JP2938922B2 - 加飾シートで被覆された合成樹脂製品の成形方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は加飾シートで被覆された合成樹脂製品の成形
方法及びその装置に関するものである。

＜従来の技術＞ 合成樹脂製成形品を射出成形すると同時に表面をシー
ト材で被覆する成形方法として、例えば特公昭55−2597
2号公報に開示されたものが知られている。

この方法では、予備加熱されたシート材を第１金型部
片と第２金型部片によって成形品製造可能面積だけを打
ち抜くと同時に、打ち抜いた部分を第１金型部片と第２
金型部片とで固定し、次いで打ち抜いた部分を第１金型
部片のキャビティの形状に応じて真空成形し、次いで第
１金型部片と第２金型部片を第３金型部片と型締めして
から溶融樹脂を射出し、表面をシート材で被覆した合成
樹脂製成形品を成形する。

また、別の成形方法として例えば特開昭63−128917号
公報に開示された方法が知られている。

この方法では、雌金型のキャビティを覆う位置に絵柄
付きシート材を位置決めした後、加熱板を該雌金型と対
向する位置に移動し、次いで該加熱板を雌金型に押し付
けて、絵柄付きシート材を加熱板と雌金型とで挟持固定
し、次いで加熱板により絵柄付きシート材を加熱軟化さ
せて、該シート材を雌金型のキャビティの内面に沿うよ
うに圧空成形又は真空成形し、次いで加熱板を待機位置
に退避させ、次いで雌金型を雄金型と合体させて溶融樹
脂を射出し、この後雄型又は雌型に設けた刃部により絵
柄付きシート材から合成樹脂製成形品と一体化した部分
を打ち抜くことにより、表面をシート材で被覆した合成
樹脂製成形品を成形する。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、前者の成形方法（特公昭55−25972号公報）
では、キャビティの内面にはシート材を真空成形するた
めの空気吸引用孔が多数設けられており、射出成形時に
おいて溶融樹脂の熱や圧力によってキャビティの内面に
沿わせてセットされたシート材の表面に該空気吸引用孔
の輪郭形状が型転写されてしまい、シート材の表面を損
ねる欠点があった。

ここで、キャビティの底面に空気吸引用のブロックを
配置するものにあっては、ブロックとキャビティ底面と
の間の隙間からキャビティ内の空気を排気するため、ブ
ロックとキャビティ底面との間に隙間があり、この隙間
の輪郭形状が型転写されてしまい、シート材の表面を損
ねる欠点があった。

また第２金型部片を第１金型部片側に移動して成形品
製造可能面積だけをシート材から打ち抜くが、この打ち
抜きに際しては、第１金型部片のキャビティの周辺部の
外に設けた凹状溝部と第２金型部片に設けた凸状部のエ
ッジ部を利用して行っており、打ち抜かれたシート材の
周縁部は第１金型部片のキャビティの外の周辺部分に位
置している。このため打ち抜き後にシート材の周縁部が
第１金型部片と第２金型部片とによって挟持固定され
て、真空成形時に位置ズレを起こさないようになるが、
射出成形後、該周縁部がバリのように合成樹脂製成形品
から突出してしまい、外観が劣る他に、成形後に削り取
る等の作業が必要となる等の欠点があった。

さらにシート材を予備加熱してから第１金型部片に位
置決めするために、シート材の位置決め精度を上げるこ
とが難しく、絵柄付きシート材を使用した場合には成形
品表面の所定位置に正確に絵柄等を設けることが難し
く、位置ずれを生じるおそれもあった。

一方、後者の成形方法（特開昭63−128917号公報）で
は、シート材を真空成形する場合には前記従来技術と同
様の欠点があった。

またシート材を雌型に対して位置決めをしてから加熱
板で加熱するために前者のような問題はないものの、シ
ート材の加熱時に加熱板を待機位置から雌型と対向する
位置まで移動させるため、時間がかかる欠点があった。

また射出成形後に雄型又は雌型に設けた刃部によって
絵柄付きシート材から合成樹脂製成形品と一体化したシ
ート材部分を打ち抜くために、シート材の一部が合成樹
脂成形品からバリのようになって突出するおそれがあ
り、前者の場合と同様に外観が劣る他に、成形後に削り
取る等の作業が必要となる等の欠点があった。

本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、シート材の表面に
真空成形用の空気吸引孔等の輪郭形状が型転写されるお
それがなく、またシート材がバリのように成形品から突
出するおそれがない加飾シートで被覆された合成樹脂製
品の成形方法及びその装置を提供することである。

＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため本発明の成形方法では、キャ
ビティを有しかつシート材を打ち抜くための型部材が移
動可能に取り付けられた一方の金型部材側に、シート材
を位置決めし固定するシート材給送工程と、前記一方の
金型部材側に固定された前記シート材を加熱し、該シー
ト材を押圧コアーを有するシート材成形手段で前記キャ
ビティの形状に成形するシート材成形工程と、他方の金
型部材の成形コアーを前記一方の金型部材のキャビティ
内に挿入して、一方の金型部材と他方の金型部材とを閉
じる際、一方の金型部材と前記型部材とで前記シート材
を打ち抜くシート材打ち抜き工程と、前記一方の金型部
材のキャビティと前記他方の金型部材の成形コアーと外
キャビティの外周部を覆うように設けられた凹部とによ
り形成される空隙内で合成樹脂を成形する成形工程とを
具備してなることを特徴としている。

また本発明の成形装置では、キャビティを設けた一方
の金型部材と、前記一方の金型部材に挿通される型孔を
有して、該金型部材に移動可能に取り付けられた型部材
と、前記キャビティ内に挿入する成形コアーを設けた他
方の金型部材とを具備し、かつ前記型部材と前記他方の
金型部材に前記キャビティの外周部を覆う凹部を設けて
なる金型と、前記一方の金型部材側にシート材を固定す
るシート材固定手段と、前記一方の金型部材側に固定さ
れたシート材を加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加
熱されたシート材を、前記一方の金型のキャビティ内に
押圧する押圧コアーを有して、シート材を前記キャビテ
ィの形状に成形するシート材成形手段とを具備し、かつ
前記一方の金型部材の外周縁と前記型部材の型孔の内周
縁に前記シート材を打ち抜く刃部を設けて、キャビティ
内に成形コアーを挿入する際に該刃部で前記シート材を
打ち抜くように構成し、また前記キャビティと成形コア
ーと凹部とにより形成される空隙内で合成樹脂を成形す
るように構成したことを特徴としている。

＜作用＞ 上記手段によれば、一方の金型部材側にシート材を位
置決めして固定した状態で該シート材を加熱することか
ら、シート材の位置決めが精度良く出来、シート材に絵
柄等を付した場合でも絵柄等の位置精度が良い。

またシート材を加熱してから、該シート材を押圧コア
ーを有するシート材成形手段でキャビティの形状に成形
するため、真空成形する場合のようにシート材の表面に
空気吸引孔等の輪郭形状が型転写されるおそれがない。

さらに一方の金型部材のキャビティの外周部を覆うよ
うに凹部を設けていて、該凹部とキャビティと成形コア
ーとにより形成される空隙内で合成樹脂を形成している
ため、打ち抜かれたシート材の一部がキャビティの外周
部に突出しても、成形時に該部分が合成樹脂で覆われ、
シート材がバリのように成形品から突出することがな
い。

＜実施例＞ 以下、本発明の好適な一実施例について図面を参照し
て説明する。

〔第１実施例〕 第１図乃至第９図は本発明の第１実施例を示してい
る。

まず本発明の成形装置の実施例について説明する。第
１図乃至第８図中符号10は可動側の第１金型部材、20は
固定側の第２金型部材、30は型部材、40はシート材成形
手段である。

第１金型部材10は基板部10aと該基板部10aの中央部に
設けた凸部10bとからなり、図示しない可動盤に固定さ
れていて、第２金型部材20側に移動するようになってい
る。そしてこの第１金型部材10の凸部10bの端部にはキ
ャビティ11が形成されていている。

また型部材30は２個のブロック31、32から構成されて
いて、その中央部にそれぞれ軸方向に貫通する型孔31
a、32aが設けられている。

そして一方のブロック31の型孔31aは、前記凸部10bに
軸方向に移動可能に嵌合しており、型締め前の状態（第
１図乃至第３図に示す状態）にあっては、一方のブロッ
ク31の一側面（他方のブロック32と対向する側面）が前
記凸部10bの端面と一致するようになっている。

また他方のブロック32は、一方のブロック31に対して
接離可能に取り付けられていると共に、前記第１金型部
材10に対して軸方向に移動可能で、かつ型締め時に前記
凸10bに嵌合するようになっている。

ここで他方のブロック32の一方の周辺部には軸方向に
延びる孔32bが設けられていて、該孔32b内に一方のブロ
ック31に立設したストップピン31bが挿入されている。
そしてストップピン31bの先端に設けた止めナット31cと
孔32bの底面との間にはスプリング33が介在されてい
て、該スプリング33の弾発力によって他方のブロック32
を一方のブロック31側に附勢している。またブロック32
の他方の周辺部は、一方のブロック31と基板部10の周辺
部に設けた孔31c、10cを貫通して突出する操作ロッド34
によって押圧されるようになっている。この操作ロッド
34を第１図に示す矢印Ｅ方向に押圧すると、スプリング
33の弾発力に抗して他方のブロック32を一方のブロック
31から引き離して両者間に加飾シート材Ａを挿通する隙
間Ｂが形成される。

なお前記ブロック31、32の板厚の合計は前記凸部10b
の軸方向の寸法とほぼ同じに設定されている。また他方
のブロック32の型孔32aの一方の開口端縁（固定側の第
２金型部材20に当接する面部側における型孔31の開口端
縁）にはその全周にわたって座ぐりにより凹部32cが形
成されている。

前記ブロック31、32間に給送される加飾シート材Ａ
は、第７図に示すようにシート材供給手段としての供給
ローラー50から繰り出されて、前記隙間Ｂを通って巻取
ローラー51に巻き取られるようになっている。ここで加
飾シート材Ａは絵柄等を付したものに限られず、無地の
ものでもよい。すなわち加飾シート材Ａは成形品の表面
を飾るものであればよい。

第１図は加飾シート材Ａの給送時の状態を示してお
り、このときキャビティ11の開口面を含めて凸部10bの
端面全体及び型孔31aの周辺部が加飾シート材Ａによっ
て覆われている。

また第８図は加飾シート材Ａの打ち抜き時の状態を示
している。同図に示すように凸部10bの端面外周縁の角
部と他方のブロック32の型孔32aの他方の開口縁角部に
は加飾シート材Ａを打ち抜くための刃部10b₁、32a₁が形
成されていて、第１金型部材10と第２金型部材20とを閉
じる際にブロック32が基板10a側に移動すると、該刃部1
0b₁、32a₁の協働作用によって加飾シート材Ａを打ち抜
くようになっている。

一方、第２金型部材20にはその基板部21にコアー型板
22が設けられ、そして該コアー型板22の中央凸部22aに
段部22bを介して前記キャビティ11の内径よりも小径の
成形コアー23が突設されている。

コアー型板22の中央凸部22aの外周面は先端側が小径
になるようにテーパー状に形成されており、型締め時に
ストリッパープレート60のテーパー孔61が嵌合するよう
になっている。

また基板部21からコアー型板22、成形コアー23にかけ
て溶融した合成樹脂を射出するためのスプール24が設け
られ、また成形コアー23の端面に該スプール24に連通す
るゲート25が設けられている。

前記ストリッパープレート60はコアー型板22に対して
接離可能になっていて、成形終了時に成形コアー23から
合成樹脂成形品Ｐ′を離型させる機能を有する。またス
トリッパープレート60は、型締め時に中央凸22aに嵌合
して、テーパー孔61の一方の開口縁全周にわたって設け
た凹部61aによって成形品形状の空隙Ｃ（第４図参照）
の一部を形成する機能も有している。

ここで空隙Ｃは、第４図に示すように凹部61aの他に
前記ブロック32に形成した凹部32cと前記成形コアー23
と前記キャビティ11とで形成される。そして凹部61aは
前記凹部32cと共に合成樹脂成形品Ｐの周縁部から加飾
シート材Ａがばりのように突出しないように包み込む部
分を成形する部位となるものである。

また、シート材成形手段40は、加飾シート材Ａをブロ
ック31、32間に挟持固定したとき（第２図参照）、該加
飾シート材Ａを加熱、押圧してキャビティ11の内面形状
に成形するもので、操作板41の一方の面部にヒーター42
を内蔵した加熱ブロック43を設け、また操作板41の他方
の面部にキャビティ11の形状に合致した金属或いは耐熱
性シリコンゴム等の合成樹脂製の押圧コアー44を設けて
構成されている。

ここで押圧コアー44として、例えば耐熱性を有するシ
リコンゴム等の軟質材から形成すると、加飾シート材Ａ
をキャビティ11の内面に密着させた状態で形成すること
が可能となる。また加熱ブロック43には、ヒーター42で
加熱された熱風を加飾シート材Ａに吹きつける熱風孔43
a形成されている。

次に本発明の成形方法の実施例を説明する。

まず第１図に示すように第１金型部材10が第２金型部
材20から離れて開いていると共に、操作ロッド34によっ
てブロック31、32を開き隙間Ｂが形成された状態におい
て、供給ローラー51から加飾シート材Ａを該隙間Ｂ間に
給送して、該加飾シート材Ａをキャビティ11の開口面上
に位置決めする。このとき加飾シート材Ａは供給ローラ
ー50と巻取ローラー51とによりテンション状態になって
いる。

加飾シート材Ａの位置決め後、第２図に示すようにス
プリング32の弾発力によって加飾シート材Ａをブロック
31、32間に挟持固定する。そしてシート材成形手段40の
ヒーター42を駆動して加熱ブロック43の熱風孔43aから
熱風を加飾シート材Ａに吹きつけて、該加飾シート材Ａ
を加熱軟化させる。

ここで加飾シート材Ａを固定した後に加熱することか
ら、金型の外で予め加熱する場合のように絵柄の位置決
めが困難になるおそれがない。

加熱後、第３図に示すように操作板41を反転させて押
圧コアー44で加熱軟化した加飾シート材Ａをキャビティ
11内に押圧して、加飾シート材Ａを該キャビティ11の内
面形状に成形する。

次いで第４図に示すように第１金型部材10、型部材30
を第２金型部材20側に移動させて型締めを行う。

この型締めに際しては、まずストリッパープレート60
に型部材30のブロック32が当接、これによりストリッパ
ープレート60がコアー型板22に嵌合する一方、型部材30
が押されて第１金型部材10の基板部10a側に移動するた
め、第８図に示すように凸部10bに設けた刃部10b₁とブ
ロック32に設けた刃部32a₁との協働作用によって加飾シ
ート材Ａが打ち抜かれる。

次いでキャビティ11内に成形コアー23が入って、スト
リッパープレート60と型部材30が第１金型部材10と第２
金型部材20との間にサンドイッチ状に挟まれた状態で型
締めが終了する。これによりキャビティ11、成形コアー
23、凹部32c、61aとで成形品形状の空隙Ｃが形成され
る。

次いで第５図に示すように溶融された合成樹脂Ｐがス
プルー24からゲート25を通って空隙Ｃ内に射出充填され
る。

これにより加飾シート材Ａの裏面と溶融された合成樹
脂とが溶着状態となって加飾シート材Ａが合成樹脂Ｐと
一体化する。

そして射出された合成樹脂Ｐが冷却固化したら、第６
図に示すように第１金型部材10、型部材30を第１図に示
す位置に復帰させて型開きを行う。このとき合成樹脂成
形品Ｐ′は成形コアー23側に残る。また第１金型部材10
と型部材30は元の位置に復帰すると、図示しない引張リ
ング等により開く一方、型部材30のブロック31、32も開
く。そして打ち抜きの終了した加飾シート材Ａをブロッ
ク31、32間から送出する一方、新しい加飾シート材Ａを
ブロック31、32間に給送する。

そしてストリッパープレート60により合成樹脂製成形
品Ｐ′を成形コアー23から離型する。

この後、再び第２図に示すようにした加飾シート材Ａ
を加熱し、次いで第３図に示すようにして加飾シート材
Ａをキャビティ11の内面形状に成形し、次いで第４図に
示すように型締めし、次いで第５図に示すように溶融し
た合成樹脂Ｐが射出されて、同様の操作が繰り返され
る。

以上のようにして第９図（ａ）、（ｂ）に示す合成樹
脂成形品Ｐ′が成形されるが、この合成樹脂成形品Ｐ′
は周縁部の加飾シート材Ａが合成樹脂により包み込まれ
ており、加飾シート材Ａがバリのように成形品から突出
することがなく、外観を損ねない。

また加飾シート材Ａを真空成形手段によらず、シート
材成形手段40で加熱押圧することによりキャビティ11の
内面形状に成形するため、加飾シート材Ａの表面にエア
ー吸引用入子等の輪廓形状が型転写されるおそれがな
く、外観を損ねない。

〔第２実施例〕 第10図及び第11図（ａ）、（ｂ）は本発明の第２実施
例を示している。

この第２実施例では凹部32c、61aを設けず、成形コア
ー23の周縁に位置する段部22bを凸部10bの端面周縁部
（キャビティ11の外周部）を覆う大きさ、すなわち打ち
抜かれた加飾シート材Ａの大きさに合致する寸法に設定
した場合を示している。

なお、第１図乃至第８図に示す部分と同一部分には同
一符号を付してその説明を省略する。

このように段部22bの寸法を打ち抜かれた加飾シート
材Ａの寸法と同じに設定すると、第11図（ａ）、（ｂ）
に示すように合成樹脂成形品Ｐ′の周縁部の端面と加飾
シート材Ａの切断端面が同一位置になり、該切断端面が
バリのように突出せず、外観を損ねない。

〔他の実施例〕

前記第１、２実施例では、凹部61aを第２金型部材20
側に配置されるストリッパープレート60に設けている
が、第２金型部材20のコアー型板22に直接設けるように
してもよい。

またストリッパープレート60を第２金型部材20側に配
置した場合を示したが、これに限定されず、合成樹脂成
形品Ｐ′を成形コアー28から離型する場合にのみ第２金
型部材20側に移動させるようにしてもよい。

さらに型部材30を２個のブロック31、32から構成した
場合を示したが、１個のブロックから構成してもよく、
この場合、ブロックの中央部に型孔と直交するようにし
て加飾シート材Ａの挿通孔を設ける。

さらにまたシート材成形手段40に加熱手段である加熱
ブロック43を設けた場合を示したが、該加熱ブロック43
を別体にしてもよい。

＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明によれば、シート材を加熱
してから押圧コアーを有するシート材成形手段でキャビ
ティの形状に成形するため、真空成形手段で成形する場
合のようにシート材の表面に真空成形用の空気吸引孔等
の輪郭形状が型転写されるおそれがない。

また一方の金型部材のキャビティと他方の金型部材の
成形コアーと該キャビティの外周部を覆うように設けた
凹部とで形成される空隙内で合成樹脂を形成しているた
め、打ち抜かれたシート材の一部がキャビティの外周部
に突出しても、成形時に該部分が合成樹脂で覆われ、シ
ート材がバリのように成形品から突出することがない。

さらにシート材を固定してから加熱するため、シート
材に絵柄等を付けた場合、該絵柄等を成形品の所定位置
に正確に位置決めすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図（ａ）、（ｂ）は本発明の第１実施例
を示すもので、第１図乃至第６図は工程説明図、第７図
は加飾シート材の給送状態を示す説明断面図、第８図は
加飾シート材Ａの打ち抜き時の状態を説明する説明部分
断面図、第９図（ａ）は成形品の平面図、同図（ｂ）は
同断面図であり、また第10図及び第11図（ａ）、（ｂ）
は本発明の第２実施例を示すもので、第10図は加飾シー
ト材Ａを打ち抜き加工した後の説明断面、第11図（ａ）
は成形品の平面図、同図（ｂ）は同断面図である。 10は第１金型部材、11はキャビティ、10b₁は刃部、10c
は孔、20は第２金型部材、21は基板部、22はコアー型
板、22aは中央凸部、22bは段部、23は成形コアー、24は
凹部、30は型部材、31、32はブロック、31a、32aは型
孔、31bはストップピン、31cは孔、32bは孔、32cは凹
部、33はスプリング、34は操作ロッド、40はシート材成
形手段、41は操作板、42はヒーター、43は加熱ブロッ
ク、43aは熱風孔、44は押圧コアー、50は加飾シート材
Ａの供給ローラー、51は加飾シート材Ａの巻取ローラ
ー、60はストリッパープレート、61は孔、61aは凹部で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/14 B29C 33/12 - 33/18 B29C 45/26 - 45/44

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャビティを有しかつシート材を打ち抜く
   ための型部材が移動可能に取り付けられた一方の金型部
   材側に、シート材を位置決めし固定するシート材給送工
   程と、 前記一方の金型部材側に固定された前記シート材を加熱
   して、該シート材を押圧コアーを有するシート材成形手
   段で前記キャビティの形状に成形するシート材成形工程
   と、 他方の金型部材の成形コアーを前記一方の金型部材のキ
   ャビティ内に挿入して、一方の金型部材と他方の金型部
   材とを閉じる際、一方の金型部材と前記型部材とで前記
   シート材を打ち抜くシート材打ち抜き工程と、 前記一方の金型部材のキャビティと前記他方の金型部材
   の成形コアーと該キャビティの外周部を覆うように設け
   られた凹部とにより形成される空隙内で合成樹脂を成形
   する成形工程とを具備してなることを特徴とする加飾シ
   ートで被覆された合成樹脂製品の成形方法。
2. 【請求項２】キャビティを設けた一方の金型部材と、前
   記一方の金型部材に挿通される型孔を有して、該金型部
   材に移動可能に取り付けられた型部材と、前記キャビテ
   ィ内に挿入する成形コアーを設けた他方の金型部材とを
   具備し、かつ前記型部材と前記他方の金型部材に前記キ
   ャビティの外周部を覆う凹部を設けてなる金型と、 前記一方の金型部材側にシート材を固定するシート材固
   定手段と、 前記一方の金型部材側に固定されたシート材を加熱する
   加熱手段と、 前記加熱手段で加熱されたシート材を、前記一方の金型
   のキャビティ内に押圧する押圧コアーを有して、シート
   材を前記キャビティの形状に成形するシート材成形手段
   とを具備し、 かつ前記一方の金型部材の外周縁と前記型部材の型孔の
   内周縁に前記シート材を打ち抜く刃部を設けて、キャビ
   ティ内に成形コアーを挿入する際に該刃部で前記シート
   材を打ち抜くように構成し、また前記キャビティと成形
   コアーと凹部とにより形成される空隙内で合成樹脂を成
   形するように構成したことを特徴とする加飾シートで被
   覆された合成樹脂製品の成形装置。