JP4512005B2 - 型内塗装用金型 - Google Patents

Description

本発明は、同一型内で樹脂成形及び塗装を行う型内塗装用金型に関する。

従来、型内塗装用金型としては、金型の開閉方向に延在する補助キャビティが、金型のキャビティの全周に渡って設けられたものが知られている。（例えば、特許文献１）

この種の型内塗装用金型を用いて型内塗装を行う場合には、当該補助キャビティの部分に補助成形体が形成される。当該補助成形体は、樹脂成形体の縁部に連続して形成されるが、樹脂成形体と比較して厚み方向の収縮量が小さい。このため、補助成形体の収縮によって生じる隙間も少なくなり、その後塗装用の塗料を金型に注入する際に前記隙間から塗料が漏出することがない。

このような金型を用いて成形された表面に塗装を施した樹脂成形体は、例えばピラーガーニッシュをはじめとした自動車用装飾部品等に広く利用されている。
前記樹脂成形体が自動車用装飾部品である場合、車両への組み付け性・密着性の観点から樹脂成形体の一部にアンダーカット形状を設けることが望まれる。

従来の型内塗装用金型を用いてアンダーカット形状を有する自動車用装飾部品を形成する場合、以下の手順によって行われた。
まず、金型の表面から傾斜した方向に移動可能なスライドコアを備えた金型を用いて、アンダーカット形状を有する樹脂成形体を形成する。次に、樹脂成形体と金型との間に所定の間隔を設け塗料を当該隙間に注入して塗装を行う。塗装の後、金型を開放し、押出ピンで樹脂成形体を押出しつつ、スライドコアを前記傾斜した方向に移動させ樹脂成形体のアンダーカット部がスライドコアに干渉しなくなる位置まで樹脂成形体を押出す。その後、樹脂成形体をスライドコアに対して、前記押出し方向と略直交する方向に変位させてスライドコアからアンダーカット部を離脱していた。

特開２００１−１３８３３４号公報

上述の金型を用いる場合には、最後の工程で樹脂成形体をスライドコアから外す際に、アンダーカット部に対するスライドコアの係止長さ分だけ樹脂成形体を位置ずれさせる必要がある。一方、型内塗装用金型の場合、金型どうしの境界には補助キャビティを形成する必要がある。よって、前記スライドコアの動作範囲は、当該補助キャビティで囲まれた領域の内側に形成される必要がある。この結果、前記アンダーカットをできるだけ補助キャビティの近傍に形成したとしても、スライドコアの動作範囲を確保しなければならず、スライドコアと補助キャビティとの距離を狭く構成するにも限界があった。
このように、従来の金型を用いた型内塗装成形では、金型からの塗料の漏れ出しを防止しつつ、樹脂成形体の周縁部にアンダーカット部を形成することは不可能であった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、金型からの塗料の漏出を防止しつつ、樹脂成形体の端部付近にアンダーカット部を形成することが可能な型内塗装用金型を提供することにある。

本発明の第１の特徴構成は、樹脂成形体を形成するためのキャビティを形成する複数の金型と、前記複数の金型で形成されるキャビティに樹脂を供給する樹脂供給手段と、前記キャビティの内部にある前記樹脂成形体の被塗装面に塗料を供給する塗料供給手段とを有すると共に、前記複数の金型のうち隣接する金型どうしの境界位置において前記金型の開閉方向に延在し、前記キャビティと連通し、補助成形体を前記樹脂成形体に一体成形するための補助キャビティと、前記複数の金型のうち少なくとも何れか一つに設けられ、当該金型の開閉方向に対して傾斜する方向に突出可能で、内端部に前記キャビティの内壁の一部及び前記補助キャビティの内壁の一部が形成されたスライドコアと、前記スライドコアの突出に際して、前記樹脂成形体が前記開閉方向と垂直の方向に移動するのを防止する制止手段とを有しており、前記スライドコアは、内端部に前記樹脂成形体のアンダーカット部を形成するアンダーカット成形部と、前記補助キャビティの内壁の一部を形成するように前記開閉方向に沿って設けられた補助キャビティ部とを有し、前記樹脂成形体を前記スライドコアを有した金型から離脱させる際には、このスライドコアの内端部が前記樹脂成形体の周縁部側へ移動し、この移動により前記補助成形体に当接する部位を変形させて、前記樹脂成形体を前記アンダーカット部から離脱させる点にある。

本構成の如く、樹脂成形体が金型の移動方向と垂直の方向に移動するのを防止する制止手段を備えることにより、スライドコアと補助キャビティ内に成形される成形体（補助成形体）とが干渉する場合であっても、樹脂成形体がスライドコアと共に移動するのを防止して、樹脂成形体からスライドコアを離脱させることができる。

また、スライドコアの内端部が補助キャビティの内壁の一部を形成することにより、スライドコアと補助成形体とが直接接した状態で、補助成形体を成形することができる。樹脂成形体を前記スライドコアを有した金型から離脱させる際には、スライドコアの内端部が樹脂成形体の周縁部側へ移動し、この移動により補助成形体に当接する部位を変形させて、スライドコアのアンダーカット成形部を前記アンダーカット部から離脱させる。
その結果、スライドコアと補助成形体との干渉部において、スライドコアが補助成形体を変形させて、アンダーカット部から離脱することができるので、補助成形体の周縁部分近傍にアンダーカット部を形成することができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記制止手段は、前記樹脂成形体のうち前記被塗装面とはならない位置に向けて、前記複数の金型のうち少なくとも何れか一つの金型から前記キャビティの内部に突出する押出ピンである点にある。

本構成の如く、金型の表面から前記キャビティの内部に突出する押出ピンを制止手段とすることにより、成形された樹脂成形体に前記押出ピンが係合して、樹脂成形体がスライドコアの移動に伴って金型の表面に沿った方向に移動することを防止できる。

また、前記押出ピンは、前記樹脂成形体のうち前記被塗装面とはならない位置に向けて突出しているので、押出ピンが塗装の妨げにならず、所期の塗装面を得ることができる。

本発明の第３の特徴構成は、前記押出ピンを設けた金型のうち前記押出ピンが突出する部位に、当該押出ピンの周囲を取り囲む凹部を形成した点にある。

本構成の如く、前記押出ピンを設けた金型のうち前記押出ピンが突出する部位に、当該押出ピンの周囲を取り囲む凹部を形成することにより、樹脂成形体の表面に押出ピンを取り囲む状態の凸部が形成され、樹脂成形体に対する押出ピンの係止深さが増大する。
その結果、樹脂成形体と押出ピンとの接触面積が大きくなり、スライドコアの移動に伴って樹脂成形体が金型の表面に沿った方向に移動することをより効果的に防止することができる。

本発明の第４の特徴構成は、前記制止手段は、前記スライドコアとは異なる他のスライドコアであり、前記他のスライドコアがもう一方の前記スライドコアの内端部の移動方向に沿った方向への移動成分とは反対方向への移動成分を有するように構成してある点にある。

本構成の如く、前記スライドコアとは異なる他のスライドコアを設け、前記他のスライドコアがもう一方の前記スライドコアの内端部の移動方向に沿った方向への移動成分とは反対方向への移動成分を有するので、双方のスライドコアの移動により発生する樹脂成形体を金型の開閉方向と垂直の方向に移動する力を相殺することができる。
その結果、例えば樹脂成形体の異なる箇所にアンダーカットを形成するような場合に、夫々のスライドコア自身を制止手段として機能させ、樹脂成形体が金型の表面に沿った方向に移動することを防止することができる。

本発明に係る型内塗装用金型を図に基づいて説明する。

（型内塗装用金型）
図１は、本発明に係る型内塗装用金型の一実施形態を示す断面図であり、金型１を閉じた状態を示している。

金型１は、二つの金型、第一金型２と第二金型３とによって構成され、第一金型２と第二金型３とは図示しない開閉手段によって、開閉方向に相対移動自在である。第一金型２と第二金型３とはシェアーエッジ部１１によってすり合わされ、内部には樹脂を成形するためのキャビティ１２が形成されている。また、第一金型２はキャビティ１２で成形された樹脂の表面に塗装を施す塗装面２１を備えている。
さらに、キャビティ１２に連通し、金型１の開閉方向に延在する補助キャビティ１３を、前記キャビティ１２の全周に渡って設けるために、第二金型３のシェアーエッジ部１１に凹部３１が形成してある。
これにより、樹脂成形体９の本体９１と補助成形体９３とが一体的に成形される。

スライドコア４は、アンダーカット部９２を成形するアンダーカット成形部４１と補助キャビティ１３の一部を形成する補助キャビティ部４２とを有し、第二金型３の内部に配置されている。
前記スライドコア４は、軸体を介して図示しない駆動手段に接続され、第二金型３の外面のうちキャビティ１２を形成する面に対して傾斜した方向に突出可能である。

第二金型３から樹脂成形体９を離脱させる押出ピン５１が、第二金型３の表面からキャビティ１２の内部に進退自在に設けられている。
ここで、図７（ａ）に示すように、前記押出ピン５１は引退状態において、第二金型３の表面から樹脂成形体９の側（キャビティ１２の側）に突出している。本構成であれば、押出ピン５１の先端が、成形された樹脂成形体９の内部に係入するから、押出ピン５１は、前記スライドコア４の移動に伴って樹脂成形体９が第二金型３の表面に沿った方向へ移動することを防止する制止手段５として機能する。

キャビティ１２の内部に樹脂を供給する樹脂供給手段６が、第二金型３の側に設けられている。
また、キャビティ１２に塗料を供給する塗料供給手段７が、第一金型２の側に設けられている。

また、第一金型２の補助キャビティ１３の近傍には補助キャビティ１３における塗料の硬化を促進し金型外への塗料の漏出を防止するための加熱手段８が設けられている。
ここで、加熱手段は、補助キャビティ１３を加熱できるものであれば何れのタイプのものでもよい。

次に、本発明に係る型内塗装用金型の動作について図に基づいて説明する。

（樹脂供給工程）
図２に示すように、金型１を閉状態とした後、樹脂供給手段６により、キャビティ１２の内部に樹脂を供給する。供給された樹脂は、キャビティ１２、補助キャビティ１３及びアンダーカット部９２に充填される。
この際、図７（ａ）に示すように、押出ピン５１がキャビティ１３の内部に突出しているので、樹脂成形体９の、前記押出ピン５１に対応する部分には凹部９４が形成される。
この状態で樹脂を硬化させ、アンダーカット部９２と補助成形体９３とを備えた樹脂成形体９を形成する。

（塗装工程）
樹脂を硬化させた後、図３に示すように、開閉手段によって、第一金型２と第二金型３とを開放方向に相対移動し、樹脂成形体９の表面（被塗装面９６）と第一金型２の表面との間に塗料供給用の隙間を設ける。
その後、塗料供給手段７によって、前記隙間に塗料を供給し、樹脂成形体９の被塗装面９６に塗装膜１０を施す。

塗料をキャビティ１２の内部に供給した際、シェアーエッジ部１１には他の部分よりも薄い補助成形体９３が形成される。ここでは、樹脂が収縮する際の厚み方向の収縮量が小さく、塗料がシェアーエッジ部１１から漏出することはない。また、第一金型２の補助キャビティ１３の付近に設けられた加熱手段８が塗料を硬化させるから、金型１から塗料が漏出するのを防止することができる。

また、樹脂供給工程において、被塗装面９６と反対側の表面（第二金型３の側の表面）には、前記押出ピン５１による凹部９４が形成される。当該部分は樹脂の厚みが他の部分と異なり、厚み方向の収縮量が異なるため、樹脂成形体９の被塗装面９６に凹凸が生じる場合がある。しかし、その後の塗装工程で、形成される塗装膜１０によって被塗装面９６は平坦化される。

なお、塗装工程において、金型を開放方向に移動して塗料供給用の隙間を設けるのではなく、樹脂が収縮して生じた隙間に塗料を供給するものであってもよい。

（金型開放工程）
塗装工程の終了後、塗料が乾燥したら、開閉手段によって第一金型２と第二金型３とを開放方向に相対移動する。このとき図４に示すように、第二金型３側のスライドコア４とアンダーカット部９２との係合により、樹脂成形体９は第二金型３の側に保持される。

（離脱工程）
金型１を開放した後、押出ピン５１が第二金型３の表面に対して垂直な方向に押し出されると共に、スライドコア４が前記表面に対して傾斜した方向に押し出され、樹脂成形体９が第二金型３から離脱する。その際、押出ピン５１とスライドコア４の前記垂直な方向の速度成分は等しく、スライドコア４は樹脂成形体９の表面に沿って移動する。そして、図５及び６に示すように、スライドコア４は、補助成形体９３を変形させることによって、樹脂成形体９の周縁部側へ移動し、アンダーカット部９２から離脱する。
このとき、スライドコア４の移動によって、樹脂成形体９に金型１の開閉方向と垂直な方向の力が働くが、制止手段５である押出ピン５１が、樹脂成形体９の凹部９４に係合しており、樹脂成形体９がスライドコア４の移動方向に移動するのを防止する。

なお、補助成形体９３の厚みが薄過ぎると樹脂の充填が困難になり、厚すぎるとスライドコア４による補助成形体９３の変形が困難になる。また、長さが短すぎると塗料の漏出を防止することが困難になり、長すぎると補助成形体９３の変形が困難になる。
したがって、上述のバランスより、スライドコア部の補助キャビティ１３の厚みは０．２〜０．３ｍｍの範囲とし、長さは０．５〜２ｍｍの範囲とすることが好ましい。

（樹脂成形体）
このようにして得られた樹脂成形体９は、表面に塗装膜１０を有し、反対側の面で樹脂製形態の端末部付近にアンダーカット部９２を有する自動車用装飾部品等に適したものである。

[別実施形態１]
上述の実施形態において、図７（ｂ）に示すように押出ピン５１を設けた第二金型３の前記押出ピン５１が突出する部位に、当該押出ピン５１の周囲を取り囲む凹部３２を形成してもよい。
本構成であれば、押出ピン５１によって形成された樹脂成形体９の凹部９４に沿って凸部９５が形成される。その結果、押出ピン５１と成形体９との接触面積が大きくなるので、スライドコア４の移動に伴い樹脂成形体９が第二金型３の表面に沿った方向へ移動することをより効果的に防止することができる。

[別実施形態２]
上述の実施形態において、押出ピン５１をキャビティ１２の内部に突出させ、押出ピン５１が制止手段５を兼ねる例を示したが、制止手段５は、図８に示す形態であってもよい。即ち、制止手段５として、スライドコア４とは異なる他のスライドコア４を設け、夫々のスライドコア４が金型１の表面に沿った方向において反対方向の移動成分を有するように構成してもよい。本実施形態において樹脂成形体９からスライドコア４を離脱させる際に、夫々のスライドコア４は、第二金型３の表面に沿って反対方向の移動成分を有する。このため、第二金型３の表面に沿った方向に働く力は、夫々のスライドコア４の移動によって相殺され、樹脂成形体９が、第二金型３の表面に沿った方向に移動することを防止できる。

［別実施形態３]
上述の実施形態において金型１は、雌型である第一金型２と雄型である第二金型３とを例に挙げたが、上述の構成に限られるものではなく、雌型と雄型との区別のない金型１を用いることも可能である。その場合、塗装面２１を有さない金型１に補助キャビティ１３を形成し、樹脂供給手段６を設ければよい。一方、塗料供給手段７は塗装面２１を有する金型１の方に設ければよい。
また、金型の個数は２個に限られるものではない。

本発明に係る型内塗装用金型の一例を示す図 樹脂供給工程における型内塗装用金型を示す図 塗装工程における型内塗装用金型を示す図 開放工程における型内塗装用金型を示す図 離脱工程における型内塗装用金型を示す図 離脱工程終了時の型内塗装用金型を示す図 押出ピンと樹脂成形体との係合部の詳細を示す図 本発明に係る型内塗装用金型の別実施形態を示す図

符号の説明

１ 金型
１２ キャビティ
１３ 補助キャビティ
３２ 凹部
４ スライドコア
５ 制止手段
５１ 押出ピン
６ 樹脂供給手段
７ 塗料供給手段
９ 樹脂成形体
９２ アンダーカット部
９６ 被塗装面

Claims (4)

1. 樹脂成形体を形成するためのキャビティを形成する複数の金型と、
   前記複数の金型で形成されるキャビティに樹脂を供給する樹脂供給手段と、
   前記キャビティの内部にある前記樹脂成形体の被塗装面に塗料を供給する塗料供給手段とを有すると共に、
   前記複数の金型のうち隣接する金型どうしの境界位置において前記金型の開閉方向に延在し、前記キャビティと連通し、補助成形体を前記樹脂成形体に一体成形するための補助キャビティと、
   前記複数の金型のうち少なくとも何れか一つに設けられ、当該金型の開閉方向に対して傾斜する方向に突出可能で、内端部に前記キャビティの内壁の一部及び前記補助キャビティの内壁の一部が形成されたスライドコアと、
   前記スライドコアの突出に際して、前記樹脂成形体が前記開閉方向と垂直の方向に移動するのを防止する制止手段とを有しており、
   前記スライドコアは、内端部に前記樹脂成形体のアンダーカット部を形成するアンダーカット成形部と、前記補助キャビティの内壁の一部を形成するように前記開閉方向に沿って設けられた補助キャビティ部とを有し、前記樹脂成形体を前記スライドコアを有した金型から離脱させる際には、このスライドコアの内端部が前記樹脂成形体の周縁部側へ移動し、この移動により前記補助成形体に当接する部位を変形させて、前記樹脂成形体を前記アンダーカット部から離脱させる型内塗装用金型。
2. 前記制止手段は、前記樹脂成形体のうち前記被塗装面とはならない位置に向けて、前記複数の金型のうち少なくとも何れか一つの金型から前記キャビティの内部に突出する押出ピンである請求項１に記載の型内塗装用金型。
3. 前記押出ピンを設けた金型のうち前記押出ピンが突出する部位に、当該押出ピンの周囲を取り囲む凹部を形成した請求項２に記載の型内塗装用金型。
4. 前記制止手段は、前記スライドコアとは異なる他のスライドコアであり、前記他のスライドコアがもう一方の前記スライドコアの内端部の移動方向に沿った方向への移動成分とは反対方向への移動成分を有するように構成してある請求項１に記載の型内塗装用金型。

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