JPH01204710A - 積層射出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は積層射出成形装置に関し、特に取付部を有する
成形品を積層射出成形するものに関する。

〔従来技術〕

一般に、成形品の表面部にノンフィラー材料からなる表
面性状に優れたスキン層を、その内部にガラス繊維等の
フィラー人りＦＲＰ材料からなる強度・剛性に優れたコ
ア層を夫々・形成し、凹凸のない綺麗な表面で且つ強度
・剛性に優れた成形品を成形する積層射出成形装置が知
られている（特開昭６２−１３２６２３号公報参照）。

通常、上記積層射出成形装置では、固定型及び可動型か
らなる成形型と、成形型の成形キャビティ内にスキン材
料及びコア材料を射出する射出装置を備え、コア材料の
射出開始時期をスキン材料の射出開始時期よりも所定時
間遅らせて夫々所定量射出することにより、コア材料が
スキン材料に被われた状態で成形キャビティ内に充填さ
れ、この状態で硬化させることにより、成形品の表面部
及び内部に夫々スキン層及びコア層が形成される。

従来、上記積層射出成形装置にて成形された成形品に取
付孔を設ける場合には、第１１図に示すように、予め固
定型１００に成形キャビティ１゜１内に突出する取付孔
成形型部１０２を形成し、スキン材料１０３及びコア材
料１０４を成形キャビティ１０１内に射出して、成形品
とともに取付孔１０５を積層射出成形するか、或いは第
１２図に示すように、成形品１０６の積層射出成形後に
、ボール盤等により成形品１０６を冷却しつつスキン層
１０７及びコア層１０８に亙る取付孔１０９を形成して
いた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記積層射出成形装置にて取付孔を成形品とともに積層
射出成形する場合には、コア材料の射出開始までに射出
されたスキン材料が、成形キャビティの表層部と同様に
取付孔成形型部の外周面に付着し、取付孔の近傍に強度
・剛性の低いスキン層が形成されるので、成形品の取付
けに支障を来すことがある。

また、成形品の積層射出成形後に後加工を施して取付孔
を形成する場合には、コア層により取付孔近傍部の強度
・剛性が向上するので上記問題を解決出来るが、後加工
のための作業工程が増えること、後加工用の作業スペー
スを必要とすること、後加工用の加工装置を必要とする
ことなどにより製作コスト面で不利になる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る積層射出成形装置は、固定型と可動型との
間に形成された成形キャビティ内にスキン材料とコア材
料を射出して成形品の表面部及び内部に夫々スキン層及
びコア層を形成する積層射出成形装置において、上記固
定型と可動型の一方に成形品の取付部を成形する取付部
成形型部を設け、上記取付部成形型部の近傍位置におい
て固定型と可動型の少なくとも一方に成形キャビティ内
に突出する樹脂混合部材を設け、取付部成形型部の近傍
を流動するスキン材料及びコア材料を混合させるように
したものである。

〔作用〕

本発明に係る積層射出成形装置においては、成形キャビ
ティ内に射出されたスキン材料とコア材料が、固定型と
可動型の一方に設けられ成形品の取付部を成形する取付
部成形型部の近傍を流動するときに、取付部成形型部の
近傍位置において固定型と可動型の少なくとも一方に設
けられ成形キャビティ内に突出する樹脂混合部材により
混合される。

、こうして、成形された成形品の取付部の近傍部はスキ
ン材料及びコア材料の混合材料からなる強度・剛性の高
い混合部材に形成され、その他の部分はコア層がスキン
層で被われた状態に形成される。

〔発明の効果〕

本発明に係る積層射出成形装置によれば、以上説明した
ように、取付孔を成形品とともに積層射出成形しながら
、成形品の取付部をスキン材料とコア材料とからなる強
度・剛性に優れた混合部材に形成することが出来る。こ
れにより、成形品の取付部をボルトアップしたときのト
ルクダウン特性を改善することが出来る。このように、
後加工により取付部を形成しなくても充分な取付は強度
を得ることが可能となり、後加工のための作業工程を省
略して、設備費の節減及び作業時間の短縮が可能となる
。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基いて説明する。

第１図゛・第２図に示すように、積層射出成形装置１は
、可動型２及び固定型３からなる成形型４と、可動型２
を固定型３に対して進退駆動させる移動駆動装置５と、
可動型２と固定型３との間に形成された成形キャビティ
６内にスキン材料及びコア材料を射出する射出装置７と
、成形品Ｓを可動型２から離型する離型装置１０とを備
えている。

上記積層射出成形装置１にて成形される成形品Ｓは、第
３図及び第４図に示すように、断面略コ字状の本体部８
と、本体部８の後端部から側方に゛延びる１対のフラン
ジ９とから一体的に形成され、両フランジ９の略中央部
には取付孔９ａ（取付部）が前後方向向きに形成され、
本体部８はその表面部及び内部が夫々スキン層Ｓ３及び
コア層ＳＣで形成され、フランジ９はスキン材料及びコ
ア材料の混合材料からなる混合部材ＳＨで形成されてい
る。

上記成形型４について説明すると、第２図に示すように
、可動型２及び固定型３にはフランジ９を成形する左右
１対のフランジ成形型部２ａ・３ａが形成され、各フラ
ンジ成形型部２ａ・３ａ間にはフランジ成形キャビティ
部６ａが形成され、各フランジ成形型部３ａの略中央部
にはフランジ成形型部２ａの前端面に当接可能な略円柱
状の取付孔成形型部３ｂが夫々突設されている。

各取付孔成形型部３ｂの上流側のフランジ成形型部２ａ
・３ａにはその上下方向全幅に亙ってフランジ成形キャ
ビティ部りａ内に突出する樹脂混合部材群５０・５１が
外側と内側に所定距離あけて配設されている。樹脂混合
部材群５０は、第５図・第６図に示すように、フランジ
成形型部２ａに上下方向所定間隔おきに並列状に突設さ
れた前後方向向きの複数の樹脂混合部材５０ａから構成
され、樹脂混合部材群５１は、同様にフランジ成形型部
３ａに上下方向所定間隔おきに並列状に突設された前後
方向向きの複数の混合部材５１ａからなり、各樹脂混合
部材５０ａ・５１ａは断面略楕円状に形成されたテーパ
棒状部材でその長袖が樹脂材料の流動方向向きになるよ
うに配設され、フランジ成形キャビティ部６ａに交互に
突出するとともにフランジ成形キャビティ部６ａにて所
定距離ラップするようになっている。尚、各樹脂混合部
材５０ａ・５１ａは離型を容易にするため先細りのテー
パ状に形成され、その最大長軸長が０゜５〜２ＩＩＩ１
１、その最大短軸長が０．　３〜１ｍｍ、その長さｈが
成形品Ｓの板厚ｔに対して０．２ｔ＜ｈくｔとなるよう
に形成されている。

上記移動駆動装置５について説明すると、第１図に示す
ように、１対の固定盤１°１ａ・ｌｌｂが前後に所定距
離あけて設置され、両面定盤１１ａ・ｌｌｂ同士の四隅
部を連結する４本のガイドロッド１２が夫々水平に配設
され、各ガイドロッド１２の前後両端部は両面定盤１１
ａ・ｌｌｂに夫々固着され、各ガイドロッド１２の途中
部には可動盤１３がその四隅において前後方向移動可能
に装着され、固定盤１１ｂの略中央部にはシリンダユニ
ット１４が前後方向向きに配設され、シリンダユニッｌ
−１４から前方へ延びる連結ロッド１５の前端部は可動
盤１３の後端面略中央部に連結され、可動盤１３はシリ
ンダユニット１４によりガイドロッド１２に案内されて
前後方向に駆動されるようになっている。可動盤１３の
前端面略中央部には可動型２が固着され、固定盤１１ａ
の後端面略中央部には固定型３が固着され、可動型２は
可動盤１３と一体的に前後に移動して固定型３に対して
接近離隔するようになっている。

上記射出装置７は、第１図・第２図に示すように、スキ
ン材料及びコア材料を夫々別個に加圧する加圧機構１６
と、加圧機構１６にて加圧されたスキン材料及びコア材
料を成形キャビティ６内に射出するノズルユニット１７
とから次のように構成されている。

上記加圧機構１６について第２図により説明すると、固
定盤１１ａの前方には第１加圧シリンダ１８ａ及び第２
加圧シリンダ１８ｂが左右に所定距離あけて前後方向向
きに配設され、各加圧シリンダ１８ａ・１８ｂ内には夫
々スクリュ軸１９ａ・１９ｂが前後方向移動可能に且つ
回転可能に装着され、各スクリュ軸１９ａ・１９ｂの外
周部には送別２０が螺旋状に形成され、送別２０の外周
端部は加圧シリンダ１８ａ・１８ｂの内壁面に液密状に
当接されている。加圧シリンダ１８ａ・１８ｂの後端部
は支持部材２１の左右両端部に夫々液密状に連結され、
各加圧シリンダ１８ａ・１８ｂの前端近傍部にはタンク
２２が夫々立設され、一方のタンク２２にはスキン材料
がまた他方のタンク２２にはコア材料が夫々貯留され、
各加圧シリンダ１８ａ・１８ｂの前方には回転駆動装置
２３及び加圧駆動用シリンダ２４が夫々上下に併設され
、スクリュ軸１９ａ・１９ｂの前端部は加圧駆動用シリ
ンダ２４に夫々連結され、その後端近傍部は減速機（図
示略）を介して回転駆動装置２３に夫々連結され、スク
リュ軸１９ａ・１９ｂは加圧駆動用シリンダ２４により
夫々別個に前後方向に駆動されるとともに回転駆動機構
２３により夫々別個に回転駆動されるようになっている
。尚、上記加圧駆動用シリンダ２４及び回転駆動装置２
３は図示外の制御装置により制御され、制御装置からの
制御信号に基いて、スクリュ軸１９ａ・１９ｂを回転駆
動して、タンク２２に貯留されたベレット状の各樹脂材
料を各加圧シリンダ１８ａ・１８ｂ内へ供給して加熱に
より溶融状態にし、各加圧シリンダ１８ａ・１８ｂの後
端の加圧室２５ａ・２５ｂまで充填した状態で、各スク
リュ軸１９ａ・１９ｂを夫々後方へ駆動して、各加圧室
２５ａ・２５ｂに充填された樹脂材料を夫々所定の圧力
で加圧し、ノズルユニット１７を介して射出するように
なっている。また、上記スキン材料は表面性状に優れた
ノンフィラー樹脂材料（例えば、ポリプロピレン、ポリ
アミド、ポリブチレンテレフタレート等）であり、コア
材料は強度及び剛性に優れたガラス繊維等のフィラー入
り樹脂材料（例えば、ポリプロピレン−ガラス繊維、ポ
リアミド−ガラス繊維、ポリブチレンテレフタレート−
ガラス繊維等）である。

上記ノズルユニット１７について説明すると、支持部材
２１の後端面には支持ブロック２６が固着され、支持ブ
ロック２６の略中央部には後方へ延びる略円筒状のノズ
ル２７が固着され、ノズル２７はその前端部に形成され
た鍔部２７ａが支持部材２１及び支持ブロック２６に挟
持されて支持されている。固定型３の略中央部には成形
キャビティ６内に開口された射出通路２８が前後方向向
きに形成され、ノズル２７の後端略中央部には射出通路
２８と連通ずる射出口２７ｂが開口され、ノズル２７の
内部には前後方向向きに略円筒状のスリーブ部材２９が
遊嵌され、スリーブ部材２９の略中心部にはシャットオ
フピン３０が遊嵌され、ノズル２７の内周面とスリーブ
部材２９の外周面との間に第１流通路３１が形成され、
スリーブ部材２９の内周面とシャットオフピン３０との
間に第２流通路３２が形成され、支持部材２１と支持ブ
ロック２６とノズル２７には加圧室２５ａと第１流通路
３１とを連通ずる第１流通路３３ａが形成され、支持部
材２１と支持ブロック２６とノズル２７とスリーブ部材
２９には加圧室２５ｂと第２流通路３２を連通ずる第２
流通路３３ｂが形成されている。

スリーブ部材２９及びシャットオフピン３０は図示外の
駆動装置により前後方向に別個に駆動され、上記スリー
ブ部材２９とシャットオフピン３０とを後方限界位置に
保持すると、射出口２７ｂと第１流通路３１とが遮断さ
れ、またスリーブ部材２９に対してシャットオフピン３
０を後方限界位置に保持すると射出口２７ｂと第２流通
路３２及び第２流通路３２と第２流通路３３ｂとが夫々
遮断される。

そして、スリーブ部材２９とシャットオフピン３０とを
前方へ移動させると、射出口２７ｂと第１流通路３１と
が連通して加圧室２５ａから射出口２７ｂヘスキン材料
が供給され、またスリーブ部材２９に対して相対的にシ
ャットオフピン３０を前方へ移動させると射出口２７ｂ
と第２流通路３２及び第２流通路３２と第２流通路３３
ｂとが夫々連通して加圧室２５ｂから射出口２７ｂヘコ
ア材料が供給される。尚、上記駆動装置は制御装置から
の制御信号に応じて駆動され、スキン材料の射出開始か
ら射出形態に応じて予め設定された基準時間の経過後に
コア材料を射出するように制御され、コア材料をスキン
材料の内部に包摂した状態で成形キャビティ６内に射出
するようになっている。

上記射出装置７は、その下方に配設された前後方向向き
のガイドロッド３４に沿って移動可能に支持され、射出
装置７を図示外の駆動機構にて後方へ移動させることに
より、ノズル２７の後端部が固定型３に液密状に当接さ
れ、射出口２７ｂと射出通路２日とが連通ずるようにな
っている。

上記離型装置１０について説明すると、可動型２の内部
略中央部には作動空間２Ａが形成され、作動空間２Ａ内
にはエジェクトプレート４４が前後方向移動自在に配設
され、エジェクトプレート４４の上下方向略中央部には
成形キャビティ６内に延びる左右１対のエジェクトビン
４５が固着され、エジェクトピン４５には圧縮コイルバ
ネ４６が外嵌され、エジェクトプレート４４はバネ４６
により常に後方へ付勢されている。可動盤１３には離型
用シリンダ（図示路）が前方向きに内装され、上記エジ
ェクトプレート４４を前方へ駆動してエジェクトピン４
５をエジェクト作動させるピン部材４７は離型用シリン
ダのピストンロッドに連結されている。

次に上記積層射出成形装置１の作動について説明する。

先ず、可動型２と固形型３とを型締めするとともに射出
口２７ｂと射出通路２８とを連通させ、加圧シリンダ１
８ａ内にスキン材料をまた加圧シリンダ１８ｂ内にコア
材料を夫々充填して所定圧に加圧し、スキン材料を成形
キャビティ６内に射出開始し、その射出開始から基準時
間経過後には、コア材料の射出を開始し、キャビティ６
内に射出する。そして、スキン材料の射出開始後所定時
間経過後にはスキン材料の射出を終了し、またコア材料
の射出開始から所定時間経過後にはコア材料の射出を終
了する。

上記成形時、第７図に示すように、スキン材料の射出開
始からコア材料の射出開始までに射出されたスキン材料
は、成形キャビティ６の表層部に付着しつつその外周部
へと流れる。その後射出されたコア材料はスキン材料に
包摂された状態で成形キャビティ６内へ射出され、スキ
ン材料は成形キャビティ６の表層部へ供給される。尚、
基準時間を経過するまでに射出されたスキン材料は、そ
の殆どが成形キャビティ６の表層部に付着して、フラン
ジ成形キャビティ部６ａには殆ど流入しないように、予
め試験的に成形を繰返して基準時間を設定し、その射出
量が調節されている。

そして、コア材料がスキン材料に包摂された状態で成形
キャビティ６に充填され、更に各樹脂混合部材５０ａ・
５１ａの間を通ってフランジ成形キャビティ部６ａに流
入する時、両樹脂材料は樹脂混合部材５０ａ・５１ａに
よりその流動状態が乱されて衝突混合し、混合された樹
脂材料がフランジ成形キャビティ部６ａに充填される。

上記のようにして成形された成形品Ｓの本体部８はコア
層Ｓ、がスキン層Ｓ、で被われた状態に形成され、フラ
ンジ９はスキン材料とコア材料との混合材料からなる混
合部材ＳＭで形成される。

以上のように、フランジ成形キャビティ部６ａに流入す
るスキン材料及びコア材料を簡単な構造の樹脂混合部材
５０ａ・５１ａで混合させることにより、取付孔９ａの
近傍部を充分な強度及び剛性を有する混合部材ＳＮで形
成できるので、成形品Ｓの成形後に後加工を施して取付
孔９ａを形成しなくても、取付は部の強度の高い成形品
Ｓを安価に製造出来る。

尚、上記実施例では、各樹脂混合部材５０ａ・５１ａで
スキン材料及びコア材料を衝突混合させるようにしたが
、樹脂混合部材５０ａ・５１ａに代えて次のように構成
し、取付孔９ａ近傍部の樹脂材料を強制的に混合させる
ようにしてもよい。

即ち、第８図・第９図に示すように、固定型３には各フ
ランジ成形キャビティ部６ａに開口する左右１対の挿通
孔５２が前後方向向きに形成され、各挿通孔５２の略中
央部にはモータ５３が後方向きに内装され、モータ５３
はその前側及び後側に配設された固定ブロック５４ａ・
５４ｂで固定型３に固着され、モータ５３には固定ブロ
ック５４ｂを貫通しフランジ成形キャビティ部りａ内に
突出する回転軸５３ａが連結され、回転軸５３ａの後端
部には取付孔９Ａを成形する略円柱状の取付孔成形型３
Ｂが固着され、取付孔成形型３Ｂの外周部には所定間隔
おきに外方へ突出する複数の樹脂混合フィン部５０Ａが
形成されている。そして、射出を開始する時に、モータ
５３にて取付孔成形型３Ｂを所定回転速度で回転させ、
取付孔成形型３Ｂの近傍に流入したスキン材料及びコア
材料を樹脂混合フィン部５０Ａで強制的に混合させ、樹
脂材料が硬化する前にモータ５３の駆動を中断すること
により、第１０図に示すように、成形品Ｓの取付孔９Ａ
近傍部にスキン材料及びコア材料の混合材料からなる混
合部材Ｓイを形成させるようにしてもよい。尚、上記取
付孔成形型３Ｂの温度を成形型４の温度よりも高くし、
取付孔成形型３Ｂの近傍を流動する樹脂材料の混合を促
進させるようにしてもよい。また、取付孔成形型３Ｂの
回転速度は６０〜６００ｒｐｍに設定されている。

上記射出成形装置１では、樹脂材料の粘性等により取付
孔成形型３Ｂの近傍を流動する樹脂材料の流速が低下し
ても、取付孔成形型３Ｂを回転させて樹脂混合フィン部
５０Ａで強制的に樹脂材料を混合させることが可能とな
る。また、第１０図に示すように、取付孔９Ａの近傍部
だけが混合部材ＳＭで形成され、他の部分はスキン層Ｓ
、及びコア層Ｓｃで形成されるので、混入されたコア材
料のフィラーが取付孔９Ａの近傍部以外の部分の表面に
露出することもない。

【図面の簡単な説明】

図面のうち第１図〜第１０図は本発明の実施例を示すも
ので、第１図は積層射出成形装置の側面図、第２図は成
形型近傍の要部横断平面図、第３図は成形品の横断平面
図、第４図は成形品の正面図、第５図は第２図■−Ｖ線
断面図、第６図は第２図ＶＩ−Ｖｌ線断面図、第７図は
成形キャビティ外縁近傍の要部横断平面図、第８図〜第
１０図は変形例に係るもので、第８図は第２図相当図、
第９図は第８図ＩＸ−ＬＸ線断面図、第１０図は第７図
相当図、第１１図及び第１２図は夫々従来技術に係るも
ので、第１１図は取付孔近傍の要部断面図、第１２図は
成形品外縁部の要部断面図である。 １・・積層射出成形装置、　２・・可動型、　３・・固
定型、　　６・・成形キャビティ、　７・・射出装置、
　９ａ・９Ａ・・取付孔、　３ｂ・３Ｂ・・取付孔成形
型部、　５０ａ・５１ａ・・樹脂混合部材、　５０Ａ・
・樹脂混合フィン部、Ｓ・・成形品、　Ｓｃ　　・・コ
ア層、　Ｓ、・・スキン層、　ＳＭ　　・・混合部材。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社５０ａ・５１ａ
：樹脂混合部材 第８図 ３Ｕハ：制月語毛せフイ／ζ市 第９図 第１０図 ｓ　　Ｓｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定型と可動型との間に形成された成形キャビテ
   ィ内にスキン材料とコア材料を射出して成形品の表面部
   及び内部に夫々スキン層及びコア層を形成する積層射出
   成形装置において、 上記固定型と可動型の一方に成形品の取付部を成形する
   取付部成形型部を設け、 上記取付部成形型部の近傍位置において固定型と可動型
   の少なくとも一方に成形キャビティ内に突出する樹脂混
   合部材を設け、取付部成形型部の近傍を流動するスキン
   材料及びコア材料を混合させるようにしたことを特徴と
   する積層射出成形装置。