JP7335127B2

JP7335127B2 - 成形金型およびこの成形金型を用いて成形された樹脂部品

Info

Publication number: JP7335127B2
Application number: JP2019190123A
Authority: JP
Inventors: 健太郎岩瀬
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2023-08-29
Anticipated expiration: 2039-10-17
Also published as: JP2021062589A

Description

本発明は、ガラス長繊維を含む樹脂基材に対してスタンピング成形を施す成形金型およびこの成形金型を用いて成形された樹脂部品に関する。

従来、自動車には、多くの樹脂部品（内装樹脂部品、外装樹脂部品）が使用されている。このような樹脂部品の成形方法の１つとして、既に、スタンピング成形が知られている（特許文献１参照）。このスタンピング成形では、成形される樹脂部品の基となるシート状の樹脂基材に、予め、多くのガラス繊維が含まれたものが使用されている。そのため、出来上がった樹脂部品には、多くのガラス繊維が含まれている。したがって、出来上がった樹脂部品は、剛性を備えたものとなる。

特開平０２－１３７９０７号公報

しかしながら、上述したスタンピング成形において、樹脂部品にリブ等の突起を成形する場合がある。その場合、スタンピング成形の型締め工程において、成形金型の凹部（突起を成形するために成形金型に形成されている凹部）に樹脂基材の一部（溶融樹脂）を流し込む必要があった。このとき、樹脂基材１６０に含まれるガラス繊維が長繊維（ガラス長繊維１６１）の場合、この成形金型１４０の凹部１４３に樹脂基材の一部のみが流れ込むことがあった（図１０参照）。すなわち、この凹部１４３にガラス長繊維１６１が流れ込まないことがあった。そのため、出来上がった樹脂部品における突起の剛性が不足することがあった。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、ガラス長繊維を含む樹脂基材に対してスタンピング成形を施して突起を有する樹脂部品を成形する場合でも、この成形された突起の剛性が不足することがない成形金型およびこの成形金型を用いて成形された樹脂部品を提供することである。

本発明の１つの特徴によると、ガラス長繊維を含む樹脂基材に対してスタンピング成形を施す成形金型であって、一方の金型には、樹脂基材に対してスタンピング成形を施すことで成形される樹脂部品にリブを成形するための縦断面が略三角形状の凹部が形成されている。略三角形状は、スタンピング成形の型締め工程における樹脂基材の溶融樹脂の流動方向に略沿う第１辺と、第２辺と、第３辺と、から形成されている。第１辺と第２辺とによって形成される第１内角は、５０°～８０°の範囲に収まるように設定されている。第１辺と第３辺とによって形成される第２内角は、１０°～２０°の範囲に収まるように設定されている。第１内角側が第２内角側より溶融樹脂の流動方向の上流側となっている。第１辺と第２辺とによって形成される第１外角は、Ｒを成すように形成されている。第１外角の曲率半径は、１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲に収まるように設定されている。第１辺と第３辺とによって形成される第２外角は、Ｒを成すように形成されている。第２外角の曲率半径は、２ｍｍ～１０ｍｍの範囲に収まるように設定されている。第２辺と第３辺とによって形成される第３内角は、Ｒを成すように形成されている。第３内角の曲率半径は、２ｍｍ～５ｍｍの範囲に収まるように設定されている。

そのため、成形金型の凹部は、スタンピング成形の型締め工程において、溶融樹脂と共にガラス長繊維が流れ込み易い形状となっている。したがって、この凹部によって成形されるリブにもガラス長繊維が含まれる。結果として、この成形されたリブの強度が不足することがない。

本発明の他の特徴によると、第１内角は、６３°に設定されている。第２内角は、１４°に設定されている。第１外角の曲率半径は、１０ｍｍに設定されている。第２外角の曲率半径は、３ｍｍに設定されている。第３内角の曲率半径は、３ｍｍに設定されている。

第１内角、第２内角、第１外角の曲率半径、第２外角の曲率半径および第３内角の曲率半径が上述した数値であれば、特に、好適な結果を得ることができる。

また、本発明の他の特徴によると、上述した成形金型を用いて樹脂部品が成形されている。

そのため、成形された樹脂部品に形成されるリブの強度が不足することがない。

実施形態に係るスロープを適用した自動車の斜視図である。図１のスロープのうちの樹脂スロープを拡大した斜視図である。図２を裏から見た斜視図である。図３の平面図である。実施形態に係る成形金型の縦断面模式図である。図５の成形金型を用いたスタンピング成形の成形工程を説明する縦断面模式図であり、下型に基材をセットした基材セット工程を図示している。図６の次の工程（型締め工程）を図示している。図７の次の工程（型開き工程）を図示している。図８の次の工程（取出工程）を図示している。従来技術に係る成形金型を用いたスタンピング成形の成形工程を説明する縦断面模式図であり、型締め工程を図示している。

以下に、本発明を実施するための形態を、図１～９を用いて説明する。なお、以下の説明にあたって、「樹脂部品」の例として「樹脂スロープ３０」を説明する。まず、自動車１への乗降に用いられるスロープ１０と、このスロープ１０の樹脂スロープ３０をスタンピング成形によって成形する成形金型４０とを個別に説明する。

はじめに、図１～４を参照して、スロープ１０から説明する。スロープ１０は、展開状態（図１に示す状態）と谷折状態とに切り替え可能なアルミ製のアルミスロープ２０と、この展開状態のアルミスロープ２０に連結可能な樹脂スロープ３０とから構成されている。この樹脂スロープ３０は、後述するスタンピング成形によって一体的に成形されるものである。この樹脂スロープ３０の表面３１は、地面５側の端部が下りを成す傾斜面となっている（図１～２参照）。

このアルミスロープ２０に樹脂スロープ３０を連結させたスロープ１０の一端部を自動車１のスライドドア２の開放に伴う乗降部３のステップ４に引っ掛けた状態で、このスロープ１０の他端部（樹脂スロープ３０の地面５側の端部）を地面５に接地させると、このステップ４と地面５とが傾斜状に連続的に繋がる格好となる。そのため、車椅子（図示しない）による乗降をスムーズに実施できる（図１参照）。

また、この樹脂スロープ３０の裏面３２には、地面５側の縁に直交するように適宜の等間隔で複数のリブ３３が形成されている（図３～４参照）。そのため、車椅子が重量物であっても、この重量に樹脂スロープ３０が耐えることができる。スロープ１０は、このように構成されている。

次に、図５を参照して、成形金型４０を説明する。この成形金型４０は、下型４１と、この下型４１に対して型締め・型開き可能な上型４２とから対を成すように構成されている。この下型４１に樹脂基材６０（成形される樹脂スロープ３０の基となるシート状の樹脂基材）をセットする載せ面４４には、上述した複数のリブ３３を成形するための凹部４３が適宜の間隔で複数形成されている（図５参照）。

ここで、この凹部４３について詳述すると、この凹部４３は、後述するスタンピング成形の型締め工程において、溶融樹脂と共に複数のガラス長繊維６１が流れ込み易い形状となっている。そのため、この凹部４３の縦断面は、図５からも明らかなように、第１辺５０と第２辺５１と第３辺５２とから成る略三角形状を成すように形成されている。この第１辺５０は、樹脂基材６０の溶融樹脂の流動方向（図７において、矢印方向）に略沿うものである。

なお、この流動方向とは、後述するスタンピング成形の型締め工程において、加圧された樹脂基材６０が流れる方向のことである。すなわち、この流動方向とは、樹脂基材６０の中心から略半径方向のことである。この第１辺５０と第２辺５１とによって形成される第１内角Ａ１は、６３°に設定されている。また、この第１辺５０と第３辺５２とによって形成される第２内角Ａ２は、１４°に設定されている。なお、第１内角Ａ１側が第２内角Ａ２側より溶融樹脂の流動方向の上流側となっている。

また、第１辺５０と第２辺５１とによって形成される第１外角Ｂ１は、Ｒを成すように形成されており、この第１外角Ｂ１の曲率半径は、１０ｍｍに設定されている。また、第１辺５０と第３辺５２とによって形成される第２外角Ｂ２は、Ｒを成すように形成されており、この第２外角Ｂ２の曲率半径は、３ｍｍに設定されている。また、第２辺５１と第３辺５２とによって形成される第３内角Ａ３は、Ｒを成すように形成されており、この第３内角Ａ３の曲率半径は、３ｍｍに設定されている。成形金型４０は、このように構成されている。

続いて、図５～９を参照して、上述した成形金型４０を用いて樹脂スロープ３０をスタンピング成形によって成形する成形工程を説明する。まず、図５に示す状態から、下型４１の載せ面４４に樹脂基材６０をセットする作業（基材セット工程）を行う（図６参照）。なお、この樹脂基材６０は、図６からも明らかなように、複数のガラス長繊維６１が含まれている。

この樹脂基材６０として、例えば、三菱ケミカルアドバンスドマテリアルズコンポジット株式会社製のＧＭＴ（ガラスマット強化熱可塑性プラスチック）が使用されている。また、この樹脂基材６０は、下型４１の載せ面４４にセットされる前に、予め、加熱された状態となっている。そのため、この下型４１の載せ面４４に樹脂基材６０がセットされた状態では、このセットされた樹脂基材６０の表面は、溶融した状態（溶融樹脂）となっている。

次に、図６に示す状態から、上型４２を型締めする作業（型締め工程）を行う（図７参照）。すると、この下型４１の載せ面４４の凹部４３に溶融樹脂と共に複数のガラス長繊維６１が流れ込む。この流れ込んだ溶融樹脂が後述する冷却固化された後の樹脂スロープ３０のリブ３３となる。そのため、この樹脂スロープ３０の一般部だけでなくリブ３３にも複数のガラス長繊維６１が含まれる。次に、この樹脂基材６０を冷却固化させる作業（冷却固化工程）を行う。これにより、樹脂基材６０から樹脂スロープ３０が成形される。

次に、図７に示す状態から、上型４２を型開きする作業（型開き工程）を行う（図８参照）。最後に、図８に示す状態から、樹脂スロープ３０を取り出す作業（取出工程）を行う（図９参照）。樹脂スロープ３０は、このようにして成形されている。このようにして成形された樹脂スロープ３０の一般部の厚みは、例えば、６ｍｍに設定されている。また、この樹脂スロープ３０のリブ３３の高さは、例えば、７．５ｍｍに設定されている。また、この樹脂スロープ３０のリブ３３の厚みは、例えば、５．１ｍｍに設定されている。

本発明の実施形態に係る成形金型４０は、上述したように構成されている。この構成によれば、成形金型４０の下型４１における樹脂基材６０の載せ面４４には、複数のリブ３３を成形するための凹部４３が適宜の間隔で複数形成されている。この凹部４３の縦断面は、第１辺５０と第２辺５１と第３辺５２とから成る略三角形状を成すように形成されている。この第１辺５０は、樹脂基材６０の溶融樹脂の流動方向に略沿うものである。この第１辺５０と第２辺５１とによって形成される第１内角Ａ１は、６３°に設定されている。また、この第１辺５０と第３辺５２とによって形成される第２内角Ａ２は、１４°に設定されている。なお、第１内角Ａ１側が第２内角Ａ２側より溶融樹脂の流動方向の上流側となっている。また、第１辺５０と第２辺５１とによって形成される第１外角Ｂ１は、Ｒを成すように形成されており、この第１外角Ｂ１の曲率半径は、１０ｍｍに設定されている。また、第１辺５０と第３辺５２とによって形成される第２外角Ｂ２は、Ｒを成すように形成されており、この第２外角Ｂ２の曲率半径は、３ｍｍに設定されている。また、第２辺５１と第３辺５２とによって形成される第３内角Ａ３は、Ｒを成すように形成されており、この第３内角Ａ３の曲率半径は、３ｍｍに設定されている。そのため、この凹部４３は、スタンピング成形の型締め工程において、溶融樹脂と共に複数のガラス長繊維６１が流れ込み易い形状となっている。したがって、この凹部４３によって成形されるリブ３３にも複数のガラス長繊維６１が含まれる。結果として、この成形されたリブ３３の強度が不足することがない。なお、第１内角Ａ１、第２内角Ａ２、第１外角Ｂ１の曲率半径、第２外角Ｂ２の曲率半径および第３内角Ａ３の曲率半径が上述した数値であれば、特に、好適な結果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。すなわち、実施形態で説明した各種の数値は、これに限定されるものでなく、発明の要旨が変更しない範囲で他の数値でも構わない。例えば、第１内角Ａ１は、５０°～８０°の範囲に収まるように設定されていればよい。また、第２内角Ａ２は、１０°～２０°の範囲に収まるように設定されていればよい。また、第１外角Ｂ１の曲率半径は、１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲に収まるように設定されていればよい。また、第２外角Ｂ２の曲率半径は、２ｍｍ～１０ｍｍの範囲に収まるように設定されていればよい。また、第３内角Ａ３の曲率半径は、２ｍｍ～５ｍｍの範囲に収まるように設定されていればよい。

また、凹部４３は、下型４１でなく上型４２に形成されていても構わない。もちろん、凹部４３は、下型４１と上型４２との両方に形成されていても構わない。また、樹脂部品は、樹脂スロープ３０に限定されることなく、自動車の内装樹脂部品、外装樹脂部品（例えば、バッテリーキャリア等）であっても構わない。

３０樹脂スロープ（樹脂部品）
４０成形金型
４１下型（一方の金型）
５０第１辺
５１第２辺
５２第３辺
６０樹脂基材
６１ガラス長繊維
Ａ１第１内角
Ａ２第２内角
Ａ３第３内角
Ｂ１第１外角
Ｂ２第２外角

Claims

ガラス長繊維を含む樹脂基材に対してスタンピング成形を施す成形金型であって、
一方の金型には、樹脂基材に対してスタンピング成形を施すことで成形される樹脂部品にリブを成形するための縦断面が略三角形状の凹部が形成されており、
略三角形状は、リブを成形するための凹部の深さ方向と直交した方向に略沿う第１辺と、第２辺と、第３辺と、から形成されており、
第１辺と第２辺とによって形成される第１内角は、５０°～８０°の範囲に収まるように設定されており、
第１辺と第３辺とによって形成される第２内角は、１０°～２０°の範囲に収まるように設定されており、
第１内角側が第２内角側より溶融樹脂の流動方向の上流側となっており、
第１辺と第２辺とによって形成される第１外角は、Ｒを成すように形成されており、第１外角の曲率半径は、１０ｍｍ～２０ｍｍの範囲に収まるように設定されており、
第１辺と第３辺とによって形成される第２外角は、Ｒを成すように形成されており、第２外角の曲率半径は、２ｍｍ～１０ｍｍの範囲に収まるように設定されており、
第２辺と第３辺とによって形成される第３内角は、Ｒを成すように形成されており、第３内角の曲率半径は、２ｍｍ～５ｍｍの範囲に収まるように設定されている成形金型。
請求項１に記載の成形金型であって、
第１内角は、６３°に設定されており、
第２内角は、１４°に設定されており、
第１外角の曲率半径は、１０ｍｍに設定されており、
第２外角の曲率半径は、３ｍｍに設定されており、
第３内角の曲率半径は、３ｍｍに設定されている成形金型。
請求項１～２のいずれかに記載の成形金型を用いて成形された樹脂部品。