JP2004223943A - 型内塗装用金型および型内塗装方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成で、確実且つ容易に塗料をシールして成形品の表面が良好に塗装された製品を製造することができる型内塗装用金型および型内塗装方法を提供する。
【解決手段】金型1、2内に形成されるキャビティ3で所定形状の成形品4を成形後、該金型1、2を所定間隔に開いて前記成形品4の表面と前記金型のキャビティ3の表面との間に塗料注入空間5を形成し、該塗料注入空間5に塗料6を注入して前記成形品4の表面に塗料6が塗装された製品を製造するもので、前記成形品4の端部に薄肉形状4aを形成する薄肉形状形成部分10と、前記塗料注入空間5を形成したときに前記成形品4の薄肉形状4aを係止して前記塗料注入空間5がシールされるように、前記成形品4の薄肉形状4aの前記塗料注入空間5側の面に凸部4bを形成する凹部11と、を有する。
【選択図】 図4
【解決手段】金型1、2内に形成されるキャビティ3で所定形状の成形品4を成形後、該金型1、2を所定間隔に開いて前記成形品4の表面と前記金型のキャビティ3の表面との間に塗料注入空間5を形成し、該塗料注入空間5に塗料6を注入して前記成形品4の表面に塗料6が塗装された製品を製造するもので、前記成形品4の端部に薄肉形状4aを形成する薄肉形状形成部分10と、前記塗料注入空間5を形成したときに前記成形品4の薄肉形状4aを係止して前記塗料注入空間5がシールされるように、前記成形品4の薄肉形状4aの前記塗料注入空間5側の面に凸部4bを形成する凹部11と、を有する。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型内塗装用金型および型内塗装方法に関し、特に、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装用金型および型内塗装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造するために、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入することが知られている(たとえば特許文献1や、特許文献2)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−172656号公報
【特許文献2】
特開2002−172657号公報
【0004】
特許文献1における型内塗装用金型は、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの塗装面側外周部内側において副キャビティ内に突出した先端が大きい逆台形状の突起と、該逆台形状の突起に高温部と、を備えていることが開示されている。
また、特許文献1における型内塗装用金型は、前記副キャビティ内に前記逆台形状の突起よりも内側に薄肉部を備えていることが記載されている。
【0005】
そして、特許文献1には、突起は成形品表面と金型キャビティ面との間に注入された塗料が金型の再型締め工程において、副キャビティの外側に漏れ出すのを防止するためのシール機能を果たすことが記載されている。
また、特許文献1には、高温部であるヒータは突起部に侵入してきた塗料を金型キャビティ面温度を高くすることにより瞬時に硬化させて塗料漏れを確実に防止するためのものであることが記載されている。
さらに、特許文献1には、固定金型側に残る成形品は型開きにより可動金型キャビティ面と成形品表面とが離間しようとするが、逆台形状の突起にしっかりと抱きついているので可動金型と一体的に動こうとする。従って、成形品は必然的に変形にすることになる。この変形が副キャビティ成形品側のみで容易に起こるようにするために剛性の低い薄肉部を設け、被覆剤を注入するための微少型開き時に固定金型側に残る成形品の主キャビティ成形部分の変形を防止することが記載されている。
【0006】
一方、特許文献2における型内塗装用金型は、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの反塗装面側外周部内側において該副キャビティ内に進退する可動中子と、該可動中子に対向する位置に高温部と、を備えていることが開示されている。
また、特許文献2における型内塗装用金型は、特許文献1と同様に、前記副キャビティ内に前記逆台形状の突起よりも内側に薄肉部を備えていることや、副キャビティの可動中子40に対向する位置付近に可動金型側に高温部(ヒータ)を配設していることなどが記載されている。
【0007】
特許文献2には、可動中子により成形品の一部を可動金型キャビティ面に押しつけて、微少型開き動作により成形品表面と金型キャビティ面との間に形成された隙間に注入された塗料が金型の再型締め工程において、副キャビティの外側に漏れ出すのを防止するためのシール機能を果たすことが記載されている。そして、この可動中子は、油圧シリンダやサーボ機構等の可動中子用駆動装置に連結されていること、および、この可動中子用駆動装置が制御装置からの制御信号に基づいて可動中子40を前進させることが記載されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1にあっては、シール性を良好とするためには、突起の突出量を大きくする必要がある。そして、特許文献1では、突起を副キャビティ内に突出するように設けているため、突起の突出量を大きくするためには、図8に示すように、副キャビティJの厚さTを増加させる必要がある。副キャビティJの厚さTが増加すると、材料に無駄が生じるだけでなく、得られた熱可塑性樹脂成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤注入機により所定量の被覆剤を注入するために金型を所定間隔に開いたときに、副キャビティ成形部Sが容易に変形しなくなる。そのため、副キャビティJ内に逆台形状の突起Gよりも内側に薄肉部Uを備える必要があるため、金型の形状が複雑となるという問題があった。また、特許文献1においては、塗料漏れを確実に防止するために高温部Hを設ける必要があり、構造が複雑となるという問題があった。そして、突起Gの突出量が大きくなると、その先端がヒータから遠くなって熱が伝播しにくくなり、塗料を硬化させて塗料漏れを防止することが困難となる可能性があるなどの問題があった。
【0009】
一方、上記特許文献2にあっては、特許文献1と同様に、塗料漏れを確実に防止するために高温部を設ける必要があり、さらに、可動中子を駆動するために、油圧シリンダやサーボ機構等の可動中子用駆動装置と、この可動中子用駆動装置を制御するための制御装置を必要とするため、構造が複雑となるなどの問題があった。
【0010】
本発明は、上述した問題を優位に解決するためになされたもので、簡単な構成で、確実且つ容易に塗料をシールして成形品の表面が良好に塗装された製品を製造することができる型内塗装用金型および型内塗装方法を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の型内塗装用金型に係る発明は、上記目的を達成するため、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装用金型であって、前記成形品の端部に薄肉形状を形成する薄肉形状形成部分と、前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間がシールされるように、前記成形品の薄肉形状の前記塗料注入空間側に凸部を形成する凹部と、を有することを特徴とするものである。
また、請求項2の型内塗装用金型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明において、前記薄肉形状に形成された凸部を前記凹部に対して押圧する押圧機構を有することを特徴とするものである。
一方、請求項3の型内塗装方法に係る発明は、上記目的を達成するため、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装方法であって、前記成形品の成形時に、その端部に薄肉形状を形成するとともに、前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間をシールすることが可能な凸部を前記薄肉形状の前記塗料注入空間側に形成することを特徴とするものである。
【0012】
請求項1の発明では、薄肉形状形成部分によって成形品の端部に薄肉形状が形成され、且つ、凹部によって薄肉形状の塗料注入空間側に凸部が形成された成形品が成形される。凹部を金型の薄肉形状形成部分に形成するため、その深さの設定の自由度が大きくなる。その後、金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、この塗料注入空間に塗料を注入する。金型を所定間隔に開くと、成形品の表面と金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間が形成される。このとき、成形品の薄肉部の塗料注入空間側に形成された所定の長さの凸部が金型の凹部に係止されているため、塗料注入空間がシールされた状態となっている。したがって、注入された塗料が塗料注入空間から漏出することが確実に防止される。
請求項2の発明では、請求項1の発明において、金型を所定間隔に開くときに、その開く動作に追従して押圧機構が金型のの開く動作に追従するようにして薄肉形状に形成された凸部を前記凹部に対して押圧する。そのため、成形品の薄肉部の塗料注入空間側に形成された凸部が金型の凹部に確実に係止されるため、シール能力が向上する。
請求項3の発明では、成形品の成形時に、その端部に薄肉形状を形成するとともに、その薄肉形状の塗料注入空間側に凸部を形成する。続いて、成形品を成形した金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成する。このとき、成形品の凸部が金型の凹部に係止されているため、塗料注入空間の端部が確実にシールされ、注入された塗料が塗料注入空間から漏出することが確実に防止される。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を図1〜図5に基づいて詳細に説明する。なお、同一符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の型内塗装用金型は、概略、金型1、2内に形成されるキャビティ3で所定形状の成形品4を成形後、該金型1、2を所定間隔に開いて前記成形品4の表面と前記金型のキャビティ3の表面との間に塗料注入空間5を形成し、該塗料注入空間5に塗料6を注入して前記成形品4の表面に塗料6が塗装された製品を製造するもので、前記成形品4の端部に薄肉形状4aを形成する薄肉形状形成部分10と、前記塗料注入空間5を形成したときに前記成形品4の薄肉形状4aを係止して前記塗料注入空間5がシールされるように、前記成形品4の薄肉形状4aの前記塗料注入空間5側の面に凸部4bを形成する凹部11と、を有するものである。
【0014】
この実施の形態における型内塗装用金型は、図1および図3に示すように、互いに対向して配置された一対の金型1、2により構成されている。ここでは、一方の金型をコア型1と、他方の金型をキャビ型2と称することとする。両金型1、2は、成形機の台盤に取り付けられて、型開閉装置によって型閉じ、成形材料を射出充填するときの型締、塗料注入空間5を形成するための型微開、塗料注入後の型閉じ、製品取り出しのための型開きを制御可能に行うよう相対的に移動される。両金型1、2を型閉じすることにより、その衝合面には所定形状のキャビティ3が形成される。このキャビティ3内には、たとえば、成形材料として熱可塑性樹脂が射出成形機によって射出充填される。
【0015】
この実施の形態では、キャビティ3の図1および図3における上方の一方の面に接続されるように塗料注入装置7がキャビ型2に設けられている。塗料注入空間5には、たとえば、塗料6として熱硬化性樹脂が塗料注入装置7によって注入される。また、図1および図3においては、薄肉形状形成部分10がキャビティ3の塗料注入装置7と反対側となる下方と連通するように示されている。薄肉形状形成部分10は、コア型1の衝合面に比較的浅く形成された凹部と、キャビ型2の衝合面との間により構成されている。薄肉形状形成部分10の厚さは、成形品4がキャビティ3内で成形されてから塗料注入空間5を形成すべく型微開を行ったときに、成形品4の薄肉形状4aが割れることなく曲げられるように変形することが可能なように設定される。
【0016】
ここで、後述するように、成形品4がキャビティ3内で成形されてから塗料注入空間5を形成すべく型微開を行ったときに、成形品4はコア型1に伴ってキャビ型2から離間するように移動する。すなわち、塗料注入空間5は、成形品4とキャビ型2のキャビティ面との間に形成される。したがって、薄肉形状形成部分10で成形された薄肉形状4aの塗料注入空間5側の面は、図における右方の面を指すこととなる。そのため、この実施の形態では、薄肉形状4aの塗料注入空間5側の面に凸部4bを形成するために、キャビ型2の衝合面の、薄肉形状形成部分10の図における下方の端部と対応する位置に凹部11が配設されている。凹部11の深さは、成形品4の薄肉形状4aに形成する凸部4bの長さに応じて、薄肉形状4aの厚さに影響を及ぼすことなく必要に応じて自由に設定することができるが、薄肉形状形成部分10を構成するためにコア型1の衝合面に比較的浅く形成された凹部の厚さに型微開の量を合わせた長さよりも長くなるように設定することが望ましい。
【0017】
なお、図に示した実施の形態では、塗料注入装置7をキャビティ3の上方に配設したが、成形品4の形状に応じてたとえばキャビティ3の略中央に塗料注入装置7を配設することもできる。また、図では、薄肉形状形成部分10および凹部11を下方にしか示していないが、本発明はこの実施の形態を説明するために示した図に限定されることなく、成形品4の形状、塗料6の粘性、塗料注入装置7から注入される塗料6の圧力、あるいは、塗料注入後の型閉じ圧力などに応じて、成形品4の端部の一部または全周にわたって設けることができる。さらに、成形品4がキャビ型2に伴ってコア型1から離間するように移動する場合には、塗料注入空間5が成形品4とコア型1のキャビティ面との間に形成されるため、薄肉形状形成部分10で成形される薄肉形状4aの塗料注入空間5側の面が図における左方の面となるため、凹部11は、コア型1における薄肉形状形成部分10の端部に配設される。
【0018】
次に、本発明の型内塗装方法を、上述したように構成された型内塗装用金型を用いる場合によって、その型内塗装用金型の作動とともに説明する。
本発明の型内塗装方法は、概略、金型1、2内に形成されるキャビティ3で所定形状の成形品4を成形後、該金型1、2を所定間隔に開いて前記成形品4の表面と前記金型のキャビティ3の表面との間に塗料注入空間5を形成し、該塗料注入空間5に塗料6を注入して前記成形品4の表面に塗料6が塗装された製品を製造するもので、前記成形品4の成形時に、その端部に薄肉形状4aを形成するとともに、前記塗料注入空間5を形成したときに前記成形品4の薄肉形状4aを係止して前記塗料注入空間5をシールすることが可能な凸部4bを前記薄肉形状4aの前記塗料注入空間5側に形成するものである。
【0019】
成形品4の表面に塗料6が塗装された製品を製造するに際しては、最初に、両型1、2を相対的に互いに近接させて、型閉じを行う。そして、所定の圧力で型締を行った状態で、両型1、2の衝合面に形成されたキャビティ3、薄肉形状形成部分10、および凹部11内にたとえば熱可塑性樹脂など所定の温度に加熱・溶融化され計量された成形材料を所定の圧力で射出充填し、成形材料を固化するまで冷却して所定形状の成形品を成形する。成形品4の全周または部分的な端部には薄肉形状形成部分10によって薄肉形状4aが形成され、しかも、凹部11によって薄肉形状4aの後に塗料注入空間5が形成される側の面には凸部4bが一体に成形される。
【0020】
次いで、型開閉装置によって型微開を行うと、図4に示すように、凸部4bがキャビ型2の凹部11で成形されたままで係合された状態となっている一方で、上述したように、成形品4がコア型1に伴ってキャビ型2から離間するため、薄肉形状4aが容易に変形して、成形品4とキャビ型2との間に塗料注入空間5が形成される。そして、塗料注入装置7によってたとえば熱硬化性樹脂などの塗料6を塗料注入空間5に注入すると、薄肉形状4aの端部の凸部4bがキャビ型2の凹部11に係合してシールされているため、塗料注入空間5から塗料6が漏出することなく注入される。本発明では、従来の技術(図8を参照)のように副キャビティJ内にシールとして機能させるための突起Gを設けておらず、成形品4自体の薄肉形状4aに凸部4Bを形成することによってシールすることから、薄肉形状4aを不要な厚さに設定する必要がなく、したがって、型内塗装用金型を簡単な構成とすることができ、成形材料の無駄がないとともに、塗料注入空間を形成するときに確実に薄肉形状4aが変形される。塗料6が塗料注入空間5に注入されると、必要に応じて、両型1、2を所定の圧力で型締するとともに、両型1、2の温調手段によって塗料6を加熱してその固化を促進しても良い。
なお、型開閉装置によって型微開を行う際に、成形された成形品4の薄肉形状4aが収縮する。かかる場合には、薄肉形状4aの凸部4bが図の上方に引っ張られることとなり、その上方面が凹部11の下方面と密着して塗料注入空間5が確実にシールされる。このとき、、図5に示すように、薄肉形状4aが収縮することと、形成された塗料注入空間5に塗料が注入されることによって薄肉形状4aが変形することなく薄肉形状形成部分10を構成するコア型1の衝合面の凹部に密着し、凸部4bが凹部11から抜け出る方向に移動するようになる場合がある。しかしながら、凹部11とこれにより成形される凸部4bとの長さが薄肉形状形成部分10を構成するためにコア型1の衝合面に比較的浅く形成された凹部の厚さに型微開の量を合わせた長さよりも長くなるように設定されているため、凸部4bが凹部11から抜け出ることはなく、塗料注入空間5は確実にシールされる。
【0021】
塗料が定着固化すると、成形品4の表面に塗料が良好に塗装がされた製品が製造される。そして、型開閉手段によって両型1、2を互いに相対的に離間させるようにして型開きを行い、製品の製造が完了する。なお、製品の端部に形成された薄肉形状4aおよび凸部4bは、必要に応じて切除することができる。
【0022】
次に、本発明の型内塗装用金型の別の実施の形態を図6および図7に基づいて説明する。この実施の形態における型内塗装用金型は、概略、上述した実施の形態に加えて、塗料注入空間5を形成するために互いに離間するよう相対移動する金型1、2に応じて前記薄肉形状4aに形成された凸部4bを前記凹部11に対して押圧する押圧機構12を有するものである。
【0023】
上述したように、この実施の形態では、薄肉形状4aの塗料注入空間5側の面に凸部4bを形成するための凹部11がキャビ型2に配設されているため、押圧機構12は、コア型1に配設されている。押圧機構12は、コア型1に形成された有底穴13と、有底穴13に嵌挿された押圧部材14と、押圧部材14をコア型1から突出させるように付勢するバネ部材15と、押圧部材14のコア型1からの突出量(長さ)を規制する規制部材16と、により構成されている。有底穴13は、保持した押圧部材14の先端面がキャビ型2の凹部11にかかるように配設されている。押圧部材14の中央には孔17が貫通するように形成されている。孔は、規制部材としてのボルト16の軸部が挿通される小径の部分と、ボルト16のヘッドを収容する大径の部分とを有しており、小径と大径の部分の境界には、ボルト16のヘッドが衝合されて押圧部材14の突出を規制する(図7を参照)段部が形成されている。
【0024】
このように構成された押圧機構12では、図6に示すように、成形品を成形するときには、押圧部材14がキャビ型2に当接されて、バネ部材15の付勢に抗して有底穴13の内部に収容されている。そして、図7に示すように、成形品4がキャビティ3内で成形されてから塗料注入空間5を形成すべく型微開を行ったときには、上述したように、成形品4がコア型1に伴ってキャビ型2から離間するように移動する一方で、バネ部材15の付勢により、その型微開に追従して押圧部材14がコア型1の有底穴13から突出されて、成形品4の薄肉形状4aに形成された凸部4bをキャビ型の凹部から抜け出ないように押圧して塗料注入空間5のシールを確実なものとすることができる。
【0025】
【発明の効果】
発明によれば、簡単な構成で、確実且つ容易に塗料をシールして成形品の表面が良好に塗装された製品を製造することができる型内塗装用金型および型内塗装方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を示したもので、所定の形状の成形品を成形した状態を説明するための概念図である。
【図2】図1の円で示した部分の部分拡大図である。
【図3】図1の状態から型微開を行って、塗料注入空間を形成した状態を説明するための概念図である。
【図4】図3の円で示した部分の部分拡大図である。
【図5】図3の円で示した部分の、図4と別の状態を示す部分拡大図である。
【図6】本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を示したもので、型閉じした状態を説明するための部分拡大図である。
【図7】図6の状態から型微開を行って、塗料注入空間を形成した状態を説明するための部分拡大図である。
【図8】従来の技術を説明するための部分拡大図である。
【符号の説明】
1 型
2 型
3 キャビティ
4 成形品
4a 薄肉形状
4b 凸部
5 塗料注入空間
6 塗料
7 塗料注入装置
10 薄肉形状形成部分
11 凹部
12 押圧機構
13 有底穴
14 押圧部材
15 バネ部材
16 規制部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、型内塗装用金型および型内塗装方法に関し、特に、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装用金型および型内塗装方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造するために、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入することが知られている(たとえば特許文献1や、特許文献2)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−172656号公報
【特許文献2】
特開2002−172657号公報
【0004】
特許文献1における型内塗装用金型は、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの塗装面側外周部内側において副キャビティ内に突出した先端が大きい逆台形状の突起と、該逆台形状の突起に高温部と、を備えていることが開示されている。
また、特許文献1における型内塗装用金型は、前記副キャビティ内に前記逆台形状の突起よりも内側に薄肉部を備えていることが記載されている。
【0005】
そして、特許文献1には、突起は成形品表面と金型キャビティ面との間に注入された塗料が金型の再型締め工程において、副キャビティの外側に漏れ出すのを防止するためのシール機能を果たすことが記載されている。
また、特許文献1には、高温部であるヒータは突起部に侵入してきた塗料を金型キャビティ面温度を高くすることにより瞬時に硬化させて塗料漏れを確実に防止するためのものであることが記載されている。
さらに、特許文献1には、固定金型側に残る成形品は型開きにより可動金型キャビティ面と成形品表面とが離間しようとするが、逆台形状の突起にしっかりと抱きついているので可動金型と一体的に動こうとする。従って、成形品は必然的に変形にすることになる。この変形が副キャビティ成形品側のみで容易に起こるようにするために剛性の低い薄肉部を設け、被覆剤を注入するための微少型開き時に固定金型側に残る成形品の主キャビティ成形部分の変形を防止することが記載されている。
【0006】
一方、特許文献2における型内塗装用金型は、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの反塗装面側外周部内側において該副キャビティ内に進退する可動中子と、該可動中子に対向する位置に高温部と、を備えていることが開示されている。
また、特許文献2における型内塗装用金型は、特許文献1と同様に、前記副キャビティ内に前記逆台形状の突起よりも内側に薄肉部を備えていることや、副キャビティの可動中子40に対向する位置付近に可動金型側に高温部(ヒータ)を配設していることなどが記載されている。
【0007】
特許文献2には、可動中子により成形品の一部を可動金型キャビティ面に押しつけて、微少型開き動作により成形品表面と金型キャビティ面との間に形成された隙間に注入された塗料が金型の再型締め工程において、副キャビティの外側に漏れ出すのを防止するためのシール機能を果たすことが記載されている。そして、この可動中子は、油圧シリンダやサーボ機構等の可動中子用駆動装置に連結されていること、および、この可動中子用駆動装置が制御装置からの制御信号に基づいて可動中子40を前進させることが記載されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1にあっては、シール性を良好とするためには、突起の突出量を大きくする必要がある。そして、特許文献1では、突起を副キャビティ内に突出するように設けているため、突起の突出量を大きくするためには、図8に示すように、副キャビティJの厚さTを増加させる必要がある。副キャビティJの厚さTが増加すると、材料に無駄が生じるだけでなく、得られた熱可塑性樹脂成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤注入機により所定量の被覆剤を注入するために金型を所定間隔に開いたときに、副キャビティ成形部Sが容易に変形しなくなる。そのため、副キャビティJ内に逆台形状の突起Gよりも内側に薄肉部Uを備える必要があるため、金型の形状が複雑となるという問題があった。また、特許文献1においては、塗料漏れを確実に防止するために高温部Hを設ける必要があり、構造が複雑となるという問題があった。そして、突起Gの突出量が大きくなると、その先端がヒータから遠くなって熱が伝播しにくくなり、塗料を硬化させて塗料漏れを防止することが困難となる可能性があるなどの問題があった。
【0009】
一方、上記特許文献2にあっては、特許文献1と同様に、塗料漏れを確実に防止するために高温部を設ける必要があり、さらに、可動中子を駆動するために、油圧シリンダやサーボ機構等の可動中子用駆動装置と、この可動中子用駆動装置を制御するための制御装置を必要とするため、構造が複雑となるなどの問題があった。
【0010】
本発明は、上述した問題を優位に解決するためになされたもので、簡単な構成で、確実且つ容易に塗料をシールして成形品の表面が良好に塗装された製品を製造することができる型内塗装用金型および型内塗装方法を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の型内塗装用金型に係る発明は、上記目的を達成するため、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装用金型であって、前記成形品の端部に薄肉形状を形成する薄肉形状形成部分と、前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間がシールされるように、前記成形品の薄肉形状の前記塗料注入空間側に凸部を形成する凹部と、を有することを特徴とするものである。
また、請求項2の型内塗装用金型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明において、前記薄肉形状に形成された凸部を前記凹部に対して押圧する押圧機構を有することを特徴とするものである。
一方、請求項3の型内塗装方法に係る発明は、上記目的を達成するため、金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装方法であって、前記成形品の成形時に、その端部に薄肉形状を形成するとともに、前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間をシールすることが可能な凸部を前記薄肉形状の前記塗料注入空間側に形成することを特徴とするものである。
【0012】
請求項1の発明では、薄肉形状形成部分によって成形品の端部に薄肉形状が形成され、且つ、凹部によって薄肉形状の塗料注入空間側に凸部が形成された成形品が成形される。凹部を金型の薄肉形状形成部分に形成するため、その深さの設定の自由度が大きくなる。その後、金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、この塗料注入空間に塗料を注入する。金型を所定間隔に開くと、成形品の表面と金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間が形成される。このとき、成形品の薄肉部の塗料注入空間側に形成された所定の長さの凸部が金型の凹部に係止されているため、塗料注入空間がシールされた状態となっている。したがって、注入された塗料が塗料注入空間から漏出することが確実に防止される。
請求項2の発明では、請求項1の発明において、金型を所定間隔に開くときに、その開く動作に追従して押圧機構が金型のの開く動作に追従するようにして薄肉形状に形成された凸部を前記凹部に対して押圧する。そのため、成形品の薄肉部の塗料注入空間側に形成された凸部が金型の凹部に確実に係止されるため、シール能力が向上する。
請求項3の発明では、成形品の成形時に、その端部に薄肉形状を形成するとともに、その薄肉形状の塗料注入空間側に凸部を形成する。続いて、成形品を成形した金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成する。このとき、成形品の凸部が金型の凹部に係止されているため、塗料注入空間の端部が確実にシールされ、注入された塗料が塗料注入空間から漏出することが確実に防止される。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を図1〜図5に基づいて詳細に説明する。なお、同一符号は、同様または相当する部分を示すものとする。
本発明の型内塗装用金型は、概略、金型1、2内に形成されるキャビティ3で所定形状の成形品4を成形後、該金型1、2を所定間隔に開いて前記成形品4の表面と前記金型のキャビティ3の表面との間に塗料注入空間5を形成し、該塗料注入空間5に塗料6を注入して前記成形品4の表面に塗料6が塗装された製品を製造するもので、前記成形品4の端部に薄肉形状4aを形成する薄肉形状形成部分10と、前記塗料注入空間5を形成したときに前記成形品4の薄肉形状4aを係止して前記塗料注入空間5がシールされるように、前記成形品4の薄肉形状4aの前記塗料注入空間5側の面に凸部4bを形成する凹部11と、を有するものである。
【0014】
この実施の形態における型内塗装用金型は、図1および図3に示すように、互いに対向して配置された一対の金型1、2により構成されている。ここでは、一方の金型をコア型1と、他方の金型をキャビ型2と称することとする。両金型1、2は、成形機の台盤に取り付けられて、型開閉装置によって型閉じ、成形材料を射出充填するときの型締、塗料注入空間5を形成するための型微開、塗料注入後の型閉じ、製品取り出しのための型開きを制御可能に行うよう相対的に移動される。両金型1、2を型閉じすることにより、その衝合面には所定形状のキャビティ3が形成される。このキャビティ3内には、たとえば、成形材料として熱可塑性樹脂が射出成形機によって射出充填される。
【0015】
この実施の形態では、キャビティ3の図1および図3における上方の一方の面に接続されるように塗料注入装置7がキャビ型2に設けられている。塗料注入空間5には、たとえば、塗料6として熱硬化性樹脂が塗料注入装置7によって注入される。また、図1および図3においては、薄肉形状形成部分10がキャビティ3の塗料注入装置7と反対側となる下方と連通するように示されている。薄肉形状形成部分10は、コア型1の衝合面に比較的浅く形成された凹部と、キャビ型2の衝合面との間により構成されている。薄肉形状形成部分10の厚さは、成形品4がキャビティ3内で成形されてから塗料注入空間5を形成すべく型微開を行ったときに、成形品4の薄肉形状4aが割れることなく曲げられるように変形することが可能なように設定される。
【0016】
ここで、後述するように、成形品4がキャビティ3内で成形されてから塗料注入空間5を形成すべく型微開を行ったときに、成形品4はコア型1に伴ってキャビ型2から離間するように移動する。すなわち、塗料注入空間5は、成形品4とキャビ型2のキャビティ面との間に形成される。したがって、薄肉形状形成部分10で成形された薄肉形状4aの塗料注入空間5側の面は、図における右方の面を指すこととなる。そのため、この実施の形態では、薄肉形状4aの塗料注入空間5側の面に凸部4bを形成するために、キャビ型2の衝合面の、薄肉形状形成部分10の図における下方の端部と対応する位置に凹部11が配設されている。凹部11の深さは、成形品4の薄肉形状4aに形成する凸部4bの長さに応じて、薄肉形状4aの厚さに影響を及ぼすことなく必要に応じて自由に設定することができるが、薄肉形状形成部分10を構成するためにコア型1の衝合面に比較的浅く形成された凹部の厚さに型微開の量を合わせた長さよりも長くなるように設定することが望ましい。
【0017】
なお、図に示した実施の形態では、塗料注入装置7をキャビティ3の上方に配設したが、成形品4の形状に応じてたとえばキャビティ3の略中央に塗料注入装置7を配設することもできる。また、図では、薄肉形状形成部分10および凹部11を下方にしか示していないが、本発明はこの実施の形態を説明するために示した図に限定されることなく、成形品4の形状、塗料6の粘性、塗料注入装置7から注入される塗料6の圧力、あるいは、塗料注入後の型閉じ圧力などに応じて、成形品4の端部の一部または全周にわたって設けることができる。さらに、成形品4がキャビ型2に伴ってコア型1から離間するように移動する場合には、塗料注入空間5が成形品4とコア型1のキャビティ面との間に形成されるため、薄肉形状形成部分10で成形される薄肉形状4aの塗料注入空間5側の面が図における左方の面となるため、凹部11は、コア型1における薄肉形状形成部分10の端部に配設される。
【0018】
次に、本発明の型内塗装方法を、上述したように構成された型内塗装用金型を用いる場合によって、その型内塗装用金型の作動とともに説明する。
本発明の型内塗装方法は、概略、金型1、2内に形成されるキャビティ3で所定形状の成形品4を成形後、該金型1、2を所定間隔に開いて前記成形品4の表面と前記金型のキャビティ3の表面との間に塗料注入空間5を形成し、該塗料注入空間5に塗料6を注入して前記成形品4の表面に塗料6が塗装された製品を製造するもので、前記成形品4の成形時に、その端部に薄肉形状4aを形成するとともに、前記塗料注入空間5を形成したときに前記成形品4の薄肉形状4aを係止して前記塗料注入空間5をシールすることが可能な凸部4bを前記薄肉形状4aの前記塗料注入空間5側に形成するものである。
【0019】
成形品4の表面に塗料6が塗装された製品を製造するに際しては、最初に、両型1、2を相対的に互いに近接させて、型閉じを行う。そして、所定の圧力で型締を行った状態で、両型1、2の衝合面に形成されたキャビティ3、薄肉形状形成部分10、および凹部11内にたとえば熱可塑性樹脂など所定の温度に加熱・溶融化され計量された成形材料を所定の圧力で射出充填し、成形材料を固化するまで冷却して所定形状の成形品を成形する。成形品4の全周または部分的な端部には薄肉形状形成部分10によって薄肉形状4aが形成され、しかも、凹部11によって薄肉形状4aの後に塗料注入空間5が形成される側の面には凸部4bが一体に成形される。
【0020】
次いで、型開閉装置によって型微開を行うと、図4に示すように、凸部4bがキャビ型2の凹部11で成形されたままで係合された状態となっている一方で、上述したように、成形品4がコア型1に伴ってキャビ型2から離間するため、薄肉形状4aが容易に変形して、成形品4とキャビ型2との間に塗料注入空間5が形成される。そして、塗料注入装置7によってたとえば熱硬化性樹脂などの塗料6を塗料注入空間5に注入すると、薄肉形状4aの端部の凸部4bがキャビ型2の凹部11に係合してシールされているため、塗料注入空間5から塗料6が漏出することなく注入される。本発明では、従来の技術(図8を参照)のように副キャビティJ内にシールとして機能させるための突起Gを設けておらず、成形品4自体の薄肉形状4aに凸部4Bを形成することによってシールすることから、薄肉形状4aを不要な厚さに設定する必要がなく、したがって、型内塗装用金型を簡単な構成とすることができ、成形材料の無駄がないとともに、塗料注入空間を形成するときに確実に薄肉形状4aが変形される。塗料6が塗料注入空間5に注入されると、必要に応じて、両型1、2を所定の圧力で型締するとともに、両型1、2の温調手段によって塗料6を加熱してその固化を促進しても良い。
なお、型開閉装置によって型微開を行う際に、成形された成形品4の薄肉形状4aが収縮する。かかる場合には、薄肉形状4aの凸部4bが図の上方に引っ張られることとなり、その上方面が凹部11の下方面と密着して塗料注入空間5が確実にシールされる。このとき、、図5に示すように、薄肉形状4aが収縮することと、形成された塗料注入空間5に塗料が注入されることによって薄肉形状4aが変形することなく薄肉形状形成部分10を構成するコア型1の衝合面の凹部に密着し、凸部4bが凹部11から抜け出る方向に移動するようになる場合がある。しかしながら、凹部11とこれにより成形される凸部4bとの長さが薄肉形状形成部分10を構成するためにコア型1の衝合面に比較的浅く形成された凹部の厚さに型微開の量を合わせた長さよりも長くなるように設定されているため、凸部4bが凹部11から抜け出ることはなく、塗料注入空間5は確実にシールされる。
【0021】
塗料が定着固化すると、成形品4の表面に塗料が良好に塗装がされた製品が製造される。そして、型開閉手段によって両型1、2を互いに相対的に離間させるようにして型開きを行い、製品の製造が完了する。なお、製品の端部に形成された薄肉形状4aおよび凸部4bは、必要に応じて切除することができる。
【0022】
次に、本発明の型内塗装用金型の別の実施の形態を図6および図7に基づいて説明する。この実施の形態における型内塗装用金型は、概略、上述した実施の形態に加えて、塗料注入空間5を形成するために互いに離間するよう相対移動する金型1、2に応じて前記薄肉形状4aに形成された凸部4bを前記凹部11に対して押圧する押圧機構12を有するものである。
【0023】
上述したように、この実施の形態では、薄肉形状4aの塗料注入空間5側の面に凸部4bを形成するための凹部11がキャビ型2に配設されているため、押圧機構12は、コア型1に配設されている。押圧機構12は、コア型1に形成された有底穴13と、有底穴13に嵌挿された押圧部材14と、押圧部材14をコア型1から突出させるように付勢するバネ部材15と、押圧部材14のコア型1からの突出量(長さ)を規制する規制部材16と、により構成されている。有底穴13は、保持した押圧部材14の先端面がキャビ型2の凹部11にかかるように配設されている。押圧部材14の中央には孔17が貫通するように形成されている。孔は、規制部材としてのボルト16の軸部が挿通される小径の部分と、ボルト16のヘッドを収容する大径の部分とを有しており、小径と大径の部分の境界には、ボルト16のヘッドが衝合されて押圧部材14の突出を規制する(図7を参照)段部が形成されている。
【0024】
このように構成された押圧機構12では、図6に示すように、成形品を成形するときには、押圧部材14がキャビ型2に当接されて、バネ部材15の付勢に抗して有底穴13の内部に収容されている。そして、図7に示すように、成形品4がキャビティ3内で成形されてから塗料注入空間5を形成すべく型微開を行ったときには、上述したように、成形品4がコア型1に伴ってキャビ型2から離間するように移動する一方で、バネ部材15の付勢により、その型微開に追従して押圧部材14がコア型1の有底穴13から突出されて、成形品4の薄肉形状4aに形成された凸部4bをキャビ型の凹部から抜け出ないように押圧して塗料注入空間5のシールを確実なものとすることができる。
【0025】
【発明の効果】
発明によれば、簡単な構成で、確実且つ容易に塗料をシールして成形品の表面が良好に塗装された製品を製造することができる型内塗装用金型および型内塗装方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を示したもので、所定の形状の成形品を成形した状態を説明するための概念図である。
【図2】図1の円で示した部分の部分拡大図である。
【図3】図1の状態から型微開を行って、塗料注入空間を形成した状態を説明するための概念図である。
【図4】図3の円で示した部分の部分拡大図である。
【図5】図3の円で示した部分の、図4と別の状態を示す部分拡大図である。
【図6】本発明の型内塗装用金型の実施の一形態を示したもので、型閉じした状態を説明するための部分拡大図である。
【図7】図6の状態から型微開を行って、塗料注入空間を形成した状態を説明するための部分拡大図である。
【図8】従来の技術を説明するための部分拡大図である。
【符号の説明】
1 型
2 型
3 キャビティ
4 成形品
4a 薄肉形状
4b 凸部
5 塗料注入空間
6 塗料
7 塗料注入装置
10 薄肉形状形成部分
11 凹部
12 押圧機構
13 有底穴
14 押圧部材
15 バネ部材
16 規制部材
Claims (3)
- 金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装用金型であって、
前記成形品の端部に薄肉形状を形成する薄肉形状形成部分と、
前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間がシールされるように、前記成形品の薄肉形状の前記塗料注入空間側に凸部を形成する凹部と
を有することを特徴とする型内塗装用金型。 - 前記薄肉形状に形成された凸部を前記凹部に対して押圧する押圧機構を有することを特徴とする請求項1に記載の型内塗装用金型。
- 金型内で所定形状の成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて前記成形品の表面と前記金型のキャビティ表面との間に塗料注入空間を形成し、該塗料注入空間に塗料を注入して前記成形品の表面に塗料が塗装された製品を製造する型内塗装方法であって、
前記成形品の成形時に、その端部に薄肉形状を形成するとともに、前記塗料注入空間を形成したときに前記成形品の薄肉形状を係止して前記塗料注入空間をシールすることが可能な凸部を前記薄肉形状の前記塗料注入空間側に形成することを特徴とする型内塗装方法。
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