JP2022104021A - Welding jig and molding method of molded body using jig - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶着と同時にバリ取りを行うことが可能な新規な溶着治具に関するものであり、さらには溶着治具を用いた成形体の成形方法に関するものである。 The present invention relates to a novel welding jig capable of deburring at the same time as welding, and further relates to a method for forming a molded product using a welding jig.
例えばエアコンからの空気を通風させるための自動車用ダクトの製造方法としては、発泡溶融樹脂を分割金型で型締めして成形するブロー方法が広く採用されている。ブロー成形では、種々の形態のダクトを簡単に成形することができ、複雑な形状のダクトを量産することが可能である。 For example, as a method for manufacturing an automobile duct for ventilating air from an air conditioner, a blow method in which a foamed molten resin is molded by molding with a split mold is widely adopted. In blow molding, various types of ducts can be easily molded, and ducts having complicated shapes can be mass-produced.
ただし、ブロー成形による発泡ダクトの製造では、少ない工程で中空体(ダクト)を得ることはできるものの、発泡倍率の制限が大きく、また内径規制が困難であるという課題を残している。 However, in the production of a foam duct by blow molding, although a hollow body (duct) can be obtained in a small number of steps, there remains a problem that the expansion ratio is greatly limited and it is difficult to regulate the inner diameter.
このような状況から、いわゆるハット形状(樋形状)に真空成形した一対の発泡樹脂シートを貼り合わせる発泡樹脂シート貼り合わせダクトも提案されている(例えば特許文献1を参照)。 Under such circumstances, a foamed resin sheet bonding duct for bonding a pair of vacuum-formed foamed resin sheets to a so-called hat shape (gutter shape) has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、樋状のダクト半体を筒状に接合した空調用ダクト及びその製造方法が開示されており、製造方法として、二層構造の発泡体シートを加熱し、ダクト半体形状の型面を有する吸引型の型面に、二層構造の発泡体シートを吸引して型面形状に賦形することによりダクト半体を形成し、ダクト半体同士を筒状に接合することことが記載されている。
前記発泡樹脂シート貼り合わせダクトは、発泡倍率に関する自由度が高く、内径も金型等で確実に規制することが可能である等、ブロー成形ダクトに比べて有利な点も多いが、その製造を考えた時に、ブロー成形に比べて工数が多いという問題がある。例えば、貼り合わせダクトの場合、発泡樹脂シートを溶着する工程と、余剰な樹脂シートを除去するバリ取り工程が必要であるが、その両立は困難とされており、貼り合わせダクトを製造する上で工数増の要因となっている。 The foamed resin sheet bonding duct has many advantages over blow-molded ducts, such as a high degree of freedom regarding the foaming ratio and the inner diameter can be reliably regulated by a mold or the like. When thinking about it, there is a problem that the number of man-hours is larger than that of blow molding. For example, in the case of a bonded duct, a process of welding a foamed resin sheet and a process of deburring to remove an excess resin sheet are required, but it is difficult to achieve both, and it is difficult to achieve both in manufacturing a bonded duct. This is a factor in the increase in man-hours.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、樹脂シートの溶着と余剰な樹脂シートの除去を同時に行うことができ、例えば貼り合わせダクトを製造する際の工数削減を実現することが可能な溶着治具を提供することを目的とし、さらには成形体の成形方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and can perform welding of a resin sheet and removal of an excess resin sheet at the same time, for example, reducing the number of steps when manufacturing a bonding duct. It is an object of the present invention to provide a welding jig that can be realized, and further, an object of the present invention is to provide a molding method of a molded product.
前述の目的を達成するために、本発明の溶着治具は、一対のブレードを有する溶着治具であって、少なくとも一方ブレードは、余剰の樹脂シートを切断除去する切断部と、前記切断部に連なり樹脂シートを溶着する溶着部とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the welding jig of the present invention is a welding jig having a pair of blades, and at least one of the blades has a cutting portion for cutting and removing an excess resin sheet and the cutting portion. It is characterized by having a welded portion for welding a continuous resin sheet.
また、本発明の成形体の成形方法は、一対の樹脂シートの成形体を溶着一体化する成形体の成形方法であって、前記溶着治具を用い、樹脂シートの溶着一体化と余剰の樹脂シートの切断除去を同時に行うことを特徴とする。 Further, the molding method of the molded body of the present invention is a molding method of a molded body in which the molded bodies of a pair of resin sheets are welded and integrated, and the welding jig is used to weld and integrate the resin sheets and excess resin. It is characterized in that the sheet is cut and removed at the same time.
本発明の溶着治具は、切断部と溶着部を有するものであり、樹脂シートを溶着する工程と、余剰な樹脂シートを除去するバリ取り工程が同時に行われる。それにより、工数の削減が図られる。 The welding jig of the present invention has a cutting portion and a welding portion, and a step of welding a resin sheet and a step of deburring removing a surplus resin sheet are performed at the same time. As a result, man-hours can be reduced.
本発明によれば、樹脂シートの溶着と余剰な樹脂シートの除去を同時に行うことができ、例えば貼り合わせダクトを製造する際の工数削減を実現することが可能である。 According to the present invention, it is possible to weld the resin sheet and remove the excess resin sheet at the same time, and it is possible to reduce the number of man-hours when manufacturing the bonded duct, for example.
以下、本発明を適用した溶着治具及びそれを用いた成形体の成形方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、溶着治具が適用される成形体として発泡樹脂シート貼り合わせダクトを例にして説明する。 Hereinafter, embodiments of a welding jig to which the present invention is applied and a method for forming a molded product using the same will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a foamed resin sheet bonding duct will be described as an example as a molded body to which the welding jig is applied.
図1に示すように、発泡樹脂シート貼り合わせダクト1は、いわゆるハット形状に成形された2枚の発泡樹脂シート2,3を組み合わせて断面矩形状とした発泡ダクトであり、例えばエアコンユニットから供給される冷暖風を所望の部位へ流通させるための軽量な自動車用ダクトである。なお、ハット形状とは、ハット(帽子)の断面に類似することから例えて称される形状であり、矩形状に膨出する形状である。
As shown in FIG. 1, the foamed resin
発泡樹脂シート貼り合わせダクト1の断面形状は、図1に示す例のような矩形状に限られず、例えば各発泡樹脂シート2,3を樋状に成形し、組み合わせた時に円筒状や楕円形状となるようにしてもよい。
The cross-sectional shape of the foamed resin
いずれの形状の場合にも、各発泡樹脂シート2,3にそれぞれフランジ部2A,3Aを形成しておき、これらフランジ部2A,3A同士を重ねて溶着することで、発泡樹脂シート2,3が一体化され、発泡樹脂シート貼り合わせダクト1が成形される。
In any shape, the
各発泡樹脂シート2,3は、熱可塑性樹脂に発泡剤を加えて発泡したシートを例えばハット形状や樋形状に真空成形することで形成されるが、使用する熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン系樹脂等を挙げることができ、1~20質量%のポリオレフィン系重合体や5~40質量%の水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーを混合させたブレンド樹脂等を用いることもできる。
Each of the
発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤及びその混合物が挙げられる。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、及び、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、更には、それらの超臨界流体を適用することができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素等を用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度-149.1℃、臨界圧力3.4MPa以上、二酸化炭素であれば臨界温度31℃、臨界圧力7.4MPa以上とすることで作ることができる。 Examples of the foaming agent include a physical foaming agent, a chemical foaming agent and a mixture thereof. Examples of the physical foaming agent include inorganic physical foaming agents such as air, carbon dioxide gas, nitrogen gas, and water, organic physical foaming agents such as butane, pentane, hexane, dichloromethane, and dichloroethane, and supercritical fluids thereof. Can be applied. As the supercritical fluid, it is preferable to make it using carbon dioxide, nitrogen, etc., for nitrogen, the critical temperature is -149.1 ° C, the critical pressure is 3.4 MPa or more, and for carbon dioxide, the critical temperature is 31 ° C, the critical pressure. It can be made by setting it to 7.4 MPa or more.
各発泡樹脂シート2,3の発泡倍率は任意であり、例えば複数の気泡セルを有する独立気泡構造(独立気泡率が70%以上)により構成される。発泡樹脂シート2,3を成形して組み合わせるダクトの場合、ブロー成形により形成されるダクトに比べて発泡倍率の自由度が高く、例えばブロー成形ダクトよりも発泡倍率の高いダクトを形成することが可能である。発泡倍率の具体的数値としては、例えば10倍以上、好ましくは15倍以上、さらには20倍以上とすることも可能である。、発泡倍率の上限は、使用する熱可塑性樹脂の種類等によっても異なるが、例えば30倍以下である。発泡倍率を高くすることで、ダクトの軽量化を図ることができ、また断熱性能や防音性能を向上することができる。
The foaming ratio of each of the
図2は、発泡樹脂シート貼り合わせダクト1の成形工程を示すものである。発泡樹脂シート貼り合わせダクト1を成形するには、先ず、発泡樹脂シート2,3を真空成形や熱成形等により発泡樹脂シート2,3をフランジ部2A,3Aを有するハット形状に成形する。
FIG. 2 shows a molding process of the foamed resin
次いで、図2(A)に示すように、各発泡樹脂シート2,3のフランジ部2A,3Aを互いに対向させて重ね合わせ、内部に矩形状の空間が形成されるようにする。その後、図2(B)に示すように、各発泡樹脂シート2,3のフランジ部2A,3Aを溶着して一体化し、また、フランジ部2A,3Aの先端の余剰な部分Yを切除(バリ取り)する。
Next, as shown in FIG. 2A, the
フランジ部2A,3Aの溶着と余剰な部分Yの切除は、これまで両立が難しく、別工程として行われてきたが、その場合、工数の増加を招くことになり、生産性や設備投資等の点で改善が望まれている。そこで、本発明では、溶着に用いる溶着治具のブレード形状を工夫することで、溶着工程とバリ取り工程を同時に実施できるように改良した。以下、本実施形態で用いられる溶着治具について説明する。
Welding of
溶着治具は、図3~図5に示すように、2枚の発泡樹脂シート2,3を挟んで対向する一対のブレード11,12を有している。これら一対のブレード11,12で発泡樹脂シート2,3を挟みこんで、発泡樹脂シート2,3の溶着と余剰部分の切断(バリ取り)が行われる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the welding jig has a pair of
各ブレード11,12は、発泡樹脂シート2,3に向かって突出する角部11A,12Aを有しており、これら角部11A,12Aが突き当たることで、発泡樹脂シート2,3が食い切られる形になる。すなわち、余剰部分Yの除去(バリ取り)が行われる。
Each of the
本例の場合、角部11A,12Aが突き当たることで余剰部Yを切除するようにしたが、例えば鋏状のせん断構造とし、切断するようにすることも可能である。
In the case of this example, the surplus portion Y is cut off by abutting the
各ブレード11,12には、2つの傾斜面(傾斜面11Bと傾斜面11D、傾斜面12Bと傾斜面12D)が交差することで角部11A,12Aが形成されており、これら角部11A,12Aを先端として、その両側に傾斜面11B,12B、及び傾斜面11D,12Dが形成される形となっている。ここで、発泡樹脂シート2,3の余剰部分Y側の傾斜面11D,12Dは、発泡樹脂シート2,3に対して急峻な斜面とされており、発泡樹脂シート2,3の余剰部分Yから速やかに離間するような形状とされている。
一方、傾斜面11B,12Bは、前記傾斜面11D,12Dよりも緩やかな傾斜面とされており、これら傾斜面11B,12B間に発泡樹脂シート2,3を挟みこむことで、発泡樹脂シート2,3を溶着するように構成されている。すなわち、この傾斜面11B,12B(図5における領域A)が溶着部ということになる。
On the other hand, the
傾斜面11B,12Bの発泡樹脂シート2,3に対する傾斜角度θは、傾斜面11D,12Dの発泡樹脂シート2,3に対する傾斜角度よりも小さく、例えば5°~20°の範囲内に設定されている。この傾斜角度θは、発泡樹脂シート2,3の厚さや溶着寸法等に応じて最適化することが好ましい。傾斜角度θが大きすぎても小さすぎても円滑な溶着は難しい。
The inclination angle θ of the
前記ブレード1,12の傾斜面11B,12Bに対応する領域にヒータを設置することで、傾斜面11B,12B間に挟み込まれた発泡樹脂シート2,3を速やかに溶着することができる。
By installing the heater in the region corresponding to the
本実施形態の溶着治具の場合、溶着部(傾斜面11B,12B)に連なってブレードが後退した離間部11C,12Cを有している。離間部11C,12C(図5の領域B)は、発泡樹脂シート2,3を互いに後退させる空間を形成するもので、例えばこの離間部11C,12Cに真空吸引孔を設け、その表面で発泡樹脂シート2,3を弾性変形させて吸引保持するようにすれば、この領域での発泡樹脂シート2,3の溶着が規制される。すなわち発泡樹脂シート2,3が溶着されるのは溶着部である傾斜面11B,12B(図5における領域A)に限られ、溶着端は図5の地点Cに規制されることになる。
The welding jig of the present embodiment has the separating
なお、離間部11C,12Cの先は、それぞれ傾斜面11E,12Eとされ、発泡樹脂シート2,3からは離間していく。
The tips of the separating
次に、前述の溶着治具を用いた溶着・切断工程について説明する。本実施形態の溶着治具を用いて発泡樹脂シート2,3の溶着及び余剰部分の切除を同時に行うには、図4(A)に示すように、一対のブレード11,12を発泡樹脂シート2,3を挟んで対向して配置し、図4(B)に示すように、各ブレード11,12の角部11A,12Aを突き当てる。これにより、発泡樹脂シート2,3の余剰部分Yが切除される。この時、ブレード11,12の角部11A,12Aを突き当てにより、この段階で余剰部分Yが完全に切断除去されるようにしてもよいし、切断部が切取線として存在し、余剰部分Yを引っ張ることで分離できるようにしてもよい。
Next, a welding / cutting process using the above-mentioned welding jig will be described. In order to simultaneously weld the foamed
前記ブレード11,12の突き当てにより、前記余剰部分Yの切除と同時に、傾斜面11B,12B間に発泡樹脂シート2,3が挟み込まれ、溶着が行われる。傾斜面11B,12B間に発泡樹脂シート2,3を挟みこむことで、余剰部分Y側から製品側(図4において右方向)に向かって圧着強度がなだらかに変化し、溶着代や溶着強度が確保される。
By abutting the
成形後の溶着部分の厚みは一定ではなく、余剰部分Y側において薄く、製品側において厚い。そのため、従来法で溶着した製品に比べて曲げに対する剛性が高く、強度的に優れた成形体を得ることができる。 The thickness of the welded portion after molding is not constant, it is thin on the surplus portion Y side and thick on the product side. Therefore, it is possible to obtain a molded product having higher rigidity against bending and superior strength as compared with the product welded by the conventional method.
また、溶着部(傾斜面11B,12B)に連なる離間部11C,12Cにおいて、真空吸引等によりその表面で発泡樹脂シート2,3を吸引保持するようにしているので、余熱による誤溶融を防止することができ、溶着部分の境界も明確化されるので、製品保証が容易なものとなる。
Further, in the separated
このように、本実施形態の溶着治具、成形体の成形方法では、樹脂シートの溶着と余剰な樹脂シートの除去を同時に行うことができ、貼り合わせダクトを製造する際の工数削減を実現することが可能である。また、発泡ダクトの成形においては、従来、大型の専用機で加熱、賦形、溶着を行っており、小ロット生産への対応が困難であり、部分的な形状修正やメンテナンスに多大な時間と費用を要するという問題がある。本実施形態の溶着治具は、大型、小型のいずれの成形品の成形にも対応することができ、簡易試作も容易に行うことができるという利点も有する。 As described above, in the welding jig and the molding method of the molded body of the present embodiment, the welding of the resin sheet and the removal of the excess resin sheet can be performed at the same time, and the man-hours for manufacturing the bonded duct can be reduced. It is possible. In addition, in the molding of foam ducts, heating, shaping, and welding are conventionally performed with a large dedicated machine, making it difficult to handle small lot production, and it takes a lot of time for partial shape correction and maintenance. There is a problem that it costs money. The welding jig of the present embodiment has an advantage that it can be used for molding both large and small molded products, and simple trial production can be easily performed.
以上、本発明を適用した実施形態についてを説明してきたが、本発明が前述の実施形態に限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。 Although the embodiments to which the present invention has been applied have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes may be made without departing from the gist of the present invention. It is possible.
例えば、溶着治具を用いて成形する成形体は、発泡樹脂シート貼り合わせダクトに限られず、様々な種類の成形体(樹脂シートを成形して形成される成形体)の成形に応用することが可能である。また、樹脂シートも発泡樹脂シートに限られず、例えば非発泡(ソリッド)の樹脂シートであってもよい。一対のブレードは、先の実施形態では同じ形状としたが、一方のブレードの形状のみを前述の形状とし、他方は異なる形状(例えば平坦形状)とすることも可能である。 For example, the molded body molded by using a welding jig is not limited to the foamed resin sheet bonding duct, and can be applied to the molding of various types of molded bodies (molded bodies formed by molding a resin sheet). It is possible. Further, the resin sheet is not limited to the foamed resin sheet, and may be, for example, a non-foamed (solid) resin sheet. The pair of blades have the same shape in the previous embodiment, but it is also possible that only one blade has the above-mentioned shape and the other has a different shape (for example, a flat shape).
1 発泡樹脂シート貼り合わせダクト
2,3 発泡樹脂シート
2A,3A フランジ部
11,12 ブレード
11A,12A 角部
11B,12B 傾斜面(溶着部)
11C,12C 離間部
Y 余剰部分
1 Foam resin
11C, 12C Separation part Y Surplus part
Claims (8)
少なくとも一方のブレードは、余剰の樹脂シートを切断除去する切断部と、前記切断部に連なり樹脂シートを溶着する溶着部とを有することを特徴とする溶着治具。 A welding jig with a pair of blades
At least one blade is a welding jig characterized by having a cutting portion for cutting and removing an excess resin sheet and a welding portion for welding the resin sheet connected to the cutting portion.
請求項1から5のいずれか1項に記載された溶着治具を用い、樹脂シートの溶着一体化と余剰の樹脂シートの切断除去を同時に行うことを特徴とする成形体の成形方法。 It is a molding method of a molded body in which a molded body of a pair of resin sheets is welded and integrated.
A method for forming a molded product, which comprises using the welding jig according to any one of claims 1 to 5 to simultaneously perform welding integration of the resin sheet and cutting and removal of the excess resin sheet.
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