JP5172157B2

JP5172157B2 - 成形装置

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Publication number: JP5172157B2
Application number: JP2007007186A
Authority: JP
Inventors: 典佳高尾; 裕之久保; 誠長尾
Original assignee: Nanjo Auto Interior Co Ltd
Current assignee: Nanjo Auto Interior Co Ltd
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-01-16
Also published as: JP2008173794A

Description

本発明は、樹脂製の基材と表皮材とを備えた樹脂成形品を成形する成形装置に関する。

従来より、樹脂製の基材と表皮材とを備えた樹脂成形品を成形する成形装置として、例えば、特許文献１に開示されているように、固定型及び可動型を備え、固定型の成形面にゲートを開口させ、このゲートと樹脂供給装置とを固定型に形成された樹脂通路を介して接続したものが知られている。樹脂供給装置からは基材を構成する溶融樹脂材が供給されるようになっている。また、表皮材は、可動型と固定型の間に保持されるようになっている。

上記成形装置を用いて樹脂成形品を成形する際には、まず、可動型と固定側の間に表皮材を保持させてから、可動型を固定型に接近させていく。そして、樹脂供給装置により溶融樹脂材の供給を開始すると、溶融樹脂材が固定型の樹脂通路を通ってゲートから射出される。溶融樹脂材を射出してから可動型と固定型とを型締めした状態で所定時間保持することで、溶融樹脂材が固化して表皮材と基材が一体化した樹脂成形品が得られる。
特開昭５９−１５０７４０号公報

ところが、特許文献１の成形装置では、表皮材を保持した状態で可動型を固定型に接近させたときにゲートが表皮材の一部に対向した状態となり、このタイミングでゲートから溶融樹脂材が射出されるようになっている。ゲートから射出されたばかりの溶融樹脂材は、高温でかつ流速に勢いがあり、このような状態の溶融樹脂材が表皮材の一部に集中的に当たることになる。その結果、表皮材に凹凸や変色が発生したり、表皮材が布である場合には毛倒れが起こったり、また、溶融樹脂材が表皮材の表面に染み出す等の外観不良が発生してしまう。

この外観不良を回避するために、製品外にゲートを設けて対応することも考えられるが、こうすると、樹脂にロス分が生じ、樹脂成形品の価格高騰を招く。また、高温でかつ流速に勢いのある溶融樹脂材から表皮材を守るために、型閉じ中、表皮材がゲートから離れている位置にあるときに溶融樹脂材が供給されるように供給タイミングを変更する場合もあるが、このようにした場合には、成形時の条件幅が狭くなり、安定した成形ができなくなり、ひいては、樹脂成形品の価格高騰を招くことになる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基材と表皮材が一体化した樹脂成形品を成形する場合に、製品外へのゲートの設定や樹脂供給タイミングを変更することなく、溶融樹脂材による表皮材への影響を抑制できるようにすることで、外観見栄えの良好な樹脂成形品を低コストで得られるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、成形面に窪み部を形成し、この窪み部の底部側にゲートを開口させるようにした。

具体的には、請求項１の発明では、表皮材と基材が一体化した樹脂成形品を成形する成形装置において、第１成形面を有する第１成形型と、上記第１成形面と共にキャビティを形成する第２成形面を有する第２成形型と、上記第１成形型と上記第２成形型の一方を他方に接離させる型駆動装置と、上記表皮材を上記第１成形面側に保持するための保持部と、上記第２成形面に開口するゲートと、上記第２成形型に設けられ、上記ゲートと樹脂供給装置とを接続する樹脂通路とを備え、上記第２成形面には、上記基材の内方で、かつ、上記表皮材の真裏に対応する部位に該基材の裏側へ突出するアンダーカット形状の取付座を形成するための窪み部が形成され、上記窪み部には、上記取付座のアンダーカット形状を形成するためのスライド型が配設され、上記ゲートは、上記窪み部の底部側において上記スライド型と対向するように位置付けられている構成とする。

この構成によれば、表皮材を保持部に保持した状態で、例えば第１成形型を第２成形型に接近させてから、樹脂供給装置により溶融樹脂材の供給を開始すると、溶融樹脂材は、第２成形型の樹脂通路を通ってゲートから第２成形面の窪み部内に射出され、この窪み部内の溶融樹脂材が第２成形面上を広がっていく。このように溶融樹脂材を窪み部内に射出することにより、溶融樹脂材が第１成形面側にある表皮材に達するまでに、温度が低下するとともに、流れの勢いが弱まる。その結果、高温の溶融樹脂材が表皮材の一部に集中的な影響を与えなくなるので、製品外へのゲートの設定や樹脂供給タイミングの変更をしなくても、表皮材に凹凸等が発生し難くなる。

また、基材に取付座を形成するための第２成形面の窪み部を有効利用することが可能になる。

また、ゲートから射出された溶融樹脂材は、スライド型に当たってから窪み部内に広がることになる。これにより、溶融樹脂材が表皮材に達するまでに、温度が低下し易くなるとともに、流れの勢いが弱まり易くなる。

請求項１の発明によれば、第１成形型の第１成形面側に表皮材を保持する保持部を設け、第２成形型の第２成形面に形成した窪み部の底部側にゲートを開口させるようにしたので、樹脂成形品外へのゲートの設定や樹脂供給タイミングの変更をしなくても、ゲートから射出された溶融樹脂材が表皮材に与える影響を抑制することができる。これにより、外観見栄えの良好な樹脂成形品を低コストで得ることができる。

また、樹脂成形品の基材に取付座を形成するために第２成形型に形成されている窪み部を有効利用することができ、第２成形面の形状が複雑化するのを回避できる。

また、第２成形面の窪み部に配設されたスライド型に対向するようにゲートを配置したので、ゲートから射出された溶融樹脂材をスライド型に当てることができ、溶融樹脂材の温度を効果的に低下させることができるとともに、流れの勢いを効果的に弱めることができる。これにより、樹脂成形品の外観見栄えをより一層良好にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る成形装置１を示すものである。この成形装置１は、自動車のドアトリムＴＲを成形する際に用いられるモールドプレス成形装置である。成形装置１で成形されるドアトリムＴＲは、基材５０と、該基材５０の車室内側（表面側）に貼り付けられた表皮材５１とを備える樹脂成形品である。表皮材５１は、基材５０の略上半部にのみ貼り付けられて基材５０と一体化している。また、基材５０の略下半部は車室内側に露出している。

上記基材５０の車室外側（裏面側）には、ドアトリムＴＲをドア本体（図示せず）に取り付けるための取付座５２が一体成形されている。取付座５２は、図２に示すように、表皮材５１の真裏に対応する部位に位置しており、一側面にのみ開口部５２ａを有する箱状のアンダーカット形状をなしている。取付座５２には、ドア本体への固定用のファスナ（図示せず）を固定するための切欠部５２ｂが開口部５２ａに連なるように設けられている。尚、取付座５２から図２の下方へ突出している棒状の部分は、後述のスプルー通路２０ａ内で固化した樹脂材である。

図１に示すように、上記成形装置１は、固定型２及び可動型３と、固定型２内に設けられた樹脂供給管４と、エジェクタピン５と、エジェクタ板６と、可動型３を移動させる型駆動装置８とを備えている。固定型２は、成形装置１の下側に配置される一方、可動型３は、固定型２の上側に配置されている。可動型３が本発明の第１成形型であり、固定型２が本発明の第２成形型である。

図４にも示すように、上記固定型２の上面には固定側成形面２ａが形成され、一方、可動型３の下面には可動側成形面３ａが形成されている。固定側成形面２ａは、ドアトリムＴＲの裏面側を成形するためのものであり、一方、可動側成形面３ａは、ドアトリムＴＲの表面側を成形するためのものである。上記型駆動装置８は、上下方向に伸縮動作する油圧シリンダー等で構成されており、制御装置（図示せず）により制御されるようになっている。上記可動型３は、型駆動装置８によって上下方向に移動して固定型２に対し接離する。

上記固定型２及び可動型３を型締めした状態で、第２成形面としての固定側成形面２ａと、第１成形面としての可動側成形面３ａとの間にキャビティ（図示せず）が形成されるようになっている。このキャビティ内で、基材５０と表皮材５１が一体化して上記ドアトリムＴＲが成形され、成形されたドアトリムＴＲは型開き後に脱型されるようになっている。

尚、図示しないが、成形装置１には、表皮材５１を固定型２と可動型３との間に保持するためのクランプ機構が設けられている。このクランプ機構が本発明の保持部である。

上記固定側成形面２ａには、基材５０に取付座５２を形成するための窪み部２ｂが形成されている。この窪み部２ｂによって取付座５２の外面が形成されるようになっている。上記固定型２の窪み部２ｂ内には、取付座５２がアンダーカット形状であることに対応してスライド型１０が配設されている。このスライド型１０により、取付座５２の内面が形成されるようになっている。スライド型１０は、取付座５２の開口部５２ａから出入りする方向にスライドするようになっている。

固定側成形面２ａには、第１〜第３ゲートＧ１〜Ｇ３が互いに間隔をあけて開口している。第１ゲートＧ１は、図４に示すように、窪み部２ｂの底面に開口しており、従って、第１ゲートＧ１は、ドアトリムＴＲの表皮材５１に対応する部位に位置にしている。また、第２及び第３ゲートＧ２、Ｇ３は、ドアトリムＴＲの表皮材５１の無い部位に対応するように位置している。

上記固定型２の内部には空洞部１２が設けられている。空洞部１２の下側には、樹脂供給管４の上流側を構成するホットランナ１４が設けられている。このホットランナ１４の上流端は、固定型２の左側面（図１の左側）に開口しており、この上流端開口部に、樹脂供給装置７のノズル１５が接続されるようになっている。ホットランナ１４は、上流端から右側へ向けて延びて下方へ屈曲して延びた後、再び、右側へ向けて大略水平に延びている。このホットランナ１４は、図３に示す平面視で、第１〜第３ゲートＧ１〜Ｇ３が形成された範囲と重複する広い範囲に亘るように形成されている。

上記ホットランナ１４には、ゲートＧ１〜Ｇ３の数と同じ数の分岐管１８、１８、１８が接続されている。これら分岐管１８、１８、１８は、第１〜第３ゲートＧ１〜Ｇ３の真下に配置され、上下方向に延びる筒状部材で構成されている。各分岐管１８の下端部がホットランナ１４の外面に固定されてホットランナ１４の内部と連通している。各分岐管１８の上端部は、固定側成形面２ａの近傍まで延びている。図４に示すように、分岐管１８の上端部には、スプルーブッシュ２０が設けられている。このスプルーブッシュ２０は、固定型２に保持されている。スプルーブッシュ２０の内部には上下方向に延びるスプルー通路２０ａが形成され、その内径は、分岐管１８の内径よりも小さくされている。スプルー通路２０ａの下端部が分岐管１８の上端部に連通している。また、各スプルー通路２０ａの上端部が、第１〜第３ゲートＧ１〜Ｇ３を構成している。

上記樹脂供給管４には、各スプルー通路２０ａを開閉するゲートピン２２とゲートピン２２を駆動する油圧シリンダー２４とが分岐管１８毎に計３組設けられている。これら３組とも同じ構造である。ゲートピン２２は、分岐管１８内に挿入されており、その外径は、分岐管１８の内径よりも小さく、かつ、スプルー通路２０ａの内径よりも大きく設定されている。ゲートピン２２の上端部には、上側へ向けて縮径するテーパ面部２２ａが設けられている。ゲートピン２２の下端側は、分岐管１８の下端部から下方へ突出してホットランナ１４を上下方向に貫通している。ホットランナ１４の外壁下部には、上下方向に延びる筒状のゲートピンガイド２６が該外壁を貫通するように設けられ、このゲートピンガイド２６に、ゲートピン２２の下端側が上下方向に移動可能に挿入されている。このゲートピン２２の下端部はゲートピンガイド２６から下方へ突出している。また、ゲートピン２２とゲートピンガイド２６との間は、ホットランナ１４内の溶融樹脂材が漏れないようにシールされている。

上記ホットランナ１４の外壁下部には、上記油圧シリンダー２４を取り付けるためのシリンダー取付板２８が設けられている。油圧シリンダー２４は、油圧により進退するロッド２４ａを有する周知のものであり、該ロッド２４ａが上方へ向けて進出するように、ゲートピン２２の真下に配置されている。ロッド２４ａは、ゲートピン２２と同軸上に位置付けられている。ロッド２４ａの上端部とゲートピン２２の下端部とは連結されている。

上記油圧シリンダー２４のロッド２４ａを進出させると、図４に示すように、ゲートピン２２が上昇端位置まで移動してテーパ面部２２ａがスプルー通路２０ａに差し込まれて該スプルー通路２０ａが閉塞される一方、ロッド２４ａを後退させると、ゲートピン２２が下降端位置（図示せず）まで移動してスプルー通路２０ａが開放される。各油圧シリンダー２４は、図示しないが、制御装置により個別に制御されるようになっており、スプルー通路２０ａの開閉タイミングや、開閉量はゲートＧ１〜Ｇ３毎に変更可能となっている。

図１にも示すように、上記固定型２には、略水平方向に延びる固定板３０が空洞部１２のホットランナ１４よりも上方に配設されている。この固定板３０には、上記３本の分岐管１８、１８、１８がそれぞれ貫通する貫通孔（図示せず）が形成されている。固定板３０の上方、すなわち、ホットランナ１４と固定側成形面２ａとの間には、エジェクタ板６が配置されている。このエジェクタ板６は、平面視でドアトリムＴＲよりも小さめに形成されている。エジェクタ板６には、図３に示すように、上記３本の分岐管１８、１８、１８がそれぞれ貫通する貫通孔６ａ、６ａ、６ａと、複数のエジェクタピン５とが設けられている。エジェクタピン５は、図１に示すように、上下方向に延び、その軸線方向に移動可能に固定型２に支持されている。エジェクタピン５の下端部は、上記エジェクタ板６に固定される一方、上端部は型閉じ状態で固定側成形面２ａと略同一面上に位置付けられるようになっている。

また、エジェクタ板６の上面には、上記スライド型１０を駆動する傾斜ピン３４がスライダ３６を介して取り付けられている。傾斜ピン３４は、鉛直線に対し傾斜して上下方向に延びている。固定型２には、傾斜ピン３４が挿通する挿通孔２ｃが傾斜ピン３４の傾斜方向に沿って形成されている。傾斜ピン３４の略上半部が挿通孔２ｃに挿通された状態で軸線方向に移動可能に固定型２に支持されている。傾斜ピン３４の上端部は、スライド型１０の下端部に連結されている。また、スライダ３６は、傾斜ピン３４の下端部をエジェクタ板６に対して図１の左右方向にスライド可能に支持するものである。

上記固定型２には、エジェクタ板６を上下方向に移動させる駆動装置（図示せず）が設けられている。この駆動装置は、周知の油圧シリンダー等で構成されており、制御装置により制御されるようになっている。エジェクタ板６は、駆動装置によって図４に示す下降端位置と図８に示す上昇端位置の間を鉛直線方向に移動し、下降端位置にあるとき及び上昇端位置にあるときの両方で、ホットランナ１４よりも上方に位置付けられるようになっている。つまり、エジェクタ板６が移動する際に、該エジェクタ板６がホットランナ１４と干渉しないようになっている。

上記エジェクタ板６を駆動装置により上方へ移動させると、図６〜図８に示すように、エジェクタピン５が固定側成形面２ａから上方へ突出するとともに、傾斜ピン３４がスライダ３６を介して上方へ押し上げられる。この傾斜ピン３４は、斜めに延びる挿通孔２ｃに支持されているので、挿通孔２ｃの内周面に案内されながら右斜め上方に移動する。この傾斜ピン３４の移動によってスライド型１０が固定型２に対して上昇しながら、右側へ移動していく。また、このとき傾斜ピン３４の下端部は、エジェクタ板６に対しスライドする。

次に、上記のように構成された成形装置１を用いてドアトリムＴＲを成形する場合について説明する。まず、図４に示すように、固定型２と可動型３とを型開きし、エジェクタ板６を下降端位置としておく。また、表皮材５１をクランプ機構によって可動型３と固定型２との間に保持しておく。

そして、可動型３を下降させて固定型２に接近させていく。すると、第１ゲートＧ１は、可動型３と固定型２との間に保持されている表皮材５１に近づき、第２及び第３ゲートＧ２、Ｇ３は、可動側成形面３ａの表皮材５１以外の部位に近づくことになる。可動型３を移動させながら、第１〜第３ゲートＧ１〜Ｇ３用の油圧シリンダー２４のロッド２４ａを後退させてゲートピン２２を下降させ、スプルー通路２０ａを開放する。これら第１〜第３ゲートＧ１〜Ｇ３用の油圧シリンダー２４の作動タイミングは、ドアトリムＴＲの形状や大きさにより任意に設定することができる。各スプルー通路２０ａが開放されると、樹脂供給装置内の溶融樹脂材は、ノズル１５からホットランナ１４に流入した後、分岐管１８に分流する。各分岐管１８に分流した溶融樹脂材は、スプルー通路２０ａを通って第１〜第３ゲートＧ１〜Ｇ３から固定側成形面２ａ上に射出される。

このとき、第１ゲートＧ１からは、溶融樹脂材が固定側成形面２ａの窪み部２ｂ内に射出され、スライド型１０の外面に当たることになる。これにより、溶融樹脂材が表皮材５１に達するまでに、温度が低下するとともに、流れの勢いが弱まる。その結果、高温の溶融樹脂材が表皮材５１の一部に集中的な影響を与えなくなるので、製品外へのゲートの設定や樹脂供給タイミングの変更をしなくても、表皮材５１に凹凸等が発生し難くなる。尚、第２及び第３ゲートＧ２、Ｇ３は、表皮材５１に対向していないので、これらゲートＧ２、Ｇ３から射出された溶融樹脂材が表皮材５１に影響を与えることは殆どない。

上記第１〜第３ゲートＧ１〜Ｇ３から溶融樹脂材が射出される間、可動型３は下方へ移動しており、やがて可動型３と固定型２とが型閉じ状態となる。この型閉じ状態となる前に溶融樹脂材の射出を完了させ、固定型２と可動型３とを型締めする。

溶融樹脂材が成形されて固化すると、図５に示すように、基材５０になるとともに、表皮材５１と一体化する。そして、可動型３を上方へ移動させて型開きするとともに、エジェクタ板６を上方へ移動させる。エジェクタ板６を上方へ移動させると、図６に示すように、エジェクタピン５が固定側成形面２ａから突出し、ドアトリムＴＲがエジェクタピン５の上端部により押し上げられて固定側成形面２ａから外れる。これと同時に傾斜ピン３４が押し上げられることで、スライド型１０が取付座５２の開口部５２ａから出る方向に移動していく。図７及び図８に示すように、可動型３及びエジェクタ板６をさらに上方へ移動させていくと、ドアトリムＴＲが可動側成形面３ａからも外れてスライド型１０が取付座５２の開口部５２ａから完全に出て、脱型が完了する。この際、エジェクタ板６は、ホットランナ１４よりも上方で移動しているので、ホットランナ１４と干渉することはない。尚、スプルー通路２０ａ内で固化した樹脂材は、ドアトリムＴＲから切除する。

以上説明したように、この実施形態に係る成形装置１によれば、固定型２の成形面２ａに形成した窪み部２ｂの底面に第１ゲートＧ１を開口させたので、製品外へのゲートの設定や樹脂供給タイミングの変更をしなくても、第１ゲートＧ１から射出された溶融樹脂材が表皮材５１に与える影響を抑制することができる。これにより、外観見栄えの良好なドアトリムＴＲを低コストで得ることができる。

また、第１ゲートＧ１は、ドアトリムＴＲに取付座５２を形成するための窪み部２ｂの底面に開口させるようにしたので、該窪み部２ｂを有効利用することができ、固定側成形面２ａの形状が複雑化するのを回避できる。

また、第１ゲートＧ１が窪み部２ｂ内に配設されたスライド型１０に対向しているので、溶融樹脂材の温度を効果的に低下させることができるとともに、流れの勢いを効果的に弱めることができる。

また、上記実施形態では、ドアトリムＴＲの取付座５２に切欠部５２ｂを形成するようにしているが、これに限らず、例えば、図９に示す変形例１のように、切欠部５２ｂを省略してもよい。

また、図１０に示す参考例１のように、基材５０にリブ５４を一体成形する場合には、このリブ５４の形状に対応するように窪み部２ｂの形状を設定してもよい。また、図１１に示す参考例２のように、基材５０にコ字状リブ５４を一体成形する場合には、このコ字状リブ５４に対応するように窪み部２ｂの形状を設定してもよい。これらリブ５４はアンダーカット形状でないため、スライド型は不要である。この場合、第１ゲートＧ１から射出された溶融樹脂材は、窪み部２ｂから固定側成形面２ａ上に達する過程において、温度が低下するとともに流れの勢いが弱まるので、表皮材５１に与える影響を抑制できる。

尚、上記実施形態では、本発明に係る成形装置１によりドアトリムＴＲを成形する場合について説明したが、これに限らず、図示しないが、本発明は、ドアトリムＴＲ以外にも自動車の樹脂製バンパーやインストルメントパネル等を成形する際に用いることができる。

また、ゲートＧ１〜Ｇ３の数は、上記した数に限られるものではなく、樹脂成形品の大きさ等によって任意に設定することが可能である。

以上説明したように、本発明に係る成形装置は、例えば、自動車用内装材を成形する場合に用いることができる。

本発明の実施形態に係る成形装置の概略構造を示す断面図である。ドアトリムの取付座近傍を拡大して示す斜視図である。図１のIII−III線における断面図である。表皮材を可動型に保持し型開きした状態にある成形装置の部分拡大断面図である。キャビティ内の樹脂材が固化した状態にある図４相当図である。型開き初期の状態にある成形装置の図４相当図である。型開き終期の状態にある成形装置の図４相当図である。ドアトリムを脱型した状態にある成形装置の図４相当図である。変形例１に係る図２相当図である。参考例１に係る図２相当図である。参考例２に係る図２相当図である。

１成形装置
２固定型
２ａ固定側成形面
２ｂ窪み部
３可動型
３ａ可動側成形面
８型駆動装置
１０スライド型
５０基材
５１表皮材
５２取付座
５４リブ
Ｇ１第１ゲート
ＴＲドアトリム（樹脂成形品）

Claims

表皮材と基材が一体化した樹脂成形品を成形する成形装置において、
第１成形面を有する第１成形型と、
上記第１成形面と共にキャビティを形成する第２成形面を有する第２成形型と、
上記第１成形型と上記第２成形型の一方を他方に接離させる型駆動装置と、
上記表皮材を上記第１成形面側に保持するための保持部と、
上記第２成形面に開口するゲートと、
上記第２成形型に設けられ、上記ゲートと樹脂供給装置とを接続する樹脂通路とを備え、
上記第２成形面には、上記基材の内方で、かつ、上記表皮材の真裏に対応する部位に該基材の裏側へ突出するアンダーカット形状の取付座を形成するための窪み部が形成され、上記窪み部には、上記取付座のアンダーカット形状を形成するためのスライド型が配設され、上記ゲートは、上記窪み部の底部側において上記スライド型と対向するように位置付けられていることを特徴とする成形装置。