JP6943788B2 - 成形方法および成形装置 - Google Patents
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Description
前記成形方法によれば、第2工程における穿孔ピンの突出長さが短いため、ウェルドラインは形成されにくい。
さらに、前記成形方法によれば、複数の穿孔ピンを用いるため、第3工程における穿孔ピンひとつ当たりの移動距離を小さくできる。そのため、押し加重を小さくできる。
図1は、第1実施形態に係る成形方法(樹脂成形品の製造方法)に用いられる成形装置10(樹脂成形品の製造装置)の概略図である。図2〜図6は、第1実施形態に係る成形方法における各工程を示す概略図である。
金型1は、射出成形用の金型であって、第1の型11と、第2の型12とを備える。第1の型11と第2の型12との間には空隙部13が確保される。空隙部13は、製造するべき樹脂成形品20(図6参照)に応じた形状を有する。第1の型11の内面11aと第2の型12の内面12aとは、空隙部13を介して対向する。空隙部13の厚み方向(図1の上下方向)をZ方向ともいう。
第2の型12の内面12aは、空隙部13に臨む。内面12aは、樹脂成形品20の第2面20b(図6参照)に即した形状を有する。第2面20bは、樹脂成形品20の第1面20aとは反対の面である。
制御部4は、図示しないセンサ(例えば光センサ)によって検出された穿孔ピン2の位置情報に基づいて駆動機構3を駆動し、穿孔ピン2の突出方向の長さ(内面11aからの突出寸法)を制御することができる。
次に、第1実施形態に係る成形方法を、図1〜図6を参照して説明する。
図1に示す成形装置10では、穿孔ピン2は非突出位置(内面11aから空隙部13に突出していない位置)にある。
図2に示すように、制御部4によって駆動機構3を稼働させ、穿孔ピン2の先端2aを含む部分2bを空隙部13に突出させる。穿孔ピン2の突出長さを「L」という。この突出長さLは、第1の型11の内面11aから穿孔ピン2の先端2aまでのZ方向(空隙部13の厚み方向)の寸法である。第1工程における穿孔ピン2の突出長さLは「L1」である。
突出長さL1は、全厚みTに対して25%〜40%であることが望ましい。突出長さL1が全厚みTに対して25%以上であると、後述する第3工程において穿孔ピン2をさらに突出させる際の押し加重を小さくできる。突出長さL1が全厚みTに対して40%以下であると、樹脂成形品20(図6参照)におけるウェルドラインの形成を抑止できる。
図3および図4に示すように、金型1の空隙部13に、樹脂導入孔1aから、溶融した樹脂16を導入する(射出する)。樹脂16の導入方向は、特に限定されないが、例えば、Z方向(穿孔ピン2の突出方向)に対して交差する方向である。例えば、樹脂16の導入方向は、Z方向に対して直交する方向である。
図9および図10に示すように、樹脂16は穿孔ピン2の突出部分を包含して流れ、図4に示すように、空隙部13に充てんされる。
図5に示すように、樹脂16が未硬化の状態で、制御部4によって駆動機構3を稼働させて穿孔ピン2をさらに突出させる。すなわち、穿孔ピン2の突出長さLを、突出長さL1(図4参照)より長い突出長さL2とする。突出長さL2は、空隙部13の全厚みTと等しい。穿孔ピン2は、最も下降した位置(最突出位置)となり、先端2aが第2の型12の内面12aに当接する。これにより、穿孔ピン2は、樹脂16を貫通する。
図6に示すように、冷却等により樹脂16(図5参照)を硬化させる。樹脂16は水、空気などの冷媒を用いて冷却してもよいし、放冷してもよい。硬化した樹脂16は、樹脂成形品20となる。樹脂成形品20は、金型1から取り出される。穿孔ピン2は樹脂成形品20から抜き出される。樹脂成形品20において、穿孔ピン2があった部分は貫通孔18となる。
第1実施形態の成形方法によれば、第2工程における穿孔ピン2の突出長さL1(図3、図4参照)は短いため、上述のように、ウェルドラインは形成されにくい。
図11は、第2実施形態に係る成形方法に用いられる成形装置110の概略図である。図12〜図14は、第2実施形態に係る成形方法における各工程を示す概略図である。
金型101は、射出成形用の金型であって、第1の型111と、第2の型112とを備える。第1の型111と第2の型112との間には空隙部13が確保される。第1の型111の内面111aと第2の型112の内面112aとは、空隙部13を介して対向する。第1の型111は、第1の穿孔ピン2Aが挿通する挿通孔15Aを有する。第2の型112は、第2の穿孔ピン2Bが挿通する挿通孔15Bを有する。
駆動機構3A,3Bは、例えばモータ等であって、それぞれ穿孔ピン2A,2Bを突出方向およびその反対方向に向けて移動させることができる。
制御部4A,4Bは、図示しないセンサによって検出された穿孔ピン2A,2Bの位置情報に基づいて駆動機構3を駆動し、穿孔ピン2A,2Bの突出方向の長さを制御することができる。
次に、第2実施形態に係る成形方法を、図11〜図14を参照して説明する。
図11に示す成形装置110では、穿孔ピン2A,2Bは非突出位置にある。
図12に示すように、制御部4によって駆動機構3A,3Bを稼働させ、穿孔ピン2A,2B先端を含む部分を空隙部13に突出させる。
第1工程における穿孔ピン2A,2Bの突出長さL3A,L3Bの合計は、空隙部13の全厚みTより小さい。よって、穿孔ピン2A,2Bの先端は互いに当接していない。突出長さL3A,L3Bの合計は、全厚みTに対して25%〜40%であることが望ましい。これにより、第3工程において穿孔ピン2A,2Bをさらに突出させる際の押し加重を小さくでき、しかもウェルドラインの形成を抑止できる。
図13に示すように、金型101の空隙部13に、樹脂導入孔1aから、溶融した樹脂16を導入する(射出する)。樹脂16の導入方向は、Z方向(穿孔ピン2A,2Bの突出方向)に対して交差する方向(例えばZ方向に対して直交する方向)である。樹脂16は穿孔ピン2A,2Bの突出部分を包含し、空隙部13に充てんされる。この際、穿孔ピン2A,2Bの突出長さL3A,L3Bは短いため、ウェルドラインは形成されにくい。
図14に示すように、制御部4A,4Bによって駆動機構3A,3Bを稼働させ、樹脂16が未硬化の状態で、穿孔ピン2A,2Bをさらに突出させる。穿孔ピン2A,2Bは、先端どうしが当接する。これにより、穿孔ピン2A,2Bは樹脂16を貫通する。第3工程における穿孔ピン2A,2Bの突出長さL4A,L4Bの合計は、突出長さL3A,L3Bの合計より大きい。
樹脂16を冷却すること等により硬化させる。硬化した樹脂16は、樹脂成形品20(図6参照)となる。樹脂成形品20は、金型101から取り出される。穿孔ピン2A,2Bは樹脂成形品20から抜き出される。樹脂成形品20において、穿孔ピン2A,2Bがあった部分は貫通孔18(図6参照)となる。
第2実施形態の成形方法では、2つの穿孔ピン2A,2Bを用いるため、第1実施形態の成形方法に比べて、第3工程における穿孔ピン2A,2Bの移動距離(穿孔ピンひとつ当たりの移動距離)を小さくできる。そのため、押し加重を小さくできる。
次に示すように、図1に示す成形装置10を用いて、第1実施形態の成形方法によって樹脂成形品20を作製する際の押し加重および会合角を評価した。穿孔ピン2は、長さ方向から見て円形(外径3.6mm)である。
図2に示すように、駆動機構3によって、穿孔ピン2を空隙部13に突出させた(第1工程)。図3および図4に示すように、金型1の空隙部13に溶融した樹脂16を導入した(第2工程)。図5に示すように、樹脂16が未硬化の状態で、駆動機構3によって、穿孔ピン2をさらに突出させた(第3工程)。図6に示すように、樹脂16を硬化させ、樹脂成形品20を金型1から取り出した(第4工程)。
実施例は、厚み比(図2における厚みt/全厚みT)が0.25〜0.75の範囲にある。
比較のため、第1工程において穿孔ピン2を突出させない(すなわち、厚み比を1とする)こと以外は実施例と同様の評価試験を行った(比較例1)。併せて、第1工程において穿孔ピン2を最突出位置とする(すなわち、厚み比をゼロとする)こと以外は実施例と同様の評価試験を行った(比較例2)。比較例2では、穿孔ピン2が第1工程において最突出位置にあるため、第3工程において穿孔ピン2は移動しない。
特に、厚み比が0.6以上の場合には、会合角が135°以上となったため、ウェルドラインが形成されにくいと考えられる。よって、少なくとも厚み比0.6以上、0.75以下の範囲では、第2工程における会合角、および第3工程における押し加重の両方で良好な結果が得られたといえる。厚み比0.6は、第1工程における穿孔ピン2の突出長さの、空隙部13の厚み寸法に対する比率40%に相当する。厚み比0.75は、前記比率25%に相当する。
例えば、第1実施形態および第2実施形態の成形方法では、第3工程において穿孔ピンが樹脂を貫通するが、穿孔ピンは樹脂を貫通しなくてもよい。そのため、樹脂成形品に形成される孔は貫通孔でなくてもよい。
第1実施形態および第2実施形態の成形方法では、穿孔ピンを2段階で突出させるが、穿孔ピンを突出させる段階の数は3以上の任意の数であってもよい。
第1実施形態の成形方法で用いる穿孔ピンの数は1であり、第2実施形態の成形方法で用いる穿孔ピンの数は2であるが、樹脂成形に用いる穿孔ピンの数は3以上の任意の数であってもよい。また、樹脂成形品に形成される孔の数は1に限らず、2以上の任意の数であってよい。
Claims (4)
- 金型の空隙部に穿孔ピンを突出させる第1工程と、
溶融した樹脂を射出し、前記穿孔ピンの突出部分を包含するように前記空隙部に充てんする第2工程と、
前記樹脂が未硬化の状態で前記穿孔ピンをさらに突出させる第3工程と、
樹脂を硬化させて前記穿孔ピンを抜出すことによって、孔を有する樹脂成形品を得る第4工程と、を有し、
前記金型は、前記空隙部を介して対向する第1の型と第2の型とを備え、
前記第1工程において、前記穿孔ピンを複数用い、複数の前記穿孔ピンのうち第1の穿孔ピンを前記第1の型から前記空隙部に突出させ、第2の穿孔ピンを前記第2の型から前記空隙部に突出させ、
前記第3工程において、前記第1の穿孔ピンと前記第2の穿孔ピンとの双方をさらに突出させて、これら前記第1の穿孔ピンと前記第2の穿孔ピンとの先端同士を当接させる、
成形方法。 - 前記第1工程において、前記穿孔ピンの突出長さは、前記穿孔ピンの突出方向における前記空隙部の寸法に対して25%〜40%である、請求項1記載の成形方法。
- 前記第3工程において、前記穿孔ピンは前記樹脂を貫通する、請求項1または2に記載の成形方法。
- 空隙部を介して対向する第1の型と第2の型とを有する射出成形用の金型と、
前記金型の空隙部に対して前記第1の型から突出可能な第1の穿孔ピンと、
前記金型の空隙部に対して前記第2の型から突出可能な第2の穿孔ピンと、
前記第1の穿孔ピン及び前記第2の穿孔ピンを、前記空隙部に対する突出方向および該突出方向の反対方向に移動させる駆動機構と、
前記駆動機構を駆動することで、前記空隙部における前記穿孔ピンの突出長さを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記空隙部に溶融した樹脂が射出される前に、前記第1の穿孔ピン及び前記第2の穿孔ピンの双方を前記空隙部に突出させ、
前記空隙部に溶融した樹脂が射出された後に、前記第1の穿孔ピンと前記第2の穿孔ピンとの双方をさらに突出させて、これら前記第1の穿孔ピンと前記第2の穿孔ピンとの先端同士を当接させ、
前記空隙部内の樹脂が硬化した後に、前記穿孔ピンを後退させて前記空隙部から抜出すように制御する、
成形装置。
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