JP2014091303A - 成形装置及びそれを用いた成形方法 - Google Patents

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朗 山根
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Abstract

【課題】配置部位に面状部材をより確実に保持することにある。
【解決手段】保持機構が、第一型31に設けられて面状部材20を配置部位38に仮留め可能な第一機構41と、配置部位38に向けて面状部材20を物理的に押付け可能な第二機構42a〜42dとを備え、第一機構41にて面状部材20を配置部位38に仮留めしつつ、第一型31と第二型32を閉じ合せたのち、第二機構42a〜42dにて面状部材20を配置部位38に押付けることで、熱風の圧力に抗して面状部材20を配置部位38に保持可能な構成である。
【選択図】図6

Description

本発明は、第一型と、第二型と、キャビティと、保持機構(第一型の配置位置に面状部材を保持可能な機構)を備えた成形装置及びそれを用いた成形方法に関する。
この種の成形装置として、第一型と第二型とキャビティを備えた成形装置が公知である(特許文献1を参照)。第一型と第二型は、互いに閉合せ可能な型部材であり、キャビティは、第一型と第二型の間に形成される成形空間である。
そして成形装置にて樹脂製の成型品を成形するのであるが、この種の成形品は、面状部材(樹脂製)と一体化するなどして補強等されることがある。
例えば公知技術では、第一型内に通路を形成して、キャビティと、装置外の減圧ポンプを連通する。このとき通路の開口を、キャビティを臨む第一型内面(面状部材の配置部位)に形成する。そして配置部位に面状部材を配置したのち、通路内を減圧して(保持機構にて)配置部位に面状部材を部分的に吸着させる。つぎにキャビティ内で成形品を成形しつつ面状部材に一体化する。
そして上述の構成では、面状部材を、熱風の吹付けにて加温することが好ましい。このように成形材料と面状部材の温度差を極力なくすことで、成形時において面状部材を成形品に好適に一体化できる。
特開平11−34154号公報
ところで上述の構成では、面状部材を、配置部位に部分的に吸着しつつ熱風を吹付けて加温することとなる。このとき公知技術の構成では、熱風の圧力(風圧)により面状部材が動くなどして配置部位からずれることがあった。
本発明は上述の点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、配置部位に面状部材をより確実に保持することにある。
上記課題を解決するための手段として、第1発明の成形装置は、第一型と、第一型に閉じ合せ可能な第二型と、第一型と第二型との間に形成されるキャビティと、キャビティを臨む第一型内面に形成される配置部位と、配置部位に面状部材を配置した状態を保持可能な保持機構とを備える。
本発明では、面状部材を、保持機構により配置部位に保持しつつ熱風を吹付けて加熱したのち、キャビティ内で樹脂製の成形品を成形しつつ面状部材に一体化可能である。また保持機構による保持を停止して、成形品を、面状部材とともにキャビティから取出し可能である。この種の装置構成では、配置部位に面状部材をより確実に保持できることが望ましい。
そこで本発明では、上述の保持機構が、第一型に設けられて面状部材を配置部位に仮留め可能な第一機構と、配置部位に向けて面状部材を物理的に押付け可能な第二機構とを備える。
そして第一機構にて面状部材を配置部位に仮留めしつつ、第一型と第二型を閉じ合せたのち、第二機構にて面状部材を配置部位に押付けることで、熱風の圧力に抗して面状部材を配置部位に保持可能な構成である。
本発明では、第一機構と第二機構により、配置部位に面状部材をより確実に保持することで、熱風の吹付けによる面状部材の位置ずれなどを極力阻止することができる。
第2発明の成形品の成形方法は、第1発明の成形装置を用いた成形品の成形方法であり、下記の第一工程〜第三工程を有する。
第一工程:第一機構による吸引にて面状部材を配置部位に仮留めする。
第二工程:第一型と第二型を閉じ合せたのち、第二機構にて面状部材を配置部位に押付けつつ熱風を吹付ける。
第三工程:第一機構の吸引を停止したのち、成形材料をキャビティ内に注入して、成形品を成形しつつ面状部材に一体化する。
本発明では、第二工程において、第二機構により配置部位に面状部材を保持することで、熱風の吹付けによる面状部材の位置ずれを極力阻止できる。また第三工程において、第一機構の吸引を停止することで、成形材料が第一機構に吸引されることを極力阻止することができる。
本発明に係る第1発明によれば、配置部位に面状部材をより確実に保持することができる。また第2発明によれば、配置部位に面状部材をより確実に保持しつつ、成形品を好適に成形することができる。
車両用シートの斜視図である。 フレーム部材一部の斜視図である。 成形装置の概略断面図である。 第二型の別の概略断面図である。 成形装置の概略断面図であり、(a)は、第一機構を作動させた際の図であり、(b)は、第二機構を作動させた際の図である。 成形装置の別の概略断面図であり、(a)は、熱風吹付け時の図であり、(b)は、成形品の成形時の図であり、(c)は、成形品の取出し時の図である。
以下、本発明を実施するための形態を、図1〜図6を参照して説明する。図1及び図2には、車両用シート前方に符号FT、車両用シート後方に符号BK、車両用シート上方に符号UP、車両用シート下方に符号DWを適宜付す。
図1の車両用シート2は、シートクッション4と、シートバック6を有する。これらシート構成部材は、各々、シート骨格をなすフレーム部材(4F,6F)と、シート外形をなすクッション材(4P,6P)と、クッション材に被覆の表皮材(4S,6S)を有する。
ここでクッション材(4P,6P、図示省略)は、例えばポリウレタンフォーム(密度:10kg/m3〜60kg/m3)にて形成できる。また表皮材(4S,6S、図示省略)は、布帛(織物,編物,不織布)、皮革(天然皮革、合成皮革)にて形成できる。
[フレーム部材(成形品の一例)]
フレーム部材6Fは、シート外形に倣って形成されたアーチ状の枠部材であり、上部フレーム10と、一対の側部フレーム12を有する(図1及び図2を参照)。
上部フレーム10は、シート上部をなす棒状の部材(正面視で略逆U字状)である。また一対の側部フレーム12は、それぞれシート側部をなす部材であり、上部フレーム10の下端(自由端)側に固定される。なお本実施例では、上部フレーム10と一対の側部フレーム12を別体としたが、上部フレーム10と一対の側部フレーム12を一体成形する(一体構造フレームとする)こともできる。
本実施例の側部フレーム12は、略横H字状(断面視)の平板部材であり、平板状の前面部14及び後面部16と、前後面部を結ぶ連結部18と、面状部材20(後述)を有する(図2を参照)。そして本実施例では、成形装置30(後述)にて、側部フレーム12を形成することができる。このとき側部フレーム12を、熱可塑性樹脂(ポリアミド(ガラスや炭素繊維等の強化材料を含むことができる),ポリプロピレン,ポリエチレン,塩化ビニル樹脂など)や、熱硬化性樹脂(エポキシ樹脂,フェノール樹脂,不飽和ポリエステル樹脂,メラミン樹脂,ユリア樹脂など)にて成形することにより、金属製の場合と比較して側部フレーム12を軽量化できる。
[面状部材]
面状部材20は、長尺な帯状部材(樹脂製)であり、複数の連続繊維又は長繊維(図示省略)を有することができる(図2を参照)。
本実施例では、面状部材20の長尺方向(一方向)に向けて複数の繊維が配置される。そして面状部材20を、側部フレーム12の前面部14と後面部16に沿ってそれぞれ配設することにより、側部フレーム12の剛性を高めることができる。
例えば車両衝突時の衝撃などにより、起立状態の側部フレーム12に対して反り返る向きに曲げ応力がかかる。このとき面状部材20により側部フレーム12の剛性を高めて曲げ応力に抗することにより、側部フレーム12の変形を極力阻止できる。
面状部材20の材質(樹脂)は特に限定しないが、ポリアミド(ナイロン)、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル及びセルロースを例示できる。ここで面状部材20と側部フレーム12を、互いに相溶性(接着性)に優れる材質(典型的に同一材質)で形成することで、後述の成形工程にて好適に一体化できる。また面状部材20の厚み寸法は特に限定しないが、例えば0.1〜5mmに設定できる。
また連続繊維及び長繊維として、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、金属繊維及びこれらの複合繊維を例示できる。面状部材20は連続繊維を有することが好ましく、また長繊維を有する場合にも、その長さは特に限定しないが、長ければ長いほどよい。また長繊維の太さ(繊維径)は特に限定しないが、典型的にφ50μm以下であり、好ましくはφ1μm〜15μmである。そして面状部材20(樹脂)に対する長繊維の含有比率は特に限定しないが、典型的に重量比で10%〜90%である。
[成形装置]
成形装置30は、第一型31(配置部位38)と、第二型32と、キャビティ34と、加温機構36と、保持機構(第一機構41,第二機構42a〜42d)を有する(図3〜図6を参照)。
本実施例では、第一機構41にて、面状部材20を配置部位38に仮留めしたのち、加温機構36から熱風を吹付ける。このとき面状部材20が動かないよう(例えば捲れ上がらないよう)、第二機構42a〜42dにより、面状部材20をより確実に配置部位38に保持する。そして後述する成形方法にて、配置部位38に面状部材20をより確実に保持しつつ、側部フレーム12(成形品)を好適に成形することとした。
(第一型(配置部位))
第一型31は、略長方形状(断面視)の型部材であり、凹部位31aと、入れ子部31bと、配置部位38と、後述の構成(第一機構,第二機構)を有する(図3を参照)。
凹部位31aは、略長方形状(断面視)の凹状部位であり、第一型31上面(第二型32に型閉じ可能な面)に設けることができる。また入れ子部31bは、中央が凸状(平面部)の部材であり、凹部位31aの底面に配置されて、第二機構(後述)を配設可能である。
そして配置部位38は、凹部位31aの側面(キャビティ(後述)を臨む略垂直な平坦面)に設けられて、面状部材20を配置可能な面積を有する。
(第二型)
第二型32は、第一型31に閉じ合せ可能な略長方形状(断面視)の型部材であり、凸部位32aと、射出部32bと、後述の構成(加温機構,第二機構)を有する(図3及び図4を参照)。
凸部位32aは、略長方形状(断面視)の凸状の部位であり、第二型32の下面中央(凹部位31aを臨む位置)に設けることができる。この凸部位32aは、凹部位31aよりも幅狭であり、凹部位31a内に、所定間隔をあけつつ(キャビティ34を形成しつつ)挿入可能である。
また射出部32bは、第二型32の上面と下面を貫通する孔部であり、キャビティ34(後述)内に成形材料Xを注入可能である(図6(b)を参照)。射出部32bは典型的に円形状(断面視)であり、途中で引き締められて下面側(ゲート)が径小とされる。
(キャビティ)
キャビティ34は、第一型31と第二型32の間に形成される成形空間であり、側部フレーム12の外形形状に倣った形状(断面視で略H字状)を有する(図5及び図6を参照)。
本実施例のキャビティ34では、凹部位31a側面(配置部位38)と凸部位32a側面の間の空間部が、側部フレーム12の前面部14及び後面部16の成形空間となる(図2を参照)。そして入れ子部31bの上面中央と凸部位32a下面の間の空間部が、連結部18(前面部14と後面部16をつなぐ部分)の成形空間となる。
(加温機構)
加温機構36は、面状部材20を加温可能な部位であり、キャビティ34内に熱風を吹出すことができる(図4及び図6を参照)。
本実施例の加温機構36は、供給部36aと、通路部36bと、開閉部36cを有して、第二型32に設けることができる。供給部36aは、熱風を供給及び排出可能なポンプ部材であり、第二型32外に配置できる。
また通路部36bは、第二型32内の通路(枝分かれ状)であり、キャビティ34と供給部36aを連通できる。本実施例では、通路部36bの出口(略三角錐状)が凸部位32a側面に開口するとともに、出口に向かう通路部36b部分が略水平に延びて直線状とされる。
そして開閉部36cは、棒状の部位(一端が略三角錐状)であり、通路部36bの出口(キャビティ側の開口)を開閉できる。
本実施例では、開閉部36cを、通路部36b(直線状の部分)に進退可能に挿入して、一端側を、通路部36bの出口に嵌込み可能に配置する。そして第二型32内部の機構により、開閉部36c(一端)を出口から突出させることで、通路部36b(出口)を開放できる。また開閉部36cを第二型32側に引き戻しつつ、開閉部36c(一端)を出口に嵌込むことで、通路部36b(出口)を閉鎖できる。
なお熱風の温度は特に限定しないが、面状部材20と成形材料X(溶融樹脂)の温度差が極端にひらかない程度の温度であることが望ましい(図6(b)を参照)。例えば熱風の温度を成形材料Xと同一温度に設定できる。
[保持機構(第一機構)]
第一機構41は、面状部材20を配置部位38に仮留め可能な機構であり、第一型31に設けることができる(図3、図5及び図6を参照)。
第一機構41として、吸引機構(減圧吸引により面状部材20を仮留めする機構)、接着機構(接着材により面状部材20を仮留めする機構)、磁気機構(磁石等により面状部材20を仮留めする機構)を例示できる。
本実施例の第一機構41(吸引機構)は、吸引通路部41aと、減圧部41bと、開口部41cを有する。吸引通路部41aは、第一型31内の通路(枝分かれ状)であり、キャビティ34と減圧部41bを連通する。また減圧部41bは、第一型31外のポンプ部材であり、弁部材を介して吸引通路部41aに連通する。
そして開口部41cは、吸引通路部41aの出口(開口)であり、凹部位31a側面(配置部位38)に形成される。本実施例では、複数の開口部41cを、配置部位38に適宜の間隔をあけて形成して、それぞれ面状部材20に対面可能に配置できる(各図では、便宜上、一つの開口部にのみ符号を付す)。
(第二機構)
第二機構(42a〜42d)は、配置部位38に向けて面状部材20を物理的に押付け可能な機構であり、第一型31と第二型32にそれぞれ配設できる(図3、図5及び図6を参照)。
本実施例の第二機構(42a〜42d)は、基部Bと、複数又は単数の押付け部Pを有する。基部Bは、各型に内設された平板部位であり、駆動部(図示省略)にてキャビティ34に対して進退可能である。また押付け部Pは、キャビティ34に向かって延びるピン状の部位であり、基部Bから立設する。
ここで第二機構(42a〜42d)の配置位置は特に限定しないが、同機構の押付け部Pの全部又は一部を、第一機構41よりも面状部材20の端部寄りに配置することが望ましい。そして第二機構(42a〜42d)により、面状部材20の端部側を物理的に保持することで、熱風による面状部材20の位置ずれ(とくに捲れ上がり等)を好適に阻止できる。
本実施例では、第一型31(第二型32)に、一対の第二機構42a,42b(42c,42d)を設けることができる。
例えば第二型32に、複数の押付け部Pを備えた第二機構42a,42bを配設する。このとき第二型32内部に空間部(収納部SM)を形成しつつ、収納部SMから凸部位32a側面(配置部位38を臨む面)に延びる複数の通路(符号省略)を設ける。そして収納部SMに基部Bを配置して駆動部にて進退可能としつつ、複数の押付け部P(ピン状)を通路にそれぞれ挿入する。こうすることで基部Bの進退に伴って、複数の押付け部Pがキャビティ34内外に進退可能となる。
また同様に第一型31に、単数の押付け部Pを備えた第二機構42c,42dを配設する。このとき入れ子部31b内部に収納部SMを形成しつつ、収納部SMから入れ子部31b側面(配置部位38を臨む面)に延びる単数の通路(符号省略)を設ける。そして収納部SMに基部Bを配置して駆動部にて進退可能としつつ、単数の押付け部P(ピン状)を通路に挿入する。
[側部フレームの成形作業]
本実施例では、キャビティ34内で側部フレーム12(成形品)を成形しつつ面状部材20に一体化する(図3及び図6を参照)。このとき下記の第一工程〜第三工程を順次行うことで、配置部位38に面状部材20をより確実に保持しつつ、成形品を好適に成形することとした。
(第一工程)
第一工程では、第一型31と第二型32を型開きした状態で、一対の面状部材20(帯状)をそれぞれ配置部位38に配置する(図3を参照)。つぎに第一機構41による吸引にて面状部材20を配置部位38に仮留めする(図6(a)を参照)。
こうすることで少なくとも第一型31と第二型32が型閉じされるまでの間、面状部材20を配置部位38に保持できる。
なお第一機構41の吸引力(減圧の程度)は、面状部材20の構成(材質,厚み,重量等)に応じて適宜設定可能であり、配置部位38から面状部材20がずれ落ちない限り特に限定しない。
(第二工程)
第二工程では、第一型31と第二型32を閉じ合せたのち、第二機構42a〜42dにて面状部材20を配置部位38に押付けつつ面状部材20に熱風を吹付ける(図6(a)を参照)。
本実施例では、第二機構42a,42bを作動させて、第二型32から複数の押付け部Pを突出させて面状部材20の他側に押し当てる(配置部位38に押付ける)。また第二機構42c,42dを作動させて、入れ子部31bから単数の押付け部Pを突出させて面状部材20の一側に押し当てる(配置部位38に押付ける)。
この状態で加温機構36を作動させてキャビティ34内に熱風を送り込むことで、面状部材20を加温する。このとき本実施例では、第二機構42a〜42dにて面状部材20を配置部位38に物理的に押付けることで、熱風の圧力に抗して面状部材20を配置部位38に安定的に保持できる。また熱風を吹付けることにより、面状部材20を比較的短時間で加温することができる。
(第三工程)
第三工程では、第一機構41の吸引を停止したのち、成形材料Xをキャビティ34内に注入して、側部フレーム12を成形しつつ面状部材20に一体化する(図6(b)を参照)。
このように第三工程において、第一機構41の吸引を停止することで、成形材料X(溶融樹脂)が第一機構41に吸引されることを極力阻止できる。ここで第一機構41の吸引は、成形材料Xの注入前に停止すればよく、熱風の吹付け前後に停止することができ、また熱風の吹付け途中に停止することもできる。
そして本実施例では、射出部32bから成形材料Xをキャビティ34内に注入しつつ側部フレーム12を成形する。このとき面状部材20を加温しておくことで、側部フレーム12に好適に一体化させることができる。
なお成形材料Xの注入タイミングは特に限定しないが、熱風の吹付け停止直後に、成形材料Xを注入することで、面状部材20の温度低下を好適に阻止できる。
そして第二機構42a〜42d(保持機構)による保持を停止して、側部フレーム12を、面状部材20とともにキャビティ34から取出す(図6(b)及び(c)を参照)。
このとき第二機構42a〜42dによる保持(押付け)は、成形材料Xの硬化後に停止することもできるが、成形材料Xの硬化前に停止させることが望ましい。
例えば本実施例では、成形材料Xの硬化前に、押付け部P(ピン状)を、入れ子部31bと第二型32内にそれぞれ収納して、第二機構42a〜42dによる保持を停止させる。そして成形材料Xが、押付け部P移動後の空間部に流れ込みつつ硬化することにより、側部フレーム12に孔部(押付け部Pの配置位置に相当する孔部)が形成されることを極力阻止できる。
以上説明したとおり本実施例では、第一機構41と第二機構42a〜42dにより、配置部位38に面状部材20をより確実に保持することができる。
また本実施例では、第二工程において、第二機構42a〜42dにより配置部位38に面状部材20を保持することで、熱風の吹付けによる面状部材20の位置ずれを極力阻止できる。そして第三工程において、第一機構41の吸引を停止することで、成形材料Xが第一機構41に吸引されることを極力阻止することができる。
本実施形態の成形装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の実施形態を取り得る。
(1)本実施形態では、第一機構41の構成(構造,配置位置,配設数等)を例示したが、同機構の構成を限定する趣旨ではない。第一機構の構成は、成形装置の構成に応じて適宜変更可能である。
(2)また本実施形態では、第二機構42a〜42dの構成(構造,配置位置,配設数等)を例示したが、同機構の構成を限定する趣旨ではない。例えば第二機構は、第一型と第二型の少なくとも一方の型に複数又は単数配設することができる。また押付け部は、ピン状のほか各種の形状を取ることができ、配設数も適宜変更可能である。また第二機構の配置位置は、面状部材の端部を臨む位置のほかに、面状部材の中央を臨む位置に配設することもできる。
(3)また本実施形態では、第一型31と第二型32の構成を例示したが、これら型の構成を限定する趣旨ではない。例えば第一型に凸部位を設けるとともに、第二型に凹部位を設けることもできる。また第一型と第二型は、上下に相対移動可能でもよく、水平方向に相対移動可能とすることもできる。
(4)また本実施形態では、配置部位の構成(形状,形成位置,形成数等)を例示したが、同箇所の構成は、側部フレーム(成形品)に対する面状部材の配置位置に応じて適宜変更可能である。例えば配置個所の形状は、成形品の形状に応じて適宜変更可能であり、平坦(水平,垂直,傾斜状)、ジクザグ状又は曲面状とすることができる。
(5)また本実施形態では、面状部材の構成(形状,配設数など)を例示したが、同部材の構成を限定する趣旨ではない。例えば面状部材は、帯状やシート状等の各種形状を取ることができ、また側部フレーム(成形品)に複数又は単数取付けることができる。また面状部材は、成形品の補強のほか、成形品の意匠性向上のために使用することもできる。
(6)また本実施例では、側部フレーム12を成形品の一例として説明したが、成形品の種類を限定する趣旨ではない。例えば成形品として、シートクッションやヘッドレストなどの各種シート構成部材のフレーム部材や車両構成部材を例示できる。
(7)また本実施例では、成形方法の構成を例示したが、同方法の構成を限定する趣旨ではない。例えば第三工程において、第一機構の吸引を維持することもできる。
2 車両用シート
4 シートクッション
6 シートバック
6F フレーム部材
10 上部フレーム
12 側部フレーム
20 面状部材
30 成形装置
31 第一型
32 第二型
34 キャビティ
36 加温機構
38 配置部位
41 第一機構
41a 吸引通路部
41b 減圧部
41c 開口部
42a〜42d 第二機構
P 押付け部
B 基部

Claims (2)

  1. 第一型と、前記第一型に閉じ合せ可能な第二型と、前記第一型と第二型との間に形成されるキャビティと、前記キャビティを臨む前記第一型内面に形成される配置部位と、前記配置部位に面状部材を配置した状態を保持可能な保持機構とを備え、
    前記面状部材を、前記保持機構により前記配置部位に保持しつつ熱風を吹付けて加熱したのち、前記キャビティ内で樹脂製の成形品を成形しつつ前記面状部材に一体化可能であるとともに、前記保持機構による保持を停止して、前記成形品を、前記面状部材とともに前記キャビティから取出し可能な成形装置において、
    前記保持機構が、前記第一型に設けられて前記面状部材を前記配置部位に仮留め可能な第一機構と、前記配置部位に向けて前記面状部材を物理的に押付け可能な第二機構とを備え、
    前記第一機構にて前記面状部材を前記配置部位に仮留めしつつ、前記第一型と前記第二型を閉じ合せたのち、前記第二機構にて前記面状部材を前記配置部位に押付けることで、熱風の圧力に抗して前記面状部材を前記配置部位に保持可能な構成である成形装置。
  2. 請求項1に記載の成形装置を用いた成形品の成形方法において、
    前記第一機構による吸引にて前記面状部材を前記配置部位に仮留めする第一工程と、
    前記第一型と前記第二型を閉じ合せたのち、前記第二機構にて、前記面状部材を前記配置部位に押付けつつ熱風を吹付ける第二工程と、
    前記第一機構の吸引を停止したのち、成形材料を前記キャビティ内に注入して、前記成形品を成形しつつ前記面状部材に一体化する第三工程とを有する成形品の成形方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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