特許 5835192 熱可塑性樹脂複合部材の製造方法と製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5835192

(24)【登録日】2015年11月13日

(45)【発行日】2015年12月24日

(54)【発明の名称】熱可塑性樹脂複合部材の製造方法と製造装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/20 20060101AFI20151203BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/20

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-253529(P2012-253529)

(22)【出願日】2012年11月19日

(65)【公開番号】特開2014-100836(P2014-100836A)

(43)【公開日】2014年6月5日

【審査請求日】2015年1月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100129861

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 滝治

(72)【発明者】

【氏名】浦山 裕司

(72)【発明者】

【氏名】水田 和裕

【審査官】 山本 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１８１９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１１１２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０６２４３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ６５／１８−６５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平面と垂直面が直交した内面をともに備えた下治具と上治具の間に、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材をそれらの間に水平面と垂直面が直交した直交構成を少なくとも備えた熱板を介在させた状態で配設し、下治具の直交する前記内面の劣角側に配設されている上治具にて２以上の熱可塑性樹脂部材を加圧して熱板との接触面を加熱溶融する第１のステップ、
上治具と下治具を開き、熱可塑性樹脂部材間にある熱板を取り除いた後に２以上の熱可塑性樹脂部材を接触させて下治具と上治具で挟み、上治具にて２以上の熱可塑性樹脂部材を再度加圧して加熱溶融されている前記接触面同士を溶着し、熱可塑性樹脂複合部材を製造する第２のステップからなり、
上治具は、少なくとも第１の分割体と第２の分割体から構成されており、
第１の分割体は熱可塑性樹脂部材の水平部を下方向に加圧する前記水平面と第２の分割体がスライドする傾斜面を備えており、
第２の分割体は第１の分割体の傾斜面に沿ってスライドする傾斜面と熱可塑性樹脂部材の垂直部を水平方向に加圧する前記垂直面を備えており、
第１、第２のステップにおける上治具による加圧の際には、第１の分割体の水平面で積層姿勢の２以上の熱可塑性樹脂部材の水平部を加圧し、かつ、第１の分割体の傾斜面を第２の分割体の傾斜面がスライドしてその垂直面が熱可塑性樹脂部材の垂直部を加圧する熱可塑性樹脂複合部材の製造方法。

【請求項2】

２以上の熱可塑性樹脂部材はいずれも、前記垂直部の頂点で連続する別途の水平部をさらに備えた鉤状を呈しており、
前記上治具は、前記下治具の上に載置された前記別途の水平部を下方向に加圧する第３の分割体をさらに備えており、
前記熱板は、前記垂直面の頂点で連続する別途の水平面をさらに備えた鉤状を呈している請求項１に記載の熱可塑性樹脂複合部材の製造方法。

【請求項3】

熱可塑性樹脂部材が、水平部に相当する分割体と、垂直部に相当する分割体から構成されている請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂複合部材の製造方法。

【請求項4】

熱板溶着にて２以上の熱可塑性樹脂部材を溶着して熱可塑性樹脂複合部材を製造する際に用いられる熱可塑性樹脂複合部材の製造装置であって、
前記熱可塑性樹脂複合部材の製造装置は、
水平面と垂直面が直交した内面を備えた下治具と、
水平面と垂直面が直交した内面を備えるとともに下治具の直交する前記内面の劣角側に配設される上治具と、
下治具と上治具の間に収容される、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材に対し、それらの間に介在される、水平面と垂直面が直交した直交構成を少なくとも備えた熱板と、を備えており、
上治具は、第１の分割体と第２の分割体から構成されており、
第１の分割体は熱可塑性樹脂部材の水平部を下方向に加圧する前記水平面と第２の分割体がスライドする傾斜面を備えており、
第２の分割体は第１の分割体の傾斜面に沿ってスライドする傾斜面と熱可塑性樹脂部材の垂直部を水平方向に加圧する前記垂直面を備えている熱可塑性樹脂複合部材の製造装置。

【請求項5】

２以上の熱可塑性樹脂部材がいずれも、前記垂直部の頂点で連続する別途の水平部をさらに備えた鉤状を呈している熱可塑性樹脂部材同士を熱板溶着して熱可塑性樹脂複合部材を製造する際に用いられる熱可塑性樹脂複合部材の製造装置であって、
前記上治具は、前記下治具の上に載置された前記別途の水平部を下方向に加圧する第３の分割体をさらに備えており、
前記熱板は、前記垂直面の頂点で連続する別途の水平面をさらに備えた鉤状を呈している請求項４に記載の熱可塑性樹脂複合部材の製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材を熱板溶着にて溶着して熱可塑性樹脂複合部材を製造する熱可塑性樹脂複合部材の製造方法と製造装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

樹脂に強化用繊維材が混入されてなる繊維強化樹脂部材（繊維強化プラスチック（FRP））は、軽量かつ高強度であることから、自動車産業や建設産業、航空産業など、様々な産業分野で使用されている。

【0003】

たとえば自動車産業においては、ピラーやロッカー、床下フロアなどの車両の骨格構造部材や、ドアアウターパネルやフードなどの意匠性が要求される非構造部材に上記繊維強化樹脂材が適用され、車両の強度保証を図りながらその軽量化を実現し、低燃費で環境フレンドリーな車両を製造する試みがおこなわれている。

【0004】

上記する繊維強化樹脂部材には、マトリックス樹脂に熱可塑性樹脂が適用され、その内部に炭素繊維やガラス繊維等の繊維材であって、長さが50mm程度かそれ未満の長繊維やさらに繊維長の短い短繊維がたとえばランダムに配向した部材が適用されることが多い。

【0005】

製造される繊維強化樹脂部材は二次元的な平面状のもののみならず、湾曲状、２つの平面が直交した形状、３つの平面が直交した鉤状といった三次元的な形状のものなど、その形状形態は多様に存在している。

【0006】

ところで、たとえば上記する三次元的形状の繊維強化樹脂部材の製作に当たり、所望の三次元形状の繊維強化樹脂部材を一度に製造するには当該三次元形状に固有のキャビティを備えた成形型が必須となり、形状が異なるごとにそれぞれの形状固有のキャビティを備えた成形型を用意する必要があることから設備コストが高くならざるを得ない。

【0007】

そこで、設備コストの課題を解消する方策として、たとえば、２以上の平面が直交したり、傾斜した形状形態の繊維強化樹脂部材の製造に当たり、熱板溶着を適用した製造方法を挙げることができる。たとえば、所望の三次元形状を構成する各平面ごとの分割体を用意し、各分割体の端部同士を重ね合わせて所望の三次元形状の繊維強化樹脂部材を仮に組付けてこの組付け体を２組用意し、それらの間に加熱状態の熱板を介在させて繊維強化樹脂部材同士を加圧して熱板との接触面を加熱溶融させ、熱板を取り除いて双方の組付け体の溶融面同士を接触させ、再度加圧して繊維強化樹脂部材の複合部材を製造するものである。

【0008】

なお、上記する熱板溶着法を適用した技術として、上下の治具で支持された２つの樹脂部材をそれらの間に介在された熱板で予備加熱した後、上下の治具にて２つの樹脂部材を加圧して複合部材を製造する方法が特許文献１に開示されている。

【0009】

ところで、特許文献１で開示の技術をはじめとして、三次元形状の樹脂部材同士を熱板溶着する技術は一般的であり、この三次元形状が水平面や傾斜面を含むもの、あるいは湾曲面を含むものを対象とした技術は存在するものの、三次元形状が水平部と垂直部が直交した直交構成を備えた形状のものを対象とし、特にこの垂直部を水平部と同様に十分に溶着することのできる熱板溶着方法やこの方法で適用される装置を開示したものはなく、水平部と垂直部を同時に、あるいは連続的に加圧して溶着する（圧着）技術は当然に存在していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２０００−１９８１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、水平部と垂直部が直交した直交構成を備えた２以上の熱可塑性樹脂部材同士を熱板溶着にて溶着し、水平部と垂直部がともに良好に溶着された熱可塑性樹脂複合部材を製造することのできる製造方法とこの製造方法で用いられる製造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】

【0012】

前記目的を達成すべく、本発明による熱可塑性樹脂複合部材の製造方法は、水平面と垂直面が直交した内面をともに備えた下治具と上治具の間に、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材をそれらの間に水平面と垂直面が直交した直交構成を少なくとも備えた熱板を介在させた状態で配設し、下治具の直交する前記内面の劣角側に配設されている上治具にて２以上の熱可塑性樹脂部材を加圧して熱板との接触面を加熱溶融する第１のステップ、上治具と下治具を開き、熱可塑性樹脂部材間にある熱板を取り除いた後に２以上の熱可塑性樹脂部材を接触させて下治具と上治具で挟み、上治具にて２以上の熱可塑性樹脂部材を再度加圧して加熱溶融されている前記接触面同士を溶着し、熱可塑性樹脂複合部材を製造する第２のステップからなり、上治具は、少なくとも第１の分割体と第２の分割体から構成されており、第１の分割体は熱可塑性樹脂部材の水平部を下方向に加圧する前記水平面と第２の分割体がスライドする傾斜面を備えており、第２の分割体は第１の分割体の傾斜面に沿ってスライドする傾斜面と熱可塑性樹脂部材の垂直部を水平方向に加圧する前記垂直面を備えており、第１、第２のステップにおける上治具による加圧の際には、第１の分割体の水平面で積層姿勢の２以上の熱可塑性樹脂部材の水平部を加圧し、かつ、第１の分割体の傾斜面を第２の分割体の傾斜面がスライドしてその垂直面が熱可塑性樹脂部材の垂直部を加圧するものである。

【0013】

本発明の熱可塑性樹脂複合部材の製造方法は、水平面と垂直面が直交した内面をともに備えた下治具と上治具に関し、上治具が少なくとも第１の分割体と第２の分割体から構成されているものを使用し、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材同士を加圧する際に、第１の分割体の水平面で積層姿勢の２以上の熱可塑性樹脂部材の水平部を加圧し、かつ、第１の分割体の傾斜面を第２の分割体の傾斜面がスライドしてその垂直面が熱可塑性樹脂部材の垂直部を加圧するようにしたことで、積層姿勢の熱可塑性樹脂部材の水平部は勿論のこと、垂直部もこの水平部と同時に、しかも十分に加圧することができ、接合強度の高い熱可塑性樹脂複合部材を製造することのできる方法である。

【0014】

熱板溶着を適用して繊維強化樹脂部材同士を溶着することから、加熱された熱板にて該熱板との接触面が加熱溶融する熱可塑性樹脂をマトリックス樹脂とする部材同士を接続することになる。

【0015】

また、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材の間に熱板を介在させてその接触面を加熱溶融することより、使用される熱板も水平面と垂直面が直交した直交構成を少なくとも備えた形状形態となっている。

【0016】

ここで、熱可塑性樹脂部材の構成に関し、「水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた」とは、平板からなる水平部と垂直部が直交した２平面から構成された形態のほかにも、２つの水平部が垂直部の両端で繋がっている鉤状（略Z形状）を呈した形態なども含む意味である。

【0017】

第１の分割体が熱可塑性樹脂部材の水平部を下方向に加圧する水平面と第２の分割体がスライドする傾斜面を備えていて、第２の分割体が第１の分割体の傾斜面に沿ってスライドする傾斜面と熱可塑性樹脂部材の垂直部を水平方向に加圧する垂直面を備えている構成を適用したことで、熱可塑性樹脂部材の水平部と垂直部をともに十分に加圧することができる。なお、熱可塑性樹脂部材の水平部を加圧する際に第１の分割体を押し込む押し込み機構、さらに熱可塑性樹脂部材の垂直部を加圧する際に第２の分割体を押し込んで第１の分割体の傾斜面をスライドさせる押し込み機構はいずれも、適宜のエアシリンダ機構や油圧シリンダ機構、サーボモータをアクチュエータとした送りねじ機構などを適用することができる。

【0018】

また、熱可塑性樹脂部材が上記する２つの水平部が垂直部の両端で繋がっている鉤状を呈した形態の場合には、上治具も熱可塑性樹脂部材の水平部と垂直部を加圧する第１、第２の分割体に加えて、熱可塑性樹脂部材を構成するもう一つの水平部を加圧するための第３の分割体をさらに備えた構成のものが適用される。また、前記熱板も、前記垂直面の頂点で連続する別途の水平面をさらに備えた鉤状を呈したものが適用される。

【0019】

さらに、熱可塑性樹脂部材も、既述するように水平部に相当する分割体と、垂直部に相当する分割体から構成されているものを適用するのが望ましい。熱可塑性樹脂部材が分割体から構成されていることで本発明の製造方法を適用するメリット、すなわち、製作コストの高価な成形型を使用することなく、水平部と垂直部を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材の全ての溶着箇所を良好な溶着性をもって熱可塑性樹脂複合部材を製造できるというメリットを最大限享受することができるからである。

【0020】

なお、熱可塑性樹脂部材は、ポリスチレン（PS）等の非結晶性プラスチックやナイロン（PA：ナイロン6、ナイロン66など）等の結晶性プラスチックをマトリックス樹脂とし、このマトリックス樹脂内に、セラミック繊維や無機繊維、有機繊維、金属繊維のいずれか一種もしくは二種以上の長繊維、短繊維等からなる繊維材が含まれた材料から形成される。

【0021】

また、本発明は熱可塑性樹脂複合部材の製造装置にも及ぶものであり、この製造装置は、熱板溶着にて２以上の熱可塑性樹脂部材を溶着して熱可塑性樹脂複合部材を製造する際に用いられる製造装置であって、前記製造装置は、水平面と垂直面が直交した内面を備えた下治具と、水平面と垂直面が直交した内面を備えるとともに下治具の直交する前記内面の劣角側に配設される上治具と、下治具と上治具の間に収容される、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材に対し、それらの間に介在される、水平面と垂直面が直交した直交構成を少なくとも備えた熱板と、を備えており、上治具は、第１の分割体と第２の分割体から構成されており、第１の分割体は熱可塑性樹脂部材の水平部を下方向に加圧する前記水平面と第２の分割体がスライドする傾斜面を備えており、第２の分割体は第１の分割体の傾斜面に沿ってスライドする傾斜面と熱可塑性樹脂部材の垂直部を水平方向に加圧する前記垂直面を備えているものである。

【0022】

既述するように、本発明の製造装置を構成する上治具が少なくとも第１の分割体と第２の分割体から構成されていることにより、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材同士を加圧する際に、第１の分割体の水平面で積層姿勢の２以上の熱可塑性樹脂部材の水平部を加圧し、かつ、第１の分割体の傾斜面を第２の分割体の傾斜面がスライドしてその垂直面が熱可塑性樹脂部材の垂直部を加圧するようにしたことで、積層姿勢の熱可塑性樹脂部材の水平部は勿論のこと、垂直部もこの水平部と同時に、しかも十分に加圧することができ、接合強度の高い熱可塑性樹脂複合部材を製造することが可能となる。

【0023】

なお、２以上の熱可塑性樹脂部材がいずれも、垂直部の頂点で連続する別途の水平部をさらに備えた鉤状を呈している熱可塑性樹脂部材同士を熱板溶着して熱可塑性樹脂複合部材を製造する際に用いられる製造装置においては、下治具の上に載置された別途の水平部を下方向に加圧する第３の分割体を上治具がさらに備えており、熱板が垂直面の頂点で連続する別途の水平面をさらに備えた鉤状を呈している装置を適用するのが望ましい。

【発明の効果】

【0024】

以上の説明から理解できるように、本発明の熱可塑性樹脂複合部材の製造方法と製造装置によれば、水平面と垂直面が直交した内面をともに備えた下治具と上治具に関し、上治具が少なくとも第１の分割体と第２の分割体から構成されているものを使用し、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材同士を加圧する際に、第１の分割体の水平面で積層姿勢の２以上の熱可塑性樹脂部材の水平部を加圧し、かつ、第１の分割体の傾斜面を第２の分割体の傾斜面がスライドしてその垂直面が熱可塑性樹脂部材の垂直部を加圧するようにしたことで、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２以上の熱可塑性樹脂部材の加熱溶融した界面同士の水平部、垂直部を均等に加圧することができ、水平部と垂直部の直交する箇所も十分に加圧することができ、接合強度の高い熱可塑性樹脂複合部材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の製造装置の実施の形態１の縦断面図である。

【図2】図１の製造装置を用いて製造される熱可塑性樹脂複合部材を構成する２つの熱可塑性樹脂部材を示した斜視図である。

【図3】図１で示す製造装置に図２で示す２つの熱可塑性樹脂部材を適用した本発明の製造方法の実施の形態１の第１のステップを説明した図である。

【図4】図３に続き、製造方法の実施の形態１の第２のステップを説明した図である。

【図5】図３，４の製造方法で製造された熱可塑性樹脂複合部材を示した斜視図である。

【図6】本発明の製造装置の実施の形態２の縦断面図である。

【図7】図６の製造装置を用いて製造される熱可塑性樹脂複合部材を構成する２つの熱可塑性樹脂部材を示した斜視図である。

【図8】図６で示す製造装置に図７で示す２つの熱可塑性樹脂部材を適用した本発明の製造方法の実施の形態２の第１のステップを説明した図である。

【図9】図８に続き、製造方法の実施の形態２の第２のステップを説明した図である。

【図10】図８，９の製造方法で製造された熱可塑性樹脂複合部材を示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、図面を参照して本発明の熱可塑性樹脂複合部材の製造方法とこの製造方法で適用される製造装置の実施の形態１，２を説明する。なお、図示例は、水平部と垂直部が直交した直交構成を少なくとも備えた２つの熱可塑性樹脂部材を熱板溶着して熱可塑性樹脂複合部材を製造する方法を説明したものであるが、３つ以上の熱可塑性樹脂部材を熱板溶着して熱可塑性樹脂複合部材を製造する方法であってもよく、たとえば３つの熱可塑性樹脂部材を熱板溶着する場合には、各熱可塑性樹脂部材で形成される２つの界面にそれぞれ図示する熱板が配設されて熱板溶着が実行される。

【0027】

（製造装置と製造方法の実施の形態１）
図１は本発明の製造装置の実施の形態１の縦断面図であり、図２は図１の製造装置を用いて製造される熱可塑性樹脂複合部材を構成する２つの熱可塑性樹脂部材を示した斜視図である。また、図３，４はその順で、図１で示す製造装置に図２で示す２つの熱可塑性樹脂部材を適用した本発明の製造方法の実施の形態１の第１のステップおよび第２のステップを説明した図であり、図５は図３，４の製造方法で製造された熱可塑性樹脂複合部材を示した斜視図である。

【0028】

まず、製造装置１０を説明する。図１で示す製造装置１０は、熱板溶着にて図２で示す２つの熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢを溶着して図５で示す熱可塑性樹脂複合部材ＷＣを製造する際に用いられる製造装置であり、水平面１ａと垂直面１ｂが直交した内面を備えた下治具１と、第１の分割体２ａと第２の分割体２ｂから構成されて下治具１の直交する内面の劣角側に配設される上治具２と、下治具１と上治具２の間に収容される熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢに対し、それらの間に介在される、水平面４ａと垂直面４ｂが直交した直交構成を少なくとも備えた熱板４から大略構成されている。

【0029】

２つの熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢはそれぞれ、水平部Ｗ１，Ｗ３とこれらに直交する垂直部Ｗ２，Ｗ４からなる直交構成を備えている。すなわち、いずれの熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢも、その構成要素は分割された板状の部材を直交させるように組付けたものであり、複雑な三次元形状を呈していないことから、製作用の成形型も最小限の基数でよく、各分割体である水平部Ｗ１，Ｗ３や垂直部Ｗ２，Ｗ４の製作コストは安価となる。

【0030】

第１の分割体２ａは、熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢの水平部Ｗ１，Ｗ３を下方向に加圧する水平面２ａ１と、第２の分割体２ｂがスライドする傾斜面２ａ２を備えており、その上端にエアシリンダ機構や油圧シリンダ機構、サーボモータをアクチュエータとした送りねじ機構などからなる押し込み機構３Ａが設けてあり、この押し込み機構３Ａにて第１の分割体２ａを下方（Ｘ１方向）に押し込み自在となっている。

【0031】

一方、第２の分割体２ｂは、第１の分割体２ａの傾斜面２ａ２に沿ってスライドする傾斜面２ｂ２と、熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢの垂直部Ｗ２，Ｗ４を水平方向に加圧する垂直面２ｂ１を備えており、その隅角部に押し込み機構３Ｂが設けてあり、この押し込み機構３Ｂにて第２の分割体２ｂを傾斜面に沿う方向（Ｘ２方向）に押し込み自在となっている。

【0032】

このように製造装置１０を構成する上治具２が熱可塑性樹脂部材の水平部を加圧する第１の分割体２ａと熱可塑性樹脂部材の垂直部を加圧する第２の分割体２ｂから構成され、第２の分割体２ｂが第１の分割体２ａの傾斜面２ａ２上をスライドしながら垂直部の加圧を実行可能としたことによって、三次元形状の熱可塑性樹脂部材を構成する垂直部を所望の加圧力にて十分に加圧することが可能となり、水平部、垂直部ともに溶着界面全体の接続強度の高い熱可塑性樹脂複合部材を製造することができる。

【0033】

なお、熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢを構成する水平部Ｗ１，Ｗ３、垂直部Ｗ２，Ｗ４はいずれも、それらのマトリックス樹脂として、分子鎖が規則正しく配列された結晶領域の量の比率が高く、結晶化度の高い結晶性プラスチックである、ポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）、ナイロン（PA：ナイロン6、ナイロン66など）、ポリアセタール（POM）、ポリエチレンテレフタレート（PET）や、結晶化度が極めて低いか、結晶化状態にならない非結晶性プラスチックである、ポリスチレン（PS）やポリ塩化ビニル（PVC）、ポリメタクリル酸メチル（PMMA）、ABS樹脂、熱可塑性エポキシなどのうちのいずれか一種を適用することができる。また、マトリックス樹脂内には、長繊維、短繊維、連続繊維のいずれか一種もしくは複数種の繊維材が混合されており、この繊維材としては、ボロンやアルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニアなどのセラミック繊維、ガラス繊維や炭素繊維といった無機繊維、銅や鋼、アルミニウム、ステンレス等の金属繊維、ポリアミドやポリエステルなどの有機繊維のいずれか一種もしくは二種以上の混合材を挙げることができる。

【0034】

次に、製造装置１０を使用して熱可塑性樹脂複合部材ＷＣを製造する製造方法を説明する。

【0035】

まず、下治具１の内面に熱可塑性樹脂部材ＷＢを載置し、上治具２を構成する第１、第２の分割体２ａ，２ｂから構成される内面に別途の熱可塑性樹脂部材ＷＡを仮に取付け、加熱された熱板４を熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢの間に介在させた状態で図３で示すように下治具１と上治具２を閉じる。

【0036】

次に、押し込み機構３Ａで第１の分割体２ａを加圧力Ｐ１で押し込み、第１の分割体２ａの水平面２ａ１を介して積層された２つの水平部Ｗ１，Ｗ３を分布荷重Ｑ１で加圧する。

【0037】

この水平部Ｗ１，Ｗ３の加圧と同時に、別途の押し込み機構３Ｂで第２の分割体２ｂを加圧力Ｐ２で押し込み、この押し込みによって第２の分割体２ｂはその傾斜面２ｂ２が第１の分割体２ａの傾斜面２ａ２の上をスライドしながら２つの垂直部Ｗ２，Ｗ４を分布荷重Ｑ３で加圧する。より詳細には、押し込み機構３Ｂによる押し込み方向が傾斜方向となっていることから、加圧力Ｐ２はその水平成分に起因する分布荷重Ｑ３で２つの垂直部Ｗ２，Ｗ４を加圧すると同時に、その垂直成分に起因する分布荷重Ｑ２で２つの水平部Ｗ１，Ｗ３の端部領域を分布荷重Ｑ１と同じ方向で加圧する。これらの分布荷重Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３による熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢの水平部Ｗ１，Ｗ３および垂直部Ｗ２，Ｗ４の同時加圧により、加熱状態の熱板４と接触する各部の接触面は加熱溶融される（第１のステップ）。

【0038】

また、図示例の製造装置１０では、図３で示すように、第２の分割体２ｂの傾斜面２ｂ２と第１の分割体２ａの傾斜面２ａ２の傾斜方向に沿うラインＬが、熱可塑性樹脂部材ＷＡの水平部Ｗ１と垂直部Ｗ２の交点Ｘ１，熱可塑性樹脂部材ＷＢの水平部Ｗ３と垂直部Ｗ４の交点Ｘ２を通るように設定されている。そのため、熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢの板厚が異なる場合でも、それぞれの部材の直交箇所も十分に加圧することができる。

【0039】

次に、上治具２と下治具１を開き、熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢの間にある熱板４を取り除き、図４で示すように熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢそれぞれの加熱溶融した接触面Ｗ１’，Ｗ３’、および接触面Ｗ２’，Ｗ４’をそれぞれ接触させて下治具１と上治具２で挟み、上治具２にて第１のステップの場合と同様に熱可塑性樹脂部材ＷＡ，ＷＢを再度加圧する。なお、図４では加圧力や分布荷重の図示を省略している。

【0040】

この再加圧により、加熱溶融されている接触面Ｗ１’，Ｗ３’同士、および接触面Ｗ２’，Ｗ４’同士がそれぞれ溶着され、図５で示すような熱可塑性樹脂複合部材ＷＣが製造される(第２のステップ)。

【0041】

図示する熱可塑性樹脂複合部材ＷＣは、上治具２を構成する第１の分割体２ａによって水平部Ｗ１，Ｗ３が十分に加圧され、第１の分割体２ａの傾斜面２ａ２の上をスライドする第２の分割体２ｂによって垂直部Ｗ２，Ｗ４も十分に加圧され、したがって双方の溶着界面全域において良好な溶着が実行され、接続強度の高い熱可塑性樹脂複合部材となっている。

【0042】

（製造装置と製造方法の実施の形態２）
図６は本発明の製造装置の実施の形態２の縦断面図であり、図７は図６の製造装置を用いて製造される熱可塑性樹脂複合部材を構成する２つの熱可塑性樹脂部材を示した斜視図である。また、図８，９はその順で、図６で示す製造装置に図７で示す２つの熱可塑性樹脂部材を適用した本発明の製造方法の実施の形態２の第１のステップおよび第２のステップを説明した図であり、図１０は図８，９の製造方法で製造された熱可塑性樹脂複合部材を示した斜視図である。

【0043】

図６で示す製造装置１０Ａと図１で示す製造装置１０の違いは、製造対象である熱可塑性樹脂部材の形状形態の相違に起因するものであり、具体的には、第２の分割体２ｂの上端の水平面２ｂ３の上に第３の分割体２ｃが載置され、第１、第２の分割体２ａ，２ｂとともに構成された新たな上治具２Ａを有しており、この第３の分割体２ｃを押し込む（Ｘ３方向）押し込み機構３Ｃを有している点である。またさらに、使用される熱板４Ａも、水平面４ａ、垂直面４ｂに加えて、この垂直面４ｂの頂部に別途の水平面４ｃが設けられて全体形状が鉤状を呈している点も相違点となっている。

【0044】

製造装置１０Ａによる製造対象の熱可塑性樹脂部材ＷＤ，ＷＥはそれぞれ、図７で示すように、水平部Ｗ１，Ｗ３、垂直部Ｗ２，Ｗ４に加えて、垂直部Ｗ２，Ｗ４の頂点で連続する別途の水平部Ｗ５，Ｗ６をさらに備えた鉤状を呈している。

【0045】

図８で示すように、第１のステップでは、第１の分割体２ａによる分布荷重Ｑ１による加圧、第２の分割体２ｂによる分布荷重Ｑ２，Ｑ３による加圧に加えて、押し込み機構３Ｃによる加圧力Ｐ３に起因した分布荷重Ｑ４によって第３の分割体２ｃの水平面２ｃ１にて水平部Ｗ５，Ｗ６が加圧される。

【0046】

図９で示す第２のステップによって、加熱溶融されている接触面Ｗ１’，Ｗ３’同士、接触面Ｗ２’，Ｗ４’同士、および接触面Ｗ５’，Ｗ６’同士がそれぞれ溶着され、図１０で示すような熱可塑性樹脂複合部材ＷＦが製造される。

【0047】

このように、垂直部を備えて鉤状を呈した複雑形状の熱可塑性樹脂複合部材であっても、上治具２Ａを構成する第１の分割体２ａによって水平部Ｗ１，Ｗ３が十分に加圧され、第１の分割体２ａの傾斜面２ａ２の上をスライドする第２の分割体２ｂによって垂直部Ｗ２，Ｗ４が十分に加圧され、さらに第２の分割体２ｂの上に載置された第３の分割体２ｃによって水平部Ｗ５，Ｗ６も十分に加圧されることから、双方の溶着界面全域において良好な溶着が実行され、接続強度の高い熱可塑性樹脂複合部材を製造することができる。

【0048】

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

【符号の説明】

【0049】

１…下治具、１ａ…水平面、１ｂ…垂直面、２，２Ａ…上治具、２ａ…第１の分割体、２ａ１…水平面、２ａ２…傾斜面、２ｂ…第２の分割体、２ｂ１…垂直面、２ｂ２…傾斜面、２ｂ３…水平面、２ｃ…第３の分割体、２ｃ１…水平面、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…押し込み機構、４，４Ａ…熱板、４ａ…水平面、４ｂ…垂直面、４ｃ…水平面（別途の水平面）、１０，１０Ａ…製造装置、Ｗ１、Ｗ３…水平部、Ｗ２、Ｗ４…垂直部、Ｗ１'，Ｗ２'，Ｗ３',Ｗ４'，Ｗ５'，Ｗ６'…接触面（溶着面）、ＷＡ，ＷＢ，ＷＤ，ＷＥ…熱可塑性樹脂部材、ＷＣ，ＷＦ…熱可塑性樹脂複合部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】