JP5430736B1 - ブロー成形金型、ブロー成形方法及び成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パリソンの溶着部と深絞り形状部が近接して配置される成形品をブロー成形する際に、深絞り形状部の肉厚を十分に確保することが可能なブロー成形金型、ブロー成形方法、成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】パリソンの内面が溶着して形成される溶着部と、その近傍に位置する深絞り形状部とを有する成形品を成形するブロー成形金型、ブロー成形方法である。ブロー成形金型は、型締めにより溶着部を形成する第１金型と第２金型とを備える。第２金型は、溶着部を形成するための金型面と深絞り形状部を形成するための深絞り凹部の一部を構成する金型面を有する第１分割金型と、深絞り凹部の残りの部分を構成する金型面を有する第２分割金型により構成されている。ブロー成形後、深絞り形状部を深さ方向の中途位置で切断して開口部を形成し、成形品を完成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ブロー成形金型、ブロー成形方法及び成形品の製造方法に関するものであり、特に、パリソンの溶着部の近傍に深絞り形状部を有する成形品の成形に好適なブロー成形金型、ブロー成形方法及び成形品の製造方法に関する。

自動車のインストルメントパネル内には、各種空調ダクトが取り付けられており、例えば特許文献１には、複数のエア吹出口を有する車両用インストルメントパネルの裏側に設けられ、調整エアを空調ユニットから各エア吹出口に供給するエアダクトの構造が開示されている。特許文献１に開示されるエアダクトは、デフロスターダクトロアとセンターダクトロアとを一体に形成してフロントダクトロアを構成し、デフロスターダクトロアにインストルメントパネルを上方から接合して内部にデフロスターエア通路が形成されたデフロスターダクトを構成するとともに、センターダクトロアにセンターダクトアッパーを上方から接合して内部に空調エア通路が形成されたセンターダクトを構成したものである。

同様に、特許文献２には、センターダクト部、ブーストダクト部及びデフロスターダクト部が一体成形された空調ダクトが開示されている。この特許文献２に開示される空調ダクトには、第１取付座や第２取付座が一体的に形成されており、これら取付座を自動車フレームやインストルメントパネルに固定することで、空調ダクトがインストルメントパネル内に取り付けられる。

これらの特許文献にも記載されるように、インストルメントパネル内の空調ダクトは、複雑な形状の中空成形体である必要があり、特許文献２に記載されるように、その成形方法として、ブロー成形が広く採用されている。

特開平１１−１９８６８１号公報 特開２００３−１３６９４１号公報

ところで、前記空調ダクトの中で、例えばデフロスターダクトの場合、フロントウインドウに沿って送風口を設ける必要があり、多くの場合、細長い形状の送風口をフロントウインドウに向かってせり出す形で形成している。このフロントウインドウ用の送風口を前記ブロー成形で形成しようとすると、細長く、ある程度深さの深い深絞り形状部を形成する必要があり、この部分の成形性を良好なものとすることが大きな課題となる。

前記深絞り形状部において、開口寸法が小さく深さが深いと、ブロー成形の際にパリソンが大きく引き伸ばされることになり、肉厚が極端に薄くなって強度を十分に確保できなくなる可能性がある。深絞り形状部の強度が不足すると、デフロスターダクトの信頼性の低下に繋がる。また、前記送風口の形成に際しては、前記深絞り形状部の先端部分を切り落として開口部とする必要があるが、深絞り形状部の剛性が不足すると、切断作業が困難になるという問題もある。溶着部の近傍では、樹脂溜まり（肉溜まり）も発生し易く、このことも切断作業を困難なものとする。

これらの問題を解消するためには、前記深絞り形状部に対応する凹部を一対の金型の対向面に分割して形成し、これら金型を突き合わせて成形すればよいものと考えられる。深絞り形状部の深さ方向に対して直交する方向から前記一対の金型で挟み込む形でブロー成形を行えば、各金型に形成する凹部の深さが深絞り形状部の本来の開口寸法の半分で済み、引き伸ばしによる肉厚の減少を抑えることができる。

しかしながら、金型の型締め方向には、他の要因等により様々な制約があり、前記深絞り形状部のみを優先させるわけにはいかない。例えば、特許文献２にも記載されるように、デフロスターダクトはインストルメントパネルに取り付けるための部分を設ける必要がある。この取り付け部は中空ではなくパリソンを押し潰した溶着部（コンプレッション部）として形成する必要があり、ブロー成形に際しては、この部分を金型の平坦面で挟み込む必要がある。したがって、前記取り付け部の近傍に深絞り形状部が設置されている場合、溶着部の形成を優先せざるを得ず、深絞り形状部における前記課題を解消することは難しい。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、パリソンの溶着部と深絞り形状部が近接して配置される成形品をブロー成形する際に、深絞り形状部の肉厚を十分に確保することが可能なブロー成形金型、ブロー成形方法、さらには成形品の製造方法を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明のブロー成形金型は、パリソンの内面が溶着して形成される溶着部と、その近傍に位置する深絞り形状部とを有する成形品を成形するブロー成形金型であって、型締めにより前記溶着部を形成する第１金型と第２金型とを備え、前記第２金型は、前記溶着部を形成するための金型面と前記深絞り形状部を形成するための深絞り凹部の一部を構成する金型面を有する第１分割金型と、前記深絞凹部の残りの部分を構成する金型面を有する第２分割金型により構成されていることを特徴とする。

また、本発明のブロー成形方法は、前記ブロー成形金型を用い、前記第１金型と第２分割金型とを所定の型締め方向で次第に接近させるととも、第１分割金型を第１金型及び第２分割金型へ接近させながらエアブローを行い、これら第１金型、第１分割金型、及び第２分割金型の型締めを行うことを特徴とする。さらに、本発明の成形品の製造方法は、前記ブロー成形方法によりブロー成形した後、前記深絞り形状部を深さ方向の中途位置で切断し、開口部を形成することを特徴とする。

第２金型を、第１分割金型と第２分割金型とに２分割することで、溶着部の形成と深絞り形状部の形成において、双方の成形性が確保される。特に、深絞り形状部にあっては、これを分割するようにパーティングラインが形成されることになり、パリソンの引き伸ばしが緩和される。また、樹脂溜まりの原因となる余分なパリソンが深絞り形状部の形成に有効利用されるため、溶着部近傍に樹脂溜まりが発生することもない。

本発明によれば、パリソンの溶着部と深絞り形状部が近接して配置される成形品をブロー成形するような場合にも、深絞り形状部の肉厚を十分に確保することができ、強度や剛性に優れ、切断加工等を容易に実施することが可能な成形品を得ることが可能である。

デフロスターダクトの概略構成を示す斜視図である。 ブロー成形を説明する模式的な図である。 第１金型と第２金型の２つの金型で溶着部と深絞り形状部を有する成形品を成形する場合の成形の様子を示す図であり、（ａ）は型締め初期状態、（ｂ）は型締め進行状態、（ｃ）は型締め完了状態をそれぞれ示す。 本発明を適用したブロー成形金型の要部概略断面図である。 本発明を適用したブロー成形金型で溶着部と深絞り形状部を有する成形品を成形する場合の成形の様子を示す図であり、（ａ）は型締め初期状態、（ｂ）は型締め進行状態、（ｃ）は型締め完了状態をそれぞれ示す。 （ａ）は第１金型と第２分割金型の型締め方向に対して直交する方向に第１分割金型を型締めする様子を示す模式図であり、（ｂ）は第１金型と第２分割金型の型締め方向に対して斜め方向に第１分割金型を型締めする様子を示す模式図である。 溶着部に突起部を形成する場合のブロー成形金型例を示す図である。 （ａ）は深絞り形状部の先端部においてパリソンが食い切られた状態を示す図であり、（ｂ）はパリソンが食い切られることなく型締めされた状態を示す図である。

以下、本発明を適用したブロー成形金型、ブロー成形方法及び成形品の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

先ず、本発明のブロー成形金型を用いて成形される成形品の一例である、デフロスターダクトについて説明する。

本例のデフロスターダクトは、自動車のインストルメントパネル内に取り付けられるものであり、図示は省略するが空調ダクト上に重ね合わせた状態で設置されるものである。その形態としては、図１に示すように、吸気のためのセンターダクト部１を中心に、左右に伸びる湾曲形状のサイドベントダクト２，３を有し、各サイドベントダクト２，３には車室内に向けた送風口やサイドデフロスター送風口等が設けられている。

また、センターダクト部１の前方には、フロントガラスに沿う形でフロントデフロスター送風口４，５が細長い開口部として形成されている。さらに、フロントデフロスター送風口４，５の前方位置には、このデフロスターダクトをインストルメントパネルに取り付けるための取り付け部６，７，８，９が４箇所形成されている。これら取り付け部６，７，８，９は、中空ではなく、パリソンを押し潰して溶着したコンプレッション部として形成されている。

以上の構造を有するデフロスターダクトは、中空の樹脂成形体として形成され、成形方法としては、ブロー成形が採用される。図２は、ブロー成形の基本構成を模式的に示すものであり、ダイ２１から供給される中空円筒状の樹脂層（パリソン）２２を、一対の金型（第１金型２３及び第２金型２４）で挟み込み、パリソン２２内にエアを送り込む。これにより、パリソンを型締めされた第１金型２３，第２金型２４の内壁に押し付け、第１金型２３，第２金型２４のキャビティ形状に応じた中空体を成形する。

ここで、前記デフロスターダクトのブロー成形においては、フロントデフロスター送風口４，５をフロントガラス側にせり出す形で形成する必要がある。また、ブロー成形の特性上、フロントデフロスター送風口４，５を最初から開口部として形成することはできず、いわゆる深絞り形状部として形成した後、先端を切断する等、深さ方向の中途位置で切断して開口部とする必要がある。

一方、この深絞り形状部であるフロントデフロスター送風口４，５の近傍には、前記取り付け部６，７，８，９が溶着部（コンプレッション部）として形成されている。このように深絞り形状部と溶着部とが接近して配置されている場合、一対の金型（第１金型２３及び第２金型２４）によるブロー成形では、深絞り形状部の肉厚が薄くなる傾向にある。

この深絞り形状部の薄肉化について、図３を参照して説明する。なお、図３以降の図面は、図２のｘ−ｘ線位置での横断面図であり、金型を上方から見た水平断面図である。

第１金型２３及び第２金型２４を用いて前記形状のデフロスターダクトを成形するには、それぞれ溶着部（前記取り付け部６，７，８，９）を形成するための溶着部形成面２３ａ，２４ａを有する第１金型２３，第２金型２４を用いる必要がある。また、第２金型２４には、深絞り形状部（フロントデフロスター送風口４，５）を形成するための深絞り凹部２４ｂを形成する必要がある。

このような構造を有する第１金型２３，第２金型２４を用いてデフロスターダクトを成形する際には、先ず、図３（ａ）に示すように、パリソン２２をこれら第１金型２３，第２金型２４で挟み込み、型締めを行いながらパリソン２２内に空気を吹き付けるエアブローを行う。この時、型締めの進行に伴って、パリソン２２が第２金型２４の深絞り凹部２４ｂの開口縁に接触し、この状態から図３（ｂ）に示すようにパリソン２２が深絞り凹部２４ｂ内に拡張され、最終的には、図３（ｃ）に示すようにパリソン２２が深絞り凹部２４ｂの壁面に密着する。

前記成形においては、深絞り凹部２４ｂ内へ引き伸ばされるパリソン２２の長さは、第２金型２４の深絞り凹部２４ｂの開口寸法Ｌ１によって決まり、この開口寸法Ｌ１によって制約される長さの短いパリソン２２が、深絞り凹部２４ｂ内で大きく引き伸ばされ、薄肉化されることになる。また、溶着部の形成に際しては、２枚のパリソン２２を密着させて押し潰すことになるので、余分な樹脂が押し出されて図中のＡ位置に樹脂溜まり（肉溜まり）が発生することもある。

前記薄肉化は、最終的な成形品（デフロスターダクト）において、フロントデフロスター送風口４，５を形成するための深絞り形状部の薄肉化に繋がり、この部分において強度不足の問題が発生する。また、薄肉化による剛性の低下や、前記樹脂溜まりの発生により、フロントデフロスター送風口４，５を開口するための切断作業も難しいものとなる。薄肉化により剛性が不足する部分と樹脂溜まりにより厚さが厚く硬くなった部分が存在することになり、例えばカッターでの切断が難しい。そのため切断に際して例えば鋸歯状のカッターを用いる必要があり、切断面を滑らかなものとするための研磨作業等が必要となる等、作業が繁雑化する。

そこで、本発明では、深絞り形状部を形成する第２金型を２分割し、金型の３つの部材から構成し、パリソンの溶着部と深絞り形状部が近接して配置される成形品のブロー成形を行うこととする。

図４は、本発明を適用したブロー成形金型の一実施形態を示すものである。本実施形態のブロー成形金型は、第１金型３１と、第１分割金型３２，第２分割金型３３とから構成されている。第１分割金型３２と第２分割金型３３は、第２金型を分割する形で形成されたものである。

前記金型のうち、第１金型３１と第１分割金型３２には、前記溶着部（コンプレッション部）を形成するための溶着部形成面３１ａ，３２ａを有している。また、第１分割金型３２と第２分割金型３３は、前記深絞り形状部を２分割する形の深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂを有しており、これらを突き合わせることにより、深絞り形状が構成される。さらに、前記第１分割金型３２の溶着部形成面３１ａの先端位置には、余分なパリソンを食い切るピンチオフ部３２ｃが突起部として形成されている。同様に、第１分割金型３２の深絞り形状部形成用凹部３２ｂの端部（第２分割金型３３と突き当たる端部）が突起部とされ、余分なパリソンを食い切るピンチオフ部３２ｄとされるとともに、その近傍に余分なパリソンを収容するための収容凹部３２ｅが形成されている。

なお、本例のブロー成形金型においては、第１分割金型３２と第２分割金型３３は、深絞り形状部を２分割する形の深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂが形成されているが、必ずしもこれに限らない。深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂは、深絞り形状を形成するための深絞り凹部を分割する形のものであれば良く、深絞り形状部形成用凹部３２ｂが形成されることにより第１分割金型３２が深絞り凹部の一部を構成する金型面を有し、深絞り形状部形成用凹部３３ｂが形成されることにより第２分割金型３３が深絞り凹部の残りの部分を構成する金型面を有するようにすればよく、分割比率や分割位置等は任意に設定することができる。ただし、好ましくは前記２分割する形の深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂである。

次に、前記ブロー成形金型を用いたブロー成形方法について説明する。図４に示す金型を用いてブロー成形を行う際には、第１金型３１と第２金型（第１分割金型３２と第２分割金型３３）とが型開きし、さらに第１分割金型３２と第２分割金型３３も型開きした状態でパリソン２２を供給する。そして、これら３つの金型（第１金型３１，第１分割金型３２，第２分割金型３３）を型締めしながらエアブローを行う。

図５は、図４に示す金型を用いたブロー成形を経時的に示す図である。先の図３に示す例と同様、ブロー成形に際しては、図５（ａ）に示すように、パリソン２２を型開きした第１金型３１，第１分割金型３２，第２分割金型３３で挟み込み、型締めを行いながらパリソン２２内に空気を吹き付けるエアブローを行う。この時、型締めの進行に伴って、パリソン２２が第１分割金型３２と第２分割金型３３に接触するが、この時点では第１分割金型３２と第２分割金型３３とが距離を保っているため、深絞り形状部へと引き伸ばされるパリソン２２の寸法Ｌ２が図３の例に比べて長くなる。また、図５（ｂ）、さらには図５（ｃ）と型締めが進行するにしたがって第１分割金型３２と第２分割金型３３の距離が縮まり、パリソン２２は深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂ内に向かって弛んでいく。これらの要因で、深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂ内へ引き伸ばされるパリソン２２に余裕が生じ、図５（ｃ）に示すようにパリソン２２が第１分割金型３２や第２分割金型３３の深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂの壁面に密着するまで引き伸ばされても、薄肉化が抑えられる。

溶着部を形成するための溶着部形成面３１ａ，３２ａにおけるパリソン２２の押し潰しに関しても、第１分割金型３２が第２分割金型３３に向かって型締めされるため、型締めに伴って余分なパリソンが深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂ内に向かって押し出される。その結果、樹脂溜まりが形成されることはなく、押し出された樹脂が深絞り形状部の形成に寄与し、パリソン２２の引き伸ばしによる薄肉化抑制にも役立つことになる。

なお、前記型締めにおいて、第１金型３１と第２分割金型３３は、図中左右方向において型締めされる。一方、第１分割金型３２は、第１金型３１に対して型締めするとともに、第２分割金型３３に対しても型締めする必要がある。この際、第１分割金型３２のストロークの観点からは、第１分割金型３２の型締め方向としては、図６（ａ）に示すように、第１金型３１と第２分割金型３３の型締め方向に対して直交方向（前後方向：図面上は上下方向）とすることが好ましい。

また、前記溶着部を形成する際に、その表面に突起を形成することがある。例えば、前記デフロスターダクトをインストルメントパネルに取り付けるための取り付け部６，７，８，９は、超音波溶着等の手法によってインストルメントパネルに固定されるが、超音波溶着が円滑に実施できるように突起を設けている。このような突起を形成するには、図７に示すように、第１金型３１の溶着部形成面３１ａに微小突起部３１ｆを形成し、これに対応して第１分割金型３２の溶着部形成面３２ａに微小凹部３２ｆを形成する必要がある。

これら微小突起部３１ｆや微小凹部３２ｆを形成した第１金型３１と第１分割金型３２の型締め、型開きにおいては、第１分割金型３２の型締め、型開き方向を図６（ａ）に示すように第１金型３１と第２分割金型３３の型締め方向に対して直交方向とすると、前記微小凹部３２ｆに微小突起部３１ｆが引っ掛かり、円滑な動作は難しい。極端な場合、金型を破損するおそれもある。したがって、溶着部に突起を形成する場合には、図６（ｂ）に示すように、第１金型３１と第２分割金型３３の型締め方向に対して、第１分割金型３１の型締め方向を斜め方向とすることが好ましい。より好ましくは、溶着部に形成される微小突起委部３１ｆの高さ方向に第１分割金型３２を型締め、型開きすることである。

図５に示す型締め及びエアブローによりデフロスターダクトが中空体として成形されるが、深絞り形状部の成形に際して、図８（ａ）に示すように、深絞り形状部の底部において、ピンチオフ部３２ｄでパリソン２２の先端を挟み込み、食い切るようにすれば、パリソン２２を確実に深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂの内壁に密着させることができる。また、図８（ｂ）に示すように、パリソン２２が深絞り形状部の底部に突き当たるようにし、パリソン２２を極力有効利用するようにし、深絞り形状部の肉厚をできる限り厚くするようにしてもよい。

前記パリソン２２の先端をピンチオフ部３２ｄで食い切るか否かは、型締めとエアブローのタイミングを制御することで選択することができる。パリソン２２が十分に拡張されてから第１分割金型３２と第２分割金型３３とを突き当てれば、パリソン２２の先端が挟み込まれ、ピンチオフ部３２ｄの第２分割金型３３への突き当てで食い切られる。一方、型締めのタイミングを若干早め、パリソン２２が完全に拡張する前に型締めを完了すれば、パリソン２２の先端は深絞り形状部形成用凹部３２ｂ，３３ｂの底部に突き当たり、食い切られることはない。

以上により、ブロー成形品を得ることができるが、前記デフロスターダクトの場合、ブロー成形品が完成形ではない。前述の通り、ブロー成形品に形成された深絞り形状部の先端を切り落とし、フロントデフロスター送風口を形成する必要がある。切断に際しては、深絞り形状部の先端部分を例えば溶着部に向かって斜めに切断するが、深絞り形状部の肉厚が厚く剛性が高いこと、及び溶着部近傍に樹脂が押し出された樹脂溜まりが形成されていないことから、通常のカッターを用いて容易に切断を行うことができる。また、研磨等の後処理も不要である。

本発明においては、前記ブロー成形金型を用いたブロー成形、及び前記切断により、製品としての成形品（デフロスターダクト）を得ることができ、得られる成形品は、深絞り形状部の強度が高い等、品質面で優れたものとなる。

以上、本発明を適用した実施形態についてを説明してきたが、本発明が前述の実施形態に限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

１ センターダクト部
２，３ サイドベントダクト
４，５ フロントデフロスター送風口
６，７，８，９ 取り付け部
２１ ダイ
２２ パリソン
２３ 第１金型
２４ 第２金型
３１ 第１金型
３２ 第１分割金型
３３ 第２分割金型
３１ａ，３２ａ 溶着部形成面
３２ｂ，３３ｂ 深絞り形状部形成用凹部
３２ｃ，３２ｄ ピンチオフ部
３２ｅ 収容凹部
３１ｆ 微小突起部
３２ｆ 微小凹部

Claims (10)

1. パリソンの内面が溶着して形成される溶着部と、その近傍に位置する深絞り形状部とを有する成形品を成形するブロー成形金型であって、
   型締めにより前記溶着部を形成する第１金型と第２金型とを備え、
   前記第２金型は、前記溶着部を形成するための金型面と前記深絞り形状部を形成するための深絞り凹部の一部を構成する金型面を有する第１分割金型と、前記深絞り凹部の残りの部分を構成する金型面を有する第２分割金型により構成されていることを特徴とするブロー成形金型。
2. 前記溶着部は、パリソンが押し潰されたコンプレッション部であることを特徴とする請求項１記載のブロー成形金型。
3. 前記第１分割金型は、前記第１金型と第２分割金型の型締め方向に対して、略直交方向に進退されることを特徴とする請求項１または２記載のブロー成形金型。
4. 前記第１分割金型は、前記第１金型と第２分割金型の型締め方向に対して、斜め方向に進退されることを特徴とする請求項１または２記載のブロー成形金型。
5. 請求項１記載のブロー成形金型を用い、
   前記第１金型と第２分割金型とを所定の型締め方向で次第に接近させるととも、第１分割金型を第１金型及び第２分割金型へ接近させながらエアブローを行い、
   これら第１金型、第１分割金型、及び第２分割金型の型締めを行うことを特徴とするブロー成形方法。
6. 前記第１分割金型を、前記第１金型と第２分割金型の型締め方向に対して、略直交方向に進退させることを特徴とする請求項５記載のブロー成形方法。
7. 前記第１分割金型を、前記第１金型と第２分割金型の型締め方向に対して、斜め方向に進退させることを特徴とする請求項５記載のブロー成形方法。
8. 請求項５乃至７のいずれか１項記載のブロー成形方法によりブロー成形した後、
   前記深絞り形状部を深さ方向の中途位置で切断し、開口部を形成することを特徴とする成形品の製造方法。
9. 溶着部に向かって斜めに切断することを特徴とする請求項８記載の成形品の製造方法。
10. 前記成形品がデフロスターダクトであることを特徴とする請求項８または９記載の成形品の製造方法。

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