JP2002307459A - 発泡成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡原料の発泡過程で発生するガスを型外に
確実に排出するとともに、上型のシール面と中型のシー
ル面との間のシール性を確保して発泡原料の型外への漏
出を確実に防止する。 【解決手段】 中型２１を上型７に上型７との間にアン
ダーカット２３を有するようにかつ上型７に対して開閉
自在にエアシリンダ１５により支持する。上型７及び中
型２１に互いに当接する山形状に傾斜したシール面１１
ｂ，２１ｂをそれぞれ形成する。中型２１のシール面２
１ｂにキャビティ３内のガスを型外に排出するベント溝
２５を形成する。キャビティ３内の発泡原料の発泡圧に
よって中型２１のシール面２１ｂが上型７のシール面１
１ｂを押圧可能なように中型２１をエアシリンダ１５に
より支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、アンダーカット
部を有する軟質の発泡成形品を成形する発泡成形型の改
良に関し、特にシール対策に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、発泡成形品は、下型と上型とか
らなる発泡成形型のキャビティに発泡原料を注入して成
形されるが、発泡成形品が軟質でかつアンダーカット部
を有する場合には、例えば特許第３０８７６０７号公報
に開示されているような発泡成形型が用いられる。この
発泡成形型は、下型、中型及び上型を備え、上記上型に
は中型が上型との間にアンダーカットを有するようにか
つ上型に対して開閉自在にエアシリンダにより支持さ
れ、上記下型と上型との型閉じ状態で上記中型がキャビ
ティ内に配置されるように構成されている。

【０００３】そして、発泡成形工程時、キャビティ内で
発生するガスを上型のシール面と中型のシール面との間
から型外に排出するが、発泡原料は上記シール面間から
型外に漏出しないようにして、アンダーカット部を有す
る軟質の発泡成形品を成形するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如く
上型のシール面と中型のシール面との間からガスだけを
排出するには、成形前にエアシリンダのストロークを調
整して上記シール面間のクリアランスを適正に設定しな
ければならず、その設定は高精度を要するため非常に難
しくて多くの労力と時間が掛かるとともに、エアシリン
ダの制御系が複雑になってコストが嵩む。

【０００５】しかも、折角このようにしても、実際に
は、ガスだけを排出するようにするのは事実上難しく、
シール面間に発泡原料が浸入してバリが生成する。

【０００６】このバリはシール面に付着したままである
とその後の成形に支障を来すことから除去することにな
るが、シール面間の非常に狭いクリアランスで生成され
るバリは非常に薄く、しかも、シール面全周に亘ってバ
リを除去しなければならないため除去し辛い。

【０００７】そして、バリが除去されずにシール面間に
残っている状態で次の成形を行うと、上記残存している
バリがガスの排出を阻害して成形された発泡成形品に欠
肉が生ずることになる。

【０００８】この発明はかかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、発泡原料の発泡過程
で発生するガスを型外に確実に排出するとともに、上型
のシール面と中型のシール面との間のシール性を確保し
て発泡原料の型外への漏出を確実に防止することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明は、ガス排出用のベント溝を設けるととも
に、ベント溝以外のシール面間を気密にしたことを特徴
とする。

【００１０】具体的には、この発明は、下型、中型及び
上型を備え、上記上型には中型が上型との間にアンダー
カットを有するようにかつ上型に対して開閉自在に支持
装置により支持され、上記下型と上型との型閉じ状態で
上記中型がキャビティ内に配置され、該キャビティ内で
発泡原料が発泡することによってアンダーカット部を有
する軟質の発泡成形品が成形される発泡成形型を対象と
し、次のような解決手段を講じた。

【００１１】すなわち、請求項１に記載の発明は、上記
上型及び中型には互いに当接する山形状に傾斜したシー
ル面がそれぞれ形成され、上記上型のシール面及び中型
のシール面の少なくともいずれか一方には上記キャビテ
ィ内のガスを型外に排出するベント溝が形成され、上記
中型は上記キャビティ内の発泡原料の発泡圧によってそ
のシール面が上記上型のシール面を押圧可能なように上
記支持装置により支持されていることを特徴とする。

【００１２】上記の構成により、請求項１に記載の発明
では、キャビティに注入された発泡原料は発泡膨張して
上型のシール面及び中型のシール面に達しようとする
が、中型のシール面が上記発泡原料の発泡圧で上型のシ
ール面に圧着されることにより、上記シール面間のシー
ル性が確保され、発泡原料がシール面間に浸入しない。
したがって、シール面間にバリが生成せず、その後の成
形時にバリがあることによるガス排出阻害がなく、欠肉
のない発泡成形品が得られる。

【００１３】また、発泡原料が発泡する過程で発生する
ガスは、ベント溝から型外に確実に排出される。この
際、上記発泡原料がガスと共にベント溝に浸入してバリ
が生成するが、このバリは発泡成形品に付着した状態で
発泡成形品と共に脱型されるため、シール面間に残らな
い。仮に、発泡成形品を脱型した後にバリがベント溝に
残っても、ベント溝内のバリは比較的厚肉であり、しか
も、シール面全体ではなく部分的に生成されるため、簡
単に除去できる。

【００１４】さらに、上述の如く上型のシール面と中型
のシール面との間を発泡圧で確実にシールした状態で、
シール面間のベント溝からガスの排出を行っているた
め、従来例の如き非常に困難を伴うシール面間のクリア
ランス調整を成形に先立って行う必要がなく、また、そ
のための複雑な制御系もいらず、発泡成形品が安価にし
かも効率良く成形できる。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、支持装置は流体圧により中型を上型に
対して型開きするとともに、発泡成形工程時には発泡原
料の発泡圧によって上記中型のシール面が上記上型のシ
ール面を押圧するように上記流体圧が解除される流体圧
シリンダにより構成されていることを特徴とする。

【００１６】上記の構成により、請求項２に記載の発明
では、中型の上型に対する型開き動作が流体圧シリンダ
の流体圧により行われること、及び発泡成形工程時にお
ける流体圧シリンダの流体圧解除により中型のシール面
が発泡原料の発泡圧で上型のシール面に圧着されること
が明示される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。

【００１８】図１はこの発明の実施の形態に係る発泡成
形型１を示し、この発泡成形型１を用いて、図１０に示
すようなアンダーカット部ａ１を発泡成形品本体ａ２の
片面に有する軟質の略直方体形状の発泡成形品Ａ（例え
ば自動車のシートクッション等）を成形するようになっ
ている。

【００１９】上記発泡成形型１は、キャビティ３を有す
る下型５を備え、この下型５には上型７がヒンジ９によ
り上下方向に回動自動に取り付けられ、上記上型７は、
図示しない開閉駆動装置により下型５に対して回動して
発泡成形型１を型開き・型閉じするようになっている。

【００２０】上記上型７のほぼ中央には、矩形の貫通口
１１ａを有する凸部１１が上方に突設され、この凸部１
１の内周面には山形状に傾斜したシール面１１ｂが形成
されている。

【００２１】上記上型７の上面には支持フレーム１３が
橋絡され、この支持フレーム１３のほぼ中央には、支持
装置としての流体圧シリンダであるエアシリンダ１５の
シリンダ本体１７が設置され、そのピストンロッド１９
が上記支持フレーム１３の挿入孔１３ａ（図４（ａ）及
び（ｂ）参照）を貫通して下方に延びている。なお、支
持装置（流体圧シリンダ）はエアシリンダ１５に限ら
ず、油圧シリンダであってもよい。

【００２２】上記エアシリンダ１５のピストンロッド１
９先端（下端）には、矩形の中型２１が上型７との間に
アンダーカット２３を有するように連結支持され、上記
ピストンロッド１９の伸縮作動により上記中型２１が上
型７に対して開閉自在になっている。そして、上記下型
５と上型７との型閉じ状態で、上記中型２１が上型７に
対して型閉じ状態で上記キャビティ３内に配置され、該
キャビティ３内で発泡ウレタン樹脂等の発泡原料Ａ′
（図５参照）が発泡することによってアンダーカット部
ａ１を有する軟質の発泡成形品Ａを成形するようになっ
ている。

【００２３】上記中型２１の下端には、全周に亘って外
側方に張り出したフランジ部２１ａが形成され、このフ
ランジ部２１ａ上方の外周には山形状に傾斜したシール
面２１ｂが形成されている。この中型２１のシール面２
１ｂと上記上型７のシール面１１ｂとは、中型２１を上
型７に対して型閉じした状態で互いに当接するようにな
っている。これにより、上記中型２１は、上記キャビテ
ィ３内の発泡原料Ａ′の発泡によってそのシール面２１
ｂが上記上型７のシール面１１ｂを押圧可能なように上
記エアシリンダ１５により支持されている。

【００２４】上記中型２１のシール面２１ｂには、上記
キャビティ３と型外とを連通するベント溝２５が複数形
成されている。これらベント溝２５は、発泡原料Ａ′が
キャビティ３内で発泡する過程で発生するガスを型外に
排出するためのものである。なお、本例では、ベント溝
２５を中型２１のシール面２１ｂに形成したが、上型７
のシール面１１ｂに形成してもよく、あるいは中型２１
のシール面２１ｂ及び上型７のシール面１１ｂの両方に
形成してもよい。

【００２５】上記各ベント溝２５は、図２及び図３に拡
大して示すように、短辺側に１箇所、長辺側に２箇所そ
れぞれ形成され、各々キャビティ３側の３つに分岐した
分岐溝部２５ａと、これら分岐溝部２５ａが１つに合流
した型外側の合流溝部２５ｂとからなっている。また、
上記分岐溝部２５ａのキャビティ３側の端部には溝深さ
を浅くすることで、発泡原料Ａ′のベント溝２５に対す
る流出量を適正に規制する絞り部２５ｃが形成されてい
る。上記ベント溝２５の深さは絞り部２５ｃを除いて
０．１〜０．３ｍｍ程度が望ましい。

【００２６】上記エアシリンダ１５は、図４（ａ）及び
（ｂ）に示すように、ピストンロッド１９がばね２７で
付勢されたばね付シリンダであり、上記ピストンロッド
１９のピストン２９で仕切られたシリンダ本体１７の上
死点側の作動室３１が配管３３でエアポンプ３５に接続
され、上記配管３３の途中には方向切換弁３７が介設さ
れている。

【００２７】上記方向切換弁３７は、大気開放ポート３
９ａが形成された円筒形の弁ケース３９内に回転スプー
ル４１が回転自在に収容されて構成され、この回転スプ
ール４１には第１通路４３ａと該第１通路４３ａの中程
から分岐した第２通路４３ｂとからなる略Ｔ字形の切換
通路４３が径方向に貫通形成されている。

【００２８】そして、上記第１通路４３ａの両端が大気
開放ポート３９ａに連通するとともに、上記第２通路４
３ｂが配管３３のエアシリンダ側配管部３３ａに連通し
た図４（ａ）の状態では、作動室３１内のエアがエアシ
リンダ側配管部３３ａ、第２通路４３ｂ、第１通路４３
ａ及び大気開放ポート３９ａを経て大気に排出されて作
動室３１内のエア圧が解除されて、作動室３１が大気に
開放されていて、ピストン２９がばね２７の付勢力で上
死点側に移動する。これにより、中型２１が上型７に対
して型閉じされ、中型２１のシール面２１ｂが上型７の
シール面１１ｂに当接する。このような状態は、発泡成
形品Ａの脱型工程（図８参照）を除く発泡成形工程時
（図５〜７参照）に行われるものであり、そのうち、図
６の発泡工程では、中型２１のシール面２１ｂがキャビ
ティ３内の発泡原料Ａ′の発泡圧によって上型７のシー
ル面１１ｂを押圧している。

【００２９】一方、上記第１通路４３ａの両端が配管３
３のエアシリンダ側配管部３３ａ及びエアポンプ側配管
部３３ｂに連通し、大気開放ポート３９ａが回転スプー
ル４１で閉鎖された図４（ｂ）の状態では、エアポンプ
３５からエアがエアポンプ側配管部３３ｂ、第１通路４
３ａ及びエアシリンダ側配管部３３ａを経て作動室３１
に供給され、ピストン２９がエア圧によりばね２７の付
勢力に抗して下死点側に移動する。これにより、中型２
１が上型７に対して型開きされ、中型２１のシール面２
１ｂが上型７のシール面１１ｂから離れる。このような
状態は、発泡成形品Ａの脱型工程（図８参照）で行われ
るものである。

【００３０】次に、上述の如く構成された発泡成形型１
を用いてアンダーカット部ａ１を有する発泡成形品Ａを
成形する要領について説明する。

【００３１】（１） 図５に示すように、発泡成形型１
を型開きした状態で、発泡原料Ａ′を下型５のキャビテ
ィ３に注入する。この段階では、図４（ａ）に示すよう
に、エアポンプ３５とエアシリンダ１５の作動室３１と
は連通しておらず、作動室３１は方向切換弁３７の切換
通路４３によって大気に開放されている。したがって、
ピストン２９はばね２７で付勢されて上死点側に移動し
ており、中型２１のシール面２１ｂが上型７のシール面
１１ｂに当接して中型２１が上型７に対して型閉じした
状態になっている。

【００３２】（２） 図６に示すように、上型７をヒン
ジ９を支点にして下方に回動させて発泡成形型１を型閉
じする。発泡成形型１が加熱され、時間の経過に伴って
発泡原料Ａ′がキャビティ３内で発泡膨張し、発泡成形
品Ａが成形される。この間、発泡原料Ａ′から発生した
ガスがベント溝２５を経て型外に排出される。また、エ
アシリンダ１５の作動室３１が大気に開放されているた
め、中型２１は上型７側へ移動することが可能であり、
中型２１のシール面２１ｂが発泡膨張する発泡原料Ａ′
の発泡圧で上型７のシール面１１ｂに圧接される。これ
により、上記シール面１１ｂ，２１ｂ間のシール性を確
保して、発泡原料Ａ′のシール面１１ｂ，２１ｂ間への
浸入を防止することができる。

【００３３】したがって、シール面１１ｂ，２１ｂ間へ
のバリ生成をなくして、その後の成形時にバリがあるこ
とによるガス排出阻害をなくして欠肉のない発泡成形品
Ａを得ることができる。

【００３４】また、上記ガスの型外への排出に伴って発
泡原料Ａ′がベント溝２５に浸入してバリａ３が生成す
るが、このバリａ３は発泡成形品Ａに付着した状態で発
泡成形品Ａと共に脱型されるため、シール面１１ｂ，２
１ｂ間に残らない。仮に、発泡成形品Ａを脱型した後に
バリａ３がベント溝２５に残っても、ベント溝２５内の
バリａ３は比較的厚肉であり、しかも、シール面２１ｂ
に全体ではなく部分的に生成されるため、簡単に除去す
ることができる。

【００３５】さらに、上述の如く上型７のシール面１１
ｂと中型２１のシール面２１ｂとの間を発泡圧で確実に
シールした状態で、シール面１１ｂ，２１ｂ間のベント
溝２５からガスの排出を行っていることから、従来例の
如き非常に困難を伴うシール面１１ｂ，２１ｂ間のクリ
アランス調整を成形に先立って行う必要がなく、また、
そのための複雑な制御系もいらず、発泡成形品Ａを安価
にしかも効率良く成形することができる。

【００３６】さらにまた、シール面１１ｂ，２１ｂを山
形状に傾斜させて形成したため、シール性が効果的であ
る。

【００３７】（３） 図７に示すように、上型７をヒン
ジ９を支点にして上方に回動させて発泡成形型１を型開
きする。成形された発泡成形品Ａは中型２１にくっつい
た状態で下型５のキャビティ３から取り出される。

【００３８】（４） 図４（ｂ）に示すように、方向切
換弁３７を開作動させる。つまり、回転スプール４１を
回転させて切換通路４３の第１通路４３ａを配管３３の
エアシリンダ側配管部３３ａ及びエアポンプ側配管部３
３ｂと連通させるとともに、大気開放ポート３９ａから
遮断する。これにより、エアポンプ３５からエア圧がエ
アポンプ側配管部３３ｂ、第１通路４３ａ及びエアシリ
ンダ側配管部３３ａを経てエアシリンダ１５の作動室３
１に供給され、ピストン２９がエア圧でばね２７の付勢
力に抗して下死点側に移動し、図８のように中型２１の
シール面２１ｂが上型７のシール面１１ｂから離れて中
型２１が上型７に対して型開きされる。この状態から作
業者が発泡成形品Ａのアンダーカット部ａ１を仮想線で
示すように中型２１のフランジ部２１ａからめくって発
泡成形品Ａを脱型する。脱型された発泡成形品Ａには、
図９に示すように、アンダーカット部ａ１の周縁部にベ
ント溝２５形状に対応した３本の脚部ａ４を有するバリ
ａ３が内側に向かって斜め上方に突設されている。その
後、このバリａ３を除去して図１０に示すような完成品
としての発泡成形品Ａとする。この場合、バリａ３の脚
部ａ４はベント溝２５の絞り部２５ｃにより発泡成形品
Ａのアンダーカット部ａ１と薄肉で形成されているた
め、バリａ３の除去が極めて容易である。

【００３９】図１１（ａ）及び（ｂ）はエアシリンダ１
５の変形例を示す。この変形例のエアシリンダ１５は、
ピストン２９の両側に第１作動室３１ａと第２作動室３
１ｂとが形成されたシリンダであり、上記の実施の形態
のようなばね２７はない。また、エアシリンダ１５の２
つの第１及び第２作動室３１ａ，３１ｂは、配管３３を
構成する２本のエアシリンダ側配管部３３ａ及びエアポ
ンプ側配管部３３ｂによってエアポンプ３５に接続され
ている。さらに、方向切換弁３７の回転スプール４１に
は略くの字形の切換通路４３が２つ形成され、一方の切
換通路４３は弁ケース３９の大気開放ポート３９ａに接
続されるとともに、他方の切換通路４３はエアポンプ３
５に接続されている。そして、この変形例のエアシリン
ダ１５では、ピストン２９の上死点側への移動を第２作
動室３１ｂにエアを供給するとともに、第１作動室３１
ａからエアを排出することで行っている一方、ピストン
２９の下死点側への移動を第１作動室３１ａにエアを供
給するとともに、第２作動室３１ｂからエアを排出する
ことで行っている。その他は上記の実施の形態と同様で
あるので、同一の箇所に同一の符号を付してその詳細な
説明を省略する。したがって、この変形例のエアシリン
ダ１５でおいても、上記の実施の形態のエアシリンダ１
５と同様の作用効果を奏することができるものである。

【００４０】なお、発泡原料Ａ′の発泡圧が中型２１に
作用する前の上型７に対する中型２１の型閉じを、エア
シリンダ１５により中型２１のシール面２１ｂを上型７
のシール面１１ｂに当接させることで行うように構成し
たが、これら両シール面１１ｂ，２１ｂは必ずしも当接
させる必要はなく、両シール面１１ｂ，２１ｂ間に若干
の隙間を有するようにし、発泡原料Ａ′の発泡圧により
発泡ガスを上記隙間から型外に排出しつつ中型２１が上
型７側へ上昇して両シール面１１ｂ，２１ｂを互いに当
接させ、上記隙間をなくするように構成してもよい。こ
の場合、発泡倍率の大きい発泡成形品Ａを形成する場合
（高圧発泡成形の場合）に発泡成形型１のシールを高精
度にする必要がなくなるため、発泡成形型１の製作費が
増大せず、特に効果的である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、上型及び中型に互いに当接する山形状に傾斜したシ
ール面をそれぞれ形成し、上記上型のシール面及び中型
のシール面の少なくともいずれか一方にはキャビティ内
のガスを型外に排出するベント溝を形成し、上記中型を
上記キャビティ内の発泡原料の発泡圧によってそのシー
ル面が上記上型のシール面を押圧可能なように支持装置
により支持した。したがって、上記シール面間のシール
性を確保してシール面間へのバリ生成をなくし、欠肉の
ない発泡成形品を得ることができる。また、脱型時にバ
リがベント溝内に残っても、このバリは比較的厚肉でか
つ部分的に形成されているため、簡単に除去することが
できる。さらに、上述の如く上型のシール面と中型のシ
ール面との間を発泡圧で確実にシールした状態で、シー
ル面間のベント溝からガスの排出を行っているので、従
来例の如き非常に困難を伴うシール面間のクリアランス
調整やそのための複雑な制御系が不要で、発泡成形品を
安価にしかも効率良く成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発泡成形型の型開き状態の断面図である。

【図２】中型の斜視図である。

【図３】図２のIII −III 線における断面図である。

【図４】エアシリンダの作動状態図を示し、（ａ）は中
型を上型に対して型閉じした作動状態図であり、（ｂ）
は中型を上型に対して型開きした作動状態図である。

【図５】発泡原料をキャビティに注入した状態を示す工
程図である。

【図６】発泡原料がキャビティ内で発泡した状態を示す
工程図である。

【図７】発泡成形品を成形した後に発泡成形型を型開き
した状態を示す工程図である。

【図８】発泡成形品を脱型するために中型を上型に対し
て型開き状態を示す工程図である。

【図９】バリが付着している状態の発泡成形品の斜視図
である。

【図１０】バリを除去した状態の発泡成形品の斜視図で
ある。

【図１１】変形例のエアシリンダの作動状態図を示し、
（ａ）は中型を上型に対して型閉じした作動状態図であ
り、（ｂ）は中型を上型に対して型開きした作動状態図
である。

【符号の説明】

１ 発泡成形型 ３ キャビティ ５ 下型 ７ 上型 １１ｂ，２１ｂ シール面 １５ エアシリンダ（支持装置） ２１ 中型 ２３ アンダーカット ２５ ベント溝 Ａ 発泡成形品 Ａ′ 発泡原料 ａ１ アンダーカット部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AG20 AM33 CA01 CB01 CK32 CK43 CK52 CP04 4F204 AG20 AM33 EA01 EB01 EK19 EK21 EK24

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下型、中型及び上型を備え、上記上型に
   は中型が上型との間にアンダーカットを有するようにか
   つ上型に対して開閉自在に支持装置により支持され、上
   記下型と上型との型閉じ状態で上記中型がキャビティ内
   に配置され、該キャビティ内で発泡原料が発泡すること
   によってアンダーカット部を有する軟質の発泡成形品が
   成形される発泡成形型であって、 上記上型及び中型には互いに当接する山形状に傾斜した
   シール面がそれぞれ形成され、 上記上型のシール面及び中型のシール面の少なくともい
   ずれか一方には上記キャビティ内のガスを型外に排出す
   るベント溝が形成され、 上記中型は上記キャビティ内の発泡原料の発泡圧によっ
   てそのシール面が上記上型のシール面を押圧可能なよう
   に上記支持装置により支持されていることを特徴とする
   発泡成形型。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発泡成形型において、 支持装置は流体圧により中型を上型に対して型開きする
   とともに、発泡成形工程時には発泡原料の発泡圧によっ
   て上記中型のシール面が上記上型のシール面を押圧する
   ように上記流体圧が解除される流体圧シリンダにより構
   成されていることを特徴とする発泡成形型。