JP2014148124A - 成形方法及び成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】繊維を含有する熱可塑性樹脂について、低コストで、かつ、複雑な形状にも容易に成形できるようにする。
【解決手段】繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる基材を用いて所望の大きさ及び形状の成形品を製造する方法であって、プレス段階と射出補充段階とを有する。プレス段階においては、所望の大きさ及び形状の成形品よりも小さいとともに単純化した形状を有する物を形成するのに対応した分量の基材が加熱された被加熱基材Ｐをプレスし、プレス成形部１０１を形成する。射出補充段階においては、所望の大きさ及び形状の成形品を基準にプレス成形部１０１において不足している部分について、溶融状態の熱可塑性樹脂Ｍを射出して補充することによって射出補充成形部を形成する。
【選択図】 図４Ｃ

Description

本発明は、繊維を含有する熱可塑性樹脂を成形する方法、及び、それに使用される成形装置に関するものである。

合成樹脂（プラスチック）は、金属等と比較して質量密度（比重）が小さい（軽い）とともに種々の形状に成形しやすいという長所がある一方、強度が低いという短所がある。このため、繊維を含有することによって強化された合成樹脂（繊維強化樹脂）が普及している。繊維強化樹脂は、鉄等の金属と比較して強度が高い一方で、比重ははるかに小さいため、各種の用途に大きな需要がある。

長い繊維、特に、連続繊維（連続的に延びる繊維）を含有する熱可塑性樹脂は、従来、次のようにして成形されている。
繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる板状の基材（「プリプレグ」といわれる）であって、その熱可塑性樹脂の融点以上にまで加熱されたもの（「被加熱基材」ということとする）が、その融点未満の温度の型（上型・下型）によってプレスされる。こうして、所定の形状、すなわち、型のキャビティに対応した形状に成形されるのである。
このことは、特許文献１にも開示されている。

そして、従来、上述の方法で所望の大きさの成形品を製造しようとする際には、次のようにされていた。すなわち、所望の大きさよりも若干大きい成形品を形成するのに対応した大きさの基材を使用して成形し、上述のようにしてプレス成形した後、その余分な縁端部を削除していた。
しかしながら、それでは、その分、基材を多く必要とすることとなり、コスト高となる。

また、上述の方法では、特に連続繊維を含有する基材を用いて複雑な形状に成形するのが困難又は不可能である。
すなわち、リブや孔等を有する複雑な形状に成形するためには、その形状に対応した複雑な形状のキャビティを有する型でプレスされることとなるのであるが、基材（プリプレグ）は、その複雑な形状の型（キャビティ）に容易にはなじまない。
例えば、リブを形成するためには、型（キャビティ）には、それに対応した溝があるが、その溝の中に基材（特に繊維）が適切に進入せず、適切に充填されないのである。また、孔を形成するためには、型（キャビティ）は、その孔を取り囲む形状（環的な空間）を有するが、その環的な空間に基材（特に繊維）が適切に回り込まず、適切に充填されないのである。
また、上述の方法において、非連続繊維を含有する基材を用いて複雑な形状に成形しようとする場合は、それが可能であっても、大きなプレス力が必要とされ、事実上、複雑な形状に成形することが困難な場合がある。

特開平８−９０５７１号公報

本発明は、繊維を含有する熱可塑性樹脂について、低コストで成形できる方法、及び、それに加えて複雑な形状にも容易に成形することができる方法、並びに、それらに適した装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる基材を用いて所望の大きさ及び形状の成形品を製造する方法であって、前記所望の大きさ及び形状を有する成形品よりも小さい、及び／又は、単純化した形状を有する物を形成するのに対応した分量の前記基材が加熱された被加熱基材をプレスし、前記所望の大きさ及び形状を有する成形品よりも小さい、及び／又は、単純化した形状を有するプレス成形部を形成するプレス段階と、前記所望の大きさ及び形状の成形品を基準に前記プレス成形部において不足している部分について、溶融状態の熱可塑性樹脂を射出して補充することによって射出補充成形部を形成する射出補充段階とを有する、成形方法である。

「基材」に含有される「繊維」としては、ガラス繊維，アルミナ繊維，炭素繊維，有機繊維等、又は、それらを複数種類のものを混合したものがある。
「繊維」としては、基材において連続的に延びる連続繊維が好ましい。それが成形品の強度を高める上で、最も効果的だからである。
「基材」を形成する「熱可塑性樹脂」としては、ポリプロピレン，ポリエチレン，アクリル，アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンブロック共重合体，ポリスチレン，ナイロン等のポリアミド，ポリ塩化ビニル，ポリカーボネート，スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の一般的な熱可塑性樹脂や，ポリアミド，ポリアセタール，ポリフェニレンスルフィド，ポリアミドイミド，ポリエーテルエーテルケトン等のエンジニアリングプラスチック等がある。
このことは、「射出補充段階」において射出される「熱可塑性樹脂」についても同様である。

「基材」としては、１つ（１枚）の基材のみが使用される場合に限らず、複数（複数枚）の基材が重ねられて使用される場合もある。その場合は、プレス段階においては、複数の基材（いずれも加熱されたもの）全体が被加熱基材としてプレスされ、プレス成形部が形成される。

「前記所望の大きさ及び形状を有する成形品よりも小さい、及び／又は、単純化した形状を有する」のうちの「及び」の場合は、「前記所望の大きさ及び形状の成形品よりも小さいとともに単純化した形状を有する」であり、単純化すれば、その分小さくなるが、そのことを除外してもさらに小さいものであることをいう。
また、成形品の形状によっては、大きさの異なる複数（複数枚）の基材が重ねられて使用される場合もあり、その場合には、各基材間には段差が存在する。そして、それらの基材（加熱されたもの）がプレスされてプレス成形部が形成された段階であっても、各基材間に対応する部分には段差が残り、その段差部分によって、成形品の形状を基準にして空隙が形成される場合がある。その空隙を有する形状も「所望の形状の成形品を単純化した形状」に該当するものとする。

この発明の成形方法では、次の作用効果が得られる。
まず、プレス段階において、所望の大きさ及び形状を有する成形品よりも小さい、及び／又は、単純化した形状を有する物を形成するのに対応した分量の前記基材が加熱された被加熱基材がプレスされ、前記所望の大きさ及び形状を有する成形品よりも小さい、及び／又は、単純化した形状を有するプレス成形部が形成される。
次に、射出補充段階において、所望の大きさ及び形状の成形品を基準にプレス成形部において不足している部分について、溶融状態の熱可塑性樹脂が射出され補充されることによって射出補充成形部が形成される。
こうして、所望の大きさ及び形状の成形品が形成される。

このように、この発明の成形方法では、成形品の一部（「一部」の一例として「大半部分」）が、基材（繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる）によって形成され得る（プレス成形部として形成され得る）とともに、その不足部分（成形品の残部）が、射出される熱可塑性樹脂によって補充される（射出補充成形部として形成される）。
このため、基材を余分に使用することが回避され、低コスト化が図られる。
また、基材のみでは複雑な形状を有する成形品を形成するのが困難な場合でも、それを単純化した形状が基材によって形成される（プレス成形部として形成される）とともに、それ以外の部分（複雑な形状の部分）が射出される熱可塑性樹脂によって補充される（射出補充成形部として形成される）ことによって、複雑な形状を有する成形品が製造され得る。
このように、この発明の成形方法では、高い強度が得られるという、基材のプレス成形による利点と、種々の形状にも成形され得るという、射出成形の利点の双方が同時に得られるのである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の成形方法であって、前記射出補充段階において射出される熱可塑性樹脂は、前記基材を形成する熱可塑性樹脂と同種の樹脂である、成形方法である。

すなわち、基材を形成する熱可塑性樹脂がポリプロピレンであれば、溶融樹脂の熱可塑性樹脂もポリプロピレンである。基材を形成する熱可塑性樹脂が他のものの場合は、溶融樹脂の熱可塑性樹脂も当該他の樹脂である。

この発明の成形方法では、請求項１に係る発明の成形方法の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の成形方法では、基材がプレスされて形成されるプレス成形部と、熱可塑性樹脂によって形成される射出補充成形部とが、同種の樹脂によって形成されるため、成形品全体として均一性を有する品質が得られることとなる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る発明の成形方法であって、前記射出補充段階において射出される熱可塑性樹脂は、繊維を含有するものである、成形方法である。

射出補充段階において射出される「熱可塑性樹脂」に含有される「繊維」としては、前述の「基材」に含有される「繊維」と同様に、ガラス繊維，アルミナ繊維，炭素繊維，有機繊維等、又は、それらを複数種類混合したものがある。
その「繊維」は、短繊維又は長繊維であり、好ましくは短繊維である。繊維の長さが短い方が、熱可塑性樹脂とともに射出するのに適しているからである。
なお、「短繊維」とは約２ｍｍ以下の繊維であり、「長繊維」とは約３ｍｍ〜１５ｍｍの繊維である。

この発明の成形方法では、請求項１又は請求項２に係る発明の成形方法の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の成形方法では、射出補充段階において射出される熱可塑性樹脂には繊維が含有されているので、それによって形成される部分（すなわち、射出補充成形部）の強度も高くなり、成形品全体としての強度が向上することとなる。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の成形方法であって、前記射出補充段階において射出される熱可塑性樹脂に含有される繊維は、前記基材に含有される繊維と同種の繊維である、成形方法である。

すなわち、基材に含有される繊維がガラス繊維であれば、溶融樹脂に含有される繊維もガラス繊維である。基材に含有される繊維が他のものの場合は、溶融樹脂に含有される繊維も当該他の繊維である。

この発明の成形方法では、請求項３に係る発明の成形方法の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の成形方法では、基材がプレスされて形成されるプレス成形部に含有される繊維と、熱可塑性樹脂によって形成される射出補充成形部に含有される繊維とが同種であるため、成形品全体として均一性を有する品質が得られることとなる。

請求項５に係る発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに係る発明の成形方法であって、前記基材として、連続的に延びる連続繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる連続繊維含有基材と、非連続的に延びる非連続繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる非連続繊維含有基材の両方が使用される、成形方法である。

この発明の成形方法では、請求項１〜請求項４のいずれかに係る発明の成形方法の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の成形方法では、基材として、連続繊維含有基材と、非連続繊維含有基材の２種類のものが使用される。このように、基材の一部として連続繊維含有基材が使用される分、成形品の強度が高いものとなる。
一方、非連続繊維含有基材は、プレスされる際に、連続繊維含有基材と比較して、変形しやすく、複雑な形状の型にもなじみやすいため、複雑な形状の部分の一部も、非連続繊維含有基材によるプレス成形部として形成されることとなる。このため、複雑な形状の部分のすべてが射出補充成形部として形成される場合と比較して、成形品の強度が高いものとなる。
すなわち、この成形方法は、強度がより高いという連続繊維含有基材の利点と、プレスされる際に変形しやすいという非連続繊維含有基材の利点の双方が同時に得られるのである。

上記発明をさらに改良した発明として、次の発明が考えられる。
「請求項５に記載の成形方法であって、
前記プレス段階は、前記被加熱基材として、加熱された前記連続繊維含有基材に対して、加熱された前記非連続繊維含有基材が、前記加熱された前記連続繊維含有基材を基準に前記射出補充成形部が形成される側に配設されたものをプレスするものである、
成形方法。」

この改良発明では、さらに、次の作用効果が得られる。
すなわち、複雑な形状の成形品を製造する際には、その複雑な形状の部分（その一部）が射出補充成形部として形成されるのであるが、この改良発明では、射出補充成形部が形成される側（すなわち、複雑な形状の部分の側）に非連続繊維含有基材が配設されるため、プレス段階において連続繊維含有基材とともに非連続繊維含有基材がプレスされる際に、非連続繊維含有基材が、より円滑に、当該複雑な形状の部分の一部に進入することが可能である。
こうして、請求項５に係る発明の効果がより適切に得られる。

請求項６に係る発明は、繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる基材を用いて所望の大きさ及び形状の成形品を製造する装置であって、開閉可能な型であって、閉状態の際に形成されるキャビティにおいて、前記基材が加熱された被加熱基材をプレスする型と、前記キャビティに対して溶融状態の熱可塑性樹脂を射出する射出機構とを有する、成形装置である。

この発明の成形装置では、請求項１〜請求項５に係る発明（請求項５に係る発明の改良発明を含む）を容易に実現することができ、各々の発明の作用効果が確実に得られる。

本発明の実施例１の成形装置の全体を示す縦断面図である。 本発明の実施例１の成形装置及び実施例１〜３の成形方法によって製造される成形品の一例を示す斜視図である。 本発明の実施例１の成形装置及び実施例１の成形方法によって製造される成形品の一例（図２）を仮想的に破断したものを示す図である。（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は分解縦断面図である。 本発明の実施例１の成形方法（実施例１の成形装置の作用）を示す縦断面図（一部省略）である。最初の段階である。 本発明の実施例１の成形方法（実施例１の成形装置の作用）を示す縦断面図（一部省略）である。図４Ａの次の段階である。 本発明の実施例１の成形方法（実施例１の成形装置の作用）を示す縦断面図（一部省略）である。図４Ｂの次の段階である。 本発明の実施例１の成形方法（実施例１の成形装置の作用）を示す縦断面図（一部省略）である。図４Ｃの次の段階である。 本発明の実施例１の成形方法（実施例１の成形装置の作用）を示す縦断面図（一部省略）である。図４Ｄの次の段階である。 本発明の実施例２の成形方法を示す縦断面図（一部省略）である。最初の段階である。図４Ａに対応する。 本発明の実施例２の成形方法を示す縦断面図（一部省略）である。図５Ａの後の段階である。図４Ｃに対応する。 本発明の実施例２の成形方法を示す縦断面図（一部省略）である。図５Ｂの後の段階である。図４Ｅに対応する。 本発明の実施例１の成形装置及び実施例３の成形方法によって製造される成形品の一例（図２）を仮想的に破断したものを示す図である。（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は分解縦断面図である。 本発明の実施例３の成形方法を示す縦断面図（一部省略）である。最初の段階である。 本発明の実施例３の成形方法を示す縦断面図（一部省略）である。図７Ａの次の段階である。 本発明の実施例３の成形方法を示す縦断面図（一部省略）である。図７Ｂの次の段階である。 本発明の実施例３の成形方法を示す縦断面図（一部省略）である。図７Ｃの次の段階である。 本発明の実施例３の成形方法を示す縦断面図（一部省略）である。図７Ｄの次の段階である。 本発明の実施例４の成形方法（実施例４の成形装置の作用）を示す縦断面図（一部省略）である。最初の段階である。図４Ａに対応する。 本発明の実施例４の成形方法（実施例４の成形装置の作用）を示す縦断面図（一部省略）である。図８Ａの後の段階である。図４Ｂに対応する。 本発明の実施例４の成形方法（実施例４の成形装置の作用）を示す縦断面図（一部省略）である。図８Ｂの後の段階である。図４Ｅに対応する。

［実施例１］
次に、本発明の実施例１について、図１〜図４Ｅに基づいて説明する。
図１に示すように、この成形装置は、下型１０，上型２０を有している。
上型２０は、昇降機構（図示省略）によって、実線で示す上昇位置（開位置）と、二点鎖線で示す下降位置（閉位置）との間を上下動可能であり、両型１０，２０は開閉可能である。
すなわち、上型２０が下降位置（閉位置）に位置する状態で、両型１０，２０は閉状態となり、両型１０，２０間にはキャビティ３０が形成される。

図２に示すように、この成形装置によって製造される成形品１００は、次の形状を有している。
その成形品１００は、基本的形状として、平板部１１０，周壁部１２０を有している。平板部１１０は、ほぼ長方形状の平板状をしている。周壁部１２０は、平板部１１０の周縁において平板部１１０とほぼ垂直に延びている。正確にいうと、平板部１１０から延びるにつれて相互に離隔する方向に、若干傾斜している。
平板部１１０の裏側には、複数のリブ１１２が形成されている。各リブ１１２は、平板部１１０の縦方向又は横方向に沿って延びるとともに、平板部１１０に垂直に延びている。
周壁部１２０には縁部には、フランジ１２４が形成されている。フランジ１２４の幅は一律ではなく、凹部１２７（幅狭部）及び凸部１２６（幅広部）がある。凸部１２６には孔１２８が形成されている。

図３に示すように、成形品１００は、プレス成形部１０１と、射出補充成形部１０２とからなっている。
その一例として、プレス成形部１０１は、平板部１１０のすべてと、周壁部１２０の高さ方向における一部（平板部１１０の側の一部）とからなっている。その他の部分が、射出補充成形部１０２である。すなわち、射出補充成形部１０２は、周壁部１２０の高さ方向における残部（平板部１１０とは反対側の一部），フランジ１２４，リブ１１２である。

図１及び図４Ｂに示すように、成形装置のキャビティ３０の形状は、上述の成形品１００（図２）の形状に対応している。
キャビティ３０は、その基本的形状として、平板部形成空間３１，周壁部形成空間３２を有している。平板部形成空間３１，周壁部形成空間３２は、成形品１００（図２）の平板部１１０，周壁部１２０に対応している。
さらに、キャビティ３０（下型１０）は、溝部１２（リブ形成空間），窪み部１４（フランジ形成空間）を有している。溝部１２，窪み部１４は、リブ１１２，フランジ１２４（図２）に対応している。窪み部１４には、孔１２８（図２）に対応して、凸部１８が形成されている。

図１及び図４Ａに示すように、下型１０には、射出機構４０が設けられている。
すなわち、下型１０には、溶融樹脂流路４１が形成されている。溶融樹脂流路４１の上流端には、溶融樹脂供給装置４５が接続されている。溶融樹脂流路４１は複数に分岐し、それらの下流端は、各溝部１２，窪み部１４に連通している。
なお、溶融樹脂流路４１には、当該溶融樹脂流路４１の下流端を開閉する開閉機構（図示省略）が設けられている。
また、溶融樹脂流路４１にはヒータ（図示省略）が伴っており、当該溶融樹脂流路４１内の溶融樹脂が溶融状態に維持される。

次に、本発明の実施例１の成形方法（上述の成形装置の使用方法・作用）について、図４Ａ〜図４Ｅに基づいて説明する。

まず、所定の分量の基材Ｐ（図４Ａ参照）が用意される。基材Ｐ（プリプレグ）は、多数（無数）の連続繊維を含有する熱可塑性樹脂であり、長方形状の板状をしている。
無数の連続繊維は、基材Ｐにおいて、基材Ｐの縦方向・横方向・厚み方向・各種の斜め方向と、種々の方向に連続的に延びている。
「所定の分量」とは、最終的な成形品１００（図２）を単純化した形状を有するとともに、さらにそれよりも若干小さい大きさの物を形成するのに対応した分量である。
すなわち、前述した成形品１００を形成する場合には、その成形品１００からリブ１１２及びフランジ１２４が削除されるとともに、周壁部１２０の高さが不足する物を形成するのに対応した分量である。すなわち、プレス成形部１０１（図３）を形成するのに対応した分量である。
なお、この実施例１においては、１枚の基材Ｐが使用される態様が図示されているが、複数枚の基材Ｐが重ねられて使用されてもよい。このことは他の実施例においても同様である。

次に、その基材Ｐが加熱される。こうして、基材Ｐは、当該基材Ｐを形成する熱可塑性樹脂の融点以上の温度とされる。

次に、図４Ａに示すように、その基材（被加熱基材）Ｐが、開状態の成形装置（下型１０）にセットされる。下型１０・上型２０は、基材Ｐの融点よりも３０〜１００℃程度低い温度にされている（なお、両型１０，２０は、当初は基材Ｐの融点よりも高い温度にされており、次述のように下型１０が下降して両型１０，２０が閉状態とされ、その状態が維持されている際に、上述のような融点より低い温度にされてもよい）。

次に、図４Ｂに示すように、上型２０が閉位置まで下降し、両型１０，２０は閉状態となる。こうして、基材Ｐは、両型１０，２０によってプレスされる。
それによって、基材Ｐは、圧縮されて肉厚が薄くなるとともに、その周縁部が周壁部形成空間３２に沿って下方にたわむ。しかしながら、基材Ｐは、連続繊維を含有するため、溝部１２にはほとんど進入しない。
こうして、キャビティ３０内において、プレス成形部１０１（図３）が形成される。すなわち、最終的な成形品１００（図２）のうち、平板部１１０，周壁部１２０の高さ方向における一部（平板部１１０の側の一部）が一体的に形成される。

次に、図４Ｃに示すように、成形装置が閉状態に維持されつつ、キャビティ３０（図４Ｂ）に対して、溶融状態の熱可塑性樹脂（溶融樹脂）Ｍが射出される。
すなわち、溶融樹脂供給装置４５から溶融樹脂Ｍが供給され、その溶融樹脂Ｍは溶融樹脂流路４１を通って、周壁部形成空間３２の一部（プレス成形部１０１としての周壁部１２０が存在しない部分），各溝部１２，窪み部１４に流入する。こうして、周壁部１２０のうちの残部，各溝部１２，窪み部１４に溶融樹脂Ｍが充填される。

溶融樹脂Ｍは、繊維を含有する熱可塑性樹脂である。
その熱可塑性樹脂は、基材Ｐを形成する熱可塑性樹脂と同種の樹脂である。すなわち、基材Ｐを形成する熱可塑性樹脂がポリプロピレンであれば、溶融樹脂Ｍの熱可塑性樹脂もポリプロピレンである。
また、溶融樹脂Ｍに含有される繊維は、基材Ｐに含有される連続繊維と同種の繊維である。すなわち、基材Ｐに含有される繊維がガラス繊維であれば、溶融樹脂Ｍに含有される繊維もガラス繊維である。ただし、基材Ｐに含有される繊維は連続繊維であるが（このことは前述）、溶融樹脂Ｍに含有される繊維は連続繊維ではなく、非連続繊維であり、好ましくは短繊維である。「短繊維」とは、約２ｍｍ以下の長さの繊維である。

上述のようにして射出され充填された溶融樹脂Ｍが冷却され固化することによって、図４Ｄに示すように、射出補充成形部１０２（図３）が形成される。すなわち、図３に示すように、周壁部１２０の高さ方向における一部（平板部１１０とは反対側の一部），フランジ１２４，リブ１１２が形成される。周壁部１２０の高さ方向における一部とフランジ１２４とは一体的に形成される。

そして、上述のように射出・充填された溶融樹脂Ｍが冷却固化して射出補充成形部１０２が形成される際に、その射出補充成形部１０２は、プレス成形部１０１と一体的に形成される。すなわち、図２及び図３に示すように、周壁部１２０においては、プレス成形部１０１と射出補充成形部１０２とが一連的に形成され、リブ１１２は平板部１１０に対して一体的に形成される。
また、上述のように射出・充填された溶融樹脂Ｍが冷却固化して射出補充成形部１０２が形成される際に、そのフランジ１２４は、前述した所定の形状に形成されるとともに、フランジ１２４には孔１２８が形成される。
以上のようにして、所望の大きさ・形状の成形品１００が形成される。

次に、図４Ｅに示すように、上型２０が上昇して、両型１０，２０が開状態とされ、成形装置（下型１０）から成形品１００が取り出される。
こうして、所望の大きさ・形状の成形品１００（図２）が製造されるのである。

以上のように、この製造方法では、プレス成形後に、余分な部分を削除する必要がなく、低コスト化が図られる。
また、リブ１１２，フランジ１２４（特に、その凹凸形状，孔１２８）等の複雑な形状を有する成形品１００も容易に製造することができる。
すなわち、メインの部分は連続繊維を含有する基材Ｐ（図４Ａ）がプレス成形によって強固に形成されるとともに、周辺的な部分は射出成形によって容易に形成される。
こうして、全体として、成形品１００が、強固に、かつ、低コストで容易に製造され得るのである。

［実施例２］
次に、本発明の実施例２について、図５Ａ〜図５Ｃに基づいて説明する。この実施例２は、実施例１の変形例であるため、相違点を中心に説明し、共通する部分は同一の符号を付して説明を省略する。このことは以下同様である。

図５Ｃに示すように、実施例２における最終的な成形品１００は、実施例１における最終的な成形品１００（図２，図４Ｅ）と基本的に同一である。すなわち、その成形品１００は、基本的形状として、平板部１１０，周壁部１２０を有しており、平板部１１０の裏側には複数のリブ１１２が形成され、周壁部１２０には縁部にはフランジ１２４（孔１２８を有する）が形成されている。
このため、成形装置（図５Ａ〜図５Ｃ）も、実施例１の成形装置（図１，図４Ａ〜図４Ｅ）と同一である。

ただし、図５Ｃに示すように、実施例２においては、プレス成形部１０１、及び、射出補充成形部１０２が、実施例１のもの（図３，図４Ｅ）と相違している。
実施例２においては、最終的な成形品１００のうち、プレス成形部１０１は、平板部１１０の大半部分のみであり、他のすべての部分は射出補充成形部１０２である。すなわち、射出補充成形部１０２は、平板部１１０のうちの周縁部，周壁部１２０のすべて，フランジ１２４，リブ１１２である。

次に、実施例２の成形方法について説明する。

まず、所定の分量の基材Ｐ（図５Ａ参照）が用意される。
「所定の分量」とは、最終的な成形品１００を単純化した形状を有するとともに、さらにそれよりも若干小さい大きさの物を形成するのに対応した分量である（このことは実施例１と同様である）。
ただし、実施例２において「所定の分量」とは、最終的な成形品１００（図２）のうち、平板部１１０の大半部分のみに対応した分量である。すなわち、実施例２におけるプレス成形部１０１（図５Ｃ）を形成するのに対応した分量である。

次に、その基材Ｐが加熱され、図５Ａに示すように、その基材（被加熱基材）Ｐが、開状態の成形装置（下型１０）にセットされる。

次に、上型２０が閉位置まで下降し、両型１０，２０は閉状態となる（図５Ｂを参考的に参照）。こうして、基材Ｐは、両型１０，２０によってプレスされ、キャビティ３０（図４Ｂ参照）内においてプレス成形部１０１が形成される。すなわち、最終的な成形品１００のうち、平板部１１０の大半部分が形成される。

次に、図５Ｂに示すように、成形装置が閉状態に維持されつつ、キャビティ３０に対して、溶融状態の熱可塑性樹脂（溶融樹脂）Ｍが射出される。
すなわち、溶融樹脂供給装置４５から溶融樹脂Ｍが供給され、その溶融樹脂Ｍは溶融樹脂流路４１を通って、平板部形成空間３１のうちの周縁部，周壁部形成空間３２，各溝部１２，窪み部１４に流入し、それらの部分に溶融樹脂Ｍが充填される。

上述のようにして射出され充填された溶融樹脂Ｍが冷却され固化することによって、射出補充成形部１０２が形成される（図５Ｃを参考的に参照）。
そして、上述のように射出・充填された溶融樹脂Ｍが冷却固化して射出補充成形部１０２が形成される際に、その射出補充成形部１０２は、プレス成形部１０１と一体的に形成される。平板部１１０においては、プレス成形部１０１（大半部分）と射出補充成形部１０２（周縁部）とが一連的に形成され、リブ１１２は平板部１１０に対して一体的に形成される。
以上のようにして、所望の大きさ・形状の成形品１００が形成される。

次に、図５Ｃに示すように、上型２０が上昇して、両型１０，２０が開状態とされ、成形装置（下型１０）から成形品１００が取り出される。
こうして、所望の大きさ・形状の成形品１００が製造されるのである。

［実施例３］
次に、本発明の実施例３について、図６〜図７Ｅに基づいて説明する。この実施例３も、実施例１の変形例である。

図７Ｅに示すように、実施例３における最終的な成形品１００も、実施例１における最終的な成形品１００（図２，図４Ｅ）と基本的に同一である。すなわち、その成形品１００は、基本的形状として、平板部１１０，周壁部１２０を有しており、平板部１１０の裏側には複数のリブ１１２が形成され、周壁部１２０には縁部にはフランジ１２４（孔１２８を有する）が形成されている。
このため、成形装置（図７Ａ〜図７Ｃ）も、実施例１の成形装置（図１，図４Ａ〜図４Ｅ）と同一である。

ただし、図６，図７Ｅに示すように、実施例３においては、プレス成形部１０１、及び、射出補充成形部１０２が、実施例１のもの（図３，図４Ｅ）と相違している。
実施例３においては、最終的な成形品１００のうち、プレス成形部１０１は、平板部１１０のすべてと、周壁部１２０の高さ方向における一部（平板部１１０の側の一部）と、リブ１１２の高さ方向における一部（平板部１１０の側の一部）からなっている。
その他の部分が、射出補充成形部１０２である。すなわち、射出補充成形部１０２は、周壁部１２０の高さ方向における残部（平板部１１０とは反対側の一部），フランジ１２４，リブ１１２の高さ方向における残部（平板部１１０とは反対側の一部）である。

まず、所定の分量の基材Ｐ（図７Ａ参照）が用意される。
実施例３においては、基材Ｐとして、メイン基材Ｐ１（第１基材Ｐ）及びサブ基材Ｐ２（第２基材Ｐ）が使用される。
メイン基材Ｐ１（プリプレグ）は、実施例１における基材Ｐ（図４Ａ）と同様に、多数（無数）の連続繊維を含有する熱可塑性樹脂であり、長方形状の板状をしている。
サブ基材Ｐ２（プリプレグ）は、多数（無数）の非連続繊維を含有する熱可塑性樹脂であり、連続繊維を含有していない。そして、メイン基材Ｐ１と同じく長方形状の板状をしている。「非連続繊維」としては、いわゆる「長繊維」や「短繊維」がある。「長繊維」とは、約３ｍｍ〜１５ｍｍの長さの繊維であり、「短繊維」とは、前述したように、約２ｍｍ以下の長さの繊維である。
メイン基材Ｐ１の繊維とサブ基材Ｐ２の繊維は、同種の繊維である。例えば、両方とも炭素繊維である。

「所定の分量」とは、最終的な成形品１００（図２）を単純化した形状を有するとともに、さらにそれよりも若干小さい大きさの物を形成するのに対応した分量である（このことは実施例１と同様である）。メイン基材Ｐ１とサブ基材Ｐ２との合計が「所定の分量」となるようにされる。
ただし、実施例３において「所定の分量」とは、最終的な成形品１００（図２）のうち、平板部１１０のすべてと、周壁部１２０の高さ方向における一部（平板部１１０の側の一部）と、リブ１１２の高さ方向における一部（平板部１１０の側の一部）に対応した分量である。すなわち、プレス成形部１０１（図６）を形成するのに対応した分量である。
サブ基材Ｐ２は、メイン基材Ｐ１よりも肉厚が薄いとともに、若干小さい（平面視における大きさが若干小さい）。

次に、そのメイン基材Ｐ１及びサブ基材Ｐ２が加熱される。こうして、各基材Ｐは、当該各基材Ｐを形成する熱可塑性樹脂の融点以上の温度とされる。

次に、図７Ａに示すように、その両基材Ｐ１，Ｐ２（両被加熱基材Ｐ１，Ｐ２）が、開状態の成形装置（下型１０）にセットされる。メイン基材Ｐ１が上になりサブ基材Ｐ２が下になるように、両基材Ｐ１，Ｐ２が重ねられてセットされる。すなわち、サブ基材Ｐ２は、メイン基材Ｐ１を基準に、射出補充成形部１０２（図６，図７Ｅ参照）が形成される側に位置する状態で、メイン基材Ｐ１に対して重ねられる。両被加熱基材Ｐ１，Ｐ２を被加熱複合基材ともいうこととする。

次に、図７Ｂに示すように、上型２０が閉位置まで下降し、両型１０，２０は閉状態となる。こうして、両基材Ｐ１，Ｐ２は、両型１０，２０によってプレスされる。
その際、メイン基材Ｐ１は、連続繊維を含有するため、実施例１における基材Ｐと同様に、ほぼ、圧縮されて肉厚が薄くなるとともに、その周縁部が下方にたわむのみである。
しかしながら、サブ基材Ｐ２は、連続繊維を含有せず、変形しやすいため、圧縮されて肉厚が薄くなって横に広がり、その周縁部が下方にたわむとともに、溝部１２の内部に進入する。
こうして、キャビティ３０内において、プレス成形部１０１（図６）が形成される。すなわち、最終的な成形品１００（図２）のうち、平板部１１０，周壁部１２０の高さ方向における一部（平板部１１０の側の一部），リブ１１２の高さ方向における一部（平板部１１０の側の一部）が一体的に形成される。
図６，図７Ｂに示すように、平板部１１０のうちの肉厚の一部，周壁部１２０の高さ方向における一部の肉厚の一部は、サブ基材Ｐ２によって形成される。そのように、メイン基材Ｐ１及びサブ基材Ｐ２の割合が設定されている。

しかしながら、メイン基材Ｐ１及びサブ基材Ｐ２の割合は、適宜調整され得る。
例えば、上述の例よりも、メイン基材Ｐ１の割合が多く（肉厚が厚く）され、サブ基材Ｐ２が少なく（肉厚が薄く）されることによって、平板部１１０及び周壁部１２０の高さ方向における一部はメイン基材Ｐ１のみによって形成され、サブ基材Ｐ２はリブ１１２のの高さ方向における一部のみを形成することとなる。

次に、図７Ｃに示すように、成形装置が閉状態に維持されつつ、キャビティ３０（図７Ｂ）に対して、溶融状態の熱可塑性樹脂（溶融樹脂）Ｍが射出される。
すなわち、溶融樹脂供給装置４５から溶融樹脂Ｍが供給され、その溶融樹脂Ｍは溶融樹脂流路４１を通って、周壁部形成空間３２の一部（プレス成形部１０１としての周壁部１２０が存在しない部分），各溝部１２，窪み部１４に流入する。こうして、周壁部１２０のうちの残部，各溝部１２の残部，窪み部１４に溶融樹脂Ｍが充填される。

溶融樹脂Ｍは、繊維を含有する熱可塑性樹脂である。
その熱可塑性樹脂は、両基材Ｐ１，Ｐ２を形成する熱可塑性樹脂と同種の樹脂である。
また、溶融樹脂Ｍに含有される繊維は、両基材Ｐ１，Ｐ２に含有される連続繊維と同種の繊維である。ただし、溶融樹脂Ｍに含有される繊維は連続繊維ではなく、好ましくは短繊維である。

上述のようにして射出され充填された溶融樹脂Ｍが冷却され固化することによって、図７Ｄに示すように、射出補充成形部１０２（図６）が形成される。すなわち、図６に示すように、周壁部１２０の高さ方向における一部（平板部１１０とは反対側の一部），フランジ１２４，リブ１１２の一部（平板部１１０とは反対側の一部）が形成される。周壁部１２０の高さ方向における一部とフランジ１２４とは一体的に形成される。

そして、上述のように射出・充填された溶融樹脂Ｍが冷却固化して射出補充成形部１０２が形成される際に、その射出補充成形部１０２は、プレス成形部１０１と一体的に形成される。すなわち、図２及び図６に示すように、周壁部１２０においては、プレス成形部１０１と射出補充成形部１０２とが一連的に形成され、リブ１１２においては、その平板部１１０の側の一部と、平板部１１０とは反対側の一部とが一体的に形成される。
また、上述のように射出・充填された溶融樹脂Ｍが冷却固化して射出補充成形部１０２が形成される際に、そのフランジ１２４は、前述した所定の形状に形成されるとともに、フランジ１２４には孔１２８が形成される。
以上のようにして、所望の大きさ・形状の成形品１００が形成される。

次に、図７Ｅに示すように、上型２０が上昇して、両型１０，２０が開状態とされ、成形装置（下型１０）から成形品１００が取り出される。
こうして、所望の大きさ・形状の成形品１００（図２）が製造されるのである。

［実施例４］
次に、本発明の実施例４について、図８Ａ〜図８Ｃに基づいて説明する。この実施例４も、実施例１の変形例である。

図８Ｃに示すように、実施例４における最終的な成形品４００は、実施例１における最終的な成形品１００（図２，図４Ｅ）と若干異なる。
すなわち、その成形品４００は、基本的形状として、略平板部４１０，周壁部１２０を有しており、略平板部４１０の裏側には複数のリブ１１２が形成され、周壁部１２０には縁部にはフランジ１２４（孔１２８を有する）が形成されている。略平板部４１０は、その下面（リブ１１２を除いた下面）は平面状であるが、その上面は、中央部を中心として緩やかに上方に膨らんでいる、すなわち、中央部を中心として肉厚が厚くなっている。

このため、成形装置（図８Ａ〜図８Ｃ）も、実施例１の成形装置（図１，図４Ａ〜図４Ｅ）と若干異なる。
すなわち、図８に示すように、キャビティ４３０は、その基本的形状として、略平板部形成空間４３１，周壁部形成空間３２を有している。略平板部形成空間４３１，周壁部形成空間３２は、成形品４００の略平板部４１０，周壁部１２０に対応している。すなわち、略平板部形成空間４３１は、その中央部を中心として、高さが高くなっている。
さらに、キャビティ４３０（下型１０）は、溝部１２（リブ１１２形成空間），窪み部１４（フランジ１２４形成空間）を有している。このことは実施例１の成形装置と同様である。

成形品４００は、プレス成形部１０１と、射出補充成形部１０２とからなっている。
実施例４においては、プレス成形部１０１は、略平板部４１０のほぼすべてと、周壁部１２０の高さ方向における一部（略平板部４１０の側の一部）とからなっている。
その他の部分が、射出補充成形部１０２である。すなわち、射出補充成形部１０２は、略平板部４１０の一部，周壁部１２０の高さ方向における残部（略平板部４１０とは反対側の一部），フランジ１２４，リブ１１２である。

次に、実施例４の成形方法について説明する。

まず、所定の分量の基材Ｐ（図８Ａ参照）が用意される。
実施例４においては、複数（この場合２枚）の基材Ｐａ，Ｐｂが使用される。
両基材Ｐａ，Ｐｂ（プリプレグ）とも、同質のものであり、実施例１における基材Ｐと同様に、多数（無数）の連続繊維を含有する熱可塑性樹脂であり、長方形状の板状をしている。

実施例１と同様に、「所定の分量」とは、最終的な成形品４００を単純化した形状を有するとともに、さらにそれよりも若干小さい大きさの物を形成するのに対応した分量である。２枚の基材Ｐａ，Ｐｂの合計が「所定の分量」となるようにされる。前述した成形品４００を形成する場合には、その成形品４００からリブ１１２及びフランジ１２４並びに略平板部４１０の一部が削除されるとともに、周壁部１２０の高さが不足する物を形成するのに対応した分量である。すなわち、プレス成形部１０１を形成するのに対応した分量である。

成形品４００の略平板部４１０の肉厚が中央部を中心に厚くなっていることに対応して、下側の基材Ｐｂは、上側の基材Ｐａよりも小さい（平面視において小さい）ものとされている。すなわち、上側の基材Ｐａは、実施例１における基材Ｐと同一の大きさであるが、下側の基材Ｐｂは、成形品４００の略平板部４１０の中央部のみに対応する大きさである。

次に、両基材Ｐａ，Ｐｂが加熱され、図８Ａに示すように、その両基材（両被加熱基材）Ｐａ，Ｐｂが重ねられて、開状態の成形装置（下型１０）にセットされる。
両基材Ｐａ，Ｐｂが重ねられた際に、前述したように両基材Ｐａ，Ｐｂの大きさは異なるため、両基材Ｐａ，Ｐｂの間には段差が生じている。

次に、図８Ｂに示すように、上型２０が閉位置まで下降し、両型１０，２０は閉状態となる。こうして、両基材Ｐａ，Ｐｂは、両型１０，２０によってプレスされる。
その際、両基材Ｐａ，Ｐｂは、連続繊維を含有するため、実施例１における基材Ｐと同様に、変形する。すなわち、下側の基材Ｐｂは、ほぼ、圧縮されて肉厚が薄くなるだけである。上側の基材Ｐａは、圧縮されて肉厚が薄くなるとともに、その周縁部が下方にたわむのみである。
こうして、キャビティ４３０内において、プレス成形部１０１が形成される。すなわち、両基材Ｐａ，Ｐｂは一体的に結合するとともに、最終的な成形品４００のうち、略平板部４１０のうちの大半，周壁部１２０の高さ方向における一部（略平板部４１０の側の一部）が一体的に形成される。
このプレス成形部１０１においても、上側の基材Ｐａと下側の基材Ｐｂとの間には段差が生じている（未だに段差が残っている）。こうして、略平板部４１０（図８Ｃを参考として参照）には欠落部分が存在する。

次に、成形装置が閉状態に維持されつつ、キャビティ４３０に対して、溶融状態の熱可塑性樹脂（溶融樹脂）（Ｍ）が射出される（図示省略）。
すなわち、溶融樹脂供給装置４５から溶融樹脂が供給され、その溶融樹脂は溶融樹脂流路４１を通って、周壁部形成空間３２の一部（プレス成形部１０１としての周壁部１２０が存在しない部分），各溝部１２，窪み部１４に流入する。また、略平板部４１０のうちの段差（略平板部４１０の欠落部分）にも溶融樹脂は流入する。こうして、略平板部４１０のうちの段差（欠落部分），周壁部１２０のうちの残部，各溝部１２の残部，窪み部１４に溶融樹脂が充填される。

上述のようにして射出され充填された溶融樹脂が冷却され固化することによって、射出補充成形部１０２が形成される（図８Ｃを参考的に参照）。すなわち、略平板部４１０のうちの段差（略平板部４１０の欠落部分），周壁部１２０の高さ方向における一部（略平板部４１０とは反対側の一部），フランジ１２４，リブ１１２の一部（略平板部４１０とは反対側の一部）が形成される。
以上のようにして、所望の大きさ・形状の成形品４００が形成される。

次に、図８Ｃに示すように、上型２０が上昇して、両型１０，２０が開状態とされ、成形装置（下型１０）から成形品４００が取り出される。
こうして、所望の大きさ・形状の成形品４００が製造されるのである。

なお、上記のものはあくまで本発明の数例の実施例にすぎず、当業者の知識に基づいて種々の変更を加えた態様で本発明を実施できることはもちろんである。
例えば、各実施例の特徴が適宜組み合わされた内容の態様で実施されることが可能である。

１０ 下型
２０ 上型
３０，４３０ キャビティ
１００，４００ 成形品
１０１ プレス成形部
１０２ 射出成形部
Ｐ 基材
Ｐ１ メイン基材（連続繊維含有基材）
Ｐ２ サブ基材（非連続繊維含有基材）
Ｐａ 上側の基材
Ｐｂ 下側の基材

Claims (6)

1. 繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる基材を用いて所望の大きさ及び形状の成形品を製造する方法であって、
   前記所望の大きさ及び形状を有する成形品よりも小さい、及び／又は、単純化した形状を有する物を形成するのに対応した分量の前記基材が加熱された被加熱基材をプレスし、前記所望の大きさ及び形状を有する成形品よりも小さい、及び／又は、単純化した形状を有するプレス成形部を形成するプレス段階と、
   前記所望の大きさ及び形状の成形品を基準に前記プレス成形部において不足している部分について、溶融状態の熱可塑性樹脂を射出して補充することによって射出補充成形部を形成する射出補充段階と
   を有する、成形方法。
2. 請求項１に記載の成形方法であって、
   前記射出補充段階において射出される熱可塑性樹脂は、前記基材を形成する熱可塑性樹脂と同種の樹脂である、
   成形方法。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の成形方法であって、
   前記射出補充段階において射出される熱可塑性樹脂は、繊維を含有するものである、
   成形方法。
4. 請求項３に記載の成形方法であって、
   前記射出補充段階において射出される熱可塑性樹脂に含有される繊維は、前記基材に含有される繊維と同種の繊維である、
   成形方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の成形方法であって、
   前記基材として、連続的に延びる連続繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる連続繊維含有基材と、非連続的に延びる非連続繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる非連続繊維含有基材の両方が使用される、
   成形方法。
6. 繊維を含有する熱可塑性樹脂からなる基材を用いて所望の大きさ及び形状の成形品を製造する装置であって、
   開閉可能な型であって、閉状態の際に形成されるキャビティにおいて、前記基材が加熱された被加熱基材をプレスする型と、
   前記キャビティに対して溶融状態の熱可塑性樹脂を射出する射出機構と
   を有する、成形装置。

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