JP2021102278A

JP2021102278A - Sheet molding method and molding equipment

Info

Publication number: JP2021102278A
Application number: JP2019233746A
Authority: JP
Inventors: 康二山田; Koji Yamada; 功太平泉; Kota Hiraizumi
Original assignee: KTX Corp
Current assignee: KTX Corp
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2021-07-15

Abstract

To improve a cost ratio by reducing an excised waste part outside a molded product, and to prevent a sheet from being excessively stretched during shaping to prevent insufficient wall thickness of the molded product.SOLUTION: A heated thermoplastic resin sheet 7 is sandwiched between a first mold 1 and a second mold 2 which are divided molding die, to be molded. A molding boundary shape 4 of a boundary between a molding part and a PL surface of the first mold 1 and the second mold 2 and a mold outer peripheral surface shape 5 around the PL surface are similar. A peripheral edge of the sheet 7, which is similar to the mold outer peripheral surface shape 5, is clamped by a plurality of clampers 12, each clamper 12 is placed at a basic position P1 separated from an outer peripheral surface of the molding die by a predetermined distance until just before the first mold 1 and the second mold 2 approach each other so as to have a predetermined interval and the molding part deforms the sheet 7 to a predetermined degree. When the first mold 1 and the second mold 2 approach each other so as to have a predetermined interval and the molding part deforms the sheet 7 to a predetermined degree, each clamper 12 is placed at a sheet pushing-in position P2 by displacing it inward a sheet surface.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、熱可塑性樹脂製のシートを成形する装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and a method for molding a sheet made of a thermoplastic resin.

熱可塑性樹脂製のシートを三次元形状に成形することを含む成形方法として、シートの真空成形、圧空成形又は真空圧空成形や、シートの成形を伴う表皮インサート射出成形等がある。これらの成形に用いるシート成形装置は、三次元形状の成形面を有する成形型と、シートを加熱して軟化させる加熱装置と、前記シートの周縁部をクランプして該シートを成形型に当接させるクランプ装置とを備えている。クランプ装置は、最も単純なものはシートの周縁部を連続周状にクランプする枠状のものであるが、成形面の三次元形状に応じてシートの一部が薄くなりすぎたり、しわになったりしないように、次のようなクランプ装置が考えられている。 Molding methods including molding a sheet made of a thermoplastic resin into a three-dimensional shape include vacuum forming, vacuum forming or vacuum forming of the sheet, and skin insert injection molding accompanied by molding of the sheet. The sheet molding apparatus used for these moldings includes a molding die having a three-dimensionally shaped molding surface, a heating device that heats and softens the sheet, and clamps the peripheral portion of the sheet to bring the sheet into contact with the molding die. It is equipped with a clamping device to make it. The simplest type of clamping device is a frame-shaped one that clamps the peripheral edge of the sheet in a continuous circumferential shape, but a part of the sheet becomes too thin or wrinkled depending on the three-dimensional shape of the molded surface. The following clamping devices are considered so as not to cause wrinkles.

特許文献１には、成形型の周縁と平行する方向と直行する方向との２方向に移動可能な分割されたクランパーを移動させ、成形後のシートが厚くなる傾向の部分を引き伸ばし、成形後のシートが薄くなる傾向の部分を引き寄せ、次いで成形型を上昇させるかあるいはクランパー群を降下させることによりシートを成形型に当接させてから真空成形すること、そして、これにより成形品全体に適正なシート厚さを与えることが記載されている。 In Patent Document 1, a divided clamper that can be moved in two directions, a direction parallel to the peripheral edge of the molding die and a direction orthogonal to the peripheral edge of the molding die, is moved to stretch a portion where the sheet after molding tends to be thick, and after molding. The sheet is brought into contact with the mold by pulling the part where the sheet tends to be thin, and then the mold is raised or the clamper group is lowered and then vacuum formed, which is suitable for the entire part. It is stated that the sheet thickness is given.

特許文献２には、シートの対向する２辺をそれぞれ把持するクランプ材のうち、少なくとも一方のクランプ材を他方のクランプ材に向けて移動させることにより、シートを真空成形型の上部に凹状に撓ませ、次いでクランプ材を下降させてシートを成形型の外縁に当接させてから真空成形すること、そして、これにより成形品の底部分の伸びが抑えられ、所定の肉厚が確保されることが記載されている。 In Patent Document 2, among the clamp materials that grip the two opposite sides of the sheet, at least one of the clamp materials is moved toward the other clamp material, so that the sheet is bent in a concave shape on the upper part of the vacuum forming mold. No, then the clamp material is lowered to bring the sheet into contact with the outer edge of the molding die and then vacuum formed, and this suppresses the elongation of the bottom portion of the molded product and secures a predetermined wall thickness. Is described.

特許文献３には、シートの周縁部を把持する複数の把持具が連結機構によって把持具の間隔方向及び前後方向に移動可能な状態に連結されてなる把持機構が複数設けられ、シートを加熱した後、把持具の間隔を広げ後退させてシートを延伸し、さらにシートを加熱するのに併せて、把持具の間隔を狭め前進させてシートを収縮させ、次いで熱成形型を上昇させてその上縁をシートに添着してから真空成形すること、そして、これにより熱処理を精密に制御でき、成形品の特性を改良できることが記載されている。 Patent Document 3 is provided with a plurality of gripping mechanisms in which a plurality of gripping tools for gripping the peripheral edge of the sheet are connected by a connecting mechanism so as to be movable in the spacing direction and the front-rear direction of the gripping tools, and the sheet is heated. Later, the gap between the grippers is widened and retracted to stretch the sheet, and as the sheet is further heated, the gap between the grippers is narrowed and advanced to contract the sheet, and then the thermoforming mold is raised and above it. It is described that the edges are attached to the sheet and then vacuum formed, which allows precise control of heat treatment and improvement of the properties of the part.

特許文献４には、シートの走行方向の端縁を把持する所定個数のクランプ手段と該手段を昇降する昇降機構と該機構を幅方向に移動させる幅調整機構とを具備する一対の幅クランプ装置と、シートの走行方向に直行する端縁を把持する所定個数のクランプ手段と該手段を昇降する昇降機構と該機構を走行方向に移動させる幅調整機構とを具備する一対の前後クランプ装置を用い、シートを一対の幅クランプ装置と一対の前後クランプで把持して、上成形型の形状にあわせて成形時の上成形型の下降速度に同調することにより、しわが発生せずに材料の歩留まりが向上することが記載されている。 Patent Document 4 describes a pair of width clamping devices including a predetermined number of clamping means for gripping the edge of the seat in the traveling direction, an elevating mechanism for raising and lowering the means, and a width adjusting mechanism for moving the mechanism in the width direction. A pair of front-rear clamp devices including a predetermined number of clamping means for gripping the edge perpendicular to the traveling direction of the seat, an elevating mechanism for raising and lowering the means, and a width adjusting mechanism for moving the mechanism in the traveling direction are used. , The sheet is gripped by a pair of width clamp devices and a pair of front and rear clamps, and by synchronizing with the lowering speed of the upper molding mold at the time of molding according to the shape of the upper molding mold, the material yield without wrinkles. Is described as being improved.

特許文献５には、シートの対向する短辺をそれぞれ全長にわたって把持する２つの第一クランプと、シートの対向する長辺の複数個所をそれぞれ把持する上下方向及び水平方向へ変位可能に構成された複数の第二クランプとを用い、第二クランプを上下方向の所定範囲で自在に移動させ、かつ、短辺方向の所定範囲で自在に移動させることによって、シートをストレスなくドローダウンさせ、次いでシートを成形型に密着させて真空成形すること、そして、これにより歩留まり良く均一な板厚の製品を成形加工できることが記載されている。 Patent Document 5 is configured to be displaceable in the vertical direction and the horizontal direction in which two first clamps for gripping the opposite short sides of the seat over the entire length and a plurality of positions facing the long sides of the seat are gripped, respectively. By using a plurality of second clamps and freely moving the second clamp within a predetermined range in the vertical direction and freely within a predetermined range in the short side direction, the seat is drawn down without stress, and then the seat is drawn down. It is described that the product is vacuum-formed in close contact with a molding die, and that a product having a good yield and a uniform plate thickness can be formed by this.

特許文献６には、シートの前後方向両端を保持するチャック装置が傾斜して図示されている。各チャック装置は、複数個のクランプアームを備えるが、各クランプアームは一体として傾斜するように本体アームで連結されている。また、別の特徴として、上型が閉じる前にクランプ爪が開いてシートが開放され、シートは伸びつつ型内に流入することができ、しわ、キレツを回避できることが記載されている。さらに、上型を完全に閉じる段階で、スライド部材が前進し、シートを基材のアンダーカット部に押圧することも記載されている。 In Patent Document 6, a chuck device that holds both ends in the front-rear direction of the seat is shown in an inclined manner. Each chuck device includes a plurality of clamp arms, and the clamp arms are connected by a main body arm so as to be integrally inclined. Further, as another feature, it is described that the clamp claws are opened before the upper mold is closed to open the seat, the seat can flow into the mold while stretching, and wrinkles and cracks can be avoided. Further, it is also described that the slide member advances and presses the sheet against the undercut portion of the base material at the stage where the upper mold is completely closed.

特開昭６０−４９９２１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-49921 特開平８−１３２５１８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-132518 特開平１０−５８５３６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-58536 特開２００９−１０１５６４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-101564 特開２０１５−５８５８６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-58586 特開２０１４−２２６８８７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-226878

上記特許文献１〜６のクランプ装置を備えたシート成形装置には、次の問題点（１）（２）があった。 The sheet molding apparatus provided with the clamp apparatus of Patent Documents 1 to 6 has the following problems (1) and (2).

（１）成形型の分割された第１型と第２型の相対向する対向面は、成形部（シート成形用の凸部又は凹部）とその回りのＰＬ面（Parting Line）とからなる。成形部とＰＬ面との境界の成形境界形状は、長方形（正方形も含む）である場合は少なく、非長方形である場合が多い。また、ＰＬ面は略一定幅に設計されることが多いから、ＰＬ面の回りの型外周面形状も、非長方形（成形境界形状と相似形で一回り大きい）である場合が多い。
しかし、特許文献１〜６等の従来のクランプ装置は、成形境界形状および型外周面形状によらず、長方形のシートの使用を前提とし、その周縁部をクランプするように構成されている。このため、図７（ｂ）に示すように、成形後のシート５１の周縁と成形境界形状５２との距離が大きくなり、成形品外の切除廃棄部分５３（クロスハッチング部分）が増加して、原価率が悪化するという問題があった。なお、本明細書において、「長方形」の概念には正方形も含まれるものとする。 (1) The opposing surfaces of the first mold and the second mold, which are divided into the molding molds, are composed of a molding portion (convex or concave portion for sheet molding) and a PL surface (Parting Line) around the molding portion (convex or concave portion for sheet molding). The molding boundary shape of the boundary between the molded portion and the PL surface is rarely rectangular (including a square), and is often non-rectangular. Further, since the PL surface is often designed to have a substantially constant width, the shape of the outer peripheral surface of the mold around the PL surface is often non-rectangular (similar to the molding boundary shape and one size larger).
However, the conventional clamping devices such as Patent Documents 1 to 6 are configured to clamp the peripheral edge portion on the premise of using a rectangular sheet regardless of the molding boundary shape and the mold outer peripheral surface shape. Therefore, as shown in FIG. 7B, the distance between the peripheral edge of the sheet 51 after molding and the molding boundary shape 52 becomes large, and the cut-and-discard portion 53 (cross-hatched portion) outside the molded product increases. There was a problem that the cost rate deteriorated. In addition, in this specification, a square is also included in the concept of "rectangle".

（２）特許文献１〜４のクランプ装置は、シートの周縁部をシート面と平行の方向（面内外方向や面周縁方向）に変位させるが、その変位は、第１型と第２型とが接近する以前に行うものであり、第１型と第２型とが接近して成形部がシートを変形させる途中で行うものではなかった。そのため、成形部がシートを変形させるとき（賦形時）に、シートが型中心に向かって引き込まれて過剰に伸ばされ、成形品の肉厚不足が発生することがあった。これは品質低下ないし不良となる。
特許文献５のシート成形装置は、シートを１つの成形型の凹面に密着させるものであり、第１型と第２型とが接近して成形部がシートを変形させるものではない。
特許文献６は、上型を完全に閉じる段階でスライド部材が前進するが、それはシートをアンダーカット部に入れるためにすぎないし、スライド部材はクランプ装置ではない。クランプ装置は前進しない。 (2) The clamping devices of Patent Documents 1 to 4 displace the peripheral edge of the sheet in a direction parallel to the sheet surface (in-plane direction and surface peripheral direction), and the displacements are the first type and the second type. It was performed before the first mold and the second mold approached each other, and was not performed while the molded portion deformed the sheet. Therefore, when the molded portion deforms the sheet (during shaping), the sheet may be pulled toward the center of the mold and stretched excessively, resulting in insufficient wall thickness of the molded product. This results in poor quality or poor quality.
In the sheet molding apparatus of Patent Document 5, the sheet is brought into close contact with the concave surface of one molding die, and the first mold and the second mold do not come close to each other and the molding portion deforms the sheet.
In Patent Document 6, the slide member advances at the stage where the upper mold is completely closed, but this is only for inserting the sheet into the undercut portion, and the slide member is not a clamping device. The clamping device does not move forward.

そこで、本発明の目的は、成形品外の切除廃棄部分を減少させて原価率を改善するとともに、シートが賦形時に過剰に伸ばされないようにして成形品の肉厚不足を防止することにある。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the cut-and-discard portion outside the molded product to improve the cost ratio, and to prevent the sheet from being excessively stretched at the time of molding to prevent insufficient wall thickness of the molded product. is there.

［１］シート成形方法
成形型の分割された第１型と第２型とで、加熱された熱可塑性樹脂製のシートを挟んで成形するシート成形方法において、
第１型と第２型の、成形部とＰＬ面との境界の成形境界形状と、ＰＬ面の回りの型外周面形状とが相似形であり、
前記型外周面形状と相似形であるシートの周縁部を複数のクランパーでクランプし、
第１型と第２型とが所定間隔をおくように接近して成形部がシートを所定程度変形させる直前までは、シートをクランプした各クランパーを成形型の外周面から所定距離離れた基本位置におき、
第１型と第２型とが所定間隔をおくように接近して成形部がシートを所定程度変形させたときに、シートをクランプした各クランパーをシート面内方向に変位させてシート押込位置におくことにより、シートを押し込むことを特徴とする。 [1] Sheet molding method In a sheet molding method in which a heated thermoplastic resin sheet is sandwiched between the first mold and the second mold, which are divided into molding dies.
The molding boundary shape of the boundary between the molded portion and the PL surface of the first mold and the second mold and the shape of the outer peripheral surface of the mold around the PL surface are similar figures.
The peripheral edge of the sheet, which has a shape similar to the outer peripheral surface of the mold, is clamped by a plurality of clampers.
Until just before the first mold and the second mold come close to each other at a predetermined distance and the molding portion deforms the sheet to a predetermined degree, each clamper that clamps the sheet is placed at a basic position separated from the outer peripheral surface of the molding mold by a predetermined distance. Place
When the first mold and the second mold approach each other at a predetermined interval and the molded portion deforms the sheet to a predetermined degree, each clamper that clamps the sheet is displaced inward of the sheet surface to the seat pushing position. It is characterized in that the sheet is pushed in by leaving it.

［２］シート成形装置
分割された第１型と第２型とを有する成形型と、熱可塑性樹脂製のシートの周縁部をクランプして、該シートを第１型と第２型との間に配置するクランプ装置とを含むシート成形装置において、
第１型と第２型は、成形部とＰＬ面との境界の成形境界形状と、ＰＬ面の回りの型外周面形状とが相似形であり、
クランプ装置は、前記型外周面形状と相似形であるシートをクランプするものであり、成形型の周囲に分散配置された複数の部分クランプ装置から構成され、
部分クランプ装置は、前記型外周面形状と相似形の仮想ライン上に配置されてシートの周縁部の一部分をクランプするクランパーと、該クランパーをシート面内外方向に変位させる変位装置とを備え、
第１型と第２型とが所定間隔をおくように接近して成形部がシートを所定程度変形させる直前までは、シートをクランプした各クランパーを成形型の外周面から所定距離離れた基本位置におき、第１型と第２型とが所定間隔をおくように接近して成形部がシートを所定程度変形させたときに、シートをクランプした各クランパーをシート面内方向に変位させてシート押込位置におくように、変位装置を制御する制御装置を備えることを特徴とする。 [2] Sheet molding apparatus A molding mold having a divided first mold and a second mold and a peripheral portion of a sheet made of a thermoplastic resin are clamped, and the sheet is placed between the first mold and the second mold. In a sheet forming apparatus including a clamping apparatus to be arranged in
In the first mold and the second mold, the molding boundary shape of the boundary between the molded portion and the PL surface and the shape of the outer peripheral surface of the mold around the PL surface are similar to each other.
The clamping device clamps a sheet having a shape similar to the outer peripheral surface shape of the mold, and is composed of a plurality of partial clamping devices distributed around the molding die.
The partial clamping device includes a clamper arranged on a virtual line having a shape similar to the outer peripheral surface shape of the mold to clamp a part of the peripheral edge of the seat, and a displacement device for displacementing the clamper in the inward and outward directions of the seat surface.
Until just before the first mold and the second mold come close to each other so as to have a predetermined distance and the molding portion deforms the sheet to a predetermined degree, each clamper that clamps the sheet is placed at a basic position separated from the outer peripheral surface of the molding mold by a predetermined distance. When the first mold and the second mold approach each other at a predetermined distance and the molded portion deforms the sheet to a predetermined degree, each clamper that clamps the sheet is displaced inward of the sheet surface to displace the sheet. It is characterized in that it is provided with a control device that controls the displacement device so as to be placed in the push-in position.

ここで、成形境界形状と型外周面形状は、長方形の場合も含むが、非長方形の場合の方が、相似形のシートを使用する本発明の特徴がより際立つ。 Here, the molding boundary shape and the mold outer peripheral surface shape include the case of a rectangle, but the feature of the present invention using a similar-shaped sheet is more conspicuous in the case of a non-rectangle.

シート押込位置としては、次の態様がある。
（ア）成形型に外周面からＰＬ面の一部を欠くように凹んだ凹所が形成され、シート押込位置は、クランパーの先端部が該凹所に入り込んだ位置である。
（イ）シート押込位置は、クランパーの先端が型外周面に当たらないように設計上見込む最小限の隙間をおいて近接した位置である。 The seat pushing position has the following aspects.
(A) A recessed portion is formed in the molding die so as to lack a part of the PL surface from the outer peripheral surface, and the seat pushing position is a position where the tip portion of the clamper has entered the recessed portion.
(B) The seat pushing position is a position close to each other with a minimum gap that is expected in the design so that the tip of the clamper does not hit the outer peripheral surface of the mold.

＜作用＞
シート形状を成形境界形状及び型外周面形状と相似形にしたシートを使用するため、シートの周縁と成形境界形状との距離及びその間の面積が小さくなり、成形品外の切除廃棄する材料部分が減少して、原価率が改善する。
第１型と第２型とが所定間隔をおくように接近して成形部がシートを所定程度変形させる直前までは、シートをクランプした各クランパーを成形型の外周面から所定距離離れた基本位置におく。このとき、シートは型中心に向かって引き込まれて変形するため、クランプしたシートに引張力が働くが、変形はまだ所定程度に達していないので、シートが伸びすぎることはなく、むしろ適度な引張力によりしわの発生を防止することができる。
第１型と第２型とが所定間隔をおくように接近して成形部がシートを所定程度変形させたときに、シートをクランプした各クランパーをシート面内方向に変位させてシート押込位置におくことにより、シートを押し込む。これにより、これ以降シートが型中心に向かってさらに引き込まれても、シートに働く引張力が低減されるため、シートが伸びすぎることはなく、成形品の肉厚不足を防止することができる。 <Action>
Since a sheet whose shape is similar to the molding boundary shape and the outer peripheral surface shape of the mold is used, the distance between the peripheral edge of the sheet and the molding boundary shape and the area between them are reduced, and the material portion to be cut and discarded outside the molded product is reduced. It will decrease and the cost rate will improve.
Until just before the first mold and the second mold come close to each other at a predetermined distance and the molding portion deforms the sheet to a predetermined degree, each clamper that clamps the sheet is placed at a basic position separated from the outer peripheral surface of the molding mold by a predetermined distance. Put it in. At this time, since the sheet is pulled toward the center of the mold and deforms, a tensile force acts on the clamped sheet, but since the deformation has not reached a predetermined level, the sheet does not stretch too much, but rather has an appropriate tension. Wrinkles can be prevented by force.
When the first mold and the second mold approach each other at a predetermined interval and the molded portion deforms the sheet to a predetermined degree, each clamper that clamps the sheet is displaced inward of the sheet surface to the seat pushing position. By leaving it, push the sheet. As a result, even if the sheet is further pulled toward the center of the mold thereafter, the tensile force acting on the sheet is reduced, so that the sheet does not stretch too much and the wall thickness of the molded product can be prevented from being insufficient.

本発明によれば、成形品外の切除廃棄部分を減少させて原価率を改善することができるとともに、シートが賦形時に過剰に伸ばされないようにして成形品の肉厚不足を防止することができる、という優れた効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve the cost ratio by reducing the cut-and-discard portion outside the molded product, and prevent the sheet from being excessively stretched at the time of molding to prevent the molded product from being insufficiently thickened. It has an excellent effect of being able to do.

図１は実施例１のシート成形装置のクランパーが基本位置にあるときの平面図である。FIG. 1 is a plan view of the sheet forming apparatus of the first embodiment when the clamper is in the basic position. 図２は同装置のクランパーがシート押込位置にあるときの平面図である。FIG. 2 is a plan view when the clamper of the device is in the seat pushing position. 図３は同装置によるシート成形方法を示し、（ａ）は第１型と第２型との間にシートを配置したときのIIIａ−IIIａ断面図、（ｂ）は第１型と第２型とが接近して成形部がシートを変形させ始めたときの断面図である。FIG. 3 shows a sheet forming method by the same apparatus, (a) is a cross-sectional view of IIIa-IIIa when a sheet is arranged between the first mold and the second mold, and (b) is a first mold and a second mold. It is a cross-sectional view at the time when and the molded portion approached and started to deform the sheet. 図４は同シート成形方法を引き続き示し、（ａ）は第１型と第２型とが所定間隔をおくように接近したときのIVａ−IVａ断面図、（ｂ）は第１型と第２型とを型締めしてシートを真空成形するときの断面図である。FIG. 4 continues to show the same sheet forming method, (a) is a cross-sectional view of IVa-IVa when the first mold and the second mold are close to each other at a predetermined interval, and (b) is the first mold and the second mold. It is sectional drawing at the time of vacuum forming a sheet by molding a mold. 図５は同シート成形方法を引き続き示し、第１型と第２型とを開いたときの断面図である。FIG. 5 continues to show the sheet molding method, and is a cross-sectional view when the first mold and the second mold are opened. 図６（ａ）は図３（ｂ）の部分拡大断面図、（ｂ）は図４（ａ）の部分拡大断面図である。6 (a) is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 3 (b), and FIG. 6 (b) is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 4 (a). 図７（ａ）は実施例におけるシートの切除廃棄部分を示す平面図、（ｂ）は従来技術におけるシートの切除廃棄部分を示す平面図である。FIG. 7A is a plan view showing a cut-and-discard portion of the sheet in the embodiment, and FIG. 7B is a plan view showing the cut-and-discard portion of the sheet in the prior art. 図８は実施例２のシート成形装置・方法を示し、（ａ）は第１型と第２型とが接近して成形部がシートを変形させ始めたときの部分拡大断面図、（ｂ）は第１型と第２型とが所定間隔をおくように接近したときの部分拡大断面図である。FIG. 8 shows the sheet molding apparatus / method of the second embodiment, (a) is a partially enlarged cross-sectional view when the first mold and the second mold approach each other and the molding portion starts to deform the sheet, (b). Is a partially enlarged cross-sectional view when the first type and the second type approach each other so as to have a predetermined interval.

（１）シート
熱可塑性樹脂製のシートは、特定の熱可塑性樹脂、層構成、厚さ等に限定されず、熱可塑性樹脂については例えばエラストマーも含み、層構成については単層も複数層も含み、厚さについては例えばフィルムと称されるものも含む。
前述のとおり、長方形の概念には正方形も含まれる。
非長方形としては、特に限定されないが、長方形以外の四角形、四角形以外の多角形、円形・楕円形・その他の湾曲形状、異形等を例示できる。 (1) Sheet The sheet made of a thermoplastic resin is not limited to a specific thermoplastic resin, layer structure, thickness, etc., the thermoplastic resin includes, for example, an elastomer, and the layer structure includes a single layer and a plurality of layers. As for the thickness, for example, what is called a film is also included.
As mentioned above, the concept of rectangle also includes squares.
The non-rectangular shape is not particularly limited, and examples thereof include a quadrangle other than a rectangle, a polygon other than a quadrangle, a circle / ellipse / other curved shape, and a variant.

（２）成形型
成形型は、シートを三次元形状に成形することを含む成形に用いる型であれば特に限定されない。真空成形型、圧空成形型、真空圧空成形型、シートの成形を伴うインサート射出成形型等を例示できる。
成形型の成形面の向きは、特に限定されず、上下方向、左右方向のいずれでもよい。 (2) Molding mold The molding mold is not particularly limited as long as it is a mold used for molding including molding a sheet into a three-dimensional shape. Examples thereof include a vacuum forming mold, a compressed air forming mold, a vacuum forming air forming mold, an insert injection molding mold accompanied by sheet molding, and the like.
The orientation of the molding surface of the molding die is not particularly limited, and may be either the vertical direction or the horizontal direction.

（３）部分クランプ装置
部分クランプ装置が成形型の周囲に分散配置される数は、特に限定されないが、４台以上が好ましく、６台以上がより好ましい。。 (3) Partial Clamping Device The number of partial clamping devices distributed around the molding die is not particularly limited, but is preferably 4 or more, and more preferably 6 or more. ..

（３−１）クランパー
クランパーの構造としては、特に限定されないが、シートをつかんでクランプする挟持機構等を例示できる。 (3-1) Clamper The structure of the clamper is not particularly limited, and examples thereof include a holding mechanism that grips and clamps the seat.

（３−２）変位装置
変位装置の構造としては、特に限定されないが、エアシリンダー、油圧シリンダー、電動シリンダー、ボールネジ等による装置を例示できる。 (3-2) Displacement device The structure of the displacement device is not particularly limited, and examples thereof include a device using an air cylinder, a hydraulic cylinder, an electric cylinder, a ball screw, and the like.

以下、本発明を具体化した実施例について図面を参照して説明する。なお、実施例で記す材料、構成、数値は例示であって、適宜変更できる。 Hereinafter, examples embodying the present invention will be described with reference to the drawings. The materials, configurations, and numerical values described in the examples are examples and can be changed as appropriate.

［実施例１］
図１〜図６に示す実施例１のシート成形装置は、分割された第１型１と第２型２とを有する成形型と、熱可塑性樹脂製のシート７の周縁部をクランプして、該シート７を第１型１と第２型２との間に配置するクランプ装置１０と、該クランプ装置１０の変位装置１５を制御する制御装置（図示略）と、該シート７を加熱して軟化させる加熱装置（図示略）とを備える。 [Example 1]
The sheet molding apparatus of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 clamps a molding die having the divided first mold 1 and the second mold 2 and a peripheral edge portion of the sheet 7 made of a thermoplastic resin. A clamp device 10 for arranging the sheet 7 between the first mold 1 and the second mold 2, a control device (not shown) for controlling the displacement device 15 of the clamp device 10, and the sheet 7 are heated. It is equipped with a heating device (not shown) for softening.

下側の第１型１と、上側の第２型２は、上下方向に移動して開閉可能となっている。
第１型１は、上向きのＰＬ面に対して中央部の成形部が突出したコア型（雄型）である。
第２型２は、下向きのＰＬ面に対して中央部の成形部が凹んだキャビティ型（雌型）である。また、第２型２は真空成形型であって、成形部には真空吸引孔３が形成されている。
第１型１と第２型２は、成形部とＰＬ面との境界の成形境界形状４が六角形であり、ＰＬ面の回りの型外周面形状５が、成形境界形状４と相似形で一回り大きい六角形である。 The lower first mold 1 and the upper second mold 2 can be opened and closed by moving in the vertical direction.
The first type 1 is a core type (male type) in which the molded portion at the center protrudes from the upward PL surface.
The second type 2 is a cavity type (female type) in which the molded portion in the central portion is recessed with respect to the downward PL surface. Further, the second mold 2 is a vacuum forming mold, and a vacuum suction hole 3 is formed in the molding portion.
In the first mold 1 and the second mold 2, the molding boundary shape 4 at the boundary between the molding portion and the PL surface is hexagonal, and the mold outer peripheral surface shape 5 around the PL surface is similar to the molding boundary shape 4. It is a hexagon that is one size larger.

本実施例では、シート形状８が型外周面形状５と相似形で一回り大きい六角形であるシート７を使用する。 In this embodiment, a sheet 7 having a hexagonal shape in which the sheet shape 8 is similar to the outer peripheral surface shape 5 of the mold and is slightly larger is used.

クランプ装置１０は、成形型の周囲に分散配置された複数の部分クランプ装置１１と、すべての部分クランプ装置１１を支持する支持枠とから構成されている。詳しくは、型外周面形状５である六角形の各辺に対応して、計６台の部分クランプ装置１１が間隔をおいて配置されている。 The clamp device 10 is composed of a plurality of partial clamp devices 11 dispersedly arranged around the molding die, and a support frame for supporting all the partial clamp devices 11. Specifically, a total of six partial clamp devices 11 are arranged at intervals corresponding to each side of the hexagon having the outer peripheral surface shape 5 of the mold.

部分クランプ装置１１は、型外周面形状５と相似形で一回り大きい仮想ラインＬ上に配置されてシート７の周縁部の一部分をクランプするクランパー１２と、該クランパー１２をシート面内外方向に変位させる変位装置１５とを備える。部分クランプ装置１１間では、互いの変位装置１５が相手のクランパー１２を変位させない。 The partial clamping device 11 is arranged on a virtual line L which is similar in shape to the outer peripheral surface shape 5 of the mold and clamps a part of the peripheral edge of the seat 7, and the clamper 12 is displaced in the inward and outward directions of the seat surface. It is provided with a displacement device 15 for causing the displacement. Between the partial clamp devices 11, the mutual displacement devices 15 do not displace the other clamper 12.

クランパー１２は、受け部材１３と、受け部材１３に蝶番により回動可能に取れ付けられた押さえ部材１４と、押さえ部材１４を回動されるアクチュエータ（図示略）とからなり、押さえ部材１４が下へ回動したときに、押さえ部材１４と受け部材１３とでシート７の周縁部を挟持してクランプするようになっている。 The clamper 12 includes a receiving member 13, a pressing member 14 rotatably attached to the receiving member 13 by a hinge, and an actuator (not shown) that rotates the pressing member 14, and the pressing member 14 is below. When rotated to, the pressing member 14 and the receiving member 13 sandwich the peripheral edge of the sheet 7 and clamp it.

変位装置１５は、支持枠に長孔にて一方向に取付位置調節可能に取り付けられた下台１６と、下台１６に長孔にて前記一方向とは直交方向に取付位置調節可能に取り付けられた上台１７と、上台１７に取り付けられて前記受け部材１３を変位させる変位用アクチュエータ１８とからなる。変位用アクチュエータ１８により、クランパー１２を前進させてシート面内方向に変位させ、クランパー１２を後退させてシート面外方向に変位させる。変位用アクチュエータ１８は、例えばエアシリンダーである。 The displacement device 15 is mounted on the support frame with a long hole so that the mounting position can be adjusted in one direction, and the displacement device 15 is mounted on the lower base 16 with a long hole so that the mounting position can be adjusted in a direction orthogonal to the one direction. It is composed of an upper base 17 and a displacement actuator 18 attached to the upper base 17 to displace the receiving member 13. The displacement actuator 18 advances the clamper 12 to displace it inward on the seat surface, and retracts the clamper 12 to displace it outward on the seat surface. The displacement actuator 18 is, for example, an air cylinder.

制御装置は、第１型１と第２型２とが所定間隔をおくように接近して成形部がシート７を所定程度変形させる直前までは、シート７をクランプした各クランパー１２を成形型の外周面から所定距離離れた基本位置Ｐ１におき、第１型１と第２型２とが所定間隔をおくように接近して成形部がシート７を所定程度変形させたときに、シート７をクランプした各クランパー１２をシート面内方向に変位させてシート押込位置Ｐ２におくように、変位用アクチュエータ１８を制御するように構成されている。 The control device molds each clamper 12 that clamps the sheet 7 until the first mold 1 and the second mold 2 approach each other at a predetermined distance and the molding portion deforms the sheet 7 to a predetermined degree. The sheet 7 is placed at a basic position P1 separated from the outer peripheral surface by a predetermined distance, and when the first mold 1 and the second mold 2 approach each other at a predetermined distance and the molding portion deforms the sheet 7 to a predetermined degree, the sheet 7 is deformed. The displacement actuator 18 is configured to be controlled so that each clamped clamper 12 is displaced inward in the seat surface and placed at the seat pushing position P2.

本実施例１では、成形型に型外周面からＰＬ面の一部を欠くように凹んだ凹所６が形成され、シート押込位置Ｐ２は、クランパー１２の先端部が該凹所６に入り込んだ位置である。このとき、シート７の周縁も、該凹所６に入り込むことが好ましいが、型外周面よりも外側にあってもよい。 In the first embodiment, a recess 6 is formed in the molding die so as to lack a part of the PL surface from the outer peripheral surface of the mold, and the tip portion of the clamper 12 has entered the recess 6 at the seat pressing position P2. The position. At this time, it is preferable that the peripheral edge of the sheet 7 also enters the recess 6, but it may be outside the outer peripheral surface of the mold.

以上のように構成された実施例１のシート成形装置を用いて、次の方法でシート７を三次元形状に成形（賦形）することができる。
（１）図１及び図３（ａ）に示すように、シート７を全クランパー１２でクランプし、開いた第１型１と第２型２との間に配置する。このとき、シート７をクランプした各クランパー１２は、各変位装置１５により、基本位置Ｐ１にある。また、加熱装置（図示略）により、シート７を加熱して軟化させる。 Using the sheet forming apparatus of Example 1 configured as described above, the sheet 7 can be formed (formed) into a three-dimensional shape by the following method.
(1) As shown in FIGS. 1 and 3 (a), the sheet 7 is clamped by all the clampers 12 and placed between the opened first mold 1 and second mold 2. At this time, each clamper 12 that clamps the sheet 7 is at the basic position P1 by each displacement device 15. Further, the sheet 7 is heated and softened by a heating device (not shown).

（２）次いで、図３（ｂ）及び図６（ａ）に示すように、第１型１と第２型２とが接近し始めて成形部がシート７を変形させ始めても、次に述べる図３（ｃ）の状態となる直前までは、シート７をクランプした各クランパー１２を基本位置Ｐ１におく。シート７は型中心に向かって引き込まれて変形するため、クランプしたシート７に引張力が働くが、変形はまだ所定程度に達していないので、シート７が伸びすぎることはなく、むしろ適度な引張力によりしわの発生を防止することができる。 (2) Next, as shown in FIGS. 3 (b) and 6 (a), even if the first mold 1 and the second mold 2 start to approach each other and the molded portion starts to deform the sheet 7, the following figure will be described. Until just before the state of 3 (c) is reached, each clamper 12 having the seat 7 clamped is placed in the basic position P1. Since the sheet 7 is pulled toward the center of the mold and deforms, a tensile force acts on the clamped sheet 7, but since the deformation has not reached a predetermined level, the sheet 7 does not stretch too much, but rather has an appropriate tension. Wrinkles can be prevented by force.

（３）次いで、図４（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１型１と第２型２とが所定間隔をおくように接近して成形部がシート７を所定程度変形させたときに、シート７をクランプした各クランパー１２を、各変位装置１５により、シート面内方向に変位させてシート押込位置Ｐ２におくことにより、シート７を押し込む。これにより、これ以降シート７が型中心に向かってさらに引き込まれても、シート７に働く引張力が低減されるため、シート７が伸びすぎることはなく、成形品の肉厚不足を防止することができる。 (3) Next, as shown in FIGS. 4 (a) and 6 (b), the first mold 1 and the second mold 2 approach each other at a predetermined interval, and the molding portion deforms the sheet 7 to a predetermined degree. When the seat 7 is clamped, each clamper 12 that clamps the seat 7 is displaced inward of the seat surface by each displacement device 15 and placed at the seat pushing position P2 to push the seat 7. As a result, even if the sheet 7 is further pulled toward the center of the mold thereafter, the tensile force acting on the sheet 7 is reduced, so that the sheet 7 does not stretch too much and the wall thickness of the molded product is prevented from being insufficient. Can be done.

（４）次いで、図４（ｂ）に示すように、第１型１と第２型２とを型締めして、シート７をプレスするとともに、第２型２の真空吸引孔３を型外部の真空吸引装置により減圧してシート７を第２型２の成形部に真空吸引し密着させる。全クランパー１２は、この成形前又は成形後にシート７をアンクランプして基本位置Ｐ１に戻る。 (4) Next, as shown in FIG. 4 (b), the first mold 1 and the second mold 2 are molded, the sheet 7 is pressed, and the vacuum suction hole 3 of the second mold 2 is outside the mold. The pressure is reduced by the vacuum suction device of the above, and the sheet 7 is vacuum-sucked into the molded portion of the second mold 2 and brought into close contact with the sheet 7. All clampers 12 unclamp the sheet 7 before or after molding and return to the basic position P1.

（５）次いで、図５に示すように、冷却後、第１型１と第２型２とを型開きしてシート７を取り出す。以上により、シート７が三次元形状に成形されてなる成形品ができる。 (5) Next, as shown in FIG. 5, after cooling, the first mold 1 and the second mold 2 are opened and the sheet 7 is taken out. As described above, a molded product obtained by molding the sheet 7 into a three-dimensional shape can be obtained.

本実施例１によれば、シート形状８を成形境界形状４及び型外周面形状５と相似形にしたシート７を使用するため、図７（ａ）に示すように、成形後のシート７の周縁と成形境界形状４との距離が小さくなり、成形品外の切除廃棄部分９（同図のクロスハッチング部分）が減少して、原価率が改善する。 According to the first embodiment, since the sheet 7 having the sheet shape 8 similar to the molding boundary shape 4 and the mold outer peripheral surface shape 5 is used, as shown in FIG. 7A, the sheet 7 after molding is used. The distance between the peripheral edge and the molding boundary shape 4 is reduced, the excision and disposal portion 9 (cross-hatched portion in the figure) outside the molded product is reduced, and the cost ratio is improved.

［実施例２］
次に、図８に示す実施例２のシート成形装置及びシート成形方法は、シート押込位置Ｐ２が、クランパー１２の先端が型外周面に、各部の寸法誤差によって当たることがないように、設計上見込む最小限の隙間ｇをおいて、極限まで近接した位置である点においてのみ実施例１と相違し、その他は実施例１と共通である。 [Example 2]
Next, the sheet forming apparatus and sheet forming method of the second embodiment shown in FIG. 8 are designed so that the sheet pushing position P2 does not hit the outer peripheral surface of the clamper 12 with the outer peripheral surface of the mold due to a dimensional error of each part. It differs from Example 1 only in that it is located as close to the limit as possible with the minimum expected gap g, and is common to Example 1 in other respects.

本実施例２によっても、成形品外の切除廃棄する材料部分を減少させて原価率を改善することができるとともに、シート７が賦形時に過剰に伸ばされないようにして成形品の肉厚不足を防止することができる。但し、これらの効果は実施例１の方が高い。 Also in the second embodiment, the cost ratio can be improved by reducing the material portion to be excised and discarded outside the molded product, and the thickness of the molded product is insufficient so that the sheet 7 is not excessively stretched at the time of molding. Can be prevented. However, these effects are higher in Example 1.

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified and embodied without departing from the gist of the invention.

１第１型
２第２型
３真空吸引孔
４成形境界形状
５型外周面形状
６凹所
７シート
８シート形状
９切除廃棄部分
１０クランプ装置
１１部分クランプ装置
１２クランパー
１３受け部材
１４押さえ部材
１５変位装置
１６下台
１７上台
１８変位用アクチュエータ
Ｐ１基本位置
Ｐ２シート押込位置
Ｌ仮想ライン
ｇ隙間 1 1st type 2 2nd type 3 Vacuum suction hole 4 Molding boundary shape 5 type Outer surface shape 6 Recess 7 Sheet 8 Sheet shape 9 Cut and discard part 10 Clamping device 11 Partial clamping device 12 Clamper 13 Receiving member 14 Retaining member 15 Displacement Device 16 Lower stand 17 Upper stand 18 Displacement actuator P1 Basic position P2 Seat pushing position L Virtual line g Gap

Claims

成形型の分割された第１型（１）と第２型（２）とで、加熱された熱可塑性樹脂製のシート（７）を挟んで成形するシート成形方法において、
第１型（１）と第２型（２）の、成形部とＰＬ面との境界の成形境界形状（４）と、ＰＬ面の回りの型外周面形状（５）とが相似形であり、
前記型外周面形状（５）と相似形であるシート（７）の周縁部を複数のクランパー（１２）でクランプし、
第１型（１）と第２型（２）とが所定間隔をおくように接近して成形部がシート（７）を所定程度変形させる直前までは、シート（７）をクランプした各クランパー（１２）を成形型の外周面から所定距離離れた基本位置（Ｐ１）におき、
第１型（１）と第２型（２）とが所定間隔をおくように接近して成形部がシート（７）を所定程度変形させたときに、シート（７）をクランプした各クランパー（１２）をシート（７）面内方向に変位させてシート押込位置（Ｐ２）におくことにより、シート（７）を押し込むことを特徴とするシート成形方法。 In a sheet molding method in which a heated thermoplastic resin sheet (7) is sandwiched between a first mold (1) and a second mold (2), which are divided molding molds.
The molding boundary shape (4) of the boundary between the molded portion and the PL surface of the first mold (1) and the second mold (2) and the mold outer peripheral surface shape (5) around the PL surface are similar figures. ,
The peripheral edge of the sheet (7), which has a shape similar to the outer peripheral surface shape (5) of the mold, is clamped by a plurality of clampers (12).
Each clamper (7) that clamps the sheet (7) until the first mold (1) and the second mold (2) are close to each other at a predetermined distance and the molded portion deforms the sheet (7) to a predetermined degree. 12) is placed at the basic position (P1) separated from the outer peripheral surface of the molding die by a predetermined distance, and placed.
When the first mold (1) and the second mold (2) are close to each other at a predetermined interval and the molded portion deforms the sheet (7) to a predetermined degree, each clamper (7) that clamps the sheet (7). A sheet molding method characterized in that the sheet (7) is pushed in by displaces 12) in the in-plane direction of the sheet (7) and places it at the sheet pushing position (P2).

分割された第１型（１）と第２型（２）とを有する成形型と、熱可塑性樹脂製のシート（７）の周縁部をクランプして、該シート（７）を第１型（１）と第２型（２）との間に配置するクランプ装置（１０）とを含むシート成形装置において、
第１型（１）と第２型（２）は、成形部とＰＬ面との境界の成形境界形状（４）と、ＰＬ面の回りの型外周面形状（５）とが相似形であり、
クランプ装置（１０）は、前記型外周面形状（５）と相似形であるシート（７）をクランプするものであり、成形型の周囲に分散配置された複数の部分クランプ装置（１１）を含み構成され、
部分クランプ装置（１１）は、前記型外周面形状（５）と相似形の仮想ライン（Ｌ）上に配置されてシート（７）の周縁部の一部分をクランプするクランパー（１２）と、該クランパー（１２）をシート面内外方向に変位させる変位装置（１５）とを備え、
第１型（１）と第２型（２）とが所定間隔をおくように接近して成形部がシート（７）を所定程度変形させる直前までは、シート（７）をクランプした各クランパー（１２）を成形型の外周面から所定距離離れた基本位置（Ｐ１）におき、第１型（１）と第２型（２）とが所定間隔をおくように接近して成形部がシート（７）を所定程度変形させたときに、シート（７）をクランプした各クランパー（１２）をシート面内方向に変位させてシート押込位置（Ｐ２）におくように、変位装置（１５）を制御する制御装置を備えることを特徴とするシート成形装置。 A molding die having the divided first mold (1) and second mold (2) and a peripheral portion of the thermoplastic resin sheet (7) are clamped, and the sheet (7) is used as the first mold (7). In a sheet forming apparatus including a clamping apparatus (10) arranged between the 1) and the second mold (2).
In the first mold (1) and the second mold (2), the molding boundary shape (4) at the boundary between the molded portion and the PL surface and the mold outer peripheral surface shape (5) around the PL surface are similar figures. ,
The clamping device (10) clamps a sheet (7) having a shape similar to the outer peripheral surface shape (5) of the mold, and includes a plurality of partial clamping devices (11) dispersedly arranged around the molding mold. Configured,
The partial clamping device (11) includes a clamper (12) arranged on a virtual line (L) having a shape similar to the outer peripheral surface shape (5) of the mold and clamping a part of the peripheral portion of the sheet (7), and the clamper. A displacement device (15) that displaces (12) in and out of the seat surface is provided.
Each clamper (7) that clamps the sheet (7) until the first mold (1) and the second mold (2) approach each other so as to have a predetermined interval and the molding portion deforms the sheet (7) to a predetermined degree. 12) is placed at a basic position (P1) separated from the outer peripheral surface of the molding die by a predetermined distance, and the first mold (1) and the second mold (2) are brought close to each other so as to have a predetermined interval, and the molding portion is a sheet (P1). When the 7) is deformed to a predetermined degree, the displacement device (15) is controlled so that each clamper (12) that clamps the seat (7) is displaced inward of the seat surface and placed at the seat pushing position (P2). A sheet forming apparatus comprising a control apparatus for the displacement.

成形境界形状（４）と型外周面形状（５）とシート形状（８）は、非長方形である請求項１記載のシート成形方法。 The sheet molding method according to claim 1, wherein the molding boundary shape (4), the mold outer peripheral surface shape (5), and the sheet shape (8) are non-rectangular.

成形境界形状（４）と型外周面形状（５）とシート形状（８）は、非長方形である請求項２記載のシート成形装置。 The sheet molding apparatus according to claim 2, wherein the molding boundary shape (4), the mold outer peripheral surface shape (5), and the sheet shape (8) are non-rectangular.

成形型（１，２）に外周面からＰＬ面の一部を欠くように凹んだ凹所（６）が形成され、シート押込位置（Ｐ２）は、クランパー（１２）の先端部が該凹所（６）に入り込んだ位置である請求項１又は３記載のシート成形方法。 A recess (6) is formed in the molding die (1, 2) so as to lack a part of the PL surface from the outer peripheral surface, and the seat pushing position (P2) is such that the tip of the clamper (12) is the recess. (6) The sheet molding method according to claim 1 or 3, which is a position where the sheet has entered.

成形型（１，２）に外周面からＰＬ面の一部を欠くように凹んだ凹所（６）が形成され、シート押込位置（Ｐ２）は、クランパー（１２）の先端部が該凹所（６）に入り込んだ位置である請求項２又は４記載のシート成形装置。 A recess (6) is formed in the molding die (1, 2) so as to lack a part of the PL surface from the outer peripheral surface, and the seat pushing position (P2) is such that the tip of the clamper (12) is the recess. (6) The sheet molding apparatus according to claim 2 or 4, which is a position where the sheet has entered.

シート押込位置（Ｐ２）は、クランパー（１２）の先端が型外周面に当たらないように設計上見込む最小限の隙間（ｇ）をおいて近接した位置である請求項１又は３記載のシート成形方法。 The sheet molding according to claim 1 or 3, wherein the sheet pushing position (P2) is a position close to each other with a minimum gap (g) expected in the design so that the tip of the clamper (12) does not hit the outer peripheral surface of the mold. Method.

シート押込位置（Ｐ２）は、クランパー（１２）の先端が型外周面に当たらないように設計上見込む最小限の隙間（ｇ）をおいて近接した位置である請求項２又は４記載のシート成形装置。 The sheet molding according to claim 2 or 4, wherein the sheet pushing position (P2) is a position close to each other with a minimum gap (g) expected in the design so that the tip of the clamper (12) does not hit the outer peripheral surface of the mold. apparatus.