JP2008120096A - 型内発泡成形装置及び方法並びに型内発泡成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コア型11とキャビティ型12の少なくとも一方の金型に、成形空間13内を複数の区画成形空間13A,13Bに区画する仕切部材33を固定するとともに、各区画成形空間13A,13Bに原料ビーズを充填する充填器14を設けて、隣接する区画成形空間13A,13Bに異なる特性の原料ビーズを充填可能となし、仕切部材33として、隣接する区画成形空間13A,13Bに充填する原料ビーズの少なくとも一方が通り抜け不能な間隔をあけて型開閉方向に片持ち状に延びる複数の櫛歯31を有する仕切部材33を用い、エジェクタピンを有する金型に仕切部材33を固定した。
【選択図】図3
Description
また、隣接する区画成形空間内の充填圧に差圧が生じないように制御しないと、差圧による仕切部材の変形が懸念される。また、充填用エアの流れが仕切部材により阻害されて原料ビーズの充填性が低下するという問題もある。
(1)理由1
挿通孔の内壁と仕切部材間の隙間は、原料ビーズが侵入しないようにするため、極力狭く設定することが好ましいが、このように構成すると金型の膨張や収縮により、仕切部材が挿通孔の内壁に接触して変形したり破損し、仕切部材を出没できなくなるという問題が発生する。より具体的には、金型は、原料ビーズの蒸気による加熱時には膨張し、冷却水による冷却時には収縮することになるが、前述のように挿通孔を形成すると挿通孔に臨む金型部分の強度が低下することから金型の歪みが挿通孔に集中し、挿通孔の開口幅が拡縮することにより吸収されようとする。また、挿通孔をL字状やコ字状などの形状に形成した場合には、特定方向に対する金型強度が低下することから挿通孔の形状が変形する。そして、このような挿通孔の拡縮や変形により、仕切部材が挿通孔の内壁に接触して変形したり破損したりする。特に、挿通孔により金型を複数の分割金型に分割構成し、これら複数の分割金型を固定板にネジ等で固定した場合には、金型に対して挿通孔を容易に形成することが可能となるが、金型の膨張や収縮により固定板に対する分割金型の取付位置がずれて、挿通孔の開口幅が大きく変動する。このような現象は、金型が大型になるほど、また挿通孔が長尺になるほど顕著になり、仕切部材を有する型内発泡成形装置の大きな課題になっている。このような理由から、成形品の表面に挿通孔に沿ってバリが形成されるという不具合を認めつつ、挿通孔の内壁と仕切部材間の隙間を大きく設定している。
仕切部材の前端部の形状は、相手方の金型の内面形状に沿った形状に形成されているが、必ずしも挿通孔を設けた金型の内面と同じ形状であるわけではないので、原料ビーズの充填後、仕切部材を後退させたときに、仕切部材の一部は挿通孔の奧部側まで没入し、挿通孔の内部空間が成形空間に開口した状態になることがある。もっとも、挿通孔の開口幅は、原料ビーズの直径よりも小さく設定され、挿通孔内に原料ビーズが侵入しないように構成されているので、仕切部材を後退させただけでは原料ビーズが挿通孔内に侵入することはないが、成形空間内に蒸気を供給して原料ビーズを加熱融着させたときに、原料ビーズが軟化して発泡することにより、原料ビーズの一部が挿通孔内に侵入して、成形品の挿通孔に対応する位置に沿った細長いバリが突出状に形成される。
(1)仕切部材を駆動するための駆動系が不要となるので、成形装置を格段に簡素に構成することが可能となり、成形装置の製作コストを低減できる。
(2)仕切部材の取付位置を変更することで、成形空間の区画領域を容易に変更することが可能で、成形品の設計変更等に容易に対応できる。
(3)隣接する区画成形空間内に充填した異なる特性の原料ビーズ同士も櫛歯間の隙間を介して十分に融着することになるので、成形品のうちの異なる特性の原料ビーズで成形された成形部分の接合強度を十分に確保することが可能となる。
(4)仕切部材が挿通する挿通孔を金型に設ける必要がないので、原料ビーズが挿通孔内に侵入したり、挿通孔と仕切部材間に侵入することにより、バリが形成されたりするという不具合を確実に防止できる。しかも、挿通孔の形成による金型強度の部分的な低下を防止でき、成形品精度を向上できる。
この成形品は、前記型内発泡成形装置により成形したものであり、仕切部材の櫛歯に対応する位置には貫通孔や有底孔が形成されることになるが、成形装置の構成を簡略にでき、しかも前述のように仕切部材を成形空間内に出没させるための挿通孔を金型に形成する必要がないことから、挿通孔により成形品の適正表面外へ突出するバリが形成されることもない。
図1、図2に示すように、芯材1は、両端部側を緩やかに後方へ湾曲させた前部衝撃吸収部2と、前部衝撃吸収部2の両端部から後方へ延びる側部衝撃吸収部3とを有している。前部衝撃吸収部2から側部衝撃吸収部3に至る角部4の下半部には発泡倍率の低い原料ビーズからなる低発泡部5が形成され、その他の部分は低発泡部5よりも発泡倍率の高い原料ビーズからなる高発泡部6で構成されている。
原料ビーズの発泡倍率は、原料ビーズの素材にもよるが、3〜150倍の範囲内が好ましい。具体的には、ポリスチレン系合成樹脂材料からなる原料ビーズにおいては3〜100倍、好ましくは3〜80倍、ポリオレフィン系合成樹脂材料からなる原料ビーズにおいては、3〜90倍、好ましくは3〜60倍のものが好適に利用できる。また、粒径は1〜10mm、好ましくは2.0〜8mmの範囲のものが好適に利用できる。
図3に示すように、型内発泡成形装置10は、対向配置された1組の金型としてのコア型11及びキャビティ型12と、コア型11とキャビティ型12とで形成される成形空間13内に空気の流れに乗せて原料ビーズを充填するための充填器14とを備えている。
(1)図9に示す区画手段40のように、左右の第1仕切部材41をキャビティ型12に固定し、上部の第2仕切部材42をコア型11に固定してもよい。この場合には、成形品の離型のため、両金型11,12を型開きするときに、エジェクタピンを有しないコア型11の櫛歯31が成形品から抜き取られることになるので、その分離型抵抗を少なくしてエジェクタピンを用いた成形品の離型性を向上できる。また、キャビティ型12に固定した第1仕切部材41の櫛歯31の本数を、コア型11に固定した第2仕切部材41の櫛歯31の本数よりも多く設定すると、両金型11,12を型開きするときに、エジェクタピンを有するキャビティ型12に対して確実に成形品を残置させることが可能となる。
また、図11に示す区画手段50のように、低発泡部5と高発泡部6の境界Lの角部や端部に対応させて柱状の固定仕切部材51をコア型11又はキャビティ型12に一体的に設けたり、図12に示す区画手段55のように、低発泡部5と高発泡部6の境界Lの途中部に壁状の固定仕切部材56をコア型11又はキャビティ型12に一体的に設けたりしてもよい。この場合には、図11に示すように、成形品1Aには固定仕切部材52により貫通孔57及び溝部58が形成され、また図12に示すように、成形品1Bには固定仕切部材56により長孔状の貫通孔59が形成されるが、櫛歯31により区画困難な、成形品の薄肉部などを固定仕切部材51,56により区画することが可能となるので、成形品形状に応じて採用することが好ましい。
先ず、区画成形空間13A,13Bに原料ビーズを充填するため、コア型11とキャビティ型12とを型閉めして仕切部材33により成形空間13内を3つの区画成形空間13A,13Bに区画する。
本実施例では、自動車用バンパーの芯材1を成形するための成形方法について説明したが、芯材1以外の型内発泡成形品を成形する場合においても、本発明を同様に適用できる。
3 側部衝撃吸収部 4 角部
5 低発泡部 6 高発泡部
7 貫通孔
10 型内発泡成形装置
11 コア型 12 キャビティ型
13 成形空間
13A 区画成形空間 13B 区画成形空間
14 充填器 15 ハウジング
16 第1チャンバー 17 第1チャンバー
18 通気孔 19 コアベント
19a 丸孔 19b スリット
20 コアベント取付孔
21 コアベントホール
22 供給管 23 排出管
30 区画手段 31 櫛歯
32 支持部材 33 仕切部材
34 保持孔 35 受部材
40 区画手段 41 第1仕切部材
42 第2仕切部材
45 区画手段 46 第1仕切部材
47 第2仕切部材
50 区画手段 51 固定仕切部材
1A 成形品 57 貫通孔
58 溝部
55 区画手段 56 固定仕切部材
1B 成形品 59 貫通孔
60 型内発泡成形装置
61 クリアランス
Claims (13)
- コア型とキャビティ型の少なくとも一方の金型に、成形空間内を複数の区画成形空間に区画する仕切部材を固定するとともに、各区画成形空間に原料ビーズを充填する充填器を設けて、隣接する区画成形空間に異なる特性の原料ビーズを充填可能となし、仕切部材として、隣接する区画成形空間に充填する原料ビーズの少なくとも一方が通り抜け不能な間隔をあけて型開閉方向に片持ち状に延びる複数の櫛歯を有する仕切部材を用い、エジェクタピンを有する金型に前記仕切部材を固定したことを特徴とする型内発泡成形装置。
- 前記仕切部材を、エジェクタピンを有する金型に固定した第1仕切部材と、エジェクタピンを有しない金型に固定した第2仕切部材とで構成した請求項1記載の型内発泡成形装置。
- 前記第1仕切部材の櫛歯と第2仕切部材の櫛歯とを交互に配置させた請求項2記載の型内発泡成形装置。
- 前記第1仕切部材の櫛歯の本数を、第2仕切部材の櫛歯の本数よりも多く設定した請求項2又は3記載の型内発泡成形装置。
- 前記第1仕切部材及び第2仕切部材の櫛歯の間隔を少なくとも一方の原料ビーズが通り抜け不能な間隔にそれぞれ設定した請求項2〜4のいずれか1項記載の型内発泡成形装置。
- エジェクタピンを有する金型に固定した仕切部材の櫛歯の先端部又は途中部に、櫛歯からの成形品の離型抵抗を増大させる離型抵抗増大部を形成した請求項1〜5のいずれか1項記載の型内発泡成形装置。
- 前記櫛歯として直径が1〜10mmの棒状部材を用いた請求項1〜6のいずれか1項記載の型内発泡成形装置。
- 隣接する櫛歯の間隔を、通り抜けできない原料ビーズの直径の30〜90%に設定した請求項1〜7のいずれか1項記載の型内発泡成形装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の型内発泡成形装置を用いるとともに、原料ビーズとして櫛歯間を通り抜け不能な原料ビーズを用い、コア型とキャビティ型を型閉めして、仕切部材により成形空間を複数の区画成形空間に区画した状態で、少なくとも隣接する区画成形空間に異なる特性の原料ビーズが充填されるように各区画成形空間内に原料ビーズを充填することを特徴とする型内発泡成形方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の型内発泡成形装置を用いるとともに、原料ビーズとして櫛歯間を通り抜け不能な第1原料ビーズと通り抜け可能な第2原料ビーズを用い、コア型とキャビティ型を型閉めして、仕切部材により成形空間を複数の区画成形空間に区画した状態で、第1原料ビーズを充填した後、第2原料ビーズを充填して、少なくとも隣接する区画成形空間に異なる特性の原料ビーズが充填されるように各区画成形空間内に原料ビーズを充填することを特徴とする型内発泡成形方法。
- 前記複数の区画成形空間に発泡倍率の異なる原料ビーズを充填する請求項9又は10記載の型内発泡成形方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の型内発泡成形装置にて成形した型内発泡成形品であって、異なる特性の原料ビーズを用いて成形された複数の成形部分を有し、各成形部分の境界に沿って設定間隔おきに金型の型開閉方向に延びる複数の貫通孔又は有底孔が形成されてなる型内発泡成形品。
- 前記型内発泡成形品が自動車用バンパーの芯材であり、この芯材は、自動車の各種前面衝突時において芯材に作用する局部的衝撃応力を受けやすい部分付近が発泡倍率の低い原料ビーズからなる低発泡部で構成され、他の部分は低発泡部よりも発泡倍率の高い原料ビーズからなる高発泡部で構成されている請求項12記載の型内発泡成形品。
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