JPS58116130A - 熱可塑性樹脂複合材シ−トのスタンピング成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱可塑性樹脂複合シートのスタンピング成形
法に係り、特に強化材としての長繊維を含む熱可塑性複
合材で穴あきの成形品を成形するためのスタンピング成
形方法に関するものである。

強化材としての長繊維を含む熱可東性樹脂から穴あきの
成形品を成形する一つの方法として、穴形成用のコアピ
ンを備えたスタンピング型のキャビティ内に予め加熱硬
化させたシート状の成形材料を装入し、次いで型締めし
てこれを加圧流動させることによって所望形状に成形す
るスタンピング成形法がある。

ところが、かかるスタンピング成形方法によって穴あき
の成形品を得る場合には、型締めによつて成形材料を流
動させる際に、コアビンが都鳥となって樹脂或いは強化
相としての長繊維の流動が賄害さね、このため穴周辺部
（特にコアビンの下＆　ｌｉｔ！＋　）においてウェル
ドマーク（横脂材の流れの合流点に、融着不良によって
、生する模様）を発生させたり、長綾維の分布密度か不
可−且つ薄くなったりして、成形品の強度その他の機械
的性質を低下させるなどの不都合を生じていた。

これを防止する手段としては、上記スタンピング城から
コアビンを除いて一旦穴・なしの成形品をｈａし、しか
る後にドリル加工、プレス穴あけ加工等によって成形品
に別途穴をあける方法が採られるが、この場合には穴あ
け加工分だけ加工工数か増加して生産性を低下させると
ともに、穴位置の精良も低下するなどの不具合を惹起す
る。

本弁明は、このような事情を有量として為されたもので
あり、その目的とするところは、成形材料を加Ｊｆ−，
流動させてキャビティに対応した所定形状に成形する際
に所望の穴が形成され、且つこの穴周辺部においても樹
脂及び長繊維の分布密度が均一となって機械的性質の低
下しない、熱可塑性樹脂複合材シートのスタンピング成
形方法を提供することにある。

以下、本発明の実施例を、その実施装置とともに１向に
基づいて具体的に説明する。

第１図、第２図において、１０は下型１２と対を成して
スタンピング型を構成する上型であり、その主体として
のプランジャ１４と、これを保持するホルダ１６と、ホ
ルダ１６の背後に固定されたプレート１８とから構成さ
れている。プランジャ１４の外周下部にはキャビティを
形成するための四部２０が設けられ、また下方内部には
穴加工用のダイ２２が埋込まれている。ダイ２２はその
下端面がプランジャ１４の下端面と同一平面上に位置さ
せられることによって上型の一部を成しており、またそ
の中央穴２４（第２図参照）内にはノックアウトビン２
６が摺動可能な状態で嵌合されている。ノックアウトビ
ン２６は、ホルダ１６内に埋込まれたシリンダ２８のピ
ストンロッド３０に連結され、同シリンダ２８に駆動さ
れてダイ２２内を一ト下却ノさせられるとともＧご、こ
れらを連結する連結￥Ａ）材３２がストッパ作用を為し
てその下降端か規定されるようになっており、この下降
端においてその下端面かプランジャ１４及びダイ２２と
同一平曲Ｆに位置させられ、以て上型１０の一部として
の作用を為すようにされている。尚、ホルダ１６には型
の温度＾如のためのスチーム、冷却水等の加熱冷却媒体
を通す通孔３４が設けられている。

一方、下型１２の１怜５にはプランジャ１４を収容して
その凹部２０とともにキャビティ３６　（第２Ｎ＃照）
を形成する凹！８８が島けられており、また下型１２の
内部には四部３８を取巻くよう配置されて上記媒体を流
通させる通孔４０及び凹部抵１１上に開［ｊする孔４２
．４４か翫けられている。

一方の孔４２には成形品を矢き出すためのエジェクトビ
ン４６が、また他方の孔４４には上記ダイ２２と共同し
て成形品の穴あけ加工を行なうポンチ４８が夫々括動可
能に嵌込まれている。エジェクトビン４６はプレート５
０に固定されてこれと一体的に上下動させられ、プレー
ト５０はその下方に配置されたノックアウトビン５２に
よって持上げられる。尚、エジェクトビン４６の下降端
はストッパプレート５４によ・り規定されるようになっ
ている。

一方、ポンチ４８は、下型１２の内部に埋込まれたシリ
ンダ５６のピストンロッド５８に連結され、同シリンダ
５６の作動によって孔４４内を上下に指動させられるよ
うになっている。このポンチ４８及びｆｆｆｉｔ記エジ
ェクトビン４６は、その下降端において各上端面が凹ｓ
８８の底面と同一平面上に位置するように配置され、夫
々下型の一部を構成している。

次に、上記装置を用いて穴あきの成形品を成形する手順
について説明するＯ 先ずスタンピング型が型開きされた状態で、シート状の
成形材料が下型１２の凹部８８底面上にのせられる。成
形材料は強化材としての長繊維を含んだ熱可塑性樹脂複
合材であり、予め所定重量、所定温度に予備成形、予備
加熱されている。次いで−Ｆ型１０か下降させられてプ
ランジャ１４が下型１２の凹部３８内の所定深さまで突
入させられると、四部３８に収容された成形材料は上型
ｌＯ及び下型１２により加圧流動させられて、第２肉φ
）にｉｊりすようにプランジャ１４と下型１２との間１
こ形成される皿形状のキャビティ３６内にｍｂなく充て
んされる。このとき成形材料に含まれる長繊維もまた同
様に流動させられてキャビティ３６内に均一に分散させ
られることは言うまでもない。

キャビティ３６内に成形材料が充てんされたところで、
スタンピング型が冷却されると、成形材料か固化して所
望の形状に成形される。成形材料が固化したところでシ
リンダ５６を作動させて第２図（Ｂ）に不すようにポン
チ４８を上方に突き出すと、ポンチ４８及びダイ２２に
挾まれた部分がこれらにより剪勤加工されて所定部位に
穴６０が形成される。尚、この穴あけ加工は成形材料が
十分に流れてキャビティ内を充てんした後であれば、こ
れが完全に固化する前に行なっても良い。この場合には
ポンチ４８及びダイ２２の摩耗が少なくその寿命が長く
なるとともに、成形のサイクルタイムが短縮される利点
がある。穴あけ加工によって生じたスクラップ６２は、
第２図中）に示すように、ポンチ４８とこれに対向する
ノックアウトビン２６とに挾まれながらダイ２２の穴２
４内をこれらとともに上昇し、ポンチ４８の上昇が停め
られたところで同大２４内に嵌まり込んだ状態で保持さ
れる。次に、ポンチ４８は第２図Ｏ）に示すように元の
位置へと引き戻され、これと並行して或いはこれと前後
して型開きが行なわれる。型開きとともにエジェクトビ
ン４６が第１図に示すように突き上げられて固化した成
形品６４が下型１２から突き出され、この突き出された
成形品６４は、横方向から突き出されるキック６６によ
り型１Ｏ１１２の外へと払い出される。成形品６４を払
い出したキック６６は再び元の待機位置へと引き戻され
るが、キック６６のこれら突き出し、引き戻しの動作の
過程において、上記ダイ２２内に保持されているスクラ
ップ６２がノックアウトビン２６の下降によって同ダイ
２２から下方へと突き出され、これかキック６６の削端
部、上側に設けられた受用１６８へと落される（第１図
及び第２１助参照）。その時期は、キック６６の成形品
払い出しの隙、引き戻しの際のいずれでも良く、又は成
形品を払い出して一旦引き戻されたキック６６を改めて
突き出させ、このときにスクラップ６２を受は皿６８上
へ落すようにしても良い。受は皿６８に落されたスクラ
ップ６２はキック６６引き戻し後、受１１１１６−８か
ら取り出されるか又は繰り返し行なわれる成形加工によ
って一定量たまるまで、そのまま受［１［６８内に保持
される。成形品６４及びスクラップ６２の払い出しが終
了したところで、再び新たなシフト状の成形材料が下型
凹ｓ３８内に供組され、Ｈ’Ｊ述した手順に従って次の
スタンピング成形加工が行なわれる。

上述した方法によれば、成形材料を流動させてキャビテ
ィ３６内に充てんする際に、樹脂、特に長繊維の円滑な
流動を妨げる穴形成用のコアビンかキャビティ３６内に
存在しないから、樹脂及びこれに含まれる長繊維はキャ
ビテイ３６全体に渡つて円滑に且つ満遍なく流動、分散
させられて、成形品６４の穴６０周辺部にウェルドマー
クを発生させたり、同周辺部における長繊維の分嶺密度
を薄くしたり不均一にしたりすることがないのである。

そしてこの結果、本方法によって得られた成形品６４は
、コアビンを備えたスタンピング型による成形品に比較
して穴６０周辺部の強度等機械的性質が著しく向上せし
められるのである。

本方法のこれら優れた効果を具体的に示すべく、穴形成
用のコアビンを用いる従来の方法に従って得られた成形
品及び本方法に従って得られた成形品の各穴周辺部にお
ける長繊維の分布状部を第４図（従来の方法）、第３図
（上記実施例の方法）に、また得られた成形品の穴周辺
部の各種機械的性質、強度の測定結果（但し試験片によ
る）を第１表にそれぞれ示した。尚、第８図、第４図は
夫々軟ｘｌＩ１１写真を図面に表わしたものである。第
４図においては穴７０．７２の下流側（脂中左斜め下方
）に繊維密度の薄い部分（矢印７４．７６で示される）
が明確に認められるのに対し、第８崗においては繊維が
よく均一に分散していることが誌められる。また、第１
表から不方法に従って得られる成形品は各種強度、性質
が著しく向上していることか理解される。

第　　　　１　　　表 なお、括弧内の数値は本方法にて得られた試験片の測定
（Ｕ、ｔ　（左１１＃１）に対する百分率である。

また、Ｆ組方α゛はスタンピング型の内部に水加］−用
のダイ及びポンチを組込むことによって成形相料の塑性
流動に続く固化とはは同時に或いはこれと並行して穴あ
け加工を行なうものであるために、成形加ゴーと穴あけ
加工とを別々に行なう従来の方法と異な−って加工工数
の増加は殆んどなく、しかもダイ・ポンチ等はスタンピ
ング型の予め定められた所定の部位に正確に設けられ得
るから、成形品の穴あけ加工を別途性なう場合に対し、
穴位置の精度も高められるのである。

尚、本発明は上記実施例に示すものの他、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において種々変更した態様での実施が
可能である。例えは上の実施例では上下に配置されたス
タンピング型を例にとって説明したが、本発明は水平方
向、斜め方向等いずれの方向に配置されたスタンピング
型にも適用し得るものであり、またスタンピング型の内
部に組込まわるダイ、ポンチ等を、成形品として要求さ
れる穴の形状及び数に応じて配設し、更にポンチの作動
方向が型の開閉方向と交わる方向となるように配設した
場合においても本方法を実施するに何ら不都合はない、
ポンチとダイとをスタンピング型内において逆の位置、
即ちポンチをプランジャの側に、ダイをこれに対向する
他方の型に設けた場合においても同様である。　・ 以上詳記したように、本発明に・係る熱可塑性樹脂複合
材シートのスタンピング成形方法は、（イ）一方の型に
水抜用ポンチを設け、他方の型に前記ポンチと共同する
水抜用グイと該グイ内を摺動するノックアウトとを設け
たスタンピング型を型開きする工程と、（ロ）その開か
れたスタンピング型に、長繊維の強化材を含有するスタ
ンピング用熱可塑性樹脂複合材シートを供給する工程と
、（ハ）前記ポンチおよびノックアウトをそれらの先端
面が前記スタンピング型の型面と一致して、その型面の
一部を成す位置に保紳した状態で、前記シートをスタン
ピング成形する工程と、に）ｆｔｔｊ記ノックアウトを
後退させる一方、前記ポンチを前進させて、成形品に穴
抜き加工を施し、その結果生じたスクラップをｎｒノ記
ダイ内に押込む工程と、（ホ）前記スタンピング型を型
−きして前記成形品を型外に取出すとともに、前記ノッ
クアウトを前進させて前記スクラップを前記ダイから突
き出す工程とを含むことを特徴とするものである。

かかる本発明方法に従えば、成形相料としての樹脂及び
これに含まれる長繊維がその成形時に均一に且つ満遍な
く流動分散させられて成形品の穴周辺部の強度品質が大
巾に高められるとともに、成形後側工程で穴加工する場
合に比較して加工工数が減少し、且つ穴の位置精度も高
められるなど極々優れた効果か生ずるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発り」を実施するに打込な装置の一例を示す
正■断面図、第２図は同装置を用いた本発明の一実施例
の手順を電防するための工程図、第３図は１町実施例に
おいて得られた成形品の＆Ｘ線写真を図化したものであ
り、第４図は従来の成形力法によ−って得られた成形品
の同様の図である。 １０：上型　　　　　　１２：下型 １４ニブランジヤ　　　２２：ダイ ２４：中央穴　　　　　２６．＝ノックアウトビン３６
：キヤビテイ　　　４８：ポンチ ６０；穴　　　　　　　６２ニスクラップ６４：成形品
　　　　　６６：キッヵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一方の型に水抜用ポンチを敗け、他方の型にＭＵ記ポン
   チと共同する水抜用ダイと該ダイ内を摺動するノックア
   ウトとを設けたスタンピング型を型開きする工程と、 その開かれたスタンピング型に、長鰺維の強化相を含壱
   するスタンピング用熱可塑性樹脂軸合拐シートを供給す
   る王権と、 口１」記ポンチおよびノックアウトをそれらの先端面か
   ｔｉＩｋニスタンピング型の型…１と一致して、その型
   出１の一部を成す位置に保持した状態で、前記シートを
   スタンピング成形する工程と、 ｎｔｊ　ｋノックアウトを後退させる一方、前記ポンチ
   をｎｏ進させて、成形力「、に穴抜き加工を施し、その
   結果生じたスクラップをＭｊ＋　Ｗｅダイ内に押込む１
   相と、 ｎす記スタンピング型を型開きして前記成形品を型外に
   取出すとともに、前記ノックアウトを前進させて前記ス
   クラップを前記ダイから突き出す工程と を含むことを特徴とする熱可塑性樹脂複合材シートのス
   タンピング成形方法。