(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型に間隔を置いて複数のキャビティ面を設けたスライド型を有する固定型と可動型とからなる一対の金型と、該金型を開閉する型締ユニットと、型閉じして形成されるキャビティに溶融樹脂を充填する一次成形用及び二次成形用射出ユニットとを備え、一次成形と二次成形とによって積層品を成形する成形装置であって、
前記射出ユニットのいずれか一方を前記成形装置の軸線方向に進退自在に配置し、他の一方を前記成形装置の軸線方向と交差方向に進退自在に配置するとともに、
前記成形装置の軸線方向と交差方向に進退自在に配置した射出ユニットのノズルが係止する前記スライド型のノズル係止部に、該射出ユニットを着脱可能とするノズル係止手段を設けたことを特徴とする積層品の成形装置。
【請求項２】
前記成形装置の軸線方向に進退自在に配置した射出ユニットを一次成形用とし、軸線方向と交差方向に進退自在に配置した射出ユニットを二次成形用としたことを特徴とする請求項１に記載の積層品の成形装置。
【請求項３】
前記成形装置の軸線方向と交差方向に配置した射出ユニットを一次成形用とし、軸線方向に進退自在に配置した射出ユニットを二次成形用としたことを特徴とする請求項１に記載の積層品の成形装置。
【請求項４】
前記成形装置の軸線方向に進退自在に配置した射出ユニットと前記金型のキャビティを接続する溶融樹脂の流路は、固定型パーティング面に開口部を有して設けた第１流路と可動型パーティング面に設けた第２流路とで形成され、該形成した第１流路と第２流路とを連通するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の積層品の成形装置。
【請求項５】
固定型に間隔を置いて複数のキャビティ面を設けたスライド型を有する一対の金型と、該金型を開閉する型締ユニットと、型閉じして形成されるキャビティに溶融樹脂を充填する一次成形用及び二次成形用射出ユニットとを用い、一次成形と二次成形とによって積層品を成形する成形方法であって、
前記スライド型の所定の成形位置への移動は、前記スライド型が係止された前記いずれかの射出ユニットの移動手段により駆動されて行うことを特徴とする積層品の成形方法。
【請求項６】
前記一次成形用又は二次成形用何れか一方の射出ユニットに、発泡剤が混合された溶融樹脂を用いることを特徴とする請求項５に記載の積層品の成形方法。
【請求項７】
前記固定型の二次成形用キャビティに、金属又は樹脂若しくは天然素材等で予め所定の形状に形成された補用部品をインサートして積層成形することを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれかに記載の積層品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライド型を用いて一次成形と二次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層品を得る成形装置及び成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スライド型を用いて一次成形と二次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層品を得る成形装置及び成形方法は、例えば特許文献１により提案されている。
この成形装置は、可動盤に取付けられた可動型と、固定盤に対し横方向へ並列且つ摺動自在に取付けられた一次成形型及び二次成形型と、可動型に対して一次及び二次成形型を選択的に対向させる移動手段と、成形装置の軸線方向に配置した二次成形用射出ユニットと、成形装置の軸線に交差方向に配置した一次成形用射出ユニットにより構成される。
【０００３】
積層品の成形は、先ず一次成形型と可動型とを対向させて型締した後、一次成形用射出ユニットのノズルを一次成形型のスプルブッシュに当接させて溶融樹脂を充填して一次成形品を成形する。
次に、一次成形品を残した可動型を型開すると共に、移動手段を駆動して二次成形型を可動型に対向させて型締めする。
そして、二次成形用射出ユニットのノズルを二次成形型のスプルブッシュに当接させて溶融樹脂を充填して一次成形品と一体化して積層品を成形している。
【特許文献１】特開平７−１４４３５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来の多層品の成形装置は、固定盤に取付けられスライドする一次成形型及び二次成形型に設けたスプルブッシュとノズルが当接する構成であり、金型をスライドさせる毎にスプルブッシュからノズルを離間させなければならない。このため、ノズルやスプルブッシュから樹脂の漏れ出しや、樹脂が固化して樹脂の流路が閉塞すること等により成形不良が発生していた。
さらに、一次及び二次成形の毎にノズルを移動してスプルブッシュから離間させることから、無駄なサイクル時間を要し、成形サイクルが長くなるという問題を有している。
【０００５】
また、一次成形型及び二次成形型をスライド型として固定盤に配し、スライド型には可動型に対向させるための移動手段を有していることから、成形装置の構造が複雑で価格的に高価となる。
本発明の課題は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、装置が簡略化され安価で、成形サイクル時間が短く、樹脂漏れや樹脂の固化による成形不良を防止した積層品の成形装置及び成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の積層品の成形装置は、固定型に間隔を置いて複数のキャビティ面を設けたスライド型を有する固定型と可動型とからなる一対の金型と、該金型を開閉する型締ユニットと、型閉じして形成されるキャビティに溶融樹脂を充填する一次成形用及び二次成形用射出ユニットとを備え、一次成形と二次成形とによって積層品を成形する成形装置であって、前記射出ユニットのいずれか一方を前記成形装置の軸線方向に進退自在に配置し、他の一方を前記成形装置の軸線方向と交差方向に進退自在に配置するとともに、前記成形装置の軸線方向と交差方向に進退自在に配置した射出ユニットのノズルが係止する前記スライド型のノズル係止部に、該射出ユニットを着脱可能とするノズル係止手段を設けた。
本発明の請求項２に記載の積層品の成形装置は、請求項１に記載の発明において、前記成形装置の軸線方向に進退自在に配置した射出ユニットを一次成形用とし、軸線方向と交差方向に進退自在に配置した射出ユニットを二次成形用とした。
【０００７】
本発明の請求項３に記載の積層品の成形装置は、請求項１に記載の発明において、前記成形装置の軸線方向と交差方向に配置した射出ユニットを一次成形用とし、軸線方向に進退自在に配置した射出ユニットを二次成形用とした。
本発明の請求項４に記載の積層品の成形装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、前記成形装置の軸線方向に進退自在に配置した射出ユニットと前記金型のキャビティを接続する溶融樹脂の流路は、固定型パーティング面に開口部を有して設けた第１流路と可動型パーティング面に設けた第２流路とで形成され、該形成した第１流路と第２流路とを連通するようにした。
【０００８】
本発明の請求項５に記載の積層品の成形方法は、固定型に間隔を置いて複数のキャビティ面を設けたスライド型を有する一対の金型と、該金型を開閉する型締ユニットと、型閉じして形成されるキャビティに溶融樹脂を充填する一次成形用及び二次成形用射出ユニットとを用い、一次成形と二次成形とによって積層品を成形する成形方法であって、前記スライド型の所定の成形位置への移動は、前記スライド型が係止された前記いずれかの射出ユニットの移動手段により駆動されて行うこととした。
【０００９】
本発明の請求項６に記載の積層品の成形方法は、請求項５に記載の発明において、前記一次成形用又は二次成形用何れか一方の射出ユニットに、発泡剤が混合された溶融樹脂を用いることとした。
本発明の請求項７に記載の積層品の成形方法は、請求項５又は請求項６のいずれかに記載の発明において、前記固定型の二次成形用キャビティに、金属又は樹脂若しくは天然素材等で予め所定の形状に形成された補用部品をインサートして積層成形することとした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る積層品の成形装置は、前記射出ユニットのいずれか一方を前記成形装置の軸線方向に進退自在に配置し、他の一方を前記成形装置の軸線方向と交差方向に進退自在に配置するとともに、前記成形装置の軸線方向と交差方向に進退自在に配置した射出ユニットのノズルが係止する前記スライド型のノズル係止部に、該射出ユニットを着脱可能とするノズル係止手段を設け、スライド型が移動してもノズルとスライド型と離間しない構成とした。このため、ノズルや金型から樹脂漏れや樹脂の固化が発生することがなく、成形不良の防止と成形サイクルの短縮ができる。
【００１１】
また、前記成形装置の軸線方向に進退自在に配置した射出ユニットと前記金型のキャビティを接続する溶融樹脂の流路を、スライド型を回避して固定型と可動型パーティング面に設けたので、ノズルを金型に当接した状態でスライド型の移動が行える。このため、ノズルや金型から樹脂漏れや樹脂の固化が発生することがなく、成形不良を防止することができる。
さらに、スライド型の移動手段を固定型に設けないことから、成形装置が簡略化され安価にすることができる。
【００１２】
本発明に係る積層品の成形方法は、スライド型の所定の成形位置への移動は、前記スライド型と前記成形装置の軸線方向と交差方向に配置した射出ユニットが係止された状態で、前記成形装置の軸線方向と交差方向に配置した射出ユニットの移動手段により駆動されて行うこととしたので、従来方法に比べ大きな成形品が得られるという効果を発現し得る。
スライド型の移動に際していずれの射出ユニットのノズルも離間させることがないので、成形サイクルを短縮できる。
【００１３】
また、積層する樹脂に発泡剤を混合した樹脂（発泡剤混合樹脂）を用いるようにしたので、発泡層を備え、ソフト感を有して軽量化され、断熱性や遮音性に優れた積層品を得ることができる。さらに、射出ユニットのノズルを金型から離間させないので、発泡剤混合樹脂の発泡成分が漏れることがなく、高品質な発泡層を備えた積層品を得ることができる。
さらに、金属又は樹脂若しくは天然素材等で予め所定の形状に形成された補用部品をインサートして積層成形するようにしたので、成形品表面が加飾され意匠性に優れた積層品や製品強度が向上した積層品を得ることができる。
ここで補用部品とは、主として成形品の意匠性や強度を向上させる等の目的で用いる加工品をいう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の積層品の成形装置及び成形方法について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲において、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表わすものであるが、本発明は図面に示された情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。なお、以下の記載において、一般的な技術、公知の技術、汎用の技術は省略している。
【００１５】
先ず、図面に基づいて本発明を実施するため形態について説明する。図１〜５は、本発明を実施するための形態に係り、図１は本実施形態による成形装置の全体構成を示す平面図である。  図２は成形装置の軸線方向と交差方向に配置した射出ユニットのノズルとスライド型との係止手段の構成図であり、（ａ）は係止状態を、（ｂ）は係止を解放した状態を示す断面図である。図３はスライド型の移動状態を示す図であり、（ａ）は一次成形状態の正面図、（ｂ）は二次成形状態の正面図である。
図４は一次成形状態を示す要部の断面図であり、図５は二次成形状態を示す要部の断面図である。なお、本実施の形態では成形装置の軸線方向に配置した射出ユニットを一次射出ユニットとし、軸線方向と交差方向に配置した射出ユニットを二次射出ユニットとしてある。以下、図１〜図５に従って説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明の一実施例に使用される成形装置１００は、型締ユニット１０、一次成形用射出ユニット２０、二次成形用射出ユニット３０、金型４０及び図示しない型締ユニット１０と一次成形用射出ユニット２０及び二次成形用射出ユニット３０を制御する制御装置とを備えている。
図１に示す型締ユニット１０は、固定盤１と可動盤２と油圧ポンプを駆動源とする型締シリンダ３とを備え、可動盤２は固定盤１と型締シリンダ３との間に架設されたタイバー４により案内されて、型締シリンダ３のピストンロッド５により固定盤１に対して前後進できる構成となっている。
【００１７】
一次成形用射出ユニット２０は成形装置１００の軸線方向に摺動自在に、又、二次成形用射出ユニット３０は成形装置１００の軸線と交差方向に摺動自在に配され、それぞれの射出ユニット２０、３０は金型４０に形成されたノズル係止部に接離可能とする移動手段を備えた構成となっている。ここで、成形装置１００の軸線と交差方向は、前記軸線に水平且つ、固定盤１に対して平行な方向をいう。
前記いずれの射出ユニットも、スクリュの回転手段によりスクリュが回転されることで、ホッパから供給された樹脂成形材料がバレル内に供給されて加熱溶融され、所定量の溶融樹脂をノズル先端より金型４０内へ射出充填することができる。
【００１８】
金型４０は、固定盤１に取付けられ成形装置１００の軸線と交差方向に摺動自在に配され間隔を置いて複数のキャビティ面を設けたスライド型４２を有する固定型４１と、可動盤２に取付けられ前記複数のキャビティ面と対向して型締される一つのコア面を有する可動型４３とで基本構成される。そして、スライド型４２端面の二次成形用ノズル係止部に、二次成形用射出ユニット３０との着脱を可能とする係止手段５０を有している。
【００１９】
図２に示すように係止手段５０は、スライド型４２端面の二次成形用射出ユニット３０のノズル３２が係止するノズル係止部に取付けられ、係止ブロック５２と駆動シリンダ５１により基本構成される。係止ブロック５２は、駆動シリンダ５１のピストンロッドに取付けられガイド穴に案内されて二次成形用射出ユニット３０のノズル３２を係止する図２（ａ）で示す係止位置と、ノズル３２との係止を解放する図２（ｂ）で示す解放位置との間を移動する。
ノズル３２と係止ブロック５２の係止部は傾斜面で当接する構成としたので、係止した状態でノズル３２がスプルブッシュ４７に押圧され、ノズル３２とスプルブッシュ４の間に隙間が形成されることがない。そして、図２（ａ）で示す係止位置で二次成形用射出ユニット３０を移動させることによって、スライド型４２を所定の成形位置へ移動することができる。
【００２０】
図３に示すように、スライド型４２は、間隔を置いて一次成形用キャビティ面４５と二次成形用キャビティ面４６とを有し、可動型４３と対向する所定の一次成形位置及び二次成形位置との間を二次成形用射出ユニット３０の移動手段により移動される。
一次成形用キャビティ面４５が成形装置の略中心位置で可動型４３と対向する図３（ａ）に示す位置を一次成形位置とし、二次成形用キャビティ面４６が成形装置の略中心位置で可動型４３と対向する図３（ｂ）に示す位置を二次成形位置とした。一次成形位置への移動は、二次成形用射出ユニット３０をスクリュの後退方向へ移動させて行い、二次成形位置への移動は二次成形用射出ユニット３０をスクリュの前進方向へ移動させて行う。
成形が終了して金型を交換する場合やノズル３２を交換する場合には、係止手段５０の係止ブロック５２を移動してノズル３２とスライド型４２との係止を解放することで、二次成形用射出ユニット３０のみを前後に移動させることができる。なお、図３では係止手段５０の図示を省略している。
【００２１】
図４に示すように、スライド型４２と可動型４３が対向して型締されて形成された一次成形用キャビティに溶融樹脂を充填する樹脂の第１流路７１は、パーティング面に開口部７４を有してスライド型４２を回避して固定型４１に形成されている。パーティング面の開口部７４に対向する可動型４３のパーティング面には第２流路７３が形成され、ノズル２２を介して一次成形用射出ユニット２０と一次成形用キャビティとが連通した構成となっている。そして、開口部７４の近傍には流路の開閉手段７２が設けられている。
【００２２】
図５に示すように、一次成形品を保持した可動型４３とスライド型４２が対向して型締されて形成された二次成形用キャビティに溶融樹脂を充填する樹脂流路７６は、パーティング面に開口部７５を有してスライド型４２に形成されている。パーティング面の開口部７５に対向する可動型４３のパーティング面には樹脂流路７８が形成され、ノズル３２を介して二次成形用射出ユニット３０と二次成形用キャビティとが連通した構成となっている。そして、開口部７５の近傍には流路の開閉手段７７が設けられている。
符号８０は、補用部品であって慣用のロボット装置等の手段により二次成形用キャビティ４６に供給され、例えば、吸引手段によりキャビティ面に固定されてインサート成形された状態を示している。
【００２３】
前述した、固定型４０及びスライド型４２に設けた樹脂の流路７１、７６はホットランナで構成され、流路の開閉手段７２、７７はホットチップやバルブゲートが用いられることが好ましい。
また、二次成形用樹脂の充填を可動型４３に設けた樹脂流路７８を介して行い、ゲートの痕跡が成形品の裏面構成としたが、樹脂流路７８の開口部７５が二次成形用キャビティ面４６に形成された構成であっても良い。
【００２４】
次に、本発明に係る積層品の成形方法の一実施例について説明する。先ず、一次成形品の成形工程にて説明する。
まず、二次成形用射出ユニット３０を前進移動させてスライド型４２と当接させた状態で、係止手段５０を駆動してノズル３２とスライド型４２とを係止状態とし、スライド型４２の一次成形用キャビティ面４５を二次成形用射出ユニット３０の移動手段により可動型４３と対向する一次成形位置へ移動させる。その後、型締ピストン５を作動させて可動型４３を固定型４１に型締、可動型４３とスライド型４２との間に一次成形用キャビティが形成される。
【００２５】
次いで、一次成形用射出ユニット２０から所定量の溶融樹脂がノズル２２、スプルブッシュ４８、樹脂の第１流路７１、樹脂流路の開閉手段７２、樹脂の第２流路７３を通って一次成形用キャビティに充填される。この時、樹脂流路の開閉手段７２は開かれている。これにより一次成形品６１を得る。
一次成形後、型締ピストン５を作動させて一次成形品６１を残した可動型４３を固定型４１から離間させる。そして、ノズル３２とスライド型４２とを係止状態のままで、スライド型４２の二次成形用キャビティ面４６を二次成形用射出ユニット３０の移動手段により可動型４３と対向する二次成形位置へ移動させる。この時、一次成形用射出ユニット２０のノズル２２はスプルブッシュ４８に当接した状態を保持する。
【００２６】
スライド型４２が所定の二次成形位置へ移動した後、再び型締ピストン５を作動させて可動型４３を固定型４１に型締することで、可動型４３の一次成形品６１とスライド型４２との間に二次成形用キャビティが形成される。この状態で、二次成形用射出ユニット３０から所定量の溶融樹脂がノズル３２、スプルブッシュ４７、樹脂流路７６、樹脂流路の開閉手段７７、樹脂流路７８を通って二次成形用キャビティに充填する。この時、樹脂流路の開閉手段７７は開かれている。これにより一次成形品６１に二次成形品６２が積層された積層品６０を得る。補用部品８０をインサートして成形する場合には、一次成形後の型開の状態において二次成形用キャビティ面４６に供給しておけば、補用部品８０がインサートされた積層品６０が得られる。
積層品６０を成形した後、型締ピストン５を作動させて可動型４３を固定型４１から離間させ型開を行い、次いで、積層品６０を図示しない押出手段により可動型４３から押出すことで成形を完了する。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態における発泡成形について説明する。一次成形用射出ユニット２０又は二次成形用射出ユニット３０の何れか一方に発泡剤を混合してキャビティ内に充填することにより、発泡層を備えた積層品を得ることができる。例えば、図４に示す一次成形用射出ユニット２０から発泡剤を混合した溶融樹脂が一次成形用キャビティに充填されると、基材が発泡層となった積層品が得られ、又、図５に示す二次成形用射出ユニット３０から発泡剤を混合した溶融樹脂が二次成形用キャビティに充填されると、表層が発泡層となった積層品が得られる。
【００２８】
そして、溶融樹脂に混合する発泡剤は、化学発泡剤や物理発泡剤が用いられる。発泡成形の形態は、キャビティ容積と同量の発泡剤を含む溶融樹脂を充填し、その後キャビティ容積を所定の量拡大して発泡させるフルショット法を用いることが好ましい。また、キャビティ内にガスを所定の圧力で充満させて樹脂を充填するガスカウンタープレッシャー法を前記フルショット法に併用することは発泡層の表面性を向上させる点において更に好ましい。
【００２９】
本発明において、一次成形射出ユニットを成形機の軸線方向に配置し、二次成形射出ユニットを成形機の軸線方向と交差方向に配置する構成としたが、他の実施形態として、一次成形射出ユニットを成形機の軸線方向と交差方向に配置し、二次成形射出ユニットを成形機の軸線方向とに配置した。成形方法の詳細な説明は省略するが、前述した一次成形と二次成形が逆順となる。また、スライド型を用いない場合には何れか一方の射出ユニットを用いて、軸線方向に配置した射出ユニットによる通常の射出成形や軸線方向に配置した射出ユニットによるパーティング面よりの射出成形が可能である。
【００３０】
本発明の実施の形態における金属又は樹脂若しくは天然素材等で予め所定の形状に形成された補用部品のインサート成形について説明する。金属又は樹脂若しくは天然素材等で予め所定の形状に形成された補用部品をキャビティ面にインサートして固定した後、キャビティに溶融樹脂を充填して積層成形する。補用部品をインサートすることにより、成形品の表面が加飾され意匠性に優れた積層品を得ることができる。例えば、図３（ｂ）に示すキャビティ面４６に補用部品を周知の態様で取付け、一次成形品６１を保持した可動型４３を型締する。一次成形品６１と補用部品との間で形成される二次成形キャビティに、二次成形用射出ユニット３０から溶融樹脂を充填することで表面を補用部品で加飾した積層品が得られる。そして、この補用部品のインサート成形において前述した発泡成形が用いられても良い。
【００３１】
前述した補用部品の材料として、金属材料においては鉄鋼やステンレス等の鉄鋼材料、アルミニウム合金や銅合金等の非鉄金属材料が、樹脂材料においてはポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂やユリア樹脂等の熱硬化性樹脂が、また、天然素材においては綿や絹等の繊維、皮革、紙、木材及び石材等公知の素材が好適に用いられる。
また、補用部品の金型への供給は、汎用のロボット装置など慣用の手段を用いることで行うことができる。
【００３２】
以上説明したように、成形装置の軸線に交差する横方向へ移動自在に配され、移動手段を備えたスライド型を用いた従来の成形装置では、金型をスライドさせる毎にスプルブッシュからノズルを離間させる。このため、ノズルやスプルブッシュから樹脂の漏れ出しや、樹脂が固化して樹脂の流路が閉塞すること等により成形不良や、一次及び二次成形毎にノズルを移動してスプルブッシュから離間させることから、無駄なサイクル時間を要し、成形サイクルが長くなる問題を有していた。
本発明による成形装置では、金型をスライドさせるに際してノズルを金型から離間させることのない構成としたので、成形サイクルが短縮できた。また、ノズルを金型から離間させることによる成形不良を防止して、成形コストを低減することができた。そして、スライド型の移動手段を固定型に設けない構成としたので、成形装置が小型化され、特に金型コストを低減することができた。
さらには、補用部品をインサートして成形品の表面が加飾され意匠性に優れた積層品や強度に優れた積層品を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の成形装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の軸線方向と交差方向に配置した射出ユニットのノズルとスライド型との係止手段の構成図であり、（ａ）は係止状態を、（ｂ）は係止を解放した状態を示す断面図である。
【図３】本発明のスライド型の移動状態を示す図で、（ａ）は一次成形状態の正面図、（ｂ）は二次成形状態の正面図である。
【図４】本発明の一次成形状態を示す要部の断面図である。
【図５】本発明の二次成形状態を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  型締ユニット
２０  一次成形用射出ユニット（成形装置の軸線方向に配置）
３０  二次成形用射出ユニット（成形装置の軸線方向と交差方向に配置）
４０  金型
４１  固定型
４２  スライド型
４３  可動型
４５  一次成形用キャビティ面
４６  二次成形用キャビティ面
５０  係止手段
６０  積層品
７１  第１の樹脂流路
７３  第２の樹脂流路
８０  補用部品
１００  成形装置
【図１】
0005151649.tif 000002
【図２】
0005151649.tif 000003
【図３】
0005151649.tif 000004
【図４】
0005151649.tif 000005
【図５】
0005151649.tif 000006