特許 5873887 成形品製造装置及び成形品の製造方法

(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】5873887

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】成形品製造装置及び成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/14 20060101AFI20160216BHJP

   B29C 45/17 20060101ALI20160216BHJP

   B29C 33/12 20060101ALI20160216BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/14

   B29C45/17

   B29C33/12

   B29C45/26

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-78132(P2014-78132)

(22)【出願日】2014年4月4日

(65)【公開番号】特開2014-240185(P2014-240185A)

(43)【公開日】2014年12月25日

【審査請求日】2015年6月30日

(31)【優先権主張番号】特願2013-103070(P2013-103070)

(32)【優先日】2013年5月15日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】東芝機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】淺沼 伸行

【審査官】 大塚 徹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０４６１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２６３５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７０４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１０１８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０４７９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２７８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６０７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２６９１８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

Ｂ２９Ｃ ４３／００−４３／５８

Ｂ２９Ｃ ７０／００−７０／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性プリプレグを縦の姿勢で保持するチャック装置、及び、前記チャック装置を搬送する搬送機構を有する搬送装置と、
前記搬送装置で搬送された前記熱可塑性プリプレグを加熱する加熱装置と、
前記搬送装置で搬送された前記熱可塑性プリプレグに穿刺する、進退可能な位置決めピンを備える開閉可能な金型と、
前記搬送装置を制御して前記熱可塑性プリプレグを前記加熱装置及び前記金型内へ搬送し、前記金型に搬送された前記熱可塑性プリプレグを前記位置決めピンを制御して前記熱可塑性プリプレグに穿刺し、前記チャック装置を制御して前記位置決めピンが穿刺された前記熱可塑性プリプレグの保持を解除し、前記金型を閉じる制御装置と、
を備えることを特徴とする成形品製造装置。

【請求項2】

搬送装置のチャック装置により熱可塑性プリプレグを縦の姿勢で保持し、
前記搬送装置の搬送機構により、加熱装置に前記熱可塑性プリプレグを搬送し、
前記熱可塑性プリプレグを前記加熱装置で加熱し、
前記搬送機構により、前記加熱装置で加熱された前記熱可塑性プリプレグを、進退可能な位置決めピンを備える開閉可能な金型内に搬送し、
前記位置決めピンにより、前記金型内に前記搬送装置で搬送された前記熱可塑性プリプレグを穿刺し、
前記チャック装置による前記熱可塑性プリプレグの保持を解除し、
前記金型を閉じて前記熱可塑性プリプレグを成形する、
ことを特徴とする成形品の製造方法。

【請求項3】

前記位置決めピンは、前記成形時に前記金型のキャビティの一部を構成することを特徴とする請求項２に記載の成形品の製造方法。

【請求項4】

前記位置決めピンは、前記金型内の、成形品の耳部を構成する部分に配置されることを特徴とする請求項２に記載の成形品の製造方法。

【請求項5】

前記金型内に成形材料を射出し、前記熱可塑性プリプレグとともに一体成形することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一に記載の成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インサート部材を用い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。

【背景技術】

【0002】

従来、金型にインサート部材である熱可塑性プリプレグを配置してプレスすることで熱可塑性プリプレグを賦形し、成形品を製造する技術が知られている。また、熱可塑性プリプレグを賦形し、さらに、射出成形によってボスやリブ等の成形部を形成する成形品を製造する技術も知られている。

【0003】

熱可塑性プリプレグは、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ており、加熱することで賦形が可能となる。このような熱可塑性プリプレグの加熱においては、熱可塑性プリプレグを横の姿勢で搬送手段上に載置して搬送する搬送装置により、加熱装置及び金型へ搬送する成形品製造装置が知られている。

【0004】

また、熱可塑性プリプレグは、金型にインサートされるときに、熱可塑性プリプレグに予め設けられた位置決め穴に、金型に設けられた位置決めピンを挿入して位置決めされる。

【0005】

また、インサート部材を搬送する搬送装置として、熱可塑性プリプレグ等のインサート部材を、真空吸引手段等によりインサート部材を保持可能な搬送ヘッドを用いる技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。この搬送ヘッドを用いる搬送装置は、搬送ヘッドが設けられた可動アームを回動及び移動することで、インサート部材の向きを変更して搬送可能に形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平６−２７０１９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述した成形品製造装置では、以下の問題があった。即ち、熱可塑性プリプレグは、加熱後に金型にインサートされることから、熱可塑性プリプレグ自身が軟らかくなっており（軟化状態になっており）、粘度を持つことから、上述した搬送装置を用いると、受け渡しの際に、搬送ヘッドに対して熱可塑性プリプレグが移動し、位置ずれが発生する虞がある。

【0008】

金型に設けられた位置決めピンを熱可塑性プリプレグの位置決め穴に挿入して金型内に熱可塑性プリプレグをインサートするときに位置ずれが発生していると、熱可塑性プリプレグが落下する虞がある。

【0009】

また、前サイクルにおいて溶融した熱可塑性プリプレグの樹脂材料が搬送装置の熱可塑性プリプレグと接着した部位に付着していると、位置決めピンが位置決め穴に所定の挿入量が挿入されず、落下する虞もある。

【0010】

このような熱可塑性プリプレグの落下を防止するために、インサート動作を低速で行い、ずれを防止することで対応することも可能であるが、成形サイクルが長くなる、という問題がある。

【0011】

そこで本発明は、軟化状態又は溶融状態のインサート部材を確実に金型にインサートすること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。

【課題を解決するための手段】

【0012】

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。

【0013】

本発明の一態様の成形品製造装置は、熱可塑性プリプレグを縦の姿勢で保持するチャック装置、及び、前記チャック装置を搬送する搬送機構を有する搬送装置と、前記搬送装置で搬送された前記熱可塑性プリプレグを加熱する加熱装置と、前記搬送装置で搬送された前記熱可塑性プリプレグに穿刺する、進退可能な位置決めピンを備える開閉可能な金型と、前記搬送装置を制御して前記熱可塑性プリプレグを前記加熱装置及び前記金型内へ搬送し、前記金型に搬送された前記熱可塑性プリプレグを前記位置決めピンを制御して前記熱可塑性プリプレグに穿刺し、前記チャック装置を制御して前記位置決めピンが穿刺された前記熱可塑性プリプレグの保持を解除し、前記金型を閉じる制御装置と、を備える。

【0014】

本発明の一態様の成形品の製造方法は、搬送装置のチャック装置により熱可塑性プリプレグを縦の姿勢で保持し、前記搬送装置の搬送機構により、加熱装置に前記熱可塑性プリプレグを搬送し、前記熱可塑性プリプレグを前記加熱装置で加熱し、前記搬送機構により、前記加熱装置で加熱された前記熱可塑性プリプレグを、進退可能な位置決めピンを備える金型内に搬送し、前記位置決めピンにより、前記金型内に前記搬送装置で搬送された前記熱可塑性プリプレグを穿刺し、前記チャック装置による前記熱可塑性プリプレグの保持を解除し、前記金型を閉じて前記熱可塑性プリプレグを成形する。

【0015】

本発明の一態様の成形品は、搬送装置によりインサート部材を縦の姿勢で、位置決めピンを備える金型に搬送し、前記位置決めピンにより前記搬送装置で搬送された前記インサート部材を穿刺し、前記金型で前記インサート部材を賦形することで成形される。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、軟化状態又は溶融状態のインサート部材を確実に金型にインサートすることが可能な成形品製造装置、成形品の製造方法及び成形品を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施の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。

【図2】同成形品製造装置に用いられる要部構成を模式的に示す正面図。

【図3】同成形品製造装置に用いられる要部構成を模式的に示す側面図。

【図4】同成形品製造装置に用いられる要部構成であって、成形品の製造工程の構成を模式的に示す断面図。

【図5】同成形品製造装置に用いられる要部構成であって、成形品の製造工程の構成を模式的に示す断面図。

【図6】同成形品製造装置に用いられる要部構成であって、成形品の製造工程の構成を模式的に示す断面図。

【図7】同成形品製造装置に用いられるインサート部材の一例を示す正面図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施の形態に係る成形品製造装置１を、図１乃至図６を用いて説明する。
図１は本発明の一実施の形態に関わる成形品製造装置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に用いられる要部構成、具体的にはチャック３２の構成を模式的に示す正面図、図３はチャック３２の構成を模式的に示す側面図、図４は成形品製造装置１に用いられる要部構成、具体的にはチャック３２、金型５１及び熱可塑性プリプレグ１００の構成であって、成形品の製造工程の構成を模式的に示す断面図、図５はチャック３２、金型５１及び熱可塑性プリプレグ１００の構成であって、成形品の製造工程の構成を模式的に示す断面図、図６は金型５１及び熱可塑性プリプレグ１００の構成であって、成形品の製造工程の構成を模式的に示す断面図である。

【0019】

図１に示すように、成形品製造装置１は、例えば、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、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、インサート部材である熱可塑性プリプレグ１００を加熱後に金型装置１４により賦形するとともに、射出装置１５により射出成形することで成形品を製造可能に形成されている。

【0020】

インサート部材である熱可塑性プリプレグ１００は、シート状に形成されている。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ているが、成形品の形状に賦形するのに適した形状に形成されている。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、成形品を形成可能な異形状に形成される。

【0021】

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。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、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。

【0022】

ここで、熱可塑性プリプレグ１００の縦姿勢とは、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。

【0023】

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の保管部１１から加熱装置１３及び金型装置１４へ順次搬送可能に形成されている。具体的には、搬送装置１２は、チャック装置２１と、搬送機構２２と、を備えている。

【0024】

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。

【0025】

図２及び図３に示すように、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。図２及び図３に示すように、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、図２に実線及び二点鎖線で示すように、互いの距離を調整可能に、支持部３１に支持される。

【0026】

チャック３２は、例えば、支持部３１に設けられた固定爪部３２ａと、固定爪部３２ａに対して近接又は離反する移動爪部３２ｂと、を備えている。移動爪部３２ｂは、開閉手段３３により駆動される。固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂは、例えば、耐熱性の良い材料で形成されている。固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂは、例えば、ステンレス材やアルミ材等により形成されている。

【0027】

チャック３２は、固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂ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により移動爪部３２ｂが駆動され、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。チャック３２は、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１に搬送し、インサートするときに、金型５１と干渉しない形状に形成されている。

【0028】

例えば、チャック３２は、固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂの外面間の幅が短く、且つ、その長さが長く形成されている。チャック３２は、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１にインサートするときに、金型５１に干渉するまでの金型５１の開状態から閉状態への移動距離を長く確保することが可能に形成されている。チャック３２は、例えば、金型５１と固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂのみが対向する構成に形成される。

【0029】

開閉手段３３は、移動爪部３２ｂを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。

【0030】

冷却装置３４は、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。

【0031】

冷却装置３４は、少なくとも固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂ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、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。

【0032】

搬送機構２２は、チャック装置２１のチャック３２を保管部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、例えばレールや、多関節ロボット等である。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。

【0033】

図１に示すように、加熱装置１３は、例えば、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と、加熱部４１を支持する支持部４２と、を備えている。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。

【0034】

即ち、一対の加熱部４１は、縦姿勢で配置される。一対の加熱部４１は、チャック３２の固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂ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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

金型５１は、例えば、固定型５３と、移動型５４と、位置決めピン５５と、を備えている。固定型５３は、例えば、移動型５４と対向する面に、成形品の一部の形状に形成されたキャビティ５３ａと、キャビティ５３ａに接続され、射出装置１５と対向する面に形成されたゲート５３ｂ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。移動型５４は、固定型５３に対向する面に、成形品の一部の形状に形成されたキャビティ５４ａが形成されている。

【0038】

位置決めピン５５は、例えば、固定型５３に進退可能に設けられる。位置決めピン５５は、熱可塑性プリプレグ１００が移動型５４の移動に伴って固定型５３に向って移動するときに、熱可塑性プリプレグ１００に穿刺可能、且つ、熱可塑性プリプレグ１００を固定可能に形成される。

【0039】

位置決めピン５５は、例えば、金型５１が閉状態となったときに、移動型５４のキャビティ５４ａに配置された状態を維持することで、その外面によって、成形品の一部の形状を形成する。また、位置決めピン５５は、金型５１が閉状態となった後にキャビティ５３ａ，５４ａから進退可能に設けることで、成形品の形状に応じてその外面により成形品の一部の形状を形成しない構成とすることが可能である。

【0040】

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、成形品の形状の空間が形成される。

【0041】

型締装置５２は、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、成形品を成形する成形装置である。型締装置５２は、例えば、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５８と、トグル機構５８を駆動させる駆動源５９と、を備えている。

【0042】

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。

【0043】

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とともに成形品を成形する成形装置である。

【0044】

ハウジング６１は、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５３ｂ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。

【0045】

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。

【0046】

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に進退可能に形成される。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。具体的には、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、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。

【0051】

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。

【0052】

次に、このように構成された成形品製造装置１を用いて成形品を製造する方法を説明する。
先ず、チャック３２を保管部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。

【0053】

次に、図２及び図３に示すように、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）に固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂの先端を位置させる。次に、図２及び図３に示すように、二点鎖線で示すように、移動爪部３２ｂを移動させることでチャック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、熱可塑性プリプレグ１００を所定の温度に加熱する。

【0054】

次に、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、図４に示すように、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１の固定型５３及び移動型５４間に配置する。このとき、熱可塑性プリプレグ１００が所定の位置となるように、熱可塑性プリプレグ１００を配置する。

【0055】

次に、トグル機構５８を駆動し、移動型５４を固定型５３に向って移動させる。このとき、図５に示すように移動型５４により熱可塑性プリプレグ１００を固定型５３に向って押圧し、熱可塑性プリプレグ１００に固定型５３に設けられた位置決めピン５５を所定の長さだけ穿刺する。穿刺するとき、チャック３２を移動型５４と同期して固定型５３側に移動させる構成であってもよい。

【0056】

なお、ここで、所定の長さとは、熱可塑性プリプレグ１００を位置決めピン５５に固定可能な長さであればよく、例えば、５ｍｍ乃至１０ｍｍの長さである。また、チャック３２は、位置決めピン５５が熱可塑性プリプレグ１００を所定の長さで固定する又は保持するまで、固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂが金型５１に干渉しない形状に形成されている。

【0057】

次に、チャック３２を開状態として熱可塑性プリプレグ１００の保持を解除し、チャック３２を金型５１から離反させる。次に、さらにトグル機構５８を駆動し、移動型５４を固定型５３に向って移動させ、金型５１を閉状態（型締状態）とする。これにより、熱可塑性プリプレグ１００がプレスされ、キャビティ５３ａ，５４ａの形状に賦形される。

【0058】

また、併せて、第３駆動装置７６を駆動してハウジング６１を移動させ、固定型５３に形成されたゲート５３ｂに射出ノズル６２ａを接続させるとともに、シリンダ６２内にホッパ６４から供給され溶融された樹脂材料（成形材料）を、ゲート５３ｂを介して射出する。これにより、図６に示すように、キャビティ５３ａ，５４ａ内に樹脂材料が射出され、キャビティ５３ａ，５４ａの形状に樹脂材料が供給され、賦形された熱可塑性プリプレグ１００と一体に成形される。

【0059】

次に、成形された熱可塑性プリプレグ１００及び樹脂材料を冷却し、成形品が成形される。次に、移動型５４を移動させ、金型５１を開状態とし、固定型５３又は移動型５４に設けられた突き出しピンにより成形品を金型５１から取り出す。

【0060】

また、型締めから成形品の取出しまでの間に、冷却装置３４によりチャック３２を冷却し、再び熱可塑性プリプレグ１００を加熱装置１３に搬送し、次の成形で用いる熱可塑性プリプレグ１００を加熱しておく。以後、同様の工程を繰り返す。これらの工程を繰り返すことにより順次成形品が製造される。

【0061】

このように構成された成形品製造装置１によれば、搬送装置１２は、熱可塑性プリプレグ１００を縦の姿勢で搬送し、位置決めピン５５により熱可塑性プリプレグ１００が固定される又は保持されるまで、チャック３２により熱可塑性プリプレグ１００を保持する。これにより、金型５１への熱可塑性プリプレグ１００のインサート時に、熱可塑性プリプレグ１００が落下することを防止可能となる。

【0062】

また、位置決めピン５５により熱可塑性プリプレグ１００を穿刺して固定することから、予め熱可塑性プリプレグ１００に位置決め用の孔部を設ける必要がなく、熱可塑性プリプレグ１００の加工費を低減することが可能となる。また、位置決め穴に位置決めピン５５を挿入する構成でないことから、熱可塑性プリプレグ１００を金型５１内に配置するときに、僅かに位置ずれがあっても、確実に固定することが可能となる。

【0063】

また、成形品製造装置１は、熱可塑性プリプレグ１００の金型５１への搬送、位置決め、位置決めピン５５への固定、チャック３２の離反及び成形を、一連のサイクルで行うことが可能となり、インサート動作の短縮が可能となる。

【0064】

これらのように、成形品製造装置１は、熱可塑性プリプレグ１００の落下を防止し、且つ、確実に金型５１にインサートすることが可能となり、安定した成形サイクルの実現が可能となる。

【0065】

また、位置決めピン５５は、射出成形のキャビティの一部を構成することが可能となり、金型５１の自由度を向上することが可能となる。例えば、位置決めピン５５により、成形品の円筒状のボスを形成すること、及び、位置決めピン５５の外周面に雌螺子状にタップ加工を施すことで、成形品に螺子穴を形成すること等が可能となる。この穴は、軟化状態又は溶融状態で開けられるため、繊維材料を痛めることがなく、高い強度を得られる。

【0066】

また、例えば、位置決めピン５５は、キャビティ５３ａ，５４ａに対して進退可能とすることで、成形品の形状に応じて射出成形時に熱可塑性プリプレグ１００から引抜くことも可能となる。なお、位置決めピン５５により形成される熱可塑性プリプレグ１００の穴は、射出成形で閉塞することが可能となる。また、位置決めピン５５は、進退可能とすることで、金型５１を閉塞してプレスするときに、熱可塑性プリプレグ１００の絞り範囲にあるときは、絞られ始める前に位置決めピンを後退して引抜くことで、絞り加工が可能となる。

【0067】

上述したように本発明の一実施形態に係る成形品製造装置１によれば、軟化状態又は溶融状態の熱可塑性プリプレグ１００を確実に金型５１にインサートすることが可能となる。

【0068】

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、位置決めピン５５の配置は、熱可塑性プリプレグ１００が型締めによる賦形成形に影響されることがない位置であれば、熱可塑性プリプレグ１００のいずれの位置であってもよい。また、位置決めピン５５の配置は、成形品に位置決めピン５５による跡が形成されても、当該位置決めピン５５による跡が成形品の製品価値を落とさない程度のものであれば、熱可塑性プリプレグ１００のいずれの位置であってもよい。例えば、位置決めピン５５が１つである場合には、位置決めピン５５は、熱可塑性プリプレグ１００の重心軸上に配置される。

【0069】

また、成形品に位置決めピン５５による跡が残ることを避けるために、熱可塑性プリプレグ１００で成形品を成形したときに、製品とならない部分、例えば、図７に一例で示すように、インサート部材１００の外周縁から突出して形成された成形時にのみ設ける耳部１００ａ等の部位に位置決めピン５５を穿刺可能に、位置決めピン５５を配置する構成であってもよい。このような位置決めピン５５の配置とすることで、成形品の製造後の後工程において、当該耳部を除去することにより、成形品の製品部分に位置決めピン５５の穿刺による影響を与えることがない。このため、成形品の品質の向上が図れる。なお、図７のインサート部材１００は、その外周縁から突出する耳部１００ａを有する構成を説明したが、これに限定されず、インサート部材１００の外周縁の一部を耳部とし、成形品の製造後に当該外周縁の一部を除去する構成であってもよい。

【0070】

また、これらの要旨に基づいていれば、位置決めピン５５は、例えば３つ設け、これらの位置決めピン５５の軸心が三角形を描く配置で設ける構成であってもよい。

【0071】

また、上述した例では、位置決めピン５５の詳細な形状は述べていないが、位置決めピン５５は、熱可塑性プリプレグ１００を穿刺する際に熱可塑性法プリプレグ１００の繊維が損傷することを防止するために、先端が鋭角な細いピンを用いることが望ましい。

【0072】

また、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、金型装置１４のみ備える構成（例えば、プレス機（プレス成形機））とし、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。

【0073】

また、上述した例では、搬送装置１２は、２つのチャック３２によって熱可塑性プリプレグ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、熱可塑性プリプレグ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の周縁の保持する位置は、熱可塑性プリプレグ１００の形状に応じて適宜設定可能であり、また、固定爪部３２ａ及び移動爪部３２ｂの先端の形状に関しても、適宜設定可能である。ただし、チャック３２は、熱可塑性プリプレグ１００を保持可能であれば、熱可塑性プリプレグ１００に接触する面積は極力小さいほうが好ましい。

【0074】

さらに、上述した例では、位置決めピン５５は進退可能な構成を説明したがこれに限定されない。例えば、位置決めピン５５が成形品の成形時にキャビティ５３ａ，５４ａに位置してもよい成形品にのみ用いる金型５１であれば、位置決めピン５５は、進退せず固定型５３に固定される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。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ インサート部材を縦の姿勢で搬送する搬送装置と、
前記搬送装置で搬送された前記インサート部材に穿刺する位置決めピンを備える金型と、
を備えることを特徴とする成形品製造装置。
［２］ 搬送装置によりインサート部材を縦の姿勢で、位置決めピンを備える金型に搬送し、
前記位置決めピンにより前記搬送装置で搬送された前記インサート部材を穿刺し、
前記金型で前記インサート部材を成形する、
ことを特徴とする成形品の製造方法。
［３］ 前記位置決めピンは、前記成形時に前記金型のキャビティの一部を構成することを特徴とする［２］に記載の成形品の製造方法。
［４］ 前記位置決めピンは、前記金型内の、成形品の耳部を構成する部分に配置されることを特徴とする［２］に記載の成形品の製造方法。
［５］ 前記金型内に成形材料を射出し、前記インサート部材とともに一体成形することを特徴とする［２］乃至［４］のいずれか一に記載の成形品の製造方法。
［６］ 搬送装置によりインサート部材を縦の姿勢で、位置決めピンを備える金型に搬送し、前記位置決めピンにより前記搬送装置で搬送された前記インサート部材を穿刺し、前記金型で前記インサート部材を賦形することで成形されたことを特徴とする成形品。

【符号の説明】

【0075】

１…成形品製造装置、２…敷設範囲、３…ベース、１１…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）、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…固定爪部、３２ｂ…移動爪部、３３…開閉手段、３４…冷却装置、４１…加熱部、４１ａ…加熱面、４２…支持部、５１…金型、５２…型締装置（成形装置）、５３…固定型、５３ａ…キャビティ、５３ｂ…ゲート、５４…移動型、５４ａ…キャビティ、５５…位置決めピン、５６…固定盤、５７…移動盤、５８…トグル機構、５９…駆動源、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、１００…熱可塑性プリプレグ（インサート部材）、Ｓ…信号線。

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図1】