JP2009214465A

JP2009214465A - 表皮材インサート成形装置および成形方法

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Publication number: JP2009214465A
Application number: JP2008062025A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Nagasawa; 和則長沢
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2008-03-12
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2009-09-24
Anticipated expiration: 2028-03-12
Also published as: JP5244426B2

Abstract

【課題】固定型の構造の簡素化を図ることを可能とし、これにより、金型製作日数の短縮および製作コスト削減を可能とする表皮材インサート成形装置を提供すること。
【解決手段】固定型３のキャビティ面３１から先端が突出されて、キャビティ空間に樹脂を射出可能に固定型３に設けられたノズル６１と、可動型４に設けられ、コア面４１から樹脂成形品を離反させるべくコア面４１から突出する方向に移動可能な押出部材７２を備えた製品押出装置７と、可動型４のコア面４１から突出され、型締め時にキャビティ面３１に沿って配置された表皮材１においてノズル６１を挿通可能に形成されたノズル挿通穴１１の周囲を押圧可能に形成されているとともに、ノズル６１から射出される樹脂のノズル外周方向への移動を許容可能に形成された表皮押えピン４３と、を備えていることを特徴とする表皮材インサート成型装置とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製の基材の表面に表皮材を被覆させた樹脂成形品を成形する表皮材インサート成形装置およびこの表皮材インサート成形装置を用いた成形方法に関する。

従来、例えば、自動車の内装品、家電製品、建材などとして、樹脂製の基材に表皮材を被覆させた樹脂成形品が用いられることがある。
そして、このような樹脂成形品を成形する表皮材インサート成形装置として、例えば、特許文献１などに記載されたものが知られている。
この従来装置は、雌雄一対の固定型および可動型を備え、両型の間に形成されるキャビティ空間にあらかじめ表皮材をセットしておいて、この表皮材の裏面側に樹脂を射出して成形する。
このような従来技術では、樹脂を射出するノズルは、移動することのない固定型に設けるのが一般的であり、かつ、ノズルからの樹脂漏れが製品の表面に生じることが無いように、ノズルは、樹脂成形品の表皮材の裏面側に設定される。
したがって、可動型の成形面（キャビティ面）に表皮材をセットし、固定型のノズルから表皮材の裏面側に樹脂を射出する構造となっている。また、型開き時には、樹脂成形品が、固定型の成形面（コア面）に付着されることから、樹脂成形品を固定型から押し出して成形面から離反させるエジェクタピンが、固定型に移動可能に設けられた構造となっていた。
特開２００１−３２２１４２号公報

しかしながら、上述の従来技術では、固定型に、樹脂を射出するノズルと、樹脂成形品を成形面から離反させるエジェクタピンおよびその駆動用の駆動機構と、が設けられていたため、固定型の構造の複雑化を招き、これにより、金型製作日数の長期化および製作コスト上昇を招いていた。

本発明は、上述のような従来の問題に着目して成されたもので、固定型の構造の簡素化を図ることを可能とし、これにより、金型製作日数の短縮および製作コスト削減を可能とする表皮材インサート成形装置および成形方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、樹脂製の基材の表面を表皮材で被覆した樹脂成形品を成形する表皮材インサート成形装置であって、第１成形面が形成された固定型と、この固定型と対向して配置され、型締め状態で、前記固定型の前記第１成形面との間に、樹脂を充填するキャビティ空間を形成する第２成形面を備えた可動型と、前記第１成形面から先端が突出されて、前記キャビティ空間に樹脂を射出可能に前記固定型に設けられたノズルと、前記可動型に設けられ、前記第２成形面から前記樹脂成形品を離反させるべく前記第２成形面から突出する方向に移動可能な押出部材を備えた製品押出装置と、前記可動型の第２成形面から突出され、型締め時に前記第１成形面に沿って配置された表皮材において前記ノズルを挿通可能に形成されたノズル挿通穴の周囲を押圧可能に形成されているとともに、前記ノズルから射出される樹脂のノズル外周方向への移動を許容可能に形成された表皮押え部材と、を備えていることを特徴とする表皮材インサート成型装置とした。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の表皮材インサート成形装置において、前記表皮押え部材として、前記ノズルを囲む周状に配置された複数の円柱状の表皮押えピンを用いたことを特徴とする表皮材インサート成形装置とした。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の表皮材インサート成形装置を用いて前記樹脂成形品を成形する成型方法であって、前記表皮材のノズル挿通穴に前記ノズルを挿通させた状態で、前記表皮材を前記固定型の第１成形面に沿って配置させる表皮材セット工程と、前記固定型に向けて前記可動型を移動させて、両型の間にキャビティ空間を形成するとともに、前記可動部材に設けられた前記表皮押え部材で前記表皮材のノズル挿通穴の周囲を押え付ける型締め工程と、前記ノズルから樹脂を射出させ、前記キャビティ空間において前記表皮材の裏面側に樹脂を充填させる樹脂射出工程と、前記可動型から離す方向に前記可動型を移動させる型開き工程と、を実行することを特徴とする成型方法とした。

本発明の表皮材インサート成形装置では、まず、表皮セット工程を実行し、固定型の第１成形面に表皮材の表面側を当接させて、表皮材をセットする。このとき、固定型の第１成形面から突出したノズルが、表皮材のノズル挿通穴に挿通されるように、表皮材をセットする。
次に、型締め工程を実行し、固定型に向けて可動型を移動させて、両型の間にキャビティ空間を形成する。この型締め状態において、可動型に設けられた表皮押え部材が、表皮材のノズル挿通穴の周囲を第１成形面に押え付ける。

次に、樹脂射出工程を実行し、ノズルから樹脂を射出させて、キャビティ空間において、表皮材の裏面側に樹脂を充填させる。このとき、ノズルは、ノズル挿通穴に挿通されて表皮材の裏面側に突出されていることから、表皮材の裏面側に樹脂が充填される。さらに、表皮材において、ノズル挿通穴の周囲は、表皮押え部材により周状に第１成形面に押え付けられているため、表皮材のノズル挿通穴の周囲がめくれて、表皮材の表面側に樹脂が回りこむのを防止することができる。
そして、樹脂の硬化後、型開き工程を実行し、可動型を固定型から離し、樹脂成形品を第１成形面から離反させる。

以上のように、本発明では、可動型に押出装置を設け、表皮材を固定型の第１成形面にセットするようにしたが、固定型に設けたノズルは、表皮材のノズル挿通穴に挿通してキャビティ空間において表皮材の裏面側に突出されるため、樹脂の射出時には、表皮材の裏面に樹脂を射出して基材を形成することができる。

したがって、固定型に樹脂を射出するノズルを設ける一方で、樹脂成形品を成形型から離反させる押出部材を可動型に設けたため、固定型のみに、ノズルと押出装置とを設けるのと比較して、型構造の簡素化を図ることができる。よって、金型製作日数の短縮および製作コスト削減を可能とする表皮材インサート成形装置を提供することが可能となる。

さらに、型締め時に、表皮押え部材により表皮材のノズル挿通穴の周囲を周状に押え付けているとともに、ノズルの先端が、表皮材の裏面側に配置されているため、ノズルから樹脂を射出させた際に、表皮材のノズル挿通穴の周縁でめくれて樹脂が表皮材の表面側に浸入することを防止することができる。よって、固定型に表皮材をセットしても、表皮材の表面側に樹脂の回り込みのない、良好な品質の樹脂成形品を得ることができる。

さらに、請求項２に記載の発明では、表皮押え部材として、ノズルを囲む周状に配置された複数の円柱状の表皮押えピンを用いたため、既存品を用いることが容易で、コストダウンを図ることができ、また、表皮材を押え付ける機能と、ノズルから射出される樹脂の流れを妨げない機能とを、容易に得ることができる。

請求項３に記載の成型方法では、請求項１または請求項２に記載の表皮材インサート成形装置を用いて、上述した工程の手順で成形を行うことにより、金型製作日数の短縮および製作コスト削減を可能となる。
さらに、ノズルから樹脂を射出させた際に、表皮材のノズル挿通穴の周縁でめくれて樹脂が表皮材の表面側に浸入することを防止することができ、固定型に表皮材をセットしても、表皮材の表面側に樹脂の回り込みのない、良好な品質の樹脂成形品を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態の表皮材インサート成形装置は、樹脂製の基材（２）の表面を表皮材（１）で被覆した樹脂成形品（ＳＥ）を成形する表皮材インサート成形装置であって、第１成形面（３１）が形成された固定型（３）と、この固定型（３）と対向して配置され、型締め状態で、前記固定型（３）の前記第１成形面（３１）との間に、樹脂を充填するキャビティ空間（５）を形成する第２成形面（４１）を備えた可動型（４）と、前記第１成形面（３１）から先端が突出されて、前記キャビティ空間（５）に樹脂を射出可能に前記固定型（３）に設けられたノズル（６１）と、前記可動型（４）に設けられ、前記第２成形面（４１）から前記樹脂成形品（ＳＥ）を離反させるべく前記第２成形面（４１）から突出する方向に移動可能な押出部材（７２）を備えた製品押出装置（７）と、前記可動型（４）の第２成形面（４１）から突出され、型締め時に前記第１成形面（３１）に沿って配置された表皮材（１）において前記ノズル（６１）を挿通可能に形成されたノズル挿通穴（１１）の周囲を押圧可能に形成されているとともに、前記ノズル（６１）から射出される樹脂のノズル外周方向への移動を許容可能に形成された表皮押え部材（４３）と、を備えていることを特徴とする表皮材インサート成型装置である。

以下に、図１〜図７に基づいて、この発明の最良の実施の形態の実施例１の表皮材インサート成形装置Ａについて説明する。
この表皮材インサート成形装置Ａは、図５に示す樹脂成形品ＳＥを成形するもので、また、この樹脂成形品ＳＥは、樹脂製の基材２の表面に表皮材１を被覆させたもので、例えば、自動車の内装品、家電製品、建材などに使用されるものである。

まず、表皮材インサート成形装置Ａの構成を説明する。
この実施例１の表皮材インサート成形装置Ａは、図１にように、固定型３と可動型４とを備えている。
固定型３は、樹脂成形品ＳＥを成形する雌型に相当するキャビティ面（第１成形面）３１を備えており、一方、可動型４は、キャビティ面３１に対向するコア面（第２成形面）４１を備え、両者を型締めした際に、キャビティ面３１とコア面４１との間に、樹脂を充填するキャビティ空間５を形成する（図３参照）。

固定型３には、樹脂２０を射出する射出装置６およびこの射出時の樹脂の射出口であるノズル６１が設けられている。
このノズル６１は、図６に示すように、その先端面６２が、キャビティ面３１よりも寸法Ｌだけ突出されており、この寸法Ｌは、表皮材１の厚み寸法よりも大きな寸法となっている。
また、ノズル６１の先端には、図６に示すように、この先端部を先細り形状とする先細り傾斜面６３が形成されている。

なお、表皮材１には、キャビティ面３１にその表面１２（図６参照）を当接させたセット状態としたときにノズル６１と重なる位置に、ノズル６１よりも僅かに大径でノズル６１を挿通可能なノズル挿通穴１１が開口されている。

図１に戻り、可動型４には、製品押出装置７が設けられている。この製品押出装置７は、樹脂成形品ＳＥを可動型４のコア面４１から離反させる際に、樹脂成形品ＳＥの基材２を押圧する装置であって、図示を省略した駆動機構により図において、左方向に移動可能な移動パネル７１と、この移動パネル７１に支持され、可動型４に設けられた貫通穴４２に沿って移動可能に設けられた複数の押出部材７２を備えている。

さらに、可動型４のコア面４１から円柱状の表皮押えピン（表皮押え部材）４３が突出されている。
この表皮押えピン４３は、可動型４と一体あるいは別体のもので、図７に示すように、ノズル６１と同軸の軸Ｐを中心に略等角度で複数（本実施例１の場合、８本）設けられている。これらの表皮押えピン４３は、固定型３および可動型４を図３および図４に示すように型締めした際に、その先端が、図６に示すように、表皮材１のノズル挿通穴１１の周囲を、キャビティ面３１に押え付けることのできる寸法だけコア面４１から突出されている。

次に、実施例１の表皮材インサート成形装置により成形手順を説明する。
本実施例１では、表皮セット工程、型締め工程、樹脂射出工程、型開き工程、樹脂成形品取外工程を順に実行する。

（表皮セット工程）
表皮セット工程では、図１に示すように、可動型４を固定型３から離した型開き状態において、表皮材１を、図２に示すように、その表面１２（図３参照）側を固定型３のキャビティ面３１に当接させて、表皮材１をセットする。このとき、図６に示すように、ノズル６１を、表皮材１のノズル挿通穴１１に挿通させる。

（型締め工程）
型締め工程では、固定型３に向けて可動型４を図２において矢印Ｍ１で示す方向に移動させ、図３に示す状態として、両型３，４の間にキャビティ空間５を形成する。この型締め工程において、可動型４に設けられた表皮押えピン４３が、図６に示すように、表皮材１のノズル挿通穴１１の周縁を、キャビティ面３１に押え付ける。この場合、図示のように、表皮押えピン４３は、表皮材１を若干圧縮変形させる強さで押え付ける。

（樹脂射出工程）
樹脂射出工程では、ノズル６１から、図４に示す溶融状態の樹脂２０を射出させる。これにより、キャビティ空間５において、表皮材１の裏面１３側に樹脂２０が充填される。
このとき、ノズル６１は、表皮材１の裏面１３側に突出されていることから、表皮材１の裏面１３側に樹脂２０が円滑に充填される。しかも、ノズル６１の先端部には、先細り傾斜面６３が形成されているため、樹脂２０の流れがよりスムーズに成される。
さらに、表皮材１において、ノズル挿通穴１１の周囲は、表皮押えピン４３により周状にキャビティ面３１に押え付けられているため、樹脂射出時に、表皮材１のノズル挿通穴１１の周囲がめくれて、表皮材１の表面１２側に樹脂が回りこむのを防止することができる。

加えて、表皮材１のノズル挿通穴１１の押えは、周方向に間隔を空けて配置した複数の円柱状の表皮押えピン４３で行っているため、ノズル６１からキャビティ空間５への樹脂の流れが、表皮押えピン４３により阻害されること無くスムーズに成される。

（型開き工程）
樹脂２０が硬化すると、型開き工程を実行し、可動型４を図５において矢印Ｍ２方向へ移動させて固定型３から離す。
この場合、樹脂成形品ＳＥは、基材２側であって、コア面４１を有した可動型４に付着する。

（樹脂成形品取外工程）
樹脂成形品取外工程では、製品押出装置７を作動させる。これにより、複数の押出部材７２が、樹脂２０が硬化した基材２を押し出し、樹脂成形品ＳＥが可動型４から離反する。

なお、樹脂成形品ＳＥにおいて、表皮材１のノズル挿通穴１１から突出した部分２１は、必要に応じてカットする。また、表皮材１において、ノズル挿通穴１１を開口した部分には、基材２が露出するが、このノズル挿通穴１１を、樹脂成形品ＳＥの使用時に、使用者の目に触れない位置に配置することで、この部分を覆い隠すカバーなどを不要とすることができる。

以上説明したように、実施例１の表皮材インサート成形装置Ａでは、以下に列挙する効果が得られる。
１）固定型３に樹脂を射出するノズル６１を設ける一方で、可動型４に、樹脂成形品ＳＥを離反させる製品押出装置７を設けたため、固定型３のみに、ノズル６１と製品押出装置７とを設けるのと比較して、型構造の簡素化を図ることができ、これにより、金型製作日数の短縮および製作コスト削減を可能とする表皮材インサート成形装置を提供することが可能となる。
２）可動型４に製品押出装置７を設けたが、表皮材１を固定型３にセットするようにしたため、樹脂成形品取外工程では、押出部材７２が、基材２を押すことになり、樹脂成形品ＳＥの表面となる表皮材１の表面１２を傷付けることが無い。
３）表皮材１を固定型３のキャビティ面３１にセットするようにしたが、固定型３に設けたノズル６１は、表皮材１のノズル挿通穴１１を通して、キャビティ空間５において表皮材１の裏面１３側に突出されるため、樹脂２０の射出時には、表皮材１の裏面１３に樹脂２０を射出して基材２を形成することができ、樹脂成形品ＳＥの成形が可能となる。
４）型締め時に、表皮押えピン４３により表皮材１のノズル挿通穴１１の周囲を周状に押え付けているとともに、ノズル６１の先端面６２が、表皮材１の裏面１３側に配置されているため、ノズル６１から樹脂２０を射出させた際に、表皮材１のノズル挿通穴１１の周縁がめくれて樹脂２０が表皮材１の表面１２側に浸入することを防止することができる。よって、固定型３に表皮材１をセットしても、表皮材１の表面１２側に樹脂２０の回り込みのない、良好な品質の樹脂成形品ＳＥを得ることができる。
５）表皮押え部材としての複数の表皮押えピン４３を、ノズル挿通穴１１の周縁に周状に配置したため、ノズル挿通穴１１の周縁を全周で確実に押えて、樹脂２０の射出時に表皮材１のめくれが生じるのを確実に防止できるとともに、ノズル６１から射出される樹脂２０の流れを妨げることなく、樹脂２０がキャビティ空間５の全体に行きわたらせて、良好な成形性を得ることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および実施例１に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

実施例１では、固定型３の第１成形面として、雌型のキャビティ面３１を設け、可動型４の第２成形面として、雄型のコア面４１を設けた例を示したが、樹脂成形品の形状により、成形面の雄雌形状は、実施例１に示した関係と逆に形成してもよい。

また、実施例１では、表皮押え部材として、円柱状の表皮押えピン４３を示したが、この表皮押え部材の形状は、このようなピン状のものに限定されない。すなわち、表皮材をノズル挿通穴に沿って押え付けることができるとともに、ノズルから射出される樹脂の流れを妨げることのない形状であれば、多角柱状のもの、あるいは、リング状のものに樹脂流通用のスリットや穴を設けたものなど、を用いることができる。

また、押出部材７２を、ノズル６１に対向させて設けることもできる。この場合、樹脂２０が硬化したときには、表皮押えピン４３が基材２に埋没されるが、その中央を押出部材７２で押すことにより、表皮押えピン４３を基材２からスムーズに離反させることができる。

また、実施例１では、表皮押えピン４３を、可動型４のコア面４１から突出させた例を示したが、このような表皮押え部材を、押出部材７２の先端に一体的に設けてもよい。
すなわち、各押出部材７２を可動型４の内部に後退させた状態で、押出部材７２の先端の表皮押え部材が、コア面４１から突出させるようにする。この場合、製品押出装置７の押出作動時には、他の押出部材７２と共に表皮押え部材も基材２を押すことで、樹脂成形品ＳＥが可動型４に対して、略水平に移動する。
よって、樹脂成形品ＳＥを可動型４から離反させる際に、樹脂成形品ＳＥにおいて、基材２に埋没された表皮押え部材の部分で、応力が集中するのを抑制し、樹脂成形品ＳＥに変形が生じるのを抑えることができ、樹脂成形品ＳＥの品質向上および歩留まり向上を図ることができる。

本発明の最良の実施の形態の実施例１の表皮材インサート成形装置Ａの型開き状態を示す説明図である。実施例１の表皮材インサート成形装置Ａの型締め工程の初期の説明図である。実施例１の表皮材インサート成形装置Ａの型締め状態を示す説明図である。実施例１の表皮材インサート成形装置Ａの樹脂射出工程の説明図である。実施例１の表皮材インサート成形装置Ａの型開き工程の説明図である。実施例１の表皮材インサート成形装置Ａの要部の拡大断面図であって、図７のＳ６−Ｓ６線の位置で切断した状態を示す。実施例１の表皮材インサート成形装置Ａの要部を示す説明図である。

符号の説明

１表皮材
２基材
３固定型
４可動型
５キャビティ空間
７製品押出装置
１１ノズル挿通穴
３１キャビティ面（第１成形面）
４１コア面（第２成形面）
４３表皮押えピン（表皮押え部材）
６１ノズル
７２押出部材
ＳＥ樹脂成形品

Claims

樹脂製の基材の表面を表皮材で被覆した樹脂成形品を成形する表皮材インサート成形装置であって、
第１成形面が形成された固定型と、
この固定型と対向して配置され、型締め状態で、前記固定型の前記第１成形面との間に、樹脂を充填するキャビティ空間を形成する第２成形面を備えた可動型と、
前記第１成形面から先端が突出されて、前記キャビティ空間に樹脂を射出可能に前記固定型に設けられたノズルと、
前記可動型に設けられ、前記第２成形面から前記樹脂成形品を離反させるべく前記第２成形面から突出する方向に移動可能な押出部材を備えた製品押出装置と、
前記可動型の第２成形面から突出され、型締め時に前記第１成形面に沿って配置された表皮材において前記ノズルを挿通可能に形成されたノズル挿通穴の周囲を押圧可能に形成されているとともに、前記ノズルから射出される樹脂のノズル外周方向への移動を許容可能に形成された表皮押え部材と、
を備えていることを特徴とする表皮材インサート成型装置。
前記表皮押え部材として、前記ノズルを囲む周状に配置された複数の円柱状の表皮押えピンを用いたことを特徴とする請求項１に記載の表皮材インサート成形装置。
請求項１または請求項２に記載の表皮材インサート成形装置を用いて前記樹脂成形品を成形する成型方法であって、
前記表皮材のノズル挿通穴に前記ノズルを挿通させた状態で、前記表皮材を前記固定型の第１成形面に沿って配置させる表皮材セット工程と、
前記固定型に向けて前記可動型を移動させて、両型の間にキャビティ空間を形成するとともに、前記可動部材に設けられた前記表皮押え部材で前記表皮材のノズル挿通穴の周囲を押え付ける型締め工程と、
前記ノズルから樹脂を射出させ、前記キャビティ空間において前記表皮材の裏面側に樹脂を充填させる樹脂射出工程と、
前記可動型から離す方向に前記可動型を移動させる型開き工程と、
を実行することを特徴とする成型方法。