(57)【要約】 【課題】  連続繊維強化熱可塑性樹脂シートの一側を拘束して加圧成形装置で加圧成形により曲面形状の成形物を成形できる。【解決手段】  連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８から曲面形状の成形物１０を加圧成形により製造するもので、かつ、目的成形物を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型１および第２の型４と、シート拘束用部材１４とを備えた加圧成形装置を用い、前記シート８を加熱する工程と、該加圧成形装置の前記第１の型の一側に設けられた第１の直線状拘束部１２と、前記シート拘束用部材１４の第２の直線状拘束部１３とによりシートの一側を拘束する工程と、前記シートの一側を前記第１及び第２の直線状拘束部により拘束した状態にて、該シートに前記第１の型および第２の型の成型用表面部位で曲面形状の成形物を加圧成形する工程とを行うものである曲面形状成形物を製造する方法および装置。【選択図】    図２
2005186295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状の成形物を加圧成形により製造するものであり、かつ、目的成形物を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型および第２の型と、前記第１の型と前記第２の型間に配置されるシート拘束用部材とを備え、それぞれが近接および離間する方向に相対移動可能な加圧成形装置を用いる曲面形状成形物の製造方法であって、
該製造方法は、前記熱可塑性樹脂シートを加熱する工程と、
該加圧成形装置の前記第１の型の前記成形用表面部位の一側に設けられた第１の直線状拘束部と、前記シート拘束用部材に設けられたシートを拘束するため第２の直線状拘束部とにより熱可塑性樹脂シートの一側を拘束する工程と、
前記熱可塑性樹脂シートの一側を前記第１及び第２の直線状拘束部により拘束した状態にて、該シートに前記第１の型および第２の型の成型用表面部位で曲面形状の成形物を加圧成形する工程とを行うものであることを特徴とする曲面形状成形物の製造方法。
【請求項２】
前記第１の型の前記第１の直線状拘束部は、凹溝若しくは凸条であり、前記シート拘束用部材の第２の直線状拘束部は、前記第１の直線状拘束部の形状に対応する凸条若しくは凹溝である請求項１に記載の曲面形状成形物の製造方法。
【請求項３】
連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状の成形物を加圧成形により製造するための曲面形状成形物の加圧成形装置であって、
該加圧成形装置は、目的成形物を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型および第２の型と、前記第１の型と前記第２の型間に配置されるシート拘束用部材とを、それぞれが近接および離間する方向に相対移動可能に備え、
さらに、前記第１の型は、前記成形用表面部位の一側に沿って設けられたシートを拘束するための第１の直線状拘束部を有し、前記シート拘束用部材は、前記第１の直線状拘束部と共同して前記シートを拘束するための第２の直線状拘束部を有することを特徴とする曲面形状成形物の成形装置。
【請求項４】
前記第１の型の第１の直線状拘束部は、凹溝若しくは凸条であり、前記シート拘束用部材の第２の直線状拘束部は、前記第１の直線状拘束部の形状に対応する凸条若しくは凹溝である請求項３に記載の曲面形状成形物の成形装置。
【請求項５】
前記シート拘束用部材は、枠部材の上面に第２の型の成型部を挿通しうる開口を存して直線状凸条とシート載せ部とを設けた請求項３又は４に記載の曲面形状成形物の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱可塑性樹脂をベースマトリックスとし、連続繊維を強化材とした連続繊維強化熱可塑性樹脂シートを用いて断面Ｕ字、断面Ｓ字状のバネ等断面が一定曲面の曲面形状成形物を製造する曲面形状成形物の製造方法およびその成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂をベースマトリックスとし、強化繊維に配向性を持たせた高性能繊維強化複合材料シートから、立体的成形物を加熱圧縮成形する熱可塑性樹脂高性能繊維強化複合材料シートの成形装置があり（例えば特許文献１参照）、その連続繊維強化複合材料シートの加熱圧縮成形において、シートの必要箇所をピンで拘束し、格子効果による変形を利用して立体成形物を得る方法は実用化されている（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１４４７３３公報（図１参照）。
【特許文献２】特開平４−１７６６３１公報（図２参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２の熱可塑性樹脂高性能繊維強化複合材料シートの繊維流動制御方法およびその装置では、熱可塑性樹脂高性能繊維強化複合材料シートの繊維流動制御方法において、成形中にシートをクランプするフレーム部で繊維拘束ピンにより前記シートを突き刺し、成形途中で格子変形角度が一定角度以上にならないように、前記繊維拘束ピンに拘束力を付与する方法、装置が開示されています。
この熱可塑性樹脂高性能繊維強化複合材料シートの繊維流動制御方法およびその装置では、連続繊維強化複合材料シートを加熱圧縮成形し立体成形物を得る場合、格子効果による変形を利用して皺防止を図るため、図１０のようにシートの４コーナーを拘束する方法がとられる。しかし、繊維密度および配向が均一な曲面形状（断面が一定の曲面）を成形する場合には、格子効果による変形を起こさせないようにすることが必要であり成形時のシートの拘束方法に工夫が必要となる。
熱可塑性樹脂高性能繊維強化複合材料シートをプレスにより曲面形状の成形を行う場合、通常行われるシート２０の４コーナを拘束ピン２１で拘束する方法をとると、シートの格子効果による変形が生じ、図１０に示すように拘束ピンで拘束した成形物２２の４コーナの部分２３が残されて、それ以外の拘束されていない部分がシートの性質上、強いずり込み（滑り込み）を生じ、その変形のために成形物２２の場所により、繊維密度や配向が不均一となる問題があった。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するために、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートの加圧成形による曲面形状成形物の成形において、シートの一側を型と拘束用部材との拘束部により拘束して曲面形状成形物を安定して得ることができる曲面形状成形物の製造方法およびその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】
【０００６】
この発明の請求項１の曲面形状成形物の製造方法は、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状の成形物を加圧成形により製造するものであり、かつ、目的成形物を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型および第２の型と、前記第１の型と前記第２の型間に配置されるシート拘束用部材とを備え、それぞれが近接および離間する方向に相対移動可能な加圧成形装置を用いる曲面形状成形物の製造方法であって、
該製造方法は、前記熱可塑性樹脂シートを加熱する工程と、
該加圧成形装置の前記第１の型の前記成形用表面部位の一側に設けられた第１の直線状拘束部と、前記シート拘束用部材に設けられたシートを拘束するため第２の直線状拘束部とにより熱可塑性樹脂シートの一側を拘束する工程と、
前記熱可塑性樹脂シートの一側を前記第１及び第２の直線状拘束部により拘束した状態にて、該シートに前記第１の型および第２の型の成型用表面部位で曲面形状の成形物を加圧成形する工程とを行うものであることを特徴とする。
【０００７】
この発明の請求項２の曲面形状成形物の製造方法は、請求項１において、前記第１の型の前記第１の直線状拘束部は、凹溝若しくは凸条であり、前記シート拘束用部材の第２の直線状拘束部は、前記第１の直線状拘束部の形状に対応する凸条若しくは凹溝であることを特徴とする。
【０００８】
この発明の請求項３の曲面形状成形物の成形装置は、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状の成形物を加圧成形により製造するための曲面形状成形物の加圧成形装置であって、
該加圧成形装置は、目的成形物を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型および第２の型と、前記第１の型と前記第２の型間に配置されるシート拘束用部材とを、それぞれが近接および離間する方向に相対移動可能に備え、
さらに、前記第１の型は、前記成形用表面部位の一側に沿って設けられたシートを拘束するための第１の直線状拘束部を有し、前記シート拘束用部材は、前記第１の直線状拘束部と共同して前記シートを拘束するための第２の直線状拘束部を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明の請求項４の曲面形状成形物の成形装置は、請求項３において、前記第１の型の第１の直線状拘束部は、凹溝若しくは凸条であり、前記シート拘束用部材の第２の直線状拘束部は、前記第１の直線状拘束部の形状に対応する凸条若しくは凹溝であることを特徴とする。
【００１０】
この発明の請求項５の曲面形状成形物の成形装置は、請求項３又は４のいずれかにおいて、前記シート拘束用部材は、枠部材の上面に第２の型の成型部を挿通しうる開口を存して直線状凸条とシート載せ部とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
上記したこの発明の曲面形状製造方法は、目的成形物である曲面形状成形物を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型および第２の型と、前記第１の型と前記第２の型間に配置されるシート拘束用部材とを備えた加圧成形装置で、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートを加熱する工程と、該加圧成形装置の前記第１の型の前記成形用表面部位の一側に設けられた第１の直線状拘束部と、前記シート拘束用部材に設けられたシートを拘束するため第２の直線状拘束部とにより熱可塑性樹脂シートの一側を拘束する工程と、前記熱可塑性樹脂シートの一側を前記第１及び第２の直線状拘束部により拘束した状態にて、該シートに前記第１の型および第２の型の成型用表面部位で曲面形状の成形物を加圧成形する工程とにより、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状の成形物を加圧成形により製造するものである。
【００１２】
上記したこの発明の曲面形状成形装置は、目的成形物である曲面形状成形物を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型および第２の型と、前記第１の型と前記第２の型間に配置されるシート拘束用部材とを、それぞれが近接および離間する方向に相対移動可能に備えた加圧成形装置で、前記第１の型は、前記成形用表面部位の一側に沿って設けられたシートを拘束するための第１の直線状拘束部を有し、前記シート拘束用部材は、前記第１の直線状拘束部と共同して前記シートを拘束するための第２の直線状拘束部を有するので、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートの一側を前記第１及び第２の直線状拘束部により拘束した状態にて、該シートに前記第１の型および第２の型の成型用表面部位で曲面形状の成形物を加圧成形する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の曲面形状製造方法によれば、加圧成形装置の第１の型および第２の型と、前記第１の型と前記第２の型間に配置されるシート拘束用部材とにより、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートを加熱する工程と、該加圧成形装置の前記第１の型の前記成形用表面部位の一側に設けられた第１の直線状拘束部と、前記シート拘束用部材に設けられたシートを拘束するため第２の直線状拘束部とにより熱可塑性樹脂シートの一側を拘束する工程と、前記熱可塑性樹脂シートの一側を前記第１及び第２の直線状拘束部により拘束した状態にて、該シートに前記第１の型および第２の型の成型用表面部位で曲面形状の成形物を加圧成形する工程とにより、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状の成形物を加圧成形により製造することができる。加圧成形装置の第１の型の第１の直線状拘束部とシート拘束用部材に設けられた第２の直線状拘束部とによる拘束で、曲面形状の賦形時のシート保持機能とシートの格子変形防止と加圧成形装置に対するシート位置決め機能を持たせることができ、前記シートの一側を直線状に拘束した状態で曲面形状を賦形するので、格子効果による変形を起こさせないで、断面が一定曲面の成形物である曲面成形物を安定して成形することができる。
【００１４】
この発明の曲面形状成形装置によれば、目的成形物である曲面形状成形物を加圧成形可能な成形用表面部位を有する加圧成形装置の第１の型および第２の型間にシート拘束用部材を配置して、第１の型の前記成形用表面部位の一側に沿って設けられた第１の直線状拘束部と、前記シート拘束用部材の第２の直線状拘束部と共同して連続繊維強化熱可塑性樹脂シートの一側を拘束した状態にて、該シートに前記第１の型および第２の型の成型用表面部位で曲面形状の成形物を加圧成形することができ、曲面形状の賦形時のシート保持機能とシートの格子変形防止と加圧成形装置に対するシート位置決め機能を持たせることができ、前記シートの一側を直線状に拘束した状態で曲面形状を賦形するので、格子効果による変形を起こさせないで、断面が一定曲面の成形物である曲面成形物を安定して成形することができる。
【００１５】
この発明の曲面形状製造方法および成形装置によれば、前記第１の型の第１の直線状拘束部は、凹溝若しくは凸条、前記シート拘束用部材の第２の直線状拘束部は、前記第１の直線状拘束部の形状に対応する凸条若しくは凹溝として、凹溝と凸条とにより連続繊維強化熱可塑性樹脂シートの一側を確実に拘束でき、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートを第１の型と第２の型による加圧成形により曲面成形物を格子効果による変形を起こさせないで安定して成形できる。
【００１６】
この発明の曲面形状成形装置によれば、シート拘束用部材は、枠部材の上面に第２の型の成型部を挿通しうる開口を存して直線状凸条とシート載せ部とを設けたので、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートをシート載せ部に載せた状態で、第１の型とシート拘束部材の第１、第２の拘束部とにより一側を拘束した状態で該シートに前記第１の型に対して第２の型の成型用表面部位を開口を通じて移動して曲面形状の成形物を加圧成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の連続繊維強化熱可塑性樹脂シートによる成形時の曲面形状の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状の成形物を成形するプロセスを示す説明図、図２は成形装置の凹型、凸型、シート拘束用枠体等を示す斜視図、図３は凸型とシート拘束用枠体の平面図、図４は凹型、凸型、シート拘束用枠体からなる成形装置を示す正面図、図５は成形装置のシート拘束状態を示す正面図、図６は成形装置の曲面形状成形物の成形状態を示す正面図、図７はシートの一側の拘束と、曲面形状の成形物を成形した状態を示す斜視図、図８は（イ）断面Ｕ字バネ、（ロ）断面Ｓ字バネを示す斜視図である。
【００１８】
この発明の曲面形状製造方法は、連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８から曲面形状の成形物１０を加圧成形により製造するものであり、かつ、目的成形物１０を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型１および第２の型４と、前記第１の型１と前記第２の型４との間に配置されるシート拘束用部材１４とを備え、それぞれが近接および離間する方向に相対移動可能な加圧成形装置を用いる曲面形状成形物の製造方法である。
そして、該製造方法は、前記熱可塑性樹脂シート８を加熱する工程と、該加圧成形装置の前記第１の型１の前記成形用表面部位の一側に設けられた第１の直線状拘束部１２と、前記シート拘束用部材１４に設けられたシートを拘束するため第２の直線状拘束部１３とにより熱可塑性樹脂シート８の一側を拘束する工程と、前記熱可塑性樹脂シート８の一側を前記第１及び第２の直線状拘束部により拘束した状態にて、該シートに前記第１の型１および第２の型４の成型用表面部位で曲面形状の成形物を加圧成形する工程とにより前記熱可塑性樹脂シート８に断面一定の曲面とした曲面形状（単曲面形状）の成形物１０を賦形するものである。ここで成形する曲面形状の成形物１０とは断面形状が一定の曲面の成形物で、例えば断面Ｕ字バネ、断面Ｓ字バネ、断面Ｍ字バネ等曲面形状バネをいう。
【００１９】
この発明の曲面形状成形装置は、連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８から曲面形状（単曲面形状）の成形物１０を加圧成形により製造するための曲面形状成形物の加圧成形装置である。
そして、該加圧成形装置は、目的成形物１０を加圧成形可能な成形用表面部位を有する第１の型１および第２の型４と、前記第１の型と前記第２の型間に配置されるシート拘束用部材１４とを、それぞれが近接および離間する方向に相対移動可能に備え、
さらに、前記第１の型１の前記成形用表面部位の一側に沿って設けられたシートを拘束するための第１の直線状拘束部１２と、前記シート拘束用部材１４の前記第１の直線状拘束部１２と共同して前記シートを拘束するための第２の直線状拘束部１３とにより連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８の一側を拘束した状態でシート８に曲面形状の成形物１０を賦形するものである。前記型の材質は金属、樹脂等を使用する。
【００２０】
図１乃至図９において、連続繊維強化熱可塑性樹脂シートの成形装置を説明する。１は第１型の凹型（上型）、１ａはその下面の成形用表面部位の凹部、２は凹型１を備える上テーブル、３は上テーブル２を昇降するシリンダ、４は前記凹型に対してプレスする第２型の凸型（下型）、４ａはその上面の成形用表面部位の凸部、５は凸型４を備える下テーブル、６は下テーブル５を昇降するシリンダ、７は連続繊維強化熱可塑性樹脂シートを拘持するシートクランプ、８は連続繊維強化熱可塑性樹脂シート、９はヒータ、１０は成形物である。この型の材質は金属、樹脂等とする。ヒータ９の加熱によりシート８を所定温度、例えばナイロン樹脂の場合には約２６０℃〜２７０℃まで昇温させ凹型と凸型で成形する。
この連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８は熱可塑性樹脂をベースマトリックスとし、強化繊維に配向性を持たせたものである。該シート８は、連続シート製造プロセスにより量産された素材等を使用する。高性能ＡＣＭシート（高性能先端複合材料）は繊維体積含有率ＶＯＬが５０％を越え、織物による補強効果が素材全体の強度性能を向上させたもので、耐衝撃性に優れた素材である。この素材を用いて曲面成形物、例えば断面Ｕ字のバネ、断面Ｓ字のバネの１又は複数個分に相当する大きさとしたシート８を用意する。
【００２１】
この発明は、上記成形装置において、前記シートを拘束（挟持）するための拘束手段１１として、第１型１にはその成形用表面部位の一側に沿ってシートを拘束する第１の直線状拘束部１２が設けられ、該第１の型に対して昇降可能なおシート拘束用部材１４にはシートを拘束するための第２の直線状拘束部１３が設けられ、この第１と第２の直線状拘束部によりシートの一側を拘束（挟持）可能とされている。前記第１の型１の前記成形用表面部位の一側に設けた第１の直線状拘束部１２は、直線状凹溝とし、拘束用部材１４に設けた第２の直線状拘束部１３は該凹溝１２に押入しシートを拘束するための直線状凸条とする。この第１型１の第１の直線状拘束部１２とシート拘束用部材１４の第２の直線状拘束部１３とにより連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８の一側を線状、例えば直線状或いは真っ直ぐな幅狭の帯状に拘束した状態でシートに曲面形状を賦形するものである。
前記第１型１の下面の第１の直線状拘束部１２は、直線状の断面コ字型凹溝で、シート８を介在して前記凸条１３を押入しうるようにしてある。この凹溝１２は凹型１の下面の成形用表面部位の凹部１ａに平行に直線状に設けられ、その凹溝１２と凹部１ａとの間隔Ｂはプレス成形の際に成形部に格子変形が生じないように間隔をおくのが好ましい。
また、拘束用部材１４の第２の直線状拘束部１３は、前記凹溝１２に押入してシートを拘束する直線状の凸条が設けられる。上記第１と第２の直線状拘束部１２、１３は前記シート８の幅と略同じ又はそれより長くして、シートの一側を直線状Ａに拘束できるようにする。
【００２２】
実施形態のシート拘束用部材１４は四角形の枠部材で、該枠部材の上面に第２の型の成型部を挿通しうる開口１５を存して直線状凸条１３とシート載せ部１６が設けられている。該シート拘束用枠体１４の凸条１３は、例えば前記凹型のコ字型凹溝ととほぼ同じ形状で、かつ同じ長さか、或いはそれより長くして、シートの一側端部を凹溝１２と凸条１３で全幅に渡り拘束して拘束可能で、且つ又、凸条１３は前記コ字型凹溝１２に押入又は抜脱可能とする。該凸条１３の高さは、少なくともシート載せ部１６の厚みよりも上部に突出させて凹溝１２に押入してシートをプレスする高さ、その幅は前記凹溝１２より狭くして前記凹溝に該凸条を押入してシート拘束できるようにする。直線状拘束部１２と１３はシートの一側を拘束して絞り成形するときに直線状拘束部分が動かないように確実に拘束し、かつシート８の一側を直線状に拘束して賦形時のシート保持機能とシートの格子変形防止と成形型に対するシート位置決め機能を持たせる。
なお、前記実施形態では、拘束手段として、シート拘束用枠体１４の上面に凸条１３を設けた場合を示したが、これに限られるものではなく、昇降可能な部材に凸条を設けることでもよい。また、第１型に凹溝、拘束用部材に凸条を設けた場合で説明したが、これに限られるものではなく、逆に第１型側に凸条を設け、拘束用部材に凹溝を設けて拘束するようにしてもよく、或いはその他の拘束手段で直線状に拘束することも可能である。
前記シート載せ部１６はシート８を載せるためのものである。このシート載せ部１６は凸条１３と間隔Ｃ、少なくとも第２型（凸型）４の成形用表面部位の凸部４ａより幅広の開口１５を存して枠体１４の上面に固定して、枠体の略中央部の開口１５を通じて凸型４の凸部４ａを昇降可能とする。
そして、該シート拘束用枠体１４には昇降するための駆動手段として、両側に駆動により作動するシリンダ１７が備えられて、シリンダ１７の作動によりシート拘束用枠体１４が昇降可能に備えられる。実施形態で凹溝と凸部の形状はコ字型としたがこれに限られるものでなく、昇降時に相互に押入又は抜脱できる形状とする。
【００２３】
図２乃至図６の実施形態では成形装置として、Ｕ型の成形物を成形する場合を示すものである。
この発明の成形装置における上部の第１型（凹型）１には、下面の成形用表面部位の凹部１ａが略Ｕ字型に設けられ、その凹部１ａの一側端部に間隔Ｂを存してそれに平行に第１の直線状拘束部１２として凹溝が形成されている。下部の第２型（凸型）４には、下面の成形用表面部位の凸部４ａが前記略Ｕ字型の凹部に押入しうる形状に設けられる。そして、前記第１の型１と前記第２の型４間にシート拘束用部材１４が配置され、第１の型と拘束用部材、第１の型と第２の型のそれぞれが近接および離間する方向に相対移動可能とされている。
【００２４】
図１によりこの発明の連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８の一側端部を連続的に拘束した状態で曲面形状（単曲面形状）に成形し、曲面形状の成形物を成形する方法のプロセスを説明する。
図１（ａ）において、成形装置は凹型１は上方に、凸型４は下方にセットし、その凹型と凸型間に連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８を拘束する第２の直線状拘束部である凸条１３を設けたシート拘束用枠体１４が備えられる。
図１（ｂ）において、凹型１とシート拘束用枠体１４間に、シート８の両端がシートクランプ７によりクランプされて置かれる。
図１（ｃ）において、凹型１とシート拘束用枠体１４間に一対のヒータ９が進出し、ヒータ９の間にクランプ７によりクランプしたシート８を位置させて、そこで所定の温度に昇温される。所定の温度にシート８を昇温して、樹脂を溶融しシートを軟化後、ヒータ９を後退させる。
図１（ｄ）において、加熱軟化したシート８は凹型１の下にすみやかにセットされる。クランプ７は外される。
図１（ｅ）において、シート拘束用枠体１４をシリンダ１７により上昇させ、シート８の一側端部は上昇してきた凸条１３により凹型１の下部に設けられた凹溝１２に食い込ませるように押しつけられて拘束される。この凹溝１２と凸条１３とで拘束することにより繊維格子の変形を防止するとともにシートがプレス時に適切な位置に保持される。
図１（ｆ）において、その状態を維持したまま凸型４が上昇し、シート８をプレス冷却する。
この際、シート８は一側だけが凹溝１２と、シート拘束用枠体１４の凸条１３とにより拘束して拘束され、他方は自由とされるので、シートの格子変形防止を図り、樹脂を溶融し、軟化したシートはプレス時に均一にずり込み、絞り成形を均一に行うことができ、成形物に偏り、皺ができない。
次に、図１（ａ）のように、シリンダ６を駆動して凸型４を降下させて凹型と凸型を開き、かつシリンダ１７を駆動してシート拘束用枠体１４を降下させでシートの拘束を解くことにより、成形物１０を取り出す。断面が一定の曲面で、繊維格子の変形がなく均一な性質を持った成形物を得ることができる。
【００２５】
上記したこの発明の曲面形状成形装置の構成によれば、第１型である凹型１の直線状凹溝１２と、シート拘束用部材１４の直線状凸条１３との間で連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８を直線状に拘束した状態で、Ｕ型凹部１ａを有する凹型１に対して該凹部に押入する凸部４ａを有する第２型（凸型）４を上昇してプレス成形するときに、シートの自由側は拘束されていないので、ずり込ませ（滑り込ませ）て断面を均一なＵ型に絞り形成することができる。シートの一側で拘束するだけで、他側は拘束しないで自由としたので、連続繊維強化熱可塑性樹脂シート自体の性質上強靱であるが、絞り成形時にシートが断面均一に絞られて強化繊維の格子効果による変形を起こさせることなく断面が一定曲面の曲面形状であるＵ字型の成形物を成形することができる。断面Ｕ字型の成形物は１又は複数個のバネの分に相当する横幅で成形され、複数個分の場合には、適宜切断手段による切断工程で所定幅の複数個の成形物、例えば、図８（イ）に示すＵ型バネを成形することができる。また、その成形の際に、Ｕ字型の両端の余分な部分、例えば、拘束部分、自由端の余分な部分は切除する。なお、上記実施例では断面Ｕ字の曲面形状を示したが、この形状に限るものでなく、深い凹凸のある形状の成形物、例えば、断面Ｓ字、断面Ｍ字などの曲面形状にも適用できる。
【００２６】
図９は連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状のＭ型バネを成形するプロセスを示す説明図である。
この実施形態では、第１型の凹型１の下面にはＭ型の成形用表面部位の凹部１ｂが形成され、第２型の凸型４にはＭ型の成形用表面部位の凸部４ｂが形成され、その凹型１の下面の一側には前記と同様に凹溝１２が形成され、またシート拘束用部材１４には凸条１３が設けられている。この実施形態のシート拘束用部材１４は棒状としてその上面に凸条１３が設けられ、第１の凹型１の下面に位置させ、拘束時にはそれを上昇して凹溝１２に押入させ、シート８を確実に拘束する。
図９（ア）で第１の凹型（上型）１と第２の凸型（下型）との間に連続繊維強化熱可塑性樹脂シート８を配置し、 図９（イ）では凹型に対してシート拘束用部材１４を駆動手段（図示せず）で上昇して凸条１３を押し込みシート８の一側を直線状に拘束し、次いで図９（ウ）のように第２の凸型４を上昇してシートをプレスし、Ｍ型の曲面形状を賦形する。Ｍ型の成形物１０を成形することができる。
【００２７】
前記断面Ｍ型に成型した成形物１０を適宜切断手段により図８（ロ）に示すＳ字型バネ、或いは、Ｍ型バネ（図示せず）のように切断して作成できる。そして、前記バネには必要に応じて取付け孔１８が形成される。
【００２８】
上記したこの発明の曲面形状成形装置の構成によれば、第１の凹型１の直線状凹溝１２と、シート拘束用部材１４の直線状凸条１３との間で連続繊維強化熱可塑性樹脂シートを直線状に拘束後、Ｍ型の凹部１ｂを有する凹型１に対してＭ型の凸部を有する凸型４をプレス成形する際に、シートは一側が直線状に拘束され、他側は拘束されないで自由としてあるので、シートの連続繊維は一定のまま、成形部分には格子変形を生ずることなく、断面を一定曲面としたＭ型の成形物１０を成形できる。絞り成形時にシートが断面Ｍ型に均一に絞られて強化繊維の格子効果による変形を起こさせることなく断面が均一なＭ型の曲面形状の成形物を成形することができる。
【００２９】
上記のように成形したＵ型、Ｓ型等のバネは車椅子等の乗り物、機械装置等に取付け衝撃吸収、振動防止を図るのに適する。なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態を実施しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状の成形物を成形するプロセスを示す説明図である。
【図２】成形装置の凹型、凸型、シート拘束用枠体等を示す斜視図である。
【図３】凸型とシート拘束用枠体の平面図である。
【図４】凹型、凸型、シート拘束用枠体からなる成形装置を示す正面図である。
【図５】成形装置のシート拘束状態を示す正面図である。
【図６】成形装置の曲面形状成形物の成形状態を示す正面図である。
【図７】シートの一側の拘束と、曲面形状の成形物を成形した状態を示す斜視図である。
【図８】（イ）断面Ｕ字バネ、（ロ）断面Ｓ字バネを示す斜視図である。
【図９】連続繊維強化熱可塑性樹脂シートから曲面形状のＭ字バネを成形するプロセスを示す説明図である。
【図１０】従来のコーナーを拘束して成形する場合の拘束と、成形により四方のコーナー部分が変形した成形物を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  第１型（凹型）
１ａ  成形用表面部位の凹部
１ｂ  成形用表面部位の凹部
２  上テーブル
３  シリンダ
４  第２型（凸型）
４ａ  成形用表面部位の凸部
４ｂ  成形用表面部位の凸部
５  下テーブル
６  シリンダ
７  シートクランプ
８  連続繊維強化熱可塑性樹脂シート
９  ヒータ
１０  成形物
１１  線状拘束手段
１２  第１の直線状拘束部（凹溝）
１３  第２の直線状拘束部（凸条）
１４  シート拘束用部材
１５  開口
１６  シート載せ部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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