(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１及び第２の金型でキャビティを形成し、該対向する金型の間に溶融樹脂を注入して型締めしてなる樹脂プレス成形用金型装置において、
前記第１の金型の外周には、型締め方向に摺動可能に配設された樹脂シール枠と、型締め方向に移動可能に配設された表皮材保持枠と、該表皮材保持枠に取り付けられると共に、表皮材と係合する表皮材係止部材を備え表皮材の移動と共に移動する表皮材保持部材と、が設けられ、
前記第２の金型には前記第１の金型の外周に配設された表皮材係止部材の移動のための空間が形成されてなることを特徴とする樹脂プレス成形用金型装置。
【請求項２】
対向する第１及び第２の金型でキャビティを形成し、該対向する金型の間に溶融樹脂を注入して型締めしてなる樹脂プレス成形用金型装置において、
前記第１の金型の外周には、型締め方向に摺動可能に配設された樹脂シール枠と、該樹脂シール枠に連動して配設された表皮材保持枠と、を備え、
前記樹脂シール枠は第２の金型と当接する当接部を備えて第１の金型に摺接する摺接部と、表皮材保持枠の可動を許容する保持枠可動範囲部と、第１の金型と型締め方向に摺動させる手段と、を備え、
前記表皮材保持枠は、表皮材係止部材と、該表皮材係止部材の可動手段とを備え、前記表皮材が装着されたときは該表皮材保持枠の表皮材係止部材によって表皮材を保持して、型締め時の表皮材の移動に応じて表皮材係止部材を移動し、前記樹脂シール枠は前記第２の金型と当接して第２の金型及び前記樹脂シール枠と共に移動することを特徴とする樹脂プレス成形用金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は熱可塑性樹脂などからなる芯材層のプレス成形用金型に係り、特に樹脂だけの成形製品としたり、表皮材と樹脂とを一体成形した成形製品とすることのできる樹脂プレス成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車の内装部品は、高級感を出すために熱可塑性樹脂などからなる基材の表面に各種表皮材が貼合された表皮付成形製品が多用されている。また汎用品として成形用金型のキャビティ面にシボ加工を施して、表皮材を用いない樹脂だけの成形製品も提供されている。
【０００３】
そして、これらの表皮付成形製品と表皮なしの成形製品を製造する際には、別々の成形金型を製造する必要があった。つまり表皮付成形製品を成形するときには、対向する金型の間に表皮材を配置して、型締めすると共に、表皮材と一方の金型との間に溶融合成樹脂を注入して圧縮成形等により形成している。
【０００４】
そこで、このような表皮材を用いる金型によって、表皮材を用いない樹脂成形製品を成形すると、型締めしたときに金型間で表皮材の厚さ分の間隙が生じてしまい、樹脂が型締めした金型の間隙から漏れて、バリとなってしまうという不都合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来技術によれば表皮付成形製品を得るためには、表皮付樹脂プレス成形用金型が必要であり、表皮材を用いない樹脂だけの成形製品の場合には、表皮材なし用の樹脂プレス成形用金型が必要であった。このため、製品が同一形状であっても表皮材の有無によって、金型を別個にする必要があり、表皮材の有無によって金型費用が別個にかかってしまうという不都合があった。
【０００６】
本発明の目的は、樹脂だけの成形製品と、表皮付成形製品とを同一の金型で製造することのできる樹脂プレス成形用金型を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係る樹脂プレス成形用金型装置は、対向する第１及び第２の金型でキャビティを形成し、該対向する金型の間に溶融樹脂を注入して型締めしてなる樹脂プレス成形用金型装置において、前記第１の金型の外周には、型締め方向に摺動可能に配設された樹脂シール枠と、型締め方向に移動可能に配設された表皮材保持枠と、該表皮材保持枠に取り付けられると共に、表皮材と係合する表皮材係止部材を備え表皮材の移動と共に移動する表皮材保持部材と、が設けられ、前記第２の金型には前記第１の金型の外周に配設された表皮材係止部材の移動のための空間が形成されてなることを特徴とする。
【０００８】
より詳しくは、対向する第１及び第２の金型でキャビティを形成し、該対向する金型の間に溶融樹脂を注入して型締めしてなる樹脂プレス成形用金型装置において、前記第１の金型の外周には、型締め方向に摺動可能に配設された樹脂シール枠と、該樹脂シール枠に連動して配設された表皮材保持枠と、を備え、前記樹脂シール枠は第２の金型と当接する当接部を備えて第１の金型に摺接する摺接部と、表皮材保持枠の可動を許容する保持枠可動範囲部と、第１の金型と型締め方向に摺動させる手段と、を備え、前記表皮材保持枠は、表皮材係止部材と、該表皮材係止部材の可動手段とを備え、前記表皮材が装着されたときは該表皮材保持枠の表皮材係止部材によって表皮材を保持して、型締め時の表皮材の移動に応じて表皮材係止部材を移動し、前記樹脂シール枠は前記第２の金型と当接して第２の金型及び前記樹脂シール枠と共に移動することを特徴とする。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００１０】
図１乃至図４は表皮材を一体に成形しないときの金型を示すものであり、図１は金型を開いた初期状態の断面説明図、図２は樹脂を射出して金型を締め始めた状態を示す断面説明図、図３は圧縮工程における型締め作動状態を示す断面明図、図４は圧縮完了時における断面説明図である。また図５乃至図８は表皮材を一体に成形するときの金型を示すものであり、図５は金型を開いた初期状態の断面説明図、図６は樹脂を射出して金型を締め始めた状態を示す断面説明図、図７は圧縮工程における型締め作動状態を示す断面明図、図８は圧縮完了時における断面説明図、図９は樹脂シール枠の説明図、図１０は表皮材保持枠の説明図、図１１は表皮材保持枠の止め部の説明図である。
【００１１】
本例の樹脂プレス成形用金型は、図１で示すように、第１の金型１０と第２金型２０とから構成されており、これら第１の金型１０と第２金型２０とは、対向して配置されている。本例では第１の金型１０を固定側金型とし、第２の金型２０を可動側金型としている。そして、第１の金型１０と第２の金型２０により所定形状のキャビティＫを形成している。
【００１２】
本例の第１の金型１０は所定位置に、溶融合成樹脂Ｊの通路１１が形成されており、この通路１１を通してバルブゲート１２から溶融合成樹脂ＪがキャビティＫへ射出される。また第１の金型１０の外周所定位置には案内凹部１３が形成され、この案内凹部１３には貫通孔１４が形成されている。なお符号１５はバルブ作動用シリンダ、符号１６はロッドバルブである。
【００１３】
そして溶融合成樹脂Ｊの供給装置（図示せず）から、固定側金型である第１の金型１０内の通路１１およびゲート１２を介してキャビティＫへ溶融合成樹脂Ｊを射出するように構成されている。また本例では、第１の金型１０及び第２の金型２０により加圧型締めした後で、冷却等ができるように構成されている。これらの溶融合成樹脂Ｊの注入装置，型締め装置等は公知の技術を用いることが出来る。
【００１４】
また、本発明に基材として用いられる樹脂、即ち注入される溶融合成樹脂Ｊとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体、ナイロン等の熱可塑性樹脂、エチレン−プロピレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の熱可塑性エラストマー等圧縮成形、射出成形および押出成形に通常使用されるものを、いずれも用いることができる。また、これらに無機質充填剤，ガラス繊維等の充填剤、顔料、滑剤、帯電防止剤等の添加物を含有したものも適宜用いることができる。
【００１５】
第１の金型１０の外周で上記案内凹部１３の延長上の位置には、樹脂シール枠３０が配設されている。この樹脂シール枠３０は、型締め完了前の設定位置により、第２の金型２０の型面２１と当接して、成形される製品外周部を閉じ、樹脂漏れを防止するためのものであり、第１の金型１０の外周を型締め方向に摺動可能に形成されている。また樹脂シール枠３０には、後述する表皮材保持枠４０が連動するように配設されている。この連動は図示しない連結部材で連結されて行われるが、この連結部材には、樹脂シール枠３０と表皮材保持枠４０との間隙を調整することのできる調整装置が備え付けられている。
【００１６】
本例の樹脂シール枠３０は、第２の金型２０の型面２１と当接する当接面３１を備えて第１の金型１０に摺接する摺接部３２と、表皮材保持枠４０の可動を許容する保持枠可動範囲部３３と、樹脂シール枠３０を第１の金型１０と型締め方向Ｘに摺動させる手段３５の一部を構成する貫通孔３５ａ，凹部３５ｂ，ガイド棒３５ｃ，スプリング３５ｄ，３５ｅを構成要素としている。
【００１７】
すなわち、本例の樹脂シール枠３０は、第１の金型１０に形成された案内凹部１３に整合するように樹脂シール枠３０に貫通孔３５ａが形成され、この貫通孔３５ａの第２の金型２０側に連続して凹部３５ｂが形成されている。
【００１８】
そして樹脂シール枠３０を型締め方向Ｘに摺動させる手段３５として、第１の金型１０の案内凹部１３及び貫通孔１４と、樹脂シール枠３０の貫通孔３５ａ及び凹部３５ｂとに、ガイド棒３５ｃを配設し、このガイド棒３５ｃの外周で、第１の金型１０と樹脂シール枠３０との間にスプリング３５ｄを配設し、さらに樹脂シール枠３０と表皮材保持枠４０との間にスプリング３５ｅを配設する。
【００１９】
そしてこのガイド棒３５ｃは、先端が次述する表皮材保持枠４０に当接するようにして配設されている。この樹脂シール枠３０は、例えば第１金型１０の型面２１が矩形である場合には、図９で示すように構成され、矩形の各辺を互いに密着させている。
【００２０】
本例の表皮材保持枠４０は、表皮材Ｈが装着されたときは表皮材Ｈを保持すると共に、表皮材Ｈが装着されないときにはキャビティＫの所定位置にあり、第２の金型２０の型面２１との距離を一定に保って構成されるものである。この表皮材保持枠４０は、本体４１と、この本体４１に配設された複数の表皮材係止部材４２と、該表皮材係止部材４２の可動手段４３とを備えており、本体の両側端部には第２の金型２０方向へ突起した止め部４１ａ，４１ａが形成されている。なお図１１に止め部４１ａの配置位置を示す。
【００２１】
本例の表皮材係止部材４２は、第２の金型２０側へ突起した針から構成され、本例の表皮材係止部材４２の可動手段４３は、ガイド部４４と、表皮材係止部材４２の保持部材４５と、ガイド棒４６と、スプリング４７と、を構成要素としている。なお表皮材係止部材４２としては、針以外にも表皮材Ｈを保持できる部材、例えばクリップ等の挟持部材や、鉤状の引っかけ部材等を用いることが出来る。
【００２２】
本例の表皮材保持枠４０の本体４１には、型締め方向Ｘと直角方向に上記表皮材係止部材４２の配設数に応じた数のガイド棒４６の保持孔４１ｃが形成され、この保持孔４１ｃに連続して案内凹部４１ｂが形成されている。また本体４１の第２の金型２０側には、レール状のガイド部４４（本例では１本であるが複数本であっても良い）が形成され、このガイド部４４には表皮材係止部材４２の保持部材（即ち表皮材保持部材）４５が摺動可能に支持されている。なお表皮材保持枠４０は、第１金型１０が上記図９で示される形状のときには、各角部は離間して配設される。
【００２３】
本例の表皮材係止部材４２の保持部材４５は、Ｌ字状の板体から構成されており、Ｌ字状の長尺側の上面に、表皮材係止部材４２としての針が取り付けられ、この表皮材係止部材４２と反対側の面４２ａは、ガイド部４４と係合している。またＬ字状の短尺側には係合孔４５ａが形成されており、この係合孔４５ａにガイド棒４６が貫挿されている。
【００２４】
このガイド棒４６は、係合孔４５ａを貫通して一端が係止部４６ａとなって表皮材係止部材４２の保持部材４５と係止されており、ガイド棒４６の他端は、本体４１の案内凹部４１ｂ及び保持孔４１ｃへ連結されている。そしてガイド棒４６の外周でＬ字状の短尺と案内凹部４１ｂとの間には、スプリング４７が配設されて、常時にはスプリング４７で付勢されて表皮材係止部材４２（本例では針）は、キャビティＫの外方側に位置している。
【００２５】
第２の金型２０は、中央にキャビティＫを構成する凹部２２が形成され、この凹部２２の内面にはシボ加工が施されている。そしてキャビティＫの外側に、表皮材係止部材４２の可動凹部２３が設けられている。本例の可動凹部２３は、上記表皮材係止部材４２（即ち針）の高さより若干深い凹部となっている。そして本例の第２金型２０の可動凹部２３より外側位置には、吸引孔２４が形成されており、この吸引孔２４は金型２０内の通路２５を介して、図示しないバキューム装置と接続されている。
【００２６】
次に上記構成からなる樹脂プレス成形用金型１０，２０の動作を説明するが、先ず、表皮材Ｈを用いないで樹脂だけで製品を成形するときについて図１乃至図４について説明する。
【００２７】
図１は初期状態であり、この状態においては、スプリング３５ｄ及び３５ｅが伸長した状態であり、樹脂シール枠３０は第２の金型２０側に位置している。また表皮材保持枠４０のスプリング４７も伸長した状態で、表皮材係止部材４２の保持部材４５はキャビティＫから一番外方に位置している。そして、樹脂シール枠３０と第１の金型１０との間には型締め調整用のスペーサプレート３８を配設する。スペーサプレート３８はドーナツ状をした板体である。
【００２８】
次に、図２で示すように、第２の金型２０を第１の金型１０方向へ型締めすると共に溶融合成樹脂Ｊを図示しない射出装置により射出する。射出された溶融合成樹脂Ｊは、第１の金型１０内の通路１１を通ってゲート１２からキャビティＫ内へ供給される。このとき第１の金型１０と第２の金型２０は完全には閉じていない。従って、キャビティＫ内の空気は第１の金型１０と第２の金型２０の間から排出される。
【００２９】
さらに第１の金型１０と第２の金型２０を型締めすると、型面２１は表皮材保持枠４０の本体４１の両側の止め部４１ａ，４１ａと当接して表皮材保持枠４０を移動させる。この移動距離は図示しない樹脂シール枠３０と表皮材保持枠４０との間隙を調整することのできる調整装置によって予め設定されている範囲（距離）を移動させる。そして図３で示すように、第２の金型２０の型面２１と、樹脂シール枠３０の当接面３１とが当接する。第２の金型２０の型面２１と、樹脂シール枠３０の当接面３１とが当接することによってキャビティＫ内に射出された溶融合成樹脂ＪはキャビティＫ外に漏洩することが防止される。
【００３０】
また型面２１と当接面３１が当接することによって、第２の金型２０の移動に応じて樹脂シール枠３０及び表皮材保持枠４０が押圧されて、樹脂シール枠３０と表皮材保持枠４０が矢印Ｘ方向（図２）へ移動する。
【００３１】
従って、第１および第２の金型１０，２０の型締めによって、樹脂シール枠３０と表皮材保持枠４０は、スプリング３５ｄ及びスプリング３５ｅに抗して移動することとなる。このときスプリング４６は伸長したままであるので、表皮材係止部材４２は初期位置のままとなっている。なお、表皮材Ｈを用いていないために、スペーサプレート３８に樹脂シール枠３０が当接する。
【００３２】
更に、図４で示すように、型締めが完了した状態では、シリンダ装置１５によりロッドバルブ１６を駆動してゲート１２を閉じる。このとき第１の金型１０及び第２の金型２０の型締めに応じて、樹脂シール枠３０と表皮材保持枠４０は、スプリング３５ｄ及びスプリング３５ｅに抗して最も強力に型締めされる。
【００３３】
本例においてロッドバルブ１６を閉じるタイミングは、製品形状や樹脂特性により異なるため、公知，周知技術であるタイマまたは位置センサによって設定し、シリンダー装置１５を作動させて、ロッドバルブ１６を伸張および後退させて、ロッドバルブ１６の閉じるタイミングの最適化をはかることができる。
【００３４】
次に、表皮材Ｈと溶融合成樹脂Ｊとを一体に成形するときについて、図５乃至図８を参照して説明する。なお本発明に用いられる表皮材Ｈの材質としては、織布，不織布，ポリオレフィン、塩化ビニル、ナイロン等の熱可塑性樹脂及びポリオレフィン系、ポリエステル系、ウレタン系、塩化ビニル系等の熱可塑性エラストマーのシート，フィルムが挙げられる。また上記材質を単独或は２種以上積層したものを表皮材Ｈとして使用することもできる。
【００３５】
更にソフトな感触を出すために、表皮材Ｈの裏面にポリプロピレン、ポリエチレン、ウレタン等の発泡シートを貼合したもの、成形時において溶融合成樹脂の熱から保護したり、表皮材Ｈと芯材層の接着力を強化させる目的で布、またはシート等を裏面に貼合した積層体を使用することもできる。これらの表皮材Ｈの使用にあたっては、表皮材Ｈの引張応力、伸びを調整するために供給に先立って予備加熱を行ってもよい。
【００３６】
また基材として用いられる樹脂、即ち注入される溶融合成樹脂Ｊとしては、前記したものと同様な材料を用いることが出来る。なお、本例では、表皮材Ｈを用いるためにスペーサプレート３８は装着していない。
【００３７】
初期状態は先ず、図５で示すように、基本的には前記図１で示す状態と同様であるが、本例では、表皮材Ｈを第２の金型２０に取り付ける。表皮材Ｈの取付は、図示しないバキューム装置を稼動して、吸引孔２４から吸引し、表皮材Ｈを第２の金型２０に取り付ける。
【００３８】
次に、図６で示すように、第２の金型２０を第１の金型１０方向へ型締めすると共に溶融合成樹脂Ｊを図示しない射出装置により射出する。第２の金型２０が移動すると、表皮材保持枠４０に設けられた表皮材係止部材４２が、表皮材Ｈを突き刺して、表皮材Ｈは吸引孔２４と共に表皮材係止部材４２によって保持される。
【００３９】
また射出された溶融合成樹脂Ｊは、第１の金型１０内の通路１１を通ってゲート１２からキャビティＫ内へ供給される。このとき第１の金型１０と第２の金型２０は完全には閉じていない。従って、キャビティＫ内の空気は第１の金型１０と第２の金型２０の間から排出される。
【００４０】
さらに第１の金型１０と第２の金型２０を型締めすると、表皮材Ｈは第２の金型２０の型面２１に押される。また、表皮材保持枠４０の本体４１両側の止め部４１ａ，４１ａと型面２１が当接し、第２の金型２０と表皮材保持枠４０との間には、表皮材Ｈが移動できる空間が形成される。そして、スプリング４７に抗して保持部材４５及び表皮材係止部材４２がガイド部４４に沿ってキャビティＫ側に移動しながら型締めが行われる。このようにして図７で示すように、第２の金型２０の型面２１と、樹脂シール枠３０の当接面３１とが表皮材Ｈを介して当接する。
【００４１】
このように第２の金型２０の型面２１と、樹脂シール枠３０の当接面３１とが当接することによってキャビティＫ内に射出された溶融合成樹脂ＪはキャビティＫ外に漏洩することが防止される。このとき型面２１と保持部材４５とは、表皮材Ｈの幅（厚さ）だけ間隙を開けた状態となっている。また型面２１と保持部材４５は間隙を開けた状態であるので、型面２１に影響されずに表皮材ＨをキャビティＫ側に移動できる。
【００４２】
そして第１および第２の金型１０，２０の型締めによって、樹脂シール枠３０と表皮材保持枠４０は、スプリング３５ｄ及びスプリング３５ｅに抗して移動することとなる。
【００４３】
更に、図８で示すように、型締めが完了した状態では、シリンダ装置１５によりロッドバルブ１６を駆動してゲート１２を閉じる。このとき第１の金型１０及び第２の金型２０の型締めに応じて、樹脂シール枠３０と表皮材保持枠４０は、スプリング３５ｄ及びスプリング３５ｅに抗して、最も強力に型締めされる。
【００４４】
本例においてもロッドバルブ１６を閉じるタイミングは、製品形状や樹脂特性により異なるため、公知，周知技術であるタイマまたは位置センサによって設定し、シリンダ装置１５を作動させて、ロッドバルブ１６を伸張および後退させて、ロッドバルブ１６の閉じるタイミングの最適化をはかることができる。
【００４５】
上記実施例では樹脂シール枠を第１の金型１０と型締め方向に摺動させる手段３５として、ガイド棒３５ｃ及びスプリング３５ｄ及び３５ｅを用いた例を示しているが、他の手段として油圧あるいは空気圧のシリンダ装置を用いて構成することもできる。また止め部４１ａは、本体４１の両側に設けた例を示したが、保持部材４５の間に設けてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、同一の金型によって表皮材と樹脂を一体成形した製品を製造することも、樹脂だけの製品を製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金型であり、表皮を一体に成形しないときの状態を示す金型を開いた初期状態の断面説明図である。
【図２】樹脂を射出して金型を締め始めた状態を示す断面説明図である。
【図３】圧縮工程における型締め作動状態を示す断面明図である。
【図４】圧縮完了時における断面説明図である。
【図５】本発明に係る金型であり、表皮を一体に成形するときの状態を示す金型を開いた初期状態の断面説明図である。
【図６】樹脂を射出して金型を締め始めた状態を示す断面説明図である。
【図７】圧縮工程における型締め作動状態を示す断面明図である。
【図８】圧縮完了時における断面説明図である。
【図９】樹脂シール枠の説明図である。
【図１０】表皮材保持枠の説明図である。
【図１１】表皮材保持枠の止め部の説明図である。
【符号の説明】
１０  第１の金型
１２  ゲート
１３  案内凹部
１４  貫通孔
１５  シリンダ装置
１６  ロッドバルブ
２０  第２の金型
２１  型面
２２  凹部
２３  可動凹部
２５  通路
３０  樹脂シール枠
３１  当接面
３２  摺接部
３３  保持枠可動範囲部
３５  樹脂シール枠を型締め方向に摺動させる手段
３５ａ  貫通孔
３５ｂ  凹部
３５ｃ  ガイド棒
３５ｄ，３５ｅ  スプリング
４０  表皮材保持枠
４１  本体
４１ａ  止め部
４１ｂ  案内凹部
４１ｃ  保持孔
４２  表皮材係止部材
４３  可動手段
４４  ガイド部
４５  保持部材
４５ａ  係合孔
４６  ガイド棒
４６ａ  係止部
４７  スプリング
Ｋ  キャビティ
Ｊ  合成樹脂
Ｈ  表皮材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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