JP7333597B2 - 複合成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
下記特許文献1には、板状部材に予め突起部材を設け、突起部材をキャビティの内面に設けられた凹形状部に嵌め込んで位置決めを行い、板状部材に樹脂部材を射出成形により一体化させた複合成形品を製造する方法が記載されている。
下記特許文献2には、発泡体に透孔を形成しておき、下型の突起に嵌め合わせて発泡体を位置決めした後、溶融樹脂を射出して成形する発泡体と高分子材料とを有する複合成形品を製造する方法が記載されている。
本実施形態に係る製造方法は、少なくとも一次成形工程と、二次成形工程とを備える。
一次成形工程では、可撓性を有するシート体2の一方の面20に取着される基部40と、基部40に設けられるとともにシート体2側とは反対側に突出する突部41とを有する一次部材4を成形する。二次成形工程では、成形型10に設けられた凹部130に突部41を嵌合させシート体2を位置決めした後に、溶融樹脂を成形型10のキャビティ11内に射出し、樹脂成形体3を成形する。一次成形工程において、基部40の外縁部40aは、その厚みが段階的に薄くなるように形成される。
以下、図面を参照しながら説明する。なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。
まずは図1~図5を参照しながら、第1実施形態に係る複合成形品の製造方法について説明する。
本実施形態に係る製造方法は、可撓性を有するシート体2と、シート体2の一方の面20に接合された樹脂成形体3とを備える複合成形品1の製造方法であって、シート体2の他方の面21がおもて面1a、すなわち意匠面(装飾面)として使用される複合成形品1の製造方法である。
複合成形品1を製造するに際し、まずシート体2の位置決め機能を果たすことになる突部41を有した一次部材4を成形する。
そこで図2(a)に示すように、第1型10aと、第2型10bとを備えた一次成形用の成形型10を用意する。一次成形用の成形型10は、第1型10aと第2型10bとがシート体2を介して型締めされるとキャビティ11を形成する。そして、このキャビティ11内に樹脂が射出されることによって一次部材4が形成される。このとき一次成形工程・S100では、後述する二次成形工程・S102で射出される樹脂の融点と同じか、それより低い融点となる樹脂(例えば、ポリアミド66)によって一次部材4を形成する。図2(a)に示す第1型10aは、第1型凹部12と、第2型凹部13とを備えている。第1型凹部12は、溶融された樹脂が通じるゲートになり、この第1型凹部12を通じて樹脂がキャビティ11内へ射出される。また、第1型凹部12は、略円錐状に形成されるとともに、突部41を模る凹部である。第1型凹部12によって突部41が成形されると、突部41は略円錐形状に成形される。第2型凹部13は、平面視において、シート体2より小さい領域になるように形成されている。また、第2型凹部13は、その外縁部が傾斜状に形成されている。第2型凹部13は、一次部材4の基部40を模る凹部であり、第2型凹部13によって基部40が成形されると、一次部材4の基部40がシート体2より小さい面積に形成され、且つ基部40の外縁部40aの厚みが段階的に薄く成形される。図例の外縁部40aは断面視すると次第に厚みが薄くなるように傾斜している。シート体2としては、可撓性を有する素材のシートが用いられる。シート体2の大きさ、形状は、この一次成形工程S100で第1型10aと第2型10bの間に配され、一次部材4を形成した後にシートカット工程S101でカットすることを想定して用意される。
次に図3(a)に示すように第1型100aと、第2型100bとを備えた二次成形用の成形型100を用意する。第1型100aは、キャビティ110に樹脂を射出するゲート120と、突部41が嵌合される凹部130とを備えている。凹部130の深さ寸法、形状は、突部41の突出寸法、形状等に合わせて形成されている。凹部130に突部41を嵌合させれば、樹脂がキャビティ110内に高圧で射出されても、シート体2が所望する位置に位置決めされる。第2型100bには、樹脂成形体3を模る第2型凹部140が形成されており、図3(a)に示す例では、第2型凹部140内に一次部材4が収まるように形成されている。つまり、第2型凹部140は、一次部材4より大きい空間を区画している。ここで、キャビティ110に樹脂を射出するゲート120の位置は、基部40に対向する位置に設けられる構成が望ましい。この場合、二次成形工程S102において、ゲート120から樹脂が射出された際、樹脂は基部4に向い、基部40がその樹脂の射出圧を直接受けることになる。したがって、シート体2は、ゲート120から射出された樹脂の射出圧を直接受けることはないため、樹脂の圧力によってシート体2がずれることをより一層効果的に抑制できる。
しかしながら、上述の本実施形態に係る製造方法によれば、樹脂成形体3の樹脂が固化する際に、シート体2に接合された部分と基部40に接合された部分とでその体積収縮量に差が生じても、基部40の外縁部40aの厚みは段階的に薄くなるように形成されているため、その樹脂成形体3の体積収縮量の変化は段階的になる。したがって、シート体2の他方の面21に現れる樹脂成形体3とシート体2との境目の模様を目立たなくすることができる。
しかしながら、本実施形態に係る製造方法によれば、一次成形工程・S100と二次成形工程・S102とで成形条件が異なっても、基部40の外縁部40aの厚みは段階的に薄くなるように形成されているため、シート体2の他方の面21に及ぼす影響の変化も段階的になり、基部40と樹脂成形体3との境目に対応する模様がシート体2の他方の面21に現れることを抑制できる。よって、意匠面となるシート体2の他方の面21側、すなわち、複合成形品1のおもて面1aの外観品質を向上させることができる。
次に図4、図5を参照しながら、本実施形態に係る製造方法で製造される複合成形品1の種々変形例として複合成形品1A~1Dについて説明する。ここでは一次部材4の形状が異なる変形例を示している。上述の実施形態と共通する部位には共通の符号を付し、共通の効果を奏する点の説明は省略し、異なる点を主に説明する。また次に説明する図4、図5の変形例では、基部40に複数の突部41が設けられた例を示すが、この構成は特に図例に限定されない。すなわち、この位置決めピンの役割を担う突部41は、数が多ければ位置決め精度の向上が期待できる。また複数の突部41を備えた場合、突部41,41同士の間隔を大きく離した方が位置決め精度が向上する。さらにシート体2の大きさに対して、基部40の大きさはシート体2の大きさに近いほど、シート体2のズレやシート体2の端部の捲れ上がりを抑制し易くなるとともに、複合成形品1の変形防止効果も期待できる。また一次部材4の体積と樹脂成形体3の体積のバランスは、複合成形品1の外観品質の悪化、寸法悪化、材料費上昇等に影響するため、樹脂成形体3の厚みが一次部材4の厚みより厚くなりすぎないよう留意する必要がある。
例えば図4(c)及び図4(d)に示すように樹脂成形体3の短手方向中央及びこれと交わるように樹脂成形体3の長手方向にも複数の溝条の接合凹部40c,40c,40cを形成してもよい。またこの例では、図4(d)に示すように基部40の一方面43が樹脂成形体3を形成する樹脂で被覆されておらず、露出している点は上述の例と相違する。
この他、溝条の接合凹部40cの形成態様としては、樹脂成形体3の短手方向、長手方向のいずれか一方に形成されたものとしてもよいし、十字でもよい。さらには、樹脂成形体3の短手方向、長手方向のそれぞれに2本以上形成してもよい。
次に図6~図8を参照しながら、第2実施形態に係る複合成形品の製造方法について説明する。上述の第1実施形態と共通する部位には共通の符号を付し、共通の効果を奏する点の説明は省略し、異なる点を主に説明する。
第2実施形態に係る製造方法も、第1実施形態に係る製造方法と同様に、可撓性を有するシート体2と、シート体2の一方の面20に接合された樹脂成形体3とを備える複合成形品1の製造方法である。しかしこの実施形態では、エンジンのシリンダブロックに設けられた冷却水流路5に配置されるスペーサS(図8(c)参照)に適用される複合成形品1を製造する例を説明する。
まずは複合成形品1であるスペーサSを製造するに際し、突部41を有した一次部材4を形成する。一次成形工程S200及びシートカット工程S201は、基本的に第1実施形態の一次成形工程S100及びシートカット工程S101と共通であるので詳しく図示しながらの説明を省略するが、スペーサSとして用いる複合成形品1とするため、基部40の形状は図7(a)に示すように湾曲した形状の基部40に成形される一次成形用の成形型10が準備される。
<プリフォーム成形工程S202>
シート体2を備え、突部41を有した一次部材4を成形したら、シート体2を湾曲形状に賦形するプリフォーム成形工程S202を行う。すなわち、プリフォーム成形工程S202の際には、シート体2のみを二次成形用の成形型100に配置するのではなく、シート体2と一体成形された一次部材4を成形型100に配置する。
図7(b)、図8(a)に示すように成形型100を型締めしプリフォーム成形したら、ゲート120から樹脂を充填していく。この充填工程においても、シート体2は樹脂圧によって、第2型凹部140に沿って捲れることなく、湾曲した形状を備え一体成形される。そしてキャビティ110全域に樹脂を充填した後、保圧状態で冷却し樹脂を固化させる。型開きして、シート体2と接合された樹脂成形体3を取り出し、ゲート残り部42を切断すれば、図8(b)に示すスペーサS(1)を得ることができる。このとき、突部41もゲート残り部42と同様に切断してもよいし、突部41の突出寸法を設計すれば、スペーサSとして冷却水流路内に設置される際の冷却水の規制を制御する突部として機能させることもできる。
シート体2としては、可撓性を有するシート状のものであればよく、例えば、皮革、布、織物、木皮等を用いることができる。またシート体2としては、天然素材や多孔質素材に限定されず、塩化ビニル等の樹脂製シート等としてもよい。第1実施形態で図2(a)に示したシート体2は成形型10からはみ出すほどに大きい例を模式的に示しているが、これに限定されるものではない。実際には成形型10内におさまる大きさであってもよく、要はシート体2の一方の面20に一次部材4が成形し易く配されればよい。また第1実施形態において一次成形工程・S100を示す図2(a)では、射出ゲート及びキャビティとなる第1型凹部12を備えた例を示しているが、突部41を形成する第1型凹部12とは別に射出ゲートを設けてもよい。さらにシートカット工程S101(S201)では、図示していないが、位置決め治具に成形型10から取り出した一次部材4を載置し、トムソン刃を用いて切断するようにしてもよい。シート体2と一体に成形される一次部材4の構成、形状も、一次部材4と一体に成形される樹脂成形体3の構成、形状も、製品として求められる複合成形品1の構成、形状に応じて適宜設計される。
2 シート体
3 樹脂成形体
4 一次部材
40 基部
40a 外縁部
41 突部
130 凹部
40b~40e 接合凹部
Claims (9)
- 可撓性を有するシート体と、シート体の一方の面に接合された樹脂成形体とを備える複合成形品を製造する製造方法において、
前記シート体の一方の面に取着される基部と、前記基部に設けられるとともに前記シート体側とは反対側に突出する突部とを有する一次部材を成形する一次成形工程と、
成形型に設けられた凹部に前記突部を嵌合させ前記シート体を位置決めした後に、溶融樹脂を前記成形型のキャビティ内に射出し前記樹脂成形体を成形する二次成形工程と、を備え、
前記一次成形工程において、前記基部の外縁部は、その厚みが段階的に薄くなるように形成されることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1において、
前記一次成形工程で射出される樹脂は、前記二次成形工程で射出される樹脂と同一組成の材料であることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1において、
前記一次成形工程で射出される樹脂は、その融点が、前記二次成形工程で射出される樹脂の融点以下であることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項3のいずれか1項において、
前記一次部材を成形する際に射出する樹脂の量と、前記樹脂成形体を成形する際に射出する樹脂の量とが同量となるように成形することを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項4のいずれか一項において、
前記成形型のキャビティに樹脂を射出するゲートは、前記基部に対向する位置に設けられ、前記ゲートから前記基部に向って樹脂を射出することを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項5のいずれか1項において、
前記基部には、接合凹部が設けられ、
前記二次成形工程では、前記樹脂成形体を成形する樹脂が前記接合凹部内に行き渡るように成形することを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項6のいずれか1項において、
前記一次成形工程後、前記シート体を湾曲形状に賦形するプリフォーム成形工程を備えることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項7のいずれか一項において、
前記一次成形工程後、前記シート体をトリミングするシートカット工程を備えることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項8のいずれか一項において、
前記シート体は、圧縮された状態から水分に晒されることによって復元する特性を有する多孔質体であり、
前記複合成形品はエンジンのシリンダブロックに設けられた冷却水流路に配置されるスペーサであることを特徴とする複合成形品の製造方法。
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