JP3747349B2 - 発泡成形用金型 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発泡成形用金型に関し、更に詳細には、内部のキャビティにセットしたコア材と表皮材との間に発泡材料(ウレタン等)を注入し、これらコア材と表皮材との間で該発泡材料を発泡,固化させて所要形状に成形する発泡成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばウレタン等を材質とする各種発泡製品は、発泡成形用金型の内部に形成したキャビティへ所定量の発泡成形用の材料(以下「発泡材料」という)を注入し、このキャビティ内で発泡・固化させることにより所定形状に成形するようになっている。この発泡成形用金型は、発泡材料の注入形態に基いて分類すると、オープン注入タイプとクローズド注入タイプとの大別される。すなわち、オープン注入タイプの発泡成形用金型は、上下に分割される金型を開放して下型のキャビティ内に発泡材料を注入し、次いで上型と下型とを型締めして該キャビティ内で発泡反応を進行させるものである。また、クローズド注入タイプの発泡成形用金型は、上型と下型とを予め型締めした状態において、該金型の所要位置に形成した注入口に注入装置の注出口を当接させて内部のキャビティへ発泡材料を注入し、該キャビティ内で発泡反応を進行させるものである。何れの発泡成形用金型にあっても、キャビティ内に注入された発泡材料は、化学反応により白濁してクリーム状となった後に細かい気泡が発生して発泡を開始し、所定時間(ライジングタイム)後に該キャビティ内全体に充満して固化することで発泡が完了する。
【０００３】
例えば図１１は、乗用車等の運転席前方に設置されるダッシュボード(図１０参照)において、コア材２と表皮材４との間に発泡材料Ｕを注入して発泡させるクローズド注入タイプの発泡成形用金型を概略で示した縦断側面図である。この発泡成形用金型６０は、下型１４に形成した凹部に沿って所定形状の表皮材４をセットすると共に、上型１２に形成した凸部に別途成形した合成樹脂等のコア材２をセットし、この状態で両型１２,１４を型締めすることで内部に形成されるキャビティ１６内に該表皮材４とコア材２とを位置決めすると共に、両部材４,２の間に適宜厚さの発泡空間６を形成するようになっている。そして前記コア材２には、上型１２の所定位置に設けた注入口１８に整合する通入口２ａを形成してあり、該注入口１８に当接した注入装置５０から所定量の発泡材料Ｕを該発泡空間６内へ注入するようになっている。なお注入口１８(通入口２ａ)は、図１０に示す如く、発泡空間６全体に発泡材料Ｕが行き渡るようにコア材２のセンタ(容量センタ)付近に設けてあり、注入した発泡材料Ｕは前記発泡空間６の末端部へ向かって発泡しながら移動し、最終的には該発泡空間６全体に充満するようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記ダッシュボードでは、それ自体の質感の向上を図る目的でコア材２の表面全体を表皮材４で覆蓋すると共に該コア材２と表皮材４の間に発泡材料Ｕを介在させるものであるから、前記発泡空間６は該コア材２の外郭形状に沿った薄くかつ複雑な凹凸形状に形成されている。また、前記注入口１８から注入された発泡材料Ｕは、末端部に向かって流れている途中で既に発泡反応が進行するようになるから、該末端部に近づくに従って流動性が低くなっていく。従って発泡反応が進行した発泡材料Ｕは、発泡空間６の末端部へ到達する前に固化してしまうことがあり、ダッシュボードの両端部近傍に欠肉部分が形成されたり気泡が発生して製品不良の大きな原因となっていた。このため、このようなダッシュボートをはじめとする複雑な形状の製品では、発泡材料Ｕによる発泡成形そのものが不可能となる場合もあった。
【０００５】
そこで、このような欠肉部分の形成や気泡の発生等を防止するため、▲１▼発泡材料Ｕの注入量を規定より増量する、▲２▼発泡空間６の末端部近傍にガス抜き孔を設けて発泡材料Ｕの流れを良くする、等の対応策が講じられている。しかるに前記▲１▼の方法では、発泡材料Ｕの注入量が増えるので材料費が嵩んで製造コストが高くなる欠点があると共に、規定量よりも多くの発泡材料Ｕを注入するので成形後の製品が硬くなってしまう問題点をも内在している。また前記▲２▼の方法では、発泡空間６内で発生するガスや空気がガス抜き孔から外方へ放出されるので発泡材料Ｕの流れがよくなる利点があるが、ガス抜き孔を形成する位置の設定が非常に難しく、多くの場合はガス抜きの形成位置を適宜変更しながら試行を繰返して最適位置を見い出す方法が採られ、試行工数が増えてしまう欠点がある。しかも、ガス抜き孔へ発泡材料Ｕが膨出してそのまま固化してしまうので、この膨出部分を後工程で切除する作業が別途必要となって仕上工数も増えてしまう難点も指摘される。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、前述した課題を解決するべく新規に提案されたものであって、型締め後にキャビティ内にセットしたコア材と表皮材との間の発泡空間内に介在する空気を吸引して適宜の減圧状態を生ぜしめ、この減圧下に発泡材料を注入して該発泡材料を発泡空間の内部に隈無く行き渡らせるよう構成した発泡成形用金型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係る発泡成形用金型は、
キャビティを形成する上型または下型における一方の型内側にコア材または表皮材をセットし、他方の型内側に表皮材またはコア材をセットして型締めし、前記上型または下型に開設した注入口を介して発泡材料を前記コア材と表皮材との間に注入して、該発泡材料の発泡・固化を行なうようにした発泡成形用金型において、
前記上型または下型に形成されて前記キャビティに開口し、該上型または下型における長手方向の両端部近傍に位置する空気吸引口と、
前記空気吸引口に接続し、前記上型および下型の型締め後に所要時間だけ作動させられる空気吸引源と、
前記空気吸引口が形成されていない下型または上型に進退自在に配設されて該空気吸引口に対向し、前記空気吸引源の作動停止後に該空気吸引口を閉塞するべく動作するプラグ部材とからなり、
前記空気吸引口を設けた前記上型または下型に前記表皮材をセットして、該表皮材に設けた開口部を該空気吸引口に臨ませると共に、前記プラグ部材を配設した前記下型または上型に前記コア材をセットして、該コア材に設けた挿通孔を該プラグ部材に整合させた後に型締めを行ない、前記発泡材料の注入に先立ち前記空気吸引源を所要時間だけ作動させることにより、前記コア材と表皮材の間の空気を吸引して適宜の減圧状態を生ぜしめ、この減圧下に前記注入口から所要量の発泡材料を前記コア材と表皮材との間に注入すると共に、所要のタイミングで前記プラグ部材を前進動作させて前記空気吸引口を閉塞することによって、該発泡材料を該コア材と表皮材との内部に隈無く行き渡らせるよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る発泡成形用金型につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお本実施例では、前述したダッシュボードのコア材と表皮材との間に注入した発泡材料を、所定形状に成形する発泡成形用金型を例として説明する。また、従来技術で説明した部材と同一の部材については、同一符号を付して説明することとする。
【０００９】
図１は、本発明の好適な実施例に係る発泡成形用金型１０と、発泡材料用の注入装置５０とを概略で示す縦断正面図である。本実施例の発泡成形用金型１０は、互いに密着的に型締めが可能な横長の上型１２と下型１４からなる上下分割タイプの分割型であって、下型１４に対して上型１２を上方へ開放することにより、内部に形成された所定形状のキャビティ１６を露出させ得るようになっている。実施例の発泡成形用金型１０は、ダッシュボードを構成するコア材２を上型１２の凸部に固定させてセットすると共に、表皮材４を下型１４の凹部内面に沿って密着的にセットするようになっており、これらコア材２および表皮材４を適切にセットした状態で上型１２と下型１４とを型締めすると、該コア材２と表皮材４との間に発泡空間６が形成されるようになっている。なお、この発泡成形用金型１０はクローズド注入タイプであって、前記上型１２の略中央部には、前記注入装置５０の注出口５２が整合当接する注入口１８が形成されている。
【００１０】
本実施例の発泡成形用金型１０では、図１および図２に示す如く、空気導通管２０を介して空気吸引源２２に接続した２個の空気吸引口２４,２４が、下型１４における長手方向の両端部近傍に形成した凸部２６,２６に開口されている。この凸部２６,２６は、空調用の吹出口やサイドデフロスタの吹出口が設置される設置部位８,８を形成したコア材２(図３参照)を、前記上型１２にセットしてこの状態で該上型１２と下型１４とを型締めした際に、これら設置部位８,８に対向した部位に形成してある。すなわち、発泡成形用金型１０の上型１２と下型１４とを型締めして密着させた状態において前記空気吸引源２２を運転すれば、発泡空間６(キャビティ１６)内に閉じ込められた空気が各空気吸引口２４,２４から吸引されて前記空気導通管２０を介して該空気吸引源２２へ導かれるので、該キャビティ１６内を適宜の減圧状態とすることができる。なお前記設置部位８,８は、図８および図９に示す如く、ダッシュボードＤにおいて前記吹出口を設置するために、後工程で切除して所要形状の開口部(開口部分)４６を形成するようになっている。
【００１１】
一方前記上型１２には、図１に示す如く、例えば流体圧シリンダやモータ等の適宜作動手段３１によりキャビティ１６内に向けて前進・後退が可能なプラグ部材３０,３０が、前記各空気吸引口２４,２４に対向した位置に対応的に配設されている。これらプラグ部材３０,３０は、図２に示す如く、棒状円柱体に形成されて前記各空気吸引口２４の前面に対向した位置に穿設された通口２８に嵌挿した状態に配設され、その後端面に前記作動手段３１に連繋した作動棒３２が接続されると共に、例えばゴム等を材質とする円盤３４が該プラグ部材３０の後部側に外嵌されている。更にこの円盤３４は、上型１２の外側に突設した円筒状のシリンダ３６の内面に触接した状態に配設されており、プラグ部材３０の移動下に該シリンダ３６の内面に沿って摺動して該プラグ部材３０の姿勢を規制すると共に、キャビティ１６内の気密を保持するようになっている。
【００１２】
そして、前記作動手段３１の非作動状態、すなわち作動棒３２が後退した状態においては、図２に実線で示す如く、プラグ部材３０はキャビティ１６内から後退しており、その先端面３０ａと前記空気吸引口２４との間に適宜隙間３８が形成されるように設定されている。また、前記作動手段３１を作動して作動棒３２を前進させると、図２に２点鎖線で示す如く、プラグ部材３０は通口２８内を移動してキャビティ１６内へ前進し、その先端面３０ａが前記空気吸引口２４の周縁部に略当接する位置まで近接するように設定されている。なお前記作動手段３１は、図示しないコンピュータやタイマ等の制御下に作動し、その作動タイミング等が適宜制御されるようになっている。
【００１３】
また、実施例の発泡成形用金型１０での成形品であるダッシュボードＤでは、前述した如く、コア材２と表皮材４との間に形成される発泡空間６内に発泡材料Ｕを注入すると共に、この発泡空間６内の空気を前記空気吸引口２４で吸引するため、前記表皮材４およびコア材２では、該発泡成形用金型１０の構成に対応して前工程において所定の加工を施しておく。すなわち表皮材４では、図２に示す如く、前記下型１４にセットした際に前記各空気吸引口２４,２４が整合する位置(前記設置部位８に対応する位置)に、空気流通用の開口部を形成する必要がある。そこで、塩化ビニール(ＰＶＣ)等を材質とする表皮材４は、前工程の真空成形またはパウダースラッシュ成形時に、図４および図５に示す如く、前記設置部位８に対応する部分に縦断面逆Ｖ状の円形溝４２を同時に成形し、成形後の適時に該溝４２に沿って切断して円形状の開口部４０を形成するようになっている。なお開口部４０は、円形状の不要部分を切除することにより、輪郭縁が適宜突出した形状を呈していると共に、図２に示す如く、前記プラグ部材３０の直径よりも適宜小径に設定される。また具体的に図示しないが、この開口部４０は放射状のスリットとしてもよい。
【００１４】
また合成樹脂製のコア材２では、射出成形による所定形状への成形工程において、図２に示す如く、前記上型１２にセットした際に各プラグ部材３０,３０が整合する位置(前記設置部位８に対応する位置)に、円形状の挿通孔４４,４４を形成しておく。そして、コア材２を上型１２にセットする際に、各挿通孔４４,４４に前記各プラグ部材３０,３０を整合させると共に嵌挿させ、この状態で該コア材２を上型１２の凸部にセットするようになっている。なお、コア材２のセンタ近傍には、上型１２に形成した前記注入口１８と整合する通入口２ａが形成される。
【００１５】
【実施例の作用】
次に、前述のように構成された本実施例の発泡成形用金型の作用につき説明する。なお、実施例の発泡成形用金型１０では、非成形時(成形前)にあっては、上型１２に配設した各プラグ部材３０,３０を、図６に示す如く前記作動手段３１により後退させた状態に保持し、また空気吸引源２２も運転停止した状態に制御されている。
【００１６】
そして、上型１２と下型１４とを開放した状態において、前もって成形した前記コア材２を上型１２の凸部に固定セットすると共に、前記表皮材４を下型１４の凹部内面に沿って密着的にセットする。すなわちコア材２は、上型１２にセットするに際して、設置部位８に形成した各挿通孔４４,４４にプラグ部材３０,３０を挿通させると共に、該上型１２の注入口１８と通入口２ａとを整合させた状態で固定セットする。また表皮材４は、下型１４にセットするに際して、前もって形成しておいた各開口部４０,４０を空気吸引口２４,２４に整合させ、この状態で該下型１４に固定セットする。そして、コア材２および表皮材４を上型１２および下型１４に対して適切に固定セットした状態において、該下型１４に対して上型１２を覆蓋する。
【００１７】
上型１２と下型１４との型締めが完了したら、発泡材料用の注入装置５０を移動させてその注出口５２の先端を上型１２の注入口１８の上面に整合当接させ、発泡材料Ｕの注入可能な状態とする。また、これと適宜タイミングを合わせて前記空気吸引源２２を始動させることにより、発泡空間６内の空気が表皮材４の各開口部４０,４０を介して各空気吸引口２４,２４から吸引され、該発泡空間６内が適宜の減圧状態となる。なお、この時点では、前記各プラグ部材３０,３０は未だ後退した状態に制御されている。
【００１８】
そして、前記空気吸引源２２による発泡空間６内の減圧下において、前記注入装置５０による発泡材料Ｕの注入を開始する。注入装置５０の注出口５２から注出された発泡材料Ｕは、上型１２の注入口１８およびコア材２の通入口２ａを介して発泡空間６内へ流入する。前記空気吸引源２２の運転下に減圧した発泡空間６内に注入された発泡材料Ｕは、空気による抵抗が小さくなっているため、該発泡空間６の末端部に向かってスムーズに移動していく。
【００１９】
そして図６に示す如く、発泡を開始しながら発泡空間６の末端部に向かって流れる発泡材料Ｕが前記各プラグ部材３０および空気吸引口２４に接近したら、適宜タイミングで前記作動手段３１を作動して作動棒３２を付勢させ、各プラグ部材３０,３０を発泡空間６内へ前進させる。そしてプラグ部材３０が設定した所定位置まで前進すると、図７に示す如く、先端面３０ａが表皮材４の開口部４０の突出した輪郭部に当接し、該開口部４０はプラグ部材３０の先端面３０ａと空気吸引口２４の周縁部(キャビティ１６の内面)とにより挟圧され、各空気吸引口２４が閉塞された状態となる。なお、プラグ部材３０を前進させて空気吸引口２４を閉塞すると略同時に前記空気吸引源２２の運転を停止し、発泡空間６内の空気の吸引を中止する。そして、発泡材料Ｕが発泡空間６内全体に隈無く行き渡って充満し、更にライジングタイムを過ぎて固化が完了するまで、各プラグ部材３０,３０を前進した状態に保持しておく。この際に、前記開口部４０,４０はシールされた状態に保持されているので、発泡材料Ｕが該開口部４０から空気吸引口２４側へ流入することはない。
【００２０】
発泡材料Ｕの固化が完了したら、前記作動手段３１を前とは逆に作動制御して各プラグ部材３０,３０を発泡空間６から後退させ、上型１２と下型１４とを開放して製品としてのダッシュボートＤを取出す。このとき、前記プラグ部材３０が発泡空間６内に前進した状態で発泡材料Ｕの発泡,固化が進行したので、ダッシュボードＤにおける設置部位８,８には、図８および図９(ａ)に示す如く、円形状の開口が形成されている。
【００２１】
なお、発泡成形工程が完了したダッシュボードＤは、前記設置部位８に吹出口を設置するために、図８および図９(ａ)に２点鎖線で示したカットラインＣに沿ってウォータジェット機等で切断することにより、図９(ｂ)に示す如く、略矩形状の開口部４６を形成するようになっている。すなわち各設置部位８,８は、発泡成形が完了した後に切除されるので、前記プラグ部材３０による開口等が全て取り除かれてしまい、成形工程における円形状の開口がダッシュボードＤにそのまま残ることはない。
【００２２】
また前記作動手段３１は、コンピュータまたはタイマ等で制御されるので、発泡材料Ｕの発泡進行や移動スピート等を前提として適切なタイミングで各プラグ部材３０,３０を前進させることが可能である。
【００２３】
このように実施例の発泡成形用金型１０では、発泡空間６内の空気を空気吸引源２２で吸引して適宜減圧させてから発泡材料Ｕを注入するよう構成したので、該発泡材料Ｕが該発泡空間６の末端部まで極めてスムーズに流れて隅無く行き渡る。従って、発泡空間６の内容積を前提とした規定量の発泡材料Ｕを注入すれば該発泡空間６全体に該発泡材料Ｕが充満するようになり、規定量(適切量)以上の発泡材料Ｕを注入する必要がなくなり、材料費が嵩むことによる製造コストのアップを防止すると共に成形後の製品が硬くなる不都合を回避し得る。また、空気吸引口２４から発泡空間６内の空気を吸引するのでガス抜き孔を別途形成する必要がなく、該ガス抜き孔の形成作業および最適位置を見つけるための試行工数が全く不要となると共に、開口部４０から発泡材料Ｕが膨出しないから仕上工数を少なくしてコストを低減することができる。更には、今までの金型では成形不可能とされていた複雑な形状の製品であっても発泡成形し得る。
【００２４】
前記実施例では、キャビティ１６内の空気を吸引する空気吸引口２４およびプラグ部材３０とを、夫々２対ずつ形成または配設した発泡成形用金型を例示したが、これらの配設数はこれに限定されるものではなく、対象とする製品の形状等を前提として例えば１対としたり３対以上としてもよい。また実施例では、上型１２にプラグ部材３０を配設すると共に下型１４に空気吸引口２４を開口した構成を例示したが、プラグ部材３０を下型１４に配設すると共に空気吸引口２４を上型１２に開口してもよい。更に、空気吸引口２４およびプラグ部材３０の形成または配設位置については、完成した成形品における非露出位置、すなわち成形品の外的美観や機能等を損なわない位置であれば、自由に設定し得るものである。なお実施例では、乗用車用のダッシュボードＤにおけるコア材２と表皮材４の間での発泡成形を例として示したが、対象とする成形品はこれに限定されないことは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る発泡成形用金型によれば、キャビティ内にセットしたコア材と表皮材との間の空気を吸引して適宜減圧させてから発泡材料を注入するよう構成したので、該発泡材料が発泡空間を極めてスムーズに流れて末端部まで隅無く行き渡らせることが可能となり、欠肉部分が形成されたり気泡が発生することが好適に防止させる有益な効果を奏する。これにより、発泡空間の容積を前提とした規定量の発泡材料を注入すれば、該発泡材料が発泡空間内に好適に充満するようになり、規定量(適切量)以上の発泡材料を注入する必要がなくなるから、材料費が嵩むことによる製造コストのアップを防止すると共に成形後の製品が硬くなる不都合を回避し得る。そして、空気吸引口から発泡空間内の空気を吸引するようにしたのでガス抜き孔を別途形成する必要がなく、該ガス抜き孔の形成作業および最適位置を見つけるための試行工数が全く不要となる。しかも、空気吸引口をプラグ部材で閉塞するようにしたので発泡材料が該空気吸引口側へ膨出することがなく、膨出した部分を切除する作業を省略して仕上工数を少なくし得る利点もある。更には、今までの金型では成形不可能とされていた複雑な形状の製品であっても発泡成形し得る等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る発泡成形用金型を概略で示す縦断正面図である。
【図２】発泡成形用金型における空気吸引口およびプラグ部材を示す要部断面図である。
【図３】ダッシュボードにおけるコア材を示す斜視図である。
【図４】表皮材における設置部位に対応する部分を一部破断して裏側からみた斜視図である。
【図５】表皮材における設置部位に対応する部分に開口部を形成する前と形成した後で示す縦断側面図である。
【図６】発泡空間内の空気を空気吸引口から吸引している状態において、該空間内を発泡材料が移動していく状態を示す説明図である。
【図７】プラグ部材を前進させた状態で発泡材料が固化する状態を示す説明図である。
【図８】発泡成形後のダッシュボードにおける空気吹出口を設けるための設置部位を示す斜視図である。
【図９】発泡成形後のダッシュボードの設置部位を切除前と切除後で示す縦断面図である。
【図１０】従来の発泡成形用金型による発泡材料の注入状態を該金型を省略して示す斜視図である。
【図１１】従来の発泡成形用金型の縦断側面図である。
【符号の説明】
２ コア材
４ 表皮材
１２ 上型
１４ 下型
１６ キャビティ
１８ 注入口
２２ 空気吸引源
２４ 空気吸引口
３０ プラグ部材
４０ 開口部
４２ 円形溝(溝)
４４ 挿通孔
４６ 開口部(開口部分)
Ｕ 発泡材料
【発明の属する技術分野】
この発明は、発泡成形用金型に関し、更に詳細には、内部のキャビティにセットしたコア材と表皮材との間に発泡材料(ウレタン等)を注入し、これらコア材と表皮材との間で該発泡材料を発泡,固化させて所要形状に成形する発泡成形用金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばウレタン等を材質とする各種発泡製品は、発泡成形用金型の内部に形成したキャビティへ所定量の発泡成形用の材料(以下「発泡材料」という)を注入し、このキャビティ内で発泡・固化させることにより所定形状に成形するようになっている。この発泡成形用金型は、発泡材料の注入形態に基いて分類すると、オープン注入タイプとクローズド注入タイプとの大別される。すなわち、オープン注入タイプの発泡成形用金型は、上下に分割される金型を開放して下型のキャビティ内に発泡材料を注入し、次いで上型と下型とを型締めして該キャビティ内で発泡反応を進行させるものである。また、クローズド注入タイプの発泡成形用金型は、上型と下型とを予め型締めした状態において、該金型の所要位置に形成した注入口に注入装置の注出口を当接させて内部のキャビティへ発泡材料を注入し、該キャビティ内で発泡反応を進行させるものである。何れの発泡成形用金型にあっても、キャビティ内に注入された発泡材料は、化学反応により白濁してクリーム状となった後に細かい気泡が発生して発泡を開始し、所定時間(ライジングタイム)後に該キャビティ内全体に充満して固化することで発泡が完了する。
【０００３】
例えば図１１は、乗用車等の運転席前方に設置されるダッシュボード(図１０参照)において、コア材２と表皮材４との間に発泡材料Ｕを注入して発泡させるクローズド注入タイプの発泡成形用金型を概略で示した縦断側面図である。この発泡成形用金型６０は、下型１４に形成した凹部に沿って所定形状の表皮材４をセットすると共に、上型１２に形成した凸部に別途成形した合成樹脂等のコア材２をセットし、この状態で両型１２,１４を型締めすることで内部に形成されるキャビティ１６内に該表皮材４とコア材２とを位置決めすると共に、両部材４,２の間に適宜厚さの発泡空間６を形成するようになっている。そして前記コア材２には、上型１２の所定位置に設けた注入口１８に整合する通入口２ａを形成してあり、該注入口１８に当接した注入装置５０から所定量の発泡材料Ｕを該発泡空間６内へ注入するようになっている。なお注入口１８(通入口２ａ)は、図１０に示す如く、発泡空間６全体に発泡材料Ｕが行き渡るようにコア材２のセンタ(容量センタ)付近に設けてあり、注入した発泡材料Ｕは前記発泡空間６の末端部へ向かって発泡しながら移動し、最終的には該発泡空間６全体に充満するようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前記ダッシュボードでは、それ自体の質感の向上を図る目的でコア材２の表面全体を表皮材４で覆蓋すると共に該コア材２と表皮材４の間に発泡材料Ｕを介在させるものであるから、前記発泡空間６は該コア材２の外郭形状に沿った薄くかつ複雑な凹凸形状に形成されている。また、前記注入口１８から注入された発泡材料Ｕは、末端部に向かって流れている途中で既に発泡反応が進行するようになるから、該末端部に近づくに従って流動性が低くなっていく。従って発泡反応が進行した発泡材料Ｕは、発泡空間６の末端部へ到達する前に固化してしまうことがあり、ダッシュボードの両端部近傍に欠肉部分が形成されたり気泡が発生して製品不良の大きな原因となっていた。このため、このようなダッシュボートをはじめとする複雑な形状の製品では、発泡材料Ｕによる発泡成形そのものが不可能となる場合もあった。
【０００５】
そこで、このような欠肉部分の形成や気泡の発生等を防止するため、▲１▼発泡材料Ｕの注入量を規定より増量する、▲２▼発泡空間６の末端部近傍にガス抜き孔を設けて発泡材料Ｕの流れを良くする、等の対応策が講じられている。しかるに前記▲１▼の方法では、発泡材料Ｕの注入量が増えるので材料費が嵩んで製造コストが高くなる欠点があると共に、規定量よりも多くの発泡材料Ｕを注入するので成形後の製品が硬くなってしまう問題点をも内在している。また前記▲２▼の方法では、発泡空間６内で発生するガスや空気がガス抜き孔から外方へ放出されるので発泡材料Ｕの流れがよくなる利点があるが、ガス抜き孔を形成する位置の設定が非常に難しく、多くの場合はガス抜きの形成位置を適宜変更しながら試行を繰返して最適位置を見い出す方法が採られ、試行工数が増えてしまう欠点がある。しかも、ガス抜き孔へ発泡材料Ｕが膨出してそのまま固化してしまうので、この膨出部分を後工程で切除する作業が別途必要となって仕上工数も増えてしまう難点も指摘される。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、前述した課題を解決するべく新規に提案されたものであって、型締め後にキャビティ内にセットしたコア材と表皮材との間の発泡空間内に介在する空気を吸引して適宜の減圧状態を生ぜしめ、この減圧下に発泡材料を注入して該発泡材料を発泡空間の内部に隈無く行き渡らせるよう構成した発泡成形用金型を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係る発泡成形用金型は、
キャビティを形成する上型または下型における一方の型内側にコア材または表皮材をセットし、他方の型内側に表皮材またはコア材をセットして型締めし、前記上型または下型に開設した注入口を介して発泡材料を前記コア材と表皮材との間に注入して、該発泡材料の発泡・固化を行なうようにした発泡成形用金型において、
前記上型または下型に形成されて前記キャビティに開口し、該上型または下型における長手方向の両端部近傍に位置する空気吸引口と、
前記空気吸引口に接続し、前記上型および下型の型締め後に所要時間だけ作動させられる空気吸引源と、
前記空気吸引口が形成されていない下型または上型に進退自在に配設されて該空気吸引口に対向し、前記空気吸引源の作動停止後に該空気吸引口を閉塞するべく動作するプラグ部材とからなり、
前記空気吸引口を設けた前記上型または下型に前記表皮材をセットして、該表皮材に設けた開口部を該空気吸引口に臨ませると共に、前記プラグ部材を配設した前記下型または上型に前記コア材をセットして、該コア材に設けた挿通孔を該プラグ部材に整合させた後に型締めを行ない、前記発泡材料の注入に先立ち前記空気吸引源を所要時間だけ作動させることにより、前記コア材と表皮材の間の空気を吸引して適宜の減圧状態を生ぜしめ、この減圧下に前記注入口から所要量の発泡材料を前記コア材と表皮材との間に注入すると共に、所要のタイミングで前記プラグ部材を前進動作させて前記空気吸引口を閉塞することによって、該発泡材料を該コア材と表皮材との内部に隈無く行き渡らせるよう構成したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る発泡成形用金型につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお本実施例では、前述したダッシュボードのコア材と表皮材との間に注入した発泡材料を、所定形状に成形する発泡成形用金型を例として説明する。また、従来技術で説明した部材と同一の部材については、同一符号を付して説明することとする。
【０００９】
図１は、本発明の好適な実施例に係る発泡成形用金型１０と、発泡材料用の注入装置５０とを概略で示す縦断正面図である。本実施例の発泡成形用金型１０は、互いに密着的に型締めが可能な横長の上型１２と下型１４からなる上下分割タイプの分割型であって、下型１４に対して上型１２を上方へ開放することにより、内部に形成された所定形状のキャビティ１６を露出させ得るようになっている。実施例の発泡成形用金型１０は、ダッシュボードを構成するコア材２を上型１２の凸部に固定させてセットすると共に、表皮材４を下型１４の凹部内面に沿って密着的にセットするようになっており、これらコア材２および表皮材４を適切にセットした状態で上型１２と下型１４とを型締めすると、該コア材２と表皮材４との間に発泡空間６が形成されるようになっている。なお、この発泡成形用金型１０はクローズド注入タイプであって、前記上型１２の略中央部には、前記注入装置５０の注出口５２が整合当接する注入口１８が形成されている。
【００１０】
本実施例の発泡成形用金型１０では、図１および図２に示す如く、空気導通管２０を介して空気吸引源２２に接続した２個の空気吸引口２４,２４が、下型１４における長手方向の両端部近傍に形成した凸部２６,２６に開口されている。この凸部２６,２６は、空調用の吹出口やサイドデフロスタの吹出口が設置される設置部位８,８を形成したコア材２(図３参照)を、前記上型１２にセットしてこの状態で該上型１２と下型１４とを型締めした際に、これら設置部位８,８に対向した部位に形成してある。すなわち、発泡成形用金型１０の上型１２と下型１４とを型締めして密着させた状態において前記空気吸引源２２を運転すれば、発泡空間６(キャビティ１６)内に閉じ込められた空気が各空気吸引口２４,２４から吸引されて前記空気導通管２０を介して該空気吸引源２２へ導かれるので、該キャビティ１６内を適宜の減圧状態とすることができる。なお前記設置部位８,８は、図８および図９に示す如く、ダッシュボードＤにおいて前記吹出口を設置するために、後工程で切除して所要形状の開口部(開口部分)４６を形成するようになっている。
【００１１】
一方前記上型１２には、図１に示す如く、例えば流体圧シリンダやモータ等の適宜作動手段３１によりキャビティ１６内に向けて前進・後退が可能なプラグ部材３０,３０が、前記各空気吸引口２４,２４に対向した位置に対応的に配設されている。これらプラグ部材３０,３０は、図２に示す如く、棒状円柱体に形成されて前記各空気吸引口２４の前面に対向した位置に穿設された通口２８に嵌挿した状態に配設され、その後端面に前記作動手段３１に連繋した作動棒３２が接続されると共に、例えばゴム等を材質とする円盤３４が該プラグ部材３０の後部側に外嵌されている。更にこの円盤３４は、上型１２の外側に突設した円筒状のシリンダ３６の内面に触接した状態に配設されており、プラグ部材３０の移動下に該シリンダ３６の内面に沿って摺動して該プラグ部材３０の姿勢を規制すると共に、キャビティ１６内の気密を保持するようになっている。
【００１２】
そして、前記作動手段３１の非作動状態、すなわち作動棒３２が後退した状態においては、図２に実線で示す如く、プラグ部材３０はキャビティ１６内から後退しており、その先端面３０ａと前記空気吸引口２４との間に適宜隙間３８が形成されるように設定されている。また、前記作動手段３１を作動して作動棒３２を前進させると、図２に２点鎖線で示す如く、プラグ部材３０は通口２８内を移動してキャビティ１６内へ前進し、その先端面３０ａが前記空気吸引口２４の周縁部に略当接する位置まで近接するように設定されている。なお前記作動手段３１は、図示しないコンピュータやタイマ等の制御下に作動し、その作動タイミング等が適宜制御されるようになっている。
【００１３】
また、実施例の発泡成形用金型１０での成形品であるダッシュボードＤでは、前述した如く、コア材２と表皮材４との間に形成される発泡空間６内に発泡材料Ｕを注入すると共に、この発泡空間６内の空気を前記空気吸引口２４で吸引するため、前記表皮材４およびコア材２では、該発泡成形用金型１０の構成に対応して前工程において所定の加工を施しておく。すなわち表皮材４では、図２に示す如く、前記下型１４にセットした際に前記各空気吸引口２４,２４が整合する位置(前記設置部位８に対応する位置)に、空気流通用の開口部を形成する必要がある。そこで、塩化ビニール(ＰＶＣ)等を材質とする表皮材４は、前工程の真空成形またはパウダースラッシュ成形時に、図４および図５に示す如く、前記設置部位８に対応する部分に縦断面逆Ｖ状の円形溝４２を同時に成形し、成形後の適時に該溝４２に沿って切断して円形状の開口部４０を形成するようになっている。なお開口部４０は、円形状の不要部分を切除することにより、輪郭縁が適宜突出した形状を呈していると共に、図２に示す如く、前記プラグ部材３０の直径よりも適宜小径に設定される。また具体的に図示しないが、この開口部４０は放射状のスリットとしてもよい。
【００１４】
また合成樹脂製のコア材２では、射出成形による所定形状への成形工程において、図２に示す如く、前記上型１２にセットした際に各プラグ部材３０,３０が整合する位置(前記設置部位８に対応する位置)に、円形状の挿通孔４４,４４を形成しておく。そして、コア材２を上型１２にセットする際に、各挿通孔４４,４４に前記各プラグ部材３０,３０を整合させると共に嵌挿させ、この状態で該コア材２を上型１２の凸部にセットするようになっている。なお、コア材２のセンタ近傍には、上型１２に形成した前記注入口１８と整合する通入口２ａが形成される。
【００１５】
【実施例の作用】
次に、前述のように構成された本実施例の発泡成形用金型の作用につき説明する。なお、実施例の発泡成形用金型１０では、非成形時(成形前)にあっては、上型１２に配設した各プラグ部材３０,３０を、図６に示す如く前記作動手段３１により後退させた状態に保持し、また空気吸引源２２も運転停止した状態に制御されている。
【００１６】
そして、上型１２と下型１４とを開放した状態において、前もって成形した前記コア材２を上型１２の凸部に固定セットすると共に、前記表皮材４を下型１４の凹部内面に沿って密着的にセットする。すなわちコア材２は、上型１２にセットするに際して、設置部位８に形成した各挿通孔４４,４４にプラグ部材３０,３０を挿通させると共に、該上型１２の注入口１８と通入口２ａとを整合させた状態で固定セットする。また表皮材４は、下型１４にセットするに際して、前もって形成しておいた各開口部４０,４０を空気吸引口２４,２４に整合させ、この状態で該下型１４に固定セットする。そして、コア材２および表皮材４を上型１２および下型１４に対して適切に固定セットした状態において、該下型１４に対して上型１２を覆蓋する。
【００１７】
上型１２と下型１４との型締めが完了したら、発泡材料用の注入装置５０を移動させてその注出口５２の先端を上型１２の注入口１８の上面に整合当接させ、発泡材料Ｕの注入可能な状態とする。また、これと適宜タイミングを合わせて前記空気吸引源２２を始動させることにより、発泡空間６内の空気が表皮材４の各開口部４０,４０を介して各空気吸引口２４,２４から吸引され、該発泡空間６内が適宜の減圧状態となる。なお、この時点では、前記各プラグ部材３０,３０は未だ後退した状態に制御されている。
【００１８】
そして、前記空気吸引源２２による発泡空間６内の減圧下において、前記注入装置５０による発泡材料Ｕの注入を開始する。注入装置５０の注出口５２から注出された発泡材料Ｕは、上型１２の注入口１８およびコア材２の通入口２ａを介して発泡空間６内へ流入する。前記空気吸引源２２の運転下に減圧した発泡空間６内に注入された発泡材料Ｕは、空気による抵抗が小さくなっているため、該発泡空間６の末端部に向かってスムーズに移動していく。
【００１９】
そして図６に示す如く、発泡を開始しながら発泡空間６の末端部に向かって流れる発泡材料Ｕが前記各プラグ部材３０および空気吸引口２４に接近したら、適宜タイミングで前記作動手段３１を作動して作動棒３２を付勢させ、各プラグ部材３０,３０を発泡空間６内へ前進させる。そしてプラグ部材３０が設定した所定位置まで前進すると、図７に示す如く、先端面３０ａが表皮材４の開口部４０の突出した輪郭部に当接し、該開口部４０はプラグ部材３０の先端面３０ａと空気吸引口２４の周縁部(キャビティ１６の内面)とにより挟圧され、各空気吸引口２４が閉塞された状態となる。なお、プラグ部材３０を前進させて空気吸引口２４を閉塞すると略同時に前記空気吸引源２２の運転を停止し、発泡空間６内の空気の吸引を中止する。そして、発泡材料Ｕが発泡空間６内全体に隈無く行き渡って充満し、更にライジングタイムを過ぎて固化が完了するまで、各プラグ部材３０,３０を前進した状態に保持しておく。この際に、前記開口部４０,４０はシールされた状態に保持されているので、発泡材料Ｕが該開口部４０から空気吸引口２４側へ流入することはない。
【００２０】
発泡材料Ｕの固化が完了したら、前記作動手段３１を前とは逆に作動制御して各プラグ部材３０,３０を発泡空間６から後退させ、上型１２と下型１４とを開放して製品としてのダッシュボートＤを取出す。このとき、前記プラグ部材３０が発泡空間６内に前進した状態で発泡材料Ｕの発泡,固化が進行したので、ダッシュボードＤにおける設置部位８,８には、図８および図９(ａ)に示す如く、円形状の開口が形成されている。
【００２１】
なお、発泡成形工程が完了したダッシュボードＤは、前記設置部位８に吹出口を設置するために、図８および図９(ａ)に２点鎖線で示したカットラインＣに沿ってウォータジェット機等で切断することにより、図９(ｂ)に示す如く、略矩形状の開口部４６を形成するようになっている。すなわち各設置部位８,８は、発泡成形が完了した後に切除されるので、前記プラグ部材３０による開口等が全て取り除かれてしまい、成形工程における円形状の開口がダッシュボードＤにそのまま残ることはない。
【００２２】
また前記作動手段３１は、コンピュータまたはタイマ等で制御されるので、発泡材料Ｕの発泡進行や移動スピート等を前提として適切なタイミングで各プラグ部材３０,３０を前進させることが可能である。
【００２３】
このように実施例の発泡成形用金型１０では、発泡空間６内の空気を空気吸引源２２で吸引して適宜減圧させてから発泡材料Ｕを注入するよう構成したので、該発泡材料Ｕが該発泡空間６の末端部まで極めてスムーズに流れて隅無く行き渡る。従って、発泡空間６の内容積を前提とした規定量の発泡材料Ｕを注入すれば該発泡空間６全体に該発泡材料Ｕが充満するようになり、規定量(適切量)以上の発泡材料Ｕを注入する必要がなくなり、材料費が嵩むことによる製造コストのアップを防止すると共に成形後の製品が硬くなる不都合を回避し得る。また、空気吸引口２４から発泡空間６内の空気を吸引するのでガス抜き孔を別途形成する必要がなく、該ガス抜き孔の形成作業および最適位置を見つけるための試行工数が全く不要となると共に、開口部４０から発泡材料Ｕが膨出しないから仕上工数を少なくしてコストを低減することができる。更には、今までの金型では成形不可能とされていた複雑な形状の製品であっても発泡成形し得る。
【００２４】
前記実施例では、キャビティ１６内の空気を吸引する空気吸引口２４およびプラグ部材３０とを、夫々２対ずつ形成または配設した発泡成形用金型を例示したが、これらの配設数はこれに限定されるものではなく、対象とする製品の形状等を前提として例えば１対としたり３対以上としてもよい。また実施例では、上型１２にプラグ部材３０を配設すると共に下型１４に空気吸引口２４を開口した構成を例示したが、プラグ部材３０を下型１４に配設すると共に空気吸引口２４を上型１２に開口してもよい。更に、空気吸引口２４およびプラグ部材３０の形成または配設位置については、完成した成形品における非露出位置、すなわち成形品の外的美観や機能等を損なわない位置であれば、自由に設定し得るものである。なお実施例では、乗用車用のダッシュボードＤにおけるコア材２と表皮材４の間での発泡成形を例として示したが、対象とする成形品はこれに限定されないことは勿論である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る発泡成形用金型によれば、キャビティ内にセットしたコア材と表皮材との間の空気を吸引して適宜減圧させてから発泡材料を注入するよう構成したので、該発泡材料が発泡空間を極めてスムーズに流れて末端部まで隅無く行き渡らせることが可能となり、欠肉部分が形成されたり気泡が発生することが好適に防止させる有益な効果を奏する。これにより、発泡空間の容積を前提とした規定量の発泡材料を注入すれば、該発泡材料が発泡空間内に好適に充満するようになり、規定量(適切量)以上の発泡材料を注入する必要がなくなるから、材料費が嵩むことによる製造コストのアップを防止すると共に成形後の製品が硬くなる不都合を回避し得る。そして、空気吸引口から発泡空間内の空気を吸引するようにしたのでガス抜き孔を別途形成する必要がなく、該ガス抜き孔の形成作業および最適位置を見つけるための試行工数が全く不要となる。しかも、空気吸引口をプラグ部材で閉塞するようにしたので発泡材料が該空気吸引口側へ膨出することがなく、膨出した部分を切除する作業を省略して仕上工数を少なくし得る利点もある。更には、今までの金型では成形不可能とされていた複雑な形状の製品であっても発泡成形し得る等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る発泡成形用金型を概略で示す縦断正面図である。
【図２】発泡成形用金型における空気吸引口およびプラグ部材を示す要部断面図である。
【図３】ダッシュボードにおけるコア材を示す斜視図である。
【図４】表皮材における設置部位に対応する部分を一部破断して裏側からみた斜視図である。
【図５】表皮材における設置部位に対応する部分に開口部を形成する前と形成した後で示す縦断側面図である。
【図６】発泡空間内の空気を空気吸引口から吸引している状態において、該空間内を発泡材料が移動していく状態を示す説明図である。
【図７】プラグ部材を前進させた状態で発泡材料が固化する状態を示す説明図である。
【図８】発泡成形後のダッシュボードにおける空気吹出口を設けるための設置部位を示す斜視図である。
【図９】発泡成形後のダッシュボードの設置部位を切除前と切除後で示す縦断面図である。
【図１０】従来の発泡成形用金型による発泡材料の注入状態を該金型を省略して示す斜視図である。
【図１１】従来の発泡成形用金型の縦断側面図である。
【符号の説明】
２ コア材
４ 表皮材
１２ 上型
１４ 下型
１６ キャビティ
１８ 注入口
２２ 空気吸引源
２４ 空気吸引口
３０ プラグ部材
４０ 開口部
４２ 円形溝(溝)
４４ 挿通孔
４６ 開口部(開口部分)
Ｕ 発泡材料
Claims (3)
- キャビティ (16) を形成する上型 (12) または下型 (14) における一方の型内側にコア材(2)または表皮材(4)をセットし、他方の型内側に表皮材(4)またはコア材(2)をセットして型締めし、前記上型(12)または下型(14)に開設した注入口(18)を介して発泡材料(U)を前記コア材(2)と表皮材(4)との間に注入して、該発泡材料(U)の発泡・固化を行なうようにした発泡成形用金型において、
前記上型(12)または下型(14)に形成されて前記キャビティ(16)に開口し、該上型 (12) または下型 (14) における長手方向の両端部近傍に位置する空気吸引口(24,24)と、
前記空気吸引口(24,24)に接続し、前記上型(12)および下型(14)の型締め後に所要時間だけ作動させられる空気吸引源(22)と、
前記空気吸引口 (24,24) が形成されていない下型 (14) または上型 (12)に進退自在に配設されて該空気吸引口(24,24)に対向し、前記空気吸引源(22)の作動停止後に該空気吸引口(24,24)を閉塞するべく動作するプラグ部材(30,30)とからなり、
前記空気吸引口 (24,24) を設けた前記上型 (12) または下型 (14) に前記表皮材 (4) をセットして、該表皮材(4)に設けた開口部(40,40)を該空気吸引口(24,24)に臨ませると共に、前記プラグ部材 (30,30) を配設した前記下型 (14) または上型 (12) に前記コア材 (2) をセットして、該コア材(2)に設けた挿通孔(44,44)を該プラグ部材(30,30)に整合させた後に型締めを行ない、前記発泡材料(U)の注入に先立ち前記空気吸引源(22)を所要時間だけ作動させることにより、前記コア材(2)と表皮材(4)の間の空気を吸引して適宜の減圧状態を生ぜしめ、この減圧下に前記注入口(18)から所要量の発泡材料(U)を前記コア材(2)と表皮材(4)との間に注入すると共に、所要のタイミングで前記プラグ部材(30,30)を前進動作させて前記空気吸引口(24,24)を閉塞することによって、該発泡材料(U)を該コア材(2)と表皮材(4)との内部に隈無く行き渡らせるよう構成した
ことを特徴とする発泡成形用金型。 - 前記空気吸引口(24)およびプラグ部材(30)は、成形品における露出しない部分や最終的に切除される開口部分(46)等に対応した位置に形成または配設される請求項１記載の発泡成形用金型。
- 前記開口部(40)は、該開口部(40)の輪郭形状に合わせた溝(42)を表皮材(4)のパウダースラッシュ成形時に成形しておき、前記空気吸引口 (24,24) を設けた上型 (12) または下型(14)にセットするに先立ち、該溝(42)に沿って切断することにより設けられる請求項１記載の発泡成形用金型。
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