JPWO2018134900A1 - 樹脂成形装置 - Google Patents

Abstract

平板状の熱可塑性樹脂シート（２）をプレスして成形品（３）とする第１金型（６）および第２金型（７）を備えた樹脂成形装置（１）であって、成形品（３）は、平板部（４）と、平板部（４）に連なる凹凸部（５）と、を備えた形状からなり、熱可塑性樹脂シート（２）をプレスする際に、熱可塑性樹脂シート（２）のうちで凹凸部（５）に対応する凹凸成形領域（１０）を局部的に加熱する加熱部（１１）を備えている。

Description

本発明は、樹脂成形装置に関する。

熱可塑性樹脂シートの成形装置の従来例として特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、熱可塑性樹脂シートをヒータによって加熱する際に、複数のヒータ間に遮熱板を設けてその上下位置を制御することで、熱可塑性樹脂シートの全体を均一に加熱することが開示されている。

特開２００５−１２５５３４号公報

（１）ガラス繊維や炭素繊維などの強化繊維と熱可塑性樹脂とで構成される複合材料からなる熱可塑性樹脂シートを成形するにあたっては、シートを加熱することで、強化繊維を拘束していた樹脂を溶融させ、材料の機械的性質を下げて賦形性を得る。しかし、樹脂を溶融させると強化繊維の圧縮が解放されてスプリングバックが生じるので、賦形完了時に元の板厚までプレスしないと材料物性（機械的特性）が回復しないという問題がある。

（２）均一厚さの平板部と、この平板部に連なり、金型の凹凸面によって金型の可動方向にプレスされる凹凸部と、を備えた形状の成形品をプレス成形する場合、特許文献１のように、熱可塑性樹脂シートの全体を均一に加熱すると、平板部の材料が凹凸部に引っ張られてしまい、平板部の材料が不足する恐れがある。その対策として、プレス前の段階で予め平板部の板厚を凹凸部の板厚よりも厚く設定しておくことが考えられるが、そうすると凹凸部から離れた位置の平板部では材料が過多となってしまい、金型が閉まらずに金型がハードストップしてしまう恐れがある。

（３）熱可塑性樹脂シートは、加熱されると金属と比べて遥かに柔らかくなって流動性が高まる。そのため、特許文献１のようにシート全体を均一に加熱してからプレスすると、前記平板部の材料が前記凹凸部に引っ張られる際に、平板部の部位で皺が発生する恐れがある。皺が襞状に寄り集まって発生すると、その皺の部分では材料が過多となってしまうので、この場合にも金型が閉まらずに金型がハードストップしてしまう恐れがある。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、平板状の熱可塑性樹脂シートを、平板部と平板部に連なる凹凸部とを備えた成形品にプレス成形するにあたり、金型のハードストップを低減できる樹脂成形装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明は、平板状の熱可塑性樹脂シートをプレスして成形品とする第１金型および第２金型を備えた樹脂成形装置であって、前記成形品は、平板部と、この平板部に連なる凹凸部と、を備えた形状からなり、前記熱可塑性樹脂シートをプレスする際に、該熱可塑性樹脂シートのうちで前記凹凸部に対応する凹凸成形領域を局部的に加熱する加熱部を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、平板状の熱可塑性樹脂シートを、平板部と凹凸部とを備えた成形品にプレス成形するにあたり、金型のハードストップを低減できる。

成形品の一例の外観斜視図である。 第１実施形態に係る樹脂成形装置の側面図である。 第１実施形態に係る樹脂成形装置の作用側面図である。 第２実施形態に係る樹脂成形装置の側面図である。 第３実施形態に係る樹脂成形装置の作用側面図である。 プレス成形時における加熱領域と非加熱領域との境界周りを示す側面図である。 第４実施形態に係る樹脂成形装置の側面図である。 第４実施形態に係る樹脂成形装置の作用側面図である。 第４実施形態に係る樹脂成形装置の変形例を示す側面図である。 第５実施形態に係る樹脂成形装置の側面図である。 第６実施形態に係る樹脂成形装置の作用側面図である。 交差平板部を備えた成形品の一例の外観斜視図である。 第７実施形態に係る樹脂成形装置の作用側面図である。 第７実施形態に係る樹脂成形装置の変形例の作用側面図である。

「第１実施形態」
図１〜図３を参照して第１実施形態を説明する。樹脂成形装置１は、図３に示すように、成形前の平板状の熱可塑性樹脂シート２をプレスして成形品３とする第１金型６および第２金型７を備えている。ここでいう「平板状」とは「均一の厚みを有した板状」という意味であり、多少の曲率を備えた曲面でもよい。また、熱可塑性樹脂シート２の製造のばらつきに起因して厚みにばらつきが存在していたとしても、本発明に包含される。熱可塑性樹脂シート２は、スタンパブルシートとも称され、ガラス繊維や炭素繊維などの強化繊維と熱可塑性樹脂とで構成される複合材料からなる平板状部材である。熱可塑性樹脂シート２は、常温では固化しており、所定温度に加熱されることで軟化してプレス成形等の加工が施される。

成形品３は、平板部４と、この平板部に連なる凹凸部５と、を備えた形状からなる。平板部４は例えば矩形状を呈しており、凹凸部５は例えば一方の面側に凹設された楕円状の窪み部からなる。凹凸部５は、第１金型６および第２金型７のプレス方向に変形しているものであればその形状は限定されるものではない。

第１金型６は例えばプレス方向に移動する可動型から構成され、第２金型７は固定型から構成されている。勿論両方とも可動型であっても構わない。第１金型６は、平板部４に接する平面８Ａを有した平面型８と、凹凸部５に接する凹凸面９Ａを有した凹凸型９とに分割構成されている。凹凸型９は、平面型８のキャビティ面から背面にかけて貫通形成した孔に、平面型８に対してプレス方向に沿って移動可能に挿入される入れ子として構成されている。凹凸面９Ａは凹凸型９のプレス方向一端側に形成されている。
第２金型７には、平面８Ａと対向配置され平板部４に接する平面７Ａと、凹凸面９Ａと対向配置され凹凸部５に接する凹凸面７Ｂとが形成されている。

樹脂成型装置１は、熱可塑性樹脂シート２をプレスする際に、熱可塑性樹脂シート２のうちで凹凸部５に対応する凹凸成形領域１０を局部的に加熱する加熱部１１を備えている。加熱部１１は、凹凸型９のプレス方向他端側に内蔵されている。凹凸型９のプレス方向他端側は平面として構成されており、この平面が凹凸成形領域１０を加熱する加熱面１１Ａを構成する。加熱部１１としては、伝熱線等の公知の熱源を適用できる。

以上の樹脂成形装置１は、熱可塑性樹脂シート２を平面型８と第２金型７とで挟持する挟持手段（挟持工程）と、加熱部１１で凹凸成形領域１０を加熱する加熱手段（加熱工程）と、加熱された凹凸成形領域１０を凹凸型９でプレスするプレス手段（プレス工程）と、を備えている。

「作用」
図３を参照して樹脂成形装置１の動作を説明する。先ず図３（ａ）に示すように、第１金型６が開いた状態で、熱可塑性樹脂シート２が図示しない搬送装置により第２金型７に載置される。次いで、第１金型６の平面型８が閉じ、図３（ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂シート２が平面型８の平面８Ａと第２金型７の平面７Ａとで挟持される。

次いで、加熱面１１Ａが熱可塑性樹脂シート２に対向した姿勢で、凹凸型９が熱可塑性樹脂シート２に向けて移動し、図３（ｃ）に示すように、加熱面１１Ａが凹凸成形領域１０に接面した状態で加熱部１１により凹凸成形領域１０を加熱する。これにより、凹凸成形領域１０において、強化繊維を拘束していた樹脂が溶融し、賦形性が得られる。凹凸成形領域１０の周辺の平面領域も熱伝導により加熱されるものの、この平面領域は平面８Ａと平面７Ａとで挟持されているので、平面型８および第２金型７に放熱されることとなり、凹凸成形領域１０ほどに加熱されることがない。

凹凸成形領域１０を所定時間加熱した後、凹凸型９は後退して第１金型６の背面側で反転し、図３（ｄ）に示すように、凹凸面９Ａを熱可塑性樹脂シート２に対向させた姿勢で熱可塑性樹脂シート２に向けて移動する。これにより、加熱状態にある凹凸成形領域１０が、図３（ｅ）に示すように、第１金型６の凹凸面９Ａと第２金型７の凹凸面７Ｂとによりプレス成形される。加熱部１１により加熱面１１Ａ側のみでなく凹凸面９Ａ側も加熱させておく構成とすれば、プレス成形時にも凹凸面９Ａで凹凸成形領域１０に加熱しながら成形できるので、成形性が向上する。その後、図３（ｆ）に示すように、凹凸型９が後退し、第１金型６および第２金型７が開いて成形品３が得られる。

以上のように、平板状の熱可塑性樹脂シート２をプレスして成形品３とする第１金型６および第２金型７を備えた樹脂成形装置１であって、成形品３は、平板部４と、この平板部４に連なる凹凸部５と、を備えた形状からなり、熱可塑性樹脂シート２をプレスする際に、熱可塑性樹脂シート２のうちで凹凸部５に対応する凹凸成形領域１０を局部的に加熱する加熱部１１を備える構成とすれば、次のような効果を得る。

熱可塑性樹脂シート２の平板部４に対応する平面領域は加熱されないため、平板部４の材料が軟化することがない。したがって、プレス成形時に、平板部４の材料が凹凸部５に引っ張られるという事象が生じず、平板部４の材料が不足して材料物性が低下するという問題が抑制される。平板部４の材料が軟化することがないので、プレス成形時に平板部４に皺が生ずることもなく、金型のハードストップの問題も解消される。

第１金型６は、平板部４に接する平面８Ａを有した平面型８と、凹凸部５に接する凹凸面９Ａを有した凹凸型９とを備えて分割構成され、熱可塑性樹脂シート２を平面型８と第２金型７とで挟持する挟持手段と、加熱部１１で凹凸成形領域１０を加熱する加熱手段と、加熱された凹凸成形領域１０を凹凸型９でプレスするプレス手段と、を備える構成とすれば、次のような効果を得る。なお、当該構成および効果は後述する第２実施形態の場合も含まれる。

（１）挟持工程において、加熱前の熱可塑性樹脂シート２を平面型８と第２金型７とで挟持することにより、平板部４への皺の発生を確実に防止できる。
（２）加熱工程において、加熱部１１は、凹凸成形領域１０、すなわち平面型８と第２金型７とで挟持されていない領域を加熱すればよいので、加熱する領域の設定・調整が容易であり、複雑な加熱装置を要しない。
（３）加熱工程において、凹凸成形領域１０を加熱するときの熱が平板部４の領域に伝わったとしても、平板部４から第１金型６、第２金型７に熱を逃がすことができるので、平板部４の加熱を抑制できる。

加熱部１１が、凹凸型９に設けられている構成とすれば、凹凸型９に、凹凸部５のプレス機能と加熱機能の両方を持たせることができ、装置の簡略化を図れる。当該構成および効果は後述する第２実施形態の場合も含まれる。

加熱部１１が、凹凸面９Ａとは異なる平面部に加熱面１１Ａとして設けられている構成とすれば、加熱部１１が平面状に形成されることにより、加熱部１１を凹凸成形領域１０全体に均一に接面させて効率的に加熱できる。

「第２実施形態」
図４を参照して第２実施形態を説明する。第１実施形態では、加熱部１１が凹凸型９の凹凸面９Ａとは異なる平面部に形成されていたが、第２実施形態の樹脂成形装置１Ａは、加熱部１１が凹凸型９の凹凸面９Ａに設けられている。また、第２実施形態の樹脂成形装置１Ａは、平面型８に放熱部１２が設けられている。放熱部１２としては、平面８Ａと異なる面に襞状に形成されたヒートシンク１３が挙げられるが、これに限定されず、空気や水等の冷媒を通す冷却パイプを配管する構造であってもよい。その他の構成は第１実施形態と同じである。なお、放熱部１２は、第１実施形態の樹脂成形装置１の平面型８にも適用可能である。

第２実施形態の樹脂成形装置１Ａも、熱可塑性樹脂シート２を平面型８と第２金型７とで挟持する挟持手段（挟持工程）と、加熱部１１で凹凸成形領域１０を加熱する加熱手段（加熱工程）と、加熱された凹凸成形領域１０を凹凸型９でプレスするプレス手段（プレス工程）と、を備える。第２実施形態では、凹凸面９Ａで凹凸成形領域１０を加熱しつつプレスしていくこととなり、加熱工程とプレス工程とを同時に行う形態となる。

加熱部１１が、凹凸面９Ａに設けられている構成とすれば、凹凸面９Ａで凹凸成形領域１０を加熱しながらプレス成形できるので、成形品３の成形サイクルが短縮し、生産性が向上する。第１実施形態のように凹凸型９を加熱時とプレス時とで反転させる必要もないので、樹脂成形装置１Ａの構造が簡略化され、設備コストを下げることができる。

平面型８に放熱部１２が設けられている構成とすれば、放熱部１２により平面型８から効率的に放熱できるので、前記した（３）の効果に関して平板部４の加熱を一層抑制できる。当該構成および効果は第１実施形態の場合も含まれる。

「第３実施形態」
図５を参照して第３実施形態を説明する。第３実施形態の樹脂成形装置１Ｂは、加熱部１１が第１金型６および第２金型７とは別体に配置されている。第１金型６には、平板部４に接する平面６Ａと、凹凸部５に接する凹凸面６Ｂとが一体に形成されている。第２金型７には、平面６Ａと対向配置され平板部４に接する平面７Ａと、凹凸面６Ｂと対向配置され凹凸部５に接する凹凸面７Ｂとが形成されている。

加熱部１１による加熱領域１４と非加熱領域１５との境界１６は、凹凸成形領域１０よりも平板部４側に位置している。図５（ａ）は、平板部４を断熱部材１７で挟持したうえで、凹凸成形領域１０を加熱部１１で加熱する様子を示している。断熱部材１７で挟持された部分が非加熱領域１５となる。

本来であれば加熱領域１４を凹凸成形領域１０と全く同一に設定すればよいのであるが、加熱部１１を第１金型６、第２金型７と別体に配置したことにより、熱可塑性樹脂シート２を断熱部材１７で挟持するときの位置精度のばらつきや加熱後の熱可塑性樹脂シート２を第２金型７に設置するときの位置精度のばらつき等を考慮する必要がある。たとえば、もし、これらばらつき等に起因して非加熱領域１５が凹凸成形領域１０内に存在した場合には、樹脂が軟化していないにもかかわらず凹凸成形領域１０のプレス成形が行われることとなり、凹凸部５の成形不良や第１金型６および第２金型７のハードストップを引き起こす原因となり得る。この問題に対し、本実施形態では、加熱領域１４と非加熱領域１５との境界１６を凹凸成形領域１０よりも平板部４側に位置させている。

「作用」
図５（ａ）において、成形前の熱可塑性樹脂シート２が断熱部材１７で挟持され、凹凸成形領域１０が加熱部１１で加熱される。加熱領域１４は、凹凸成形領域１０を全て含みかつ凹凸成形領域１０よりも広く設定されている。すなわち、加熱領域１４と非加熱領域１５との境界１６は、凹凸成形領域１０よりも平板部４の成形領域側に位置している。

加熱された熱可塑性樹脂シート２は、図示しない搬送装置により図５（ｂ）に示すように第２金型７に載置される。加熱領域１４と非加熱領域１５との境界１６が凹凸成形領域１０よりも平板部４側に位置しているので、前記ばらつき等に起因して非加熱領域１５が第１金型６の凹凸面６Ｂ、第２金型７の凹凸面７Ｂに差しかかるように位置することが低減される。次いで、熱可塑性樹脂シート２は、図５（ｃ）のように第１金型６が閉じることでプレス成形され、図５（ｄ）のように第１金型６が開いて成形品３となる。

以上のように、加熱部１１は、第１金型６および第２金型７とは別体に配置され、加熱部１１による加熱領域１４と非加熱領域１５との境界１６が、凹凸成形領域１０よりも平板部４側に位置している構成とすれば、次のような効果を得る。

（１）第１金型６および第２金型７とは別に加熱部１１を設けることで、第１金型６および第２金型７が変わったり複数存在していても、加熱部１１を共用できるので、設備コストを低減できる。
（２）非加熱領域１５が凹凸成形領域１０内に存在すると、樹脂が軟化していないにもかかわらず凹凸成形領域１０のプレス成形が行われることとなり、凹凸部５の成形不良や第１金型６および第２金型７のハードストップを引き起こす原因となるところ、境界１６を平板部４側に位置させることで、熱可塑性樹脂シート２と第１金型６、第２金型７との位置精度のばらつきを許容できるので、凹凸部５の成形不良や第１金型６および第２金型７のハードストップを低減できる。

「第４実施形態」
図７、図８を参照して第４実施形態を説明する。先ず図６を参照して、第３実施形態で説明したように、加熱領域１４と非加熱領域１５との境界１６を平板部４側に位置させた場合の留意点について説明する。非加熱領域１５はプレス成形時には変形しないので、第１金型６および第２金型７をハードストップさせないためには、平板部４における金型間の距離Ｌ１は熱可塑性樹脂シート２の板厚以上の長さが必要である。そして、もし凹凸部５における金型間の距離Ｌ２も距離Ｌ１と同一に設定すると、凹凸部５で熱可塑性樹脂シート２が引き延ばされて単位面積当たりの材料が減った際、加圧力が足りなくなり、成形後の機械的物性が低下する。これに対し、距離Ｌ２を距離Ｌ１よりも短く設定することで、成形前の熱可塑性樹脂シート２の板厚よりも薄い位置まで圧縮し、プレス成形後の単位体積当たりの材料密度を元の状態と同等まで高めることができ、機械的物性の低下を抑制できる。

しかしながら、加熱領域１４と非加熱領域１５との境界１６を平板部４側に位置させた場合、図６に示すように、加熱領域１４の一部が平板部４に存在することとなり、この部位は第１金型６および第２金型７から圧縮されない非圧縮加熱領域１８となる。この非圧縮加熱領域１８は、プレス成形時に凹凸部５側に引き延ばされることにより、単位面積当たりの材料が減って機械的物性が低下するおそれがある。第４実施形態はこの非圧縮加熱領域１８の問題に対応した形態である。

図７、図８を参照して、第４実施形態の樹脂成形装置１Ｃは、第１金型６および第２金型７を備えている。第１金型６には、平板部４に接する平面６Ａと、凹凸部５に接する凹凸面６Ｂとが一体に形成されている。第２金型７には、平面６Ａと対向配置され平板部４に接する平面７Ａと、凹凸面６Ｂと対向配置され凹凸部５に接する凹凸面７Ｂとが形成されている。

図７に示すように、第１金型６と第２金型７とが閉じたときの両金型間の距離は、凹凸面６Ｂ、７Ｂでの距離Ｌ２の方が平面６Ａ，７Ａでの距離Ｌ１よりも短く設定されている。距離Ｌ１は、成形前の熱可塑性樹脂シート２の板厚のばらつきを考慮して、熱可塑性樹脂シート２の板厚と略同等かそれ以上であり、距離Ｌ２は、成形前の熱可塑性樹脂シート２の板厚よりも小さい。したがって、成形後の凹凸部５の厚みは成形前の熱可塑性樹脂シート２の板厚よりも薄くなる。第１金型６は、平面６Ａと凹凸面６Ｂとの境界１９から平面６Ａ側に延びるとともに平面６Ａから第２金型７側に突出する弾性体２０を備えている。弾性体２０は、例えば平面６Ａと平行な突出先端面２０Ａを有した側断面矩形状を呈している。突出先端面２０Ａは、凹凸面６Ｂと面一となるように位置してもよいが、本実施形態では、弾性体２０を凹凸面６Ｂからも第２金型７側に突出させている。したがって、突出先端面２０Ａと凹凸面６Ｂとの間には段差が形成されている。弾性体２０は、図８に示すように、熱可塑性樹脂シート２の加熱領域１４と非加熱領域１５とに跨るように配置されている。

「作用」
図８（ａ）は、プレス成形前の状態であって、加熱された熱可塑性樹脂シート２が第２金型７上に載置された状態を示している。弾性体２０は、熱可塑性樹脂シート２の加熱領域１４と非加熱領域１５とに跨るように配置されている。図８（ｂ）に示すように第１金型６が閉まると、図６で示した非圧縮加熱領域１８に相当する部位は、圧縮変形した弾性体２０の弾性復元力により加圧されることとなり、距離Ｌ２に設定された凹凸部５と同程度の加圧力を得ることができる。また、弾性体２０の内で非加熱領域１５に接触した部分は平面６Ａまで圧縮変形するので、平板部４が弾性体２０から過度の加圧力を受けることもない。

弾性体２０の材質は例えばゴム材等であり、耐熱性ゴム等が好適である。弾性体２０は、圧縮性に優れたものがよく、特に発泡材が好適である。図９に示すように、第１金型６に、圧縮変形した弾性体２０を逃がすための逃げスペース２１を形成してもよい。

以上のように、第１金型６は、平板部４に接する平面６Ａと、凹凸部５に接する凹凸面６Ｂとを有し、第１金型６と第２金型７とを閉じたときの両金型間の距離は、凹凸面６Ｂ，７Ｂでの距離Ｌ２の方が平面６Ａ，７Ａでの距離Ｌ１よりも短く設定され、第１金型６は、平面６Ａと凹凸面６Ｂとの境界１９から平面６Ａ側に延びるとともに平面６Ａから第２金型７側に突出し、熱可塑性樹脂シート２の加熱領域１４と非加熱領域１５とに跨るように配置された弾性体２０を備えている構成とすれば、次のような効果を得る。

（１）距離Ｌ２を距離Ｌ１よりも短く設定することで、成形前の熱可塑性樹脂シート２の板厚よりも薄い位置まで圧縮し、プレス成形後の単位体積当たりの材料密度を元の状態と同等まで高めることができ、機械的物性の低下を抑制できる。
（２）平板部４における加熱領域１４を、圧縮変形した弾性体２０の弾性復元力により加圧でき、距離Ｌ２に設定された凹凸部５と同程度の加圧力を得ることができる。これにより、平板部４における加熱領域１４の機械的物性の低下を抑制できる。
（３）弾性体２０を加熱領域１４と非加熱領域１５とに跨るように配置したので、加熱領域１４と非加熱領域１５との境界１６の位置にばらつきが生じても、平板部４における加熱領域１４を確実に弾性体２０で加圧できる。平板部４の非加熱領域１５は、弾性体２０が圧縮変形することにより、過度の加圧力を受けることもない。

また、弾性体２０は、平面６Ａと凹凸面６Ｂとの境界１９において、凹凸面６Ｂよりも第２金型７側に突出している構成とすれば、弾性体２０が圧縮された後に、弾性体２０の突出先端面２０Ａを凹凸面６Ｂと同等程度の高さに近づけることができる。したがって、弾性体２０で加圧される平板部４における加熱領域１４の機械的物性と、距離Ｌ２に設定された凹凸面６Ｂ，７Ｂで加圧される凹凸部５の機械的物性とのばらつきを抑制できる。

「第５実施形態」
図１０を参照して第５実施形態を説明する。第５実施形態の樹脂成形装置１Ｄは、第１金型６および第２金型７に対する熱可塑性樹脂シート２の位置を決める位置決め部３１を備えている。この位置決め部３１は、熱可塑性樹脂シート２の非加熱領域１５に当接する。第１金型６および第２金型７の構成は第３、第４実施形態と同じものでよく、説明は省略する。

位置決め部３１は、例えば第１金型６に対してプレス方向に相対移動可能に取り付けられた位置決めピンから構成される。位置決め部３１は、第１金型６のキャビティ面から背面にかけて穿孔された貫通孔に挿入され、キャビティ面から突出した先端が、第２金型７に載置された熱可塑性樹脂シート２の非加熱領域１５に当接することで、熱可塑性シート２を第２金型７に対して位置決めする。

以上のように、第１金型６および第２金型７に対する熱可塑性樹脂シート２の位置を決める位置決め部３１を備え、位置決め部３１は、熱可塑性樹脂シート２の非加熱領域１５に当接する構成とすれば、熱可塑性樹脂シート２の姿勢を安定して保持し、プレス成形を行える。位置決め部３１を非加熱領域１５に当接させることで、加熱領域１４の熱が位置決め部３１に伝わることを防ぐことができ、加熱領域１４の温度降下を抑制できる。

「第６実施形態」
図１１を参照して第６実施形態を説明する。第６実施形態の樹脂成形装置１Ｅは、プレス成形前において加熱領域１４が第１金型６および第２金型７から離間するように熱可塑性樹脂シート２を保持するリフタ３２を備えている。このリフタ３２は、熱可塑性樹脂シート２の非加熱領域１５に当接する。第１金型６および第２金型７の構成は第３、第４実施形態と同じものでよく、説明は省略する。

リフタ３２は、例えば第２金型７に対してプレス方向に相対移動可能に取り付けられている。リフタ３２は第２金型７の一部を構成する。リフタ３２は、プレス成形前は、図１１（ａ）に示すように第２金型７に対して上昇することにより、加熱領域１４を第２金型７から（第１金型６からも）離間させている。プレス成形時には図１１（ｂ）に示すようにリフタ３２が下降し、リフタ３２の上面は、載置された熱可塑性樹脂シート２の非加熱領域１５を第１金型６の平面６Ａとで挟持する第２金型７の平面７Ａとして機能する。また、リフタ３２の上面には熱可塑性樹脂シート２の端部に当接して位置決めするための段差部３２Ａが構成されている。

以上のように、プレス成形前において加熱領域１４が第１金型６および第２金型７から離間するように熱可塑性樹脂シート２を保持するリフタ３２を備え、リフタ３２は、熱可塑性樹脂シート２の非加熱領域１５に当接する構成とすれば、加熱領域１４の熱が第１金型６、第２金型７およびリフタ３２に伝わることを防ぐことができ、加熱領域１４の温度降下を抑制できる。

「第７実施形態」
図１２〜図１４を参照して第７実施形態を説明する。第７実施形態の樹脂成形装置１Ｆは、熱可塑性樹脂シート２を、図１２に示すように、平板部４と交差する交差平板部４１を備え、凹凸部５が平板部４と交差平板部４１とを接続する形状の成形品３をプレス成形する装置に関する。図１２に示す成形品３は、凹凸部５が曲面を呈した略Ｖ字形状を呈している。樹脂成形装置１Ｆは、プレス成形前において凹凸部５を曲げ部として平板部４と交差平板部４１とを予め折り曲げるプリベンド機構４２を備えている。

図１３に示すように、加熱部１１は、第１金型６および第２金型７とは別体に配置されている。第１金型６のキャビティ面には、平板部４および交差平板部４１に接する平面６Ａと、凹凸部５に接する凹凸面６Ｂとが凹設されている。第２金型７には、平面６Ａと対向配置され平板部４および交差平板部４１に接する平面７Ａと、凹凸面６Ｂと対向配置され凹凸部５に接する凹凸面７Ｂとが形成されている。

プリベンド機構４２として、成形前の熱可塑性樹脂シート２を第１金型６および第２金型７のプレス成形位置まで搬送する搬送装置を利用することができる。搬送装置は、例えば熱可塑性樹脂シート２の非加熱領域１５の上面を真空吸着する吸着パッド４３を備えている。プリベンド機構４２は、吸着パッド４３と、吸着パッド４３を第２金型７の平面７Ａに押し付け可能な可動アーム（図示せず）とを備えた構成からなる。このプリベンド機構４２によれば、可動アームにより吸着パッド４３が下方に回転移動して、加熱領域１４である凹凸部５が第２金型７の凹凸面７Ｂで曲げ（ベンド）成形され、熱可塑性樹脂シート２の非加熱領域１５である平板部４および交差平板部４１がそれぞれ第２金型７の平面７Ａに押し付けられる。

「作用」
図１３（ａ）において、成形前の熱可塑性樹脂シート２が断熱部材１７で挟持され、凹凸成形領域１０が加熱部１１で加熱される。本実施形態においても、加熱領域１４は、凹凸成形領域１０を全て含みかつ凹凸成形領域１０よりも広く設定されている。

加熱された熱可塑性樹脂シート２は、非加熱領域１５が搬送装置の吸着パッド４３に吸着されて、図１３（ｂ）に示すように、第２金型７の上方に搬送される。次いで熱可塑性樹脂シート２は、加熱領域１４、すなわち凹凸部５が第２金型７の凹凸面７Ｂにあてがわれたうえで、図１３（ｃ）に示すように、プリベンド機構４２としての吸着パッド４３により、凹凸部５を曲げ部として平板部４と交差平板部４１とがそれぞれ平面７Ａに接面するまで折り曲げられる。その後、図１３（ｄ）に示すように、第１金型６と第２金型７とが閉じることで凹凸部５がプレス成形される。

なお、図１４に示すように、第２金型７において、プリベンド成形時に平板部４や交差平板部４１の端部に当接する位置決め突部４４を形成すれば、プリベンド成形時において、第２金型７に対する成形品３の位置ずれを抑制できる。

以上のように、成形品３は、平板部４と交差する交差平板部４１を備え、凹凸部５は、平板部４と交差平板部４１とを接続し、プレス成形前において凹凸部５を曲げ部として平板部４と交差平板部４１とを予め折り曲げるプリベンド機構４２を備えている構成とすれば、次のような効果を得る。

プリベンド機構４２によって、プレス成形前に、金型の一方（第２金型７）と交差平板部４１との位置を決めることができるので、凹凸成形領域１０を一定に定めることができ、凹凸成形領域１０を位置ずれすることなく安定してプレス成形できる。

１，１Ａ〜１Ｆ 樹脂成形装置
２ 熱可塑性樹脂シート
３ 成形品
４ 平板部
５ 凹凸部
６ 第１金型
６Ａ 平面
６Ｂ 凹凸面
７ 第２金型
７Ａ 平面
７Ｂ 凹凸面
８ 平面型
９ 凹凸型
１０ 凹凸成形領域
１１ 加熱部
１１Ａ 加熱面
１４ 加熱領域
１５ 非加熱領域
１６ 境界
１８ 非圧縮加熱領域
１９ 境界
２０ 弾性体
３１ 位置決め部
３２ リフタ
４１ 交差平板部
４２ プリベンド機構
４３ 吸着パッド

Claims (12)

1. 平板状の熱可塑性樹脂シートをプレスして成形品とする第１金型および第２金型を備えた樹脂成形装置であって、
   前記成形品は、平板部と、この平板部に連なる凹凸部と、を備えた形状からなり、
   前記熱可塑性樹脂シートをプレスする際に、該熱可塑性樹脂シートのうちで前記凹凸部に対応する凹凸成形領域を局部的に加熱する加熱部を備えていることを特徴とする樹脂成形装置。
2. 前記第１金型は、前記平板部に接する平面を有した平面型と、前記凹凸部に接する凹凸面を有した凹凸型とを備えて分割構成され、
   前記熱可塑性樹脂シートを前記平面型と前記第２金型とで挟持する挟持手段と、
   前記加熱部で前記凹凸成形領域を加熱する加熱手段と、
   加熱された前記凹凸成形領域を前記凹凸型でプレスするプレス手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形装置。
3. 前記加熱部は、前記凹凸型に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形装置。
4. 前記加熱部は、前記凹凸面とは異なる平面部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形装置。
5. 前記加熱部は、前記凹凸面に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形装置。
6. 前記平面型に放熱部が設けられていることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の樹脂成形装置。
7. 前記加熱部は、前記第１金型および前記第２金型とは別体に配置され、
   当該加熱部による加熱領域と非加熱領域との境界が、前記凹凸成形領域よりも前記平板部側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形装置。
8. 前記第１金型は、前記平板部に接する平面と、前記凹凸部に接する凹凸面とを有し、
   前記第１金型と前記第２金型とを閉じたときの両金型間の距離は、前記凹凸面での距離の方が前記平面での距離よりも短く設定され、
   前記第１金型は、前記平面と前記凹凸面との境界から前記平面側に延びるとともに前記平面から前記第２金型側に突出し、前記熱可塑性樹脂シートの前記加熱領域と前記非加熱領域とに跨るように配置された弾性体を備えていることを特徴とする請求項７に記載の樹脂成形装置。
9. 前記弾性体は、前記平面と前記凹凸面との境界において、前記凹凸面よりも前記第２金型側に突出していることを特徴とする請求項８に記載の樹脂成形装置。
10. 前記第１金型および前記第２金型に対する前記熱可塑性樹脂シートの位置を決める位置決め部を備え、
    前記位置決め部は、前記熱可塑性樹脂シートの前記非加熱領域に当接することを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載の樹脂成形装置。
11. プレス成形前において前記加熱領域が前記第１金型および前記第２金型から離間するように前記熱可塑性樹脂シートを保持するリフタを備え、
    前記リフタは、前記熱可塑性樹脂シートの前記非加熱領域に当接することを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか一項に記載の樹脂成形装置。
12. 前記成形品は、前記平板部と交差する交差平板部を備え、
    前記凹凸部は、前記平板部と前記交差平板部とを接続し、
    プレス成形前において前記凹凸部を曲げ部として前記平板部と前記交差平板部とを予め折り曲げるプリベンド機構を備えていることを特徴とする請求項７ないし請求項１１のいずれか一項に記載の樹脂成形装置。

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