(57)【要約】【課題】樹脂成形部に反りが生じない簡易な成形方法を提供することを課題とする。【解決手段】樹脂成形部を有する製品の成形方法は、樹脂成形部を有する製品を第１の型と第２の型との間に配置し、前記製品を前記第１の型と前記第２の型とによって規定される第１の形状とする工程と、前記第１の型と前記第２の型を離し、前記製品を前記第１の型と前記第２の型から取り出す際に、少なくとも前記第２の型に対して出没可能に設けられた部材によって前記製品の一部を前記樹脂成形部が収縮することによって変形する方向と逆方向に押圧して前記製品の形状を前記第１の形状と異なる第２の形状とする工程と、前記第２の形状とされた前記製品を冷却しつつ、前記製品の形状を前記第１の形状に復帰させる工程と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂成形部を有する製品を第１の型と第２の型との間に配置し、前記製品を前記第１の型と前記第２の型とによって規定される第１の形状とする工程と、
前記第１の型と前記第２の型を離し、前記製品を前記第１の型と前記第２の型から取り出す際に、少なくとも前記第２の型に対して出没可能に設けられた部材によって前記製品の一部を前記樹脂成形部が収縮することによって変形する方向と逆方向に押圧して前記製品の形状を前記第１の形状と異なる第２の形状とする工程と、
前記第２の形状とされた前記製品を冷却しつつ、前記製品の形状を前記第１の形状に復帰させる工程と、を有する樹脂成形部を有する製品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形部を有する製品の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂成形部を有する製品が知られている。例えば、射出成形用の型内に機械的強度の高い補強用の繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたシートを配置するとともに、型内に樹脂を供給して製造されるハイブリッド成形品が知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなハイブリッド成形品は、その一部に樹脂成形部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０４７６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、製品が有する樹脂成形部は、その製造過程において変形する可能性がある。樹脂成形部は、製造過程において温められた状態で成形されるが、冷却過程において収縮して歪み、反りが生じることがある。このため、製品を所望の形状に仕上げることが難しい。このような歪みを除去するために、製品を型から取り出した後に加熱して内部歪みを取り除くアニール処理を行ったり、予め反りに合わせた型を準備したりすることが考えられる。しかしながら、アニール処理は、製品を型から取り出した後に新たな工程が追加されることになり、加工費が増す。また、反りを考慮した型を新たに準備することもコスト増となる。
【０００５】
そこで、本明細書開示の樹脂成形部を有する製品の成形方法は、樹脂成形部に反りが生じない簡易な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の手段】
【０００６】
本明細書に開示された樹脂成形部を有する製品の成形方法は、樹脂成形部を有する製品を第１の型と第２の型との間に配置し、前記製品を前記第１の型と前記第２の型とによって規定される第１の形状とする工程と、前記第１の型と前記第２の型を離し、前記製品を前記第１の型と前記第２の型から取り出す際に、少なくとも前記第２の型に対して出没可能に設けられた部材によって前記製品の一部を前記樹脂成形部が収縮することによって変形する方向と逆方向に押圧して前記製品の形状を前記第１の形状と異なる第２の形状とする工程と、前記第２の形状とされた前記製品を冷却しつつ、前記製品の形状を前記第１の形状に復帰させる工程と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本明細書開示の樹脂成形部を有する製品の成形方法によれば、樹脂成形部に反りが生じない簡易な成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は実施形態の成形方法によって成形される製品の斜視図である。
【図２】図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は比較例の製品の成形方法を示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は比較例の製品が備える樹脂成形部が収縮し、製品が変形する様子を模式的に示す説明図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は第１実施形態の成形方法の工程図である。
【図６】図６は実施形態の成形方法における第１押出部、第２押出部及び第３押出部の配置の一例を示す説明図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は第２実施形態の成形方法の工程図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は第３実施形態の成形方法の工程図である。
【図９】図９（Ａ）は比較例の製品を示す説明図であり、図９（Ｂ）は比較例の製品が変形する様子を示す説明図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は第４実施形態の成形方法の工程図である。
【図１１】図１１（Ａ）は第４実施形態の成形方法において製品を型から取り出した状態を示す説明図であり、図１１（Ｂ）は第３実施形態の成形方法によって得られた最終的な製品を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。
【００１０】
（第１実施形態）
図１〜図７を参照して、本実施形態の樹脂成形部を有する製品の成形方法（以下、単に「成形方法」という）について説明する。
【００１１】
＜実施形態の成形方法による製品＞
まず、図１を参照して、本実施形態の成形方法によって成形される製品１００について説明する。本実施形態における製品１００は、物品を収納することができるケースでああり、例えば、車載用のバッテリーを収納することができる。製品１００は、矩形の底板部１０１と、この底板部１０１が備える４つの辺からそれぞれ延びる側板部１０２を備えている。４つの側板部１０２は、底板部１０１を囲うように連続しており、底板部１０１と４つの側板部１０２で囲まれた空間を形成している。それぞれの側板部１０２の底板部１０１との反対側の縁部は、開放縁部１０２ａとされている。これにより、製品１００は、一面が開放された状態とされている。
【００１２】
底板部１０１及び側板部１０２は、繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたシートによって形成されている。
【００１３】
製品１００において、開放縁部１０２ａと、側板部１０２同士が連続する部分であって、深さ方向に延びる縦辺部１０２ｂが樹脂成形部となる。このような製品１００は、いわゆるハイブリッド成形品である。
【００１４】
図２を参照すると、製品１００は、開放縁部１０２ａ側が、底板部１０１側よりも僅かに広がっている。なお、図２中、参照番号１０１ａは、底板部１０１の中央部を示し、参照番号１０１ｂは、底板部１０１の端部を示している。
【００１５】
＜比較例の成形方法による製品＞
ここで、実施形態の成形方法を具体的に説明する前に、樹脂成形部を有する製品において生じ得る現象について、従来の成形方法及び従来の成形方法によって成形された比較例の製品を示す図３〜図４（Ｂ）を参照して説明する。
【００１６】
図３を参照すると、比較例の製品２００は、実施形態の成形方法によって成形された製品１００と同様に底板部２０１と側板部２０２を備える。また、側板部２０２には、樹脂成形部となる開放縁部２０２ａが形成される。このような製品２００は、上型２０３と下型２０４とによって規定される形状に成形される。上型２０３と下型２０４とによって規定される形状は、製品２００の最終的な形状である。ところが、図４（Ａ）に示すように、上型２０３と下型２０４から取り出された製品２００は、冷却されると、開放縁部２０２ａを形成している樹脂が収縮し、反りが生じる。これにより、各開放縁部２０２ａは、矢示２０５で示すように、製品２００の内側に向かうように変形する。また、これに伴って、底板部２０１の中央部が外側（図４（Ｂ）において上側）に凸状となるように膨らむ。このように、従来の成形方法を用いると、製品２００の形状が所望の形状とならない。なお、製品２００の冷却は、格別の操作を要するものではなく、製品２００は、上型２０３と下型２０４とから取り出されて大気と触れることで自然冷却される。
【００１７】
＜成形方法＞
まず、本実施形態の成形方法に用いられる型について説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｄ）を参照すると、本実施形態では、第１の型に相当する上型１０と、第２の型に相当する下型１２を備えている。上型１０と下型１２は、対向配置されている。上型１０は、凹状を有しており、下型１２は、上型１０側に向かって突出している。上型１０と下型１２とによって規定される第１の形状は、製品１００の最終的な形状でよい。上型１０は、鉛直方向に移動することができ、下型１２に対して接近及び離間することができる。
【００１８】
上型１０には、第１押出部１１が設けられている。第１押出部１１は、ピン形状の部材であり、下型１２と対向する面に対し出没可能に設けられている。第１押出部１１は、上型１０に内蔵されたバネ部材１１ａによって下型１２側に向かって付勢されている。これにより、上型１０と下型１２とが離れた状態となっているとき、第１押出部１１は、上型１０から露出した状態となる。第１押出部１１は、図２に示した底板部１０１の中央部１０１ａを押圧するように設けられている。なお、第１押出部１１は、バネ部材１１ａに代えてアクチュエータによって上型１０に対して出没可能に設けられていてもよい。
【００１９】
上型１０の下端面、すなわち、下型１２と対向する面には、開放縁部１０２ａに対応させた凹部１０ａが設けられている。この凹部１０ａに樹脂が流し込まれることによって樹脂成形部である開放縁部１０２ａが形成される。
【００２０】
下型１２には、第２押出部１３と第３押出部１４が設けられている。第２押出部１３は、上方から観たときの形状が矩形であるブロック状の部材であり、上型１０と対向する面に対し出没可能に設けられている。第２押出部１３は、図示しないアクチュエータで駆動されるロッド１３ａの先端に設けられている。これにより、第２押出部１３は、下型１２の上型１０と対向する面に対し出没可能とされている。第２押出部１３は、図２に示した底板部１０１の縁部１０１ｂを押圧するように設けられている。第２押出部１３の移動方向は、鉛直方向である。第３押出部１４は、ブロック状の部材であり、上型１０と対向する面に対し出没可能に設けられている。第３押出部１４は、図示しないアクチュエータで駆動されるロッド１４ａの先端に設けられている。これにより、第３押出部１４は、下型１２の上型１０と対向する面に対し出没可能とされている。第３押出部１４は、開放縁部１０２ａを押圧するように設けられている。このため、第３押出部１４は、水平面１４１と、この水平面１４１と連続するとともに、製品１００の側板部１０２の傾斜に対応させた傾斜面１４２を備える。水平面１４１と傾斜面１４２は、第３押出部１４が下型１２内に収納された状態で、上型１０と下型１２とによって規定する第１の形状を形成する面の一部となる。第３押出部１４の移動方向は、鉛直方向である。
【００２１】
図６を参照すると、第１押出部１１は、製品１００の底板部１０１の中央部１０１ａに配置されている。第２押出部１３及び第３押出部１４は、各開放縁部１０２ａに沿って配置されている。
【００２２】
つぎに、このような上型１０及び下型１２を用いた成形方法について説明する。
【００２３】
まず、底板部１０１や側板部１０２の素材となる連続シート、具体的には、繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたシートを下型１２に被せる。これにより、図５（Ａ）に示すように、上型１０が離れた状態の下型１２上に、製品１００の底板部１０１及び側板部１０２が大まかに形成される。この時点では、開放縁部１０２ａは形成されていない。
【００２４】
図５（Ａ）に示す状態では、第１押出部１１は、バネ部材１１ａに付勢されて、上型１０から突出した状態とされている。一方、第２押出部１３及び第３押出部１４は、下型１２内に収納された状態となっている。
【００２５】
つぎに、図５（Ｂ）を参照すると、上型１０が下型１２に向かって降下し、上型１０と下型１２とが閉じた状態とされている。閉じた状態の上型１０と下型１２は、第１の形状を形成する。また、この段階で、凹部１０ａに射出成型によって樹脂が流し込まれ、開放縁部１０２ａが形成される。これにより、製品１００は、一旦、最終形状である第１の形状とされる。なお、このとき、第１押出部１１は、バネ部材１１ａを押し縮めた状態で上型１０内に収納されている。また、第２押出部１３及び第３押出部１４も下型１２内に収納された状態とされている。
【００２６】
つぎに、図５（Ｃ）を参照すると、上型１０が抜き方向、本実施形態にあっては、鉛直方向に引き上げられ、下型１２と離される。このとき、バネ部材１１ａに付勢されている第１押出部１１は、上型１０から飛び出した状態となり、底板部１０１に接触した状態となっている。
【００２７】
そして、図５（Ｄ）を参照すると、第２押出部１３及び第３押出部１４が上昇する。上昇した第２押出部１３は、底板部１０１の縁部１０１ｂを押し上げる。また、上昇した第３押出部１４は、開放縁部１０２ａを押し上げる。これにより、水平面１４１に接していた開放縁部１０２ａは、外側に向かって広がり、底板部１０１の中央部１０１ａが製品１００の内側に向かって凹む。これにより、製品１００は、第２の形状とされる。
【００２８】
ここで、第２の形状は、図４（Ｂ）に示した製品２００の底板部２０１や側板部２０２の変形方向とは逆向きに底板部１０１や側板部１０２を変形させた形状である。図４（Ｂ）に示した側板部２０２では、所望の形状（第１の形状）に対し、開放縁部２０２ａが内側に入り込んだ形状となっていた。このため、第２の形状における側板部１０２は、開放縁部１０２ａが第１の形状よりも外側に位置する形状とされている。また、図４（Ｂ）で示した底板部２０１では、所望の形状（第１の形状）に対し、中央部が凸状に膨らんだ形状となっていた。このため、第２の形状における底板部１０２は、中央部１０１ａが凹んだ形状とされている。
【００２９】
このように第２の形状とされた状態で上型１０と下型１２から取り出された製品１００は、大気に触れることで冷却される。製品１００が冷却されると、樹脂成形部である開放縁部１０２ａが収縮する。これにより、製品１００は、図１や図２に示すような第１の形状に復帰することができる。
【００３０】
第１の形状と第２の形状と乖離量、すなわち、製品１００を上型１０と下型１２から取り出すときの変形量は、第２押出部１３や第３押出部１４の押出量によって設定することができる。また、第２の形状は、第１押出部１１、第２押出部１３及び第３押出部１４の配置を変更することでも設定することができる。このように、各押出部の押出量や、設置個所を変更すればよく、金型自体の調整は不要である。
【００３１】
なお、第２押出部１３及び第４押出部は、製品１００を型から取り出す際のエジェクタと兼用することができる。
【００３２】
（第２実施形態）
つぎに、図７（Ａ）から図７（Ｄ）を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態が第１実施形態と異なるのは、第１実施形態の下型１２に代えて、下型２２を採用している点である。
【００３３】
下型２２は、第４押出部２４を備える。第４押出部２４は、第１実施形態における第３押出部１４に相当するが、その移動方向が異なっている。すなわち、第４押出部２４は、それぞれ、上端が製品１００に対して外側に位置するように斜めに配置されている。すなわち、第４押出部２４は、開放縁部１０２ａを外側に押し出しやすいように、その移動方向を上型１０の抜き方向に対して傾斜させて設けられている。第２実施形態では、このような第４押出部２４を備えることで、第１実施形態における第２押出部１３に相当する機構は、廃止されている。
【００３４】
第２実施形態は、第１実施形態と同様に、繊維に熱可塑性樹脂を含浸させたシートを下型１２に被せ（図７（Ａ））、その後、図７（Ｂ）に示すように、製品１００を第１の形状に成形する。そして、図７（Ｃ）に示すように、上型１０を引き上げ、図７（Ｄ）に示すように第４押出部２４を作動させる。これにより、製品１００を第２の形状とする。
【００３５】
第１実施形態と比較して、開放縁部１０２ａが外側に押し広げられることで、底板部１０１の縁部１０１ｂが底板部１０１の中央部１０１ａに接近しようとするため、底板部１０１は中央部１０１ａが凹むように変形し易くなる。これにより、第１実施形態における第２押出部１３に相当する機構が廃止されても、中央部１０１ａが凹んだ第２の形状が実現される。
【００３６】
（第３実施形態）
つぎに、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態が第２実施形態と異なる点は、上型１０に代えて上型２５を採用した点である。上型２５では、上型１０が備えていた第１押出部１１が廃止されている。
【００３７】
第３実施形態では、第２実施形態と同様に第４押出部２４を備える。第４押出部２４は、開放縁部１０２ａを外側に押し広げる。これにより、底板部１０１の縁部１０１ｂが底板部１０１の中央部１０１ａに接近しようとするため、底板部１０１は中央部１０１ａが凹むように変形し易くなる。このように、囲う条件によっては、第１押出部１１を廃止しても、製品１００を所望の第２の形状に変形することができる。
【００３８】
（第４実施形態）
つぎに、図９（Ａ）から図１１（Ｂ）を参照して、第４実施形態について説明する。図９（Ａ）は比較例の製品５０を示す説明図であり、図９（Ｂ）は比較例の製品５０が変形する様子を示す説明図である。
【００３９】
第４実施形態では、第１実施形態から第３実施形態の製品１００と異なり、例えば、板状部とこの板状部に連設されたリブ部を備えた製品の成形方法に関する。例えば、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照すると、比較例の製品５０は、板状部５１と板状部５１に連設されたリブ部５２を備えている。板状部５１は、熱可塑性樹脂を含浸させたシートによって形成されており、リブ部５２は樹脂によって成形されている。リブ部５２は樹脂成形部に相当する。
【００４０】
このような製品５０も、製造工程において冷却されると、図９（Ｂ）に示すように、リブ部５２が矢示５３のように収縮する。これに伴って、製品５０自体も板状部５１側が突出するように変形する。
【００４１】
そこで、第４実施形態では、図１０（Ａ）から図１０（Ｃ）に示すように、バネ部材４１ａによって付勢された第５押出部４１を備えた上型４０と、第６押出部４３を備えた下型４２を用いて製品３０の成形を行う。製品３０は、製品５０と同様に板状部３１とリブ部３２を備える。第６押出部４３は、図示しないアクチュエータによって駆動されるロッド４３ａの先端に設けられている。第６押出部４３は、リブ部３２の端部を押し上げることができるように設けられている。
【００４２】
製品３０の成形を行うためには、図１０（Ａ）のように、まず下型４２が備える凹部４２ａを覆うように板状部３１を形成するシートを配置する。そして、図９（Ｂ）に示すように、上型４０を下型４２に向かって降下させ、上型４０と下型４２とが閉じた状態とし、凹部４２ａ内に樹脂を流し込みリブ部３２を設ける。この状態の製品３０は、第１の形状、すなわち、最終形状と同一の形状とされている。
【００４３】
そして、図１０（Ｃ）に示すように、上型４０を引き上げ、この際、第６押出部４３が上昇し、リブ部３２の端部を押し上げる。なお、第５押出部４１は、板状部３１の中央部を下側に向けて押圧している。
【００４４】
これにより、図１０（Ａ）に示すように、上型４０と下型４２から取り出された製品３０は、両端部が上方に向かって湾曲した第２の形状となっている。その後、製品３０は、大気に触れて冷却されることで収縮し、図１０（Ｂ）に示すように、第１の形状に復帰する。
【００４５】
このように、異なる形状の製品に対しても、型から取り出す際に、収縮による変形を考慮した第２の形状に変形させておくことで、最終的に所望の形状が実現される。
【００４６】
上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００４７】
１０、２５、４０  上型
１１  第１押出部
１２、４２  下型
１３  第２押出部
１４  第３押出部
３０、１００  製品
１０１  底板部
１０２  側板部
１０２ａ  開放縁部
【図１】
2020138530.tif 000003
【図２】
2020138530.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020138530.tif 000008
【図７】
2020138530.tif 000009
【図８】
2020138530.tif 000010
【図９】
2020138530.tif 000011
【図１０】
2020138530.tif 000012
【図１１】
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