JP2018192765A - 可動コアを備えた２色成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】１次成形の樹脂と２次成形用の樹脂とが積層されている複雑な形状の２色成形品を成形できる金型を提供する。
【解決手段】可動コア（１５）を備えた２色成形用金型（１）を対象とする。金型（７）には段差プレート（１６）を設ける。段差プレート（１６）の表面と可動コア（１５）の後端面（１７）には、それぞれ帯状の山部（２０、２２）と帯状の谷部（２１、２３）とを等ピッチで複数組並行に形成する。段差プレート（１６）を第１のスライド位置にすると、段差プレート（１６）と可動コア（１５）の山部（２０、２２）同士が当接して可動コア（１５）の後退が規制される。１次成形により樹脂を射出する。段差プレート（１６）を第２のスライド位置にすると段差プレート（１６）と可動コア（１５）の後端面（１７）とが谷部（２１、２３）と山部（２０、２２）とで噛み合い状態になり可動コア（１５）が後退する。２次成形により樹脂を射出して２色成形品を成形する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、キャビティ内で進退自在な可動コアを備え、１次成形で第１の樹脂を射出し、その後可動コアを後退させて２次成形用のキャビティを形成し、２次成形で第２の樹脂を射出して２種類の樹脂からなる２色成形品を成形する２色成形用金型に関するものである。

型締めされた金型に溶融樹脂を射出して成形品を得る射出成形は、色々な成形品を得ることができ、例えば２種類の樹脂からなる２色成形品を成形することができる。２色成形品を成形する成形方法は色々ある。例えば、予め第１の樹脂によって成形された１次成形品を所定の金型にインサートして第２の樹脂を射出して一体化するインサート成形によっても２色成形品を成形することができるし、スライド金型を使用するいわゆるダイ・スライド・インジェクション法によっても２色成形品を成形することができる。また特許文献１に記載されているように、進退自在な可動コアを備えた金型によっても２色成形品を成形することができる。

特開平５−３４７０８１号公報

進退自在な可動コアを備えた金型によって２色成形品を成形する方法を図６によって説明する。説明の対象とする２色成形品は、図６の（ア）、（イ）に示されている容器用の樹脂製の蓋５０であり、蓋５０は硬質材からなる蓋本体５１と、軟質材からなるシール５２とからなる。この２色成形品の蓋５０の成形用金型５３、５４が、図６の（ウ）に示されている。固定盤５５に設けられている固定側金型５４には、パーティング面に蓋５０の外周面が形成される円筒状の凹部５６が形成されており、背面に第１、２の射出装置５８、５９のノズルがタッチしている。可動側金型５３は可動盤６０に設けられ、そのパーティング面には凸部６１が形成されている。凸部６１には、その中央に円筒状の穴が明けられており、この円筒状の穴内で可動コア６３が摺動自在にスライドするようになっている。可動側金型５３の内部には、可動コア６３を駆動する油圧シリンダ６４が設けられている。油圧シリンダ６４を駆動して可動コア６３を前進させ、図６の（エ）に示されているように、金型５３、５４を型締めする。そうするとコア６３はその頭部が凹部５６に当接し、金型５３、５４内に１次成形用のキャビティが形成される。第１の射出装置５８から射出する。冷却固化を待って油圧シリンダ６４を駆動してコア６３を待避させる。可動コア６３を待避したことにより２次成形用のキャビティが形成される。図６の（オ）に示されているように第２の射出装置５９から射出する。そうすると、図６の（ア）、（イ）に示されている蓋５０が得られる。

図６の（ウ）に示されているような、可動コアを備えた金型を使用すれば、２色成形品を成形することはできる。しかしながら成形できる２色成形品の形状には制約がある。可動コアを前進させた位置で実施する１次成形においては、可動コアに射出圧が作用しないようにしなければならないからである。つまり、図６の（エ）に示されているように、１次成形においては可動コア６３を凹部５６に当接させ、それによって可動コア６３に射出圧が作用しないようにしている。可動コア６３に射出圧が作用すると、油圧によっては可動コア６３の位置を維持できなくなるからである。このように１次成形において可動コア６３を一方の金型に当接させなければならないので、１次成形により射出される樹脂には可動コア６３によって貫通孔が形成されることになり、２次成形において射出される樹脂によってこの貫通孔が塞がれることになる。つまり成形できる２色成形品の形状には制約が生じる。例えば、図６の（ア）に示されている蓋５０を変形して、硬質材からなる蓋本体５１に貫通孔を形成させず、軟質材からなるシール５２を蓋本体５１に積層するような２色成形品は成形できない。

本発明は、上記したような問題点を解決した２色成形品の成形用金型を提供することを目的とし、１次成形の樹脂と２次成形用の樹脂とが積層されている複雑な形状の２色成形品であっても成形できる、２色成形品の成形用金型を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、キャビティ内において進退する可動コアを備えた２色成形用金型を対象とする。金型には金型内でスライドされる段差プレートを設ける。段差プレートの表面と可動コアの後端面には、それぞれ帯状の山部と帯状の谷部とを等ピッチで複数組並行に形成する。第１の樹脂を射出する１次成形は段差プレートを第１のスライド位置にして実施する。このとき、段差プレートと可動コアの山部同士が当接して可動コアの後退が規制される。第２の樹脂を射出する２次成形は段差プレートを第２のスライド位置にして実施する。このとき段差プレートの山部と谷部は可動コアの谷部と山部にそれぞれ対応して噛み合い状態になり可動コアが後退することになる。これによって第１、２の樹脂が積層状態になる２色成形品を成形できる。

かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、キャビティ内において進退する可動コアを備え、第１の樹脂を射出する１次成形は前記可動コアが第１のコア位置に維持されるようにして実施し、第２の樹脂を射出する２次成形は前記可動コアが第２のコア位置に後退するようにして実施し、第１、２の樹脂が一体化した２色成形品を成形するようになっている金型であって、前記金型には前記金型内でスライドする所定の段差プレートが設けられ、前記段差プレートの表面と前記可動コアの後端面には、それぞれ帯状の山部と帯状の谷部とが等ピッチで複数組並行に形成されており、前記段差プレートを第１のスライド位置にスライドすると、前記段差プレートと前記可動コアのそれぞれの前記山部同士が当接し、それによって前記可動コアは後退が規制されて前記第１の位置に維持され、第２のスライド位置にスライドすると、前記段差プレートの前記山部は前記可動コアの前記谷部に前記可動コアの前記山部は前記段差プレートの前記谷部にそれぞれ対応して噛み合い状態になり、それによって前記可動コアが前記第２のコア位置に後退するようになっていることを特徴とする２色成形用金型として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の２色成形用金型において、前記段差プレートの前記山部と前記可動コアの前記山部は、断面形状が矩形または台形に形成されていることを特徴とする２色成形用金型として構成される。

以上のように、本発明は、キャビティ内において進退する可動コアを備え、第１の樹脂を射出する１次成形は可動コアが第１のコア位置に維持されるようにして実施し、第２の樹脂を射出する２次成形は可動コアが第２のコア位置に後退するようにして実施し、第１、２の樹脂が一体化した２色成形品を成形するようになっている金型を対象としている。そして本発明によると、金型には金型内でスライドする所定の段差プレートが設けられ、段差プレートの表面と可動コアの後端面には、それぞれ帯状の山部と帯状の谷部とが等ピッチで複数組並行に形成されている。段差プレートを第１のスライド位置にスライドすると、段差プレートと可動コアのそれぞれの山部同士が当接し、それによって可動コアは後退が規制されて第１の位置に維持され、第２のスライド位置にスライドすると、段差プレートの山部は可動コアの谷部に可動コアの山部は段差プレートの谷部にそれぞれ対応して噛み合い状態になり、それによって可動コアが第２のコア位置に後退するようになっている。そうすると、１次成形を実施する第１のコア位置に可動コアがあるときに可動コアに射出圧が作用しても、段差プレートと可動コアの山部同士が当接して可動コアは後退が規制されることが保証される。つまり可動コアの頭部に所定の肉厚で樹脂を射出することができる。そして所定肉厚で第１の樹脂が射出された部分に、２次成形において可動コアを第２のコア位置に後退させて第２の樹脂を射出するようになっているので、第１、２の樹脂が積層された複雑な形状の２色成形品を成形できる。そして、第１のスライド位置と第２のスライド位置は、山部と山部のピッチの１／２だけずれるようにすればよい。そうすると段差プレートをスライドさせるための空間は小さくて済むし、段差プレートを駆動するアクチュエータも小型化できる。つまり２色成形用金型を安価に提供できるという効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る成形方法で成形される２色成形品を示す図で、その（ア）は２色成形品の斜視図、その（イ）は（ア）において断面Ｘ−Ｘ’で切断した２色成形品の側面断面図である。 本発明の実施の形態に係る金型と射出装置の一部を示す図で、金型はその断面を、射出装置はその一部を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る金型によって２色成形品を成形する方法を模式的に示す図で、その（ア）〜（ウ）は各工程における金型の正面断面図である。 本発明の実施の形態に係る金型によって２色成形品を成形する方法を模式的に示す図で、その（ア）〜（エ）は各工程における金型の正面断面図である。 本発明の実施の形態に係る金型によって２色成形品を成形する方法を模式的に示す図で、その（ア）、（イ）は各工程における金型の正面断面図である。 従来例を示す図で、その（ア）は成形対象である積層成形品を示す斜視図、その（イ）はその（ア）において断面Ｚ−Ｚ’で切断した積層成形品の断面図、その（ウ）は積層成形用金型の正面断面図、その（エ）、（オ）は積層成形品を成形する各段階を示す積層成形用金型の正面断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係る成形方法によって成形する２色成形品は、スマートフォンのカバーＣであり、図１の（ア）、（イ）に示されている。カバーＣは第１の樹脂からなるカバー本体部Ｃ１と、色違いの第２の樹脂からなるカバー平板部Ｃ２とから構成されている。カバー本体部Ｃ１は、周縁部が一方向に所定高さで立上がって湾曲しており、この立上がり部Ｔがスマートフォンをその側部において把持するようになっている。この把持によってカバーＣがスマートフォンに装着される。カバー本体部Ｃ１の中央は長方形状にくり抜かれており、くり抜かれた部分の近傍は薄肉に形成されている。つまり薄肉の段部Ｄが形成されている。カバー平板部Ｃ２は平板状に形成されているが、この段部Ｄにおいて第１、２の樹脂が積層されており、これによってカバー本体部Ｃ１とカバー平板部Ｃ２とがしっかりと融着され、剥離しにくくなっている。

カバーＣを成形する本実施の形態に係る２色成形品の成形用金型１を説明する。本実施の形態に係る金型１は、図２に示されているように、射出成形機２の固定盤３に設けられている固定側金型５と、可動盤６に設けられている可動側金型７とから構成されている。射出成形機２には第１、２の射出装置９、１０が設けられており、それぞれから第１、２の樹脂が射出されるようになっている。第１、２の射出装置９、１０の射出ノズルは、それぞれ固定側金型５の背面のスプルに当接している。

本実施の形態において可動側金型７は、可動側受板１２と可動側型板１３とからなる。図２には示されていないが可動側受板１２と可動側型板１３の間にはバネが設けられており、型開しているときはバネ付勢により可動側受板１２に対して可動盤型板１３は所定の間隔だけ浮上がり、型締めされるとバネが圧縮されて可動側受板１２と可動側型板１３とが密着するようになっている。このような可動側型板１３には、中央部において貫通孔つまりくり抜きが形成され、このくり抜きに可動コア１５が進退自在に設けられている。

本実施の形態に係る成形用金型１は、可動コア１５が２段階で移動するようになっていて、それぞれの移動位置つまり第１、２のコア位置において可動コア１５の後退が規制される点に特徴がある。後退が規制されるので可動コア１５に射出圧が作用してもその位置が維持されるようになっている。このような可動コア１５の動作を可能にしている機構は、所定の段差プレート１６と、コア側段差部１７と、段差プレート１６をスライドするピストンシリンダユニット１８とからなる。段差プレート１６は板状を呈し、その裏面が可動側受板１２に接し、スライド自在になっている。つまり可動側金型７のパーティングラインと並行にスライドされるようになっている。この段差プレート１６の表面には、図２の紙面の深さ方向に伸びる帯状の山部２０、２０、…と帯状の谷部２１、２１、…とが交互に等ピッチで複数組並行に形成されている。これらの山部２０、２０、…は断面形状が同一の矩形になっていてその高さも一定になっている。コア側段差部１７は可動コア１５の後端部に固着されている部材であり、可動コア１５の後端面に対応する面、つまり段差プレート１６と対向する面に、同様の帯状の山部２２、２２、…と谷部２３、２３、…とが形成されている。つまり同一のピッチで同様の高さで山部２２、２２、…と谷部２３、２３、…とが形成されている。段差プレート１６とコア側段差部１７のそれぞれの山部２０、２２、…同士が当接するとき、可動コア１５は前進した第１のコア位置になり、段差プレート１６をピッチの１／２だけスライドさせると段差プレート１６とコア側段差部１７の山部２０、２０、…と谷部２１、２２、…とが対向し、これらが噛み合うとき、可動コア１５は後退した第２のコア位置になる。このようなコア側段差部１７と可動コア１５はバネ体２５、２５によって後退方向に付勢されている。しかしながら可動側型板１３にはコア側段差部１７を係止する係止部２７が形成されているので、コア側段差部１７は係止部２７に係止されて可動コア１５の後退量は制限される。

可動側金型７のパーティングラインには、可動コア１５の周囲に第１の凹部３０が形成されている。この第１の凹部３０に対応するように、固定側金型５のパーティングラインにも第２の凹部３１が形成されている。これら第１、２の凹部３０、３１は１次成形によってカバー本体部Ｃ１を成形するための凹部である。ところで、この第２の凹部３１は、所定高さの中央台状部３２の周囲を囲むように形成されている。１次成形においては可動コア１５はこの中央台状部３２に当接するようになっているが、中央台状部３２は可動コア１５より小面積になっている。この面積差によってカバー本体部Ｃ１に図１に示されているような薄肉の段部Ｄが形成されることになる。なお図２には示されていないが、突出機構が固定側金型５に設けられ、成形品を突出すようになっている。

本実施の形態に係る成形用金型１によって、２色成形品であるカバーＣを成形する方法を説明する。まず図３の（ア）に示されているように、成形用金型１を型開する。そうすると図に示されていないバネにより付勢されて可動側受板１２から可動側型板１３が所定の高さだけ浮く。コア側段差部１７と可動コア１５はバネ体２５、２５により後退するが前述したように後退量は規制される。そうすると段差プレート１６とコア側段差部１７は所定の隙間が確保された状態で離間する。ピストンシリンダユニット１８を駆動して段差プレート１６を第１のスライド位置にスライドする。第１のスライド位置においては、段差プレート１６とコア側段差部１７のそれぞれの山部２０、２２、…同士が対向する。この状態で型締めする。そうすると、図３の（イ）に示されているように、固定側金型５と可動側金型７が型閉じし、可動側金型７の可動側受板１２と可動側型板１３が密着し、段差プレート１６とコア側段差部１７のそれぞれの山部２０、２２、…同士が当接してコア側段差部１７と可動コア１５とがわずかに前進する。そうすると可動コア１５の上面のうち中心部が固定側金型５の中央台状部３２に当接し、中心部の周囲１５ａは露出する。すなわち第１のコア位置になり、１次成形用のキャビティ３５が構成される。図３の（ウ）に示されているように、１次成形により第１の射出装置９から第１の樹脂を射出し、キャビティ３５に充填する。このとき可動コア１５の露出部１５ａに樹脂圧が作用するが、段差プレート１６とコア側段差部１７のそれぞれの山部２０、２２同士が当接しているのでコア側段差部１７と可動コア１５の後退が規制される。第１の樹脂により１次成形品であるカバー本体部Ｃ１が成形される。

カバー本体部Ｃ１が冷却・固化したら、図４の（ア）に示されているように、成形用金型１をわずかに型開きする。わずかに型開きすると、固定側金型５と可動側型板１３は型閉じが維持された状態で、可動側受板１２から可動側型板１３が所定の間隔だけ浮く。そうすると段差プレート１６とコア側段差部１７とが離間し、コア側段差部１７と可動コア１５がバネ体２５、２５の付勢により後退する。図４の（イ）に示されているように、ピストンシリンダユニット１８を駆動して段差プレート１６を第２のスライド位置にスライドする。そうすると、段差プレート１６の山部２０、２０、…とコア側段差部１７の谷部２３、２３、…とが整合し、段差プレート１６の谷部２１、２１、…とコア側段差部１７の山部２２、２２、…とが整合する。なお、第２のスライド位置は、第１のスライド位置に対して山部２０、２０、…のピッチの１／２だけずらすようにするのが最適であるが、ピッチの３／２、５／２等、ずらすようにしてもよい。

この状態で成形用金型１を型締めすると、図４の（ウ）に示されているように可動側金型７では可動側型板１３が可動側受板１２に密着する。このとき、段差プレート１６とコア側段差部１７とがそれぞれ山部２０、２２、…と谷部２１、２３、…とが噛み合う。コア側段差部１７と可動コア１５は段差プレート１６によって押されてわずかに前進する。すなわち可動コア１５は第２のコア位置になり、２次成形用のキャビティ３６が形成される。図４の（エ）に示されているように、２次成形を実施する。すなわち第２の射出装置１０から第２の樹脂を射出して、カバー平板部Ｃ２を形成する。このとき射出圧が可動コア１５に作用するが、プレート１６とコア側段差部１７とがそれぞれ山部２０、２２、…と谷部２１、２３、…において噛み合っているので可動コア１５の後退が規制される。カバー本体部Ｃ１とカバー平板部Ｃ２は融着してカバーＣが形成される。

成形用金型１を型開きする。そうすると図５の（ア）に示されているように、カバーＣが固定側金型５に残された状態で固定側金型５と可動側金型７が型開きされる。このとき図に示されていないバネによって、可動側受板１２に対して可動側型板１３が所定の間隔を空けて浮上がる。段差プレート１６とコア側段差部１７の噛み合いが解除され、これらが離間し、そしてコア側段差部１７と可動コア１５がバネ体２５、２５による付勢で後退する。図に示されていない突出装置を駆動すると、図５の（イ）に示されているように、カバーＣが固定側金型５から脱型される。以下同様にして２色成形品のカバーＣを成形する。

本実施の形態に係る成形用金型１は色々な変形が可能である。例えば、段差プレート１６やコア側段差部１７に形成されている山部２０、２２、…は断面形状が矩形であるように説明したが、台形状になっていてもよい。台形状になっていると、噛み合わせが滑らかになるという効果が得られる。他の変形も可能であり、コア側段差部１７と可動コア１５は同一の部材から構成されていてもよい。可動コア１５が採る第１、２のコア位置についても変形が可能である。本実施の形態においては第１のコア位置にあるとき、可動コア１５の上面のうち中央部が固定側金型５に当接するようになっているが、当接しないようにすることもできる。そうすると、可動コア１５を第１のコア位置にして１次成形をすると所定の肉厚の第１の樹脂が形成され、第２のコア位置に後退して２次成形をするとその上に第２の樹脂が積層されることになるので、積層される範囲が広範囲になる。

１ 成形用金型 ２ 射出成形機
３ 固定盤 ５ 固定側金型
６ 可動盤 ７ 可動側金型
９ 第１の射出装置 １０ 第２の射出装置
１２ 可動側受板 １３ 可動側型板
１５ 可動コア １６ 段差プレート
１７ コア側段差部 １８ ピストンシリンダユニット
２０ 山部 ２１ 谷部
２２ 山部 ２３ 谷部
２５ バネ体 ３５ キャビティ
３６ キャビティ
Ｃ カバー Ｃ１ カバー本体部
Ｃ２ カバー平板部

Claims (2)

1. キャビティ内において進退する可動コアを備え、第１の樹脂を射出する１次成形は前記可動コアが第１のコア位置に維持されるようにして実施し、第２の樹脂を射出する２次成形は前記可動コアが第２のコア位置に後退するようにして実施し、第１、２の樹脂が一体化した２色成形品を成形するようになっている金型であって、
   前記金型には前記金型内でスライドする所定の段差プレートが設けられ、前記段差プレートの表面と前記可動コアの後端面には、それぞれ帯状の山部と帯状の谷部とが等ピッチで複数組並行に形成されており、
   前記段差プレートを第１のスライド位置にスライドすると、前記段差プレートと前記可動コアのそれぞれの前記山部同士が当接し、それによって前記可動コアは後退が規制されて前記第１の位置に維持され、第２のスライド位置にスライドすると、前記段差プレートの前記山部は前記可動コアの前記谷部に前記可動コアの前記山部は前記段差プレートの前記谷部にそれぞれ対応して噛み合い状態になり、それによって前記可動コアが前記第２のコア位置に後退するようになっていることを特徴とする２色成形用金型。
2. 請求項１に記載の２色成形用金型において、前記段差プレートの前記山部と前記可動コアの前記山部は、断面形状が矩形または台形に形成されていることを特徴とする２色成形用金型。

Images