樹脂成形品の成形方法並びに成形装置

【課題】成形金型内に配置したフロート機構により、フランジ形成加工、玉縁形成加工、孔開け加工を行なう樹脂成形品の成形方法並びに成形装置であって、フロート機構の構造を簡素化することで金型の設計自由度を高める。
【解決手段】樹脂成形品２０の成形装置４０は、相互に型締め、型開き可能な成形上下型５０，６０と、成形下型６０の凹部６６内に配置されるフロート機構とから構成され、このフロート機構は、玉縁形成加工用、フランジ形成加工用、孔開け加工用の各フロートブロック７０と、これを支持する膨張・収縮チューブ８０とから構成され、膨張・収縮チューブ８０内に流体供給系８１から流体を充填することで膨張・収縮チューブ８０を膨張させてフロートブロック７０を上方に持ち上げ、フランジ形成加工、玉縁形成加工、孔開け加工を行なう。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドアトリム、ラゲージトリム、トランクトリム等の自動車用内装部品に好適な樹脂成形品の成形方法並びに成形装置に係り、特に、樹脂成形品にフランジ、玉縁あるいはポケット開口等を形成するために成形金型に配置されるフロート機構の構造を簡素化することにより、金型の自由度を高めるとともに、金型強度を強固に維持でき、しかも金型費用も低減できる樹脂成形品の成形方法並びに成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、自動車用内装部品の代表的な部品である自動車用ドアトリムを示す正面図であり、図９は同自動車用ドアトリムの構成を示す断面図である。図面において、ドアトリム１は、図示しないドアパネルの室内面側に装着され、車両内の室内美観を高めるとともに、側突時等、乗員の安全保護を図る機能を備えている。そして、ドアトリム１は、ウエスト部にウエストフランジ２が形成されているとともに、ドアトリム１の外周部の全長、あるいはその一部には、玉縁３加工がなされており、ポケット開口４等の開口部が適宜位置に設けられている。
【０００３】
通常、ドアトリム１を所要形状に成形する際にウエストフランジ２や玉縁３の形成加工及びポケット開口４等の孔開け加工は、同一の成形金型を用いて行なわれる。すなわち、図１０に示すように、成形装置５は、成形上下型６，７から構成されており、成形上型６は昇降シリンダ６ａにより所定ストローク上下動可能であるとともに、成形上型６の下方に位置する成形下型７は、連設する射出機７ａから供給される溶融樹脂Ｍが成形上下型６，７間に形成されるキャビティＣ内に供給される。そのために、成形下型７には、マニホールド７ｂ、ゲート７ｃが設けられている。そして、キャビティＣ内に溶融樹脂Ｍを射出充填して、樹脂成形品（ドアトリム）１を成形する際、ウエストフランジ２、玉縁３、あるいはポケット開口４を同時に形成するために成形下型７には、図１０，図１１に示すように、ウエストフランジ２形成用のフロートブロック８Ａが駆動シリンダ９Ａに上下動可能に支持されているとともに、玉縁３を形成するために、玉縁形成用のフロートブロック８Ｂが同様に駆動シリンダ９Ｂに支持されており、ポケット開口４を孔開け加工するのに使用する孔開け用のフロートブロック８Ｃが同様に駆動シリンダ９Ｃに支持されている。
【０００４】
従って、駆動シリンダ９Ａ，９Ｂ，９Ｃを駆動させて、各フロートブロック８Ａ，８Ｂ，８Ｃを上昇させることで、ウエストフランジ２、玉縁３、ポケット開口４を形成している。尚、フロートブロックをシリンダ駆動する従来例としては、特許文献１に詳細に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５９４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来では、ドアトリム１を成形する成形装置５は、相互に型締め、型開き可能な成形上下型６，７をベースとして、成形下型７に駆動シリンダ９により上下駆動されるフロートブロック８が設けられており、成形上下型６，７の駆動とは別系統の駆動機構によりウエストフランジ２、玉縁３、ポケット開口４を形成していたが、各シリンダ９Ａ，９Ｂ，９Ｃを設置するスペースが必要となり、シリンダ設置スペースにより金型の自由度が大きく制約を受けるという問題点が指摘されている。更に、シリンダを設置するための収容スペースが空洞となるため、金型強度が低下するとともに、設備費用が嵩むという欠点が同時に指摘されている。
【０００７】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、成形上下型の型締めにより画成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出充填することにより、樹脂成形品を成形する際、フランジ、玉縁形成用のフロート機構や、孔開け用のフロート機構の構造を簡素化した成形装置を使用することで、金型自由度及び金型強度を高め、しかもコストダウンを招来できる樹脂成形品の成形方法並びに成形装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者は、フランジ、玉縁形成用、あるいは孔開け用のフロート機構として、従来の油圧シリンダ等のシリンダ機構に替えて、流体をチューブ内に充填、あるいは排出させ、チューブの膨張及び収縮によりフロートブロックを昇降操作することで、フロート機構における構造の簡素化を図れることに着目し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、成形上下型を型締めすることで形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出充填することにより、所要形状の樹脂成形品を成形する樹脂成形品の成形工程と、上記樹脂成形品の外周部に、ウエストフランジ、あるいは玉縁を形成する外周加工工程、またはポケット開口等の開口部を開設する孔開け加工工程とからなる樹脂成形品の成形方法において、前記外周加工工程、あるいは孔開け加工工程は、成形下型の凹部内に膨張・収縮チューブが収容され、その上面にフロートブロックが支持され、膨張・収縮チューブ内に流体供給系から流体を充填し、膨張・収縮チューブを膨張させることでフロートブロックを成形上型の型面に当接するまで上昇させて外周加工、あるいは孔開け加工を行なうようにしたことを特徴とする。
【００１０】
そして、本発明に使用する成形装置は、樹脂成形品を所要形状に成形するとともに、この樹脂成形品の外周にフランジまたは玉縁を形成するか、あるいはポケット開口を開設する樹脂成形品の成形装置において、前記成形装置は、相互に型締め、型開き可能な成形上下型と、樹脂成形品に形成するフランジ、あるいは玉縁もしくはポケット開口に相当して成形下型内に配置されるフロートブロックと、このフロートブロックを所定ストローク上下動可能に支持する膨張・収縮チューブとから構成されていることを特徴とする。
【００１１】
従って、本発明によれば、成形上下型を型締めした後、キャビティ内に溶融樹脂を射出充填して所要形状に樹脂成形品を成形する際、成形下型に配置された膨張・収縮チューブ内に流体供給系から流体を充填して、膨張・収縮チューブを膨張させれば、膨張・収縮チューブの上面に支持されたフロートブロックは成形上型の型面に当接するまで上昇する。そして、このフロートブロックにより、フランジ形成加工、玉縁形成加工、孔開け加工がなされることで、成形と同時に必要な加工を精度良く行なうことができる。また、成形が完了し、成形上型が上昇して、型開きが行なわれる際、膨張・収縮チューブ内の流体が流体排出系から外部に排出されれば、膨張・収縮チューブが収縮状態となり、それに伴ないフロートブロックが下降することで、フロートブロックを元の位置に戻すことができる。
【００１２】
このように、本発明によれば、膨張・収縮チューブ内に流体を供給、あるいは排出して、チューブを膨張・収縮状態に制御することでフロートブロックを昇降操作するというものであるから、従来の油圧シリンダに比べ構造を簡素化することができるとともに、スペース的にも膨張・収縮チューブを収容するスペースだけを確保すれば良いため、金型の設計自由度、加工自由度を高めることができる。更に、シリンダ収容スペースのように大きな空洞が金型に形成されないため、金型強度の大幅な低下を防止でき、しかも、シリンダの使用に比べコスト的にも廉価に実施することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明した通り、本発明に係る樹脂成形品の成形方法並びに成形装置によれば、樹脂成形品に形成するフランジ、玉縁、ポケット開口等に対応して金型に設けるフロート機構として、フロートブロックと、フロートブロックを上下動させる膨張・収縮チューブを使用するという構成であるから、従来の油圧シリンダに比べ、スペースを多く必要としないため、金型の設計自由度、加工自由度を向上させることができるという効果を有する。更に、従来の油圧シリンダに比べ、制御が簡単に行なえるため、廉価に実施できるとともに、シリンダ収容スペースを大きく空洞化させることがないため、金型強度を強固に維持できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る樹脂部品の成形方法並びに成形装置の具体的な実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、念のため付言すれば、本発明の要旨は特許請求の範囲に記載した通りであり、以下に説明する実施例の内容は、本発明の一例を単に示すものに過ぎない。
【実施例】
【００１５】
図１乃至図７は本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明方法により成形してなるドアトリムを示す正面図、図２は同ドアトリムの構成を示す断面図、図３は本発明に係る成形装置の概略構成を示す説明図、図４，図５は同成形装置におけるフロート機構の構成を示す各説明図、図６，図７は本発明方法における樹脂成形品の成形工程を示す各説明図である。
【００１６】
図１，図２において、自動車用ドアトリム１０は、ベースとしての樹脂成形品であるドアトリム本体２０に各種機能部品を装着して構成されている。まず、ドアトリム本体２０の構成について説明する。ドアトリム本体２０は、後述するが、成形型内に溶融樹脂を射出充填することで所望の曲面形状に成形されており、使用する合成樹脂材料としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等がある。
【００１７】
そして、ドアトリム本体２０のウエスト部には、図示しないドアインナーシールを装着するためのウエストフランジ２１が形成されているとともに、ドアトリム本体２０の側縁及び下縁の全長、あるいはその一部には、玉縁２２が形成されている。更に、ドアトリム本体２０の正面ほぼ中央には、乗員が肘を掛けて休めるようにアームレスト２３が室内側に膨出する形状に形成されており、このアームレスト２３の下部側に備品を収容できるポケット開口２４が開設されている。
【００１８】
そして、上述した構成のドアトリム本体２０に対して、中接部中央よりやや前側にインサイドハンドルユニット３０が装着されており、アームレスト２３の上面には、ドア開閉時に使用するプルハンドルユニット３１が装着され、それより前側には、パワーウインドウスイッチ等の操作部を設けたスイッチユニット３２が取り付けられている。また、図２に示すように、ポケット開口２４の背面側には、合成樹脂の射出成形体からなるポケットバックカバー３３が超音波溶着固定、あるいはビス止め固定により取り付けられているとともに、ポケット開口２４のフロント側には、スピーカグリル３４がドアトリム本体２０と一体、あるいは別体に設けられている。
【００１９】
本発明方法を適用して製作したドアトリム１０の構成は以上の通りであるが、ドアトリム１０におけるドアトリム本体２０に形成するウエストフランジ２１、玉縁２２、ポケット開口２４等の加工に使用するフロート機構の構造を簡素化したことが特徴である。次に、図３を基にドアトリム１０におけるドアトリム本体２０を成形する成形装置４０の全体構成について説明する。この成形装置４０は、相互に型締め、型開き可能な成形上型５０、成形下型６０、フロート機構（フロートブロック７０、膨張・収縮チューブ８０からなる）とから大略構成されている。
【００２０】
更に詳しくは、成形上型５０は、昇降シリンダ５１の駆動により所定ストローク上下動可能であるとともに、その下側に位置する成形下型６０は、溶融樹脂Ｍの供給系としての射出機６１が連設され、この射出機６１から供給される溶融樹脂Ｍは、成形下型６０に設けられているマニホールド６２、ゲート６３を通じて成形上下型５０，６０間に形成されるキャビティＣ内に供給される。尚、成形下型６０には、アンダーカット状のウエストフランジ２１を形成するために、直上げコア６４が傾斜ロッド６４ａにより支持され、傾斜ロッド６４ａの下端は、エジェクタプレート６５に取り付けられている。
【００２１】
次いで、成形下型６０に配設されるフロート機構は、図３に示すように、成形下型６０において、玉縁２２を形成するために成形上下型５０，６０のキャビティＣの外周に対応して玉縁形成用のフロートブロック７０Ａが対応する膨張・収縮チューブ８０Ａに支持されており、これら玉縁形成用のフロートブロック７０Ａ、膨張・収縮チューブ８０Ａは、成形下型６０の凹部６６内に収容されている。また、ドアトリム本体２０に形成されるウエストフランジ２１に対応して、フランジ形成用のフロートブロック７０Ｂが対応する膨張・収縮チューブ８０Ｂに支持され、成形下型６０の凹部６６内に収容されている。そして、ドアトリム本体２０に形成されるポケット開口２４に対応して、孔開け用のフロートブロック７０Ｃがこれも膨張・収縮チューブ８０Ｃ上に支持され、凹部６６内に収容されている。
【００２２】
次に、このフロート機構の構成について、玉縁形成用、フランジ形成用、孔開け用の各フロートブロック７０及び膨張・収縮チューブ８０について、図４，図５を基に説明する。図４（ａ）は膨張・収縮チューブ８０の膨張状態、図４（ｂ）は膨張・収縮チューブ８０の収縮状態をそれぞれ示している。すなわち、成形下型６０の凹部６６内にフロートブロック７０、膨張・収縮チューブ８０が収容されるが、具体的には、フロートブロック７０のガイド部７１が凹部６６内で上下方向に立設されたガイド壁６７にガイドされ、このガイド壁６７内に膨張・収縮チューブ８０が収容されている。更に、フロートブロック７０の両側は、引張りコイルバネ７２により常時下方向にバネ付勢されている。
【００２３】
従って、膨張・収縮チューブ８０内に流体が充填されれば、図４（ａ）に示すように、膨張・収縮チューブ８０が膨張して、引張りコイルバネ７２のバネ圧に対してフロートブロック７０を上方に持ち上げ、成形上型５０の型面に当接するまでフロートブロック７０を上昇させる。そして、ウエストフランジ２１、玉縁２２、ポケット開口２４がフロートブロック７０により形成された後、成形上型５０の型開き動作と連繋して、膨張・収縮チューブ８０内の流体が外部に排出される。すなわち、図４（ｂ）に示すように、膨張・収縮チューブ８０内の流体が排出されれば、膨張・収縮チューブ８０が収縮状態となり、引張りコイルバネ７２のバネ圧によりフロートブロック７０はガイド壁６７の上面に当接するまで下降する。ここで、膨張・収縮チューブ８０は、フッ素ゴムやシリコンゴム等の軟質材料から構成されており、チューブ径１０〜３０ｍｍ、チューブ厚み１〜８ｍｍで、膨張・収縮チューブ８０の一方端は、流体供給系８１に接続され、他方端は、流体排出系８２に接続されている（図５参照）。例えば、膨張・収縮チューブ８０の流体供給系８１としては、ブロワ等が使用でき、他方端に接続される流体排出系８２としては、真空ポンプ等の使用が可能であり、流体としては、エア、ガス等の気体、あるいはオイル等の液体が適宜選択されて良い。また、引張りコイルバネ７２に替えて、押圧コイルバネによりフロートブロック７０を下方向に付勢するようにしても良い。
【００２４】
次いで、図６，図７に基づいて、ドアトリム１０におけるドアトリム本体２０の成形方法について説明する。図６に示すように、成形装置４０において、成形上型５０は、昇降シリンダ５１の駆動により下死点まで下降しており、成形上下型５０，６０は、型締めされて両者間でキャビティＣが画成され、このキャビティＣ内に射出機６１、マニホールド６２、ゲート６３を通じて溶融樹脂Ｍが射出充填される。尚、本実施例では、溶融樹脂Ｍとしては、住友ノーブレンＢＵＥ８１Ｅ６（住友化学工業製ポリプロピレン、メルトインデックス＝６５ｇ／１０分）でタルク等のフィラーが適宜割合で混入された複合樹脂材料が使用されている。
【００２５】
そして、キャビティＣ内に溶融樹脂Ｍが射出充填されてドアトリム本体２０が所要形状に成形されるが、この時、成形下型６０の凹部６６内にそれぞれ配置されているフロート機構が連繋して駆動する。すなわち、玉縁形成用のフロートブロック７０Ａ、フランジ形成用のフロートブロック７０Ｂ、孔開け用のフロートブロック７０Ｃがそれぞれ対応する膨張・収縮チューブ８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃの膨張作用により上昇して、成形上型５０の型面に当接して、ウエストフランジ２１、玉縁２２、ポケット開口２４が形成される。図７は、フロートブロック７０が膨張・収縮チューブ８０の膨張作用により上昇した状態を示しており、成形が完了すれば、成形上下型５０，６０が型開きすると同時に、膨張・収縮チューブ８０内の流体が外部に排出されることで、各フロートブロック７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃが下降して元位置に戻る。
【００２６】
このように、本発明に係るドアトリム本体（樹脂成形品）２０の成形方法によれば、従来のシリンダ駆動に替えて、膨張・収縮チューブ８０の膨張作用、収縮作用により、フロートブロック７０の昇降動作を行なうというものであるから、従来の油圧シリンダに比べ制御が簡単であるため、廉価に実施できるとともに、収容スペースも多くとらないため、成形下型６０における設計自由度、加工自由度が向上するとともに、成形下型６０の金型強度も良好に維持できるという作用効果を備えている。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上説明した実施例においては、ドアトリム本体２０の成形と同時にウエストフランジ２１、玉縁２２、ポケット開口２４をそれぞれ対応するフロート機構７０，８０を採用して一体に設けたが、上述した構成以外にも、単一のフロート機構のみを使用することもできる。更に、ドアトリム本体２０に適用したが、樹脂成形品全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る樹脂成形品の成形方法を適用して製作した自動車用ドアトリムを示す説明図である。
【図２】図１中II−II線断面図である。
【図３】図１に示す自動車用ドアトリムにおけるドアトリム本体の成形に使用する成形装置を示す概要図である。
【図４】図３に示す成形装置におけるフロートブロックと膨張・収縮チューブの構成を示す（ａ）チューブ膨張時の状態、（ｂ）チューブ収縮時の状態をそれぞれ示す説明図である。
【図５】図３に示す成形装置に使用するフロート機構における膨張・収縮チューブの構成を示す説明図である。
【図６】本発明に係る樹脂成形品の成形方法を適用したドアトリム本体の成形工程を示す説明図である。
【図７】ドアトリム本体の成形工程におけるフロート機構の動作を示す説明図である。
【図８】従来の自動車用ドアトリムを示す正面図である。
【図９】図８中IX−IX線断面図である。
【図１０】従来のドアトリム本体の成形に使用する成形装置の構成を示す説明図である。
【図１１】従来の成形装置におけるフロート機構の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０自動車用ドアトリム
２０ドアトリム本体（樹脂成形品）
２１ウエストフランジ
２２玉縁
２３アームレスト
２４ポケット開口
３０インサイドハンドルユニット
３１プルハンドルユニット
３２パワーウインドウスイッチユニット
３３ポケットバックカバー
３４スピーカグリル
４０成形装置
５０成形上型
５１昇降シリンダ
６０成形下型
６１射出機
６２マニホールド
６３ゲート
６６凹部
６７ガイド壁
７０フロートブロック
７０Ａ玉縁形成用のフロートブロック
７０Ｂフランジ形成用のフロートブロック
７０Ｃ孔開け用のフロートブロック
７１ガイド部
７２引張りコイルバネ
８０，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ膨張・収縮チューブ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形上下型（５０，６０）を型締めすることで形成されるキャビティ（Ｃ）内に溶融樹脂（Ｍ）を射出充填することにより、所要形状の樹脂成形品（２０）を成形する樹脂成形品（２０）の成形工程と、上記樹脂成形品（２０）の外周部に、ウエストフランジ（２１）、あるいは玉縁（２２）を形成する外周加工工程、またはポケット開口（２４）等の開口部を開設する孔開け加工工程とからなる樹脂成形品（２０）の成形方法において、
前記外周加工工程、あるいは孔開け加工工程は、成形下型（６０）の凹部（６６）内に膨張・収縮チューブ（８０）が収容され、その上面にフロートブロック（７０）が支持され、膨張・収縮チューブ（８０）内に流体供給系（８１）から流体を充填し、膨張・収縮チューブ（８０）を膨張させることでフロートブロック（７０）を成形上型（５０）の型面に当接するまで上昇させて外周加工、あるいは孔開け加工を行なうようにしたことを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
樹脂成形品（２０）を所要形状に成形するとともに、この樹脂成形品（２０）の外周にフランジ（２１）、または玉縁（２２）を形成するか、あるいはポケット開口（２４）を開設する樹脂成形品の成形装置（４０）において、
前記成形装置（４０）は、相互に型締め、型開き可能な成形上下型（５０，６０）と、樹脂成形品（２０）に形成するフランジ（２１）、あるいは玉縁（２２）もしくはポケット開口（２４）に相当して成形下型（６０）内に配置されるフロートブロック（７０）と、このフロートブロック（７０）を所定ストローク上下動可能に支持する膨張・収縮チューブ（８０）とから構成されていることを特徴とする樹脂成形品の成形装置。

【図１】