製造が開始されると、まず、ステップＳ１において、プリプレグ加熱装置プリプレグを使用樹脂の軟化温度以上まで加熱すると共に、入子型加熱装置により入子型２を型閉じ温度まで加熱する。このように入子型２を型閉じ温度近傍まで加熱することにより、入子型上型２ａ、及び、入子型下型２ｂの各分割要素２ｄは膨張する。
【００２５】
次に、ステップＳ２に進み、軟化温度以上まで加熱され軟化したプリプレグを入子型２の内部に配置する。具体的には、入子型下型２ｂの所定位置に、成形品の形状に応じて予め切断されたプリプレグを配置する。
【００２６】
次に、ステップＳ３に進み、入子型上型２ａと入子型下型２ｂとの間に所定の間隔（例えば、１０ｍｍ以下の間隔）を空けた第１の位置まで入子型２を閉じる。例えば、入子型上型２ａと入子型下型２ｂとの間にバネ機構が設けられており（図示省略）、バネの弾性力と入子型上型２ａの重量とのバランスにより上記の間隔が保持されるようになっている。
【００２７】
次に、ステップＳ４に進み、入子型２を母型４の内部に配置する。具体的には、入子型２を母型下型４ｂに嵌め込む。
【００２８】
次に、ステップＳ５に進み、入子型２が内部に配置された母型４を閉じる。すなわち、母型上型４ａの下面が入子型上型２ａの上面と接触し、且つ、母型上型４ａと母型下型４ｂとによって真空ガスケット８が挟み込まれて圧縮されるまで、母型上型４ａをスライドフレーム１４ｂと共に下降させる。このとき、ステップＳ２で入子型上型２ａと入子型下型２ｂとの間に設けられた間隔が保持されるように、母型上型４ａの位置を調整する。
【００２９】
ステップＳ５において母型４を閉じることにより、ヒーター１０によって予め加熱された母型４から入子型２に熱が伝わり、入子型２の温度が型閉じ温度近傍で保持されるようになる。この型閉じ温度近傍で保持された入子型上型２ａ及び入子型下型２ｂにより囲まれた空間（金型空間）の形状は、プリプレグから所望の成形品を得るための寸法形状となっている。
【００３０】
次に、ステップＳ６に進み、入子型２の内部の真空引きを開始する。上記のステップＳ４で母型４を閉じることにより、母型上型４ａと母型下型４ｂとによって真空ガスケット８が挟み込まれている。この状態で、真空引吸気孔６に接続された真空ポンプを作動させると、母型上型４ａ、母型下型４ｂ、及び真空ガスケット８によって囲まれた空間から真空引吸気孔６を介して空気が排出され、入子型２の内部が真空引きされる。
【００３１】
次に、ステップＳ７に進み、母型上型４ａ、母型下型４ｂ、及び真空ガスケット８によって囲まれた空間が所定の真空度（例えば０．３Ｔｏｒｒ以下）に達した後に、入子型上型２ａと入子型下型２ｂとの間隔が成形品の設計厚さとなる第２の位置（閉位置）まで入子型２を閉じる。具体的には、母型上型４ａを、スライドフレーム１４ｂと共にステップＳ４における位置からさらに下降させ、入子型２に対して設計圧力が付与されるようにする。これにより、プリプレグが所望の形状に成形される。
【００３２】
次に、ステップＳ８に進み、真空ポンプによる真空引きを終了し、入子型２の内部を大気圧に戻す。次いで、ステップＳ９に進み、母型４を開く。
【００３３】
次に、ステップＳ１０に進み、入子型２を母型４から取り出す。
続いて、ステップＳ１１に進み、入子型上型２ａと入子型下型２ｂとを、入子型２が閉じた状態を保ちつつ、入子型２及び成形品が冷却時に熱変形しても成形品に過大な外力が加わらないように、固定治具（図示省略）により固定する。この固定治具は使用樹脂と同等の線膨張率を持つ材料により形成されており、その内部に配置された入子型２の変形を妨げないように入子型２を外側から保持する。
【００３４】
次に、ステップＳ１２に進み、入子型２を使用樹脂の軟化温度以下の所定の型開き温度（例えば５０℃）まで冷却する。
【００３５】
ステップＳ１０において母型４から取り出した直後の入子型２の温度は、型閉じ温度近傍である。したがって、入子型上型２ａ及び入子型下型２ｂにより囲まれた空間の寸法形状は、図４に示すように、その内部に配置された成形品Ｗの寸法形状に対応したものとなっており、図４（ａ）に示すように入子型上型２ａの周縁部下面と入子型下型２ｂの周縁部上面とが接触していると共に、図４（ｂ）に示すように、入子型下型２ｂの各分割要素２ｄが互いに密着している。
【００３６】
その後、ステップＳ１２において入子型２を冷却すると、入子型上型２ａ、及び、入子型下型２ｂの各分割要素２ｄは収縮する。ここで、入子型２は、使用樹脂と比較して線膨張率の大きい金属材料により形成されている。すなわち、冷却による成形品Ｗの収縮よりも入子型２の収縮の方が大きいので、入子型２の冷却後の金型空間の寸法形状は冷却後の成形品Ｗの寸法形状よりも小さいことになる。しかしながら、上述したように、入子型上型２ａ及び入子型下型２ｂは、入子型２が閉じた状態を保ちつつ、入子型２及び成形品Ｗが冷却時に熱変形しても成形品Ｗに過大な外力が加わらないように固定されているので、成形品Ｗに変形や破損が生じることはない。
【００３７】
具体的には、図５（ａ）に示すように、入子型２はＺ方向（図５（ａ）における上下方向）において入子型上型２ａと入子型下型２ｂとに分割されており、これらの入子型上型２ａと入子型下型２ｂとはＺ方向において互いに固定されていない。したがって、冷却された入子型上型２ａ及び入子型下型２ｂの収縮に応じて入子型上型２ａの周縁部下面と入子型下型２ｂの周縁部上面との間を離間させることにより、金型空間のＺ方向寸法の縮小を防ぐことができるので、成形品Ｗに対してＺ方向の圧縮力が作用することはない。
また、図５（ｂ）に示すように、入子型下型２ｂはＸ方向（図５（ｂ）における左右方向）及びＹ方向（図５（ｂ）における上下方向）にそれぞれ２分割され、Ｘ方向に互いに隣接する各分割要素２ｄがＸ方向にのみスライドして互いに離接可能となっており、Ｙ方向に互いに隣接する各分割要素２ｄがＹ方向にのみスライドして互いに離接可能となっている。したがって、冷却された入子型下型２ｂの各分割要素２ｄの収縮に応じて、互いに隣接する各分割要素２ｄの間を離間させることにより、金型空間のＸ方向及びＹ方向の寸法の縮小を防ぐことができるので、成形品Ｗに対してＸ方向及びＹ方向の圧縮力が作用することはない。
【００３８】
入子型２の冷却が完了した後、ステップＳ１３に進み、成形品Ｗを入子型２から取り出すことにより、樹脂成形品の製造が終了する。
【００３９】
次に、本発明の実施形態のさらなる変形例を説明する。
上述した本発明の実施形態では、入子型下型２ｂの互いに隣接する各分割要素２ｄの分割面には、平面視で矩形波状の凹凸部が形成されていると説明したが、これとは異なる分割構造により入子型下型２ｂを構成してもよい。
【００４０】
図６は、本発明の実施形態の変形例による樹脂成形品の製造装置１における入子型下型２ｂの分割構造を示す平面図である。この図６に示すように、本変形例の入子型下型２ｂはＸ方向及びＹ方向にそれぞれ２分割され、合計４個の分割要素２ｄに分割されている。そして、各分割要素２ｄには、Ｘ方向に延びる貫通孔及びＹ方向に延びる貫通孔がそれぞれ２つずつ形成されており、これらの貫通孔にシャフト１６が挿通されている。シャフト１６は、入子型下型２ｂと同等の線膨張率を持つ材料によって形成され、各分割要素２ｄがこれらのシャフト１６に沿ってＸ方向及びＹ方向にスライド可能なように、貫通孔の内径及びシャフト１６の外径が設定されている。
【００４１】
したがって、ステップＳ１２において入子型２を冷却すると、図６（ｂ）に示すように、冷却された入子型下型２ｂの各分割要素２ｄは、その収縮に応じてシャフト１６に沿ってＸ方向及びＹ方向に収縮し、互いに隣接する各分割要素２ｄの間を離間させることにより、金型空間のＸ方向及びＹ方向の寸法の縮小を防ぐことができるので、成形品Ｗに対してＸ方向及びＹ方向の圧縮力が作用することはない。
【００４２】
また、上述した実施形態では、母型４とヒーター１０が別体として設けられている場合を説明したが、母型４の内部にヒーターが設けられるようにしてもよい。
【００４３】
また、上述した実施形態では、樹脂成形品の製造装置１には、プレス機１４により上下方向から荷重が加えられると説明したが、樹脂成形品の製造装置１に荷重を加えられる装置であれば、プレス機１４に限らず各種の加圧装置を用いることができる。
【００４４】
また、上述した実施形態では、ステップＳ４で母型４を閉じることにより、母型上型４ａと母型下型４ｂとによって真空ガスケット８が挟み込まれると説明したが、これとは異なる構成で真空ガスケットを配置してもよい。例えば、母型上型が凸形断面を有すると共に母型下型が凹形断面を有し、母型上型の凸部を母型下型の凹部に嵌め込むことで母型を閉じるように構成されている場合、母型上型の凸部の側面に真空ガスケットを配置してもよい。この構成では、母型を閉じる場合、真空ガスケットは母型下型の凹部の側面を摺動することになる。
【００４５】
また、上述した実施形態では、図３のステップＳ１０において入子型２を母型４から取り出し、ステップＳ１１において入子型２を固定した後、ステップＳ１２において入子型２を型開き温度まで冷却すると説明したが、冷却前に、入子型２を型開き温度以上の所定の保持温度（例えば８０℃）で保持してもよい。これにより、成形品Ｗの表面の質感の向上や内部応力の緩和を図ることができる。
【００４６】
次に、上述した本発明の実施形態及び本発明の実施形態の変形例による樹脂成形品の製造方法及び製造装置１の作用効果を説明する。
【００４７】
まず、入子型２は、この入子型２の内部に樹脂を保持したまま母型４から取り出し可能となっているので、入子型２を母型４から取り出した状態で冷却することができ、これにより、母型４を閉じるための装置（例えばプレス機）の占有時間を、母型４を閉じるための時間だけに短縮することができ、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。また、入子型２は、入子型下型２ｂと入子型上型２ａとを含み、入子型下型２ｂは、この入子型下型２ｂを形成する互いに向かい合う型面２ｃ間の距離が拡大する方向に分割可能となっているので、入子型２の冷却時には、入子型２の入子型下型２ｂの収縮に応じて隣接する分割面を互いに離間させることによって、入子型２の入子型下型２ｂ及び入子型上型２ａに囲まれた金型空間の縮小を防ぐことができ、これにより、入子型２から成形品Ｗに圧縮力が作用して変形や破損が生じることを防止できる。したがって、本発明によれば、成形品Ｗに変形や破損を生じさせることなく、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
【００４８】
また、入子型２を、内部に樹脂を保持したまま母型４から取り出し、軟化温度以下の所定の型開き温度まで冷却するので、母型４を閉じるための装置（例えばプレス機）の占有時間を、母型４を閉じるための時間だけに短縮することができ、樹脂成形品の生産効率を向上することができる。
【００４９】
また、入子型２を母型４から取り出すステップの後、入子型２を型開き温度以上の所定の保持温度で保持するので、母型４を閉じるための装置（例えばプレス機）の占有時間を増大させることなく、成形品Ｗの表面の質感の向上や内部応力の緩和を図ることができる。
【００５０】
また、入子型２の閉位置から所定の間隔を空けた位置で入子型２を保持しながら、母型４内で入子型２の内部を真空引きし、入子型２の内部が所定の真空度に達した後に、母型４により入子型２を閉位置まで閉じ、その後、入子型２の内部を大気圧に戻す。すなわち、入子型２の内部を真空にし、母型４を閉じて樹脂の成形を行った後に入子型２の内部を大気圧に戻すので、大気圧を利用して樹脂の内部の気泡を微細にすることができ、小型の加圧装置を用いて型を加圧する場合でも、大型のプレス機を用いて大圧力で型を加圧したのと同等以上に緻密且つ表面が平滑な成形品を得ることができる。
【００５１】
また、熱可塑性樹脂、又は、熱可塑性樹脂と繊維との複合材料の成形品の製造に本製造方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  樹脂成形品の製造装置
２  入子型
２ａ  入子型上型
２ｂ  入子型下型
２ｃ  型面
２ｄ  分割要素
４  母型
４ａ  母型上型
４ｂ  母型下型
６  真空引吸気孔
８  真空ガスケット
１０  ヒーター
１０ａ  上側ヒーター
１０ｂ  下側ヒーター
１２  断熱材
１４  プレス機
１４ａ  プラットホーム
１４ｂ  スライドフレーム
１６  シャフト
Ｗ  成形品
【要約】
【課題】樹脂成形品の生産効率を向上することができる樹脂成形品の製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】樹脂成形品の製造装置(1)は、型に入れる前のプリプレグを軟化温度以上に加熱するプリプレグ加熱装置と、樹脂を成形する入子型(2)と、樹脂を内部に配置する前の入子型を所定の型閉じ温度まで加熱する入子型加熱装置と、入子型を着脱可能に内蔵する母型(4)とを有し、入子型は、この入子型の内部に樹脂を保持したまま母型から取り出し可能となっており、更に、入子型上型(2a)と入子型下型(2b)とを含み、入子型下型は、この入子型下型を形成する互いに向かい合う型面(2c)間の距離が拡大する方向に分割可能となっている。
【選択図】図５【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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