WO2016063979A1 - 竪型射出成形機、及び竪型射出成形機を用いた複合成形体の成形方法 - Google Patents

竪型射出成形機、及び竪型射出成形機を用いた複合成形体の成形方法 Download PDF

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base material
mold
resin base
lower mold
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岡崎　雅則
井上　玲
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東洋機械金属株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vertical injection molding machine having a mold composed of an upper mold and a lower mold that open and close in the vertical direction, and a molding method of a composite molded body in the vertical injection molding machine.
  • the resin that can be the product main body is injected and filled into the cavity of the mold from the injection resin to the fiber resin base material placed on the fiber resin base material, and the product main body resin and the fiber resin base material are integrally molded to form a composite molded body.
  • the present invention relates to a vertical injection molding machine to be manufactured and a method of molding a composite molded body using a vertical injection molding machine, and in particular, a resin that can be a product main body for a long fiber resin sheet placed in a mold. Injection molding into the cavity of the mold, and integrally molding the product body resin and the long fiber resin sheet to produce a composite molded body, and using the vertical injection molding machine, the composite molded body
  • the present invention relates to a molding method.
  • a granular thermoplastic resin as a raw material is fed into a heating cylinder, and the nozzle at the tip of the screw is melted by the rotation of a screw provided in the heating cylinder.
  • a molten resin is injected into the mold cavity closed from the injection nozzle provided on the tip side of the screw by feeding a predetermined amount of molten resin to the side, and the mold is solidified from the mold
  • the molded body is manufactured by taking out the body.
  • Patent Document 1 discloses that a fiber reinforced thermoplastic resin in which a thermoplastic resin and a reinforcing fiber are mixed is kneaded by rotation of a screw in a heating cylinder, and the reinforcing fiber is several millimeters.
  • a plasticizing apparatus is disclosed in which a fiber reinforced thermoplastic resin is injected into a mold cavity after being broken to a certain extent to produce a molded body made of a fiber reinforced thermoplastic resin.
  • a plurality of lower molds are mounted on the rotary table, and in the mold opening / closing / injection stage, the upper mold provided on the mold opening / closing / injection stage and the lower mold transferred to the mold opening / closing / injection stage.
  • the mold is clamped, and after the mold is clamped, molten resin is injected and filled in the mold.
  • the eject stage the molded product is ejected from the lower mold transferred to the eject stage.
  • the vertical injection molding machine that performs the above is already known.
  • Patent Document 1 a method for obtaining a molded body made of a fiber-reinforced thermoplastic resin having relatively short fibers of about several millimeters is known, but is relatively long such as 50 millimeters or 100 millimeters or more.
  • the method of Patent Document 1 is not suitable because the fiber is broken to about several millimeters in the heating cylinder.
  • a heat-softened long fiber resin sheet is placed in the mold cavity, and the resin is injected into the mold cavity provided with the long fiber resin sheet so that the long fiber and the resin are integrated.
  • the movable mold is configured to open and close in a horizontal direction with respect to the fixed mold, for example.
  • the long fiber resin sheet softened by heating is raised at a predetermined position between the fixed mold and the movable mold.
  • the long fiber resin sheet softened by heating may be bent due to drooping of the upper part or the like due to its own weight, which may lead to defective molding.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is that when a resin that can be a product main body and a long fiber resin sheet are integrally molded, defective molding occurs in the integrally molded composite molded body. It is an object to provide a vertical injection molding machine and a molding method of a composite molded body in a vertical injection molding machine that suppresses the occurrence of the above.
  • the vertical injection molding machine includes a rotary table that is rotatably provided with the axial direction as a vertical direction, a lower mold provided on the upper surface of the rotary table, and a mold that is opened and closed with the lower mold.
  • a vertical injection molding machine wherein the lower mold and the upper mold are closed when the lower mold and the upper mold are closed.
  • the upper mold to form a space into which the fiber resin base material and the resin injected from the injection unit are inserted, and placed on the lower mold so as to face the flat portion of the fiber resin base material, When the flat portion of the fiber resin base material facing the lower mold is the lower surface and the opposite surface is the upper surface, the upper and lower surface directions of the fiber resin base material are the upper mold and the lower mold. It matches the mold opening and closing direction.
  • the invention of the vertical injection molding machine is provided with a conveying device for placing the fiber resin base material on the lower mold so as to face the flat portion of the fiber resin base material.
  • the invention of the vertical injection molding machine is provided with a screen that heats the fiber resin substrate placed on the lower mold.
  • the vertical injection molding machine is provided such that when the fiber resin base material is placed on the lower mold, the sunscreen can be moved up and down at a position facing the upper surface of the fiber resin base material. is there.
  • the fibers are glass fibers and / or carbon fibers.
  • the invention of the molding method of the composite molded body in the vertical injection molding machine after placing the fiber resin substrate on the lower mold, the lower mold on which the fiber resin substrate is placed, By rotating the turntable, the mold moves to a mold clamping position facing the upper mold, and the upper mold and the lower mold are clamped at the mold clamping position.
  • the disposed fiber resin base material is pressed into a predetermined shape, and the upper mold and the lower mold having the fiber resin base material molded into the predetermined shape are clamped.
  • the resin that can be a product main body injected from the injection unit and the fiber resin base material are integrally formed.
  • the fiber resin substrate is placed on the lower mold by the conveying device.
  • the invention of the molding method of the composite molded body in the vertical injection molding machine is the method in which the fiber resin base material is placed on the lower mold and then provided at a position facing the upper surface of the fiber resin base material.
  • the fiber resin base material is heated and softened in the evening, and then the lower mold on which the softened fiber resin base material is placed faces the upper mold by rotating the turntable. Move to the clamping position.
  • the lower surface which is a flat portion of the fiber resin base material, faces the lower mold.
  • the fiber resin substrate placed on the lower mold can be stably held so as not to be displaced. Therefore, when the resin that can be the product main body injected from the injection nozzle and the fiber resin base material are integrally formed, the fiber resin base material can be integrally provided at a predetermined position of the product main body. Furthermore, when the fiber resin substrate placed on the lower mold is softened by heating with a heater, the softened fiber resin substrate is not held in a standing state as in the prior art. Therefore, it can be avoided that the upper part of the softened fiber resin base material is bent due to drooping by its own weight or the like, and the defective molded body is molded due to the bending.
  • the fiber resin base material is a long fiber resin sheet
  • the upper and lower surface directions of the long fiber resin sheet when placed on the lower mold are vertical directions. Therefore, when the lower fiber, which is a flat portion of the long fiber resin sheet, is placed so as to be in surface contact with the lower mold, this prevents the long fiber resin sheet placed on the lower mold from being displaced. It can be held stably. Therefore, when the resin that can be the product main body injected from the injection nozzle and the long fiber resin sheet are integrally formed, the long fiber resin sheet can be integrally provided at a predetermined position of the product main body.
  • the softened long fiber resin sheet placed on the lower mold is softened by heating with a heater, the softened long fiber resin sheet is not held in a standing state as in the prior art. For this reason, it is possible to avoid that the upper part of the softened long fiber resin sheet is bent due to its own weight, etc., and is bent to cause a defective molded body to be formed.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a long-fiber resin sheet, a product main body (thermoplastic resin), and a composite molded body in which the product main body and the long-fiber resin sheet are integrally formed as a specific example of the present invention. It is explanatory drawing which shows operation
  • a resin that can be a product main body 20 is injected and filled into a cavity of a mold from an injection nozzle 19 with respect to a long fiber resin sheet 21 placed in the mold.
  • An explanation will be given on the vertical injection molding machine 1 for manufacturing the composite molded body 22 by integrally molding the product body resin and the long fiber resin sheet 21 and the molding method of the composite molded body 22 using the vertical injection molding machine 1.
  • it is not limited to the long fiber resin sheet 21, and any fiber resin base material that forms the composite molded body 22 may be used.
  • the fiber resin base material used in the present invention refers to a mixed base material of fibers and resins forming a composite molding material, and is composed of fibers and resins oriented in one direction, fibers oriented randomly, and There are those made of resin and those made of woven fiber and resin. Further, the fiber may be impregnated with resin, powdered impregnation, or a laminate of them. Although various forms can be considered for the fiber resin base material which resin impregnated in the fiber, a prepreg is mentioned, for example. Various types of non-impregnated forms can be considered, and examples thereof include a nonwoven fabric in which fibers and fibrous resin are entangled.
  • the fiber resin base material forming the composite molded body 22 will be described as being limited to the long fiber resin sheet, but this is not meant to be limiting.
  • a rotary table 7 provided rotatably with the axial direction as a vertical direction, and a lower mold 8a provided on the upper surface of the rotary table 7, 8b, a vertical injection molding machine 1 that includes a lower mold 8a, 8b and an upper mold 9 that is opened and closed, and that is opened and closed in the vertical direction, wherein the lower mold 8a, 8b And a heater 14 for heating the long fiber resin sheet 21 placed on the lower molds 8a and 8b, and the lower side.
  • the upper and lower surface directions of the long fiber resin sheet 21 are the upper mold 9 and the lower side. Matching the mold opening / closing direction with the molds 8a and 8b The features.
  • the heater 14 is provided so as to be movable up and down.
  • the long fiber resin sheet 21 is characterized in that a fabric in which long fibers are woven is impregnated with a resin and solidified.
  • the embodiment according to the vertical injection molding machine 1 of the present invention is characterized in that the long fibers are carbon fibers.
  • the long fiber resin sheet 21 is placed on the lower molds 8a and 8b by the conveying device,
  • the lower mold on which the long fiber resin sheet 21 is placed is heated and softened by the heater 14 provided at a position facing the upper surface of the long fiber resin sheet 21.
  • 8a and 8b are moved to a mold clamping position facing the upper mold 9 by rotating the turntable 7, and the upper mold 9 and the lower molds 8a and 8b are moved to the mold clamping position.
  • the upper fiber sheet 21 is formed into a predetermined shape by pressing the long fiber resin sheet 21 disposed therebetween, and has the long fiber resin sheet 21 formed into the predetermined shape.
  • the mold 9 and the lower mold 8a The resin that can be a product main body injected from the injection unit 3 by injecting the resin from the injection unit 3 into the cavity formed by clamping with b, and the long fiber resin sheet 21 It is characterized by being integrally formed.
  • a vertical injection molding machine 1 as a specific embodiment of the present invention performs opening and closing of a mold in a vertical direction.
  • a mold clamping unit 2 that performs mold opening and closing, and a mold provided in the mold clamping unit 2 It is composed of an injection unit 3 for injecting a thermoplastic resin therein, and a robot 5 as a transport device for supplying a long fiber resin sheet 21 to the mold clamping unit 2.
  • the long fiber resin sheet 21 in a specific embodiment as the fiber resin base material of the present invention is also called a (thermoplastic) prepreg sheet, and is thermoplastic to a woven fabric in which long fibers made of carbon fibers are woven.
  • the resin is impregnated and solidified.
  • the application of “long fiber resin sheet” as a fiber resin base material is described as a specific example, but the present invention is limited to “long fiber resin sheet”. Is not limited.
  • the mold clamping unit 2 includes a rotary table 7 that is rotatably provided on the machine base 6, two lower molds 8 a and 8 b, and lower molds 8 a and 8 b that are provided above the rotary table 7.
  • the upper die 9 to be opened and closed, the movable die plate 11 provided with the upper die 9 at the lower portion, three tie bars 12 that support the movable die plate 11 so as to be movable up and down, and the movable die plate 11 to be raised and lowered (not shown)
  • a toggle link mechanism is provided.
  • the rotary table 7 and the toggle link mechanism are driven using a servo motor (not shown) as a drive source.
  • a fixed mold 9 is disposed above one lower mold 8b of the two lower molds 8a and 8b so as to face this, and the other lower mold 8
  • a heater 14 that can be moved up and down is disposed above 8a.
  • the heater 14 includes an air cylinder 14a, and the heater 14 can be moved up and down by the air cylinder 14a.
  • the robot 5 includes a link arm 15 composed of a plurality of arms, a suction portion 16 attached to the tip of the link arm 15, and the like, and a long fiber resin sheet 21 placed on the base portion 17 is It is held by the suction portion 16 using pressure, and the long fiber resin sheet 21 is carried to a predetermined position set in advance by the link arm 15.
  • the injection unit 3 includes a heating cylinder 18 for heating the thermoplastic resin, an injection nozzle 19 attached to the tip of the heating cylinder 18 and the like, and the upper mold 9 and the lower molds 8a and 8b are clamped.
  • the molten thermoplastic resin is injected from the lateral direction of the mold into the cavity formed at the time.
  • thermoplastic resin that can be the product body 20 injected into the mold cavity and the long fiber resin sheet 21 shown in FIG. 4 are integrally molded (hybrid molding). And the operation
  • one of the plurality of long fiber resin sheets 21 on the base 17 is held by the suction part 16 of the robot 5 and faces the heater 14.
  • the heater 14 is moved by the air cylinder 14a.
  • the long fiber resin sheet 21 is heated and softened by the heater 14. Thereafter, the heater 14 is raised to the original position by the air cylinder 14a.
  • the rotary table 7 is rotated 180 degrees clockwise, so that the positions of one lower mold 8a and the other lower mold 8b are switched as shown in FIG.
  • One lower mold 8a to which the long fiber resin sheet 21 is attached is disposed at a position facing the mold 9, and the upper mold 9 is lowered toward the lower mold 8a to perform mold clamping.
  • the long fiber resin sheet 21 disposed between the upper mold 9 and one lower mold 8a is formed into a predetermined shape by pressing.
  • thermoplastic resin is injected from the injection nozzle 19 of the injection unit 3 into the cavity formed by clamping the upper mold 9 and the lower mold 8a. Thereby, the thermoplastic resin that can become the product main body 20 injected from the injection nozzle 19 and the long fiber resin sheet 21 are integrally formed. Then, after the integrally molded composite molded body 22 is cooled, mold opening is performed.
  • the rotary table 7 is rotated 180 degrees counterclockwise, and one lower mold 8 a with the composite molded body 22 returns to the original position facing the heater 14.
  • the composite molded body 22 is taken out by the suction unit 16 of the robot 5. Then, by repeatedly performing the above-described series of operations using the two lower molds 8a and 8b alternately, the composite molded body 22 that can be a product is successively mass-produced.
  • the upper and lower surfaces of the long fiber resin sheet 21 when placed on the lower molds 8a and 8b are in the vertical direction.
  • the lower surface which is a flat portion of the fiber resin sheet 21
  • the long fiber resin sheet 21 placed on the lower molds 8a, 8b is thereby formed. It can be stably held so as not to be displaced. Therefore, when the thermoplastic resin that can be the product main body 20 injected from the injection nozzle 19 and the long fiber resin sheet 21 are integrally formed, the long fiber resin sheet 21 can be integrally provided at a predetermined position of the product main body 20. It becomes.
  • the softened long fiber resin sheet 21 placed on the lower molds 8a and 8b is heated and softened by the heater 14, the softened long fiber resin sheet 21 is in a state of standing up as in the prior art. Since it is not held, the upper part of the softened long fiber resin sheet 21 is bent due to drooping by its own weight or the like, and it is avoided that a defective molded body is molded due to the bending. Can do.

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Abstract

製品本体となり得る熱可塑性樹脂と、繊維樹脂基材とを一体成形する際、当該一体成形される複合成形体に不良成形が発生してしまうことを抑制する。軸心方向を鉛直方向として回転自在に設けられたロータリーテーブル７と、ロータリーテーブル７の上面に設けられた下側金型と、該下側金型と型開閉される上側金型とを備え、鉛直方向に型開閉が行われる竪型射出成形機１であって、下側金型に繊維樹脂基材２１の平面部を臨むようにして載置するロボット５と、下側金型に載置された繊維樹脂基材２１を加熱するヒータ１４とを備え、下側金型に臨む繊維樹脂基材２１の平面部を下面、その反対面を上面としたとき、該繊維樹脂基材２１の上下面方向を、上側金型と下側金型との型開閉方向と合致させた鉛直方向とする。これにより、製品本体２０の所定位置に繊維樹脂基材２１を一体に設けることが可能となる。

Description

竪型射出成形機、及び竪型射出成形機を用いた複合成形体の成形方法
　本発明は、鉛直方向に型開閉を行う上側金型及び下側金型から成る金型を備えた竪型射出成形機、及び竪型射出成形機における複合成形体の成形方法に関し、金型内に載置された繊維樹脂基材に対して製品本体となり得る樹脂を射出ノズルから金型のキャビティへ射出充填して、製品本体樹脂と繊維樹脂基材とを一体成形して、複合成形体を製造する竪型射出成形機、及び竪型射出成形機を用いた複合成形体の成形方法に関し、特に、金型内に載置された長繊維樹脂シートに対して製品本体となり得る樹脂を射出ノズルから金型のキャビティへ射出充填して製品本体樹脂と長繊維樹脂シートとを一体成形して、複合成形体を製造する竪型射出成形機、及び竪型射出成形機を用いて複合成形体の成形方法に関する。
　従来から用いられている一般的な射出成形機においては、加熱シリンダ内に原料である粒状の熱可塑性樹脂を送り、加熱シリンダ内に設けられたスクリューの回転により樹脂を溶融しながらスクリュー先端のノズル側に所定量の溶融樹脂を送り出し、スクリューを前進させることで該スクリューの先端側に設けた射出ノズルから型閉された金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出し、金型から固化された成形体を取り出すことにより、成形体の製造が行われている。
　ところで近年においては、成形体の高強度を達成するために、成形体の材料として、熱可塑性樹脂のみではなく、熱可塑性樹脂に炭素繊維を混合した炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の複合材料からなる成形体を製造する技術が広く普及しつつある。こうした従来技術に関連するものとして特許文献１には、熱可塑性樹脂と強化用繊維とを混合させた繊維強化熱可塑性樹脂を、加熱シリンダ内でスクリューの回転により混練し、強化用繊維を数ミリ程度に破断させた後、繊維強化熱可塑性樹脂を金型のキャビティへ射出して、繊維強化熱可塑性樹脂からなる成形体を製造する可塑化装置が開示されている。
　また、回転テーブル上に複数の下金型を搭載し、型開閉・射出ステージにおいては、該型開閉・射出ステージに設けられた上金型と、型開閉・射出ステージに移送されてきた下金型とを型締めして、型締め後、金型内に溶融樹脂を射出・充填し、一方、エジェクトステージにおいては、該エジェクトステージに移送されてきた下金型から、成形品の突き出し（エジェクト）を行うようにした縦型射出成形機は既に公知である。このような回転テーブルを備えた縦型射出成形機では、型開閉・射出ステージにおける型閉じ（型締め）→射出→計量→型開きと、エジェクトステージにおけるエジェクト前進→エジェクト後退とを、同時進行で行うことが可能となっており、これにより、成形サイクルの短縮化を図れるようになっている。また、このような縦型射出成形機のエジェクトステージにおいては、成形品の取り出し後に、下金型上にインサート成形のためのインサート物品を、装填（載置・位置決め）することが可能なインサート成形についても、例えば、特許文献２において公知である。
特開平１１－０３４１３１号公報 特開２００７－０５５０９７号公報
　特許文献１に示すように、数ミリ程度の比較的短い繊維の繊維強化熱可塑性樹脂からなる成形体を得る方法は公知となっているが、５０ミリ、或いは１００ミリ以上などの比較的長尺状の繊維と樹脂とを一体化した製品を得ようとする場合には、特許文献１の方法では、加熱シリンダ内で繊維が数ミリ程度に破断されるため適していない。また、金型のキャビティ内に加熱軟化された長繊維樹脂シートを配置しておき、該長繊維樹脂シートの設けられた金型のキャビティ内に樹脂を射出して、長繊維と樹脂とを一体化した製品を得ることも考えが及ばないわけではないが、一般的な射出成形機においては、固定金型に対し移動金型が水平方向に型開閉するよう構成されていることから、例えば、製品本体となり得る樹脂と、樹脂を含浸させた長繊維樹脂シートとを一体成形するに際しては、固定金型と移動金型との間の所定位置に、加熱により軟化された長繊維樹脂シートを起立させた状態で保持させなければならず、そのような場合、加熱により軟化された長繊維樹脂シートは、その上部等が自重により垂れるなどして折れ曲がり、それが原因で不良成形を招いてしまう虞がある。
　本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、製品本体となり得る樹脂と、長繊維樹脂シートとを一体成形する際、当該一体成形された複合成形体に不良成形が発生してしまうことを抑制した竪型射出成形機及び竪型射出成形機における複合成形体の成形方法を提供することである。
　竪型射出成形機の発明は、軸心方向を鉛直方向として回転自在に設けられたロータリーテーブルと、該ロータリーテーブルの上面に設けられた下側金型と、該下側金型と型開閉される上側金型と、を備え、鉛直方向に型開閉が行われる、竪型射出成形機であって、前記下側金型と前記上側金型とを型閉した際に、前記下側金型と前記上側金型により、繊維樹脂基材と射出ユニットから射出された樹脂が挿入される空間を形成し、前記下側金型に前記繊維樹脂基材の平面部を臨むようにして載置した場合、前記下側金型に臨む前記繊維樹脂基材の前記平面部を下面、その反対面を上面としたとき、該繊維樹脂基材の上下面方向を、前記上側金型と前記下側金型との型開閉方向と合致させたものである。
　竪型射出成形機の発明は、前記下側金型に前記繊維樹脂基材の平面部を臨むようにして当該繊維樹脂基材を載置する搬送装置を備えたものである。
　竪型射出成形機の発明は、前記下側金型に載置された前記繊維樹脂基材を加熱するヒ一夕を備えたものである。
　竪型射出成形機の発明は、前記下側金型に前記繊維樹脂基材を載置したとき、該繊維樹脂基材の前記上面に臨む位置に前記ヒ一夕を昇降自在に設けたものである。
　竪型射出成形機の発明は、前記繊維はガラス繊維および、又はカーボン繊維である。
　竪型射出成形機における複合成形体の成形方法の発明は、前記下側金型に前記繊維樹脂基材を載置した後、当該繊維樹脂基材が載置された前記下側金型を、前記ターンテーブルを回転させることにより、前記上側金型に臨む型締位置へと移動し、該型締位置にて前記上側金型と前記下側金型とを型締して、これらの間に配設された前記繊維樹脂基材をプレスすることにより所定形状に成形し、該所定形状に成形された前記繊維樹脂基材を有する、前記上側金型と前記下側金型とが型締されることにより形成されたキャビティに、射出ユニットから樹脂を射出することにより、該射出ユニットから射出された製品本体となり得る前記樹脂と、前記繊維樹脂基材とを一体成形する。
　竪型射出成形機における複合成形体の成形方法の発明は、前記搬送装置により前記下側金型に前記繊維樹脂基材を載置する。
　竪型射出成形機における複合成形体の成形方法の発明は、前記下側金型に前記繊維樹脂基材を載置した後、前記繊維樹脂基材の前記上面に臨む位置に設けた前記ヒ一夕により当該繊維樹脂基材を加熱して軟化し、次いで該軟化された繊維樹脂基材が載置された前記下側金型を、前記ターンテーブルを回転させることにより、前記上側金型に臨む型締位置へと移動させる。
　本発明によれば、下側金型に載置されるときの繊維樹脂基材の上下面方向が鉛直方向であることから、繊維樹脂基材の平面部である下面を下側金型に面接触するようにして載置したとき、これにより、下側金型に載置した繊維樹脂基材が位置ずれしないよう安定的に保持することができる。よって、射出ノズルから射出される製品本体となり得る樹脂と、繊維樹脂基材とを一体成形した際、製品本体の所定位置に繊維樹脂基材を一体に設けることが可能となる。さらに、下側金型に載置された繊維樹脂基材をヒータで加熱して軟化させたとき、軟化された繊維樹脂基材は、従来のように起立させた状態で保持されることはないことから、軟化された繊維樹脂基材のその上部等が自重により垂れるなどして折れ曲がったりして、それが原因で不良成形体が成形されてしまうことを回避することができる。
　本発明のより具体的な実施例として、繊維樹脂基材が長繊維樹脂シートの場合であれば、下側金型に載置されるときの長繊維樹脂シートの上下面方向が鉛直方向であることから、長繊維樹脂シートの平面部である下面を下側金型に面接触するようにして載置したとき、これにより、下側金型に載置した長繊維樹脂シートが位置ずれしないよう安定的に保持することができる。よって、射出ノズルから射出される製品本体となり得る樹脂と、長繊維樹脂シートとを一体成形した際、製品本体の所定位置に長繊維樹脂シートを一体に設けることが可能となる。さらに、下側金型に載置された長繊維樹脂シートをヒータで加熱して軟化させたとき、軟化された長繊維樹脂シートは、従来のように起立させた状態で保持されることはないことから、軟化された長繊維樹脂シートのその上部等が自重により垂れるなどして折れ曲がったりして、それが原因で不良成形体が成形されてしまうことを回避することができる。
本発明の実施例の竪型射出成形機を示す正面図である。 本発明の実施例の竪型射出成形機を示す平面図である。 本発明の実施例として備えるロボットの図示を省略した竪型射出成形機の左側面図である。 本発明の具体的実施例として、長繊維樹脂シート、製品本体（熱可塑性樹脂）、及び、製品本体と長繊維樹脂シートとを一体成形した複合成形体を示す斜視図である。 本発明の実施例の竪型射出成形機の動作を示す説明図である。
　以下、本発明を実施するための実施形態を図１から図５を参照して説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反さない範囲で、実施形態において説明した以外のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。
　本発明の実施例の竪型射出成形機１としては、金型内に載置された長繊維樹脂シート２１に対して製品本体２０となり得る樹脂を射出ノズル１９から金型のキャビティへ射出充填して製品本体樹脂と長繊維樹脂シート２１とを一体成形して、複合成形体２２を製造する竪型射出成形機１、及び竪型射出成形機１を用いて複合成形体２２の成形方法について説明しているが、長繊維樹脂シート２１に限るものではなく、複合成形体２２を形成する繊維樹脂基材であれば良い。
　本発明に用いられる繊維樹脂基材とは、複合成型材を形成する繊維と樹脂との混合物基材のことをいい、一方向に配向した繊維と樹脂からなるもの、ランダム状に配向した繊維と樹脂からなるもの、織物状の繊維と樹脂からなるものなどがある。また繊維中に樹脂が含浸したものであっても，末含浸であっても良いし、またそれらを積層したものであってもよい。繊維中に樹脂が含浸した繊維樹脂基材にはいろいろな形態が考えられるが、例えばプリプレグが挙げられる。また未含浸の形態にはいろいろ考えられるが、例えば繊維と繊維状の樹脂を絡ませた不織布が挙げられる。
　以降、本実施形態の竪型射出成形機１では、複合成形体２２を形成する繊維樹脂基材として、長繊維樹脂シートに限定して説明するが、これに限ることを意味するものではない。
　本発明の竪型射出成形機１に係る実施例においては、軸心方向を鉛直方向として回転自在に設けられたロータリーテーブル７と、該ロータリーテーブル７の上面に設けられた下側金型８ａ，８ｂと、該下側金型８ａ，８ｂと型開閉される上側金型９とを備え、鉛直方向に型開閉が行われる竪型射出成形機１であって、前記下側金型８ａ，８ｂに長繊維樹脂シート２１の平面部を臨むようにして載置する搬送装置と、前記下側金型８ａ，８ｂに載置された前記長繊維樹脂シート２１を加熱するヒータ１４とを備え、前記下側金型８ａ，８ｂに臨む前記長繊維樹脂シート２１の前記平面部を下面、その反対面を上面としたとき、該長繊維樹脂シート２１の上下面方向を、前記上側金型９と前記下側金型８ａ，８ｂとの型開閉方向と合致させたことを特徴とする。
　さらに、本発明の竪型射出成形機１に係る実施例では、前記下側金型８ａ，８ｂに前記長繊維樹脂シート２１を載置したとき、該長繊維樹脂シート２１の前記上面に臨む位置に前記ヒータ１４を昇降自在に設けたことを特徴とする。
　さらに、本発明の竪型射出成形機１に係る実施例では、前記長繊維樹脂シート２１は、長繊維を織り込んだ織物に樹脂を含浸させ固化させたものであることを特徴とする。
　さらに、本発明の竪型射出成形機１に係る実施例では、前記長繊維はカーボン繊維であることを特徴とする。
　さらに、本発明の竪型射出成形機１における複合成形体の成形方法に係る実施例は、前記搬送装置により前記下側金型８ａ，８ｂに前記長繊維樹脂シート２１を載置した後、該長繊維樹脂シート２１の前記上面に臨む位置に設けた前記ヒータ１４により当該長繊維樹脂シート２１を加熱して軟化し、該軟化された長繊維樹脂シート２１の載置された前記下側金型８ａ，８ｂを、前記ターンテーブル７を回転させることにより、前記上側金型９に臨む型締位置へと移動し、該型締位置にて前記上側金型９と前記下側金型８ａ，８ｂとを型締して、これらの間に配設された前記長繊維樹脂シート２１をプレスすることにより所定形状に成形し、該所定形状に成形された前記長繊維樹脂シート２１を有する、前記上側金型９と前記下側金型８ａ，８ｂとが型締されることにより形成されたキャビティに、射出ユニット３から樹脂を射出することにより、該射出ユニット３から射出された製品本体となり得る前記樹脂と、前記長繊維樹脂シート２１とを一体成形することを特徴とする。
　本発明の具体的実施形態としての竪型射出成形機１は、鉛直方向に型開閉を行うものであり、大別すると、型開閉を行う型締ユニット２、型締ユニット２に備えた金型内に熱可塑性樹脂を射出する射出ユニット３、型締ユニット２に長繊維樹脂シート２１を供給する搬送装置たるロボット５とから構成されている。
　なお、本発明の繊維樹脂基材としての具体的実施形態における長繊維樹脂シート２１は、（熱可塑性）プリプレグシートとも称呼されるものであり、カーボン繊維からなる長繊維を織り込んだ織物に熱可塑性樹脂を含浸させ固化させたものである。以降の実施例においては、繊維樹脂基材として「長繊維樹脂シート」を適用したものを具体的実施例として説明しているが、これによって本発明が「長繊維樹脂シート」に限定されることを限定されるというものではない。
　型締ユニット２には、機台６上に回転自在に設けられたロータリーテーブル７、ロータリーテーブル７の上部に設けられた２つの下側金型８ａ，８ｂ、下側金型８ａ，８ｂの各々と型開閉される上側金型９、下部に上側金型９の設けられた移動ダイプレート１１、移動ダイプレート１１を昇降自在に支持する３本のタイバー１２、移動ダイプレート１１を昇降させる図示しないトグルリンク機構等を備える。なお、ロータリーテーブル７及びトグルリンク機構は、図示しないサーボモータを駆動源として駆動される。
　また、図１に示すように、２つの下側金型８ａ，８ｂのうち、一方の下側金型８ｂの上方にはこれに臨むようにして固定金型９が配置され、他方の下側金型８ａの上方には、これに臨むようにして昇降自在なヒータ１４が配置されている。ヒータ１４は、エアーシリンダー１４ａを備えており、当該エアーシリンダー１４ａにより、ヒータ１４は昇降可能に設けられている。
　また、ロボット５は、複数のアームからなるリンクアーム１５、該リンクアーム１５の先端に取り付けられた吸着部１６等を備え、台部１７の上に載置された長繊維樹脂シート２１を、負圧を用いて吸着部１６で保持し、リンクアーム１５により長繊維樹脂シート２１を予め設定した所定位置に運ぶ。
　また、射出ユニット３は、熱可塑性樹脂を加熱する加熱シリンダ１８、加熱シリンダ１８の先端に装着された射出ノズル１９等を備え、上側金型９と下側金型８ａ，８ｂとが型締されたときに形成されるキャビティへ溶融された熱可塑性樹脂を金型の横方向から射出する。
　以上のような構成の竪型射出成形機１により、図４に示す、金型のキャビティに射出される製品本体２０となり得る熱可塑性樹脂と、長繊維樹脂シート２１とを一体成形（ハイブリット成形）して、複合成形体２２を製造する際の動作について、図５に基づいて説明する。
　図５（ａ）に示すように、台部１７の上にある複数の長繊維樹脂シート２１の内の１枚が、ロボット５の吸着部１６で保持され、ヒータ１４に臨む下側金型８ａの上部に長繊維樹脂シート２１の下面が接するようにして載置され、金型部に固定されると、図５（ｂ）に示すように、エアーシリンダー１４ａによりヒータ１４が長繊維樹脂シート２１の近傍まで下降され、当該ヒータ１４により当該長繊維樹脂シート２１が加熱され軟化される。その後、エアーシリンダー１４ａによりヒータ１４がもとの位置に上昇する。
　次に、ロータリーテーブル７が時計回りに１８０度回転されることで、図５（ｃ）に示すように、一方の下側金型８ａと他方の下側金型８ｂとの位置が入れ替わり、上側金型９に臨む位置に、長繊維樹脂シート２１の張り付いた一方の下側金型８ａが配置され、当該下側金型８ａに向かって上側金型９が下降され型締が行われることで、上側金型９と一方の下側金型８ａとの間に配設された長繊維樹脂シート２１はプレスにより所定形状に成形される。
　次に、図５（ｄ）に示すように、上側金型９と下側金型８ａとが型締されることにより形成されたキャビティに、射出ユニット３の射出ノズル１９から熱可塑性樹脂が射出され、それにより、射出ノズル１９から射出された製品本体２０となり得る熱可塑性樹脂と、長繊維樹脂シート２１とが一体成形される。そして、当該一体成形された複合成形体２２が冷却された後には、型開きが行われる。
　次に、ロータリーテーブル７が反時計回りに１８０度回転され、複合成形体２２のある一方の下側金型８ａは、ヒータ１４に臨む元の位置に戻る。次に、図示しないエジェクト装置により金型から複合成形体２２が離されたのち、当該複合成形体２２はロボット５の吸着部１６により取り出される。そして、２つの下側金型８ａ，８ｂを交互に用いて、前述した一連の動作を繰り返し行うことで、製品となり得る複合成形体２２が次々と量産される。
　以上のように本実施形態の竪型射出成形機１によれば、下側金型８ａ，８ｂに載置されるときの長繊維樹脂シート２１の上下面方向が鉛直方向になることから、長繊維樹脂シート２１の平面部である下面を下側金型８ａ，８ｂに面接触するようにして載置したとき、これにより、下側金型８ａ，８ｂに載置した長繊維樹脂シート２１が位置ずれしないよう安定的に保持することができる。よって、射出ノズル１９から射出される製品本体２０となり得る熱可塑性樹脂と、長繊維樹脂シート２１とを一体成形した際、製品本体２０の所定位置に長繊維樹脂シート２１を一体に設けることが可能となる。さらに、下側金型８ａ，８ｂに載置された長繊維樹脂シート２１をヒータ１４で加熱して軟化させたとき、軟化された長繊維樹脂シート２１は、従来のように起立させた状態で保持されることはないことから、軟化された長繊維樹脂シート２１のその上部等が自重により垂れるなどして折れ曲がったりして、それが原因で不良成形体が成形されてしまうことを回避することができる。
　以上、本発明の実施形態の一例について、特に繊維樹脂基材として長繊維樹脂シートを適用した実施例を説明したが、本発明はそれだけに限らず、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、本実施形態では、ロータリーテーブル７の上部に、当該ロータリーテーブル７の直径方向に２つの下側金型８ａ，８ｂを設けているが、ロータリーテーブル７の上部に３つや４つの下側金型を等間隔角度で配置するようにしてもよい。
　１　竪型射出成形機
　２　型締ユニット
　３　射出ユニット
　５　ロボット（搬送装置）
　６　機台
　７　ロータリーテーブル
　８ａ，８ｂ　下側金型
　９　上側金型
　１１　移動ダイプレート
　１２　タイバー
　１４　ヒータ
　１４ａ　エアーシリンダー
　１５　リンクアーム
　１６　吸着部
　１７　台部
　１８　加熱シリンダ
　１９　射出ノズル
　２０　製品本体（金型のキャビティに射出される熱可塑性樹脂）
　２１　長繊維樹脂シート（繊維樹脂基材）
　２２　複合成形体

Claims (8)

  1. 　軸心方向を鉛直方向として回転自在に設けられたロータリーテーブルと、該ロータリーテーブルの上面に設けられた下側金型と、該下側金型と型開閉される上側金型と、を備え、鉛直方向に型開閉が行われる、竪型射出成形機であって、
    　前記下側金型と前記上側金型とを型閉した際に、前記下側金型と前記上側金型により、繊維樹脂基材と射出ユニットから射出された樹脂が挿入される空間を形成し、
    　前記下側金型に前記繊維樹脂基材の平面部を臨むようにして載置した場合、前記下側金型に臨む前記繊維樹脂基材の前記平面部を下面、その反対面を上面としたとき、該繊維樹脂基材の上下面方向を、前記上側金型と前記下側金型との型開閉方向と合致させた竪型射出成形機。
  2. 　前記下側金型に前記繊維樹脂基材の平面部を臨むようにして当該繊維樹脂基材を載置する搬送装置を備える請求項１に記載の竪型射出成形機。
  3. 　前記下側金型に載置された前記繊維樹脂基材を加熱するヒ一夕を備える請求項１または２に記載の竪型射出成形機。
  4. 　請求項３に記載の竪型射出成形機において、
    　前記下側金型に前記繊維樹脂基材を載置したとき、該繊維樹脂基材の前記上面に臨む位置に前記ヒ一夕を昇降自在に設けた竪型射出成形機。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の竪型射出成形機において、
    　前記繊維はガラス繊維および、又はカーボン繊維である竪型射出成形機。
  6. 　請求項１～５の何れか１項に記載の竪型射出成形機において、
    　前記下側金型に前記繊維樹脂基材を載置した後、
    　当該繊維樹脂基材が載置された前記下側金型を、前記ターンテーブルを回転させることにより、前記上側金型に臨む型締位置へと移動し、
    　該型締位置にて前記上側金型と前記下側金型とを型締して、これらの間に配設された前記繊維樹脂基材をプレスすることにより所定形状に成形し、
    　該所定形状に成形された前記繊維樹脂基材を有する、前記上側金型と前記下側金型とが型締されることにより形成されたキャビティに、射出ユニットから樹脂を射出することにより、該射出ユニットから射出された製品本体となり得る前記樹脂と、前記繊維樹脂基材とを一体成形する竪型射出成形機における複合成形体の成形方法。
  7. 　前記搬送装置により前記下側金型に前記繊維樹脂基材を載置する請求項６に記載の竪型射出成形機における複合成形体の成形方法。
  8. 　前記下側金型に前記繊維樹脂基材を載置した後、前記繊維樹脂基材の前記上面に臨む位置に設けた前記ヒ一夕により当該繊維樹脂基材を加熱して軟化し、次いで該軟化された繊維樹脂基材が載置された前記下側金型を、前記ターンテーブルを回転させることにより、前記上側金型に臨む型締位置へと移動させる、請求項６または７に記載の竪型射出成形機における複合成形体の成形方法。
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