JP3216196U - 金型装置及びそれによって成形される発泡成形体 - Google Patents

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

本考案は、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）。

特開平９−２８６０３０号公報

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、本考案は、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。

本考案に係る金型装置は、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。

本考案によれば、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、本考案に係る金型装置は、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、本考案に係る金型装置は、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、本考案に係る金型装置は、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、本考案によれば、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。

本考案の発泡成形体を成形する金型装置の縦断側面図である。 同金型装置における金型の縦断正面図である。 図２の要部の拡大縦断正面図である。

図１及び図２に、本考案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。

本考案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、本考案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、本考案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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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