JP2010240992A - 射出成形用金型及び該金型を使用した射出成形機及び射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可動型の後退後の二次成形時の金型の型締め状態を安定化させて、２色成形品を安定して成形することが可能であると共に、構成簡易にして安価な金型構造を得ることが可能な射出成形用金型及び該金型を使用した射出成形機及び射出成形方法を提供する。
【解決手段】成形機の移動ダイプレートが後退した状態で、固定型と可動型からなる金型を型締めし該金型間に二次成形樹脂を射出して二次成形する際に、可動型と固定型との間に進出して該固定型と可動型間の間隙を所定に設定可能な間隙設定手段を配設したことを特徴とする。前記間隙設定手段は、金型の複数箇所に配設された駆動機構と、該駆動機構の作動により固定型と可動型との間に進出可能な楔体とで形成され、前記楔体は、高さの異なる複数の段差を有すると共に、各段差の高さが調整可能に形成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、材質や色の異なる２種類の樹脂により金型を用いて２色成形品を射出成形するための射出成形用金型及び該金型を使用した射出成形機及び射出成形方法に関する。

一般的に、例えば自動車用部品としてのサイドバイザー等の製品を射出成形する場合、成形機の固定ダイプレートに配設された固定型と、成形機の移動ダイプレートに配設された可動型からなる金型を使用した射出成形機による２色成形に使用されている。従来、この射出成形機による２色成形においては、金型を型締めした状態で、一次ゲートから金型間に基材となる一次成形樹脂を射出して一次成形し、この一次成形の後に可動型内の駒を所定距離後退（コアバックという）させて、二次ゲートから金型間に塗装面（表面層）となる二次成形樹脂を射出することにより、一次成形品の表面等に二次成形が行われるようになっている。なお、射出成形機に関する公報としては、例えば特許文献１がある。

特開平５−２３７８７２号公報

しかしながら、このような射出成形機にあっては、一次成形品の表面に二次成形する際に、二次成形の肉厚分だけ移動ダイプレートを後退させる必要があり、かつ二次成形時に金型を型締めする必要があることから、型締め時の圧力により移動ダイプレートが動いてしまう場合があり、これを防止するために例えば金型内に可動中子を配設して移動ダイプレートを所定の肉厚分の型締め位置に所定時間保持するようになっている。しかし、特に大物の２色成形品を成形する際で移動ダイプレートを後退させる場合に、金型の型締め状態を安定して保持することが難しく、２色成形品を安定して成形することが困難であると共に、金型精度や耐久面に不安要素があって、その不安要素を解消するためには金型コストが大幅にアップし易いという不都合を有している。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、可動型の後退後の二次成形時の金型の型締め状態を安定化させて、２色成形品を安定して成形することが可能であると共に、構成簡易にして安価な金型構造を得ることが可能な射出成形用金型及び該金型を使用した射出成形機及び射出成形方法を提供することにある。

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の射出成形用金型は、成形機の固定ダイプレートに配設される固定型及び成形機の移動ダイプレートに配設される可動型からなる金型を備えて、２色成形可能な射出成形用金型において、前記移動ダイプレートが後退した状態で、前記金型を型締めし該金型間に二次成形樹脂を射出して二次成形する際に、前記可動型と固定型との間に進出して該固定型と可動型間の間隙を所定に設定可能な間隙設定手段を配設したことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記間隙設定手段が、前記金型の複数箇所に配設された駆動機構と、該駆動機構の作動により前記固定型と可動型との間に進出可能な楔体とで形成されていることを特徴とする。さらに、請求項３に記載の発明は、前記楔体が、前記固定型と可動型間の間隙を複数に設定可能な高さの異なる複数の段差を有することを特徴とし、また、請求項４に記載の発明は、前記楔体が、高さの異なる複数の段差を有する基台と、該基台の各段差上に着脱可能に装着されると共に焼入れされた所定板厚のプレートを有することを特徴とする。

また、請求項５に記載の射出成形機は、固定型が配設された固定ダイプレートと、可動型が配設された移動ダイプレートと、前記固定型と可動型からなる金型間に一次成形樹脂を射出する一次射出ユニットと、前記金型間に二次成形樹脂を射出する二次射出ユニットと、を備えて２色成形可能な射出成形機において、前記移動ダイプレートを後退させた状態で、前記金型を型締めし該金型間に前記二次射出ユニットから二次成形樹脂を射出して二次成形する際に、前記可動型と固定型との間に駆動機構の作動により複数の段差を有する楔体を進出させて前記固定型と可動型間の間隙を所定に設定することを特徴とする。

また、請求項６に記載の射出成形方法は、固定型が配設された固定ダイプレートと、可動型が配設された移動ダイプレートと、前記固定型と可動型からなる金型間に一次成形樹脂を射出する一次射出ユニットと、前記金型間に二次成形樹脂を射出する二次射出ユニットとを備え、前記移動ダイプレートを前進させて型締めした状態で前記一次射出ユニットから金型間に一次成形樹脂を射出して一次成形する工程と、該一次成形の後に前記移動ダイプレートを後退させる工程と、該移動ダイプレートの後退後に固定型と可動型との間に駆動機構の作動により複数の段差を有する楔体を所定位置まで進出させる工程と、該楔体の進出後に前記移動ダイプレートを前進させて可動型を前記楔体を介し固定型に圧接して型締めする工程と、該型締めの後に前記二次射出ユニットから金型間に二次成形樹脂を射出して二次成形する工程と、該二次成形の後に前記移動ダイプレートを後退させて型開きすると共に前記楔体を可動型と固定型間から退去させる工程と、を備えることを特徴とする。

本発明のうち請求項１に記載の射出成形用金型によれば、移動ダイプレートが後退した状態で、金型を型締めし該金型間に二次成形樹脂を射出して二次成形する際に、可動型と固定型との間に進出して該固定型と可動型間の間隙を所定に設定可能な間隙設定手段を配設しているため、型締め時に圧力を高めても間隙設定手段で固定型と可動型間の間隙を所定に維持でき、金型の型締め状態を安定化させて２色成形品を安定して成形することができると共に、金型の所定位置に間隙設定手段を配置することで対応できて、構成簡易にして安価な金型構造を得ることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、間隙設定手段が、金型の複数箇所に配設された駆動機構と、この駆動機構の作動により固定型と可動型との間に進出可能な楔体とで形成されているため、駆動機構による進出動作で楔体を金型間に確実に位置させることができて、固定型と可動型間の間隙設定を容易に行うことができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、楔体が固定型と可動型間の間隙を複数に設定可能な高さの異なる複数の段差を有するため、楔体のストロークを短くして金型の構成を一層簡略化することができると共に、楔体の各種高さの段差で２色成形品の二次成形部分の各種厚さに対応できる等、金型の汎用性を大幅に向上させることができる。

さらに、請求項４に記載の発明によれば、請求項２または３に記載の発明の効果に加え、楔体が高さの異なる複数の段差を有する基台と、この基台の各段差上に着脱可能に装着されると共に焼入れされた所定板厚のプレートを有するため、所定板厚のプレートを用意することにより、プレートの交換のみで固定型と可動型間の間隙調整が可能となり、二次成形部分の各種厚さに一層容易に対応できて金型の汎用性を一層向上させることができると共に楔体の金型への設置作業等の作業効率を向上させることができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、可動型が配設された移動ダイプレートを後退させた状態で金型を型締めして二次成形する際に、金型に固定型と可動型間の間の間隙を所定に設定可能な楔体を進退可能に配設しているため、金型の型締め時に圧力を高めても楔体で固定型と可動型間の間隙を所定に維持でき、金型の型締め状態を安定化させて２色成形品を安定して成形することができると共に、金型の所定位置に駆動機構と楔体を配置することで対応できて、構成簡易にして安価な金型構造を得ることができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の発明と同様に、移動ダイプレトーの後退後の二次成形時に圧力を高めても楔体で固定型と可動型間の間隙を所定に維持でき、型締め状態を安定化させて２色成形品を安定して成形することができると共に、金型の所定位置に駆動機構と楔体を配置することで対応できて、構成簡易にして安価な金型構造を得ることができる。

本発明に係わる射出成形機の基本形態を示す概略平面図 同その金型の具体的構成を示す概略平面図 同その概略側面図 同その要部の拡大側面図 同楔体の変形例を示す側面図 同射出成形機を使用した射出成形方法の一例を示す工程図 同その一次成形状態を示す説明図 同移動ダイプレートを後退させた状態を示す説明図 同二次成形状態を示す説明図 同型開き状態を示す説明図

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図１０は、本発明に係わる射出成形機の一実施形態を示している。図１は、射出成形機１の基本的形態を示し、射出成形機１のコラム２には、固定ダイプレート６と移動ダイプレート８（図２参照）が配設されると共に、固定ダイプレート６に配設された固定側金型３ａと移動ダイプレート８に配設された可動側金型３ｂからなる金型３が配設されている。また、射出成形機１の、前記金型３の図において右方には一次射出ユニット４が配設され、金型３の図において上方には二次射出ユニット５が配設されている。

図２及び図３は、前記金型３の具体的な構成を示している。図２及び図３に示すように、金型３は、製品１６（成形品）を例えば２個取り可能に形成され、前記固定ダプレート６に配設された固定側金型３ａとしての固定型７と、油圧シリンダー１０（図３参照）により矢印イの如く移動（前進・後退）可能な前記移動ダイプレート８に配設された可動側金型３ｂとしての可動型９とを備えている。また、金型３の平面視で４隅には、間隙設定手段１１がそれぞれ配設されている。

この間隙設定手段１１は、可動型９に配設された駆動機構としての油圧シリンダー１２と、この油圧シリンダー１２のシャフトに連結された楔体１３とで形成されている。そして、油圧シリンダー１２が作動してそのシャフトが進退することにより、楔体１３が図２の矢印ロの如く進退可能に配設されている。なお、図２において、符号１４は前記一次射出ユニット４から一次成形樹脂を射出するための一次ゲートを示し、符号１５は前記二次射出ユニット５から二次成形樹脂を射出するための二次ゲートを示している。

前記楔体１３は、図４に示すように、高さｈ１〜ｈ４が異なる４つの段差１３ｂ〜１３ｅを有して側面視形状が階段形状に形成された基台１３ａを有し、この基台１３ａの各段差１３ｂ〜１３ｅの表面には、所定板厚ｔのプレート１７が例えば図示しない凹凸嵌合やねじ等の固着手段によりそれぞれ着脱可能に取付けられている。このとき、プレート１７は焼入れ処理されてその硬度が後述する型締め時の圧力に十分に耐え得るように設定されると共に、板厚ｔの異なる複数種のプレート１７が用意されて、図４の二点鎖線で示すように、所定板厚ｔのプレート１７を使用することにより、楔体１３の各段差１３ｂ〜１３ｅの前記高さｈ１〜ｈ４が所定に調整可能に構成されている。そして、この楔体１３の形状に対応して固定型７の製品の形状に関係ない表面７ａの所定位置（図では４隅）には、３つの段差７ｂ〜７ｄが形成されている。

なお、機体１３の形状は、図４に示す形状に限定されず、例えば図５（ａ）に示すように、幅ｗが同一の３つの段差１３ｂ〜１３ｄを有する楔体１３であっても良いし、図５（ｂ）に示すように、３つの段差１３ｂ〜１３ｄの幅ｗ１〜ｗ３がそれぞれ異なる楔体１３を使用することも可能である。また、段差の数も４つや３つに限らず、複数であれば適宜に増減することができる。

次に、このように構成された射出成形機１による成形方法の一例を図６の工程図に基づいて説明する。なお、間隙設定手段１１の楔体１３としては、図４に示す楔体１３を使用した場合について説明する。先ず、所定の製品１６が得られる固定型７及び可動型９が配設されると共に、４隅に間隙設定手段１１が配設された金型３を射出成形機１の固定ダイブレート６と移動ダイプレート８に取り付けてセットする。このとき、間隙設定手段１１の楔体１３は４つの段差１３ｂ〜１３ｅを有し、この段差１３ｂ〜１３ｅに対応して、固定型７の表面７ａには前記段差７ｂ〜７ｄが形成されている。

この状態で、移動ダイプレート８に連結されている油圧シリンダー１０を作動させて、後退位置にある移動ダイプレート８を固定ダイプレート６側に前進させると共に油圧シリンダー１０の圧力を高めて、図７に示すように、金型３を型締め（Ｓ１）する。このとき、間隙設定手段１１の楔体１３は退去位置にあって、楔体１３の段差１３ｂ〜１３ｄが固定型７の段差７ｂ〜７ｄにそれぞれ当接すると共に、可動型９の表面９ａと固定型７の表面７ａとが密着した状態となっている。

そして、この状態で一次射出ユニット４を作動させて一次ゲート１４から図７の矢印ハの如く固定型７と可動型９の隙間（キャビティ）に一次成形樹脂を射出（Ｓ２）して一次成形する。一次成形が終了して射出完了信号が出力されると、油圧シリンダー１０が作動し、図８に示すように、移動ダイプレート８を後退、すなわちコアバック（Ｓ３）させる。このコアバック時のストロークは、間隙設定手段１１が固定型７と可動型９間に進退できる値に設定されており、この値は調整可能とされている。

次に、コアバックが完了してコアバック完了信号が出力されると、間隙設定手段１１の各油圧シリンダー１２が作動し、各楔体１３が幅ｗ、すなわち段差１３ｂ分だけ前進（Ｓ４）すると共に、移動ダイプレート８の油圧シリンダー１０が作動して型締めされてその圧力が高め（Ｓ５）られる。これにより、図９に示す状態となり、このとき、間隙設定手段１１の楔体１３は、前進することにより、最も低い段差１３ｂが固定型７の表面７ａに当接すると共に、段差１３ｃ〜１３ｅが固定型７の段差７ｂ〜７ｄにそれぞれ当接した状態となり、可動型９の表面９ａと固定型７の表面７ａ間に段差１３ｂ、７ｂの高さｈ１分の間隙１８が形成される。

この間隙１８が形成されると、キャビティ内の一次成形品１６ａの例えば所定の周囲に間隙が形成された状態となり、この状態で、二次射出ユニット５の油圧シリンダーを作動させて、二次成形樹脂を図９の矢印ニ如くキャビティ内に射出（Ｓ６）して二次成形する。これにより、一次成形品１６ａと二次成形品１６ｂとが２色成形され、この成形品を冷却（Ｓ７）した後に、図１０に示すように、型開き（Ｓ８）して楔体１３を初期位置に後退させると共に、型開きした金型３から矢印ホの如く製品１６を取り出す（Ｓ９）ことにより、成形作業が完了する。

つまり、金型３の４隅に進退可能な楔体１３を配設し、コアバック後に楔体１３を前進させて楔体１３の段差１３ｂ〜１３ｅにより可動型９と固定型７間に所定の間隙１８を形成し、この状態で型締めすると共に圧力を高めて二次成形を行うことにより、二次成形時の移動ダイプレート５の動きを防止できて、可動型９と固定型７の間隙を安定して保持できることになる。そして、可動型９と固定型７の間隙１８は、楔体１３の各段差１３ｂ〜１３ｅと固定型７の段差７ｂ〜７ｄの高さｈ１〜ｈ４によって、すなわち段差１３ｂ〜１３ｅに着脱可能に装着されたプレート１７の板厚等によって、製品１６の形態に応じて設定できることになる。

なお、前記固定型７に設けられる段差７ｂ〜７ｄは、楔体１３の段差１３ｂ〜１３ｅの形態に応じて設定されるが、固定型７の段差７ｂ〜７ｄに、楔体１３と同様のプレート１７を着脱可能に配設して両段差をそれぞれ対応させ、固定型７と可動型９間の間隙１８をより一層詳細に調整可能としても良い。また、射出成形機１に使用される一次成形樹脂としては、例えばＡＢＳ系が使用され、二次成形樹脂としてはＰＰ、オレフィン系等の樹脂が使用されるが、一次成形樹脂と二次成形樹脂は、その材料自体が異なるかあるいは材料は同一系であっても色（顔料）が異なる樹脂が使用されるようになっている。

このように、前記射出成形機１によれば、可動型９が配設された移動ダイプレート５を後退させてコアバックさせると共に型締めして二次成形する際に、可動型９と固定型７との間に固定ダイプレート４と移動ダイプレート５（すなわち固定型７と可動型９）の間隙１８を複数段階に設定可能な間隙設定手段１１を進退可能に配設しているため、型締め時に移動ダイプレートが二次成形時の射出圧力に耐え得る所定圧まで高めることで、間隙設定手段１１により両ダイプレート４、５間の間隙を所定に維持できて、金型３の型締め状態を安定化させて２色成形により製品１６を安定して成形することができる。

また、間隙設定手段１１が、金型３の４隅に配設された油圧シリンダー１２と、この油圧シリンダー１２の作動により固定型７と可動型９との間に進出可能な楔体１３で形成されているため、楔体１３をその進出動作で固定型７と可動型９間に確実に位置させることができて、間隙１８の設定を容易に行うことができる。特に、楔体１３が高さｈ１〜ｈ４の異なる複数の段差１３ｂ〜１３ｅを有すると共に、各段差１３ｂ〜１３ｅの高さｈ１〜ｈ４が調整可能に形成されていることから、楔体１３自体の構成を簡略化して安価に形成できると共に、楔体１３の各種高さの段差１３ｂ〜１３ｅで成形品１６の二次成形部分の各種厚さに対応できる等、金型３の汎用性を大幅に向上させることができる。

また、楔体１３が高さｈ１〜ｈ４の異なる複数の段差１３ｂ〜１３ｅを有する基台１３ａと、この基台１３ａの各段差１３ｂ〜１３ｅ上に着脱可能に装着されると共に焼入れされた所定板厚のプレート１７で形成されているため、所定板厚ｔのプレート１７を用意することにより、プレートの交換のみで固定型７と可動型９間の間隙調整が可能となり、二次成形品１６ｂの各種厚さに一層容易に対応できて金型３の汎用性を一層向上させることができると共に楔体１３の金型３への設置作業やプレート１７の交換作業等を簡単に行うことができて、成形作業の段取り等の作業効率の向上を図ることができる。また、楔体１３が階段形状に形成されているため、油圧シリンダー１２のストロークを短くすることができて、金型３自体の大きさを小さくしたり、その構成の一層の簡略化を図ることができる。

さらに、金型３の固定型７や可動型９の所定位置に間隙設定手段１１を配置することで対応できるため、構成簡易にして安価な金型構造を得ることができると共に、例えば既存の射出成形機や該射出成形機に使用されている金型に容易に付設することができて、設備投資額を抑え、結果として製品１６の成形コストを低減させることが可能となる。

なお、前記実施形態においては、間隙設定手段１１を金型３の平面視で４隅（４箇所）に配設したが、本発明はこれに限定されず、例えば製品１６が小形（小物）の場合は２箇所に配設したり大形（大物）の場合には６箇所以上に配設する等、その数は製品１６の形態等に応じて複数箇所の適宜に増減できる。また、前記実施形態においては、間隙設定手段１１の楔体１３の各段差１３ｂ〜１３ｅに焼入れされたプレート１７を着脱可能に配設したが、例えば楔体１３の基台１３ａの表面側である段差部分を直接焼入れ処理して段差表面に所定の硬度を持たせる構成としても良く、この場合は、所定高さの段差１３ｂ〜１３ｅを有する楔体１３自体を交換することで、各種製品１６の成形に対応することができる。さらに、前記実施形態における、射出成形機１自体の構成や、金型３の構成等は一例であって、本発明の各発明に係わる要旨を逸脱しない範囲において適宜の構成を採用することができる。

本発明は、サイドバイザー等の自動車用部品の２色成形に限らず、コアバックを使用して２色成形される全ての製品（成形品）に利用できる。

１・・・射出成形機、３・・・金型、４・・・一次射出ユニット、５・・・二次射出ユニット、６・・・固定ダイプレート、７・・・固定型、７ａ・・・表面、７ｂ〜７ｄ・・・段差、８・・・移動ダイプレート、９・・・可動型、９ａ・・・表面、１０・・・油圧シリンダー、１１・・・間隙設定手段、１２・・・油圧シリンダー、１３・・・楔体、１３ａ・・・基台、１３ｂ〜１３ｅ・・・段差、１４・・・一次ゲート、１５・・・二次ゲート、１６・・・製品（２色成形品）、１６ａ・・・一次成形品、１６ｂ・・・二次成形品、１７・・・プレート、１８・・・間隙。

Claims (6)

1. 成形機の固定ダイプレートに配設される固定型及び成形機の移動ダイプレートに配設される可動型からなる金型を備えて、２色成形可能な射出成形用金型において、
   前記移動ダイプレートが後退した状態で、前記金型を型締めし該金型間に二次成形樹脂を射出して二次成形する際に、前記可動型と固定型との間に進出して該固定型と可動型間の間隙を所定に設定可能な間隙設定手段を配設したことを特徴とする射出成形用金型。
2. 前記間隙設定手段は、前記金型の複数箇所に配設された駆動機構と、該駆動機構の作動により前記固定型と可動型との間に進出可能な楔体とで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
3. 前記楔体は、前記固定型と可動型間の間隙を複数に設定可能な高さの異なる複数の段差を有することを特徴とする請求項２に記載の射出成形用金型。
4. 前記楔体は、高さの異なる複数の段差を有する基台と、該基台の各段差上に着脱可能に装着されると共に焼入れされた所定板厚のプレートを有することを特徴とする請求項２または３に記載の射出成形用金型。
5. 固定型が配設された固定ダイプレートと、可動型が配設された移動ダイプレートと、前記固定型と可動型からなる金型間に一次成形樹脂を射出する一次射出ユニットと、前記金型間に二次成形樹脂を射出する二次射出ユニットと、を備えて２色成形可能な射出成形機において、
   前記移動ダイプレートを後退させた状態で、前記金型を型締めし該金型間に前記二次射出ユニットから二次成形樹脂を射出して二次成形する際に、前記可動型と固定型との間に駆動機構の作動により複数の段差を有する楔体を進出させて前記固定型と可動型間の間隙を所定に設定することを特徴とする射出成形機。
6. 固定型が配設された固定ダイプレートと、可動型が配設された移動ダイプレートと、前記固定型と可動型からなる金型間に一次成形樹脂を射出する一次射出ユニットと、前記金型間に二次成形樹脂を射出する二次射出ユニットとを備え、
   前記移動ダイプレートを前進させて型締めした状態で前記一次射出ユニットから金型間に一次成形樹脂を射出して一次成形する工程と、該一次成形の後に前記移動ダイプレートを後退させる工程と、該移動ダイプレートの後退後に固定型と可動型との間に駆動機構の作動により複数の段差を有する楔体を所定位置まで進出させる工程と、該楔体の進出後に前記移動ダイプレートを前進させて可動型を前記楔体を介し固定型に圧接して型締めする工程と、該型締めの後に前記二次射出ユニットから金型間に二次成形樹脂を射出して二次成形する工程と、該二次成形の後に前記移動ダイプレートを後退させて型開きすると共に前記楔体を可動型と固定型間から退去させる工程と、を備えることを特徴とする射出成形方法。

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