(57)【要約】【課題】簡単な構成で、確実且つ容易に塗料をシールして成形品の表面が良好に塗装された製品を製造することができる型内塗装用金型および型内塗装方法を提供する。【解決手段】金型１、２内に形成されるキャビティ３で所定形状の成形品４を成形後、該金型１、２を所定間隔に開いて前記成形品４の表面と前記金型のキャビティ３の表面との間に塗料注入空間５を形成し、該塗料注入空間５に塗料６を注入して前記成形品４の表面に塗料６が塗装された製品を製造するもので、前記成形品４の端部に薄肉形状４ａを形成する薄肉形状形成部分１０と、前記塗料注入空間５を形成したときに前記成形品４の薄肉形状４ａを係止して前記塗料注入空間５がシールされるように、前記成形品４の薄肉形状４ａの前記塗料注入空間５側の面に凸部４ｂを形成する凹部１１と、を有する。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装用金型であって、
前記成形品の端部に薄肉形状を形成する薄肉形状形成部分と、
前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間がシールされるように、前記成形品の薄肉形状の前記塗料注入空間側に凸部を形成する凹部と
を有することを特徴とする型内塗装用金型。
【請求項２】
前記薄肉形状に形成された凸部を前記凹部に対して押圧する押圧機構を有することを特徴とする請求項１に記載の型内塗装用金型。
【請求項３】
金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装方法であって、
前記成形品の成形時に、その端部に薄肉形状を形成するとともに、前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間をシールすることが可能な凸部を前記薄肉形状の前記塗料注入空間側に形成することを特徴とする型内塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型内塗装用金型および型内塗装方法に関し、特に、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装用金型および型内塗装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造するために、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入することが知られている（たとえば特許文献１や、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１７２６５６号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７２６５７号公報
【０００４】
特許文献１における型内塗装用金型は、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの塗装面側外周部内側において副キャビティ内に突出した先端が大きい逆台形状の突起と、該逆台形状の突起に高温部と、を備えていることが開示されている。
また、特許文献１における型内塗装用金型は、前記副キャビティ内に前記逆台形状の突起よりも内側に薄肉部を備えていることが記載されている。
【０００５】
そして、特許文献１には、突起は成形品表面と金型キャビティ面との間に注入された塗料が金型の再型締め工程において、副キャビティの外側に漏れ出すのを防止するためのシール機能を果たすことが記載されている。
また、特許文献１には、高温部であるヒータは突起部に侵入してきた塗料を金型キャビティ面温度を高くすることにより瞬時に硬化させて塗料漏れを確実に防止するためのものであることが記載されている。
さらに、特許文献１には、固定金型側に残る成形品は型開きにより可動金型キャビティ面と成形品表面とが離間しようとするが、逆台形状の突起にしっかりと抱きついているので可動金型と一体的に動こうとする。従って、成形品は必然的に変形にすることになる。この変形が副キャビティ成形品側のみで容易に起こるようにするために剛性の低い薄肉部を設け、被覆剤を注入するための微少型開き時に固定金型側に残る成形品の主キャビティ成形部分の変形を防止することが記載されている。
【０００６】
一方、特許文献２における型内塗装用金型は、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの反塗装面側外周部内側において該副キャビティ内に進退する可動中子と、該可動中子に対向する位置に高温部と、を備えていることが開示されている。
また、特許文献２における型内塗装用金型は、特許文献１と同様に、前記副キャビティ内に前記逆台形状の突起よりも内側に薄肉部を備えていることや、副キャビティの可動中子４０に対向する位置付近に可動金型側に高温部（ヒータ）を配設していることなどが記載されている。
【０００７】
特許文献２には、可動中子により成形品の一部を可動金型キャビティ面に押しつけて、微少型開き動作により成形品表面と金型キャビティ面との間に形成された隙間に注入された塗料が金型の再型締め工程において、副キャビティの外側に漏れ出すのを防止するためのシール機能を果たすことが記載されている。そして、この可動中子は、油圧シリンダやサーボ機構等の可動中子用駆動装置に連結されていること、および、この可動中子用駆動装置が制御装置からの制御信号に基づいて可動中子４０を前進させることが記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１にあっては、シール性を良好とするためには、突起の突出量を大きくする必要がある。そして、特許文献１では、突起を副キャビティ内に突出するように設けているため、突起の突出量を大きくするためには、図８に示すように、副キャビティＪの厚さＴを増加させる必要がある。副キャビティＪの厚さＴが増加すると、材料に無駄が生じるだけでなく、得られた熱可塑性樹脂成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤注入機により所定量の被覆剤を注入するために金型を所定間隔に開いたときに、副キャビティ成形部Ｓが容易に変形しなくなる。そのため、副キャビティＪ内に逆台形状の突起Ｇよりも内側に薄肉部Ｕを備える必要があるため、金型の形状が複雑となるという問題があった。また、特許文献１においては、塗料漏れを確実に防止するために高温部Ｈを設ける必要があり、構造が複雑となるという問題があった。そして、突起Ｇの突出量が大きくなると、その先端がヒータから遠くなって熱が伝播しにくくなり、塗料を硬化させて塗料漏れを防止することが困難となる可能性があるなどの問題があった。
【０００９】
一方、上記特許文献２にあっては、特許文献１と同様に、塗料漏れを確実に防止するために高温部を設ける必要があり、さらに、可動中子を駆動するために、油圧シリンダやサーボ機構等の可動中子用駆動装置と、この可動中子用駆動装置を制御するための制御装置を必要とするため、構造が複雑となるなどの問題があった。
【００１０】
本発明は、上述した問題を優位に解決するためになされたもので、簡単な構成で、確実且つ容易に塗料をシールして成形品の表面が良好に塗装された製品を製造することができる型内塗装用金型および型内塗装方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の型内塗装用金型に係る発明は、上記目的を達成するため、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装用金型であって、前記成形品の端部に薄肉形状を形成する薄肉形状形成部分と、前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間がシールされるように、前記成形品の薄肉形状の前記塗料注入空間側に凸部を形成する凹部と、を有することを特徴とするものである。
また、請求項２の型内塗装用金型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記薄肉形状に形成された凸部を前記凹部に対して押圧する押圧機構を有することを特徴とするものである。
一方、請求項３の型内塗装方法に係る発明は、上記目的を達成するため、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装方法であって、前記成形品の成形時に、その端部に薄肉形状を形成するとともに、前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間をシールすることが可能な凸部を前記薄肉形状の前記塗料注入空間側に形成することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１の発明では、薄肉形状形成部分によって成形品の端部に薄肉形状が形成され、且つ、凹部によって薄肉形状の塗料注入空間側に凸部が形成された成形品が成形される。凹部を金型の薄肉形状形成部分に形成するため、その深さの設定の自由度が大きくなる。その後、金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、この塗料注入空間に塗料を注入する。金型を所定間隔に開くと、成形品の表面と金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間が形成される。このとき、成形品の薄肉部の塗料注入空間側に形成された所定の長さの凸部が金型の凹部に係止されているため、塗料注入空間がシールされた状態となっている。したがって、注入された塗料が塗料注入空間から漏出することが確実に防止される。
請求項２の発明では、請求項１の発明において、金型を所定間隔に開くときに、その開く動作に追従して押圧機構が金型のの開く動作に追従するようにして薄肉形状に形成された凸部を前記凹部に対して押圧する。そのため、成形品の薄肉部の塗料注入空間側に形成された凸部が金型の凹部に確実に係止されるため、シール能力が向上する。
請求項３の発明では、成形品の成形時に、その端部に薄肉形状を形成するとともに、その薄肉形状の塗料注入空間側に凸部を形成する。続いて、成形品を成形した金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成する。このとき、成形品の凸部が金型の凹部に係止されているため、塗料注入空間の端部が確実にシールされ、注入された塗料が塗料注入空間から漏出することが確実に防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。なお、同一符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の型内塗装用金型は、概略、金型１、２内に形成されるキャビティ３で所定形状の成形品４を成形後、該金型１、２を所定間隔に開いて前記成形品４の表面と前記金型のキャビティ３の表面との間に塗料注入空間５を形成し、該塗料注入空間５に塗料６を注入して前記成形品４の表面に塗料６が塗装された製品を製造するもので、前記成形品４の端部に薄肉形状４ａを形成する薄肉形状形成部分１０と、前記塗料注入空間５を形成したときに前記成形品４の薄肉形状４ａを係止して前記塗料注入空間５がシールされるように、前記成形品４の薄肉形状４ａの前記塗料注入空間５側の面に凸部４ｂを形成する凹部１１と、を有するものである。
【００１４】
この実施の形態における型内塗装用金型は、図１および図３に示すように、互いに対向して配置された一対の金型１、２により構成されている。ここでは、一方の金型をコア型１と、他方の金型をキャビ型２と称することとする。両金型１、２は、成形機の台盤に取り付けられて、型開閉装置によって型閉じ、成形材料を射出充填するときの型締、塗料注入空間５を形成するための型微開、塗料注入後の型閉じ、製品取り出しのための型開きを制御可能に行うよう相対的に移動される。両金型１、２を型閉じすることにより、その衝合面には所定形状のキャビティ３が形成される。このキャビティ３内には、たとえば、成形材料として熱可塑性樹脂が射出成形機によって射出充填される。
【００１５】
この実施の形態では、キャビティ３の図１および図３における上方の一方の面に接続されるように塗料注入装置７がキャビ型２に設けられている。塗料注入空間５には、たとえば、塗料６として熱硬化性樹脂が塗料注入装置７によって注入される。また、図１および図３においては、薄肉形状形成部分１０がキャビティ３の塗料注入装置７と反対側となる下方と連通するように示されている。薄肉形状形成部分１０は、コア型１の衝合面に比較的浅く形成された凹部と、キャビ型２の衝合面との間により構成されている。薄肉形状形成部分１０の厚さは、成形品４がキャビティ３内で成形されてから塗料注入空間５を形成すべく型微開を行ったときに、成形品４の薄肉形状４ａが割れることなく曲げられるように変形することが可能なように設定される。
【００１６】
ここで、後述するように、成形品４がキャビティ３内で成形されてから塗料注入空間５を形成すべく型微開を行ったときに、成形品４はコア型１に伴ってキャビ型２から離間するように移動する。すなわち、塗料注入空間５は、成形品４とキャビ型２のキャビティ面との間に形成される。したがって、薄肉形状形成部分１０で成形された薄肉形状４ａの塗料注入空間５側の面は、図における右方の面を指すこととなる。そのため、この実施の形態では、薄肉形状４ａの塗料注入空間５側の面に凸部４ｂを形成するために、キャビ型２の衝合面の、薄肉形状形成部分１０の図における下方の端部と対応する位置に凹部１１が配設されている。凹部１１の深さは、成形品４の薄肉形状４ａに形成する凸部４ｂの長さに応じて、薄肉形状４ａの厚さに影響を及ぼすことなく必要に応じて自由に設定することができるが、薄肉形状形成部分１０を構成するためにコア型１の衝合面に比較的浅く形成された凹部の厚さに型微開の量を合わせた長さよりも長くなるように設定することが望ましい。
【００１７】
なお、図に示した実施の形態では、塗料注入装置７をキャビティ３の上方に配設したが、成形品４の形状に応じてたとえばキャビティ３の略中央に塗料注入装置７を配設することもできる。また、図では、薄肉形状形成部分１０および凹部１１を下方にしか示していないが、本発明はこの実施の形態を説明するために示した図に限定されることなく、成形品４の形状、塗料６の粘性、塗料注入装置７から注入される塗料６の圧力、あるいは、塗料注入後の型閉じ圧力などに応じて、成形品４の端部の一部または全周にわたって設けることができる。さらに、成形品４がキャビ型２に伴ってコア型１から離間するように移動する場合には、塗料注入空間５が成形品４とコア型１のキャビティ面との間に形成されるため、薄肉形状形成部分１０で成形される薄肉形状４ａの塗料注入空間５側の面が図における左方の面となるため、凹部１１は、コア型１における薄肉形状形成部分１０の端部に配設される。
【００１８】
次に、本発明の型内塗装方法を、上述したように構成された型内塗装用金型を用いる場合によって、その型内塗装用金型の作動とともに説明する。
本発明の型内塗装方法は、概略、金型１、２内に形成されるキャビティ３で所定形状の成形品４を成形後、該金型１、２を所定間隔に開いて前記成形品４の表面と前記金型のキャビティ３の表面との間に塗料注入空間５を形成し、該塗料注入空間５に塗料６を注入して前記成形品４の表面に塗料６が塗装された製品を製造するもので、前記成形品４の成形時に、その端部に薄肉形状４ａを形成するとともに、前記塗料注入空間５を形成したときに前記成形品４の薄肉形状４ａを係止して前記塗料注入空間５をシールすることが可能な凸部４ｂを前記薄肉形状４ａの前記塗料注入空間５側に形成するものである。
【００１９】
成形品４の表面に塗料６が塗装された製品を製造するに際しては、最初に、両型１、２を相対的に互いに近接させて、型閉じを行う。そして、所定の圧力で型締を行った状態で、両型１、２の衝合面に形成されたキャビティ３、薄肉形状形成部分１０、および凹部１１内にたとえば熱可塑性樹脂など所定の温度に加熱・溶融化され計量された成形材料を所定の圧力で射出充填し、成形材料を固化するまで冷却して所定形状の成形品を成形する。成形品４の全周または部分的な端部には薄肉形状形成部分１０によって薄肉形状４ａが形成され、しかも、凹部１１によって薄肉形状４ａの後に塗料注入空間５が形成される側の面には凸部４ｂが一体に成形される。
【００２０】
次いで、型開閉装置によって型微開を行うと、図４に示すように、凸部４ｂがキャビ型２の凹部１１で成形されたままで係合された状態となっている一方で、上述したように、成形品４がコア型１に伴ってキャビ型２から離間するため、薄肉形状４ａが容易に変形して、成形品４とキャビ型２との間に塗料注入空間５が形成される。そして、塗料注入装置７によってたとえば熱硬化性樹脂などの塗料６を塗料注入空間５に注入すると、薄肉形状４ａの端部の凸部４ｂがキャビ型２の凹部１１に係合してシールされているため、塗料注入空間５から塗料６が漏出することなく注入される。本発明では、従来の技術（図８を参照）のように副キャビティＪ内にシールとして機能させるための突起Ｇを設けておらず、成形品４自体の薄肉形状４ａに凸部４Ｂを形成することによってシールすることから、薄肉形状４ａを不要な厚さに設定する必要がなく、したがって、型内塗装用金型を簡単な構成とすることができ、成形材料の無駄がないとともに、塗料注入空間を形成するときに確実に薄肉形状４ａが変形される。塗料６が塗料注入空間５に注入されると、必要に応じて、両型１、２を所定の圧力で型締するとともに、両型１、２の温調手段によって塗料６を加熱してその固化を促進しても良い。
なお、型開閉装置によって型微開を行う際に、成形された成形品４の薄肉形状４ａが収縮する。かかる場合には、薄肉形状４ａの凸部４ｂが図の上方に引っ張られることとなり、その上方面が凹部１１の下方面と密着して塗料注入空間５が確実にシールされる。このとき、、図５に示すように、薄肉形状４ａが収縮することと、形成された塗料注入空間５に塗料が注入されることによって薄肉形状４ａが変形することなく薄肉形状形成部分１０を構成するコア型１の衝合面の凹部に密着し、凸部４ｂが凹部１１から抜け出る方向に移動するようになる場合がある。しかしながら、凹部１１とこれにより成形される凸部４ｂとの長さが薄肉形状形成部分１０を構成するためにコア型１の衝合面に比較的浅く形成された凹部の厚さに型微開の量を合わせた長さよりも長くなるように設定されているため、凸部４ｂが凹部１１から抜け出ることはなく、塗料注入空間５は確実にシールされる。
【００２１】
塗料が定着固化すると、成形品４の表面に塗料が良好に塗装がされた製品が製造される。そして、型開閉手段によって両型１、２を互いに相対的に離間させるようにして型開きを行い、製品の製造が完了する。なお、製品の端部に形成された薄肉形状４ａおよび凸部４ｂは、必要に応じて切除することができる。
【００２２】
次に、本発明の型内塗装用金型の別の実施の形態を図６および図７に基づいて説明する。この実施の形態における型内塗装用金型は、概略、上述した実施の形態に加えて、塗料注入空間５を形成するために互いに離間するよう相対移動する金型１、２に応じて前記薄肉形状４ａに形成された凸部４ｂを前記凹部１１に対して押圧する押圧機構１２を有するものである。
【００２３】
上述したように、この実施の形態では、薄肉形状４ａの塗料注入空間５側の面に凸部４ｂを形成するための凹部１１がキャビ型２に配設されているため、押圧機構１２は、コア型１に配設されている。押圧機構１２は、コア型１に形成された有底穴１３と、有底穴１３に嵌挿された押圧部材１４と、押圧部材１４をコア型１から突出させるように付勢するバネ部材１５と、押圧部材１４のコア型１からの突出量（長さ）を規制する規制部材１６と、により構成されている。有底穴１３は、保持した押圧部材１４の先端面がキャビ型２の凹部１１にかかるように配設されている。押圧部材１４の中央には孔１７が貫通するように形成されている。孔は、規制部材としてのボルト１６の軸部が挿通される小径の部分と、ボルト１６のヘッドを収容する大径の部分とを有しており、小径と大径の部分の境界には、ボルト１６のヘッドが衝合されて押圧部材１４の突出を規制する（図７を参照）段部が形成されている。
【００２４】
このように構成された押圧機構１２では、図６に示すように、成形品を成形するときには、押圧部材１４がキャビ型２に当接されて、バネ部材１５の付勢に抗して有底穴１３の内部に収容されている。そして、図７に示すように、成形品４がキャビティ３内で成形されてから塗料注入空間５を形成すべく型微開を行ったときには、上述したように、成形品４がコア型１に伴ってキャビ型２から離間するように移動する一方で、バネ部材１５の付勢により、その型微開に追従して押圧部材１４がコア型１の有底穴１３から突出されて、成形品４の薄肉形状４ａに形成された凸部４ｂをキャビ型の凹部から抜け出ないように押圧して塗料注入空間５のシールを確実なものとすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
発明によれば、簡単な構成で、確実且つ容易に塗料をシールして成形品の表面が良好に塗装された製品を製造することができる型内塗装用金型および型内塗装方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を示したもので、所定の形状の成形品を成形した状態を説明するための概念図である。
【図２】図１の円で示した部分の部分拡大図である。
【図３】図１の状態から型微開を行って、塗料注入空間を形成した状態を説明するための概念図である。
【図４】図３の円で示した部分の部分拡大図である。
【図５】図３の円で示した部分の、図４と別の状態を示す部分拡大図である。
【図６】本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を示したもので、型閉じした状態を説明するための部分拡大図である。
【図７】図６の状態から型微開を行って、塗料注入空間を形成した状態を説明するための部分拡大図である。
【図８】従来の技術を説明するための部分拡大図である。
【符号の説明】
１      型
２      型
３      キャビティ
４      成形品
４ａ    薄肉形状
４ｂ    凸部
５      塗料注入空間
６      塗料
７      塗料注入装置
１０      薄肉形状形成部分
１１      凹部
１２      押圧機構
１３      有底穴
１４      押圧部材
１５      バネ部材
１６      規制部材
【図１】
2004223943.tif 000003
【図２】
2004223943.tif 000004
【図３】
2004223943.tif 000005
【図４】
2004223943.tif 000006
【図５】
2004223943.tif 000007
【図６】
2004223943.tif 000008
【図７】
2004223943.tif 000009
【図８】
2004223943.tif 000010