JP2009023246A - 射出成形体の製造方法および射出成形体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産効率を向上することができる射出成形体の製造方法および射出成形体の製造装置を提供する。
【解決手段】Ｘ回の工程を経て製造される射出成形体を、一対の金型５１，５２内で製造可能に構成された射出成形体の製造装置５０において、一方の金型５１に、射出成形体の製造過程である半製品をＹ個載置可能に型５３，５４が構成され、他方の金型５２に、Ｘ回のそれぞれの工程を実施可能な型５５〜５８が工程順にＺ個順列配置されており、Ｚ＝Ｙ＋（Ｘ−１）を満たすように他方の金型５２に型が配置されて、一方の金型５１および他方の金型５２の少なくともいずれか一方が可動可能に構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形体の製造方法および射出成形体の製造装置に関するものである。

従来から、二種類以上の材料がそれぞれ射出成形されて、さらに、それら複数の構成部品のうちの一部または全部にアルミニウムなどを成膜した射出成形体が知られている。このような射出成形体は、構成物品の形状に対応した複数のキャビティが形成された金型内にて、順番に射出成形し、射出成形が完了した射出成形体を金型から取り出し、別の装置にて必要箇所に成膜を施し、所望の射出成形体を得ていた。しかしながら、射出成形と成膜とを別の装置で行うと、装置間を運搬させる際に、射出成形体が汚れたりして品質が低下するという問題があった。
このような問題を解消するために、射出成形と成膜とを一つの装置内で行うことができる製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３６８８２８９号公報

ところで、上述した特許文献１のような製造装置は、一方の金型に同じ半製品を載置できるキャビティが一つしか形成されていないため、連続的に射出成形体を製造することができず、生産効率を向上させるためには限界があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、生産効率を向上することができる射出成形体の製造方法および射出成形体の製造装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、Ｘ回の工程を経て製造される射出成形体を、一対の金型内で製造する射出成形体の製造方法において、一方の金型に、前記射出成形体の製造過程である半製品をＹ個載置可能に型が構成され、他方の金型に、前記Ｘ回のそれぞれの工程を実施可能な型が工程順にＺ個順列配置されており、
Ｚ＝Ｙ＋（Ｘ−１）
を満たすように前記他方の金型に型が配置されて、前記一方の金型および前記他方の金型の少なくともいずれか一方が可動しながら前記射出成形体を製造することを特徴としている。

請求項２に記載した発明は、Ｘ回の工程を経て製造される射出成形体を、一対の金型内で製造可能に構成された射出成形体の製造装置において、一方の金型に、前記射出成形体の製造過程である半製品をＹ個載置可能に型が構成され、他方の金型に、前記Ｘ回のそれぞれの工程を実施可能な型が工程順にＺ個順列配置されており、
Ｚ＝Ｙ＋（Ｘ−１）
を満たすように前記他方の金型に型が配置されて、前記一方の金型および前記他方の金型の少なくともいずれか一方が可動可能に構成されていることを特徴としている。

請求項３に記載した発明は、第一半製品を射出成形するための第一半製品成形型と、前記第一半製品に第二半製品を射出成形するための第二半製品成形型と、前記半製品を成膜するための成膜型とを備えた前記一対の金型を有し、前記第一半製品を一次射出により成形し、その後、前記第二半製品を二次射出により成形し、前記半製品を成膜した後、前記金型から射出成形体を取り出すように構成された射出成形体の製造装置において、
前記一方の金型に、前記第一半製品を載置可能なキャビティが形成された二つの型が前記他方の金型の型面に沿う方向に配置され、前記他方の金型に、前記成膜型、前記第一半製品成形型、前記第二半製品成形型、前記成膜型の順番で配置され、前記一方の金型および前記他方の金型の少なくともいずれか一方が可動可能に構成されていることを特徴としている。

請求項４に記載した発明は、第一半製品を射出成形するための第一半製品成形型と、前記第一半製品に第二半製品を射出成形するための第二半製品成形型と、前記半製品を成膜するための成膜型とを備えた前記一対の金型を有し、前記第一半製品を一次射出により成形し、その後前記第二半製品を二次射出により成形し、前記半製品を成膜した後、前記金型から射出成形体を取り出すように構成された射出成形体の製造装置において、前記一方の金型に、前記第一半製品を載置可能なキャビティが形成された三つの型が前記他方の金型の型面に沿う方向に配置され、前記他方の金型に、前記成膜型、前記第一半製品成形型、前記第二半製品成形型、前記成膜型、前記第一半製品成形型の順番で配置され、前記一方の金型および前記他方の金型の少なくともいずれか一方が可動可能に構成されていることを特徴としている。

請求項１に記載した発明によれば、Ｘ回のステップでＹ個の射出成形体を製造することができるため、生産効率を向上することができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、Ｘ回のステップでＹ個の射出成形体を製造することができるため、生産効率を向上することができる効果がある。また、この製造装置は、従来の製造装置の一対の金型に型をそれぞれ追加するだけで実現することができるため、容易に生産効率を向上することができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、一方の金型または他方の金型を可動させることで、３回のステップ（可動する金型が対向する金型に沿う方向に動く回数）で２個の射出成形体を製造することができる。したがって、従来の製造装置より生産効率を向上することができる効果がある。

請求項４に記載した発明によれば、一方の金型または他方の金型を可動させることで、３回のステップで３個の射出成形体を製造することができる。したがって、従来の製造装置よりさらに生産効率を向上することができる効果がある。

次に、本発明の実施形態を図１〜図１５に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、成膜成形装置を用いて成形品を製造する場合の説明を行う。
図１に示すように、成形品１は、基部２と、基部２の上面２ａに形成された台座部３とで構成されている。基部２は一次製品として可動金型５１、固定金型５２で一次射出により成形し、可動金型５１をスライド移動させて基部２の上面２ａに台座部３を二次射出により成形し、その後、基部２の上面２ａにおける台座部３が配置されていない領域を成膜して成膜面６６が形成されている。なお、例えば、基部２はポリカーボネート樹脂で構成され、台座部３はアクリル樹脂で構成されている。

次に、成形品１を成膜成形するための製造装置５０について説明する。
図２に示すように、製造装置５０は、主として可動金型５１と固定金型５２とで構成されている。可動金型５１には、基部２を型形成するための成形型が２個配置され、正面視において右側に第一成形型５３、左側に第二成形型５４が配置されている。固定金型５２には、基部２を型形成するための成形型５５、台座部３を型形成するための成形型５６および成膜装置４０を収容するための成膜型５７，５８が、正面視で左側から成膜型５８、成形型５５、成形型５６、成膜型５７の順番で配置されている。なお、成形型５３〜５６および成膜型５７，５８は、可動金型５１および固定金型５２にそれぞれ着脱自在に取り付けられたものである。

また、可動金型５１は、図示しないアクチュエータ（サーボモータやシリンダ）により金型同士の近接・離間方向の移動と、型表面に沿った移動とができるように構成されている。
さらに、各型において射出成形をする際に、キャビティ内に射出材料を供給するための配管（バルブゲート）７５が各所に設けられている。

成膜装置４０は、公知の真空蒸着装置であり、成膜型５８、成膜空間を真空にする真空ポンプ４１、真空ポンプ４１にバルブ４２を介して接続される真空流路４３、蒸着する金属（例えば、アルミニウムやクロム）を入れるボート（ターゲット）４４、ボート４４を加熱するためのヒータ４５、およびヒータ４５用の電源４６などを備えて構成されている。

次に、成形品１を成膜成形するための成膜成形装置１０について図３を用いて説明する。
図３に示すように、成膜成形装置１０は、筐体１１内に製造装置５０が配置されたものである。製造装置５０は、可動金型５１と固定金型５２とで構成されている。また、可動金型５１と固定金型５２とを型締めするためのトグル機構を有する型締め装置７０が、製造装置５０の可動金型５１に連接されている。

筐体１１の上面には、筐体１１内を空調・換気するための空調機７７が取り付けられており、筐体１１に形成された開口部７６に空調機７７の下部に設けられた吹出口７８が挿通され、筐体１１内に空調空気を吹き出し可能に構成されている。また、筐体１１の側面などには、適宜点検口１２が設けられている。例えば、製造装置５０の側面に対応した位置に点検口１２が設けられており、容易に開閉可能に構成されている。ここで、点検口１２は気密性を確保することができるタイプのものを採用することが好ましい。

また、筐体１１の側面において、製造装置５０などに対応した位置近傍は透明ガラスなどで構成し、筐体１１内を視認できることが好ましい。
また、筐体１１の側部近傍には、射出成形用の樹脂材料が収容された射出材料供給装置８１と、成膜用の真空ポンプ４１および電源４６などが配置されている。

型締め装置７０は、駆動部７１とアーム部７２とを備えている。アーム部７２の一端に接続されている駆動部７１に、制御部などが収容されており、制御部からの信号によりアーム部７２が可動するように構成されている。また、アーム部７２の他端には、可動金型５１が接続されている。そして、アーム部７２が可動することで、可動金型５１が合わせて移動し、可動金型５１と固定金型５２とを型締め可能に構成されている。

射出材料供給装置８１は、筐体１１外に配置され、材料を収容しているタンク８９と、材料を金型に形成されたキャビティへ供給する供給配管９０と、供給配管９０の途中に設けられ、供給経路を開閉可能に構成されたバルブ９１とを備えている。供給配管９０は、その途中で筐体１１を貫通し、筐体１１内へと導かれ、各金型内に設けられた配管（バルブゲート）７５へ接続され、材料を各キャビティ内へ供給可能に構成されている。タンク８９内に収容されている材料は、図示しない制御部からの指示によりバルブ９１を開状態にした後、供給配管９０および金型内に設けられた配管（バルブゲート）７５を介して、金型のキャビティ内へ供給され、一次射出および二次射出可能に構成されている。なお、複数の材料を用いて射出成形する場合には、射出材料供給装置８１は、材料の種類分の装置が設けられることとなる。

成膜装置４０に備えられている真空ポンプ４１および電源４６は、筐体１１外に配置され、真空ポンプ４１はそれに接続している真空流路４３の途中で筐体１１を貫通し、筐体１１内へと導かれ、成膜を行う空間内へ接続されている。また、電源４６には配線が接続され、その配線が筐体１１を貫通して、ヒータ４５へ接続されている。なお、真空ポンプ４１および電源４６は、筐体１１内に配置されていてもよい。

次に、車両用ランプ１を成膜成形する工程について、図４〜図１５を中心に図１６の工程図とともに説明する。なお、図１６において、固定金型５２側のスパッタは成膜型５７，５８を、成形１は成形型５５を、成形２は成形型５６を示し、可動金型５１側の左側が成形型５４を、右側が成形型５３を示す。また、成膜成形装置１０が稼動している間は、空調機７７も連動して稼動しており、筐体１１内がクリーンルーム化されている。

図４に示すように、可動金型５１の第一成形型５３が固定金型５２の成形型５５と対向するように配置する。

図５に示すように、可動金型５１を固定金型５２方向に移動して、型締め装置７０にて可動金型５１と固定金型５２とを、トグル機構が機能するように型締めする。この状態で、基部２を構成する材料（例えば、ポリカーボネート樹脂）を一次射出する。ここで、一次射出する際は、射出材料供給装置８１から供給された材料が配管（バルブゲート）７５を介して、基部２を成形するためのキャビティに供給される（図１６のステップ（１））。

図６に示すように、基部２の一次射出完了後、可動金型５１を型開き方向に移動する。このとき、基部２は可動金型５１側に残るように型設計されている。

図７に示すように、可動金型５１を型表面に沿う方向（図面の水平方向）に移動して、第一成形型５３が固定金型５２の成形型５６に対向するとともに、第二成形型５４が固定金型５２の成形型５５に対向するように配置する。

図８に示すように、可動金型５１を型締め方向に移動して、型締め装置７０にて可動金型５１と固定金型５２とを、トグル機構が機能するように型締めする。この状態で、第一成形型５３と成形型５６とで形成されたキャビティ内に台座部３を構成する材料（例えば、アクリル樹脂）を二次射出する。同時に、第二成形型５４と成形型５５とで形成されたキャビティ内に基部２を構成する材料（例えば、ポリカーボネート樹脂）を一次射出する。ここで、一次射出および二次射出する際は、射出材料供給装置８１から供給された材料が配管（バルブゲート）７５を介して、各キャビティ内に供給される（図１６のステップ（２））。

図９に示すように、第二成形型５４の一次射出および第一成形型５３の二次射出完了後、可動金型５１を型開き方向に移動する。このとき、半製品はともに可動金型５１側に残るように型設計されている。

図１０に示すように、可動金型５１を型表面に沿う方向に移動して、第一成形型５３が固定金型５２の成膜型５７に対向するとともに、第二成形型５４が固定金型の成形型５６に対向するように配置する。

図１１に示すように、可動金型５１を型締め方向に移動して第一成形型５３と成膜装置４０が内蔵された成膜型５７により、封止状の成膜空間が形成された後、バルブ４２を開放して成膜空間内の空気を真空ポンプ４１により真空流路４３から抜き、成膜空間を真空状態にする。

この状態で、ボート４４へ配置された成膜材料は、電源４６により加熱したヒータ４５により溶融され、蒸気化される。そして、蒸気化された金属材料からなる成膜材料により、ハウジング４における成膜型５７から露出した面が成膜され、成膜面６６が形成される。なお、成膜工程では台座部３は図示しないマスキング材でマスキングされ、成膜面６６が形成されないように構成されている。なお、成膜材料としては、例えばアルミニウムを使用する。

一方、第二成形型５４と成形型５６とで形成されたキャビティ内に台座部３を構成する材料（例えば、アクリル樹脂）を二次射出する（図１６のステップ（３））。

図１２に示すように、成膜および二次射出完了後、可動金型５１を型開き方向に移動する。ここで、第一成形型５３には成形品１が製造されており、図示しない押し出し部材により成形品１を取り出す。

図１３に示すように、可動金型５１の第二成形型５４と固定金型５２の成膜型５８とが対向するとともに、第一成形型５３と成形型５５とが対向するように、可動金型５１を型表面に沿う方向に移動する。

図１４に示すように、可動金型５１を型締め方向に移動して、型締め装置７０にて可動金型５１と固定金型５２とを、トグル機構が機能するように型締めする。この状態で、第二成形型５４と成膜型５８により、封止状の成膜空間が形成された後、上述と同様の工程で基部２に成膜面６６を形成する。同時に、第一成形型５３と成形型５５とで形成されたキャビティ内に基部２を構成する材料（例えば、ポリカーボネート樹脂）を一次射出する（図１６のステップ（４））。

図１５に示すように、成膜および一次射出完了後、可動金型５１を型開き方向に移動する。ここで、第二成形型５４には成形品１が製造されており、図示しない押し出し部材により成形品１を取り出す。

そして、再び図７の状態に可動金型５１を移動し、上述の一連の工程を繰り返すことで、車両用ランプ１を連続して製造することができる（図１６のステップ（２）〜（４））。
この方法を継続することにより、３回のステップ（可動金型５１が型面に沿う方向に動く回数）で２個の成形品１を得ることができる。

本実施形態によれば、３回（Ｘ回）の工程を経て製造される成形品１を、一対の金型５１，５２内で製造可能に構成された成形品１の製造装置５０において、可動金型５１に、成形品１の製造過程である半製品を２個（Ｙ個）載置可能に成形型５３，５４が構成され、固定金型５２に、３回（Ｘ回）のそれぞれの工程を実施可能な型５５，５６，５７,５８を工程順に４個（Ｚ個）順列配置した。また、この固定金型５２に配置した型の数は、Ｚ＝Ｙ＋（Ｘ−１）を満たすように決定した。さらに、可動金型５１を固定金型５２に対して可動可能に構成した。

このように構成したため、３回（Ｘ回）のステップで２個（Ｙ個）の成形品１を製造することができ、生産効率を向上することができる。また、この製造装置５０は、従来の製造装置の一対の金型５１，５２に型をそれぞれ追加するだけで実現することができるため、容易に生産効率を向上することができる。

また、基部２を射出成形するための成形型５５と、基部２に台座部３を射出成形するための成形型５６と、基部２および台座部３まで成形された半製品を成膜するための成膜型５７，５８とを備えた一対の金型５１，５２を有し、基部２を一次射出により成形し、その後、台座部３を二次射出により成形し、この半製品を成膜した後、金型５１，５２から成形品１を取り出すように構成された成形品１の製造装置５０において、可動金型５１に、基部２を載置可能なキャビティが形成された二つの型５３，５４を固定金型５２の型面に沿う方向に配置し、固定金型５２に、製造装置５０の正面視左側から成膜型５８、成形型５５、成形型５６、成膜型５７の順番で配置し、可動金型５１を固定金型５２に対して金型同士の近接・離間方向の移動と、型表面に沿った移動とができるように構成した。

このように構成したため、可動金型５１を可動させることで、３回のステップ（可動金型５１が対向する固定金型５２に沿う方向に動く回数）で２個の成形品１を製造することができる。したがって、従来の製造装置より生産効率を向上することができる。

尚、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、可動金型側の型の数が２個の場合で説明したが、図１７に示すように、型の数は３個またはそれ以上であってもよい。なお、可動金型の型の数が増えると、固定金型側の型の数も増加するため、製造装置の設置場所の広さや費用などと生産効率とのバランスを考慮して決定するとよい。
また、本実施形態においては、可動金型側に製造過程の半製品が載置されるようにした場合の説明をしたが、可動金型と固定金型の型の配置を逆にしてもよい。

本発明の実施形態における成形品の正面断面図である。 本発明の実施形態における製造装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における成膜成形装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における成形品の製造工程を示す説明図である。 図４の続きを示す説明図である。 図５の続きを示す説明図である。 図６の続きを示す説明図である。 図７の続きを示す説明図である。 図８の続きを示す説明図である。 図９の続きを示す説明図である。 図１０の続きを示す説明図である。 図１１の続きを示す説明図である。 図１２の続きを示す説明図である。 図１３の続きを示す説明図である。 図１４の続きを示す説明図である。 本発明の実施形態における成形品の製造工程を示す工程図である。 本発明の実施形態における成形品の別の態様の製造工程を示す工程図である。

符号の説明

１…成形品（射出成形体） ２…基部（第一半製品） ３…台座部（第二半製品） ５０…製造装置 ５１…可動金型（一方の金型） ５２…固定金型（他方の金型） ５３…第一成形型（型） ５４…第二成形型（型） ５５…成形型（第一半製品成形型） ５６…成形型（第二半製品成形型） ５７，５８…成膜型

Claims (4)

1. Ｘ回の工程を経て製造される射出成形体を、一対の金型内で製造する射出成形体の製造方法において、
   一方の金型に、前記射出成形体の製造過程である半製品をＹ個載置可能に型が構成され、
   他方の金型に、前記Ｘ回のそれぞれの工程を実施可能な型が工程順にＺ個順列配置されており、
   Ｚ＝Ｙ＋（Ｘ−１）
   を満たすように前記他方の金型に型が配置されて、
   前記一方の金型および前記他方の金型の少なくともいずれか一方が可動しながら前記射出成形体を製造することを特徴とする射出成形体の製造方法。
2. Ｘ回の工程を経て製造される射出成形体を、一対の金型内で製造可能に構成された射出成形体の製造装置において、
   一方の金型に、前記射出成形体の製造過程である半製品をＹ個載置可能に型が構成され、
   他方の金型に、前記Ｘ回のそれぞれの工程を実施可能な型が工程順にＺ個順列配置されており、
   Ｚ＝Ｙ＋（Ｘ−１）
   を満たすように前記他方の金型に型が配置されて、
   前記一方の金型および前記他方の金型の少なくともいずれか一方が可動可能に構成されていることを特徴とする射出成形体の製造装置。
3. 第一半製品を射出成形するための第一半製品成形型と、前記第一半製品に第二半製品を射出成形するための第二半製品成形型と、前記半製品を成膜するための成膜型とを備えた前記一対の金型を有し、
   前記第一半製品を一次射出により成形し、その後、前記第二半製品を二次射出により成形し、前記半製品を成膜した後、前記金型から射出成形体を取り出すように構成された射出成形体の製造装置において、
   前記一方の金型に、前記第一半製品を載置可能なキャビティが形成された二つの型が前記他方の金型の型面に沿う方向に配置され、
   前記他方の金型に、前記成膜型、前記第一半製品成形型、前記第二半製品成形型、前記成膜型の順番で配置され、
   前記一方の金型および前記他方の金型の少なくともいずれか一方が可動可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の射出成形体の製造装置。
4. 第一半製品を射出成形するための第一半製品成形型と、前記第一半製品に第二半製品を射出成形するための第二半製品成形型と、前記半製品を成膜するための成膜型とを備えた前記一対の金型を有し、
   前記第一半製品を一次射出により成形し、その後前記第二半製品を二次射出により成形し、前記半製品を成膜した後、前記金型から射出成形体を取り出すように構成された射出成形体の製造装置において、
   前記一方の金型に、前記第一半製品を載置可能なキャビティが形成された三つの型が前記他方の金型の型面に沿う方向に配置され、
   前記他方の金型に、前記成膜型、前記第一半製品成形型、前記第二半製品成形型、前記成膜型、前記第一半製品成形型の順番で配置され、
   前記一方の金型および前記他方の金型の少なくともいずれか一方が可動可能に構成されていることを特徴とする請求項２に記載の射出成形体の製造装置。

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