JP2001121599A - シート材料の成形方法並びに成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート材料をコールドプレス成形により深絞
り部を有する成形品を成形する成形方法並びに成形装置
において、深絞り部分におけるシート切れや偏肉といっ
た不具合を有効に解決して成形性を高めるとともに、成
形品の脱型操作性を向上させる。 【解決手段】 成形品１０の深絞り部１１を成形するた
めに、プレス上型３０に深絞り用凸部３３を形成する一
方、これと対応するようにプレス下型４０に深絞り用凹
部４２を設け、深絞り用凹部４２内にサポート機構５０
を配設し、サポート機構５０のサポート片５３によりシ
ート材料Ｓをプレス上型３０と接触することを回避して
下型４０の深絞り用凹部４２内に入り込ませ、上型３０
からの引張り力を解消し、シート切れ、偏肉等の不具合
を解決する。また、プレス成形後はサポート機構５０を
動作させて成形品１０を下型４０から自動的に脱型させ
ることにより、成形品１０の取り出しを容易に行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、樹脂製あるいは
複合樹脂製のシート材料の成形方法並びに成形装置に係
り、特に、シート切れや偏肉等の成形不良を確実に防止
できるシート材料の成形方法並びに成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両のエンジン下側に取り付け
られるエンジンアンダーカバーや、トランクルーム内の
トランクルームトリム等は、機械強度、コスト、成形性
等を考慮して、熱可塑性樹脂内にフィラーを混入した複
合樹脂製のシート材料を加熱軟化処理した後、コールド
プレス成形により所望形状に成形されている。

【０００３】この種シート材料の成形方法に使用する成
形装置としては、図１２に示すように、所定ストローク
昇降可能なプレス上型１と、固定側のプレス下型２とか
ら構成され、プレス上型１には、昇降用シリンダ３が接
続されており、成形品の深絞り部を形成するように、プ
レス上型１には深絞り用凸部４、プレス下型２には深絞
り用凸部４に対応する深絞り用凹部５が設けられてい
る。

【０００４】そして、図示するように、加熱軟化処理し
たシート材料Ｓをプレス下型２の型面上にセットする
際、プレス下型２の深絞り用凹部５近傍部分はシート材
料Ｓをやや弛ませた状態でセットを行なう。

【０００５】その後、図１３に示すように、プレス上型
１を昇降シリンダ３の動作により下降操作させ、プレス
上型１とプレス下型２の型締めによりシート材料Ｓを所
望形状に絞り成形して、所望の成形品を量産している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、シート材
料Ｓを深絞り成形する場合、プレス上下型１，２には深
絞り部に対応して深絞り用凸部４と深絞り用凹部５がそ
れぞれ形成されているが、図１３中ａで示す部位、すな
わち、深絞り用凸部４の側壁面と深絞り用凹部５の側壁
面との間のスペースが狭く、この部位でシート材料Ｓに
シート切れや偏肉が発生しやすく、成形不良の発生頻度
が多くなるという欠点が生じていた。

【０００７】更に、成形後の成形品を脱型する際、特に
深絞り部の形状がきつい部位では、プレス下型２から成
形品を脱型するのが非常に面倒であり、作業性の低下を
招くという問題点も同時に指摘されていた。

【０００８】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、加熱軟化処理したシート材料を深絞り成形
するシート材料の成形方法並びに成形装置において、成
形時にシート材料のシート切れや偏肉が発生することを
可及的に防止でき、成形性を高めることができるととも
に、成形品の脱型操作も簡単に行なえるようにしたシー
ト材料の成形方法並びに成形装置を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項１に記載の発明は、深絞り部を有する
プレス型内に、加熱軟化処理したシート材料をセットし
た後、プレス型を型締めすることにより、所要形状にシ
ート材料を深絞り成形するシート材料の成形方法におい
て、プレス下型の深絞り部に設けたサポート機構により
シート材料を深絞り部において余裕をもたせてプレス下
型にセットした後、プレス上型の下降動作に追随してサ
ポート機構を下降操作して、シート材料とプレス上型と
の接触を回避させつつ、シート材料を深絞り部に追従さ
せてプレス成形を行なうことを特徴とする。

【００１０】本願の請求項２に記載の発明は、プレス下
型の外周部に深絞り部並びにサポート機構が設けられて
おり、プレス成形後の成形体を上記サポート機構のプレ
ス下型から突き上げ、脱型することを特徴とする。

【００１１】本願の請求項３に記載の発明は、加熱軟化
処理したシート材料を所望形状に成形するシート材料の
成形装置であって、深絞り用凸部を有し、所定ストロー
ク上下動を行なうプレス上型と、上記深絞り用凸部と対
応する深絞り用凹部を有するプレス下型と、上記深絞り
用凹部内に設けられるサポート機構とから構成され、サ
ポート機構は、深絞り用凹部の底面に開設した開口を通
じて深絞り用凹部内に臨み、上下動可能な突き出しピン
と、該突き出しピンを上下動作させるシリンダと突き出
しピンの先端に取り付けられ、シート材料を保持すると
ともに、突き出しピンの下降時には、深絞り用凹部の開
口内に嵌まり込み、プレス下型の型面を構成するサポー
ト片とを備えていることを特徴とする。

【００１２】そして、本願発明によれば、加熱軟化処理
したシート材料をプレス下型にセットする際、下型の深
絞り用凹部に設けられたサポート機構によりシート材料
を弛ませた状態で下型上にセットし、その後プレス上型
の下降動作に追随してサポート機構を動作させ、シート
材料をプレス上型に接触させることなく、シート材料を
徐々にプレス下型の深絞り用凹部内に入り込ませ、プレ
ス上下型の型締め時にはサポート機構はプレス下型の型
面内に収容された状態でプレス成形が行なわれるため、
従来のように、上下型の深絞り用凸部と深絞り用凹部の
内壁面間でシート材料が過度に引き伸ばされることがな
く、シート材料のシート切れや偏肉といった成形不良を
確実に防止できる。

【００１３】更に、シート材料を所要形状にプレス成形
した後、サポート機構を下型の型面から上方に突き上げ
れば、プレス下型から成形品を脱型させることができ
る。この際、プレス下型の外周部に深絞り用凹部並びに
サポート機構を設けた場合には、サポート機構により成
形品を突き上げた状態で保持でき、成形品の取り出しが
より簡単に行なえる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るシート材料の
成形方法並びに成形装置の実施形態について添付図面を
参照しながら説明する。

【００１５】図１は本発明方法を適用して製作したエン
ジンアンダーカバーを示す断面図、図２乃至図６は本発
明方法の第１実施形態を示すもので、図２は本発明方法
に使用する成形装置の構成を示す断面図、図３乃至図６
は本発明方法の各工程を示す説明図である。また、図７
乃至図１１は本発明の第２実施形態を示すもので、図７
は本発明方法に使用する成形装置の構成を示す断面図、
図８乃至図１１は本発明方法の各工程を示す説明図であ
る。

【００１６】図１において、符号１０はエンジンアンダ
ーカバーであり、車両のエンジンの下側に設けられ、エ
ンジンルーム内から車外に騒音の伝播を防止するととも
に、走行時、路面上の石ころ等の異物がエンジンにぶつ
かるのを防止するために設けられており、図示するよう
にエンジンアンダーカバー１０は、ほぼ中央に深絞り部
１１が形成されており、両側には取付用のフランジ１２
がフラット状に形成されている。

【００１７】そして、このエンジンアンダーカバー１０
は、適度の機械強度を備え、かつ深絞り部１１を形成す
ることから成形性に優れ、しかも、量産部品であること
からコストが廉価であることが好ましいため、木粉や各
種繊維材料等の有機フィラーや炭カル、タルク等の無機
フィラーをポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等の
汎用の熱可塑性樹脂に混入した複合樹脂材料を使用する
ことが好ましく、通常は、これら複合樹脂を使用したシ
ート材料を加熱軟化処理した後、コールドプレス成形に
より所望の深絞り形状に成形することが行なわれてい
る。

【００１８】ところで、本発明は、上記シート材料のコ
ールドプレス成形において、シート材料の深絞り部にお
いてシート切れや偏肉等の成形不良が発生するのを可及
的に防止して、成形性を高めるとともに、加えて脱型性
をも高めることが課題である。

【００１９】すなわち、上記エンジンアンダーカバー１
０を適用してその成形方法並びに成形方法に使用する成
形装置について、図２乃至図６を基に説明すると、ま
ず、エンジンアンダーカバー１０の成形装置２０は、図
２に示すように、対をなすプレス上型３０、プレス下型
４０と、プレス下型４０に設けられるサポート機構５０
とから大略構成されている。

【００２０】更に詳しくは、プレス上型３０は、昇降用
シリンダ３１が連結され、所定ストローク上下動可能で
あり、プレス上型３０には、冷却用配管３２が配設され
ているとともに、エンジンアンダーカバー１０の深絞り
部１１を形成するための深絞り用凸部３３が設けられて
いる。

【００２１】一方、プレス下型４０は、同様に冷却用配
管４１が配設されているとともに、エンジンアンダーカ
バー１０の深絞り部１１を形成するために上記上型３０
の深絞り用凸部３３に対応するように深絞り用凹部４２
が設けられている。

【００２２】そして、プレス下型４０の深絞り用凹部４
２の底面に開口４３が設けられており、この開口４３を
通じてサポート機構５０が深絞り用凹部４２内に臨み、
シート材料Ｓをサポートする。すなわち、サポート機構
５０は、下型４０内部に収容設置されているシリンダ５
１とこのシリンダ５１のピストンロッド５１ａに接続さ
れ、上記開口４３を通じて深絞り用凹部４２内に臨むよ
うに上下動可能な突き出しピン５２と、突き出しピン５
２の先端に取り付けられるサポート片５３とから構成さ
れており、このサポート片５３は図２に示す最上方位置
とプレス下型４０の深絞り用凹部４２の底面に設けた開
口４３に嵌まり込み、サポート片５３の表面がプレス下
型４０の型面を構成する下方位置との間で図中符号ｄで
示すストローク分上下動作を行なう。

【００２３】次いで、図３乃至図６に基づいて、エンジ
ンアンダーカバー１０の成形方法について説明すると、
シート材料Ｓとしては、木粉を混入したポリプロピレン
樹脂をＴダイ押出成形機によりシート状に押し出したも
のを使用する。そして、このシート材料Ｓを図示しない
ヒーター装置により加熱軟化処理した後、図３に示すよ
うに、プレス下型４０の型面上にセットする。

【００２４】このとき、プレス上型３０は最上方に位置
しており、かつプレス下型４０に設けられているサポー
ト機構５０においても、突き出しピン５２が上方に位置
し、サポート片５３は最上方に位置している。

【００２５】従って、シート材料Ｓは、サポート機構５
０のサポート片５３により弛んだ状態でプレス下型４０
上にセットされる。この突き出しピン５２の突き出し量
については、プレス下型４０の深絞り用凹部４２の展開
率等を考慮して予め設定しておく。

【００２６】その後、図４に示すように、昇降用シリン
ダ３１が動作してプレス上型３０が下降動作を始める
が、プレス上型３０の動作に追随するようにサポート機
構５０のシリンダ５１が収縮動作して突き出しピン５２
を徐々に下降させる。そして、サポート片５３が下降す
ることにより、図示するように、シート材料Ｓは上型３
０と接触しないようにプレス下型４０の深絞り用凹部４
２内に進入することになる。

【００２７】そして、図５に示すように、プレス上下型
３０，４０が型締めされてエンジンアンダーカバー１０
が深絞り部１１を備えるように成形されるが、このと
き、サポート機構５０のシリンダ５１の収縮が完了し、
サポート片５３はプレス下型４０の深絞り用凹部４２の
底面まで後退して、このサポート片５３の表面がプレス
下型４０の型面を構成する。

【００２８】その後、図５に示す型締め状態で所定の冷
却時間を経た後、図６に示すように、プレス上型３０が
昇降用シリンダ３１の動作により上昇を始めるととも
に、サポート機構５０におけるシリンダ５１が動作し
て、突き出しピン５２が伸長して、所要形状に成形され
たエンジンアンダーカバー１０がサポート片５３により
持ち上げられ、プレス下型４０から脱型される。

【００２９】このように、本発明方法によれば、プレス
下型４０の深絞り用凹部４２に設けられたサポート機構
５０によりシート材料Ｓを弛ませた状態でセットして、
プレス上型３０の動作に追随してサポート機構５０を動
作させ、シート材料Ｓをプレス上型３０に接触すること
なく、プレス下型４０の深絞り用凹部４２内に入り込ま
せることにより、シート材料Ｓにシート切れ、あるいは
偏肉等の成形不良が発生することがなく、不良率を大幅
に低減することができ、生産性を高めることができると
いう利点がある。

【００３０】更に、成形後はエンジンアンダーカバー１
０をサポート機構５０により突き上げて成形型３０，４
０からエンジンアンダーカバー１０を円滑に取り出すよ
うにしたから、脱型操作における操作性を高めることが
できるという有利さがある。また、所望ならばサポート
機構５０による脱型操作を廃止しても良い。

【００３１】次いで、図７乃至図１１は、本発明の第２
実施形態を示すもので、図７において、成形装置２０
は、プレス上型３０とプレス下型４０とサポート機構５
０とから構成される点は第１実施形態と同様であるが、
エンジンアンダーカバー１０の造形上の変更により、深
絞り部分３３，４２の設定箇所及びサポート機構５０の
設置箇所を変更している。

【００３２】すなわち、プレス上型３０に設ける深絞り
用凸部３３は、外周部に位置しており、プレス下型４０
に設ける深絞り用凹部４２についても外周部に位置し、
各深絞り用凹部４２にそれぞれサポート機構５０を設け
ることにより、成形性を高めるとともに、特に、成形品
脱型時の安定した取り出しを配慮したことが特徴であ
る。

【００３３】この成形装置２０を使用してシート材料の
成形方法について説明すると、まず、シート材料Ｓとし
ては、第１実施形態同様、木粉を混入したポリプロピレ
ン樹脂をＴダイ押出成形機によりシート状に押出したシ
ート材料を使用し、図示しないヒーター装置により加熱
軟化処理した後、図８に示すように、プレス下型４０上
にセットするが、その際、シート材料Ｓの両側はサポー
ト機構５０のサポート片５３により支持され、シート材
料Ｓを弛ませた状態でプレス下型４０上にセットを行な
う。

【００３４】その後、図９に示すように、プレス上型３
０の下降動作に追随して、左右側のサポート機構５０が
それぞれ動作して、プレス上型３０にシート材料Ｓが接
触することなく、プレス下型４０の各深絞り用凹部４２
内にシート材料Ｓが入り込み、図１０に示すように、プ
レス上下型３０，４０の型締め時には、サポート機構５
０のサポート片５３はプレス下型４０の開口４３内に収
容され、サポート片５３は成形金型の一部として機能す
る。

【００３５】そして、プレス上下型３０，４０の型締め
状態で所定時間冷却時間を経た後、図１１に示すよう
に、プレス上型３０が昇降用シリンダ３１の動作により
上昇動作を開始すると同時に、両側のサポート機構５０
のシリンダ５１も動作して、突き出しピン５２が伸長し
て、サポート片５３に支持された形でエンジンアンダー
カバー１０が上方に持ち上げられる。

【００３６】この第２実施形態においても、シート材料
Ｓのシート切れ、偏肉等の成形不良が確実に防止でき、
成形性を高めることができるとともに、特に、サポート
機構５０を下型４０の外周部に配設して、エンジンアン
ダーカバー１０の両側をサポート機構５０により保持し
た状態で突き上げるため、下型４０からエンジンアンダ
ーカバー１０を取り出しやすく、第１実施形態に比べ脱
型操作における操作性を更に向上させることができる。

【００３７】以上説明した第１実施形態並びに第２実施
形態は、木粉を混入したポリプロピレン樹脂からなるシ
ート材料Ｓを成形してエンジンアンダーカバー１０を製
作する実施形態に適用したが、シート材料Ｓの素材とし
ては、例えば、ポリエチレン樹脂に故紙、炭カル等を混
入して、抄造法によりシート材料を形成しても良く、ま
た、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂にタルク、
炭カル等の無機フィラーを混入したものをＴダイ押出成
形機によりシート状に押し出しても良い。

【００３８】そして、適用対象としては、エンジンアン
ダーカバー１０の他に、トランクルーム内の各種トリム
部品、例えばトランクサイドトリム、あるいは車室内に
設けられる内装部品の基材など、深絞り部分を有する複
合樹脂成形品（樹脂成形品）であれば有効に適用でき、
適用範囲が広いものとなる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、シ
ート材料を所要形状に深絞り成形するシート材料の成形
方法並びに成形装置であって、プレス下型の深絞り用凹
部内にサポート機構を配設し、シート材料をプレス型内
にセットする際、サポート機構によりシート材料を弛ん
だ状態でセットしておき、上型の下降動作に追随してサ
ポート機構を動作させ、シート材料が上型と接触するこ
とがないようにプレス下型内に入り込ませ、プレス型締
め時にはサポート機構はプレス下型の型面の一部を構成
するように成形することにより、従来深絞り部分におい
て生じていたシート切れや偏肉等の成形不良を確実に防
止でき、不良率を大幅に低減し、成形性を高めることが
できるという効果を有する。

【００４０】更に、本発明によれば、シート材料を所要
形状に深絞り成形した後、上型の上昇とともにサポート
機構の突き出しピンを上昇させ、プレス下型から成形品
を突き上げることにより、成形品の取り出しを容易なも
のにしたため、脱型操作における操作性を高めることが
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を使用して成形したエンジンアンダ
ーカバーの構成を示す断面図である。

【図２】本発明に係る成形装置の第１実施形態の構成を
示す断面図である。

【図３】本発明方法の第１実施形態を示すもので、シー
ト材料のセット工程を示す説明図である。

【図４】本発明方法の第１実施形態を示すもので、プレ
ス上型の動作途中の状態を示す説明図である。

【図５】本発明方法の第１実施形態を示すもので、プレ
ス成形工程を示す説明図である。

【図６】本発明方法の第１実施形態を示すもので、プレ
ス成形後の脱型工程を示す説明図である。

【図７】本発明に係る成形装置の第２実施形態の構成を
示す断面図である。

【図８】本発明方法の第２実施形態を示すもので、シー
ト材料のセット工程を示す説明図である。

【図９】本発明方法の第２実施形態を示すもので、プレ
ス上型の動作途中の状態を示す説明図である。

【図１０】本発明方法の第２実施形態を示すもので、プ
レス成形工程を示す説明図である。

【図１１】本発明方法の第２実施形態を示すもので、プ
レス成形後の脱型工程を示す説明図である。

【図１２】従来のプレス成形装置の構成を示す概要図で
ある。

【図１３】従来のプレス成形装置を使用した成形工程を
示す説明図である。

【符号の説明】

１０ エンジンアンダーカバー １１ 深絞り部 １２ フランジ ２０ プレス成形装置 ３０ プレス上型 ３１ 昇降用シリンダ ３２ 冷却用配管 ３３ 深絞り用凸部 ４０ プレス下型 ４１ 冷却用配管 ４２ 深絞り用凹部 ４３ 開口 ５０ サポート機構 ５１ シリンダ ５２ 突き上げピン ５３ サポート片 Ｓ シート材料

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 深絞り部（３３，４２）を有するプレス
   型（３０，４０）内に、加熱軟化処理したシート材料
   （Ｓ）をセットした後、プレス型（３０，４０）を型締
   めすることにより、所要形状にシート材料（Ｓ）を深絞
   り成形するシート材料の成形方法において、 プレス下型（４０）の深絞り部（４２）に設けたサポー
   ト機構（５０）によりシート材料（Ｓ）を深絞り部（４
   ２）において余裕をもたせてプレス下型（４０）にセッ
   トした後、プレス上型（３０）の下降動作に追随してサ
   ポート機構（５０）を下降操作して、シート材料（Ｓ）
   とプレス上型（３０）との接触を回避させつつ、シート
   材料（Ｓ）を深絞り部（４２）に追従させてプレス成形
   を行なうことを特徴とするシート材料の成形方法。
2. 【請求項２】 プレス下型（４０）の外周部に深絞り部
   （４２）並びにサポート機構（５０）が設けられてお
   り、プレス成形後の成形体（１０）を上記サポート機構
   （５０）のプレス下型（４０）から突き上げ、脱型する
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート材料の成形方
   法。
3. 【請求項３】 加熱軟化処理したシート材料（Ｓ）を所
   望形状に成形するシート材料の成形装置であって、深絞
   り用凸部（３３）を有し、所定ストローク上下動を行な
   うプレス上型（３０）と、上記深絞り用凸部（３３）と
   対応する深絞り用凹部（４２）を有するプレス下型（４
   ０）と、上記深絞り用凹部（４２）内に設けられるサポ
   ート機構（５０）とから構成され、サポート機構（５
   ０）は、深絞り用凹部（４２）の底面に開設した開口
   （４３）を通じて深絞り用凹部（４２）内に臨み、上下
   動可能な突き出しピン（５２）と、該突き出しピン（５
   ２）を上下動作させるシリンダ（５１）と、突き出しピ
   ン（５２）の先端に取り付けられ、シート材料（Ｓ）を
   保持するとともに、突き出しピン（５２）の下降時に
   は、深絞り用凹部（４２）の開口（４３）内に嵌まり込
   み、プレス下型（４０）の型面を構成するサポート片
   （５３）とを備えていることを特徴とするシート材料の
   成形装置。