(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
型開された下型に対して材料供給装置により材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記材料を圧縮する圧縮成形装置において、
材料を溶融状態にする材料加熱手段と、
溶融状態の材料を載置前または載置後の下型を自在な方向に傾斜可能である下型傾斜手段とを備えたことを特徴とする圧縮成形装置。
【請求項２】
前記材料供給装置により供給される材料は、炭素繊維と樹脂の混合材料であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型開された下型に対して材料供給装置により材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融材料を圧縮する圧縮成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂等の溶融材料を型内で圧縮して成形する方法としては、型閉されたキャビティ内に溶融材料を射出装置から射出し、更に圧縮する射出圧縮成形方法が知られている。しかし前記射出圧縮成形方法は、射出時に溶融材料に高圧が掛かり繊維材料等が損傷を受ける場合があるという問題や溶融材料の流動性が悪い場合に射出時に充填が困難な場合があるという問題があり、型を開いた状態で溶融材料を下型のキャビティ面に供給後に上型と下型を閉鎖して圧縮を行う圧縮成形方法も知られている。後者の圧縮成形方法の場合、ポットから比較的硬めで原型を留めた溶融材料が型内に供給されるトランスファ成形とも呼ばれる圧縮成形と、射出装置または押出装置から流動状態の溶融材料が型内に供給されるスタンピング成形とも呼ばれる圧縮成形がある。
【０００３】
このようなスタンピング成形を行うものとして特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では、下型をプレス装置（圧縮成形装置）の外へ搬出して溶融材料を供給するので、プレス装置の型開間隔を小さくすることができるというメリットや、材料供給装置（スクリュ式射出装置）やそのノズルの大きさや形状について制約を受けないというメリットがある。
【０００４】
また特許文献１では、下型を加熱用コイルで加熱することにより、供給した溶融材料の温度が低下しないようにすることが記載されている。更に特許文献１では下型はＸ軸およびＹ軸方向に移動可能となっているので、材料供給装置の側を移動させなくても、下型上の任意の位置に溶材料供給装置から溶融材料を供給することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−１３２７４３号公報（請求項１、図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１では、以下のような場合に溶融材料の供給が最適な状態で行えない場合があった。即ち下型のキャビティ面に傾斜面や曲面があると、均一に溶融材料を供給しにくい場合や、下型の傾斜面や曲面に供給した樹脂が流動してしまい供給時の供給分布と異なる場合があるという問題があった。また供給されるキャビティ面が急傾斜面である場合、供給装置を同じ速度で水平移動させながら溶融材料を供給すると、前記急傾斜面では面積あたりに供給される溶融材料の量（厚み）が少なくなってしまうという問題があった。
【０００７】
そしてまた材料供給装置からの供給は、キャビティ面とノズルの供給孔の形状によっては、キャビティ面端部まで溶融材料の供給が出来ない場合があった。その場合は、キャビティ面中央寄りに供給した溶融材料をプレス装置で押圧して端部まで流動させて成形を行うが、端部側のほうが板厚が薄くなったり、成形品が均一な材質にならない場合があるという問題があった。
【０００８】
更には成形品の厚みが一方と他方とで異なる場合、ノズルからの溶融材料の供給が均一な厚みで行われると肉厚部分の板厚が所望の厚みが得られなかったり、肉薄部分の板厚が所望の薄さが得られなかったりするという問題があった。これらの問題は、材料加熱手段でもある材料供給装置により溶融材料を下型に供給する場合のみならず、固形、半溶融状態の板状体（通常は均等板厚）を下型に供給し、下型上で前記板状体を溶融させるものについても同じことが言え、肉厚部分と肉薄部分が良好に成形できない場合があった。
【０００９】
また特に炭素繊維と樹脂の混合材料の成形においては、炭素繊維に溶融樹脂を含浸させるためには、低粘度の樹脂を使用したほうが好ましい場合が多い。そして炭素繊維を含む樹脂でも樹脂中の炭素繊維の比率により相違するが、樹脂中の炭素繊維の比率が低い材料の場合は傾斜面に前記材料を溶融状態で供給すると、溶融状態の前記材料全体の流動が発生する可能性がある。また樹脂中の炭素繊維の比率が高くて粘度の低い樹脂との混合材料の場合は傾斜面に前記材料を溶融状態で供給すると、溶融状態の樹脂の部分が繊維の部分よりも特に流動する可能性がある。その場合は部分によって樹脂と炭素繊維の比率が相違してしまい成形品に影響が出る。
【００１０】
そこで本発明の圧縮成形装置は、型開された下型に対して材料供給装置により材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記溶融材料を圧縮する圧縮成形装置において、成形に際して良好な状態となるように下型上に溶融材料を分布させることができる圧縮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】
【００１１】
本発明の請求項１に記載の圧縮成形装置は、型開された下型に対して材料供給装置により材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記材料を圧縮する圧縮成形装置において、
材料を溶融状態にする材料加熱手段と、溶融状態の材料を載置前または載置後の下型を自在な方向に傾斜可能である下型傾斜手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２に記載の圧縮成形装置は、請求項１において、前記材料供給装置により供給される材料は、炭素繊維と樹脂の混合材料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の圧縮成形装置は、型開された下型に対して材料供給装置により材料を供給し、その後に下型と上型を閉鎖して前記材料を圧縮する圧縮成形装置において、材料を溶融状態にする材料加熱手段と、溶融状態の材料を載置前または載置後の下型を自在な方向に傾斜可能である下型傾斜手段とを備えているので、成形に際して良好な状態となるように下型上に溶融材料を分布させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の圧縮成形装置の平面図である。
【図２】平面図において矢印Ａ方向から見た図である。
【図３】平面図において矢印Ｂ−Ｂ線の拡大断面図である。
【図４】前記断面図において、下型を下型傾斜手段により傾斜させた際の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１ないし図４により本実施形態の圧縮成形装置１１について説明する。本実施形態の圧縮成形装置１１は、炭素繊維を含有する樹脂が溶融された溶融材料Ｍを上型１２と下型１３の間で圧縮するプレス装置１４と、前記溶融材料Ｍの材料供給装置１５が設けられている。そしてプレス装置１４と材料供給装置１５による供給位置ａ１の間には下型１３の移動装置１７が設けられている。
【００１６】
プレス装置１４について説明すると、図１、図２に示されるように、下盤である固定盤１８の四隅近傍には４本のタイバ１９が立設されており、タイバ１９の上部は、上盤である受圧盤２０の四隅近傍に固定されている。また固定盤１８と受圧盤２０の間には、可動盤２１がタイバ１９に挿通されて上下方向に移動可能となっている。受圧盤２０には加圧機構である圧縮用シリンダ２２が設けられ、圧縮用シリンダ２２のラムにはハーフナット２５が取付けられ、可動盤２１の背面に固定されたメカニカルラム２３と係合可能となっている。また受圧盤２０と可動盤２１の間には型開閉機構である型開閉シリンダ２４が設けられている。なお圧縮用シリンダ２２は、各タイバ１９の部分に設けられ平行制御を行えるものでもよい。更に圧縮用シリンダ２２および型開閉シリンダ２４は電動機構を用いたものでもよく、例えばトグル機構により圧縮成形を行うプレス装置であってもよい。
【００１７】
プレス装置１４の可動盤２１の下面には上型１２が取付け可能となっている。また固定盤１８の上面の加圧位置ａ２には下型１３が固定可能となっている。プレス装置１４の下型１３は、ボルスタ２６内に挿入される下型取付板１６に取付けられ、プレス装置１４の内部の加圧位置ａ２を含み加圧位置ａ２とプレス装置１４の外部の供給位置ａ１の間で、図１における一側および他側方向であるＸ方向に移動可能なものである。そして固定盤１８の一側（図１において左側）には、下型１３の移動装置１７が連結・固定されている。前記下型１３の移動装置１７の上面は、固定盤１８の上面と同じ高さとなっており、下型１３を移動させるための２本のガイドレール２７が両方の上面に亘って設けられている。そして前記ガイドレール２７に沿って前記ボルスタ２６が移動されるようになっている。
【００１８】
図３等に示されるようにボルスタ２６の中央には、下型取付板１６が嵌合されるようになっている。具体的には、ボルスタ２６の中央には、下型取付板１６が挿入されるための四角形の貫通孔２６ａが縦方向に形成され、上下方向の中間には段差２６ｂが設けられていて、段差２６ｂから上方は下方と比較して貫通孔２６ａの大きさ（水平方向の断面積）が大きくなっている。一方下型取付板１６は、前記貫通孔２６ａ内に挿入される大きさであって、上下方向中間には段差１６ａが設けられ、段差１６ａよりも下方の下型取付板１６の大きさ（水平方向の断面積）は上方と比較して小さくなっている。従ってボルスタ２６の段差２６ｂと下型取付板１６の段差１６ａが当接してボルスタ２６内で下型取付板１６が載置される。また下型取付板１６の下面１６ｂは、移動装置１７により移動される場合は、下方に向けて開放されており、プレス装置１４内では、固定盤１８に当接可能となる。下型取付板１６の下面１６ｂには、後述する下型傾斜手段６１と嵌合するための凹状の係合部１６ｃが形成されている。
【００１９】
下型１３の移動装置１７の駆動源はサーボモータ２８であって、移動装置１７の供給位置ａ１側の側面にサーボモータ２８が固定されている。そして前記ガイドレール２７と平行にボールネジ２９が設けられ、ボールネジ２９の一方はベアリングを介して移動装置１７の上面に回転自在に固定され、他方はべリングを介して固定盤１８の上面に回転自在に固定されている。また前記ベアリングよりも更に一方寄りのボールネジ２９の端部近傍には従動プーリ３０が固定され、サーボモータ２８の駆動プーリ３１との間に駆動力伝達用のタイミングベルト３２が掛け渡されている。更に前記ボルスタ２６の側面にはボールネジナット３３が固定され、ボールネジナット３３には前記ボールネジ２９が挿通されている。そしてサーボモータ２８が駆動されると、ボールネジ２９が回転され、ボールネジナット３３、ボルスタ２６、下型取付板１６、および下型１３が一側および他側方向のＸ方向に直線運動されるようになっている。
【００２０】
プレス装置１４に取付けられて使用される金型１３，１４について説明すると、下型１３は供給した溶融材料Ｍがこぼれないように凹型（キャビ型）にすることが望ましく、上型１２は凸型（コア型）にすることが望ましい。また下型１３は溶融材料Ｍを供給してから移動するので、その間に溶融材料Ｍの固化が進行しないように、材料加熱機構を有することが望ましい。材料加熱機構としてはヒータや、金型内に供給される媒体を加熱媒体と冷却媒体に切換えられる機構が用いられる。また下型１３の移動装置１７の上方に供給した溶融材料Ｍの固化が進行しないように赤外線照射やヒータなどの熱源を設けてもよい。そして下型１３に材料加熱機構が設けられる場合は、成形品の反りの発生の問題から、上型１２にも材料加熱機構が設けられることが望ましい。図示しない突出装置は上下いずれかの金型に設けられる。なお本実施形態では１個の下型１３に１個のキャビティ面３４が形成された例について説明したが、上型１２、下型１３、キャビティ面３４等の個数は複数であってもよく限定されない。
【００２１】
本実施形態では、溶融材料Ｍを載置前または載置後の下型１３は、供給位置ａ１において下型傾斜手段６１によりキャビティ面３４の水平方向の面に対する角度が自在な角度に傾斜可能となっている。下型傾斜手段６１の上部には、下型取付板１６と直接当接可能な保持板６２が設けられている。保持板６２は平板状であり、上面には下型取付板１６の係合部１６ｃと係合可能な係合突起６２ａが設けられている。また保持板６２の下面６２ｂ側には、３箇所に昇降用シリンダ６３が取付けられている。本実施形態では昇降用シリンダ６３は油圧により制御され、その制御系統は、各ロッドの伸長が中間位置でも高精度に制御可能なものが採用される。昇降用シリンダ６３が設けられる位置は、平面視して正三角形の各頂点に昇降用シリンダ６３が位置するように配置されている。そして保持板６２の下面６２ａには球面軸受６４が設けられ、昇降用シリンダ６３のロッド６３ａには球面軸受６４の球面部が固定されている。また昇降用シリンダ６３のシリンダ部６３ｂとベース板６５の間にも同様に球面軸受６６が設けられている。従って下型傾斜手段６１の保持板６２は、３つの昇降用シリンダ６３のロッド６３ａを同じように伸長または退縮させることにより平衡状態を保ったまま昇降可能であり、３つの昇降用シリンダ６３のロッド６３ａを異ならせて伸長または退縮させることにより、保持板６２の傾斜角度を自在に変更可能となっている。
【００２２】
なお下型傾斜手段６１の構造については上記のものに限定されず、種々のものが採用可能である。昇降用シリンダ６３と保持板６２の間等に設けられる部材は、球面軸受６４と同等の働きをするものであれば、別の部材や手段でもよい。例えば球面軸受６３に替えて回転軸を中心に回転するベアリングと、ぞのベアリング部分が直線運動するスライダとの組合せとしてもよい。その場合、各ロッドの伸縮に応じて、ロッドと保持板の角度が変更されるとともに、ロッド先端が保持板の裏面に当接する位置が変更される。また昇降用シリンダ６３の数は、４本以上であってもよく、保持板６２、下型取付板１６、および下型１３を傾斜させるスペースさえあれば、２本の昇降用シリンダ６３と１点の角度変更自在な支点との組合せとしてもよい。更に下型傾斜手段６１のアクチュエータは、シリンダの場合は空気圧でもよい。更にまたアクチュエータは、シリンダに限定されずサーボモータとボールネジ等の組合せにより保持板６２の昇降や傾斜角度の変更を行うようにしてもよい。更にまた下型傾斜手段６１による下型１３の傾斜方向は、１軸を中心に傾斜されるだけのものでもよい。
【００２３】
また本実施形態では下型１３は、供給位置ａ１のみで傾斜角度の変更が行われるが、下型傾斜手段６１全体をＸ方向へ移動可能な移動手段を取付けることにより角度変更した下型１３をＸ方向に移動させることや別の位置で傾斜角度を変更することが可能となり、下型１３を移動させながら溶融材料Ｍを供給できる。または下型１３の移動装置１７のサーボモータ２８により、傾斜角度を変更した状態の下型１３を移動させながらプレス装置１４の直前まで、またはプレス装置１４の内部まで下型１３を移動させるようにすることも可能である。その場合は、Ｘ方向へしか移動できないボルスタ２６と、下型取付板１６の間に下型傾斜手段６１を取付けることが望ましい。または傾斜角度変更自在な下型取付板１６に対して、上下方向のスライド可能で角度変更可能な機構と水平方向にスライド可能で角度変更可能な機構を介して、Ｘ方向に移動可能なボールネジナットが接続されるようにしてもよい。更には下型１３がＸ方向と直交する方向にも移動可能なものでもよい。更にまた、下型傾斜手段６１は、プレス装置１４内に設けられたものでもよい。その場合は材料供給装置１５がプレス装置１４内に侵入して下型１３上の材料を載置する。
【００２４】
また本実施形態では、下型１３の両側にバイブレータ６７が取付けられている。バイブレータ６７は、本発明にとって必須の要素ではないが、下型１３に供給された溶融材料Ｍの流動を促進する目的のものである。バイブレータ６７の種類、個数、周波数は限定されず、取付位置も下型取付板１６等に設けたものでもよい。
【００２５】
次に図１および図２により材料供給装置１５について説明する。材料加熱手段でもある材料供給装置１５は、移動装置３５により、下型１３の移動装置１７および移動方向と略水平面上において交差方向に移動可能となっている。本実施形態において材料供給装置１５は、下型１３の移動方向であるＸ方向に直交するＹ方向に移動される。しかし材料供給装置の移動方向は限定されない。
【００２６】
図１に示されるように材料供給装置１５の移動装置３５は、ベースまたは床面上に２本のガイドレール３６が設けられ、ガイドレール３６上を材料供給装置１５の基台３７が移動可能となっている。またベースまたは床面上には、ボールネジ３８が回転可能に配置され、基台３７に固定されたボールネジナット５０が前記ボールネジ３８に挿通されている。またボールネジ３８の端部近傍には従動プーリ３９が固定され、サーボモータ４０の駆動プーリ４１との間にはタイミングベルト４２が掛け渡されている。従ってサーボモータ４０の駆動により、材料供給装置１５の基台３７と図示しないボールネジナットとが直線運動されるようになっている。なお移動装置３５は、基台３７と移動装置１７の側面の間に取り付けてもよく、構造については限定されない。
【００２７】
材料供給装置１５の基台３７上に載置されているのは、射出成形機の射出装置と略同じ機能を有する可塑機能と射出機能を有する装置である。基台３７上に固定的に立設された前プレート４３には材料加熱手段であるヒータが取付けられた加熱筒４４が挿通されている。また前プレート４３には垂直方向に成形材料の供給口４５が設けられ、供給口４５の下方は加熱筒４４の孔を通じて加熱筒内部に連通している。また供給口４５の上方には、フィードスクリュを有する成形材料フィード装置４６が接続されている。加熱筒４４の先端にはヒータが取付けられたノズル４７が取付けられている。本実施形態のノズル４７の先端には、供給孔４８が下方を向けられたダイ４９が取付けられている。ダイ４９の供給孔４８は所定の幅と長さを有している。そしてノズル４７の先端に取付られるダイ４９の部分は、下型１３のキャビティ面３４の形状や面積に応じて最適なものに交換可能となっている。またダイ４９は、溶融材料Ｍの流動性や溶融材料Ｍに含まれる炭素繊維等の切れ等の問題から、成形材料によっても異なるダイ４９に交換される。ノズル４７の先端のダイ４９またはその手前のノズル４７の部分には、流路を開閉するバルブ（図示せず）が設けられることが多い。
【００２８】
前プレート４３の後方には所定の距離を隔てて前プレートと平行に後プレート５１が設けられている。前プレート５１の前面側の加熱筒４４の両側には、それぞれ射出用のサーボモータ５２が設けられ、後プレート５１の両側にもそれぞれボールネジナット５３が設けられている。そして前記サーボモータ５２の駆動軸に直結されるボールネジ５４が前記ボールネジナット５３に挿通されている。また加熱筒４４の内部には逆流防止弁が取付けられた射出成形用として一般的なスクリュ（図示せず）が配置されて、スクリュの軸の後端は、スリーブやカップリング等を介して後プレート５１の後面に固定された計量用のサーボモータ５５の駆動軸に固定されている。
【００２９】
従って加熱筒内のスクリュは、前記計量用のサーボモータ５５の駆動により回転され、射出用のサーボモータ５２の駆動により、前後進されるようになっている。なお材料供給装置１５の構造は前記したものに限定されず、３枚のプレートを有するものでもよく、射出用のサーボモータは１個でもよい。また射出用や計量用の駆動源は油圧を用いたものでもよい。更には溶融材料Ｍをプランジャで押出す材料供給装置や、加熱筒内のスクリュが回転のみして溶融材料を押出す押出式の材料供給装置を材料供給装置として用いてもよい。
【００３０】
次に本実施形態の圧縮成形装置１１を用いた圧縮成形について説明する。本実施形態では使用される材料として熱可塑性樹脂（たとえばポリカーボネート）に炭素繊維を配合した溶融材料Ｍを使用した例について記載する。成形材料としては、熱可塑性樹脂の場合は、ポリカーボネートの他、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ＡＢＳ、ＰＥＥＫ等の少なくとも一種類の樹脂が選ばれる。また熱硬化性樹脂の場合は、エポキシ、ポリウレタン、フェノール等の少なくとも一種類の樹脂から選ばれ、熱可塑性と熱硬化性樹脂の混合樹脂でもよい。また溶融材料としては、繊維材料を使用したものでは、炭素繊維の他、ガラス繊維、植物繊維、化学繊維等の別の繊維を含有するものや、カーボンと樹脂の混合物などがあげられる。また本発明は、樹脂材料のみの成形にも使用できる。
【００３１】
成形の手順としてはまず、プレス装置１４が型開された状態で、サーボモータ２８が駆動されてボルスタ２６、下型取付板１６、および下型１３がプレス装置１４の外部の供給位置ａ１へ移動され、一旦位置決め停止される。下型１３の供給位置ａ１への移動までに材料供給装置１５は計量用のサーボモータ４０を回転させるとともに射出用のサーボモータ５２で背圧を加えて、加熱筒４４内のスクリュの前方への溶融材料Ｍである炭素繊維含有のポリカーボネート樹脂の計量（貯留）が行われ、供給位置ａ１で待機している。材料供給装置１５は、計量中から供給位置ａ１の上方でのノズル４７および供給孔４８が停止されていてもよく、計量時は後退していて下型１３の移動と前後してＹ軸方向に沿って前進移動されるようにしてもよい。
【００３２】
そして次に下型傾斜手段６１の昇降用シリンダ６３の各ロッド６３ａを同時に伸長させて保持板６２を上昇させ、下型取付板１６と当接させ、下型取付板１６の係合部１６ｃと保持板６２の係合突起６２ａを係合させた上で更に上昇させることにより、ボルスタ２６に載置された下型取付板１６を上方へ持ち上げることができる。そしてその後に各昇降用シリンダ６３へ別個に指示を送ってロッド６３ａの伸長度を異ならせることにより、下型１３およびそのキャビティ面３４を自在に傾斜させることができる。そして前記下型１３のキャビティ面３４の上に材料供給装置１５から溶融材料Ｍである炭素繊維を含有した樹脂が供給される。溶融材料Ｍの供給は、材料供給装置１５のノズル４７の図示しないバルブが開かれ、射出用のサーボモータ５２が駆動されてスクリュが前進移動され、ダイ４９の供給孔４８から溶融材料Ｍが落下されることにより行われる。そのことによりキャビティ面に落下された樹脂材料Ｍは、キャビティ面３４が傾斜している場合は、重力に沿って傾斜面の下方側に向けてゆっくり流れる。またこの際にバイブレータ６７を用いることにより流動が促進される。
【００３３】
この際に材料供給装置１５と下型取付板１６および下型１３の少なくとも一方を移動させながら溶融材料Ｍの供給を行うことが好ましい。本実施形態では、材料供給装置１５はＹ方向に移動可能であり、下型１３はＸ方向への移動機能を付加することによりＸ方向へ移動可能となる。また前記したように溶融材料Ｍの供給の際、下型１３はキャビティ面３４が加熱されていることが望ましい。
【００３４】
本発明における下型１３の傾斜パターンについては種々のものが想定される。一例としては（１）溶融材料Ｍの載置前から下型１３を傾斜させておくもの。（２）下型１３への溶融材料Ｍの載置前は、下型１３を傾斜させずに、材料供給装置１５から溶融材料Ｍが載置され始めてから下型１３を傾斜させるもの。（３）下型１３への溶融材料Ｍの載置前および載置中は、下型１３を傾斜させずに、材料供給装置１５から溶融材料Ｍの載置が完了されてから下型１３を傾斜させるものが考えられる。また上記それぞれにおいては、下型１３の傾斜角度の変更は１回または複数回のいずれでもよい。そしてプレス装置１４に下型１３を取付けて成形が開始されるまでには下型１３は一旦、平衡状態に戻される。
【００３５】
成形品との関係における下型傾斜手段６１の使用方法については次のような場合が考えられる。即ち、（ａ）下型１３のキャビティ面３４に傾斜面や曲面がある場合に、傾斜状態のまま溶融材料Ｍを供給すると、傾斜面等の溶融材料Ｍが一定厚みに供給できなかったり、供給したものが流れて薄くなったりして上手く載置できない場合がある。そういった場合に、傾斜面等を水平にした状態で溶融材料Ｍを供給することにより、傾斜面等と他の部分との溶融材料Ｍの供給量に差が発生しにくくなる。（ｂ）キャビティ面３４の形状が複雑であったりノズル４７の供給孔４８の形状と合致していないような場合で、キャビティ面３４の各端部まで溶融材料Ｍが供給できない場合。一旦キャビティ面３４の周辺を除く部分に供給した溶融材料Ｍを下型１３の傾斜を利用して、キャビティ面３４の端部まで流動させる。（３）成形品の厚みが一方と他方とで異なる場合、ノズル４７からの溶融材料Ｍの供給が均一な厚みで行われると肉厚部分の溶融材料Ｍの板厚が所望の厚みにならなかったり、肉薄部分の板厚が薄くなったりするという問題があるので、肉厚の厚い側に溶融材料Ｍが流れるように下型１３を傾けることにより、溶融材料Ｍの厚みが成形品の厚みとほぼ合致した肉厚となるようにする。なお下型１３の傾斜角度と傾斜時間は、成形品や樹脂材料Ｍの種類により適宜に選択されるが、一例として０〜３０度、より望ましくは０〜１５度に傾斜角度変更がなされるようにしてもよい。
【００３６】
また溶融材料Ｍは上記したように炭素繊維等との混合した状態での供給が想定されるが、最初に炭素繊維、プリプレグ等の層を供給した上から溶融材料Ｍを供給するものや、下型１３を傾斜させて溶融材料Ｍの分布が最適な状態とした上に、炭素繊維、プリプレグ等の別の層を供給するものでもよい。その場合、最初に繊維等を含まない溶融樹脂Ａを供給してから下型１３を傾斜させ、その後に供給される溶融樹脂Ｂも繊維等を含まないもの等も含まれる。
【００３７】
更には溶融材料Ｍは下型１３に供給された際には固体状態または半溶融状態のプリプレグ等であってもよい。その場合に材料加熱手段である赤外線加熱装置や下型１３のヒータ等によりプリプレグ等が溶融状態にされるが、溶融状態にした後または溶融状態している途中で下型１３を下型傾斜手段６１により傾斜させて溶融材料Ｍを流動させるものでもよい。
【００３８】
そして加熱筒４４内のスクリュが所定位置まで前進されると、ノズル４７のバルブが閉鎖され、下型１３上のキャビティ面３４への溶融材料Ｍの供給が終了される。本実施形態では次に下型傾斜手段６１の全ての昇降用シリンダ６３の各ロッド６３ａが完全に退縮されて保持板６２が下降されて、下型取付板１６がボルスタ２６の段差２６ａに載置される。そして下型取付板１６とボルスタ２６はロックされることが望ましい。次に下型１３の移動装置１７のサーボモータ２８が駆動され、ボルスタ２６と下型取付板１６と下型１３がプレス装置１４の加圧位置ａ２に移動される。
【００３９】
プレス装置１４の加圧位置ａ２においてボルスタ２６および下型取付板１６は位置決め停止され、更に図示しない位置決めピン等で固定される。本実施形態では、下型傾斜手段６１の昇降用シリンダ６３のロッド６３ａを退縮させて一旦下型１３を平衡状態にしてからプレス装置１４へボルスタ２６、下型取付板１６、下型１３を搬入するが、下型１３を傾斜状態のままプレス装置１４に搬入するものでもよい。
【００４０】
そしてプレス装置１４へ搬入されたボルスタ２６は、固定盤１８に対して図示しないクランパにより固定される。そして次に型開閉シリンダ２４が作動して上型１２が下降し、上型の凸部が下型１３の凹部と嵌合されるかその直前で、ハーフナット２５が作動されてハーフナット２５とメカニカルラム２３の係合溝が係合される。そして次に型締シリンダ２２が駆動される。その際に下型取付板１６と固定盤１８とは密着され、加圧力が固定盤１８に伝達されることは上記した通りである。
【００４１】
そして下型１３の凹部のキャビティ面３４と上型のキャビティ面の凸部が嵌合されてその間に形成されたキャビティ内で溶融材料Ｍは圧縮され、附形される。なお下型１３と上型１２とが当初加熱されている場合は、圧縮されている途中から冷却に切換えられ、溶融材料Ｍの冷却固化が促進される。そして所定時間が経過するとプレス装置１４の型締シリンダ２２および型開閉シリンダ２４が型開方向に作動して、下型１３から上型１２が上昇し、成形品が取出し可能となる。なお上型１２はプレス装置１４に固定的に取付られていてプレス装置１４内で下型１３と型閉されるのが一般的であるが、型開閉機能を有する下型と上型の組合せがプレス装置１４の外部に移動できるものや溶融材料Ｍが供給された下型１３上に対してプレス装置１４とは別の位置で上型１２を型閉するものでもよい。またプレス装置１４における圧縮成形の場合もバイブレータ６７を作動させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本発明に用いられる成形材料は、炭素繊維、ガラス繊維、その他の繊維等を含む樹脂材料が想定されるがそれらに限定されず、一例としてセラミックス、含水有機材料等の成形材料も用いることができる。従ってセラミックス等では材料は溶融状態ではなくて流動状態となる。
【符号の説明】
【００４３】
１１ 圧縮成形装置
１２ 上型
１３ 下型
１４  プレス装置
１５  材料供給装置（材料加熱手段）
１６  下型取付板
１７  移動装置
１８  固定盤
２１  可動盤
２６  ボルスタ
３４  キャビティ面
４７  ノズル
４８  供給孔
６１  下型傾斜手段
６３  昇降用シリンダ
６４，６６  球面軸受
Ｍ  溶融材料
【要約】
【課題】型開された下型１３に対して材料供給装置１５により材料Ｍを供給し、その後に下型１３と上型１２を閉鎖して前記材料Ｍを圧縮する圧縮成形装置１１および圧縮成形方法において、成形に際して良好な状態となるように下型１３上に溶融材料Ｍを分布させる。
【解決手段】型開された下型１３に対して材料供給装置１５により材料Ｍを供給し、その後に下型１３と上型１２を閉鎖して前記材料Ｍを圧縮する圧縮成形装置において、材料Ｍを溶融状態にする材料加熱手段１５と、溶融状態の材料Ｍを載置前または載置後の下型１３を傾斜させる下型傾斜手段６１とを備える。
【選択図】図４【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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