JP2001232654A - 金型の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一組の金型で表皮材の有り無しの両方の場合と
もに良好に製品を製造できる金型の構造を提供する。 【解決手段】上型１と下型２の嵌合部において、上型１
の内周面に段差７を設ける。表皮材がないときは、狭い
嵌合間隙５となるので、樹脂４の漏れは生じない。一
方、表皮材があるときは、成形間隙３が表皮材の厚み分
広くなって上型１の嵌合位置が上に移動して、嵌合部は
段差７の下側の広い嵌合間隙８となる。広い嵌合間隙８
においては、表皮材がこの間隙に挟まれても損傷しない
広さであるし、間隙を表皮材が塞いでいるので樹脂４が
漏れることはない。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融樹脂を加圧成
形する金型の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】溶融樹脂を加圧成形した製品としては、
音響機器用外装部品や自動車の内装部材などを例示する
ことができる。図３に加圧成形する前の型が開いた状態
の金型を示す。特開平６−１５６７３号公報には、多孔
性の表皮材が熱融着により一体的に貼合、成形された音
響機器用外装部品が示され、その製造装置としての金型
も図示されている。また、特開平９−１３６３３０号公
報には、多孔性の表皮材と貫通孔とを有して一体に成形
された自動車のリアバーセルシェルフが示されていて、
その製造装置としての金型も図示されている。これらの
製品は、いずれも表皮材を一体に有するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術に用いられる金型を用いて、表皮材の無い製品を成
形しようとすると、上型と下型の嵌合部の間隙が表皮材
の厚み分の余分な間隙を有しているため、表皮材がない
ときにはその間隙から樹脂が漏れてきてバリを生じた
り、甚だしい場合には製品形状を保つことができなくな
る。このように樹脂が漏れてくるのは、図４に示すよう
に上型１の壁面が鎖線１７の位置にあり、嵌合間隙１９
が広い状態のときである。また、上型と下型の嵌合部の
間隙を表皮材のない場合に合わせて設定した金型を用い
て表皮材を一体に成形すると、上型と下型の嵌合部の間
隙が表皮材厚みより小さくて表皮材が破れてしまう。こ
のように表皮材が破れるのは、図４に示すように上型１
の壁面が実線１６の位置にあり、嵌合間隙１８が狭い状
態のときである。

【０００４】このような理由で、従来の技術では表皮材
の有り無しによって嵌合間隙の異なる二組の金型を用意
する必要があり、型の費用や交換コスト、型の保管場所
など多くの課題を有していた。

【０００５】そこで本発明は、一組の金型で表皮材の有
り無しの両方の場合ともに良好に製品を製造できる金型
の構造を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明の一
つは、溶融樹脂を加圧成形する金型の構造であって、下
型と、上記下型に対し、上下方向の間隙が狭い第一のキ
ャビティを形成するように周壁が上記下型の外側に嵌合
した第一の嵌合位置と、上下方向の間隙が広い第二のキ
ャビティを形成するように嵌合した第二の嵌合位置とに
位置付けられる上型とを備え、上記上型の内周面には、
上記第一の嵌合位置にあるときに上記下型の周面との間
に狭い嵌合間隙が形成され、上記第二の嵌合位置にある
ときに上記下型の周面との間に広い嵌合間隙が形成され
るように、下側が上側よりも外側へ拡大した段差が形成
されていることを特徴とする金型の構造である。

【０００７】本発明の金型は上型と下型とからなり、二
つの型の間が成形位置より離れて開いている状態におい
て溶融樹脂を流し入れて、それから型間を狭くして閉じ
ていき成形位置にして加圧成形を行う。この時、上型の
周壁が下型の外側に来るように嵌合する。この成形位置
における上型と下型の成形面の間の空間がキャビティで
ある。

【０００８】本発明では、上下方向の間隙が狭い第一の
キャビティを形成したときの第一の嵌合位置と、上下方
向の間隙が広い第二のキャビティを形成したときの第二
の嵌合位置との二つの嵌合位置に上型を位置付けること
ができる。そして、嵌合部において上型の内周面と下型
の周面とが形成する嵌合間隙は、第一の嵌合位置では狭
く、第二の嵌合位置では広く形成されている。こうし
て、嵌合間隙がキャビティの上下間隙に応じて変化をす
ることになる。つまり、表皮材がないときには第一の嵌
合位置を選択して、キャビティの上下間隙が狭い第一の
キャビティとすれば、それに対応した狭い嵌合間隙とな
るので、嵌合間隙から溶融樹脂が漏れることはなく、従
ってバリを生じたり樹脂が流れ出て成形不可能になるこ
とはない。

【０００９】一方表皮材があるときには第二の嵌合位置
を選択して、表皮材の分だけキャビティの上下間隙を広
くし、すなわち第二のキャビティとすればよい。これに
対応して、嵌合間隙は広く形成されるので、嵌合部で表
皮材が擦られて破れることは生じない。また、嵌合間隙
が表皮材で塞がれるので、溶融樹脂が漏れ出すことはな
い。

【００１０】表皮材があるときの嵌合間隙は、表皮材の
厚みに適合する大きさであるが、表皮材は二つの型間で
圧縮されて、厚みは変化する余地を有している。圧縮厚
みは、表皮材の種類によるが、通常圧縮されないときの
厚みの５〜８０％であり、この範囲内で厚みは変化をす
る。そのため、広い嵌合間隙の大きさは、この圧縮厚み
に適合するように設定をする。

【００１１】上記の狭い嵌合間隙と広い嵌合間隙とを形
成するために、上型の内周面に下側が上側よりも外側へ
拡大した段差が形成されている。嵌合間隙は、下型の成
形面周縁の角部と該角部に向かい合う上型の内周面で構
成され、その間の距離がその近傍で最も小さい上型下型
間距離となっている。嵌合間隙を形成している上型の内
周面の部分が、第一の嵌合位置のときより第二の嵌合位
置のときの方が下型の成形面端部の角部から遠くに、す
なわち外側にあれば、第一の嵌合位置のときに狭い嵌合
間隙に、第二の嵌合位置のときに広い嵌合間隙になるの
で、上型の内周面に下側が上側よりも外側へ拡大した段
差が形成されることになる。

【００１２】段差の形成方法は様々な方法が挙げられ
る。たとえば、図５に示すように狭い嵌合間隙５から、
上型の壁面を垂直に外側に拡大して広い嵌合間隙８を形
成する方法や、図６に示すように狭い嵌合間隙５から、
上側の壁面となす角θが鈍角になるようになだらかな傾
斜で間隙を変化させて広い嵌合間隙８を形成する方法、
さらに段差の始端と終端の角を取る方法や段差を曲面で
構成する方法などを挙げることができる。表皮材の嵌合
間隙での挟まれによる損傷のことを考慮すると、上記の
図５に示した角部が直角な第一の方法よりも第二、第
三、第四の方法の方がより好ましい。

【００１３】表皮材が一種類で厚みが１で有れば、嵌合
間隙は２有ればよいが、表皮材の種類が複数有って厚み
が２以上ある時には、それらに対応して嵌合間隙も３以
上有ることが好ましい。そしてそのためには、上下方向
の間隙の大きさが異なる３以上のキャビティを形成する
ことができるように３以上の嵌合位置を設定し、各嵌合
位置で嵌合間隙が互いに異なるように段差を２以上設け
ればよい。

【００１４】このように、段差は複数形成されていても
良い。最も下部の段差から下は、最も厚い表皮材を挟み
込む間隙となって、上型の下面まで達している。

【００１５】この出願の請求項２に係る発明は、溶融樹
脂を加圧成形する金型の構造であって、下型と、上記下
型に対し、周壁が上記下型の外側に嵌合する上型とを備
え、上型と下型の嵌合部における上型か下型のいずれか
一方の壁面の一部が、嵌合間隙が変化するように該壁面
の垂直方向に可動であることを特徴とする金型の構造で
ある。

【００１６】この発明において、上型と下型の嵌合部に
おける上型か下型のいずれか一方の壁面の一部を該壁面
の垂直方向に可動な構造にしているので、該可動な構造
の壁面とそれに対向する壁面とで形成される嵌合間隙
は、該可動な構造の壁面が移動することによって大きさ
が変化する。

【００１７】壁面の垂直方向に可動な構造は、該可動な
部分の背部に移動手段を設けることで形成できる。例え
ば、図７のように上型の壁面の一部を壁面の垂直方向に
可動なブロック部（可動壁２１）として、その背後にバ
ネやシリンダ、エアダンパ、ねじ等の移動手段を結合さ
せればよい。移動手段としては、バネやシリンダ、エア
ダンパ、ねじ等ブロックを移動させられるもので有れば
限定されない。バネやエアダンパ等移動量を精密に操作
できない手段であれば、移動量を制限する機構があった
方がよい。即ち、下型側に近づきすぎたり、下型から遠
ざかる方向である後方に行きすぎたりしないように、下
型に近づく側と遠ざかる側に位置を規制するストッパを
設けることが好ましい。ストッパとしては、ピンと長
穴、突起と長溝などが挙げられる。このように移動手段
がバネやエアダンパ等であるときには、表皮材がない場
合はブロック部が狭い嵌合間隙を形成して溶融樹脂を漏
らさないようにする。表皮材がある場合には、嵌合部で
表皮材がブロックを後方に押しつけて、それによってブ
ロックが後方に移動して嵌合間隙が広がり、結果として
表皮材が損傷しない嵌合間隙となる。移動手段がシリン
ダやねじ等であれば、移動量を精密に操作できる。それ
により、表皮材のありなしで嵌合間隙を変化させて、表
皮材を挟み込んでも損傷せず、表皮材のないときに樹脂
の漏れがないような嵌合間隙に設定することができる。

【００１８】この出願の請求項３に係る発明は、溶融樹
脂を加圧成形する金型の構造であって、下型と、上記下
型に対し、周壁が上記下型の外側に嵌合する上型と、上
型か下型のいずれか一方の嵌合部の周壁に、加圧成形時
の上型と下型の嵌合間隙の大きさを変更する機構とを備
えていることを特徴とする金型の構造である。

【００１９】上型か下型のいずれか一方の嵌合部の周壁
に、加圧成形時の上型と下型の嵌合間隙の大きさを変更
する機構とを備えているので、表皮材がない場合は狭い
嵌合間隙に設定することで嵌合間隙からの樹脂の漏れを
防ぐことができる。また、表皮材が有る場合には広い嵌
合間隙に設定することで、表皮材が嵌合間隙に挟み込ま
れても損傷することがない。嵌合間隙の大きさを変更す
る機構は、嵌合部の上型内周面に段差を設ける機構でも
良いし、上型と下型の嵌合部における上型か下型のいず
れか一方の壁面の一部が、嵌合間隙が変化するように該
壁面の垂直方向に可動である機構でも良い。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、嵌合間隙を表皮材の有り無し
によって変更することのできる金型構造であるので、一
組の金型だけで、表皮材なしのときは溶融樹脂の漏れが
ないようにでき、表皮材有りのときは成形時の表皮材の
破れ、穴あきなどの損傷が生じないようできる。すなわ
ち、いずれの場合でも良好な品質の製品を得られる。そ
して、金型は一組だけでよいので、金型自体のコスト、
金型交換にかかる時間やコスト、金型保管の場所やコス
トが節減できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明をする。

【００２２】図３は、本発明の金型の概略の断面図であ
り、細部は略している。上型１と下型２の間が広く離れ
ている状態で、下型２の成形面上に樹脂通路１５を通っ
て溶融樹脂４を供給する。そして、二つの型の距離を狭
くしていき、成形位置に嵌合させて樹脂を加圧成形す
る。ここで用いる樹脂は、従来用いられてきた樹脂と同
じでも良く、また違う樹脂を用いても良い。具体的に
は、ポリプロピレンやＡＢＳ樹脂が好ましく、これらに
他の樹脂を混合したり、フィラーやピグメント等、また
耐候剤や耐熱剤等の添加剤を添加しても良い。

【００２３】図１に表皮材がない場合の本発明の第一の
実施例の金型の嵌合部の拡大断面図を示す。この時上型
１と下型２とは、狭い嵌合間隙５を形成していて樹脂４
の漏れを防いでいる。この狭い嵌合間隙５は、０．０１
〜０．２ｍｍに設定されるのが好ましい。狭い嵌合間隙
５が０．０１ｍｍ未満であると、嵌合部での型同士の囓
りの問題が生じる恐れがある。狭い嵌合間隙５が０．２
ｍｍより大きいと樹脂が漏れて、バリが生じたり、甚だ
しい場合は製品を形成することができない。狭い嵌合間
隙５は０．０３〜０．１ｍｍがより好ましい。また、嵌
合部６の嵌合量は、５〜１５ｍｍであることがやはり樹
脂の漏れを防ぐために好ましい。

【００２４】ここで、狭い嵌合間隙５から広い嵌合間隙
８に間隙を広げるために、段差７を設けている。段差７
がその上の垂直な上型周壁部となす角度θは、９０〜１
７０度が好ましい。さらに、表皮材があるときに９０度
に近いと、段差上部の角により表皮材が損傷する恐れが
あること、角度θが大きすぎると表皮材があるときに下
型２の角部と段差７との最短距離が小さくなり過ぎるこ
とから、１１０〜１５５度がより好ましい。この図１で
は、θは約１４０度である。

【００２５】図２は、表皮材１２を貼合して同時に成形
する場合の本発明の第一の実施例の金型の嵌合部の拡大
断面図である。金型は図１と同じである。表皮材を貼合
すると、表皮材の厚み分だけ上型位置が上昇して第二の
嵌合位置となり、図１のときよりもキャビティの上下の
間隙が広くなるとともに、表皮材の厚み分の広い嵌合間
隙となる。狭い嵌合部の量９は、表皮材厚みより小さい
必要があり、表皮材の種類によって異なるが、一般に
０．１〜０．３ｍｍである。表皮材１２の貼合時の厚み
を０．５ｍｍとしたときに、狭い嵌合部の量９を０．１
ｍｍ、段差７とその上の上型周壁部とのなす角を１４０
度とすると、最挟部１０は約０．３３ｍｍとなる。これ
は、表皮材１２の圧縮厚みの範囲内であり、嵌合部での
表皮材１２の損傷は生じない。

【００２６】また、嵌合部６では表皮材１２が間隙を塞
いでいるために、樹脂の漏れだしは生じない。この広い
嵌合間隙８の大きさは、表皮材の種類により異なるが、
０．３〜１．０ｍｍが好ましい。

【００２７】表皮材１２は、外観を良くしたり、強度を
増すために用いられ、織布、不織布、フィルム、シート
等目的によって様々なものを使用することができる。な
かでも不織布、あるいは不織布と塩ビやポリエステルな
どの合成樹脂のシートを貼り合わせたものが好ましい。

【００２８】次に本発明の第二の実施例を図７、８、９
で説明をする。上型１の嵌合部の壁面の一部が、可動壁
２１となっていて壁面に対して垂直方向に移動すること
ができる。図７は可動壁２１が最も下型２に近づいた状
態を示している。可動壁２１は背部からバネ２３で常に
下型２の方向に押されている。最も下型２に近づいたと
きに可動壁２１とその上部の上型の周壁とが段差なく連
なるように、可動壁２１の内部に設けられた長穴２４内
に差し込まれた位置規制ピン２２によって位置を決めら
れている。この位置規制が行われないと、可動壁２１が
下型２に近づきすぎて、型同士の囓りが生じる。この状
態で表皮材なしで加圧成形が行われるが、嵌合間隙から
樹脂が漏れることはない。狭い嵌合間隙３は、上述の
０．０１〜０．２ｍｍが好ましく、０．０３〜０．１ｍ
ｍがより好ましい。広い嵌合間隙８も上述の０．３〜
１．０ｍｍが好ましい。可動壁２１を移動させる手段
は、バネ２３でもよいし、エアダンパや類似の機構やシ
リンダやねじのようなものでもよい。また、この移動手
段がシリンダやねじのように移動量を精密に操作できる
ものであれば、位置決めのための位置規制ピン２２や長
穴２４は必要ない。

【００２９】同じ金型を用いて表皮材１２を同時に貼合
して成形している場合を図８に示す。このときキャビテ
ィの上下方向の間隙は、図７に比べて表皮材１２の厚み
の分だけ広くなっているが、広くしなくても良いし、広
げる量を表皮材１２の厚み分よりも少なくしても良い。
表皮材１２は、可動壁２１をバネ２３の方に押し付け嵌
合間隙を広げる。ただし、可動壁２１がバネ２３の方に
移動しすぎると隙間ができて樹脂が漏れてしまうのでそ
れを防ぐため、可動壁２１が下型２から最も遠ざかった
ときに可動壁２１とその下部の上型１の周壁とが段差な
く連なるよう、可動壁２１の内部に設けられた長穴２４
内に差し込まれた位置規制ピン２２によって位置を決め
られている。嵌合間隙が広くなるために、表皮材１２は
損傷することなく貼合されて一体に成形される。

【００３０】図９は図７のＡ−Ａ断面の拡大図で、コー
ナーの部分を示している。可動壁はコーナー部で３つに
分割されており、コーナー部可動壁２１ａと中央部可動
壁２１ｂとからなる。各可動壁は矢印の方向に移動する
が、実線２６であらわしているのが表皮材があるときの
位置である。この時、各可動壁の間にすき間２７が生じ
るが、このすき間２７は表皮材１２によって塞がれるた
め、ここから樹脂が漏れ出ることはない。表皮材１２が
ないときには、各可動壁は２点鎖線２５であらわされた
位置に移動する。この時にはすき間２７がなくなるの
で、樹脂の漏れは生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】段差を有する本発明の第一の実施例の金型嵌合
部の断面図（表皮材なし）

【図２】段差を有する本発明の第一の実施例の金型嵌合
部の断面図（表皮材あり）

【図３】金型の全体の断面図

【図４】従来の金型嵌合部の断面図

【図５】嵌合部の段差の一例の断面図

【図６】嵌合部の段差の他の例の断面図

【図７】本発明の第二の実施例の金型嵌合部の断面図
（表皮材なし）

【図８】本発明の第二の実施例の金型嵌合部の断面図
（表皮材あり）

【図９】本発明の第二の実施例の金型嵌合部の水平方向
断面図

【符号の説明】

１ 上型 ２ 下型 ３ 狭い成形間隙 ４ 樹脂 ５ 狭い嵌合間隙 ６ 嵌合部 ７ 段差 ８ 広い嵌合間隙 ９ 狭い嵌合部量 １０ 最挟部 １１ 広い成形間隙 １２ 表皮材 １５ 樹脂通路 １６ 表皮材なしのときの上型壁面 １７ 表皮材ありのときの上型壁面 １８ 表皮材なしのときの嵌合間隙 １９ 表皮材ありのときの嵌合間隙 ２０ 成形間隙 ２１ 可動壁 ２１ａコーナー部可動壁 ２１ｂ中央部可動壁 ２２ 位置規制ピン ２３ バネ ２４ 長穴 ２５ 表皮材なしのときの可動壁面 ２６ 表皮材ありのときの可動壁面 ２７ 可動壁間すき間 ３０ 嵌合量 ３１ キャビティ θ 段差形成角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA11 AA13 AD16 AG03 AH17 CA09 CB01 CB13 CK11 CK52 CK75 4F204 AA11 AA13 AD16 AG03 AH17 FA01 FB01 FB13 FQ15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融樹脂を加圧成形する金型の構造であ
   って、下型と、上記下型に対し、上下方向の間隙が狭い
   第一のキャビティを形成するように周壁が上記下型の外
   側に嵌合した第一の嵌合位置と、上下方向の間隙が広い
   第二のキャビティを形成するように嵌合した第二の嵌合
   位置とに位置付けられる上型とを備え、上記上型の内周
   面には、上記第一の嵌合位置にあるときに上記下型の周
   面との間に狭い嵌合間隙が形成され、上記第二の嵌合位
   置にあるときに上記下型の周面との間に広い嵌合間隙が
   形成されるように、下側が上側よりも外側へ拡大した段
   差が形成されていることを特徴とする金型の構造。
2. 【請求項２】 溶融樹脂を加圧成形する金型の構造であ
   って、下型と、上記下型に対し、周壁が上記下型の外側
   に嵌合する上型とを備え、上型と下型の嵌合部における
   上型か下型のいずれか一方の壁面の一部が、嵌合間隙が
   変化するように該壁面の垂直方向に可動であることを特
   徴とする金型の構造。
3. 【請求項３】 溶融樹脂を加圧成形する金型の構造であ
   って、下型と、上記下型に対し、周壁が上記下型の外側
   に嵌合する上型と、上型か下型のいずれか一方の嵌合部
   の周壁に、加圧成形時の上型と下型の嵌合間隙の大きさ
   を変更する機構とを備えていることを特徴とする金型の
   構造。