JP2010274463A - 多色成形品の成形方法、および成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多色成形品の軽量化と変形防止とを実現できる多色成形品の成形方法および成形装置の提供を図る。
【解決手段】補助キャビティ１２Ｃはトリムアッパー２の成形後、可動分割型１３を下動することにより該トリムアッパー２の端部下方に他方の分割キャビティ１２Ｂと連通して形成される。補助キャビティ１２Ｃに充填される溶融樹脂または該補助キャビティ１２Ｃで成形されたジョイント部４は、可動分割型１３に組込まれた超音波振動発生装置２０の作動により該可動分割型１３を介して超音波振動が付与され、以て、トリムアッパー２とジョイント部４とが超音波融着されて、２色の色違いのトリムアッパー２とトリムロア３とからなるドアトリム１が一体成形される。
【選択図】図２

Description

本発明は自動車のドアトリムに代表される車両用内装材を始めとして、各種の室内装飾に用いられる合成樹脂製の多色成形品の成形に利用して有効な多色成形品の成形方法および成形装置に関する。

車両用サイドドアのドアトリムの中には、図１に示すようにドアトリム１の略上半部のトリムアッパー２と、略下半部のトリムロア３とを、彩色を異ならせて配色構成することによって意匠効果を高められるようにしたものが知られている。

図５，図６は、このような多色成形品の一体成形に従来用いられている成形方法および成形装置を示している。

型締め，型開きされる一対の上型１０と下型１１の一方、例えば下型１１にはこれら上型１０と下型１１との間に形成されるキャビティ１２を複数の分割キャビティ１２Ａ，１２Ｂに隔成する可動分割型１３が設けられている。

この可動分割型１３はシリンダー機構１７によって上下動され、その上面の成形面１４は突出部１５を設けて多段に形成されている。

この可動分割型１３の下段の成形面１４ａは、図７に前記ドアトリム１の部分断面として示す多色成形品１の一方の成形品要素２の裏面を成形し、上段の成形面１４ｂは、該一方の成形品要素２に隣接する他方の成形品要素３の裏面を成形する。従って、該可動分割型１３は前記下段の成形面１４ａが下型１１の成形面１１ａと面一に整合する高さ位置で上昇移動規制され、上段の成形面１４ｂが下型１１の成形面１１ａと面一に整合する高さ位置で下降移動規制される。

前記上型１０の成形面１０ａには、前記多色成形品１の成形品要素２，３のパーティングラインを形成する略山形断面の成形突起１６が設けられている。

この成形突起１６は、前記可動分割型１３の上昇限位置で前記突出部１５の一側の斜面１５ａに密接することにより、該可動分割型１３との共働で前記キャビティ１２を分割キャビティ１２Ａと１２Ｂとに隔成するように構成されている。

図５に示すように、可動分割型１３をシリンダー機構１７によって上昇限位置まで移動し、キャビティ１２を分割キャビティ１２Ａ，１２Ｂに隔成した状態で一方の分割キャビティ１２Ａに所要の溶融樹脂を射出充填する。これにより、該分割キャビティ１２Ａで成形品１の一方の成形品要素２が成形される。

続いて、可動分割型１３をシリンダー機構１７によって図６に示すように下降限位置まで移動すると、前記一方の成形品要素２の端部下方には、他方の分割キャビティ１２Ｂに連通する補助キャビティ１２Ｃが形成される。

そこで、前記他方の分割キャビティ１２Ｂ側から該分割キャビティ１２Ｂおよび補助キャビティ１２Ｃに、前記一方の成形品要素２とは彩色の異なる所要の溶融樹脂を射出充填することにより、該分割キャビティ１２Ｂで前記一方の成形品要素２に隣接する他方の成形品要素３が成形され、補助キャビティ１２Ｃで該成形品要素３と連設されて前記一方の成形品要素２の端部と上下方向にオーバーラップしたジョイント部４が成形される。

これらジョイント部４と一方の成形品要素２とは、それらの境界面において前記補助キャビティ１２Ｃに充填される溶融樹脂の熱で融着される。

これにより、図７に示すように２色の色違いの成形品要素２と３がパーティングラインＰ・Ｌを境にして隣接した多色成形品１の一体成形が可能となる。
この類似技術は、例えば特許文献１に示されている。

特開２００８−１９４９８４号公報

前記従来の成形方法および成形装置では、前述のようにジョイント部４と一方の成形品要素２との接合は、該ジョイント部４の成形時における溶融樹脂の熱で相互に融着させて行わせるのであるが、前記一方の成形品要素２の成形とジョイント部４との成形にタイムラグが不可避的に生じて、一方の成形品要素２が分割キャビティ１２Ａを構成する成形面１０ａ，１１ａ，１４ａで冷却されることと、前記他方の分割キャビティ１２Ｂ側から射出充填された溶融樹脂が補助キャビティ１２Ｃに充満するまでの間に冷却されて温度降下が生じ、前記一方の成形品要素２とジョイント部４との境界面の温度を相互融着に必要な所定の温度に確保することが不可能なため、融着が不完全になる可能性がある。

そこで、このような融着不良を補うために、前記一方の成形品要素２とジョイント部４との上下方向のオーバーラップ長さＬ_１を拡大して、両者の接合面積を大きくとって接合強度を確保するようにしている。

この結果、前記ジョイント部４の延設長が大きくなって成形品重量が嵩んでしまうことはもとより、多色成形品１の型抜き後における前記ジョイント部４と一方の成形品要素２との融着接合部分と、成形品要素２，３の一般部分とで冷却サイクルが大きく異なって、前記融着接合部分を起点とする変形が生じる可能性がある。

そこで、本発明は一方の成形品要素とジョイント部とのオーバーラップ長さを短くして接合強度を確保することが可能で、多色成形品の軽量化と変形防止とを実現することができる多色成形品の成形方法および成形装置を提供するものである。

本発明の成形方法にあっては、上型と下型との間に形成されるキャビティを可動分割型により複数の分割キャビティに隔成する工程と、隣接する一方の分割キャビティに溶融樹脂を充填して、隣接する一方の成形品要素を成形する工程と、前記可動分割型を上下方向に移動して、前記一方の成形品要素における該可動分割型に対応した部分の下方または上方に、隣接する他方の分割キャビティに連通する補助キャビティを形成する工程と、前記他方の分割キャビティと補助キャビティに前記一方の成形品要素とは異なる彩色の溶融樹脂を充填して、該一方の成形品要素と隣接する他方の成形品要素と、該一方の成形品要素の一部と上下方向にオーバーラップするジョイント部と、を連設成形する工程と、超音波振動発生装置により前記可動分割型を介して前記補助キャビティに充填される溶融樹脂、または該補助キャビティで成形されたジョイント部に超音波振動を付与して、前記ジョイント部と一方の成形品要素の一部とを超音波融着する工程と、を含むことを主要な特徴としている。

また、本発明の成形装置にあっては、型締め，型開きされる一対の上型および下型と、前記上型および下型の少くとも一方に設けられて、これら上型と下型とで形成されるキャビティを複数の分割キャビティに隔成可能で、かつ、上下方向の移動により、隣接する一方の分割キャビティで成形される一方の成形品要素の下方または上方に、隣接する他方の分割キャビティに連通する補助キャビティを形成可能な可動分割型と、該可動分割型に設けられて、前記一方の成形品要素の成形後に、補助キャビティに充填される溶融樹脂、または該補助キャビティで成形されるジョイント部に超音波振動を付与する超音波振動発生装置と、を備えたことを主要な特徴としている。

前記補助キャビティは、一方の分割キャビティで一方の成形品要素の成形後に、可動分割型を離間方向に移動することによって、該一方の成形品要素と可動分割型との間に形成される。これに続いて他方の分割キャビティとこの補助キャビティには、前記一方の成形品要素とは彩色の異なる溶融樹脂が充填されて、他方の成形品要素とジョイント部とが連設して成形されるが、可動分割型は前記超音波振動発生装置により前記他方の分割キャビティおよび補助キャビティに溶融樹脂が充填される前から振動され、もしくは補助キャビティで溶融樹脂が固化してジョイント部が成形された状態で振動される。

本発明の成形方法および成形装置によれば、一方の成形品要素とジョイント部とは超音波融着されるため、溶融樹脂の温度に左右されることなくこれら一方の成形品要素とジョイント部とを確実に接合することができて接合強度を高めることができる。

これにより、ジョイント部の延設長を従来のように長めに設定して接合面積を拡大する必要がなく、該ジョイント部の延設長を可及的に短く設定することが可能となる。

この結果、軽量で、かつ、冷却サイクルの差に起因する前記接合部分を起点とする変形を抑制できて、成形品質の高い多色成形品を成形することができる。

本発明により成形される多色成形品の一例として示すドアトリムの側面図。 本発明に係る成形装置の一実施形態の要部を示す断面説明図。 図２に示した成形装置により一方の成形品要素を成形した状態を示す断面説明図。 図２，図３に示した成形装置により成形された多色成形品の要部を示す断面図。 従来の成形装置を示す図２と同様の断面説明図。 従来の成形装置を示す図３と同様の断面説明図。 従来の成形装置により成形された多色成形品の要部を示す断面図。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に前記従来の構成と同一部分に同一符号を付して詳述する。

図２，図３は本発明の成形方法に用いられる成形装置の一実施形態を示している。

本実施形態では、一例として図１に示すように彩色の異なるトリムアッパー２とトリムロア３とからなるドアトリム１を一体成形する場合について述べるものとし、以下、多色成形品をドアトリムと称し、一方の成形品要素をトリムアッパー、および他方の成形品要素をトリムロアと称する。

図２，図３に示す成形装置は、型締め，型開きされる一対の上型１０と下型１１、およびこれら上型１０と下型１１との間に形成されるキャビティ１２を複数の分割キャビティ１２Ａ，１２Ｂに分割する可動分割型１３を備えている。

この可動分割型１３は、前記上型１０と下型１１の少くとも一方、例えば下型１１にシリンダー機構１７によって上下動可能に配設されている。

前記可動分割型１３の上面の成形面１４は、突出部１５を設けて多段に形成されている。

この可動分割型１３の下段の成形面１４ａは、図４に部分断面として示すドアトリム（多色成型品）１のトリムアッパー（一方の成形品要素）２の裏面を成形し、上段の成形面１４ｂは該トリムアッパー２の下側に隣接するトリムロア（他方の成形品要素）３の裏面を成形する。

このため、前記可動分割型１３は前記下段の成形面１４ａが下型１１の成形面１１ａと面一に整合する高さ位置で上昇移動規制され、上段の成形面１４ｂが下型１１の成形面１１ａと面一に整合する高さ位置で下降移動規制される。

前記上型１０の成形面１０ａには、前記ドアトリム１のトリムアッパー２とトリムロア３とのパーティングラインＰ・Ｌを形成する略山形断面の成形突起１６が設けられている。

この成形突起１６は、前記可動分割型１３の上昇限位置で前記突出部１５の一側の斜面１５ａに密接することにより、該可動分割型１３との共働で前記キャビティ１２を分割キャビティ１２Ａと１２Ｂとに隔成するように構成されている。

そして、前記可動分割型１３は、前記一方の分割キャビティ１２Ａで前記トリムアッパー２を成形した後、続いて前記下降限位置まで移動することにより、トリムアッパー２の一側端部の下方に、隣接する他方の分割キャビティ１２Ｂに連通する補助キャビティ１２Ｃを形成可能とされている。

以上に述べた基本的構成は、図５，図６に示した前記従来の構造と同様である。

ここで、本実施形態にあっては、前記可動分割型１３には、前記一方の分割キャビティ１２Ａでのトリムアッパー２の成形後に補助キャビティ１２Ｃに充填される溶融樹脂、または該補助キャビティ１２Ｃで成形されるジョイント部（図４参照）４に超音波振動を付与する超音波振動発生装置２０が内蔵されている。

この超音波振動発生装置２０は、ホーン２１とブースター２２とコンバータ２３とがこの順に組付けられた公知のものが用いられている。

前記可動分割型１３には部分的に開窓部１３ａが設けられ、前記超音波振動発生装置２０は前記ホーン２１を上にしてこの開窓部３ａ内に挿入配置され、該開窓部３ａの上下面にねじ込みあるいは固定ボルト等、適宜の締結手段（図示省略）により固定されている。

次に、以上の構成からなる成形装置を用いて、図４に示す多色構成のドアトリム１を一体成形する手順（方法）について述べる。

先ず、上型１０と下型１１とを型締めしてこれら上型１０と下型１１との間にキャビティ１２を形成する。

次に、可動分割型１３をシリンダー機構１７により上限位置まで移動すると、図２に示すように該可動分割型１３の下段の成形面１４ａが下型１１の成形面１１ａと面一に整合すると共に、突出部１５の一側の斜面１５ａが上型１０の略山形断面の成形突起１６の一側面に密接し、これにより前記キャビティ１２が分割キャビティ１２Ａ，１２Ｂに隔成される。

次いで、一方の分割キャビティ１２Ａに所要の彩色の溶融樹脂を図外のゲートから射出充填し、該溶融樹脂が冷却固化することにより該分割キャビティ１２Ａでトリムアッパー２が成形される。

続いて、前記可動分割型１３をシリンダー機構１７により下降限位置まで移動すると、該可動分割型１３の突出部１５の上面で形成する上段の成形面１４ｂが下型１１の成形面１１ａと面一に整合すると共に、該可動分割型１３の前記下段の成型面１４ａがトリムアッパー２の端部の下面（裏面）から離間して、図３に示すように該トリムアッパー２の端部下方に他方の分割キャビティ１２Ｂに連通する補助キャビティ１２Ｃが形成される。

そこで、前記他方の分割キャビティ１２Ｂに図外のゲートから前記トリムアッパー２とは彩色の異なる溶融樹脂を射出充填すると、該溶融樹脂は前記補助キャビティ１２Ｃにまで充満し、これら分割キャビティ１２Ｂと補助キャビティ１２Ｃでトリムロア３とジョイント部４とが連設成形されることになる。

ここで、前記補助キャビティ１２Ｃに異なる彩色の溶融樹脂が充填されることで、その保有熱で前記トリムアッパー２の端部下面とジョイント部４の上面との熱融着が期待されるが、ジョイント部４の冷却固化後に前記超音波振動発生装置２０を作動することにより、可動分割型１３を介してジョイント部４に超音波振動が付与され、該ジョイント部４の上面とトリムアッパー２の下面とが超音波融着され、これらジョイント部４とトリムアッパー２の端部との接合が確実に行われる。

そして、上型１０と下型１１とを型開きして、図外のエジェクタピンにより型抜きを行うことにより、図４に示すように２色の色違いのトリムアッパー２とトリムロア３とがパーティングラインＰ・Ｌを境にして隣接した多色構成のドアトリム１が得られる。

前述のドアトリム１の成形方法では、超音波振動発生装置２０をジョイント部４の冷却固化後に作動して、該ジョイント部４とトリムアッパー２との超音波融着を行わせるようにしているが、前記他方のキャビティ１２Ｂおよび補助キャビティ１２Ｃに溶融樹脂が射出充填される直前から該超音波振動発生装置２０を作動し、補助キャビティ１２Ｃに充填される溶融樹脂に可動分割型１３を介して超音波振動を付与して、前記トリムアッパー２とジョイント部４との超音波融着を行わせるようにしてもよい。

以上のように本実施形態の成形方法および成形装置によれば、一方の成形品要素であるトリムアッパー２とジョイント部４とは、上型１０と下型１１とによる型成形の過程で可動分割型１３内に組込まれた超音波振動発生装置２０の作動により超音波融着されるため、溶融樹脂の温度に左右されることなくこれらトリムアッパー２とジョイント部４とを確実に接合することができて接合強度を高めることができる。

これにより、ジョイント部４の延設長を短くして、該ジョイント部４とトリムアッパー２との上下方向のオーバーラップ長さＬ_２を図４に示す如く可及的に短く設定することが可能となる。

この結果、軽量で、かつ、冷却サイクルの差に起因する前記接合部分を起点とする変形を抑制できて、成形品質の高い多色構成のドアトリム１を成形することができる。

前記実施形態では、２色の色違い構成のドアトリム１の成形に関して詳述したが、３色以上の色違い構成のドアトリム１の成形も可能である。

また、本発明は前記ドアトリム１の成形に限定されるものではなく、各種の合成樹脂成形品の成形に利用できることは勿論である。

１…ドアトリム（多色成形品）
２…トリムアッパー（一方の成形品要素）
３…トリムロア（他方の成形品要素）
４…ジョイント部
１０…上型
１１…下型
１２…キャビティ
１２Ａ…一方の分割キャビティ
１２Ｂ…他方の分割キャビティ
１２Ｃ…補助キャビティ
１３…可動分割型
２０…超音波振動発生装置

Claims (2)

1. 上型と下型との間に形成されるキャビティを可動分割型により複数の分割キャビティに隔成する工程と、
   隣接する一方の分割キャビティに溶融樹脂を充填して、隣接する一方の成形品要素を成形する工程と、
   前記可動分割型を上下方向に移動して、前記一方の成形品要素における該可動分割型に対応した部分の下方または上方に、隣接する他方の分割キャビティに連通する補助キャビティを形成する工程と、
   前記他方の分割キャビティと補助キャビティに前記一方の成形品要素とは異なる彩色の溶融樹脂を充填して、該一方の成形品要素と隣接する他方の成形品要素と、該一方の成形品要素の一部と上下方向にオーバーラップするジョイント部と、を連設成形する工程と、
   超音波振動発生装置により前記可動分割型を介して前記補助キャビティに充填される溶融樹脂、または該補助キャビティで成形されたジョイント部に超音波振動を付与して、前記ジョイント部と一方の成形品要素の一部とを超音波融着する工程と、を含むことを特徴とする多色成形品の成形方法。
2. 型締め，型開きされる一対の上型および下型と、
   前記上型および下型の少くとも一方に設けられて、これら上型と下型とで形成されるキャビティを複数の分割キャビティに隔成可能で、かつ、上下方向の移動により、隣接する一方の分割キャビティで成形される一方の成形品要素の下方または上方に、隣接する他方の分割キャビティに連通する補助キャビティを形成可能な可動分割型と、
   該可動分割型に設けられて、前記一方の成形品要素の成形後に補助キャビティに充填される溶融樹脂、または該補助キャビティで成形されるジョイント部に超音波振動を付与する超音波振動発生装置と、を備えたことを特徴とする多色成形品の成形装置。

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