JPH04446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はインストルメントパネルパツドを初め
とする各自動車内装品の表皮を製造するスラツシ
ユ成形用金型の加熱冷却方法およびその装置に関
する。 自動車のインストルメントパネルパツドの表皮
等のスラツシユ成形法は、プラスチゾルあるいは
粉末材料を型に注入、充填し予め金型に施した余
熱を利用し、又は材料の充填後の金型を加熱し、
金型表面に接したゾル状の材料をゲル化しあるい
は粉末材料を半溶融させて金型表面に付着させ、
その後金型内に末ゲル化状態にて残る充填材料を
金型内より排出し、更に金型を加熱して前記金型
に付着した材料を完全にフエーズさせた後、金型
を冷却し、次いで得られた薄肉状の表皮体を脱型
する工程が広く採用されている。 上記、従来のスラツシユ成形用において使用さ
れる金型１の背面には、第１図にて加熱、冷却用
の配管概略図を示すように、加熱オイルと冷却オ
イルを流通させるためのパイルが配管されてお
り、金型の背面部に配管したパイプは金型の温度
を調節するためもので、この配管部にはホツトオ
イルを金型部に導入し、又金型部よりホツトオイ
ルを導出する加熱路２とコールドオイルを金型部
に導入し、又金型部よりコールドオイルを導出す
る冷却路３であつて、各回路にはそれぞれオイル
貯蔵タンク４，４とポンプ５，５が、そしてバル
ブV₁，V₂，V₃，V₄、およびV₅，V₆，V₇，V₈が
設けられている。今、金型１を予熱する工程では
バルブV₅，V₆，V₇，V₈のみを開けてホツトオイ
ルが加熱路２を循環し、金型１を加熱し、その後
金型１に投入した材料をゲル化する工程ではすべ
てのバルブを閉じる。それに続くフユーズする工
程では再度バルブV₅，V₆，V₇，V₈のみを開けて
ホツトオイルを循環させて、金型温度を上昇さ
せ、最後に金型を冷却する工程ではバルブV₁，
V₂，V₃，V₄のみを開いてコールドオイルを冷却
路３へ導入し循環させている。 このサイクルにおいて、加熱から冷却及び冷却
から加熱へのそれぞれの切換えの時、金型部の流
体供給パイプ、および配管中のコールドオイルの
残留分がホツトオイルタンクへ、あるいはホツト
オイルがコールドオイルヘクロスオーバーするの
で、ホツトオイルには余分の加熱を要し、又コー
ルドオイルには、余分の冷却を要する等の弊害が
あつた。 この金型部の流体供給用として同一パイプを使
つて、加熱、冷却を行なうことに起因するクロス
オーバーによる熱損失をなるべく少なくする為
に、次のような改善策が実施された。例えば、コ
ールドオイルが金型部へ供給される時には、金型
部の流体供給パイプ、配管中のホツトオイルの残
留分がコールドオイルタンクヘクロスオーバーし
ない様に、先ず、コールドオイルの供給によつ
て、パイプ、配管中のホツトオイルの残留分をホ
ツトオイルタンクへ追い出し、その後、下記の様
に、コールドオイルの循環を行なう方式を採用し
た。 即ち、まずバルブV₅，V₆を閉じ、バルブV₁，
V₂を開く。その後リレー操作によつて、僅かな
時間差をもつてバルブV₇，V₈を瞬時開いた後、
同バルブを閉じ、バルブV₃，V₄を開く。このバ
ルブ操作方法を採用することにより、オイルの混
入およびこれに伴う熱損はかなり改善はされたが
依然として下記のとおり問題点が残つた。即ち (1) 各モールド毎に、配管、パルプ容積が異なる
為に、厳密な各バルブ開閉操作用のタイミング
が取りづらく、依然として熱損失を招いてい
る。 (2) 配管、パイプ中での、ホツトオイルとコール
ドオイル相互のミキシング問題が、避けがたく
依然として熱損失をまねいている。 以上のように従来の方法にあつては、加熱から
冷却又は冷却から加熱への切換え時における低温
流体が加熱回路へ流れ込み高温流体の温度低下を
まねき、フユーズタイム（融解時間）の延長を余
儀なくされていたが本発明は金型背面部に配管さ
れた熱、冷流体共用の流体供給路を中心とする加
熱および冷却各流体の交互流入に先立つて、残留
各流体と温度および圧力を略等しく制御されたガ
ス体をもつて、残留流体を背後より追い出し状に
排出し、爾後に要求される温度、圧力を制御され
た流体を供給するもので、これにより、加熱及び
冷却用流体の混合および熱交換に伴う熱損を極力
除去せしめ成形作業の迅速効率化を達成せしめる
ことができた。 つぎに上記スラツシユ成形用金型の加熱冷却方
法を具体的に実施せしめるための装置を図面を用
いながらより具体的に説明する。 この発明にて使用されるスラツシユ成形用金型
１０の一例は、第２図に示されるように、図中矢
印方向に回転および揺動可能な箱体１１に設置固
定されており、表皮体の必要成形相当部１２に位
置する金型の背面に銅製のパイプ１３が溶接配置
され、このパイプ１３部が金型の表皮体の必要成
形相当部の加熱あるいは冷却作業を促進せしめる
ための流体供給路１４を形作つている。この金型
背面側に接して配設された流体供給路１４はそれ
ぞれ独立して存在する加熱回路および冷却回路に
連結されている。 即ち、第３図は上記スラツシユ成形用金型１０
部の流体供給路に連結した加熱回路１５および冷
却回路１６の配管を示すもので、まず加熱回路１
５は貯蔵タンク１７に内蔵している加熱用熱媒
体、例えばホツトオイル１８をポンプ１９の作動
によつて金型１０部へ導入、金型１０部より導出
して上記タンク１７へもどす図中矢印方向の循環
回路を形成しており、金型１０の入口側で主パイ
プ２０は２本に分枝して金型１０の必要成形相当
部背面側に設置された、２本をもつて１組とな
し、金型への熱処理の高率化を図つてなる流体供
給路１４へ連結している。主パイプ２０から別れ
た分岐パイプ２１，２１の金型入口側にはそれぞ
れ熱媒体インバルブ２２，２３が取り付けられ、
また金型出口側に配管されている分岐パイプ２
１，２１にもそれぞれ熱媒体アウトバルブ２４，
２５が設けられ、加熱流体の金型１０部への流入
出の制御を行なつている。また、貯蔵タンク１７
の上方部分には分岐パイプ２１，２１あるいは金
型の流体供給路１４に残留している加熱用熱媒体
を該部より追い出すための熱媒体の酸化を防止す
るに適したガス、例えば窒素ガス等のガス４１が
内在している。このガス４１は貯蔵タンク１７と
分岐パイプ２１，２１部の熱媒体インバルブ２
２，２３より金型１０寄りのパイプ部間を連結
し、かつその中間部にコンプレツサー２７および
ガスインバルブ２８を設けたガスパイプ２６をも
つて、前記コンプレツサー２７を作動せしめるこ
とにより金型１０部に配管された流体供給路１４
へと送り込まれる。 一方、冷却回路１６も上記加熱回路１５と同様
の配管を有しており、貯蔵タンク２９に内蔵した
冷却用熱媒体、例えばコールドオイル３２をポン
プ３０によつて主パイプ３１中を流動させ、主パ
イプ３１から別れた分岐パイプ３３，３３から金
型１０の流体供給路１４へ、又さらに貯蔵タンク
２９へもどす循環回路から構成されており、分岐
パイプ３３，３３の金型１０の入口側にはそれぞ
れ熱媒体インバルブ３４，３５が、又金型１０の
出口側には熱媒体アウトバルブ３６，３７がそれ
ぞれ付設されている。また、貯蔵タンク２９内に
も残留熱媒体を該タンク２９へもどすためのガス
４１が内在しており、１本のガスパイプ３８が貯
蔵タンク２９と分岐パイプ３３部の熱媒体インバ
ルブ３４，３５より金型１０寄りのパイプ部を連
結し、かつガスパイプ３８の中間部にはコンプレ
ツサー３９およびガスインバルブ４０を設け、貯
蔵タンク２９内のガス、例えば窒素ガス４１はコ
ンプレツサー３９を作動せしめることにより金型
１０部に配管された流体供給路１４へと送り込ま
れる。 従つて、両貯蔵タンク１７，２９に内蔵され、
かつ先行熱媒体と略同圧力、同温度に制御された
ガス４１，４１はコンプレツサー２７，３９の作
動により、金型１０の流体供給路１４を中心に分
岐パイプ２１，２１，３３，３３の一部に残留す
る熱媒体１８，３２を後押しする形にてそれぞれ
の熱媒体およびガス体が共用する貯蔵タンク１
７，２９へと還流させるので、加熱用熱媒体と冷
却用熱媒体の混合は少なく、また熱媒体とガスの
体積バランスは保持される。 尚、熱媒体中へのガスの混入（バブリング）が
問題視される折には、第４図に示されるガス抜き
装置４２を例えばタンク１７，２９の上に取り付
けることも可能である。上記ガス抜き装置４２は
その内部に交互にその傾斜方向を異なる複数枚の
仕切板４３を上下方向にジグザグ状に配し、各仕
切板上をガスを混入した流体を流下せしめ、下端
縁４４は常時下位の仕切板４３の上端縁４５より
内方寄りに位置せしめ、パイプ２０又は３１を介
して還流してきた熱媒体とガスの混合物をこの上
方の仕切板４３から順次下位の仕切板４３へと虻
行流下させ、この過程でガス抜きを行なつた熱媒
体は貯蔵タンク１７，２９へとパイプ４６を介し
て、戻される。 一方、熱媒体より分離し、抜きとられたガスは
連結パイプ４７によつてガス抜き装置４２から貯
蔵タンク１７へ戻されるが、この折ガス抜き装置
４２と該タンク１７内は常に同圧力になつてい
る。 尚、以上記述した本装置の一部を構成する各バ
ルブはソレノイド作動式弁であり、その開閉は自
動的に行なわれる。 次に表皮の成形工程について、その成形時間と
金型温度の関係を第５図に開示したグラフを参照
しつつ説明するに、 (1) 金型予熱工程にあつては、金型内にプラスチ
ゾルあるいはドライ・ゾル粉末を投入し、金型
を約150℃まで加熱する。 (2) ゲル化工程にあつては、前記投入材料をゲル
化して、金型表面に薄膜を付着させ、更に余分
な材料を放出する。必要あれば、再度金型内に
新たに材料を投入して膜層を厚くする。この折
の金型温度は約150℃前後。 (3) フユーズ工程にあつては、金型の表面に形成
した膜層を溶融一体化する。この折の金型温度
は約230℃前後。 (4) 冷却工程にあつては、金型を約60℃まで冷却
して、表皮を金型より取り出す。 上記各工程を含めた工程とバルブの開閉状態の
詳細は下記表に示すとおりである。

【表】 ×印：バルブの閉を示す
この発明にあつては供給路に残留する加熱およ
び冷却用媒体を排出するために、その背部より送
り込まれるそれぞれのガス体を、残留熱媒体と略
同温、同圧に制御することにより還流する加熱お
よび冷却用熱媒体はガス体との接触により、熱損
をうけることなく、さらに加熱用および冷却用媒
体は相互に接触混合することがないので、両媒体
相互の熱損が解消され、両媒体の効率的な再生利
用が実現できる。 さらに、このことは加熱用媒体の温度低下が解
消されるため、フエーズ工程の時間延長がなくな
り、生産性の向上に直結する結果となる。 また、この加熱および冷却用媒体とこれら各媒
体を後押しするそれぞれの排出用ガス体を単一の
共用貯蔵タンクに収容することにより、特別な装
置を併設せしめることなく、極めて簡易に各媒体
と各ガス体をして略同温、同圧に制御でき、両者
の熱損の発生を、この面でも効果的に抑制し、加
熱および冷却エネルギーの有効利用が確立されて
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金型加熱、冷却用の配管概略
図、第２図はスラツシユ成形用金型の一例を示す
切断面図、第３図は本発明に係るスラツシユ成形
用金型の加熱冷却装置の配管を中心とした概略
図、第４図は本発明装置実施時、タンクに取付け
られるガス抜き装置の中央縦断面図、第５図は本
発明実施における成形時間と金型温度の関係を示
すグラフである。 図中、１０は金型、１２は表皮体の必要成形相
当部、１４は流体供給路、１５は加熱回路、１６
は冷却回路、１７，２９は貯蔵タンク、１８は加
熱用媒体、１９，３０はポンプ、２０，３１は主
パイプ、２１，２１，３３，３３は分岐パイプ、
２２，２３，３４，３５は熱媒体インバルブ、２
４，２５，３６，３７は熱媒体アウトバルブ、２
６，３８はガスパイプ、２７，３９はコンプレツ
サー、４２はガス抜き装置、４３は仕切板を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金型の背面部にあつて必要成形相当部分に流
   体供給路を配し、該供給路を共有して連結する、
   独立した加熱流体回路および冷却流体回路をもつ
   て、加熱及び冷却用流体を前記供給路に送り込む
   に際し、前記供給路を中心とする残留流体の背部
   より残留流体と略同一の温度および圧力に制御さ
   れたガス体を圧入し、残留流体排出後、要求され
   る温度に制御された流体を該供給路に送り込むこ
   とを特徴とするスラツシユ成形用金型の加熱冷却
   方法。 ２ 金型の背面部にあつて必要成形相当部分に流
   体供給路を形成し、該供給路に加熱流体回路およ
   び冷却流体回路をそれぞれ連結配管したスラツシ
   ユ成形用金型の加熱冷却装置において、上記両流
   体回路中にはそれぞれ略同温、同圧に調整された
   熱媒体とガス体を貯えた共用貯蔵タンクを配する
   と共に、金型背面の熱流体供給路に、加熱用媒
   体、加熱ガス体をついで冷却用媒体、冷却ガス体
   を交互に供給する分配制御機構を加熱流体回路お
   よび冷却流体回路中にそれぞれ設けたことを特徴
   とするスラツシユ成形用金型の加熱冷却装置。 ３ 金型の背面部にあつて必要成形相当部分に流
   体供給路を形成し、該供給路に加熱流体回路およ
   び冷却流体回路を連結配管したスラツシユ成形用
   金型の加熱冷却装置において、上記両流体回路中
   にはそれぞれ略同温、同圧に調整された熱媒体と
   ガス体を貯えた共用貯蔵タンクを配し、金型背面
   の熱流体供給路に、加熱用媒体、加熱ガス体をつ
   いで冷却用媒体、冷却ガス体を交互に供給する分
   配制御機構を加熱流体回路および冷却流体回路中
   にそれぞれ設けると共に、各貯蔵タンクには内部
   に交互にその傾斜方向を異にする複数枚の仕切板
   を上下方向ジグザグ状に配してなるガス抜き装置
   を併設せしめたスラツシユ成形用金型の加熱冷却
   装置。