JP4744739B2 - リブ付成形品の成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、真空成形によりリブ付成形品を得るための有利な成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
真空成形により深絞り成形するとき、凹型として構成された真空型と、これに嵌合するプレス型としての凸型を組み合わせることは公知である(例えば、特公平7−45197号参照)。このとき凹型の成形面に予め置かれた別体の取付金具の一部に穴を開けておき、この穴へ成形時に成形素材の一部を入り込ませることにより一体化させることも公知である(特開平3−193430号)。さらに、凹型の一部をスライドさせることにより、成形素材の一部をリブ状の突起である環状の脚部を連続一体に成形することも公知である(登録実用新案第3015876号)。
【0003】
【発明の解決しようとする課題】
ところでリブ付成形品を真空成形するには、上記登録実用新案のような真空型を設ける必要があるが、このようにすると複雑で高価な真空型を製作しなければならない。そのうえこのような真空型をもってしても、リブが成形素材と連続一体のものでありかつ環状に限定されるから、成形可能なリブの形状や大きさが限定され、種々な用途の成形品に対して、その性質によって要求される任意の大きさや形状さらには素材等が異なるリブを自由度高く設けることはできない。
【0004】
また、上記特開平3−193430号のようにすれば複雑な真空型を必要としないが、このような方法による取付金具と成形素材の結合は、取付金具の穴へ入り込んだ成形素材の断面積に比例するものであり、成形品の用途によっては実用上十分な結合強度を得られない場合がある。また、取付金具の取付部が露出してしまうことも外観上の改善を求められる点である。そこで本願発明は真空成形を利用したリブ付成形品の製法においてより自由度が高いリブを一体化できる有利な成形方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係るリブ付成形品の成形方法は、加熱軟化された熱可塑性の成形素材を真空型の成形面へ真空吸引するとともに、予め成形面側へ配置されたリブの一部を成形素材へ埋設一体化させるリブ付成形品の成形方法において、
前記真空型は成形面を有する凹型と、この凹型の凹部内へ嵌合する凸型を備え、
前記凹型に前記成形面から肉厚内へ向かって彫り込んだリブ用保持溝を設け、
このリブ用保持溝内へ予め所定形状に形成されたリブを嵌合保持させ、
このリブの成形面側一端部を成形面からアンダーカット状に突出するアンカー部とし、前記凹型のアンカー部周囲に前記成形素材の一部が入り込む空間を設け、かつ前記リブ用保持溝の前記アンカー部側端部に前記成形素材の一部が前記アンカー部周囲へ密着する隆起部を形成するための拡大凹部を設け、
前記凹型と凸型の間に前記成形素材を配置し、この成形素材を前記凸型で前記凹型内へ押し込むと同時に、前記凹型の成形面側及び前記リブ用保持溝内を真空吸引することにより前記アンカー部周囲へ前記成形素材を密着させ、
前記アンカー部周囲の空間に前記成形素材の一部を入り込ませてアンカー部を前記成形素材へ埋設一体化させ、前記アンカー部を前記成形素材に対してアンダーカット状をなして結合させ、かつ拡大凹部により前記成形素材の一部を前記隆起部として前記アンカー部周囲へ密着させるとともに、
前記隆起部を前記成形素材の一面側に突出形成し、この隆起部の周囲部分である裏側一般面に対応する表側一般面から前記アンカー部及び前記成形素材の一部を突出させないように真空成形することを特徴とする。
ここでアンダーカット状とはアンカー部のうち成形素材の肉厚中央側となる部分の幅が成形面側部分よりも幅広をなす形状をいう。
【0007】
また、前記リブ付成形品を椀形容器とし、その底部に突出形成される脚部を前記リブとすることもできる。さらには前記リブ付製品を車両用部品とし、前記リブを成形素材と材料及び/又は着色等を異にする異材とすることもできる。
【0008】
【発明の効果】
予め所定形状に形成されたリブを、真空型に設けられているリブ用保持溝内へ嵌合保持させ、その一端を成形面から突出させてアンカー部とした状態で、加熱軟化された熱可塑性の成形素材を真空型の成形面へ真空吸引すると、成形素材は真空型の成形面へ密着されて所定形状に真空成形される。
【0009】
このとき、アンカー部の周囲に成形素材の一部が入り込む空間を設けたので、この空間へ軟化しかつ吸引された成形素材の一部が入り込むため、アンカー部の周囲を軟化した成形素材の一部が覆うことになり、この状態で成形素材を冷却すると成形素材が収縮し、同時にアンカー部周囲を覆っている部分も収縮してアンカー部と密着する。その結果、アンカー部は成形素材の肉厚内へ強固に埋設一体化されることになり、その後離型して必要な処理を施せば所期のリブ付成形品が得られる。
【0010】
したがってこの成形方法によれば、リブを成形素材と別に形成でき、かつその材料、形状並びに大きさ等が限定されないので、種々な用途の成形品に対してその性質によって要求されるリブを自由度高く設けることができ、かつ複雑で高価な真空型の使用を不要にできる。そのうえ、リブはアンカー部のほぼ全体が成形素材中に埋設一体化することにより結合するから、実用上十分な結合強度を得ることができ、かつ取付部であるアンカー部が露出しないから外観上も優れたものになる。
【0011】
また、真空型を予めリブ用保持溝が設けられた凹型とし、この凹型の凹部内へプレス型として構成された凸型により加熱軟化された熱可塑性の成形素材を押し込むと同時に凹型の成形面側を真空吸引することにより、より深絞り成形が可能となるとともに、アンカー部へ成形素材を強く押しつけることができるので、アンカー部を成形素材の肉厚内へ確実に埋設させることができる。
【0012】
さらに、アンカー部を前記成形素材に対してアンダーカット状をなして結合させることにより、より強固な結合が可能になる。また、リブ用保持溝内を真空吸引することによりアンカー部の周囲へ成形素材を吸引密着させることができる。
【0013】
さらに、リブ付成形品を椀形容器とし、その底部に上記方法によるリブを設ければ、このリブを椀形容器の脚部にすることができ、しかも脚部の突出高さや形状等について自由度を高くできる。また、リブ付製品を車両用部品とし、リブを成形素材と材料や着色等を異にする異材とすれば、用途に応じた自由度の高いリブ付成形品を得ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて椀形容器の成形に関する第1実施例を説明する。図1は本実施例によって得られた椀形容器を示し、図2はその成形前の工程を示す図、図3は成形中の工程を示す図、図4は脚部の結合部を示す参考例の拡大断面図である。
【0015】
まず図1において、本実施例に係る椀形容器1は、椀状の本体部2とその底部3の周囲へ一体化された環状の脚部4を備える。本体部2は断熱性を考慮して樹脂発泡体からなり、例えばポリプロピレンのようなポリオレフィン類等を用いる。但し、この材料は発泡体に限定されず、また前記以外の各種熱可塑性樹脂を適宜用いることができる。
【0016】
脚部4は本願発明におけるリブの一具体例であり、本体部2を手に持ったとき内容物の熱が伝わりにくくするための断熱突起として機能する。したがってその突出高さ、形状、構成材料等が使用目的に応じて適宜選択され、本体部2と同一の発泡材料又はこれと異なる発泡又は非発泡樹脂等の異材を使用できる。
【0017】
図2及び図3はこの椀形容器1の成形方法を示す。成形型は真空型として構成された固定側である凹型5と、プレス型として構成された可動側である凸型6からなり、両型の間に椀形容器の本体部となるシート状の成形素材7を加熱軟化状態で配置して凸型6により凹型5内へ押し込み、同時に凹型5内を真空吸引することにより真空成形するようになっている。
【0018】
凹型5の凹部内面は成形面8をなし、ここに達して開口する真空通路9が肉厚を貫通して多数設けられ、それぞれの凹型外部の開口は図示しない真空ポンプへ接続され、凹型5の凹所へ凸型6を嵌合して型合わせしたとき両型間に形成される成形空間10(図2)内を凹型5の成形面8側から真空吸引して所定の減圧レベルにするようになっている。
【0019】
さらに、成形面8のうち椀形容器の底部を成形する部分である底部成形部11は略円形の平坦部をなし、この外周部に成形面8側から肉厚内へ彫り込まれたリブ用保持溝12が環状に形成されている。このリブ用保持溝12は図の上方へ向かって次第に幅が狭くなるテーパー状断面に形成される。
【0020】
図示断面におけるリブ用保持溝12の長手方向は離型方向又は型の開閉方向Z(図3)と略平行している。このリブ用保持溝12のうち間口の広い側は成形面8へ開口し、かつ幅が狭くなる先端部は真空通路13へ連通している。真空通路13は同9と同様のものである。
【0021】
このリブ用保持溝12内には、予め環状に形成された脚部4が嵌合される。脚部4はリブ用保持溝12の断面形状と対応する略テーパー状の断面をなし、リブ用保持溝12内へ嵌合し、自重では落下しない程度の摩擦力で保持されるように、脚部4及びリブ用保持溝12の各断面寸法が予め設定されている。但し、脚部4は全体がリブ用保持溝12の内面へ密着せず、一部が真空通路13と成形空間10を連通する連通路をなすように脚部4又はリブ用保持溝12のいずれか又は双方に間隙を設ける。
【0022】
さらに、脚部4はリブ用保持溝12へ嵌合されたとき、その成形面8側の端部が成形空間10内へ寸法aだけ突出するように設定され、この突出部がアンカー部14をなす。アンカー部14は底部成形面11から突出しているため、その周囲は成形空間10へ通じる空間をなし、ここに成形素材7の一部が真空成形時に入り込むようになっている。アンカー部14の突出量aは成形素材7における収縮率等を考慮して決定される。また、アンカー部14はアンダーカット状をなしている。すなわち成形素材7の肉厚内へ埋設される突出端側の幅が成形面8側部分よりも幅広をなす形状となっている。
【0023】
そこで、凹型5と凸型6を型締めして、成形素材7を凸型6で押し込みつつ凹型5の成形面8側を真空吸引すれば、図3に示すように、成形素材7が成形面8へ真空吸引されて密着することにより本体部2の形状に成形され、このとき同時に脚部4が一体化される。
【0024】
図4は脚部4が一体化する部分を拡大して示す参考図であり、Aは真空成形により成形素材7の一部がアンカー部14周囲へ入り込んで密着した直後の状態である。但し、成形素材7が未収縮であって最終的な本体部2及び底部3になる前の状態である。このときアンカー部4が成形素材7の肉厚中へ寸法aだけ押し込まれた状態となり、その周囲を成形素材7の軟化した部分が囲み、かつこの囲む部分はリブ用保持溝12を通して真空通路13から真空吸引されることによりアンカー部14の周囲へ密着するように吸引される。
【0025】
この段階では成形素材7によるアンカー部14の周囲に対する密着は十分ではない。特に、図示のようにアンカー部14が略台形の断面をなしてアンダーカット状に成形素材7の肉厚内へ入り込む場合は、リブ用保持溝12から真空吸引してもまだ十分には密着できない。
【0026】
しかし、真空吸引後に型開きして成形素材7を冷却すると、成形素材7は全体が収縮するので、図4のBに示すように、アンカー部14の周囲を残して肉厚が薄くなる。アンカー部14の周囲は、収縮後の成形素材7であって凹型5の底部11によって形成される底部3の裏側表面で局部的な凹凸が形成されていない平均的な面である裏側一般面3bから寸法bなる下方突出量を有する隆起部15として残るが、この部分も収縮によりアンカー部14の周囲へ密着する。この参考例における裏側一般面3bは、底部3の裏側表面のうち隆起部15の周囲部分となる。
【0027】
このため、アンカー部14が成形素材7へ埋設一体化されることになり、成形素材7と強固に結合する。しかも、本実施例ではアンカー部14が、底部3の表側一般面3aと裏側一般面3b間の平均肉厚t中へアンダーカット状に埋設されるからさらに結合が強力になる。なお、寸法aは成形素材7の収縮寸法bを考慮してほぼ同じくする等適宜に設定される。また平均肉厚tとは局部的な凹凸を除く部分の平均的な肉厚をいう。
【0028】
その後、脚部4が一体化して所定形状に成形された成形素材7を離型し、成形素材7の余分な部分をカットする等の仕上げ処理を施せば、図1に示すように環状の脚部4が底部3から一体に突出して断熱突起となる椀形容器1が得られる。
【0029】
このような成形方法によれば、当初は脚部4を本体部2と別に形成でき、かつその材料、形状並びに大きさ等が限定されないので、椀形容器1の用途に応じてその要求を充足するように自由度高く設けることができ、かつ複雑で高価な真空型の使用を不要にできる。
【0030】
そのうえ、脚部4はアンカー部14全体が成形素材7中に埋設一体化することにより結合するから、実用上十分な結合強度を得ることができる。また取付部であるアンカー部14が露出しないから外観上も優れたものになる。しかも、凸型6を併用することにより、アンカー部14の周囲へ成形素材7を強く押しつけるので、アンカー部14と成形素材7との結合を確実かつ強力にできる。
【0031】
なお、アンカー部14は必ずしも平均肉厚t中へ埋設されない。すなわち、このような参考例の変形例でありかつ本願発明の第1実施例をなすものとして示す図5のAは図4のBに対応するものであり、この例ではアンカー部14の端部が裏側一般面3bよりも寸法cだけ図の下側へずれており、平均肉厚tの外に位置し、隆起部15によって形成される厚肉部16の中に埋設される。
【0032】
このような埋設構造は、図5のBに示す型構造によって可能になる。すなわち、リブ用保持溝12の一端部を拡大凹部17として凹型5の底部成形面11に臨ませて形成し、この拡大凹部17内にアンカー部14を配置し、その周囲と拡大凹部17の壁面との間に間隙を設け、この間隙を成形空間10と連通させる。この間隙は成形素材の一部が入り込むためのアンカー部周囲に形成される空間をなす。なお、リブ用保持溝12と脚部4との間隙は誇張して示してある。
【0033】
図5のBにおいて、アンカー部14の端部は底部成形面11よりも寸法dだけ拡大凹部17内へ下がっており、かつ拡大凹部17の下端よりも寸法eだけ上方へ突出している。また本例の拡大凹部17は上端部を面取りして上方へ拡開する断面テーパー状の斜面をなすようにしたものである。
【0034】
この凹型5を用いて図2〜4で説明したと同様にプレス成形を併用した真空成形を行えば、拡大凹部17に相当する部分が図5のAに示すように厚肉部16となり、ここの平均肉厚tよりも外側部分にアンカー部14が埋設されるので、脚部4と底部3との結合をより強力にできる。特に平均肉厚tが薄い場合に有効な結合構造となる。また、拡大凹部17は面取りによって容易に形成できる。
【0035】
図6は拡大凹部をさらに別の構造にした第1実施例の変形例に関する図5と同様の図である。この例では、図6のAに示すようにアンカー部14を埋設する厚肉部16が、裏側一般面3bよりも寸法c+fだけ図の下側へ突出する段部形状に形成されている。この厚肉部16は、裏側一般面3bよりも図の下方へ一段低くなった段部表面3cを有し、この段部表面3cと裏側一般面3bの間に形成される。
【0036】
厚肉部16内にはアンカー部14が位置し、その上端は寸法cだけ裏側一般面3bより下方へずれ、かつ寸法fだけ段部表面3cよりも上方にずれており、平均肉厚tの外方(下方)となっている。厚肉部16の肉厚は平均肉厚tと同等以上もしくはそれ未満のいずれでもよい。
【0037】
図6のBは図6のAに示す構造を成形するための型構造であり、リブ用保持溝12の一端部は成形空間10へ向かって開放された拡大凹部17の平坦な底部18へ開口する。底部18はリブ用保持溝12の一端開口面積よりも広く、かつ凹型5における底部成形面11の一般面よりも寸法gだけ凹型5の肉厚内へ一段深く彫り込まれたものであり、脚部14をリブ用保持溝12へ嵌合したとき、アンカー部14が寸法hだけ底部18より図の上方へ突出している。この寸法g、hは、それぞれ成形素材の収縮後における寸法c、f(図6のA)を考慮して決定される。
【0038】
この凹型5を用いても上記と同様に成形すれば、アンカー部14が段部表面3cから突出してその周囲に成形素材の入り込む空間を形成するので、図6のAに示すように厚肉部16を平均肉厚tよりも外側部分に形成し、ここにアンカー部14を埋設一体化させることができる。このとき厚肉部16のボリュームを十分に大きくできるので、脚部4と底部3との結合をより一層強力にできる。
【0039】
なお、図5及び6のような金型の成形面を彫り込むことによりボリュームの大きな厚肉部16を形成する構造は、必ずしもアンカー部14の端部を平均肉厚tの外方に位置させることを要求するものではない。すなわち図5及び6のような厚肉部16を形成するとともに、アンカー部14の端部を図4のように平均肉厚tの内部へ位置させてもよい。
【0040】
また、脚部4は必ずしも環状でなくてもよく、周方向へ適当間隔で円弧状等をなして独立する突起として形成したものや、中空等である程度の厚みがあるテーブル状の上げ底部材でもよい。図7は脚部4を放射状にした第1実施例に係るさらに別の変形例を示す。図7のA、Bはそれぞれ脚部4を底部3の下方から示した図であり、このうちAは底部3の中心から周方向等間隔に放射状リブ19を配置して、これらの放射状リブ19全体で脚部4を構成するものである。
【0041】
この場合、放射状リブ19を予め別体にて形成し、これをこれまでに述べたと同様な方法で一体化すればよい。このような放射状リブ19により脚部4を構成すると、底部3に水が付着したとき、環状リブの場合のよりも水切りが良好になる。、
【0042】
図7のBは、上記放射状リブ19と環状リブ4aを併用した変形例であり、環状リブ4aの外周部に短い放射状リブ19を等間隔に配置することにより、これらのリブ全体として脚部4を構成する。このようにすると環状リブ4aと放射状リブ19が相互に補強し合うので、脚部4を強化できる。なお、放射状リブ19と環状リブ4aは別体でも一体でもよく、かつ環状リブ4aを放射状リブ19よりも一段低くして段差を設けても(本例)、このような段差を設けずに同じ高さにしてもよい。
【0043】
次に、リブ付成形品を車両用部とした第2実施例を説明する。図8は本実施例によって得られた車両用部品の一例であるリヤフェンダを示し、図9は図8のX矢示方向図、図10はこのリヤフェンダ後部に関する一部切り欠き側面図である。
【0044】
このリヤフェンダ20は、ポリプロピレン等の適当な熱可塑性樹脂からなり、これらの図からは明らかではないけれども、全体が自動2輪車における後輪の上方を前後方向へ覆うよう側面視略アーチ状をなしており、図示の部分は全体のうちの後部に相当する部分である。この後部の非外観面となる車体内側へ向く面には上下方向に延びるリブ21が一体に設けられている。
【0045】
このリブ21は、図10に示すように、リヤフェンダ20の本体部22に対して別体で形成されたものがアンカー部24にて一体化されたものであり、その突出方向は離型方向Zと略平行である。このリブ21を一体化して本体部22を成形する方法は第1実施例と同様であるから説明を省略する。
【0046】
また、リブ21は本体部22と材料や着色等が異なる異材として構成され、例えば、適当な金属製とすることができる。このようにリブ21を異材にすれば、車両用部品として用途に応じて要求される強度などの種々な性能等をリブ21によって充足させることができる。但し、必ずしも異材である必要はなく、本体部22と同一材料でもよい。
【0047】
しかも、射出成形等の他の従来方法によってこのようなリヤフェンダを成形した場合は、樹脂の流れや熱歪み等によってリブの形成に制約を生じることがあるところ、本実施例によればこのような制約が少なく自由度の高いものになる。また本実施例における車両用部品としてはリヤフェンダ20に限らず、各種の車体パネルなどリブを有する種々な成形品に適用できる。
【0048】
なお、本願発明は上記各実施例に限定されず発明の原理内において種々に変更や応用が可能である。例えば、リブ付成形品として、日用雑貨品、家具、自動車部品、家電関係等樹脂製品全般に広く利用できる。また、成形品は深絞りされたものではなく、比較的平板状のものでもよく、この場合には凸型を省略して凹型の真空成形のみでも成形可能である。但し、凸型を併用すればアンカー部と成形素材の結合を強力にできる点に変わりはない。またリブの材料としてもその用途に応じて、樹脂、金属、紙、ガラス、陶器並びに木や繊維等の天然材料等を適宜選択使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例に係る椀形容器の縦断面図
【図2】 上記椀形容器を成形する工程図
【図3】 同上
【図4】 脚部の一体化を説明するための参考拡大断面図
【図5】 第1実施例に係る脚部の拡大断面図
【図6】 第1実施例に係る脚部の変形例を示す拡大断面図
【図7】 第1実施例に係る脚部のさらに別の変形例を椀形容器の底面側から示す図
【図8】 第2実施例に係るリヤフェンダの後部を示す斜視図
【図9】 図8のX矢示図
【図10】 上記リヤフェンダ後部の一部切り欠き側面図
【符号の説明】
1:椀形容器、2:本体部、4:脚部(リブ)、5:凹型(真空型)、6:凸型(プレス型)、7:成形素材、8:成形面、11:底部成形面、12:リブ用保持溝、13:真空通路、14:アンカー部、15:隆起部、16:厚肉部、17:拡大凹部、19:放射状リブ、20:リヤフェンダ、21:リブ、22:本体部
Claims (5)
- 加熱軟化された熱可塑性の成形素材を真空型の成形面へ真空吸引することにより所定形状に真空成形するとともに、予め成形面側へ配置されたリブの一部を成形素材へ埋設一体化させるリブ付成形品の成形方法において、
前記真空型は成形面(8)を有する凹型(5)と、この凹型(5)の凹部内へ嵌合する凸型(6)を備え、
前記凹型(5)に前記成形面(8)から肉厚内へ向かって彫り込んだリブ用保持溝(12)を設け、
このリブ用保持溝(12)内へ予め所定形状に形成されたリブ(4)を嵌合保持させ、
このリブ(4)の成形面側一端部を成形面(8)からアンダーカット状に突出するアンカー部(14)とし、
前記凹型(5)のアンカー部周囲に前記成形素材(7)の一部が入り込む空間を設け、かつ前記リブ用保持溝(12)の前記アンカー部側端部に前記成形素材(7)の一部が前記アンカー部周囲へ密着する隆起部(15)を形成するための拡大凹部(17)を設け、
前記凹型(5)と凸型(6)の間に前記成形素材(7)を配置し、この成形素材(7)を前記凸型(6)で前記凹型(5)内へ押し込むと同時に、前記凹型(5)の成形面(8)側及び前記リブ用保持溝(12)内を真空吸引することにより前記アンカー部(14)周囲へ前記成形素材(7)を密着させ、
前記アンカー部周囲の空間に前記成形素材(7)の一部を入り込ませてアンカー部(14)を前記成形素材(7)へ埋設一体化させ、前記アンカー部(14)を前記成形素材(7)に対してアンダーカット状をなして結合させ、かつ拡大凹部(17)により前記成形素材(7)の一部を前記隆起部(15)として前記アンカー部(14)周囲へ密着させるとともに、
前記隆起部(15)を前記成形素材(7)の一面側に突出形成し、この隆起部(15)の周囲部分である裏側一般面(3b)に対応する表側一般面(3a)から前記アンカー部(14)及び前記成形素材(7)の一部を突出させないように真空成形することを特徴とするリブ付成形品の成形方法。 - 前記アンカー部(14)は、前記表側一般面(3a)と裏側一般面(3b)間の肉厚(t)の外側に位置する前記隆起部(15)によって形成される厚肉部(16)の中に埋設されることを特徴とする請求項1に記載したリブ付成形品の成形方法。
- 前記裏側一般面(3b)から段部形状をなして肉厚が増大する部分を備え、この段部形状の表面である段部表面(3c)と前記裏側一般面(3b)の間に前記厚肉部(16)が形成されることを特徴とする請求項2に記載したリブ付成形品の成形方法。
- 前記リブ付成形品が椀形容器であって、その底部(3)に突出形成される脚部(4)が前記リブであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載したリブ付成形品の成形方法。
- 前記リブ付製品が車両用部品(20)であり、前記リブ(21)が成形素材(7)と材料及び/又は着色を異にする異材であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載したリブ付成形品の成形方法。
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