JP3782005B2

JP3782005B2 - 中空体の真空成形方法及び真空成形装置

Info

Publication number: JP3782005B2
Application number: JP2001367981A
Authority: JP
Inventors: 哲夫近藤
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: JP2003165153A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂シートを真空成形型に被せ該成形型から空気を吸引して、この熱可塑性樹脂シートを成形型の形状に成形する真空成形方法及び真空成型装置に係り、特に、成形品の余剰部分となるブリッジがシート吸着時に形成される深絞りの成形に適用して好適な真空成形方法及び真空成型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、筒状プラスチック成形品、即ちプラスチック中空成形品を成形する方法は一般的にブロー成形法が採用されている。この成形法は、例えば図６に示すように、押出機から押出されたパリソンＰを、型開き状態の型７，７内に導入し、この型７，７を閉じた後、パリソンＰ内に圧力空気を吹き込み、パリソンＰをキャビティに沿わせて成形し、例えば図７に示すような中空部分３，３を有する成型品を成形する方法である。プラスチックの材質としては殆どの材質のものをブロ−成形に用いることができる。また、通常、パリソンは熱軟化したソリッド状態として押出機から押出されるが、発泡材等の作用により発泡状態として押出され、発泡プラスチック中空成形品として成形されることもある。ただし、発泡により形成される気泡の大きさ等の制御は難しく、特に均一で小さな気泡を有する発泡プラスチック中空成形品をブロー成形法により得ることは至難の業だった。更に、その板厚を薄くすることにも限度があった。
【０００３】
一方、自動車の車室内の空調に用いられるダクト類においては、近年断熱性と軽量性を求められる傾向が高まりつつあり、その両性能を有するＰＰ（ポリプロピレン）等のプラスチック発泡シートを用いて真空成形により発泡プラスチック中空成形品であるダクトを採用されるようになってきた。この成形方法は、予め成形された均一で比較的小さな気泡を有するＰＰ発泡シートを加工するもので、ブロー成形では難しかった成形が可能となったものである。シートを用いた成形法としては大別すると二種類があり、中空成形品の半体に相当する成形品を二つ成形し接着や熱融着等により一体化する方法と、二枚のシートを用いいわゆる真空圧空成形により型内で一体化しつつ成形する方法がある。
【０００４】
上記のプラスチック発泡シートを用いる従来の真空成形法における、中空成形品の半体に相当する成形品を二つ成形し接着や熱融着等により一体化する方法においては、従来型の真空成形の比較的簡便な装置により実施し得るものであるが、二つの半体を一体化するために多くの工数を取られる難点があり、二枚のシートを用いるいわゆる真空圧空成形により型内で一体化しつつ成形する方法においては、一体化等に関わる工数は取られないものの専用の比較的大掛かりな真空圧空成形装置が必要である難点を有する。
【０００５】
一方、図５に示すように二つに筒状部３，３（中空部分）を有する成形品１を成形する場合、筒状部３，３の軸を基体２から立てた状態に配置した真空成形型に対して、加熱軟化した一枚のプラスチックシートを上から覆い真空成形すれば、二つの半体成形品を一体化する工数もかからず、専用の装置も必要とせず成形品１が得られる。
しかし、上記のように縦方向からプラスチックシートを覆う深絞りの成形をする場合、プラスチックシートの全部が成形品の成形に用いられることはなく、少なからぬ余剰部分が発生し、その余剰部分も真空引きされることにより、いわゆるブリッジが発生し成形品の一部にその合わせ部が形成されてしまう。しかも、ブリッジの発生現象は、その発生位置が必ずしも一定しない。半体成形品を一体化した成形品において、あたかも半体の合わせ部の形状が一定せず、合わせ位置が一定しないことと同様である。ブリッジによる合わせ部が一定しない場合は、合わせ部を境にして絞り度合いが大きいほうの板厚は薄くなり、その反対側では厚くなる、という不具合が起こる。また、成形後のトリミングに関して言えば、合わせ部等の位置が一定しないことで冶具の作製または機械化が難しくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を考慮し、簡単な構造の真空成形型を用いて通常の真空成形機で成形することができ、しかも、シートの貼り合わせ部（ブリッジ）が常に定位置にできるようにして、成形品肉厚の不安定化を回避して品質の安定を図り得るようにし、さらに、トリミングなどの機械化を容易にする中空体の真空成形方法および真空成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、熱可塑性樹脂シートを真空成形し開口部を有する中空体の成形において、中空体の開口部形成部を下方に向けた真空成形型の外方に、シート同士が合接して板状体となるブリッジのブリッジ発生位置制御部を離間して設け、加熱軟化した熱可塑性樹脂シートをそのブリッジ発生位置制御部の上から被せ、真空成形によりブリッジ発生位置制御部と真空成形型との間に二枚のシートが合接した板状部を形成し、所要幅の板状部を残し、他を切り離して成形品を得ることを特徴とする。
【０００８】
この発明では、真空成形型に対してブリッジ発生位置制御部を、真空成形型の上方側に離間して配置することにより、加熱軟化した熱可塑性樹脂シートを被せたとき、このブリッジ発生位置制御部が、該熱可塑性樹脂シートを折れ曲げるだけでなく、シート吸着時に形成されるブリッジのでき始めの位置を強制的に規定するので、そのブリッジ発生位置制御部が位置した箇所からブリッジができることになり、結果的にブリッジの位置が一定に制御されることになる。従って、このブリッジを後から切除する際の作業がやりやすくなる。また、ブリッジのできる位置が安定化することから、シート吸着時において吸着されるシートの伸び量が全体的に平均化され、成形品肉厚の不安定化の要因が排除される。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の中空体の真空成形方法であって、ブリッジ発生位置制御部が真空成形型により形成される中空体の仮想軸芯で形成される面上または面に沿った位置に設けられたことを特徴とする。
【００１０】
この発明では、シートを真空成形型の上に供給したときに、ブリッジ発生位置制御部が該成形型の突出部分となる中空体の仮想軸芯で形成される面上または面に沿った位置に設けられていることで、シートの折れ曲がる位置にブリッジを形成させることができ、真空成形型が複雑な形状を有する深しぼり真空成形であっても、シートの供給が楽に行える。また、ブリッジ発生位置制御部は、真空金型の突出部分を覆う位置に設けるので、真空成形型の形状に左右されずに簡単に配設することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、熱可塑性樹脂シートを真空成形し開口部を有する中空体を成形する真空成形装置であって、真空引きを可能とするシール部を有する台と、その台に載置される真空成形型と、その台上の真空成形型の一端と離間した位置と真空成形型の他端と離間した位置とを結び、かつ全体が真空成形型と離間したブリッジ発生位置制御部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
この発明は、ブリッジ発生位置制御部が、真空成形型を囲むような位置に離間して配置されていることにより、加熱軟化した熱可塑性樹脂シートを被せたとき、このブリッジ発生位置制御部が、該熱可塑性樹脂シートを折れ曲げることができ、且つシート吸着時に形成されるブリッジのでき始めの位置を強制的に規定することができる。したがって、シート吸着時には、ブリッジ発生位置制御部が位置した箇所からブリッジができ始め、このブリッジの形成位置が所定個所に制御されることになる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３において、ブリッジ発生位置制御部が棒状体からなることを特徴とする。
この発明では、ブリッジ発生位置制御部が棒状体から構成されているので、真空成形型の形状に対応して配設し易く、複雑な形状の成形型の場合であっても、加熱軟化させたシートを真空成形型に被せたときに、ブリッジの出来る位置に容易に対応できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、図１は、本発明の実施形態における真空成形装置の斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図であり、図３は、図１の成形型にシートを被せようとしている状態を示す斜視図である。また、図４の（ａ）は図３の状態から真空成形した状態を示す斜視図であり、図４の（ｂ）は（ａ）図のＩＶｂ−ＩＶｂ矢視断面図である。
【００１５】
本実施形態の真空成形装置１００は、真空引きを可能とする周知のシール部（図示せず）を有する台３６と、その台３６に載置された真空成形型３０と、その台３６上の真空成形型３０の一端と離間した位置と真空成形型３０の他端と離間した位置とを結び、かつ全体が真空成形型３０と離間したブリッジ発生位置制御部である棒状体３５とを有している。すなわち、真空成形装置１００は、２つの柱体３３、３３の上を跨ぐように架け渡された棒状体３５を備えている。
【００１６】
本実施形態によって製造する対象品は、図５に示す成形品１と同じものであり、真空成形型３０は、基体２（図５参照）を成形するための基体成形部３２と、筒状部３（図５参照）を成形するため２つの柱体３３、３３とを有する。２つの柱体３３、３３は、それぞれが仮想軸芯を有して基体成形部３２の外方へ大きく突出した突出部分であり、凹所３４を間に挟んで、基体成形部３２の両端に上向きに斜め外を向けて突設されている。
【００１７】
基体成形部３２及び柱体３３は外表面を成形面とするものであり、周知の如く成形面には、図示しないが多数の孔が形成されており、この孔が内部の吸引通路に連通された構成となっている。図４の（ｂ）にその一部の吸引通路４１を示す。
この棒状体３５は、成形品の余剰部分となるブリッジの形成し始めの位置を規定するブリッジ発生位置制御部としての役割を果たすものである。この棒状体３５は、その両端３５ａが、柱体３３、３３の基部レベルまで湾曲して延ばされて、真空成形型３０を載置した台３６上に固定されることにより、図２に示すように、柱体３３、３３から浮いた状態で定位置に支持されている。
なお、棒状体３５の位置は、柱体３３、３３の断面幅（図４のｂに示す幅Ｗ）の中間に設定されている。
【００１８】
また、柱体３３、３３の上端には、インサート部材である枠材３８が取り付けられている。この枠材３８は、成形品の筒状部の開口周縁の強度アップのために設けられたもので、成形品に残るものである。
【００１９】
次に、この真空成形装置１００を用いて実施する真空成形方法について説明する。
まず、図３に示すように、棒状体３５の上方から加熱軟化させたシートＳを被せる。このことにより、真空成形型３０の２つの柱体３３、３３の並ぶ仮想面の両側に、柱体３３、３３を挟むようにシートＳをセットする。即ち、真空成形型３０に上方からフレキシブルな状態になったシートＳを被せることで、シートＳを、棒状体３５の上端を峰として両側に自然垂下させ、それにより２つの柱体３３、３３の並ぶ仮想面の両側にシートＳをセットする。
【００２０】
次いで、各柱体３３、３３及び基体成形部３２の内部より、図示しない吸引系により真空吸引することにより、図４の（ａ）に示すように、シートＳを柱体３３、３３及び基体成形部３２の成形面に吸引密着させる。また、このとき、シートＳの余剰部分を、棒状体３５に巻き付かせるように、言い換えると挟むように両側から互いに貼り付かせる。そして、その状態でシートＳを冷却硬化させる。なお、図４においては、ブリッジＢ２が横方向に張り出すように形成されているが、シートＳの軟化条件によっては、ブリッジＢ２が現れない場合もある。
このようにすることにより、ブリッジＢ１、Ｂ２を棒状体３５により決められた位置で形成しながら、成形面の形状に合致する２つの筒状部３、３を有する深しぼり成形品を得ることができる。
【００２１】
このように棒状体３５が、成形時のブリッジＢ１、Ｂ２のでき始める位置を強制的に決めるので、ブリッジＢ１、Ｂ２の位置を一定に制御することができる。また、ブリッジＢ１、Ｂ２のできる位置が筒状部３の断面幅の中間に設定されるので、両側のシートＳの伸び量を等しくすることができ、成形品肉厚の安定を図ることができる。
【００２２】
成形完了後は、成形品を真空成形型３０から脱型させる。その際、カッターによって、棒状体３５と基体成形部３２および柱体３３とを切り離し，基体２の下面開口より真空成形型３０を取り出す。真空成形型３０は分割可能な複数のセグメントで構成してあり、例えば、図２の符号４０で示す位置で分割しながら取り出す。その後は、不要部分であるブリッジＢ１、Ｂ２や端部ＳＥを切除して、図５に示すような成形品１を得る。このブリッジＢ１、Ｂ２のトリミング作業のときは、所要幅の板状部（成形品として品質や強度が保てる程度の幅にシートが重なった部分）を残して切除する。
なお、ブリッジＢ１、Ｂ２の形成される位置は、棒状体３５によってブリッジでき始め位置が制御されることで安定するので、ブリッジを後から切除する際の作業がやりやすくなる。特に機械化により自動で成形品として最終トリミングをするようにした場合はメリットが大きい。
【００２３】
この深しぼり真空成形方法では、２つの柱体３３、３３の並ぶ仮想面の両側にシートＳを配置して、真空成形型３０の内部より真空吸引するだけで、特別な貼り合わせ作業を行うことなく、２つの筒状部３３、３３（突出部分）を有する深しぼり成形品を得ることができるので、通常の真空成形機に棒状体３５を設けた簡単な構成で良く、簡単に低コストに製品を製造することができる。
【００２４】
また、この方法では、加熱軟化させたシートＳを真空成形型３０の上から被せることにより、自然にシートＳを深しぼり真空成形に適する所定位置に配置するようにしているので、シートＳの供給が楽に行える。
【００２５】
なお、上記実施形態では、加熱軟化させたシートＳを上方から真空成形型３０に被せるようにしているが、横方向（図３に示す向きとは、棒状体３５にシートが垂れ下がる面に沿って９０度回転した方向）からＵ字状に曲げてシートＳを真空成形型３０の両側にセットすることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、真空成形型に離間して設けられたブリッジ発生位置制御部を基準にしてシートを配置し、真空成形型の内部より真空吸引するだけで、特別な貼り合わせ作業を行うことなく、深しぼり成形品を得ることができるようにしているので、簡単に低コストに製品を製造することができる。また、真空成形型に設けたブリッジ発生位置制御部が、成形時のブリッジの形成し始める位置を強制的に決めるようにしているので、ブリッジの位置が一定になるように制御することができ、以って成形品の肉厚のばらつきを防止した高品質な成形品を提供できるだけでなく、ブリッジを切除する際の作業性の向上が図れる。また、本発明の方法では、ブリッジの形成し始めの位置をブリッジ発生位置制御部で規定してやるだけであるから、例えば、真空成形型の上に棒状体を架け渡す等の簡易な手段を講じるだけで、安価に成形品の品質向上に貢献することができる真空成形方法を提供できる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、シートを真空成形型の上に供給したときに、ブリッジ発生位置制御部が該成形型の突出部分となる中空体の仮想軸芯で形成される面上または面に沿った位置に設けられていることで、シートの折れ曲がる位置にブリッジを形成させることができ、真空成形型が複雑な形状を有する深しぼり真空成形であっても、シートの供給が楽に行える。また、ブリッジ発生位置制御部は、真空金型の突出部分を覆う位置に設けるので、真空成形型の形状に左右されずに簡単に配設することができる生産性のよい真空成形方法を提供することができる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、ブリッジ発生位置制御部が、真空成形型の中空体を囲むような位置に離間して配置されていることにより、加熱軟化した熱可塑性樹脂シートを被せたとき、このブリッジ発生位置制御部が、該熱可塑性樹脂シートを折れ曲げることができ、且つシート吸着時に形成されるブリッジのでき始めの位置を強制的に規定することができる。したがって、シート吸着時には、ブリッジ発生位置制御部が位置した箇所からブリッジができ始め、このブリッジの形成位置が所定個所に制御できる真空成形装置を提供することができる。
【００２９】
請求項４の発明によれば、ブリッジ発生位置制御部が棒状体から構成されているので、真空成形型の形状に対応して配設し易く、複雑な形状の成形型の場合であっても、加熱軟化させたシートを真空成形型に被せたときに、ブリッジの出来る位置を気にすることなくシートの供給が容易に行える真空成形装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の真空成形装置の斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】図１の真空成形型にシートを被せようとしている状態を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は図３の状態から真空成形した状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）図のＩＶｂ−ＩＶｂ矢視断面図である。
【図５】成形品の１例を示す斜視図である。
【図６】従来の真空成形方法の1例を示す説明図である。
【図７】従来の真空成形方法の1例を示す説明図である。
【符号の説明】
１成形品
３筒状部
３０真空成形型
３３柱体（突出部分）
３５棒状体（ブリッジ発生位置制御部）
１００真空成形装置
Ｂ１，Ｂ２ブリッジ
Ｓシート

Claims

熱可塑性樹脂シートを真空成形し開口部を有する中空体の成形において、前記中空体の開口部形成部を下方に向けた真空成形型の外方に、シート同士が合接して板状体となるブリッジのブリッジ発生位置制御部を離間して設け、加熱軟化した前記熱可塑性樹脂シートを前記ブリッジ発生位置制御部の上から被せ、真空成形により前記ブリッジ発生位置制御部と前記真空成形型との間に二枚のシートが合接した板状部を形成し、所要幅の板状部を残し他を切り離して成形品を得ることを特徴とする開口部を有する中空体の成形方法。
請求項１において、前記ブリッジ発生位置制御部が前記真空成形型により形成される前記中空体の仮想軸芯で形成される面上または面に沿った位置に設けられたことを特徴とする開口部を有する中空体の真空成形方法。
熱可塑性樹脂シートを真空成形し開口部を有する中空体を成形する真空成形装置であって、真空引きを可能とするシール部を有する台と、前記台に載置される真空成形型と、前記台上の前記真空成形型の一端と離間した位置と前記真空成形型の他端と離間した位置とを結び、かつ全体が前記真空成形型と離間したブリッジ発生位置制御部と、を有することを特徴とする真空成形装置。
請求項３において、前記ブリッジ発生位置制御部が棒状体からなることを特徴とする真空成形装置。