JP2012192604A

JP2012192604A - 射出成形方法

Info

Publication number: JP2012192604A
Application number: JP2011057764A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Suzuki; 浩介鈴木
Original assignee: Kojima Press Industry Co Ltd
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-10-11

Abstract

【課題】基材に対して樹脂部材を射出成形する射出成形方法において、樹脂の射出圧で基材が撓むことに起因するバリの発生を防止する。
【解決手段】本発明は、板状の基材１の両側から射出側の金型２と受け側の金型３とを基材１に対して挟むようにして接触させて、基材１と射出側の金型２と受け側の金型３とで限られて形成されたキャビティＣ内に射出側の金型２を通じて溶融樹脂を射出することにより、基材１に対して樹脂部材４を射出成形する射出成形方法であり、溶融樹脂の射出は、基材と受け側の金型との隙間における少なくとも一箇所において基材を受け側の金型に対して支えながら行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基材に対して樹脂部材を射出成形する射出成形方法に関する。

従来、あらかじめ成形された基材（以下単に基材という）に対して金型を接触させ、基材の一部と金型とで限られたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、リベット、クリップ、リブ等の樹脂部品を成形しながら基材に固定する射出成形方法（以下ダイレクト成形という）が知られている。このダイレクト成形によれば、基材を成形する金型に変更を加えることなく、基材の任意の箇所へ目的とする形状の樹脂部品を自由に成形できる利点がある。また、ダイレクト成形で結合部品を成形することによって２枚の基材を結合すれば、従来要していた組み付け費、両面テープ等の部品費、溶着費等の費用がかからず、低コストに２枚の基材を結合することができる。なお、樹脂部品の樹脂材料としては２２０度程度で溶融するポリプロピレン等の樹脂が使用される。

上述のように、ダイレクト成形法は金型と基材の表面の一部とで成形形状のキャビティを形成することを特徴としている。すなわち、基材の一部が型として機能するため、金型は従来のように２型で対をなして用いる必要はなく、１型のみでもダイレクト成形は成り立つ。しかし、図３（ａ）に示すように、貫通した孔１１１が形成された板状の基材１０１の上面１１２と下面１１３に対して、それぞれ図３（ｂ）のように射出側と受け側の２つの金型１０２、１０３とを挟むようにして接触させることで、キャビティＣを基材１０１の上下に跨らせて構成することもできる。なお、このように２つの金型を用いる構成で行うダイレクト成形については、例えば下記特許文献１に挙げるような２つの金型と射出ノズルとを備えた一般の射出成型機をダイレクト成形機として利用することができる。

特開２００８−２８４７５９号公報

しかしながら、上記のように射出側と受け側の金型１０２、１０３で基材１０１を挟む構成で行うダイレクト成形においては、射出ノズル１２１から溶融樹脂を射出した際に、基材１０１がその射出圧を受けて図３（ｃ）に示すように若干撓んでしまうことがあった。このため、射出側の金型１０２と基材１０１との間に隙間ができ、この隙間に樹脂が入り込むことで図３（ｄ）で実線で囲んで示すようなバリＢ（樹脂漏れ）が成形品に生じるという問題があった。本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、基材に対して樹脂部材を射出成形する射出成形方法において、樹脂の射出圧で基材が撓むことに起因するバリの発生を防止すること課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のように構成される。
本発明の第１の発明は、板状の基材の両側から射出側の金型と受け側の金型とを基材に対して挟むようにして接触させて、基材と射出側の金型と受け側の金型とで限られて形成されたキャビティ内に射出側の金型を通じて溶融樹脂を射出することにより、基材に対して樹脂部材を射出成形する射出成形方法であって、前記の溶融樹脂の射出は、基材と受け側の金型との隙間における少なくとも一箇所において基材を受け側の金型に対して支えながら行われることを特徴とする。

この構成によれば、溶融樹脂の射出中、基材が受け側の金型に対して支えられているため、基材が溶融樹脂の射出圧を受けても撓むことがない。したがって、バリの発生が防止できる。

本発明の第２の発明は、第１の発明の射出成形方法であって、前記の支えは、基材の片面に形成された突起によってなされることを特徴とする。

この構成によれば、溶融樹脂の射出中、基材に形成された突起によって、基材は受け側の金型に対して支えられる。したがって、成形すべき樹脂部材の外形に現れる影響を抑えつつバリの発生が防止できる。

本発明の第３の発明は、第１の発明の射出成形方法であって、前記の支えは、受け側の金型に設けられた突起によってなされることを特徴とする。

この構成によれば、溶融樹脂の射出中、受け側の金型に設けられた突起によって、基材が受け側の金型に対して支えられる。したがって、基材にあらかじめ特別な加工を施すことなくバリの発生が防止できる。

本発明の射出成形方法を実施する第１の形態を示す断面図。本発明の射出成形方法を実施する第２の形態を示す断面図。従来の射出成形方法を示す断面図。

以下に本発明を実施するための第１の形態を、図１を参照しながら説明する。
本発明は、図１（ａ）に示すような一次的に成形された板状の基材１に対して、図１（ｄ）に示すような新たな樹脂部材４（以下単に樹脂部材という）を二次的に射出成形しつつ固定する射出成形方法に関するものである。まず、基材１の成形工程を説明する。図１（ａ）はこの基材１を、後述の孔１１及び突起１４、１４を通る面で切断して示す断面図である。この基材１もまた樹脂製であり、工程は図示しないが通常の射出成形により成形される。

基材１には貫通する孔１１が形成されている。この孔１１は基材１の成形時に形成される。また、この孔１１は、後述のように成形形状のキャビティＣを構成するものであり、射出成形工程において射出された溶融樹脂が基材１の図示上側から下側に至る際に通過する。以下、図示する状態において規定される基材１の上、下の面を、それぞれ上面１２、下面１３とする。

基材１の下面１３には、射出成形中に基材１を支えるためのテーパ形状の突起１４、１４が、基材１に対してほぼ垂直に形成されている。この突起１４、１４は基材１の成形時に一体的に形成されたものである。突起１４、１４が形成される位置は孔１１の近傍の２箇所に設定されている。詳しくは、一方の突起１４は基材１の孔１１から縁１５まで最短で至る経路の途中に設けられ、他方の突起１４は孔１１に対して前記一方の突起１４の対称位置に設けられている。突起１４、１４が基材１から張り出す高さは、後述のキャビティＣ形成時に受け側の金型３の凹面３１にちょうど当接する高さに設定されている。突起１４、１４の幅は、周囲を流れる溶融樹脂の流動を無用に妨げない程度の細さで、かつ、高さ方向にかかる樹脂の射出圧に耐え得る程度に設定されている。また、テーパ形状は受け側の金型３の凹面３１との当接時に先端が潰れない程度で、かつ、樹脂部材４の成形時に埋もれずに表面に現れる先端部が無用に目立たない程度に設定される。
以上のように基材１があらかじめ成形される。

次に、型締めによりキャビティＣを形成する工程を説明する。図１（ｂ）に示すように射出側の金型２と受け側の金型３とを備えたダイレクト成形機が用いられる。射出側の金型２には、図１（ｂ）のように樹脂材料を溶融状態で射出する射出ノズル２１が挿入された状態で設けられている。射出ノズル２１はニードル弁２２を備えており、このニードル弁２２によって直接、射出側の金型２のゲート２３が開閉される。下記の型締めは図示しない油圧シリンダ等の型締手段により射出側の金型２を駆動することによって行われる。

まず、基材１が受け側の金型３上にセットされ、受け側の金型３は基材１の下面１３に対して接触する。このとき、基材の下面１３に形成された突起１４、１４の先端が、受け側の金型３の凹面３１に当接している。これによって基材１が受け側の金型３に対して支えられる。次に、射出側の金型２が駆動され、基材１の上面１２及び受け側の金型３に対して接触する。このとき射出側の金型２のゲート２３は、樹脂が基材１の孔１１を通り下面１３側にも充填されやすいよう孔１１の直上に位置している。

図１（ｂ）は、上記のようにして、基材１に対して射出側と受け側の金型２、３を挟むようにして接触させた型締め状態を示している断面図である。これによって、基材１の一部と、射出側の金型２と、受け側の金型３とによって周囲を限られた、目的とする樹脂部材４の成形形状を有したキャビティＣが形成される。なお、キャビティＣの構成面となる上記の基材１の一部には、基材１の縁１５と孔１１の内面と突起１４、１４の側面も含まれる。

次に、射出成形工程を説明する。前記のように形成されたキャビティＣ内に、射出側の金型２のゲート２３を通じて溶融樹脂が射出される。ゲート２３の位置は孔１１の直上に設定されてはいるが、樹脂は全て孔１１方向に射出されるとは限らず、基材１の上面１２は一部の射出樹脂によって直接的および間接的に射出圧を受ける。また、キャビティＣのうち基材１の上面１２と射出側の金型２との間は、樹脂部材４のうちリベット４１の頭部を成形する部分でありキャビティＣ全体に占める割合は小さい。よって、射出樹脂が基材１の孔１１を通り残りの大部分のキャビティＣに充填される間も、基材１の上面１２は常に射出圧を受けることとなる。この間、基材１は下面１３に形成された突起１４、１４によって受け側の金型３に対して支えられている。図１（ｃ）は、樹脂の充填が完了した状態を示す断面図である。樹脂の充填が完了し射出圧が弱まるとニードル弁２２が閉じる。

次いで、キャビティＣに充填された樹脂が冷却され、前記の型締装置により型開きを行い、成形品が取り出される。図１（ｄ）は金型２、３から取り出された成形品を示す断面図である。基材１上に新たに成形された樹脂部材４は、主として、基材１の下面１３に成形時の熱作用で接着して固定された結合部分と、基材１の縁１５より先を図示左方へ延長する機能部分とを有し、この他にリベット４１部分が基材１の孔１１に跨った状態で形成され基材１と樹脂部材４との結合がより強固となっている。
また、基材１の突起１４、１４は、図１（ｄ）に示すように前記の結合部分に埋もれた状態となるが、その外形は受け側の金型３の凹面３１の形状のみに依存し、基材１に突起１４、１４を設けない場合と変わらない。ただし、突起１４、１４のうち受け側の金型３の凹面３１に当接していた先端部分は埋もれずに表面に現れるため、意匠品質がそれほど重視されない面である必要がある。

本発明を実施するための第１の形態は以上のように構成される。
この構成によれば、溶融樹脂が射出される間に基材１が受け側の金型３に対して支えたれているため、基材１が溶融樹脂の射出圧を受けても基材１が撓むことがない。したがって、バリの発生が防止できる。

また、この構成によれば、溶融樹脂の射出中、基材１に形成された突起１４、１４によって、基材１が受け側の金型３に対して支えられる。したがって、成形すべき樹脂部材４の外形に現れる影響を抑えつつバリの発生が防止できる。

次に、本発明を実施するための第２の形態を、図２を参照しながら説明する。
以下では、前記の第１の実施形態と同様の部分については同一の符号を付すことにより説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
基材１の成形工程において、基材１には貫通する孔１１が形成される。図２（ａ）はこの基材１を、孔１１を通る面で切断して示す断面図である。

射出成形に用いる受け側の金型３の凹面３１には、図２（ｂ）に示すように射出成形中に基材１を支えるためのテーパ形状の突起３２、３２が、当接する基材１に対してほぼ垂直に設けられている。突起３２、３２が設けられる位置は、基材１との接触が行われる際に、基材１の下面１３に対して孔１１の近傍の２箇所で当接するよう設定されている。詳しくは、一方の突起３２は基材１の孔１１から縁１５まで最短で至る経路の途中に当接するよう設けられ、他方の突起３２は孔１１に対して前記一方の突起３２と対称位置に当接するよう設けられている。突起３２、３２が受け側の金型３の凹面３１から張り出す高さは、後述のキャビティＣ形成時に基材１の下面１３にちょうど当接する高さに設定されている。突起３２、３２の幅は、周囲を流れる溶融樹脂の流動を無用に妨げない程度の細さで、かつ、高さ方向にかかる樹脂の射出圧に耐え得る程度に設定されている。また、テーパ形状は突起３２、３２が抜けた跡として樹脂部材４に形成される穴４２、４２が無用に目立つことのない程度に設定される。

キャビティＣを形成する工程において、基材１が受け側の金型３上にセットされ、受け側の金型３が基材１の下面１３に対して接触する際、受け側の金型３の凹面３１に形成された突起３２、３２の先端が、基材１の下面１３に当接した状態となる。これによって基材１が受け側の金型３に対して支えられる。図２（ｂ）は、基材１に対して射出側と受け側の金型２、３を挟むようにして接触させた型締め状態を示している断面図である。
射出成形の工程において、射出ノズルから溶融樹脂が射出される間も、基材１は受け側の金型３の凹面３１に設けられた突起３２、３２によって、受け側の金型３に対して支えられている。図２（ｃ）は、樹脂の充填が完了した状態を示す断面図である。

図２（ｄ）は金型２、３から取り出された成形品を示す断面図である。成形中に受け側の金型３の突起３２、３２があった部分は、図２（ｄ）に示すように、樹脂部材４の結合部分に穴４２、４２として残る。このため、穴４２、４２が生じる面は意匠品質がそれほど重視されない面である必要がある。

本発明を実施するための第２の形態は以上のように構成される。
この構成によれば、溶融樹脂が射出される間に基材１が受け側の金型３に対して支えられているため、基材１が溶融樹脂の射出圧を受けても基材１が撓むことがない。したがって、バリの発生が防止できる。

また、この構成によれば、溶融樹脂の射出中、受け側の金型３に設けられた突起３２、３２によって、基材１が受け側の金型３に対して支えられる。したがって、基材１にあらかじめ特別な加工を施すことなくバリの発生が防止できる。

なお、以上に述べた内容はあくまで本発明を実施するための形態の例であって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
まず、上記の実施形態１及び２では、基材１の突起１４、１４及び受け側の金型３の突起３２、３２はそれぞれ孔１１の近傍の２箇所に設けられるテーパ形状のものであったが、当然これに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において位置、数、形状等を適宜変更可能である。

また、上記の実施形態１及び２では、新たに成形される樹脂部材４が、基材１の下面１３に接する部分から基材１の縁１５より先を延長する部分まで延びる構成であった。よって、基材１の縁１５近傍については下面１３で直接受け側の金型３と接触できず、射出圧を受ける基材１は撓みやすい（図３（ｃ）参照）ため、本発明の基材１の突起１４、１４または受け側の金型３の突起３２、３２を設ける構成は特に有効であった。しかし、基材１の縁１５より先を延長する部分を全く有さず、基材１の下面１３に接する部分のみにとどまるような樹脂部材を成形する構成としても、成形中に基材１の上面１２に溶融樹脂の射出圧を受ける以上、本発明は成立する。

また、上記の実施形態１及び２では、基材１の突起１４、１４および受け側の金型３の突起３２、３２を設けることによって、射出成型中に基材１が受け側の金型３に対して支えられる構成であった。しかし、これらの突起を設けず、キャビティＣを構成する際に基材１と受け側の金型３との隙間において両者に接する支持体を介在させることによって、射出成形中に基材１を受け側の金型３に対して支える構成としてもよい。この場合、この支持体は新たに成形される樹脂部材４に埋もれて一体化する。

また、上記の実施形態１及び２では、基材１は板状の樹脂製素材であったが、これに限定されるものではなく、撓みやすい形状および素材であれば本発明は成立する。また、上記の実施形態１では、突起１４、１４は基材１の成形時に一体的に形成されたものであったが、事後的に独立して成形されてもよい。

１基材
１１孔
１２上面
１３下面
１４突起
１５縁
２金型
２１射出ノズル
２２ニードル弁
２３ゲート
３金型
３１凹面
３２突起
４樹脂部材
４１リベット
４２穴
Ｂバリ
Ｃキャビティ

Claims

板状の基材の両側から射出側の金型と受け側の金型とを基材に対して挟むようにして接触させて、基材と射出側の金型と受け側の金型とで限られて形成されたキャビティ内に射出側の金型を通じて溶融樹脂を射出することにより、基材に対して樹脂部材を射出成形する射出成形方法であって、
前記の溶融樹脂の射出は、基材と受け側の金型との隙間における少なくとも一箇所において基材を受け側の金型に対して支えながら行われることを特徴とする射出成形方法。
請求項１に記載の射出成形方法であって、前記の支えは、基材の片面に形成された突起によってなされることを特徴とする射出成形方法。
請求項１に記載の射出成形方法であって、前記の支えは、受け側の金型に設けられた突起によってなされることを特徴とする射出成形方法。