JP2006130791A - 成形構造体とその成形方法、およびそのための成形型構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板のひずみを低減できる成形構造体とその成形方法、およびそのための成形型構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 トリムボード１は、基板２上に下型６および上型７１を配置し、その中のキャビティ６ａ、７１ａ内に熱可塑性の合成樹脂材料を射出して、位置決めピン３を成形して固着させたものである。位置決めピン３の長さ方向の途中位置３１と先端との間は、先端が細くなるようにその外周面３２が傾斜している。また、途中位置３１と基板２への固着位置との間の外周面３３は、固着位置よりも途中位置３１の方が細くなるように僅かに傾斜しているが、外周面３２よりも直立に近く、その傾斜は小さい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板上に樹脂材料によって形成された突出部材が固着される成形構造体とその成形方法、およびそのための成形型構造に関する。

一対の型間において合成樹脂材料による部材を成形した後に一側の型を開き、他側の型に対して複数のイジェクターピンを移動させて成形部材を押圧し、成形部材のうち離型抵抗の低い部位の型抜きを行い、その後、更に、イジェクターピンを移動させて離型抵抗の高い部位の型抜きを行う成形装置に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、成形後、イジェクターピンを作動させて型抜きを行う場合、成形型内にイジェクターピンを移動させるためのスペースを必要とする。特に、基板に成形型を当接させた上でキャビティ内に樹脂材料を射出し、基板上に成形部材を固着させたような成形構造体を成形する場合は、基板の位置も考慮しながらイジェクターピンを配置しなければならず、より成形型の大型化を招くという問題があった。
一方、上述した基板上に成形部材を固着させたような成形構造体の場合、成形部材を型抜きする時に所定の抜き勾配を必要とするため、成形部材の根元が太くなり、これがため成形部材の基板への固着部位の面積が大きくなる。ところが、成形部材が固着された基板は、その固着部位の面積が大きくなることにより、成形部材の熱収縮のために基板にひずみが発生するという問題があり、成形部材の基板への固着面積を低減する必要があった。
特許第３２５９８９８号公報（第１図および第２図）

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、基板のひずみを低減できる成形構造体とその成形方法、およびそのための成形型構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、基板の表面に熱可塑性樹脂材料が射出されることにより、前記基板上に前記樹脂材料によって形成された突出部材が固着される成形構造体において、前記突出部材の前記基板への固着位置から先端に向かっての途中位置と、前記先端との間は、前記先端が細くなるようにその外周面が傾斜しており、前記突出部材の前記途中位置と前記固着位置との間の外周面は、前記途中位置と前記先端との間における外周面よりも直立に近いことを特徴とする成形構造体とした。

請求項２の発明は、押圧部材と成形型によって基板を挟圧して、前記成形型の内部に形成されたキャビティを前記基板によって塞ぎ、この状態で前記キャビティ内に熱可塑性樹脂材料を射出することにより、前記基板上に前記樹脂材料によって形成された突出部材を固着させるための成形型構造において、前記成形型は前記基板に当接しその内部に第１キャビティを有することにより、前記突出部材の前記基板に固着される側を成形する第１モールドと、前記第１モールドに対して前記基板の反対側に配置されるとともに弾発体を介して連結され、その内部に前記第１キャビティと連通される第２キャビティを有することにより、前記突出部材の先端側を成形する第２モールドにより構成され、前記押圧部材と前記第２モールドを互いに押圧することにより、前記弾発体を圧縮して前記第１モールドと前記第２モールドとを当接させた状態で、前記第１キャビティおよび前記第２キャビティ内に前記熱可塑性樹脂材料が射出され、その後、前記押圧部材と前記第２モールドを押圧する荷重を解除して、前記弾発体による付勢力によって前記第１モールドが前記第２モールドから引き離されることにより、前記基板上に固着された前記突出部材が前記第２モールドから型抜きされることを特徴とする成形型構造とした。

請求項３の発明は、前記第１モールドから前記突出部材を型抜きするための抜き勾配は、前記第２モールドから前記突出部材を型抜きするための抜き勾配よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の成形型構造とした。

請求項４の発明は、基板の表面に成形型を当接させ、前記成形型中のキャビティ内に熱可塑性樹脂材料を射出した後、前記成形型を前記基板から引き離して離型することにより、前記基板上に前記樹脂材料によって形成された突出部材を接着する成形方法において、前記突出部材の前記基板への接着側の部位を前記成形型から離型するための抜き角度は、前記突出部材の前記接着側から遠ざかる側の部位を離型するための抜き角度よりも小さいことを特徴とする成形方法とした。

＜請求項１の発明＞
基板の表面に熱可塑性樹脂材料が射出されることにより、基板上に樹脂材料によって形成された突出部材が固着される成形構造体において、突出部材の基板への固着位置から先端に向かっての途中位置と、先端との間は、先端が細くなるようにその外周面が傾斜しており、突出部材の途中位置と固着位置との間の外周面は、途中位置と先端との間における外周面よりも直立に近くしたことにより、突出部材の先端側の外周面の傾斜によって型抜きが良好に行われるとともに、固着側が直立に近いためその根元を太くすることなく、突出部材の基板への固着面積を減少させ、基板のひずみを低減することができる。

＜請求項２の発明＞
押圧部材と第２モールドを押圧する荷重を解除して、弾発体による付勢力によって第１モールドが第２モールドから引き離されることにより、基板上に固着された突出部材が第２モールドから型抜きされるため、イジェクターピンを使用せずに、簡単な構成で型抜きができる小型の成形型構造にすることができる。

＜請求項３の発明＞
第１モールドから突出部材を型抜きするための抜き勾配が、第２モールドから突出部材を型抜きするための抜き勾配よりも小さいことにより、第２モールドから突出部材を型抜きするための抜き勾配によって、第２モールドからの型抜きが良好に行われるとともに、第１モールドから突出部材を型抜きするための抜き勾配が小さいため、その根元を太くすることなく、突出部材の基板への固着面積を減少させ、基板のひずみを低減することができる。

＜請求項４の発明＞
突出部材の基板への接着側の部位を成形型から離型するための抜き角度は、突出部材の接着側から遠ざかる側の部位を離型するための抜き角度よりも小さいことにより、突出部材の接着側から遠ざかる側の部位を離型するための抜き角度によって、離型が良好に行われるとともに、突出部材の基板への接着側の部位を離型するための抜き角度が小さいため、その根元を太くすることなく、突出部材の基板への接着面積を減少させ、基板のひずみを低減することができる。

本発明の実施形態を図１乃至図７によって説明する。図１および図２に示すように、本発明の成形構造体に該当するトリムボード１は、図示しない車両ドアに車室内から装着されるもので、基板２上にその取付位置を決める位置決めピン３（本発明の突出部材に該当する）が固着されて形成されている。基板２は、木材繊維あるいはケナフ等の靭皮植物繊維を、熱可塑性の合成樹脂材料をバインダーとして平板状に形成したボード２１の一面上に、天然皮革、合成皮革あるいは繊維にて形成された化粧面としての表皮２２が被せられている。

位置決めピン３は、望ましくは基板２に使用されたものと同種の熱可塑性合成樹脂材料にて形成され、基板２のボード２１上に固着されている。図から分かるように、位置決めピン３については、長さ方向（基板２への固着位置から先端に向かっての方向で、図２において上方）の途中位置３１と先端との間は、先端が細くなるようにその外周面３２が傾斜している。また、途中位置３１と基板２への固着位置との間の外周面３３も、固着位置よりも途中位置３１の方が細くなるように僅かに傾斜しているが、外周面３２よりも直立に近く、その傾斜は小さい。また、位置決めピン３は、いずれの部位もその長さ方向に垂直な断面は真円状をしている。

次に、図３に基づいて、基板２上に、位置決めピン３を固着させるための成形型構造４について説明する。成形型構造４は、昇降装置５、下型６および上部体７によって構成されている。成形型構造４の最下部には昇降装置５が配置されている。昇降装置５は、基板２が載置可能なように上面が平坦に形成された押圧部材５１と、押圧部材５１の下面に連結された駆動軸５２を備えている。駆動軸５２の下端部は図示しないエアシリンダに接続されており、エアシリンダを作動させて伸縮することにより、基板２が載置された押圧部材５１を上下動させる。

下型６（本発明の第１モールドに該当する）は、上下方向に貫通した下型キャビティ６ａ（本発明の第１キャビティに該当する）を内部に備えている。下型キャビティ６ａは、位置決めピン３の途中位置３１と基板２への固着位置との間の部位を成形するもので、外周面３３の形状に対応して、上方に向けてやや細くなった孔状を呈している。下型６の上面には、後述するように複数の離型スプリング８（本発明の弾発体に該当する）の下端を収容するばね保持孔６ｂを備えている。

上部体７は上型７１とその上端面に連結された注入カバー７２とを備えている。上型７１（本発明の第２モールドに該当する）は下型６に対して基板２の反対側に配置され、位置決めピン３の途中位置３１と先端との間の部位を成形する上型キャビティ７１ａ（本発明の第２キャビティに該当する）を内部に備えている。上型キャビティ７１ａは、位置決めピン３の外周面３２の形状に対応して頂部が平坦になった略円錐状を呈しており、上端面には樹脂材料の射出用のゲート口７１ｂが開口している。

上型７１の下面には、上述した複数の離型スプリング８の上端を収容するばね収容孔７１ｃが形成されている。離型スプリング８は上型７１と下型６とを互いに連結しており、下型６は離型スプリング８によって上型７１から吊り下げられているが、離型スプリング８に対する伸張による負担を軽減するために、上型７１に対する下型６の最下位置を制限するストッパを設けてもよい。注入カバー７２は上方から射出機９のノズル９１を受け入れるように、上端面に半球状の凹部７２ａが形成されている。射出機９は従来技術によるもので、先端のノズル９１から溶融した合成樹脂材料を射出する。

次に、図４乃至図７に基づいて、成形型構造４を用いて、基板２上に位置決めピン３を固着させる方法について説明する。最初に、昇降装置５の押圧部材５１上に基板２を載せる（図４示）。この時、上部体７および射出機９は図４の位置で固定されている。その後、エアシリンダを伸張させることにより、駆動軸５２を介して押圧部材５１を上昇させ、基板２が下型６の下面に当接すると、基板２を介して下型６を上方に押動し始め、複数の離型スプリング８を圧縮していく。やがて、下型６の上面と上型７１の下面が当接し、押圧部材５１と上型７１により（下型６を介して）基板２を挟んで押圧する。

この時、それぞれ下型６と上型７１の内部の、下型キャビティ６ａと上型キャビティ７１ａとが連通するとともに、これを基板２によって塞いだ状態となる。この状態において、射出機９のノズル９１から、加熱されて溶融した熱可塑性の合成樹脂材料をゲート口７１ｂを介してキャビティ６ａ、７１ａ内に射出する（図５示）。キャビティ６ａ、７１ａ内に射出された樹脂材料は、基板２の表面に広がり、ボード２１に含まれているバインダーとしての樹脂材料を加熱して溶融させ、双方の樹脂材料が混合して硬化することにより、基板２上に位置決めピン３が固着（接着）される。

所定時間経過して、キャビティ６ａ、７１ａ内の樹脂材料が硬化して位置決めピン３が形成された後、エアシリンダを短縮させて、駆動軸５２を介して押圧部材５１を下降させていき、押圧部材５１と上型７１とで押圧する荷重を解除する。押圧部材５１が下降すると、下型６は自重と離型スプリング８の付勢力によって上型７１から引き離され、押圧部材５１上のトリムボード１とともに下降する。この時、位置決めピン３の途中位置３１と先端との間の外周面３２は、下型６の自重と離型スプリング８の付勢力によって上型キャビティ７１ａから型抜き（離型）される（図６示）。外周面３２には抜き勾配（抜き角度）として適当な傾斜が形成されているため、その型抜きは支障なく行われる。

更に、押圧部材５１が下降すると、基板２の下面が押圧部材５１から離れて露出し、下型６がトリムボード１とともに上型７１から離型スプリング８によって吊り下げられた状態となる。この状態において、成形作業者の手、治具あるいはロボット等により、位置決めピン３の途中位置３１と基板２への固着位置との間の外周面３３を、下型キャビティ６ａから引き離して型抜き（離型）し、トリムボード１が取り出される（図７示）。外周面３３の抜き勾配（抜き角度）としての型抜き方向に対する傾斜は、外周面３２のものよりも小さい（直立に近い）が、位置決めピン３の長さ方向の一部であるため、型抜きに支障はない。

本実施形態によれば、位置決めピン３の長さ方向の途中位置３１と先端との間は、先端が細くなるようにその外周面３２が傾斜しており、位置決めピン３の途中位置３１と基板２への固着位置との間の外周面３３は、外周面３２よりも直立に近くしたことにより、位置決めピン３の先端側の外周面３２の傾斜によって型抜きが良好に行われるとともに、固着側が直立に近いため、その根元を太くすることなく、位置決めピン３の基板２への固着面積を減少させ、基板２のひずみを低減することができる。

押圧部材５１からの押圧荷重を解除して、離型スプリング８による付勢力によって下型６が上型７１から引き離されることにより、基板２上に固着された位置決めピン３が上型７１から型抜きされるため、イジェクターピンを使用せずに、簡単な構成で型抜きができる小型の成形型構造４にすることができる。

位置決めピン３の基板２への接着側の部位を下型６から離型するための抜き角度は、位置決めピン３の接着側から遠ざかる側の部位を上型７１から離型するための抜き角度よりも小さいことにより、位置決めピン３の接着側から遠ざかる側の部位を離型するための抜き角度によって、離型が良好に行われるとともに、位置決めピン３の基板２への接着側の部位を離型するための抜き角度が小さいため、その根元が太くならず、位置決めピン３の基板２への接着面積を減少させ、基板２のひずみを低減する成形方法とすることができる。

また、位置決めピン３の型抜きを２回に分けているため、それぞれの型抜き時の離型抵抗を低減でき、成形品形状の設計の自由度を広げることができる。更に、位置決めピン３を上型７１から型抜きする時、基板２を下型６の下面全体で押圧するため、基板２に応力が集中しにくく、その変形、破損を防止できる。

＜他の実施形態＞ 本発明は上述の記載および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、以下の記載のもの以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明は基板上に突出部材を固着させるものであれば、車両のトリムボード以外にも適用可能である。
（２）本発明の成形型は、必ずしも２個に分かれたものでなければならないわけではなく、３個以上に分かれたものであってもよい。
（３）一対の型および押圧部材を横に並べて、水平方向に型抜きをする成形型構造にしてもよい。

本実施形態によるトリムボードの部分斜視図である。 図１に示したトリムボードの側面図である。 本実施形態による成形型構造の断面図である。 図３に示した成形型構造に基板を設置したところを表す断面図である。 上型と下型を閉じて樹脂材料を射出したところを表す断面図である。 離型スプリングの付勢力によって下型を上型から引き離したところを表す断面図である。 下型からトリムボードを取り出したところを表す断面図である。

符号の説明

１…トリムボード
２…基板
３…位置決めピン
４…成形型構造
６…下型
６ａ…下型キャビティ
８…離型スプリング
３１…位置決めピンの途中位置
３２…位置決めピンの途中位置と先端との間の部位の外周面
３３…位置決めピンの途中位置と固着位置との間の部位の外周面
５１…押圧部材
７１…上型
７１ａ…上型キャビティ

Claims (4)

1. 基板の表面に熱可塑性樹脂材料が射出されることにより、前記基板上に前記樹脂材料によって形成された突出部材が固着される成形構造体において、
   前記突出部材の前記基板への固着位置から先端に向かっての途中位置と、前記先端との間は、前記先端が細くなるようにその外周面が傾斜しており、前記突出部材の前記途中位置と前記固着位置との間の外周面は、前記途中位置と前記先端との間における外周面よりも直立に近いことを特徴とする成形構造体。
2. 押圧部材と成形型によって基板を挟圧して、前記成形型の内部に形成されたキャビティを前記基板によって塞ぎ、この状態で前記キャビティ内に熱可塑性樹脂材料を射出することにより、前記基板上に前記樹脂材料によって形成された突出部材を固着させるための成形型構造において、
   前記成形型は前記基板に当接しその内部に第１キャビティを有することにより、前記突出部材の前記基板に固着される側を成形する第１モールドと、前記第１モールドに対して前記基板の反対側に配置されるとともに弾発体を介して連結され、その内部に前記第１キャビティと連通される第２キャビティを有することにより、前記突出部材の先端側を成形する第２モールドにより構成され、前記押圧部材と前記第２モールドを互いに押圧することにより、前記弾発体を圧縮して前記第１モールドと前記第２モールドとを当接させた状態で、前記第１キャビティおよび前記第２キャビティ内に前記熱可塑性樹脂材料が射出され、その後、前記押圧部材と前記第２モールドを押圧する荷重を解除して、前記弾発体による付勢力によって前記第１モールドが前記第２モールドから引き離されることにより、前記基板上に固着された前記突出部材が前記第２モールドから型抜きされることを特徴とする成形型構造。
3. 前記第１モールドから前記突出部材を型抜きするための抜き勾配は、前記第２モールドから前記突出部材を型抜きするための抜き勾配よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の成形型構造。
4. 基板の表面に成形型を当接させ、前記成形型中のキャビティ内に熱可塑性樹脂材料を射出した後、前記成形型を前記基板から引き離して離型することにより、前記基板上に前記樹脂材料によって形成された突出部材を接着する成形方法において、
   前記突出部材の前記基板への接着側の部位を前記成形型から離型するための抜き角度は、前記突出部材の前記接着側から遠ざかる側の部位を離型するための抜き角度よりも小さいことを特徴とする成形方法。

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