JPH053970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は表皮付き樹脂成形品の成形方法に関す
るものである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点） 従来の表皮付き樹脂成形品は、樹脂基材の表面
に手作業で表皮を貼り付けることによつて製造さ
れていた。この製造方法には非能率的で作業時間
がかかり、製造コストも高くなるという問題点が
ある。

そこで、この問題点を改善するために、表皮を
金型内にセツトしてその裏面に合成樹脂を射出成
形し、成形と表皮の貼り付けを同時に行うインモ
ールド成形法も考案されている。しかしながら、
表皮に大きな射出圧力が加わるため、ポリエステ
ル繊維、ナイロン繊維等の合成繊維よりなる布
や、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂等よ
りなるシート等を表皮として使用すると、樹脂
熱、射出圧力等によつてその表皮がつぶれ、外観
が低下するという問題が残されていた。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本発明は、下型に配設された所定の温度に加熱
された注入機構のポツト内に溶融樹脂を充填する
工程と、上型と下型の間に表皮を配設する工程
と、上型と下型とを型締めしてキヤビテイを形成
する工程と、注入機構のピストン部材を上昇させ
てキヤビテイ内の表皮の裏面に溶融樹脂を注入す
るとともに、該ピストン部材の上端面をキヤビテ
イと略面一に合わせる工程と、注入機構内に冷却
水を送水し樹脂成形品を固化する工程と、溶融樹
脂の固化後に両型を型開きして表皮付き樹脂成形
品を取外す工程とからなる方法を採用したもので
ある。

（作用） 所定の温度に加熱されている注入機構に溶融樹
脂が供給され、該注入機構のピストン部材を上昇
させてキヤビテイ内の表皮の裏面に溶融樹脂を注
入するとき、ポツトとピストン部材が溶融樹脂の
流路を形成しているので、広いランナ及びゲート
に相当する流路が得られ、小さな注入圧力で成形
することができる。

また、上記注入の始期から中期において、表皮
は広い注入箇所から注入された溶融樹脂の熱で軟
化して伸び、上型の内面に押しつけられる。

注入の終期においては、溶融樹脂がキヤビテイ
内に充満するので、溶融樹脂及び表皮の全体に最
大の注入圧力がかかる。このとき、通常は各部に
等しい圧力がかかるものであるが、樹脂成形品の
形状が段差部を有する等の異形であると、圧力は
均一にかからず局部的に集中して表皮をつぶして
しまう傾向がある。しかしながら、本発明におい
てはポツトを広くできるため、異形の樹脂成形品
であつても各部にかかる圧力を均一化してその集
中を防止することができ、表皮の部分的なつぶれ
を防止することができる。

また、ピストン部材の上端面がキヤビテイと略
面一に合わされて、キヤビテイの一部を形成する
ので、成形後にランナーやゲート部分の付着しな
い成形品が成形される。従つて、成形後にランナ
ーやゲート部分を除去する必要がなく、更に成形
後に冷却水により樹脂形成品が冷却されるので、
成形品は急速に個化される。

（実施例） 以下、本発明を具体化した実施例を図面に従つ
て説明する。

第８図に示すように、本実施例によつて成形す
る表皮付き樹脂成形品６１はポリプロピレン樹脂
（PP）よりなる基材６２と、その表面に取着され
たポリエステル繊維よりなる布製の表皮６３とか
らなるものである。同基材６２は左右両側の斜状
部６４と、２つの平面部６５と、両平面部６５を
上下に隔てる段差部６６とからなつている。

また、本実施例に使用する樹脂成形装置の主要
部は、第１図に示すように枠体部Ａと、該枠体部
Ａに取付けられた金型部Ｂと、枠体部Ａの近傍に
設置され後述する型締め用シリンダや駆動装置を
作動させるための油圧ユニツトＣと、枠体部Ａに
取付けられ溶融樹脂を供給するための材料供給ユ
ニツトＤと、金型部Ｂの金型間に樹脂成形品６１
の表皮６３を供給するための表皮供給装置Ｅとか
らなつている。まず、これらの各部Ａ〜Ｅについ
て順に詳述しておく。

枠体部Ａは、下方ベース１と、同下方ベース１
上に垂立した４本の支柱２と、同支柱２の上端に
水平に固定された天井部材３と、支柱２に一端が
固定されるとともに斜状枠体４に支持された突出
ベース５とから構成されている。

金型部Ｂは、前記下方ベース１に取付けられた
型締め用シリンダ６と、支柱２にガイドされなが
ら型締用シリンダ６の作動ロツド６ａによつて上
下方向に往復動されるスライドベース７と、同ス
ライドベース７上に固定された垂直部材８と、同
垂直部材８の上端部に固定された下型（可動型）
９と、前記天井部材３の下面側に固定された上型
（固定型）１０と、前記下型９に設けられた左右
２つの注入機構１１と成形品取外し機構１２とか
ら構成されている。下型９と上型１０の間には前
記樹脂成形品６１の形状に対応するキヤビテイ２
６が形成され、２つの注入機構１１は各々下型９
のうち前記樹脂成形品６１の２つの平面部６５の
下面を形成する箇所に配設されている。また、上
型１０のうち前記各注入機構１１に対向する下面
部には２つの圧力検知器５１，５２が設けられ、
溶融樹脂の射出圧力を検知するようになつてい
る。

左右の各注入機構１１は、第２図に示すように
下型９の下面側に固定された断熱部材１１ａと、
断熱部材１１ａの内側に固定されたポツト１３
と、同ポツト１３を200〜220℃まで加熱するリン
グ状のヒータ１４と、同ポツト１３内に上下方向
に摺動可能に挿入されたピストン部材１６からな
る。

同ピストン部材１６はその外周部に高周波加熱
用のコイル１５を備えた第１ピストン１６ａと、
同第１ピストン１６ａの下端にシール１７を介し
て螺着された第２ピストン１６ｂとからなる。両
ピストン１６ａ，１６ｂの内部には第２ピストン
１６ｂに出入口を有する循環通路１８が形成され
ている。なお、ピストン部材１６が第１ピストン
１６ａと第２ピストン１６ｂからなるのは高周波
加熱用コイル１５を装着するためであつて、ポツ
ト１３内周面に該コイル１５が装着できれば、ピ
ストン部材１６は一部材でもよい。

また、ピストン部材１６には断熱部材２１及び
連結部材１９を介して作動ロツド２２を備える油
圧シリンダ２３が連結されている。両注入機構１
１の油圧シリンダ２３は共に保持部材２４によつ
て保持されている。

そして、ピストン部材１６の上面はその上昇時
においてキヤビテイ２６の下面の略面一となり、
キヤビテイ２６を形成する一部となる。また下降
時にはその上面と前記ポツト１３とによつて円柱
状の空間２５が形成される。同空間２５には、後
述する材料供給ユニツトＤからの溶融樹脂が供給
されるようになつている。

また、前記第１ピストン１６ａは外周部の高周
波加熱用コイル１５によつて常に暖められている
が、樹脂成形品６１の成形後には前記循環通路１
８に矢印方向に冷却水が送られることによつて冷
却される。この冷却によつて樹脂成形品６１が固
化して、冷却が不要になつたときは前記通路１８
に圧縮空気が送られ冷却水は除去される。従つ
て、ピストン部材１６は高周波加熱用コイル１５
の作用によつて再び温度が上昇する。

一方、樹脂成形品取外し機構１２は、第１図に
示す通り下方ベース１上に取着された直立ロツド
２７と、第４図等に示す通り下型８が下降したと
きに直立ロツド２７の上端と当接しうる作動ロツ
ド２８と、下型９の内部において作動ロツド２８
の上端に連結され、コイルスプリング２９によつ
て下方に付勢されている押上げピン３０とから構
成されている。同樹脂成形品取外し機構１２は下
型９の下降時に押上げピン３０よつて樹脂成形品
６１を押上げ、該樹脂成形品６１を下型９から離
脱させるためのものである。

油圧ユニツトＣは型締め用シリンダ６、油圧シ
リンダ２３及び後述する注入用シリンダ４５に図
示しない部分で連結され、これらのシリンダを作
動させるためのものであつて、通常の油圧ユニツ
トを用いることができる。

材料供給ユニツトＤは第１図及びその部分平面
図である第３図に示すようにプレート３６上に、
可塑化シリンダ４２、同可塑化シリンダ４２内の
スクリユーを駆動させるモータ３８、可塑化シリ
ンダ４２内へペレツト状の樹脂を供給するホツパ
３２、可塑化された樹脂を内部に蓄える供給プラ
ンジヤー４１、及び供給プランジヤー４１のピス
トンロツド４４を駆動させるシリンダ装置４５が
装着されている。同シリンダ装置４５は供給プラ
ンジヤー４１から前記注入機構１１の空間２５内
に溶融樹脂を供給するものである。

前記下方ベース１に固定されている突出ベース
５には、ボールネジ機構を介して前記プレート３
６が取付けられているとともに、前記ボールネジ
機構のスクリユー３５を回動させるためのモータ
３７が固定されている。従つて、プレート３６上
に装着された材料供給ユニツトＤ全体は、モータ
３８を作動させることによりボールネジ機構のス
クリユー３５に沿つて往復動可能である。

可塑化シリンダ４２内で可塑化溶融された樹脂
材料はチエツクバルブ３９を通つて供給プランジ
ヤー４１内に蓄えられ、プレート３６が前進した
状態でシリンダ装置４５が作動されてピストンロ
ツド４４が押圧されると、第４図に示すように注
入口４３を通つて各注入機構１１の空間２５内に
供給されるようになつている。

また、前記ホツパ３２の上方には大型のホツパ
タンク３１と、シリンダ３３によつて開閉される
シヤツタ３４とが配設され、前記キヤビテイ２６
の容量に見合つたペレツト状の樹脂材料をシヤツ
タ３４の開閉により小出しに供給するようになつ
ている。

表皮供給装置Ｅは樹脂成形品６１の表皮６３を
挟持して水平に支持するための支持枠５３と、同
支持枠５３及び表皮６３を下型９と上型１０の間
に往復動可能に移動させるための駆動機構（図示
せず）とから構成されており、前記金型部Ｂの側
方に設けられている。

なお、下型９と上型１０の各縁部には前記支持
枠５３を挟持するための凹部５４が形成されてい
る。

次に、以上の通り構成された樹脂成形装置を使
用して表皮付き樹脂成形品６１を成形する方法に
ついて説明する。

［溶融樹脂の充填工程］ まず、第４図に示すように、下型９を下降させ
た状態でモータ３７を駆動してスクリユ３５を回
転させ、プレート３６上に設けられた材料供給ユ
ニツトＤを下型９と上型１０の間に前進させる。
このとき材料供給ユニツトＤでは、約１チヤージ
分のペレツト状樹脂材料がホツパタンク３１から
ホツパ３２内に供給され、続いて可塑化シリンダ
４２内へ送られて同シリンダ４２内のスクリユー
により可塑化溶融され、チエツクバルブ３９を通
つて供給プランジヤー４１内に蓄えられている。
そして、注入口４３が下型９に設けられた左側の
注入機構１１の空間２５上にきたときに、材料供
給ユニツトＤの前進を停止させる。

続いて、シリンダ装置４５を作動させてピスト
ンロツド４４を押圧し、供給プランジヤー４１内
の溶融樹脂を前記の如く所定温度に加熱されてい
る左側の注入機構１１における約１回の注入分だ
け前記空間２５内へ充填する。

次に、モータ３７を逆転させて材料供給ユニツ
トＤを後退させ、注入口４３が右側の注入機構１
１の空間２５上にきたときに、同材料供給ユニツ
トＤの後退を停止させる。

そして、左側の場合と同様にシリンダ装置４５
を作動させて、供給プランジヤー４１内の溶融樹
脂を前記同様に加熱されている右側の注入機構１
１の空間２５内へ充填する。

以上のようにして左右両側の空間２５内に供給
された溶融樹脂の総量は、キヤビテイ２６内にお
いて樹脂成形品６１の基材６２を形成するのに必
要な量にほぼ等しい。

その後、さらにモータ３７を逆転させて材料供
給ユニツトＤを上型１０と下型９の間から後退さ
せる。そして、同時に次回の充填のために、前述
したホツパタンク３１から供給プランジヤー４１
内までの樹脂材料の供給・溶融工程を行う。

［表皮の配置工程］ 表皮６３は第１図に示すように予め支持枠５３
に挟着しておく。前述の通り、左右両側の空間２
５内に溶融樹脂を供給して材料供給ユニツトＤを
後退させた後は、第５図に示すように、直ちに同
支持枠５３及び表皮６３を移動させて、下型９と
上型１０の間に配置させる。

［型締め工程］ 次に、第６図に示すように、型締めシリンダ６
を作動させて下型９を上昇させ、上型１０に対し
型締めしてキヤビテイ２６を形成する。このと
き、前記表皮供給装置Ｅの支持枠５３は両型９，
１０の縁部に形成された凹部５４に嵌合して挟持
される。また、支持枠６３に挟持された表皮６３
は両型９，１０に挟み付けられるとともに、キヤ
ビテイ２６内においては同キヤビテイ形状にほぼ
対応する形状に変形する。

なお、両型９，１０はその内部に各々配設され
た冷却水通路２０に冷却水を流すことによつて常
に冷却されているが、注入前における溶融樹脂は
断熱部材１２を介して設けられたポツト１３の内
部にあるため冷却されにくい。さらに、同ポツト
１３はリング状のヒータ１４により200〜220℃位
まで加熱されており、ピストン部材１６は高周波
加熱用コイル１５で常に暖められているので、溶
融樹脂が固化することはない。

［溶融樹脂の注入工程］ 続いて、第７図に示すように左右両側の注入機
構１１の油圧シリンダ２３を作動させて各ピスト
ン部材１６を上昇させることにより、各ポツト１
３内の溶融樹脂を前記キヤビテイ２６内の表皮６
３の裏面に注入する。

このとき、ポツト１３とピストン部材１６が材
料流路を形成しているので、広いランナ及びゲー
トに相当する流路が得られ、小さな注入圧力で成
形することができる。この発明ではランナ及びゲ
ートに相当する流路を可及的に大きくすることが
できる。その場合、注入圧力を一層低下させるこ
とができる。

また、上記注入の始期から中期において、左側
の注入機構１１から注入された溶融樹脂は表皮６
３に当たつて両側方に流れ、基材６２のうち左側
の平面部６５、左側の斜状部６４及び段差部６６
となるべき部分を満たしていく。一方、右側の注
入機構１１から注入された溶融樹脂は表皮６３に
当たつてから基材６２のうち右側の平面部６５、
右側の斜状部６４及び段差部６６となるべき部分
を満たし、段差部６６において前記左側の注入機
構１１から注入された溶融樹脂と合流する。

表皮６３は溶融樹脂の熱で軟化して伸び易くな
り、上型１０の内面に押しつけられるとともに、
溶融樹脂との摩擦によつてその流動方向に引張ら
れる。

特に、本実施例のように表皮６３としてポリエ
ステル繊維よりなる布を使用した場合、その他、
ナイロン繊維等の合成繊維よりなる布や、ポリ塩
化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂等よりなるシー
ト等を使用した場合であつても、表皮６３の前記
変形等は効果的に防止されるので、良好な外観が
得られる。

さらに、注入の終期においては、溶融樹脂がキ
ヤビテイ２６内に充満するので、溶融樹脂及び表
皮６３の全体に最大の注入圧力がかかる。このと
き、通常は各部に等しい圧力がかかるものである
が、本実施例のように樹脂成形品６１の形状が段
差部６６を有する等の異形であると、圧力は均一
にかからず局部的に集中して表皮６１をつぶして
しまう虞れがある。しかしながら、本実施例にお
いては広い注入箇所から圧力をかけるため、異形
の樹脂成形品６１であつても各部にかかる圧力を
均一化してその集中を防止することができ、表皮
６１の部分的なつぶれを防止することができる。

従つて、本実施例のように圧力によつて変形し
やすい表皮６１を使用するときは、そのつぶれを
防止するのに溶融樹脂を広い注入箇所から可及的
速やかに注入できるという本実施例が特に有効で
ある。

また、注入の末期において、ピストン部材６１
の上端面がキヤビテイ２６と略面一に合わされ
て、キヤビテイ２６の一部を形成したときに注入
は完了する。従つて、成形後にランナーやゲート
部分の付着しない樹脂成形品６１が成形されるの
で、成形後にランナーやゲート部分を除去する必
要がない。

ところで、前記溶融樹脂の注入時においては上
型１０に設けられた圧力検知器５１，５２を利用
することによつて、前記注入圧力の制御を行うこ
ともできる。

すなわち、左右両側の圧力検知器５１，５２は
各注入機構１１の直ぐ上方における溶融樹脂の圧
力を検出して、両側の樹脂圧力のバランスがくず
れると、該圧力が高い側の注入機構１１における
油圧シリンダ２３を制御してその注入圧力を下げ
たり、該圧力が低い方の注入機構１１における油
圧シリンダ２３を制御してその注入圧力を上げた
りすることができる。本実施例では前述したよう
に根本的に樹脂圧力の不均一は起りにくいのであ
るが、前記の通り圧力検知器５１，５２により注
入圧力を制御することによつて、溶融樹脂の圧力
をさらに均一に維持させることができる。従つ
て、表皮６３の保護の完全が図られる。

前記注入時において、上型１０、下型９は常に
冷却されているので、キヤビテイ２６に広い注入
箇所から注入された溶融樹脂は固化を始める。と
ころが、ピストン部材１６は高周波加熱用コイル
１５で常に暖められているので、ピストン部材１
６の上端面近傍の溶融樹脂は固化を始めない。そ
こで、注入完了と同時にピストン部材１６内の循
環通路１８に冷却水を送つて、ピストン部材１６
を冷却させ溶融樹脂の急速な固化を図る。

以上の注入工程により、溶融樹脂は表皮６３の
裏面に当接・固化して基材６２となり表皮６３に
取着される。特に、本実施例では表皮６３として
布を使用しているので、その織り目に溶融樹脂が
浸透する。従つて、表皮６３と基材６２とはアン
カー効果によつて強固に接合される。

［樹脂成形品の取外し工程］ 溶融樹脂が固化して樹脂成形品６１が成形され
ると、第８図に示すように型締め用シリンダ６を
作動させて下型９を下降させ、型開きを行う。す
ると、下方ベース１の直立ロツド２７は樹脂成形
品取外し機構１２の作動ロツド２８に当接して、
押上げピン３０をコイルスプリング２９の弾性力
に抗して上昇させるので、樹脂成形品６１は下型
９から自動的に離型される。

このとき、両注入機構１１においては油圧シリ
ンダ２３を作動させてピストン１６を下降させる
とともに、前記循環通路１８に圧縮空気を送つて
内部に残る冷却水を排除し、冷却水によるピスト
ン１６の冷却を中止する。従つて、ピストン１６
は高周波加熱用コイル１５によつて再び加熱さ
れ、もとの状態に戻る。

［表皮の不要部分の切断工程］ 第８図に示すように、離型された樹脂成形品６
１には、両型９，１０の間に挟持されていた不要
部分の表皮６３が付着している。従つて、離型後
に同不要部分を切断して除去すれば、表皮付き樹
脂成形品６１が完成する。

以上の工程によつて、表皮付き樹脂成形品６１
の成形の１サイクルが終了する。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定される
ものではなく、例えば以下のように発明の趣旨か
ら逸脱しない範囲で任意に変更して具体化するこ
ともできる。

(1) 注入機構１１は樹脂成形品の寸法・形状に応
じて下型９の任意の形状、大きさ、箇所に適宜
設けることができる。

(2) 圧力検知器５０，５１及びそれらによる前記
注入圧力の制御は省略してもよい。

発明の効果 以上詳述したように本発明では広い流路から溶
融樹脂を注入するので、樹脂形成品に取着される
表皮の変形を防止し、同成形品の外観を良好に保
つことができる。又本発明では前記したように、
所定の温度に加熱された注入機構に溶融樹脂を充
填するので、充填された樹脂が固化することな
く、更に成形後には冷却水で冷却するので成形品
の固化が早められ、サイクルタイムを短縮するこ
とができるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に使用する成形装置の
全体を一部の断面部分とともに示す正面図、第２
図は同装置の要部拡大断面図、第３図は同装置の
材料供給ユニツトの平面図、第４〜８図は同装置
を使用して行う表皮付き樹脂成形品の成形方法の
各工程を示し、第４図は溶融樹脂の充填工程を示
す要部断面図、第５図は表皮の配置工程を示す要
部断面図、第６図は型締め工程を示す要部断面
図、第７図は溶融樹脂の注入工程を示す要部断面
図、第８図は樹脂製品の取外し工程を示す要部断
面図である。 ９……下型、１０……上型、１１……注入機
構、１３……ポツト、１６……ピストン部材、２
６……キヤビテイ、６１……表皮付き樹脂成形
品、６３……表皮。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下型９に配設され所定の温度に加熱された注
   入機構１１のポツト１３内に溶融樹脂を充填する
   工程と、上型１０と下型９の間に表皮６３を配設
   する工程と、上型１０と下型９とを型締めしてキ
   ヤビテイ２６を形成する工程と、注入機構１１の
   ピストン部材１６を上昇させてキヤビテイ２６内
   の表皮６３の裏面に溶融樹脂を注入するととも
   に、該ピストン部材１６の上端面をキヤビテイ２
   ６と略面一に合わせる工程と、注入機構１１内に
   冷却水を送水し樹脂成形品６１を固化する工程
   と、溶融樹脂の固化後に両型９，１０を型開きし
   て表皮付き樹脂成形品６１を取外す工程とよりな
   る表皮付き樹脂成形品の成形方法。