(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟化させた繊維強化樹脂シートを下金型及び上金型に当接させて成形する成形方法であって、
前記下金型に対して昇降可能に設けられた複数の載置ピンの上端面を、前記下金型のキャビティ形成面から突出させ、前記繊維強化樹脂シートが前記キャビティ形成面に接触しない載置位置で、前記上端面に前記繊維強化樹脂シートを載置し、前記上端面を前記キャビティ形成面と面一になる成形位置まで下降させるとともに前記下金型及び前記上金型を閉じる工程を有し、
前記繊維強化樹脂シートを載置した後の前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記上端面同士が前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差となるように、前記複数の載置ピンの下降速度を調整すること、又は選択的に前記複数の載置ピンの上端面を上昇させることで、前記複数の載置ピン同士の突出長さの比を調整して、前記繊維強化樹脂シートの予備成形を行うことを特徴とする成形方法。
【請求項２】
請求項１記載の成形方法において、
前記載置位置では、前記上端面を水平方向に揃えて配置することを特徴とする成形方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の成形方法において、
前記上端面同士に前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差を設ける前に、前記キャビティ形成面の水平方向の中央側に比して、端部側から突出する前記載置ピンの前記上端面の高さを高くすることを特徴とする成形方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の成形方法において、
前記繊維強化樹脂シートの複数箇所を複数の保持部材で保持し、前記複数の保持部材同士の距離を調整することで、前記キャビティ形成面の形状に応じて前記繊維強化樹脂シートを予備成形した後に、前記上端面に載置することを特徴とする成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載の成形方法において、
前記上金型から前記下金型に向かって突出可能に設けられる押圧ピンによって、前記繊維強化樹脂シートが載置された前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記繊維強化樹脂シートを押圧して予備成形することを特徴とする成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の成形方法において、
前記複数の載置ピンの少なくとも一つの上端面に、位置決め部材によって位置決め固定した前記繊維強化樹脂シートの部位を位置決め部位とし、前記キャビティ形成面に対する前記位置決め部位の相対位置を固定した状態で、前記下金型及び前記上金型を閉じることを特徴とする成形方法。
【請求項７】
軟化させた繊維強化樹脂シートに下金型及び上金型を当接させて成形する成形装置であって、
上端面が、前記下金型のキャビティ形成面と面一となる成形位置と、前記成形位置から突出し、該上端面に載置された前記繊維強化樹脂シートが前記キャビティ形成面に接触しない載置位置との間を移動するように、前記下金型に対して昇降可能に設けられる複数の載置ピンを備え、
前記載置位置から前記成形位置まで前記上端面を下降させるとともに、前記下金型及び前記上金型を閉じ、
前記繊維強化樹脂シートを載置した後の前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記複数の載置ピンの下降速度を調整すること、又は選択的に前記複数の載置ピンの上端面を上昇させることで、前記複数の載置ピン同士の突出長さの比を調整して、前記上端面同士を前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差とすることを特徴とする成形装置。
【請求項８】
請求項７記載の成形装置において、
前記載置位置では、前記上端面が水平方向に揃って配置することを特徴とする成形装置。
【請求項９】
請求項７又は８記載の成形装置において、
前記上端面同士に前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差を設ける前に、前記キャビティ形成面の水平方向の中央側に比して、端部側から突出する前記載置ピンの前記上端面の高さを高くすることを特徴とする成形装置。
【請求項１０】
請求項７〜９の何れか１項に記載の成形装置において、
前記上端面に載置する前の前記繊維強化樹脂シートの複数箇所を保持することが可能な複数の保持部材をさらに備え、
前記保持部材は、前記繊維強化樹脂シートを保持した状態で、互いの距離を調整することで、前記キャビティ形成面の形状に応じて予備成形した前記繊維強化樹脂シートを前記上端面に載置して、前記繊維強化樹脂シートの保持を解放することを特徴とする成形装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０の何れか１項に記載の成形装置において、
前記上金型から前記下金型に向かって突出可能に設けられる押圧ピンをさらに備えることを特徴とする成形装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１の何れか１項に記載の成形装置において、
前記複数の載置ピンの少なくとも一つの上端面に、前記繊維強化樹脂シートを位置決め固定する位置決め部材をさらに備え、
前記位置決め部材によって位置決め固定した前記繊維強化樹脂シートの部位を位置決め部位とし、前記キャビティ形成面に対する前記位置決め部位の相対位置を固定した状態で、前記下金型及び前記上金型を閉じることを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟化させた繊維強化樹脂シートを下金型及び上金型に当接させて成形する成形方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
繊維強化樹脂シートを成形して成形品を得る方法として、例えば、加熱軟化させた繊維強化樹脂シートを、下金型及び上金型に当接させてプレス成形する、いわゆるスタンピング成形方法が知られている。すなわち、この成形方法では、下金型及び上金型によって形成されるキャビティ内に繊維強化樹脂シートを充填させて成形することで、所望の形状の成形品を得る。
【０００３】
この際、軟化させた繊維強化樹脂シートは、下金型及び上金型（以下、これらを総称して金型ともいう）に接触すると、該金型に熱を奪われて冷却固化が促進されるため、流動性が低下し易くなる。従って、例えば、金型を型締めすることに先立って、下金型のキャビティ形成面に繊維強化樹脂シートを載置すると、型締め時の流動性が不足してしまう懸念がある。すなわち、キャビティ内（特にキャビティ形成面に設けられた凹部内等）に、繊維強化樹脂シートを十分に充填することが困難になり、所望の形状や良好な物性の成形品が得られない懸念がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、繊維強化樹脂シートの成形性（流動性）を維持するべく、型締め直前まで、キャビティ形成面に繊維強化樹脂シートが接触することを回避する成形方法が提案されている。具体的には、この成形方法では、下金型に対して昇降可能に複数のホールドピンが設けられた金型を使用する。この金型を型締めすることに先立ち、複数のホールドピンを、互いの上端面の水平方向位置が揃うように下金型のキャビティ形成面から突出させ、該上端面に繊維強化樹脂シートをキャビティ形成面と接触しないように載置する。次いで、これら複数のホールドピンを同時に下降させつつ、金型を閉じていき、上金型のキャビティ形成面が繊維強化樹脂シートと接する直前でホールドピンを下金型内に収納する。その後、上金型と下金型とのクリアランスが最終製品厚になるまで型締めを行ない、冷却後、金型を開放すると成形品が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の成形方法では、金型を閉じる際に、繊維強化樹脂シートの周縁部位と、内側部位との間の周縁寄り部位が、周縁部位及び内側部位に比して先に、キャビティ形成面と接触して、金型に挟持されることがある。この場合、型締めの途中で、周縁寄り部位がキャビティ形成面に対して位置決め固定される。従って、以降の型締めにおいて、内側部位をキャビティ形成面と接触させて成形するときに、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をキャビティ内に引き込むことが困難になる。その結果、キャビティに繊維強化樹脂シートを十分に充填することができず、一部の材料を引き伸ばすことになり、キャビティ内が材料不足（薄肉）となるため、内側部位に金型による所定の加圧力を付与することが困難となる。
【０００７】
繊維強化樹脂シートでは、加熱されることによって、強化繊維を拘束していた樹脂が溶融すると、強化繊維の拘束が解放されてスプリングバックが生じる。このため、上記のように、繊維強化樹脂シートの成形時に金型によって所定の加圧力を付与できない場合、その部位の見た目は金型通りの厚さになったとしても、材料（強化繊維）が不足していることとなり、成形品に材料のスプリングバックが残ったままになってしまう。この場合、材料密度や、強化樹脂と繊維との結びつき等が低下するため、成形品の物性の低下を招く懸念がある。
【０００８】
また、上記の成形方法では、金型を型締めする際に、上型との接触によって繊維強化樹脂シートの熱が奪われることについて十分に考慮されていない。特に、繊維強化樹脂シートがカーボン等の熱伝導性が大きい材料を含む場合には、その影響が顕著となり、所望の形状や良好な物性の成形品を得られない懸念がある。
【０００９】
さらに、上記の成形方法で凹部や凸部を有する成形品を得る場合、金型のキャビティ形成面には、成形品の形状に応じた凸部や凹部が設けられる。すなわち、図１２Ａに示すように、下金型１のキャビティ形成面２は、凸部２ａや凹部２ｂ等が設けられた凹凸形状となっている。この場合、先ず、キャビティ形成面２から複数のホールドピン３を突出させ、水平方向位置が互いに揃えられた上端面に繊維強化樹脂シート４を載置する。
【００１０】
次いで、複数のホールドピン３を同時に下降させつつ金型を閉じていく。このとき、図１２Ｂに示すように、凸部２ａでは、キャビティ形成面２の他の部位よりも先に、ホールドピン３が下金型１内に収納され繊維強化樹脂シート４と接触する。さらにホールドピン３が下降し、図１２Ｃに示すように、全て下金型１内に収納されると、上金型５のキャビティ形成面６に設けられた凸部６ａ等、キャビティ形成面２、６に設けられた各凸部が先行して繊維強化樹脂シート４に接触する。
【００１１】
このように、さらに金型が閉じられると、上記の凸部２ａ、６ａ等の各凸部が、対応する凹部６ｂ、２ｂ等の各凹部内に向かって繊維強化樹脂シート４を押圧する。これによって、キャビティ形成面２、６の全体に繊維強化樹脂シート４を接触させてキャビティ内に充填するべく、金型の型締めによる加圧力が付与される。
【００１２】
従って、上記の成形方法では、繊維強化樹脂シート４に対して、キャビティ形成面２、６の各凸部が先行して接触し、その後各凹部が接触するまでに時間差が生じる。このため、各凸部が先行して接触した繊維強化樹脂シート４の接触部位４ａでは、他部位に比して冷却固化が進行し易い。
【００１３】
これによって、型締め時に、接触部位４ａの流動性が低下すると、他部位の流動量（変形量）が過剰に大きくなってしまう懸念がある。また、上記の加圧力が付与される前に、接触部位４ａが最終製品厚よりも大きい厚さで固化してしまうこと等によって、金型を十分に型締めすることが困難になると、他部位に付与される加圧力が不足する懸念がある。結局、上記の成形方法では、凹凸形状のキャビティ形成面を備える金型を用いる場合に、繊維強化樹脂シート４の成形性が低下することを回避し難く、成形品に強化繊維の配向乱れや樹脂含有量のばらつき等が生じ易い。すなわち、所望の形状や良好な物性の成形品を高精度に得ることが困難である。
【００１４】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、凹凸形状のキャビティ形成面を備える金型を用いても、繊維強化樹脂シートの全体に十分な加圧力を付与して、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることが可能な成形方法及び成形装置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】
【００１５】
前記の目的を達成するために、本発明は、軟化させた繊維強化樹脂シートを下金型及び上金型に当接させて成形する成形方法であって、前記下金型に対して昇降可能に設けられた複数の載置ピンの上端面を、前記下金型のキャビティ形成面から突出させ、前記繊維強化樹脂シートが前記キャビティ形成面に接触しない載置位置で、前記上端面に前記繊維強化樹脂シートを載置し、前記上端面を前記キャビティ形成面と面一になる成形位置まで下降させるとともに前記下金型及び前記上金型を閉じる工程を有し、前記繊維強化樹脂シートを載置した後の前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記上端面同士が前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差となるように、前記複数の載置ピンの下降速度を調整すること、又は選択的に前記複数の載置ピンの上端面を上昇させることで、前記複数の載置ピン同士の突出長さの比を調整して、前記繊維強化樹脂シートの予備成形を行うことを特徴とする。
【００１６】
この成形方法では、載置位置まで突出させた載置ピンの上端面に繊維強化樹脂シートを載置することで、下金型及び上金型（金型）の型締めに先立って、繊維強化樹脂シートがキャビティ形成面に接触し、冷却されることを抑制できる。すなわち、繊維強化樹脂シートの成形性が低下してしまうことを抑制できる。
【００１７】
なお、載置位置にある上端面に繊維強化樹脂シートを載置する際、繊維強化樹脂シートの全ての部位において、キャビティ形成面との接触が回避されている必要はない。すなわち、流動性が大きく悪化しない程度に、繊維強化樹脂シートの一部がキャビティ形成面に接触していてもよい。
【００１８】
また、上端面が成形位置に到達する前に、上端面同士がキャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差で配置されるように、複数の載置ピンの突出長さの比を調整する。このように高低差が設けられた上端面に載置することで、繊維強化樹脂シートの一部が自重によって流動して変形する。これによって、例えば、繊維強化樹脂シートの周縁寄り部位が金型に挟持される前に、予め、周縁部位側をキャビティ内に引き込んで、キャビティ形成面に沿う形状に繊維強化樹脂シートを予備成形することができる。従って、型締めの際に、繊維強化樹脂シートの材料の一部が引き伸ばされて、キャビティ内が材料不足となることを効果的に抑制できる。
【００１９】
さらに、キャビティ形成面が凹凸形状からなる場合であっても、該凹凸形状に応じて、予備成形された後の繊維強化樹脂シートを金型に当接させることができる。つまり、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを抑制できる。これによって、繊維強化樹脂シートに加圧力が付与される前に流動性が低下する部位が生じることを抑制でき、繊維強化樹脂シートの全体の流動性を良好に維持した状態で型締めを行うことができる。
【００２０】
以上から、この成形方法では、繊維強化樹脂シートの全体に対して十分な大きさの加圧力を略均等に付与して型締めすることができる。このため、繊維強化樹脂シートが加熱されてスプリングバックが生じても、該スプリングバックが成形品に残ったままになることを効果的に抑制でき、成形品の高品質化を図ることができる。つまり、所望の形状及び良好な物性を示す成形品を高精度に得ることが可能になる。
【００２１】
上記の成形方法において、前記載置位置では、前記上端面を水平方向に揃えて配置することが好ましい。この場合、繊維強化樹脂シートを載置した後に、上端面同士に高低差を生じさせる。換言すると、繊維強化樹脂シートの載置時には、上端面同士に高低差が生じていない。これによって、上端面上の所望の位置に、繊維強化樹脂シートを容易且つ高精度に載置して、効率的に成形を行うことが可能になる。
【００２２】
上記の成形方法において、前記上端面同士に前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差を設ける前に、前記キャビティ形成面の水平方向の中央側に比して、端部側から突出する前記載置ピンの前記上端面の高さを高くすることが好ましい。この場合、高低差を形成する上端面のうち、高く配置される上端面同士の間隔を大きくすることができる。これによって、上端面に載置された繊維強化樹脂シートの中央側で流動が起こり易くなり、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をより効果的にキャビティ内に引き込みながら、自重による変形を効率的に生じさせることが可能になる。従って、繊維強化樹脂シートが、例えば、変形し難い高硬度材料からなる場合であっても、良好且つ効率的に予備成形することが可能になる。
【００２３】
上記の成形方法において、前記繊維強化樹脂シートの複数箇所を複数の保持部材で保持し、前記複数の保持部材同士の距離を調整することで、前記キャビティ形成面の形状に応じて前記繊維強化樹脂シートを予備成形した後に、前記上端面に載置することが好ましい。この場合、保持部材によって、予備成形した繊維強化樹脂シートをさらに、上記の通り複数の載置ピンの上端面同士の高低差によって予備成形するため、一層高精度に成形された成形品を得ることが可能になる。
【００２４】
上記の成形方法において、前記上金型から前記下金型に向かって突出可能に設けられる押圧ピンによって、前記繊維強化樹脂シートが載置された前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記繊維強化樹脂シートを押圧して予備成形することが好ましい。この場合、下金型のキャビティ形成面に設けられた凹部の深さが大きい場合であっても、該凹部の内部に向かって、押圧ピンによって繊維強化樹脂シートを押圧することができる。これによって、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をより積極的にキャビティ内に引き込んで一層高精度に予備成形することができる。また、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを効果的に抑制できる。その結果、繊維強化樹脂シートの全体の流動性を良好に維持し、十分な加圧力を略均等に付与して型締めすることができ、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることが可能になる。
【００２５】
上記の成形方法において、前記複数の載置ピンの少なくとも一つの上端面に、位置決め部材によって位置決め固定した前記繊維強化樹脂シートの部位を位置決め部位とし、前記キャビティ形成面に対する前記位置決め部位の相対位置を固定した状態で、前記下金型及び前記上金型を閉じることが好ましい。このように位置決め部位を基準として設けることで、金型を閉じる際に、繊維強化樹脂シートがキャビティ内に引き込まれる方向を規制することが可能になる。これによって、キャビティ内に繊維強化樹脂シートを良好且つ容易に充填することができ、一層高精度に成形された成形品を得ることが可能になる。
【００２６】
なお、上記した成形方法が適用された成形装置もこの発明に含まれる。すなわち、本発明は、軟化させた繊維強化樹脂シートに下金型及び上金型を当接させて成形する成形装置であって、上端面が、前記下金型のキャビティ形成面と面一となる成形位置と、前記成形位置から突出し、該上端面に載置された前記繊維強化樹脂シートが前記キャビティ形成面に接触しない載置位置との間を移動するように、前記下金型に対して昇降可能に設けられる複数の載置ピンを備え、前記載置位置から前記成形位置まで前記上端面を下降させるとともに、前記下金型及び前記上金型を閉じ、前記繊維強化樹脂シートを載置した後の前記上端面が前記成形位置に到達するより前に、前記複数の載置ピンの下降速度を調整すること、又は選択的に前記複数の載置ピンの上端面を上昇させることで、前記複数の載置ピン同士の突出長さの比を調整して、前記上端面同士を前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差とすることを特徴とする。
【００２７】
この成形装置では、型締め前に、予め、周縁部位側をキャビティ内に引き込んで、キャビティ形成面に沿う形状に繊維強化樹脂シートを予備成形することができる。これによって、型締めの際に、繊維強化樹脂シートの材料の一部が引き伸ばされることを抑制でき、キャビティ内が材料不足となることを効果的に抑制できる。
【００２８】
また、予備成形された繊維強化樹脂シートに対して金型のキャビティ形成面を当接させることができるため、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを抑制できる。すなわち、型締め時に、繊維強化樹脂シートの流動性が部分的に低下してしまうことを抑制できる。
【００２９】
従って、この成形装置では、繊維強化樹脂シートの全体に十分な加圧力を略均等に付与して型締めを行うことができるため、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることが可能になる。
【００３０】
上記の成形装置において、前記載置位置では、前記上端面が水平方向に揃って配置することが好ましい。この場合、上端面上の所望の位置に、繊維強化樹脂シートを容易且つ高精度に載置して、効率的に成形を行うことが可能になる。
【００３１】
上記の成形装置において、前記上端面同士に前記キャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差を設ける前に、前記キャビティ形成面の水平方向の中央側に比して、端部側から突出する前記載置ピンの前記上端面の高さを高くすることが好ましい。この場合、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をより効果的にキャビティ内に引き込みながら、自重による変形を効率的に生じさせることが可能になる。従って、繊維強化樹脂シートが、例えば、変形し難い高硬度材料からなる場合であっても、良好に予備成形することが可能になる。
【００３２】
上記の成形装置において、前記上端面に載置する前の前記繊維強化樹脂シートの複数箇所を保持することが可能な複数の保持部材をさらに備え、前記保持部材は、前記繊維強化樹脂シートを保持した状態で、互いの距離を調整することで、前記キャビティ形成面の形状に応じて予備成形した前記繊維強化樹脂シートを前記上端面に載置して、前記繊維強化樹脂シートの保持を解放することが好ましい。この場合、一層高精度に成形された成形品を得ることが可能になる。
【００３３】
上記の成形装置において、前記上金型から前記下金型に向かって突出可能に設けられる押圧ピンをさらに備えることが好ましい。この場合、繊維強化樹脂シートの周縁部位側をより積極的にキャビティ内に引き込んで、一層高精度に予備成形することができる。また、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを効果的に抑制できる。その結果、繊維強化樹脂シートの全体の流動性を良好に維持して、十分な加圧力を略均等に付与することができ、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることが可能になる。
【００３４】
上記の成形装置において、前記複数の載置ピンの少なくとも一つの上端面に、前記繊維強化樹脂シートを位置決め固定する位置決め部材をさらに備え、前記位置決め部材によって位置決め固定した前記繊維強化樹脂シートの部位を位置決め部位とし、前記キャビティ形成面に対する前記位置決め部位の相対位置を固定した状態で、前記下金型及び前記上金型を閉じることが好ましい。この場合、キャビティ内に繊維強化樹脂シートを良好且つ容易に充填することができ、一層高精度に成形された成形品を得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明では、載置位置まで突出させた載置ピンの上端面に繊維強化樹脂シートを載置することで、金型の型締めに先立って、繊維強化樹脂シートがキャビティ形成面に接触して冷却されることを抑制できる。
【００３６】
また、繊維強化樹脂シートを配置した上端面をキャビティ形成面の凹凸形状に応じた高低差となるように配置することで、繊維強化樹脂シートを自重によって変形させる。これによって、型締め前に、予め、周縁部位側をキャビティ内に引き込んで、キャビティ形成面に沿う形状に繊維強化樹脂シートを予備成形することができる。従って、型締めの際に、繊維強化樹脂シートの材料の一部が引き伸ばされることを抑制でき、キャビティ内が材料不足となることを効果的に抑制できる。さらに、このように予備成形した繊維強化樹脂シートを金型に当接させて成形するため、繊維強化樹脂シートの部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを抑制できる。
【００３７】
その結果、型締め時に、繊維強化樹脂シートの全体の流動性を良好に維持して、十分な加圧力を略均等に付与することが可能になり、所望の形状及び良好な物性の成形品を高精度に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る成形装置の下金型から載置位置まで突出させた載置ピンの上端面に繊維強化樹脂シートを載置した状態を示す概略構成図である。
【図２】図１の繊維強化樹脂シートを予備成形するべく、載置ピンの上端面に高低差を設けた状態を示す概略構成図である。
【図３】図２の載置ピンの上端面を下降させつつ、下金型に上金型を接近させた状態を示す概略構成図である。
【図４】図３の下金型及び上金型を型締めした状態を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る成形装置の載置ピンの上端面に載置した繊維強化樹脂シートを予備成形するべく、水平方向の中央側に比して、端部側から突出する載置ピンの突出長さを大きくした状態を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る成形装置の保持部材によって繊維強化樹脂シートを保持した状態を示す概略構成図である。
【図７】図６の繊維強化樹脂シートを予備成形するべく、保持部材同士の距離を調整した状態を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る成形装置の載置ピンの上端面に載置した繊維強化樹脂シートに押圧ピンを押圧しつつ、下金型に上金型を接近させた状態を示す概略構成図である。
【図９】図８の下金型及び上金型をさらに接近させた状態を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る成形装置の載置ピンと位置決め部材との間に繊維強化樹脂シートを位置決め固定しつつ、下金型に上金型を接近させた状態を示す概略構成図である。
【図１１】図１０の下金型及び上金型をさらに接近させた状態を示す概略構成図である。
【図１２】図１２Ａ〜図１２Ｃは、凹凸形状のキャビティ形成面を有する金型を用いて、特許文献１記載の成形方法を実施した状態を説明する概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明に係る成形方法につき、その成形装置との関係で好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
本発明に係る成形方法では、軟化させた繊維強化樹脂シートを下金型及び上金型に当接させてプレス成形することで、所望の形状の成形品を得る。繊維強化樹脂シートとしては、例えば、強化繊維をシート状にした繊維基材に熱可塑性樹脂を含浸させたものを採用することができる。この繊維基材は、１枚であっても複数枚が積層されていてもよい。
【００４１】
＜第１実施形態＞
図１〜図４を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る成形方法について、該成形方法を実施するための成形装置１０との関係で説明する。成形装置１０は、下金型１２及び上金型１４からなる金型と、下金型１２に対して昇降可能に設けられる複数の載置ピン１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを備えている。なお、図１及び図２では、上金型１４の図示を省略している。
【００４２】
下金型１２は固定型であり、可動型である上金型１４が、鉛直方向に沿って下金型１２に接近することで、金型が閉じられる。これによって、下金型１２のキャビティ形成面１８と、上金型１４のキャビティ形成面２０との間にキャビティが形成される。このキャビティ内に繊維強化樹脂シート２２を充填するように金型の型締めが行われることで、該繊維強化樹脂シート２２が所望の形状に成形される。すなわち、キャビティ形成面１８、２０のそれぞれは、繊維強化樹脂シート２２を成形して得られる成形品の形状に応じた凹凸形状となっている。
【００４３】
具体的には、下金型１２のキャビティ形成面１８の凸形状としては、最下面１８ａからの突出する高さが大きい順に、第１凸部２４ａ、第２凸部２６ａ、第３凸部２８ａが設けられている。これらの凸形状にそれぞれ対応する凹形状として、上金型１４のキャビティ形成面２０には、第１凹部２４ｂ、第２凹部２６ｂ、第３凹部２８ｂが設けられている（図３及び図４を参照）。また、上金型１４のキャビティ形成面２０に設けられた第４凸部３０ａに対応して、下金型１２のキャビティ形成面１８には、第４凹部３０ｂが設けられている。
【００４４】
載置ピン１６ａ、１６ｂ、１６ｃのそれぞれは、下金型１２のキャビティ形成面１８の第１凸部２４ａ、第２凸部２６ａ、第３凸部２８ａに対応する位置に設けられている。また、載置ピン１６ａ〜１６ｃは、それぞれの上端面が成形位置と載置位置との間を移動するように、下金型１２に対して互いに独立に昇降可能となっている。これらの載置ピン１６ａ〜１６ｃは、下金型１２及び上金型１４よりも熱伝導性が小さい材料からなることが好ましく、例えば、陶磁器等のセラミックを好適に採用することができる。
【００４５】
成形位置では、載置ピン１６ａ〜１６ｃのそれぞれの上端面（以下、単に上端面ともいう）がキャビティ形成面１８と面一になる（図４を参照）。この成形位置から、下金型１２に対して載置ピン１６ａ〜１６ｃを上昇させると、換言すると、キャビティ形成面１８から突出する載置ピン１６ａ〜１６ｃの長さ（突出長さ）を大きくすると、上端面が載置位置に達する（図１を参照）。この載置位置では、上端面に繊維強化樹脂シート２２を載置した場合に、該繊維強化樹脂シート２２とキャビティ形成面１８とが接触しないように突出長さが設定されている。また、載置位置では、上端面が水平方向に揃って配置される。
【００４６】
なお、ここでは、キャビティ形成面１８、２０が上記の凹凸形状から形成される場合を例に挙げて説明するが、勿論これらに限定されるものではない。キャビティ形成面１８、２０は、所望の形状の成形品を得ることが可能な形状に適宜設定されればよく、キャビティ形成面の形状に応じて複数の載置ピンが設けられればよい。このような場合であっても、本実施形態と同様の効果を奏することが可能である。
【００４７】
基本的には以上のように構成される成形装置１０を用いて、繊維強化樹脂シート２２を成形する成形方法について説明する。
【００４８】
先ず、図１に示すように、載置ピン１６ａ〜１６ｃの突出長さを調整し、載置位置まで突出させた上端面に繊維強化樹脂シート２２を載置する。これによって、金型を型締めすることに先立ち、下金型１２と上金型１４との間に、繊維強化樹脂シート２２を金型に接触させずに配置することができる。すなわち、繊維強化樹脂シート２２の熱が金型に奪われて冷却固化されることを回避できるため、金型の型締め前に繊維強化樹脂シート２２の流動性が低下してしまうことを抑制できる。また、上記の通り、上端面を水平方向に沿って配置させることで、該上端面に繊維強化樹脂シート２２を容易且つ高精度に載置することができる。
【００４９】
この際、上記の通り、載置ピン１６ａ〜１６ｃを、金型よりも熱伝導性が小さい材料から構成することで、軟化させた繊維強化樹脂シート２２の熱が載置ピン１６ａ〜１６ｃに奪われることを抑制できる。これによって、繊維強化樹脂シート２２の流動性を良好に維持することができる。なお、繊維強化樹脂シート２２の流動性を一層効果的に維持するためには、図示しないヒータ等によって載置ピン１６ａ〜１６ｃを加熱してもよい。
【００５０】
次に、図２に示すように、上端面同士がキャビティ形成面１８の形状に応じた高低差となるように、載置ピン１６ａ〜１６ｃのそれぞれの突出長さを調整する。すなわち、キャビティ形成面１８の第１凸部２４ａ、第２凸部２６ａ、第３凸部２８ａのそれぞれの高さに対応して、上端面が配置されるように、載置ピン１６ａ〜１６ｃの突出長さを調整する。
【００５１】
載置ピン１６ａ〜１６ｃの突出長さは、例えば、載置ピン１６ａ〜１６ｃを下降させる際のそれぞれの下降速度を設定することで調整できる。例えば、第１凸部２４ａよりも高さが低い第２凸部２６ａに設けられる載置ピン１６ｂの下降速度を、該第１凸部２４ａに設けられる載置ピン１６ａに比して大きくすればよい。同様に、載置ピン１６ｃの下降速度を、載置ピン１６ｂに比して大きくすればよい。なお、載置ピン１６ａ〜１６ｃの突出長さの調整は、上記のように下降速度を設定することに限られるものではなく、例えば、載置ピン１６ｃよりも突出長さが大きくなるように載置ピン１６ａ、１６ｂの上端面を上昇させてもよい。
【００５２】
これによって、上端面に載置された繊維強化樹脂シート２２が自重によって載置ピン１６ａ〜１６ｃ同士の間に垂下する。このため、繊維強化樹脂シート２２を、その周縁部位側をキャビティ内に引き込んで、キャビティ形成面１８の形状に近づけるように予備成形することができる。すなわち、載置ピン１６ａ〜１６ｃ同士の間隔や高低差は、例えば、キャビティ形成面１８の第４凹部３０ｂに対し、繊維強化樹脂シート２２が垂下して接近するように調整されている。
【００５３】
そして、図３に示すように、上記の上端面の高低差を維持した状態で、換言すると、互いの突出長さの比を維持した状態で、載置ピン１６ａ〜１６ｃを下降させつつ、下金型１２に対して上金型１４を接近させる。すなわち、例えば、上記のように載置ピン１６ａ〜１６ｃの下降速度をそれぞれ設定して突出長さを調整した後に、これらの下降速度を互いに一致させることで、上記の高低差を維持しつつ上端面を成形位置まで下降させることができる。なお、載置ピン１６ａ〜１６ｃのそれぞれは、下金型１２の内部に収容されながら下降する。
【００５４】
従って、上端面の高低差によって、繊維強化樹脂シート２２を予備成形しつつ、金型を閉じることができる。このため、例えば、繊維強化樹脂シート２２の周縁寄り部位が金型に挟持される前に、周縁部位側をキャビティ内に引き込んでおくことができる。
【００５５】
また、例えば、上金型１４のキャビティ形成面２０から突出する第４凸部３０ａが、繊維強化樹脂シート２２に接近しても、互いが接触することを効果的に抑制することができる。つまり、繊維強化樹脂シート２２の熱が上金型１４に奪われることを回避でき、繊維強化樹脂シート２２の成形性（流動性）が低下してしまうことを効果的に抑制できる。
【００５６】
さらに、載置ピン１６ａ〜１６ｃを下降させつつ、下金型１２に上金型１４を接近させ、上金型１４のキャビティ形成面２０が繊維強化樹脂シート２２に接する直前で載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面を成形位置まで下降させる。これによって、図４に示すように、下金型１２及び上金型１４に繊維強化樹脂シート２２を当接させ、下金型１２と上金型１４のクリアランスが最終製品厚になるまで型締めを行う。その結果、繊維強化樹脂シート２２がキャビティ内に充填され、プレス成形が行われる。
【００５７】
以上から、この成形方法では、繊維強化樹脂シート２２の周縁部位側をキャビティ内に引き込みながら、キャビティ形成面１８、２０の凹凸形状に応じて、繊維強化樹脂シート２２を予備成形する。そして、このようにして予備成形された後の繊維強化樹脂シート２２を金型に当接させる。
【００５８】
これによって、型締めの際に、繊維強化樹脂シート２２の材料の一部が引き伸ばされることを抑制できるため、キャビティ内が材料不足となることを効果的に抑制できる。また、繊維強化樹脂シート２２の部位ごとにキャビティ形成面１８、２０と接触するタイミングに差が生じてしまうことを抑制できるため、繊維強化樹脂シート２２の全体の流動性を良好に維持した状態で型締めを行うことができる。
【００５９】
その結果、繊維強化樹脂シート２２の全体に対して十分な大きさの加圧力を略均等に付与して型締めすることができる。すなわち、このように型締めした状態で、繊維強化樹脂シート２２を冷却した後、金型を開放することで、所望の形状及び良好な物性を示す成形品を高精度に得ることが可能になる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
次に、図１〜図５を参照しつつ本発明の第２実施形態に係る成形方法について、該成形方法を実施するための成形装置３２との関係で説明する。なお、図５に示す構成要素のうち、図１〜図４に示す構成要素と同一又は同様の機能及び効果を奏するものに対しては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６１】
成形装置３２は、基本的には上記の成形装置１０と同様に構成される。この成形装置３２を用いて、繊維強化樹脂シート２２を成形する成形方法について説明する。
【００６２】
先ず、図１に示すように、上記の成形装置１０を用いた成形方法と同様に、載置ピン１６ａ〜１６ｃの突出長さを調整し、載置位置まで突出させた上端面に繊維強化樹脂シート２２を載置する。
【００６３】
次に、図５に示すように、水平方向の両端部側から突出する載置ピン１６ａ、１６ｃの上端面が、中央側の載置ピン１６ｂの上端面よりも高くなるように配置する。ここで、載置ピン１６ａから載置ピン１６ｃ間での距離をＬ１、載置ピン１６ａから載置ピン１６ｂ間での距離をＬ２、載置ピン１６ｂから載置ピン１６ｃ間での距離をＬ３とする。このとき、上記のように載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面の高さを設定した場合、高い位置にある上端面同士の間隔はＬ１である。一方、仮に、中央部の載置ピン１６ｂの上端面を最高位置としたときには、高い位置にある上端面同士の間隔はＬ２又はＬ３となり、Ｌ１よりも小さくなる。
【００６４】
繊維強化樹脂シート２２は、高い位置にある上端面同士の間隔が大きくなるほど、中央側が自重によって垂下し易くなる。すなわち、図５に示すようにして、載置ピン１６ａ、１６ｃの上端面の高さを、載置ピン１６ｂの上端面の高さよりも大きくすることで、繊維強化樹脂シート２２の周縁部位側をより効果的にキャビティ内に引き込みながら、繊維強化樹脂シート２２を効率的に予備成形することができる。すなわち、第２実施形態に係る成形方法では、繊維強化樹脂シート２２が、例えば、変形し難い高硬度材料からなる場合であっても、良好且つ効率的に予備成形することが可能になる。
【００６５】
このようにして繊維強化樹脂シート２２を予備成形した後は、図２〜図４に示すように、上記の成形装置１０を用いた成形方法と同様の工程を経て成形品を得ることができる。すなわち、第２実施形態に係る成形方法においても、繊維強化樹脂シート２２全体の流動性を良好に維持し、略均等に加圧力を付与するように型締めを行って、高精度に成形された成形品を得ることができる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
次に、図２〜図４、図６、図７を参照しつつ本発明の第３実施形態に係る成形方法について、該成形方法が適用された成形装置３４との関係で説明する。なお、図６、図７に示す構成要素のうち、図１〜図５に示す構成要素と同一又は同様の機能及び効果を奏するものに対しては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６７】
成形装置３４は、上記の成形装置１０の構成に加えて、繊維強化樹脂シート２２の複数箇所を保持することが可能な複数の保持部材３６ａ、３６ｂ、３６ｃをさらに備えている（図６及び図７を参照）。保持部材３６ａ〜３６ｃのそれぞれは、互いに同様に構成することができ、刺通ピン３８を備えている。なお、このような保持部材３６ａ〜３６ｃとしては、例えば、特開平５−２２８９５２号公報の段落［０００８］〜［００１３］に記載されるピンを備える移送装置等を採用することができる。従って、保持部材３６ａ〜３６ｃの構成についての詳細な説明は省略する。
【００６８】
この成形装置３４を用いて、繊維強化樹脂シート２２を成形する成形方法について説明する。先ず、図６に示すように、保持部材３６ａ〜３６ｃによって、載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面に載置する前の繊維強化樹脂シート２２の複数箇所を保持する。
【００６９】
次に、図７に示すように、保持部材３６ａ〜３６ｃ同士の距離を調整することで、キャビティ形成面１８の形状に応じて繊維強化樹脂シート２２を予備成形する。すなわち、例えば、上記の通り繊維強化樹脂シート２２の複数箇所を保持した状態で、保持部材３６ａ、３６ｂ同士を接近させることで、該保持部材３６ａ、３６ｂ同士の間の繊維強化樹脂シート２２を垂下させることができる。例えば、第４凹部３０ｂ等のキャビティ形成面１８に設けられた凹部形状に対応する、繊維強化樹脂シート２２の部位を垂下させる。これによって、繊維強化樹脂シート２２をキャビティ形成面１８の形状に合わせて予備成形することができる。
【００７０】
上記のように保持部材３６ａ〜３６ｃを用いて予備成形した後の繊維強化樹脂シート２２を、キャビティ形成面１８の形状に応じた高低差を予め設けた載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面に載置して、図２に示す状態とする。このため、第３実施形態に係る成形方法では、一層高精度に繊維強化樹脂シート２２を予備成形することが可能になる。
【００７１】
その後、図３及び図４に示すように、上記の成形装置１０を用いた成形方法と同様の工程を経て、金型の型締めを行うことで、成形品を得ることができる。その結果、第３実施形態に係る成形方法においても、繊維強化樹脂シート２２全体の流動性を良好に維持し、略均等に加圧力を付与するように型締めを行って、高精度に成形された成形品を得ることができる。
【００７２】
＜第４実施形態＞
次に、図１、図４、図８、図９を参照しつつ本発明の第４実施形態に係る成形方法について、該成形方法が適用された成形装置４０との関係で説明する。なお、図８、図９に示す構成要素のうち、図１〜図７に示す構成要素と同一又は同様の機能及び効果を奏するものに対しては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７３】
成形装置４０は、上記の成形装置１０の構成に加えて、上金型１４から下金型１２に向かって突出可能に設けられる押圧ピン４２をさらに備えている（図８及び図９を参照）。押圧ピン４２は、下金型１２に上金型１４を接近させる際、第４凸部３０ａから第４凹部３０ｂに向かって突出して、載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面に載置された繊維強化樹脂シート２２を押圧する。この押圧ピン４２は、金型が閉じるにつれて、突出長さが小さくなるように、上金型１４の内部に基端側から収容されることが可能になっている。
【００７４】
この成形装置４０を用いて、繊維強化樹脂シート２２を成形する成形方法について説明する。先ず、図１に示すように、上記の成形装置１０を用いた成形方法と同様に、載置ピン１６ａ〜１６ｃの突出長さを調整し、載置位置まで突出させた上端面に繊維強化樹脂シート２２を載置する。
【００７５】
次に、図８に示すように、上端面同士の間にキャビティ形成面１８の形状に応じた高低差を設けつつ、下金型１２に上金型１４を接近させる。この際、押圧ピン４２を突出させて、その先端面を繊維強化樹脂シート２２に当接させる。これによって、繊維強化樹脂シート２２を第４凹部３０ｂ側に向かって押圧することができる。このため、上端面の高低差に加え、押圧ピン４２の押圧力によって、繊維強化樹脂シート２２の周縁部位を一層積極的にキャビティ内に引き込んで、該繊維強化樹脂シート２２をキャビティ形成面１８の形状に近づくように予備成形できる。
【００７６】
さらに、図９に示すように、上記の上端面の高低差と、押圧ピン４２による押圧を維持するべく、載置ピン１６ａ〜１６ｃ及び押圧ピン４２の互いの突出長さの比を維持しつつ金型を閉じていく。
【００７７】
その後、図４に示すように、上記の成形装置１０を用いた成形方法と同様の工程を経て、金型の型締めを行うことで、成形品を得ることができる。なお、押圧ピン４２は、第４凹部３０ｂが繊維強化樹脂シート２２に接する直前で、先端面と第４凸部３０ａとが面一となるように、上金型１４内に収容されればよい。
【００７８】
すなわち、第４実施形態に係る成形方法では、下金型１２のキャビティ形成面１８に設けられた凹部形状の深さが大きい場合であっても、繊維強化樹脂シート２２を高精度に予備成形することができる。これによって、繊維強化樹脂シート２２の部位によって、キャビティ形成面と接触するタイミングに差が生じてしまうことを効果的に抑制できる。すなわち、繊維強化樹脂シート２２全体の流動性を良好に維持して、略均等に加圧力を付与するように型締めを行うことができる。その結果、所望の形状となるように一層高精度に成形された成形品を得ることができる。
【００７９】
なお、上記の第４実施形態では、繊維強化樹脂シート２２に対して、押圧ピン４２による押圧を維持したまま、金型を閉じることとしたが、特に、これに限定されるものではない。例えば、繊維強化樹脂シート２２の弾性が比較的小さい場合等は、金型を閉じている間に、押圧ピン４２による押圧を解放してもよい。すなわち、載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面に繊維強化樹脂シート２２を載置してから、該上端面が成形位置に到達するまでの何れかの期間に、押圧ピン４２による押圧が付与されればよい。このようにして予備成形を行うことで、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００８０】
＜第５実施形態＞
次に、図１、図４、図１０、図１１を参照しつつ本発明の第５実施形態に係る成形方法について、該成形方法が適用された成形装置４４との関係で説明する。なお、図１０、図１１に示す構成要素のうち、図１〜図９に示す構成要素と同一又は同様の機能及び効果を奏するものに対しては同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８１】
成形装置４４は、上記の成形装置４０の構成に加えて、載置ピン１６ａ〜１６ｃの少なくとも一つの上端面に、繊維強化樹脂シート２２を位置決め固定する位置決め部材４６をさらに備えている（図１０及び図１１を参照）。
【００８２】
図１０及び図１１の例示では、位置決め部材４６は、載置ピン１６ａの上端面に向かって突出可能なピンから構成されている。すなわち、位置決め部材４６は、上金型１４に対して昇降可能に設けられ、下金型１２から突出した載置ピン１６ａの上端面との間に、繊維強化樹脂シート２２を挟持する。この挟持によって、繊維強化樹脂シート２２に対して、載置ピン１６ａの上端面に位置決め固定された位置決め部位を設けることができる。すなわち、キャビティ形成面１８、２０に対する位置決め部位の相対位置を固定した状態で、金型を閉じることが可能になる。
【００８３】
なお、位置決め部材４６も、上記の押圧ピン４２と同様に、金型が閉じるにつれて、突出長さが小さくなるように、上金型１４の内部に基端側から収容されることが可能になっている。
【００８４】
この成形装置４４を用いて、繊維強化樹脂シート２２を成形する成形方法について説明する。先ず、図１に示すように、上記の成形装置１０を用いた成形方法と同様に、載置ピン１６ａ〜１６ｃの突出長さを調整し、載置位置まで突出させた上端面に繊維強化樹脂シート２２を載置する。
【００８５】
次に、図１０に示すように、載置ピン１６ａの上端面に向かって上金型１４から位置決め部材４６を突出させ、該上端面と位置決め部材４６の下端面とで挟持する。このようにして、載置ピン１６ａの上端面に対する繊維強化樹脂シート２２の位置決め固定を行うことで、該繊維強化樹脂シート２２に位置決め部位を設ける。この状態で、載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面同士の間にキャビティ形成面１８の形状に応じた高低差を設けつつ、下金型１２に上金型１４を接近させるとともに、押圧ピン４２の先端面を繊維強化樹脂シート２２に当接させる。
【００８６】
これによって、上記の上端面の高低差に加え、押圧ピン４２の押圧力によって、繊維強化樹脂シート２２を予備成形しつつ金型を閉じることができる。この際、位置決め部位が載置ピン１６ａの上端面上から移動しないため、繊維強化樹脂シート２２がキャビティ内に引き込まれる方向を規制することができる。
【００８７】
さらに、図１１に示すように、上記の上端面の高低差と、押圧ピン４２による押圧と、位置決め部材４６による位置決め固定とを維持するべく、載置ピン１６ａ〜１６ｃ、押圧ピン４２、位置決め部材４６の互いの突出長さの比を維持しつつ金型を閉じていく。これによって、第５実施形態に係る成形方法では、キャビティ内に繊維強化樹脂シート２２を良好且つ容易に充填しつつ、金型を閉じることができる。
【００８８】
その後、図４に示すように、上記の成形装置１０を用いた成形方法と同様の工程を経て、金型の型締めを行うことで、成形品を得ることができる。なお、位置決め部材４６は、載置ピン１６ａが下金型１２内に収容されるのと略同じタイミングで、上金型１４内に収容されればよい。
【００８９】
その結果、繊維強化樹脂シート２２全体の流動性を良好に維持し、略均等に加圧力を付与するように型締めを行って、一層高精度に成形された成形品を得ることができる。
【００９０】
なお、本発明は、上記した実施形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは勿論である。
【００９１】
例えば、上記の実施形態では、載置位置にある載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面が水平方向に揃うように配置されることとしたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、上記の上端面は、予めキャビティ形成面１８、２０に沿った高低差が形成されるように配置されていてもよく、繊維強化樹脂シート２２や成形品の形状等に応じて、上端面に繊維強化樹脂シート２２を載置し易いように配置されていてもよい。
【００９２】
また、上記の第５実施形態に係る成形装置４４は、押圧ピン４２を備えていなくてもよい。
【００９３】
さらに、上記の第５実施形態では、位置決め部材４６が、載置ピン１６ａの上端面に向かって突出可能なピンから構成されていることとした。しかしながら、位置決め部材４６は、載置ピン１６ａ以外の載置ピン１６ｂ、１６ｃの上端面との間に繊維強化樹脂シート２２を挟持してもよく、複数の上端面との間に繊維強化樹脂シート２２を挟持するべく複数設けられていてもよい。
【００９４】
また、位置決め部材４６は、載置ピン１６ａ〜１６ｃの少なくとも一つの上端面に繊維強化樹脂シート２２を固定することが可能な構成であればよく、上記のピンから構成されていなくてもよい。例えば、上記の上端面から突出して、繊維強化樹脂シート２２に刺通される突起等から位置決め部材を構成することができる。
【００９５】
さらに、位置決め部材４６は、載置ピン１６ａ〜１６ｃの少なくとも一つの上端面に繊維強化樹脂シート２２を固定する構成に限られない。例えば、位置決め部材４６は、下金型１２のキャビティ形成面１８との間に繊維強化樹脂シート２２を挟持するべく、該キャビティ形成面１８に向かって突出可能に設けられていてもよい。
【００９６】
上記の第２実施形態では、載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面を載置位置として繊維強化樹脂シート２２を載置した後、中央側の載置ピン１６ｂに比して、水平方向の両端部側の載置ピン１６ａ、１６ｃの上端面の高さを高くした。しかしながら、特にこれに限定されるものではない。例えば、中央側の載置ピン１６ｂの上端面が、両端部側の載置ピン１６ａ、１６ｃの上端面よりも高くなるように配置してもよい。これによって、型締めを行う前に、予め、繊維強化樹脂シート２２のうち、周縁部位をキャビティ内に引き込んでおくことができる。
【００９７】
従って、その後、載置ピン１６ａ〜１６ｃの上端面同士をキャビティ形成面１８の形状に応じた高低差とし、該高低差を維持しつつ、型締めを行う際、キャビティに繊維強化樹脂シート２２を十分に充填することができる。つまり、上記の通り、予め、周縁部位がキャビティ内に引き込まれていた分、キャビティ内が材料不足（薄肉）になることを回避できるため、内側部位に金型による所定の加圧力を良好に付与することが可能になる。これによって、繊維強化樹脂シート２２のスプリングバックを抑制でき、得られる成形品の単位体積あたりの強化繊維の含有率が低下することを抑制できる。その結果、成形品の強度や剛性等の物性が低下することを効果的に回避することが可能になる。
【００９８】
また、上記のように、載置ピン１６ｂの上端面が、載置ピン１６ａ、１６ｃの上端面よりも高くなるように配置した後、例えば、位置決め部材４６をキャビティ形成面１８等に向かって突出させてもよい。すなわち、キャビティ形成面１８等と位置決め部材４６とで繊維強化樹脂シート２２の周縁部位を挟持し、該上端面に対する繊維強化樹脂シート２２の位置決め固定を行ってもよい。この状態で型締めを行うことで、引き込んだ繊維強化樹脂シート２２の周縁部位が元に戻ることを効果的に抑制できる。このため、キャビティ内に一層良好に充填された繊維強化樹脂シート２２に対して、金型による所定の加圧力を良好に付与することが可能になる。
【００９９】
ところで、型締めを行って、キャビティ形成面１８の凹部内に繊維強化樹脂シート２２を収容する際、該凹部を形成する側面と繊維強化樹脂シート２２とが接触して摩擦が生じ易い。この摩擦の影響によって、キャビティ形成面１８の凹部付近では、繊維強化樹脂シート２２の薄肉化が生じ易くなっている。
【０１００】
そこで、上記のように、上端面の高さを高くする中央側の載置ピン１６ｂが、キャビティ形成面１８の凹部内から突出可能となるように設けられることが好ましい。この場合、型締め前に、繊維強化樹脂シート２２のうち、凹部に収容されることになる部位を中心にキャビティ内に引き込んでおくことができる。その結果、凹部内にも良好に繊維強化樹脂シート２２を収容することが可能になり、上記の薄肉化を効果的に抑制することができる。
【０１０１】
本発明に係る成形方法及び成形装置１０、３２、３４、４０、４４では、載置位置にある上端面に繊維強化樹脂シート２２を載置する際、繊維強化樹脂シート２２の全ての部位において、キャビティ形成面１８との接触が回避されている必要はない。すなわち、流動性が大きく悪化しない程度に、繊維強化樹脂シート２２の一部がキャビティ形成面１８、２０に接触していてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１、１２…下金型                            ２、６、１８、２０…キャビティ形成面
２ａ、６ａ…凸部                            ２ｂ、６ｂ…凹部
３…ホールドピン                            ４、２２…繊維強化樹脂シート
４ａ…接触部位                              ５、１４…上金型
１０、３２、３４、４０、４４…成形装置      １６ａ、１６ｂ、１６ｃ…載置ピン
１８ａ…最下面                              ２４ａ…第１凸部
２４ｂ…第１凹部                            ２６ａ…第２凸部
２６ｂ…第２凹部                            ２８ａ…第３凸部
２８ｂ…第３凹部                            ３０ａ…第４凸部
３０ｂ…第４凹部                            ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ…保持部材
３８…刺通ピン                              ４２…押圧ピン
４６…位置決め部材
【図１】
0006338973.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006338973.tif 000004
【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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