JP6938834B2 - 異なる特性を有するプラスチック材料により形成される物品の射出成形のための方法、および、異なる特性を有するプラスチック材料により形成される物品の射出成形のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、異なる特性を有するプラスチック材料により形成される物品の射出成形のための方法および装置に関する。

「異なる特性」という表現は、明細書およびそれに続く請求項において、プラスチック材料が同じ組成を有するが、２つまたはそれより多くの異なる色の物品を得るために色が異なること、または、プラスチック材料が、同じ物品において、例えば、より高い、もしくはより低い剛性を有するか、または両方の差異さえ有するなど、美的または構造的に異なる領域を得るように異なる組成を有することを示すために用いられる。

本発明は、例えば自動車産業（バンパー、スポイラ等）など、審美的および／または構造上の理由で前述の区別が必要とされる大きい寸法の構成要素の成形に、特に有利に適用される。

［従来技術の水準］ このように行われる物品の製造に関連して、従来の方法は典型的に、２つ（またはより多くの）異なる材料の射出のための２つの（またはより多くの）ステーション間での回転式成形の利用を備える。

例えば、尾灯のレンズなどの２色の物品の製造に関連して、成形フェーズは最初に、第１のキャビティに第１の色の材料を射出して第１の部分を形成することを備える。次に、モールドは、第２の材料の後続の射出と、第１の部分に接合された第２の部分の形成とのために、開放され、１８０°回転させられ、再度閉じられる。

これらのモールドは、製造するには非常に複雑で、故に、高価であり、比較的長い成形時間を伴い、頻繁なメンテナンス動作を必要とする。その上、成形品のこれら２つ（またはより多くの）部分の間の溶接線は、一意かつ厳密に決定され、後でモールドを修正しない限り、成形品の審美的な結果を改善するのにおそらく適切であり得る変更に影響を受けやすくはない。

文献である米国特許第５，５５６，５８２号は、射出成形装置のインジェクタを制御するためのシステムを記載している。各インジェクタは、単一のプラスチック材料を用いて成形部品の質を改善するために個々に制御され得る。

本発明の目的は、回転式成形を用いる必要なしに、前述の欠点を克服し、異なる特性を有するプラスチック材料により形成される物品の射出成形を可能にすることである。

本発明のさらなる目的により、形状および位置に関して、異なる材料間での溶接線の構成を調整することができる。

本発明によれば、この目的は、異なる特性を有するプラスチック材料により形成される物品の射出成形のための方法により達成される。当該方法は、互いに連通するように配置された少なくとも１つの第１の領域と少なくとも１つの第２の領域とが識別される少なくとも１つのキャビティを有するモールドを設けることであって、上記異なる特性を有する少なくとも１つの第１のプラスチック材料と少なくとも１つの第２のプラスチック材料とがそれぞれに供給される、開閉制御式のそれぞれの第１のインジェクタおよび第２のインジェクタがキャビティに関連付けられる、ことと、第１のプラスチック材料と第２のプラスチック材料とを、上記第１のインジェクタと上記第２のインジェクタとによって、衝突すると少なくとも１つの溶接線を生じるそれぞれのフローフロントを発生させるように、成形キャビティの第１の領域と第２の領域とにそれぞれ射出することと、上記少なくとも１つの溶接線の形状および／または位置を定めるべく、上記第１のインジェクタおよび上記第２のインジェクタを特定のモードに従って制御することとから成る１回の射出サイクル実行されることを特徴とする。

以下の著しい利点がこの解決アイデアにより達成される。
モールドの製造単純化および寸法小型化、
モールド設計／生産コストの低下、
メンテナンスの低減、
生産性の向上、
異なる射出された材料間での溶接線の形状および位置の自由度。

例えば自動車用バンパーなどの大きい物品の生産に関連して、射出は典型的に、モールドのキャビティに沿って配置された複数のインジェクタを用いて実行され、連続的または多段的な態様で制御される。成形サイクルは、インジェクタが予め設定された順序に従って開放されて成形キャビティを徐々に充填するための充填フェーズと、成形キャビティに射出されたプラスチック材料をパッキングするための後続のフェーズとを備える。

前述の上記特定のモードは、充填フェーズおよび／またはパッキングフェーズにおいて実行され得る。

特に、溶接線の位置を定めるべく、少なくとも１つのインジェクタの開放が、他のインジェクタに対して予測または遅延され得、上記溶接線の形状を定めるべく、それらのインジェクタのうちの少なくとも１つが部分的にのみ徐々に開放され得、それらのインジェクタのうちの少なくとも１つが部分的に閉じられ得る。

本発明は、異なる特性を有するプラスチック材料により形成される物品の射出成形のための装置にも関する。装置は、前述の方法を実行するように構成される。

ここで、添付図面に示される非限定的な例を参照して、本発明が詳細に説明される。
自動車用バンパーを得るための本発明による射出成形装置の必須構成要素を一般的示す部分的かつ概略的な斜視図である。 図１の平面図である。 図１のバンパーをより大きい縮尺で示す。 図３の矢印ＩＶにより示される拡大箇所を示す。

以下の説明では、自動車用バンパーの成形に特に関する、本発明の特定の実施形態を参照する。しかしながら、当該実施形態は、いかなる態様でも、限定とはみなされないものとする。本発明は、審美的側面、特に色および／または構造上の性質に関して異なる特性を有する２つまたはそれより多くのプラスチック材料により形成される任意の種類およびタイプの物品の射出成形にも適用される。

図１は、バンパーＳ、すなわち、その形成のための成形キャビティを概略的に示し、その形成のための連続射出成形装置の全体を一般的かつ本質的に表す。この概略図において、当該機器は、成形キャビティＳの相互に連通する端部領域Ｓ１、Ｓ２の近くに配置されたＡ、Ｂ、Ｃと、Ａ'、Ｂ'、Ｃ'という３つからなる２つのグループとして設けられた６つの射出箇所を備える。

射出箇所Ａ、Ｂ、Ｃと、Ａ'、Ｂ' 、Ｃ'とは、全体的に従来の方式で（例えば、対象となる出願人の代理で出願された米国特許第２０１５／０２６６２１６号において説明され、図示されるように）、例えば２つの異なる色のプラスチック材料でできた２つの別個の分配器１３、１４により供給されるインジェクタ１、２、３と、４、５、６とから成る。インジェクタ１、２、３と、４、５、６との各々は、それぞれの油圧式、空圧式または好ましくは電気式のアクチュエータ７、８、９と、１０、１１、１２とによって閉位置と開位置との間で変位可能なそれぞれのノズルおよびバルブピンを従来の方式で備える。アクチュエータ７−１２は、電子ユニット１５により制御される。電子ユニット１５は、インジェクタ１、２、３と、４、５、６または開位置と閉位置との間のそのようなインジェクタのグループの各々のバルブピンの位置および変位速度を制御するためにプログラム可能である。

成形プロセスは典型的に、成形キャビティＳの領域Ｓ１、Ｓ２の同時の、または異なる時点での、インジェクタ１、２、３と、４、５、６とが、そのような領域Ｓ１、Ｓ２にプラスチック材料を徐々に導入するために、予め設けられた順序で開放される充填フェーズと、このように射出されるプラスチック材料をパッキングするための後続のフェーズとを備える連続射出から成り得る。

充填フェーズ中、モールドに導入された第１の色のプラスチック材料および第２の色のプラスチック材料により、キャビティＳの領域Ｓ１、Ｓ２から中央領域へと反対方向を進み、衝突すると図３および図４においてＬで示される溶接線を生じる２つのフローフロントが発生する。これらは一般的に、成形部品上で見えるであろう。

本発明の特有の特性によれば、電子ユニット１５は、モータ７−１２、故にインジェクタ１−６を制御することにより、溶接線Ｌの形状および／または位置を定めるように構成される。

例えば、充填フェーズ中のインジェクタ１、２、３またはインジェクタ４、５、６の１または複数の開放を予測するか、または遅延させて、溶接線Ｌは、図４においてＬ'で示されるように一方の側で、またはＬ''で示されるように反対側で変位され得る。基本的に、溶接線は、故に、例えばバンパーＳのリブなどの非審美的な領域において位置決めされるまで、それ自体に対して平行に移動し得る。この場合、溶接線は基本的に、外部から見えなくなる。

また、溶接線Ｌ（またはＬ'もしくはＬ"）の形状は、インジェクタ１、２、３またはインジェクタ４、５、６のうちの少なくとも１つが部分的にのみ徐々に開く場合、または部分的に閉じる場合、例えば、直線状ではなく曲線状になるように修正され得る。

これらは、明らかに溶接線Ｌの位置および形状の修正の可能性のうちのいくつかに過ぎず、充填フェーズおよびパッキングフェーズの両方において制御ユニット１５により特定のモードで実行され得る。

バンパーＳとは異なる形状の部品が、例において説明されるものとは異なる数、位置決めおよび特定の射出モードを必要とし得ることは明らかであるが、しかしながら、成形部品の形状および／または位置または成形部品の各溶接線を制御し、定めるために管理され得る。これらの場合の全てにおいて、１または複数のインジェクタを部分的に開位置／閉位置に位置決めおよび維持することにより、溶接線の形状を定めることが可能になり、インジェクタのうちの１または複数の開放を予測する／遅延させることにより、溶接線の位置を定めることが可能になる。

Claims (5)

1. 異なる特性を有するプラスチック材料により形成される物品の射出成形のための方法であって、
   互いに連通するように配置された少なくとも１つの第１の領域と少なくとも１つの第２の領域とを含む少なくとも１つの成形キャビティを有するモールドを設けることであって、前記少なくとも１つの第１の領域および前記少なくとも１つの第２の領域のそれぞれは、開閉制御式の複数のインジェクタに関連付けられ、前記少なくとも１つの第１の領域および前記少なくとも１つの第２の領域のそれぞれにおける前記複数のインジェクタのうちの少なくとも２つは、前記少なくとも１つの第１の領域および前記少なくとも１つの第２の領域の間を延びる方向に互いに離間されており、前記複数のインジェクタは、前記異なる特性を有する少なくとも１つの第１のプラスチック材料と少なくとも１つの第２のプラスチック材料とがそれぞれに供給される、ことと、
   前記第１のプラスチック材料と前記第２のプラスチック材料とを、前記複数のインジェクタによって、衝突すると少なくとも１つの溶接線を生じるそれぞれのフローフロントを発生させるように、前記成形キャビティの前記第１の領域と前記第２の領域とにそれぞれ射出することと、
   前記少なくとも１つの溶接線の形状または位置のうちの少なくとも一方を定めるべく、前記複数のインジェクタを特定のモードに従って制御することと
   から成る１回の射出サイクルで実行され、
   前記複数のインジェクタのうちの少なくとも１つのインジェクタの開放が、前記溶接線の位置を定めるべく、他のインジェクタに対して予測されるか、または遅延させられ、
   前記複数のインジェクタのうちの少なくとも１つは、前記溶接線の前記形状を定めるべく、閉位置と開位置との間でバルブピンの位置および変位を制御することにより、部分的に閉じ、または、徐々にかつ部分的にのみ開く
   方法。
2. 前記複数のインジェクタが、前記成形キャビティの前記第１の領域および前記第２の領域を前記第１のプラスチック材料および前記第２のプラスチック材料で徐々に充填するように、予め設けられた順序に従って開放される充填フェーズと、
   前記成形キャビティに射出された前記第１のプラスチック材料および前記第２のプラスチック材料をパッキングするための後続のフェーズと
   を備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記特定のモードのうちの少なくとも１つは、前記充填フェーズにおいて実行される、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記特定のモードのうちの少なくとも１つは、前記後続のフェーズにおいて実行される、
   請求項２に記載の方法。
5. 異なる特性を有するプラスチック材料により形成される物品の射出成形のための装置であって、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、
   装置。

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