JP2005153259A - 有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置及び成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 繊細な成形条件を必要とせずに、通常の成形条件で表面外観の良好な有底溝を有する合成樹脂製物体の成形を可能とする技術を提供すること。
【解決手段】 キャビティ１８を有する成形型１０と、前記キャビティ１８内に突出することができるように前記成形型１０に設けられた溝成形部材２２と、前記成形型１０外に設けられた加熱制御装置５１と、前記成形型１０内に設けられ、前記加熱制御装置５１によって磁界を生成するワークコイル５３とを備えた成形装置１を用い、前記キャビティ１８内に封入された合成樹脂材料が固化した後、該合成樹脂材料が前記成形型１０に封入された状態で、加熱された前記溝成形部材２２を前記キャビティ１８内に突出させ、これにより前記合成樹脂材料の前記溝成形部材２２に対応する部位を溶融させて、該部位に有底の溝７６を形成するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、有底の溝を有する合成樹脂製物体を成形する成形技術に関し、特に、合成樹脂製物体の表面に有底溝の存在を表出せずに、良好な外観表面を形成可能とした有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置及び成形方法に関する。

有底の溝を有する合成樹脂製物体の代表例として、自動車のインストルメントパネルに設けられたエアバッグドアがある。エアバッグドアは、インストルメントパネルの内部に設置されたエアバッグが展開したときに破断しやすいように、インストルメントパネル裏面に有底の溝を設けて、且つ、その溝の存在が表面からはわからないように（成形時の「ヒケ」が発生しないように）インストルメントパネルと一体的に成形されている。

この有底の溝を有する合成樹脂製物体の製造方法の一例が、特開平８−２６８２０５号公報（以下、「特許文献１」という。）に記載された「パッドの製造方法」として開示されている。
この特許文献１に記載の「パッドの製造方法」は、パッドの成形型２３への成形材料Ｍの注入完了直後に、破断予定部１２の成形部位に、ノッチ部１４を形成可能なノッチ形成部材２６を挿入させ、その後冷却させて離型させるものである（特許文献１の（０００７）参照）。
また、他の例として、特開２００２−２３４４１３号公報（以下、「特許文献２」という。）に記載の「エアバッグ用カバー体成形方法」がある。
この特許文献２に記載の「エアバッグ用カバー体成形方法」は、樹脂材料射出工程から樹脂材料が固化するまでの過程において、第２の型体４に対して摺動可能に設けられている破断溝形成用のコア７を第１の型体３に向けて退避位置から破断溝形成位置まで変位させる破断溝形成工程を行うものである（特許文献２の（００１２）参照）。
特開平８−２６８２０５号公報 特開２００２−２３４４１３号公報

ところが、上記特許文献１及び特許文献２に記載の技術のように、パッド（カバー体）に破断予定部（破断溝）を形成するに当たって、成形材料（樹脂材料）が注入完了直後のまだ固化していない間に、ノッチ形成部材（破断溝形成用コア）を破断予定部に挿入して、その後冷却させて離型する方法では、ノッチ成形部材の周辺にヒケ、艶ムラあるいはフローマーク（合成樹脂充填時の流れ模様）といった外観不良が発生しやすいという問題が生じていた。
このため、良好な表面外観を確保するためには、ノッチ成形部材の挿入量を制限する必要があり、この挿入量が制限されると破断性能が低下するため、非常に繊細な成形条件を設定して管理する必要があった。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、繊細な成形条件を必要とせずに、通常の成形条件で表面外観の良好な有底溝を有する合成樹脂製物体の成形を可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明に係る請求項１に記載の有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置は、キャビティを有する成形型と、前記キャビティ内に突出することができるように前記成形型に設けられた溝成形部材と、該溝成形部材を加熱する加熱手段とを備え、前記キャビティ内に封入された合成樹脂材料が固化した後、該合成樹脂材料が前記成形型に封入された状態で、加熱された前記溝成形部材を前記キャビティ内に突出させ、これにより前記合成樹脂材料の前記溝成形部材に対応する部位を溶融させて、該部位に有底の溝を形成することを特徴とする。
よって、合成樹脂材料の固化後に加熱された溝成形部材により該合成樹脂材料を溶融して有底の溝を形成するため、ヒケ、艶ムラあるいはフローマークといった外観不良が発生しない。また、繊細な成形条件を必要とせずに有底溝を有する合成樹脂製物体を容易に成形できる。

また、本発明に係る請求項２に記載の有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置は、請求項１に記載の有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置であって、前記加熱手段が、前記成形型外に設けられた加熱制御装置と、前記成形型内に設けられ、前記加熱制御装置によって磁界を生成するワークコイルとからなり、該ワークコイルが、前記成形型内に設けられた前記溝成形部材が移動可能なガイド溝を有するセラミック製型入れ子の内部に設けられていることを特徴とする。
よって、ワークコイルによる加熱が溝成形部材のみに及び、セラミックにより断熱されて成形型には及ばないため、前記溝成形部材に対応する部位のみを溶融させることができ、他部位への歪みの発生等を確実に防止した成形ができる。

また、本発明に係る請求項３に記載の有底溝を有する合成樹脂製物体の成形方法は、溶融状態の合成樹脂材料を成形型のキャビティに封じ、該キャビティ内に封入された合成樹脂材料が固化した後、前記合成樹脂材料が前記成形型に封入された状態で、加熱された溝成形部材を前記キャビティ内に突出させ、これにより前記合成樹脂材料の前記溝成形部材に対応する部位を溶融させて、該部位に有底の溝を形成することを特徴とする。
よって、合成樹脂材料の固化後に加熱された溝成形部材により該合成樹脂材料を溶融して有底の溝を形成するため、ヒケ、艶ムラあるいはフローマークといった外観不良が発生しない。また、繊細な成形条件を必要とせずに有底溝を有する合成樹脂製物体を容易に成形できる。

キャビティを有する成形型と、前記キャビティ内に突出することができるように前記成形型に設けられた溝成形部材と、前記成形型外に設けられた加熱制御装置と、前記成形型内に設けられ、前記加熱制御装置によって磁界を生成するワークコイルとを備えた成形装置を構成し、この成形装置を用いて、前記キャビティ内に封入された合成樹脂材料が固化した後、該合成樹脂材料が前記成形型に封入された状態で、加熱された前記溝成形部材を前記キャビティ内に突出させ、これにより前記合成樹脂材料の前記溝成形部材に対応する部位を溶融させて、該部位に有底の溝を形成するようにしたので、表面外観の良好な有底溝を有する合成樹脂製物体を、繊細な成形条件を必要とせずに成形することが可能となった。

次に、本発明に係る有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置及び成形方法の一の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置及び成形方法は、車両のインストルメントパネルの成形に適用されたものである。
ここで、図１は、インストルメントパネルの全体斜視図であり、図２は、成形装置の断面図である。

まず、インストルメントパネル７０の概略の構成を説明する。車両のインストルメントパネル７０には、図１に示すように、エアバッグドア７２が形成されるが、エアバッグ展開時には、このエアバッグドア７２の「日」字状の破断部（有底溝）７４から破断して容易に開き、かつ、この破断部７４が表面から目立たないように成形することが要求されている。
破断部７４は、インストルメントパネル７０の裏面から表面に向かって後述する先細状の溝成形部材２２によって、インストルメントパネル７０の表面に貫通しない程度の深さの有底溝７６（図５、図７参照）が、僅かな間隔をおいて点線状に多数成形されたものである。

次に、車両のインストルメントパネル（合成樹脂製物体）を成形する成形装置の構成について説明する。合成樹脂製物体としてのインストルメントパネル７０を成形する成形装置１は、図２に示すように、図略の射出成形装置に固定される固定型１４と、該固定型１４に対して型締め・型開き可能に支持される可動型１２と、前記固定型１４内に収容されたシリンダ２８と、該シリンダ２８に接続された軸２６と、該軸２６の先端に取り付けられ、軸２６を介してシリンダ２８によって駆動させられる押圧部材２０と、前記シリンダ２８の駆動を制御する押圧制御装置３０と、さらに前記押圧部材２０の先端に設けられた溝成形部材２２と、溝成形部材２２を加熱する加熱手段５０（図３参照）とから構成されている。
固定型１４と可動型１２とで成形型１０が構成され、固定型１４と可動型１２との間には、キャビティ１８が形成されている。このキャビティ１８には合成樹脂材料が封入されてインストルメントパネル７０が成形される。

エアバッグドア７２が形成される部位に対応する固定型１４の所定の部位には、図３、図４に示すように、前記破断部７４に該当する「日」字状に並んで配置され、キャビティ１８に連通する多数のガイド溝１４１が設けられたセラミック製型入れ子１４０が圧入されている。
固定型１４には、セラミック製型入れ子１４０が圧入された部位のキャビティ１８と反対側に、押圧部材２０が摺動可能に収容される摺動孔１６が設けられている。押圧部材２０の軸２６と反対側の面には、破断部７４の「日」字状に配列された多数の溝成形部材２２がキャビティ１８に向かって立設されている。

油圧シリンダ２８には押圧制御装置３０が接続されており、押圧制御装置３０の指令によりシリンダ２８を駆動させて、軸２６を介して押圧部材２０を移動させ、押圧部材２０の移動により溝成形部材２２がキャビティ１８に対して突出位置および退出位置に移動するように構成されている。

次に、前記加熱手段５０は、図３、図４に示すように、セラミック製型入れ子１４０に設けられたガイド溝１４１の近傍で、該セラミック製型入れ子１４０の内部に前記ガイド溝１４１を取り囲むように収納されたワークコイル５３と、該ワークコイル５３を誘導加熱する共振器５１１と、発信器５１２と、これらを制御する加熱制御装置５１３とから構成されている。
なお、ワークコイル５３は、３列の溝成形部材２２の各々を両側から加熱するように、２本のサークル状に配設されている。

以上のように構成された成形装置１を用いてインストルメントパネル（合成樹脂製物体）７０を成形する第１の実施の形態の成形方法について、図５、図６を用いて説明する。
図５は、成形装置１ひいては可動型１２、固定型１４および押圧部材２０等を模式的に表したものであり、図６は、この成形方法のタイムチャートの模式図である。
まず、成形開始（Ｆ）で成形装置１のスタートボタン（図略）を押すと、可動型１２が固定型１４に向かって前進して型締め（Ｓ１）し、キャビティ１８を形成する。このとき溝成形部材２２はキャビティ１８から退出した初期位置にある。

この状態のキャビティ１８に溶融状態の合成樹脂材料を図略の射出成形装置から射出して封入（Ｓ２）する。キャビティ１８内に合成樹脂材料を封入した状態で固定型１４に対して可動型１２を固定しながら成形型１０を保圧・冷却（Ｓ３）する。この保圧・冷却（Ｓ３）の間にキャビティ１８内に封入された合成樹脂材料はキャビティ１８内での流動がとまり、徐々に安定した状態になる。
成形型１０を保圧・冷却（Ｓ３）している状態で、溝成形部材２２を加熱（Ｓ３１）する。すなわち、加熱制御装置５１３により発信器５１２、共振器５１１を制御してワークコイル５３の周りに磁場を発生させて、この磁場内に存在する溝成形部材２２を誘導加熱により加熱（Ｓ３１）する。
なお、誘導加熱では非金属である合成樹脂材料やセラミックスは加熱されず、金属部分である押圧部材２０や溝成形部材２２およびワークコイル５３は加熱されるが、加熱された押圧部材２０やワークコイル５３の熱はセラミック製型入れ子１４０により断熱されて、キャビティ１８内に封入された合成樹脂材料には伝達されない。

溝成形部材２２が加熱された状態で該溝成形部材２２を矢印で示すキャビティ１８内に所定量突出（Ｓ３２）させ、これによりキャビティ１８に封入されて冷却され安定化しつつある合成樹脂材料の前記溝成形部材２２に対応する部位を部分的に溶融させて、該部位に有底の溝７６を形成し、この状態で溝成形部材２２を保持（Ｓ３３）する。
溝成形部材２２を保持（Ｓ３３）している状態で、ワークコイル５３の周りの磁場発生を停止させて、該溝成形部材２２への加熱を止めて該溝成形部材２２を冷却（Ｓ３４）する。
冷却（Ｓ３４）の終了後、溝成形部材２２をキャビティ１８から脱出する矢印で示す方向に後退（Ｓ３５）させて初期位置に戻す。

溝成形部材２２の加熱（Ｓ３１）開始から後退（Ｓ３５）の終了までを、キャビティ１８に封入された合成樹脂材料の冷却（Ｓ３）とタイミングを合わせてあるので、この時点で合成樹脂材料の成形型内での成形が終了する。
その後、固定型１４に対して可動型１２を離間させる方向に移動させて型開き（Ｓ４）を行うことにより、成形が完了（Ｅ）するので、成形された製品を成形型１０から取り出して一連の成形サイクル（Ｓ）が終了する。

本発明の有底溝を有する合成樹脂製物体の成形方法は、コアバック発泡成形法による合成樹脂製物体への有底溝の成形にも適用できるので、図７に基づき、第２の実施の形態の成形方法を説明する。
なお、この第２の実施の形態の成形方法には第１の実施の形態の成形方法に用いる成形装置１がそのまま適用でき、一部の制御が異なるのみであるため、その相異部分を主に説明する。
すなわち、第２の実施の形態の成形方法は、図５に示す第１の実施の形態の成形方法で、合成樹脂材料をキャビティ１８に封入（Ｓ２）した後、可動型１２を固定型１４に対してわずかに開き、合成樹脂材料内に混入されている発泡剤を発泡（Ｓ２０）させる工程を追加したものである。
この発泡（Ｓ２０）工程の後、第１の実施の形態の成形方法と同様に、固定型１４に対して可動型１２を再度型閉めして成形型１０を保圧・冷却（Ｓ３）する。そして、成形型１０を保圧・冷却（Ｓ３）している状態で、溝成形部材２２を加熱（Ｓ３１）する。以下、第１の実施の形態の成形方法と同様の工程を経て型開き（Ｓ４）して製品を取り出す。

なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、ワークコイルを内部に設けたセラミック製型入れ子を押圧部材のキャビティ側のみに設けたもので説明したが、これに限られず、押圧部材が摺動する摺動孔まで含んだものにすることも可能である。
また、破断部（有底溝）を「日」字状のもので説明したが、コ字状やＨ字状のものであってもよい。

本発明は、キャビティを有する成形型と、前記キャビティ内に突出することができるように前記成形型に設けられた溝成形部材と、前記成形型外に設けられた加熱制御装置と、前記成形型内に設けられ、前記加熱制御装置によって磁界を生成するワークコイルとを備えた成形装置を用い、前記キャビティ内に封入された合成樹脂材料が固化した後、該合成樹脂材料が前記成形型に封入された状態で、加熱された前記溝成形部材を前記キャビティ内に突出させ、これにより前記合成樹脂材料の前記溝成形部材に対応する部位を溶融させて、該部位に有底の溝を形成するように構成したので、繊細な成形条件を必要とせずに合成樹脂製物体に外観が良好な有底溝を形成することが可能となった。

一般的なインストルメントパネルの全体斜視図である。 本発明の一の実施の形態に係る有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置の断面図である。 本発明の一の実施の形態に係る有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置の拡大断面図である。 本発明の一の実施の形態に係る有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置の固定型の一部欠載斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る有底溝を有する合成樹脂製物体の成形方法の工程を模式的に表したものである。 本発明の第１の実施の形態に係る有底溝を有する合成樹脂製物体の成形方法のタイムチャートの模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係る有底溝を有する合成樹脂製物体の成形方法の工程を模式的に表したものである。

符号の説明

１ 成形装置
１０ 成形型
１２ 可動型
１４ 固定型
１４０ セラミック製型入れ子
１４１ ガイド溝
１６ 摺動孔
１８ キャビティ
２０ 押圧部材
２２ 溝成形部材
５０ 加熱手段
５１ 加熱制御装置
５３ ワークコイル
７０ 合成樹脂製物体
７２ エアバッグドア
７４ 破断部
７６ 有底溝

Claims (3)

1. キャビティを有する成形型と、前記キャビティ内に突出することができるように前記成形型に設けられた溝成形部材と、該溝成形部材を加熱する加熱手段とを備え、
   前記キャビティ内に封入された合成樹脂材料が固化した後、該合成樹脂材料が前記成形型に封入された状態で、加熱された前記溝成形部材を前記キャビティ内に突出させ、これにより前記合成樹脂材料の前記溝成形部材に対応する部位を溶融させて、該部位に有底の溝を形成する有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置。
2. 請求項１に記載の有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置であって、
   前記加熱手段は、前記成形型外に設けられた加熱制御装置と、前記成形型内に設けられ、前記加熱制御装置によって磁界を生成するワークコイルとからなり、
   該ワークコイルは、前記成形型内に設けられた前記溝成形部材が移動可能なガイド溝を有するセラミック製型入れ子の内部に設けられていることを特徴とする有底溝を有する合成樹脂製物体の成形装置。
3. 溶融状態の合成樹脂材料を成形型のキャビティに封じ、該キャビティ内に封入された合成樹脂材料が固化した後、前記合成樹脂材料が前記成形型に封入された状態で、加熱された溝成形部材を前記キャビティ内に突出させ、これにより前記合成樹脂材料の前記溝成形部材に対応する部位を溶融させて、該部位に有底の溝を形成する有底溝を有する合成樹脂製物体の成形方法。

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