JPH01314116A - 一体発泡成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、発泡性合成樹脂素材と各種インサート類と
を一体成形する一体発泡成形装置に関するものである。

従来の技術 自動車用のシートや内装部品等のように、発泡性合成樹
脂素材とインサート類とを一体に発泡成形する従来の一
体発泡成形装置としては、例えば、実開昭６０−３００
８号公報に示されるように、成形品の形状を賦形する型
部分と、芯材等のインサート類を予めセットした上型を
、所定の軌跡に沿って移動させる機構部分とから構成さ
れているのが一般的である。すなわち、上型を、型閉じ
位置から型開きしてインサートを取付ける位置まで、下
型と干渉させずに移動させるために、垂直に移動させる
リンク機構を上型に取付けるとともに、この上型を移動
可能に支持するフレームを下型にビン連結して回転させ
る構造になっている。

発明が解決しようとする課題 しかし、前記した従来の一体発泡成形装置の場合には、
上型を開閉させる機構部分として、リンク機構等を直接
に上型に設けているため、ｔｉ＠部分と形状を賦形する
型部分とを分離することが構造上困難であった。また、
機構部分に駆動される上型を移動させることのできる範
囲が狭く、型開閉時に上型を移動できる軌跡も限定され
ていた。

したがって、成形品の形状や寸法等が変更されると、上
型を移動させる軌跡を変更させる必要が生じ、そのため
、形状や寸法等が変更される毎に、その成形品に応じた
軌跡を描いて上型が移動するように１ＦＮ４１１１部分
を作り直す必要があり、その結果、一体発泡成形型のコ
ストが高くつくとともに、変更の度に機構部分を作り直
すために余分な手間がかかり、リードタイムが長くなる
という不都合があった。

また第５図に示すように、インサート１を装着する上型
２を、下型３に対してヒンジ４で回転可能に取付けた従
来の一体発泡成形装置の場合には、前記インサート１の
装着時および成形後の製品の脱型時に、作業者５は腰と
腕とを伸した無理な姿勢で装着作業あるいは脱型作業を
行なっており、作業の安全衛生上の問題から改善が望ま
れていた。

さらに、下型に表皮材をセットして一体発泡成形する場
合には、従来の一体発泡成形装置のように、上型の型閉
じ方向が垂直か円弧状かのいずれかに限定されていると
、型閉じの途中で、上型あるいは上型に８１したインサ
ートが表皮材に接触し、表皮材にしわを生じさせる原因
ともなっていた。

この発明は上記した技術的音頭の下になされたもので、
型閉じの軌跡を任意に設定でき、成形品の形状や寸法等
に変更があった場合に、ｎ横部分を作り直すことなく容
易に対処できるとともに、作業者が楽な姿勢で作業を行
なうことのできる一体発泡成形装置の提供を課題として
いる。

課題を解決するための手段 上記課題を達成するための手段としてこの発明は、イン
サート成形品を装着した上型を、発泡成形素材を注入し
た下型に衝合させて一体成形する一体発泡成形装置にお
いて、前記下型に取付けたベースと、このベースに垂直
方向に昇降駆動可能−に設けられた一対の水平梁と、こ
れら両水平梁にそれぞれ水平方向へスライド駆動可能に
設けられた一対の摺動ブロックと、前記上型を下面側に
取付けるとともにその両側を前記両着動ブロックに回転
駆動可能に支持されたダイプレートとを有することを特
徴としている。

作　　　用 上記のように構成することにより、摺動ブロックを固定
した状態で水平梁を昇降駆動すれば、摺動ブロックにダ
イプレートを介して支持された上型は、垂直な方向に上
昇または下降する。また、前記摺動ブロックを水平方向
にスライド駆動させながら水平梁を昇降駆動することに
よりダイプレートに支持された上型は、斜め下方または
斜め上方に移動する。したがって、型閉じ時や型開き時
には、成形品の形状に応じた方向に合せて、前記水平梁
および摺動ブロックをそれぞれ駆動して、所定の軌跡を
描いて上型が斜め下方または斜め上方へ移動するように
設定する。

また、インサート類の装着時には、水平梁を上昇させか
つ摺動ブロックを作業者の手元近くまで移動させるとと
もに、ダイプレートを手前側に所定角度回転させて、上
型の型面を作業者方向に向けて装着作業を行なう。

実施例 以下、この発明の一実施例をｆｊ１４１図と第２図およ
び第３図を参照して説明する。

一体発泡成形装置１１は、水平なベース部１２ａの両側
に垂直な側壁１２ｂ、１２ｂを備えたベース枠１２と、
下端を前記ベース部１２ａに、上端を前記側壁１２ｂの
上部にそれぞれ固定して各側壁１２ｂの内側に沿うとと
もに、互いに離隔させて２本ずつ垂直に設けられた昇降
ガイドレール１３とを備えている。また、両側の前記昇
降ガイドレール１３．１３には、水平梁１４がその両端
側を摺動可能に係合させ、垂直方向にガイドされて昇降
可能に配設されており、両水平梁１４，１４は、それぞ
れのほぼ中央に垂直に設けられたポール雌ねじ１５に、
前記ベース部１２ａと側壁１２ｂの上部とに上下の端部
をそれぞれ回動可能に軸受けされて垂直に設けられたポ
ールねじ軸１６゜１６が螺合するとともに、このボール
ねじ軸１６゜１６は、前記各側型１２ｂの上部に固設さ
れた正逆回転可能な昇降サーボモータ１７の回転軸に運
結されている。さらに、各水平梁１４の上部両側には、
先端にカウンターバランサ１８をそれぞれ取付けたチェ
ーン１８ａ、１８ａの各基端が接続されており、各カウ
ンターバランサ１８は、各側壁１２ｂの上端にそれぞれ
回転自在に設けられたスプロケット１９．１９に前記各
チェーン１８ａを巻き掛けて、各側壁１２ｂの外側に昇
降可能に吊り下げられている。

そして、前記昇降サーボモータ１７．１７をそれぞれ正
回転方向に作動させるとボールねじ軸１６．１６が回転
し、両水平梁１４．１４が駆動されて上昇し、また逆回
転方向に作動させると両水平梁１４．１４が駆動されて
下降するようになっている。

また、前記水平１１４．１４の互いに対向する面には、
摺動ブロック２０．２０が各水平梁１４のガイド溝１４
ａに係合し、このガイド溝１４８にガイドされて水平方
向へスライド可能に取付けられている。また各摺動ブロ
ック２０には、ボール酸ねじ２１が水平に設けられてお
り、このボール酸ねじ２１には、各水平梁１４の両端に
回動可能に軸受けされて水平に設けられたボールねじ軸
２２が螺合するとともに、各ボールねじ軸２２の一端は
、水平梁１４の一端側に固設された正逆回転可能な水平
移動サーボモータ２３の回転軸に連結されている。

そして、前記水平移動サーボモータ２３．２３をそれぞ
れ正回転方向に作動させると、ボールねじ軸２２．２２
が回転し、両摺動ブロック２０゜２０が駆動されて前進
（第３図において上方へ移動）し、また逆回転方向に作
動させると両摺動ブロック２０．２０が後退するように
なっている。

さらに、前記両摺動ブロック２０．２０には、一対のウ
オームホイール２４．２４が、それぞれの回転軸を水平
にして回動可能にかつ互いに対向するように設けられて
おり、各ウオームホイール２４には、各摺動ブロック２
０に端部を回動自在に軸受けして水平に設けられたウオ
ーム２５が噛合し、さらに、各ウオーム２５の一端には
、各摺動ブロック２０に固設した正逆回転可能な回動サ
ーボモータ２６の回転軸が連結されている。また、対向
配置された前記両ウオームホイール２４，２４の互いに
対向する側面には、ダイプレート２７が、その両側部を
下面側の上型取付は面２７ａがウオームホイール２４．
２４の回転中心１１Ｌから所定ＩＧだけオフセットした
状態でそれぞれボルト止めして取付けられている。さら
に、ダイプレート２７の前記上型取付は面２７ａには、
上型２８が周縁部を複数のダイクランパ２９によってク
ランプされて着脱可能に取付けられている。また前記上
型２８の下方の前記ベース部１２ａ上には、下型３０が
周縁部を複数のダイクランパ３１にクランプされて前記
上型２８と対応する位置に着脱可能に固定されている。

そして、前記昇降サーボモータ１７．１７によりボール
ねじ軸１６．１６を作動させて、水平梁１４．１４およ
び活動ブロック２０．２０と共にダイプレート２７を上
昇させた状態で、前記各回動サーボモータ２６を作動さ
せることにより、ダイプレート２７が各ウオーム２５お
よびウオームホイール２４を介して駆動され、回動する
ようになっている。

また、前記両昇降サーボモータ１７．１７は、単一のス
イッチを操作することにより同時にＯＮ・ＯＦＦされる
とともに、図示しないエンコーダからの位置信号を図示
しないコントローラで制御して、フィードバック補正に
よって常に両水平梁１４．１４の位置が等しくなるよう
にしているので、ダイプレート２７は水平状態を保った
まま昇降する。また、前記両水平移動サーボモータ２３
゜２３および両回動サーボモータ２６．２６も同様に、
それぞれ単一のスイッチで同時に０Ｎ−ＯＦＦ操作され
るようになっている。また、前記下型３０に対する上型
２８の型閉じ方向および型開き方向が、垂直に対して傾
いた方向となる場合には、その傾きに応じて前記両昇降
サーボモータ１７と一両水平移動サーボモータ２３とを
適切な回転比率で同時に作動させ、前記上型２８が垂直
に対して傾いた所定の軌跡を描いて移動して、型閉じ動
作あるいは型開き動作を行なうようにコントローラ（図
示せず）によって制御される。そして、成形を行なう際
には、上型２８と下型３０の大きさおよび形状や、イン
サートＸの装着あるいは成形品の脱型等の手作業を行な
う作業位置の条件に合せ、前記上型２８の移動距離と移
動速度および回転角度に応じて前記昇降サーボモータ１
７．１７、水平移動サーボモータ２３．２３および回動
サーボモータ２６．２６の各制御プログラムを作成し、
予めコントローラにインプットしておく。

また、前記カウンターバランサ１８．１８は、ダイプレ
ート２７に上型２８を取付けた状態で釣合うようになっ
ており、昇降サーボモータ１７゜１７によるダイプレー
ト２７の昇降に要する駆動力を軽減するようになってい
る。また前記ダイプレート２７は上型取付は面２７ａを
回転中心線りから所定ＩＧだけオフセットさせて、上型
２８を取付けた状態における重心が前記回転中心線り上
となるようにして、回動サーボモータ２６．２６による
ダイプレート２７の回動に要する駆動力を軽減するよう
になっている。

なお、第２図中の参照符号３２．３２は、ウオームホイ
ール２４に形成された、ダイプレート２７の取付は用ボ
ルト孔である。また第１図は、上型２８と下型３０との
間に形成されるキャビティ内に、上型２８側のインサー
トＸと、下型３０側の表皮材Ｙと、この両者間の発泡樹
１１１ｆ層２とが一体発泡成形された状態を示している
。

次に、上記のように構成されるこの実施例の一体発泡成
形装置１１の作用を説明する。

一体発泡成形装置１１への前記上型２８および下型３０
の取付けは、先ず、昇降サーボモータ１　　−７．１７
を作動させてボールねじ軸１６．１６を介して水平梁１
４．１４を上昇させるとともに、水平移動サーボモータ
２３．２３を作動させて各ボールねじ軸２２を介して摺
動ブロック２０．２０を水平移動させてダイプレート２
７を所定の位置に移動させた後、互いに衝合させた上型
２８と下型３０とを、前記ダイプレート２７とベース部
１２ａ間に搬入して所定の位置に位置決めする。

次に、水平移動サーボモータ２３．２３を作動させて、
ダイプレート２７を中央の所定の位置まで後退させた後
、前記昇降サーボモータ１７．１７を逆回転方向に作動
させてダイプレート２７を下降させると、ダイプレート
２７に設けられた複数のダイクランパ２９が上型２８の
周縁部とそれぞれ係合して上型２８がダイプレート２７
の下面に固定されるとともに、下型３０の周縁部に複数
のダイクランパ３１がそれぞれ係合して、この下型３０
がベース部１２ａ上に固定されて、上型２８および下型
３０の取付けが完了する。

また、上型２８および下型３０の取外しは、前記ダイプ
レート２７を下降させて上型２８が下型３０上に重ねら
れた状態で、先ず、上型２８を固定している各ダイクラ
ンパ２９のクランプを解除し、次に、昇降サーボモータ
１７．１７を作動させて各水平梁１４と各唐動ブロック
２０と共にダイプレート２７を上昇させ、次に下型３０
を固定している各ダイクランパ３１のクランプを解除し
た後、下型３０および上型２Ｂをベース部１２ａとダイ
プレート２７との間から搬出して取外しが完了する。

また第４図は、本実施例の＠置を用いて行なった場合の
一体発泡成形の各工程を順に示すもので、以下、各工程
を第４図（イ）〜（へ）に基づいて説明する。なお、上
型２８の型閉じ方向は、垂直に対して角度θだけ傾いて
いるものとする。

先ず、両昇降サーボモータ１７を作動させてダイプレー
ト２７を所定の高さまで上昇させた後、両回動サーボモ
ータ２６によりダイプレート２７を９０度回転させて垂
直な姿勢にし、さらに両水平移動サーボモータ２３を作
動させてダイプレート２７およびその下面に取付けられ
た上型２８を下型３０の上方が空間となる位置まで水平
移動させる。そして、表皮材Ｙを下型３０に密着するよ
うに装着した後、前記両水平移動サーボモータ２３によ
りダイプレート２７および上型２８を作業者Ｈの前面に
移動させる。これに呼応して発泡樹脂材Ｗの注入ヘッド
Ｖが前記下型３０の上方へ移動し、表皮材Ｙが装着され
た前記下型３０内への発泡樹脂材Ｗの注入が行なわれる
。この発泡樹脂材Ｗの注入が行なわれている間に、作業
＠Ｈは芯材等のインサートＸを上型２８の所定の位置に
装着する。このとき、上型２８が作業者Ｈの前面の接近
した位置にあるため、楽な作業姿勢でインサートＸを上
型２８に装着することができる（第４図（イ）を参照）
。

作業者ＨによるインサートＸの装着が終了するとともに
所定量の発泡樹脂材Ｗの注入が終了し、前記注入ヘッド
■が下型３０の上方から待機位置へ退くと、前記両水平
移動サーボモータ２３が作動し、ダイプレート２７を矢
印六方向に駆動して下型３０の上方まで移動させる。こ
のとき、水平移動する前記ダイプレート２７は、その下
面に取付けられた上型２８の型閉じ方向上方の位置（こ
の場合は、第４図（ロ）において下型３０の真上より若
干左側にずれた位置）まで移動した後、前記回動サーボ
モータ２６が作動して垂直な姿勢のダイプレート２７を
矢印Ｂ方向に９０度回転して水平な姿勢に戻す（第４図
（ロ）を参照）。

前記ダイプレート２７が、下型３０の上方の所定の位置
において水平に戻ると、前記両稈降サーボモータ１７．
１７が作動してダイプレート２７を下降させる同時に、
両水平移動サーボモータ２３．２３を、前記両屏降サー
ボモータ１７．１７の回転に対して一定の回転比率で作
動させて、ダイプレート２７を移動させる。その結果、
前記ダイプレート２７は、垂直に対して角度θだけ傾い
た軌跡を描いて下降し、その下面に取付けられた前記上
型２８は、垂直に対して角度θだけ傾いた所定の型閉じ
方向（矢印Ｃ方向）から接近して下型３０に衝合する（
第４図（ハ）を参照）。

そして、上型２８と下型３０とが照合すると、加熱等に
より型内の発泡樹脂材Ｗが発泡して型内に充満し、イン
サートＸと表皮材Ｙとの間に発泡樹脂層２が形成されて
、インサートｘと表皮材Ｙと発泡樹脂層Ｚが一体成形さ
れる（第４図（ニ）を参照）。

発泡樹脂層２が架橋されて一体発泡成形が完了すると、
前記両袢降サーボモータ１７．１７と共に水平移動サー
ボモータ２３．２３がそれぞれ作動じて、上型２８は、
垂直に対して角度θだけ傾いた型開き方向（矢印り方向
）に斜め上方へ移動して型開きし、所定の高さまで上昇
する（第４図（ホ）を参照）。このとき、成形された一
体発泡成形品は、上型２８側に付着して下型３０から脱
型される。

上型２８を取付けたダイプレート２７が所定の高さまで
上昇すると、次に水平移動サーボモータ２３．２３のみ
が作動し、このダイプレート２７が矢印Ｅ方向に水平に
駆動されて作業者Ｈの手元近くまで移動した後、回動サ
ーボモータ２６．２６が作動してダイプレート２７を矢
印Ｆ方向に９０度回動させ、上型２８に付着して脱型さ
れた一体発泡成形品を作業者Ｈの前面まで移動させる。

したがって、作業者Ｈは、前方の接近した位置にある一
体発泡成形品を、楽な作業姿勢で上型２８から取外すこ
とができる（第４図（へ）を参照）。

なお、この実施例においては、型閉じ時および型開き時
に、上型２８が垂直に対して角度θだけ傾いた直線の軌
跡で移動する場合について説明したが、他に上型を垂直
な軌跡で移動させる場合は勿論、曲線の軌跡あるいは屈
曲した軌跡等の複雑な移動をさせる必要がある場合にも
適用することができる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の一体発泡成形装置は、下型
に取付けたベースと、このベースに垂直方向に昇降駆動
可能に設けられた一対の水平梁と、これら両水平梁にそ
れぞれ水平方向へスライド駆動可能に設けられた一対の
摺動ブロックと、上型を下面側に取付けるとともにその
両側を前記両摺動ブロックに回転駆動可能に支持された
ダイプレートとを有する構成とし、型の開閉時における
上型の移動軌跡を任意に設定できるようにしたので、成
形品の形状、寸法の変更に対して、は横部分の改造や変
更を必要とせず、賦形する型部分の交換のみで対処でき
るため、型費用を大幅に削減でき、製品のコストダウン
が図れるとともに、インサート一体発泡成形型製作のリ
ードタイムを大幅に短縮することができる。

また、上型の移動軌跡を任意に設定できるので、上型を
ヒンジで回動可能に設けるか、上型を垂直方向のみに胃
降可能に設けた従来の一体発泡成形装置の場合のように
、上型等が型閉じ途中で表皮材と接触してしわを生じさ
せたり、型開き時に成形品が脱型しにくい等の不都合の
発生を防止することができる。さらに、上型を作業者に
接近した位置に移動できるので、インサート成形品のセ
ットや成形品の取外し作業を楽な作業姿勢で行なうこと
ができ、自動車のインスツルメントパネルの大型化に伴
って大型化した一体発泡成形品の脱型も容易に行うこと
ができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一体発泡成形装置の一
実施例を示すもので、第１図は断面正面図、第２図は型
およびダイプレートを外した状態を示す斜視図、第３図
は第１図の一部省略平面図、第４図は各成形工程を順に
示す説明図、第５図は従来の一体発泡成形装置の一例を
示す概略説明図である。 １１・・・一体発泡成形装置、　１２ａ・・・ベース部
、１３・・・昇降ガイドレール、　１４・・・水平梁、
　１４ａ・・・ガイド溝、　１５・・・ボール雌ねじ、
　１６・・・ボールねじ軸、　１７・・・昇降サーボモ
ータ、１８・・・カウンターバランサ、　２ｏ・・・摺
動ブロック、　２１・・・ボール雌ねじ、　２２・・・
ボールねじ軸、　２３・・・水平移動サーボモータ、　
２４・・・ウオームホイール、　２５・・・ウオーム、
　２６・・・回動サーボモータ、　２７・・・ダイプレ
ート、　２７ａ・・・上型取付は面、　２８・・・上型
、　２９・・・ダイクランパ、　３０・・・下型、　３
１・・・ダイクランパ、Ｇ・・・オフセット吊、　Ｈ・
・・作業者、　Ｗ・・・発泡樹脂材、　Ｘ・・・インサ
ート、　Ｙ・・・表皮材、　２・・・発泡樹脂層。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　　賢　１）武久 （ほか１名） 第３図 第５図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インサート成形品を装着した上型を、発泡成形素材を注
   入した下型に衝合させて一体成形する一体発泡成形装置
   において、前記下型に取付けたベースと、このベースに
   垂直方向に昇降駆動可能に設けられた一対の水平梁と、
   これら両水平梁にそれぞれ水平方向へスライド駆動可能
   に設けられた一対の摺動ブロックと、前記上型を下面側
   に取付けるとともにその両側を前記両摺動ブロックに回
   転駆動可能に支持されたダイプレートとを有することを
   特徴とする一体発泡成形装置。