JP2016196115A - ハイブリッド成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス素材の流入によって射出素材の流動が妨げられることを防止することで、プレス成形品と射出成形品を所望の結合状態にすることが可能なハイブリッド成形方法を提供する。
【解決手段】下型１と上型２でプレス成形されるプレス素材１４と射出成形される射出素材１５を結合させるために、下型１のダイレクトゲート６に設けられたテーパ面にインサート栓１３を嵌め合わせ、下型１のダイレクトゲート６上にプレス素材１４を載置し、下型１に向かって上型２を移動させ、上型２が下死点Ｂに到達する直前又は同時に下型１のダイレクトゲート６から射出素材１５を射出する。
【選択図】図７

Description

本発明は、プレス成形品と射出成形品を結合させるハイブリッド成形方法に関するものである。

従来より、プレス成形と射出成形を組み合わせたハイブリッド成形方法が知られている。例えば、下記特許文献１には、ハイブリッド成形方法の１つとして、自動車用内装部品の製造方法が提案されている。

特許文献１に記載の自動車用内装部品の製造方法では、所要形状に成形され、軽量でかつ保形性を有する発泡樹脂基材と、この発泡樹脂基材の裏面に一体化される所定パターン形状の樹脂リブとからなる積層構造体を全体、あるいは一部に採用してなる自動車用内装部品において、前記積層構造体における発泡樹脂基材は、成形上下型間の型締めプレス圧で所要形状に成形される一方、樹脂リブは、成形下型の溝部内に発泡剤を混入した溶融樹脂を射出充填することにより成形される。

そのため、溶融樹脂の冷却固化時において、発泡反応による樹脂リブの膨化と、収縮歪みとが相殺され、発泡樹脂基材と樹脂リブとの境界面がフラット面状に規制される。

特開２００８−５６１８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自動車用内装部品の製造方法において、ＧＭＴ（glass-mat reinforced thermoplastics ）等の流動性が良いプレス素材を使用する場合には、射出素材が充填されるべき空洞にプレス素材が流入することにより、プレス成形品と射出成形品を所望の結合状態にすることが困難であった。

そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、プレス素材の流入によって射出素材の流動が妨げられることを防止することで、プレス成形品と射出成形品を所望の結合状態にすることが可能なハイブリッド成形方法を提供することを課題とする。

この課題を解決するためになされた請求項１に係るハイブリッド成形方法は、下型と上型でプレス成形されるプレス素材と射出成形される射出素材を結合させるハイブリッド成形方法であって、前記下型のダイレクトゲートに設けられたテーパ面にインサート栓を嵌め合わせ、前記下型のダイレクトゲート上に前記プレス素材を載置し、前記下型に向かって前記上型を移動させ、前記上型が下死点に到達する直前又は同時に前記下型のダイレクトゲートから前記射出素材を射出することを特徴とする。

請求項２に係るハイブリッド成形方法は、請求項１に記載するハイブリッド成形方法であって、前記インサート栓の材質が前記射出素材と同じ材質であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載するハイブリッド成形方法であって、前記インサート栓に突設された係止部を前記下型から前記上型に向かわせることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載するハイブリッド成形方法であって、前記インサート栓の係止部がネジ形状であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４に記載するハイブリッド成形方法であって、前記インサート栓に貫通部が設けられたことを特徴とする。

請求項１に係る発明のハイブリッド成形方法では、下型と上型でプレス成形されるプレス素材と射出成形される射出素材を結合させるために、下型のダイレクトゲートに設けられたテーパ面にインサート栓を嵌め合わせ、下型のダイレクトゲート上にプレス素材を載置し、下型に向かって上型を移動させ、上型が下死点に到達する直前又は同時に下型のダイレクトゲートから射出素材を射出する。このような工程により、流動性が良いプレス素材が使用された場合でも、下型のダイレクトゲートにプレス素材が流入することなく射出素材を流動させることができる。

従って、請求項１に係る発明のハイブリッド成形方法は、プレス素材の流入によって射出素材の流動が妨げられることを防止することで、プレス素材と射出素材の境界を制御して、プレス成形されたプレス素材と射出成形された射出素材を所望の結合状態にすることが可能である。

請求項２に係るハイブリッド成形方法では、インサート栓の材質が射出素材と同じ材質であり、射出時の射出素材によってインサート栓が溶融するので、インサート栓と射出素材を一体化することが可能である。

請求項３に係るハイブリッド成形方法では、インサート栓に突設された係止部を下型から上型に向かわせており、プレス素材のプレス時や射出素材の射出時にインサート栓の係止部がプレス素材に食い込むことから、インサート栓とプレス素材を一体化することが可能である。

請求項４に係るハイブリッド成形方法では、インサート栓の係止部がネジ形状であることから、インサート栓とプレス素材とが一体化された後に、インサート栓をプレス素材に対して回動させることにより、インサート栓をプレス素材から容易に外したり付けたりすることが可能である。

請求項５に係るハイブリッド成形方法では、インサート栓に設けられた貫通部に射出素材が充填することから、インサート栓に対する射出素材のアンカー効果が強くなる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド成形方法で使用される下型及び上型を表した断面図である。 同実施形態に係るハイブリッド成形方法で使用される下型、上型及びインサート栓を表した断面図であって、下型のダイレクトゲート付近を拡大して表した断面図である。 同実施形態に係るハイブリッド成形方法で使用される下型、上型及びインサート栓を表した断面図であって、同実施形態に係るハイブリッド成形方法の工程を説明するための断面図である。 同実施形態に係るハイブリッド成形方法で使用される下型、上型、インサート栓及びプレス素材を表した断面図であって、同実施形態に係るハイブリッド成形方法の工程を説明するための断面図である。 同実施形態に係るハイブリッド成形方法で使用される下型、上型、インサート栓及びプレス素材を表した断面図であって、同実施形態に係るハイブリッド成形方法の工程を説明するための断面図である。 同実施形態に係るハイブリッド成形方法で使用される下型、上型、インサート栓、プレス素材及び射出素材を表した断面図であって、同実施形態に係るハイブリッド成形方法の工程を説明するための断面図である。 同実施形態に係るハイブリッド成形方法で使用される下型、上型、インサート栓、プレス素材及び射出素材を表した断面図であって、同実施形態に係るハイブリッド成形方法の工程を説明するための断面図である。 同実施形態に係るハイブリッド成形方法で成形されたハイブリッド成形品を表した断面図である。 第１変更例及び第２変更例のハイブリッド成形方法で使用される下型、上型及びインサート栓を表した断面図である。 第１変更例及び第２変更例のハイブリッド成形方法で使用される下型、上型及びインサート栓を表した断面図であって、下型のダイレクトゲート付近を拡大して表した断面図である。 第１変更例のハイブリッド成形方法で成形されたハイブリッド成形品であり、図１０に対応した断面図である。 第１変更例のハイブリッド成形方法で成形されたハイブリッド成形品であり、図１１の線Ｃ−Ｃを通り図１１に直交する面で切断した断面図である。 第２変更例のハイブリッド成形方法で成形されたハイブリッド成形品であり、図１０に対応した断面図である。 第２変更例のハイブリッド成形方法で成形されたハイブリッド成形品であり、図１３の線Ｄ−Ｄを通り図１３に直交する面で切断した断面図である。

本発明に係るハイブリッド成形方法について、具体化した一実施形態に基づき、図面を参照しつつ詳細に説明する。

本実施形態に係るハイブリッド成形方法では、図１に表されたように、下型１と上型２が使用される。上型２は、上死点Ａと下死点Ｂの間を往復動することにより、下型１に対して接近と離間を繰り返す。

下型１には、スプルー３が設けられる。スプルー３には、２つのランナー４，５とダイレクトゲート６が連通する。ランナー４，５には、ゲート７，８が連通する。

ダイレクトゲート６には、図２に表されたように、段差部９が設けられる。段差部９から下型１の表面１０に渡っては、下型１の表面１０に向かって広がるテーパ面１１が設けられる。テーパ面１１には、テーパ面１１と同じ傾斜角で設けられたテーパ面１２を有するインサート栓１３が嵌め合わされる。インサート栓１３は、ポリプロピレン製である。

以下、本実施形態に係るハイブリッド成形方法の工程を説明する。先ず、図２や図３に表されたように、下型１のダイレクトゲート６に設けられたテーパ面１１にインサート栓１３を嵌め合わせる。次に、図４に表されたように、下型１のダイレクトゲート６上にプレス素材１４を載置する。このとき、インサート栓１３は、下型１のダイレクトゲート６とプレス素材１４とに挟まれる。プレス素材１４には、ＧＭＴ（glass-mat reinforced thermoplastics ）が使用される。

その後、図４及び図５に表されたように、下型１に向かって上型２を移動させることにより、上型２を上死点Ａから下死点Ｂに到達させて、プレス素材１４に対するプレス成形を開始する。

次に、図６に表されたように、上型２が下死点Ｂに到達する直前又は同時に、下型１のスプルー３、ランナー４，５、ダイレクトゲート６及びゲート７，８に射出素材１５を充填し、ダイレクトゲート６及びゲート７，８から射出素材１５を射出して、樹脂成形を開始する。射出素材１５には、インサート栓１３の材質と同じポリプロピレンが使用される。

射出素材１５の射出時には、下型１と上型２の間にある空洞（キャビティ）にゲート７，８を介して射出素材１５が充填されることにより、プレス成形中のプレス素材１４の両端に対して射出素材１５を一体化させる。

さらに、射出素材１５の射出時には、図６及び図７に表されたように、ダイレクトゲート６からインサート栓１３を発射させ、プレス成形中のプレス素材１４に対してインサート栓１３を食い込ませる。このとき、インサート栓１３は、ダイレクトゲート６から射出された射出素材１５に溶け込み、射出素材１５と一体化する。

その後は、上型２を下死点Ｂから上死点Ａに到達させ、図８に表されたハイブリッド成形品１６を下型１と上型２の間から取り出す。ハイブリッド成形品１６では、プレス成形されたプレス素材１４に対して樹脂成形された射出素材１５とインサート栓１３が結合される。

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るハイブリッド成形方法では、下型１と上型２でプレス成形されるプレス素材１４と射出成形される射出素材１５を結合させるため、下型１のダイレクトゲート６に設けられたテーパ面１１にインサート栓１３を嵌め合わせ（図２及び図３参照）、下型１のダイレクトゲート６上にプレス素材１４を載置し（図４参照）、下型１に向かって上型２を移動させ（図５参照）、上型２が下死点Ｂに到達する直前又は同時に下型１のダイレクトゲート６から射出素材１５を射出する（図６参照）。

このような工程により、流動性が良いＧＭＴがプレス素材１４として使用された場合でも、下型１のダイレクトゲート６にプレス素材１４が流入することなく射出素材１５を流動させることができる。

従って、本実施形態に係るハイブリッド成形方法は、プレス素材１４の流入によって射出素材１５の流動が妨げられることを防止することで、プレス素材１４と射出素材１５の境界を制御して、プレス成形されたプレス素材１４と樹脂成形された射出素材１５を所望の結合状態にすることが可能である。

本実施形態に係るハイブリッド成形方法では、インサート栓１３の材質が射出素材１５の材質と同じポリプロピレンであり、射出時の射出素材１５によってインサート栓１３が溶融するので、インサート栓１３と射出素材１５を一体化することが可能である。

尚、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、インサート栓１３に代えて、図９に表されたインサート栓１７を使用してもよい。以下、インサート栓１７を使用したハイブリッド成形方法について説明するが、本実施形態に係るハイブリッド成形方法と共通する部分には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。

インサート栓１７は、ポリアミド製であり、射出素材１５のポリプロピレンとは異なる材質である。図１０に表されたように、インサート栓１７は、下型１のテーパ面１１に嵌め合わされる本体１８と、下型１の表面１０から突出する係止部１９と、下型１のダイレクトゲート６に挿入されるアンカー部２０を有する。アンカー部２０には、貫通部２１が設けられる。

インサート栓１７を使用した場合において、係止部１９として、図１１及び図１２に表された鉤形状の係止部１９Ａが設けられた第１変更例では、ハイブリッド成形品２２が成形される。ハイブリッド成形品２２では、図１１及び図１２に表されたように、アンカー部２０の貫通部２１に射出素材１５が充填され、鉤形状の係止部１９Ａがプレス素材１４に食い込まれる。尚、図１１では、プレス素材１４の一部を切り欠いて、鉤形状の係止部１９Ａが側面視で表されている。

これに対して、係止部１９として、図１３及び図１４に表されたネジ形状の係止部１９Ｂが設けられた第２変更例では、ハイブリッド成形品２３が成形される。ハイブリッド成形品２３では、図１３及び図１４に表されたように、アンカー部２０の貫通部２１に射出素材１５が充填され、ネジ形状の係止部１９Ｂがプレス素材１４に食い込まれる。

図１０に表されたように、インサート栓１７を使用したハイブリッド成形方法では、インサート栓１７に突設された係止部１９を下型１から上型２に向かわせている。従って、プレス素材１４のプレス時や射出素材１５の射出時にインサート栓１７の係止部１９（鉤形状の係止部１９Ａ及びネジ形状の係止部１９Ｂ）がプレス素材１４に食い込むことから（図７、図１１乃至図１４参照）、インサート栓１７とプレス素材１４を一体化することが可能である。

図１１及び図１２に表されたハイブリッド成形品２２や図１３及び図１４に表されたハイブリッド成形品２３では、インサート栓１７に設けられた貫通部２１に射出素材１５が充填することから、インサート栓１７に対する射出素材１５のアンカー効果が強くなる。

図１３及び図１４に表されたハイブリッド成形品２３では、インサート栓１７の係止部１９Ｂがネジ形状であることから、インサート栓１７とプレス素材１４とが一体化された後に、インサート栓１７をプレス素材１４に対して回動させることにより、インサート栓１７をプレス素材１４から容易に外したり付けたりすることが可能である。

１ 下型
２ 上型
６ ダイレクトゲート
１１ テーパ面
１３，１７ インサート栓
１４ プレス素材
１５ 射出素材
１９ 係止部
１９Ｂ ネジ形状の係止部
２１ 貫通部
Ｂ 下死点

Claims (5)

1. 下型と上型でプレス成形されるプレス素材と射出成形される射出素材を結合させるハイブリッド成形方法であって、
   前記下型のダイレクトゲートに設けられたテーパ面にインサート栓を嵌め合わせ、
   前記下型のダイレクトゲート上に前記プレス素材を載置し、
   前記下型に向かって前記上型を移動させ、
   前記上型が下死点に到達する直前又は同時に前記下型のダイレクトゲートから前記射出素材を射出することを特徴とするハイブリッド成形方法。
2. 請求項１に記載するハイブリッド成形方法であって、
   前記インサート栓の材質が前記射出素材と同じ材質であることを特徴とするハイブリッド成形方法。
3. 請求項１に記載するハイブリッド成形方法であって、
   前記インサート栓に突設された係止部を前記下型から前記上型に向かわせることを特徴とするハイブリッド成形方法。
4. 請求項３に記載するハイブリッド成形方法であって、
   前記インサート栓の係止部がネジ形状であることを特徴とするハイブリッド成形方法。
5. 請求項３又は請求項４に記載するハイブリッド成形方法であって、
   前記インサート栓に貫通部が設けられたことを特徴とするハイブリッド成形方法。

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