JP6634232B2 - 成形品製造装置及び成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート部材を賦形して成形品を製造する成形品製造装置及び成形品の製造方法に関する。

従来、熱可塑性樹脂材料により形成されたシート状の部材（以下、シート部材）を加熱した後、シート部材を金型に配置し、型締装置により金型を型締めすることで、シート部材を所定の形状に賦形して成形品を成形する技術が知られている。成形品を成形するシート部材として、繊維材料と熱可塑性樹脂材料によりシート状に形成された熱可塑性プリプレグを用いる技術も知られている。

また、賦形したシート部材をインサート部材として射出成形を行うことで、成形品を成形する技術も知られている。このような射出成形を行う製造装置として、射出工程及び予備賦形工程を同時に開始させ、それぞれの工程を進行させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１７９７７３号公報

上述した製造装置では、以下の問題があった。即ち、上述した製造装置では、予備賦形工程においてシート部材を賦形するが、この予備賦形工程はシート部材の固化の要因もあり、一度しか行われない。そのため、シート部材の賦形を行う形状が複雑となると、一度の賦形工程では、シート部材を複雑な形状に賦形することは困難であるという問題がある。また、シート部材の温度の低下の度合いによっては、シート部材が固化し、賦形工程においてシート部材の折損が発生し、歩留まりの低下の原因となる。また、シート部材によって金型が損傷する虞もある。

また、シート部材に熱可塑性プリプレグを用いた場合においては、熱可塑性プリプレグに繊維材料が用いられることから、プレス時に、熱可塑性プリプレグが伸びることが無い。このため、熱可塑性プリプレグを賦形する場合には、熱可塑性樹脂材料により形成されたシート部材と比べて、より複雑な形状に賦形することが困難である、という問題があった。

そこで、本発明は、シート部材を複雑な形状に賦形が可能な、成形品製造装置及び成形品の製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の成形品製造装置及び成形品の製造方法は次のように構成されている。

本発明の一態様によれば、成形品製造装置は、シート部材を搬送する搬送装置と、前記搬送装置で搬送された前記シート部材を加熱する加熱装置と、前記シート部材を賦形する型開閉装置と、前記型開閉装置により印加される荷重を検出する検出器と、前記荷重の閾値を記憶する記憶部を有する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記型開閉装置に前記シート部材に対して定めた複数回賦形させ、賦形回数が定めた回数に到達していない場合で、前記型開閉装置により印加され、前記検出器により検出した前記荷重が前記閾値を超える場合には、前記シート部材が固化し始めた、又は固化したと判断し、前記シート部材を前記加熱装置に搬送して再加熱し、再度前記シート部材を前記型開閉装置に搬送して賦形する。

本発明の一態様によれば、成形品の製造方法は、シート部材を搬送する搬送装置と、前記搬送装置で搬送された前記シート部材を加熱する加熱装置と、前記シート部材を賦形する型開閉装置と、前記型開閉装置により印加される荷重を検出する検出器と、前記荷重の閾値を記憶する記憶部を有する制御装置と、を備える成形品製造装置を用いた成形品の製造方法であって、前記制御装置は、前記型開閉装置に前記シート部材に対して定めた複数回賦形させ、賦形回数が定めた回数に到達していない場合で、前記型開閉装置により印加され、前記検出器により検出した前記荷重が前記閾値を超える場合には、前記シート部材が固化し始めた、又は固化したと判断し、前記シート部材を前記加熱装置に搬送して再加熱し、再度前記シート部材を前記型開閉装置に搬送して賦形する。

本発明によれば、シート部材を複雑な形状に賦形が可能な、成形品製造装置及び成形品の製造方法を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る成形品製造装置の構成を模式的に示す斜視図。 同成形品製造装置を用いた成形品の製造方法の一を示す流れ図。 同成形品製造装置を用いた成形品の製造方法の一を示す流れ図。

以下、本発明の第１の実施形態に係る成形品製造装置１を、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る成形品製造装置１の構成を模式的に示す斜視図、図２は成形品製造装置１を用いた成形品１０１の製造方法の一を示す流れ図、図３は成形品製造装置１を用いた成形品１０１の製造方法の一を示す流れ図である。

図１に示すように、成形品製造装置１は、例えば、第１保管部１１と、搬送装置１２と、加熱装置１３と、金型装置１４と、射出装置１５と、第２保管部１６と、制御装置１９と、を備えている。成形品製造装置１は、工場内等の敷設範囲２に配置されるとともに、金型装置１４及び射出装置１５がベース３上に配置される。成形品製造装置１は、例えば、シート部材１００を加熱装置１３で加熱後に金型装置１４によりシート部材１００を複数回賦形するとともに、射出装置１５により射出成形することで成形品１０１を製造可能に形成されている。

シート部材１００は、例えば、熱可塑性樹脂を用いた材料によりシート状に形成されている。シート部材１００は、例えば、熱可塑性プリプレグ１００であり、本実施形態においては、シート部材１００を熱可塑性プリプレグ１００として、以下説明する。

熱可塑性プリプレグ１００は、ガラスや炭素等の繊維材料及び熱可塑性の樹脂材料により形成されている。熱可塑性プリプレグ１００は、図１においてはその平面形状を方形状に形成された例を示すが、熱可塑性プリプレグ１００は、シート状であって、且つ、成形品１０１の形状に賦形するのに適した形状に適宜形成されている。熱可塑性プリプレグ１００は、例えば、方形状、三角形状及び楕円形状等や、成形品１０１を形成可能な異形状に形成される。また、熱可塑性プリプレグ１００は、インサート部材として用いられる。

第１保管部１１は、熱可塑性プリプレグ１００を複数保管可能に形成されている。第１保管部１１は、例えば、熱可塑性プリプレグ１００を縦の姿勢で保管可能に形成されている。なお、第１保管部１１は、例えば、熱可塑性プリプレグ１００を横の姿勢で保管するとともに横姿勢から縦姿勢に変更可能に形成されていてもよい。

ここで、熱可塑性プリプレグ１００の縦の姿勢（縦姿勢）とは、熱可塑性プリプレグ１００の主面が略重力方向に沿った姿勢、即ち、上下方向に延設する姿勢、又は、これら姿勢と同等の姿勢である。また、熱可塑性プリプレグ１００の横の姿勢（横姿勢）とは、熱可塑性プリプレグ１００の主面が略水平方向に沿った姿勢、即ち、成形品製造装置１の設置面に沿った姿勢又はこれら姿勢と同等の姿勢である。

搬送装置１２は、熱可塑性プリプレグ１００を縦の姿勢で、熱可塑性プリプレグ１００の第１保管部１１から加熱装置１３及び金型装置１４へ搬送可能に形成されている。具体的には、搬送装置１２は、例えば、チャック装置２１と、搬送機構２２と、を備えている。

チャック装置２１は、例えば、搬送機構２２に設けられた支持部３１と、複数のチャック３２と、チャック３２を開閉する開閉手段３３と、冷却装置３４と、を備えている。チャック装置２１は、複数のチャック３２により、熱可塑性プリプレグ１００を複数の位置で挟持可能に形成されている。チャック装置２１は、熱可塑性プリプレグ１００を保持する保持装置の一例である。

支持部３１は、複数のチャック３２を支持可能に形成されている。支持部３１は、搬送機構２２により移動可能に形成される。チャック３２は、開閉手段３３により駆動されることで、その先端を開閉可能に形成されている。チャック３２は、少なくとも熱可塑性プリプレグ１００を保持する先端の幅が狭く形成される。また、複数のチャック３２は、互いの距離を調整可能に、支持部３１に支持される。

チャック３２は、例えば、支持部３１に設けられた一対の爪部３２ａを備えている。例えば、一対の爪部３２ａは、一方が他方に対して、開閉手段３３により移動可能に形成される。爪部３２ａは、例えば、耐熱性の良い材料で形成されている。爪部３２ａは、例えば、ステンレス材料やアルミ等により形成されている。

チャック３２は、爪部３２ａの先端間に熱可塑性プリプレグ１００の端部が位置した状態で、開閉手段３３により駆動され、閉状態となる。チャック３２は、当該閉状態が維持されることで、熱可塑性プリプレグ１００を保持可能に形成されている。

開閉手段３３は、爪部３２ａの一方を他方に対して移動させることでチャック３２の開閉を行う駆動源であって、例えば、空圧シリンダ等が用いられる。開閉手段３３は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。

冷却装置３４は、例えば、チャック３２を冷却可能に形成されている。冷却装置３４は、例えば、エアをチャック３２に噴射することで、チャック３２を冷却可能に形成されている。冷却装置３４は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。

冷却装置３４は、少なくとも爪部３２ａの熱可塑性プリプレグ１００に接触する部位及びその周辺部を冷却可能に形成されている。冷却装置３４は、支持部３１に支持されるか、又は、第１保管部１１にチャック３２が移動する前工程でチャック３２を冷却可能な位置に配置される。なお、冷却装置３４は、加熱装置１３の上部に位置し、熱可塑性プリプレグ１００を加熱している最中も、熱可塑性プリプレグ１００に影響しない範囲で冷却する構成であってもよい。

搬送機構２２は、チャック装置２１のチャック３２を第１保管部１１、加熱装置１３及び金型装置１４へ順次搬送する機構であり、例えば、支持部３１をスライド移動可能に形成されている。搬送機構２２は、例えばレールである。なお、搬送機構２２は、多関節ロボット等であってもよい。搬送機構２２は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。

図１に示すように、加熱装置１３は、熱可塑性プリプレグ１００を加熱可能な、間隔を空けて互いに対向する一対の加熱部４１を備え、例えば、加熱部４１が敷設範囲２上に敷設された支持部により支持される。一対の加熱部４１は、熱可塑性プリプレグ１００を加熱する加熱面４１ａが、熱可塑性プリプレグ１００の主面に沿って配置される。

即ち、一対の加熱部４１は、熱可塑性プリプレグ１００と同様に、縦姿勢（例えば、略重力方向に沿って縦長の直方体）で配置される。一対の加熱部４１は、チャック３２の爪部３２ａの先端の一部及びチャック３２に保持された熱可塑性プリプレグ１００が通過可能な間隔を有して対向する。

加熱部４１は、それら対向する加熱面４１ａに、例えば、赤外線ヒータが単数又は複数設けられ、加熱部４１の間を通過する、又は、加熱部４１の間で停止する熱可塑性プリプレグ１００を所定の温度に加熱可能に形成されている。なお、ここで、所定の温度とは、熱可塑性プリプレグ１００を、金型装置１４において賦形可能な温度である。加熱部４１は、例えば、その上方であって、チャック３２と対向し、且つ、熱可塑性プリプレグ１００と対向しない範囲に、熱を遮断するカバーが設けられていてもよい。

金型装置１４は、開閉可能な金型５１と、金型５１を開閉する型締装置５２と、を備えている。

金型５１は、固定型５３と、移動型５４と、を備えている。移動型５４は、固定型５３に対して移動可能に形成されている。固定型５３及び移動型５４は、互いに対向する対向面に、成形品１０１を形成する形状のキャビティ５３ａ，５４ａが形成されている。金型５１は、閉状態において、固定型５３及び移動型５４のキャビティ５３ａ，５４ａによって、成形品１０１の形状の空間が形成される。

型締装置（型開閉装置、開閉装置）５２は、例えば、金型５１を開閉可能、且つ、型締め可能に形成されている。型締装置５２は、固定盤５６と、固定盤５６に対して移動可能な移動盤５７と、移動盤５７を移動させるトグル機構（開閉機構）５８と、トグル機構５８を駆動させる駆動源（駆動部）５９と、固定盤５６に対して移動盤５７の移動を案内する複数のタイバー６０と、を備えている。型締装置５２は、成形品１０１を成形する成形装置の一例である。

固定盤５６は、固定型５３を支持可能に形成されている。移動盤５７は、移動型５４を支持可能に形成されている。トグル機構５８は、駆動源５９により駆動されることで、移動盤５７を固定盤５６に対して進退させる。駆動源５９は、トグル機構５８を駆動可能に形成されている。駆動源５９は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。駆動源５９は、例えば、制御装置１９により駆動制御されるモータである。駆動源５９は、制御装置１９により、モータトルクが制御されることで、金型５１を、所定の荷重で型締め可能に形成される。

複数のタイバー６０は、移動盤５７を固定盤５６に対して直線的に進退するように案内可能に形成されている。複数のタイバー６０は、例えば、固定盤５６及び移動盤５７を渡すように、４箇所に設けられる。

射出装置１５は、例えば、ハウジング６１と、シリンダ６２と、スクリュ６３と、ホッパ６４と、移動手段６５と、駆動装置６６と、シリンダ加熱装置６７と、を備えている。射出装置１５は、金型装置１４の金型５１内に樹脂材料（成形材料）を射出することで、型締装置５２とともに成形品１０１を成形する成形装置の一例である。

ハウジング６１は、例えば、シリンダ６２、スクリュ６３及びホッパ６４を支持可能、且つ、内部に駆動装置６６を収納可能に形成されている。シリンダ６２は、その内部にスクリュ６３を収納する。シリンダ６２は、その先端に射出ノズル６２ａを備えている。射出ノズル６２ａは、金型５１に形成されたゲートに接続可能に形成されている。スクリュ６３は、シリンダ６２内で回転可能、且つ、シリンダ６２に対して進退可能に形成されている。

ホッパ６４は、射出成形を行う、溶融される樹脂材料（成形材料）が収容される。ホッパ６４は、収容された樹脂材料をシリンダ６２内に供給可能に形成されている。

移動手段６５は、例えば、ベース３上に配置され、固定型５３及び固定盤５６に向って延設された複数のレール７１と、ハウジング６１の下部に設けられ、レール７１をスライド移動可能な複数のガイド７２と、を備えている。移動手段６５は、ガイド７２がレール７１に案内されることで、ハウジング６１及びハウジング６１に支持された各構成をレール７１に沿って金型装置１４に対して進退可能に形成される。

駆動装置６６は、例えば、スクリュ６３を回転させる第１駆動装置７４と、スクリュ６３をシリンダ６２に対して進退させる第２駆動装置７５と、ハウジング６１をレール７１に沿って金型装置１４に対して進退させる第３駆動装置７６と、を備えている。

第１駆動装置７４は、スクリュ６３を回転させることで、ホッパ６４から供給された樹脂材料を定量供給可能に形成されている。第１駆動装置７４、第２駆動装置７５及び第３駆動装置７６は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。

シリンダ加熱装置６７は、シリンダ６２を加熱可能に形成されている。シリンダ加熱装置６７は、シリンダ６２に装着されている。シリンダ加熱装置６７は、シリンダ６２を加熱することで、ホッパ６４から供給された樹脂材料を溶融可能に形成されている。シリンダ加熱装置６７は、制御装置１９に信号線Ｓを介して電気的に接続されている。

第２保管部１６は、成形した成形品１０１を保管可能に形成されている。第２保管部１６は、例えば、パレットや容器等であって、成形した成形品１０１を、一定数保管可能に形成されている。

制御装置１９は、搬送装置１２、金型装置１４及び射出装置１５を制御可能に形成されている。また、制御装置１９は、熱可塑性プリプレグ１００を成形品１０１の所定の形状に賦形する場合に、賦形開始から賦形完了までを複数の工程に分けて、賦形を行うように、型締装置５２を制御する。制御装置１９は、例えば、駆動源５９に供給する電力及び／又は駆動源５９の出力から、駆動源５９のトルクであるモータトルクを検出可能なトルク検出手段（検出器、トルク検出器）８１を備えている。また、制御装置１９は、例えば、この複数の賦形の工程のそれぞれにおいて、所定の荷重が熱可塑性プリプレグ１００に印加されるよう、駆動源５９を駆動可能な、金型５１の移動距離及び回数が記憶された記憶部８２を備えている。

制御装置１９は、搬送機構２２を制御することで、チャック３２（支持部３１）の移動動作を制御可能に形成されている。制御装置１９は、例えば、搬送装置１２の支持部３１の位置を検出可能に形成されている。

制御装置１９は、開閉手段３３を制御することで、チャック３２の開閉動作を制御可能に形成されている。制御装置１９は、冷却装置３４を制御することで、チャック３２の冷却を制御可能に形成されている。

制御装置１９は、駆動源５９を制御することで、トグル機構５８を駆動し、移動型５４の進退動作を制御可能に形成されている。

制御装置１９は、第１駆動装置７４、第２駆動装置７５及び第３駆動装置７６を制御することで、スクリュ６３の回転動作及び進退動作、並びに、ハウジング６１の進退動作（射出装置１５の進退動作）を制御可能に形成されている。制御装置１９は、シリンダ加熱装置６７を制御することで、シリンダ６２の加熱動作を制御可能に形成されている。

記憶部８２は、例えば、加熱動作及び賦形動作を行うための情報が記憶されている。例えば、記憶部８２は、熱可塑性プリプレグ１００を加熱する時間、加熱後の熱可塑性プリプレグ１００を賦形する回数、閾値として当該熱可塑性プリプレグ１００の各賦形時における、熱可塑性プリプレグ１００が適切に賦形することができるモータトルク等が記憶されている。

また、制御装置１９は、以下の機能（１）乃至機能（４）を有している。

（１）熱可塑性プリプレグ１００の加熱動作及び賦形動作を行わせる機能。

（２）熱可塑性プリプレグ１００の加熱動作及び賦形動作を行う回数を判断する機能。

（３）駆動源５９のモータトルクを閾値と比較して判断する機能。

（４）熱可塑性プリプレグ１００を金型５１内から加熱装置１３へ搬送させる機能。

次に、これら機能（１）乃至機能（４）について説明する。
機能（１）は、制御装置１９により搬送装置１２及び型締装置５２を制御することで、熱可塑性プリプレグ１００を加熱し、その後、金型５１に搬送し、型締装置５２を駆動することで、金型５１で熱可塑性プリプレグ１００の賦形を行う機能である。また、機能（１）は、一の熱可塑性プリプレグ１００に対して、記憶部８２に記憶された情報に基づいて、加熱動作及び賦形動作を複数実行する機能である。即ち、機能（１）は、加熱工程及び賦形工程を繰り返し行う機能である。

機能（２）は、熱可塑性プリプレグ１００の加熱動作及び賦形動作の回数を判断し、且つ、判断した回数に応じて、機能（１）で行う加熱動作及び賦形動作に用いる記憶部８２に記憶された情報を選択する機能である。

機能（３）は、機能（２）で定めた回数に到達していない場合に、賦形動作時における、駆動源５９のモータトルクを検出するとともに、当該検出したモータトルクが、第１閾値以内であるか否かを判断する機能である。また、機能（３）は、機能（２）で定めた回数に到達していない場合に、検出したモータトルクが閾値を超える場合には、熱可塑性プリプレグ１００が固化し始めた、又は固化したと判断する機能である。

機能（４）は、機能（３）において熱可塑性プリプレグ１００が固化し始めた、又は固化したと判断した後、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１内から加熱装置１３へ搬送させる機能を有している。

次に、このように構成された成形品製造装置１を用いて成形品１０１を製造する１つの方法を図２及び図３を用いて説明する。
先ず、制御装置１９は、搬送装置１２を制御して、熱可塑性プリプレグ１００を加熱装置１３に搬送させる（ステップＳＴ１１）。具体的には、制御装置１９は、チャック３２を第１保管部１１に移動させるとともに、チャック３２を開状態とする。なお、本サイクル前に、熱可塑性プリプレグ１００を加熱装置１３に搬送した場合には、冷却装置３４によりチャック３２を冷却する。

次に、チャック３２をさらに移動させて、熱可塑性プリプレグ１００の周縁（縁部、端部）に爪部３２ａの先端を位置させてチャック３２を閉状態とし、熱可塑性プリプレグ１００をチャック３２により保持する。

次に、チャック３２を移動させて、熱可塑性プリプレグ１００を一対の加熱部４１の間に移動させる。次に、制御装置１９は、加熱装置１３に機能（１）として、記憶部８２に記憶された加熱時間に基づいて、熱可塑性プリプレグ１００を所定の温度に加熱させる（ステップＳＴ１２）。熱可塑性プリプレグ１００は、加熱装置１３の一対の加熱部４１の間を通過、又は、加熱装置１３の一対の加熱部４１の間に停止することにより、所定の温度に加熱されることで、軟化状態となる。

次に、制御装置１９は、搬送装置１２で（より具体的には、チャック３２を移動させて）熱可塑性プリプレグ１００を金型５１に搬送し、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１内に配置（インサート）させる（ステップＳＴ１３）。このとき、例えば、固定型５３又は移動型５４に設けられた位置決めピンに熱可塑性プリプレグ１００を固定することで、熱可塑性プリプレグ１００の位置決めを行う。

次に、制御部１９は、記憶部８２に記憶された情報に基づいて、駆動源５９を駆動させることでトグル機構５８を駆動し、移動型５４を固定型５３に向って移動させて、型締めを行う（ステップＳＴ１４）。これにより熱可塑性プリプレグ１００は、金型５１によってプレスされ、加熱動作及び賦形動作の回数に即した形状に、キャビティ５３ａ，５４ａの形状に案内されて賦形される。

なお、この賦形動作が成されているときに、制御装置１９は、機能（３）として、駆動源５９のモータトルクを閾値と比較して判断する。

具体的には、図３の流れ図に示すように、先ず、制御装置１９は、賦形時に、トルク検出手段（トルク検出部）８１によって、駆動源５９のモータトルクを検出する（ステップＳＴ２１）。次に、制御装置１９は、検出したモータトルクと、記憶部８２に記憶された第１閾値とを比較する（ステップＳＴ２２）。

検出したモータトルクが第１閾値以内である場合（ステップＳＴ２２のＹｅｓ）には、制御装置１９は、賦形動作を継続させる（ステップＳＴ２３）。

検出したモータトルクが第１閾値を超える場合（ステップＳＴ２２のＮｏ）には、制御装置１９は、熱可塑性プリプレグ１００が固化し始めた、又は、固化したと判断し、賦形動作を停止させる（ステップＳＴ２４）。

次に、制御装置１９は、駆動源５９を型締めの時とは逆方向となるように、駆動させることで、トグル機構５８を型締めの時とは逆方向に作用させるように駆動し、移動型５４を固定型５３から離れるように移動させ、型開きを行う（金型５１を開放させる）。次に、制御装置１９は、搬送装置１２を制御して、チャック３２を開状態とするとともに、チャック３２を金型５１内にある熱可塑性プリプレグ１００が掴める位置へ移動させる。次に、制御装置１９は、搬送装置１２を制御して、チャック３２を閉状態にし、チャック３２の爪部３２ａで賦形途中の熱可塑性プリプレグ１００を掴ませる。このとき、制御装置１９は、チャック３２が賦形途中の熱可塑性プリプレグ１００を掴める位置まで、賦形途中の熱可塑性プリプレグ１００を金型５１（移動型５４又は固定型５３）から押出するように、型締装置５２に取り付けられた図示しない押出装置を制御してもよい。このように、機能（３）として、駆動源５９のモータトルクを閾値と比較して判断し、賦形動作が成される。

賦形動作終了後、制御装置１９は、熱可塑性プリプレグ１００の加熱動作又は賦形動作の回数を判断する（ステップＳＴ１５）。具体的には、熱可塑性プリプレグ１００の加熱動作及び熱可塑性プリプレグ１００の賦形動作が規定回数に達するかどうかを判断する。制御装置１９は、熱可塑性プリプレグ１００の加熱動作及び熱可塑性プリプレグ１００の賦形動作が規定回数に到達しない場合（ステップＳＴ１５のＮＯ）には、制御装置１９は、搬送装置１２を制御して、賦形途中の熱可塑性プリプレグ１００を金型５１から取り出す（ステップＳＴ１６）。次に、制御装置１９は、賦形途中の熱可塑性プリプレグ１００を加熱装置１３まで搬送させる（ステップＳＴ１７）。以後、熱可塑性プリプレグ１００の加熱動作が記憶部８２に記憶された賦形回数に到達するまで、これらの工程を繰り返し行う。

そして、熱可塑性プリプレグ１００の加熱動作が記憶部８２に記憶された賦形回数に到達した場合（ステップＳＴ１５のＹＥＳ）には、制御装置１９は、射出装置１５を制御し、金型５１内に樹脂材料を射出して射出成形を行う。次に、制御装置１９は、射出成形を行った成形品１０１、即ち、賦形された熱可塑性プリプレグ１００及び射出された樹脂材料を冷却する（ステップＳＴ１８）。なお、射出成形を行わない場合には、賦形を行った熱可塑性プリプレグ１００を冷却する。ここで、例えば、成形品１０１の冷却は、自然冷却によって行われる。

次に、制御装置１９は、型締装置５２を駆動して金型５１を開放し、図示しない押出装置を制御して、金型５１（移動型５４又は固定型５３）から成形品１０１を押し出すとともに、搬送装置１２を制御して、金型５１から第２保管部１６へ成形品１０１を搬送する（ステップＳＴ１９）。また、制御装置１９は、次に成形品を製造するために、射出装置１５において、樹脂材料の計量を行う。以後、上記の動作を繰り返すことにより、順次成形品が製造される。

このように構成された成形品製造装置１によれば、熱可塑性プリプレグ１００を所定の形状に賦形する場合に、加熱動作及び賦形動作を複数回行う。また、成形品製造装置１によれば、駆動源５９のモータトルクを検出し、記憶部９２に記憶された第１閾値と比較することで、賦形動作における型締装置５２による型締力等の金型５１に印加される荷重を監視することが可能となる。

即ち、制御装置１９は、複数回行われる賦形動作において、駆動源５９のモータトルクが閾値を超える場合には熱可塑性プリプレグ１００が固化している又は固化したと判断する。これにより、制御装置１９は、賦形動作時に、熱可塑性プリプレグ１００の固化状態又は賦形可能状態を監視することができ、熱可塑性プリプレグ１００の過度な賦形を防止し、複雑な形状であっても、熱可塑性プリプレグ１００を賦形することが可能となる。

また、モータトルク等の荷重から、熱可塑性プリプレグ１００の固化状態を監視することで、熱可塑性プリプレグ１００が固化した状態で金型５１が型締めされることによる、熱可塑性プリプレグ１００の損傷を防止することが可能となる。これにより、成形品製造装置１によれば、製造する成形品１０１の歩留まりを向上することが可能となる。また、成形品製造装置１によれば、金型５１の破損を防止することが可能となる。

上述したように、本発明の第１の実施形態に係る成形品製造装置１及び成形品の製造方法によれば、熱可塑性プリプレグ（シート部材）１００を複雑な形状に賦形が可能となり、且つ、加熱された熱可塑性プリプレグ１００の固化状態を監視することが可能となる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。上述した例では、閾値は、モータトルクとする構成を説明したがこれに限定されず、型締力や荷重等であってもよい。

また、上述した例では、賦形動作を行う場合において、型締装置５２により型締めを行う構成のみを説明したがこれに限定されず、例えば、型締装置５２による型締めは、金型５１の移動及び停止を繰り返して行う構成であってもよい。

また、例えば、上述した例では、成形品製造装置１は、射出装置１５を備え、金型装置１４及び射出装置１５による熱可塑性プリプレグ１００の賦形及び射出成形によって成形品を成形する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、成形品製造装置１は、射出装置１５を備えず、型締装置５２（例えば、プレス機（プレス成形成形装置、成形装置））と金型５１を備える構成とし、シート部材（熱可塑性プリプレグ）１００の賦形のみで成形品を成形する構成であってもよい。この場合、シート部材１００は、インサート部材ではなく、成形材料として用いられる。

また、上述した例では、搬送装置１２は、２つのチャック３２によってシート部材１００の周縁を保持する構成のみを説明したが、これに限定されない。例えば、チャック３２は、上下にそれぞれ２箇所に設ける構成であってもよく、また、シート部材１００の上縁に３箇所以上設ける構成であってもよい。また、チャック３２は、負圧によってシート部材１００を吸着して保持する構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、チャック３２を冷却する冷却装置３４を備える構成を説明したがこれに限定されず、例えば、冷却装置３４は、さらに開閉手段３３を冷却可能な構成であってもよく、また、冷却装置３４を有さない構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…成形品製造装置、２…敷設範囲、３…ベース、１１…第１保管部、１２…搬送装置、１３…加熱装置、１４…金型装置、１５…射出装置（成形装置）、１６…第２保管部、１９…制御装置、２１…チャック装置、２２…搬送機構、３１…支持部、３２…チャック、３２ａ…爪部、３３…開閉手段、３４…冷却装置、４１…加熱部、４１ａ…加熱面、５１…金型、５２…型締装置（型開閉装置、開閉装置、成形装置）、５３…固定型、５３ａ…キャビティ、５４…移動型、５４ａ…キャビティ、５６…固定盤、５７…移動盤、５８…トグル機構（開閉機構）、５９…駆動源（駆動部）、６１…ハウジング、６２…シリンダ、６２ａ…射出ノズル、６３…スクリュ、６４…ホッパ、６５…移動手段、６６…駆動装置、６７…シリンダ加熱装置、７１…レール、７２…ガイド、７４…第１駆動装置、７５…第２駆動装置、７６…第３駆動装置、８１…トルク検出手段（検出器、トルク検出器、トルク検出器）、８２…記憶部、１００…シート部材（熱可塑性プリプレグ）、１０１…成形品、Ｓ…信号線。

Claims (3)

1. シート部材を搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置で搬送された前記シート部材を加熱する加熱装置と、
   前記シート部材を賦形する型開閉装置と、
   前記型開閉装置により印加される荷重を検出する検出器と、
   前記荷重の閾値を記憶する記憶部を有する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記型開閉装置に前記シート部材に対して定めた複数回賦形させ、賦形回数が定めた回数に到達していない場合で、前記型開閉装置により印加され、前記検出器により検出した前記荷重が前記閾値を超える場合には、前記シート部材が固化し始めた、又は固化したと判断し、前記シート部材を前記加熱装置に搬送して再加熱し、再度前記シート部材を前記型開閉装置に搬送して賦形することを特徴とする成形品製造装置。
2. 前記制御装置は、前記型開閉装置に前記シート部材に対して複数回賦形させるときに、前記型開閉装置にて前記シート部材を賦形し、賦形動作が停止したところから再度前記型開閉装置にて前記シート部材を賦形することを特徴とする請求項１に記載の成形品製造装置。
3. シート部材を搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置で搬送された前記シート部材を加熱する加熱装置と、
   前記シート部材を賦形する型開閉装置と、
   前記型開閉装置により印加される荷重を検出する検出器と、
   前記荷重の閾値を記憶する記憶部を有する制御装置と、
   を備える成形品製造装置を用いた成形品の製造方法であって、
   前記制御装置は、前記型開閉装置に前記シート部材に対して定めた複数回賦形させ、賦形回数が定めた回数に到達していない場合で、前記型開閉装置により印加され、前記検出器により検出した前記荷重が前記閾値を超える場合には、前記シート部材が固化し始めた、又は固化したと判断し、前記シート部材を前記加熱装置に搬送して再加熱し、再度前記シート部材を前記型開閉装置に搬送して賦形することを特徴とする成形品の製造方法。