JP5351223B2 - キャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、キャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型に係るものであり、より詳細には成形しようとする製品の仕様によりキャビティとコアの交換ができるキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型に係るものである。

一般的に、発泡ポリプロピレン（ＥＰＰ）、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）製品の成形金型は、高圧スチームを利用してＥＰＰ、ＥＰＳ製品の成形金型の成形空間に充填されたＥＰＰ、ＥＰＳの粒を融着させることにより、一定形状のＥＰＰ、ＥＰＳ製品を成形する。

ＥＰＰ、ＥＰＳ製品は、特にウレタンのような素材より環境に優しいため、車両に装着されるハンドル（Ｈａｎｄｌｅ）、特にリム（Ｒｉｍ）用、車両のサンバイザー（Ｓｕｎ Ｖｉｓｅｒ）用等に多く用いられている。

図１を参照すると、従来のＥＰＰ、ＥＰＳ製品の成形金型は、固定金型１０と移動金型２０からなる。

固定金型１０は、固定支板１２と、前記固定支板１２の一側面に結合された固定フレーム１４と、前記固定フレーム１４の一側に結合されたコア１６により構成される。

移動金型２０は、前述した固定金型１０の方向に移動して型合わせするように固定金型１０と対称に備えられている。このような移動金型２０は、移動支板２２と、前記移動支板２２の一側面に結合された移動フレーム２４と、前記移動フレーム２４の一側に結合されたキャビティ２６により構成される。

ここで、移動支板２２の一側面の所定位置には、キャビティ２６とコア１６の間に形成された成形空間に原料を供給するための原料注入器２８が設けられ、前記原料注入器２８から所定の距離で離隔し、成形空間で成形された成形品をキャビティ２６から脱型させるためのイジェクタ機構３０が少なくとも一つ以上設けられる。

また、固定支板１２と移動支板２２の内側面の所定位置には冷却水供給管（図示せず）と連結した多数の冷却水供給ノズル３２が設けられている。

しかし、前述したような従来のＥＰＰ、ＥＰＳ製品の成形金型は、製品を実質的に成形することになるキャビティ２６とコア１６が移動フレーム２４と固定フレーム１４に一体になって設けられていたり、移動フレーム２４と固定フレーム１０の内部にボルト締結されているために成形しようとする製品が変更されれば、重くて大きい移動金型２０と固定金型１０自体を交換することが普通で、これをより容易にするためにキャビティ２６とコア１６だけ交換しようとする場合には、固定支板１２と移動支板２２を分離した後、固定フレーム１４と移動フレーム２４の内部にボルト締結されているキャビティ２６とコア１６を分離しなければならないため、金型の交換時間が増加するにつれて作業性及び生産性が低下するという問題点がある。

また、製品の仕様別に固定金型１０と移動金型２０を別途に製作しなければならないため、金型の製作費用が増加するという問題点と、仕様別に製作した重くて大きい数多くの固定金型１０と移動金型２０を保管管理しなければならないため、工場敷地の活用度が低下するという問題点がある。

したがって、本発明は前述した問題点を解決するためのものであり、成形しようとする製品の仕様によってキャビティとコアだけを交換できるようにして、金型の交換による作業性及び生産性の低下を防止し、仕様別に金型を製作しなくてもよいため、金型の製作費用を節減し、金型の保管による工場敷地の活用度を向上させることができるキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型を提供することを目的とする。

本発明は、固定金型と、前記固定金型方向に水平移送され型合せする移動金型とからなり、成形機に着脱する金型において、前記移動金型の前記固定金型に対向する一側面に着脱可能に結合する一つ以上のキャビティと、前記固定金型の前記移動金型に対向する一側面に着脱可能に結合する一つ以上のコアと、前記移動金型に取り付けられ、前記移動金型と前記固定金型が型合せされる際、前記キャビティと前記コアの間に形成される成形空間に成形品の原料を供給する原料注入器と、前記移動金型に取り付けられ、前記成形空間で成形された成形品を前記キャビティから分離するための取出手段を含むことを特徴とするキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型を提供する。

前記移動金型は、前記キャビティが着脱可能なようにキャビティ締結孔が少なくとも一つ以上形成された移動プレートと、前記移動プレートから一定間隔離間して備えられた支持プレートと、前記移動プレートと前記支持プレートを離隔支持する複数の支持バーを含んでおり、前記キャビティ締結孔の縁部には前記キャビティが前記移動金型の前記固定金型に対向する一側面に結合されるように円周方向に沿って段部が前記縁部の一側面に形成され、前記固定金型は、前記コアが着脱可能なようにコア締結孔が少なくとも一つ以上形成された固定プレートを備えており、前記コア締結孔の縁部には前記コアが前記固定金型の前記移動金型に対向する一側面に結合されるように円周方向に沿って段部が前記縁部の一側面に形成されることを特徴とする。

前記キャビティの前記形成空間の反対面の所定位置には一つ以上の締結部が形成され、前記一つ以上の締結部に一端が結合され、他端が前記支持プレートの内側面の所定位置に接触するサポートを含むことを特徴とする。

前記コアの前記成形空間の反対面の所定位置には一つ以上の締結部が形成され、前記一つ以上の締結部に一端が結合され、他端が前記成形機の固定内壁の所定位置に接触するサポートを含むことを特徴とする。

前記サポートは複数であり、隣接したサポートはサポート連結バーにより連結され、サポート同士間の離間距離を維持するようになっていることを特徴とする。

前記支持プレートの一側面の所定位置と前記成形機の固定側内壁の所定位置には少なくとも一つ以上の支持部が前記サポートの他端部を支持するように突出形成されることを特徴とする。

前記原料注入器は原料流入口とエア流入口が具備された胴体と、前記胴体の先端部に大小二つの管が螺合し、エア移送空間部を形成する連結管と、前記連結管の先端部に結合したノズルと、前記胴体の後端部に貫通するように結合して前記胴体の内部を往復移動するピストンロッドと、前記ピストンロッドの先端部に結合してピストンロッドの移動方向に沿ってノズルを開閉するピストンを含むことを特徴とする。

前記取り出し手段は、前記ピストンロッドの内部において弾性移動が可能なように挿入されるイジェクタピンと、前記イジェクタピンの外周面に貫通するように結合され前記ピストンロッドの端部に取り付ける支持部材と、前記イジェクタピンの一端部に形成された係止溝に結合する固定部材と、前記イジェクタピンの外周面に挿入し、一端部と他端部が前記支持部材と前記固定部材に弾性支持されるコイルスプリングを含むことを特徴とする。

前述した構成からなる本発明によれば、移動金型と固定金型から成形しようとする成形品の形状が形成されたキャビティとコアだけを交換可能なようになっており、成形しようとする成形品の仕様変更による金型交換作業をしなくてもよいため、作業性及び生産性が向上する効果がある。

また、一セットの金型で類似した大きさ及び形状に形成されたキャビティとコアを混用して使用することができ、成形しようとする成形品の仕様別に金型を製作しなくてもよいため、金型への投資コストを節減でき、これにより製作される金型の数量が減少し、工場敷地の活用度が向上する効果がある。

従来技術による金型を概略的に示した断面図である。 本発明の望ましい実施例による移動金型の斜視図である。 本発明の望ましい実施例による固定金型の斜視図である。 図２に示した移動金型の分解斜視図である。 図３に示した固定金型の分解斜視図である。 図２に示したI−Iの断面図である。 図３に示したII−IIの断面図である。 図４に示した原料注入器の断面図である。 本発明の望ましい実施例によるキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型を概略的に示した断面図である。

以下、本発明の望ましい実施例によるキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型を、添付図を参照しながらより詳細に説明する。

図２は本発明の望ましい実施例による移動金型の斜視図であり、図３は本発明の望ましい実施例による固定金型の斜視図であり、図４は図２に示した移動金型の分解斜視図であり、図５は図３に示した固定金型の分解斜視図であり、図６は図２に示したI−Iの断面図であり、図７は図３に示したII−IIの断面図であり、図８は図４に示した原料注入器の断面図であり、図９は本発明の望ましい実施例によるキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型を概略的に示した断面図である。

図２乃至図９を参照すると、本発明によるキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型は、成形機の固定側内壁に結合した固定金型２００と、前記成形機の移動側内壁に結合して前記固定金型２００方向に水平に移送され型合せされる移動金型１００と、前記固定金型２００に対向する前記移動金型１００の一側面に着脱可能に結合する一つ以上のキャビティ１０２と、前記移動金型１００に対向する前記固定金型２００の一側面に着脱可能に結合する一つ以上のコア２０２と、前記移動金型１００と前記固定金型２００が型合せされる際、前記キャビティ１０２とコア２０２の間に形成される成形空間に成形品の原料を供給する原料注入器１４０と、成形空間から成形された成形品を前記キャビティ１０２から取り出すための取出手段１５０とを、含んで構成される。

移動金型１００は、成形機（図示せず）の移動側に移動可能に装着され、外部から供給される電源により水平方向に往復移動し、図２と図４に示したように、移動金型１００は、移動プレート１１０と、前記移動プレート１１０から一定間隔離間して備えられた支持プレート１２０と、前記移動プレート１１０と前記支持プレート１２０との間が離間するように支持する複数の支持バー１３０とからなる。

移動プレート１００は四角板形状からなり、少なくとも一つ以上のキャビティ締結孔１１２を備え、キャビティ締結孔１１２には後述するキャビティ１０２が着脱可能に結合される。

キャビティ１０２は、成形しようとする製品の形状が形成されているものであって、移動金型１００が水平方向に移送されて後述する固定金型２００と型合せされる時、固定金型２００に着脱可能に結合されたコア２０２と結合して成形空間を形成する。

ここで、キャビティ締結孔１１２の縁部の一側面には、キャビティ１０２が固定金型２００に対向する移動金型１００の一側面にボルト１１６により着脱可能に結合するように円周方向に沿って段部１１４が形成される。

また、図６を参照すると、キャビティ１０２の一側面の所定位置には、つまり、キャビティ１０２と後述するコア２０２が結合して形成される成形空間の反対面には、一つ以上の締結部１０４が突出形成し、締結部１０４の内部中心には後述するサポート１０６の一端部に形成された雄螺子部１０６ａが螺合できるように所定の深さの雌螺子部１０４ａが形成される。

加えて、キャビティ１０２の一側面の所定位置にはキャビティ１０２が後述するコア２０２と結合して形成された成形空間に原料が後述する原料注入器１４０から容易に供給できるように原料供給孔１０８が形成される。

サポート１０６は、円柱状からなり、一端部には前述した雌螺子部１０４ａに螺合されるように雄螺子部１０６ａが突出形成される。

このように前記サポート１０６は、一端部に形成された雄螺子部１０６ａがキャビティ１０２の一側面の所定位置に形成された締結部１０４に螺合され、サポート１０６の他端部は支持プレート１２０の一側面の所定位置に当接することから、成形時にキャビティ１０２が圧力により破損しないように支持する。

加えて、前述したように、本発明では締結部１０４とサポート１０６との結合方式を螺合に基づいて説明したが、締結部１０４の内部の中心に係止溝（図示せず）を形成し、サポート１０６の一端部に係止突部（図示せず）を突出形成することによって、締結部１０４とサポート１０６を嵌めて結合することも可能である。

また、図６を参照すると、サポート１０６は、一つ以上又は複数備えられ、隣接するサポート１０６同士はサポート連結バー１０９により互いに繋がっており、これはサポート１０６同士間の離間距離を維持するようにするためである。

支持プレート１２０は、四角板形状からなり、前述した移動プレート１１０から一定間隔離間して備えられる。

ここで、移動プレート１１０と支持プレート１２０の間には、複数の支持バー１３０が、移動プレート１１０と支持プレート１２０との間を離間して支持するように備えられる。

また、支持プレート１２０の一側面の所定位置には少なくとも一つ以上の支持部１２２が突出形成される。つまり、図６と図９を参照すると、支持部１２２は前述したサポート１０６の他端部と当接する支持プレート１２０の一側面の所定位置から突出形成され、サポート１０６の他端部が支持プレート１２０の一側面の所定位置に当接したら、サポート１０６の下端部が支持部１２２に支持されるので、サポート１０６が自重により下がってしまうのを防止できる。

原料注入器１４０は、原料流入口１４２ａとエア流入口１４２ｂを備えた胴体１４２と、胴体１４２の先端部に大小二つの管１４４ａ、１４４ｂが螺合しエア移送空間部１４４ｃを形成する連結管１４４と、連結管１４４の先端部に結合されたノズル１４６と、胴体１４２の後端部を貫通して結合し、胴体１４２の内部を往復移動するピストンロッド１４８と、ピストンロッド１４８の先端部に結合してピストンロッド１４８の移動方向に沿ってノズル１４６を開閉するピストン１４９とを、含んでなる。

前記構成からなる原料注入器１４０は、移動金型１００の支持プレート１２０の一側面の所定位置を貫通して結合し、原料注入器１４０のノズル１４６がキャビティ１０２の一側面の所定位置に形成された原料供給孔１０８に挿入、結合してキャビティ１０２とコア２０２が互いに型合せして形成される成形空間に原料を供給する。

取出手段１５０は、ピストンロッド１４８の内部で弾性移動可能に挿入されるイジェクタピン１５２と、イジェクタピン１５２の外周面に貫通するように結合してピストンロッド１４８の端部に取り付けられる支持部材１５４と、イジェクタピン１５２の一端部の所定位置に円周方向に沿って所定の深さに形成された係止溝１５６に結合する固定部材１５８と、イジェクタピン１５２の外周面に挿入され、一端部と他端部が支持部材１５４と固定部材１５８に弾性支持されるコイルスプリング１６０とを、含んでなる。

つまり、取出手段１５０は、移動金型１００と固定金型２００とが型合せされると、キャビティ１０２とコア２０２の間に形成された成形空間に原料注入器１４０から原料が注がれ、成形しようとする製品を成形し、その後、移動金型１００を移動させて固定金型２００から分離し、移動金型１００が成形機の内部一側面に向かって移動すると、イジェクタピン１５２の端部が成形機の内部一側面に当接すると同時にイジェクタピン１５２が原料注入器１４０の内部で弾性移動をしてイジェクタピン１５２の他端部がノズル１４６を貫通して突出することになり、キャビティ１０２内部の成形品を押出し、成形品がキャビティ１０２から分離されることになる。

一方、固定金型２００は、成形機（図示せず）の固定側に固定して装着され、前述した移動金型１００と型合せできるように移動金型１００に対応する形状からなる。

図５を参照すると、固定金型２００は、四角板状の固定プレート２１０と、前記固定プレート２１０に少なくとも一つ以上形成されたコア締結孔２１２とが備わり、前記コア締結孔２１２にはコア２０２が着脱可能に結合される。

コア２０２は前述したキャビティ１０２の内側に挿入され、成形製品を成形できるようにしたもので、キャビティ１０２と対応する形状からなる。

ここで、コア締結孔２１２の縁部の一側面には、コア２０２が移動金型１００に対向する固定金型２００の一側面にボルト１１６により着脱可能に結合することができるように円周方向に沿って段部２１４が形成される。

一方、一般的に固定金型２００に備えられたコア２０２は形状が複雑でガスの圧力による変形が少なく、前述したキャビティ１０２に備えられたサポート１０６が不要であるが、例外的にコア２０２の形状が大きい場合にはコア２０２の一側面の所定位置、つまり、図に示していないが、コア２０２と前述したキャビティ１０２が結合して形成される成形空間の反対面に一つ以上の締結部を形成し、締結部にサポートを結合できる。

ここで、サポートの一端部は、前述したように締結部に結合され、他端部は成形機の固定側内壁の所定位置に当接することから、成形時にコア２０２が圧力により破損しないようにする。

また、成形機の固定側内壁の所定位置には少なくとも一つ以上の支持部（図示せず）が突出形成されており、これはサポートの他端部が成形機の固定側内壁の所定位置に当接するとサポートの下端部が前記支持部に支えられ、サポートが自重により下がってしまうことを防止する。

以下に、前述した本発明によるキャビティとコア交換式の発泡金型の特徴について説明する。

先ず、成形しようとする製品の仕様を変更して製品を成形する場合には、成形機の作動を止めた後、移動金型１００のキャビティ締結孔１１２と固定金型２００のコア締結孔２１２に多数のボルト１１６で結合されたキャビティ１０２とコア２０２を分離する。

次いで、成形しようとする製品の形状が形成されたキャビティ１０２とコア２０２をキャビティ締結孔１１２とコア締結孔２１２に挿着させた後、ボルト１１６を締め付けて組み合わせる。

したがって、成形しようとする製品の仕様変更によって、キャビティ１０２とコア２０２が一体に形成されていた移動金型１００と固定金型２００を交換、つまり、金型全体を交換することによって発生する金型の引抜き及び組合せによる不便さ、人件費及び交換時間の増加により生産性が低下する問題点を解決することができる。

また、成形しようとする製品の仕様別に移動金型１００と固定金型２００を製作することによる金型製作費用の上昇を抑制すると共に、金型が製品の仕様別に製作され、金型を保管するため発生する工場敷地の活用度を向上させることができる効果がある。

以上、本発明の望ましい実施例を添付図面を参照しながら説明したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で様々に変形をして実施することができる。

１００ 移動金型
１０２ キャビティ
１０４ 締結部
１０６ サポート
１０８ 原料供給孔
１０９ サポート連結バー
１１０ 移動プレート
１１２ キャビティ締結孔
１１４、２１４ 段部
１１６ ボルト
１２０ 支持プレート
１２２ 支持部
１３０ 支持バー
１４０ 原料注入器
１４２ 胴体
１４４ 連結管
１４６ ノズル
１４８ ピストンロッド
１４９ ピストン
１５０ 取出手段
１５２ イジェクタピン
１５４ 支持部材
１５６ 係止溝
１５８ 固定部材
１６０ コイルスプリング
２００ 固定金型
２０２ コア
２１０ 固定プレート
２１２ コア締結孔

Claims (5)

1. 固定金型と、前記固定金型方向に水平移送され、型合せされる移動金型とからなり、成形機に着脱する金型において、
   前記移動金型の前記固定金型に対向する一側面に着脱可能に結合される一つ以上のキャビティと、
   前記固定金型の前記移動金型に対向する一側面に着脱可能に結合される一つ以上のコアと、
   前記移動金型に設けられ、前記移動金型と前記固定金型が型合せされる際、前記キャビティと前記コアとの間に形成される成形空間に成形品の原料を供給する原料注入器と、
   前記移動金型に設けられ、前記成形空間で成形された成形品を前記キャビティから分離するための取出手段とを含み、
   前記移動金型は、前記キャビティが着脱可能なようにキャビティ締結孔が少なくとも一つ以上形成された移動プレートと、前記移動プレートから一定間隔離間して備わった支持プレートと、前記移動プレートと前記支持プレート間を離間して支持するための複数の支持バーとを含み、
   前記キャビティ締結孔の縁部では、前記キャビティが前記移動金型の前記固定金型に対向する一側面に結合されるように周方向に沿って段部が前記縁部の一側面に形成され、
   前記固定金型は、前記コアが着脱可能なようにコア締結孔が少なくとも一つ以上形成された固定プレートを備えており、
   前記コア締結孔の縁部では、前記コアが前記固定金型の前記移動金型に対向する一側面に結合するように周方向に沿って段部が前記縁部の一側面に形成され
   前記一つ以上のキャビティまたは前記一つ以上のコアのうちの、少なくとも一つの前記成形空間の反対面の所定位置には、一つ以上の締結部が形成され、前記一つ以上の締結部に一端が結合し、他端が前記支持プレートの内側面の所定位置または前記成形機の固定側内壁の所定位置に接触するサポートを含む
   ことを特徴とするキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型。
2. 前記サポートは複数であり、隣接するサポートはサポート連結バーにより繋がっているため、サポート同士間の離間距離を維持できるようになっていることを特徴とする請求項1に記載のキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型。
3. 前記支持プレートの一側面の所定位置と前記成形機の固定側内壁の所定位置には、少なくとも一つ以上の支持部が前記サポートの他端部を支持するように突出形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型。
4. 前記原料注入器は、原料流入口とエア流入口が備えられた胴体と、前記胴体の先端部に大小二つの管が螺合されてエア移送空間部を形成する連結管と、前記連結管の先端部に結合されたノズルと、前記胴体の後端部を貫通するように結合され前記胴体の内部を往復移動するピストンロッドと、前記ピストンロッドの先端部に結合してピストンロッドの移動方向に沿ってノズルを開閉するピストンとを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型。
5. 前記取出手段は、前記ピストンロッドの内部で弾性移動可能に挿入されるイジェクタピンと、前記イジェクタピンの外周面を貫通するように結合され、前記ピストンロッドの端部に取り付ける支持部材と、前記イジェクタピンの一端部に形成された係止溝に結合される固定部材と、前記イジェクタピンの外周面に挿入され、一端部と他端部が前記支持部材と前記固定部材に弾性支持されるコイルスプリングとを含むことを特徴とする請求項４に記載のキャビティとコア交換式の発泡フォーム成形金型。