JPH0655428B2 - 熱可塑性樹脂シート材の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は熱可塑性樹脂シート材の成形方法に関する。

「従来の技術」 熱可塑性樹脂シート材の熱間絞り成形は、熱間絞り間工
程、冷却固化工程及び外形抜き工程等を経て行われる。

熱間絞り工程には、第７図に示すような、上型２′にヒ
ータ７を備え、かつ下型３′にヒータ１３を備えた熱間
絞り型１′を使用する。熱間絞り工程では、前工程にて
製品１個分のブランク１４′に切断された熱可塑性樹脂
シート材を、加熱した熱間絞り型１′により、製品とな
る立体形状部分２５及び該立体形状部分２５の周囲のフ
ランジ部分１８′とを成形する。

熱間絞り成形後のブランク１４′は、続く冷却固化工程
にて冷却固化した後、外形抜き工程にて外周不要部分を
除去して製品とする。

ところで、熱可塑性樹脂シート材は形状記憶と呼ばれる
特性（以下、形状記憶特性という）を持っており、塑性
変形時において、変形する前の形状に戻ろうとする性質
がある。この形状記憶特性は、熱間絞り工程の後の冷却
固化時において顕著であり、熱間絞り成形により第８図
（ａ）に示すような所定形状に形成したブランク１４′
は、冷却固化工程で絞り型１′から型外へ離脱して冷却
固化を行うと、形状記憶特性に基づくスプリングバック
等の形状変形を生じ、第８図（ｂ）に示すような歪Ａ，
Ｂが発生して、品質及び商品価値を損ねることがあっ
た。

このため、従来では熱間絞り工程を終了した後も絞り型
１′内にブランク１４′を残留させ、そのまま長時間加
圧保持し、徐冷による冷却固化を行って歪の発生を防止
していた。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記の従来方法では、冷却固化工程の所
要時間が長時間となること、また次の熱間絞り加工を行
うにはブランク１４′とともに冷却した熱間絞り型を再
加熱する必要があり、熱間絞り加工を連続的に行えない
こと等により生産性が低いという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、熱
間絞り成形後の冷却固化工程において形状記憶特性に基
づく変形を阻止して、生産性を高めた熱可塑性樹脂シー
ト材の成形方法を提供することを課題とする。

「課題を解決するため手段」 上記課題を解決するため、本発明によれば、一枚の熱可
塑性樹脂シート材をビード形成部を設けた熱間絞り型に
より、製品となる立体形状部分と、該立体形状部分をエ
ンドレス状に取り囲むビードを形成したフランジ部分と
に成形して保形性を高め、前記熱間絞り型から型外へ離
脱後の冷却固化工程において、形状記憶特性に基づく変
形を阻止するとともに、冷却固化後外形抜き工程におい
て前記フランジ部分を除去することを特徴とする熱可塑
性樹脂シート材の成形方法が提供される。

「作用」 上記構成の本発明方法によれば、熱間絞り工程により熱
可塑性樹脂シート材には、製品となる立体形状部分と該
立体形状部分のフランジ部分にエンドレス状のビードが
形成される。該ビードを形成することにより、熱可塑性
樹脂シート材の保形性が高まり、熱間絞り型から型外へ
離脱して行う冷却固化工程における形状記憶特性に基づ
く変形が阻止される。そして、冷却固化後外形抜き工程
において不要なフランジ部分が取り除かれる。

「実施例」 本発明の実施例につき図面を参照して説明する。

まず第１図〜第３図に熱間絞り工程で使用する熱間絞り
型を示す。第１図は熱間絞り型の断面図、第２図は上型
を下からみた下面図、第３図は下型を上からみた平面図
である。熱間絞り型１は上型２と下型３とで構成され
る。

上型２はポンチ４，ストリッパプレート５，ポンチホル
ダ６等からなる。ポンチ４はヒータ７を内蔵し、ポンチ
ホルダ６に固着されている。ストリッパプレート５はポ
ンチ４よりも薄く形成され、ポンチ４が挿通する穴８が
穿設されている。ストリッパプレート５は、その上面が
ポンチホルダ６の下面に当接する上端位置と、その下面
がポンチ４の下面とほぼ同一面をなす下端位置との間で
移動可能にポンチホルダ６に支持され、図示略のばね部
材により常に前記下端位置に向けて付勢されている。ス
トリッパプレート５にはエンドレス状の突条９が突設さ
れている。ポンチホルダ６の上面にはシャンク１０が突
設されている。

下型３はダイプレート１１，ボルスタ１２等からなる。
ダイプレート１１はヒータ１３を内蔵し、ボルスタ１２
に固着されている。ダイプレート１１の上面には、ポン
チ４の板厚とストリッパプレート５の板厚との差に等し
い深さ寸法を有し熱絞り加工時にポンチ４及び熱可塑性
樹脂シート材によってなるブランク１４が入り込む成形
穴１５が凹設されている。ダイプレート１１には成形穴
１５が取り囲むエンドレス状の溝１６が、前記ストリッ
パプレート５の突条９に対応して凹設されている。この
溝１６と突条９とでエンドレス状のビード形成部１７を
なし、該ビード形成部１７により熱絞り加工時にブラン
ク１４のフランジ部１８にエンドレス状のビード１９を
形成する。またダイプレート１１には位置ぎめピン２４
が２箇所に設けられている。

熱間絞り工程を経たブランク１４は、続く冷却固化工程
では第５図に示すように熱間絞り型１から型外に離脱さ
れて大気中での自然冷却工程において固化される。この
ときブランク１４は、フランジ部分１８に立体形状部分
２５を取り囲むエンドレス状のビード１９が形成されて
保形性を高めた形状となっているから、形状記憶特性に
基づく変形や立体形状部分２５のスプリングバック等が
発生することがない。

そして、外形抜き工程にて、エンドレス状のビード１９
を含むフランジ部１８を除去する。

「作動」 上記構成の作動として、実際に熱可塑性樹脂シート材を
自動車の計器板に成形する手順につき第６図図示の工程
図及び第４図（ａ）〜（ｉ）を参照して説明する。

熱可塑性樹脂シート材は、例えば板厚０．５mmのものを
用い、素材裁断工程１０１にて４５０mm×４５０mmの素
材２０に切断する（第４図（ａ）参照）。本実施例では
１枚の素材２０から９枚の計器板を成形加工する。次に
印刷工程１０２にて表面・裏面に黒，白，赤色等の印刷
を行う（第４図（ｂ）参照）。印刷された表面・裏面に
は、後の工程での傷つきを防止するために、続く保護シ
ート貼付工程１０３にて保護シート２１を貼付する（第
４図（ｃ）参照）。次に後述の基準穴加工を容易にする
ため、短尺切断工程１０４にて素材２０を計器板３枚分
すなわち１５０mm×４５０mmの短尺材２２に切断する
（第４図（ｄ）参照）。そして基準穴穿設工程１０５に
て基準穴２３を穿設する（第４図（ｅ）参照）。基準穴
２３は、後述の熱間絞り工程１０７及び外形・穴抜き工
程１０９における印刷に対する加工のずれを防止するた
めのものであり、計器板１枚に対し２個所、従って１枚
の短尺材２２には６箇所穿設する。次に、ブランク切断
工程１０６にて短尺材２２を計器板１枚分すなわち１５
０mm×１５０mmのブランク１４に切断する（第４図
（ｆ）参照）。

ブランク１４は、続く熱間絞り工程１０７において、第
１図図示の熱間絞り型１を用いて立体形状部分２５及び
フランジ部分１８に絞り加工する。熱間絞り工程１０７
では、上型２はヒータ７によりポンチ４及及ストリッパ
プレート５を加熱しておき、下型３ではヒータ１３によ
りダイプレート１１を加熱しておく。ブランク１４は、
下型３のダイプレート１１上に載置する。このときダイ
プレート１１の位置決めピン２４に基準穴２３を挿通す
ることにより、印刷と熱絞り加工との位置ずれがないよ
うに所定位置に載置する。そして上型２を下降すれば、
まず下端い置にあるストリッパプレート５がブランク１
４に当接し、該ブランク１４をストリッパプレート５と
ダイプレート１１の外周部２６とで挾持し、フランジ部
分１８となる周縁部を予熱する。このときビード形成部
１７によりフランジ部分１８にエンドレス状のビード１
９を形成する。次に、上型２がさらに下降して、ポンチ
４とダイプレート１１の成形穴１５とにより所定の立体
形状部分２５を形成する。

次に、上型２を上昇し、ブランク１４を熱間絞り型１か
ら型外へ離脱して、冷却固化工程１０８にてブランク１
４を空気中で冷却固化する。このとき形状記憶特性に基
づく変形等は、フランジ部分１８に立体形状部分２５を
取り囲むエンドレス状のビード１９を形成することで高
まった保形性により阻止される。（第４図（ｇ）及びそ
のＶ−Ｖ線断面を示す第５図参照）。

次に外形抜き工程たる外形・穴抜き工程１０９で、所定
形状の穴２７の穿設と外形とのトリミングを行う。この
ときフランジ部分１８はエンドレス状のビード１９を含
む外周不要部分が除去される（第４図（ｈ）参照）。そ
して、保護シート剥離工程１１０にて、表面・裏面の保
護シート２１を剥離して（第４図（ｉ）参照）、全工程
を終了する。

本実施例では外形・穴抜き工程１０９で穴２７の穿設を
行ったが、製品として穴が不要である場合は、外形部分
のトリミングのみを行う。

また本実施例では、素材として板厚０．５mmで１５０mm
×１５０mmの熱可塑性樹脂シートを用いたが、本発明は
これに限定されるものではなく、板厚及び形状寸法は製
品に応じて適切に選択されるものである。

「発明の効果」 本発明は上記の構成を有し、一枚の熱可塑性樹脂シート
材を、熱間絞り工程にて熱間絞り型のビード形成部によ
り、熱可塑性樹脂シート材のフランジ部分に、製品とな
る立体形状部分をエンドレス状に取り囲むビードを形成
して保形性を高め、熱間絞り型から型外へ離脱後の冷却
固化工程で、形状記憶特性に基づく変形を阻止できるか
ら、加圧及び徐冷を熱間絞り型を用いて行う冷却固化工
程が不要となり、大気中での自然冷却により固化が可能
となる。従って、熱間絞り型を加熱状態のまた連続使用
して熱間絞り加工を行うことが可能となり、生産性を著
しく向上することができるとう優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図は熱間
絞り型を示す断面図、第２図は前記熱間絞り型の上型を
示す下面図、第３図は前記熱間絞り型の下型を示す平面
図、第４図（ａ）〜（ｉ）は各工程での熱可塑性樹脂シ
ート材の形状を示す説明図、第５図は第４図（ｇ）のＶ
−Ｖ線断面図、第６図は熱可塑性樹脂シート材の成形加
工の工程図であり、第７図，第８図は従来例を示し、第
７図は熱間絞り型の断面図、第８図（ａ）は熱間絞り加
工直後の熱可塑性樹脂シート材を示す断面図、第８図
（ｂ）は歪が発生した熱可塑性樹脂シート材を示す断面
図である。 １……熱間絞り型、１４……ブランク（熱可塑性樹脂シ
ート材）、１７……ビード形成部、１８……フランジ部
分、１９……エンドレス状のビード、２５……立体形状
部分、１０７……熱間絞り工程、１０８……冷却固化工
程、１０９……外形・穴抜き工程。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一枚の熱可塑性樹脂シート材をビード形成
   部を設けた熱間絞り型により、製品となる立体形状部分
   と、該立体形状部分をエンドレス状に取り囲むビードを
   形成したフランジ部分とに成形して保形性を高め、前記
   熱間絞り型から型外へ離脱後の冷却固化工程において、
   形状記憶特性に基づく変形を阻止するとともに、冷却固
   化後外形抜き工程において前記フランジ部分を除去する
   ことを特徴とする熱可塑性樹脂シート材の成形方法。