(57)【要約】【課題】ガス圧入方式の成形工法を使用して、中空部を有する樹脂成形品を成形する成形金型において、ガス注入機構部内への樹脂詰まりをなくし、歩留まりを向上させるとともに、メンテナンス作業を簡素化する。【解決手段】中空部３３を有するドアトリムロア（樹脂成形品）３０を成形する成形金型４０であって、成形金型４０に設けるガス注入機構部５０は、成形下型４２に配管され、ガス通路の大半部分を占めるガス管５１と、成形下型４２の型面凹部４２７内に嵌着される入子５２にインサートされ、上記ガス管５１と連通するガスピン５３とから構成する。そして、ガスピン５３のピン長さを短く設定することで、樹脂詰まりをなくし、メンテナンス頻度を低減させる。また、ガスピン５３の交換に際しては、入子５２を取り外して行なえば良いため、メンテナンス作業も簡素化できる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形上下型（４１，４２）の型締後、両金型（４１，４２）間に形成されるキャビティ（Ｃ）内に溶融樹脂（Ｍ）を射出充填した後、ガス注入機構部（５０）を通してキャビティ（Ｃ）内にガスを注入し、スピルアウト樹脂（Ｓ）を外部に排出することで中空部（３３）を形成するようにした中空部を有する樹脂成形品の成形金型（４０）において、
前記ガス注入機構部（５０）は、外部のガス供給系に接続されるとともに、成形下型（４２）内に配設され、ガス通路の大半部分を占めるガス管（５１）と、成形下型（４２）に嵌め込まれる入子（５２）に収容され、一方端が上記ガス管（５１）の終端（５１ａ）と連通し、他方端がキャビティ（Ｃ）内に臨むように、上記入子（５２）にインサートされたガスピン（５３）とから構成されていることを特徴とする中空部を有する樹脂成形品の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス注入式成形工法を使用した中空部を有する樹脂成形品の成形金型に係り、特に、ガス注入機構部におけるガスピンのピン長さを短く設定することで、樹脂詰まりをなくし、ガスピンのメンテナンス作業を簡素化できる中空部を有する樹脂成形品の成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図７は乗用車のドアパネルの室内側に取り付けられる自動車用ドアトリム１を示すもので、最近では、ドアトリム１は、外観性能を高め、かつ成形金型のコンパクト化を図るために、ドアトリムアッパー２とドアトリムロア３との上下二分割体から構成されている。
【０００３】
そして、ドアトリムアッパー２は、所望の曲面形状に成形された樹脂芯材の表面に、手触り感や外観性能に優れた表皮を貼着して構成されており、ドアトリムロア３は、合成樹脂の射出成形品から構成され、ポケット開口３ａが開設されているとともに、そのフロント側にスピーカグリル３ｂが別体または一体に設けられている。
【０００４】
更に、ポケット開口３ａの特に下縁部には、中空部３ｃを形成することで、剛性をアップさせ、ドア開閉操作時、ポケット開口３ａの下縁部を掴んで操作できるように強固な剛性が確保されている。
【０００５】
そして、ポケット開口３ａの手前側縁部に沿って中空部３ｃを形成するには、図８に示すように、中空部３ｃの一方端ａ側からガスを注入し、他方端ｂからガスを排出して、中空部３ｃの容量に相当する樹脂をスピルアウト樹脂として外部に排出するガス注入式成形方法が多用されている。
【０００６】
すなわち、図９に示すように、成形上型４ａと成形下型４ｂからなる成形金型４を使用し、成形上下型４ａ，４ｂを型締めした後、両金型間のキャビティＣ内に溶融樹脂を射出充填してドアトリムロア３を所要形状に成形するが、そのとき、ガス注入機構部５からキャビティＣ内にガスが注入される。このガス注入機構部５は、成形下型４ｂの上面から下面にかけてインサートしたガスピン６と、外部のガス供給系とガスピン６との間に配管されるガス管７とから構成されている。そして、ガス注入機構部５からキャビティＣ内にガスを注入し、ドアトリムロア３の特にポケット開口３ａの下縁部に沿って中空部３ｃを形成している。
【０００７】
例えば、成形金型４に配置されるガスピン６の構成については、特許文献１に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１８７８３４号公報  （第６頁、第７頁、図３乃至図５）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の中空部を有する樹脂成形品においては、溶融樹脂を成形金型４のキャビティＣ内に射出充填した後、ガス注入機構部５からガスを注入して、スピルアウト樹脂を外部に排出して中空部を形成しているが、従来のガス注入機構部５としては、成形下型４ｂの上面から下面にかけて長寸のガスピン６をインサートしているため、ガスピン６のピン長さが長いことから、樹脂詰まりが生じ易く、ガスピン６の交換が頻繁に必要となり、メンテナンスの度に成形金型４を分解する必要があることから、メンテナンス作業に手間取り、歩留まりの低下をもたらすという欠点が指摘されている。
【００１０】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガス注入式成形工法を使用した中空部を有する樹脂成形品の成形金型において、ガス注入機構部におけるガスピンの樹脂詰まりを可及的に防止でき、歩留まりを向上させることができるとともに、ガスピンの交換作業に伴なうメンテナンスに際しても、メンテナンス作業を著しく簡素化できる中空部を有する樹脂成形品の成形金型を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、成形上下型の型締後、両金型間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出充填した後、ガス注入機構部を通してキャビティ内にガスを注入し、スピルアウト樹脂を外部に排出することで中空部を形成するようにした中空部を有する樹脂成形品の成形金型において、前記ガス注入機構部は、外部のガス供給系に接続されるとともに、成形下型内に配設され、ガス通路の大半部分を占めるガス管と、成形下型に嵌め込まれる入子に収容され、一方端が上記ガス管の終端と連通し、他方端がキャビティ内に臨むように、上記入子にインサートされたガスピンとから構成されていることを特徴とする。
【００１２】
ここで、ガス注入式成形工法は、中空部を有する樹脂成形品を射出成形工法、モールドプレス成形工法で成形する際、溶融樹脂の射出充填時にキャビティ内にガスを注入して中空部を形成するものであり、本発明による成形方法は、射出成形工法、モールドプレス成形工法等に適用できる。
【００１３】
また、中空部を有する射出成形品としては、上下二分割体からなるドアトリムにおけるドアトリムロアに形成されるポケット開口の縁部、あるいはドアトリムロアの周縁部等、剛性が必要な箇所に重量化やヒケを伴なうことなく所望剛性が必要な部位に設定できる。
【００１４】
更に、成形上型は、昇降シリンダに連結され、所定ストローク上下動可能であり、成形下型は固定側であり、樹脂成形品を成形後、突き出すエジェクタ機構及びマニホールド、ゲート等の樹脂通路が形成されているが、これら樹脂通路は成形上型に設けられても良い。
【００１５】
また、中空部の一方端に対応する部位には、成形下型にガスピン、ガス管とからなるガス注入機構部が設けられている一方、中空部の他方端には、ガス出口部が設定され、ガス出口部には、スピルアウト樹脂を外部に除去するためのスピルアウト機構部が備わっている。
【００１６】
更に、ガス注入機構部におけるガス管は、外部のガス供給系に接続される一方、ガス通路の大半部分を占めるように成形金型に配管されている。また、ガスピンは、その外周をガスピンスリーブにより覆われた状態で入子に収容されており、この入子は、成形下型の型面に設けた凹部内に嵌め込み式に締結用ボルト等により固着されており、ガスピンの一方端は、ガス管の終端と連通し、ガスピンの他方端はキャビティ内に臨んでいる。また、ガスピンとガス管との間には、Ｏリング等が介装され、良好なシール性が確保されている。
【００１７】
そして、本発明に係る成形金型によれば、キャビティ内に溶融樹脂を射出充填した後、更にキャビティ内にガス注入機構部からガスを注入するが、このガス注入機構部の構成として、外部のガス供給系に接続するガス管が成形下型内に配管され、これと連通するガスピンを収容する入子が成形下型に嵌合されるという構成であるため、ガス通路の大半部分をガス管が占めることになる。従って、ガスピンのピン長さを成形下型の上面から下面にかけて長寸に設定する必要がなく、ガスピンのピン長さを短く設定できるため、樹脂詰まりがなく、メンテナンス回数を低減することができる。
【００１８】
更に、ガスピン交換の際のメンテナンス作業としては、成形下型から締結用ボルトを緩めることにより入子を外し、入子からガスピンの交換を行なえば良いため、従来のように成形下型を分解する必要がなく、メンテナンス作業も簡素化できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る中空部を有する樹脂成形品の成形金型の好適な実施の形態について、上下二分割構成の自動車用ドアトリムにおけるドアトリムロアを成形する際に使用する成形金型を例示して説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る成形金型により成形したドアトリムロアを備えた上下二分割タイプの自動車用ドアトリムを示す正面図、図２，図３は同自動車用ドアトリムにおける構成を示す各断面図、図４乃至図６は本発明に係る成形金型の構成を示すもので、図４は全体図、図５はガス注入機構部の構成を示す説明図、図６はスピルアウト機構部の構成を示す説明図である。
【００２１】
まず、図１乃至図３において、本発明方法により製作した自動車用ドアトリム１０の構成について説明する。自動車用ドアトリム１０は、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０との上下二分割体から構成されており、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０の外観上のアクセント効果により優れた外観性能が付与され、かつドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０とは別個の成形金型で成形されるため、成形金型のコンパクト化が可能となっている。
【００２２】
更に詳しくは、ドアトリムアッパー２０は、ドアロック機構のオーナメント機能をもつインサイドハンドルエスカッション１１を備え、プルハンドル１２及びパワーウインドウスイッチ等のスイッチフィニッシャー１３が取り付けられている。また、ドアトリムロア３０は、ポケット開口１４が開設され、そのフロント側にスピーカグリル１５が一体、あるいは別体に設けられている。
【００２３】
上記ドアトリムアッパー２０は、適度の保形性とドアパネルへの取付剛性を備えた樹脂芯材２１と、その表面に一体貼着される表皮２２との積層構造体から構成され、本実施形態では、樹脂芯材２１は、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂の射出成形体、あるいはモールドプレス成形体から構成され、表皮２２は、ＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）シート裏面にポリエチレンフォームが裏打ちされた積層シート材料が使用され、樹脂芯材２１の成形時に一体貼着されている。また、ドアトリムロア３０は、ＰＰ樹脂の射出成形体からなり、所望ならば、製品表面に絞模様等が刻設されていても良い。
【００２４】
次いで、上記ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０とは、両者の接合縁部に沿ってドアトリムロア３０の裏面に溶着用ボス３１が突設され、この溶着用ボス３１に対応して、ドアトリムアッパー２０には取付孔２３が開設され、取付孔２３内に溶着用ボス３１を挿入した後、溶着用ボス３１の先端に超音波溶着カシメ加工を施すことにより、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０とは強固に一体化されている。
【００２５】
更に、図３に示すように、ドアトリムロア３０におけるポケット開口１４の背面側には、ポケットバックカバー１６が取り付けられており、このポケットバックカバー１６は、ドアトリムロア３０の裏面に突設する溶着用ボス３２をポケットバックカバー１６の取付孔１６ａ内に挿入した後、超音波溶着カシメ加工により接合されている。
【００２６】
そして、ポケット開口１４の下縁部においては、特にドアを閉める際、ポケット開口１４の手前側縁部を掴んで操作することがあることから、中空部３３を形成することで、剛性を強化している。
【００２７】
次いで、本発明に係る成形金型４０の構成について、図４乃至図６を基に説明する。図４，図５は成形金型４０のガス注入機構部５０を含む全体構成について示し、図６は同成形金型４０におけるスピルアウト機構部６０の構成について示している。
【００２８】
図４において、成形金型４０は、所定ストローク上下動可能な成形上型４１と、その下側に位置する固定側の成形下型４２とから大略構成されている。上記成形上型４１は、上側プレート４１１に連結する昇降シリンダ４１２の駆動により所定ストローク上下動を行なう。
【００２９】
一方、成形下型４２は、下側プレート４２１の上面にスペーサブロック４２２を介して支持され、図示しない射出機から供給される溶融樹脂がマニホールド４２３、ゲート４２４を通じてキャビティＣ内に射出充填される。尚、符合４２５は、マニホールド４２３のホルダを示し、符合４２６はエジェクタプレートを示す。
【００３０】
ところで、本発明に係る成形金型４０は、ガス注入機構部５０の構成に工夫を加えることで、成形性を高め、かつメンテナンス頻度を低減でき、しかも、メンテナンス作業も簡素化できることが特徴である。
【００３１】
図４に示すように、ガス注入機構部５０は、外部のガス供給系と接続し、成形下型４２に配管されるガス管５１と、入子５２にインサートされているガスピン５３とによりガス通路が形成される。
【００３２】
このガスピン５３をインサートする入子５２は、図５に示すように、成形下型４２の型面の凹部４２７に嵌合され、ガスピン５３は、その外周面に対してガスピンスリーブ５４が包囲する形でインサートされ、ガスピン５３の軸線とガス管５１の軸線とがほぼ同軸上にくるように入子５２が成形下型４２の凹部４２７内に嵌合される。
【００３３】
また、ガスピン５３及びガスピンスリーブ５４の下端側は、それぞれフランジ５３ａ，５４ａが形成され、ガスピンスリーブ５４のフランジ５４ａと成形下型４２の凹部４２７底面との間にＯリング５５が介装され、ガス管５１とガスピン５３との間のシール性が良好に保たれている。すなわち、ガス管５１の終端５１ａがガスピン５３のフランジ５３ａ下面に対峙しているため、ガス管５１から導入されるガスは、ガスピン５３とガスピンスリーブ５４との隙間を通じて侵入し、ガスピン５３の軸方向に沿ってガスが流れ、キャビティＣ内に注入される。尚、上記入子５２は、成形下型４２の凹部４２７内に収容され、締結用ボルト５６を取付孔４２８内に締着することにより固着されている。
【００３４】
更に、上記ガスピン５３及びガスピンスリーブ５４の上端５３ｂ，５４ｂは、ガスピンスリーブ５４の上端５４ｂがガスピン５３の上端５３ｂよりも若干上方に突出し、中空部の樹脂厚みに相当する分、ガスピンスリーブ５４の上端５４ｂがキャビティＣ内に突出するため、図示するように、ドアトリムロア３０の成形時に中空部３３が形成される。
【００３５】
このように、本実施形態におけるガス注入機構部５０の構成としては、ガス通路の大半部分をガス管５１が占めるように成形下型４２にガス管５１を配管し、このガス管５１と連通するようにガスピン５３をインサートした入子５２を成形下型４２に組み込むという構成であるため、従来のガスピンのように、成形下型４２の上面から下面にかけてピン長さを長く設定する必要がなく、ガスピン５３をコンパクト化できることから、ガスピン５３とガスピンスリーブ５４との隙間内に樹脂が入り込み、樹脂詰まりが生じるという不具合を確実に防止できるため、ガスピン交換頻度を少なくできる。
【００３６】
また、ガスピン５３を交換する際には、締結用ボルト５６を緩めて入子５２を成形下型４２から取り外してガスピン５３の交換を行なえば良いため、従来のように、成形下型４２全体を分解する手間が省け、メンテナンス作業を簡素化することができる。
【００３７】
次いで、参考までに、中空部３３を形成するために、上記ガス注入機構部５０を通じてキャビティＣ内にガスを注入した際のスピルアウト樹脂の処理について、図６を基に簡単に説明する。
【００３８】
まず、成形上下型４１，４２が型締めされた後、キャビティＣ内に溶融樹脂Ｍを射出充填したとき、エジェクタピン６５ａが下方位置にあるため、スピルアウトピン６１ａ、スピルアウトゲート６１ｂを通じて第１段階のスピルアウト樹脂Ｓは、スピルアウト樹脂Ｓを収容する第１スペース６２ａ，６２ｂ内に充填される。
【００３９】
このとき、シリンダ６３ａが伸長しているため、シャッター板６３の先端は、成形上下型４１，４２のパーティングラインＰＬ面に接合しているため、スピルアウト樹脂Ｓは第２スペース６４内に流れ込むことはない。
【００４０】
次いで、キャビティＣ内にガスが注入され、ドアトリムロア３０に中空部３３が形成されると同時にシリンダ６３ａが駆動してシャッター板６３が解放され、第１スペース６２と第２スペース６４とが連通することになり、第１スペース６２から第２スペース６４に第２段階のスピルアウト樹脂Ｓが流れ込むことになる。
【００４１】
そして、成形が完了すれば、成形上下型４１，４２が型開きするのと同時に、エジェクタピン６５ａ〜６５ｃが上昇することにより、ドアトリムロア３０及びスピルアウト樹脂Ｓに対して分離操作並びに突き上げ操作することで、ドアトリムロア３０を型外に取り出せば良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明に係る中空部を有する樹脂成形品の成形金型は、キャビティ内に溶融樹脂を射出充填した後、中空部を形成するためにガスを注入するガス注入機構部の構成として、外部のガス供給系と接続するとともに、ガス通路の大半部分を占めるように、成形下型に配管されるガス管と、成形下型に嵌め込まれる入子に収容され、上記ガス管と連通するガスピンとから構成したため、ガスピンのピン長さを短く設定することができ、従来のガスピンに比べ、樹脂詰まりを有効に防止でき、ガスピンの交換頻度を少なくでき、歩留まりを向上させることができるという効果を有する。
【００４３】
また、本発明に係る中空部を有する樹脂成形品の成形金型は、キャビティ内に溶融樹脂を射出充填した後、中空部を形成するためにガスを注入するガス注入機構部の構成として、外部のガス供給系と接続するとともに、ガス通路の大半部分を占めるように、成形下型に配管されるガス管と、成形下型に嵌め込まれる入子に収容され、上記ガス管と連通するガスピンとから構成したため、ガスピンの交換作業については、成形下型から入子を脱着して取り外し、入子に対してガスピンを交換するという簡単な作業で足りるため、従来のように、成形金型を分解するという大掛かりな作業を廃止でき、メンテナンス作業を簡素化できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る成形金型を使用して成形したドアトリムロアを一体化した上下二分割構成の自動車用ドアトリムを示す正面図である。
【図２】図１中ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１中ＩＩＩ  −ＩＩＩ  線断面図である。
【図４】本発明に係る成形金型の一実施形態を示す全体図である。
【図５】図４に示す成形金型におけるガス注入機構部の構成を示す説明図である。
【図６】図４に示す成形金型におけるスピルアウト機構部の構成を示す説明図である。
【図７】従来のドアトリムを示す正面図である。
【図８】従来のドアトリムにおけるドアポケット開口付近の構成を示す説明図である。
【図９】従来のドアトリムにおけるドアトリムロアを成形する成形金型を示す全体図である。
【符号の説明】
１０  自動車用ドアトリム
１４  ポケット開口
２０  ドアトリムアッパー
３０  ドアトリムロア（樹脂成形品）
３１，３２  溶着用ボス
３３  中空部
４０  成形金型
４１  成形上型
４１２  昇降シリンダ
４２  成形下型
４２３  マニホールド
４２４  ゲート
４２７  凹部
４２６  エジェクタプレート
５０  ガス注入機構部
５１  ガス管
５１ａ  終端
５２  入子
５３  ガスピン
５４  ガスピンスリーブ
５５  Ｏリング
５６  締結用ボルト
６０  スピルアウト機構部
６１ａ  スピルアウトピン
６１ｂ  スピルアウトゲート
６２  第１スペース
６３  シャッター板
６４  第２スペース
６５ａ〜６５ｃ  エジェクタピン
Ｍ  溶融樹脂
Ｓ  スピルアウト樹脂
Ｃ  キャビティ
ＰＬ  パーティングライン
【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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