WO2015056490A1 - 熱可塑性樹脂材料の成形方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂材料の成形方法 Download PDF

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molding
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吉宏 岩野
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for molding a thermoplastic resin material.
  • thermoplastic resin material in which product defects such as wrinkles and twists hardly occur in a molded product has been conventionally known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-255587).
  • a high-load press capable of applying a relatively high load is required in order to suppress the occurrence of an insufficiently pressed portion.
  • a high-load press is expensive and causes an increase in equipment cost.
  • an object of the present invention is to obtain a method for molding a thermoplastic resin material that can suppress the occurrence of insufficiently pressed parts in a product even when press-molding with a low-load press.
  • At least one of a first mold and a second mold for sandwiching and pressing a thermoplastic resin material to form a product includes a plurality of molds.
  • One section in at least one of the first mold and the second mold divided into a plurality of sections is projected with respect to the other sections, and the thermoplastic is used in the one section.
  • a first molding step of molding a part of the product by pressing a resin material against the other of the first mold and the second mold, and after the first molding step, the one section is defined as the other mold.
  • a second molding step in which the thermoplastic resin material is pressed against the other of the first mold and the second mold in the other section and the remaining part of the product is molded in the other section.
  • a method for molding a thermoplastic resin material is provided.
  • the thermoplastic resin material in the first molding step, is pressed against the other of the first mold and the second mold in at least one of the first mold and the second mold.
  • the second molding step is used to form the thermoplastic resin material in at least one other section of the first die and the second die. 2 Press against the other mold to mold the remaining part of the product. That is, one section and another section press the thermoplastic resin material with a time difference. Therefore, even if it press-molds with a low load press, it is suppressed that a press insufficient location generate
  • At least one of the first mold and the second mold for forming a product by sandwiching and pressing the thermoplastic resin material is divided into a plurality of sections. At least one of the first mold and the second mold divided into the sections of the first mold and the second mold is made of the thermoplastic resin material in one section protruding relative to the other sections.
  • a first molding step of molding the thin plate portion of the product by pressing against the other of the mold, and the thermoplastic resin material in the other section after the first molding step, the first mold and the second mold And a second molding step of molding a thick plate portion thicker than the thin plate portion of the product by pressing against the other side of the mold.
  • the thermoplastic resin material is pressed against the other of the first mold and the second mold in at least one of the first mold and the second mold.
  • the second molding step is used to form the thermoplastic resin material in at least one other section of the first die and the second die. 2 Press the other mold and mold the thick plate part of the product. That is, the timing for molding in one section and the timing for molding in another section are shifted, and the one section and the other section press the thermoplastic resin material with a time difference. Therefore, even if it press-molds with a low load press, it is suppressed that a press insufficient location generate
  • a thin plate part is shape
  • thermoplastic resin material according to the first or second aspect of the present invention, wherein the product is a panel constituting a battery frame that supports a battery of an automobile.
  • a fourth aspect of the present invention provides the method for molding a thermoplastic resin material according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the thermoplastic resin material is a carbon fiber reinforced resin material.
  • the second aspect of the present invention it is possible to suppress the occurrence of insufficient pressing in the product in one section and the other section even if press molding is performed with a low-load press.
  • the third aspect of the present invention even when press molding is performed with a low-load press, it is possible to suppress the occurrence of insufficiently pressed parts on the panel constituting the battery frame.
  • the fourth aspect of the present invention even when press molding is performed with a low-load press, the occurrence of insufficient pressing in a product made of a carbon fiber reinforced resin material is suppressed.
  • an arrow UP as shown in FIG. 1 is a vehicle body upward direction
  • an arrow FR is a vehicle body front direction
  • an arrow LE is a vehicle body left direction (vehicle width direction left side).
  • an arrow UP as appropriate is an upward direction of the mold
  • an arrow FR is the forward direction of the mold
  • an arrow LE is the left direction of the mold.
  • a battery frame (stack frame) 10 for supporting a fuel cell stack (not shown) from the vehicle body lower side is disposed on the vehicle body lower side of a floor panel (not shown) in a vehicle such as an electric vehicle.
  • the battery frame 10 includes an upper panel 12, a lower panel 20, and a core panel 30 as a reinforcing member provided between the upper panel 12 and the lower panel 20.
  • the upper panel 12 has a rectangular flat plate-like top portion 14 and a rectangular flat plate shape that is integrally and obliquely connected upward and outward in the vehicle width direction so as to follow an inclined wall 36 to be described later on both ends of the top portion 14 in the vehicle width direction. And a rectangular flat plate-shaped flange portion 18 that is integrally connected to the outer side in the vehicle width direction along the upper wall 37 (described later) at both ends in the vehicle width direction of the inclined portion 16.
  • the lower panel 20 includes a rectangular flat plate-like bottom portion 22, rectangular flat plate-like side wall portions 24 that are integrally and continuously connected to both ends of the bottom portion 22 in the vehicle width direction, and an upper end portion of the side wall portion 24.
  • the rectangular flat plate-shaped inclined portion 26 integrally connected obliquely upward and outward in the vehicle width direction, and the rectangular flat plate integrally connected to the both ends of the inclined portion 26 in the vehicle width direction substantially horizontally outward.
  • Shaped flange portion 28 is a rectangular flat plate-like bottom portion 22, rectangular flat plate-like side wall portions 24 that are integrally and continuously connected to both ends of the bottom portion 22 in the vehicle width direction, and an upper end portion of the side wall portion 24.
  • the core panel 30 includes a main body portion 32 in which convex portions 33 having a substantially hat-shaped cross section extending along the vehicle width direction are formed so as to be arranged in a plurality of rows (for example, five rows) in the longitudinal direction of the vehicle body. And projecting portions 35 formed at both ends in the width direction and continuously projecting from the upper wall 34 of the convex portion 33 toward the vehicle body upper side.
  • An inner side in the vehicle width direction of the projecting portion 35 is an inclined wall 36 that continuously extends from the upper wall 34 of the convex portion 33 toward the upper outer side in the vehicle width direction.
  • An upper wall 37 extending substantially horizontally toward the outer side in the width direction is integrally provided.
  • the vehicle width direction outer side edge part of the protrusion part 35 is made into the end surface part 38 used as the cross section substantially perpendicular
  • the protrusion 35 is formed in a substantially trapezoidal shape when viewed from the front when viewed from the front-rear direction of the vehicle body.
  • the top surface 14, the inclined portion 16, and the lower surface of the flange portion 18 of the upper panel 12 are respectively adhered to the upper surfaces of the convex portions 33 (the upper walls 34), the inclined walls 36, and the upper walls 37 of the core panel 30 with an adhesive.
  • the upper surface of the bottom portion 22 of the lower panel 20 is bonded to the lower surface of the main body portion 32 of the core panel 30 with an adhesive, and the end surface portion 38 is brought into contact with the side wall portion 24.
  • the battery frame 10 having a rectangular closed cross-sectional structure is generally configured.
  • each of the upper panel 12, the lower panel 20, and the core panel 30 constituting the battery frame 10 is formed of, for example, a thermoplastic resin material (carbon fiber reinforced resin material: CFRP) reinforced by mixing carbon fibers.
  • CFRP thermoplastic resin material
  • the upper panel 12, the lower panel 20, and the core panel 30 are manufactured by press-molding a sheet material P (see FIG. 5) having a constant plate thickness formed in a rectangular flat plate shape with a thermoplastic resin material (CFRP). Yes. Therefore, the core panel 30 is taken as an example, and the press molding die 40 will be described.
  • the mold 40 for molding the core panel 30 includes a lower mold 42 as a first mold on the fixed side and an upper mold as a second mold on the movable side. 44.
  • the central portion of the upper die 44 is separated (divided) from the outer die 46 that is the peripheral portion of the upper die 44, and is configured to be able to enter and exit (move up and down) with respect to the outer die 46.
  • the inner mold 48 is a single section.
  • the region A formed by the inner mold 48 is the main body portion 32, i.e., each convex portion 33, inside each projecting portion 35 (each inclined wall 36) of the core panel 30.
  • die 46 as another division is made into each protrusion part 35 containing the inclination wall 36 and the upper wall 37 of the core panel 30.
  • the end surface portion 38 of the core panel 30 is formed by cutting the outer end portion of each upper wall 37 in the vehicle width direction after molding.
  • each convex portion 33 and each projection portion 35 are formed in the lower mold 42.
  • a plurality of rows (for example, five rows) of recess portions 43 are formed in the lower mold 42.
  • the upper mold 44 the outer mold 46 and the inner mold 48
  • a plurality of rows (for example, 5 rows) of convex portions 47 and 49 are formed in order to allow the inner mold 48 to enter and exit from the outer mold 46.
  • a known lifting mechanism (not shown) may be used, such as a ball screw or the like.
  • the inner mold 48 is lowered (projected downward) with respect to the outer mold 46, and a rectangular flat plate as a thermoplastic resin material is formed on the upper surface of the lower mold 42.
  • a sheet material P having a shape is arranged.
  • the upper mold 44 is lowered so as to approach the lower mold 42.
  • the central part (part) of the sheet material P supported by the lower mold 42 is pressurized from above by the inner mold 48 (the central part of the sheet material P supported by the lower mold 42 is The concave portions 43 of the lower mold 42 and the convex portions 49 of the inner mold 48 are sandwiched and pressed), and the convex portions 33 of the core panel 30 are press-molded (first molding step).
  • the inner mold 48 is raised (immersed upward) with respect to the outer mold 46, and the upper mold 44 is further lowered.
  • the peripheral part (remaining part) of the sheet material P supported by the lower mold 42 is pressurized from above by the outer mold 46 (the peripheral part of the sheet material P supported by the lower mold 42 is
  • the protrusions 35 including the inclined wall 36 and the upper wall 37 of the core panel 30 are press-molded (second molding). Process).
  • the sheet material P having a constant plate thickness supported by the lower mold 42 is divided into two stages (with a time difference) by the inner mold 48 and the outer mold 46 of the upper mold 44.
  • the pressure applied by the upper mold 44 is divided into the case of the inner mold 48 and the case of the outer mold 46, so that the upper mold 44 and the lower mold 42 have one stage. Compared with the structure which pressurizes with, the applied pressure is reduced.
  • the core panel 30 as a product can be molded even if the press machine that applies pressure to the upper mold 44 is an inexpensive low-load press machine (not shown). That is, in the core panel 30 press-molded by the low-load press, it is possible to suppress or prevent the occurrence of insufficient pressing.
  • the core panel 30 shown in FIGS. 5 and 6 is upside down with respect to the core panel 30 shown in FIG.
  • the division position of the upper mold 44 is not limited to the central portion and the peripheral portion, and may be divided so that a portion (surface) that is difficult to mold can be molded first. That is, in the case of the core panel 30, since each convex portion 33 is a difficult-to-mold part, the upper mold 44 is divided into an inner mold 48 at the center and an outer mold 46 at the peripheral portion, and each convex 33 The inner mold 48 is protruded downward (lower mold 42 side) so that the inner mold 48 is formed before each protrusion 35.
  • a mold 40 for molding the core panel 30 includes a lower mold 42 as a first mold on the fixed side, an upper mold 44 as a second mold on the movable side, have.
  • die 44 which concerns on this 2nd Embodiment is the inner metal as one division formed so that it might protrude below rather than the outer metal mold
  • the mold 48 is used.
  • the region A formed by the inner mold 48 is the main body portion 32 inside the projecting portions 35 (the inclined walls 36) of the core panel 30, that is, the convex portions 33. Yes. And the area
  • each convex portion 33 and each projection portion 35 are formed in the lower mold 42.
  • a plurality of rows (for example, five rows) of recess portions 43 are formed in the lower mold 42.
  • the upper mold 44 the outer mold 46 and the inner mold 48
  • a plurality of rows (for example, 5 rows) of convex portions 47 and 49 are formed in the upper mold 44.
  • a rectangular flat sheet material P as a thermoplastic resin material is disposed on the upper surface of the lower mold 42. Then, the upper mold 44 in which the inner mold 48 projects downward from the outer mold 46 is lowered so as to approach the lower mold 42.
  • the central part (part) of the sheet material P supported by the lower mold 42 is pressurized from above by the inner mold 48 (the central part of the sheet material P supported by the lower mold 42 is The concave portions 43 of the lower mold 42 and the convex portions 49 of the inner mold 48 are sandwiched and pressed), and the convex portions 33 of the core panel 30 are press-molded (first molding step).
  • the peripheral part (the remaining part) of the sheet material P supported by the lower mold 42 is pressed from above by the outer mold 46 (the peripheral part of the sheet material P supported by the lower mold 42 is
  • the peripheral part of the sheet material P supported by the lower mold 42 is
  • Each of the protrusions 35 including the inclined wall 36 and the upper wall 37 of the core panel 30 is press-molded (second molding step) (pressed between the concave portion 43 of the lower die 42 and the convex portion 47 of the outer die 46).
  • the upper wall 34 of each convex portion 33 of the core panel 30 is formed as a thin plate portion that is thinner than other portions (for example, the main body portion 32 excluding the convex portion 33). . Therefore, when the sheet material P having a constant thickness supported by the lower mold 42 is press-molded by the upper mold 44, the timing of molding by the inner mold 48 and the timing of molding by the outer mold 46 as described above. Can be shifted.
  • the sheet material P having a constant plate thickness supported by the lower mold 42 is divided into two stages (with a time difference) by the inner mold 48 and the outer mold 46 of the upper mold 44.
  • the pressure applied by the upper mold 44 is divided into the case of the inner mold 48 and the case of the outer mold 46, so that the upper mold 44 and the lower mold 42 have one stage.
  • the pressurizing force is reduced as compared with the structure in which the pressure is applied (the upper wall 34 of the convex portion 33 is formed into the same thick plate portion as the main body portion 32 excluding the convex portion 33).
  • the core panel 30 as a product can be formed even if the press machine that applies pressure to the upper mold 44 is an inexpensive low-load press machine. That is, in the core panel 30 press-molded by the low-load press, it is possible to suppress or prevent the occurrence of insufficient pressing.
  • the upper wall 34 of each convex portion 33 that is a difficult-to-mold part is a thin plate having a thickness smaller than that of the main body portion 32 excluding each convex portion 33.
  • thermoplastic resin material molding method according to the present embodiment has been described above with reference to the drawings.
  • the thermoplastic resin material molding method according to the present embodiment is not limited to the illustrated one, and the present invention.
  • the design can be changed as appropriate without departing from the gist of the invention.
  • a product molded by the thermoplastic resin material molding method according to the present embodiment is not limited to the core panel 30 of the battery frame 10.
  • the upper mold 44 is divided into two, the inner mold 48 and the outer mold 46, the number of divisions is not limited to two, and can be set as appropriate according to the difficult-to-mold part of the product. That's fine.
  • the upper mold 44 is divided into a plurality of parts (inner mold 48 and outer mold 46)
  • the lower mold 42 may be divided into a plurality of parts (inner mold 48 and outer mold 46).
  • both the upper mold 44 and the lower mold 42 may be divided into a plurality of parts. However, in this case, the section that is moved in or out in the upper mold 44 and the section that is moved in or out in the lower mold 42 do not overlap in plan view.
  • thermoplastic resin material according to the second embodiment it is possible to mold only a product having a thin plate portion and a thick plate portion thicker than the thin plate portion, but the first embodiment. According to the method for molding a thermoplastic resin material according to the present invention, there is an advantage that molding can be performed regardless of the thickness of the product.

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Abstract

　第１金型（４２）とで熱可塑性樹脂材料（Ｐ）を挟持押圧して製品（３０）を成形する第２金型（４４）を複数の区画に分割するとともに、分割された第２金型（４４）における一の区画（４８）を他の区画（４６）に対して出入可能に構成し、一の区画（４８）を他の区画（４６）に対して突出させ、一の区画（４８）で熱可塑性樹脂材料（Ｐ）を押圧して製品（３０）の一部を成形する第１成形工程と、第１成形工程の後、一の区画（４８）を他の区画（４６）に対して没入させ、他の区画（４６）で熱可塑性樹脂材料（Ｐ）を押圧して製品（３０）の残りの一部を成形する第２成形工程と、を含む熱可塑性樹脂材料（Ｐ）の成形方法とする。

Description

熱可塑性樹脂材料の成形方法
　本発明は、熱可塑性樹脂材料の成形方法に関する。
　成形品に皺や捩れ等の製品欠陥が生じ難い熱可塑性樹脂材料の成形方法は、従来から知られている（例えば、特開２０１１－２５５５８７号公報参照）。
　ところで、多層の熱可塑性樹脂材料を所望とする形状にプレス成形する際に、押圧不足箇所の発生を抑制するためには、比較的高い荷重を付与できる高荷重プレス機が必要となる。しかしながら、高荷重プレス機は高価であり、設備コストが増加する要因となってしまう。
　そこで、本発明は、低荷重プレス機でプレス成形しても製品に押圧不足箇所が発生するのを抑制できる熱可塑性樹脂材料の成形方法を得ることを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様によれば、熱可塑性樹脂材料を挟持押圧して製品を成形するための第１金型及び第２金型の少なくとも一方が複数の区画に分割されており、複数の区画に分割された前記第１金型及び前記第２金型の少なくとも一方における一の区画を他の区画に対して突出させ、前記一の区画で前記熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して前記製品の一部を成形する第１成形工程と、前記第１成形工程の後、前記一の区画を前記他の区画に対して没入させ、前記他の区画で前記熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して前記製品の残りの一部を成形する第２成形工程と、を含む熱可塑性樹脂材料の成形方法が提供される。
　上記態様では、第１成形工程により、第１金型及び第２金型の少なくとも一方の一の区画で熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して製品の一部を成形し、第１成形工程の後、第２成形工程により、第１金型及び第２金型の少なくとも一方の他の区画で熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して製品の残りの一部を成形する。つまり、一の区画と他の区画とが時間差を持って熱可塑性樹脂材料を押圧する。したがって、低荷重プレス機でプレス成形しても、一の区画及び他の区画において、製品に押圧不足箇所が発生するのが抑制される。
　また、本発明の第２態様によれば、熱可塑性樹脂材料を挟持押圧して製品を成形するための第１金型及び第２金型の少なくとも一方が複数の区画に分割されており、複数の区画に分割された前記第１金型及び前記第２金型の少なくとも一方において他の区画に対して突出している一の区画で前記熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して前記製品の薄板部を成形する第１成形工程と、前記第１成形工程の後、前記他の区画で前記熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して前記製品の前記薄板部よりも厚い厚板部を成形する第２成形工程と、を含む熱可塑性樹脂材料の成形方法が提供される。
　上記態様では、第１成形工程により、第１金型及び第２金型の少なくとも一方の一の区画で熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して製品の薄板部を成形し、第１成形工程の後、第２成形工程により、第１金型及び第２金型の少なくとも一方の他の区画で熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して製品の厚板部を成形する。つまり、一の区画で成形するタイミングと他の区画で成形するタイミングとがずれており、一の区画と他の区画とが時間差を持って熱可塑性樹脂材料を押圧する。したがって、低荷重プレス機でプレス成形しても、一の区画及び他の区画において、製品に押圧不足箇所が発生するのが抑制される。なお、薄板部は、第１工程で成形された後、第２工程で再度押圧されるため、厚板部と比較して板厚が薄くされたものである。
　また、本発明の第３態様は、本発明の第１態様又は第２態様において、前記製品が、自動車のバッテリを支持するバッテリフレームを構成するパネルである熱可塑性樹脂材料の成形方法が提供される。
　上記態様によれば、低荷重プレス機でプレス成形しても、バッテリフレームを構成するパネルに押圧不足箇所が発生するのが抑制される。
　さらに、本発明の第４態様は、本発明の第１～第３態様のいずれか１態様において、前記熱可塑性樹脂材料は、炭素繊維強化樹脂材料である熱可塑性樹脂材料の成形方法が提供される。
　上記態様によれば、炭素繊維強化樹脂材料を低荷重プレス機でプレス成形しても、製品に押圧不足箇所が発生するのが抑制される。
　以上、説明したように、本発明の第１態様によれば、低荷重プレス機でプレス成形しても、一の区画及び他の区画において、製品に押圧不足箇所が発生するのを抑制することができる。
　本発明の第２態様によれば、低荷重プレス機でプレス成形しても、一の区画及び他の区画において、製品に押圧不足箇所が発生するのを抑制することができる。
　本発明の第３態様によれば、低荷重プレス機でプレス成形しても、バッテリフレームを構成するパネルに押圧不足箇所が発生するのを抑制することができる。
　本発明の第４態様によれば、低荷重プレス機でプレス成形しても、炭素繊維強化樹脂材料からなる製品に押圧不足箇所が発生するのが抑制される。
コアパネルを備えたバッテリフレームの分解斜視図である。 コアパネルを成形する第１実施形態に係る金型を示す正面図である。 コアパネルを成形する第１実施形態に係る金型を示す側面図である。 コアパネルを成形する第１実施形態に係る下金型の平面図である。 コアパネルを成形する第１実施形態に係る金型による第１成形工程を示す正面図である。 コアパネルを成形する第１実施形態に係る金型による第２成形工程を示す正面図である。 コアパネルを成形する第２実施形態に係る金型を示す側面図である。 コアパネルを成形した第２実施形態に係る金型を示す断面図である。
　以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、図１において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＬＥを車体左方向（車幅方向左側）とする。そして、図１を除く各図において適宜示す矢印ＵＰを金型の上方向、矢印ＦＲを金型の前方向、矢印ＬＥを金型の左方向とする。
　電気自動車等の車両におけるフロアパネル（図示省略）の車体下方側には、燃料電池スタック（図示省略）を車体下方側から支持するためのバッテリフレーム（スタックフレーム）１０が配置されている。図１に示されるように、バッテリフレーム１０は、アッパパネル１２と、ロアパネル２０と、アッパパネル１２とロアパネル２０との間に設けられる補強部材としてのコアパネル３０と、を含んで構成されている。
　アッパパネル１２は、矩形平板状の天部１４と、天部１４の車幅方向両端部に、後述する傾斜壁３６に沿うように車幅方向外側上方へ斜めに一体に連設された矩形平板状の傾斜部１６と、傾斜部１６の車幅方向両端部に、後述する上壁３７に沿うように車幅方向外側へ略水平に一体に連設された矩形平板状のフランジ部１８と、を有している。
　ロアパネル２０は、矩形平板状の底部２２と、底部２２の車幅方向両端部に、車体上方側へ略垂直に一体に連設された矩形平板状の側壁部２４と、側壁部２４の上端部に車幅方向外側上方へ斜めに一体に連設された矩形平板状の傾斜部２６と、傾斜部２６の車幅方向両端部に車幅方向外側へ略水平に一体に連設された矩形平板状のフランジ部２８と、を有している。
　コアパネル３０は、車幅方向に沿って延在する断面略ハット型形状の凸部３３が車体前後方向に複数列（例えば５列）並ぶように形成された本体部３２と、本体部３２の車幅方向両端部で、かつ凸部３３の上壁３４から連続して車体上方側へ突出するように形成された突出部３５と、を有している。
　突出部３５の車幅方向内側は、凸部３３の上壁３４から連続して車幅方向外側上方へ向けて延在する傾斜壁３６とされており、傾斜壁３６の上端部には、車幅方向外側へ向けて略水平に延在する上壁３７が一体に連設されている。そして、突出部３５の車幅方向外側端部は、本体部３２に対して略垂直な断面となる端面部３８とされている。つまり、この突出部３５は、車体前後方向から見た正面視で略台形状に形成されている。
　また、コアパネル３０の各凸部３３（各上壁３４）、各傾斜壁３６、各上壁３７の上面に、アッパパネル１２の天部１４、傾斜部１６、フランジ部１８の下面がそれぞれ接着剤によって接合され、コアパネル３０の本体部３２の下面に、ロアパネル２０の底部２２の上面が接着剤によって接合されて、端面部３８が側壁部２４に当接されるようになっている。これにより、矩形閉断面構造のバッテリフレーム１０が概ね構成されるようになっている。
　また、バッテリフレーム１０を構成するアッパパネル１２、ロアパネル２０、コアパネル３０は、それぞれ例えば炭素繊維が混入されて強化された熱可塑性樹脂材料（炭素繊維強化樹脂材料：ＣＦＲＰ）で成形されている。換言すれば、熱可塑性樹脂材料（ＣＦＲＰ）で矩形平板状に形成された一定板厚のシート材Ｐ（図５参照）がプレス成形されることによってアッパパネル１２、ロアパネル２０、コアパネル３０が製造されている。そこで次に、コアパネル３０を例に採り、プレス成形用の金型４０について説明する。
＜第１実施形態＞
　まず、第１実施形態について説明する。図２、図３に示されるように、コアパネル３０を成形する金型４０は、固定側である第１金型としての下金型４２と、可動側である第２金型としての上金型４４と、を有している。そして、上金型４４の中央部は、上金型４４の周縁部である外金型４６と分離（分割）されて、外金型４６に対して出入（上下方向に移動）可能に構成された一の区画としての内金型４８とされている。
　図４に示されるように、内金型４８で成形する領域Ａは、コアパネル３０の各突出部３５（各傾斜壁３６）よりも内側の本体部３２、即ち各凸部３３とされている。そして、他の区画としての外金型４６で成形する領域は、コアパネル３０の傾斜壁３６及び上壁３７を含む各突出部３５とされている。なお、コアパネル３０の端面部３８は、成形後に各上壁３７の車幅方向外側端部が切断されることで形成されるようになっている。
　また、コアパネル３０の各凸部３３及び各突出部３５（各傾斜壁３６及び各上壁３７）を成形するために、下金型４２には、複数列（例えば５列）の凹部４３が形成されており、上金型４４（外金型４６及び内金型４８）には、複数列（例えば５列）の凸部４７、４９が形成されている。また、外金型４６に対して内金型４８を出入可能にする構成は、ボールネジ等を設けて昇降させるなど、公知の昇降機構（図示省略）を用いればよい。
　以上のような構成の第１実施形態に係る金型４０において、次にコアパネル３０（熱可塑性樹脂材料）の成形方法について説明する。
　まず、図２、図３に示されるように、内金型４８を外金型４６に対して下降させる（下方へ突出させる）とともに、下金型４２の上面に熱可塑性樹脂材料としての矩形平板状のシート材Ｐを配置する。そして、図５に示されるように、内金型４８が外金型４６よりも下方へ突出した状態で、上金型４４を下金型４２に対して接近させるように下降させる。
　これにより、下金型４２に支持されたシート材Ｐの中央部（一部）が内金型４８によって上方から加圧され（下金型４２に支持されたシート材Ｐの中央部が、その下金型４２の凹部４３と内金型４８の凸部４９とで挟持押圧され）、コアパネル３０の各凸部３３がプレス成形される（第１成形工程）。
　次に、図６に示されるように、内金型４８を外金型４６に対して上昇させる（上方へ没入させる）とともに、上金型４４を更に下降させる。これにより、下金型４２に支持されたシート材Ｐの周縁部（残りの一部）が外金型４６によって上方から加圧され（下金型４２に支持されたシート材Ｐの周縁部が、その下金型４２の凹部４３と外金型４６の凸部４７とで挟持押圧され）、コアパネル３０の傾斜壁３６及び上壁３７を含む各突出部３５がプレス成形される（第２成形工程）。
　このように、上金型４４の内金型４８と外金型４６とにより、下金型４２に支持された一定板厚のシート材Ｐに対して２段階に分けて（時間差を持って）加圧する構成になっていると、上金型４４による加圧力は、内金型４８のときと外金型４６のときとに分けられるので、上金型４４と下金型４２とで１段階で加圧する構成に比べて、その加圧力が低減される。
　したがって、上金型４４に加圧力を付与するプレス機が、安価な低荷重プレス機（図示省略）であっても、製品としてのコアパネル３０を成形することができる。つまり、低荷重プレス機によってプレス成形されたコアパネル３０において、押圧不足箇所が発生するのを抑制又は防止することができる。なお、図５、図６に示されるコアパネル３０は、図１に示されるコアパネル３０と、上下逆になっている。
　また、上金型４４の分割位置は、中央部と周縁部とに限定されるものではなく、成形し難い部位（面）を先に成形できるように分割されていればよい。つまり、コアパネル３０の場合には、各凸部３３が成形困難部位であるため、上金型４４を中央部の内金型４８と周縁部の外金型４６とに分割し、各凸部３３が各突出部３５よりも先に成形されるように、内金型４８を下方（下金型４２側）へ突出させている。
　また、このような２段階加圧方式の成形方法で成形されると、先に成形される各凸部３３と後に成形される各突出部３５とでは、成形時のシート材Ｐに温度差が生じるため、コアパネル３０における各凸部３３と各突出部３５との境界部には、製品に影響しない薄い筋が形成される。この筋の有無を調べることにより、第１実施形態によって成形されたコアパネル３０か否かを判別することができる。
＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。
　図７Ａに示されるように、コアパネル３０を成形する金型４０は、固定側である第１金型としての下金型４２と、可動側である第２金型としての上金型４４と、を有している。そして、この第２実施形態に係る上金型４４の中央部は、上金型４４の周縁部である外金型４６よりも下方へ突出されるように形成された一の区画としての内金型４８とされている。
　なお、第１実施形態と同様に、内金型４８で成形する領域Ａは、コアパネル３０の各突出部３５（各傾斜壁３６）よりも内側の本体部３２、即ち各凸部３３とされている。そして、他の区画としての外金型４６で成形する領域は、コアパネル３０の傾斜壁３６及び上壁３７を含む各突出部３５とされている。
　また、コアパネル３０の各凸部３３及び各突出部３５（各傾斜壁３６及び各上壁３７）を成形するために、下金型４２には、複数列（例えば５列）の凹部４３が形成されており、上金型４４（外金型４６及び内金型４８）には、複数列（例えば５列）の凸部４７、４９が形成されている。
　以上のような構成の第２実施形態に係る金型４０において、次にコアパネル３０（熱可塑性樹脂材料）の成形方法について説明する。
　まず、図７Ａに示されるように、下金型４２の上面に熱可塑性樹脂材料としての矩形平板状のシート材Ｐを配置する。そして、内金型４８が外金型４６よりも下方へ突出されている上金型４４を、下金型４２に対して接近させるように下降させる。
　これにより、下金型４２に支持されたシート材Ｐの中央部（一部）が内金型４８によって上方から加圧され（下金型４２に支持されたシート材Ｐの中央部が、その下金型４２の凹部４３と内金型４８の凸部４９とで挟持押圧され）、コアパネル３０の各凸部３３がプレス成形される（第１成形工程）。
　次いで、下金型４２に支持されたシート材Ｐの周縁部（残りの一部）が外金型４６によって上方から加圧され（下金型４２に支持されたシート材Ｐの周縁部が、その下金型４２の凹部４３と外金型４６の凸部４７とで挟持押圧され）、コアパネル３０の傾斜壁３６及び上壁３７を含む各突出部３５がプレス成形される（第２成形工程）。
　ここで、コアパネル３０の各凸部３３における上壁３４は、図７Ｂに示されるように、他の部位（例えば凸部３３を除く本体部３２）よりも板厚の薄い薄板部として形成される。したがって、下金型４２に支持された一定板厚のシート材Ｐを上金型４４でプレス成形する際、上記の通り、内金型４８で成形するタイミングと外金型４６で成形するタイミングとをずらすことができる。
　このように、上金型４４の内金型４８と外金型４６とにより、下金型４２に支持された一定板厚のシート材Ｐに対して２段階に分けて（時間差を持って）加圧する構成になっていると、上金型４４による加圧力は、内金型４８のときと外金型４６のときとに分けられるので、上金型４４と下金型４２とで１段階で加圧する（凸部３３の上壁３４を、凸部３３を除く本体部３２と同じ厚板部に成形する）構成に比べて、その加圧力が低減される。
　よって、上金型４４に加圧力を付与するプレス機が、安価な低荷重プレス機であっても、製品としてのコアパネル３０を成形することができる。つまり、低荷重プレス機によってプレス成形されたコアパネル３０において、押圧不足箇所が発生するのを抑制又は防止することができる。
　また、このような２段階加圧方式の成形方法で成形されると、成形困難部位である各凸部３３の上壁３４が、各凸部３３を除く本体部３２よりも板厚の薄い薄板部として形成されるため、製品とされたコアパネル３０の凸部３３における上壁３４の板厚と、凸部３３を除く本体部３２の板厚と、を比較することにより、第２実施形態によって成形されたコアパネル３０か否かを判別することができる。
　以上、本実施形態に係る熱可塑性樹脂材料の成形方法について図面を基に説明したが、本実施形態に係る熱可塑性樹脂材料の成形方法は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、本実施形態に係る熱可塑性樹脂材料の成形方法で成形される製品としては、バッテリフレーム１０のコアパネル３０に限定されるものではない。
　また、上金型４４を内金型４８と外金型４６の２つに分割したが、その分割数は２つに限定されるものではなく、製品における成形困難部位に応じて適宜設定されればよい。また、上金型４４を複数に（内金型４８と外金型４６とに）分割したが、下金型４２を複数に（内金型４８と外金型４６とに）分割してもよい。更に、上金型４４と下金型４２の両方をそれぞれ複数に分割してもよい。但し、この場合、上金型４４において出入又は突出させる区画と、下金型４２において出入又は突出させる区画と、が平面視で重なることはない。
　また、第２実施形態に係る熱可塑性樹脂材料の成形方法では、薄板部と、薄板部よりも厚い厚板部と、を有する製品に限って成形することが可能となるが、第１実施形態に係る熱可塑性樹脂材料の成形方法では、製品の板厚に関係なく成形することが可能となる利点がある。

Claims (4)

  1. 　熱可塑性樹脂材料を挟持押圧して製品を成形するための第１金型及び第２金型の少なくとも一方が複数の区画に分割されており、複数の区画に分割された前記第１金型及び前記第２金型の少なくとも一方における一の区画を他の区画に対して突出させ、前記一の区画で前記熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して前記製品の一部を成形する第１成形工程と、
    　前記第１成形工程の後、前記一の区画を前記他の区画に対して没入させ、前記他の区画で前記熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して前記製品の残りの一部を成形する第２成形工程と、
    　を含む熱可塑性樹脂材料の成形方法。
  2. 　熱可塑性樹脂材料を挟持押圧して製品を成形するための第１金型及び第２金型の少なくとも一方が複数の区画に分割されており、複数の区画に分割された前記第１金型及び前記第２金型の少なくとも一方において他の区画に対して突出している一の区画で前記熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して前記製品の薄板部を成形する第１成形工程と、
    　前記第１成形工程の後、前記他の区画で前記熱可塑性樹脂材料を前記第１金型及び前記第２金型の他方に押圧して前記製品の前記薄板部よりも厚い厚板部を成形する第２成形工程と、
    　を含む熱可塑性樹脂材料の成形方法。
  3. 　前記製品が、自動車のバッテリを支持するバッテリフレームを構成するパネルである請求項１又は請求項２に記載の熱可塑性樹脂材料の成形方法。
  4. 　前記熱可塑性樹脂材料は、炭素繊維強化樹脂材料である請求項１～３のいずれか１項記載の熱可塑性樹脂材料の成形方法。
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