JP5131763B2 - 異色又は異材質からなる複合成形品の射出成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、相互に異なる色又は異なる材質の成形材料を１次成形金型と２次成形金型とにそれぞれ射出充填することと、１次成形金型で成形された成形品を２次成形金型に移載することとを１基の射出成形装置で繰り返すことによって、それらの異なる色又は異なる材質の成形材料からなる複合成形品を製造する射出成形装置の改良に関する。

異なる色（以下、異色と称する。）又は異なる材質（以下、異材質と称する。）の成形材料からなる複合成形品は、多くの分野で使用される。例えば、異色の成形材料からなる複合成形品は、パソコンのキートップなど、地と文字とを２色の材料で成形した２色成形品として身近にある。また、異材質からなる複合成形品は、例えば、硬質素材の表面の一部に軟質材料を追加成形した複合成形品として、あらゆる分野で実用に供されている。

このような成形品は、近時は１台の射出成形機で成形されるのが普通である。その射出成形機は、異色成形機又は異材質成形機と称されるもので、異色又は異材質の成形材料を射出充填する２基の射出装置（１次成形用射出装置と２次成形用射出装置）と、それらの射出装置に対応した１次成形金型と２次成形金型を搭載した１基の型締装置とを１基の機台上に備える。そして、１次成形金型に１次成形のための１次成形キャビティが、２次成形金型に２次成形のための２次成形キャビティがそれぞれ形成されている。

そのような２色又は２材質射出成形機は、一般に、金型の可動側みを回動させる回転装置を含むロータリ方式、又は、同じく可動側のみをスライドさせるスライド装置を含むスライド方式を採用している。これらの方式は、１次成形された１次成形品を可動側の１次成形キャビティに貼り付かせたまま２次成形側に移動する。それで、これらの方式は、型締装置にスライド装置やロータリ装置を必要とするにもかかわらず、１次成形キャビティから２次成形キャビティへ成形品を単独で移載する必要がないために、広く採用されている。

また、上記方式に類似する方式としてコアバック成形方式がある。それは、可動金型中のコアの一部を前後に移動可能にして、後退したコアの作るキャビティ空間に２次成形品を成形する方式である。その方式は、固定側の成形キャビティを１次成形側と２次成形側とで共通にする点で類似する。

また、特許文献１（特開２００７−１３６９２１号公報）には、厚肉樹脂容器の製造方法及び金型が提唱されている。その製造方法は、１基の型締装置と２基の射出装置を装備した１台の射出成形機で厚肉容器を成形する方法であり、複数の成形キャビティで射出成形することと成形品をそれらのキャビティ間で移載することとを繰り返す方法である。すなわち、その製造方法は、段階的に厚肉化された複数個の容器形状のキャビティを一組の金型の中に並列に配置しておき、各キャビティで成形品を成形するとともに各キャビティで成形した成形品を厚肉側のキャビティに順次移動することによって、成形品の片面に順次肉盛りして厚肉樹脂容器を製造する方法である。この方法によれば、金型の可動スペースを小さくするとともに生産性を向上させるとともに、さらに成形品のソリの発生を抑制することができると記載されている。

以上の成形方式は、可動側キャビティ又は固定側キャビティのいずれかを１次成形と２次成形とで共通にする。それで、その共通側キャビティ面で成形される成形面に追加成形することはできない。特許文献１による方法も、肉盛り成形であることから肉盛り面に対する成形の追加以外を開示していない。

一方、特許文献２（特開２００２−１９２５５３号公報）には、二重成形品の製造方法が提唱されている。この製造方法は、１基の型締装置と２基の射出装置を装備した二重射出成形機に、１次成形品の移送を行う製品取出し装置を設けて、その製品取出し装置によって１次成形品を１次成形用コアから２次成形用コアに直接移送して二重成形品を成形する方法である。その製造方法によれば、２次成形キャビティが１次成形品を内蔵する大きさである限り２次成形キャビティの形状をある程度自由に形成できるので、上記例のように片面の追加成形に限定されることはない。それで、例えば、エラストマを１次成形品の表裏両面に渡る周囲に固着したダンパ部品などを成形できると記載されている。この方式では、可動側キャビティ、固定側キャビティのいずれも１次成形と２次成形とで異なるものにすることができる。

特開２０００−１９０３６５号公報 特開２００２−１９２５５３号公報

しかしながら、本願の出願人は、複合成形品をインサート成形品として成形するには従来の成形方法はなお改良の余地があると思料する。ここで、本願の出願人が意図する成形は、例えば、複数本の細い条形状の板材をインサートする成形である。このようなインサート部品は、金型にインサートされるときに複数本に分かれていると、それらの整列や位置決め、そして固定等、その取扱いを煩雑にするものである。

そのような複合成形品は、例えば防水コネクタである。それは、接続端子部材となる複数の細条形状の金属板部材をＰＢＴ又はＰＡのハウジングに一部露出させた状態で埋設するとともに、そのハウジングの外周に防水パッキンとしてのエラストマのパッキンを表裏両面に渡って固着した成形品である。そのような成形では、インサート部品が複数の細条板材を適宜箇所で結合したものであるとインサートには都合が良いが、最終製品となる前にその結合部分を除去しなければならない。そして、その結合部分の除去は、その細条板材が成形材料によって別の箇所で結合された後でなければできない。したがって、そのようなインサート部品の切断は、１次成形と２次成形の間に行わなければならない。

また、成形途中でインサート部品にプレス加工すると都合が良い複合成形品も多く存在する。この成形におけるインサート部品は、インサートされるまでは平板等の単純形状であり、金型内で２次成形される直前に始めて折り曲げ加工等をなされるものである。このような成形ができると、インサート前のインサート部材の取扱いを容易にすることができる。そのうえ、１次成形キャビティと２次成形キャビティとを、後に説明されるようにある程度自由な形状で形成できることと考え併せれば、この種の成形の自由度を各段に向上させることができる。

このような成形を可能かどうかと言う観点から上記の成形方法あるいは特許文献の製造方法を検討すると、それらの成形方法にはなお改良の余地があると言わざるを得ない。それらの成形方法がインサート部品を想定しておらず、したがってその処理技術思想をなにも提唱していないからである。従来、この種のプレス加工は、外段取りとして成形機の外、すなわち機外で行われていたからである。

本発明は、このような従来の複合成形品の成形方法を改良しようとするものであり、インサート成形品であっても複合成形品として成形することができるとともに、特に、１次成形したインサート成形品の一部分にプレス加工を追加して、その被加工品に２次成形して複合成形品を成形することができる射出成形装置を提案するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、１次成形する１次成形金型と２次成形する２次成形金型とを搭載した１基の型締装置と、それらの成形金型に異なる色又は異なる材質の成形材料を射出する２基の射出装置とを備えて、該１次成形金型で一方の色又は材質の成形材料で１次成形品を成形し、該１次成形品を該２次成形金型に移載し、そして、該２次成形金型で該１次成形品にもう一方の色又は材質の成形材料で２次成形品を成形して、該２次成形品を異なる色又は異なる材質の成形材料からなる複合成形品とする複合成形品の射出成形装置において、前記１次成形金型にインサート部品をインサートするインサート装置と、該１次成形金型と前記２次成形金型の間の中間位置で前記１次成形品の一部にプレス加工を加えるプレス装置と、そして、型開き動作中に、該１次成形品を該１次成形金型から該プレス装置に移載する動作、プレス加工された被加工品を該プレス装置から該２次成形金型に移載する動作、そして前記２次成形品を該２次成形金型から機外に取り出す動作を略同時に行う移載装置とをさらに含んで、前記インサート部品に１次成形を加えて前記１次成形品を成形し、該１次成形品に２次成形前にプレス加工を加えて前記被加工品にし、そして、該被加工品に２次成形を加えることを略同時に行うようにした複合成形品の射出成形装置である。

また、上記複合成形品の射出成形装置は、前記プレス装置が前記インサート部品の一部を打ち抜くプレス装置であり、そして、該インサート部品が打ち抜かれた後には複数個の細条形状に分断される部材である装置であっても良い。

本発明の射出成形装置によれば、１次成形する１次成形金型と２次成形する２次成形金型に異なる色又は異なる材質の成形材料を射出する２基の射出装置を備えて、該１次成形金型で一方の色又は材質の成形材料で１次成形品を成形し、該１次成形品を該２次成形金型に移載し、そして、該２次成形金型で該１次成形品にもう一方の色又は材質の成形材料でさらに追加成形して、異なる色又は異なる材質の成形材料からなる複合成形品を成形する、複合成形品の射出成形装置が、前記１次成形金型にインサート部品をインサートするインサート装置と、該１次成形金型と前記２次成形金型の間の中間位置で前記１次成形品の一部にプレス加工を加えるプレス装置と、そして、型開き動作中に、前記１次成形品を該１次成形金型から前記プレス装置に移載する動作、前記プレス加工された被加工品を該プレス装置から前記２次成形金型に移載する動作、そして前記２次成形品を該２次成形金型から機外に取り出す動作を略同時に行う移載装置とを備えるので、１基の射出成形機の中で、インサート部品に１次成形することと、その１次成形品の一部分にプレス加工を加えることと、そして、プレス加工された被加工品に２次成形を加えることを略同時に行って、インサート部品を含む複合成形品を成形することができる。すなわち、１次成形品を２次成形キャビティに移載することが移載装置を介して行われるので、２次成形キャビティの固定側、可動側いずれの形状も１次成形キャビティの形状に対してある程度自由に形成することができ、異色、異材質の複合成形品の組み合わせを形状も含めて多様にすることができる。また、１次成形から２次成形に移行する間に、インサート部品を含む成形品に対してプレス加工を加えることができるので、インサート部品のインサート迄の取扱いや、インサート後の加工を容易にして、結局、インサート部品を含む複合成形品の成形の自由度をより拡大する。

そのうえ、つぎのような成形も可能にして、成形の可能性を拡大することができる。すなわち、成形時の樹脂の流動性を向上するために、１次成形であえて結合部分を作る成形を可能にする。また、１次成形でガス抜き等成形性向上のためにあえてバリを生じさせる成形もできる。そのような１次成形部材からなる結合部分やバリは、特に２次成形材料が軟質である場合に除去されなければならないが、プレス装置によって２次成形前に容易に除去できるからである。また、１次成形品がランナと繋がった形態で成形せざるを得ない成形にあっても、２次成形前にランナーを除去することができる。

また、上記の成形装置において、前記プレス装置が前記インサート部品を打ち抜く装置であり、そして、該インサート部品が打ち抜かれた後には複数個の細条形状部材に分断される部材である場合には、インサート部品が複数本の細条板材として供給されるべきものであっても適宜箇所で結合されたインサート部材としてインサートできるとともに、１次成形されて他の箇所で結合された後に元の結合箇所を確実に除去することができる。

最初に、本発明の射出成形装置によって成形されることが好ましい複合成形品を例示する。その成形品は、インサート部品に異色あるいは異材質の成形材料で１次成形と２次成形を行った複合成形品である。それは、その成形品の成形過程を示す図１の（ｄ）図において１０として例示されたものであり、（ｂ）図に示す１次成形の後に（ｃ）図に示す打ち抜き加工を行い、最後に（ｄ）図のように２次成形を追加したものである。なお、（ａ）図〜（ｅ）の各図において、上側の図が平面図、下側の図が上側図のＡ−Ａ矢視断面図である。

成形品１０の各成形過程での形態をより詳細に説明すると、図１の（ａ）図では、インサート部品１は未だ２本の細条金属板材料１ａを結合部分１ｂで結合した形態のままである。そして、（ｂ）図で、そのインサート部品が１次成形部材２で部分的に包まれるように１次成形されて、１次成形品５となる。このとき、１次成形品５の中央付近が凹に形成されて、結合部分１ｂが空間２ａに露出している。つぎに、（ｃ）図で、１次成形品５が空間２ａに露出した４の部分を打ち抜かれて被加工品６となる。最後に、（ｄ）図でその被加工品６が２次成形部材３で包まれるように部分的に２次成形されて最終成形品１０となる。このとき、凹空間２ａ及び打ち抜き部分４が２次成形材料３で埋められる。なお、結合部分１ｂには、後に説明される位置決め用の小孔１ｃが形成されている。

このように、打ち抜く部分が複数本の細条形状の金属板材料１ａ（以下細条形状部分と言う。）の結合部分１ｂである場合には、本発明の射出成形装置の良さが特に引き出される。インサート前あるいは１次成形前に結合部分１ｂを除去するとその細条形状部分１ａがばらけるところ、本発明の射出成形装置は、その細条形状部分１ａを１次成形材料２で固着してからその結合部分１ｂを除去するからである。

なお、打ち抜き加工される部分については、プレス加工される場合を含めて成形品に応じた色々な形態が想定される。図示省略しているが、例えば、１次成形するときにはあえて結合部分を形成し、その後の２次成前にその結合部分を除去するものがある。この場合は、金型の都合や成形時の樹脂の流動性向上のためにあえて結合状態で成形した場合である。また、１次成形でガス抜き等成形性向上のためにあえてバリを生じさせる場合もある。このような成形では、特に２次成形材料が軟質である場合等に、その結合部分やバリの除去が必要となる場合に好都合である。本発明の射出成形装置は、そのような場合に、後に説明されるプレス装置によって２次成形前にそれらを除去するものである。また、成形品がランナとゲートで繋がっている形態で成形されざるを得ない場合であっても、同様にそれらを成形途中で除去することができる。

他には、成形途中でインサート部品にプレス加工を追加すると都合が良い場合もある。その場合、インサートする際のインサート部品の形状の単純化を図ることができるので、インサート操作が容易になる。このことは、本発明の射出成形装置が２次成形前にインサート部品をプレス加工することによって可能になる。そのうえ、後に説明されるような、１次成形キャビティ（以下１次キャビティと言う。）と２次成形キャビティ（以下２次キャビティと言う。）とをある程度自由な形状で形成できることを併せて考えれば、成形の自由度を一層拡げることができる。具体的には、図１の（ｅ）図で示すように、インサート部品が折り曲げ加工されていない平板１１としてインサートされて、その後に金型内でプレス加工される場合である。

以下、本発明の複合成形品の射出成形装置２０の概略が図２で説明される。その射出成形装置は、後に説明されるインサート装置４０とプレス装置５０、及び移載装置６０と組み合わされること除いて従来の異色成形機又は異材質成形機の構成と基本的には同じである。なお、以下の説明において、成形される成形品は図１で説明されたものと同じものとして、それらに図１と同じ番号が付されるものとする。断面方向は、下側のＡ−Ａ矢視断面に対して直交する方向である。

その射出成形装置２０は、図２に示すように、１次成形する１次成形金型３１（以下１次金型と言う。）と２次成形する２次成形金型３２（以下２次金型と言う。）とを搭載可能な１基の型締装置２１と、それら金型の成形キャビティに異なる色又は異なる材質の成形材料を射出する２基の射出装置２２、２３とを備える。すなわち、１次成形用射出装置２２と２次成形用射出装置２３である。そして、その射出装置は、２基である限りどのような姿勢で金型３１、３２に向かって設置されるかを問わず、２基が平行に配置されても、Ｖ字型に配置されても、あるいは、その内の１基がパーティング射出装置であっても構わない。型締装置２１は、１次金型３１と２次金型３２とを型締装置２１の開閉方向に沿った中心に関して略対称な位置に取り付け可能であるとともに、それらの金型で成形された成形品を型開時にそれぞれ突き出しできれば良い。図示の状態は型閉じされた状態である。各金型３１、３２で成形された成形品を突き出すエジェクタは、後に、図４の（ｂ）図にエジェクタ２６、２７と表示されるものであり、各金型３１、３２の取り付け位置に対応した略対称な位置に設けられる。

なお、射出成形機は、一般に横型であることが多いが、インサート成形機の場合には竪型であることが多い。そこで、本発明の射出成形装置２０も、多くの場合に竪型として実用化される。通常、竪型成形機では、下側のプラテン２４が固定プラテンに、上側のプラテン２５が可動プラテンになり、射出装置２２、２３が可動側である上側プラテン２５側に配置される。この配置は、射出装置が固定側である固定プラテン側に配置される横型の成形機とは異なる。しかしながら、本発明の射出成形装置が横型であってもよく、両者を区別する必要がないことから、以下の説明では、射出装置側のプラテンを固定側（上側）と表記することにする。

１次金型３１と２次金型３２は、可動側（下側）の可動（下側）金型３１ａ、３２ａと固定側（上側）の固定（上側）金型３１ｂ、３２ｂとからなり、それらの間に１次キャビティ３１ｃと２次キャビティ３２ｃとを形成している。そして、その１次キャビティ３１ｃで１次成形品が成形され、２次キャビティ３２ｃで２次成形品が成形される。以下において、１次成形が行われる箇所を１次成形ステージと、２次成形が行われる箇所を２次成形ステージと称するものとする。

上記金型３１と３２は、より詳細には、図３のように構成される。まず、１次金型３１の可動（下側）金型３１ａは、インサート部品１を装填できるように、インサート部品１に当接する装着座面３１ｄを有している。そして、インサート部品１の位置決めのために、例えば、インサート部品１の複数個の小孔１ｃ（図１で既述）に嵌入するガイドピン３１ｅをその装着座面３１ｄに備える。インサート部品１を１次成形材料２で包み込むように充填する空間部分は、インサート部品１の周りに生じる１次成形キャビティ３１ｃの空間である。

つぎに、２次金型３２の可動側（下側）金型３２ａは、プレス加工された被加工品６を一時的に装着できる装着座面３２ｄを有している。そして、固定側（上側）、可動側（下側）いずれの２次キャビティ３２ｃ面も、１次キャビティ３１ｃを内包する大きさである限りにおいて、ある程度自由に形成される。

なお、ある程度自由と言う意味は、２次キャビティ３２ｃが１次側キャビティ３１ｃより大きい限りにおいて１次キャビティ３２ｃの形状に拘束されない形状に形成できると言う意味であり、かつ、そのキャビティ形状が２次成形に支障がない限りにおいてと言う意味である。その意味では、図１の（ｄ）図で空間２ａに充填される２次成形部材３は、その空間を全部埋めないように、全体としては凹部として形成されるほうが実際的である。この部分の厚肉成形を回避するためである。

しかして、本発明では、２次成形で追加成形する２次成形材料３を、１次成形品（厳密には被加工品である。）の表裏に渡って１周するように成形することは全く容易なことである。そのうえ、金型の温度制御を含めて独立にできるので、１次成形材料２と２次成形材料３の２材質の組み合わせを例えば熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とすることもできる。具体的には、１次成形材料２を硬質樹脂となる熱可塑性樹脂で成形し、２次成形材料３を軟質の熱硬化性樹脂、例えばシリコンゴムとしても良い。こうして、本発明では、２材質の組み合わせの可能性をさらに高めることができる。

以上のような金型を含む射出成形装置２０の型締装置２１には、以下に説明されるインサート装置４０、プレス装置５０、及び移載装置６０が備えられる。

インサート装置４０は、機外に用意されたインサート部品１を１次キャビティ３１ｃにインサートする従来公知の装置である。その装置は、図４の（ｂ）図でその概略が示されるものであり、アーム４１の先端にインサート部品１を把持（あるいは吸着）する把持具４２を備える。そして、その装置は、型開き中にそのアーム先端を移動させることによって、その把持具４２をインサート部品１の在る機外のインサート供給ステージ（図示省略）と金型３１の１次成形ステージとの間で往復させる。その装置は、型締装置２１のプラテン上に搭載されるか、成形機２０の傍に備えられる。

プレス装置５０は、プレス加工するプレスステージを構成する装置である。その装置は、型締装置２１の固定（上側）プラテン２５と可動（下側）プラテン２４において、１次金型３１と２次金型３２の中間位置に取り付けられる装置であり、金型内に組み込まれたものであることを除くと、基本的な構成については従来のプレス装置と同じものである。すなわち、その装置５０は、図３のように、１次成形品５を載置する装着座面５１ａと１次成形品の一部をプレス加工するパンチを受け入れるダイ５１ｂとが形成されたダイステージ５１を可動側（下側）プラテン２４上に備え、１次成形品５をその装着座面上に適宜箇所で押さえ付ける押さえ部材（図示省略）と１次成形品の一部をプレス加工するパンチ５２ａとが形成されたパンチステージ５２を固定側（上側）プラテン２５側に備える。そのうえ、ダイステージ５１には、図４の（ｂ）図で示されるような、プレス加工された被加工品６を装着座面５１ａから押し上げるエジェクタ５３を含む。このエジェクタ５３は、例えば油圧シリンダ（図示省略）で駆動される、エジェクタ２６、２７と同様な構成で良い。

このようなプレス装置５０には、１次成形品５のプレス加工のタイミングを違えた、つぎに説明する２種類の装置の何れかが採用される。一つの装置は、プレス加工を型閉じ動作と同期して行う装置であり、もう一つの装置はプレス加工を型閉じ動作と無関係に行うものである。

まず、前者のプレス装置は、パンチを固定部材として備えるもので、その意味では図３のパンチ５２ａに相当する。そのパンチ５２ａの長さは、型閉じ完了したときにパンチ５２ａがダイ５１ｂに嵌入する長さに形成される。プレス加工では、その長さは押し当てられる長さである。また、そのプレス装置５０は、その押さえ部材（図示省略）の長さを、型閉じ完了に先だってその押さえ部材が１次成形品を先に固定するだけの長さに構成する。そのため、押さえ部材は、パンチステージ５２上で型開閉方向に可動な部材として備えられて、その開閉方向に沿った移動軸に同芯に装着された圧縮コイルばね（図示省略）によってダイステージ５１側に向かって押し出された位置で待機するように構成される。このような構成によって、型閉じ完了に先だって押さえ部材が１次成形品をまず固定し、つぎに型閉じ動作が完了するときにパンチ５２がダイ５１ｂに嵌入あるいは押し当てられて、打ち抜き加工あるいはプレス加工が型閉じ動作に同期する。

一方、後者のプレス装置（図示省略）は、パンチを進退させる駆動装置をパンチステージ５２に別途に備え、そのパンチの長さを、前進したときにパンチがダイに嵌入する長さあるいは押し当てられる長さに構成される。駆動装置には例えば油圧シリンダが採用される。また、そのプレス装置は、型閉じ完了とともに１次成形品を押さえ付ける押さえ部材をパンチステージ５２に固定部材として備える。そのような構成によって、まず押さえ部材が１次成形品を型閉じ完了と同時に固定して、その後速やかにパンチがダイに嵌入あるいは押し当てられて打ち抜き加工あるいはプレス加工を行う。

移載装置６０は、図４の（ｂ）〜図５（ｄ）に示されるように、金型やプレス装置が開いたときに、１次成形品５を１次キャビティ３１ｃからプレス装置５０に移載する動作と、プレス加工された被加工品６を２次キャビティ３２ｃに移載する動作と、最終成形品である複合成形品１０をその２次キャビティから機外に取り出す動作とを略同一タイミングで行う装置である。このため、移載装置６０は、それらの成形品と被加工品を把持する３組の把持具６１、６２、６３と、それらを先端に備えたアーム装置６４と、そのアーム装置を駆動する駆動装置（図示省略）とをその機台（図示省略）上に備えて、その機台を例えば型締装置２１のプラテン上あるいは型締装置２１の近傍に固定される。３組の把持具６１、６２、６３は、アーム装置６４が移動する際に上記各ステージ間で成形品や被加工品の把持や移載をできるように、等間隔に配置される。

把持具６１、６２、６３の移載動作の態様は、概略つぎのとおりである。まず、それらの把持具は、アーム装置６４とともに機外と金型間を大きく移動する。そのうえ、それらの把持具は、成形品等を隣り合うステージの間で移載するために、各キャビティに対して進退する動作と隣り合うステージへ移動する動作とを行う。

つぎに、成形品を移載する動作については、成形する際にランナを生じるかどうかの形態によって異なるが、概略つぎのとおりである。まず、成形品がホットランナノズルによってランナレスで成形される場合には、ランナーが生じないので成形品が直接把持される。この態様は、図２の態様であり、３３、３４が模式的に表されたホットランナノズルである。この場合、図４の（ｂ）図〜図５の（ｄ）図が示すように、エジェクタ２６、５３、２７によって押し上げられた成形品５、１０や被加工品６を把持具６１、６２、６３が把持して後退し、それらの把持具がつぎのステージに移動してそれらの成形品等をつぎのステージに装填する。そして、それらの把持具は成形品等をそのステージに置いたまま再び後退して、最後に金型間から後退して適宜位置にてつぎの移載まで待機する。

一方、成形時にランナ（図示省略）を生じる場合には、型開きの際にランナが成形品から分離される場合と分離されない場合とがある。前者の場合は、代表的には３プレート金型（図示省略）で成形される成形方法であって、第１と第２の金型（ランナストリッパプレートと固定側型板）が型開きするときにそれらの間でランナが成形品から切り離されて自然落下するか、別途用意された移載装置によってランナが機外に排出される。したがって、第２と第３の金型（固定側型板と可動側型板）間で離型される成形品の移動については、上記と同様に直接把持あるいは吸着される。一方、ランナが分離されない後者の場合には、把持具がランナを把持して移載する（図示省略）。この場合、１次成形品のランナはつぎのプレス装置に移載されたときに切断されて自然落下するが、このとき、２次成形品も機外に取り出されて、別途に用意された切断装置で最終的にランナを除去される。もちろん、２次成形のみをランナレス成形にしても良い。本発明では、既述したように１次金型と２次金型とをある程度自由な形状に構成することができるので、ランナシステムの選択を制限されることはない。

以上説明した射出成形装置２０によって、複合成形品の成形がつぎのように行われる。ただし、最初に成形ステップが開始されてから一巡するまでの間、成形が１次成形、プレス加工、そして２次成形へと順次進行するために、同時に行われるステップが順次増加する状態を経過する。すなわち、最初にインサートを行って１次成形を行うステップが単独に行われ、つぎにインサートと１次成形品のプレス装置への移載とが行われた後に１次成形とプレス加工が行われ、つぎにインサートと１次成形品のプレス装置への移載と被加工品の２次成形ステージへの移載とが行われた後に１次成形とプレス加工と２次成形とが行われる。以下の説明では、そのようなステップが一巡した後の、ステップが定常的に繰り返されるようになった後のステップを、型開き工程からつぎの型開き工程直前までの繰り返しとして図４及び図５に例示して説明する。

まず、射出後１次成形品５、２次成形品１０の冷却（２次成形材料が熱硬化性樹脂である場合には、加熱による熱硬化を含む。）が完了すると、図４の（ａ）図のように型開きが行われる。型開きが行われると、（ｂ）図のように、移載装置６０が、各把持具６１、６２、６３を１次金型３１、２次金型３２、プレス装置５０の間に略同時に進入させて、各把持具を各成形ステージの前に待機させる。一方、型締装置２１のエジェクタ２６、２７とプレス装置５０のエジェクタ５３が、上記の待機動作完了と略同時に１次成形品５、２次成形品１０を１次キャビティ３１ｃ、２次キャビティ３２ｃから突き出し、被加工品６をダイステージ５１から突き出す。そして、移載装置６０が、各把持具６１、６２、６３を前進させてそれら成形品と被加工品を把持する。そして、移載装置６０はそれらの把持具をそのまま後退させて、それらの成形品等を各ステージから取り出す。この間に、インサート装置４０が、機外で、インサート部品１を把持して、インサートの準備を完了する。

つぎに、移載装置６０のアーム６４が図５の（ｃ）図のように移動して、各把持具６１、６２、６３をつぎの成形ステージの前に略同時に移動させて、１次成形品５をプレスステージに、被加工品６を２次成形ステージに移動するとともに２次成形品１０を機外に取り出す。この間に、インサート装置４０がそのインサート部品１を１次成形ステージの前に移動する。また、エジェクタは元の位置に後退する。

つぎに、各把持具６１、６２、６３が（ｄ）図のように前進して、成形品５や被加工品６をつぎの成形ステージに装填するとともに、複合成形品である２次成形品１０を、製品回収箱（図示省略）などに回収する。そして、この間に、インサート装置４０もインサート部品１を１次成形ステージに装填する。その後、各把持具が後退して、最後にアーム装置６４とともに機外に退去する。インサート装置４０も同様にして機外に退去する。

つぎに（ｅ）図のように型閉じが行われて各金型が閉じられる。このとき、プレス装置５０では、１次成形品５のプレス加工が、型閉じ動作と同期して、あるいは独立に行われる。なお、プレス加工によって１次成形品５の一部が打ち抜かれる場合には、打ち抜かれた断片が適宜タイミングで排出される（図示省略）。すなわち、打ち抜き断片がインサート部品１の結合部分１ｂである場合には、ダイ５１ｂ側に排出口を適宜に設けておくことによってそこから排出する。また、打ち抜き断片がランナである場合には、プレス装置５０のパンチ５２ａとダイ５１ａの嵌合部の近傍にランナが干渉しない空間を持たせておき、切り離されたランナがそこから排出されるように構成しておく。

つぎに、それぞれの射出装置２２、２３からそれぞれのキャビティ３１ｃ、３２ｃに射出が行われる。このとき、射出動作は、できるだけ同時に行われると良いが、型締装置２１の型締力と各キャビティの投影面積にかかる充填圧力による型開力との力関係次第では、あるいは成形材料の冷却速度（あるいは加熱速度）の違い等に合わせて、タイミングをずらして行っても良い。こうすることによって、１次キャビティ３１ｃでは１次成形材料２がインサート部品１を包むように充填され、２次キャビティ３２ｃでは２次成形材料３が被加工品６の周りに追加充填される。そして、各成形品の冷却（あるいは加熱）が行われて、（ａ）図のように再び型開きされる。

以上、本発明の複合成形品の射出成形装置は、インサート部品に一方の色又は材質の成形材料で成形した１次成形品に、もう一方の色又は材質の成形材料を追加成形するステップを繰り返して、異なる色又は異なる材質の成形材料からなる、インサート成形複合成形品を成形することができる。

本発明で成形されるインサート部品を含む複合成形品の、各成形過程での形態を示す図である。そのうち、（ａ）図がインサート部品のインサート前の形態を、（ｂ）図がそのインサート部品に１次成形して１次成形品とした形態を、（ｃ）図が１次成形品を打ち抜いて被加工品とした形態を、そして、（ｄ）図が被加工品に２次成形を追加して２次成形品にした形態を示す。また、（ｅ）図がインサート部品の折り曲げ加工されていない場合の形態を示す。 本発明の複合成形品の射出成形装置の構成を概略的に示す断面図である。 本発明の複合成形品の射出成形装置に含まれるプレス装置と金型の、概略を示す断面図である。 本発明の複合成形品の成形過程を示す断面図であり、（ａ）図が型開きが行われたときの状態を、（ｂ）図が各成形品や被加工品の各成形ステージから取り出された直後の状態を示す図である。 本発明の複合成形品の成形過程を図４から引き続いて示す断面図であり、（ｃ）図が各成形品や被加工品のつぎの成形ステージに移動された状態を、（ｄ）図が各成形品や被加工品のつぎの成形ステージに装填された状態を、そして、（ｅ）図がその後に型閉じされた状態を示す図である。

符号の説明

１ インサート部品
５ １次成形品
６ 被加工品
１０ ２次成形品（複合成形品）
２０ 複合成形品の射出成形装置
２１ 型締装置
２２ 射出装置（１次成形用射出装置）
２３ 射出装置（２次成形用射出装置）
３１ １次成形金型
３２ ２次成形金型
４０ インサート装置
５０ プレス装置
６０ 移載装置

Claims (2)

1. １次成形する１次成形金型と２次成形する２次成形金型とを搭載した１基の型締装置と、それらの成形金型に異なる色又は異なる材質の成形材料を射出する２基の射出装置とを備えて、該１次成形金型で一方の色又は材質の成形材料で１次成形品を成形し、該１次成形品を該２次成形金型に移載し、そして、該２次成形金型で該１次成形品にもう一方の色又は材質の成形材料で２次成形品を成形して、該２次成形品を異なる色又は異なる材質の成形材料からなる複合成形品とする複合成形品の射出成形装置において、前記１次成形金型にインサート部品をインサートするインサート装置と、該１次成形金型と前記２次成形金型の間の中間位置で前記１次成形品の一部にプレス加工を加えるプレス装置と、そして、型開き動作中に、該１次成形品を該１次成形金型から該プレス装置に移載する動作、プレス加工された被加工品を該プレス装置から該２次成形金型に移載する動作、そして前記２次成形品を該２次成形金型から機外に取り出す動作を略同時に行う移載装置とをさらに含んで、前記インサート部品に１次成形を加えて前記１次成形品を成形し、該１次成形品に２次成形前にプレス加工を加えて前記被加工品にし、そして、該被加工品に２次成形を加えることを略同時に行うことを特徴とする複合成形品の射出成形装置。
2. 前記プレス装置が前記インサート部品の一部を打ち抜くプレス装置であり、そして、該インサート部品が打ち抜かれた後には複数個の細条形状に分断される部材であることを特徴とする請求項１記載の複合成形品の射出成形装置。

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