JP3548297B2 - 部分厚肉成形品の製造用金型および製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部分的に厚肉となるボスやリブ等が設けられた部分厚肉成形品の製造用金型および製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来より、インストルメント・パネル等の自動車の大型内装品を射出成形で一体成形することが試みられている。内装品等の成形品は、より大きなものが一体成形されるほど、自動車等の部品点数がより大幅に削減されることから、様々な製造用金型や製造方法が利用されている。
また、成形品は、大型になる程、補強のためのリブや、取付けのためのボス等の部分的に他の部分よりも厚肉となった厚肉部を多く必要とするが、厚肉部は、射出成形の際、他の薄肉部よりも樹脂の冷却・硬化が遅いため、その表面にヒケが発生しやすいという特質がある。
成形品としては、ヒケのない良好な成形品が望まれ、特に、自動車の内装となる成形品は、ヒケが発生すると外観不良となり、その製品としての価値が著しく損なわれる。
このため、溶融樹脂が充填された金型に圧縮流体を圧入し、この圧縮流体の圧力で充填された溶融樹脂を金型の成形面に向かって押圧し、厚肉部にヒケが生じないようにした以下のＡ），Ｂ）の製造方法が知られている。
Ａ） 成形すべきボスの外形に応じて凹んだ厚肉成形部と、この厚肉成形部の内部に遊嵌されるとともに、厚肉成形部の内部に向かって進退可能となったコア部とで筒状のボスを成形する金型を採用する。そして、金型のコア部に圧縮流体を送り、送られた圧縮流体の圧力でコア部を前進させるとともに、コア部の周囲に流出した圧縮流体の圧入で溶融樹脂を厚肉成形部の成形面に向かって押圧し、これにより、ヒケの防止を図る。（特開昭５０−７５２４７号公報）。
Ｂ） 成形すべきボスの外形に応じて凹んだ厚肉成形部の外周近傍に圧縮流体を圧入する圧入孔を設け、この圧入孔の開口を多孔質部材で塞いだ金型を採用する。そして、圧入孔に圧縮流体を送り、送られた圧縮流体の圧力で充填された溶融樹脂を金型の成形面に向かって押圧し、これにより、ヒケの防止を図っている（特開昭５９−２２０３３７号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ａ），Ｂ）の製造方法には、以下のａ），ｂ）のような問題がある。
ａ） ボスとなる溶融樹脂の内側に圧縮流体が圧入されるので、ボスの側壁や底部となる溶融樹脂には、圧縮流体の圧力が有効に作用し、圧縮流体の保圧効果が充分達成されるが、ボス外周の近傍にある溶融樹脂には、圧縮流体の圧力が有効に作用せず、また、厚肉部でも中実となる壁状のリブには、圧縮流体の保圧効果が充分発揮できないので、ヒケが発生するおそれがあるという問題がある。
ｂ） ボス外周の近傍に圧縮流体を圧入すると、根元部分の溶融樹脂が薄肉となり、ボスの強度が損なわれることがあるうえ、ボス外周の近傍に圧縮流体を単に圧入しただけでは、圧縮流体がボスの近傍から周辺へ逃げてしまうので、圧縮流体の圧力が有効に作用せず、圧縮流体の保圧効果が充分発揮されず、ヒケが発生する場合があるという問題がある。
なお、本願出願人は、ボスの根元部分をテーパ状に広げて充填した樹脂の肉厚を確保し、ボス外周の近傍に圧縮流体を圧入しても、ボスの根元部分が過度に薄肉ならないようにするとともに、圧入した圧縮流体でヒケを防止する製造方法を提案している（特願平６−２０４９４０号）。
しかしながら、この製造方法でも、圧入された圧縮流体の圧力と、ボスの根元部分が肉厚との関係が微妙なため、成形しようとするボスの大きさや形状によっては、圧縮流体を圧入しても、ボスの根元部分の肉厚によりヒケが発生する場合があり、さらなる改良が要望されている。
【０００４】
本発明の目的は、充分な強度の厚肉部が形成可能となるとともに、ヒケの発生がより効果的に防止可能となる部分厚肉成形品の製造用金型および製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明は、薄肉部から突出する厚肉部が部分的に形成された部分厚肉成形品を成形するための部分厚肉成形品の製造用金型であって、前記厚肉部を成形する凹んだ形状の厚肉成形部の近傍に圧縮流体を圧入する圧入部と、前記薄肉部を成形する薄肉成形面の前記厚肉成形部の近傍となる部分を凹まして形成した前記圧縮流体の滞留部とを備えたことを特徴とする。
本発明の第２発明は、薄肉部から突出する厚肉部が部分的に形成された部分厚肉成形品の製造方法であって、前記厚肉部を成形する凹んだ形状の厚肉成形部の近傍に圧縮流体を圧入する圧入部と、前記薄肉部を成形する薄肉成形面の前記厚肉成形部の近傍となる部分を凹まして形成した前記圧縮流体の滞留部とを備えた金型を用い、この金型に溶融樹脂を充填し、前記厚肉成形部に前記溶融樹脂が到達した後、前記圧入部から前記厚肉成形部の近傍および前記溶融樹脂の間へ圧縮流体の圧入を開始するとともに、前記滞留部に前記圧縮流体を滞留させることを特徴とする。
以上において、前記圧入部は、前記滞留部と離間して配置され、前記圧入部および前記滞留部の間には、前記圧縮流体を導く誘導路が設けられていることが望ましい。
また、前記厚肉成形部は、前記薄肉部から突出する円筒状のボスおよび／または壁状のリブを前記厚肉部として成形するものであり、前記滞留部は、前記ボスの周辺を囲う環状の溝または前記リブに沿った溝とされていることが好ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明は、薄肉部から突出する厚肉部が部分的に形成された部分厚肉成形品を成形するための部分厚肉成形品の製造用金型であって、前記厚肉部を成形する凹んだ形状の厚肉成形部の近傍に圧縮流体を圧入する圧入部と、前記薄肉部を成形する薄肉成形面の前記厚肉成形部の近傍となる部分を凹まして形成した前記圧縮流体の滞留部とを備え、前記圧入部は前記滞留部と離間して配置され、前記圧入部および前記滞留部の間に前記圧縮流体を導く誘導路が設けられていることを特徴とする。
本発明の第２発明は、薄肉部から突出する厚肉部が部分的に形成された部分厚肉成形品の製造方法であって、前記厚肉部を成形する凹んだ形状の厚肉成形部の近傍に圧縮流体を圧入する圧入部と、前記圧入部と離間して配置され、かつ前記薄肉部を成形する薄肉成形面の前記厚肉成形部の近傍となる部分を凹まして形成した前記圧縮流体の滞留部と、前記圧入部および前記滞留部の間に設けられ前記圧縮流体を導く誘導路とを備えた金型を用い、この金型に溶融樹脂を充填し、前記厚肉成形部に前記溶融樹脂が到達した後、前記圧入部から前記厚肉成形部の近傍および前記溶融樹脂の間へ圧縮流体の圧入を開始するとともに、前記滞留部に前記圧縮流体を滞留させることを特徴とする。
以上において、前記厚肉成形部は、前記薄肉部から突出する円筒状のボスおよび／または壁状のリブを前記厚肉部として成形するものであり、前記滞留部は、前記ボスの周辺を囲う環状の溝または前記リブに沿った溝とされていることが好ましい。
【０００７】
（３）成形手順
以上のような成形装置等で成形を行う場合には、次の手順が採用できる。
▲１▼金型を閉鎖する。
▲２▼射出装置から溶融樹脂を射出し、金型内へ溶融樹脂の充填を開始する。
▲３▼溶融樹脂の充填開始後、圧入部に圧縮流体を送り、溶融樹脂と金型の成形面との間に圧縮流体を圧入する。この圧縮流体の圧入タイミングは、充填開始後であって、溶融樹脂と金型の成形面との間に圧縮流体を圧入することができれば、溶融樹脂の充填完了時あるいは充填完了の前後でもよい。
なお、圧入タイミングを射出装置と連動させれば、溶融樹脂の充填完了時に圧縮流体の圧入を開始できるし、遅延タイマー等を用いれば、充填開始後の適宜なタイミングで圧縮流体の圧入を開始できる。
▲４▼圧入部からの圧縮流体は、滞留部に滞留し、成形品の表面を成形する金型成形面に向かって厚肉成形部の溶融樹脂を選択的に押圧し、ヒケの発生を防止する。この圧縮流体が溶融樹脂を押圧する状態で、溶融樹脂を冷却・硬化させる。
なお、圧入部および滞留部の間に誘導路を設けておけば、圧入部から滞留部に圧縮流体を効率良く誘導することが可能となる。
▲５▼溶融樹脂が所定の温度まで冷却してしまうまでに、圧縮流体の圧入を継続しながら保圧を行う工程、圧縮流体の圧入を停止した後、圧縮流体の圧力を維持しながら保圧を行う工程、および、圧縮流体を金型の外部に排気し、金型内部を脱圧する工程を順次行う。
▲６▼成形が完了した成形品の離型がスムーズに行える程度の残圧を金型内部に残した状態で、金型を開けて成形品を取り出し成形を完了することもできる。
【０００８】
このような本発明では、滞留部に圧縮流体が滞留するので、厚肉成形部の外周近傍に充填された溶融樹脂にも充分な圧力が加わり、この圧力により厚肉成形部およびその近傍に充填された溶融樹脂が、成形品の表面を成形する金型成形面に向かって押圧されるうえ、滞留部が圧縮流体を滞留させておくので、圧縮流体が厚肉成形部の近傍から周辺へ逃げることがなく、これにより、ヒケの発生が確実に防止されるようになる。
また、滞留部に圧縮流体を滞留させることにより、厚肉部に到達する圧縮流体の量が抑制されるので、厚肉部の根元部分を薄肉にしない。このため、圧縮流体を圧入しても、厚肉部の肉厚、ひいては、強度が充分確保され、厚肉部の大きさ、形状および位置に関係なく、ヒケの発生が防止されるようになり、これにより前記目的が達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明は、射出成形、射出圧縮成形等の成形法に適用できるが、以下ガス射出成形法に適用した場合について説明する。
図１には、本実施形態に係る射出成形機１の要部が示されている。この射出成形機１は、金型２の内部に溶融樹脂３を射出する射出装置１０と、金型２の型締めを行う型締装置３０と、圧縮流体である高圧の窒素ガスを供給するガス供給装置４０とを有するものである。
射出装置１０は、筒状のバレル１１と、このバレル１１の内部で溶融樹脂３を混練するスクリュー１２とを設けたものである。バレル１１の先端には、金型２に接続されるノズル１３が設けられている。
型締装置３０は、図中右側の固定側ダイプレート３１に向かって、移動側ダイプレート３２を図示しない油圧シリンダ装置等で押圧し、これにより金型２の型締めを行うものである。
固定側ダイプレート３１には、射出装置１０のノズル１３を受けるブッシュ３３が設けられている。ブッシュ３３の中心部分には、固定側ダイプレート３１を貫通する貫通孔３４が設けられている。
一方、移動側ダイプレート３２には、金型２の内部に充填された溶融樹脂３の内部に注入するガスを通すための通路３５が設けられている。
【００１０】
金型２は、図中右側の固定金型部２Ａと、左側の移動金型部２Ｂとに分割されたものである。固定金型部２Ａおよび移動金型部２Ｂの間には、インストルメントパネルを成形するための空洞であるキャビティ２１が形成されている。
固定金型部２Ａには、キャビティ２１に溶融樹脂３を導入するための通路であるランナ２２およびスプル２３が設けられている。このうち、ランナ２２は、固定側ダイプレート３１の貫通孔３４と接続され、この貫通孔３４を介して射出装置１０のノズル１３と連通する。
移動金型部２Ｂには、キャビティ２１に充填された溶融樹脂３の内部に注入される窒素ガスを導入するための注入ガス流路２５と、充填された溶融樹脂３とキャビティ２１の成形面との間に圧入される窒素ガスを導入する保圧ガス流路２６とが設けられている。
注入ガス流路２５は、上流側の端部が移動側ダイプレート３２側の通路３５に接続され、下流側が二つの分岐路２５Ａ に分かれている。なお、図では一方の分岐路２５Ａ のみが示されている。
保圧ガス流路２６は、下流側が四つの分岐路２６Ａ に分かれている。なお、図においては、そのうちの二つの分岐路２６Ａ のみが示されている。
【００１１】
図２および図３には、金型２の内部に形成されたキャビティ２１が示されている。図において、キャビティ２１は、厚さ寸法が全体的にほぼ均一にされた薄肉のインストルメントパネルを成形するものである。キャビティ２１には、溶融樹脂３を薄肉に成形する薄肉成形面２１Ａ と、この薄肉成形面２１Ａ よりも溶融樹脂３を厚肉に成形するガスチャンネル案内部２１Ｂ が形成されている。
薄肉成形面２１Ａ は、キャビティ２１の全体に広がったものであり、運転用の計器類およびスイッチ類、ならびに、エアコン用の吹き出し口等を取付けるための開口４を成形する部分を有している。
ガスチャンネル案内部２１Ｂ は、キャビティ２１の長手方向に沿って、当該キャビティ２１の前縁および後縁の各々の近傍に形成されたものである。各ガスチャンネル案内部２１Ｂ の中央部分には、充填された溶融樹脂３の内部にガスを注入するためのガス注入口２７が設けられている。各ガス注入口２７は、注入ガス流路２５から分岐した分岐路２５Ａ に接続されている。
ここで、ガスチャンネル案内部２１Ｂ に充填された溶融樹脂３は、金型２にガスを注入することにより、内部に中空のガスチャンネル３Ａが形成されるようになっている。
【００１２】
また、キャビティ２１には、インストルメントパネルの助手席側の裏面の四箇所に本願発明の厚肉部であるボス５を成形するボス成形部５０が設けられている。
図４（Ａ）には、ボス５およびボス成形部５０が拡大さて示されている。このうち、ボス５は、ボルトを螺合させるボス孔５Ａを有する円筒状の突起である。
ボス成形部５０は、ボス５を成形する凹んだ形状の厚肉成形部であり、その根元部分５０Ａ は、端部に向かってテーパ状に拡がり、先端部分５０Ａ よりもボス５を厚肉に成形するようになっている。ボス成形部５０の内部には、窒素ガスを圧入するためのガスピン５１が当該ボス成形部５０と同軸となるように設けられている。
ガスピン５１は、側面形状がＴ字形状となったパイプ状部材である。ガスピン５１の先端は、ボス孔５Ａの底部に達し、ボス孔５Ａの底面と対向する端面が開口されている。ガスピン５１の基端には、先端側よりも直径の大きい鍔部５２が設けられている。ガスピン５１の側面には、ガスピン５１の内部に窒素ガスを導入するための導入口５１Ａ が鍔部５２の近傍に設けられている。
導入口５１Ａ は、保圧ガス流路２６から分岐した分岐路２６Ａ からさらに分岐した導通路２６Ｂ に接続されている。一方、鍔部５２の側面には、溝５２Ａ が設けられ、この溝５２Ａ にＯリング５２Ｂ が巻回されている。このＯリング５２Ｂ により、ガスピン５１に導入される窒素ガスが金型２の外部に漏れないようになっている。
【００１３】
ボス成形部５０の近傍には、窒素ガスをボス５の周辺に圧入するための圧入部であるガス圧入口５３がボス成形部５０から所定寸法離間して設けられている。
また、ボス成形部５０の周りには、ガス圧入口５３から圧入された窒素ガスを滞留させるための環状の滞留部５４がガス圧入口５３よりもボス成形部５０に近い位置に設けられている。
ガス圧入口５３は、可動金型部２Ｂをくり抜いて形成した空洞５５に、側面形状がＴ字形状の中実部材５６を配置して形成されたものである。
空洞５５は、中実部材５６に応じた形状を有し、その内側面には、窒素ガスを導入するための導入口５５Ａ が設けられている。導入口５５Ａ は、保圧ガス流路２６から分岐した分岐路２６Ａ からさらに分岐した導通路２６Ｃ に接続されている。
中実部材５６の先端は、図４（Ｂ）にも示されるように、ガス圧入口５３との間に若干の隙間を残して、ガス圧入口５３の大部分を塞ぐものとなっている。これにより、窒素ガスは、ガス圧入口５３からキャビティ２１側へ流通可能とされる一方、キャビティ２１内の溶融樹脂３は、空洞５５に侵入不可能となっている。
中実部材５６の基端には、先端側よりも直径の大きい鍔部５７が設けられている。この鍔部５７の側面には、溝５７Ａ が設けられ、この溝５７Ａ にＯリング５７Ｂ が巻回されている。このＯリング５７Ｂ により、空洞５５に導入される窒素ガスが金型２の外部に漏れないようになっている。
【００１４】
滞留部５４は、可動金型部２Ｂ側の薄肉成形面２１Ａ のボス成形部５０の近傍となる部分を凹まして形成したものである。滞留部５４は、断面「く」字型状の溝であり、外側部分の傾斜が内側部分の傾斜よりも緩くされるとともに、最も深い部分がガスピン５１側に偏って設けられている。
滞留部５４とボス成形部５０との境界部５４Ａ は、アール処理により、切り立ったエッジを丸めたものとなっている。これにより、得られる成形品のボス５の根元に応力が集中しないようになっている。
滞留部５４およびガス圧入口５３の間には、ガス圧入部５３から滞留部５４まで窒素ガスを導く誘導路５８が設けられている。
誘導路５８は、図５に示されるように、可動金型部２Ｂの薄肉成形面２１Ａ を凹まして形成した底の丸い溝である。
ここで、図４に戻って、ガスピン５１およびガス圧入口５３から圧入された窒素ガスは、ボス成形部５０およびその近傍に充填された溶融樹脂３を固定金型部２Ａ側の成形品の表側を成形する成形面に向かって押圧するようになっている。特に、滞留部５４に滞留した窒素ガスは、ボス５の近傍に充填された溶融樹脂３を固定金型部２Ａ側に向かって押圧可能となっている。
これにより、成形品にボス５を設けても、ボス５の近傍にヒケが発生することが防止されるようになっている。
また、滞留部５４に窒素ガスを滞留させることにより、ボス５に到達する窒素ガスの量が抑制されるので、ボス５の根元部分が薄肉にならない。このため、窒素ガスを圧入しても、ボス５の肉厚、ひいては、強度が充分確保され、ボス５の大きさ、形状および位置に関係なく、ヒケの発生の防止が可能となっている。
【００１５】
図１に戻って、ガス供給装置４０は、ボンベから取り出した窒素ガス等を圧縮して増圧する増圧器４１と、金型２に対して窒素ガスの供給および排出を選択的に行う切替装置４２と、この切替装置４２を制御するための制御装置４３とを備えたものである。
増圧器４１は、高圧気体である駆動エアーを動力源とするレシプロ式のコンプレッサであり、内部に導入された窒素ガスを増圧して切替装置４２に送出するようになっている。
制御装置４３は、デジタルシーケンサ等から構成され、所定の制御シーケンスプログラムを内蔵したものであり、増圧機３１に対する窒素ガス送出信号、ならびに、切替装置４２に対するガス供給の開始および停止を指令する制御信号を所定のタイミングで送信するようになっている。
切替装置４２は、増圧器４１のガス吐出口に連結されたメイン管４４から分岐したガス注入用枝管４５およびガス圧入用枝管４６を備えたものである。
ガス注入用枝管４５は、移動側ダイプレート３２の通路３５を介して金型２の注入ガス流路２５に連結され、ガスチャンネル案内部２１Ｂ に充填された溶融樹脂３の内部に注入される加圧ガスを供給するものとなっている。
ガス注入用枝管４５には、操作器を備えた電磁弁等の自動弁４７Ａ と、金型２側に供給する注入ガスを所定の圧力に調節する減圧弁４８Ａ とが設けられている。減圧弁４８Ａ の下流側には、溶融樹脂３の内部に注入された注入ガスを外部に排気する排気管４５Ａ が連結されている。排気管４５Ａ には、操作器を備えた電磁弁等の自動弁４９Ａ が設けられている。
ガス圧入用枝管４６には、ガス注入用枝管４５と同様に、操作器を備えた電磁弁等の自動弁４７Ｂ と、金型２側に供給する保圧ガスを所定の圧力に調節する減圧弁４８Ｂ とが設けられている。減圧弁４８Ｂ の下流側には、溶融樹脂３の内部に注入された保圧ガスを外部に排気する排気管４６Ａ が連結されている。排気管４６Ａ には、操作器を備えた電磁弁等の自動弁４９Ｂ が設けられている。
金型２に供給される注入ガスおよび保圧ガスは、切替装置４２の自動弁４７Ａ，４７Ｂ，４９Ａ，４９Ｂ を適宜開閉操作することにより、それぞれ独立して供給タイミング等が制御可能となっている一方、減圧弁４８Ａ， ４８Ｂを適宜調節操作することにより、それぞれ独立して圧力が制御可能となっている。
【００１６】
以下に、本実施形態におけるガス射出成形の手順について説明する。
まず、金型２をダイプレート３１， ３２にセットし、型締装置３０を起動して金型２を閉鎖する。この後、射出装置１０を起動し、金型２の内部に溶融樹脂３を充填する。
この際、金型２に充填された溶融樹脂３は、この後に行われるガスの注入により流動が促進されるので、キャビティ２１の隅々まで完全に充満させる必要がなく、射出装置１０の射出圧力は低く設定できる。
溶融樹脂３の充填を開始した後、注入ガス流路２５に注入ガスを供給し、ガスチャンネル案内部２１Ｂ に充填した溶融樹脂３の内部にガスを注入し、ガスチャンネル３Ａを形成する。
このガス注入の開始と同時、または、ガス注入の開始から多少遅れて、保圧ガス流路２６に窒素ガスを供給し、滞留部５４およびボス孔５Ａの底部に窒素ガスを滞留させる。
【００１７】
ここで、薄肉成形面２１Ａ の間に充填された溶融樹脂３については、ガスチャンネル３Ａ内の窒素ガスの圧力が、溶融樹脂３の成形完了まで所定値に維持されるので、このガスチャンネル３Ａ内のガスで薄肉成形面２１Ａ の間の溶融樹脂３を当該成形面２１Ａ に密着させ、薄肉成形面２１Ａ の溶融樹脂３のヒケを防止する。
一方、ボス成形部５０およびその近傍に充填された溶融樹脂３については、滞留部５４およびボス孔５Ａの底部へのガスの圧入を継続しながら保圧を行う工程、ガスの圧入を停止した後、当該ガスの圧力を維持しながら保圧を行う工程、および、圧入したガスを金型２の外部に排気し、金型２内部を脱圧する工程を順次行う。これにより、溶融樹脂３の成形完了まで滞留部５４およびボス孔５Ａの底部のガスの圧力が所定値以上に維持されるので、このガスで、ボス成形部５０およびその近傍に充填された溶融樹脂３を成形面に密着させ、溶融樹脂３のヒケを防止する。
従って、成形品であるインストルメントパネルは、全体にわたってヒケの発生が防止され、インストルメントパネルの外観品質が損なわれない。
溶融樹脂３の冷却・固化が完了した後、成形品の離型がスムーズに行える程度のガス圧を金型２の内部に残した状態で、金型２を開けて成形品を取り出し成形を完了する。
【００１８】
前述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、ボス成形部５０が成形するボス５のボス孔５Ａの底部に窒素ガスを圧入するためのガスピン５１を設けるとともに、窒素ガスをボス５の周辺に圧入するガス圧入口５３をボス成形部５０の近傍に設け、これらのガスピン５１およびガス圧入口５３から溶融樹脂３と可動金型部２Ｂとの間に窒素ガスを圧入したので、この窒素ガスがボス成形部５０およびその近傍に充填された溶融樹脂３を固定金型部２Ａ側、すなわち、成形品の表側を成形する成形面に向かって押圧するようになり、成形品の表面にヒケが発生することを未然に防止できる。
【００１９】
また、ボス成形部５０の周りに、環状の凹みである滞留部５４を設け、この滞留部５４にガス圧入口５３から圧入された窒素ガスを滞留するようにしたので、圧入した窒素ガスがボス成形部５０の周辺から他の部分へ逃げることなくなり、ヒケの発生を有効かつ確実に防止できるうえ、滞留部５４に窒素ガスを滞留させることにより、ボス５に到達する窒素ガスの量が抑制されるので、ボス５の根元部分が薄肉にならず、ボス５の肉厚、ひいては、強度を充分確保できる。なお、これにより、ボス５の大きさ、形状および位置に関係なく、ヒケの発生を防止できる。
【００２０】
さらに、滞留部５４とガス圧入口５３とを離間して配置したので、滞留部５４には、ガス圧入口５３から圧入される大きなガス圧が直接加わらず、滞留部５４に滞留するガス圧が均一となり、ボス５の周辺の肉厚を均一とでき、この点からもボス５の強度を充分確保できる。しかも、滞留部５４およびガス圧入口５３との間に、ガス圧入部５３から滞留部５４まで窒素ガスを導く誘導路５８を設けたので、滞留部５４とガス圧入口５３とを離間して配置しても、滞留部５４に確実に窒素ガスを滞留させることができ、この点からも、ヒケの発生を確実に防止できる。さらに、ガス圧入のための金型構造を簡略化できる。
【００２１】
また、エッジのアール処理により、滞留部５４とボス成形部５０との境界部５４Ａ を丸めたので、得られる成形品のボス５の根元に応力が集中せず、この点からも、ボス５の強度を充分確保できる。
【００２２】
さらに、金型２に充填した溶融樹脂３の内部にガス注入口２７からガスを注入し、ガスチャンネル案内部２１Ｂ 内の溶融樹脂３にガスチャンネル３Ａを形成し、ガスチャンネル３Ａ内のガスで薄肉成形面２１Ａ の間に充填された溶融樹脂３を当該成形面２１Ａ に密着させるようにしたので、ボス５以外の部分のヒケが防止され、インストルメントパネルの全体にわたってヒケの発生を防止できる。
【００２３】
【実施例】
次に、本発明の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。
〔実施例〕
本実施例は、前記実施形態で示した金型２および成形手順でインストルメントパネルを成形する実験である。
〔射出条件〕
この実施例では、成形材料としてポリプロピレン（出光ポリプロＪ−７６２ＨＰ，ＭＩ＝１０ｇ／１０分； ２３０℃，２．１６ｋｇｆ）を採用するとともに、射出成形機として、三菱重工（株）製の射出成形機（８５０ＭＧＷ−１６０：最大型締力８５０ｔ）を用い、以下のような条件で成形を行う。
射出条件
▲１▼溶融樹脂温度 ； ２２０ ℃
▲２▼金型温度 ； ４０ ℃
▲３▼射出時間 ； ５ 秒
▲４▼冷却時間 ； ４０ 秒
▲５▼注入ガスに関する条件
１）注入ガス圧力 ； １０ ＭＰａ
２）ガス注入タイミング ；樹脂充填開始から４．０秒後
３）ガス注入時間 ； ２．０秒
４）注入ガス圧保持時間 ； ２０ 秒
５）注入ガス脱圧時間 ： １０ 秒
▲６▼圧入ガス（滞留部５４において保圧するガス）に関する条件
１）保圧ガス圧力 ； ７．０ＭＰａ
２）ガス圧入タイミング ；樹脂充填完了から０．５秒後
３）ガス圧入時間 ； ２５ 秒
４）保圧ガス圧保持時間 ； １０ 秒
５）保圧ガス脱圧時間 ： ５．０秒
なお、ガスピン５１からも上記と同様にガスを圧入する。
【００２４】
〔比較例〕
前記実施例と比較するために、以下のような比較例１，２についての実験を行う。なお、各比較例１，２は、前記実施態様で示した滞留部を省略した金型で前記実施例と同様のインストルメントパネルを成形する実験である。
〔比較例１〕
本比較例１は、ボスを成形するボス成形部の根元部分を、成形面との勾配が６０度となるようにテーパ状に拡げ（図７参照）、ボスの根元を厚肉に成形する金型で射出成形を行う実験である。
〔比較例２〕
本比較例２は、ボスを成形するボス成形部の根元部分を、成形面との勾配が３０度となるようにテーパ状に拡げ（図８参照）、ボスの根元を厚肉に成形する金型で射出成形を行う実験である。
【００２５】
〔実験結果〕
前記実施例では、図６に示されるように、ボス５を設けた面とは反対側の面、すなわち、インストルメントパネルの表側の面６には、ヒケが生じず、しかも、ボス５の根元が薄肉となることがなく、ボス５の強度が充分確保された。また、ガスチャンネル３Ａにより、他の部分にもヒケの発生が見られなかった。
このことから、本実施例によれば、ボスの強度が充分確保され、かつ、外観品質の良好なインストルメントパネルが得られることが判る。
【００２６】
比較例１では、図７に示されるように、圧入した窒素ガスにより、ボス５の根元部分の周辺の薄肉部７の厚さが薄くなり、ボス５の強度が若干損なわれた。しかも、インストルメントパネルの表側の面６には、僅かなヒケ８が生じていた。なお、図中の破線は、金型の成形面を示す。
比較例２では、図８に示されるように、圧入した窒素ガスにより、ボス５の根元部分９の厚さが著しく薄くなったうえ、根元部分９の周辺の薄肉部７の厚さが若干薄くなり、ボス５の強度が損なわれた。しかも、インストルメントパネルの表側の面６には、著しいヒケ８が生じていた。なお、図中の破線は、金型の成形面を示す。
これらにより、比較例１，２では、ボスの強度が充分確保できず、また、外観品質の良好なインストルメントパネルは得られないことが判る。
【００２７】
以上、本発明について好適な実施形態および実施例を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態および実施例に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
例えば、金型に設ける圧入部としては、前記実施形態で示した、金型に設けた隙間から圧縮流体を圧入するものに限らず、細孔を有するパイプ状のピンや、細かい孔の開いた多孔質部材を金型の成形面に設けたものでもよく、金型に充填された溶融樹脂が内部に流入せず、かつ、圧縮流体が充分通気可能なものであれば、その具体的構造は、実施にあたり適宜選択できる。
【００２８】
また、滞留部に滞留した圧縮流体で充分溶融樹脂を押圧できる場合には、ボス孔の内部に対するガスの圧入は、必ずしも必要ではなく、この場合には、ボス孔内部へのガスの圧入を省略してもよい。
【００２９】
さらに、金型の誘導路としては、前記実施形態で示した丸底溝状のものに限らず、図９（Ａ）〜（Ｃ）の各々に示されるように、平底の溝状の誘導路５９Ａ 、Ｖ字溝状の誘導路５９Ｂ 、および、丸められた底面６０Ｃ をさらに凹まして丸底の溝６１Ｃ を設けた二段溝状の誘導路５９Ｃ でもよい。
あるいは、成形面を凹ましたものではなく、成形面から突出する突条からなるものでもよい。例えば、図９（Ｄ）〜（Ｇ）の各々に示されるように、断面三角形状の一対の突条６０Ｄ からなる誘導路５９Ｄ 、断面矩形状の一対の突条６０Ｅ からなる誘導路５９Ｅ 、蒲鉾状の突条６０Ｆ からなる誘導路５９Ｆ 、および、蒲鉾状の突条６０Ｇ の頂部を凹まして丸底の溝６１Ｇ を設けた誘導路５９Ｇ でもよい。要するに、圧入部から滞留部まで圧縮流体を誘導することができれば、その具体的な形状は限定しない。
【００３０】
また、前記実施形態では、成形品に形成したリブ内にガスチャンネルを形成したが、ガスチャンネルは省略してもよい。
この場合、成形されるリブを中実の厚肉部とし、このリブを成形する厚肉成形部、この厚肉形成部に沿った滞留部、および、前記厚肉形成部の近傍の圧入部の各々を、必要となるリブに応じて金型に設ければよい。
また、厚肉部としては、ボスやリブに限らず、自動車の樹脂製ホーイルキャップに一体的に設けられるとともに、ホイールへの装着に利用されるクリップ等でもよく、要するに、成形品の薄肉面から突出する厚肉部であって、成形品に一体成形されるものであれば、その形状や機能等は限定されない。
【００３１】
【発明の効果】
前述のように本発明によれば、充分な強度の厚肉部を形成することができるうえ、ヒケの発生をより効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】前記実施形態のキャビティを示す平面図である。
【図３】前記実施形態のキャビティを示す正面図である。
【図４】前記実施形態の要部を示す断面図および平面図である。
【図５】前記実施形態の誘導路を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例の厚肉部であるボスを示す断面図である。
【図７】本発明の比較例１の厚肉部であるボスを示す断面図である。
【図８】本発明の比較例２の厚肉部であるボスを示す断面図である。
【図９】本発明の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 金型
３ 溶融樹脂
５ 厚肉部としてのボス
２１Ａ 薄肉成形面
５０ 厚肉成形部としてのボス成形部
５３ 圧入部としてのガス圧入口
５４ 滞留部
５８ 誘導路
５９Ａ 〜５９Ｇ 誘導路

Claims (4)

1. 薄肉部から突出する厚肉部が部分的に形成された部分厚肉成形品を成形するための部分厚肉成形品の製造用金型であって、
   前記厚肉部を成形する凹んだ形状の厚肉成形部の近傍に圧縮流体を圧入する圧入部と、
   前記薄肉部を成形する薄肉成形面の前記厚肉成形部の近傍となる部分を凹まして形成した前記圧縮流体の滞留部とを備え、
   前記圧入部は前記滞留部と離間して配置され、前記圧入部および前記滞留部の間に前記圧縮流体を導く誘導路が設けられていることを特徴とする部分厚肉成形品の製造用金型。
2. 請求項１に記載の部分厚肉成形品の製造用金型において、前記厚肉成形部は、前記薄肉部から突出する円筒状のボスおよび／または壁状のリブを前記厚肉部として成形するものであり、前記滞留部は、前記ボスの周辺を囲う環状の溝または前記リブに沿った溝とされていることを特徴とする部分厚肉成形品の製造用金型。
3. 薄肉部から突出する厚肉部が部分的に形成された部分厚肉成形品の製造方法であって、
   前記厚肉部を成形する凹んだ形状の厚肉成形部の近傍に圧縮流体を圧入する圧入部と、前記圧入部と離間して配置され、かつ前記薄肉部を成形する薄肉成形面の前記厚肉成形部の近傍となる部分を凹まして形成した前記圧縮流体の滞留部と、前記圧入部および前記滞留部の間に設けられ前記圧縮流体を導く誘導路とを備えた金型を用い、
   この金型に溶融樹脂を充填し、前記厚肉成形部に前記溶融樹脂が到達した後、前記圧入部から前記厚肉成形部の近傍および前記溶融樹脂の間へ圧縮流体の圧入を開始するとともに、前記滞留部に前記圧縮流体を滞留させることを特徴とする部分厚肉成形品の製造方法。
4. 請求項３に記載の部分厚肉成形品の製造方法において、前記厚肉成形部は、前記薄肉部から突出する円筒状のボスおよび／または壁状のリブを前記厚肉部として成形するものであり、前記滞留部は、前記ボスの周辺を囲う環状の溝または前記リブに沿った溝とされていることを特徴とする部分厚肉成形品の製造方法。

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