JP5184238B2 - スタンピング成形方法及びスタンピング成形型 - Google Patents

Description

本発明は、加熱軟化させて流動性を持たせた繊維強化樹脂シート等の被加工物をスタンピング成形する方法、並びに、そのスタンピング成形方法に使用するスタンピング成形型に関するものである。

従来、加熱軟化させて流動性を持たせた繊維強化樹脂シートからバッテリートレイ等をスタンピング成形する場合、図３や図４に示すようにシェアエッジ構造の成形型を用いることが一般的である。このスタンピング成形においては、まず図３（ａ）や図４（ａ）に示すように上型２を下型１に対し開いた型開き状態Ｐで被加工物９（単数枚の繊維強化樹脂シートまたは複数枚の繊維強化樹脂シートの積層体）を下型１に載置し、次に図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）や図４（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すように上型２を下型１に向けて接近させて型閉めする際に上型２と下型１との間のシェアエッジ部２１を互いに摺動させて上型２と下型１との間の成形室１２を密閉しながらその成形室１２内の被加工物９を加圧することによりこの成形室１２内で被加工物９とその被加工物９の外周のシェアエッジ部２１との間で残る流動室１３へ被加工物９を充填させて型閉め状態Ｑでスタンピング成形品２０を製造する。

前述したシェアエッジ構造の成形型では、上型２と下型１との間のパーティング部をシェアエッジ部２１により封鎖することにより、被加工物９が流動室１３へ充填される際にそのパーティング部から流出してスタンピング成形品２０に生じるバリを防止することができる。

しかし、型閉め毎に摺動して磨耗し易いシェアエッジ部２１には、被加工物９の流動圧差に伴いシェアエッジ部２１に生じる偏圧によりさらに磨耗して微小隙間が生じ易くなり、その微小隙間で発生する被加工物９のバリにより微小隙間がさらに拡大し、シェアエッジ部２１の摺動距離が短いことと相俟って成形型の偏心に大きな影響を及ぼしてバリの発生の原因になっていた。このような問題点を防止するために、シェアエッジ部２１には非常に高度な加工精度を必要とするとともに高硬度で高価な鋼材を必要としていた。

本発明は、従来のシェアエッジ部を採用しないスタンピング成形方法及びスタンピング成形型を提供することにより、スタンピング成形品に生じるバリを防止することを目的としている。

後記実施形態の図面（図１に示す第１実施形態、図２に示す第２実施形態）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかるスタンピング成形方法においては、加圧型３とその加圧型３の外周に配設した支持型４とを備えた上型２と、加熱軟化させて流動性を持たせた繊維強化樹脂等からなる被加工物９を載置する下型１とを互いに開いた型開き状態Ｐから、その上型２を下型１に向けて相対接近させて型閉めする際、まず、下型１上の被加工物９の外周で下型１に上型２の支持型４をそれらの間の封鎖面１０，１１で直接密着させ、次に、上型２の加圧型３をこの支持型４に対しそれらの間の案内面７，８で下型１に向けて相対摺動させて上型２と下型１との間で封鎖形成された成形室１２内の被加工物９をこの加圧型３により加圧することにより、この成形室１２内で被加工物９とその被加工物９の外周の封鎖面１０，１１との間で残る流動室１３へ被加工物９を充填させてスタンピング成形品２０を製造し、前記上型２の支持型４の封鎖面１１で流動室１３に露出する端縁１４と前記下型１の封鎖面１０で流動室１３に露出する端縁１７とをこのスタンピング成形品２０自体の形態面に直接密着させる。

請求項１の発明では、型閉めする際に支持型４の封鎖面１１と下型１の封鎖面１０とを互いに直接密着させて支持型４と下型１とを互いに一体的に支持して安定させた状態で加圧型３を支持型４に対し案内面７，８で相対摺動させて被加工物９を加圧型３により加圧するので、スタンピング成形型を大型化することなく支持型４に対する加圧型３の摺動距離を長くすることが可能となり、被加工物９の流動圧差に伴い偏圧が生じても案内面７，８の磨耗を抑えるとともに加圧型３の偏心を防止して案内面７，８に微小隙間が生じにくくなり、バリの発生を防止する。このように有効な支持型４の案内機能で必要な支持型４と下型１との接触支持部分を封鎖面１０，１１により互いに直接密着させているので、封鎖形成された成形室１２内の流動室１３で支持型４と下型１との間の封鎖面１０，１１における端縁１４，１７から被加工物９が入り込むことなく、それらの端縁１４，１７がスタンピング成形品２０自体の形態面に直接密着してバリの発生を防止する。

請求項２の発明にかかるスタンピング成形型は、下記のように構成されている。
加圧型３とその加圧型３の外周に配設した支持型４とをそれらの間の案内面７，８で相対摺動可能に設けた上型２と、加熱軟化させて流動性を持たせた繊維強化樹脂等からなる被加工物９を載置し得る下型１とを備えている。この上型２の支持型４と下型１との間には、上型２と下型１とを互いに開いた型開き状態Ｐからその上型２を下型１に向けて相対接近させて型閉めする際、下型１上の被加工物９の外周で直接密着する封鎖面１０，１１を形成している。この上型２の支持型４の封鎖面１１と下型１の封鎖面１０とを互いに直接密着させた状態で、上型２の加圧型３をこの支持型４に対しそれらの間の案内面７，８で下型１に向けてばね６等の緩衝手段による緩衝力に抗して相対摺動させて上型２と下型１との間で封鎖形成された成形室１２において、前記上型２の支持型４の封鎖面１１で被加工物９とその被加工物９の外周の封鎖面１１との間で残る流動室１３に露出する端縁１４と、その流動室１３を形成する支持型４の内面のうちこの封鎖面１１に隣接する内面１５の端縁１６とが、互いに一致して共通しているとともに、前記下型１の封鎖面１０で流動室１３に露出する端縁１７と、その流動室１３を形成する下型１の内面のうちこの封鎖面１０に隣接する内面１８の端縁１９とが、互いに一致して共通し、この支持型４の共通端縁１４，１６と下型１の共通端縁１７，１９とを互いに密着させている。前記成形室１２内の被加工物９を加圧型３により加圧することにより前記流動室１３へ被加工物 ９を充填させてスタンピング成形品２０を製造する。

請求項２の発明では、前述した請求項１の発明の効果と同様に、案内面７，８に微小隙間が生じにくくしてバリの発生を防止するとともに、下型１と支持型４との間の封鎖面１０，１１における共通端縁１４，１６，１７，１９から被加工物９が入り込みにくくしてバリの発生を防止するばかりでなく、それらの封鎖面１０，１１を緩衝手段６による緩衝力により円滑に接離させることができる。

請求項２の発明を前提とする請求項３の発明において、前記上型２の支持型４の封鎖面１１及び前記下型１の封鎖面１０は、それぞれ、上型２と下型１との間の開閉方向に対し直交している。請求項３の発明では、前述した請求項２の発明の効果に加え、型閉めの際にそれらの封鎖面１０，１１に付与される型閉め力はそれらの封鎖面１０，１１を互いに離す力として機能しにくくなり、封鎖面１０，１１の密着性を維持することができる。

請求項３の発明を前提とする請求項４の発明において、前記上型２で支持型４の封鎖面１１に隣接する内面１５はその支持型４の封鎖面１１に対し直交している。例えば、この支持型４の案内面８は、その支持型４の封鎖面１１に対し直交し、この内面１５に対し連続している。また、例えば、前記下型１で封鎖面１０に隣接する内面１８は、その下型１の封鎖面１０に対し直交しているか、または、前記上型２で支持型４の封鎖面１１に隣接する内面１５に対し直交している。請求項４の発明では、前述した請求項３の発明の効果に加え、成形室１２の流動室１３で生じる流動圧がそれらの封鎖面１０，１１の共通端縁１４，１６，１７，１９において支持型４を持ち上げる力として機能しにくくなり、それらの封鎖面１０，１１の密着性を維持することができる。

請求項２または請求項３または請求項４の発明を前提とする請求項５の発明において、前記流動室１３、前記支持型４の封鎖面１１及び共通端縁１４，１６、前記下型１の封鎖面１０及び共通端縁１７，１９は、それぞれ、上型２と下型１との間の開閉方向の周りで互いに連続して環状に延設されている。例えば、この支持型４の案内面８も環状に延設されている。請求項５の発明では、前述した請求項２または請求項３または請求項４の発明の効果に加え、環状の流動室１３の周りで環状の封鎖面１０，１１及び共通端縁１４，１６，１７，１９に対する被加工物９の入り込みを防止することができるとともに、下型１に直接密着した支持型４に対し加圧型３が摺動距離を確保しながらより一層安定的に被加工物９を加圧することができる。

本発明は、スタンピング成形品２０に生じるバリを防止し、ひいてはバリ取り加工を軽減して製品コストや金型メンテナンスの頻度を削減することができる。

まず、本発明の第１実施形態にかかるスタンピング成形方法及びスタンピング成形型について図１を参照して説明する。
図１（ａ）に示すように、下型１に対し上下方向へ開閉し得る上型２は、加圧型３とその加圧型３の外周に配設された支持型４とを備えている。この加圧型３の外周に等間隔角度で配設されてこの支持型４の外周に上下方向である開閉方向へ移動可能に挿嵌された支軸５には緩衝手段としてのばね６が巻装され、この加圧型３の外周で環状に形成された案内面７とこの支持型４の内周で環状に形成された案内面８とが開閉方向へ互いに摺動し得るように支持されている。この上型２が下型１に対し開いた型開き状態Ｐで下型１には加熱軟化させて流動性を持たせた単数枚の繊維強化樹脂シートまたは複数枚の繊維強化樹脂シートの積層体などの被加工物９が載置される。この被加工物９の外周で下型１の上端部には環状の封鎖面１０が形成されているとともに、この上型２の支持型４の下端部には環状の封鎖面１１がこの下型１の封鎖面１０と相対向して形成され、これらの封鎖面１０，１１は平滑面であって開閉方向に対し直交している。

この型開き状態Ｐから上型２が下型１に対し接近して型閉めされる際、まず、図１（ｂ）に示すように、支持型４が加圧型３とともに下降して支持型４の封鎖面１１が下型１の封鎖面１０に直接密着され、支持型４が下型１と一体的になる。この上型２と下型１との間で封鎖形成された成形室１２内においては、被加工物９とその被加工物９の外周の封鎖面１０，１１との間で環状の流動室１３が残る。この支持型４の封鎖面１１においてこの流動室１３に露出する環状の端縁１４と、その流動室１３を形成する支持型４の内面のうちこの封鎖面１１に隣接して前記案内面８に連続する環状の内面１５の端縁１６とが、互いに一致して共通している。この下型１の封鎖面１０においてこの流動室１３に露出する環状の端縁１７と、その流動室１３を形成する下型１の内面のうちこの封鎖面１０に隣接する環状の内面１８の端縁１９とが、互いに一致して共通している。この支持型４の共通端縁１４，１６と下型１の共通端縁１７，１９とは互いに密着し、この支持型４の封鎖面１１に隣接する内面１５と、この下型１の封鎖面１０に隣接する内面１８とは、それらの封鎖面１０，１１に対し直交している。

次に、図１（ｃ）に示すように、加圧型３が支持型４に対しそれらの間の案内面７，８で下型１に向けてばね６の弾性力（緩衝力）に抗して摺動し、上型２と下型１との間で封鎖形成された成形室１２内で被加工物９がこの加圧型３により加圧される。さらに、図１（ｄ）に示すように、この成形室１２内で被加工物９とその被加工物９の外周の封鎖面１０，１１との間で残る流動室１３へ被加工物９が充填されてスタンピング成形品２０が製造される。この型閉め状態Ｑで、このスタンピング成形品２０自体の形態面は、支持型４の封鎖面１１で流動室１３に露出する端縁１４と下型１の封鎖面１０で流動室１３に露出する端縁１７とに直接密着され、それらの端縁１４，１７から封鎖面１０，１１間に被加工物９が入り込まず、それらの封鎖面１０，１１間におけるバリの発生を防止することができる。その後、この型閉め状態Ｑから上型２が下型１に対し離間して前記型開き状態Ｐに戻る。

図２に示す第２実施形態にかかるスタンピング成形方法及びスタンピング成形型については第１実施形態と基本的構成が同様であって、第２実施形態の図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）がそれぞれ第１実施形態の図１（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に対応し、前記下型１で封鎖面１０に隣接する内面１８が前記上型２で支持型４の封鎖面１１に隣接する内面１５に対し直交している点で第１実施形態と異なる。

本実施形態は下記の効果を有する。
＊ 下型１に直接密着した支持型４に対し加圧型３が摺動距離を確保しながら安定的に被加工物９を加圧するので、加圧型３の偏心を防止して加圧型３と支持型４との間の案内面７，８におけるバリの発生を防止することができる。

＊ 下型１に対し支持型４を直接密着させるための封鎖面１０，１１における端縁１４，１７がスタンピング成形品２０自体の形態面に直接密着してバリの発生を防止することができる。

＊ 下型１に対し支持型４を直接密着させるための封鎖面１０，１１をばね６により緩衝して円滑に接離させることができる。
＊ 下型１に対し支持型４を直接密着させるための封鎖面１０，１１が上型２と下型１との間の開閉方向に対し直交するので、それらの封鎖面１０，１１を型閉め力が互いに離す力として機能しにくくなり、封鎖面１０，１１の密着性を維持することができる。

＊ 上型２の支持型４で封鎖面１１に隣接する内面１５がその封鎖面１１に対し直交しているので、流動室１３で生じる流動圧が封鎖面１０，１１の共通端縁１４，１６，１７，１９で封鎖面１０，１１を互いに離す力として機能しにくくなり、封鎖面１０，１１の密着性を維持することができる。

＊ 環状の加圧型３が環状の支持型４に対し摺動してより一層安定的に被加工物９を加圧することができる。
前記実施形態以外にも例えば下記のように構成してもよい。

・ 前記流動室１３、前記支持型４の封鎖面１１及び共通端縁１４，１６、前記下型１の封鎖面１０及び共通端縁１７，１９については、それぞれ、上型２と下型１との間の開閉方向の周りで、同一の円周角度を有する複数のものを等角度間隔で配設してもよい。

・ 前記上型２の支持型４の封鎖面１１や、この上型２の支持型４でその封鎖面１１に隣接する内面１５や、前記下型１の封鎖面１０や、この下型１でその封鎖面１０に隣接する内面１８については、上型２と下型１との間の開閉方向に対する角度を適宜変更することができる。

・ 前記緩衝手段については、ばね６に代えて、ガスクッションを採用してもよい。

（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は第１実施形態を示す概略断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は第２実施形態を示す概略断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は第１従来技術を示す概略断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は第２従来技術を示す概略断面図である。

符号の説明

１…下型、２…上型、３…上型の加圧型、４…上型の支持型、６…緩衝手段としてのばね、７…加圧型の案内面、８…支持型の案内面、９…被加工物、１０…下型の封鎖面、１１…支持型の封鎖面、１２…成形室、１３…流動室、１４…支持型の封鎖面の端縁、１５…支持型の内面、１６…支持型の内面の端縁、１７…下型の封鎖面の端縁、１８…下型の内面、１９…下型の内面の端縁、２０…スタンピング成形品、Ｐ…型開き状態、Ｑ…型閉め状態。

Claims (5)

1. 加圧型とその加圧型の外周に配設した支持型とを備えた上型と、加熱軟化させて流動性を持たせた被加工物を載置する下型とを互いに開いた型開き状態から、その上型を下型に向けて相対接近させて型閉めする際、まず、下型上の被加工物の外周で下型に上型の支持型をそれらの間の封鎖面で直接密着させ、次に、上型の加圧型をこの支持型に対しそれらの間の案内面で下型に向けて相対摺動させて上型と下型との間で封鎖形成された成形室内の被加工物をこの加圧型により加圧することにより、この成形室内で被加工物とその被加工物の外周の封鎖面との間で残る流動室へ被加工物を充填させてスタンピング成形品を製造し、前記上型の支持型の封鎖面で流動室に露出する端縁と前記下型の封鎖面で流動室に露出する端縁とをこのスタンピング成形品自体の形態面に直接密着させることを特徴とするスタンピング成形方法。
2. 加圧型とその加圧型の外周に配設した支持型とをそれらの間の案内面で相対摺動可能に設けた上型と、加熱軟化させて流動性を持たせた被加工物を載置し得る下型とを備え、
   この上型の支持型と下型との間には、上型と下型とを互いに開いた型開き状態からその上型を下型に向けて相対接近させて型閉めする際、下型上の被加工物の外周で直接密着する封鎖面を形成し、
   この上型の支持型の封鎖面と下型の封鎖面とを互いに直接密着させた状態で、上型の加圧型をこの支持型に対しそれらの間の案内面で下型に向けて緩衝手段による緩衝力に抗して相対摺動させて上型と下型との間で封鎖形成された成形室内において、前記上型の支持型の封鎖面で被加工物とその被加工物の外周の封鎖面との間で残る流動室に露出する端縁と、その流動室を形成する支持型の内面のうちこの封鎖面に隣接する内面の端縁とが、互いに一致して共通しているとともに、前記下型の封鎖面で流動室に露出する端縁と、その流動室を形成する下型の内面のうちこの封鎖面に隣接する内面の端縁とが、互いに一致して共通し、この支持型の共通端縁と下型の共通端縁とを互いに密着させ、
   前記成形室内の被加工物を加圧型により加圧することにより前記流動室へ被加工物を充填させてスタンピング成形品を製造する
   ことを特徴とするスタンピング成形型。
3. 前記上型の支持型の封鎖面及び前記下型の封鎖面は、それぞれ、上型と下型との間の開閉方向に対し直交していることを特徴とする請求項２に記載のスタンピング成形型。
4. 前記上型で支持型の封鎖面に隣接する内面はその支持型の封鎖面に対し直交していることを特徴とする請求項３に記載のスタンピング成形型。
5. 前記流動室、前記支持型の封鎖面及び共通端縁、前記下型の封鎖面及び共通端縁は、それぞれ、上型と下型との間の開閉方向周りで互いに連続して環状に延設されていることを特徴とする請求項２または請求項３または請求項４に記載のスタンピング成形型。

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