JP4661517B2 - 成形金型およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、キャビティ面に表皮を吸引付着させた状態で発泡成形を行う成形金型およびその製造方法に関する。

自動車のインストルメントパネル等、表皮を備えた発泡成形品の製造は、例えば次のように行われる。
つまり、特許文献１に示されるように、まずＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の軟質樹脂にて構成された表皮を、成形金型のキャビティ面に配置し、配置した表皮を真空引きによりキャビティ面に吸着させる。
次に、形状保持のための樹脂製インサートをキャビティ内に配置し、このインサートと表皮との間にウレタン等の発泡樹脂を注入して発泡させる。
これにより、表皮とインサートとが一体的に接合された発泡成形品となるインストルメントパネルが得られる。

また、特許文献２に示される場合では、未発泡シートを付着させた表皮を、成形金型のキャビティ面に吸引付着させた状態で、成形金型間に配置したパリソン（樹脂）内に高圧空気を給送することで、該パリソンをキャビティ内で膨張させる。膨張したパリソンは表皮の未発泡シートに接触し、未発泡シートは接触したパリソンの熱により発泡する。これにより、表皮および発泡層を有するブロー成形品が製造される。

特開平９−５７７７０号公報 特開平６−２１０７０７号公報

前述の如く、キャビティ面に表皮を吸引付着させた状態で発泡成形を行う成形金型においては、次のように表皮の吸引を行っている。
つまり、図９に示すように、例えば金型１０１は、金型本体を構成するアルミ層１１０のキャビティ面１０２側に樹脂層１２０を形成して構成されており（すなわち樹脂層の表面がキャビティ面１０２となる）、該アルミ層１１０および樹脂層１２０を貫通する吸引孔１３０が形成されている。吸引孔１３０の内径は、例えば１．０ｍｍφ程度であり、該吸引孔１３０のアルミ層１１０側にはジョイント部材１４０を介して吸引ホース１５０が接続されている。吸引ホース１５０は真空ポンプに接続されており、該真空ポンプを作動させることで、キャビティ面１０２に配置された表皮を吸引付着させている。

前述のように、表皮の吸引を行う吸引孔１３０は、一つの吸引孔１３０に対して一本の吸引ホース１５０が接続されており、金型１０１の複数箇所に形成されている。
しかし、吸引孔１３０の一つ一つに吸引ホース１５０を接続しており、吸引孔１３０の数がキャビティ面１０２の面積に比べて少なかったので、表皮を吸引する力が弱く、成形途中に表皮がキャビティ面１０２からずれたり浮いたりして、発泡樹脂が漏れ出したり、表皮に皺が発生したりすることがあった。
また、表皮の吸引力を増すために吸引孔１３０の数を増やすと、アルミ層１１０に形成する吸引孔１３０の数や、該吸引孔１３０に接続する吸引ホース１５０の数が増加して、金型製作時の工数や材料費が多くかかり、金型が全体的にコスト高になってしまうという問題が生ずることとなる。

上記課題を解決する成形金型およびその製造方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、キャビティ面に表皮を吸引付着させた状態で発泡成形を行う成形金型であって、前記成形金型は、金属層と、該金属層のキャビティ面側に形成される樹脂層とで構成され、前記金属層に、前記樹脂層に面して開口する開口部を有した空洞部が形成され、前記樹脂層の、前記空洞部における一つの開口部に面する部分に、複数の吸引孔が形成される。
これにより、一つの吸引孔に対して一つの吸引機を接続した場合に比べて、表皮の単位面積あたりに存在する吸引孔の数を増やすことができる。
従って、表皮の吸引力を向上することができ、成形時における表皮のずれや浮きを防止して、表皮に皺が発生したり、発泡樹脂が漏れ出したりすることを防ぐことが可能となる。
また、吸引孔を多数形成した場合でも、吸引機や、該吸引機と空洞部とを接続するホースの数を少数にすることができるので、金型製作時の工数や材料費を低く抑えることができ、成形金型を全体的に低コストで構成することが可能となる。
さらに、先に金属層の必要な箇所に空洞を形成して、次に樹脂層に適宜吸引孔を形成することで、該吸引孔を適切な箇所に適切な個数だけ、容易に形成することが可能となり、簡単な構成で表皮の吸着力を向上することができる。

また、請求項２記載の如く、キャビティ面に表皮を吸引付着させた状態で発泡成形を行う成形金型の製造方法であって、成形金型を構成する金属層に空洞部を形成し、空洞部を形成した金属層のキャビティ面側に樹脂層を形成し、該樹脂層に、前記空洞部とキャビティ面とを連通する吸引孔を複数形成し、前記金属層の空洞部は、前記樹脂層に面して開口する開口部を有し、前記樹脂層の複数の吸引孔は、前記空洞部における一つの開口部に面する部分に形成される。
これにより、一つの吸引孔に対して一つの吸引機を接続した場合に比べて、表皮の単位面積あたりに存在する吸引孔の数を増やすことができる。
従って、表皮の吸引力を向上することができ、成形時における表皮のずれや浮きを防止して、表皮に皺が発生したり、発泡樹脂が漏れ出したりすることを防ぐことが可能となる。
また、吸引孔を多数形成した場合でも、吸引機や、該吸引機と空洞部とを接続するホースの数を少数にすることができるので、金型製作時の工数や材料費を低く抑えることができ、成形金型を全体的に低コストで構成することが可能となる。
さらに、先に金属層の必要な箇所に空洞を形成して、次に樹脂層に適宜吸引孔を形成することで、該吸引孔を適切な箇所に適切な個数だけ、容易に形成することが可能となり、簡単な構成で表皮の吸着力を向上することができる。

本発明によれば、表皮の吸引力を向上することができ、成形時における表皮のずれや浮きを防止して、表皮に皺が発生したり、発泡樹脂が漏れ出したりすることを防ぐことが可能となる。
また、金型製作時の工数や材料費を低く抑えることができ、成形金型を全体的に低コストで構成することが可能となる。

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

図１に示す金型１は、固定型２と可動型３とで構成されており、該固定型２のキャビティ面２ａに表皮を吸引付着させた状態で、発泡成形を行う成形金型である。
図１、図２に示すように、該固定型２は、アルミニウム等の金属層１１と、該金属層１１のキャビティ面２ａ側に形成される樹脂層１２とを備えており、前記可動型３には、固定型２のキャビティ面２ａの形状に対応して、キャビティ面３ａが形成されている

そして、金型１を閉じた状態で、固定型２のキャビティ面２ａと可動型３のキャビティ面３ａとにより構成されるキャビティ内に、ウレタン等の発泡樹脂を注入して発泡させることで、インストルメントパネル等の発泡成形品を成形することが可能となっている。
この場合、キャビティ面２ａに吸引付着される表皮材としては、例えば、ポリ塩化ビニルや、ポリウレタン系樹脂や、ポリプロピレン系樹脂等の軟質樹脂が用いられ、例えば１．０ｍｍ程度の厚みに形成される。

図２、図３に示すように、前記固定型２の金属層１１内には、所定の大きさの空洞１１ａが形成されており、該空洞１１ａの裏面側（キャビティ面２ａ側とは反対側、図２においては下側）に接続路１１ｂが形成されている。該空洞１１ａは、固定型２の複数箇所に形成されている。
接続路１１ｂにはジョイント部材１４が接続され、該ジョイント部材１４には吸引ホース１５が接続されている。ジョイント部材１４と吸引ホース１５との接続部はホースバンド１６により固縛して、吸引ホース１５がジョイント部材１４から脱落しないようにしている。

また、固定型２においては、前記空洞１１ａが形成されている箇所における前記樹脂層１２に、複数の吸引孔１３・１３・・・が形成されており、該吸引孔１３・１３・・・は、空洞１１ａ内とキャビティ面２ａとを連通している。

図１に示すように、前記固定型２における、金属層１１のキャビティ面２ａ側とは反対側には空間２ｂが形成されており、前記吸引ホース１５は該空間２ｂ内に引き回されている。空間２ｂ内の吸引ホース１５は、該空間２ｂ内に設けられるマニホールド２１にて一つにまとめられ、接続ホース１８を通じて真空ポンプ２３に接続されている。

このように、真空ポンプ２３に接続される空洞１１ａを金属層１１に形成し、該空洞１１ａとキャビティ面２ａとを連通する吸引孔１３・１３・・・を、一つの空洞１１ａに対して複数形成して、前記真空ポンプ２３を作動させることで、表皮５を固定型２のキャビティ面２ａに吸引付着させることが可能となっている。

キャビティ面２ａに形成される吸引孔１３・１３・・・は、金属層１１に空洞１１ａが形成されている箇所であれば、適宜場所に形成することができ、例えば、図４に示す固定型２の場合、２箇所に空洞１１ａを形成することで、多数の吸引孔１３・１３・・・を広範囲に形成することが可能となっている。

また、一つの空洞１１ａに対しては、一本または二本等といった少数の吸引ホース１５および真空ポンプ２３を接続することで、多数の吸引孔１３・１３・・・を通じて、表皮５を広範囲にわたって吸引することができる（図４の場合は、一つの空洞１１ａに対して二本の吸引ホース１５を接続している）。

これにより、一本の吸引ホース１５（吸引ポンプ）に対して一つの吸引孔１３を形成した場合に比べて、表皮５の単位面積あたりに存在する吸引孔１３・１３・・・の数を増やすことができるため、表皮５の吸引力を向上することができ、成形時における表皮５のずれや浮きを防止できる。
従って、表皮の吸引力を向上することができ、成形時における表皮のずれや浮きを防止して、表皮に皺が発生したり、発泡樹脂が漏れ出したりすることを防ぐことが可能となる。

以上のように構成される金型１の固定型２は、次のような手順で構成することができる。
まず、図５（ａ）に示すように、固定型２の金属層１１において、表皮５を吸引するための吸引孔１３が必要となる箇所に空洞１１ａを形成する。この場合、該空洞１１ａの適宜箇所に適宜個数の接続路１１ｂも形成しておく。

次に、図５（ｂ）に示すように、金属層１１の表面（図５における上面）に樹脂層１２を形成し、図５（ｃ）に示すように、形成した樹脂層１２に、金属層１２形成された空洞１１ａに沿って複数の吸引孔１３・１３・・・を形成する。
その後、樹脂層１２の表面に仕上げ加工を施して、該表面をキャビティ面２ａとして構成する。

さらに、図５（ｄ）に示すように、金属層１１に形成した前記接続路１１ｂに、ジョイント部材１４を介して吸引ホース１５を接続し、該吸引ホース１５を真空ポンプ２３に（必要であればマニホールド２１を介して）接続する。

このように、先に金属層１１の必要な箇所に空洞１１ａを形成して、次に樹脂層１２に適宜吸引孔１３・１３・・・を形成することで、該吸引孔１３・１３・・・を適切な箇所に適切な個数だけ、容易に形成することが可能となり、簡単な構成で表皮５の吸着力を向上することができる。

また、吸引孔１３を多数形成した場合でも、吸引ホース１５や真空ポンプ２３の数を少数にすることができるので、金型製作時の工数や材料費を低く抑えることができ、成形金型を全体的に低コストで構成することが可能となる。

さらに、吸引孔１３・１３・・・が必要になると考えられる箇所に、予め空洞１１ａを形成しておけば、必要な箇所に必要な数の吸引孔１３・１３・・・を、後から比較的自由に形成することができるので、表皮５の吸着状態を最適な吸着状態となるように調整することが可能となる。
なお、吸引孔１３の径や、吸引ホース１５の径や、真空ポンプ２３の吸引能力は、必要とされる吸引孔１３の吸引力に応じて、適宜設定することができる。

また、前記空洞１１ａに接続する吸引ホース１５および真空ポンプ２３は、キャビティ面２ａに形成する吸引孔１３・１３・・・の数や、該吸引孔１３・１３・・・にて発生させたい吸引力の大きさに応じて、例えば図６に示すように、一つの空洞１１ａに対して一箇所に吸引ホース１５および真空ポンプ２３を接続したり、図７に示すように、二箇所に吸引ホース１５および真空ポンプ２３を接続したりすることができ、さらに多くの吸引ホース１５および真空ポンプ２３を接続したりすることもできる。

また、図６のように各吸引孔１３・１３・・・を直接空洞１１ａに接続する構成の他に、図８に示すように、吸引孔１３を、空洞１１ａに接続された吸引孔１３ａと、該吸引孔１３ａに接続された吸引孔１３ｂとで構成することも可能である。
つまり、吸引孔１３を、複数の吸引孔１３ａ・１３ｂを直列的に接続して、一部の吸引孔１３ａを空洞１１ａに接続する構成にしてもよい。

本発明にかかる金型を示す側面断面図である。 固定型における吸引孔形成部を示す側面断面図である。 固定型における吸引孔形成部を示す斜視図である。 固定型を示す平面図である。 固定型の構成手順を示す側面断面図である。 固定型を示す概略側面断面図である。 固定型の第２の実施例を示す概略側面断面図である。 固定型の第３の実施例を示す概略側面断面図である。 従来の金型の固定型を示す側面断面図である。

１ 金型
２ 固定型
５ 表皮
１１ 金属層
１１ａ 空洞部
１２ 樹脂層
１３ 吸引孔
１４ ジョイント部材
１５ 吸引ホース
２３ 真空ポンプ

Claims (2)

1. キャビティ面に表皮を吸引付着させた状態で発泡成形を行う成形金型であって、
   前記成形金型は、金属層と、該金属層のキャビティ面側に形成される樹脂層とで構成され、
   前記金属層に、前記樹脂層に面して開口する開口部を有した空洞部が形成され、
   前記樹脂層の、前記空洞部における一つの開口部に面する部分に、複数の吸引孔が形成される、
   ことを特徴とする成形金型。
2. キャビティ面に表皮を吸引付着させた状態で発泡成形を行う成形金型の製造方法であって、
   成形金型を構成する金属層に空洞部を形成し、
   空洞部を形成した金属層のキャビティ面側に樹脂層を形成し、
   該樹脂層に、前記空洞部とキャビティ面とを連通する吸引孔を複数形成し、
   前記金属層の空洞部は、前記樹脂層に面して開口する開口部を有し、
   前記樹脂層の複数の吸引孔は、前記空洞部における一つの開口部に面する部分に形成される、
   ことを特徴とする成形金型の製造方法。

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