JP4691685B2

JP4691685B2 - 樹脂成形金型及び成形法

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Publication number: JP4691685B2
Application number: JP2001081090A
Authority: JP
Inventors: 道夫弘中; 和夫大楽
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-03-21
Also published as: JP2002273738A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発泡樹脂成形特にビーズ発泡成形に用いる金型及び発泡樹脂成形法に関する。更に詳しくは、型の開閉方向と交差する方向に貫通孔や凹入部等のアンダーカット部を処理する機能を有する金型、及び該型の開閉方向と交差する方向に貫通孔や凹入部等のアンダーカット部を有する成形品の成形法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリスチレンやポリオレフィンのビーズを発泡させて成形する所謂ビーズ成形法で成形する発泡樹脂成形品は、魚貝類等の水産物のトロ箱、野菜箱、梱包時の保温材、緩衝材等として広く用いられている。
【０００３】
こうした魚貝類等の水産物のトロ箱、野菜箱に用いる発泡樹脂成形品は、雄雌１組の型を有する成形金型を用いて、雄型と雌型の間で成形する。近年、トロ箱に関しては、側壁の底部近くに横方向に延びる排水孔のためのアンダーカット部を持つ高機能の製品の要求が急増してきている。アンダーカット部は、このような成形品における孔や、凹みやくびれや、突起のある部分である。アンダーカット部を形成する成形品は、金型が成形機の型開き方向に作動する構造だけでは金型から取り外しが出来ず従って成形品を得ることが出来ない。
【０００４】
アンダーカット部の形成は、アンダーカット部を成形する成形駒を型に設けて、この成形駒を型の開閉方向と交差する方向に移動させるようにして行なわれる。
【０００５】
即ち、図１８に示す従来の態様のように、雌型２０１を支持し、且つ、この雌型２０１の背面側に雌型の加熱・冷却室２０２を設けた雌型フレーム２０４に対して、雄型２０６を支持し、且つ、この雄型２０６の背面側に雄型の加熱・冷却室２０８を設けた雄型フレーム２１０を近接離反できるように移動可能に配置し、各型間の成形空間２１２に充填する例えばポリスチレン等のスチレン系の樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等より成る発泡性樹脂ビーズを、各加熱・冷却室２０２、２０８に注入する蒸気の加熱により発泡させ、成形空間２１２の形状に対応した形状の成形品を成形する一方、雌型フレーム２０４の側壁には、成形空間２１２に対して進退する作動軸から成る成形駒２１４を持ったエアシリンダ２１６を設け、成形駒２１４の往復動により、成形品の成形時に、アンダーカット部を成形品の成形と同時に成形出来るようにしている。なお、各加熱・冷却室２０２、２０８には蒸気と水とを選択的に注入し、各型２０１、２０６を加熱及び冷却出来るようにしている。
【０００６】
この他、樹脂成形におけるアンダーカット部の処理法としては、型開き力や突き出し力を利用してアンダーカット成形駒を往復動させる方法が従来から行われている。
【０００７】
これらは、型開き力や突き出し力あるいはシリンダ力をアンダーカット成形駒に正確に伝えるための複雑かつ精密な機構を備える高価で複雑な装置を必要とするので、食品用トレーや日用品の梱包包装に使用されるような安価で単純で、かつ大量に生産されて金型の消耗が多い成形物の成形に用いることはコストや装置の操作、保全の点で問題が多い。
【０００８】
特に、図１８に示すような金型の態様においては、可動の成形駒２１４が各加熱・冷却室２０２のなかを貫通して通過するので加熱・冷却用の蒸気と水のシール構造を必要とし、この部分のシール構造及び成形駒の腐蝕等の問題を生じやすい。
【０００９】
又、例えば、特開平６−９９４４４号、特開平８−２９４９２９号には可撓性をもった伝動体を介して成形駒をシリンダ等で駆動する方法が開示されている。この方法は、シリンダ等の駆動手段の位置にあまり限定されずにアンダーカット成形駒を金型の所望の位置に配設出来るので好ましいが、一連のシリンダ等の駆動手段、伝動体、成形駒の連結に複雑な治具と組み立て操作を要し、且つ、その駆動手段から伝動体を経て成形駒に至る一連の装置において、成形駒を駆動する力の伝達のための経路を金型の近傍に加熱・冷却室を貫通して確保せねばならず、金型装置全体としては複雑な機構を有するものとなり、かつ、加熱・冷却用の蒸気と水のシール構造を必要とし、この部分のシール構造及び伝動体等の腐蝕等の問題を生じやすい。従って装置、組み立て、保全の各コストが大きく、操業時のトラブル発生の確率も高い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の金型の問題点に鑑み、成形物を金型から取り外す際に、成形物に大きな力がかからず、かつ成形物と成形駒との係合が外れたときに成形駒が成形操作の前の位置に確実に復帰する、アンダーカット部を有する成形体を成形する、単純な構成の金型を提供しようとする。又、成形物を金型から取り外す際に、成形物に損傷を与えることなく確実に成形物を金型から取り外すことのできる、単純な構成の金型を用いた主として発泡樹脂成形に好適なアンダーカット部を有する成形体を成形する樹脂成形法を提供しようとする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の要旨とするところは、型の開閉方向と交差する方向に貫通孔や凹入部等のアンダーカット部を持った樹脂成形体を成形する樹脂成形金型であって、前記アンダーカット部を成形するための成形駒と、前記成形駒を前記開閉方向に垂直に回動可能に支持する支持手段と、付勢手段とを含み、離型時前記成形駒が前記樹脂成形体との接触により回転して離型され、離型後前記付勢手段により原位置に復帰する駒付き構造を備えることを特徴とする樹脂成形金型であることにある。
【００１３】
本発明の樹脂成形金型は、原位置において、前記型の開閉方向に対して鋭角方向に且つ一方の前記型からみて他方の前記型が離れる方向に向けて成形空間に突出させた配置で、一方の前記型に前記成形駒が設けられ、離型時前記成形駒が前記樹脂成形体との接触により回転してさらに鋭角に向きをかえ離型され得る。
【００１４】
前記駒付き構造は、当接面と、前記成形駒に連接する可動子に備えられ原位置で前記当接面に当接する被当接面と、磁石とを含み、前記当接面及び又は前記被当接面が前記磁石の面から成り、前記当接面は原位置で前記被当接面に吸着され得る。
【００１５】
前記付勢手段は、可逆的に変形する変形子を含み得る。
前記駒付き構造を有する駒付き構造体は、前記型に着脱自在に固定され得る。
【００１６】
又、本発明の要旨とするところは、雄雌１組の型を含む樹脂成形金型に装着して、該型の開閉方向と交差する方向に貫通孔や凹入部等のアンダーカット部を有する成形体を成形するためのものであって、前記アンダーカット部を成形するための成形駒と、前記成形駒を前記型の開閉方向に垂直に回動可能に支持する支持手段と、付勢手段と、を含み、前記樹脂成形金型に装着されたとき、離型時前記成形駒が前記樹脂成形体との接触により回転して離型され、離型後前記付勢手段により原位置に復帰することを特徴とする駒付き構造体であることにある。
【００１７】
前記成形駒は、該成形駒に連接された可動子を介して前記支持手段に支持され、且つ、該可動子を介して前記付勢手段により付勢され得る。
前記支持手段は軸を含み、前記可動子が該軸に軸着され得る。
【００１８】
本発明の樹脂成形金型は、当接面と、前記可動子に備えられ原位置で前記当接面に当接する被当接面と、磁石とを含み、前記当接面及び又は前記被当接面が前記磁石の面から成り、前記当接面は原位置で前記被当接面に吸着され得る。
【００１９】
前記成形駒の前記樹脂成形体との当り面の、前記成形駒の回動の軸方向に直交する断面の外形状は、凹の弧状であり得る。
前記断面の外形状は、凹の略円弧状であり得る。
【００２０】
前記成形駒が原位置に位置するとき、前記断面の外縁の曲率中心が、前記軸の軸芯を通り且つ前記型の開閉方向と略直交する面の上に位置し得る。
【００２１】
本発明の樹脂成形金型は、筐体を含み、該筐体の内部に、前記支持手段と前記付勢手段とが配され得る。
【００２２】
前記筐体の外面の一部は、前記金型の成形面の一部であり得る。
前記筐体は、前記成形駒の突出する部分を除いて、前記筐体の外部に対して閉じていることがあり得る。
【００２３】
前記筐体は、外側に前記型の開閉方向と平行な平行面を有し、前記平行面が少なくとも前記成形駒の近傍において前記型の成形面の一部を構成し、且つ前記成形駒が、原位置で前記平行面から該平行面と鋭角に斜めに突出し、前記外力によりさらに鋭角に向きをかえるものであり得る。
【００２４】
前記付勢手段は、前記筐体に設けられた受け部と前記可動子に設けられた受け部とにまたがって配され、離型時に前記成形駒の回転で弾性変形させられる変形子を含み得る。
【００２５】
本発明の駒付き構造体は、前記型へ着脱自在に装着され得るものであって、前記型への着脱自在な装着手段を有し得る。
【００２６】
更に、本発明の要旨とするところは、雄雌１組の型を含む樹脂成形金型を用いて、該型の開閉方向と交差する方向に貫通孔や凹入部等のアンダーカット部を有する樹脂成形体を成形する方法であって、
成形駒を、成形時成形空間に突出させ、離型時前記樹脂成形体との接触により回転させて前記アンダーカット部から抜き、離型後付勢手段により原位置に復帰するように構成された樹脂成形方法であることにある。
【００２７】
前記成形駒、又は前記成形駒に連接させた可動子を、所定の位置に配した当接面に磁力で吸着させて、前記成形駒を原位置に停留させ得る。
【００２８】
本発明の樹脂成形方法は、原位置において、前記型の開閉方向に対して斜め方向に且つ一方の前記型からみて他方の前記型が離れる方向に向けて前記成形空間に突出させた配置で、一方の前記型に前記成形駒を設けるものであり得る。
【００２９】
前記付勢手段は、離型時に前記成形駒の回転で可逆的に変形する変形子を含み得る。
前記樹脂成形体は発泡樹脂成形体であり得る。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明の金型の態様を図を用いて説明する。本発明の発泡樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の構成を示す図１の斜視説明図において、駒付き構造体２は、一端にアンダーカット部形成用の成形駒３を有する可動子４と、軸６と、バネ（コイルバネ）８と、可動子４の他端に設けられバネ８の一端を受ける受け部１０と、可動子４を収納する筐体１２とから構成される。バネ８は可逆的に変形する変形子１０８である。筐体１２は基台１３と蓋３２とから成る。軸６が基台１３の内底面１４から突設され、可動子４が軸６を介して基台１３に軸着している。即ち、軸６は可動子４を支持する支持部１０６であり、軸６に嵌る孔４０が被支持部１４０である。筐体１２は内側に、バネ８の他端を受ける受け部１８を備える。バネ８と、受け部１０、受け部１８とで、成形駒３を可動子４を介して付勢する付勢手段３３を構成する。
【００３１】
又、筐体１２の他の内側面からは、磁石２２の端面２４が露出しており、磁石２２は筐体１２の側壁２６に設けられた貫通孔２７に嵌入させられて固定されている。可動子４は成形駒３の部分を外部に露出させて、残りの大部分は筐体１２即ち基台１３と蓋３２とで覆われている。符号１３１は駒付き構造体２の前面（平行面）、符号１３２は駒付き構造体２の左面、符号１３３は駒付き構造体２の上面、符号１３４は駒付き構造体２の底面を示す。
【００３２】
図２は図１の駒付き構造体２の平面模式図である。成形時には、可動子４はＸの位置にあり、成形・冷却後金型を開くときに駒付き構造体２は矢印の方向即ち金型の開方向に型とともに移動し、成形駒３の当り面３７が成形体により相対的に押されて、可動子４がＹの位置に移動する。前面（平行面）１３１は型の開閉方向（図２の矢印）の方向と平行である。
【００３３】
成形時即ちＸの位置では可動子４の他端の被当接面１３０が磁石２２の端面２４に当接して吸着され、これにより可動子４、従って成形駒３がＸの位置に確実に停留させられる。この位置は可動子４、従って成形駒３の原位置である。なお、磁石２２の端面２４は可動子４を原位置で停止させる当接面１２４となっており、被当接面１３０は原位置で当接面１２４に当接する。
【００３４】
離型時に金型が開いてゆき成形物から取り外されるときに、この取り外す力により磁石２２の端面２４と可動子４の被当接面１３０とが離れ、次いでバネ８がこの取り外す力により圧縮されつつ可動子４がＹの位置に移動する。金型が成形物から取り外されると、圧縮されたバネ８の復元力により可動子４がＸの位置に戻り、再び可動子４の他端の被当接面１３０が磁石２２の端面２４に吸着され、可動子４がＸの位置に確実に固定される。
【００３５】
本発明のこのような構成により、バネ８の弾性が弱くても成形時に可動子４が所定の位置に確実に固定され、且つバネ８の弾性が弱い場合は、成形物を金型から取り外すときに、可動子の移動による大きな力が成形物に持続してかからないので、成形物に損傷を与えることなく且つスムースに成形物を金型から取り外すことが出来る。
【００３６】
図３は図１の駒付き構造体２の組み立ての様子を示す斜視説明図である。筐体１２の底面１４に突設された軸６に可動子４の孔４０に挿入して、筐体１２に可動子４を組み込み、バネ８を配し、筐体１２には蓋３２が装着されボルト３４により締結固定される。ボルト３４は貫通孔３６を通り盲貫ネジ孔３８に螺入される。
【００３７】
本発明の駒付き構造体２は図４に示すような発泡ポリスチレンから成る水産品用トロ箱箱の成形に極めて好適に用いることが出来る。図４のトロ箱５０は例えば発泡ポリスチレンから成り、魚等の水産品を氷とともに入れて上蓋５２でふたをして保管や運搬がなされる。
【００３８】
トロ箱５０は側壁の四隅に、トロ箱５０の上面から下面に至る貫通孔５４が設けられている。同様にこれらに対応する位置で、上蓋５２の上面から下面に至る貫通孔５６が設けられている。又、トロ箱５０の内壁底の四隅に、貫通孔５４と導通する水抜き孔５８が設けられている。
【００３９】
このような構成のトロ箱５０は、上蓋５２をされたとき、貫通孔５４の上に貫通孔５６が位置して互いに導通し、更に多段に積み重ねられたときも、貫通孔５４、貫通孔５６が交互に縦に連なって導通する。これにより、多段に積み重ねられたそれぞれのトロ箱５０に入れられている氷がとけたりして出てくる水が水抜き孔５８を通って縦に連なって導通する貫通孔５４、貫通孔５６の中に導かれ、最下方のトロ箱の貫通孔の下方から流出する。
【００４０】
本発明の駒付き構造体２は、このような構成のトロ箱５０に設けられる水抜き孔５８を成形するために好適に用いられる。
【００４１】
図５はこのような構成のトロ箱５０の成形に用いられる成形装置３００である。図５において、成形装置３００は、内底近くの側壁に水抜き孔５８を設けた箱体３９０（トロ箱５０）を成形するためのものであって、固定基台３０１に取り付けた固定背板３１１に雌形フレーム３１２を取り付け、この雌形フレーム３１２と取付板３１３を介して雌形金型（雌型）７０を支持し、その雌形金型（雌型）７０の背面側で、且つ、固定背板３１１との間に雌型加熱・冷却室３０３を形成すると共に、前記固定基台３０１に対して移動可能に配置する移動基台３０４の移動背板３４１に雄型フレーム３４２を取り付け、この雄型フレーム３４２に取付板３４３を介して雄形金型（雄型）７２を支持し、その雄形金型（雄型）７２の背面側で、且つ、固定背板３４１との間に雄型加熱・冷却室６９を形成し、前記雄形金型（雄型）７２を雌形金型（雌型）７０へ図５鎖線で示したように近接移動させることによって、これら金型７０、７２間に例えばポリスチレンやポリオレフィンなどの発泡性樹脂を成形する成形空間３０７を形成するようにしている。又、各フレーム３１２，３４２の側壁にはそれぞれ流体入口３１４、３４４を設け、これら各入口３１４、３４４を介して蒸気や水蒸気を選択的に各加熱・冷却室３０３、６９に送り込み、各金型７０、７２を加熱冷却できるようにすると共に、各加熱・冷却室３０３、６９内にはパイプ３１５，３４５を配置し、これらパイプ３１５，３４５から冷却水を噴射できるようにしている。なお、符号３１６、３４６は流体出口である。
【００４２】
又、固定背板３１１には、成形空間３０７へ例えばポリスチレンやポリオレフィン等の発泡性樹脂材料を注入するフィーダーから成る充填装置３１７と、前記成形空間３０７で成形した箱形の成形品を前記雌形金型（雌型）７０から取り出すノックピン３１８を設けている。
【００４３】
更に、箱体３９０（トロ箱５０）の水抜き孔５８（図４）を形成するためのアンダーカット成形部位には、その水抜き孔５８（図４）を形成するための成形駒３を備えた本発明の駒付き構造体２が設けられる。即ち、成形駒３を備えた本発明の駒付き構造体２は、雄形金型（雄型）７２の側壁６４と底壁６２とに挟まれた位置に取り付けられる。
【００４４】
又、雌形金型（雌型）７０の側面の角の部分には、成形体の側面の角の部分に成形体の上面から下面に貫通する貫通孔５４（図４）を形成するためのポール状の型６０が底壁８２から立設している。
【００４５】
この本発明の駒付き構造体２の作用を説明するために、駒付き構造体２が取り付けられた近傍を拡大して図６、図７に示す。図６、図７は、図４に示すようなトロ箱５０の、貫通孔５４及び水抜き孔５８が設けられた部分に相当する金型の構造７４であり、本発明の駒付き構造体２が組み込まれた発泡樹脂成形金型の部分的な断面図である。但し、駒付き構造体２は外観の輪郭のみを示す。図６は、トロ箱を横に切った面方向に相当する断面図であり、図７はＥ−Ｅ´方向の断面図である。
【００４６】
図６、図７において、符号７０は雌型であり、符号７２は雄型である。符号３０７は成形空間である。雌型７０は側壁６８と底壁８２で構成され、雄型７２は側壁６４、側壁６６と底壁６２で構成される。符号６０は貫通孔５４（図４）を形成するためのポール状の型であり、底壁８２から立設している。駒付き構造体２はネジ孔７８を備え、雄型７２に固定具７６を介してネジ７７を用いて固定される。又、駒付き構造体２は、その前面１３１及び下面１３４が雄型７２の外壁面を形成するように雄型７２の外壁面に露出している。従って、取り付けられている駒付き構造体２が操業中に不具合を生じても、ネジ７７を緩めて駒付き構造体２をはずして、予備の駒付き構造体に交換することが容易に迅速に出来る。即ち、本発明の樹脂成形金型は、着脱自在に駒付き構造体２を装着し得る。即ち、本発明の駒付き構造体２は、雄型７２に固定具７６によりネジ７７を用いて固定するための着脱自在な装着手段８１であるネジ孔７８、ネジ７７及び固定具７６を備える。
【００４７】
又、アンダーカット部即ち水抜き孔５８（図４）を形成する成形駒３が、相当する位置にくるように駒付き構造体２が雄型７２に固定されている。成形駒３の先端は成形空間３０７に突出し、その先端が水抜き孔５８（図４）を形成するためのポール状の型６０に接している。
【００４８】
成形・冷却後、雄型７２が図７矢印方向に移動すると、成形駒３が図７図面視左方に向くように角度を変えて成形体から引き抜かれてアンダーカット部即ち水抜き孔５８（図４）が形成される。
【００４９】
このように、本発明においては、駒付き構造体２を用いた極めて簡単な構成の金型により、アンダーカット部を形成出来る。アンダーカット部を形成する成形駒３は、従来の装置のような金型の外部からの成形駒を変位させるための力の発生及び伝達の複雑な手段を必要とせず、成形体との接触による変位のみにより成形体から引き抜くことが出来る。従って従来の装置のような外部から成形駒を変位させるための力の発生及び伝達の複雑な手段の保守、点検などの作業が省け、金型装置の信頼性も向上する。更に、駒付き構造体２はスペアと容易に交換することができ、これにより万一の故障に際しても迅速に対応できるので、金型装置の信頼性が向上する。
【００５０】
又、図６、図７において、駒付き構造体２は、雄型７２の加熱・冷却室６９の内部に一部を曝しており、加熱・冷却室６９には加熱・冷却用の蒸気、水が出入りする。しかし、駒付き構造体２は、成形駒３が備わった可動子４（図１）を、成形駒３が突出している部分を除いて筐体１２（図１）で囲んでシールするように内蔵しており、可動子の主要部を加熱・冷却用の蒸気、水に曝すことなく駒付き構造体２を雄型７２に配置出来るので、雄型７２に特別のシール構造を必要とせず、且つ、可動部の蒸気、水に起因する故障や腐蝕が少ない。
【００５１】
本発明の駒付き構造体２を用いた発泡ポリスチレン等から成る水産品用トロ箱箱の成形の他の金型の態様を、駒付き構造体２が取り付けられた近傍を拡大して図８、図９に示す。図８、図９はそれぞれ図６、図７と同様の方向の断面図である。但し、駒付き構造体２は外観の輪郭のみを示す。図８は、トロ箱を横に切った面方向に相当する断面図であり、図９はＦ−Ｆ´方向の断面図である。
【００５２】
図８、図９において、符号７０は雌型であり、符号７２は雄型である。符号１４１は成形空間である。雌型７０は側壁６８と底壁８２で構成され、雄型７２は側壁６４、側壁６６と底壁６２で構成される。成形駒３の先端は成形空間１４１に突出し、その先端が雌型７０の底壁８２の段差の部分９１に接している。
【００５３】
成形・冷却後、雄型７２が図９矢印方向に移動すると、成形駒３が図７図面視左方に向くように角度を変えて成形体から引き抜かれてアンダーカット部即ち水抜き孔が形成される。
【００５４】
図８、図９に示すこのような態様の金型により成形されたトロ箱５０ａの、底部の隅の部分の構造を断面模式図で図１０に示す。図１０において、符号９３はトロ箱５０ａの側壁であり、符号９４はトロ箱５０ａの内底面、符号９８はトロ箱５０ａの外底面である。トロ箱５０ａの、底部の隅の部分には成形駒３（図８、図９）によりアンダーカット部即ち水抜き孔５８ａが形成されている。一方、トロ箱５０ａの外底面９８には雌型面の段差９１（図８、図９）により生じた段差９９が形成されており、外底面９８の底部の隅の部分に窪み９７が形成されている。窪み９７の面には水抜き孔５８ａがトロ箱の内壁から導通している。
【００５５】
このような形状であると、トロ箱が積み重ねられたとき、トロ箱５０ａの下に位置する他のトロ箱の蓋５２ａとの間に隙間９６ができているので、水抜き孔５８ａが蓋５２ａにより塞がれることなく、トロ箱５０ａの中から水がスムースに排出される。
【００５６】
本発明の駒付き構造体２の一般的な用い方を図１１、図１２に示す。図１１は本発明の駒付き構造体が装着される一般的な金型３３３の構成である。図１１の金型３３３は、雄型フレーム２１０、雌型フレーム２０４を備える。雌型フレーム２０４は雌型２０１を支持し、且つ、この雌型２０１の背面側に雌型の加熱・冷却室２０２を設けた雌型フレーム２０４に対して、雄型２０６を支持し、且つ、この雄型２０６の背面側に雄型の加熱・冷却室２０８を設けた雄型フレーム２１０を近接離反できるように移動可能に配置し、各型間の成形空間１４１に充填する例えばポリスチレンやポリオレフィン等の発泡性樹脂ビーズを、各加熱・冷却室２０２、２０８に注入する蒸気の加熱により発泡させ、成形空間１４１の形状に対応した形状の成形品を成形する。なお、各加熱・冷却室２０２、２０８には蒸気と水とを選択的に注入し、各型２０１、２０６を加熱及び冷却出来るようにしている。金型３３３のＨの部分に或いは向きをかえてＨ´の部分に本発明の駒付き構造体２を配することが出来る。
【００５７】
図１２（ａ）は金型３３３のＨの部分に本発明の駒付き構造体２が配されたときのその部分の断面図であり、図１２（ｂ）は金型３３３のＨ´の部分に本発明の駒付き構造体２が異なる態様で配されたときのその部分の断面図である。符号８２は雄型の断面、符号８０は雌型の相当する部分の断面である。雄型８２、雌型８０の間の成形空間１４１に成形物１００（図１２（ａ））又は成形物１０２（図１２（ｂ））が成形される。駒付き構造体２の前面１３１が雄型８２、雌型８０の間の成形空間１４１に露出し、成形駒３がその成形空間１４１内に突出した状態になるように、図１２（ａ）においては駒付き構造体２が雄型８２に固定される。図１２（ｂ）においては駒付き構造体２が雌型８０に固定される。前面１３１は型（雄型８２、雌型８０）の開閉方向と平行になっている。
【００５８】
図１２（ａ）の配置においては、型（雄型８２、雌型８０）が閉じた状態、即ち原位置において、型の開閉方向に対して鋭角方向に、且つ駒付き構造体２からみて、即ち駒付き構造体２が取り付けられた雄型８２からみて、相手の型（雌型８０）が型が離れる方向（矢印ロの方向）に向けて成形空間に突出させた配置で、一方の前記型に前記成形駒が設けられる。即ち、図１２（ａ）の角度αが鋭角となる。矢印イは雄型８２が開く方向である。
【００５９】
図１２（ｂ）の配置においては、型（雄型８２、雌型８０）が閉じた状態、即ち原位置において、型の開閉方向に対して鋭角方向に、且つ駒付き構造体２からみて、即ち駒付き構造体２が取り付けられた雌型８０からみて、相手の型（雄型８２）が離れる方向（矢印イの方向）に向けて成形空間に突出させた配置で、一方の前記型に前記成形駒が設けられる。即ち、図１２（ｂ）の角度αが鋭角となる。矢印イは雄型８２が開く方向でもある。
【００６０】
このような配置で、成形物１００又は成形物１０２を成形・冷却後、雄型８２が矢印イの方向に移動させられる。
【００６１】
図１２（ａ）の配置においては、このとき、成形駒３が、成形駒３の上面１１４と接する成形物１００の面１１２により押し下げられ、同時に、成形駒３の下面１１８と接する部分の近辺の成形物の部分１１６が成形駒３により押し下げられ、又同時に成形駒３の上面１１４と接する部分の近辺の成形物１２０が成形駒３により押し上げられ、これらにより成形駒３の向きが、雌型８０の相対的な移動方向の向き（矢印ロの向き）に近づくように（図面視下方に）角度がかわり、成形駒３により形成された窪み１２４（アンダーカット部）から引き抜かれる。即ち、離型時成形駒３が成形物１００との接触により回転してαより小さい値のさらに鋭角に向きをかえられ成形物１００が離型される。
【００６２】
図１２（ｂ）の配置においては、雄型８２の離型後、成形物１０２が雄型８２の離型方向（矢印イ、ハの方向）に突き出される。このとき、成形駒３が、成形駒３の上面１１４と接する成形物１０２の面１１２により押し下げられ、同時に、成形駒３の下面１１８と接する部分の近辺の成形物の部分１１６が成形駒３により押し下げられ、又同時に成形駒３の上面１１４と接する部分の近辺の成形物１２０が成形駒３により押し上げられ、これらにより成形駒３の向きが、雄型８２の移動方向の向き（矢印イの向き）に近づくように（図面視上方に）角度がかわり、成形駒３により形成された窪み１２４（アンダーカット部）から引き抜かれる。即ち、離型時成形駒３が成形物１０２との接触により回転してαより小さい値のさらに鋭角に向きをかえられ成形物１０２が離型される。
【００６３】
このようにして成形物１００又は成形物１０２にアンダーカット部１２６を形成することが出来る。
【００６４】
図１２（ａ）のように成形駒３の先端が雌型８０の内壁に接して配置された場合は、アンダーカット部１２６は貫通孔となる。図１２（ｂ）のように成形駒３の先端が雄型８２の内壁から離れて配置された場合は、アンダーカット部１２６は盲貫孔となり、箱体の取っ手等を形成するのに好適である。
【００６５】
又、本発明の駒付き構造体はＨ´の位置に配置して図１２（ｃ）に示すように用いることが出来る。図１２（ｃ）においては、雌型８０、雄型８２のそれぞれに駒付き構造体２を配置し、成形駒３同士を成形空間１４１内で先端をつきあわせて対向させる。これにより、成形駒２個分の長さの貫通孔をアンダーカットとして形成出来る。矢印はイは雄型８２の開（後退）方向、矢印ハは、成形体が突き出されて離型される方向である。
【００６６】
なお、駒付き構造体２は、前述の図１のように、成形駒３を有する可動子４がバネ８により原位置に復帰する構成となっており、且つ、磁石２２の吸着力により、確実に原位置に保持されるが、磁石の機能のかわりに形状記憶合金を利用することも出来る。図１３にその態様を示す。図１３（ａ）の駒付き構造体２ａは、図１に示す駒付き構造体２とほぼ同様の構成となっているが、磁石は備えていない。又、バネ受け部１０とバネ受け部１８の間に渡されたバネ８ａは、図１３（ｂ）に示すように、通常のバネ鋼から成るバネ鋼バネ部９２と、形状記憶合金から成る記憶合金バネ部９０が中間部で連結されて成る。記憶合金バネ部９０は常温に近い温度では比較的弱い力で圧縮され得る。又、常温に近い温度で圧縮された後はその圧縮された形態をほぼ保つ。この圧縮された状態で記憶合金バネ部９０が加熱されると、この熱により形状がもとの圧縮される前の形状に戻る。図１３（ａ）の駒付き構造体２ａにおいては、この熱により形状がもとの形状に戻る復元力を利用して可動子４を原位置（Ｘの位置）に確実に復帰させる。
【００６７】
即ち、図１３（ａ）において、成形体から成形駒３が引き抜かれるときに、可動子４が原位置（Ｘの位置）からＹの位置へ移動し、この移動に伴いバネ８ａ（変形子１０８ａ）が圧縮される。このときバネ８ａの記憶合金バネ部９０も当然圧縮される。圧縮に要する力は弱い。成形体から成形駒３が引き抜かれるときは金型が冷却のステージであり、圧縮された記憶合金バネ部９０はそのの圧縮された形態をほぼ保つ。成形体が金型から除去されると、バネ８ａの復元力により、可動子４のバネ受け部１０が押し下げられ、原位置に復帰しようとする。このバネ８ａの復元力は成形体から成形駒３が引き抜かれるときに成形体に損傷を与えないためにあまり大きくは出来ない。従って、可動子４の原位置への復帰は不充分であることが多い。次に発泡ビーズが供給された後、金型が加熱ステージに入り、これに伴い駒付き構造体２ａ、従ってバネ８ａが加熱されると記憶合金バネ部９０の形状がもとの形状に戻る復元力が発現し、可動子４のバネ受け部１０が押し下げられ、可動子４が原位置に確実に復帰する。
【００６８】
このような形状記憶合金を利用した駒付き構造体においては、可動子４を原位置へ復帰させるためのバネ構造は、記憶合金バネ部と、バネ鋼から成るバネ鋼バネ部とが並列に配置されたものであってもよい。
【００６９】
発明の駒付き構造体の更に他の態様を図１４に示す。図１４の駒付き構造体２ｂは図１,図２に示す駒付き構造体２と同様の外観をしており、図１４は図２のように蓋を外した状態の構造を示す。図１４において、可動子４ｂが基台１３ｂの側壁２５ｂ、側壁２３ｂに支えられている。一方、基台１３ｂの内底面１４ｂから突設された軸６ｂに外嵌されたコイルバネ２１ｂ（変形子１２１ｂ）の一端部のフック１９が可動子４ｂに設けられた孔１５に挿入され、可動子４ｂがコイルバネ２１ｂの復元力により原位置（成形駒３がＸの位置にくる配置）に固定される。なお、コイルバネ２１ｂは両端とも直線状に延長されたバネ材の部分を有する。コイルバネ２１ｂの他端部のフック１７は基台１３ｂの内底面１４ｂから突設された軸７ｂに掛合している。基台１３ｂには図１の駒付き構造体２と同様の配置と目的で磁石２２が取り付けられている。可動子４ｂの、成形駒３がＹの位置からＸの位置に戻る配置の変化の、復元力はコイルバネ２１ｂの弾性によって生ずる。即ち、コイルバネ２１ｂと、軸６ｂ、軸７ｂ、孔１５とで成形駒３を可動子４ｂを介して付勢する付勢手段３３ｂを構成する。
【００７０】
本発明の駒付き構造体の又更に他の態様を図１５に示す。図１５の駒付き構造体２ｃは図１,図２に示す駒付き構造体２とほぼ同様の外観をしており、図１５は図２のように蓋を外した状態の構造を示す。図１５において、可動子４ｃの被支持部１４０ｃが板バネ２１ｃ（変形子１０８ｃ）を介して基台１３ｃの内壁に固定された支持台１９ｃ（支持部１０６ｃ）に固定されている。板バネ２１ｃは一端がネジ２３ｃにより支持台１９ｃに固定され、他端がネジ２３ｃにより可動子４ｃの所定の位置に固定されている。符号１２４ｃは可動子４ｃを原位置（成形駒３がＸ´の位置にくる配置）に停止させる当接面であり、符号１３０ｃはその配置で当接面１２４ｃに当接する可動子４ｃの被当接面である。可動子４ｃは矢印の方向に押されると、Ｙ´の位置に移動する。可動子４ｃの、成形駒３がＹ´の位置からＸ´の位置に戻る配置の変化の、復元力は板バネ２１ｃの弾性によって生ずる。即ち、板バネ２１ｃと、支持台とで成形駒３を可動子４ｃを介して付勢する付勢手段３３ｃを構成する。
【００７１】
なお、図１５に示す駒付き構造体の態様においては、図１に示すような態様で可動子４ｃを磁石で吸着してもよい。磁石の面は当接面１２４ｃに設けてもよい。当接面及び被当接面を基台１３ｃの内壁と可動子４ｃそれぞれに別途設けてもよい。
【００７２】
図１６に本発明の駒付き構造体の上述のものとは異なる他の態様を示す。図１６の駒付き構造体２ｄにおいては、図２のように蓋を外した状態の構造を示す。図１６において、可動子４ｄが軸６ｄに軸着している。バネ８ｄが可動子４ｄと基台１３ｄとの間に配されている。
【００７３】
符号１２４ｄは可動子４ｄを原位置に停止させる当接面であり、符号１３０ｄはその配置で当接面１２４ｄに当接する可動子４ｄの被当接面である。磁石２２ｄが可動子４ｄに埋め込まれ、可動子４ｄの被当接面１３０ｄに露出し、原位置（図１６に示す位置）で当接面１２４ｄを吸着している。可動子４ｄは成形駒３ｄの突出し方向と交差する型面１５０を有し、この型面１５０は、駒付き構造体２ｄの前面１３１ｄと面１で連なり、且つ雄型又は雌型の成形面の延長上に連なって形成体の面を形成する。
【００７４】
本発明の駒付き構造体の更に又他の態様を図１７の平面模式図に示す。図１７の駒付き構造体２ｅは図１,図２に示す駒付き構造体２と同様の外観をしており、図１７は図２のように蓋を外した状態の構造を示す。図１７において駒付き構造体２ｅは、一端にアンダーカット部形成用の成形駒３ｅを有する可動子４ｅと、軸６と、バネ（コイルバネ）８と、基台１３とを含んで構成される。可動子４ｅが軸６を介して基台１３に軸着している。符号１３１は駒付き構造体２の前面であり、金型の成形面の一部を構成する。成形時には、可動子４ｅは原位置Ｘの位置にあり、成形・冷却後金型を開くときに駒付き構造体２ｅは矢印の方向即ち金型の開方向に型とともに移動し、成形駒３ｅの当り面３７ｅが成形体により相対的に押されて、可動子４ｅがＹの位置に移動する。当り面３７ｅは、可動子４ｅの回転軸心と直交する面に関する断面の外形状が弓なりの弧状の凹みを有している。
【００７５】
このような弧状の凹みを有する断面の外形状をした成形駒３ｅは、冷却後金型を開くときに成形体から極めて滑らかに引き抜かれ、成形駒を引き抜くときに成形体に引っ掛かったり成形体に損傷を与えることがほとんどない。弧の曲線の形状は、円弧であってもよい。楕円の弧であってもよい。２次曲線状であってもよい。多次曲線状であってもよい。
【００７６】
又、当り面３７ｅの、可動子４ｅの回転軸芯と直交する面に関する断面の外形状が略円弧状の凹みを有している場合は、成形駒３ｅの引き抜きは、更に滑らかに行われる。又更に、図１７のように、当り面３７ｅの前記断面を含む面上でみて、当り面３７ｅの前記円弧状の部分に接し且つ前記円弧と同じ曲率を持つ接円ＴＥの中心をＫＥとし、可動子４ｅの回転軸芯をＣＥとしたとき、ＫＥとＣＥを結ぶ直線ＬＥが金型の開閉方向と直交するように原位置において構成されたときに、成形駒３ｅの引き抜きは、最も滑らかに行われる。即ち、図１７のような駒付き構造体２ｅの構成にあっては、前記成形駒が原位置に位置するとき、前記断面の外縁３５の曲率中心ＣＣ（ＫＥ）が、前記軸の軸芯を通り且つ前記型の開閉方向と略直交する面（ＬＰ）上、に位置するような構成のとき、成形駒３ｅの引き抜きは、最も滑らかに行われる。
【００７７】
なお、図１７にあっては、基台１３の前面１３１が型の開閉方向と略平行になるように構成されており、前面１３１と、前記ＫＥとＣＥを結ぶ直線ＬＥとが略直交するような構成のとき、即ち前面１３１と、前記ＫＥとＣＥを結ぶ直線ＬＥとの成す角度γが略９０度であるように構成されたときに、成形駒３ｅの引き抜きは、最も滑らかに行われる。
【００７８】
なお、本発明の駒付き構造体は発泡ポリスチレンの成形体に好適に用いられるが、成形体を構成する樹脂が軟質のものであればその他の樹脂の成形にも適用することが出来る。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の樹脂成形金型は、成形物を金型から取り外す際に外部からの駆動なしに成形駒が変位して、成形物に大きな力がかからず、かつ成形物と成形駒との係合が外れたときに成形駒が外部からの駆動なしに成形操作の前の位置に確実に復帰する、単純な構成の金型であり、発泡樹脂成形品の成形に好適に用いることが出来る。
【００８０】
本発明の樹脂成形金型に用いられる、成形駒が備わった駒付き構造体は、型に着脱自在であり、不良の発生した駒付き構造体のみを操業の途中で容易に交換出来る。このため、成形作業の能率が良い。
【００８１】
本発明の樹脂成形金型に用いられる、成形駒が備わった可動子を内蔵する駒付き構造体は可動子を加熱・冷却する蒸気、水に曝されることなく金型に配置出来るので、金型に特別のシール構造を必要とせず、且つ、この蒸気、水に起因する可動部の故障や腐蝕が少ない。
【００８２】
本発明の樹脂成形方法は、成形物を金型から取り外す際に、成形物に損傷を与えることなく確実に成形物を金型から取り外すことのできる、単純な構成の金型を用いた主として発泡樹脂成形に好適な樹脂成形法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の構成を示す斜視説明図である。
【図２】本発明の樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の構成を示す平面模式図である。
【図３】本発明の樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の組み立ての様子を示す斜視説明図である。
【図４】発泡樹脂成形体の形状を示す要部斜視図である。
【図５】駒付き構造体が配置された本発明の樹脂成形金型の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の樹脂成形金型の駒付き構造体が配置された部分の構成を示す断面図である。
【図７】図６の樹脂成形金型のＥ−Ｅ´方向の断面図である。
【図８】本発明の樹脂成形金型の駒付き構造体が配置された部分の、図６とは異なる態様の構成を示す断面図である。
【図９】図８の樹脂成形金型のＦ−Ｆ´方向の断面図である。
【図１０】発泡樹脂成形体の要部の形状を示す要部断面図である。
【図１１】本発明に用いることの出来る樹脂成形金型の一般的な態様を示す要部断面図である。
【図１２】駒付き構造体が配置された本発明の樹脂成形金型の態様を示す断面模式図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）と異なる配置の態様である。
【図１３】本発明の樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の他の態様を示す平面模式図である。
【図１４】本発明の樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の更に他の態様を示す平面模式図である。
【図１５】本発明の樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の又更に他の態様を示す平面模式図である。
【図１６】本発明の樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の更に又他の態様を示す平面模式図である。
【図１７】本発明の樹脂成形金型に用いられる駒付き構造体の他の態様を示す平面模式図である。
【図１８】従来の樹脂成形金型の態様を示す断面図である。
【符号の説明】
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ：駒付き構造体
３、３ｄ、３ｅ：成形駒
４、４ｃ、４ｄ、４ｅ：可動子
６、６ｂ、６ｄ：軸
８、８ｄ：バネ
１０、１８：受け部
２２：磁石
３３、３３ｂ、３３ｃ：付勢手段
３７、３７ｅ：当り面
４０：孔
５８：水抜き孔
７０、８０：雌型
７２、８２：雄型
８１：装着手段
１０６、１０６ｃ：支持部
１０８：変形子
１２４、１２４ｃ、１２４ｄ：当接面
１３０、１３０ｃ、１３０ｄ：被当接面
１３１：前面（平行面）
１３４：底面
１４０、１４０ｃ：被支持部
１４１、２１２、３０７：成形空間

Claims

型の開閉方向と交差する方向に貫通孔または窪みからなるアンダーカット部を持った樹脂成形体を成形する樹脂成形金型であって、
前記アンダーカット部を成形するための成形駒と、前記成形駒を前記開閉方向に垂直に回動可能に支持する支持手段と、付勢手段とを含み、離型時前記成形駒が前記樹脂成形体との接触により回転して離型され、離型後前記付勢手段により原位置に復帰する駒付き構造を備え、
該駒付き構造が、基台と、該基台に形成された当接面と、前記成形駒に連接する可動子に形成され原位置で前記当接面に突き当たって当接する被当接面と、磁石とを含み、前記成形駒が前記支持手段により前記基台に支持され、
前記被当接面が原位置で前記当接面に前記磁石の作用で吸着されるように前記基台又は前記可動子に前記磁石が配されたことを特徴とする樹脂成形金型。
原位置において、前記型の開閉方向に対して鋭角方向に且つ一方の前記型からみて他方の前記型が離れる方向に向けて成形空間に突出させた配置で、一方の前記型に前記成形駒が設けられ、離型時前記成形駒が前記樹脂成形体との接触により回転してさらに鋭角に向きをかえ離型されることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形金型。
前記付勢手段が、可逆的に変形する変形子を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形金型。
前記駒付き構造を有する駒付き構造体が、前記型に着脱自在に固定され得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂成形金型。
雄雌１組の型を含む樹脂成形金型に装着して、該型の開閉方向と交差する方向に貫通孔または窪みからなるアンダーカット部を有する成形体を成形するための駒付き構造体であって、
前記アンダーカット部を成形するための成形駒と、前記成形駒を前記型の開閉方向に垂直に回動可能に支持する支持手段と、付勢手段と、を含み、前記樹脂成形金型に装着されたとき、離型時前記成形駒が前記樹脂成形体との接触により回転して離型され、離型後前記付勢手段により原位置に復帰し、
更に、基台と、該基台に形成された当接面と、前記成形駒に連接する可動子に形成され原位置で前記当接面に突き当たって当接する被当接面と、磁石とを含み、前記成形駒が前記支持手段により前記基台に支持され、
前記被当接面が原位置で前記当接面に前記磁石の作用で吸着されるように前記基台又は前記可動子に前記磁石が配されたことを特徴とする駒付き構造体。
前記成形駒が、該成形駒に連接された可動子を介して前記支持手段に支持され、且つ、該可動子を介して前記付勢手段により付勢されることを特徴とする請求項５に記載の駒付き構造体。
前記支持手段が軸を含み、前記可動子が該軸に軸着されていることを特徴とする請求項６に記載の駒付き構造体。
雄雌１組の型を含む樹脂成形金型を用いて、該型の開閉方向と交差する方向に貫通孔または窪みからなるアンダーカット部を有する樹脂成形体を成形する方法であって、
成形駒を、成形時成形空間に突出させ、離型時前記樹脂成形体との接触により回転させて前記アンダーカット部から抜き、離型後付勢手段により原位置に復帰させ、そして、前記成形駒、又は前記成形駒に連接させた可動子を、所定の位置に配した当接面に磁力で吸着させて、前記成形駒を原位置に停留させることを特徴とする樹脂成形方法。
原位置において、前記型の開閉方向に対して斜め方向に且つ一方の前記型からみて他方の前記型が離れる方向に向けて前記成形空間に突出させた配置で、一方の前記型に前記成形駒を設けることを特徴とする請求項８に記載の樹脂成形方法。
前記付勢手段が、離型時に前記成形駒の回転で可逆的に変形する変形子を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の樹脂成形方法。
前記樹脂成形体が発泡樹脂成形体であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の樹脂成形方法。