JP2008194874A - 積層成形品の成形方法並びに成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】基材とその裏面に樹脂モールド部を一体化してなる積層成形品の成形方法並びに成形金型であって、積層成形品の成形後の脱型操作を円滑に行なう。
【解決手段】ドアトリムアッパー２０は、軽量でかつ保形性を有する発泡樹脂基材２１と、その裏面側に一体化される樹脂モールド部２２とから構成されている。上記樹脂モールド部２２は、アンダーカットとなるウエストフランジ２３と、補強機能を持つ複数の樹脂リブ２４とを備えた複雑形状であり、成形下型６０に直上げコア７０を配置して、樹脂モールド部２２の成形を実施している。そして、直上げコア７０は、樹脂モールド部２２との脱型が困難な部位を固定ブロック７１として、また、その他の部位を可動ブロック７２とした分割体で構成することで、食いつきが生じる部位をフリー状態とすることにより、脱型性を高める。
【選択図】図９

Description

この発明は、積層成形品の成形方法並びに成形金型に係り、特に、成形金型に直上げコアを配置して、アンダーカット部を有する樹脂モールド部を発泡樹脂基材と一体に成形してなる積層成形品の成形方法並びに成形金型であって、樹脂モールド部の成形金型に対する脱型性を高めた積層成形品の成形方法並びに成形金型に関する。

図１０はドアパネル（図示せず）の室内面側に装着されるドアトリム１を示す正面図であり、ドアトリム１は、外観性能を高めるとともに、成形金型のコンパクト化を達成するために、ドアトリムアッパー２とドアトリムロア３との分割体を接合固定する構成のものが多用されている。更に、ドアトリムアッパー２は、図１１に示すように、軽量化を達成するために、シート材を所望の曲面形状に成形してなる発泡樹脂基材４と、発泡樹脂基材４の裏面に一体化される樹脂モールド部５とからなる積層成形品が使用され、樹脂モールド部５は、図示しないドアインナーシールを支持固定するウエストフランジ５ａと、ウエスト部の剛性を強化するための樹脂リブ５ｂとから構成されている。尚、図示はしないが、発泡樹脂基材４の表面に装飾機能を持つ加飾材をラミネートしても良い。

上記ドアトリムアッパー２の成形方法としては、図１２，図１３に示すように、成形上型６と、成形下型７とからなる成形金型を使用し、成形上下型６，７を型締めすることにより、発泡樹脂基材４を所望の曲面形状に絞り成形するとともに、樹脂モールド部５のウエストフランジ５ａがアンダーカット形状となるため、成形下型７に直上げコア８が配置されている。この直上げコア８は、昇降ピン８ａによりブロック体８ｂが昇降自在に支持され、このブロック体８ｂには、樹脂リブ５ｂの厚みに等しい幅の溝部８ｃが適宜ピッチ間隔で形成されている。従って、成形上下型６，７の型締めにより、発泡樹脂基材４が所要形状に絞り成形されるとともに、型締め後、成形下型７と直上げコア８との協働作用により、所望のキャビティが形成され、キャビティ内に溶融樹脂が射出充填されることで、発泡樹脂基材４の裏面所定位置にアンダーカット部を有する樹脂モールド部５が射出成形される。そして、発泡樹脂基材４の裏面に樹脂モールド部５が一体成形された後は、図１４，図１５に示すように、成形上型６が上昇すると同時に、成形下型７に配設されている直上げコア８及び図示しないエジェクタピンが上昇して、ドアトリムアッパー２を上方に突き上げた後、ウエストフランジ５ａを基点として図１４，図１５中矢印で示す方向にドアトリムアッパー２を旋回操作して、直上げコア８からドアトリムアッパー２を脱型操作している。尚、アンダーカット部を一体成形する成形品の成形方法及び成形金型の従来例としては、特許文献１に詳細に示されている。

特開２０００−１５８４９７号公報

このように、従来の成形方法においては、樹脂リブ５ｂの寸法が長寸でかつ本数が多いため、直上げコア８からドアトリムアッパー２を脱型操作する際、樹脂リブ５ｂが直上げコア８の溝部８ｃに食いつき易く、ウエスト部の樹脂量が多く、成形下型７と直上げコア８の境界部分で食いつきが大きくなることから、製品の脱型時には、発泡樹脂基材４に荷重が集中し、表面ヒケの発生に繋がるという不具合が指摘されている。

更に、上記した理由でドアトリムアッパー２の脱型性が悪いとウエストフランジ５ａ近くの箇所にクリップ座を設定するのが難しく、製品の造形自由度において制約を受けるという欠点が指摘されている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、成形金型間で絞り成形される発泡樹脂基材とその裏面に一体化されるアンダーカット部を有する樹脂モールド部とからなる積層成形品の成形方法並びに成形金型において、樹脂モールド部の脱型性を高めることで、製品全体として円滑な脱型操作が可能になるとともに、クリップ座等の設定位置の制約をなくし、造形自由度を高めた積層成形品を提供できる積層成形品の成形方法並びに成形金型を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明は、成形上下型の型締めにより、発泡樹脂基材を所要形状に成形するとともに、成形下型の溝部内に溶融樹脂を射出充填して、上記発泡樹脂基材の裏面に樹脂モールド部を一体化してなる積層成形品の成形方法において、成形上下型と、アンダーカット部を成形するために成形下型に配設される直上げコアとからなる成形金型を使用し、成形上下型の型締めにより、発泡樹脂シートを所望の曲面形状に絞り成形して発泡樹脂基材を成形するとともに、成形上下型及び直上げコアとの間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出充填することで、発泡樹脂基材の裏面所定位置に樹脂モールド部を一体化する発泡樹脂基材及び樹脂モールド部の成形工程と、前記直上げコアは固定部と可動部の分割構造が採用され、樹脂モールド部の脱型が難しい部位に固定部を配置し、その他の部位には可動部を配置することにより、積層成形品の突き上げ時において、成形下型と樹脂モールド部との脱型性を高めた脱型工程とからなることを特徴とする。

そして、本発明方法を実施する成形金型は、成形金型内で発泡樹脂シートを絞り成形して所望の曲面形状をなす発泡樹脂基材を成形するとともに、この発泡樹脂基材の裏面所定位置にアンダーカット部分を有する樹脂モールド部を一体化してなる積層成形品の成形金型において、前記成形金型は、相互に型開き、型締め可能な成形上下型と、成形下型に固定ピンを介して固定される固定部と、昇降ピンを介して成形下型に昇降自在に配設される可動部とからなる分割構造の直上げコアとから構成されていることを特徴とする。

ここで、適用対象となる積層成形品としては、発泡樹脂シートを成形上下型で所要形状に絞り成形してなる発泡樹脂基材と、成形上下型の型締め後、キャビティ内に溶融樹脂を射出充填して形成される樹脂モールド部とからなる製品であれば、特に用途を限定するものではなく、自動車用内装部品各種に適用することができる。例えば、ドアトリムアッパーに適用する場合は、樹脂モールド部としては、インナーシールを支持固定するウエストフランジと、ウエスト部の剛性を強化するために、ウエスト部の背面に一体化される樹脂リブとから構成される。

そして、使用する成形金型は、相互に型開き及び型締め可能な成形上下型とアンダーカット部を形成できるように、成形下型に内装される直上げコアと、成形下型に連結し、溶融樹脂を供給する射出機とから大略構成されている。また、直上げコアは、エジェクタピン同様、エジェクタプレートの上下動により昇降操作する。本発明に係る成形金型においては、直上げコアは固定部と可動部の分割構造が採用されており、固定部は固定ピンを介して成形下型の所定位置に支持固定され、可動部については昇降ピンがエジェクタプレートの上下動作により上下動し、この昇降ピンにより所定ストローク上下動して積層成形品を上方に突き上げる。

従って、本発明方法によれば、成形金型に配置される直上げコアの構造として、リブの根元部分等、成形品との脱型が容易でない部分を固定部として、その他を可動部となるように、分割構造を採用しており、発泡樹脂基材の裏面に樹脂モールド部をアンダーカット状に一体成形した後の脱型工程において、リブの根元部分は直上げコアの固定部として成形下型内に残り、それ以外の可動部が積層成形品を上方に突き上げるため、リブが食いつく部位がフリーになり、脱型性を改善することができる。また、リブの食いつきがなくなるため、クリップ座等の設定箇所における制約も緩和される。

以上説明した通り、本発明に係る積層成形品の成形方法並びに成形金型は、成形上下型間で絞り成形する発泡樹脂基材の裏面にアンダーカット状の樹脂モールド部を一体化する際、成形下型に配設されている直上げコアは、金型との脱型性が悪い箇所については固定部、その他の部位は可動部とした分割構造が採用されているため、発泡樹脂基材並びに樹脂モールド部を成形した後、金型を開放してエジェクタ機構により突き上げ操作する際、金型との脱型性が悪い箇所はフリー状態となり、円滑な脱型操作が期待できるとともに、脱型時に応力が加わることがないことから、ヒケ等の表面不良も有効に解決することができる。従って、作業性を高め、かつ外観性能を良好に維持できるという効果を有する。

更に、本発明に係る積層成形品の成形方法並びに成形金型によれば、直上げコアの構成として、金型との脱型性が悪い箇所は固定部、その他の部位は可動部とした分割構造の直上げコアを使用するというものであるから、脱型性を高めることで、クリップ座等の設定箇所を任意な箇所に設定することができ、設計自由度を向上させることができるという効果を有する。

以下、本発明に係る積層成形品の成形方法並びに成形金型の好適な実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、念のため付言すれば、本発明の要旨は特許請求の範囲に記載した通りであり、以下に説明する実施例の内容は、本発明の一例を単に示すものに過ぎない。

図１乃至図９は、本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明方法により成形したドアトリムアッパーを有する上下二分割タイプの自動車用ドアトリムを示す正面図、図２は同自動車用ドアトリムの構成を示す断面図、図３は本発明方法を適用して製作するドアトリムアッパーを示す斜視図、図４は本発明に係る成形金型の全体構成を示す説明図、図５は同成形金型に使用する直上げコアの構成を示す説明図、図６乃至図９は本発明方法の各工程を示す説明図である。

図１乃至図３において、自動車用ドアトリム１０は、図示しないドアパネルの室内面側にクリップ等の固着手段を介して取り付けられる内装部品であって、外観性能を高め、かつ成形金型のコンパクト化を図るためにドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０との上下二分割体を接合固定して製作されている。ドアトリム１０の全体構成について簡単に説明すると、ドアトリム１０は上述したように、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０とを接合固定して本体部分を構成するとともに、ドアトリムアッパー２０にインサイドハンドルエスカッション１１を取り付けるとともに、ドアトリムロア３０側には、製品中央部分に乗員が肘を掛けて休めるように室内側に膨出状に形成されるアームレスト１２が形成され、この下方には、備品を収容できるポケット開口１３が開設され、ポケット開口１３の背面側にポケットバックカバー１４が取着されている。また、ポケット開口１３のフロント側には、スピーカグリル１５がドアトリムロア３０と一体、あるいは別体に設けられている。

ところで、本発明方法は、ドアトリムアッパー２０を適用対象としており、ドアトリムアッパー２０は、図２，図３に示すように、所望の曲面形状に成形され、軽量でかつ保形性を備えた発泡樹脂基材２１と、この発泡樹脂基材２１の裏面所定箇所に一体化されている樹脂モールド部２２とから構成されている。更に、樹脂モールド部２２としては、ドアガラスをシールする図示しないドアインナーシールを支持固定するウエストフランジ２３と、ドアトリムアッパー２０のウエスト部分の剛性を強化するために、発泡樹脂基材２１の裏面側に取り付けられる樹脂リブ２４とから構成され、この樹脂リブ２４は、車両の長手方向に所定ピッチ間隔で立設されるプレート体から構成されている。また、発泡樹脂基材２１の表面には、表面感触並びに表面風合いを高めるために、加飾材２５を貼付しても良い。更に詳しくは、上記発泡樹脂基材２１の素材としては、保形性を備えるように発泡樹脂シートを加熱軟化処理後、所要形状に熱成形、例えば、所望の型面を有する成形金型でコールドプレス成形されるが、更に高展開率部分については、真空成形により発泡樹脂基材２１を賦形しても良い。

上記発泡樹脂シートは、汎用の熱可塑性樹脂に発泡剤を添加した構成であり、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用でき、発泡剤としては、アゾジカルボンアミド等の有機発泡剤や重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤が使用できる。この実施形態では、ポリプロピレン系樹脂に発泡剤として重炭酸ナトリウムを適宜添加した発泡樹脂シートを使用している。また、この発泡樹脂基材２１の発泡倍率は、２〜１０倍に設定され、厚みは０．５〜３０ｍｍ、特に好ましくは１〜１０ｍｍの範囲に設定されている。

次いで、樹脂モールド部２２は、発泡樹脂基材２１の裏面側に配設されている。この樹脂モールド部２２は、汎用の合成樹脂成形体からなり、通常好ましく使用できる合成樹脂として、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等から適宜選択されて良く、本実施形態では、環境面、リサイクル面を考慮してポリプロピレン系樹脂が使用されている。また、この樹脂モールド部２２には、上記熱可塑性樹脂中に適宜フィラー、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機繊維や、タルク、クレイ、シリカ、炭酸カルシウム等の無機粒子等の充填剤が混入されていても良い。

更に、発泡樹脂基材２１の表面に積層される加飾材２５は、織布、不織布、編布等の通気性を備えた布製シート材料を使用できるが、これら布地シート以外にも、塩ビシートやＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）シート等の、合成樹脂シート、また、布地シートや樹脂シートの裏面にクッション層を裏打ちした積層シート材料等を使用することができる。更に、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０との接合構造について説明する。まず、ドアトリムアッパー２０は、積層成形品であり、ドアトリムロア３０は樹脂単体品であるが、ドアトリムロア３０の上縁側裏面に適宜ピッチ間隔で取付用ボス３１が立設され、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０をラップした際、上記取付用ボス３１を差し込むための取付孔２６をドアトリムアッパー２０に対応して開設しておき、取付用ボス３１を取付孔２６内に挿入した後、先端をカシメ加工することでドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０とを簡単に一体化することができる。

そして、本発明方法は、上述したドアトリムアッパー２０の成形に適用したもので、ドアトリムアッパー２０の特に成形後の脱型操作が円滑に行なえ、しかも、樹脂モールド部２２の形状や、それと連接するクリップ座等の造形自由度を向上させることができる有利さを備えている。図４，図５は、本発明方法に使用する成形金型４０の構成を示すもので、図４は成形金型４０の全体構成を示している。

すなわち、成形金型４０は、一対のキャビティ型とコア型とから構成され、キャビティ型として成形上型５０が相当し、コア型として成形下型６０が相当している。更に詳しくは、成形上型５０は、昇降シリンダ５１に連結され、この昇降シリンダ５１の駆動により、所定ストローク可動して、成形上下型５０，６０の型開き及び型締めが行なわれる。一方、成形下型６０には、樹脂モールド部２２の素材である溶融樹脂Ｍの樹脂通路となるマニホールド６１、ゲート６２が設けられている。尚、この実施例では、ゲート６２を通じて成形下型６０の溝部６３内に溶融樹脂Ｍが射出充填され、ウエストフランジ２３が成形される。更に、成形下型６０には、樹脂モールド部２２の特にウエストフランジ２３がアンダーカットとなるため、直上げコア７０が配設されている。この直上げコア７０は、図５に示すように、固定ブロック７１と可動ブロック７２がそれぞれ固定ピン７３、昇降ピン７４に連結された分割構造が採用されており、樹脂リブ２４を成形するための溝部７５が直上げコア７０に穿設されている。そして、特に、固定ブロック７１が樹脂モールド部２２との間で食いつきが生じ易い溝部７５の近傍部分に設定され、それ以外の部位は可動ブロック７２が設定される。すなわち、成形下型６０に固定ピン７３を介して固定ブロック７１が固定されるとともに、エジェクタプレート（図示せず）に昇降ピン７４を介して可動ブロック７２が支持されることで、製品の突き上げ時には、固定ブロック７１が停止した状態で可動ブロック７２のみが上方に突き上げられ、発泡樹脂基材２１及び樹脂モールド部２２を一体化したドアトリムアッパー２０を上方に突き上げるが、特に、樹脂リブ２４の基部付近のように、食いつき易い部分には固定ブロック７１が対応しているため、樹脂リブ２４の基部がフリー状態となる。

次いで、この成形金型４０を使用して、ドアトリムアッパー２０の成形方法について説明する。図６は素材のセット工程を示すもので、成形金型４０における成形上下型５０，６０が型開き状態にある時、発泡樹脂基材２１の素材である発泡樹脂シートＳを図示しないヒーター装置により加熱軟化処理し、また、一方面に加飾材２５をラミネートしておく。この実施例では、発泡樹脂シートＳとして、ポリプロピレン製発泡シート（住化プラステック製、商品名：スミセラー発泡ＰＰシート、発泡倍率＝３倍、厚み３ｍｍ）が使用されている。

そして、図７に示すように、昇降シリンダ５１の駆動により、成形上型５０が下死点まで降下して、成形上下型５０，６０を所定のプレス圧で型締めすることで、発泡樹脂シートＳを所望の曲面形状に成形して、発泡樹脂基材２１を所要形状に成形する。この時、成形下型６０には、直上げコア７０が所定位置に位置決めされており、発泡樹脂基材２１の成形後、図８に示すように、成形下型６０と連設する射出機からマニホールド６１、ゲート６２を通じて溝部６３から直上げコア７０の溝部７５に溶融樹脂Ｍが射出充填されて、ウエストフランジ２３及び樹脂リブ２４が発泡樹脂基材２１の裏面に一体成形される。

更に、直上げコア７０の形状に追随して、発泡樹脂基材２１の裏面に樹脂モールド部２２（ウエストフランジ２３、樹脂リブ２４）が一体成形された後、図９に示すように、成形上型５０が上方に型開きするとともに、図示しないエジェクタプレートが上昇することで、これも図示しないエジェクタピンがドアトリムアッパー２０を上方に突き上げる。この時、直上げコア７０は、昇降ピン７４に支持されている可動ブロック７２が上昇するものの、溝部７５と対応する位置にある固定ブロック７１は固定ピン７３により成形下型６０に支持され、停止した状態であるため、食いつきが発生し易い樹脂リブ２４はフリー状態となり、発泡樹脂基材２１を回動操作して脱型する際、直上げコア７０からドアトリムアッパー２０を簡単に脱型操作することができる。

このように、脱型操作性が向上するとともに、脱型時に発泡樹脂基材２１に過度の力が加わることがないため、ヒケ等の外観不良が生じないことから、外観性能を良好に保つことができるとともに、クリップ座等の設定箇所も任意に設定でき、造形自由度も高めることができるという有利さを備えている。

以上説明した実施例は、ツートンタイプの自動車用ドアトリム１０におけるドアトリムアッパー２０に本発明構造を適用したものであるが、一体型のドアトリムに適用することもでき、成形金型４０に直上げコア７０を配設した金型構成で、発泡樹脂基材２１と樹脂モールド部２２とを一体化してなる積層成形品を成形するタイプであれば、ドアトリム１０以外の内装部品として、リヤパーセルシェルフ、トランクトリム、リヤサイドトリム等、内装部品全般に適用することができる。

本発明に係る積層成形品を適用したドアトリムアッパーを備えた自動車用ドアトリムを示す正面図である。 図１中II−II線断面図である。 図１に示す自動車用ドアトリムにおけるドアトリムアッパーを示す外観図である。 本発明に係る積層成形品の成形金型の全体構成を示す説明図である。 図４に示す成形金型における直上げコアの構成を示す説明図である。 図３に示すドアトリムアッパーの成形方法における素材のセット工程を示す説明図である。 図３に示すドアトリムアッパーの成形方法における発泡樹脂基材の成形工程を示す説明図である。 図３に示すドアトリムアッパーの成形方法における樹脂モールド部の成形工程を示す説明図である。 図３に示すドアトリムアッパーの成形後の脱型工程を示す説明図である。 従来のツートンタイプのドアトリムを示す正面図である。 従来のドアトリムアッパーを示す断面図である。 従来のドアトリムアッパーの成形工程を示す説明図である。 従来のドアトリムアッパーを成形する成形金型における直上げコアを示す説明図である。 従来のドアトリムアッパーの成形工程後の脱型方法を示す説明図である。 従来のドアトリムアッパーの成形工程後の脱型方法を示す説明図である。

符号の説明

１０ ツートンタイプの自動車用ドアトリム
２０ ドアトリムアッパー
２１ 発泡樹脂基材
２２ 樹脂モールド部
２３ ウエストフランジ
２４ 樹脂リブ
２５ 加飾材
２６ 取付孔
３０ ドアトリムロア（樹脂単体品）
３１ 取付用ボス
４０ 成形金型
５０ 成形上型
５１ 昇降シリンダ
６０ 成形下型
６１ マニホールド
６２ ゲート
７０ 直上げコア
７１ 固定ブロック
７２ 可動ブロック
７３ 固定ピン
７４ 昇降ピン
７５ 溝部
Ｓ 発泡樹脂シート
Ｍ 溶融樹脂

Claims (2)

1. 成形上下型（５０，６０）の型締めにより、発泡樹脂基材（２１）を所要形状に成形するとともに、成形下型（６０）の溝部（６３）内に溶融樹脂（Ｍ）を射出充填して、上記発泡樹脂基材（２１）の裏面に樹脂モールド部（２２）を一体化してなる積層成形品（２０）の成形方法において、
   成形上下型（５０，６０）と、アンダーカット部を成形するために成形下型（６０）に配設される直上げコア（７０）とからなる成形金型（４０）を使用し、成形上下型（５０，６０）の型締めにより、発泡樹脂シート（Ｓ）を所望の曲面形状に絞り成形して発泡樹脂基材（２１）を成形するとともに、成形上下型（５０，６０）及び直上げコア（７０）との間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂（Ｍ）を射出充填することで、発泡樹脂基材（２１）の裏面所定位置に樹脂モールド部（２２）を一体化する発泡樹脂基材（２１）及び樹脂モールド部（２２）の成形工程と、
   前記直上げコア（７０）は固定部（７１）と可動部（７２）の分割構造が採用され、樹脂モールド部（２２）の脱型が難しい部位に固定部（７１）を配置し、その他の部位には可動部（７２）を配置することにより、積層成形品（２０）の突き上げ時において、成形下型（６０）と樹脂モールド部（２２）との脱型性を高めた脱型工程と、
   からなることを特徴とする積層成形品の成形方法。
2. 成形金型（４０）内で発泡樹脂シート（Ｓ）を絞り成形して所望の曲面形状をなす発泡樹脂基材（２１）を成形するとともに、この発泡樹脂基材（２１）の裏面所定位置にアンダーカット部分を有する樹脂モールド部（２２）を一体化してなる積層成形品（２０）の成形金型（４０）において、
   前記成形金型（４０）は、相互に型開き、型締め可能な成形上下型（５０，６０）と、成形下型（６０）に固定ピン（７３）を介して固定される固定部（７１）と、昇降ピン（７４）を介して成形下型（６０）に昇降自在に配設される可動部（７２）とから構成されている分割構造の直上げコア（７０）とからなることを特徴とする積層成形品の成形金型。

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