JP2012192543A

JP2012192543A - 樹脂製品の成形方法とそれに用いる成形装置

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Publication number: JP2012192543A
Application number: JP2011056287A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Kato; 津與志加藤; Fuminori Suzuki; 文憲鈴木; Katsuto Ono; 勝人小野
Original assignee: PURAMAKKU KK
Current assignee: PURAMAKKU KK
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: JP5755473B2

Abstract

【課題】一次成形品に二次成形品を直接成形するに際し、一度セットされた金型はそのままにして複数個のキャビティに溶融樹脂材を順次射出して二次成形品を成形可能とし、成形サイクルを短縮してコストを軽減する。
【解決手段】一次成形品に二次成形品を直接成形する樹脂製品の成形方法であって、一次成形品（フェンダーライナ１０）と金型２２とによって複数個のキャビティ１６および各キャビティに個別に通じるゲート２５をそれぞれ構成する。そして、一つのキャビティに射出ユニット３０からゲート２５を通じて溶融樹脂材を射出し、そのキャビティに充填された樹脂材によって二次成形品（連結部材１８）を成形する。ゲート２５内の樹脂材が硬化した後に金型２２はそのままに保持し、射出ユニット３０を別のキャビティに移動させて溶融樹脂材を射出することを繰り返し、二次成形品を順次成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、予め樹脂成形された一次成形品に対して二次成形品を直接成形する樹脂製品の成形方法とそれに用いる成形装置に関する。

この種の直接成形に関する技術は、例えば特許文献１に開示された成形装置が既に知られている。この成形装置は、樹脂製の一次成形品であるトリムボードに対して二次成形品であるブラケットを樹脂材によって一体に成形するための装置である。この装置によるブラケットの成形に際しては、トリムボードを搬送機構によって固定金型にセットし、かつ金型移動機構によって移動金型を移動させ、固定金型に対して型締め状態とする。これにより、両金型の間および両金型とトリムボードとの間においてブラケット成形用のキャビティが構成される。そこで、固定金型側に備え付けられている射出ユニットからキャビティに溶融樹脂材が射出され、トリムボードに対してブラケットが直接成形される。

特開２００５−２９７２１１号公報

特許文献１に開示された成形装置では、一次成形品であるトリムボードに二次成形品であるブラケットを一度成形する毎に、金型移動機構によって移動金型を移動させて型開きを行うとともに、搬送機構によってトリムボードのセット替えを行う必要がある。すなわち、これらの手順を経なければ次の成形に移ることができず、二次成形品の成形サイクルが長くなる。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、一次成形品に二次成形品を直接成形するに際し、一度セットされた金型はそのままにして複数個のキャビティに溶融樹脂材を順次射出して二次成形品を成形可能とし、成形サイクルを短縮してコストを軽減することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのもので、以下のように構成されている。
予め樹脂成形された一次成形品に金型をセットすることで構成されるキャビティに溶融樹脂材を射出して二次成形品を直接成形する樹脂製品の成形方法であって、一次成形品と金型とによって複数個のキャビティおよび各キャビティに個別に通じるゲートをそれぞれ構成する。そして、一つのキャビティに射出ユニットからゲートを通じて溶融樹脂材を射出し、そのキャビティに充填された樹脂材によって二次成形品を成形する。ゲート内の樹脂材が硬化した後に金型はそのままに保持し、射出ユニットを別のキャビティに移動させて溶融樹脂材を射出することを繰り返し、二次成形品を順次成形する。

上記の成形方法に用いる成形装置は、一次成形品に対する金型のセットあるいはセットの解除が可能な金型作動機構と、一次成形品と金型とによって構成される複数個のキャビティに対し、個々の各ゲートを通じて溶融樹脂材を射出することが可能で、かつ、それぞれのゲートと連通可能な位置に移動させることが可能な射出ユニットとを備えている。

本発明の成形方法によれば、一次成形品に金型を一度セットした後は、その金型を移動させることなく、複数個のキャビティに溶融樹脂材を順次射出して二次成形品を成形することができ、二次成形品の成形サイクルを短縮してコストを軽減することができる。

本発明の成形装置においては、金型作動機構によって一次成形品に金型をセットするとともに、射出ユニットを移動させて複数個のキャビティに溶融樹脂材を順次射出することにより、一次成形品の複数箇所に二次成形品を効率よく成形することができる。

樹脂製品の成形方法を表した概念図。一次成形品であるフェンダーライナーを表した外観図。樹脂製品の成形装置を表した正面図。樹脂製品の成形装置を射出ユニットの移動機構と共に表した側面図。金型を表した斜視図。射出成形箇所を拡大して表した断面図。セットピンの一部を表した斜視図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
本実施の形態では、既に樹脂成形されている一次成形品として自動車用のフェンダーライナ１０が例示されており、これは一次成形用の金型構造等の事情から二個以上に分割して成形されている（図２）。そして、このフェンダーライナ１０に対する二次成形品は、分割されているフェンダーライナ１０の分割端部である結合部１２を互いに重ね合わせて一体化するために、この結合部１２に直接成形される連結部材１８である（図１）。

図１（Ａ）で示すように、結合部１２はフェンダーライナ１０の分割端部に予め開けられている複数個の貫通孔１４をそれぞれ整合させた状態で重ね合わされ、その上下両面に金型２２（上型２２Ａおよび下型２２Ｂ）がセットされる。この状態において、結合部１２の各貫通孔１４と金型２２の内部構造とにより、連結部材１８を成形するための複数個のキャビティ１６が構成される。金型２２を構成する上型２２Ａは、それぞれのキャビティ１６に個別に通じるゲート２５と、これらのゲート２５に連通して上型２２Ａの上面に開口した複数個の注入口２４とを備えている。

各キャビティ１６の注入口２４には、後述する射出ユニット３０のノズル部３２が順に差し込まれる。そして、このノズル部３２から射出された溶融樹脂材がゲート２５を通じてキャビティ１６に充填され、連結部材１８が成形される。
なお、図１（Ｂ）で示すように、結合部１２における貫通孔１４の箇所毎に金型２２をそれぞれセットし、これらの金型２２によってキャビティ１６を個別に構成する場合もある。この場合も各金型２２の注入口２４に射出ユニット３０のノズル部３２が順に差し込まれ、それぞれのゲート２５を通じてキャビティ１６に溶融樹脂材が充填される。

図３および図４で示す金型作動機構２０は、図５で示す形状の金型２２を型締めし、あるいは型開きすることが可能である。具体的には、金型作動機構２０に対して上型２２Ａが上下方向へのスライドおよび支点回りの回転が可能に取り付けられ、かつ下型２２Ｂは固定されている。一方、金型作動機構２０の近くには、射出ユニット３０を備えたロボットアーム３６が配置されている（図４）。
フェンダーライナ１０の結合部１２に連結部材１８を直接成形する際の準備作業としては、上型２２Ａを図４の仮想線で示す上昇位置にスライドさせ、かつ支点回りに型開き方向へ回転させる。この状態で下型２２Ｂの上にフェンダーライナ１０の結合部１２を載せた後、上型２２Ａを下降位置にスライドさせて型締め方向へ回転させ、クランパー２１で上型２２Ａを締結する。これにより、結合部１２の上下両面に上型２２Ａおよび下型２２Ｂがセットされたことになる。

図５で示す金型２２においては、その上型２２Ａに３個の注入口２４があることから、これらに連通したゲート２５、フェンダーライナ１０の結合部１２と共に構成されるキャビティ１６についても３個あることになる。一方、下型２２Ｂは、その下部から個々のキャビティ１６にまで挿通可能なセットピン２６を備えている（図６）。これらのセットピン２６は、図３で示すシリンダ２８によって昇降するようになっている。これらのセットピン２６をフェンダーライナ１０における結合部１２の貫通孔１４に挿入することで、フェンダーライナ１０の分割端部が通孔１４を整合させた状態、つまり適正な重ね合わせ状態に位置決めされる。

貫通孔１４に挿入されるセットピン２６の端部外周には、複数個の切り欠き部２７が設けられている（図７）。これにより、貫通孔１４にセットピン２６を挿入した状態においても、各切り欠き部２７を通じて結合部１２の上下が連通した状態に保持される。したがって、連結部材１８を成形する際にセットピン２６を下降させて貫通孔１４から抜き取らなくても各切り欠き部２７によってキャビティ１６内に樹脂通路が確保され、このキャビティ１６に溶融樹脂材を充填させることができる（図６）。
樹脂通路を確保する他の手段として、セットピン２６は丸棒のままとし、貫通孔１４の内周に複数の切込みを設けること、あるいはセットピン２６の切り欠き部２７と貫通孔１４の切込みとを組み合わせることに代えてもよい。

射出ユニット３０は、図４で示すロボットアーム３６によって任意の位置に移動させることができる。この射出ユニット３０は、その内部に材料供給ホース等（図示省略）を通じて送り込まれるペレット状の樹脂材料がヒーター加熱によって溶融され、ノズル部３２の先端から溶融樹脂材が射出される構成になっている。なお、射出ユニット３０のノズル部３２は、トーピード３４が内蔵されたバルブシステムが採用されている（図６）。このシステムは、ノズル部３２の内部先端に樹脂圧が作用していないときは、トーピード３４の内蔵スプリングの力でノズル部３２の孔を閉じ、樹脂圧がかかると孔を開くように機能する。したがって、この射出ユニット３０によってゲート２５からキャビティ１６に溶融樹脂材を充填したとき、充填が完了して樹脂圧が下がると、自動的にノズル部３２の孔を閉じてゲート２５がシールされる。

つづいて、一次成形品であるフェンダーライナ１０の結合部１２に、二次成形品である連結部材１８を直接成形する手順について説明する。まず、既に説明したように金型作動機構２０により、結合部１２を上下両面から挟み込んだ状態で金型２２をセットする。これにより、結合部１２の各貫通孔１４と金型２２とによって複数個のキャビティ１６が構成される。なお、貫通孔１４には前述のようにセットピン２６が挿入されているが、セットピン２６の切り欠き部２７によってキャビティ１６内には樹脂通路が確保されている（図６）。

この後、ロボットアーム３６によって射出ユニット３０を移動させ、そのノズル部３２を上型２２Ａの各注入口２４の一つに差し込み、ゲート２５を通じてキャビティ１６に溶融樹脂材を充填する。これにより、例えば図１（Ａ）（Ｂ）の左側で示すようにキャビティ１６内に連結部材１８が直接成形される。連結部材１８は、結合部１２の上下面においてアンカーを有する形状であり、重ね合わされたフェンダーライナ１０の分割端部が互いに結合される。連結部材１８につながっているゲート２５内の溶融樹脂材が硬化したら、ロボットアーム３６によって射出ユニット３０を移動させて例えば図１（Ａ）（Ｂ）の右側の注入口２４にノズル部３２を差し込む。そして、上記と同様に溶融樹脂材を射出して別の連結部材１８を直接成形する。

このように、フェンダーライナ１０の結合部１２に一度セットされた金型２２はそのままにして、射出ユニット３０を移動させて連結部材１８を順次成形することにより、連結部材１８の成形サイクルを短縮してコストを軽減することができる。また、フェンダーライナ１０の結合部１２に連結部材１８を直接成形することで、これまでのように二部品を結合するための部品を用いる場合と異なり、該結合部品の管理等も不要になる。
なお、射出ユニット３０は比較的小型であることから、これをロボットアーム３６に代えて人力で移動させることも可能である。

また、一次成形品および二次成形品は、フェンダーライナ１０とその連結部材１８に限るものではない。例えば樹脂製内装パネル等の一次成形品の一部に、複数個のブラケットやリブ等の二次成形品を直接成形する場合もある。この場合、一般的には上型２２Ａのみを一次成形品の目標箇所へセットし、そこに複数個の二次成形品を直接成形する。これによって二次成形品の成形サイクルが短縮されるのは同じである。

１０フェンダーライナ（一次成形品）
１６キャビティ
１８連結部材（二次成形品）
２２金型
３０射出ユニット

Claims

予め樹脂成形された一次成形品に金型をセットすることで構成されるキャビティに溶融樹脂材を射出して二次成形品を直接成形する樹脂製品の成形方法であって、
一次成形品と金型とによって複数個のキャビティおよび各キャビティに個別に通じるゲートをそれぞれ構成し、一つのキャビティに射出ユニットからゲートを通じて溶融樹脂材を射出し、そのキャビティに充填された樹脂材によって二次成形品を成形し、ゲート内の樹脂材が硬化した後に金型はそのままに保持し、射出ユニットを別のキャビティに移動させて溶融樹脂材を射出することを繰り返し、二次成形品を順次成形する樹脂製品の成形方法。
請求項１に記載された成形方法に用いる成形装置であって、
一次成形品に対する金型のセットあるいはセットの解除が可能な金型作動機構と、一次成形品と金型とによって構成される複数個のキャビティに対し、個々の各ゲートを通じて溶融樹脂材を射出することが可能で、かつ、それぞれのゲートと連通可能な位置に移動させることが可能な射出ユニットとを備えた樹脂製品の成形装置。