JP2017087481A - 金型装置及びそれによって成形される発泡成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】クラックの発生を抑制することができる金型装置及びそれによって成形される発泡成形体を提供する。【解決手段】可動側となる第1金型2は、第2金型3と対向する第1基壁部2Bと、第1基壁部2Bから第2金型3側へ延びて第1金型2の型開き側ほど内側に位置する抜きテーパーとなる第1テーパー面2cを有する第1側壁部2Cとを備え、固定側となる第2金型3は、第1金型2と対向する第2基壁部3Bと、第1テーパー面2cと対向するように第2基壁部3Bから第1金型2側へ延びて第1金型2の型開き側ほど外側に位置する第2テーパー面3W1を有する第2側壁部3Cとを備えている。【選択図】 図2
Description
本発明は、アンダーカット部を有する発泡成形体を成形するための金型装置及びそれによって成形される発泡成形体に関する。
かかる金型装置としては、例えば上方が開放された箱型状の第1金型と、第1金型の上端の開口を閉じる第2金型と、を備えているものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1のような上下の金型を用いて、断面形状が正方形の発泡成形体を良好に成形することができる。ところで、発泡成形体には、断面形状が正方形ではないものも多数成形される。例えば、成形面のうちの型開閉方向に形成される一側面に型開き方向に離間するほど外側に位置するテーパー面からなるアンダーカット部がある発泡成形体を成形することがある。この場合、発泡成形体が有する弾性変形力を利用して、発泡成形体のアンダーカット部を型抜きできる程度まで変形させるような無理抜きが行われている。しかし、硬質の発泡成形体の無理抜きを行うと、発泡成形体にクラックが生じる問題があり、無理抜きを行うことができない。そのため、無理抜きを行う場合には、発泡成形体が容易に弾性変形し得る材質のものに限られる。因みに、3分割以上に分割された金型を用いることによって、前記無理抜きをせずに離型することが考えられるが、金型及びそれらを駆動する駆動機構が複雑な構造になるため、コストや手間がかかるものであった。
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、2分割の金型でアンダーカット部を有する発泡成形体を成形する際に、クラックの発生を抑制することができる金型装置及びそれによって成形される発泡成形体を提供することを課題とする。
本発明に係る金型装置は、第1金型と第2金型とを備える金型であって、前記第1金型が前記第2金型に対して接近することで型締めし、前記第1金型が前記第2金型に対して離間することで型開きするように構成され、断面形状が4つ以上の角部を有する多角形状の発泡成形体を成形するための2分割の金型を備え、前記第1金型は、前記第2金型と対向する第1基壁部と、前記第1基壁部から前記第2金型側へ延びて前記第1金型の型開き側ほど内側に位置する抜きテーパーとなる第1テーパー面を有する第1側壁部とを備え、前記第2金型は、前記第1金型と対向する第2基壁部と、前記第1テーパー面と対向するように前記第2基壁部から前記第1金型側へ延びて前記第1金型の型開き側ほど外側に位置する第2テーパー面を有する第2側壁部とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、可動側となる第1金型が、第1基壁部から固定側となる第2金型側へ延びて第1金型の型開き側ほど内側に位置する抜きテーパーとなる第1テーパー面を有する第1側壁部を備えているので、発泡成形体を成形した後に第1金型を第2金型から離間する離型時において、無理抜きせずに第1金型を発泡成形体からスムーズに離型することができる。従って、2分割の金型でクラックの発生を抑制しながら、発泡成形体を成形することができる。
また、本発明に係る金型装置は、前記2分割の金型のパーティングラインが、前記第1基壁部と前記第2側壁部とで形成される第1角部と、前記第2基壁部と第1側壁部とで形成される第2角部とを通るラインであってもよい。
また、本発明に係る金型装置は、前記第1金型が、凸型から構成され、前記第2金型が、型締め時に前記第1金型が所定位置まで入り込んでキャビティを形成するための凹型から構成され、前記第1金型の第1側壁部における前記第2金型側端部に、型締め状態において前記第1テーパー面の先端部から該第2金型の第2基壁部まで延びる型開閉方向に沿う第1平坦面を備えるとともに、前記第2金型の第2側壁部における前記第1金型側端部に、型締め状態において前記第2テーパー面の先端部から該第1金型の第1基壁部まで延びる型開閉方向に沿う第2平坦面を備えていることが望ましい。
上記のように、第1側壁部の第2金型側端部に第1平坦面を備え、第2側壁部の第1金型側端部に第2平坦面を備えているので、型締め時に、可動側の第1金型が固定側の第2金型内の所定位置よりも第2金型側へ移動した場合でも、第1金型の第1基壁部が第2金型の第2平坦面を移動し、かつ、第1金型の第1平坦面が第2金型側へ移動するだけで、第1金型の第1基壁部が第2金型の第2テーパー面に当接したり、第1金型の第1テーパー面に第2金型の第2基壁部が当接することを防止することができる。これによって、第1テーパー面又は第2テーパー面が削られて、第1金型と第2金型との間に隙間が発生し、その隙間に発泡樹脂が入り込んで成形後にバリが発生するといったトラブルを回避することができる。
また、本発明に係る金型装置は、前記第2金型は、前記第2側壁部と対向する第2対向側壁部を備え、該第2対向側壁部は、前記第1金型の第1側壁部の外側を覆うように構成され、前記第2対向側壁部及び前記第1側壁部には、型開閉方向と交差する方向で一致するように蒸気孔が貫通形成されていることが望ましい。
上記のように、第2対向側壁部に重なり合っている第1側壁部の蒸気孔と第2対向側壁部の蒸気孔とを型開閉方向と交差する方向で一致することによって、蒸気及び冷却水が第2対向側壁部の蒸気孔から第1側壁部の蒸気孔を通してキャビティ内に入り易くなり、加熱効率及び冷却効率を高めることができる。これにより、成形性の向上及び成形サイクルの短縮を図ることができる。
上記金型装置で成形される発泡成形体であれば、クラックの発生を抑制することができる発泡成形体を得ることができる。
以上の如く、本発明によれば、金型を工夫することによって、2分割の金型でアンダーカット部を有する発泡成形体を成形する際に、クラックの発生を抑制することができる金型装置及びそれによって成形される発泡成形体を提供することができる。
図1及び図2に、本発明の発泡成形体を成形するための金型装置1を示している。この金型装置1は、第1金型2と第2金型3とを有する2分割の金型からなり、図において上側の第1金型2が凸型に構成され、下側の第2金型3が型締め時に第1金型2が所定位置まで入り込んでキャビティCAを形成するための凹型に構成されている。ここでは、上下方向に金型2,3を配置しているが、水平方向に金型2,3を配置してもよい。
金型2,3を型締めして形成されるキャビティCA内に発泡粒子が充填され、加熱されて発泡成形体4が成形される。この発泡成形体4は、図1に示すように、一方向(図1では左右方向)に長いものに構成され、かつ、図2及び図3に示すように、図1を縦(上下)方向で切断した時の断面形状が略四角形状に構成され、4つの面5,6,7,8を備えている。4つの面のうちの上側の上面5が、左右方向中央部が上側(外側)に凸となるように緩やかに湾曲した面に形成されている。また、4つの面のうちの下側の下面6が、左端でかつ下端の湾曲角部4K1から右側に直線状に延びる平坦面からなる第1下面部6Aと、第1下面部6Aの右端から斜め上方に立ち上がる外側に凸となる湾曲面からなる第2下面部6Bと、第2下面部6Bの右側上端から右側へ直線状に延びる平坦面からなる第3下面部6Cとを備えている。また、4つの面のうちの右側の右側面7は、右端でかつ上端の湾曲角部4K2から下方に向かうほど右側(発泡成形体の外側)に位置する平坦面からなる第1右側面部7Aと、第1右側面部7Aの下端から下方(真下)に直線状に延びる平坦面からなる第2右側面部7Bと、を備えている。第2右側面部7Bの下端が、右端でかつ下側に位置する角部4K4になっている。また、4つの面のうちの左側の左側面8は、上端でかつ左端に位置する角部4K3から下方(真下)に直線状に延びる平坦面からなる第1左側面部8Aと、第1左側面部8Aの下端から下方に向かうほど右側(発泡成形体の内側)に位置する平坦面からなる第2左側面部8Bとを備えている。第1右側面部7Aが、発泡成形体4の一側面(図2では右側面)に形成され、型開き方向一方側(図2では上方側)ほど内側に位置する第1傾斜面になっている。また、第2左側面部8の第2左側面部8Bが、発泡成形体4の他側面(図2では左側面)に形成され、型開き方向一方側(図2では上方側)ほど外側に位置する第2傾斜面を構成している。尚、前記発泡成形体4は、例えば車両のラゲッジスペースに配置されて車両部材として使用される。
前記発泡粒子を構成する合成樹脂としては、任意の発泡樹脂でもよいが、熱可塑性樹脂の発泡樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂には、例えば発泡ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂(例えばポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂)、ポリエステル系樹脂(例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート)、ポリカーボネ―ト系樹脂、ポリ乳酸系樹脂が挙げられる。なかでも、ポリスチレンとポリエチレンとを含む複合樹脂を用いることが好ましい。また、発泡倍率は、使用目的に応じて適宜変更することができるが、5倍〜60倍の間の任意の倍率にして実施してもよい。
第1金型2は、可動型に構成され、図2の上方側に型開きするように構成されている。具体的には、第1金型2は、第1インナープレート9に先端が連結される環状の脚部2Aと、脚部2Aの基端部に一体形成され、第2金型3と対向する第1基壁部2Bと、第1基壁部2Bの一端(図2では右端)から第2金型3側へ延びる第1側壁部2Cと、を備えている。第1インナープレート9は、図示していない枠状の第1フレームに取り付けられ、この第1フレームの背面側の開口を図1に示す第1バックプレート11で閉じられて密閉された第1蒸気室Z1を形成する。
第1基壁部2Bは、前記発泡成形体4の湾曲した上面5を形成できるように、左右方向中央ほど上方に凸となるように緩やかに湾曲した第1成形面2bを備えている。また、第1側壁部2Cは、型開き方向(図2では上方)に離間するほど内側に位置する抜きテーパーとなる第1テーパー面2c(発泡成形体4の第1右側面部7Aを形成する面)と、第1テーパー面2cの先端部(図2では下端部)から第2金型3の第2基壁部3Bまで延びる型開閉方向(図2,図3では上下方向)に沿う第1平坦面2dと、を備えている。第1平坦面2dが前記第2側面部7Bを形成する。
第2金型3は、固定型に構成され、第2インナープレート10に先端が連結される環状の脚部3Aと、第1金型2と対向する第2基壁部3Bと、第2基壁部3Bの他端(図2では左端)から第1金型2側へ延びて脚部3Aに一体形成される第2側壁部3Cと、を備えている。第2インナープレート10は、図示していない枠状の第2フレームに取り付けられ、この第2フレームの背面側の開口を図1に示す第2バックプレート12で閉じられて密閉された蒸気室Z2を形成する。前記環状の脚部3Aのうちの第2金型3の右側に位置する脚部3Aが、第2側壁部3Cと対向する第2対向側壁部を構成している。この第2対向側壁部3Aは、第1金型2の第1側壁部2Cの外側を覆うように構成され、図2及び図3に示すように、第2対向側壁部3A及び第1側壁部2Cには、型開閉方向と直交する方向(又は交差する方向でもよい)で一致するように複数の蒸気孔2K,3Kが貫通形成されている。このように、第2対向側壁部3Aに重なり合っている第1側壁部2Cの蒸気孔2Kと第2対向側壁部3Aの蒸気孔3Kとを型開閉方向と直交(又は交差)する方向で一致することによって、蒸気及び冷却水が第2対向側壁部3Aの蒸気孔3Kから第1側壁部2Cの蒸気孔2Kを通してキャビティCA内に入り易くなり、加熱効率及び冷却効率を高めることができる。これにより、成形性の向上及び成形サイクルの短縮を図ることができる。また、第1側壁部2Cは、下方に延びているため、この第1側壁部2Cを迂回すべく、第2基壁部3Bの右端から下方に延びる下側延出部3aと、下側延出部3aの下端から右側に水平方向に延びる水平延出部3bとを備えている。この水平延出部3bの右端から第2対向側壁部3Aが上方へ延びている。また、第1金型2が型開閉を行うために移動する際に、第1金型2の脚部2Aと第2金型3の脚部である第2対向側壁部3Aとが接触しないように両者間に隙間Sを形成している。尚、第1基壁部2B、第2基壁部3B、第2側壁部3Cのそれぞれにも、複数の蒸気孔(図示せず)を備えている。
前記蒸気孔2K,3K(第1基壁部2B、第2基壁部3B、第2側壁部3Cの蒸気孔)には、図示していないコアベントが嵌め込まれる。コアベントは、一端が円板部により閉じられた円筒状体から構成され、その円板部に多数の蒸気孔が形成されたキリ孔タイプのものや、円板部に多数の蒸気孔を構成するスリットが平行に形成されたスリットタイプのものがある。これらコアベントのキリ孔やスリットからなる蒸気孔を通して加熱工程で供給される蒸気をキャビティ(成形空間)内に取り入れて発泡性合成樹脂粒子を加熱膨張させて互いに熱融着させる。
第2基壁部3Bは、発泡成形体4の下面6を形成することができる第2成形面3Uを備えている。また、第2側壁部3Cは、発泡成形体4の左側面8の第2左側面部8Bを形成するための第2テーパー面3W1と、第2テーパー面3W1の先端部(上端部)から第2金型3の第2基壁部3Bまで延びる型開閉方向(図2、図3では上下方向)に沿う第2平坦面3W2と、を備えている。第2平坦面3W2が前記第1左側面部8Aを形成する。また、第2テーパー面3W1は、第1テーパー面2cと対向して形成され、かつ、同一側に傾斜するテーパー面である。また、第2テーパー面3W1の傾斜角度と第1テーパー面2cの傾斜角度とが異なっているが、同一の角度であってもよい。
また、固定側の金型3には、図1に示すように、キャビティCA内に発泡粒子を充填するための複数(図では2本)の充填用ホース13、可動側の第1金型2を上方へ離間した時に固定側の金型3側に残っている発泡成形体を離型するためにキャビティCA内に突出する出没可能な複数(図では3本)のエジェクターピン14と、を備えている。
本発明の金型装置を用いることによって、図2及び図3に示した右側面にアンダーカット部を有している発泡成形体4を、無理抜きすることなく離型することができる。つまり、図2及び図3に示すように、第1基壁部2Bから第2金型3側へ延びて形成される第1側壁部2Cが、型開き方向に離間するほど内側に位置する抜きテーパーとなる第1テーパー面2cを備えているので、成形後に可動側の第1金型2を固定側の第2金型3から離間する離型時において、無理抜きせずに第1金型2を発泡成形体4からスムーズに上方へ離型することができる。従って、2分割の金型2,3でクラックの発生を抑制しながら、発泡成形体4を成形することができる。
図2に示すように、第1金型2と第2金型3のパーティングライン(分割ライン)PLが、第1基壁部2Bと第2側壁部3Cとで形成される第1角部4K3と、第1基壁部3Bと第1側壁部2Cとで形成される第2角部4K4とを通るラインから構成されている。
また、前述のように、第1側壁部2Cの第2金型側端部に第1平坦面2dを備え、第2側壁部3Cの第1金型側端部に第2平坦面3W2を備えているので、型締め時に、可動側の第1金型2が固定側の第2金型3内の所定位置よりも第2金型3側へ移動した場合でも、第1金型2の第1基壁部2Bが第2金型3の第2平坦面3W2を移動するとともに、第1金型2の第1平坦面2dが第2金型3側へ移動するだけで、第1金型2の第1基壁部2Bが第2金型3の第2テーパー面3W1に当接する、又は第1金型2の第1テーパー面2cに第2金型3の第2基壁部3Bが当接することを防止することができる。これによって、第1テーパー面2c又は第2テーパー面3W1が削られて、第1金型2と第2金型3との間に隙間が発生し、その隙間に発泡樹脂が入り込んで成形後にバリが発生するといったトラブルを回避することができる。
前記のように構成された金型装置1を用いて発泡成形体を成形する過程を説明する。
まず、第1金型2を第2金型3に図示しない駆動装置を用いて接近させて型締めを行う。型締めすることにより形成されたキャビティCA(図1参照)に発泡粒子を複数の充填用ホース13(図1参照)により充填する。次に、図示していないバルブを開放状態にすることにより、蒸気を前述のように蒸気室Z1,Z2に図示していない蒸気供給管を通して供給して加熱する。加熱が終了すると、開放しているバルブを閉じてから、図示していない冷却水供給バルブを開放状態にして蒸気室Z1,Z2に冷却水を図示していない冷却水供給管を通して供給して第1金型2及び第2金型3を冷却する。続いて、減圧冷却工程に移り、蒸気室Z1,Z2内を減圧することにより蒸気室内の残存水分や成形された発泡成形体に付着もしくは内部に含有されている水分を蒸発させるとともに蒸発潜熱を利用して冷却を促進させて、減圧冷却工程を終了する。こののち、第1金型2を上方へ離間して型開きする。続いて、複数のエジェクターピン14を図示していない駆動装置によりキャビティCA内へ突出させることにより第2金型3から発泡成形体4を取り出して作業が完了する。
尚、本発明に係る金型装置及びそれによって成形される発泡成形体の具体的な構成は、実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
前記実施形態では、発泡成形体を車両のラゲッジスペースに使用される車両部材として説明したが、フロント側の他、車両の内装材であるツールボックスや荷物運搬用の容器等、各種の自動車用発泡成形体であってもよいし、自動車関係以外で使用する発泡成形体であってもよい。
また、前記実施形態では、第1金型2を可動側とし、第2金型3を固定側としたが、第2金型3を可動側とし、第1金型2を固定側として実施してもよい。
また、前記実施形態では、発泡成形体として略四角形状のものを示したが、略五角形状のものや略六角形状のもの等の略四角形状を越える多角形状のものであってもよい。
1…金型装置、2…第1金型、3…第2金型、2A,3A…脚部、2B,3B…基壁部、2C,3C…側壁部、2K,3K…蒸気孔、2b…第1成形面、2c…第1テーパー面、2d…平坦面、3A…第2対向側壁部、3U…第2成形面、3W1…第2テーパー面、3W2…平坦面、3a…下側延出部、3b…水平延出部、4…発泡成形体、4K1,4K2…湾曲角部、4K3,4K4…角部、5…上面、6…下面、6A…第1下面部、6B…第2下面部、6C…第3下面部、7…右側面、7A…第1右側面部(第1傾斜面)、7B…第2右側面部、8…左側面、8A…第1左側面部、8B…第2左側面部(第2傾斜面)、9…第1インナープレート、10…第2インナープレート、11…第1バックプレート、12…第2バックプレート、13…充填用ホース、14…エジェクターピン、CA…キャビティ、PL…パーティングライン、S…隙間、Z1,Z2…蒸気室
Claims (5)
- 第1金型と第2金型とを備える金型であって、前記第1金型が前記第2金型に対して接近することで型締めし、前記第1金型が前記第2金型に対して離間することで型開きするように構成され、断面形状が4つ以上の角部を有する多角形状の発泡成形体を成形するための2分割の金型を備え、
前記第1金型は、前記第2金型と対向する第1基壁部と、前記第1基壁部から前記第2金型側へ延びて前記第1金型の型開き側ほど内側に位置する抜きテーパーとなる第1テーパー面を有する第1側壁部とを備え、
前記第2金型は、前記第1金型と対向する第2基壁部と、前記第1テーパー面と対向するように前記第2基壁部から前記第1金型側へ延びて前記第1金型の型開き側ほど外側に位置する第2テーパー面を有する第2側壁部とを備えていることを特徴とする金型装置。 - 前記2分割の金型のパーティングラインが、前記第1基壁部と前記第2側壁部とで形成される第1角部と、前記第2側壁部と第1側壁部とで形成される第2角部とを通るラインであることを特徴とする請求項1に記載の金型装置。
- 前記第1金型が、凸型から構成され、前記第2金型が、型締め時に前記第1金型が所定位置まで入り込んでキャビティを形成するための凹型から構成され、前記第1金型の第1側壁部における前記第2金型側端部に、型締め状態において前記第1テーパー面の先端部から該第2金型の第2基壁部まで延びる型開閉方向に沿う第1平坦面を備えるとともに、前記第2金型の第2側壁部における前記第1金型側端部に、型締め状態において前記第2テーパー面の先端部から該第1金型の第1基壁部まで延びる型開閉方向に沿う第2平坦面を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の金型装置。
- 前記第2金型は、前記第2側壁部と対向する第2対向側壁部を備え、該第2対向側壁部は、前記第1金型の第1側壁部の外側を覆うように構成され、前記第2対向側壁部及び前記第1側壁部には、型開閉方向と交差する方向で一致するように蒸気孔が貫通形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の金型装置。
- 請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載の金型装置で成形される発泡成形体。
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