JP2009241361A - 成形装置及び成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂からなる成形体の両面に各面に適した合成樹脂からなる表面層を製造工程を煩雑化することなく容易にかつ高精度に形成すること可能とする成形装置を提供する。
【解決手段】第１の金型２，３間において成形空間が形成され、合成樹脂成形体を形成するための第１の成形空間を形成する閉型状態と、合成樹脂成形体１４の両面に第１，第２の合成樹脂表面層を成形するための第２の成形空間を形成する表面層形成状態とを取り得るように第１の金型２及び／または第２の金型３を近接・離間し、かつ第１，第２の合成樹脂表面層を成形するに際し、合成樹脂成形体１４を第２の成形空間内において、合成樹脂成形体１４の両面に隙間を設けるように位置決めする駆動装置１３と、第１の成形空間に溶融状態にある合成樹脂を注入する樹脂注入装置Ｘと、第２の成形空間の上記隙間にそれぞれ、溶融状態にある合成樹脂を注入する第１，第２の表面層形成用樹脂注入装置２１，２２とを備える、成形装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂成形体の両面に合成樹脂表面層が形成された成形品を得るための成形装置及び成形品の製造方法に関し、より詳細には、金型内において、合成樹脂成形体の一方面及び他方面にそれぞれ溶融状態にある合成樹脂を注入し、固化させることにより、上記成形品を得ることを可能とする成形装置及び成形品の製造方法に関する。

合成樹脂を用いて得られる各種製品、例えば自動車用部品、建材、日用品及び電気・電子機器等においては、耐久性や装飾性などを高めるために、合成樹脂からなる成形体の表面に表面層を形成することが多い。すなわち、成形体に比べて耐久性や装飾性に優れた表面層を付与することにより、得られる製品の耐久性や装飾性が高められている。

上記表面層の形成に際しては、一般に、表面層形成用材料を塗装する方法、表面層を成形体表面に貼り付ける方法、あるいは成形体表面を改質する方法などが採用されていた。そのため、合成樹脂からなる成形体を得た後に、上記表面層を形成するために、塗装、貼付あるいは改質等の他の工程を実施しなければならなかった。よって、製造方法工程が煩雑になりがちであった。

また、上記表面層の形成方法の中でも一般的に用いられている塗装方法としては、フローコート法、ディッピング法またはスプレー法などが存在する。しかしながら、これらのいずれの方法においても、塗液を成形品表面に付与した後に、紫外線を照射したり、熱エネルギーを加えたりすることにより、塗膜を硬化させ成形体表面に密着させねばならなかった。また、上記成形体表面への塗工に先立ち、成形体表面に付着している異物を取り除いたり、成形体表面を洗浄して清浄しておかねば、塗膜を成形体表面に十分にかつ確実に密着させることが困難であった。

従って、上記塗装方法を用いた表面層の形成方法では、製造工程が非常に煩雑となり、得られる成形品のコストを低減することが困難であった。

そこで、製造工程を簡略化する方法として、成形装置の金型内で合成樹脂からなる成形体を成形により得た後に、引き続き金型内において表面層形成用の合成樹脂を注入し、成形体の片面に表面層を形成する方法が提案されている。例えば下記の特許文献１には、このような成形方法を可能とするインモールドコーティング成形装置が開示されている。ここでは、成形用の可動型が可動プラテンに、固定型が固定プラテンにそれぞれ保持されている。可動プラテンを固定プラテンに対して近接・離間させる移動装置が設けられている。そして、可動プラテン及び固定プラテンに関連して、センサーが備えられた型開き量制御装置が設けられている。このセンサーを備えた型開き量制御装置により、可動プラテンの固定プラテンに対する距離が制御される。それによって、成形体を得た後に、成形体の片面に微小な隙間が高精度に形成され、表面層形成用樹脂の注入により、高精度に表面層を形成することができるとされている。
特開平８−３３２６５５号公報

前述したように、成形体を得た後に、表面層を形成するために塗装方法などの他の方法を採用する場合、工程が非常に煩雑となり、表面層を有する成形品のコストを低減することは困難であった。

これに対して、特許文献１に記載のように、金型内において、熱可塑性樹脂を成形して成形体を得た後に、同じ金型内で表面層を形成すれば、製造工程の簡略化及びコストダウンを図ることができる。

しかしながら、特許文献１に記載の成形装置では、可動プラテンの固定プラテンに対する位置を型開き量制御装置により制御し、それによって成形体の片面に表面層形成用の隙間を設けていた。従って、成形体の片面にしか表面層を形成することはできなかった。

合成樹脂からなる各種製品では、表面層による耐久性や装飾性の向上が強く求められており、用途によっては、成形体の片面だけでなく、反対側の面にも表面層を形成することが求められる。また、成形体の片面と反対側の面において、異なる性質の表面層を形成することが望ましいこともある。例えば、製品の外側に露出される側の面では、耐候性や装飾性が求められるのに対し、裏面側においては、装飾性はさほど求められず、むしろ耐久性の向上が強く求められることもある。特許文献１に記載の装置では、このような要望に応えることはできなかった。

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、合成樹脂からなる成形体の両面に各面に適した合成樹脂からなる表面層を製造工程を煩雑化することなく容易にかつ高精度に形成することを可能とする成形装置及び該成形品の製造方法を提供することにある。

本発明によれば、合成樹脂成形体の一方面に第１の合成樹脂表面層が形成され、他方面に第２の合成樹脂表面層が形成された成形品を得るための成形装置であって、第１の金型と、前記第１の金型と組み合わされて内部に成形空間を形成する第２の金型と、前記第１，第２の金型が接触されて内部に前記合成樹脂成形体を成形するための第１の成形空間を形成する閉型状態と、前記第１，第２の金型が前記閉型状態よりも離間され、前記合成樹脂成形体の両面に第１，第２の合成樹脂表面層を成形するための第２の成形空間を形成する表面層成形状態とをとり得るように、前記第１の金型及び／または前記第２の金型を近接・離間し、前記第１，第２の合成樹脂表面層を成形するに際し、該合成樹脂成形体の両面に第１，第２の合成樹脂表面層形成用の隙間を設けるように第２の成形空間内において前記合成樹脂成形体を位置決めする、駆動手段と、前記第１の成形空間に溶融状態にある合成樹脂を注入する成形体形成用樹脂注入手段と、前記第２の成形空間の内の第１の合成樹脂表面層が成形される隙間に、溶融状態にある合成樹脂を注入する第１の表面層形成用樹脂注入手段と、前記第２の成形空間の内の前記第２の合成樹脂表面層を成形する隙間に、溶融状態にある合成樹脂を注入する第２の表面層形成用樹脂注入手段とを備えることを特徴とする、成形装置が提供される。

本発明に係る成形装置のある特定の局面では、前記第１，第２の表面層形成用樹脂注入手段が一体化されており、第１，第２の合成樹脂表面層を形成するために同一の合成樹脂が注入される。この場合には、第１，第２の表面層形成用樹脂注入手段を一体化することにより、同一の合成樹脂により第１，第２の合成樹脂表面層を形成することができるので、コストを低減することができる。なお、第１，第２の表面層形成用樹脂注入手段が一体化されているとは、第１，第２の表面層形成用樹脂注入手段が同一であり、単一の表面層形成用樹脂注入手段で構成されていることも含まれる。

なお、本発明においては、第１，第２の表面層形成用注入手段は、上記のように一体化されていてもよいが、異なっていてもよい。第１，第２の表面層形成用注入手段が異なっている場合には、第１，第２の表面層形成用注入手段から異なる合成樹脂を注入してもよく、同一の合成樹脂を注入してもよい。

本発明に係る成形装置の他の特定の局面では、前記第１の金型が固定型であり、前記第２の金型が前記固定型に対して近接・離間される可動型であり、前記駆動手段により可動型が駆動される。この場合には、可動型のみを駆動手段により駆動すればよいため、駆動手段の簡略化を図ることができる。

本発明に係る成形装置のさらに別の特定の局面では、前記駆動手段が、前記閉型状態と、前記表面層形成状態との間で前記可動型を駆動する粗駆動手段と、前記合成樹脂成形体の両面に第１，第２の合成樹脂表面層形成用の隙間を形成するために前記表面層形成状態において前記可動型の位置を位置決めする位置決め手段とを有する。この場合には、粗駆動手段により可動型を駆動し、さらに上記位置決め手段により第１，第２の表面層形成用の隙間を高精度に形成することができるので、第１，第２の表面層をより高精度に形成することが可能となる。

本発明に係る成形装置のさらに他の特定の局面では、前記可動型の前記第１の成形空間に臨む面から該可動型内に延ばされた貫通孔が前記可動型に形成されている。また、前記位置決め手段が、貫通孔内に挿通されており、前記可動型と独立に前記可動型の近接・離間方向に移動されるように配置されており、先端に前記合成樹脂成形体に係止される係止部を一部有する係止ピンを有し、前記係止ピンが前記合成樹脂成形体と共に前記可動型の近接・離間方向に移動され得る。この場合には、係止ピンの先端の係止部により合成樹脂成形体を係止した状態で、係止ピンを合成樹脂成形体と共に可動型の近接・離間方向に移動させることができるので、第１，第２の表面層を形成するための隙間を容易にかつ確実に形成することができる。

本発明の別の広い局面では、本発明の成形装置を用いた成形品の製造方法であって、前記第１，第２の金型を閉型状態として内部に前記合成樹脂成形体を成形するための第１の成形空間を形成し、前記成形体形成用注入手段から溶融状態にある合成樹脂を注入し、硬化させることにより前記合成樹脂成形体を成形する工程と、前記合成樹脂成形体を成形した後に、前記第１，第２の金型を前記表面層形成状態となるように第１の金型及び／または第２の金型を前記駆動手段により駆動し、前記第１，第２の金型間に、第２の成形空間を形成する工程と、前記第２の成形空間の前記第１の合成樹脂表面層を形成するための隙間に前記第１の表面層形成用樹脂注入手段から溶融状態にある合成樹脂を注入し、第１の合成樹脂表面層を形成する工程と、前記第２の成形空間の前記第２の合成樹脂表面層を形成するための隙間に前記第２の表面層形成用樹脂注入手段から溶融状態にある合成樹脂を注入して第２の合成樹脂表面層を形成する工程とを備える製造方法が提供される。

本発明に係る製造方法の他の特定の局面では、前記第１の合成樹脂表面層及び第２の合成樹脂表面層をそれぞれ形成するための溶融状態にある合成樹脂が同時に注入される。第１の合成樹脂表面層及び第２の合成樹脂表面層をそれぞれ形成するための溶融状態にある各合成樹脂が同時に注入されるので、製造時間の短縮を図ることができる。

本発明に係る成形方法のさらに別の特定の局面では、前記第２の表面層形成用注入手段から注入する合成樹脂として、前記第１の表面層形成用注入手段から注入される合成樹脂と異なる合成樹脂が用いられる。この場合には、第１の表面層及び第２の表面層のそれぞれに適した合成樹脂を用いることにより、第１，第２の表面層を独立して最適化することができる。

本発明に係る製造方法のさらに別の特定の局面では、前記第１の合成樹脂表面層を形成するための隙間の大きさと、前記第２の合成樹脂表面層を形成するための隙間の大きさとが異ならされる。上記第１の合成樹脂表面層形成用の隙間の大きさと、第２の合成樹脂表面層形成用の隙間の大きさとを異ならせることにより、それぞれに最適な厚みの第１の合成樹脂表面層及び第２の合成樹脂表面層を形成することができる。

本発明に係る成形装置及び成形方法によれば、第１の金型と第２の金型とが接触された閉型状態において、第１の成形空間内に溶融状態にある合成樹脂を注入し、固化することにより、合成樹脂成形体が得られ、次に、上記合成樹脂成形体の両面に第１，第２の合成樹脂からなる表面層を成形する第２の成形空間を成形する。次に、第２の成形空間の第１，第２の合成樹脂表面層形成用の隙間に、それぞれ、溶融状態にある合成樹脂を注入することにより、金型内において、合成樹脂からなる成形体両面に表面層が形成された成形品を得ることができる。従って、表面層形成のために成形品工程の後に別途別の塗装等の煩雑な工程を実施する必要がないため、製造工程の簡略化及びコストの低減を果たすことが可能となる。

よって、合成樹脂成形体とは異なる、装飾性や耐久性等に優れた合成樹脂材料により第１，第２の合成樹脂表面層を形成することにより、装飾性や耐久性に優れた合成樹脂からなる成形品を提供することが可能となる。

特に、第１，第２の合成樹脂表面層として、異なる合成樹脂を用いることも可能であり、成形体の一方面と他方面に異なる機能を有する表面層を形成することもできる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。

図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態に係る成形品の製造方法を説明する。

図１は、本実施形態で用いられる成形装置の概略構成を示す断面図である。成形装置１は、第１の金型としての固定型２と、第２の金型としての可動型３とを有する。固定型２は、ベースプレート４ａ上に固定されている。固定型２には、その上面に開いた凹部２ａが形成されている。凹部２ａは、第１の成形空間Ａを形成するために設けられている。

他方、固定型２の凹部２ａから固定型２の下面に至るように、樹脂注入用貫通孔２ｂが形成されている。樹脂注入用貫通孔２ｂは、合成樹脂成形体を形成するための溶融状態にある合成樹脂５を注入するために設けられている。従って、樹脂注入用貫通孔２ｂの下端は、略図的に示す合成樹脂注入装置４ｂに連結されている。

他方、可動型３の下面３ａは、固定型２の凹部２ａと協働して第１の成形空間Ａを形成している。この下面３ａに開いた貫通孔６，７が可動型３に形成されている。貫通孔６，７は、可動型３の下面３ａから上方に延ばされており、本実施形態では、可動型３の上面３ｂに至っている。上記貫通孔６，７に、係止ピン８，９が挿通されている。また、可動型３の上面には、連結ロッド１０，１１が連結されており、連結ロッド１０，１１の上端は、プレート１２の下面に固定されている。プレート１２は、略図的に示す駆動装置１３により上下方向に駆動される。この駆動装置１３としては、例えば油圧シリンダーやエアシリンダーなどの適宜の往復駆動源を用いることができる。

上記プレート１２と共に、プレート１２に連結ロッド１０，１１により連結された可動型３が、同じく上下方向に駆動される。それによって、可動型３が、固定型２に対して近接・離間される。

図１に示す状態では、第１の成形空間Ａを形成するように、可動型３の下面３ａが、固定型２の凹部２ａとの間で位置決めされている閉型状態が示されている。

なお、上記係止ピン８，９は、可動型３とは独立に上下方向に移動可能とされている。この係止ピン８，９は、後述の位置決め装置により上下方向に移動される。

係止ピン８，９の先端には、係止部８ａ，９ａが設けられている。ここでは、係止部８ａ，９ａは、係止ピン８，９の先端から上方に至るにつれて、合成樹脂が入り込む空間の体積が大きくなるように傾斜された傾斜面８ｂ，９ｂを有する。また、係止ピン８は、係止部８ａが先端に設けられたピン本体８ｃと、ピン本体８ｃの上記先端とは反対側の端部に設けられたヘッド部８ｄとを有する。ヘッド部８ｄの径は、ピン本体８ｃの径よりも大きくされている。

上記駆動装置１３は、本発明における粗駆動装置を構成しており、本実施形態では、粗駆動装置としての駆動装置１３と、後述の位置決め装置とにより駆動手段が構成されている。

上記ベースプレート４ａ、固定型２、可動型３、連結ロッド１０，１１及びプレート１２は、適宜の金属により形成され得るが、溶融状態にある合成樹脂の成形に際し、熱劣化しない材料であれば、適宜の材料によりこれらの部材を形成することができる。

図１に示す第１の成形空間Ａが形成されている状態において、樹脂注入用貫通孔２ｂから合成樹脂成形体を構成するための合成樹脂５を注入する。それによって、凹部２ａ内に、合成樹脂５が注入される。

注入された合成樹脂５が、第１の成形空間Ａ内を満たし、かつ冷却により硬化する。このようにして、合成樹脂成形体１４が形成される。

なお、図１〜４では樹脂注入用貫通孔２ｂに残存する合成樹脂５が冷却により硬化され、合成樹脂成形体１４と一体化した状態で固定型２から取り出される、いわゆる「コールドランナー」を図示している。樹脂注入用貫通孔２ｂに残存する合成樹脂５は、合成樹脂成形体から除去する必要がある。本発明では、樹脂注入用貫通孔２ｂに残存する合成樹脂５の溶融状態を維持して、残存する合成樹脂５を次の成形に利用することができる「ホットランナー」を選択することも可能である。さらに、樹脂注入用貫通孔２ｂに表面層構成樹脂が流入しないように閉止するバルブゲート方式のホットランナーを選択すれば、生産性の向上に寄与することができる。

次に、上記駆動装置１３を駆動し、可動型３を固定型２から離間させ、図３に示すようにして、第２の成形空間Ｂを形成する。第２の成形空間Ｂでは、合成樹脂成形体１４の上面に第１の合成樹脂表面層を形成するための隙間Ｂ１と、合成樹脂成形体１４の下面側に設けられており、第２の合成樹脂表面層を形成するための隙間Ｂ２とを有する。

上記プレート１５，１６を固定した状態で、上記プレート１２を上方に移動させると、プレート１２と共に、可動型３が上方に移動するが、この場合、合成樹脂成形体１４の上面が係止ピン８，９の下端面に当接されている。従って、係止ピン８，９を、プレート１５，１６と共に上方に移動させることにより、合成樹脂成形体１４を上方に移動させ、それによって、隙間Ｂ２を形成することができる。

上記プレート１５，１６の上方への移動は、位置決め装置１７により行われる。位置決め装置１７は、上記係止ピン８，９を固定型２と可動型３の近接・離間方向に移動させる往復駆動装置からなる。この往復駆動装置は、係止ピン８，９を上下方向において粗駆動手段である駆動装置１３に比べて高精度に移動させ得るよう構成されている。

なお、位置決め装置１７により、プレート１５，１６を上方に移動させる移動量については、必要により、接触式もしくは非接触式のセンサーにより可動型３を固定型２との間の距離を測定して得られた測定値に基づいて決定してもよい。すなわち、上記隙間Ｂ１，Ｂ２の大きさに応じた所定の可動型移動量と、測定された可動型３の移動量との差を補償するように位置決め装置１７によりプレート１５，１６を移動させればよい。

従って、合成樹脂成形体１４の上面側及び下面側に、上記隙間Ｂ１，Ｂ２を高精度に形成することができる。この位置決め装置１７の具体的な構造及び作用については、後程詳述する。

次に、図３に示すように、第２の成形空間Ｂを形成した状態で、第１の表面層形成用樹脂注入装置２１と、第２の表面層形成用樹脂注入装置２２から、溶融状態にある合成樹脂２３，２４をそれぞれ注入する。それによって、隙間Ｂ１，Ｂ２に、合成樹脂２３，２４が注入される。そして、図４に示すように、隙間Ｂ１，Ｂ２に合成樹脂が注入された状態で、合成樹脂２３，２４を冷却により固化することにより、図６に示すように、合成樹脂成形体１４の上面及び下面にそれぞれ第１，第２の合成樹脂表面層２３Ａ，２４Ａが形成された成形品２５を得ることができる。

図５（ａ），（ｂ）は、上記係止ピン８を上下方向に移動させる位置決め装置１７を説明するための略図的部分切欠断面図である。なお、図５（ａ），（ｂ）は、係止ピン８が挿通されている可動型３は図示を省略していることを指摘しおく。図５（ａ）に示すように、本実施形態では、プレート１５とプレート１６とが積層されており、プレート１５とプレート１６との間は固定されていない。また、プレート１５の積層体の側面であって、図１〜図４では図示されていない部分に、傾斜面１５ａが形成されている。傾斜面１５ａは、プレート１５の上面から側面に至る傾斜面であり、傾斜面１５ａにより、断面直角三角形状の溝Ｃが形成されている。

他方、この溝Ｃに、楔状部材１８が当接されている。楔状部材１８は、上記断面直角三角形状の溝Ｃに図５（ａ）に示す状態で嵌合されており、溝Ｃの最奥部に位置する稜線１８ａを有する。稜線１８ａの片側に、傾斜面１５ａに接する傾斜面１８ｂが連ねられている。

図５（ａ）に示す状態では、プレート１５の上面とプレート１６の下面とが密着している。また、プレート１５に、係止ピン８が固定されている。そして、図５（ｂ）に示すように、位置決め装置を駆動する駆動源１９により、楔状部材１８が、図５の矢印Ｄ方向に移動可能とされている。この楔状部材を矢印Ｄ方向に、すなわち上記溝Ｃに入り込むように移動させると、図５（ｂ）に示すように、楔状部材１８が入り込むにつれて、傾斜面１５ａが、傾斜面１８ｂ上をスライドし、プレート１５の上面とプレート１６の下面とが分離される。その結果、楔状部材１８の高さ位置が固定されているので、上記楔状部材１８の矢印Ｄ方向の移動に従って、プレート１５が下方に移動され、ひいては、プレート１５に支持されている係止ピン８もまた下方に移動される。傾斜面８ｂ，９ｂが、成形空間Ａに臨んでいるため、合成樹脂成形体１４が得られた場合、上記傾斜面８ｂ，９ｂに嵌まり合う樹脂突起１４ａ，１４ｂが設けられることになる。この樹脂突起１４ａ，１４ｂが傾斜面８ｂ，９ｂに係止されているため、また冷却により固化した合成樹脂成形体１４が、係止ピン８，９の下面に密着しているため、さらに可動型３の下面３ａにも密着しているため、合成樹脂成形体１４は、可動型３を上方に移動させた際、可動型３と共に上方に移動する。

係止ピン８，９は、可動型３とは独立に上下方向に移動し得るが、係止ピン８，９を可動型３に対して下方に移動させた場合、上記係止部８ａ，９ａにより、合成樹脂成形体１４の樹脂突起１４ａ，１４ｂが係止されているので、係止ピン８，９の下端に合成樹脂成形体１４を支持した状態で、可動型３の下面３ａから合成樹脂成形体１４を分離し、かつ係止ピン８，９の先端により支持することができる。

なお、図５（ａ），（ｂ）は、係止ピン８側のみを説明しているが、係止ピン９もまた、プレート１５に支持されているため、プレート１５と共に下方に移動される。

従って、粗駆動装置１３により、合成樹脂成形体１４を係止ピン８，９及び可動型３と共に上方に大きく移動させておき、しかる後、可動型３とは独立に、上記楔状部材１８を移動させ、係止ピン８，９を下方に移動させることにより、上記隙間Ｂ１，Ｂ２を高精度に形成することができる。これは、上記楔状部材１８の矢印Ｄ方向への移動により、係止ピン８，９を僅かな量だけ高精度に下方に移動させ得ることによる。

従って、本実施形態によれば、上記第１の成形空間Ａを形成して合成樹脂成形体１４を成形により得た後に、上記粗駆動手段としての駆動装置１３により、可動型３とプレート１５とを上方に移動し、しかる後上記楔状部材１８及び駆動源１９からなる位置決め装置１７により、係止ピン８，９を下方に移動させることにより、上記隙間Ｂ１，Ｂ２を合成樹脂成形体１４の上面側及び下面側に高精度に形成することができる。よって、上記隙間Ｂ１，Ｂ２に、上記のように合成樹脂２３，２４を注入し、固化するだけで、第１，第２の合成樹脂表面層２３Ａ，２４Ａを、成形装置１内において、高精度に形成することができる。

よって、合成樹脂成形体を得た後に、塗装、貼り付け、または改質などの煩雑な別工程を実施することなく、両面に表面層が形成された成形品を得ることができる。従って、製造工程の簡略化及びコストの低減を図ることが可能となる。

加えて、上記第１，第２の表面層形成用樹脂注入装置２１，２２から注入される合成樹脂２３，２４として、同一の合成樹脂を用いた場合には、両面に同じ合成樹脂表面層を形成することができ、コストの低減及び製造工程の簡略化を図ることができる。

もっとも、合成樹脂２３と合成樹脂２４とは異なる合成樹脂であってもよい。その場合には、合成樹脂成形体１４の一方面と他方面とに異なる合成樹脂表面層を形成することができる。従って、それぞれの面に適した合成樹脂表面層を形成することができる。

また、上記実施形態では、第１の表面層形成用樹脂注入装置２１と、第２の表面層形成用樹脂注入装置２２から同時に合成樹脂２３，２４を注入したが、これらは同時に注入される必要は必ずしもなく、一方を先に注入し、他方を後から注入してもよい。もっとも、好ましくは、同時に第１，第２の表面層形成用樹脂注入装置２１，２２を駆動することにより、製造工程の短縮を図ることができると共に、注入に際し、第２の成形空間内において、合成樹脂成形体の所望でない移動を抑制することができる。

上記実施形態では、位置決め装置は、上記楔状部材１８と、駆動源１９とにより形成されていたが、本発明において、上記粗駆動手段と組み合わされる位置決め装置については適宜変形することができる。図７（ａ）及び（ｂ）は、上記位置決め装置の変形例を示す各部分切欠正面断面図である。本変形例では、係止ピン８がプレート３１に固定されており、かつプレート３１の上面にプレート３２が固定されている。従って、係止ピン８は、プレート３１，３２と共に上下方向に移動し得るように構成されている。なお、ここでは、係止ピン８が挿通されている可動型３の図示は省略されていることを指摘しておく。

プレート３２の側面に、楔状部３２ａが形成されている。楔状部３２ａは、楔状部材１８と同様に、稜線３２ｂと、稜線３２ｂの上下に連なる傾斜面３２ｃ，３２ｄとを有する。稜線３２ｂから上面に向かって傾斜面３２ｃが伸ばされており、稜線３２ｂから下面に向かって傾斜面３２ｄが伸ばされている。従って、正面断面視において、Ｖ字状の楔状部分が形成されている。

他方、楔状部３２ａの側方には、ガイド３３，３４が配置されている。ガイド３３，３４は、引張バネ３６により連結されている。図７（ａ）に示すように、常時は引張バネ３６の付勢力により、ガイド３３の下面とガイド３４の上面とが密着されている。なお、ガイド３３は、ロッド３５の下端に固定されている。

ロッド３５は前述した可動型に固定されており、可動型３と共に上下方向に移動可能とされている。

従って、上記粗駆動装置により可動型３を上方に移動し、第２の成形空間Ｂに近い成形空間を形成した際に、ロッド３５もまた、可動型３と同時に移動される。

しかる後、本実施形態では、上記プレート３２を、ガイド３３，３４間に進入させることにより、プレート３２を下方に移動させ、ひいては係止ピン８を下方に移動させる。それによって、合成樹脂成形体１４を第２の成形空間Ｂ内で高精度に位置決めすることができる。ガイド３３は、下面から側面に至る傾斜面３３ａを有し、ガイド３４は、上面から側面に至る傾斜面３４ａを有する。傾斜面３３ａ，３４ａは、上記楔状部３２ａの傾斜面３２ｃ，３２ｄに当接されている。

図７（ｂ）に示すように、プレート３２を、矢印Ｅ方向に、駆動源１９により移動させることにより、プレート３２の楔状部３２ａが、ガイド３３，３４間に入り込む。この場合、ロッド３５にガイド３３が固定されているため、楔状部３２ａが、引張バネの付勢力に逆らってガイド３４，ガイド３３から遠ざけることとなる。そのため、逆に、プレート３２の高さが、図７（ａ）に示す状態から図７（ｂ）に示す状態に至るにつれて下方に移動されることになる。すなわち、プレート３２の厚み方向中心がガイド３３，３４間の中心に位置するようにプレート３２が移動することになる。その結果、係止ピン８及び係止ピン８に支持された合成樹脂成形体１４を下方に移動させることができる。このようにして、本変形例においても、粗駆動手段としての駆動装置１３により可動型３を大きく移動させた後に、係止ピン８を上記位置決め装置を用いて下方に移動させることにより、第１，第２の表面層形成用の隙間Ｂ１，Ｂ２を高精度に形成することができる。なお、本変形例では、プレート３２は、矢印Ｅ方向にはプレート３１とは独立して移動することができるが、上下方向にはプレート３１，３２は一体となって移動することができる構成となっている。

図８及び図９は、位置決め装置１７のさらに他の例を説明するための各部分切欠正面断面図である。ここでは、係止ピン８が形成されている部分を代表して説明することとする。なお、本変形例では、可動型３は水平方向に駆動装置１３で駆動されるものとする。すなわち、図１に示した実施形態では、可動型３は上下方向に移動するように構成されていたが、本変形例では、成形装置１を９０°回転させた構造に相当し、固定型２と可動型３との近接・離間方向は水平方向である。従って、係止ピン８もまた水平方向に延ばされている。本変形例では、係止ピン８は上記実施形態と同様に、先端に係止部８ａを有する。係止部８ａは、傾斜面８ｂを有する。また、係止ピン８は、係止部８ａが先端に設けられたピン本体８ｃと、ピン本体８ｃの上記先端とは反対側の端部に設けられたヘッド部８ｄとを有する。ヘッド部８ｄの径は、ピン本体８ｃの径よりも大きくされている。また、可動型３の貫通孔６の径よりも、ヘッド部８ｄの径が大きくされている。他方、プレート１５には、ヘッド部８ｄが移動し得るように、ヘッド部８ｄの径と同等の径を有する貫通孔１５ｂが形成されている。

本実施形態では、上記ヘッド部８ｄの厚みは、上記貫通孔１５ｂの深さ、すなわちプレート１５の厚みよりも小さくされている。

駆動装置１３によりプレート１２を駆動し、第１の成形空間Ａを形成する場合、図１の矢印Ｅで示すようにプレート１６に力が加わる。すなわち、プレート１２と共に、プレート１５，１６及び係止ピン８が矢印Ｅ方向に移動し、第１の成形空間が形成され、合成樹脂成形体１４が得られる。なお、第１の成形空間に、合成樹脂成形体１４が得られると、合成樹脂５の射出圧力により、ヘッド部８ｄはプレート１６と接している状態となる。

しかる後、本変形例では、第２の成形空間Ｂを形成するために、図９に示すように、矢印−Ｅ方向に、駆動装置１３によりプレート１２を移動する。その結果、固定型３が可動型２から離間される。この場合、プレート１５，１６も−Ｅ方向に移動される。他方、係止ピン８は、可動型３及びプレート１５，１６と独立に移動可能とされているので、係止ピン８は、プレート１５及び可動型３と同時には移動しない。従って、ヘッド部８ｄの外側面８ｄ１と、プレート１６との間に隙間Ｆが形成される。そのため、成形空間においては、合成樹脂成形体１４の可動型３側の隙間Ｂ２が隙間Ｆの厚みとなるように、前述した隙間Ｂ１，Ｂ２が形成されることになる。

本変形例において、図１〜４に示すように、合成樹脂成形体１４のエッジ部分すべてが固定型２と接触しているシェアエッジ構造となり、さらには抜き勾配を小さくすることが必要なため、合成樹脂成形体１４の抜き抵抗は大きくなる。合成樹脂成形体１４と固定型２との間に厚さＧ（Ｇ＞０）となる隙間を形成するためには、合成樹脂成形体１４の成形後にＦ＋Ｇだけ可動型３を離間させればよい。可動型３を固定型２から離間させる際に、合成樹脂成形体１４のエッジ部分と固定型２との摩擦抵抗が生じるため、合成樹脂成形体１４が固定型２に固定された状態となり得る。このため、合成樹脂成形体１４と可動型３との間に厚さＦの隙間が形成される。最終的に、可動型３が固定型２からＦ＋Ｇだけ離間されると、合成樹脂成形体１４と固定型２との間に厚さＧの隙間が形成される。

本変形例では、上記駆動装置１３と、プレート１２、貫通孔１５ｂが形成されたプレート１５、プレート１６及び可動型３と係止ピン８とにより本発明の駆動手段が構成されることになる。

なお、上記係止ピン８と、貫通孔１５ｂが形成されたプレート１５、プレート１６を用いた構造は、本発明の駆動手段の内の前述した位置決め装置として用いてもよい。すなわち、上記隙間Ｆの厚みを調整するように微調整手段としての位置決め装置として用いてもよい。

なお、隙間Ｂ１と隙間Ｂ２の大きさは必ずしも等しくなくともよく、異なっていてもよい。隙間Ｂ１の大きさと隙間Ｂ２の大きさを異ならせた場合、合成樹脂成形体１４の一方面と他方面において、それぞれ最適な厚みの表面層を形成することができる。

また、図６では、合成樹脂成形体１４の両面の全面に、第１，第２の合成樹脂表面層２３Ａ，２４Ａが形成されていたが、図１０に示すように、第１の合成樹脂表面層２３Ｂが枠状の形状であってもよい。すなわち、第１の合成樹脂表面層２４Ｂは、合成樹脂成形体１４の一方面に部分的に形成されていてもよい。同様に、第２の表面層についても、合成樹脂成形体１４の反対側の面において全面に形成されている必要は必ずしもなく、部分的に形成されていてもよい。

よって、例えば図１０に示すように、第１の合成樹脂表面層２３Ｂを部分的に形成することにより、合成樹脂成形体１４の一方面において必要な部分にのみ表面層を形成することができ、それによって、様々な装飾効果や機能を有する表面層を形成することができる。

なお、上記合成樹脂成形体１４を形成するための熱可塑性樹脂については特に限定されず、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂、ポリスチレン、ＡＳ（アクリロニトリル・スチレン）樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリアミド、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。また、上記熱可塑性樹脂の少なくとも１種類以上を構成要素とするポリマーアロイを使用することもできる。

また、第１，第２の合成樹脂表面層を形成する合成樹脂についても特に限定されず、不飽和ポリエステル、ポリスチレン、あるいはアクリル系ポリマー等を適宜用いることができる。あるいは、不飽和ポリエステル、スチレン系モノマーまたはアクリル系モノマー等を硬化部剤とを含む組成物からなる溶融状態の合成樹脂組成物を用いてもよい。上記硬化剤についても特に限定されず、加熱により硬化を開始させる適宜の硬化剤等を用いることができる。

なお、第１，第２の合成樹脂表面層を形成する合成樹脂は、上記のような熱硬化性の合成樹脂に限定されず、熱可塑性の合成樹脂を用いてもよい。

上記合成樹脂表面層の厚みについては、用途に応じて適宜設定すればよいが、通常、０．０１〜１０ｍｍ程度、より薄い表面層が形成される場合には、０．００５〜１ｍｍ程度とされる。

なお、上記駆動装置１３に加えて、位置決め装置１７が用いられていたが、本発明においては、上記粗駆動手段としての駆動装置のみにより、可動型３を精密駆動して合成樹脂成形体１４の上下に隙間Ｂ１，Ｂ２を形成してもよい。すなわち、駆動装置１３の駆動精度が高い場合、位置決め装置は別途設ける必要は必ずしもない。

また、上記駆動装置１３は、油圧シリンダーやエアシリンダーなどの往復駆動源により構成される必要は必ずしもなく、回転駆動源とラック及びピニオンなどの駆動方向変換機構とを組み合わせたものであってもよい。特に、ラック及びピニオンを用いた機構を用いた場合、可動型３の駆動量を正確に設定することができ、上記位置決め装置を省略することが容易となる。

あるいは、上記位置決め装置についても、ステップモーターなどの回転駆動源とラック及びピニオンのような駆動方向変換機構を備えたものを用いて構成してもよい。

本発明の一実施形態の成形方法において用意される成形装置を説明するための略図的正面断面図である。 図１に示す状態から可動型を有し、第１の成形空間を形成して合成樹脂成形体を成形する工程を説明するための正面断面図である。 図２に示す状態に続いて、第２の成形空間を形成した状態を示す正面断面図である。 第２の成形空間において第１，第２の表面層を形成する工程を説明するための正面断面図である。 （ａ），（ｂ）は、駆動装置により可動型を大きく移動させた後に、位置決め装置により係止ピンを小さく移動して位置決めする工程を説明するための各部分切欠正面断面図である。 本発明の一実施形態で得られる成形品の斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の成形装置で用いられる位置決め装置の変形例を説明するための各部分切欠正面断面図である。 本発明で用いられる駆動装置の他の例を説明するための部分切欠正面断面図である。 図８に示した駆動装置において、第２の成形空間における隙間Ｂ１，Ｂ２を形成するための隙間Ｆが形成される工程とを説明するための部分切欠正面断面図である。 本発明で得られる成形品の他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１…成形装置
２…固定型
２ａ…凹部
２ｂ…樹脂注入用貫通孔
３…可動型
３ａ…下面
３ｂ…上面
４ａ…ベースプレート
４ｂ…合成樹脂注入装置
５…合成樹脂
６，７…貫通孔
８，９…係止ピン
８ａ，９ａ…係止部
８ｂ，９ｂ…傾斜面
８ｃ…ピン本体
８ｄ…ヘッド部
１０，１１…連結ロッド
１２…プレート
１３…駆動装置
１４…合成樹脂成形体
１４ａ，１４ｂ…樹脂突起
１５…プレート
１５ａ…傾斜面
１５ｂ…貫通孔
１６…プレート
１７…位置決め装置
１８…楔状部材
１８ａ…稜線
１８ｂ…傾斜面
１９…駆動源
２１…第１の表面層形成用樹脂注入装置
２２…第２の表面層形成用樹脂注入装置
２３，２４…合成樹脂
２３Ａ…第１の合成樹脂表面層
２３Ｂ…第１の合成樹脂表面層
２４Ａ…第２の表面層
２４Ｂ…第１の合成樹脂表面層
２５…成形品
３１，３２…プレート
３２ａ…楔状部
３２ｂ…稜線
３２ｃ，３２ｄ…傾斜面
３３，３４…ガイド
３３ａ，３４ａ…傾斜面
３５…ロッド
３６…引張バネ
Ｂ１，Ｂ２…隙間

Claims (9)

1. 合成樹脂成形体の一方面に第１の合成樹脂表面層が形成され、他方面に第２の合成樹脂表面層が形成された成形品を得るための成形装置であって、
   第１の金型と、
   前記第１の金型と組み合わされて内部に成形空間を形成する第２の金型と、
   前記第１，第２の金型が接触されて内部に前記合成樹脂成形体を成形するための第１の成形空間を形成する閉型状態と、前記第１，第２の金型が前記閉型状態よりも離間され、前記合成樹脂成形体の両面に第１，第２の合成樹脂表面層を成形するための第２の成形空間を形成する表面層成形状態とをとり得るように、前記第１の金型及び／または前記第２の金型を近接・離間し、前記第１，第２の合成樹脂表面層を成形するに際し、該合成樹脂成形体の両面に第１，第２の合成樹脂表面層形成用の隙間を設けるように第２の成形空間内において前記合成樹脂成形体を位置決めする、駆動手段と、
   前記第１の成形空間に溶融状態にある合成樹脂を注入する成形体形成用樹脂注入手段と、
   前記第２の成形空間の内の第１の合成樹脂表面層が成形される隙間に、溶融状態にある合成樹脂を注入する第１の表面層形成用樹脂注入手段と、
   前記第２の成形空間の内の前記第２の合成樹脂表面層を成形する隙間に、溶融状態にある合成樹脂を注入する第２の表面層形成用樹脂注入手段とを備えることを特徴とする、成形装置。
2. 前記第１，第２の表面層形成用樹脂注入手段が一体化されており、第１，第２の合成樹脂表面層を形成するために同一の合成樹脂が注入される、請求項１に記載の成形装置。
3. 前記第１の金型が固定型であり、前記第２の金型が前記固定型に対して近接・離間される可動型であり、前記駆動手段により該可動型が駆動される、請求項１または２に記載の成形装置。
4. 前記駆動手段が、
   前記閉型状態と、前記表面層形成状態との間で前記可動型を駆動する粗駆動手段と、
   前記合成樹脂成形体の両面に第１，第２の合成樹脂表面層形成用の隙間を形成するために前記表面層形成状態において前記可動型の位置を位置決めする位置決め手段とを備える、請求項３に記載の成形装置。
5. 前記可動型の前記第１の成形空間に臨む面から該可動型内に延ばされた貫通孔が前記可動型に形成されており、
   前記位置決め手段が、貫通孔内に挿通されており、前記可動型と独立に前記可動型の近接・離間方向に移動されるように配置されており、先端に前記合成樹脂成形体に係止される係止部を一部有する係止ピンを有し、前記係止ピンが前記合成樹脂成形体と共に前記可動型の近接・離間方向に移動され得る、請求項４に記載の成形装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形装置を用いた成形品の製造方法であって、前記閉型状態として内部に前記合成樹脂成形体を成形するための第１の成形空間を形成し、前記成形体形成用樹脂注入手段から溶融状態にある合成樹脂を注入し、硬化させることにより前記合成樹脂成形体を成形する工程と、
   前記合成樹脂成形体を成形した後に、前記第１，第２の金型を前記表面層成形状態となるように第１の金型及び／または第２の金型を前記駆動手段により駆動し、前記第２の成形空間を形成する工程と、
   前記第２の成形空間の前記第１の合成樹脂表面層を形成するための隙間に前記第１の表面層形成用樹脂注入手段から溶融状態にある合成樹脂を注入し、第１の合成樹脂表面層を形成する工程と、
   前記第２の成形空間の前記第２の合成樹脂表面層を形成するための隙間に前記第２の表面層形成用樹脂注入手段から溶融状態にある合成樹脂を注入して第２の合成樹脂表面層を形成する工程とを備えることを特徴とする、成形品の製造方法。
7. 前記第１の合成樹脂表面層及び第２の合成樹脂表面層をそれぞれ形成するための溶融状態にある合成樹脂を同時に注入する、請求項６に記載の成形品の製造方法。
8. 前記第２の表面層形成用樹脂注入手段から注入する合成樹脂として、前記第１の表面層形成用樹脂注入手段から注入される合成樹脂と異なる合成樹脂を用いる、請求項６または７に記載の成形品の製造方法。
9. 前記第１の合成樹脂表面層を形成するための隙間の大きさと、前記第２の合成樹脂表面層を形成するための隙間の大きさとを異ならせる、請求項６〜８のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。

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