JP5945561B2 - Ｆｒｐ用成形機及びそれを用いたｆｒｐシートの成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＲＰ用成形機及びそれを用いたＦＲＰシートの成形方法に関し、更に詳しくは、ＦＲＰシートの安定した成形が可能であり、且つ成形品の生産性が優れるＦＲＰ用成形機及びそれを用いたＦＲＰシートの成形方法に関する。

繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）は、樹脂にいわゆる強化用繊維を付与して強度を向上させた複合材料である。ＦＲＰは、軽量でありながら、強度に優れるため、あらゆる分野で用いられている。

従来、熱硬化性樹脂が付与された強化用繊維を、加圧力制御が容易な油圧プレスを用いて、所定の形状に成形する方法が行われている。
例えば、固定金型と、可動金型と、可動金型を移動及び加圧する油圧ポンプと、該油圧ポンプ内に加圧用作動油を供給し制御する油圧回路を備えている油圧プレスが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる油圧プレスによれば、可動金型の低速加圧域における加圧速度の制御を、油圧ポンプ側の油リーク量及び負荷に関係なく、設定速度になるように行うことができる。

特開平５−１０４３００号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の油圧プレスを含む従来の油圧プレスは、金型の開閉が遅いので、生産性が悪いという欠点がある。なお、仮に、従来の油圧プレスにおいて、金型の開閉を高速で行う場合、大量の油（作動油）を短時間でシリンダ内に流入、流出させる必要があるので、大掛かりな油圧機構と蓄圧装置が必要となる。
また、いわゆる強化用繊維に樹脂を付与して強度を向上させた複合材料（以下「ＦＲＰシート」という。）を成形する場合、加圧されるまでの間に時間を要するので、加熱された樹脂が放熱してしまい、良好な成形条件が維持できなくなる。
さらに、油圧プレスにおいては、作動油が粘性流体であるため、気温や運転温度によって粘度が著しく変化しやすい。このため、大量の作動油を用いる油圧プレスの動作速度を安定化させることが困難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コンパクトで、ＦＲＰシートの安定した成形が可能であり、且つ成形品の生産性が優れるＦＲＰ用成形機及びそれを用いたＦＲＰシートの成形方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、互いに昇降移動する下方付勢手段及び上方付勢手段からなる狭圧機構のうち、下方付勢手段をクランク機構により昇降移動するようにし、上方付勢手段を油圧ポンプにより昇降移動するようにすることで、意外にも、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、（１）互いに昇降移動する下方付勢手段及び上方付勢手段からなる狭圧機構を備え、加熱されたＦＲＰシートを、下方付勢手段と上方付勢手段との間に挟み込んで、連続して成形加工するためのＦＲＰ用成形機であって、下方付勢手段がクランク機構により昇降移動されるものであり、クランク機構がサーボモータにより駆動され、上方付勢手段が油圧ポンプにより昇降移動されるものであり、油圧ポンプがサーボモータにより駆動されるＦＲＰ用成形機に存する。

本発明は、（２）狭圧機構を複数備える上記（１）記載のＦＲＰ用成形機に存する。

本発明は、（３）上流側の狭圧機構の下方付勢手段の下端及び上方付勢手段の上端には、第１温度調整板が取り付けられ、下流側の狭圧機構の下方付勢手段の下端及び上方付勢手段の上端には、第２温度調整板が取り付けられている上記（２）記載のＦＲＰ用成形機に存する。

本発明は、（４）第１温度調整板が加熱板であり、ＦＲＰシートが、第１温度調整板に加熱された金型を介して、下方付勢手段と上方付勢手段との間に挟み込まれる上記（３）記載のＦＲＰ用成形機に存する。
本発明は、（５）第２温度調整板が冷却板であり、ＦＲＰシートが、第２温度調整板に冷却された金型を介して、下方付勢手段と上方付勢手段との間に挟み込まれ、第２温度調整板の温度が、第１温度調整板の温度以下となっている上記（３）又は（４）に記載のＦＲＰ用成形機に存する。

本発明は、（６）ＦＲＰシートを搬送する搬送装置を更に備える上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載のＦＲＰ用成形機に存する。

本発明は、（７）ＦＲＰシートを予め加熱する予備加熱装置を更に備える上記（１）〜（６）のいずれか１つに記載のＦＲＰ用成形機に存する。

本発明は、（８）クランク機構及び油圧ポンプが、狭圧機構よりも下方に配置されている上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載のＦＲＰ用成形機に存する。

本発明は、（９）強化用繊維が、炭素繊維であり、樹脂が熱可塑性樹脂である上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載のＦＲＰ用成形機に存する。

本発明は、（１０）上記（５）記載のＦＲＰ用成形機を用いたＦＲＰシートの成形方法であって、ＦＲＰシートを、上流側の狭圧機構で加熱しながら成形する加熱成形ステップと、加熱しながら成形されたＦＲＰシートを、下流側の狭圧機構で冷却しながら成形する冷却成形ステップと、を備え、加熱成形ステップにおいて、上流側の狭圧機構の下方付勢手段を下降させた後、上方付勢手段を上昇させることにより、ＦＲＰシートを成形し、冷却成形ステップにおいて、下流側の狭圧機構の下方付勢手段を下降させた後、上方付勢手段を上昇させることにより、ＦＲＰシートを成形するＦＲＰシートの成形方法に存する。

本発明は、（１１）上記（７）記載のＦＲＰ用成形機を用いたＦＲＰシートの成形方法であって、ＦＲＰシートを、予備加熱装置で加熱する加熱ステップと、加熱されたＦＲＰシートを、下流側の狭圧機構で冷却しながら成形する冷却成形ステップと、を備え、冷却成形ステップにおいて、下流側の狭圧機構の下方付勢手段を下降させた後、上方付勢手段を上昇させることにより、ＦＲＰシートを成形するＦＲＰシートの成形方法に存する。

本発明のＦＲＰ用成形機においては、互いに昇降移動する下方付勢手段及び上方付勢手段からなる狭圧機構のうち、一方側である下方付勢手段をクランク機構により昇降移動させることにより、当該下方付勢手段の高速移動が可能となる。
したがって、下方付勢手段の高速移動距離を比較的大きく設定することにより、ＦＲＰシートの加工時間が短縮されるので、それに伴ってＦＲＰシートを連続搬送する速度を従来よりも高速で設定することができる。その結果、生産性が向上する。このとき、クランク機構がサーボモータにより駆動されるものであると、少ない動力、高精度な制御の下、金型の高速開閉を実現することができる。

また、ＦＲＰシートを成形する場合、クランク機構により下方付勢手段を素早く昇降移動させることで、加圧されるまでの時間を短縮することができるので、加熱された樹脂の放熱を防止することができる。その結果、ＦＲＰシートを確実に成形することが可能となる。
さらに、下方付勢手段に油圧ポンプを用いないので、大掛かりな油圧機構や蓄圧装置が不要であり、装置をコンパクトにすることができる。
さらにまた、作動油の量を極端に少なくすることができるので、気温や運転温度に基づく作動油の粘度変化による影響を小さくすることができ、油漏れや油の交換等の保全管理も容易となる。

本発明のＦＲＰ用成形機においては、他方側である上方付勢手段を油圧ポンプにより昇降移動させることにより、加圧力を制御することが容易となる。
このとき、上方付勢手段の移動距離を比較的小さく設定することにより、ＦＲＰシートの加工時間が短縮されるので、生産性が向上する。
また、油圧ポンプをサーボモータで駆動することにより、上方付勢手段の動作速度及び圧力を任意の値に容易に制御することができ、安定した成形が可能となる。

これらのことから、本発明のＦＲＰ用成形機によれば、コンパクトでありながら、ＦＲＰシートの安定した成形が可能であり、且つ成形品の生産性が優れるものとなる。

本発明のＦＲＰ用成形機においては、狭圧機構を複数備えるので、上流側の狭圧機構で成形したＦＲＰシートを、下流側の狭圧機構で再度成形することができる。
このとき、上流側の狭圧機構の下方付勢手段の下端及び上方付勢手段の上端には、第１温度調整板が取り付けられ、下流側の狭圧機構の下方付勢手段の下端及び上方付勢手段の上端には、第２温度調整板が取り付けられているので、ＦＲＰシートの温度を調整しながら成形することができる。
例えば、第１温度調整板が加熱板である場合、第１温度調整板によって金型を加熱することができる。これにより、十分に加熱された金型でＦＲＰシートを成形することができるので、ＦＲＰシートの形状を大きく変形させることができる。
また、第２温度調整板が冷却板である場合、第２温度調整板によって金型を冷却することができる。これにより、加熱成形されたＦＲＰシートを十分に冷却された金型で再成形することができるので、ＦＲＰシートの形状が微調整され、同時に、その形状で硬化された成形品を得ることができる。
したがって、ＦＲＰシートの成形を高精度で行うことが可能となる。

本発明のＦＲＰ用成形機においては、ＦＲＰシートを搬送する搬送装置を更に備えるので、連続したＦＲＰシートの加工が可能となる。

本発明のＦＲＰ用成形機においては、ＦＲＰシートを加熱する予備加熱装置を更に備える場合、予め軟化させた状態のＦＲＰシートを、狭圧機構で成形することも可能である。
また、狭圧機構には、冷却板からなる第２温度調整板が取り付けられているので、該第２温度調整板によって金型を冷却することができる。これにより、加熱されたＦＲＰシートを十分に冷却された金型で冷却しながら成形することができるので、ＦＲＰシートが成形されると共に、所望の形状で硬化させることができる。

本発明のＦＲＰ用成形機においては、ＦＲＰシートが、炭素繊維と、該炭素繊維に付与された熱可塑性樹脂とからなる場合、多工程成形を行うことができ、生産性にも優れる。このため、安価で複雑の形状の自動車車体部材に用いることができる。その結果、自動車の安全性向上や燃費改善につながる。また、再加工をすることも可能となる。
また、成形後であっても、成形品を加熱することにより再加工が可能であり、容易にリサイクルすることができるという利点がある。

本発明のＦＲＰシートの成形方法においては、上述したＦＲＰ用成形機を用い、加熱成形ステップ及び冷却成形ステップにおいて、上流側の狭圧機構の下方付勢手段をクランク機構で高速で下降させた後、上方付勢手段を油圧ポンプで上昇させて、ＦＲＰシートを成形することにより、成形されたＦＲＰシートの生産性が向上し、且つＦＲＰシートの安定した成形が可能となる。

本発明のＦＲＰシートの成形方法においては、ＦＲＰシートを、予備加熱装置で加熱した後、冷却成形ステップにおいて、上流側の狭圧機構の下方付勢手段をクランク機構で高速で下降させた後、上方付勢手段を油圧ポンプで上昇させて、ＦＲＰシートを成形することにより、成形されたＦＲＰシートの生産性が向上し、且つＦＲＰシートの安定した成形が可能となる。

図１は、本実施形態に係るＦＲＰ用成形機を模式的に示す正面図である。 図２は、本実施形態に係るＦＲＰ用成形機のクランク機構の駆動を説明するための模式図である。 図３は、本実施形態に係るＦＲＰ用成形機の搬送装置を模式的に示す上面図である。 図４は、第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法を示すフローチャートである。 図５（ａ）は、第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法において、上方付勢手段及び下方付勢手段によるＦＲＰシートの加工方法を説明するための説明図である。 図５（ｂ）は、第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法において、上方付勢手段及び下方付勢手段によるＦＲＰシートの加工方法を説明するための説明図である。 図５（ｃ）は、第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法において、上方付勢手段及び下方付勢手段によるＦＲＰシートの加工方法を説明するための説明図である。 図６は、第２実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法を示すフローチャートである。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本発明に係るＦＲＰ用成形機は、強化用繊維が付与された樹脂からなるＦＲＰシートを、後述する下方付勢手段と上方付勢手段との間に挟み込んで成形する装置である。
上記ＦＲＰシートとしては、例えば、ガラス繊維強化プラスチック、ガラス長繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、ポリエチレン繊維強化プラスチック、ザイロン強化プラスチック、液晶ポリマー等の公知のものが適宜用いられる。
これらの中でも、汎用性及び強度の観点から、ＦＲＰシートが、強化用繊維として炭素繊維を用い、樹脂としてメチルメタアクリレート等の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。この場合、成形後であっても、加熱することにより再加工が可能であり、容易にリサイクルすることができる。

図１は、本実施形態に係るＦＲＰ用成形機を模式的に示す正面図である。
図１に示すように、ＦＲＰ用成形機１００は、昇降移動する下方付勢手段１０Ａ及び上方付勢手段１０Ｂからなる上流側の狭圧機構１０と、昇降移動する下方付勢手段２０Ａ及び上方付勢手段２０Ｂからなる下流側の狭圧機構２０と、強化用繊維が付与された樹脂からなるＦＲＰシート１を搬送する搬送装置（図示しない）と、ＦＲＰシートを予め加熱する予備加熱装置４と、を備える。
ＦＲＰ用成形機１００においては、複数の狭圧機構１０，２０を備えているので、上流側の狭圧機構１０で成形したＦＲＰシート１を、下流側の狭圧機構２０で再度成形することができる。

ＦＲＰ用成形機１００において、上流側の狭圧機構１０の下方付勢手段１０Ａの下端及び上方付勢手段１０Ｂの上端には、加熱板からなる第１温度調整板Ｘが取り付けられている。このため、上流側の狭圧機構１０に搬送されたＦＲＰシート１は、第１温度調整板Ｘに加熱された金型Ｋ１を介して、下方付勢手段１０Ａと上方付勢手段１０Ｂとの間に挟み込まれて成形されることになる。
このとき、上流側の狭圧機構１０においては、ＦＲＰシート１が、十分に加熱軟化されるので、形状を大きく変化させることができる。

ここで、第１温度調整板Ｘの温度は、樹脂の軟化点付近であることが好ましく、例えば、５０〜５００℃とすることが好ましい。

一方、下流側の狭圧機構２０の下方付勢手段２０Ａの下端及び上方付勢手段２０Ｂの上端には、冷却板からなる第２温度調整板Ｙが取り付けられている。このため、下流側の狭圧機構２０に搬送されたＦＲＰシート１は、第２温度調整板Ｙに冷却された金型Ｋ２を介して、下方付勢手段２０Ａと上方付勢手段２０Ｂとの間に挟み込まれて成形されることになる。
このとき、下流側の狭圧機構２０においては、加熱成形されたＦＲＰシート１が、第２温度調整板Ｙによって冷却された金型Ｋ２を介して再成形されるので、形状を微調整できると同時に、その形状で硬化させることができる。

ここで、第２温度調整板Ｙの温度は、上述した第１温度調整板Ｘの温度以下であればよい。

ＦＲＰ用成形機１００において、上流側の狭圧機構１０の下方付勢手段１０Ａには、クランク機構１１が連結されており、当該クランク機構１１の回動に基づいて、上流側の狭圧機構１０の下方付勢手段１０Ａが昇降移動するようになっている。
同様に、下流側の狭圧機構２０の下方付勢手段２０Ａには、クランク機構２１が連結されており、当該クランク機構２１の回動に基づいて、下流側の狭圧機構２０の下方付勢手段２０Ａが昇降移動するようになっている。
両クランク機構１１，２１は、同期して駆動するようになっている。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、狭圧機構１０，２０の下方付勢手段１０Ａ，２０Ａが、クランク機構１１，２１により昇降移動されるので、下方付勢手段１０Ａ，２０Ａを高速で昇降移動させることが可能となる。
したがって、ＦＲＰ用成形機１００においては、下方付勢手段が高速移動するので、ＦＲＰシートの加工時間が短縮される。その結果、加工前のＦＲＰシートの搬入及び加工後のＦＲＰシートの搬出を繰り返すタイミングを従来よりも極めて速く設定することができるので、生産性が向上する。

図２は、本実施形態に係るＦＲＰ用成形機のクランク機構の駆動を説明するための模式図である。
図２に示すように、クランク機構１１，２１は、円を描くように駆動する。
クランク機構１１，２１は、狭圧の際、下死点付近に位置するように制御することが好ましい。この場合、クランク機構１１，２１は、上方付勢手段による上方付勢力に対する十分な保持力を発揮することができる。
ここで、下死点付近とは、下死点に位置する場合のクランク角度を０度とした場合、クランク角度θが０〜±３０度となる範囲のことを意味する。

図１に戻り、クランク機構１１には、サーボモータ１２が取り付けられており、クランク機構１１は、当該サーボモータ１２により駆動される。
同様に、クランク機構２１には、サーボモータ２２が取り付けられており、クランク機構２１は、当該サーボモータ２２により駆動される。
したがって、ＦＲＰ用成形機１００においては、少ない動力、高精度な制御の下、金型の高速開閉を実現することができる。なお、これらのサーボモータ１２，２２には、それぞれ対応する減速器１２ａ，２２ａが取り付けられている。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、クランク機構１１，２１を用いるので、下方付勢手段１０Ａ，２０Ａを素早く高速で移動させることができる。なお、油圧ポンプ１３，２３を用いて、上方付勢手段１０Ｂ，２０Ｂを高速で移動させることは困難である。ちなみに、油圧ポンプ１３，２３を用いて、下方付勢手段１０Ａ，２０Ａを高速で移動させるためには、油圧ポンプを極めて大型にする必要がある。

ＦＲＰ用成形機１００において、上流側の狭圧機構１０の上方付勢手段１０Ｂには、油圧ポンプ１３が取り付けられており、当該油圧ポンプ１３により、上流側の狭圧機構１０の上方付勢手段１０Ｂが昇降移動するようになっている。
同様に、下流側の狭圧機構２０の上方付勢手段２０Ｂには、油圧ポンプ２３が取り付けられており、当該油圧ポンプ２３により、下流側の狭圧機構２０の上方付勢手段２０Ｂが昇降移動するようになっている。
なお、上方付勢手段１０Ｂ，２０Ｂの移動は、ストロークセンサーＳＴにより制御される。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、上方付勢手段１０Ｂ，２０Ｂを油圧ポンプ１３，２３により昇降移動させることにより、加圧力を制御することが容易となる。なお、クランク機構１１，２１を用いて、下方付勢手段１０Ａ，２０Ａの加圧力を制御することは困難である。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、ＦＲＰシートを成形する際に、高速クランク機構１１，２１による下方付勢手段１０Ａ，２０Ａの昇降距離を大きくし、高速移動が困難な油圧ポンプ１３，２３による上方付勢手段１０Ｂ，２０Ｂの昇降距離を小さくすることで、ＦＲＰシートが下方付勢手段１０Ａ，２０Ａと上方付勢手段１０Ｂ，２０Ｂとによって加圧されるまでの時間を短縮することができる。これにより、加熱されたＦＲＰシート１の樹脂の放熱を防止することができ、ＦＲＰシート１を十分に成形することが可能となる。

これに加え、油圧ポンプ１３，２３を用いて上方付勢手段１０Ｂ，２０Ｂを、加圧力を制御しながら昇降移動させることにより、高精度で、ＦＲＰシートの安定した成形が可能となる。
また、油圧機構による高速運転が不要であるので、油圧ポンプ１３，２３を小型にすることができるので、装置をコンパクトにすることができ、用いる作動油も少なくなる。
さらに、気温や運転温度に基づく作動油の粘度変化による影響を小さくすることができる。

油圧ポンプ１３には、サーボモータ１４が取り付けられており、油圧ポンプ１３は、当該サーボモータ１４により駆動される。
同様に、油圧ポンプ２３には、サーボモータ２４が取り付けられており、油圧ポンプ２３は、当該サーボモータ２４により駆動される。
したがって、ＦＲＰ用成形機１００においては、油圧ポンプ１３による上方付勢手段の動作速度及び圧力を任意の値に直接フィードバック制御できるので、安定した成形が可能となる。

図３は、本実施形態に係るＦＲＰ用成形機の搬送装置を模式的に示す上面図である。
図３に示すように、ＦＲＰ用成形機１００において、搬送装置３は、ＦＲＰ用成形機１００の両側（ＦＲＰシートの進行方向に対して左右）に設けられる。これにより、ＦＲＰシートを両側から把持できるので、確実に搬送することができる。
かかる搬送装置３としては、特に限定されず、例えば、公知のロボット等が用いられる。

図１に戻り、ＦＲＰ用成形機１００においては、ＦＲＰシートを予め加熱する予備加熱装置４が設けられている。これにより、ＦＲＰシートを予備加熱装置４で予め加熱して、樹脂が軟化した状態のＦＲＰシート１を狭圧機構で成形することも可能である。

ここで、予備加熱装置４の温度は、樹脂の軟化点付近であることが好ましく、例えば、５０〜５００℃とすることが好ましい。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００において、ＦＲＰシート１を成形して得られる成形品は、特に、自動車、航空機等の輸送機の軽量高強度が求められる構造部材等の用途に好適に用いられる。

次に、上述したＦＲＰ用成形機１００を用いたＦＲＰシートの成形方法の第１実施形態について説明する。
図４は、第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法を示すフローチャートである。
図４に示すように、第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法においては、ＦＲＰシート１を、上流側の狭圧機構１０で加熱しながら成形する加熱成形ステップＳ１と、加熱しながら成形されたＦＲＰシート１を、下流側の狭圧機構２０で冷却しながら成形する冷却成形ステップＳ２と、を備える。

第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法においては、まず、加熱されたＦＲＰシート１を、搬送装置が上流側の狭圧機構１０の位置まで搬送し、上方付勢手段１０Ｂ上の金型Ｋ１上に載置する。なお、ＦＲＰシート１が加熱されていない場合、第１温度調整板Ｘにより加熱された金型Ｋ１でＦＲＰシート１を加熱することも可能である。

加熱成形ステップＳ１においては、加熱されたＦＲＰシートが上流側の下方付勢手段１０Ａと、上方付勢手段１０Ｂとにより、ＦＲＰシート１が狭圧され成形される。
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法において、上方付勢手段及び下方付勢手段によるＦＲＰシートの加工方法を説明するための説明図である。なお、ＦＲＰシートの記載は省略する。
図５（ａ）に示すように、加熱成形ステップＳ１においては、最初に、上流側の狭圧機構１０の下方付勢手段１０Ａを高速で下降させる。このとき、下方付勢手段１０Ａに第１温度調整板Ｘを介して取り付けられた金型Ｋ１を、加熱されたＦＲＰシート１に接触しないように、可及的に近付ける。
次に、下方付勢手段１０Ａを停止させ、図５（ｂ）に示すように、上方付勢手段１０Ｂを上昇させる。
そして、図５（ｃ）に示すように、下方付勢手段１０Ａと上方付勢手段１０Ｂとの間でＦＲＰシート１を挟圧することにより、ＦＲＰシート１が成形される。
このとき、下方付勢手段１０Ａ及び上方付勢手段１０Ｂの端部には、第１温度調整板Ｘが取り付けられているので、ＦＲＰシートは、第１温度調整板Ｘに加熱された金型Ｋ１により加熱されながら成形される。

加熱成形ステップＳ１で成形されたＦＲＰシート１は、上方付勢手段１０Ｂが下降し、下方付勢手段１０Ａが上昇した後、搬送装置が下流側の狭圧機構２０の位置まで搬送し、上方付勢手段２０Ｂ上の金型Ｋ２の上に載置する。

冷却成形ステップＳ２においては、成形されたＦＲＰシートが下流側の下方付勢手段２０Ａと、上方付勢手段２０Ｂとにより、狭圧され、ＦＲＰシート１が成形される。なお、狭圧成形の方法は、上述した加熱成形ステップＳ１と同様であるので、説明を省略する（図５（ａ）〜図５（ｃ）参照）。
このとき、下方付勢手段２０Ａ及び上方付勢手段２０Ｂの端部には、第２温度調整板Ｙが取り付けられているので、ＦＲＰシートは、第２温度調整板Ｙに冷却された金型Ｋ２により冷却されながら成形される。

そして、上方付勢手段２０Ｂが下降し、下方付勢手段２０Ａが上昇した後、冷却成形ステップＳ２において成形された成形品を、搬送装置が搬送することによって取り出される。
第１実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法によれば、成形されたＦＲＰシート１である成形品の生産性が向上し、且つＦＲＰシートの安定した成形が可能となる。

次に、上述したＦＲＰ用成形機１００を用いたＦＲＰシートの成形方法の第２実施形態について説明する。
図６は、第２実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法を示すフローチャートである。
図６に示すように、第２実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法においては、ＦＲＰシート１を、予備加熱装置４で加熱する加熱ステップＳ３と、加熱されたＦＲＰシート１を、下流側の狭圧機構２０で冷却しながら成形する冷却成形ステップＳ２と、を備える。

加熱ステップＳ３においては、まず、ＦＲＰシート１が、予備加熱装置４に投入され、十分に加熱される。
そして、加熱されたＦＲＰシート１は、搬送装置が下流側の狭圧機構２０の位置まで搬送し、上方付勢手段２０Ｂ上の金型Ｋ２上に載置する。

冷却成形ステップＳ２においては、ＦＲＰシートが下流側の下方付勢手段２０Ａと、上方付勢手段２０Ｂとにより、狭圧され、ＦＲＰシート１が成形される。なお、狭圧成形の方法は、上述した加熱成形ステップＳ１と同様であるので、説明を省略する（図５（ａ）〜図５（ｃ）参照）。
このとき、下方付勢手段２０Ａ及び上方付勢手段２０Ｂの端部には、第２温度調整板Ｙが取り付けられているので、ＦＲＰシートは、第２温度調整板Ｙに冷却された金型Ｋ２により冷却されながら成形される。

そして、上方付勢手段２０Ｂが下降し、下方付勢手段２０Ａが上昇した後、冷却成形ステップＳ２において成形された成形品を、搬送装置が搬送することによって取り出される。
第２実施形態に係るＦＲＰシートの成形方法によれば、成形されたＦＲＰシート１である成形品の生産性が向上し、且つＦＲＰシートの安定した成形が可能となる。

このように、ＦＲＰシートの成形方法においては、本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００を用いることにより、例えば、第１実施形態及び第２実施形態で述べたように、複数通りの方法でＦＲＰシートを成形することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、狭圧機構１０，２０を２機備えているが、１機であってもよく、３機以上備えていてもよい。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、上流側の狭圧機構１０の下方付勢手段１０Ａの下端及び上方付勢手段１０Ｂの上端に第１温度調整板Ｘが取り付けられ、下流側の狭圧機構２０の下方付勢手段２０Ａの下端及び上方付勢手段２０Ｂの上端に第２温度調整板Ｙが取り付けられているが、必ずしも必須ではない。
例えば、第１温度調整板Ｘ及び第２温度調整板Ｙの代わりに、ヒーターが取り付けられていてもよい。
また、第１温度調整板Ｘ及び第２温度調整板Ｙの代わりに、加熱又は冷却機能を有する金型（温調機能付き金型）を用いてもよい。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、第１温度調整板Ｘとして加熱板を用い、第２温度調整板Ｙとして冷却板を用いているが、第１温度調整板Ｘが冷却板であり、第２温度調整板Ｙが加熱板であってもよい。
また、第１温度調整板Ｘ及び第２温度調整板Ｙが共に加熱板であってもよく、冷却板であってもよい。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、クランク機構１１，２１は、同期して駆動するようになっているが、それぞれ独立していてもよい。

本実施形態に係るＦＲＰ用成形機１００においては、搬送装置３が、ＦＲＰ用成形機１００の両側に設けられているが、設ける位置は特に限定されない。
また、搬送装置３は、ＦＲＰ用成形機１００とは別に、独立して設けられていてもよくい、一体となって設けられていてもよい。
さらに、搬送装置３は、ロボットに限定されず、コンベア、シリンダ機構等であってもよい。

本発明に係るＦＲＰ用成形機１００は、強化用繊維が付与された樹脂であるＦＲＰシートを、所定の形状に成形する装置として用いられる。本発明に係るＦＲＰ用成形機１００によれば、ＦＲＰシートの安定した成形が可能であり、且つ成形品の生産性が優れるものとなる。

１・・・ＦＲＰシート
１０，２０・・・狭圧機構
１０Ａ，２０Ａ・・・下方付勢手段
１０Ｂ，２０Ｂ・・・上方付勢手段
３・・・搬送装置
４・・・予備加熱装置
１１，２１・・・クランク機構
１２，２２・・・サーボモータ
１２ａ，２２ａ・・・減速器
１３，２３・・・油圧ポンプ
１００・・・ＦＲＰ用成形機
Ｋ１，Ｋ２・・・金型
Ｓ１・・・加熱成形ステップ
Ｓ２・・・冷却成形ステップ
Ｓ３・・・加熱ステップ
Ｘ・・・第１温度調整板
Ｙ・・・第２温度調整板
ＳＴ・・・ストロークセンサー

Claims (11)

1. 互いに昇降移動する下方付勢手段及び上方付勢手段からなる狭圧機構を備え、
   加熱されたＦＲＰシートを、前記下方付勢手段と前記上方付勢手段との間に挟み込んで、連続して成形加工するためのＦＲＰ用成形機であって、
   前記下方付勢手段がクランク機構により昇降移動されるものであり、
   前記クランク機構がサーボモータにより駆動され、
   前記上方付勢手段が油圧ポンプにより昇降移動されるものであり、
   前記油圧ポンプがサーボモータにより駆動されるＦＲＰ用成形機。
2. 前記狭圧機構を複数備える請求項１記載のＦＲＰ用成形機。
3. 上流側の前記狭圧機構の前記下方付勢手段の下端及び前記上方付勢手段の上端には、第１温度調整板が取り付けられ、
   下流側の前記狭圧機構の前記下方付勢手段の下端及び前記上方付勢手段の上端には、第２温度調整板が取り付けられている請求項２記載のＦＲＰ用成形機。
4. 前記第１温度調整板が加熱板であり、
   前記ＦＲＰシートが、前記第１温度調整板に加熱された金型を介して、前記下方付勢手段と前記上方付勢手段との間に挟み込まれる請求項３記載のＦＲＰ用成形機。
5. 前記第２温度調整板が冷却板であり、
   前記ＦＲＰシートが、前記第２温度調整板に冷却された金型を介して、前記下方付勢手段と前記上方付勢手段との間に挟み込まれ、
   前記第２温度調整板の温度が、前記第１温度調整板の温度以下となっている請求項３又は４に記載のＦＲＰ用成形機。
6. 前記ＦＲＰシートを搬送する搬送装置を更に備える請求項１〜５のいずれか１項に記載のＦＲＰ用成形機。
7. 前記ＦＲＰシートを予め加熱する予備加熱装置を更に備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のＦＲＰ用成形機。
8. 前記クランク機構及び前記油圧ポンプが、前記狭圧機構よりも下方に配置されている請求項１〜７のいずれか１項に記載のＦＲＰ用成形機。
9. 前記強化用繊維が、炭素繊維であり、前記樹脂が熱可塑性樹脂である請求項１〜８のいずれか１項に記載のＦＲＰ用成形機。
10. 請求項５記載のＦＲＰ用成形機を用いたＦＲＰシートの成形方法であって、
    前記ＦＲＰシートを、前記上流側の前記狭圧機構で加熱しながら成形する加熱成形ステップと、
    加熱しながら成形されたＦＲＰシートを、前記下流側の前記狭圧機構で冷却しながら成形する冷却成形ステップと、
    を備え、
    前記加熱成形ステップにおいて、前記上流側の前記狭圧機構の前記下方付勢手段を下降させた後、前記上方付勢手段を上昇させることにより、前記ＦＲＰシートを成形し、
    前記冷却成形ステップにおいて、前記下流側の前記狭圧機構の前記下方付勢手段を下降させた後、前記上方付勢手段を上昇させることにより、前記ＦＲＰシートを成形するＦＲＰシートの成形方法。
11. 請求項７記載のＦＲＰ用成形機を用いたＦＲＰシートの成形方法であって、
    前記ＦＲＰシートを、前記予備加熱装置で加熱する加熱ステップと、
    加熱されたＦＲＰシートを、前記下流側の前記狭圧機構で冷却しながら成形する冷却成形ステップと、
    を備え、
    前記冷却成形ステップにおいて、前記下流側の前記狭圧機構の前記下方付勢手段を下降させた後、前記上方付勢手段を上昇させることにより、前記ＦＲＰシートを成形するＦＲＰシートの成形方法。

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