JP2010042549A

JP2010042549A - 樹脂成形用金型

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Publication number: JP2010042549A
Application number: JP2008206944A
Authority: JP
Inventors: Seito Noguchi; 聖人野口; Susumu Horinaka; 進堀中
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-08-11
Also published as: JP5248950B2

Abstract

【課題】成形品の製品面以外の面への塗料の回り込みを防止することができるとともに、成形品の製品面の意匠性の向上を図ることができる樹脂成形用金型を提供する。
【解決手段】可動型１０２には、キャビティＣの縦壁端部に連通する空間１１０が設けられている。空間１１０には、その空間の内面に沿って摺動自在に移動する入れ子１２０が設けられている。入れ子１２０の下面と空間１１０の底面との間には、キャビティＣに供給される樹脂１１に向けて入れ子１２０を押圧する押圧手段としてのバネ１４０が設けられている。入れ子１２０は、図２（Ｃ）に示すように、バネ１４０による上方向への押圧により樹脂収縮に追従して、図の上方向（樹脂側）に移動する。また、バネ１４０による押圧力を適宜設定することにより、入れ子１２０は、図２（Ｄ）に示すように、塗料１３の注入により印加される圧力に応じて移動する。
【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂成形に用いられる金型に係り、特に樹脂成形工程中に成形品の表面に塗料膜を形成するインモールドコート法に好適に適用される樹脂成形用金型に関する。

金型を用いた樹脂成形方法には、金型のキャビティ面と成形品の表面（製品面）との間の隙間に塗料を注入して塗料膜を形成するインモールドコート法がある。図５は、インモールドコート法に使用される金型１０である。金型１０は固定型１０１と可動型１０２とを備えている。可動型１０２には、たとえばキャビティＣの中央部に連通する樹脂供給路１０３が設けられ、固定型１０１には、キャビティＣの端部近傍に連通する塗料注入路１０４が設けられている。なお、符号１０１Ａ，１０２Ａは分割面である。

インモールドコート法では、図５（Ａ）に示すように、固定型１０１と可動型１０２を型締めしてキャビティＣを形成し、射出によって樹脂供給路１０３を通じて樹脂１をキャビティＣに充填する。次いで、樹脂１を冷却すると、図５（Ｂ）に示すように、樹脂１が凝固して成形品２が作製される。このとき、キャビティＣの固定型側キャビティ面と成形品２の表面（製品面）との間には樹脂収縮により隙間が形成される。

次に、図５（Ｃ）に示すように、キャビティＣの固定型側キャビティ面と成形品２の製品面との間の隙間に、塗料注入路１０４を通じて塗料３を注入すると、塗料３が硬化して成形品２の製品面に塗料膜４が形成される。次に、図５（Ｄ）に示すように、製品面に塗料膜４が形成された成形品２を金型から脱型する。

このようなインモールドコート法では、成形品の塗料膜を良好に形成し、製品面の意匠性を向上させるために種々の金型が提案されている。たとえば、特許文献１の金型では、成形品作製後、分割面のシール溝に樹脂シールを形成することにより分割面の間からの塗料の漏出防止を図っている。また、特許文献１の金型では、可動型における樹脂シールが形成される端部を中央部から分割し、その端部を固定型の分割面に向けて弾性部材により付勢することにより、分割面での樹脂シールによるシール性の更なる向上を図っている。

しかしながら、以上のような従来の金型では、図５（Ｂ）に示す冷却時に樹脂収縮が起こるため、図６に示すように、キャビティＣの固定型側キャビティ面と成形品２の製品面との間だけではなく、成形品２の端面と可動型側キャビティ面との間でも隙間が形成される虞がある。このため、図５（Ｃ）に示すようにキャビティＣの固定型側キャビティ面と成形品２の製品面との間の隙間に塗料３を注入すると、塗料３は、成形品２の端面と可動型側キャビティ面との間の隙間へ漏出し、ひいては、成形品２の裏面と可動型側キャビティ面との間の隙間へ漏出してしまう。また、樹脂収縮時に、成形品２の製品面には凹凸が形成されるため、成形品２の製品面の塗料膜４にも凹凸が形成され、製品面の意匠性が損なわれる。

特開平１１−３３３８５０号公報

したがって、本発明は、成形品の製品面以外の面への塗料の回り込みを防止することができるとともに、成形品の製品面の意匠性の向上を図ることができる樹脂成形用金型を提供することを目的とする。

本発明の樹脂成形用金型は、キャビティの端部に設けられた空間に、その空間の内面に沿って摺動自在に設けられた入れ子と、キャビティ内に供給される樹脂に向けて入れ子を押圧する押圧手段とを備え、入れ子は、押圧手段による押圧によって、樹脂の収縮に追従可能とされていることを特徴としている。

本発明の樹脂成形用金型では、キャビティの端部の空間に配置された入れ子は、押圧手段による押圧によって、樹脂の収縮に追従可能にされているので、樹脂の凝固による成形品の作製後、成形品の端面とキャビティの可動型側キャビティ面との接触が維持されている。このように成形品の端面と可動型側キャビティ面との間での隙間形成を防止することができるので、キャビティの固定型側キャビティ面と成形品の製品面との間に塗料を注入しても、成形品の製品面以外の面への塗料の回り込みを防止することができる。また、押圧手段による押圧力を適宜設定することにより、入れ子は、塗料の注入により印加される圧力に応じて移動することができるので、塗料の硬化時に成形品の製品面を塗料に押し付けることができる。したがって、成形品と塗料の密着性の向上を図ることができるので、塗料の表面は固定型側キャビティ面に対応する形状となる。その結果、塗料膜が形成された成形品の製品面の意匠性を向上させることができる。

本発明の樹脂成形用金型は種々の構成を用いることができる。たとえば、入れ子の移動を所定範囲に規制する規制部を設けることができる。この態様では、入れ子が樹脂の射出圧や保圧により下方に押圧されたときに、入れ子は所定のストローク長で止まるように設定することができる。したがって、入れ子を通じた押圧手段への必要以上の力の印加を抑制することができる。

本発明の樹脂成形用金型によれば、キャビティの端部の空間に配置された入れ子を、押圧手段による押圧によって、樹脂の収縮に追従可能としているので、成形品の製品面以外の面への塗料の回り込みを防止することができるとともに、成形品の製品面の意匠性の向上を図ることができる等の効果が得られる。

（１）実施形態の構成
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る一実施形態の金型１００の構成を表し、（Ａ）は金型１００の側断面図、（Ｂ）は金型１００の可動型１０２における入れ子１２０が配置される部分の断面図である。図１（Ｂ）では、入れ子１２０の下方に位置するバネ１４０を図示している。なお、図１に示す金型１００では、図５においてキャビティＣの端部に空間１１０を設け、そこに入れ子１２０およびバネ１４０等を用いた以外は金型１０と同様であるから、金型１０と同様な構成要素には同符号を付し、その説明は省略している。

可動型１０２には、図１（Ａ）に示すように、キャビティＣの縦壁端部に連通する空間１１０が設けられている。空間１１０の上端部は、キャビティＣの縦壁端部形状と同様な形状を有している。空間１１０には、その空間の内面に沿って摺動自在に移動する入れ子１２０が設けられている。入れ子１２０の上端部は、図１（Ｂ）に示すように、キャビティＣの縦壁端部形状および空間１１０の上端部形状に対応する形状を有し、その摺動において空間１１０の内面とのシール性が確保されている。これにより、キャビティＣに充填される樹脂の空間１１０への漏出が防止されている。

入れ子１３０の縦方向中間部には、たとえば断面逆台形状をなす凹部１２１が形成されている。凹部１２１には、空間１２０に形成された凸部１３０が係合する。凸部１３０はたとえ断面三角形状をなしている。凹部１２１および凸部１３０は、入れ子１２０の可動範囲を規制する規制部として機能している。

具体的には、凸部１３０の下側テーパ面が凹部１２１の下側テーパ面に当接するときに、入れ子１２０のキャビティＣ側への突出量が最大となる（入れ子１２０の上限位置となる）。凸部１３０の上側テーパ面が凹部１２１の上側テーパ面に当接するときに、入れ子１２０のキャビティＣの反対側への引っ込み量が最大となる（入れ子１２０の下限位置となる）。そのような上限と下限との間の間隔が入れ子１２０のストローク長Ｓとなる。ストローク長Ｓは、樹脂の凝固時の収縮量の範囲に基づいて設定される。具体的には、入れ子１２０は、樹脂の収縮に追従して、図の上方向（樹脂側）に移動し、入れ子１２０の上面と樹脂の下面との接触が維持されている。

入れ子１２０の下面と空間１１０の底面との間には、キャビティＣの内部に向けて入れ子１２０を押圧する押圧手段としてバネ１４０が設けられている。バネ１４０は、図１（Ｂ）に示すように、入れ子１２０の横方向（キャビティＣの縦壁の延在方向とは直交する方向）に沿って複数設けられている。バネ１４０の設置個数やバネ定数は、樹脂の射出圧や保圧に応じた入れ子１２０の移動範囲の設定、樹脂の収縮への追従範囲の設定、塗料の注入により印加される圧力に応じた移動範囲の設定等に基づいて決定される。押圧手段としては、バネ１４０の代わりに油圧系等を用いてもよい。

（２）実施形態の動作
上記構成を有する樹脂成形用金型１００（以下、金型１００）の動作について、おもに図２を参照して説明する。図２は、金型１００をインモールドコート法に適用した場合の各状態を表し、（Ａ）は樹脂の射出時、（Ｂ）は樹脂の充填時、（Ｃ）は冷却時、（Ｄ）は塗料の注入時を表す金型１００の側断面図である。

まず、固定型１０１と可動型１０２との型締めによりキャビティＣを形成する。分割面１０１Ａ，１０２Ａの間はシールされている。この場合、凸部１３０の下側テーパ面が、図２（Ａ）に示すように、入れ子１２０の凹部１２１の下側テーパ面に当接し、入れ子１２０が上限に位置している。次いで、図２（Ａ）に示す状態において、射出によってキャビティＣ内に樹脂１１を供給し、図２（Ｂ）に示すように、樹脂１１を充填する。このとき、樹脂１１が入れ子１２０の上面に接触し、入れ子１２０の上面は樹脂１１の射出圧や保圧を受ける。そして、たとえば凸部１３０の上側テーパ面が入れ子１２０の凹部１２１の上側テーパ面に当接するまで入れ子１２０は下方に移動し、入れ子１２０が下限に位置する。

次いで、樹脂１を冷却すると、図２（Ｂ）に示すように、樹脂１１が凝固して成形品１２が作製される。このような冷却時に樹脂収縮が起こるが、このときに保圧の調整によって樹脂の体積収縮を制御することにより、キャビティＣの固定型側キャビティ面と成形品１２の表面（製品面）との間に隙間を形成することが好適である。この場合、下記の塗料膜の設定膜厚に必要な所定長の隙間が得られるように保圧を制御する。また、入れ子１２０は、バネ１４０による上方向への押圧により樹脂収縮に追従して、図の上方向（樹脂側）に移動する。これにより、入れ子１２０の上面と成形品１２の下面との接触が維持されているので、成形品１２の端面と可動型側キャビティ面との間での隙間形成を防止することができる。

続いて、図２（Ｄ）に示すように、キャビティＣの固定型側キャビティ面と成形品１２の表面（製品面）との間にの隙間に塗料１３を注入する。このとき、入れ子１２０は、塗料１３の注入により印加される圧力に応じて移動することにより、成形品１２の表面を塗料１３に押し付けることができるので、塗料１３の硬化時に成形品１２と塗料１３の密着性の向上を図ることができる。次いで、このようにして製品面に塗料膜が形成された成形品１２を金型から脱型する。

以上のように本実施形態では、成形品１２の作製後、成形品１２の端面と可動型側キャビティ面との間での隙間形成を防止することができるので、キャビティＣの固定型側キャビティ面と成形品１２の製品面との間に塗料を注入しても、成形品１２の製品面以外の面への塗料１３の回り込みを防止することができる。また、成形品１２と塗料１３の密着性の向上を図ることができるので、塗料１３の表面が固定型側キャビティ面に対応する形状となることにより、塗料膜が形成された成形品１２の製品面の意匠性を向上させることができる。

特に、入れ子１２０の移動を所定範囲に規制する規制部として凹部１２１および凸部１３０を設けているので、入れ子１２０が樹脂１１の射出圧や保圧により下方に押圧されたときに、入れ子１２０は所定のストローク長で止まるように設定することができる。したがって、入れ子１２０を通じたバネ１４０への必要以上の力の印加を抑制することができる。

（３）実施形態の変更例
以上のように上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。なお、以下の変形例では、上記実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、その説明は省略している。たとえば、キャビティＣの端部の空間に配置される入れ子や規制部の形状は、上記実施形態の入れ子１２０の形状や凹部１２１および凸部１３０の形状に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

たとえば図３（Ａ）に示す金型２００では、入れ子２２０に断面台形状の凸部２２１を設けるとともに、その凸部２２１が係合する凹部２３０を可動型１０２に設ける。入れ子２２０の凸部２２１および可動型１０２の凹部２３０が規制部として機能し、入れ子２２０のストローク長Ｓが設定される。また、たとえば図３（Ｂ）に示す金型３００では、入れ子３２０に断面矩形状の凹部３２１を設けるとともに、その凹部３２１に係合する凸部３３０を可動型１０２に設ける。入れ子３２０の凹部３２１および可動型１０２の凸部３３０が規制部として機能し、入れ子３２０のストローク長Ｓが設定される。

入れ子１２０の上端部の形状は、キャビティＣの縦壁端部の形状に応じて設定される。図４の断面図は、図１（Ｂ）の断面図と同じ方向から切断したものである。たとえば、図４に示す入れ子１２０では、図１（Ｂ）のバー形状に直交する方向に延在するリブ部を設けるとともに、リブ部を上方向に押圧するバネ１４０を設ける。

本発明に係る一実施形態の樹脂成形用金型の構成を表し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は１Ｂ−１Ｂ線の断面図である。図１の樹脂成形用金型をインモールドコート法に適用した場合の各状態を表し、（Ａ）は樹脂の射出時、（Ｂ）は樹脂の充填時、（Ｃ）は冷却時、（Ｄ）は塗料の注入時の樹脂成形用金型の側断面図である。（Ａ），（Ｂ）は本発明に係る一実施形態の樹脂成形用金型の規制部の変形例を表す側断面図である。本発明に係る一実施形態の樹脂成形用金型の入れ子の変形例を表す断面図である。従来の樹脂成形用金型を用いたインモールドコート法の各状態を表し、（Ａ）は樹脂の射出時、（Ｂ）は冷却時、（Ｃ）は塗料の注入・硬化時、（Ｄ）は脱型時の樹脂成形用金型の側断面図である。従来の樹脂成形用金型を用いたインモールドコート法で樹脂収縮により発生する問題点を説明するための樹脂成形用金型の側断面図である。

符号の説明

１００…樹脂成形用金型、１１０，２１０，３１０…空間、１２０，２２０，３２０…入れ子、１２１，３２１…凹部（規制部）、１３０，３３０…凸部（規制部）、１４０…バネ（押圧手段）、２２１…凸部（規制部）、２３０…凸部（規制部）、Ｃ…キャビティ

Claims

キャビティの端部に設けられた空間に、その空間の内面に沿って摺動自在に設けられた入れ子と、
前記キャビティ内に供給される樹脂に向けて前記入れ子を押圧する押圧手段とを備え、
前記入れ子は、前記押圧手段による押圧によって、前記樹脂の収縮に追従可能とされていることを特徴とする樹脂成形用金型。
前記入れ子の移動を所定範囲に規制する規制部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形用金型。