JP2007223081A

JP2007223081A - 多色樹脂成形装置及び多色成形方法

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Publication number: JP2007223081A
Application number: JP2006044313A
Authority: JP
Inventors: Moichi Akaboshi; 茂一赤星; Katsumi Tanaka; 克己田中; Shinjiro Tomita; 伸二郎冨田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-09-06
Also published as: US20070194488A1

Abstract

【課題】生産性を低下させることなく生産コストを低減し、かつバリの発生を防止する。
【解決手段】型面をもつキャビティコア１を一次成形ステーション２の金型間に挟持して一次成形体(Ａ)を成形し、一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１を二次成形ステーション３の金型間に挟持して二次成形体(Ｂ)を成形する。さらに一次成形体(Ａ)と二次成形体(Ｂ)をもつキャビティコア１を脱型ステーション４に搬送して成形品を脱型する。
キャビティコア１を各ステーションに搬送するため、大型で複雑な成形機が不要となり、汎用の単純な成形機を用いることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、主として射出成形に用いられる多色樹脂成形装置と、その多色樹脂成形装置を用いた多色成形方法に関する。

樹脂製の燃料タンクに溶着によって接合されるブリーザニップルなどの部品は、溶着性に優れた変性ポリエチレン製の外層と、耐燃料透過性に優れたポリアミド製の内層とから形成され、二色成形法によって製造されている。

この二色成形法は、先ず第１の樹脂から一次成形体を形成し、一次成形体を型内に配置した状態で二次成形体を成形する方法であり、種々の方法が行われている。例えば特開平04−296520号公報に記載されたように、一次成形体を脱型して別の金型内に配置し、その状態で二次成形体を成形する方法がある。しかしこの方法では、一次成形体を金型から取り出すために冷えてしまい、二次成形体との接合強度が低下する場合がある。また一次成形体に傷が付いたり、成形収縮によって隙間が発生しバリが発生するという不具合もある。

そこで例えば特開平09−277305号公報などに記載されているように、可動型に一次成形体を保持したまま固定型を交換して、二次成形体を形成する方法が一般に行われている。固定型の交換は可動型のスライド移動によって行われ、この方法はダイスライド方式と称されている。

このダイスライド方式は、例えば図14〜図18に示すように、第１キャビティ 101と第２キャビティ 102をもつ中板 103を可動型 100にスライド移動自在に配置し、先ず第１キャビティ 101にて一次成形体 200を成形する。次に可動型 100を固定型 300から離し、図15に示すように第１キャビティ 101に一次成形体 200を配置した状態で中板 103を図の下方へスライド移動させた後、再び型締めして図16に示す状態とする。そして第１キャビティ 101にて一次成形体 200の表面に二次成形体 201を成形するとともに、第２キャビティ 102にて一次成形体 200を成形する。

再び可動型 100を固定型 300から離し、図17に示すように、一次成形体 200と二次成形体 201とが接合した成形品を第１キャビティ 101から取り出す。そして中板 103を図の上方へスライド移動させ、図18に示すように、第２キャビティ 102にて一次成形体 200の表面に二次成形体 201を成形するとともに、空になった第１キャビティ 101で一次成形体 200を成形する。

したがって上記ダイスライド方式によれば、２個のキャビティ 101、 102を交互に使用することで連続的に二色成形を行うことができ、生産性に優れている。

ところで、可動型 100及び固定型 300あるいは中板 103には、温調用のヒータ、冷却水流路などが形成されているために、必然的に複雑な形状となり大型の成形装置となる。そのため、複雑化によって金型の剛性が低くなるという要因も絡み、型割面にバリが生じるという問題があった。

また図からも理解できるように、ランナー部の長さが長くなるために、成形材料の歩留まりが悪いという問題もある。さらに、射出シリンダを２本配置した特殊な成形機が必要であり、設備コストが高くメンテナンスの工数も大きいという問題がある。
特開平04−296520号特開平09−277305号

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、生産性を低下させることなく生産コストを低減し、かつバリの発生を防止することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の多色樹脂成形装置の特徴は、第１可動型と第１固定型を備え、型面をもつキャビティコアを第１可動型の型面と第１固定型の型面との間に保持し、第１可動型の型面および第１固定型の型面の少なくとも一方とキャビティコアの型面との間に形成された第１キャビティで一次成形体を成形する一次成形ステーションと、
第２可動型と第２固定型を備え、一次成形体をもつキャビティコアを第２可動型の型面と第２固定型の型面との間に保持し、第２可動型の型面および第２固定型の型面の少なくとも一方と一次成形体の表面との間に形成された第２キャビティで二次成形体を成形する二次成形ステーションと、
キャビティコアから一次成形体と二次成形体とよりなる成形品を取り出す脱型ステーションと、
一次成形体をもつキャビティコアを一次成形ステーションから二次成形ステーションへ搬送する第１搬送手段と、成形品をもつキャビティコアを二次成形ステーションから脱型ステーションへ搬送する第２搬送手段と、成形品が取り出され空になったキャビティコアを脱型ステーションから一次成形ステーションへ搬送する第３搬送手段と、を含むことにある。

第１搬送手段、第２搬送手段及び第３搬送手段は、少なくとも二個のキャビティコアを保持可能なハンドをもつロボットであることが望ましい。

また本発明の多色成形方法の特徴は、本発明の多色樹脂成形装置を用い、一次成形ステーションにおいて第１キャビティで一次成形体を成形し、一次成形体をもつキャビティコアを第１搬送手段により二次成形ステーションに搬送して第２キャビティで二次成形体を成形し、一次成形体と二次成形体とよりなる成形品をもつキャビティコアを第２搬送手段により脱型ステーションへ搬送してキャビティコアから成形品を取り出すことにある。

本発明の多色樹脂成形装置及び多色成形方法では、一次成形ステーションにおいて、第１可動型の型面および第１固定型の型面の少なくとも一方とキャビティコアの型面との間に形成された第１キャビティで一次成形体を成形し、一次成形体をキャビティコアごと一次成形ステーションから取り出して二次成形ステーションへ搬送する。そして二次成形ステーションにおいて、第２可動型の型面および第２固定型の型面の少なくとも一方と一次成形体の表面との間に形成された第２キャビティで二次成形体が成形され、その成形品を有するキャビティコアを二次成形ステーションから取り出して脱型ステーションへ搬送する。脱型ステーションではキャビティコアから成形品が脱型され、空になったキャビティコアは再び一次成形ステーションへ搬送される。

したがってキャビティコアが各ステーション間を移動する構成であり、一次成形ステーション及び二次成形ステーションではそれぞれの汎用成形機が用いられるので、金型構造が大型化あるいは複雑化するのが防止される。したがって金型の剛性も高くすることができ、バリの発生を防止することができる。

またランナー部の長さが長くなることもないので、成形材料の歩留まりが向上する。さらに特殊な成形機を用いる必要がなく単純な汎用の成形機を用いることができるので、設備コストを抑制することが可能となりメンテナンスの工数も低減される。

さらに一次成形体を含むキャビティコアを搬送するため、一次成形体そのものを取り出さない。したがって一次成形体が冷えてしまうことがないので、二次成形体との良好な接着性を確保できる。

そして第１搬送手段、第２搬送手段及び第３搬送手段として、少なくとも二個のキャビティコアを保持可能なハンドをもつロボットを採用すれば、３個のキャビティコアを順繰りに使用することで連続的な成形が可能となり、高い生産性を確保することができる。

本発明の多色樹脂成形装置は、一次成形ステーションと、二次成形ステーションと、脱型ステーションとを備え、型面をもつキャビティコアが各搬送手段によって各ステーションに搬送される。

一次成形ステーションは第１可動型と第１固定型を備え、キャビティコアを第１可動型の型面と第１固定型の型面との間に保持して、第１可動型の型面および第１固定型の型面の少なくとも一方とキャビティコアの型面との間に形成された第１キャビティで一次成形体を成形する。

一次成形ステーションにおける成形が完了後、第１可動型と第１固定型が型開きされる。そして一次成形体をもつキャビティコアが取り出され、第１搬送手段によって二次成形ステーションに搬送される。

二次成形ステーションは第２可動型と第２固定型を備え、一次成形体をもつキャビティコアを第２可動型の型面と第２固定型の型面との間に保持して、第２可動型の型面および第２固定型の型面の少なくとも一方と一次成形体の表面との間に形成された第２キャビティで二次成形体を成形する。

一次成形体はキャビティコアと共に移動するので、外気に晒される面積が小さく冷却されにくい。したがって、一次成形体をもつキャビティコアを一次成形ステーションから二次成形ステーションへ速やかに搬送して二次成形体を成形することで、一次成形体と二次成形体との高い接合強度を十分に確保することができる。

二次成形ステーションにおける成形が完了後、第２可動型と第２固定型が型開きされる。そして一次成形体及び二次成形体よりなる成形品をもつキャビティコアが取り出され、第２搬送手段によって脱型ステーションに搬送される。

脱型ステーションでは、一次成形体と二次成形体とよりなる成形品がキャビティコアから取り出される。そして空になったキャビティコアは、第３搬送手段によって一次成形ステーションへ搬送され、再び一次成形体が成形される。

キャビティコアは、一般には温調用のヒータ、冷却水流路などを備えていないので、構造が単純となり搬送が容易である。したがって各搬送手段をロボットから構成することができ工数を低減することができる。各搬送手段にそれぞれロボットを配置してもよいが、各ステーションをほぼ一つの円の円周上にそれぞれ配置し、そのほぼ中心に一台のロボットを回動可能に配置すれば、第１搬送手段、第２搬送手段、第３搬送手段を一台のロボットから構成することができる。

この場合のロボットは、二個のキャビティコアを保持可能なハンドをもつことが好ましい。これにより実施例で説明するように、三個のキャビティコアを用いることで各成形ステーションにおいて並行して成形を行うことができるため、生産効率が著しく向上する。

上記の説明では二色樹脂成形装置の場合を説明したが、二次成形ステーションと脱型ステーションとの間に、三次成形ステーション、四次成形ステーションなどを配置し、それぞれのステーションへキャビティコアを搬送する搬送手段を配置すれば、多色樹脂成形装置とすることができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
図１及び図２に、本実施例の二色樹脂成形装置で成形される成形品を示す。この成形品は樹脂製燃料タンクの外表面に溶着により固定されるものであり、マレイン酸変性ポリエチレンよりなる一次成形体(Ａ)と、一次成形体(Ａ)の内周面に一体的に形成されたポリアミド製の二次成形体(Ｂ)と、から構成されている。一次成形体(Ａ)によって強度及び剛性が確保され、二次成形体(Ｂ)によって耐燃料透過性が確保されている。

また図３に、本実施例で用いたキャビティコア１の斜視図を示す。このキャビティコア１は一対の分割型10と分割型11とからなり、両者の間に第１キャビティ12を構成する型面が形成されている。分割型10と分割型11には、それぞれ２個一対の保持孔13が形成されている。

図４に、本実施例の二色樹脂成形装置を示す。この二色樹脂成形装置は、一次成形ステーション２と、二次成形ステーション３と、脱型ステーション４とからなり、各ステーションはほぼ同一円周上に配置されている。そしてその同一円の中心にはロボット５が回動自在に配置され、ロボット５から延びるロボットアーム50の先端にはロボットハンド51が装着されている。このロボットハンド51が各ステーションとほぼ同一円周上に位置している。

ロボットハンド51は、図５に示すように、キャビティコア１に形成された４個の保持孔13と係合可能な４本の突起52を二組備えている。各組の突起52は、図示しない駆動装置によって互いに近接する方向及び遠ざかる方向へ移動可能に構成され、保持孔13に挿入された後に、互いに近接する方向あるいは遠ざかる方向へ移動することで、キャビティコア１をチャック保持可能となっている。したがってロボットハンド51は、４本一組の突起52にキャビティコア１をそれぞれ保持することで、合計二つのキャビティコア１を保持可能となっている。

そしてロボット５及びロボットアーム50が回動することで、ロボットハンド51に保持されたキャビティコア１を一次成形ステーション２、二次成形ステーション３、脱型ステーション４の各位置に搬送することができる。

図６に示すように、一次成形ステーション２は第１可動型20と第１固定型21とを備え、第１可動型20及び第１固定型21はそれぞれ取付板22、23に固定されている。一方の取付板23には第１射出シリンダ24が当接し、取付板23と第１固定型21との間にはランナ部25が形成され、第１固定型21にはゲート部26が形成されている。

図７に示すように、二次成形ステーション３は第２可動型30と第２固定型31とを備え、第２可動型30及び第２固定型31はそれぞれ取付板32、33に固定されている。一方の取付板33には第２射出シリンダ34が当接し、取付板33と第２固定型31との間にはスプルー部35が形成され、第２固定型31にはゲート部36が形成されている。

上記した本実施例の二色樹脂成形装置にて、図１及び図２に示す成形品を成形する方法を以下に説明する。

先ず図６に示すように第１可動型20と第１固定型21とを型開きした状態で、ロボットハンド51に保持された１個のキャビティコア１が第１可動型20と第１固定型21との間に配置される。キャビティコア１には、成形品のニップル部を成形するための中子型15が予め挿入されいる。

そして型締めによって、図８に示すように、キャビティコア１及び中子型15は第１可動型20と第１固定型21との間に挟持される。その状態で第１射出シリンダ24から溶融状態のポリエチレン樹脂を射出すると、溶融樹脂はランナ部25からゲート部26を通過して第１固定型21の型面とキャビティコア１の型面との間に形成された第１キャビティ12を充填する。これにより、一次成形ステーション２において一次成形体(Ａ)が成形される。

一次成形体(Ａ)がある程度冷却された時に、第１可動型20と中子型15が型開きされ、ロボットハンド51の４本一組の突起52がキャビティコア１の保持孔13に係合することで、一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１を取り出す。この時ロボットハンド51のもう一組の突起52には、脱型ステーション４で受け取った空のキャビティコア１が保持されており、一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１と空のキャビティコア１とを交換する。したがって第１可動型20と第１固定型21との間には空のキャビティコア１が配置され、一次成形ステーション２では次の成形が行われる。一方、一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１は、ロボット５によって二次成形ステーション３へ搬送される。

一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１を図９に示す。中子型15は除去した状態で示している。分割型10と分割型11の間には、第１キャビティ12で形成された一次成形体(Ａ)が保持されている。

二次成形ステーション３では、図７に示すように第２可動型30と第２固定型31とを型開きした状態で、一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１が第２可動型30と第２固定型31との間に配置される。キャビティコア１には、成形品のニップル部を成形するための中子型16が予め挿入される。

そして型締めによって、図10に示すように、一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１及び中子型16は第２可動型30と第２固定型31との間に挟持される。その状態で第２射出シリンダ34から溶融状態のポリアミド樹脂を射出すると、溶融樹脂はスプルー部35からゲート部36を通過して、一次成形体(Ａ)の表面と第２固定型31の型面との間に形成された第２キャビティ37を充填する。これにより、二次成形ステーション３において二次成形体(Ｂ)が成形される。

二次成形体(Ｂ)がある程度冷却された時に第２可動型30と中子型16が型開きされ、ロボットハンド51の一組の突起52がキャビティコア１の保持孔13に係合することで、一次成形体(Ａ)と二次成形体（Ｂ）とからなる成形品をもつキャビティコア１を取り出す。この時ロボットハンド51のもう一組の突起52には一次成形ステーション２から取り出された一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１が保持されており、成形品をもつキャビティコア１と一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１とが交換される。したがって第２可動型30と第２固定型31との間には一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１が配置され、二次成形ステーション３では次の成形が行われる。一方、成形品をもつキャビティコア１は、ロボット５によって脱型ステーション４へ搬送される。

脱型ステーション４では、分割型10と分割型11とを型割することで、キャビティコア１から成形品が脱型される。そして空になったキャビティコア１は再びロボットハンド51に保持され、一次成形ステーション２へ搬送される。一次成形ステーション２では、ロボットハンド51によって一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１が取り出されるとともに、空のキャビティコア１が配置され、次の一次成形が行われる。

すなわち本実施例の二色樹脂成形装置によれば、キャビティコア１が各ステーション間を移動する構成であり、一次成形ステーション２及び二次成形ステーション３ではそれぞれ別の成形機が用いられるので、金型構造が大型化あるいは複雑化するのが防止される。したがって金型の剛性を高くすることができ、バリの発生を防止することができる。

またランナー部の長さが長くなることもないので、成形材料の歩留まりが向上する。さらに特殊な成形機を用いる必要なく単純な汎用の成形機を用いることができるので、設備コストを抑制することが可能となりメンテナンスの工数も低減される。

そして二個のキャビティコア１を保持可能なロボットハンド51をもつロボット５を用いているので、３個のキャビティコア１を順繰りに使用することで、各ステーションにおいて成形及び脱型を並行して行うことが可能となり、高い生産性を確保することができる。

さらに、従来の技術で例示したダイスライド方式では、同じ成形品を成形するために、約 650×1000× 600mm、重量が約１〜２ｔの大型の金型が必要であった。しかし本実施例の装置によれば、一次成形ステーション及び二次成形ステーションの各々における金型が約 350× 400× 300mm、重量が約 300〜350kgとなり、設置スペース及び重量を大きく低減することができた。

また一次成形体（Ａ）そのものを取り出さないので、一次成形体（Ａ）が冷えてしまうことがなく、マレイン酸変性ポリエチレンよりなる一次成形体（Ａ）と、ポリアミドよりなる二次成形体（Ｂ）との良好な接着性を確保できる。

なお実施例１では、中子型15がキャビティコア１に予め挿入された後に、第１可動型20にキャビティコア１が納められる仕様となっているが、これに限られるものではない。例えば、中子型15をシリンダと共に第１可動型20に装着し、キャビティコア１が第１可動型20に納められた後に、シリンダを作動させ中子型15をキャビティコア１の中へスライド挿入する仕様とすることもできる。

（実施例２）
図11に本実施例の二色樹脂成形装置で成形された成形品を示す。この成形品は燃料タンクの外周表面に溶着されるフィラーロアであり、マレイン酸変性ポリエチレンよりなる一次成形体(Ａ)と、一次成形体(Ａ)の内周面に一体的に接合されたポリアミド製の二次成形体(Ｂ)と、から構成されている。一次成形体(Ａ)によって強度及び剛性が確保され、二次成形体(Ｂ)によって耐燃料透過性が確保されている。

この成形品は、基本的に実施例１と同様の二色樹脂成形装置で成形される。一次成形ステーション２における金型の断面図を図12に、二次成形ステーション３における金型の断面図を図13に示す。実施例１と同様の機能をもつ部分は、実施例１と同様の符合を付している。

図12に示す一次成形ステーション２では、第１可動型20と第１固定型21の間にキャビティコア１が挟持されている。第１可動型20及び第１固定型21の型面とキャビティコア１の型面との間には、一次成形体(Ａ)を成形する第１キャビティ12が形成されている。したがって一次成形ステーション２においては、実施例１と同様にして一次成形体(Ａ)が成形され、一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１は二次成形ステーション３へ搬送される。

図13に示す二次成形ステーション３では、第２可動型30と第２固定型31の間に一次成形体(Ａ)をもつキャビティコア１が挟持されている。第２可動型30及び第２固定型31の型面と一次成形体(Ａ)の表面との間には、二次成形体(Ｂ)を成形する第２キャビティ37が形成されている。したがって二次成形ステーション３においては、実施例１と同様にして二次成形体(Ｂ)が成形され、一次成形体(Ａ)と二次成形体(Ｂ)とよりなる成形品をもつキャビティコア１は脱型ステーション４へ搬送されて、実施例１と同様に成形品が脱型される。

すなわち本実施例の二色樹脂成形装置においても、実施例１と同様の作用効果が奏される。

なお上記実施例ではマレイン酸変性ポリエチレンとポリアミドとを成形材料とし、両者の熱反応接着を利用して二色樹脂成形体を形成したが、両成形材料を同種の樹脂から構成し、熱融着により接合することもできる。この場合でも、一次成形体はキャビティコア１と共に搬送されるため、一次成形体の温度低下を抑制することができ、高い接合強度を確保することができる。

本発明の多色樹脂成形装置及び多色成形方法は、射出成形、射出圧縮成形、トランスファ成形などに利用することができる。

本発明の一実施例に係る成形装置で成形された成形品の平面図である。本発明の一実施例に係る成形装置で成形された成形品の断面図である。本発明の一実施例に係る成形装置で用いたキャビティコアの斜視図である。本発明の一実施例に係る成形装置の概略平面図である。本発明の一実施例に係る成形装置で用いたロボットハンドとキャビティコアの斜視図である。本発明の一実施例に係る成形装置の一次成形ステーションで用いた金型を型開き状態で示す断面図である。本発明の一実施例に係る成形装置の二次成形ステーションで用いた金型を型開き状態で示す断面図である。本発明の一実施例に係る成形装置の一次成形ステーションで用いた金型を型締め状態で示す断面図である。本発明の一実施例に係る成形装置の一次成形ステーションで取り出された一次成形体(Ａ)をもつキャビティコアの斜視図である。本発明の一実施例に係る成形装置の二次成形ステーションで用いた金型を型締め状態で示す断面図である。本発明の第２の実施例に係る成形装置で成形された成形品の断面図である。本発明の第２の実施例に係る成形装置の一次成形ステーションで用いた金型を型締め状態で示す断面図である。本発明の第２の実施例に係る成形装置の二次成形ステーションで用いた金型を型締め状態で示す断面図である。従来のダイスライド方式で用いられる金型の断面図である。従来のダイスライド方式で用いられる金型の断面図である。従来のダイスライド方式で用いられる金型の断面図である。従来のダイスライド方式で用いられる金型の断面図である。従来のダイスライド方式で用いられる金型の断面図である。

符号の説明

１：キャビティコア２：一次成形ステーション
３：二次成形ステーション４：脱型ステーション
５：ロボット（搬送手段） 12：第１キャビティ
37：第２キャビティ

Claims

第１可動型と第１固定型を備え、型面をもつキャビティコアを該第１可動型の型面と該第１固定型の型面との間に保持し、該第１可動型の型面および該第１固定型の型面の少なくとも一方と該キャビティコアの型面との間に形成された第１キャビティで該一次成形体を成形する一次成形ステーションと、
第２可動型と第２固定型を備え、該一次成形体をもつ該キャビティコアを該第２可動型の型面と該第２固定型の型面との間に保持し、該第２可動型の型面および該第２固定型の型面の少なくとも一方と該一次成形体の表面との間に形成された第２キャビティで二次成形体を成形する二次成形ステーションと、
該キャビティコアから該一次成形体と該二次成形体とよりなる成形品を取り出す脱型ステーションと、
該一次成形体をもつ該キャビティコアを該一次成形ステーションから該二次成形ステーションへ搬送する第１搬送手段と、該成形品をもつ該キャビティコアを該二次成形ステーションから該脱型ステーションへ搬送する第２搬送手段と、該成形品が取り出され空になった該キャビティコアを該脱型ステーションから該一次成形ステーションへ搬送する第３搬送手段と、を含むことを特徴とする多色樹脂成形装置。
前記第１搬送手段、前記第２搬送手段及び前記第３搬送手段は、少なくとも二個の該キャビティコアを保持可能なハンドをもつロボットである請求項１に記載の多色樹脂成形装置。
請求項１に記載の多色樹脂成形装置を用い、
前記一次成形ステーションにおいて前記第１キャビティで前記一次成形体を成形し、
前記一次成形体をもつ前記キャビティコアを前記第１搬送手段により前記二次成形ステーションに搬送して前記第２キャビティで前記二次成形体を成形し、
前記一次成形体と前記二次成形体とよりなる前記成形品をもつ前記キャビティコアを前記第２搬送手段により前記脱型ステーションへ搬送して前記キャビティコアから前記成形品を取り出すことを特徴とする多色成形方法。