JP4658651B2 - 射出成形体、射出成形体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂材を射出して製造する射出成形体、射出成形体の製造方法および製造装置に関する技術分野に属するものである。

一般に、この種成形体の中には、樹脂材を金型内に射出して成形体を製造することがあるが、この場合、射出成形された成形体は、樹脂材の冷却に伴う熱収縮を勘案して製造する必要があり、このため高精度の成形体をそのままでは得ることができないという問題がある。そこで歯車の歯に相当する部分を一次射出で成形した後、残りの部分を二次射出により成形して高精度の歯車を製造できるようにしたものを提唱した（特許文献１）。
特開２００３−９４４８２号公報

そして前記二次射出までしてギアを製造するようにしたものではＪＩＳ（日本工業規格）Ｂ１７０２による歯車精度等級に基づいて誤差測定をしたところ、等級３〜４という高精度のものが製造でき、しかも強度アップまでもが計れたが、さらに高密度化して精度を高めると共に強度アップをしたいという要求には応えられない問題がある。
このことは、車両用のサイドランプで代表される燈体についても同じで、バルブ（電球）が組み込まれる燈本体とレンズ部とを突き合わせ、該突合せ部に樹脂材を射出して一体化成形するような場合に、該突合せ部の強度アップと精度の向上をすることが製品の高品質化に寄与できることになり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、型合わせされた一対の金型同士のあいだの射出スペースに樹脂材を射出することで射出成形体を製造するにあたり、該射出成形体は一次と二次の射出工程で成形されるものであり、該一次射出工程は、金型同士が型離れしたときに成形体が残らない側の金型に設けた入り子金型が正規の射出成形体成形面位置よりも突出した位置にセットされた状態で射出が行われ、前記二次射出工程は、金型同士を型合わせした状態で、前記入り子金型を正規の射出成形体成形面位置にセットすることにより、該入り子金型と前記一次射出工程で入り子金型により形成された成形面とのあいだに形成される二次射出スペースに、型締め力が一次射出時の型締め力より増大する状態で射出が行われるようにしたことを特徴とする射出成形体の製造方法である。
請求項２の発明は、請求項１において、射出成形体は第一、第二の成形体であり、該第一成形体と第二成形体とは、互いに突合わせた状態で三次の射出工程により射出される樹脂材で一体化されるものであり、第一、第二成形体の二次射出で成形される正規の成形体成形面は正規の突合せ面であって、該正規の突合せ面同士が突合わされた状態で該突合せ部位に三次射出が行われるようにしたことを特徴とする射出成形体の製造方法である。
請求項３の発明は、請求項１または２において、射出成形体は、二次射出工程の後、成膜されることを特徴とする射出成形体の製造方法である。
請求項４の発明は、型合わせされた一対の金型同士のあいだの射出スペースに樹脂材を射出することで射出成形体を製造するための製造装置であって、該製造装置は、射出成形体を一次と二次の射出により成形するものであり、前記一対の金型のうち、金型同士が型離れしたとき成形体が残らない側の金型には、成形体の一部形状を中間成形体として一次射出により成形する型面と、一次射出時には正規の成形体成形面形成位置よりも突出した位置にセットされ、二次射出時には正規の成形体成形面形成位置にセットされて成形体成形面とのあいだに二次射出スペースを形成する入り子金型とが設けられ、前記製造装置には、二次射出スペースへの二次射出時に、型締め力が一次射出時の型締め力より増大するための型締め力増大手段が備えられていることを特徴とする射出成形体の製造装置である。
請求項５の発明は、請求項４において、製造装置には、二次射出した射出成形体に成膜するための成膜手段を備えていることを特徴とする射出成形体の製造装置である。
請求項６の発明は、型合わせされた一対の金型同士のあいだの射出スペースに樹脂材を射出することで製造される射出成形体であって、該射出成形体は、一次射出と二次射出の工程で成形されるものであり、金型同士が型離れしたとき成形体が残らない側の金型に設けた入り子金型が正規の成形体成形面位置よりも突出した位置にセットされた状態で前記一次射出がなされ、金型同士を型合わせした状態で、前記入り子金型を正規の成形体成形面形成位置にセットさせることで、入り子金型と前記一次射出工程で入り子金型により形成された成形面とのあいだに形成される二次射出スペースに、型締め力が一次射出時の型締め力より増大する状態で前記二次射出がなされることにより製造されたものであることを特徴とする射出成形体である。
請求項７の発明は、請求項６において、射出成形体は、二次射出されたものに成膜が施されていることを特徴とする射出成形体である。

請求項１、４または６の発明とすることにより、二次射出まですることにより製造される射出成形体のさらなる高精度化、強度アップが計れることになる。
請求項２の発明とすることにより、二次射出された部位についての部分的高精度化、強度アップが計れることになる。
請求項３、５または７の発明とすることにより、高精度化され、強度アップがなされた状態の射出成形体に成膜がなされることになって、品質の向上が図れることになる。

次ぎに、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図中、１は成膜成形体の一例であるサイドターン用の燈体であって、該燈体１は、一次および二次の射出工程で型形成された燈本体（第一成形体）２とレンズ部（第二成形体）３とを三次射出工程により射出される樹脂材６で一体化して製造されるものであり、そして燈本体２には、組込み部材であるバルブ（電球）４および端子５を組込むための部材組込み部２ａが形成されているが、燈体１は、前記二次射出工程と三次射出工程との間に後述する部材組込み工程と成膜工程とを順次経ることで製造される。そして前述した燈本体２とレンズ部３との各突合せ部２ａ、３ａには、二次の射出工程で樹脂材２ｂ、３ｂが射出成形されている。

次に、燈体１を成膜成形するための製造装置７について説明するが、該製造装置７は、後述する可動側金型ベース９ａと固定側金型ベース８ａとを備えて構成され、該可動側金型ベース９ａには、燈本体２、レンズ部３を型形成するための型面９ｂ、９ｃが形成された成形用金型９ｄ、９ｅがそれぞれ着脱自在に設けられており、これらによって可動金型（第一金型）９を構成している。
しかも型離れしたときにレンズ部３が残らない側の金型である前記可動金型９には、レンズ部３の燈本体２の突合せ部３ａに相当する部位を形成するための後述する入り子（中子）金型９ｆが設けられている。

一方、固定側金型ベース８ａには、燈本体２、レンズ部３を型成形するための型面１０ａ、１０ｂが形成された成形用金型１０ｄ、１０ｅと、燈本体成形用金型１０ｄに隣接する側に配される成膜装置（真空蒸着やスパッタリング蒸着等により成膜する装置）１１を内装する成膜用金型１０ｆとが一直線状に配される状態でそれぞれ着脱自在に設けられ、これら成形用金型１０ｄ、１０ｅと成膜用金型１０ｆとにより本発明の固定金型（第二金型）１０を構成している。
しかも型離れしたときに燈本体２が残らない側の金型である前記固定金型１０には、燈本体２のレンズ部３との突合せ部２ａに相当する部位を形成するための後述する入り子金型１０ｇが設けられている。
そして前記可動金型９は、図示しないアクチュエータ（シリンダやモータ）によって金型９、１０同志が離接する方向の移動（図２において上下方向）と型面に沿う方向（図２において左右方向）の移動制御ができるように構成されている。
尚、本実施の形態では、可動金型９については各成形用金型９ｄ、９ｅを、固定金型１０については各成形用金型１０ｄ、１０ｅおよび成膜用金型１０ｆを分割（分離）型にして構成したが、一体型で構成しても良いことは勿論である。
また、成膜装置１１としては、アルミニウムや銅のような金属の成膜をした後、該成膜を保護（例えば酸化からの保護）するため、酸化防止被膜材の成膜をして保護面成膜を施すように構成された連続成膜装置としてもよいことは勿論である。また、成膜装置１１の被成膜製品への成膜は直進性に優れるため、縦面への成膜機能が低いものになることは知られている。

次に、燈体１を成膜成形する工程について図３、４、５を用いて説明する。まず、可動金型９は、型面９ａ、９ｂが固定金型１０側の型面１０ａ、１０ｂにそれぞれ対向するよう位置した離型状態（図３（Ａ）参照）から、固定金型１０方向に移動して型合わせされるが、この状態で前記入り子金型９ｆ、１０ｇは正規の突合せ面形成位置よりも少し突出した位置にセットされ、この型合わせ状態で可動金型９と固定金型１０同士のあいだの一次の射出スペースに樹脂材を射出することで燈本体２、レンズ部３が射出成形される一次の射出工程が実行される（図３（Ｂ）参照）。

次いで可動金型９が型離れ方向に移動する（図４（Ａ）参照）が、このとき燈本体２は可動金型９側に、レンズ部３は固定金型１０側に残るように型設計されている。そしてこの型離れ状態（離型状態）から再び可動金型９が固定金型１０側に移動して型合わせされるが、この型合わせ状態では入れ子金型９ｆ、１０ｇは正規の突合せ面形成位置に退避しており、これによって、前記一次の射出工程で形成された仮の突合せ面２ｃ、３ｃと対向する入り子金型９ｆ、１０ｇとのあいだには二次の射出スペースＳが形成され（図４（Ｂ）参照）、この射出スペースＳに樹脂材２ｂ、３ｂが二次の射出をされ（図４（Ｃ）参照）、これによって正規の突合せ面２ｄ、３ｄが形成されるが、この二次の射出工程では、型締め力が一次の射出工程での型締め力よりも強くなる設定になっている。

しかる後、可動金型９の型離れ方向の移動と、燈本体２が成膜装置７と対向する型表面に沿う方向の移動を（図５（Ａ）参照）して燈本体２と成膜装置１１とが対向した後、バルブ４、端子５の組込みがなされ（図５（Ｂ）参照）、さらに可動金型９が型合わせ方向に移動して移動して成膜装置１１との型合わせがなされた燈本体２は、前記型面１０ａから型離れした面が成膜２ｅされるが、この場合に、バルブ４の先端部も成膜４ａされる（図５（Ｃ）参照）。ついで可動金型９が型離れ方向に移動して成膜装置１１と型離れした後、可動金型９が型表面９ｃに沿う方向の移動をして燈本体２とレンズ部３とが対向し、この状態で金型同志９、１０を型合わせすることで、該正規の突合せ面２ｄ、３ｄ同士が突合わせられ、該突合せ部位に樹脂材６を射出することで燈本体２、レンズ部３同士を一体化して燈体１を製造する三次の射出工程（図５（Ｄ）参照）が実行され、しかる後、可動金型９の型離れ方向の移動、燈体１の取り出し、可動金型９の各対応する型面９ａ、１０ａと９ｂ、１０ｂ同志が対向するよう型表面に沿う方向の移動（図面で左方向）をし、これら一連の工程を繰返すことで、燈体１の連続した製造ができるようになっている。

叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、燈体１は、燈本体２、レンズ部３を成形する一次の射出工程、燈本体２の成膜工程、そして燈本体２、レンズ部３を一体化する三次の射出工程を経ることにより製造されることになるが、この場合に燈本体２とレンズ部３との突合せ部２ａ、３ａは、一端、型離れがなされた後の型合わせにタイミングを合わせての入り子金型９ｆ、１０ｇの型移動で形成された射出スペースＳに、型締め力が一次の射出工程のときよりも強い状態で樹脂材２ｂ、３ｂが二次射出されることになり、この結果、突合せ部２ａ、３ａは、高密度化されると共に、強度アップが計れることになり、精度も向上することになる。

しかもこのものでは、高密度化、強度アップがなされる二次射出の工程が、成膜工程の前の段階で実行されるため、二次の射出工程の前の段階で成膜工程をする場合のように、形成された成膜が二次の射出工程の際に金型面に触れて乱れてしまうようなことも無い。

因みに本実施の形態を実施するにあたり、第一、第二の射出工程に用いる射出ノズル（バルブ）について、射出後、バルブゲートピンが成形体表面位置まで突出してランナーレスになるものである場合には、バルブゲートの先端を第一射出工程と第二射出工程との両射出スペースにオーバーラップするようにして設ければ、単一のバルブからの射出で第一、第二の射出を実行することができる。

尚、本発明は前記実施の形態に限定されないものであることは勿論であって、図７に示す第二の実施の形態のようなギア１３についても実施することができる。このものは、外周部位には１４ａが形成されるリム（ホイール）１４と、図示しない軸が挿入組み込みされるボス部１５と、リム１４およびボス部１５のあいだを連結するため放射状に設けられた複数本のアーム１６とによって形成されている。

そして前記ギア１３は、第一、第二の金型１７、１８によって形成される。該金型１７、１８のうち、第一金型１７が固定金型、第二金型１８が可動金型であって、第二金型１８は図示しないアクチュエータ（シリンダやモータ）によって型合わせ方向と型面に沿う方向とに移動できるように設定されている。第一金型１７には、ギア１３の一方の面部を形成するための型面１７ａが形成されるが、該型面１７ａアーム１６に相当する部分は入れ子金型１９になっていて進退移動できるようになっている。さらに第一金型１７には、ボス部１５の固定金型側面を成膜１５ａするための成膜装置（真空蒸着やスパッタリング等の成膜装置）２０が設けられた型面１７ｂが形成されている。これに対し、第二金型１８にはギア１３の他方の面部を形成するための型面１８ａが形成されている。

そして図９（Ａ）に示すように型面１７ａ、１８ａが突き合う状態で第一、第二金型１７、１８同士を型合わせして第一射出の工程を実行するが、このとき入り子金型１９を、正規のギア面位置よりも突出する状態にしておくことになり、これによって、ギア中間体１３ａが形成される。ついで、第二金型１８を離型させ（図９（Ｂ）参照）、このときギア中間体１３ａは第二金型１８側に残るように設定されている。しかる後、再び第一、第二金型１７、１８同士を型合わせするが、このとき該ギア中間体１３ａが残らない側の金型である第一金型１７に設けられた入り子金型１９は、型面が正規のギア面位置となるように没入させ（図１０（Ａ）参照）、これによって形成された射出スペースＳに、前記第一射出工程のときよりも型締め力が強い状態で樹脂材２１を二次射出する（図１０（Ｂ）参照）。

そして脱型後、第二金型１８を成膜装置２０に突き合うように移動させ、ボス部１５の第一金型側面を成膜１５ａする（図１０（Ｃ）参照）ことで前記ギア１３が形成される。

このようにして成形されたギア１３は、一次、二次の射出工程を経て成形されるものであるため、高精度のものとなるが、二次の射出工程において型締め力が一次の射出工程のときよりも強くなっている結果、ギア１３はより高密度化することになって高精度のものになると共に強度アップも計れることになる。
尚、本実施の形態において、ボス部１５の一面が成膜１５ａされているが、この成膜１５ａは、ギア１３を装置に組み込んだとき、成膜１５ａした面が他部材に摺接するものである場合に、成膜１５ａにより平滑度が向上して摺動抵抗を減ずる等の利点を発揮することになる。

尚、本発明を実施して成形される成膜された射出成形体としては、車両用のサイドターンランプのように小型のものからバックランプやフロントランプのような大型のものまでの作成ができるが、このような成膜成形体としては、エンブレム、着色レンズ、ナンバープレートフレーム、耐食皮膜製品、化粧品のケース、グリル、磁気や電磁シールド製品、ミラー、ガーニッシュ、光学レンズ、車両用のインナーミラー、モール、耐摩耗性製品、ホイールキャップ、室内用照明器具（シャンデリアを含む）、リフレクター、ドアノブ等にも応用することができる。

（Ａ）は燈体の縦断面図、（Ｂ）は燈体要部の拡大断面図である。 成形用金型の概略図である。 燈体の前半の成形工程を示す概略図である。 燈体の中盤の成形工程を示す概略図である。 燈体の後半の成形工程を示す概略図である。 （Ａ）は燈本体における二次射出部位の部分拡大図、（Ｂ）はレンズ部における二次射出部位の部分拡大図である。 （Ａ）はギアの正面図、（Ｂ）はギアの断面側面図である。 ギア成形用金型の概略図である。 ギアの前半の成形工程を示す概略図である。 ギアの後半の成形工程を示す概略図である。

符号の説明

１ 燈体
２ 燈本体
２ａ 突合せ部
２ｂ 二次射出される樹脂材
３ レンズ部
３ａ 突合せ部
３ｂ 二次射出される樹脂材
３ｅ 成膜
Ｓ 二次射出スペース

Claims (7)

1. 型合わせされた一対の金型同士のあいだの射出スペースに樹脂材を射出することで射出成形体を製造するにあたり、該射出成形体は一次と二次の射出工程で成形されるものであり、該一次射出工程は、金型同士が型離れしたときに成形体が残らない側の金型に設けた入り子金型が正規の射出成形体成形面位置よりも突出した位置にセットされた状態で射出が行われ、前記二次射出工程は、金型同士を型合わせした状態で、前記入り子金型を正規の射出成形体成形面位置にセットすることにより、該入り子金型と前記一次射出工程で入り子金型により形成された成形面とのあいだに形成される二次射出スペースに、型締め力が一次射出時の型締め力より増大する状態で射出が行われるようにしたことを特徴とする射出成形体の製造方法。
2. 請求項１において、射出成形体は第一、第二の成形体であり、該第一成形体と第二成形体とは、互いに突合わせた状態で三次の射出工程により射出される樹脂材で一体化されるものであり、第一、第二成形体の二次射出で成形される正規の成形体成形面は正規の突合せ面であって、該正規の突合せ面同士が突合わされた状態で該突合せ部位に三次射出が行われるようにしたことを特徴とする射出成形体の製造方法。
3. 請求項１または２において、射出成形体は、二次射出工程の後、成膜されることを特徴とする射出成形体の製造方法。
4. 型合わせされた一対の金型同士のあいだの射出スペースに樹脂材を射出することで射出成形体を製造するための製造装置であって、該製造装置は、射出成形体を一次と二次の射出により成形するものであり、前記一対の金型のうち、金型同士が型離れしたとき成形体が残らない側の金型には、成形体の一部形状を中間成形体として一次射出により成形する型面と、一次射出時には正規の成形体成形面形成位置よりも突出した位置にセットされ、二次射出時には正規の成形体成形面形成位置にセットされて成形体成形面とのあいだに二次射出スペースを形成する入り子金型とが設けられ、前記製造装置には、二次射出スペースへの二次射出時に、型締め力が一次射出時の型締め力より増大するための型締め力増大手段が備えられていることを特徴とする射出成形体の製造装置。
5. 請求項４において、製造装置には、二次射出した射出成形体に成膜するための成膜手段を備えていることを特徴とする射出成形体の製造装置。
6. 型合わせされた一対の金型同士のあいだの射出スペースに樹脂材を射出することで製造される射出成形体であって、該射出成形体は、一次射出と二次射出の工程で成形されるものであり、金型同士が型離れしたとき成形体が残らない側の金型に設けた入り子金型が正規の成形体成形面位置よりも突出した位置にセットされた状態で前記一次射出がなされ、金型同士を型合わせした状態で、前記入り子金型を正規の成形体成形面形成位置にセットさせることで、入り子金型と前記一次射出工程で入り子金型により形成された成形面とのあいだに形成される二次射出スペースに、型締め力が一次射出時の型締め力より増大する状態で前記二次射出がなされることにより製造されたものであることを特徴とする射出成形体。
7. 請求項６において、射出成形体は、二次射出されたものに成膜が施されていることを特徴とする射出成形体。

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