JP2008195008A - 成形体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置設置スペースを狭小化すると共に、省エネルギー化を図ることができる成形体製造装置を提供する。
【解決手段】成形体用金型２１，２２の第一の型締め位置に第一半製品と第二半製品とを成形可能な一対の一次射出用キャビティ２３〜２６を設けると共に、成形体用金型２１，２２の第二の型締め位置に第一半製品と前記第二半製品の一方を型内に残した状態でブロー成形可能なブロー成形用キャビティ３１を設け、成形体用金型２１，２２の第三の型締め位置においてブロー成形用キャビティ３１で成形されたブロー成形品を型内に残して、第一半製品と第二半製品との他方とブロー成形品とを二次射出により結合可能に構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、成形体製造装置に関するものである。

従来から、例えば、車載用のリレースイッチなどは、樹脂製の筐体内にコイルなどの電気部品が収納、配置されて用いられているが、筐体の形状が複雑に形成されることや、筐体の肉厚が薄く形成されることがあるため、一般的に筐体はブロー成形により製造されている。
ここで、樹脂製の筐体をブロー成形する方法として、コールドパリソン方式などが知られている。このコールドパリソン方式は、他の工程で射出成形機を用いて予め樹脂製のプリフォームを射出成形により成形しておき、この後、成形されたプリフォームをブロー成形機に供給し、ブロー成形機にて加熱した後に、所定の製品形状にブロー成形するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１６４５５６号公報

ところで、特許文献１のブロー成形装置では、別の射出成形機でプリフォームを製造し、それをブロー成形装置へ運搬し、再度プリフォームを加熱して製造するために、装置の設置スペースを広く確保する必要があると共に、運搬および再加熱にかかる費用やエネルギーロスが発生するという問題があった。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、装置設置スペースを狭小化すると共に、省エネルギー化を図ることができる成形体製造装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、成形体用金型の第一の型締め位置に第一半製品と第二半製品とを成形可能な一対の一次射出用キャビティを設けると共に、前記成形体用金型の第二の型締め位置に前記第一半製品と前記第二半製品の一方を型内に残した状態でブロー成形可能なブロー成形用キャビティを設け、前記成形体用金型の第三の型締め位置において前記ブロー成形用キャビティで成形されたブロー成形品を型内に残して、前記第一半製品と前記第二半製品との他方と前記ブロー成形品とを二次射出により結合可能に構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記第一半製品および前記第二半製品の少なくとも一つに部品組み込み部が形成され、該部品組み込み部に部品を組み込む部品組み込み手段を設けたことを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記部品は端子を有する電気部品とし、前記一次射出で前記第一半製品および前記第二半製品を成形する一対の前記成形体用金型において、一方の成形体用金型に、前記電気部品の部品組み込み部を形成するための組み込み型部と、前記電気部品から突出する前記端子用の挿入孔を形成するための挿入孔型部とが形成され、他方の成形体用金型に、前記一次射出の工程で前記挿入孔型部に一次射出材料が注入されるのを規制するための規制部が形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記半製品の少なくとも一つに成膜するための成膜手段が組み込まれた前記成形体用金型を備えたことを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、前記成形体用金型における前記ブロー成形用キャビティは分割可能な型により形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、複数の半製品を一次射出によりそれぞれ成形し、成形された半製品の少なくとも一つをブロー成形した後に、半製品同士を突き合わせ、その突き合わせ部に二次射出して製品を一体化成形することができる成形体用金型を備えているため、第一の型締め位置から第三の型締め位置を備えた一対の成形体用金型内での一連の工程で射出成形とブロー成形とを行うことができ、装置設置スペースを狭小化すると共に、省エネルギー化を図ることができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、製品の内部に部品を組み込んだ上で一体成形することができるため、作業性を向上することができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、製品の内部に電気部品を組み込み、その電気部品と外部の装置との接続のために必要な端子を確実に形成することができるため、一連の流れの中で信頼性の高い製品を製造することができる効果がある。

請求項４に記載した発明によれば、製品の内部に成膜を確実に施すことができるため、効率よく成膜を行うことができ、かつ容易に製造することができると共に、簡略化した装置構成で製造することができる効果がある。

請求項５に記載した発明によれば、ブロー成形により成形体用金型から引き抜くことができないような形状に加工された半製品を、型を離間させることで型から取り外すことができるため、複雑な形状の製品を確実に製造することができる効果がある。

次に、本発明の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。なお、本実施形態においては、車載用のリレースイッチを製造する成形体製造装置について説明する。
図１に示すように、リレースイッチ１は、後述する電気部品を収容可能で下部に開口部が形成されている筐体２と、筐体２の開口部を閉塞すると共に筐体２の開口部周縁部と接合可能に構成されている底板部３と、筐体２内に収容される電気部品４とを備えている。ここで、筐体２と底板部３とは同じ樹脂材料で形成されている。

図２に示すように、筐体２は、中空状で略直方体の形状を有しており、その下端は水平方向外側に延設されたフランジ部５が形成されている。また、フランジ部５の外端面部６の下部で底面部７周縁には、窪み部８が形成されている。更に、筐体２の下部は開口しており、電気部品４を収容可能に構成されている。

底板部３は、四角形状の底板本体部９と、底板本体部９の周縁に形成された凸部１０とを備えている。底板本体部９の外端面部１１の上部で凸部１０の周縁には、窪み部１３が形成されている。そして、筐体２と底板部３とを突き合わせた後、筐体２の窪み部８と底板部３の窪み部１３とで形成された領域に、樹脂材１４を二次射出して一体成形されている。更に、底板本体９には、電気部品４の端子１５を挿通するための貫通孔１６が複数（例えば、３箇所）形成されている。

電気部品４は、端子１５とコイルや接点で構成される本体部１７とを備えている。端子１５には図示しない配線などが接続され、車両制御部などと接続されるように構成されている。

次に、リレースイッチ１の製造装置について説明する。
図３に示すように、製造装置２０は、可動金型２１と固定金型２２とを備えて構成されている。可動金型２１には、筐体２および底板部３を型形成するための成形用型面２３，２４が形成され、固定金型２２には、筐体２および底板部３を型形成するための成形用型面２５，２６と共に、ブロー成形をするための成形用型面３１が形成されている。なお、これら型面は、金型ベースに着脱自在に取付けられている。

可動金型２１の底板部３を成形するための成形用型面（組み込み型部）２４には、電気部品４を組み込む際に端子１５を挿入するための窪み部（挿入孔型部）３２が形成されている。また、固定金型２２の底板部３を成形するための成形用型面２６には、貫通孔１６を形成すると共に、樹脂材料を一次射出する際に樹脂材料が窪み部３２に流入しないようにするための突起部（規制部）３３が形成されている。つまり、突起部３３は窪み部３２に嵌合されるように構成されている。

また、ブロー成形装置３０は、公知の装置であり、固定金型２２にはブロー成形後の一次製品の外形と同じ形状に型が形成された成形用型面３１が配置されており、可動金型２１には、一次射出で成形されたパリソン３５に対してブローエアが供給される供給口３６、供給口３６から延設される流路３７、流路３７の途中に設けられたバルブ３８、およびバルブ３８を介して接続されるブローエアを供給するためのポンプ３９とを備えて構成されている。

可動金型２１は、図示しないアクチュエータ（サーボモータやシリンダ）により金型同士の隣接方向の移動と、型表面に沿った移動とができるように構成されている。

次に、リレースイッチ１を成形する工程について、図４〜図６を用いて説明する。
図４（Ａ）に示すように、可動金型２１の成形用型面２３，２４が固定金型２２の成形用型面２５，２６にそれぞれ対向するように配置する。

図４（Ｂ）に示すように、可動金型２１を固定金型２２方向に移動して型締めし、この型締め状態（第一の型締め位置）で、筐体２のパリソン３５および底板部３を一次射出することで成形する。ここで、樹脂材料は図示しない配管から各金型２１，２２を型締めすることで形成されるキャビティへと供給される。また、筐体２および底板部３の樹脂材料は同じ材質のものを採用する。

図４（Ｃ）に示すように、可動金型２１を型開き方向に移動する。このとき、パリソン３５および底板部３は共に、図示しない押し出し部材などにより可動金型２１側に位置するように型設計されている。

図５（Ｄ）に示すように、可動金型２１を、パリソン３５がブロー成形装置３０と対向するよう型表面に沿う方向（水平方向）に移動する。

図５（Ｅ）に示すように、可動金型２１を型締め方向に移動してパリソン３５とブロー成形装置３０とを型締め（第二の型締め位置）し、封止状のブロー成形空間が形成された後、バルブ３８を開放してポンプ３９を駆動し、ブローエアを供給口３６からパリソン３５に対して供給し、パリソン３５をブロー成形する。

図５（Ｆ）に示すように、図５（Ｅ）の状態でブローエアを供給し続けると、パリソン３５が膨張するように変形し、成形用型面３１の型形状と略同等の形状となり、筐体２が形成される。

図６（Ｇ）に示すように、ブロー成形完了後、可動金型２１が型開き方向に移動して、成形用型面３１から型開きさせる。その後、本体部１７および端子１５とからなる電気部品４を、端子１５を底板部３に形成された貫通孔１６に挿入するようにして組み込まれ、可動金型２１が型表面に沿う方向（水平方向）に移動して、筐体２と底板部３とが対向するように配置する。ここで、ロボットアーム（部品組み込み手段）などにより電気部品４を組み込んだ後、電気部品４を固定するために図示しない接着剤などで底板部３と接着しても良い。また、貫通孔１６と端子１５との間の隙間に図示しない孔埋材を挿入しても良い。

図６（Ｈ）に示すように、可動金型２１を固定金型２２方向に移動して型締めし、この型締め状態（第三の型締め位置）で、筐体２および底板部３を樹脂材１４により二次射出することで一体成形する。ここで、可動金型２１と固定金型２２とを型締めすると、筐体２の窪み部８と底板部３の窪み部１３とで形成される領域に樹脂材１４を供給して二次射出する。また、樹脂材１４は筐体２および底板部３と同じ材料からなり、二次射出する際に筐体２および底板部３の温度は高温で維持されているため、筐体２および底板部３と樹脂材１４とは確実に融着するように構成されている。

図６（Ｉ）に示すように、二次射出完了後、可動金型２１を型開き方向に移動し、図示しない押し出し部材によりリレースイッチ１を取り出す。そして、再び図４（Ａ）の状態に可動金型２１を移動し、上述の一連の工程を繰り返すことで、リレースイッチ１を連続して製造することができる。

次に、図７を用いて一次射出、二次射出する場合の金型の型締め状態について詳細に説明する。
図７（Ａ）に示すように、底板部３側において、可動金型２１の成形用型面２４には、底板部３の底面４１および外端面部１１に対応する型面と共に、二次射出する樹脂材１４の射出領域の一面、つまり外端面部１１とフラットになる型面４２などの型面が形成されている。一方、固定金型２２の成形用型面２６には凸部１０および窪み部１３などに対応する型面が形成されている。

図７（Ｂ）に示すように、筐体２側において、可動金型２１の成形用型面２３には、フランジ部５の底面部７および窪み部８の各面に対応する型面が形成されている。一方、固定金型２２の成形用型面２５には、外端面部６、並びに二次射出する樹脂材１４の射出領域の一面、つまり外端面部６とフラットになる型面４３が形成されている。そして、この型締め状態で一次射出が実行され、筐体２のパリソン３５および底板部３が一次製品として型成形される。

図７（Ｃ）に示すように、一次射出によりレンズ部２のパリソン３５および底板部３が成形された後、パリソン３５側では固定金型２２側の成形用型面２５が脱型され、底板部３側では固定金型２２側の成形用型面２６が脱型される。その後、パリソン３５はブロー成形装置３０でブロー成形して筐体２として形成された後、成形用型面３１側に配設された状態で、筐体２と底板部３とが突き合うように可動金型２１を移動し、型締めされる。つまり、底面部７と凸部１０の上面１２とが当接するように型締めされる。ここで、この型締めの前に底板部３に本体部１７と端子１５とを供えた電気部品４の組み込み工程が実行されている。

そして、この型締め状態で樹脂材１４が二次射出されることになるが、型締めをした状態において、二次射出される樹脂材１４は、筐体２の窪み部８および底板部３の窪み部１３で形成された領域内に供給される。

図８に示すように、例えば筐体２が部分的（側面）に凸部５１を有する形状とする場合には、ブロー成形装置３０にて成形した後に、筐体２を成形用型面３１から下方に引き抜くことができない。このような場合には、固定金型２２を分割可能な分割部５２を形成する。分割部５２にて、固定金型２２を左右（水平方向）に離間すると筐体２を成形用型面３１から取り外すことができる。ここで、金型を離間させる手段としては、図示しないモータなどで金型を移動させるように構成している。

本実施形態によれば、一対の成形体用金型２１，２２の第一の型締め位置において筐体のパリソン３５と底板部３とを成形可能な成形用型面２３，２４，２５，２６を設けると共に、第二の型締め位置においてパリソン３５ブロー成形可能なブロー成形装置３０を設け、成形用型面３１にてブロー成形し、第三の型締め位置においてブロー成形装置３０で成形された筐体２を型内に残して、筐体２と底板部３とを二次射出により結合可能に構成したため、第一の型締め位置から第三の型締め位置を備えた一対の成形体用金型２１，２２内での一連の工程で射出成形とブロー成形とを行うことができ、装置設置スペースを狭小化すると共に、省エネルギー化を図ることができる。

また、筐体２と底板部３とで形成される筐体内の空間部に電気部品４を組み込む部品組み込み手段を設けたため、リレースイッチ１の内部に電気部品４を確実に組み込んだ上で一体成形することができるため、作業性を向上することができる。

また、電気部品４を組み込むにあたって、一次射出で底板部３を成形する際に、可動金型２１の成形用型面２４に、電気部品４の端子１５を挿入するための窪み部３２（挿入孔型部）を形成し、固定金型２２の成形用型面２６には、底板部３に貫通孔１６を形成するとともに、一次射出する際に樹脂材料が窪み部３２に流入しないようにするための突起部３３（規制部）を形成したため、リレースイッチ１の内部に電気部品４を組み込み、その電気部品４と外部の装置との接続のために必要な端子１５を確実に取付けることができるため、一連の流れの中で信頼性の高い製品を製造することができる。

そして、成形体用金型２２におけるブロー成形をするための成形用型面３１を分割可能な型により形成したため、ブロー成形により成形用型面３１から引き抜くことができないような形状に加工された筐体２を分割部５２にて型を離間させることで型から取り外すことができるため、複雑な形状の製品を確実に製造することができる。

尚、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、リレースイッチを構成する各部材の形状、材料などの具体的な構成については上記実施形態に限ることなく適宜変更が可能である。

図９に示すように、本実施形態においては、成膜手段を設けていない装置を用いて説明したが、筐体２および底板部３の少なくとも一つに成膜するための成膜装置６０を組み込むこともでき、このように構成することで、製品の内部に成膜を確実に施すことができるため、効率よく成膜を行うことができ、かつ容易に製造することができると共に、簡略化した装置構成で製造することができる効果がある。

本発明の実施形態におけるリレースイッチの斜視図である。 本発明の実施形態におけるリレースイッチの断面図である。 本発明の実施形態におけるリレースイッチの製造装置の概略説明図である。 本発明の実施形態におけるリレースイッチの製造工程を示す説明図である。 図４の続きを示す説明図である。 図５の続きを示す説明図である。 本発明の実施形態におけるリレースイッチの金型の要部詳細断面図である。 本発明の実施形態における別の構成の製造装置の概略説明図である。 本発明の実施形態における更に別の構成の製造装置の概略説明図である。

符号の説明

２…筐体（ブロー成形品） ３…底板部（第二半製品） ４…電気部品（部品） １６…貫通孔（部品組み込み部） ２１…可動金型（成形体用金型） ２２…固定金型（成形体用金型） ２３，２４，２５，２６…成形用型面（一次射出用キャビティ） ３１…成形用型面（ブロー成形用キャビティ） ３２…窪み部（挿入孔型部） ３３…突起部（規制部） ３５…パリソン（第一半製品） ５２…分割部 ６０…成膜装置（成膜手段）

Claims (5)

1. 成形体用金型の第一の型締め位置に第一半製品と第二半製品とを成形可能な一対の一次射出用キャビティを設けると共に、
   前記成形体用金型の第二の型締め位置に前記第一半製品と前記第二半製品の一方を型内に残した状態でブロー成形可能なブロー成形用キャビティを設け、
   前記成形体用金型の第三の型締め位置において前記ブロー成形用キャビティで成形されたブロー成形品を型内に残して、前記第一半製品と前記第二半製品との他方と前記ブロー成形品とを二次射出により結合可能に構成されていることを特徴とする成形体製造装置。
2. 前記第一半製品および前記第二半製品の少なくとも一つに部品組み込み部が形成され、該部品組み込み部に部品を組み込む部品組み込み手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の成形体製造装置。
3. 前記部品は端子を有する電気部品とし、前記一次射出で前記第一半製品および前記第二半製品を成形する一対の前記成形体用金型において、
   一方の成形体用金型に、前記電気部品の部品組み込み部を形成するための組み込み型部と、前記電気部品から突出する前記端子用の挿入孔を形成するための挿入孔型部とが形成され、
   他方の成形体用金型に、前記一次射出の工程で前記挿入孔型部に一次射出材料が注入されるのを規制するための規制部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の成形体製造装置。
4. 前記半製品の少なくとも一つに成膜するための成膜手段が組み込まれた前記成形体用金型を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成形体製造装置。
5. 前記成形体用金型における前記ブロー成形用キャビティは分割可能な型により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の成形体製造装置。

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