(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸された中間成形品を加熱硬化する成形型と、
前記成形型において前記中間成形品が加熱硬化されることにより生成された引抜成形品を前記成形型から引き抜く引抜装置と、を備え、
前記成形型は、弾性変形して、前記中間成形品を加圧する加圧部材を有する、
引抜成形品の製造装置。
【請求項２】
前記中間成形品は、前記成形型において引抜方向に移動され、
前記加圧部材は、内部空間を有する袋体を含み、
前記袋体は、前記引抜方向に移動する前記中間成形品の外形の変化に追従するように、第１変形状態から第２変形状態に弾性変形し、
前記第１変形状態及び前記第２変形状態において、前記中間成形品を同一の力で加圧するように、前記袋体の内部空間の圧力を調整する圧力調整装置を備える、
請求項１に記載の引抜成形品の製造装置。
【請求項３】
前記袋体は、第１袋体と、前記第１袋体との間で前記中間成形品の少なくとも一部を挟むように配置される第２袋体と、を含み、
前記圧力調整装置は、前記第１袋体及び前記第２袋体が前記中間成形品を同一の力で加圧するように、前記第１袋体の内部空間の圧力及び前記第２袋体の内部空間の圧力を調整する、
請求項２に記載の引抜成形品の製造装置。
【請求項４】
前記加圧部材の温度を調整する温度調整装置を備え、
前記温度調整装置は、前記加圧部材から前記中間成形品に伝達される熱で前記中間成形品が加熱硬化するように、前記加圧部材の温度を調整する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の引抜成形品の製造装置。
【請求項５】
前記加圧部材は、前記中間成形品の引抜方向に複数設けられ、
前記温度調整装置は、複数の前記加圧部材のそれぞれから前記中間成形品に伝達される熱量が異なるように、複数の前記加圧部材の温度を調整する、
請求項４に記載の引抜成形品の製造装置。
【請求項６】
前記加圧部材に支持され、前記中間成形品の表面と摺動可能な摺動面を有し、前記中間成形品を整形する整形部材を備える、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の引抜成形品の製造装置。
【請求項７】
強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸された中間成形品を成形型に導入する工程と、
前記成形型に設けられている弾性変形する加圧部材で前記中間成形品を加熱及び加圧する工程と、
前記成形型において前記中間成形品が加熱硬化されることにより生成された引抜成形品を前記成形型から引き抜く工程と、
を含む引抜成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、引抜成形品の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化繊維をプラスチック材料と複合させた複合材料は、航空機、自動車、及び船舶等に使用される。複合材料の成形方法として、金型を使ってプリプレグシート等を圧縮賦形する成形法が知られている（特許文献１参照）。また、複合材料の成形方法として、強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸された中間成形品を成形型に導入して加熱硬化して成形し、成形型から引き抜く引抜成形法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２０３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
引抜成形法に使用される成形型の形状は一定であり、引抜成形品は一定の断面形状で成形される。例えば長尺の引抜成形品を製造する場合、引抜成形品の厚みを長手方向に変化させることが要求される場合がある。従来技術においては、成形型の形状が一定であるため、成形型に導入される中間成形品の厚みが変化した場合、製造される引抜成形品の品質が低下する可能性がある。例えば、厚みが厚く変化する中間成形品が成形型に導入された場合、中間成形品に過度な圧力が負荷され、その結果、製造される引抜成形品の品質が低下する、あるいは引抜成形が不可能となる可能性がある。また、厚みが薄い中間成形品が成形型に導入された場合、中間成形品に対する加圧が不十分となり、その結果、製造される引抜成形品の品質が低下する可能性がある。【０００５】
本発明は、成形型に導入される中間成形品の厚みが変化しても、製造される引抜成形品の品質の低下を抑制できる引抜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】
【０００６】
本発明は、強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸された中間成形品を加熱硬化する成形型と、前記成形型において前記中間成形品が加熱硬化されることにより生成された引抜成形品を前記成形型から引き抜く引抜装置と、を備え、前記成形型は、弾性変形可能であり、前記中間成形品を加圧する加圧部材を有する、引抜成形品の製造装置を提供する。【０００７】
本発明において、前記中間成形品は、前記成形型において引抜方向に移動され、前記加圧部材は、内部空間を有する袋体を含み、前記袋体は、前記引抜方向に移動する前記中間成形品の外形の変化に追従するように、第１変形状態から第２変形状態に弾性変形し、前記第１変形状態及び第２変形状態において、前記中間成形品を同一の力で加圧するように、前記袋体の内部空間の圧力を調整する圧力調整装置を備えることが好ましい。【０００８】
本発明において、前記袋体は、第１袋体と、前記第１袋体との間で前記中間成形品の少なくとも一部を挟むように配置される第２袋体と、を含み、前記圧力調整装置は、前記第１袋体及び前記第２袋体が前記中間成形品を同一の力で加圧するように、前記第１袋体の内部空間の圧力及び前記第２袋体の内部空間の圧力を調整することが好ましい。【０００９】
本発明において、前記加圧部材の温度を調整する温度調整装置を備え、前記温度調整装置は、前記加圧部材から前記中間成形品に伝達される熱で前記中間成形品が加熱硬化するように、前記加圧部材の温度を調整することが好ましい。【００１０】
本発明において、前記加圧部材は、前記中間成形品の引抜方向に複数設けられ、前記温度調整装置は、複数の前記加圧部材のそれぞれから前記中間成形品に伝達される熱量が異なるように、複数の前記加圧部材の温度を調整することが好ましい。【００１１】
本発明において、前記加圧部材に支持され、前記中間成形品の表面と摺動可能な摺動面を有し、前記中間成形品を整形する整形部材を備えることが好ましい。【００１２】
本発明は、強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸された中間成形品を成形型に導入する工程と、前記成形型に設けられている弾性変形可能な加圧部材で前記中間成形品を加熱及び加圧する工程と、前記成形型において前記中間成形品が加熱硬化されることにより生成された引抜成形品を前記成形型から引き抜く工程と、を含む引抜成形品の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成形型に導入される中間成形品の厚みが変化しても、製造される引抜成形品の品質の低下を抑制できる引抜成形品の製造装置及び製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本実施形態に係る引抜成形品の製造装置の一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る第１予備成形部及び第２予備成形部の一例を模式的に示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る成形型を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る成形型を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る引抜成形品の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態に係る中間成形品の一部を模式的に示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る成形型を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る成形型を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。また、以下で説明する実施形態における構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１６】
［引抜成形品の製造装置］
図１は、本実施形態に係る引抜成形品の製造装置１の一例を模式的に示す図である。製造装置１は、強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸された中間成形品Ｓを引抜成形することによって、引抜成形品Ｍを製造する。
【００１７】
図１に示すように、製造装置１は、中間成形品Ｓａを形成する第１予備成形部１０と、中間成形品Ｓｂを形成する第２予備成形部２０と、間隙材Ｆａを供給する間隙材供給部３０と、強化繊維シートＦｂを供給する強化繊維シート供給部４０と、中間成形品Ｓａと中間成形品Ｓｂと間隙材Ｆａと強化繊維シートＦｂとを予備成形して中間成形品Ｓを生成する第３予備成形部５０と、第３予備成形部５０で生成された中間成形品Ｓが導入され、中間成形品Ｓを加熱硬化する成形型６０と、成形型６０において中間成形品Ｓが加熱硬化されることにより生成された引抜成形品Ｍを成形型６０から引き抜く引抜装置７０と、を備える。
【００１８】
第１予備成形部１０は、強化繊維シートを予備成形して、中間成形品Ｓａを形成する。第２予備成形部２０は、強化繊維シートを予備成形して、中間成形品Ｓｂを形成する。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る第１予備成形部１０及び第２予備成形部２０の一例を模式的に示す図である。図２に示すように、第１予備成形部１０は、強化繊維シートＦｃを供給する強化繊維シート供給部１１と、強化繊維シート供給部１１から供給された強化繊維シートＦｃを予備成形する複数の加圧ローラ１２とを有する。
【００２０】
強化繊維シート供給部１１は、供給リール１３を有する。供給リール１３に、連続する強化繊維シートＦｃがロール状に巻かれている。強化繊維シート供給部１１は、供給リール１３から強化繊維シートＦｃを繰り出す。
【００２１】
本実施形態において、強化繊維シート供給部１１から供給される強化繊維シートＦｃは、プリプレグシートである。プリプレグシートは、強化繊維をシート状に複数本引き揃え、そのシート状の強化繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたシートである。なお、強化繊維シートＦｃは、プリフォームシートでもよい。プリフォームシートは、熱硬化性樹脂が含浸されていない強化繊維のシートである。
【００２２】
本実施形態において、強化繊維シートＦｃを形成する強化繊維は、炭素繊維である。なお、強化繊維シートＦｃを形成する強化繊維は、プラスチック繊維、ガラス繊維、及び金属繊維の少なくとも一つでもよい。
【００２３】
強化繊維シートＦｃがプリプレグシートである場合、強化繊維に含浸されている熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、及びシリコン樹脂の少なくとも一つを含む。
【００２４】
強化繊維シートＦｃがプリフォームシートである場合、予備成形の前に熱硬化性樹脂を強化繊維シートＦｃに含浸する工程が追加される。その場合、強化繊維シートＦｃに含浸される熱硬化性樹脂はプリプレグシートの場合と同様の樹脂である。
【００２５】
加圧ローラ１２は、強化繊維シート供給部１１から供給された強化繊維シートＦｃを予備成形する。加圧ローラ１２は、強化繊維シートＦｃの搬送方向に複数設けられる。複数の加圧ローラ１２のそれぞれは、第３予備成形部５０による予備成形及び成形型６０による成形前に、強化繊維シートＦｃの形を予め整える。強化繊維シートＦｃが予備成形されることにより生成された中間成形品Ｓａは、第３予備成形部５０に供給される。
【００２６】
第２予備成形部２０は、強化繊維シートＦｄを供給する強化繊維シート供給部２１と、強化繊維シート供給部２１から供給された強化繊維シートＦｄを予備成形する複数の加圧ローラ２２とを有する。
【００２７】
強化繊維シート供給部２１は、供給リール２３を有する。供給リール２３に、連続する強化繊維シートＦｄがロール状に巻かれている。強化繊維シート供給部２１は、供給リール２３から強化繊維シートＦｄを繰り出す。
【００２８】
本実施形態において、強化繊維シート供給部２１から供給される強化繊維シートＦｄは、プリプレグシートである。なお、強化繊維シートＦｄは、プリフォームシートでもよい。強化繊維シートＦｄの材料は、強化繊維シートＦｃの材料と同一でもよいし異なってもよい。
【００２９】
加圧ローラ２２は、強化繊維シート供給部２１から供給された強化繊維シートＦｄを予備成形する。加圧ローラ２２は、強化繊維シートＦｄの搬送方向に複数設けられる。複数の加圧ローラ２２のそれぞれは、第３予備成形部５０による予備成形及び成形型６０による成形前に、強化繊維シートＦｄの形を予め整える。強化繊維シートＦｄが予備成形されることにより生成された中間成形品Ｓｂは、第３予備成形部５０に供給される。
【００３０】
図１に示すように、間隙材供給部３０は、間隙材Ｆａを供給する。本実施形態において、間隙材Ｆａは、炭素繊維である。なお、間隙材Ｆａは、プラスチック繊維、ガラス繊維、及び金属繊維の少なくとも一つでもよい。
【００３１】
強化繊維シート供給部４０は、強化繊維シートＦｂを供給する。本実施形態において、強化繊維シート供給部４０から供給される強化繊維シートＦｂは、プリプレグシートである。なお、強化繊維シートＦｂは、プリフォームシートでもよい。
【００３２】
本実施形態において、強化繊維シートＦｂを形成する強化繊維は、炭素繊維である。なお、強化繊維シートＦｂを形成する強化繊維は、プラスチック繊維、ガラス繊維、及び金属繊維の少なくとも一つでもよい。
【００３３】
強化繊維シートＦｂがプリプレグシートである場合、強化繊維に含浸されている熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、及びシリコン樹脂の少なくとも一つを含む。
【００３４】
強化繊維シートＦｂがプリフォームシートである場合、予備成形の前に熱硬化性樹脂を強化繊維シートＦｂに含浸する工程が追加される。その場合、強化繊維シートＦｂに含浸される熱硬化性樹脂はプリプレグシートの場合と同様の樹脂である。
【００３５】
強化繊維シートＦｂの材料は、強化繊維シートＦｃの材料及び強化繊維シートＦｄの材料の少なくとも一方と同一でもよいし、強化繊維シートＦｃの材料及び強化繊維シートＦｄの材料と異なってもよい。
【００３６】
強化繊維シート供給部４０は、供給リール４３を有する。供給リール４３に、連続する強化繊維シートＦｂがロール状に巻かれている。強化繊維シート供給部４０は、供給リール４３から強化繊維シートＦｂを繰り出す。
【００３７】
第３予備成形部５０は、第１予備成形部１０において生成された中間成形品Ｓａと、第２予備成形部２０において生成された中間成形品Ｓｂと、間隙材供給部３０から供給された間隙材Ｆａと、強化繊維シート供給部４０から供給された強化繊維シートＦｂとを予備成形して、中間成形品Ｓを生成する。
【００３８】
第３予備成形部５０は、中間成形品Ｓａと中間成形品Ｓｂと間隙材Ｆａとを合体させて予備成形することにより中間成形品Ｓｃを生成する複数の加圧ローラ５２と、加圧ローラ５２で生成された中間成形品Ｓｃと強化繊維シートＦｂとを合体させて予備成形することにより中間成形品Ｓを生成する複数の加圧ローラ５４とを有する。
【００３９】
第３予備成形部５０において、中間成形品Ｓａと中間成形品Ｓｂと間隙材Ｆａと強化繊維シートＦｂとが合体する。第３予備成形部５０は、成形型６０による成形前に、中間成形品Ｓの形を予め整える。
【００４０】
第３予備成形部５０は、強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸された中間成形品Ｓを生成する。本実施形態において、強化繊維シートＦｂ、強化繊維シートＦｃ、及び強化繊維シートＦｄの少なくとも一つは、強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸されたプリプレグシートである。中間成形品Ｓは、プリプレグシートを含む。
【００４１】
成形型６０は、第３予備成形部５０から供給され、強化繊維に熱硬化性樹脂が含浸された中間成形品Ｓを加熱硬化して成形する。成形型６０は、中間成形品Ｓに含まれている半硬化状態の熱硬化性樹脂が硬化状態になるように、中間成形品Ｓを加熱する。
【００４２】
半硬化状態の熱硬化性樹脂とは、軟化状態よりも硬化しているものの完全には硬化していない状態であり、加熱されることによって熱硬化反応することができる状態をいう。半硬化状態の熱硬化性樹脂は、自己支持性を有し、支持体に支持されていない状態においても形状を保持することができる。
【００４３】
硬化状態の熱硬化性樹脂とは、熱硬化された後の状態であり、加熱されても熱硬化反応することができない状態をいう。硬化状態の熱硬化性樹脂は、自己支持性を有し、支持体に支持されていない状態においても形状を保持することができる。
【００４４】
軟化状態の熱硬化性樹脂とは、熱硬化される前の状態であり、加熱されることによって熱硬化反応することができる状態をいう。軟化状態の熱硬化性樹脂は、自己支持性を有さず、支持体に支持されていない状態においては形状を保持することができない。
【００４５】
中間成形品Ｓに含まれる熱硬化性樹脂が成形型６０において加熱硬化されることにより、引抜成形品Ｍが形成される。
【００４６】
成形型６０は、中間成形品Ｓの入口６１と、成形型６０において生成された引抜成形品Ｍの出口６２とを有する。第３予備成形部５０からの中間成形品Ｓは、入口６１を介して、成形型６０の内部に導入される。
【００４７】
引抜装置７０は、成形型６０から引抜成形品Ｍを引き抜く。引抜装置７０は、成形型６０の内部に導入された中間成形品Ｓが加熱硬化されることにより生成された引抜成形品Ｍを、成形型６０から引き抜く。
【００４８】
本実施形態において、中間成形品Ｓａは、第１予備成形部１０から連続して供給される。中間成形品Ｓｂは、第２予備成形部２０から連続して供給される。間隙材Ｆａは、間隙材供給部３０から連続して供給される。強化繊維シートＦｂは、強化繊維シート供給部４０から連続して供給される。中間成形品Ｓは、成形型６０の入口６１から成形型６０の内部に連続して導入される。引抜装置７０は、引抜成形品Ｍを連続して引き抜く。すなわち、本実施形態において、製造装置１は、連続引抜成形を実施する。
【００４９】
［成形型］
図３は、本実施形態に係る成形型６０を模式的に示す断面図であり、図１のＡ−Ａ線断面矢視図に相当する。図４は、本実施形態に係る成形型６０を模式的に示す断面図であり、図１のＢ−Ｂ線断面矢視図に相当する。
【００５０】
図３及び図４に示すように、成形型６０は、ハウジング６３と、ハウジング６３の内部に設けられ、成形型６０に導入された中間成形品Ｓを加圧する加圧部材１００とを有する。
【００５１】
加圧部材１００は、弾性変形可能である。本実施形態において、加圧部材１００は、内部空間１５０を有する袋体である。以下の説明においては、加圧部材１００を適宜、袋体１００、と称する。
【００５２】
袋体１００は、例えばシリコンゴム製であり、弾性変形可能である。本実施形態において、袋体１００は、風船（balloon）状の部材である。袋体１００の内部空間１５０には、流体が収容される。内部空間１５０の流体は、気体でもよいし液体でもよい。
【００５３】
また、成形型６０は、ハウジング６３に設けられ、中間成形品Ｓをハウジング６３の内部に搬入するための入口６１と、ハウジング６３に設けられ、成形型６０において中間成形品Ｓが加熱硬化されることにより生成された引抜成形品Ｍをハウジング６３の外部に搬出するための出口６２とを有する。中間成形品Ｓは、入口６１を介してハウジング６３の内部に入り、ハウジング６３の内部を移動した後、出口６２を介してハウジング６３の外部に出る。以下の説明においては、成形型６０における中間成形品Ｓの移動方向を適宜、引抜方向、と称する。
【００５４】
本実施形態において、袋体１００は、整形部材１８０を介して、中間成形品Ｓと対向するように配置される。整形部材１８０は、袋体１００に支持される。整形部材１８０は、プレート状の部材であり、袋体１００よりも高剛性である。本実施形態において、整形部材１８０は、金属製のプレート部材である。なお、整形部材１８０は、強化プラスチック製のプレート部材でもよい。
【００５５】
整形部材１８０は、中間成形品Ｓの表面と接触するように配置される。整形部材１８０は、中間成形品Ｓの表面と接触し、中間成形品Ｓの表面と摺動可能な摺動面を有する。中間成形品Ｓが引抜方向に移動するとき、整形部材１８０は、中間成形品Ｓに対して摺動する。整形部材１８０は、引抜方向に移動する中間成形品Ｓの表面と接触することにより、中間成形品Ｓを整形する。
【００５６】
中間成形品Ｓの表面と摺動する整形部材１８０の摺動面には、例えばシリコン樹脂又はフッ素樹脂のような潤滑材が設けられている。これにより、整形部材１８０と中間成形品Ｓとの摺動性が確保される。
【００５７】
袋体１００のうち、整形部材１８０が接続されていない部分又は中間成形品Ｓと対面していない部分は、ハウジング６３の内面に支持される。
【００５８】
製造装置１は、袋体１００の状態を調整する調整装置２００を備える。調整装置２００は、袋体１００の内部空間１５０の圧力を調整する圧力調整装置２１０と、袋体１００の温度を調整する温度調整装置２２０とを有する。温度調整装置２２０は、内部空間１５０の流体の温度を調整して、袋体１００の温度を調整する。
【００５９】
圧力調整装置２１０は、内部空間１５０に流体を供給することによって、内部空間１５０の圧力を上昇させることができる。圧力調整装置２１０は、内部空間１５０の流体を吸引することによって、内部空間１５０の圧力を低下させることができる。
【００６０】
入口６１を介して成形型６０の内部に導入される中間成形品Ｓの厚みが変化しながら、中間成形品Ｓが成形型６０において引抜方向に移動される場合、袋体１００は、引抜方向に移動する中間成形品Ｓの外形の変化（厚みの変化）に追従するように、弾性変形する。袋体１００のうち、整形部材１８０が接続されていない部分又は中間成形品Ｓと対面していない部分は、ハウジング６３の内面に支持される。そのため、袋体１００のうち、整形部材１８０が接続されている部分又は中間成形品Ｓと対面している部分は、ハウジング６３の内面を基準として、中間成形品Ｓの厚みの変化に追従するように、弾性変形（変位）することができる。
【００６１】
例えば、第１厚みの中間成形品Ｓが、袋体１００に支持されている整形部材１８０と接触したとき、袋体１００は、第１変形状態に変形する。第１厚みとは異なる第２厚みの中間成形品Ｓが、袋体１００に支持されている整形部材１８０と接触したとき、袋体１００は、第１変形状態とは異なる第２変形状態に変形する。袋体１００の変形状態は、袋体１００のうち、整形部材１８０が接続されている部分又は中間成形品Ｓと対面している部分の変位量を示す。
【００６２】
本実施形態において、圧力調整装置２１０は、袋体１００が第１変形状態及び第２変形状態の両方において、中間成形品Ｓを同一の力で加圧するように、袋体１００の内部空間１５０の圧力を調整する。すなわち、圧力調整装置２１０は、中間成形品Ｓの厚みの変化により袋体１００が弾性変形しても、袋体１００による中間成形品Ｓに対する加圧の力が常に一定になるように、袋体１００の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００６３】
温度調整装置２２０は、内部空間１５０に供給される流体を加熱することによって、内部空間１５０の流体の温度を上昇させることができる。温度調整装置２２０は、内部空間１５０に供給される流体の温度を冷却することによって、内部空間１５０の流体の温度を低下させることができる。
【００６４】
図３に示すように、本実施形態において、中間成形品Ｓの断面形状は、所謂、Ｔ字状である。中間成形品Ｓは、第１プレート部３１０と、第１プレート部３１０と実質的に直交する第２プレート部３２０とを有する。第１プレート部３１０と第２プレート部３２０との間に、第１屈曲部Ｋ１及び第２屈曲部Ｋ２が設けられる。
【００６５】
第１プレート部３１０は、中間成形品Ｓａの一部分と中間成形品Ｓｂの一部分とが接合されることによって形成される。第２プレート部３２０は、中間成形品Ｓａの一部分及び中間成形品Ｓｂの一部分と強化繊維シートＦｂとが接合されることによって形成される。
【００６６】
以下の説明においては、中間成形品Ｓａのうち第１プレート部３１０を形成する一部分を適宜、部分Ｓａ１、と称し、中間成形品Ｓａのうち第２プレート部３２０を形成する一部分を適宜、部分Ｓａ２、と称する。部分Ｓａ１と部分Ｓａ２とは、第１屈曲部Ｋ１を介して結ばれる。
【００６７】
また、以下の説明においては、中間成形品Ｓｂのうち第１プレート部３１０を形成する一部分を適宜、部分Ｓｂ１、と称し、中間成形品Ｓｂのうち第２プレート部３２０を形成する一部分を適宜、部分Ｓｂ２、と称する。部分Ｓｂ１と部分Ｓｂ２とは、第２屈曲部Ｋ２を介して結ばれる。
【００６８】
中間成形品Ｓａの第１屈曲部Ｋ１と中間成形品Ｓｂの第２屈曲部Ｋ２と強化繊維シートＦｂとの間の空間に間隙材Ｆａが配置される。
【００６９】
引抜方向と直交する断面において、袋体１００は、中間成形品Ｓの周囲に複数配置される。本実施形態において、袋体１００は、中間成形品Ｓａを加圧するための袋体１０１と、中間成形品Ｓｂを加圧するための袋体１０２と、強化繊維シートＦｂを加圧するための袋体１０３とを含む。
【００７０】
袋体１０１及び袋体１０２は、部分Ｓａ１及び部分Ｓｂ１を含む第１プレート部３１０を挟むように配置される。
【００７１】
袋体１０１及び袋体１０３は、部分Ｓａ２及び強化繊維シートＦｂの一部を含む第２プレート部３２０の一部を挟むように配置される。
【００７２】
袋体１０２及び袋体１０３は、部分Ｓｂ２及び強化繊維シートＦｂの一部を含む第２プレート部３２０の一部を挟むように配置される。
【００７３】
袋体１０１には、部分Ｓａ１の表面と接触する整形部材１８０と、部分Ｓａ２の表面と接触する整形部材１８０とが設けられる。部分Ｓａ１の表面と接触する整形部材１８０と、部分Ｓａ２の表面と接触する整形部材１８０とは、離れている。中間成形品Ｓａの第１屈曲部Ｋ１の表面は、袋体１０１と接触する。
【００７４】
袋体１０２には、部分Ｓｂ１の表面と接触する整形部材１８０と、部分Ｓｂ２の表面と接触する整形部材１８０とが設けられる。部分Ｓｂ１の表面と接触する整形部材１８０と、部分Ｓｂ２の表面と接触する整形部材１８０とは、離れている。中間成形品Ｓｂの第２屈曲部Ｋ２の表面は、袋体１０２と接触する。
【００７５】
袋体１０３には、強化繊維シートＦｂの表面と接触する整形部材１８０が設けられる。
【００７６】
また、図４に示すように、袋体１００は、中間成形品Ｓの引抜方向に複数設けられる。本実施形態においては、袋体１０１、袋体１０２、及び袋体１０３はそれぞれ、中間成形品Ｓの引抜方向に４つ設けられる。
【００７７】
圧力調整装置２１０は、袋体１００の内部空間１５０の圧力を調整して、袋体１００が中間成形品Ｓを加圧する力を調整する。
【００７８】
本実施形態において、圧力調整装置２１０は、中間成形品Ｓの第１プレート部３１０を挟むように配置されている袋体１０１及び袋体１０２が、中間成形品Ｓの第１プレート部３１０を同一の力で加圧するように、袋体１０１の内部空間１５０の圧力及び袋体１０２の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００７９】
同様に、圧力調整装置２１０は、中間成形品Ｓの第２プレート部３２０の一部を挟むように配置されている袋体１０１及び袋体１０３が、中間成形品Ｓの第２プレート部３２０を同一の力で加圧するように、袋体１０１の内部空間１５０の圧力及び袋体１０３の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００８０】
同様に、圧力調整装置２１０は、中間成形品Ｓの第２プレート部３２０の一部を挟むように配置されている袋体１０２及び袋体１０３が、中間成形品Ｓの第２プレート部３２０を同一の力で加圧するように、袋体１０２の内部空間１５０の圧力及び袋体１０３の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００８１】
すなわち、本実施形態において、圧力調整装置２１０は、図３に示す力のベクトルＦ１１とベクトルＦ２１とがバランスするように、袋体１０１の内部空間１５０の圧力及び袋体１０２の内部空間１５０の圧力を調整する。また、圧力調整装置２１０は、図３に示す力のベクトルＦ１２及びベクトルＦ２２とベクトルＦ３とがバランスするように、袋体１０１の内部空間１５０の圧力、袋体１０２の内部空間１５０の圧力、及び袋体１０３の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００８２】
温度調整装置２２０は、袋体１００から中間成形品Ｓに伝達される熱で中間成形品Ｓが加熱硬化するように、内部空間１５０の流体の温度を調整する。本実施形態において、中間成形品Ｓは、整形部材１８０を介して袋体１００から供給される熱により加熱硬化される。
【００８３】
［引抜成形品の製造方法］
次に、本実施形態に係る引抜成形品Ｍの製造方法の一例について説明する。図５は、本実施形態に係る引抜成形品Ｍの製造方法の一例を示すフローチャートである。図６は、本実施形態に係る中間成形品Ｓの一部を模式的に示す図である。
【００８４】
本実施形態においては、図６に模式的に示すように、成形型６０に導入される中間成形品Ｓの少なくとも一部の厚みが変化する。中間成形品Ｓは、複数の強化繊維シートの積層体である。図６に示すように、強化繊維シートの積層数が調整されることにより、中間成形品Ｓの厚みが変化する。例えば、第１プレート部３１０の厚みが引抜方向において変化されてもよいし、第２プレート部３２０の厚みが引抜方向において変化されてもよい。
【００８５】
引抜方向において厚みが変化する中間成形品Ｓが入口６１を介して成形型６０の内部に導入される（ステップＳＰ１）。
【００８６】
袋体１００で中間成形品Ｓが加圧されるように、袋体１００の内部空間１５０の圧力が圧力調整装置２１０によって調整される。また、袋体１００から中間成形品Ｓに伝達される熱で中間成形品Ｓが加熱硬化されるように、袋体１００の内部空間１５０の流体の温度が温度調整装置２２０によって調整される。
【００８７】
成形型６０の内部に導入された中間成形品Ｓは、袋体１００に支持されている整形部材１８０と接触することにより、加熱及び加圧される（ステップＳＰ２）。これにより、中間成形品Ｓが加熱硬化され、引抜成形品Ｍが生成される。
【００８８】
整形部材１８０は、高剛性のプレート部材である。したがって、整形部材１８０と中間成形品Ｓとが接触することにより、中間成形品Ｓは高精度に成形される。また、整形部材１８０は、中間成形品Ｓに対して摺動性を有する摺動面を有する。したがって、中間成形品Ｓは、整形部材１８０と摺動しながら、引抜方向に円滑に移動される。
【００８９】
袋体１００は、弾性変形可能である。したがって、第１屈曲部Ｋ１及び第２屈曲部Ｋ２のように、中間成形品Ｓの表面のうち整形部材１８０との接触が困難な部分が存在しても、袋体１００は、中間成形品Ｓの外形に沿うように変形し、第１屈曲部Ｋ１の表面及び第２屈曲部Ｋ２の表面にも接触することができる。これにより、中間成形品Ｓは、高精度に成形される。
【００９０】
成形型６０に導入される中間成形品Ｓの厚みが変化したとき、中間成形品Ｓの厚みの変化に応じて、袋体１００は弾性変形する。例えば、厚みが厚い中間成形品Ｓが成形型６０に導入された場合、袋体１００のうち整形部材１８０が接続されている部分又は中間成形品Ｓと対面している部分は、ハウジング６３の内面に近付くように変位する。厚みが薄い中間成形品Ｓが成形型６０に導入された場合、袋体１００のうち整形部材１８０が接続されている部分又は中間成形品Ｓと対面している部分は、ハウジング６３の内面から離れるように変位する。すなわち、袋体１００のうち整形部材１８０が接続されている部分又は中間成形品Ｓと対面している部分は、ハウジング６３の内面と基準として、中間成形品Ｓの厚みの変化に追従するように、変位する。
【００９１】
圧力調整装置２１０は、中間成形品Ｓの外形の変化に追従するように袋体１００が弾性変形したとき、中間成形品Ｓが袋体１００に常に一定の力で加圧されるように、袋体１００の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００９２】
また、圧力調整装置２１０は、中間成形品Ｓの第１プレート部３１０を挟むように配置されている袋体１０１及び袋体１０２が、中間成形品Ｓの第１プレート部３１０を同一の力で加圧するように、袋体１０１の内部空間１５０の圧力及び袋体１０２の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００９３】
同様に、圧力調整装置２１０は、中間成形品Ｓの第２プレート部３２０の一部を挟むように配置されている袋体１０１及び袋体１０３が、中間成形品Ｓの第２プレート部３２０を同一の力で加圧するように、袋体１０１の内部空間１５０の圧力及び袋体１０３の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００９４】
同様に、圧力調整装置２１０は、中間成形品Ｓの第２プレート部３２０の一部を挟むように配置されている袋体１０２及び袋体１０３が、中間成形品Ｓの第２プレート部３２０を同一の力で加圧するように、袋体１０２の内部空間１５０の圧力及び袋体１０３の内部空間１５０の圧力を調整する。
【００９５】
本実施形態において、温度調整装置２２０は、中間成形品Ｓの引抜方向に配置されている複数の袋体１００のそれぞれから中間成形品Ｓに伝達される熱量が異なるように、複数の袋体１００それぞれの内部空間１５０の流体の温度を調整する。本実施形態においては、成形型６０の入口６１から出口６２に向かって袋体１００から中間成形品Ｓに伝達される熱量が徐々に高くなり、ピークを迎えた後、出口６２に向けて徐々に温度が下がるように、複数の袋体１００それぞれの内部空間１５０の流体の温度が調整される。
【００９６】
成形型６０において中間成形品Ｓが加熱硬化されることにより生成された引抜成形品Ｍは、引抜装置７０により成形型６０から引き抜かれる（ステップＳＰ３）。
【００９７】
［作用及び効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、中間成形品Ｓを加熱硬化するための成形型６０が弾性変形可能な袋体１００を有するため、成形型６０に導入される中間成形品Ｓの厚みが変化したとき、中間成形品Ｓの厚みの変化に応じて、袋体１００は弾性変形する。これにより、厚みが厚い中間成形品Ｓが成形型６０に導入された場合、中間成形品Ｓに過度な応力が作用することが抑制される。また、厚みが薄い中間成形品Ｓが成形型６０に導入された場合、中間成形品Ｓに対する加圧が不足することが抑制される。したがって、成形型６０に導入される中間成形品Ｓの厚みが変化しても、製造される引抜成形品Ｍの品質の低下が抑制される。
【００９８】
また、弾性変形可能な加圧部材１００として、風船状の袋体１００を採用したことにより、第１屈曲部Ｋ１及び第２屈曲部Ｋ２のような屈曲部又は角部を有する中間成形品Ｓが成形型６０に導入されても、中間成形品Ｓの外形に合わせて袋体１００が変形し、中間成形品Ｓの表面の全部と袋体１００又は整形部材１８０とを十分に接触させることができる。
【００９９】
また、本実施形態においては、成形型６０に導入される中間成形品Ｓの厚みが変化しても、中間成形品Ｓが常に一定の力で加圧されるように、袋体１００の内部空間１５０の圧力が圧力調整装置２１０で調整される。したがって、中間成形品Ｓに対する加圧が過度になったり不足したりすることが抑制され、製造される引抜成形品Ｍの品質は均一化される。
【０１００】
また、本実施形態においては、中間成形品Ｓは２つの袋体１００に挟まれて加熱及び加圧される。これにより、成形型６０に導入される中間成形品Ｓの厚みが変化した場合、２つの袋体１００の両方が弾性変形する。中間成形品Ｓの厚みの変化が２つの袋体１００のそれぞれに吸収されるため、２つの袋体１００それぞれの弾性変形量が抑制される。袋体１００の過度な弾性変形が抑制されるため、成形型６０に導入される中間成形品Ｓの厚みが大きく変化しても、中間成形品Ｓの厚みの変化に十分に対応することができる。また、２つの袋体１００が中間成形品Ｓを同一の力で加圧するように、２つの袋体１００の内部空間１５０の圧力が調整されるため、２つの袋体１００の弾性変形量は均一化される。例えば、第１プレート部３１０を挟む袋体１０１及び袋体１０２のうち、袋体１０１による加圧力が袋体１０２による加圧力よりも小さいと、第１プレート部３１０は、袋体１０１側に偏ってしまったり曲がってしまったりする可能性がある。本実施形態によれば、２つの袋体１００の加圧力が均一化されているため、中間成形品Ｓが２つの袋体１００のいずれか一方に偏ったり曲がったりすることが抑制される。したがって、製造される引抜成形品Ｍの品質の低下が抑制される。
【０１０１】
また、本実施形態においては、袋体１００から中間成形品Ｓに伝達される熱で中間成形品Ｓが加熱硬化するように、袋体１００の内部空間１５０の流体の温度が温度調整装置２２０によって調整される。これにより、成形型６０にヒータを別途設けることなく、袋体１００の熱で中間成形品Ｓを加熱硬化して引抜成形品Ｍを製造することができる。
【０１０２】
また、本実施形態においては、袋体１００は、中間成形品Ｓの引抜方向に複数設けられ、温度調整装置２２０は、複数の袋体１００のそれぞれから中間成形品Ｓに伝達される熱量が異なるように、複数の袋体１００それぞれの内部空間１５０の流体の温度を調整する。引抜方向に複数設けられる袋体１００から中間成形品Ｓに伝達される熱量に分布が設けられることにより、製造される引抜成形品Ｍの品質を調整することができる。例えば、成形型６０の入口６１から出口６２に向かって袋体１００から中間成形品Ｓに伝達される熱量が徐々に高くなるように、複数の袋体１００それぞれの内部空間１５０の流体の温度が調整されることにより、中間成形品Ｓは、出口６２に向かって徐々に硬化され、高品質な引抜成形品Ｍが製造される。また、引抜方向に複数設けられる袋体１００が中間成形品Ｓに付与する加圧の力に適宜分布を設けることによっても、製造される引抜成形品Ｍの品質を調整することができる。
【０１０３】
また、本実施形態においては、袋体１００に摺動面を有する整形部材１８０が設けられる。例えば金属製又は強化プラスチック製のような高剛性の整形部材１８０が袋体１００に支持されることにより、整形部材１８０を使って中間成形品Ｓを高精度に成形することができる。また、中間成形品Ｓの表面の接触する整形部材１８０の接触面に例えば潤滑材が設けられて摺動面が形成されることにより、整形部材１８０と中間成形品Ｓとの摺動性が確保される。
【０１０４】
［他の実施形態］
なお、上述の実施形態においては、中間成形品Ｓの第１プレート部３１０及び第２プレート部３２０のそれぞれが、２つの袋体１００で挟まれることとした。図７に示すように、第１プレート部３１０が２つの袋体１００で挟まれ、第２プレート部３２０が袋体１００とハウジング６３の内面との間に挟まれてもよい。図７は、第１プレート部３１０が袋体１０１と袋体１０２とに挟まれ、第２プレート部３２０の一部が袋体１０１とハウジング６３とに挟まれ、第２プレート部３２０の一部が袋体１０２とハウジング６３とに挟まれる例を示す。また、ハウジング６３の内面には、強化繊維シートＦｂと接触するように整形部材１８０が設けられる。
【０１０５】
なお、上述の実施形態においては、中間成形品Ｓの断面形状は、所謂、Ｔ字状であり、線対称な形状であることとした。中間成形品Ｓの断面形状は、非線対称な形状でもよい。例えば、図８に示すように、中間成形品Ｓの断面形状は、所謂、Ｌ字状でもよい。図８は、中間成形品Ｓが２つの袋体１００で挟まれてなく、袋体１００とハウジング６３の内面とに挟まれている例を示す。
【０１０６】
なお、上述の実施形態において、整形部材１８０は省略されてもよい。袋体１００が中間成形品Ｓに直接的に接触してもよい。
【０１０７】
なお、上述の実施形態において、中間成形品Ｓの引抜方向に設けられる複数の袋体１００のそれぞれから中間成形品Ｓに伝達される熱量が均一になるように、袋体１００の内部空間１５０の流体の温度が調整されてもよい。
【０１０８】
なお、上述の実施形態において、例えばハウジング６３にヒータが設けられ、ヒータにより中間成形品Ｓが加熱されてもよい。
【０１０９】
なお、上述の実施形態において、加圧部材１００は、袋体でなくてもよく、例えば、弾性変形可能なばねでもよいし、ばねに支持された部材でもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１  製造装置、１０  第１予備成形部、１１  強化繊維シート供給部、１２  加圧ローラ、１３  供給リール、２０  第２予備成形部、２１  強化繊維シート供給部、２２  加圧ローラ、２３  供給リール、３０  間隙材供給部、４０  強化繊維シート供給部、４３  供給リール、５０  第３予備成形部、５２  加圧ローラ、５４  加圧ローラ、６０  成形型、６１  入口、６２  出口、６３  ハウジング、７０  引抜装置、１００  袋体、１５０  内部空間、１８０  整形部材、２００  調整装置、２１０  圧力調整装置、２２０  温度調整装置、３１０  第１プレート部、３２０  第２プレート部、Ｆａ  間隙材、Ｆｂ  強化繊維シート、Ｆｃ  強化繊維シート、Ｆｄ  強化繊維シート、Ｋ１  第１屈曲部、Ｋ２  第２屈曲部、Ｓ  中間成形品、Ｓａ  中間成形品、Ｓａ１  部分、Ｓａ２  部分、Ｓｂ  中間成形品、Ｓｂ１  部分、Ｓｂ２  部分、Ｓｃ  中間成形品。
【図１】
0006641483.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006641483.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006641483.tif 000006
【図６】
0006641483.tif 000007
【図７】
0006641483.tif 000008
【図８】
0006641483.tif 000009