JP4254210B2 - 有底の溝をもつ樹脂性物体の製造方法と製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有底の溝をもつ樹脂性物体を製造する技術に関する。また有底の溝をもつ樹脂性物体自体に関する。本明細書で使用する「樹脂性」とは、本発明が利用する「樹脂の性質」を有することを意味している。従って「樹脂性物体」とは、樹脂成形品自体又は本発明が利用する「樹脂の性質」を有する物体を意味する。また「樹脂性材料」とは、樹脂成形品のための樹脂材料又は本発明が利用する「樹脂の性質」を有する材料を意味する。
【０００２】
【従来の技術】
有底の溝をもつ樹脂性物体が必要とされている。例えば、自動車の内装用表皮には、エアバック展開時に破断し易いように、裏面に溝を設けておくことが必要とされている。溝をもつ自動車用表皮の製造方法が下記特許文献１に開示されている。この公報に記載の方法では、まず、流動性を有する樹脂材料を成形型のキャビティ内に封じる封入工程を実施する。次いで、先端が平坦形状のコア（溝成形部材）を、キャビティと連通するガイド溝に沿って、キャビティ内の樹脂材料を貫通しない範囲でキャビティ内に移動させる工程を実施する。この移動工程を実施することによって、キャビティ内の樹脂材料に溝成形部材が差込まれる。次いで、そのままの状態でしばらく放置して樹脂性材料を冷却する。以上の製造工程を経ることによって、コアが差込まれた部分に溝が成形された自動車用表皮が製造される。この製造方法では、コアを差込むことに起因して完成品である自動車表皮の表面に***が生じて外観が損なわれないように、以下の２つの工夫がなされている。
（１）封入工程の間は、コアの先端の平坦部と、ガイド溝のキャビティ側の開口部とを面一状となる位置関係に維持している。これにより、ガイド溝のキャビティ側の開口部が閉塞され、樹脂材料がガイド溝に流れ込まない。もし、この工夫をしていないと、コアを差込むことによって、ガイド溝内で固化した樹脂材料（いわゆるバリ）がキャビティ内に運ばれ、これにより自動車用表皮の***の程度が大きくなってしまう。
（２）移動工程の前に、コアが差込まれる部分の樹脂材料を加熱しておく（特許文献１ではキャビティ内の樹脂材料を全体的に加熱している）。これにより、コアが差込まれる部分での固化層を薄くすることができる。コアを差し込むことによってキャビティ内に運ばれる固化物の量を低減させ、自動車用表皮の表面に生じる***の程度を抑えている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３４４１３号公報（第６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上記した従来の製造技術によると、自動車用表皮の表面に生じる***をある程度抑えることができる。しかしながら、コアの先端の平坦部とガイド溝のキャビティ側の開口部とを完全に面一状に維持しても、さらには樹脂材料を加熱する温度をどのように調整しても、***の程度を抑えることに限界があった。
【０００５】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、上記のコア等の溝成形部材を差込むことによって生じる***の程度を限りなく小さくできる技術を提供する。これによって、外観に極めて優れた「有底の溝をもつ樹脂性物体」を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段と作用と効果】
上記課題を解決するために、本発明では、請求項１に記載の「有底の溝をもつ樹脂性物体（例えば樹脂成形品）」を製造する装置を創作した。
この装置は、キャビティが形成されているとともにそのキャビティに連通するガイド溝を有する成形型と、流動性を有する樹脂性材料をキャビティに封じる手段と、ガイド溝に沿って移動可能であるとともに本体部と先端に向かって細くなっている端部とを有する溝成形部材と、キャビティ内の樹脂性材料を貫通しない範囲で溝成形部材をキャビティ内に移動させる手段とを備える。成形型は、第１成形型と第２成形型を有している。第１成形型と第２成形型の間に前記キャビティが形成されている。第１成形型内に前記ガイド溝が形成されている。第１成形型内に温水通過経路が形成されている。第１成形型は、前記溝成形部材を前記キャビティ内に移動させる前に温水通過経路を通過する温水によって加熱されるものである。第２成形型は、前記溝成形部材を前記キャビティ内に移動させる前に加熱されないものである。そして、この製造装置では、流動性を有する樹脂性材料をキャビティに封じる間に、ガイド溝のキャビティ側の開口部を溝成形部材の本体部で閉塞するとともに、その溝成形部材の端部がキャビティ内に突入する位置関係に維持しておく。
上述した従来の技術は溝成形部材の先端が平坦であるために、溝成形部材を樹脂性材料に差込む際に、樹脂性材料の固化層に溝成形部材が面的に大きく接触する。樹脂性材料を加熱しておく温度を調整して樹脂性材料の固化層を限りなく薄くしていたとしても、面的に大きく接触した溝成形部材が多くの固化物を樹脂性材料の内部に運ぶために、樹脂性物体の***の程度を小さく抑えることができなかった。
本発明の製造装置では、（１）溝成形部材の本体部でガイド溝のキャビティ側の開口部を閉塞し、ガイド溝内に樹脂性材料が流れ込まないようにしている。これによりバリの影響を防止している。そして、（２）樹脂性材料を加熱しておいて樹脂性材料の固化層を薄くしている。しかも、（３）溝成形部材の端部は先端が細くなるようにしている。上記（２）と（３）によって、溝成形部材を樹脂性材料に差込んだときに、樹脂性材料の内部に固化物がほとんど運ばれないようにしている。上記の（１）〜（３）の工夫を凝らしたことによって、樹脂性材料の内部に固化物が運ばれることをほぼ完全に防止でき、樹脂性物体の***の程度を極めて小さく抑えることに成功した。この（１）〜（３）の全てが揃うことによって、外観に優れた樹脂性物体を製造するという目的が果たせるのであって、このうちの一つでも欠けると***の程度の大きい樹脂性物体が成形されてしまう。
【０００７】
また、上記課題を解決するために創作された請求項４の発明は、第１成形型と第２成形型を有するとともに第１成形型と第２成形型の間にキャビティが形成されている成形型を利用して、有底の溝をもつ樹脂性物体を製造する方法である。この方法は、流動性を有する樹脂性材料を成形型のキャビティに封じる封入工程と、本体部と先端に向かって細くなっている端部を有する溝成形部材を、キャビティと連通するとともに第１成形型内に形成されているガイド溝に沿って、キャビティ内の樹脂性材料を貫通しない範囲でキャビティ内に移動させる移動工程と、その移動工程の前に第１成形型内に形成されている温水通過経路を通過する温水によって第１成形型を加熱しておく工程とを備える。第２成形型は、前記移動工程の前に加熱されないものである。そして、封入工程の間は、ガイド溝のキャビティ側の開口部を溝成形部材の本体部で閉塞するとともに、その溝成形部材の端部がキャビティ内に突入する位置関係に維持しておく。
本方法では、（１）溝成形部材の本体部でガイド溝のキャビティ側の開口部を閉塞し、ガイド溝内に樹脂性材料が流れ込まないようにしている。（２）樹脂性材料を加熱しておいて樹脂性材料の固化層を薄くしている。（３）溝成形部材の端部は先端が細くなるようにしている。この（１）〜（３）の全てが揃うことによって、***の程度が極めて小さい樹脂性物体を成形することができる。この方法で製造された樹脂性物体は、外観に非常に優れている。
【０００８】
なお、上記した方法で製造された有底の溝をもつ樹脂性物体自体も本発明の創造物である。
この樹脂性物体は、溝成形部材を差込むことに起因して生じる***の程度が限りなく小さく、外観に極めて優れている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
各請求項に記載の発明は、次の形態で好適に実施することができる。
（形態１）請求項１から４のいずれかに記載の「樹脂性材料」は樹脂である。
（形態２）請求項１から４のいずれかに記載の「樹脂性物体」は樹脂成形品である。
（形態３）形態２の樹脂成形品は、エアバック展開時に破断し易いように溝が設けられた自動車用表皮である。
（形態４）請求項１から４のいずれかに記載の「溝成形部材」は刃である。
（形態５）請求項１から４のいずれかにおいて、成形型内に温水通過経路が設けられる。この温水通過経路を通過する温水（約４０度の水）によって、樹脂性材料の溝成形部材が差込まれる側の面に接する成形型が加熱される。これにより、溝成形部材が差込まれる部分の樹脂性材料が加熱される。
（形態６）請求項１から４のいずれかでは、油圧シリンダによって溝成形部材を移動させる。
【００１０】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。図１は、本実施例の自動車用表皮製造装置（以下では簡単に製造装置と記載する）の一部を断面で表した図である。図１では、製造装置を極めて簡略化して示してある。
製造装置１０は、左側にある第一成形型１２と、右側にある第二成形型１４と、第一成形型１２に収納されている油圧シリンダ１６と、その油圧シリンダ１６を駆動する制御装置１８と、油圧シリンダ１６と接続している軸２０と、軸２０の先端に設けられた刃３０，３２，３４等を備えている。
【００１１】
第一成形型１２と第二成形型１４との間にキャビティ２４が形成されている。このキャビティ２４には樹脂が流し込まれる。キャビティ２４の形状は、必要とされる自動車用表皮の形状に合わせてある。
第一成形型１２内には、キャビティ２４と連通するガイド溝５０（図１では図示省略しているが図２から図４に示されている）が設けられている。このガイド溝５０には、溝内を摺動可能な刃３０，３２，３４が収納されている。
油圧シリンダ１６と制御装置１８との間には信号線２６が接続されている。制御装置１８は、油圧シリンダ１６の動作を統括的に制御する。油圧シリンダ１６は、制御装置１８から出力される駆動信号がＯＮされると軸２０を矢印Ｄ１方向に移動させる。これにより、軸２０の先端に設けられた刃３０，３２，３４がキャビティ方向に前進する。また油圧シリンダ１６は、制御装置１８から出力される駆動信号がＯＦＦされると軸２０を矢印Ｄ２方向に移動させる。これにより、軸２０の先端に設けられた刃３０，３２，３４が反キャビティ方向に後退する。
【００１２】
図中の符号６２は温水の通過経路である。温水の温度は約４０度に設定されている。この温水によって第一成形型１２が加熱される。これにより、第一成形型１２のキャビティ２４側の面がある程度高温に維持されている。
【００１３】
次に、上記構成を有する製造装置１０で自動車用表皮を製造する方法について説明する。
（射出工程）
射出機（図示省略）によってキャビティ２４に流動性を有する樹脂を注入する。これによりキャビティ２４内が樹脂で満たされる。射出工程では、完成品である自動車用表皮の全樹脂量のうち約９５％の樹脂が注入される。残りの５％程度の樹脂は、次の保圧工程で注入される。
（保圧工程）
保圧工程では、キャビティ２４に少しずつ樹脂を注入していく。ここでの樹脂の注入も上記した射出機によって行なわれる。これにより、キャビティ２４内の樹脂に圧力がかかり、固化していく樹脂表面の変形が抑えられる。保圧工程は、自動車用表皮の全樹脂量のうち約５％の樹脂を約３〜７秒かけて注入していく。
保圧工程中に、油圧シリンダ１６がＯＮされて、刃３０，３２，３４が樹脂に差込まれる（即ち刃３０，３２，３４をキャビティ２４内に進入させる）。この様子は、後で詳しく説明する。
なお、保圧のかけ方は本実施例のものに限られない。例えば、シリンダによってキャビティ内に圧力をかけるようにしてもよい。
（冷却工程）
キャビティ２４内で樹脂をしばらく放置しておくことによって、樹脂を冷却して固化させる。この冷却工程中に、差込んだ刃３０，３２，３４を抜いておく。冷却工程後には、第二成形型１４を開いてキャビティ２４内の樹脂成形品を取出す。これにより、刃３０，３２，３４が差込まれた部分が溝になった自動車用表皮が完成する。形成された溝は、エアバックが展開するときに破断する部分となる。従って、完成した自動車用表皮は、溝が形成された面がエアバック側に向き、溝が形成されていない面が自動車の車室側を向くように配置される。
【００１４】
次に、図２から図４を参照して、刃３０，３２，３４が差込まれて樹脂に溝が形成される様子を詳しく説明する。図２から図４は、図１の破線の丸で囲まれた領域を拡大して示している。
図２は、射出工程終了時の様子を示している。図２の符号４０は、キャビティ２４内に封じられた樹脂である。符号５０は、キャビティ２４と連通しているガイド溝である。ガイド溝５０には、刃３２が摺動可能に収納されている。刃３２は、ガイド溝５０の径とほぼ同径に形成されている本体部３２ｂと、先端にいくにつれて細くなっている端部（刃先）３２ａとによって構成されている。刃３２の刃先３２ａは約９０度に形成されている。射出工程中に、刃３２は図２の位置にある。即ち、第一成形型１２のキャビティ２４側の面１２ａよりも刃先３２ａが上方に突出している。しかも、ガイド溝５０のキャビティ２４側の開口が刃３２の本体部３２ｂによって閉塞されている。
なお、刃３２の幅（ガイド溝５０の幅）ｓ１は約０．５ｍｍである。また、キャビティ２４の幅（樹脂４０の厚さ）ｓ２は約２．５ｍｍである。面１２ａから上方に突出している刃先３２ａの長さｓ３は約０．２ｍｍである。
【００１５】
図３は、刃３２を樹脂４０に差込んだときの様子を示す。差込まれた刃３２と第二成形型１４のキャビティ２４側の面１４ａとの間の距離ｓ４は約０．４ｍｍである。
図４は、差込まれた刃３２を樹脂４０から抜いたときの様子を示す。このとき刃３２は、樹脂４０に差込まれる前の位置（図２の位置）に戻っている。樹脂４０には溝４２が形成されている。このときの溝４２の幅は刃３２の幅と同じである。
【００１６】
なお、上記したように、第一成形型１２には温水通過経路６２が設けられている。図５を参照して、温水通過経路６２によって第一成形型１２を加熱した場合の作用を説明する。図５は、刃３２が抜かれて溝４２が形成された樹脂４０の断面を示している。図５の状態では、樹脂４０には、未固化層（流動層）４０ａと第一成形型側固化層４０ｂと第二成形型側固化層４０ｃとが形成されている。第一成形型側固化層４０ｂの厚さｓ７が、第二成形型側固化層４０ｃの厚さｓ６よりも小さいことがわかる。これは、温水通過ガイド溝６２によって第一成形型１２のキャビティ側の面１２ａが高温に維持されており、第一成形型側にある樹脂４０の固化速度が遅いからである。このように第一成形型側固化層４０ｂが薄いと、刃３２が差込まれることによってキャビティ２４内に運ばれる固化物の量が少なくなる。しかも、刃先３２ａが細くなっているために、キャビティ２４内には固化物がほとんど運ばれない。従って、刃３２を差込むことに起因して樹脂４０に形成されてしまう***部７０の***の程度が非常に小さくなる。
【００１７】
（１）仮に、温水通過経路６２を設けなかった場合は、第一成形型側固化層４０ｂが厚く形成されてしまう。この場合、刃３２を差込むことによってキャビティ２４内に運ばれる固化物の量が多くなり、これにより***部７０の***の程度が大きくなってしまう。
（２）また仮に、刃先が平坦形状であれば、第一成形型側固化層４０ｂに刃が面的に大きく接触し、やはりキャビティ２４内に運ばれる固化物の量が多くなってしまう。
（３）また仮に、射出工程中に刃３２が反キャビティ２４側（図２の下側）に大きく後退していると、キャビティ２４に封入された樹脂がガイド溝５０に流れ込んでしまう。この場合、刃３２を差込むときに、ガイド溝５０に流れ込んで固化した樹脂がキャビティ２４内に運ばれてしまう。
本実施例では、これら３つの問題が全て解決されており、キャビティ２４内に固化物が全く運ばれない。このために、完成品である自動車用表皮の***の程度が極めて小さい。本実施例によると、外観に優れた自動車用表皮を製造することができる。
上記の３つの問題のうち一つでも未解決であると、***の程度が大きくなり、自動車用表皮の外観が損なわれてしまう。
【００１８】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、刃先の形状は実施例のものに限定されない。図６には、他の刃先の一例を示している。図６（ａ）は、刃先が９０度よりも鋭角になっている。同図（ｂ）には、片刃形状の刃３２が示されている。また刃は鋭利である必要はなく、同図（ｃ）のように断面丸形状であってもよいし、同図（ｄ）のように断面台形状であってもよい。
また、第２成形型１４に例えば１５℃〜２０℃の冷水の通過経路を設けることもできる。この場合、第２成形型側固化層４０ｃの厚さｓ６をより厚くすることができ、これにより刃３２の差込みによる***の程度をより小さくすることもできる。第２成形型側固化層４０ｃに厚みがあると変形し難いからである。
【００１９】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例に係る自動車用表皮製造装置の一部を断面で示す。
【図２】 キャビティ部分を拡大して示した図である（射出工程終了時）。
【図３】 キャビティ部分を拡大して示した図である（刃を差込んだ時）。
【図４】 キャビティ部分を拡大して示した図である（刃を抜いた時）。
【図５】 樹脂の固化部分と未固化部分を示した図である。
【図６】 刃先の形状の一例である。
【符号の説明】
１０・・自動車用表皮製造装置
１２・・第一成形型
１２ａ・・第一成形型のキャビティ側の面
１４・・第二成形型
１４ａ・・第二成形型のキャビティ側の面
１６・・油圧シリンダ
１８・・制御装置
２０・・軸
２４・・キャビティ
２６・・信号線
３０，３２，３４・・刃
３２ａ・・刃先
３２ｂ・・刃の本体部
４０・・キャビティ内の樹脂
４０ａ・・樹脂の未固化部分
４０ｂ・・樹脂の第一成形型側固化部分
４０ｃ・・樹脂の第二成形型側固化部分
４２・・樹脂に形成された溝
６２・・温水通過経路

Claims (4)

1. キャビティが形成されているとともにそのキャビティに連通するガイド溝を有する成形型と、
   流動性を有する樹脂性材料を前記キャビティに封じる手段と、
   前記ガイド溝に沿って移動可能であるとともに本体部と先端に向かって細くなっている端部とを有する溝成形部材と、
   前記キャビティ内の樹脂性材料を貫通しない範囲で前記溝成形部材を前記キャビティ内に移動させる移動手段とを備え、
   成形型は、第１成形型と第２成形型を有し、
   第１成形型と第２成形型の間に前記キャビティが形成されており、
   第１成形型内に前記ガイド溝が形成されており、
   第１成形型内に温水通過経路が形成されており、
   第１成形型は、前記溝成形部材を前記キャビティ内に移動させる前に温水通過経路を通過する温水によって加熱されるものであり、
   第２成形型は、前記溝成形部材を前記キャビティ内に移動させる前に加熱されないものであり、
   流動性を有する樹脂性材料を前記キャビティに封じる間は、前記ガイド溝の前記キャビティ側の開口部を前記溝成形部材の前記本体部で閉塞するとともに前記端部がキャビティ内に突入する位置関係に維持しておく
   ことを特徴とする有底の溝をもつ樹脂性物体の製造装置。
2. 前記移動手段は、第１成形型内を前記溝成形部材から反キャビティ側に伸びている軸と、その軸の反キャビティ側の端部に接続されているシリンダとを有し、
   前記温水通過経路は、前記軸の反キャビティ側の端部よりも前記キャビティに近い位置において第１成形型内を伸びている部分を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の製造装置。
3. 第２成形型内に冷水通過経路が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造装置。
4. 第１成形型と第２成形型を有するとともに第１成形型と第２成形型の間にキャビティが形成されている成形型を利用して、有底の溝をもつ樹脂性物体を製造する方法であり、
   流動性を有する樹脂性材料を成形型のキャビティに封じる封入工程と、
   本体部と先端に向かって細くなっている端部とを有する溝成形部材を、前記キャビティと連通するとともに第１成形型内に形成されているガイド溝に沿って、前記キャビティ内の樹脂性材料を貫通しない範囲で前記キャビティ内に移動させる移動工程と、
   その移動工程の前に、第１成形型内に形成されている温水通過経路を通過する温水によって第１成形型を加熱しておく工程とを備え、
   第２成形型は、前記移動工程の前に加熱されないものであり、
   前記封入工程の間は、前記ガイド溝の前記キャビティ側の開口部を前記溝成形部材の前記本体部で閉塞するとともに前記端部がキャビティ内に突入する位置関係に維持しておくことを特徴とする製造方法。

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