JP3731857B2 - シート材料の成形方法並びに成形装置 - Google Patents

Description

【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を上昇位置に位置させ、このサポート機構にシート材料を載置することにより、プレス下型にシート材料を弛ませた状態でセットした後、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１０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４２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５１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５２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５０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３０と接触しないようにプレス下型４０の深絞り用凹部４２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１０をサポート機構５０により突き上げて成形型３０，４０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５０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３０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５０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)

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）を上昇位置に位置させ、このサポート機構（５０）にシート材料（Ｓ）を載置することにより、プレス下型（４０）にシート材料（Ｓ）を弛ませた状態でセットした後、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. 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. 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（４０）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（５０）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（５２）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。

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