JP7072980B2 - 射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形方法に関し、特に、射出成形金型から成形品を取り出す方法に関する。

射出成形金型で成形された成形品は、例えば以下の手順を経て、射出成形金型から取り出される。
（１）可動型を型開きする。
（２）取り出し装置の保持部を、固定型と可動型との間に侵入させる。
（３）突き出しピンを可動型から突き出して、成形品を可動型から分離する。
（４）可動型から分離された成形品を取り出し装置の保持部で保持する。
（５）保持部で保持した成形品を射出成形金型から取り出す。

例えば、下記の特許文献１には、型開きする際に、固定型と可動型との間隔が取り出し装置の保持部が侵入可能な大きさになったら、可動型の型開き動作が完了する前に、保持部を固定型と可動型との間に侵入させている。すなわち、上記（１）と（２）の動作を重複させて行うことにより、射出成形のサイクルタイムの短縮を図っている。

特開平８－１７２８号公報

上記特許文献１に示されている射出成形方法では、取り出し装置の保持部を、型開きにより可動型と固定型との間に形成される空間の奥部まで侵入させ、この保持部で成形品を背後（固定型側）から保持している。このように、保持部を、成形品と固定型との間に形成される空間の奥部まで侵入させると、その分サイクルタイムが長くなってしまう。

そこで、本発明は、射出成形のサイクルタイム、特に射出成形金型からの成形品の取り出しに要する時間を短縮することを目的とする。

本発明は、固定型及び可動型を備えた射出成形金型で成形品を成形する工程と、前記可動型を前記固定型から離反させ、取り出し装置の保持部で前記成形品の上部のみを保持する工程と、前記取り出し装置で保持した前記成形品を射出成形金型から取り出す工程とを有する射出成形方法を提供する。

このように、取り出し装置の保持部で成形品の上部のみを保持する場合、保持部は、成形品の上部付近に配置すればよい。これにより、従来のように固定型と可動型との間に形成される空間の奥部まで保持部を侵入させる場合と比べて、保持部の移動量が短くなるため、射出成形金型からの成形品の取り出しに要する時間を短縮することができる。

成形品を保持する手段としては、例えば、成形品を吸着保持する吸引手段や、成形品を機械的な係合により保持する機械的手段等を用いることができる。上記のように、保持部で成形品の上部のみを保持する場合、吸引手段では保持力が不足するおそれがあるため、機械的手段を採用することが好ましい。

成形品の種類が変わると、成形品の上部の形状が変わることがある。この場合、成形品の種類ごとに専用の保持部を用意する必要が生じ、製造コストが高くなる。そこで、成形品の上部の複数箇所に、取り出し装置の保持部で保持する掴み部を設け、複数の掴み部のピッチを、成形品の種類によらず一定とすることが好ましい。この場合、上部の形状が異なる種類の成形品を保持する際に、成形品の上部に設けられた所定のピッチの掴み部を保持することができるため、共通の保持部を使用することができ、製造コストが低減される。

上記の場合、成形品を金型（可動型又は固定型）から突き出す動作により、成形品を、取り出し装置の保持部で保持可能な位置に配置すれば、サイクルタイムのさらなる短縮が図られる。

上記の射出成形方法は、例えば車体のバンパーを成形する際に適用することができる。この場合、車体に取り付けられた状態でのバンパーの上部は、車種によって様々な形状を成しているため、車種によっては、バンパーの上部を取り付け装置の保持部で保持することが困難な場合がある。これに対し、バンパーの下部は、車種が変わっても概ね一定の形状（地面と略平行なライン）であることが多い。従って、バンパーを、車体に取り付ける状態と上下逆にして成形すれば、車種によらず概ね一定の形状を成したバンパーの下部が、成形品の上部となるため、車種に関わらず、成形品の上部を取り付け装置の保持部で保持しやすくなる。

以上のように、本発明によれば、射出成形のサイクルタイム、特に射出成形金型からの成形品の取り出しに要する時間を短縮することができる。

射出成形金型の断面図であり、型閉めした状態を示す。 射出成形金型の断面図であり、型開きした状態を示す。 成形品（バンパー）及び取り出し装置の保持部の斜視図である。 成形品及び保持部のフックの拡大断面図である。 射出成形金型の断面図であり、突き出しピンで成形品を突き出している様子を示す。 射出成形金型の断面図であり、取り出し装置で成形品を取り出す様子を示す。 他の実施形態に係る保持部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

射出成形金型は、図１に示すように、成形機の固定板１１に取り付けられた固定型１と、成形機の可動板１２に取り付けられた可動型２と、成形品Ｗを突き出す複数の突き出しピン３とを主に備える。可動板１２及び可動型２は、図示しない可動型駆動部により、型開閉方向に一体に駆動される。可動型駆動部としては、油圧シリンダや、サーボモータで駆動される電動シリンダ等が使用される。尚、以下では、可動型２の移動方向（図１の左右方向）を「前後方向」と言い、型閉め側（固定型１に接近する側）を前方、型開き側（固定型１から離反する側）を後方と言う。

図示例では、固定型１が凹型（キャビ）、可動型２が凸型（コア）であり、可動型２に突き出しピン３が設けられる。複数の突き出しピン３は突き出し板４に固定され、これらの突き出しピン３及び突き出し板４が突き出しピン駆動部５により可動型２に対して前後方向に駆動される。突き出しピン駆動部５としては、エアシリンダや、サーボモータで駆動される電動シリンダ等が使用される。突き出しピン駆動部５は、成形機の可動板１２に取り付けられる。

射出成形金型は、図示しない制御装置で制御される。制御装置は、可動型駆動部及び突き出しピン駆動部５に接続され、可動型２及び突き出しピン３の駆動を制御する。

図１に示すように、固定型１と可動型２とを型閉めした状態で、これらで形成されるキャビティに溶融樹脂を射出することにより、成形品Ｗが成形される。その後、固定型１と可動型２を型開きすると共に、取り出し装置２０により、成形品Ｗが射出成形金型から取り出される。

取り出し装置２０は、図２に示すように、アーム２１と、アーム２１の先端に取り付けられた保持部２２とを有する。アーム２１は、例えば６軸アーム等の多軸アームで構成される。保持部２２は、例えば機械的手段により成形品Ｗを保持するものが使用される。本実施形態の保持部２２は、図３に示すように、アーム２１の先端に固定された取付板２２ａと、取付板２２ａに固定された複数のフック２２ｂとを有する。複数のフック２２ｂは、水平方向（図示例では、成形品Ｗ（バンパー）の車幅方向）に離隔して設けられる。各フック２２ｂは、図４に示すように、垂直部２２ｂ１と、垂直部２２ｂ１の下端から後方に延びる水平部２２ｂ２とを有する略Ｌ字形状を成している。フック２２ｂの水平部２２ｂ２の後方端部には、上方に盛り上がった係止部２２ｂ３が設けられる。

成形品Ｗは、車体を構成する大型樹脂部品、具体的には、バンパー、インストルメントパネル、各種蓋物部品（フード、ドア等のインナパネルあるいはアウタパネル）等である。本実施形態の成形品Ｗはバンパーであり、車体に取り付ける状態と上下逆にした状態で成形される。本実施形態では、図３に示すように、成形品Ｗの上部に、掴み部Ｗ１が一体に成形される。掴み部Ｗ１は、例えば成形品Ｗの上部から上方に延び、図示例では前後方向と直交する平板で構成される。各掴み部Ｗ１には、前後方向の貫通穴Ｗ１ａが設けられる。掴み部Ｗ１は、成形品Ｗの上部の水平方向（車幅方向）複数箇所に設けられる。複数の掴み部Ｗ１の車幅方向のピッチＡ（詳しくは、掴み部Ｗ１の貫通穴Ｗ１ａの中心間距離）は、取り出し装置２０の保持部２２に設けられた複数のフック２２ｂのピッチと等しい。貫通穴Ｗ１ａは、フック２２ｂの水平部２２ｂ２（係止部２２ｂ３を含む）が挿通可能な大きさとされる。

以下、射出成形金型から成形品Ｗを取り出す工程を詳しく説明する。

成形品Ｗを成形した後、図２に示すように、可動型２を後方に移動させて型開きする。このとき、可動型２と共に、突き出しピン３、突き出し板４、及び突き出しピン駆動部５が一体に後方に移動する。そして、型開きが完了したら、固定型１と可動型２との間の空間に、取り出し装置２０のアーム２１を駆動して保持部２２を侵入させる。

その後、図５に示すように、突き出しピン駆動部５を駆動し、突き出しピン３を可動型２から前方に突き出す。これにより、成形品Ｗが突き出しピン３で前方に突き出されて、可動型２から分離される。このとき、突き出しピン３の先端には保持ブロック３ａが設けられており、この保持ブロック３ａに成形品Ｗを係止させることで、可動型２から分離した成形品Ｗの落下が防止される。

そして、可動型２から分離された成形品Ｗを、取り出し装置２０の保持部２２で保持する。本実施形態では、突き出しピン３による成形品Ｗの突き出し動作により、成形品Ｗを、保持部２２で保持可能な位置に配置する。具体的には、図４に示すように、保持部２２のフック２２ｂの水平部２２ｂ２を、成形品Ｗの掴み部Ｗ１の貫通穴Ｗ１ａの前方に配置し、この状態で、突き出しピン３で成形品Ｗを前方に突き出す。これにより、成形品Ｗの掴み部Ｗ１の貫通穴Ｗ１ａの内周に保持部２２のフック２２ｂの水平部２２ｂ２が挿入され、保持部２２のフック２２ｂで成形品Ｗの掴み部Ｗ１を下方から係止可能な状態となる（図４の点線参照）。このように、突き出しピン３の突き出し動作で、成形品Ｗを保持部２２で保持可能な位置に配置することで、これらを別々の動作で行う場合と比べてサイクルタイムの短縮が図られる。

その後、図６に示すように、突き出しピン駆動部５を駆動して突き出しピン３を後退させる。これにより、突き出しピン３の保持ブロック３ａによる成形品Ｗの保持が解除され、自重で降下しようとする。この成形品Ｗの掴み部Ｗ１を、貫通穴Ｗ１ａに挿入された保持部２２のフック２２ｂで下方から係止することで、成形品Ｗの上部のみが保持部２２で保持される。その後、取り出し装置２０のアーム２１を駆動して保持部２２及びこれに保持された成形品Ｗを上昇させ、射出成形金型から取り出す。その後、成形品Ｗから掴み部Ｗ１が除去される。

上記のように、本実施形態では、取り出し装置２０の保持部２２で成形品Ｗの上部のみを保持して射出成形金型から取り出す。この場合、図２に示すように、取り出し装置２０の保持部２２を、成形品Ｗと固定型１との間の空間の奥部まで挿入する必要がなく、この空間の上部に配置すればよい。図示例では、アーム２１と保持部２２との接続部Ｐが、成形品Ｗよりも上方に配される位置に、保持部２２が配置される。これにより、保持部２２の移動距離が短くなり、サイクルタイムが短縮される。

また、上記のように、取り出し装置２０の保持部２２を、成形品Ｗと固定型１との間の空間の上部に配置することで、例えば保持部２２を成形品Ｗの上下方向中央部付近まで降下させる場合と比べて、可動型２のストロークＬを小さくすることができる。これにより、型開き及び型閉めに要する時間を短縮できるため、サイクルタイムのさらなる短縮が図られる。

取り出し装置２０の保持部２２により成形品Ｗの上部のみを保持する場合、例えば吸引手段により保持しようとすると、吸引する場所（面積）が限定されてしまうため、保持力が不足するおそれがある。本実施形態では、上記のように、成形品Ｗの上部に設けた掴み部Ｗ１を、保持部２２のフック２２ｂによる機械的係合で支持しているため、成形品Ｗを確実に保持することができる。

本実施形態では、成形品Ｗがバンパーであり、車体に取り付けた状態とは上下逆にした状態で成形している。バンパーの車体下方側の縁は、車種によらず概ね一定の形状（地面と平行なライン）となっていることが多いため、この縁を上部に配することで、車種に関わらず、取り付け装置２０の保持部２２で成形品Ｗの上部を保持しやすくなる。特に、上記のように、成形品Ｗの上部に掴み部Ｗ１を設けることで、保持部２２で成形品Ｗの上部を保持しやすくなる。さらに、成形品Ｗの上部に設けた複数の掴み部Ｗ１のピッチＡや形状（貫通穴Ｗ１ａの大きさ）を、成形品Ｗの種類によらずに一定とすることで、異なる種類の成形品Ｗを同じ保持部２２で保持することが可能となり、製造コストが低減される。

本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、保持部２２の構成は上記に限らず、例えば図７に示すように、保持部２２に設けられた一対のクランプ部２２ｃ，２２ｄで、成形品Ｗの上部を挟持してもよい。図示例では、一対のクランプ部２２ｃ，２２ｄで、成形品Ｗの上部を下方から支持しながら前後から挟持している。また、成形品Ｗを確実に保持できるのであれば、成形品Ｗの上部を吸引手段で保持してもよい。

また、上記の実施形態では、成形品Ｗに設けた掴み部Ｗ１を取り出し装置２０の保持部２２で保持しているが、これに限らず、成形品Ｗに掴み部Ｗ１を設けずに、成形品Ｗの上部を保持部２２で直接保持するようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、バンパー（成形品Ｗ）を、車体に取り付ける状態とは上下逆の状態で成形した場合を示したが、これに限らず、車体に取り付ける状態と同じ向きで成形してもよい。

１ 固定型
２ 可動型
３ 突き出しピン
４ 突き出し板
５ 突き出しピン駆動部
２０ 取り出し装置
２１ アーム
２２ 保持部
２２ｂ フック
Ｗ 成形品
Ｗ１ 掴み部
Ｗ１ａ 貫通穴

Claims (2)

1. 射出成形金型の固定型と可動型とを型閉めした状態で、成形品としてのバンパーを、車体に取り付ける状態と上下逆にした状態で成形する工程と、
   前記可動型を前記固定型から離反させ、取り出し装置の保持部で前記成形品の上部のみを保持する工程と、
   前記取り出し装置で保持した前記成形品を射出成形金型から取り出す工程とを有する射出成形方法。
2. 前記成形品の上部の複数箇所に、前記取り出し装置の保持部で保持する掴み部を設け、
   前記複数の掴み部のピッチを、前記成形品の種類によらず一定とした請求項１に記載の射出成形方法。

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