JP3083261B2 - 射出成形同時絵付装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形と同時に
型内で絵付シートを射出樹脂成形物の表面に一体的に接
着して図柄や文字等が施された成形品を得るようにした
射出成形同時絵付装置及び方法に係り、特に、絵付シー
トの延伸（予備成形）を効果的に行うべくその前に前記
絵付シートを加熱軟化させるために使用される熱盤を改
善したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形と同時に型内で絵付シートを射
出樹脂成形物の表面に一体的に接着する射出成形同時絵
付方法としては、従来より幾つもの態様が提案されてい
るが、それらの大半は、次の（ａ）〜（ｊ）の工程の全
部又は幾つかを記述順に又はその順番を入れ換えて、順
次、又は複数の工程を同時に重複してもしくは並列的に
行うようにされている。

【０００３】（ａ）絵付シートを射出成形に用いられる
雌型のパーティング面上に供給するシート供給工程。 （ｂ）絵付シートを雌型のパーティング面に固定保持す
るクランプ工程。 （ｃ）絵付シートを熱盤等により加熱軟化させる加熱軟
化工程。 （ｄ）絵付シートを真空吸引及び／又は圧空供給等によ
り雌型のキャビティ面に沿わせるように延伸させる延伸
工程（予備成形工程）。 （ｅ）雌型と雄型の一方（通常は雌型）を他方（通常は
雄型）側へ移動させて型締めを行う型締め工程。

【０００４】（ｆ）キャビティ内に雄型側から流動状態
の樹脂（熔融樹脂）を注入充填して射出成形を行う射出
成形工程。 （ｇ）雌型と雄型とを離間させる型開き工程。 （ｈ）絵付シートのうちの射出成形品に接着付随させる
べき部分を他の部分（不要部分）から切り離すトリミン
グ工程。 （ｉ）絵付シートが接着された射出成形品を前記雄雌両
金型から取り出す取出工程。

【０００５】なお、複数の工程を同時に重複して行うと
は、複数の工程が一工程に含まれることをいい、例え
ば、前記（ｅ）の型締め工程において絵付シートを雌型
と雄型との間に挟んで固定保持するようになせば、該型
締め工程と同時に重複して前記（ｂ）のクランプ工程が
行われたことになり、また、前記（ｆ）の射出成形工程
において絵付シートを射出された熔融樹脂の熱と圧力に
より延伸させるようになせば、該射出成形工程と同時に
重複して前記（ｄ）の延伸工程が行われたことになる場
合をいう。

【０００６】また、絵付シートとしては、製品種別に応
じて貼合わせ積層シート（ラミネートシート）と転写シ
ートのいずれかが用いられ、ラミネートシートである場
合には、射出成形によりそのままで絵付けが行われたこ
とになり、射出樹脂成形物の表面にシート全層が接着一
体化して化粧層となる。それに対し、絵付シートが転写
シートである場合には、射出樹脂成形物の表面に一体化
した化粧シートのうちの支持体シートを剥離し、装飾層
等の転写層のみを射出樹脂成形物側に残留させて化粧層
となすことにより絵付けが完了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した如
くの射出成形同時絵付を行う射出成形同時絵付装置にお
いては、通常、前記（ｅ）の絵付シートの延伸工程前
に、前記（ｂ）のクランプ工程及び前記（ｃ）の加熱軟
化工程を行うため、絵付シートを雌型のパーティング面
に固定保持するクランプ手段、及びこのクランプ手段に
より押圧固定されている絵付シートを加熱して軟化させ
るべくそれに接近及び離隔せしめられる熱盤が備えられ
ている。

【０００８】前記クランプ手段としては、特に、前記特
開平７−２２７８７７号公報等にも所載のように、得る
べき成形品形状が高低差の大きな凹凸形や弓形状である
（例えば炊飯器の操作パネル等）場合には、前記得るべ
き成形品形状に対応した立体型のもの、すなわち、絵付
シートを雌型のパーティング面上に押圧固定するための
枠状クランプ部と、絵付シートの一部（外周部以外の大
半部分）を雌型のキャビティ内に押し込むための二次元
方向に湾曲ないし突出した外形を持つシート押圧部とを
有する立体型クランパーが用いられることが多い。

【０００９】一方、前記熱盤としては、赤外線輻射によ
り加熱するものが一般的であり、従来、(1) 平板型のも
の（例えば、特公昭６３−６３３９号、特開平５−３０
１２５０号公報等参照）、(2) 曲面及び多面体型のもの
（本願の出願人による特開平７−２２７８２７号公報参
照）、(3) 可撓性シート型の（可撓性面発熱体を用い
た）もの（本願の出願人による特開平８−３９６０２号
公報参照）が提案されている。

【００１０】しかしながら、従来の前記(1) の平板型の
熱盤、前記(2) の曲面及び多面体型の熱盤、及び前記
(3) の可撓性シート型の熱盤においては、それぞれ次の
ような問題があった。

【００１１】すなわち、前記(1) の平板型のものでは、
得るべき成形品形状が高低差の大きな凹凸形や弓形状で
あって、前記立体型クランパーにより絵付シートの大半
が雌型キャビティ内に熱盤による加熱軟化前に押し込ま
れ、凹凸形状に変形されるようにされている場合には、
当該平板型熱盤の加熱面と前記絵付シートの各部分との
離隔距離が大きくばらつき、離隔距離の分布レンジが大
となる。つまり、熱盤が平板型であるので、絵付シート
のうち、雌型のパーティング面近傍に位置する部分は熱
盤の加熱面に近接するが、前記立体型クランパーにより
雌型キャビティ内に深く押し込まれている部分は、熱盤
の加熱面から相当離れてしまう。言い換えれば、絵付シ
ートの被加熱面と熱盤の加熱面との最大離隔距離と最小
離隔距離との差が極めて大きくなり、その差が大きくな
ると絵付シートの加熱温度分布が不均一（分布レンジが
大）となり、絵付シートの各部における延伸量がばらつ
いて、絵柄模様の歪みや絵柄模様と成形体との位置ずれ
等が生じ、甚だしい場合は、絵付シートにシワや破れが
生じることもある。

【００１２】それに対し、前記(2) の曲面及び多面体型
のものでは、絵付シートの被加熱面と熱盤の加熱面との
最大離隔距離と最小離隔距離との差を小さくできるの
で、絵付シートの加熱温度分布を前記平板型のものに比
して均一にできるという利点が得られるが、熱盤（加
熱面）を三次元形状（立体形状）に製作加工しなければ
ならないので製作コストが高くつくとともに、前記平
板型のものに比して重量も大幅に増加し、そのため、熱
盤を保持して待機位置とシート加熱位置との間を移動さ
せるための流体圧シリンダ等の駆動手段として大型・大
容量のものを使用しなければならなくなって設置スペー
スや設備コストの面で不利となり、また、その外形
（加熱面）は、得るべき成形品の形状（雌型キャビティ
の形状）に対応させる必要があるが、外形を変化させる
ことは不可能であるので、得るべき成形品の寸法形状に
対する対応範囲が狭く（基本的には一種類の成形品だけ
にしか対応しない）、成形品の寸法形状が変わる度に新
たにそれに対応したものを作り直さなければならず、イ
ニシャルコストが高くなるといった問題がある。

【００１３】また、前記(3) の可撓性シート型のもので
は、前記ないしの問題はある程度は解消し得るが、
可撓性シート型の熱盤を保持案内して待機位置とシート
加熱位置（立体型クランパー内）との間を移動させる駆
動手段が複雑で大規模なものとなり、設備コストが嵩む
とともに、可撓性面発熱体を用いた熱盤を１ショット毎
に繰り返し変形させることを要するので、前記面発熱体
が疲労により破断する等の故障を生じ易く、また、前記
可撓性面発熱体の撓曲限界を越えた凹凸段差や曲率を持
つ成形品には適正に対応させることができないといった
問題がある。

【００１４】本発明は、上述した如くの問題を解消する
ためになされたもので、その目的とするところは、従来
の平板型の熱盤に比して絵付シートの加熱温度分布を可
及的に均一化でき、また、従来の曲面及び多面体型の熱
盤に比して簡素化、軽量化、及び低コスト化を図れると
ともに、得るべき成形品の寸法形状に対する対応範囲を
拡大でき、さらに、従来の可撓性シート型の熱盤に比し
て故障を生じ難くできるとともに、比較的小型で簡単な
構成の駆動手段により待機位置とシート加熱位置との間
を移動させることができる、改善された熱盤を備えた射
出成形同時絵付装置及びそれを用いた射出成形同時絵付
方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係る射出成形同時絵付装置は、基本的に
は、第１の板状加熱部と第２の板状加熱部とがそれらの
加熱面を外側にして相互に所定の開き角度をもってＶ字
状に結合されてなる熱盤を備えている。

【００１６】本発明に係る熱盤は、伝導熱を用いる接触
加熱方式、あるいは輻射熱や誘電加熱を用いる被接触加
熱方式のいずれを採用してもよいが、最も効果を発揮す
るのは、赤外線輻射等よる非接触加熱方式で加熱する場
合である（後述）。また、本発明の熱盤は、従来の平板
型の２個の熱盤をＶ字状に結合すること（後述の実施形
態を示す図１において符号３０で示されている熱盤）、
あるいは、従来の可撓性シート型の熱盤をＶ字状に折り
曲げて適宜の保持手段で保持すること、等により比較的
安価に製作できる。

【００１７】しかし、その加熱面は必ずしも平坦面でな
くてもよく、得るべき成形品の外表面形状（＝絵付シー
トの被加熱面形状）に対応させて、例えば、図６（Ａ）
に示される熱盤３１のように、加熱面３１ａ，３１ｂを
凹凸面としたり、図６（Ｂ）示される熱盤３２のよう
に、加熱面３２ａ，３２ｂを曲面にすることもできる。
このようにすると、成形品の外表面形状（雌型キャビテ
ィ形状、絵付シートの被加熱面形状、及び立体型クラン
パーのシート押圧部の外形が概ね近似したものとなる）
が特定のものに対しては、絵付シートの被加熱面と熱盤
の加熱面との最大離隔距離と最小離隔距離との差を小さ
くできるので、絵付シートの加熱温度分布を前記加熱面
が平坦面のＶ字形熱盤に比して均一（分布レンジを小）
にできるという効果が得られるが、他の形状のものに対
しては逆効果となり、熱盤の汎用性が低下する。

【００１８】本発明の好ましい態様では、前記熱盤とし
て、前記第１の板状加熱部と第２の板状加熱部との開き
角度を可変としたものが用いられる。前記熱盤のより好
ましい具体例としては、前記第１の板状加熱部及び第２
の板状加熱部の一端側をヒンジ部材で連結し、かつ、そ
れらの他端側を前記ヒンジ部材を支点として相互に逆方
向に相対回転させる開き角度調節機構を配備したものが
挙げられる。

【００１９】前記開き角度調節機構としては、後述する
実施形態に例として挙げられているねじ送り式のもの
（図５）や揺動レバー駆動式（図７）等、手動式あるい
は自動式の種々の形態を採用できる。

【００２０】上記のような熱盤を備えた本発明に係る射
出成形同時絵付装置は、好ましい態様では、相互に対向
配置されて一方が他方側へ移動せしめられるようにされ
た雌型及び雄型と、前記雌型のパーティング面に対して
直交する方向に移動可能とされ、前記絵付シートを前記
雌型のパーティング面に押圧して固定するクランプ手段
と、前記熱盤をシート加熱時にはその閉じ側連結部を雌
型キャビティ側に向けた姿勢で該雌型キャビティに接近
させるとともに、シート加熱完了後は前記雄雌両金型外
の待機位置に移動させる駆動手段と、前記雌型のキャビ
ティ内に前記雄型側から流動状態の樹脂を注入充填する
樹脂射出手段と、を備えている。

【００２１】そして、前記クランプ手段が、前記絵付シ
ートを前記雌型のパーティング面上に押圧固定するため
のクランプ部と、前記絵付シートの一部を前記雌型のキ
ャビティ内に押し込むための二次元方向に湾曲ないし突
出した外形を持つシート押圧部とを有する立体型クラン
パーからなっており、前記熱盤が前記駆動手段によりそ
の閉じ側連結部を雌型キャビティ側に向けた姿勢で前記
立体型クランパーによって押圧固定されている絵付シー
トに対して接近及び離隔せしめられるようにされる。

【００２２】前記熱盤の駆動手段としては、流体圧シリ
ンダ等からなる移送機構、モータ等からなる回動機構、
案内レール等からなる案内機構等を備えたものが挙げら
れる。

【００２３】また、上記装置を用いた本発明の射出成形
同時絵付方法は、絵付シートを前記雌型のパーティング
面上に供給するシート供給工程と、前記絵付シートを前
記雌型のパーティング面上に前記立体型クランパーで押
圧固定するクランプ工程と、前記熱盤を前記駆動機構に
より、前記立体型クランパーによって押圧固定されてい
る前記絵付シートに接近させてその絵付シートを前記熱
盤により加熱軟化させる加熱軟化工程と、前記絵付シー
トを前記雌型のキャビティ面に沿わせるように延伸させ
る延伸工程と、前記雌型と雄型の一方を他方側へ移動さ
せて型締めを行い両金型間にキャビティを形成せしめる
型締め工程と、前記キャビティ内に流動状態の樹脂を注
入充填して固化せしめて射出成形を行う射出成形工程
と、前記雌型と雄型とを離間させる型開き工程と、絵付
シートが接着された射出成形品を前記雌型から取り出す
取出工程と、を含み、前記各工程を記述順に又はその順
番を入れ換えて、順次、又は複数の工程を同時に重複し
てもしくは並列的に行うようにされる。

【００２４】本発明において使用されるクランパーとし
ては、絵付シートを前記雌型のパーティング面上に押圧
固定する平面的なクランプ部に加えて、前記絵付シート
の一部を前記雌型のキャビティ内に押し込むための、得
るべき成形品の外表面形状に対応した、二次元方向に湾
曲ないし突出した外形を持つシート押圧部を備えている
立体型のものが好ましいが、それに限られる訳ではな
く、前記平面的なクランプ部だけのものでもよい。この
平面的なクランプ部だけのクランパーを用いる場合に
は、例えば雌型キャビティに開口せしめられている真空
吸引孔を通じて絵付シートを適宜の量（前記立体型クラ
ンパーで押し込まれる量に相当する分）だけ真空吸引し
てその一部を前記キャビティ内に引き込み、この状態で
本発明に係るＶ字状の熱盤で加熱軟化させる。

【００２５】雄雌両金型は、鉄、銅等の金属あるいはセ
ラミックス等で作製され、成形品形状に応じて分割構成
（中間型等を設ける）等としてもよい。また、雌型及び
雄型に真空吸引や圧空供給用（予備成形用）に小孔（真
空吸引孔等）あるいは溝を設ける。

【００２６】絵付シートの絵柄模様等の装飾パターンと
雌型キャビティ面（成形品）との位置決めを高い精度で
行うには、絵付シートに例えば「＋」字形、「−」字
形、「Ｉ」字形等の位置決めマークを設け、これを雌型
側周辺又は雌型自体に設けた光電管、イメージセンサ等
で検知してサーボモータ等のシート供給手段の動作を制
御すればよい。また、高精度な位置決めを必要としない
場合（絵付シートが無地や同一パターン模様の繰り返し
になっているような場合）には、単にシート供給手段の
ステッピングモータ等を制御してシートを一定量送り出
すようにしてもよい。

【００２７】絵付シートは、基材シートとその上に積層
された装飾層からなり、基材シートを成形品と密着一体
化させたまま最終製品として使用する貼り合わせ積層シ
ート（ラミネートシート）、あるいは一旦絵付シートと
成形品とを一体化させた後、装飾層（転写層）のみを成
形品側に残して基材シート（支持体シート）を剥離する
転写シートのいずれも使用することができる。

【００２８】前記基材シートとしては、ポリ塩化ビニ
ル、アクリル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリエステル、ポリプロピレン等の熱可塑性樹
脂を用いることができる。基材シートの厚さは、通常２
０〜５００μｍ程度である。装飾層は、印刷絵柄層、着
色又は透明塗膜、金属薄膜等の視覚的意匠を与える層の
他、硬質塗膜、防曇塗膜、導電性層等の機能性を有する
層であってもよい。

【００２９】樹脂射出手段から射出される流動状態の樹
脂としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・
スチレン共重合体）、ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を加熱熔融したも
の、あるいは、二液硬化型、触媒硬化型の樹脂、例え
ば、ポリウレタン、不飽和ポリエステル等の未硬化液等
の射出成形同時絵付用として従来より知られている材料
を使用できる。

【００３０】上述の如くの構成とされた本発明に係る射
出成形同時絵付装置及び方法の好ましい態様では、図８
（Ｂ）に概略図示されているように、絵付シートＳを雌
型１２のパーティング面１２ａ上に供給した後、前記絵
付シートＳを前記雌型１２のパーティング面１２ａ上
に、シート押圧固定用のクランプ部２１と前記絵付シー
トＳの一部を前記雌型のキャビティ内に押し込むための
二次元方向に湾曲ないし突出した外形を持つシート押圧
部２２とを有する立体型クランパー２０で押圧固定し、
その後、前記Ｖ字状の熱盤３０を前記立体型クランパー
２０により押圧固定されている前記絵付シートＳに接近
させてその絵付シートＳを前記熱盤３０により加熱軟化
させるようにされる。

【００３１】ここで、熱盤として、前記図８（Ｂ）に示
される本発明のＶ字状の熱盤３０を用いた場合と、図８
（Ａ）に示される如くの、平坦な加熱面１３０ａを有す
る従来の平板型の熱盤１３０を用いた場合と、図８
（Ｃ）に示される如くの、クランプされたシートの表面
形状と一致した断面半円ないし半楕円形の円筒状曲面の
加熱面２３０ａを有する従来の曲面型の熱盤２３０を用
いた場合とを、同一の雌型１２及び立体型クランパー２
０等を用いた同一条件下で比較してその作用効果を説明
する。

【００３２】各熱盤１３０，３０，２３０の加熱面１３
０ａ，３０ａ，２３０ａと絵付シートＳの加熱面Ｓａと
の最大離隔距離ΔＸmax ，ΔＹmax ，ΔＺmax 、及び最
小離隔距離ΔＸmin ，ΔＹmin ，ΔＺmin は、次式： ΔＸmax −ΔＸmin ＞ΔＹmax −ΔＹmin ＞ΔＺmax −
ΔＺmin ≒０ という関係を満たす。

【００３３】すなわち、図８（Ｂ）の本発明の熱盤３０
と図８（Ａ）の従来の平板型の熱盤１３０とを比較する
と、本発明の熱盤３０は、その加熱面３０ａと絵付シー
トＳの被加熱面Ｓａとの最大離隔距離ΔＹmax と最小離
隔距離ΔＹmin との差Δｙが、前記平板型の熱盤１３０
におけるそれらの差（ΔＸmax −ΔＸmi＝Δｘ）より小
さくなり、よって、絵付シートＳの加熱温度分布を前記
平板型の熱盤１３０に比して均一（分布レンジを小）に
できる。

【００３４】それに対し、本発明の熱盤３０と図８
（Ｃ）の従来の曲面型の熱盤２３０とを比較すると、本
発明の熱盤３０は、その加熱面３０ａと絵付シートＳの
被加熱面Ｓａとの最大離隔距離ΔＹmax と最小離隔距離
ΔＹmin との差Δｙが、前記曲面型の熱盤２３０におけ
るそれらの差（ΔＺmax −ΔＺmin ＝Δｚ≒０）より大
きくなり、そのため、絵付シートＳの加熱温度分布は前
記曲面型の熱盤２３０に比して不均一（分布レンジが
大）となる。ただし、熱盤を絵付シートＳに接触させな
い非接触加熱方式（ΔＸmin ＞０，ΔＹmin ＞０，ΔＺ
min ＞０）により絵付シートＳを加熱する場合には、本
発明の熱盤３０と従来の曲面型の熱盤２３０との差は僅
かとなる。

【００３５】その理由は、輻射される赤外線の強度（絵
付シートＳの被加熱面Ｓａにおける照度）は、熱盤３０
の加熱面３０ａと絵付シートＳの被加熱面Ｓａと離隔距
離ΔＹの２乗に反比例するからである。図９を参照すれ
ばよくわかるように、離隔距離ΔＹの２乗分の１の値
の、離隔距離ΔＹの増減に伴う変化量、つまり、１／
（ΔＹmin ）² と１／（ΔＹmax ）² との差は、離隔距
離ΔＹが大きくなるに従って減少してゆく（ΔＹmax −
ΔＹmin ＝ΔＹが一定とした場合）。

【００３６】そのため、最大離隔距離ΔＹmax が最小離
隔距離ΔＹmin より大きく、かつ、それらが共に０より
大である程、１／（ΔＹmin ）² と１／（ΔＹmax ）²
との差が小さくなり、離隔距離ΔＹの分布レンジの影響
は受け難くなってくる。故に、本発明のＶ字状の熱盤３
０は、絵付シートＳにおける加熱温度分布の均一化とい
う観点から見れば、従来の平板型の熱盤１３０よりは格
段に優れ、また、非接触加熱方式により絵付シートＳを
加熱する場合は、絵付シートＳの被加熱面Ｓａの形状と
熱盤３０の加熱面３０ａの形状とが完全に一致していな
くても、意外なことに、前記曲面型の熱盤２３０と殆ど
同等の効果が得られる。

【００３７】上記に加え、本発明の射出成形同時絵付装
置及び方法に用いられる熱盤は、従来の曲面及び多面体
型の熱盤に比して簡素化、軽量化、及び低コスト化を図
れるとともに、第１の板状加熱部と第２の板状加熱部と
の開き角度を可変とすることで、得るべき成形品の寸法
形状に対する対応範囲を拡大できてイニシャルコストを
低減でき、さらに、頻繁に折り曲げることを要さないの
で、従来の可撓性シート型の熱盤に比して疲労破断等の
故障を生じ難くできるとともに、比較的小型で簡単な構
成の駆動手段により待機位置とシート加熱位置との間を
移動させることができるといった効果も得られる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明に
係る射出成形同時絵付装置の一実施形態を示している。
本実施形態の射出成形同時絵付装置１０は、得るべき成
形品に対応した凹凸形状の雌型１２と雄型２５とを備
え、雌型１２はその底部が可動盤１１に固定されてい
て、流体圧シリンダのラム１５により図１において左右
方向Ｐ（水平方向）、言い換えれば、雄型２５に対して
接近−離隔する方向に進退動するようされている。

【００３９】なお、本実施形態では、上記のように雌型
１２が可動型とされていて水平方向に移動するようにさ
れているが、これに限定される訳ではなく、例えば、雄
型、雌型を上下に対向配置してそれらの一方を鉛直方向
に移動させる等の形態を採用することもできる。

【００４０】前記雌型１２には、得るべき成形品（ここ
では弓形のもの）形状に応じた凹状のキャビティ１３が
形成されるとともに、前記キャビティ１３に開口するよ
うに真空吸引孔１８（図では簡略化されている）が形成
され、前記真空吸引孔１８は、真空吸引通路１８及び導
管１９を介して外部の真空ポンプに接続されている。さ
らに、前記雌型１２のパーティング面１２ａには、前記
キャビティ面１３の外周縁を周回するように、Ｏリング
が装着されているがここでは図示が省略されている。

【００４１】一方、前記雄型２５は、射出成形機のノズ
ル２８が装着される固定盤２７に固定されており、この
雄型２５には、その中央に前記成形品形状に対応した凸
部（コア部）２６が突設されるとともに、前記射出成形
機のノズル２８からの熔融樹脂を前記雌型１２のキャビ
ティ１３内に注入充填するための湯道及び湯口（図示省
略）が形成されている。

【００４２】また、前記雌型１２及び雄型２５の一側方
には、絵付シートＳを前記雌型１２のパーティング面１
２ａ上に押圧固定するための矩形枠状のクランプ部２１
と、１ショット分の前記絵付シートＳの一部（外周部を
除く大半）を前記雌型のキャビティ１３内に押し込むた
めの二次元方向に湾曲ないし突出した外形を持つ前後一
対のシート押圧部２２，２２とを有する立体型クランパ
ー２０が流体圧シリンダ２４等の駆動手段により雌型１
２のパーティング面１２ａに沿う方向（前後方向Ｑ）に
進退動可能に、かつ、雌型１２のパーティング面１２ａ
に直交する方向（左右方向Ｐ）に移動可能に配置されて
いる。

【００４３】そして、前記雌型１２及び雄型２５の、前
記立体型クランパー２０とは反対側の側方には、絵付シ
ートＳを加熱軟化させるための熱盤３０が後述する図２
〜図４に示される如くの駆動手段５０に保持されて、前
記左右方向Ｐ及び前後方向Ｑに進退動可能に配置されて
いる。

【００４４】前記熱盤３０は、赤外線輻射等の非接触加
熱方式で絵付シートＳを加熱する従来の平板型の一対の
熱盤からなる第１の板状加熱部３０Ａと第２の板状加熱
部３０Ｂとを有し、それら第１の板状加熱部３０Ａと第
２の板状加熱部３０Ｂとがそれらの加熱面３０ａ，３０
ｂを外側にして相互に所定の開き角度をもってＶ字状に
結合されてなる。この熱盤３０は、前記駆動手段５０に
より、絵付シート加熱時にはその閉じ側連結部３０c を
雌型１２のキャビティ１３側に向けた姿勢で該雌型１２
のキャビティ１３に対して接近及び離隔せしめられ、絵
付シート加熱完了後は前記雄雌両金型１２，２５外の待
機位置（図２）に移動せしめられる。

【００４５】前記熱盤３０の駆動手段５０は、前記雌型
１２の側方に、前記左右方向Ｐに沿って上下に一定の間
隔をあけて相互に平行に配設されたＨ型鋼からなる一対
の案内レール５１，５２と、この案内レール５１，５２
に摺動自在に保持されたスライダー５３，５４と、この
スライダ５３，５４にその上下辺部が連結固定されたコ
字状保持体５６と、このコ字状保持体５６の上下辺部と
スライダ５７，５８に植立固定された上下一対の支持ピ
ン５７，５８と、この支持ピン５７，５８にそれぞれロ
ック機構付きのギアボックス６１及びベアリング６２を
介して回転自在に支持された、図２で見て左側面及び手
前側の面が開口した熱盤保持ケース６０と、前記ギアボ
ックス６１を介して前記熱盤保持ケース６０を前記支持
ピン５７，５８の軸線Ｃ回りに正逆両方向に選択的に回
転させるモータ６３と、前記コ字状保持体５６を前記案
内レール５１，５２に沿って前記左右方向Ｐに進退動さ
せる全体移送用の流体圧シリンダ６５と、前記熱盤３０
を前記熱盤保持ケース６０の左側面から出し入れする方
向に進退動させる熱盤進退用の流体圧シリンダ６７と、
を備えている。

【００４６】前記熱盤進退用の流体圧シリンダ６７は、
前記熱盤保持ケース６０の縦辺部にそれに直交する姿勢
で取付固定されており、そのピストンロッド６７ａの先
端が、前記熱盤３０における第１の板状加熱部３０Ａと
第２の板状加熱部３０Ｂとの開き側端部に固定された連
結板３６に連結固定されている。

【００４７】また、前記下側の案内レール５２には、前
記コ字状保持体５６が所定の前進位置まで前進せしめら
れたことを検出するための、光電リレー等の前進用位置
決めセンサ７１及び前記コ字状保持体５６が所定の後退
位置（待機位置）まで後退せしめられたことを検出する
ための、光電リレー等の後退用位置決めセンサ７２がそ
れぞれ配設されている。

【００４８】上述の如くの構成とされた本実施形態の射
出成形同時絵付装置においては、１ショット分の絵付シ
ートＳを雌型１２のパーティング面１２ａ上に供給した
後、前記絵付シートＳを前記雌型１２のパーティング面
１２ａ上に、前記立体型クランパー２０で押圧固定し、
その後、前記Ｖ字状の熱盤３０を前記立体型クランパー
２０により押圧固定されている前記絵付シートＳに接近
させてその絵付シートＳを前記熱盤３０により加熱軟化
させるようにされる。

【００４９】すなわち、前記熱盤３０により絵付シート
Ｓを加熱軟化させる加熱軟化工程開始時においては、図
２に示される如くに、全体移送用の流体圧シリンダ６５
のピストンロッド６５ａが最も引き込まれて熱盤３０、
熱盤保持ケース６０、コ字状保持体５６等は待機位置に
置かれている。この待機状態から、前記全体移送用の流
体圧シリンダ６５のピストンロッド６５ａを突出させる
と、前記コ字状保持体５６等が前記案内レール５１，５
２に沿って前進せしめられ、前記前進用位置決めセンサ
７１により前記コ字状保持体５６が所定の前進位置まで
前進せしめられたことが検出されると、前記流体圧シリ
ンダ６５の伸長動作が停止され、前記コ字状保持体５６
は、図３に示される如くに、その前進方向先端部が前記
雌型１２のパーティング面１２ａを通過した位置にて停
止せしめられる。

【００５０】次に、前記モータ６３が正転方向に駆動せ
しめられて、熱盤保持ケース６０が上から見て前記前記
支持ピン５７，５８を枢軸として時計回りに９０度回転
せしめられる。これにより、前記熱盤３０は、図３に示
される如くに、絵付シートＳを押圧固定している前記立
体型クランパー２０よりも雄型２５側に位置せしめられ
る。

【００５１】続いて、前記熱盤進退用の流体圧シリンダ
６７のピストンロッド６７ａが予め定められた設定長だ
け突出せしめられる。これにより、前記熱盤３０が、図
４に示される如くに、前記雌型１２のキャビティ１３及
び前記立体型クランパー２０に対向する位置（真横）ま
で前進せしめられる。

【００５２】次に、前記全体移送用の流体圧シリンダ６
５のピストンロッド６５ａが予め定められた設定長だけ
引き込まれる。これにより、前記コ字状保持体５６が前
記設定長だけＰ方向に後退せしめられ、前記熱盤３０
は、図８（Ｂ）に概略図示示されているように、その先
端部（閉じ側連結部３０ｃ）が前記立体型クランパー２
０の枠状のクランプ部２１を通り越して、前記絵付シー
トＳの被加熱面Ｓａに対して所定の距離（最小離隔距離
ΔＹmin ）だけ離隔した位置まで接近せしめられる。

【００５３】ここで、図８を用いて前述したように、本
実施形態の熱盤３０と図８（Ａ）の従来の平板型の熱盤
１３０とを比較すると、本発明の熱盤３０は、その加熱
面３０ａと絵付シートＳの被加熱面Ｓａとの最大離隔距
離ΔＹmax と最小離隔距離ΔＹmin との差Δｙが、前記
平板型の熱盤１３０におけるそれらの差（ΔＸmax −Δ
Ｘmin ＝Δｘ）より小さくなるので、絵付シートＳの加
熱温度分布を前記平板型の熱盤１３０に比して均一（分
布レンジを小）にできる。

【００５４】また、図８及び図９を用いて前述したよう
に、絵付シートＳの被加熱面Ｓａにおける照度は、熱盤
３０の加熱面３０ａと絵付シートＳの被加熱面Ｓａと離
隔距離ΔＹの２乗に反比例し、離隔距離ΔＹの２乗分の
１の値の、離隔距離ΔＹの増減に伴う変化量、つまり、
１／（ΔＹmin ）² と１／（ΔＹmax ）² との差は、離
隔距離ΔＹが大きくなるに従って減少してゆくので、最
大離隔距離ΔＹmax と最小離隔距離ΔＹmin とが共に０
より大である程、１／（ΔＹmin ）² と１／（ΔＹmax
）² との差が小さくなり、離隔距離ΔＹの分布レンジ
の影響は受け難くなってくる。

【００５５】そのため、本実施形態のＶ字状の熱盤３０
は、絵付シートＳにおける加熱温度分布の均一化という
観点から見れば、非接触加熱方式により絵付シートＳを
加熱する場合は、絵付シートＳの被加熱面Ｓａの形状と
熱盤３０の加熱面３０ａの形状とが完全に一致していな
くても、前記曲面型の熱盤２３０と殆ど損色がない。上
記に加え、本実施形態の射出成形同時絵付装置１０に用
いられる熱盤３０は、従来の曲面及び多面体型の熱盤２
３０に比して簡素であるので、軽量化及び低コスト化を
図れ、また、頻繁に折り曲げることを要さないので、従
来の可撓性シート型の熱盤に比して疲労破断等の故障を
生じ難くできるとともに、比較的小型で簡単な構成の駆
動手段により待機位置とシート加熱位置との間を移動さ
せることができるといった効果も得られる。

【００５６】なお、前記絵付シート加熱軟化工程完了後
は、従来と同様に、前記真空吸引孔１８を通じて真空吸
引を行うことにより前記絵付シートＳを前記雌型１２の
キャビティ１３に沿わせるように延伸させる延伸工程が
行われ、その後、前記雌型１２を雄型２５側へ移動させ
て型締めを行い両金型間にキャビティ１３を形成せしめ
る型締め工程と、前記キャビティ１３内に雄型２５側か
ら流動状態の樹脂を注入充填し、次いで該樹脂を固化せ
しめて射出成形を行う射出成形工程と、前記雌型１２と
雄型２５とを離間させる型開き工程と、絵付シートＳが
接着された射出成形品を外部に取り出す取出工程と、が
順次行われる。

【００５７】図５は、本発明に係る熱盤の他の実施形態
を示す。図示の熱盤３３は、第１の板状加熱部３３Ａと
第２の板状加熱部３３Ｂとを、それらの加熱面３３ａ，
３３ｂを外側にしてＶ字を呈するように所要数のヒンジ
部材（蝶番）４１で開閉自在に連結して、その開き角度
を、送りねじロッド４５Ａ，４５Ｂを備えた開き角度調
節機構４０により変えることができるようにしたもので
ある。

【００５８】すなわち、熱盤３３には、第１の板状加熱
部３３Ａと第２の板状加熱部３３Ｂの開き側端部両側に
それぞれ、長孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄが形成
され、それらの長孔４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ
に、それぞれ鍔状部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ付
きの角形ナット部材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ、４４Ｄが
回転は阻止された状態で摺動可能に嵌挿されている。前
記角形ナット部材４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ、４４Ｄのう
ち、上下に位置する対をなす角形ナット部材４４Ａと４
４Ｂ、及び角形ナット部材４４Ｃと４４Ｄは、それぞれ
内部に形成された雌ねじ部が逆ねじ（例えば上側のもの
が右ねじ、下側のものが左ねじ）となっており、それら
の雌ねじ部に、送りねじロッド４５Ａ，４５Ｂの外周に
形成された雄ねじ部４５ａ，４５ｂが螺合せしめられて
いる。

【００５９】また、前記第１の板状加熱部３３Ａと第２
の板状加熱部３３Ｂの閉じ側連結部３３ｃ近傍の両側
に、それぞれガスダンパー４７，４８の両端が軸着され
ている。このガスダンパー４７，４８は、前記第１の板
状加熱部３３Ａと第２の板状加熱部３３Ｂを押し拡げる
方向、言い換えれば、それらの開き角度を大きくする方
向に付勢している。また、前記第２の板状加熱部３３Ｂ
の開き側端部近傍には、前記した熱盤進退用の流体圧シ
リンダ６７と当該熱盤３３とを連結するためのＬ形連結
ロッド４９の先端が連結されている。

【００６０】このような構成とされた熱盤３３において
は、前記送りねじロッド４５Ａ，４５Ｂの中央部に固設
された回し操作部４６Ａ，４６Ｂを一方向に回すと、上
下に位置する対をなす角形ナット部材４４Ａと４４Ｂ、
及び角形ナット部材４４Ｃと４４Ｄはそれぞれ相互に近
づく方向にねじ送りされ、それにより、第１の板状加熱
部３３Ａと第２の板状加熱部３３Ｂも前記ガスダンパー
４７，４８の付勢力に抗して、前記角形ナット部材４４
Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ、４４Ｄの鍔状部４４ａ，４４ｂ，
４４ｃ，４４ｄに押されてそれらの開き角度が狭めら
れ、前記送りねじロッド４５Ａ，４５Ｂの回し操作部４
６Ａ，４６Ｂを逆方向に回すと、上下に位置する対をな
す角形ナット部材４４Ａと４４Ｂ、及び角形ナット部材
４４Ｃと４４Ｄはそれぞれ相互に遠ざかる方向にねじ送
りされ、それにより、第１の板状加熱部３３Ａと第２の
板状加熱部３３Ｂが前記ガスダンパー４７，４８の付勢
力によって、前記角形ナット部材４４Ａ，４４Ｂ，４４
Ｃ、４４Ｄの鍔状部４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄに
係止される位置まで開かれてそれらの開き角度が拡げら
れる。

【００６１】なお、前記送りねじロッド４５Ａ，４５Ｂ
は、前記回し操作部４６Ａ，４６Ｂ利用して手動で回し
てもよいし、モータ等の駆動手段を利用して回してもよ
い。上記熱盤３３においては、開き角度調節機構４０に
より開き角度を変更できるようにされているので、開き
角度（加熱面の形状）が固定のものに比して、得るべき
成形品の寸法形状に対する対応範囲を拡大できて汎用性
が増し、イニシャルコストを低減できる。

【００６２】図７は、本発明に係る熱盤の別の実施形態
を示す。図示の熱盤３４は、第１の板状加熱部３４Ａと
第２の板状加熱部３４Ｂとを、それらの加熱面３４ａ，
３４ｂを外側にしてＶ字を呈するように所要数のヒンジ
部材（蝶番）８１で開閉自在に連結して、その開き角度
を、前記第１の板状加熱部３４Ａと第２の板状加熱部３
４Ｂに直交する面内で揺動可能とされた揺動レバー８２
を備えた開き角度調節機構８０により変えることができ
るようにしたものである。

【００６３】すなわち、本実施形態の熱盤３４において
は、第１の板状加熱部３４Ａの内面側に前記揺動レバー
８２の固定端が軸着されいる。一方、第２の板状加熱部
３４Ｂの内面には、前記揺動レバー８２の可動端がその
一端部に軸着されたラック８４と、このラック８４が前
記第１の板状加熱部３４Ａと第２の板状加熱部３４Ｂに
直交する面内で直線的に摺動するように案内する切欠枠
状の案内部材８６と、前記ラック８４に噛合するピニオ
ン８７と、このピニオン８７を正逆両方向に選択的に回
転駆動するロック機構付きのギアードモータ８８と、こ
のギアードモータ５８の回転軸５８ａを軸支する軸受部
材８９と、が設けられている。

【００６４】このような構成とされた熱盤３４において
は、前記ギアードモータ８８が例えば正方向に回転駆動
せしめられると、前記ピニオン８７が噛合しているラッ
ク８４が前記第２の板状加熱部８４Ｂから外方（斜め下
方）に突出する方向に移動せしめられ、それに伴い、前
記揺動レバー８２の可動端が前記第２の板状加熱部３４
Ｂの開き側端部方向に移動せしめられ、それによって、
第１の板状加熱部３４Ａと第２の板状加熱部３４の開き
角度が狭められる。

【００６５】それに対し、前記ギアードモータ８８が例
えば逆方向に回転駆動せしめられると、前記ピニオン８
７が噛合しているラック８４が前記第２の板状加熱部３
４Ｂから内方に引き込まれる方向に移動せしめられ、そ
れに伴い、前記揺動レバー８２の可動端が前記第２の板
状加熱部３４Ｂの閉じ側連結部３４ｃ方向に移動せしめ
られる。それにより、第１の板状加熱部３４Ａと第２の
板状加熱部３４の開き角度が拡げられる。

【００６６】上記熱盤３４においても、開き角度調節機
構８０により開き角度を自動的に変更できるようにされ
ているので、前記開き角度調節機構４０を備えた熱盤３
３と同様に、開き角度（加熱面の形状）が固定のものに
比して、得るべき成形品の寸法形状に対する対応範囲を
拡大できて汎用性が増し、イニシャルコストを低減でき
る。なお、図７では、板状加熱部３４Ａ、３４Ｂの閉じ
側連結部３４Ｃ側の端部が先端に行くほど厚さが薄くな
るよう傾斜させている。このような形状にすることによ
り、開き角度を可変させても閉じ側連結部３４Ｃ近傍の
非加熱部分（３４Ａ、３４Ｂ間の隙間）を無くすことが
できる。

【００６７】なお、図１０に示される熱盤３０' のよう
に、絵付シート供給側端部にシートカッター９０を設
け、熱盤３０' がシート加熱位置に移動せしめられたと
き、絵付シートＳを、前記シートカッター９０により、
加熱されている次ショット部分と絵付シートＳの供給側
上流部との間で切断するようにしてもよい。

【００６８】この場合、シートカッター９０により絵付
シートを切断するタイミングは、絵付シートＳが立体型
クランパー２０により雌型１２のパーティング面１２ａ
に押圧固定された以降で加熱が完了までの間であれば、
熱盤３０' がシート加熱位置停止せしめられる直前で
も、それと同時でも、直後でも、いずれでもよい。

【００６９】絵付シートを上記のようにして切断するこ
とによって、絵付シートに加わる熱応力や変形歪等の悪
影響がその絵付シートの上流側部分（次ショット分以
降）に遡及するのが防止される。なお、シートカッター
９０としては、刃物や加熱線条等を使用できる。

【００７０】また、図１０の態様では、立体側クランパ
ー２０は、雌型１２内部を摺動自在に貫通してなる摺動
ロッド２０ａ（４本存在）と連結されており、例えば、
エジェクタープレート（図示せず）と連動して摺動ロッ
ド２０ａが雌型と雄型を結ぶ方向に進退動することによ
って、クランパー２０がパーティング面１２ａに接近及
び離間して絵付シートＳをクランプしたり、開放したり
できる機構になっている。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る射出成形同時絵付装置及び方法に用いられる熱
盤は、従来の平板型の熱盤に比して絵付シートの加熱温
度分布を可及的に均一化でき、また、従来の曲面及び多
面体型の熱盤に比して簡素化、軽量化、及び低コスト化
を図れるとともに、開き角度を可変にすることで、得る
べき成形品の寸法形状に対する対応範囲を拡大でき、さ
らに、従来の可撓性シート型の熱盤に比して故障を生じ
難くできるとともに、比較的小型で簡単な構成の駆動手
段により待機位置とシート加熱位置との間を移動させる
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による射出成形同時絵付装置の一実施形
態を示す概略斜視図。

【図２】図１の射出成形同時絵付装置の主として熱盤駆
動手段を示す拡大斜視図。

【図３】図１の射出成形同時絵付装置の主として熱盤駆
動手段の動作説明に供される図。

【図４】図１の射出成形同時絵付装置の主として熱盤駆
動手段の動作説明に供される図。

【図５】本発明に係る熱盤の他の実施形態を示す斜視
図。

【図６】本発明に係る熱盤の変形例を示す図。

【図７】本発明に係る熱盤の他の実施形態を示す図。

【図８】本発明に係る射出成形同時絵付装置に用いられ
る熱盤の作用効果を従来の熱盤と比較して説明するため
に使用される図であり、（Ａ）は従来の平板型の熱盤を
用いたもの、（Ｂ）は本発明のＶ字型の熱盤を用いたも
の、（Ｃ）は従来の曲面型の熱盤を用いたものを示す。

【図９】本発明の射出成形同時絵付装置に用いられる熱
盤の作用効果の説明に供されるグラフ。

【図１０】本発明の射出成形同時絵付装置に用いられる
熱盤にシートカッターを設け、またクランパーを摺動ロ
ッドで駆動する例を示す図。

【符号の説明】

Ｓ 絵付シート １０ 射出成形同時絵付装置 １２ 雌型 １２ａ パーティング面 １３ キャビティ ２０ 立体型クランパー ２５ 雄型 ３０〜３４ 熱盤 ３０Ａ 第１の板状加熱部 ３０Ｂ 第２の板状加熱部 ３０ａ，３０ｂ 加熱面 ３０ｃ 閉じ側連結部 ４０，８０ 開き角度調節機構 ５０ 熱盤駆動手段

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の板状加熱部と第２の板状加熱部と
   がそれらの加熱面を外側にして相互に所定の開き角度を
   もってＶ字状に結合されてなる熱盤を備えた射出成形同
   時絵付装置。
2. 【請求項２】 前記熱盤の第１の板状加熱部と第２の板
   状加熱部との開き角度を可変としたことを特徴とする請
   求項１に記載の射出成形同時絵付装置。
3. 【請求項３】 前記第１の板状加熱部及び第２の板状加
   熱部の一端側がヒンジ部材で連結され、かつ、それらの
   他端側を前記ヒンジ部材を支点として相互に逆方向に相
   対回転させる開き角度調節機構が配備されてなる熱盤を
   備えた請求項２に記載の射出成形同時絵付装置。
4. 【請求項４】 相互に対向配置されて一方が他方側へ移
   動せしめられるようにされた雌型及び雄型と、前記雌型
   のパーティング面に対して直交する方向に移動可能とさ
   れ、前記絵付シートを前記雌型のパーティング面に押圧
   して固定するクランプ手段と、前記熱盤を絵付シート加
   熱時にはその閉じ側連結部を雌型キャビティ側に向けた
   姿勢で該雌型キャビティに接近させるとともに、シート
   加熱完了後は前記雄雌両金型外の待機位置に移動させる
   駆動手段と、前記雌型のキャビティ内に前記雄型側から
   流動状態の樹脂を注入充填する樹脂射出手段とを備え、 前記クランプ手段が、前記絵付シートを前記雌型のパー
   ティング面上に押圧固定するためのクランプ部と、前記
   絵付シートの一部を前記雌型のキャビティ内に押し込む
   ための二次元方向に湾曲ないし突出した外形を持つシー
   ト押圧部とを有する立体型クランパーからなっており、 前記熱盤が前記駆動手段により前記立体型クランパーに
   よって押圧固定されている絵付シートに対して接近及び
   離隔せしめられることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載の射出成形同時絵付装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の射出成形同時絵付装置
   を用いた射出成形同時絵付方法であって、 絵付シートを前記雌型のパーティング面上に供給するシ
   ート供給工程と、前記絵付シートを前記雌型のパーティ
   ング面上に前記立体型クランパーで押圧固定するクラン
   プ工程と、前記熱盤を前記立体型クランパーにより押圧
   固定されている前記絵付シートに接近させてその絵付シ
   ートを前記熱盤により加熱軟化させる加熱軟化工程と、
   前記絵付シートを前記雌型のキャビティ面に沿わせるよ
   うに延伸させる延伸工程と、前記雌型と雄型の一方を他
   方側へ移動させて型締めを行い両金型間にキャビティを
   形成せしめる型締め工程と、前記キャビティ内に流動状
   態の樹脂を注入充填して固化せしめる射出成形を行う射
   出成形工程と、前記雌型と雄型とを離間させる型開き工
   程と、絵付シートが接着された射出成形品を前記雌型か
   ら取り出す取出工程と、を含み、前記各工程を記述順に
   又はその順番を入れ換えて、順次、又は複数の工程を同
   時に重複してもしくは並列的に行うようにされた射出成
   形同時絵付方法。