JP5608669B2 - 金型を閉じた状態で実行される折り曲げ工程を含む熱成形部品の製造方法、及びこの方法を適用するための金型 - Google Patents

Description

本発明は、熱成形部品を製造するための方法であって、
下側金型半部と上側金型半部とを備える金型を用意するステップと、
熱可塑性材料からなる加熱されたシートを、前記下側金型半部上に供給するステップと、
前記シートを変形させるようにして、前記上側金型半部を前記下側金型半部に結合させ、前記シートを、完全な固化が達成されるまで前記金型の内部で冷却するステップと、
前記冷却中に、前記シートを該シートの少なくとも１つのエッジ部に沿って切断し、この切断工程によって、前記下側および上側金型半部の一方に設けられた当接面に当接するように前記シートの前記エッジ部の折り曲げを生じさせるステップと、
該変形後のシートの固化が達成されると、前記上側金型半部を前記下側金型半部から取り外すステップと、を含む方法に関する。

この種の方法は、例えば、自動車のドアの内張りパネルの製造に使用されている。この分野において、熱可塑性材料のシート（必要であれば、被膜と組み合わせられる）が、材料が軟化するまで加熱され、次いで熱成形用の金型に配置される。このようにして、金型がシートを成形し、シートが、金型の冷たい壁に接触して冷却され固化する。固化が完了すると、熱成形された部品を取り出すことができるよう、金型が開かれる。

金型内での冷却中に、切り落としの目的で、シートのエッジ部のうちの少なくとも１つに沿って、シートに切断（せん断）工程を加えることができる。この切断工程は、通常は、シートのエッジ部が金型に設けられた当接面に当接するまで９０°未満の特定の角度だけ折り曲げられるようにして実行される。

条件によっては、エッジ部を折り重ねる必要があるかもしれず、換言すると、９０°を超える角度（理論的な最大角度は、１８０°である）にて折り返す必要があるかもしれない。この折り返し工程は、従来は、シートの成形の後で、金型を開いて実行される。この目的のため、金型内での切断工程において曲げられたエッジ部は、このエッジ部の曲げを所望の折り曲げが得られるまで再開できるように、再び加熱される。製造ラインにおいて、折り曲げ工程のために、熱成形場所とは別の専用の場所が必要である。

これに鑑み、本発明は、熱成形されたシートを製造するための方法および金型であって、専用の折り曲げ場所の必要性をなくすことによって製造プロセスを簡単化することができる方法および金型を提供することを提案する。

したがって、本発明の対象は、冒頭で定義した種類の方法であって、
金型内でのシートの冷却中かつ切断工程の後に、折り返し工程が実行され、
該折り返し工程は、
前記当接面をシートのエッジ部から離間するように移動させるステップと、
前記下側および上側金型半部の他方に設けられたシートを支持するための支持面に向かって前記エッジ部の折り曲げを再開させるように、前記エッジ部を機械的に処理するステップと、を含む方法である。

本発明に係る方法において、前記当接面がシートのエッジ部から離間するように移動されるという事実は、該エッジ部に、所望の点までの折り曲げを再開できるように、正しい側からアクセスできることを意味する。この折り曲げは、金型の内部に支持面を設け、エッジ部を折り曲げる際にシートに加わる応力に対抗してシートをしっかりと保持することによって可能になる。

本発明の別の対象は、熱可塑性材料からなる加熱されたシートを変形させるために、互いに結合されるように構成された第１及び第２の金型半部を備え、前記第１の金型半部に、金型が閉じられた状態にあるときに前記シートを該シートの少なくとも１つのエッジ部に沿って切断するための制御可能な切断手段が設けられ、該切断手段は、さらに、前記第２の金型半部に設けられた当接面に当接するように前記シートの前記エッジ部を折り曲げるように構成されている、熱成形部品を製造するための金型であって、
前記第２の金型半部に設置された折り返し手段であり、金型が閉じられた状態にあるときに、前記第１の金型半部に設けられた前記シートの支持面に向かって前記シートの前記エッジ部の折り曲げを再開させるように、前記シートの前記エッジ部を機械的に処理するように制御可能な折り返し手段と、
前記当接面を支持するように構成された前記第２の金型半部の可動部であり、前記シートの前記エッジ部に前記当接面を提供する切断位置と、前記第１の金型半部に設けられた前記シートの前記支持面に向かって前記シートの前記エッジ部の折り曲げを再開させることができるように、前記シートの前記エッジ部から離間するように移動する折り曲げ位置とに配置され得るように制御可能な可動部と、をさらに備える金型である。

前記折り曲げは、金型の内部で、すなわち熱成形工程の最中に実行されるため、もはや製造ライン上にこの折り曲げのための専用の場所を設ける必要がない。

これらの目的および利点ならびに他の目的および利点は、添付の図面を参照して提示される本発明の実施の形態のいくつかの例についての以下の詳細な説明によって、さらに明らかになるであろう。

本発明による熱成形部品の製造方法の金型を閉じる工程を概略的に示している。 シートを成形する工程を概略的に示している。 シートのエッジ部において周縁部を切断する工程を概略的に示している。 エッジ部を金型の当接面から解放する工程を概略的に示している。 シートのエッジ部を折り返す工程を概略的に示している。 金型を開く工程を概略的に示している。

次に、図面を参照して、熱成形部品の製造方法を説明する。図は、この種の方法の適用に合わせて構成された金型の細部を、断面図にて示している。この金型は、全体が符号１によって指し示されている下側金型半部と、全体が符号２によって指し示されている上側金型半部とを備えている。該金型半部１，２は、予め加熱されて柔らかくなった熱可塑性材料のシートＬを変形させるために、互いに結合され得る。このシートＬは、例えば仕上げの目的のために、被膜に組み合わせられ得る。

図示の例では、上側金型半部２に、さらに詳しくは後述される切断手段１０が設けられる一方で、下側金型半部１には、やはりさらに詳しくは後述される折り返し手段２０と可動部３０とが設けられる。しかしながら、この構成は必須でなく、例えば、前記切断手段を前記下側金型半部に設けたり、前記折り返し手段と前記可動部とを前記上側金型半部に設けたりしてもよい。

図１を参照すると、加熱され、これにより柔らかくなったシートＬは、最初に下側金型半部１に配置され、必要であれば、外観を改善するために被膜が重ねられる。次いで、上側金型半部２が下側金型半部１に結合させられ、金型が閉じられる。図１において、符号Ａ１は、成型の軸を定める上側金型半部２の閉鎖の方向を示している。

図２を参照すると、金型の閉鎖によって、シートＬの所望の形状への変形が生じる。金型は、形状を保持するために（成形を完了するために）シートＬをある程度冷やすことができるように、閉じた状態に保たれる。

図３を参照すると、シートは、冷却中に、切断手段１０によって少なくとも１つのエッジ部Ｅに沿って切断（せん断）される。図示の例では、これらの切断手段１０は、上側金型半部２に取り付けられた可動のスライダ１１を備え、該スライダには、シートＬのエッジ部Ｅに対して前進（矢印Ａ２）させられる切断刃１２が設けられている。図示の例において、下側金型半部１は、当接面１ｓを提供するように形成されている。さらに、スライダ１１と切断刃１２とは、切断工程によって、下側金型半部１に設けられた当接面１ｓに当接するようなシートＬのエッジ部Ｗの折り曲げも生じるように構成されている。結果として、エッジ部Ｅは、エッジ部Ｅに隣接するシートの部位に対して９０°未満の特定の角度だけ折り曲げられて、当接面１ｓに当接する。このようにして、シートＬのエッジ部Ｅは、成形の軸に対する切り落としを形成する。切断と折り曲げとが完了したとき、スライダ１１は、図１に示されている位置へ引き戻される。

図４及び５を参照すると、本発明によれば、折り返し工程は、金型内でのシートＬの冷却中かつ切断工程の後に実行される。折り返し工程は、当接面１ｓをシートＬのエッジ部Ｅから離間するように移動させる図４に示されている工程と、実際の折り返しを実行する図５に示されている工程とを含む。

図４を参照すると、当接面１ｓをシートＬのエッジ部Ｅから離間するように移動させる工程は、当接面１ｓを支持している下側金型半部１の可動部３０によって実行される。この工程において、可動部３０は、シートの折り返しという次の工程を実行できるように、当接面１ｓがシートＬのエッジ部Ｅから充分な距離へ移動した折り返し位置に達する。例えば、この可動部は、例えば図４に示す移動システムを採用することによって、可動キャリッジ３２の形態にて形成されることができ、該可動キャリッジは、該可動キャリッジが走行する垂直方向に移動可能な斜面３１の形態をした支持部材を備える。支持部材３１を矢印Ａ４の方向に下降させることで、可動キャリッジ３２は、矢印Ａ３の方向に遠ざかる。この移動は、シートＬのエッジ部Ｅによって形成された切り落とし部分から下側金型半部１の可動部３０の部品を解放するために充分に広い範囲である。

図４に示した状態に達すると、上側金型半部２に設けられたシートＬの支持面２ｓに向かうエッジ部Ｅの折り曲げを再開させるようにして、エッジ部Ｅに対して機械的な動作が実行される。この動作は、折り返し手段２０によって実行される。図示の例では、これらの折り返し手段２０は、シートＬのエッジ部Ｅに向かって矢印Ａ５の方向に前進する垂直方向に可動なスライダを備えている。このスライダは、所望の折り曲げを生じさせるように形作られた先端部を有している。最終的な曲がりは、９０°よりも大きく、理論的には１８０°にもなることができる。次いで、スライダは、図４に示されている元の位置へと引き戻される。

図６を参照すると、冷却工程が完了したときに金型が開かれ、仕上がった部品を取り出すことができる。部品を取り出した後で、図４に示されている通りに引き戻された可動部３０は、（シートＬのエッジ部Ｅの折り曲げおよび切断に必要な当接面が可動部３０によって再びもたらされるように）矢印Ａ６及びＡ７によって示される通りに図１〜３に示されている元の位置へと戻される。

当然ながら、当接面１ｓがシートＬのエッジ部Ｅから離間するように移動されるという事実は、このエッジ部に、所望の点までの折り曲げを再開できるように、折り返し手段２０を適用することによって正しい側からアクセスできることを意味する。この折り曲げは、金型の内部に支持面２ｓを設け、エッジ部Ｅを折り曲げる際にシートＬに加わる応力に対抗してシートＬをしっかりと保持することによって可能にされる。折り曲げが金型の内部で、すなわち熱成形工程中に実行されるため、もはや製造ライン上にこの折り曲げのための専用の場所を設ける必要がない。

本明細書において説明した実施の形態を、本発明の実施の形態の例として考えるべきであり、本発明を、当業者にとって妥当であると思われる多数の考えられる変種に従って、形態および部品の位置ならびに構成および動作の詳細に関して変更できることを、理解すべきである。より具体的には、動作の角度および可動部品の構成が、部品および実行すべき折り曲げの形状に依存する。

Claims (2)

1. 下側金型半部（１）と上側金型半部（２）とを備える金型を用意するステップと、
   熱可塑性材料からなる加熱されたシート（Ｌ）を、前記下側金型半部上に供給するステップと、
   前記シートを変形させるようにして前記上側金型半部を前記下側金型半部に結合させ、前記金型の内部で、前記シートを、完全な固化が達成されるまで冷却するステップと、
   前記冷却中に、前記シートの少なくとも１つのエッジ部（Ｅ）を、該エッジ部に対して傾斜するように前記下側および上側金型半部の一方に設けられた当接面（１ｓ）に当接するように押し込みながら、前記シートを前記エッジ部（Ｅ）に沿って切断し、該切断工程によって、前記エッジ部（Ｅ）と該エッジ部に隣接するシート部分との境界部に沿って前記シートを折り曲げるステップと、
   前記変形後のシートの固化が達成されると、前記上側金型半部を前記下側金型半部から取り外すステップと、を含む熱成形部品の製造方法であって、
   前記金型の内部での前記シートの冷却中において、前記切断工程に続いて、折り返し工程が実行され、
   該折り返し工程は、
   前記当接面を前記シートの前記エッジ部から離間するように移動させるステップと、
   前記下側および上側金型半部の他方に設けられた、前記シートを支持するための支持面（２ｓ）に向かって前記エッジ部を押し込むことで、前記境界部に沿った前記シートの折り曲げを再開するステップと、を含むことを特徴とする方法。
2. 熱可塑性材料からなる加熱されたシート（Ｌ）を変形させるために、互いに結合されるように構成された第１の金型半部（２）と第２の金型半部（１）とを備え、前記第１の金型半部に、金型が閉じられた状態にあるときに前記シートを該シートの少なくとも１つのエッジ部（Ｅ）に沿って切断するための制御可能な切断手段（１０）が設けられ、該切断手段は、さらに、前記エッジ部に対して傾斜するように前記第２の金型半部に設けられた当接面（１ｓ）に当接するように前記エッジ部を押し込みながら切断を行うことで、該エッジ部と該エッジ部に隣接するシート部分との境界部に沿って前記シートを折り曲げるように構成されている、熱成形部品を製造するための金型であって、
   前記第２の金型半部に設置された折り返し手段（２０）であり、金型が閉じられた状態にあるときに、前記第１の金型半部に設けられた前記シートの支持面（２ｓ）に向かって前記シートの前記エッジ部を押し込むことで、前記境界部に沿った前記シートの折り曲げを再開させるように、前記シートの前記エッジ部を機械的に処理するように制御可能な折り返し手段（２０）と、
   前記当接面を支持するように構成された前記第２の金型半部の可動部（３０）であり、前記シートの前記エッジ部に前記当接面を提供する切断位置と、前記境界部に沿った前記シートの折り曲げを再開させることができるように、前記シートの前記エッジ部から離間するように移動する折り返し位置とに配置され得るように制御可能な可動部（３０）と、をさらに備えることを特徴とする金型。

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