JPH10249862A - 加熱機構を備えた成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工の容易なアルミニウム等の非磁性低抵抗
体を成形型の素材として用い、しかも誘導コイルにより
加熱することを可能とする。 【解決手段】 互いに接近離隔して合成樹脂等の成形を
行う第１成形型１０及び第２成形型２０の少なくともい
ずれか一方の素材をアルミニウム鋳物等の非磁性低抵抗
体とする。この非磁性低抵抗体よりなる成形型の裏側か
らその成形面１０ａに接近させて鉄等の強磁性高抵抗体
を素材とするブロック１５を密着固定し、このブロック
１５を加熱する誘導加熱コイル１６を設ける。誘導加熱
コイルを作動させれば強磁性高抵抗体のブロックが誘導
加熱され、成形型のこれに密着された付近もブロックか
らの熱伝導により加熱される。ブロックは板状としその
一方の面を成形面とほゞ平行に成形型の裏側に固定し、
このブロックの反対側の面に誘導加熱コイルを固定する
のがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂等の成形
加工の際に成形物を加熱するための加熱機構を備えた成
形型の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】スタンピング成形、射出成形、スラッシ
ュ成形、ブロー成形等の合成樹脂の成形装置において
は、所望の成形を行うために成形型に加熱機構を設けた
ものがある。例えば図４及び図５は、基材５を表皮層７
と発泡層８よりなる複合層６で覆った積層体をスタンピ
ング成形により製造する場合の成形装置の１例を示し、
下型１及び上型３には、加熱及び冷却のための熱媒体
（例えば熱水及び冷水）を通すための温調配管２，４が
設けられている。先ず図４に示すように、下型１の上面
１ａ上に基材５をセットし、供給ダイス９からシート状
に押し出した表側溶融樹脂層７ｍと発泡剤を混入した内
側溶融樹脂層８ｍからなる溶融樹脂積層体６ｍで基材５
の上面を覆い、表側溶融樹脂層７ｍとの間に多少の隙間
が空くように上型３を接近させて停止する。そして各温
調配管２，４に熱水等の加熱媒体を通して両型１，３を
加熱し、図５に示すように内側溶融樹脂層８ｍを発泡さ
せて溶融樹脂積層体６ｍを基材５と上型３の間に充填さ
せ、温調配管２，４に冷水等の冷却媒体を通し溶融樹脂
積層体６ｍを冷却硬化した複合層６としてから上型３を
上昇させて、基材５が複合層６で覆われた積層体を取り
出すようにしている。また例えば特開昭６２−１２２０
８６号公報には、成形型を誘導コイルにより誘起された
渦電流のジュール熱により加熱する技術が記載されてお
り、その場合には成形型の素材として鉄あるいはニッケ
ルのような強磁性高抵抗体を用いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】複雑な形状の製品を成
形する成形型の素材としては、加工が容易なアルミニウ
ム、特にアルミニウム鋳物が適している。また前述した
ような発泡層を有する積層体の製造において部分的に発
泡倍率を高くするためには、成形型のその部分を他の部
分より速くかつ強く加熱し高温にして発泡を促進する必
要があり、その場合には誘導コイルによる加熱が適して
いる。しかしながら、成形型の素材としてアルミニウム
を使用した場合には、アルミニウムは非磁性（本明細書
では強磁性体以外のものを非磁性体という）低抵抗体で
あるので誘導コイルにより加熱することが困難であると
いう問題がある。

【０００４】本発明は加工の容易なアルミニウム等の非
磁性低抵抗体を成形型の素材として用い、しかも誘導コ
イルにより加熱することを可能としてこのような問題を
解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による加熱機構を
備えた成形装置は、互いに対向する面に成形面が形成さ
れた１対の成形型を有し、この両成形型を互いに接近離
隔させて前記両成形面により合成樹脂等の成形を行う成
形装置に関するものであり、両成形型の少なくともいず
れか一方の素材を非磁性低抵抗体とし、この非磁性低抵
抗体よりなる成形型の裏側からその成形面に接近させて
強磁性高抵抗体を素材とするブロックを密着固定し、こ
のブロックを加熱する誘導加熱コイルを設けたことを特
徴とするものである。誘導加熱コイルを作動させれば強
磁性高抵抗体のブロックが誘導加熱され、成形型のこれ
に密着された付近もブロックからの熱伝導により加熱さ
れる。

【０００６】強磁性高抵抗体からなるブロックは板状で
その一方の面が成形面とほゞ平行に非磁性低抵抗体から
なる成形型の裏側に固定され、このブロックの反対側の
面に誘導加熱コイルが固定されていることが好ましい。
このようにすれば、ブロックはほゞ均一に誘導加熱さ
れ、従って成形型のこれに密着された付近もブロックか
らの熱伝導によりほゞ均一に加熱される。

【０００７】成形型の素材である非磁性低抵抗体はアル
ミニウム鋳物とし、またブロックの素材である強磁性高
抵抗体は鉄とするのが望ましい。

【０００８】また非磁性低抵抗体よりなる成形型は、熱
水または冷水等の熱媒体を通す温調配管を更に備えたも
のとするのが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜図３により、本発明による
加熱機構を備えた成形装置を自動車のドアトリムの成形
装置に適用した場合の実施の形態の説明をする。本発明
により製造されるドアトリムは、成形完了状態を示す図
３に示されているように、予め成形された剛性のある基
材３０の表面を表皮層３２と発泡層３３よりなる複合層
３１により覆った積層体である。基材３０は通気性のあ
る多孔性のもので、木材を細かく砕いた繊維に結着剤と
して７パーセント程度のフェノール樹脂を混入して凹凸
のあるほゞ一定厚の板状にホットプレス成形したもので
ある。複合層３１は、表面側となる表皮層３２と基材３
０側となる発泡層３３を一体的に重ね合わせたものであ
り、ドアトリムの上半部（図において左半部）及びそれ
に続くアームレスト部は発泡層３３の厚さを大にすると
共に発泡倍率を高めて、他の部分よりも柔軟な感触が得
られるようにしている。この実施の形態に使用する成形
装置は、下部の固定側型支持部材（図示省略）に取り付
けられる第１成形型（下型）１０と、上部の可動側型支
持部材（図示省略）に取り付けられて第１成形型１０に
対し接近離隔可能な第２成形型（上型）２０とよりなる
もので、また複合層３１の素材である溶融樹脂積層体３
１ｍを押し出し供給する供給ダイス３５を備えている。
この両成形型１０，２０の互いに対向する面にはそれぞ
れ成形面１０ａ，２０ａが形成されている。

【００１０】図１〜図３に示すように、第１成形型１０
の上面には、前述のように予め成形された基材３０の裏
面を支持する第１成形面１０ａが形成され、その外周に
沿っては平面輪郭形状がドアトリムの輪郭形状と一致す
る外向き段部１０ｂが形成されている。この第１成形型
１０はアルミニウム鋳物等の非磁性低抵抗体（電気固有
抵抗値が10^-5Ω・cm 以下）を素材とするもので、第１成
形面１０ａの反対側となる裏側は大きく肉抜きがなさ
れ、複数のリブ１０ｃにより補強されている。第１成形
型１０内には、ステンレス鋼管等よりなる複数の温調配
管１３が第１成形面１０ａのすぐ内側に沿って鋳込まれ
ている。またドアトリムの上半部及びアームレスト部に
対応する一部の温調配管１３の間となる第１成形型１０
の部分は裏側からえぐられて、鉄、ニッケル、コバルト
等の強磁性高抵抗体（電気固有抵抗値が10^-5Ω・cm² 以
上）を素材とする厚板状の複数のブロック１５が密着し
て埋め込み固定されている。ブロック１５の一方の面は
第１成形型１０の第１成形面１０ａとほゞ平行に設けら
れ、各ブロック１５の反対側の面には誘導加熱コイル１
６が固定されている。誘導加熱コイル１６は渦巻状に巻
回した平板状のコイルを複数枚重ねて直列接続したもの
である。第１成形型１０は定盤１９を介して固定側型支
持部材に取り付けられている。

【００１１】同じく図１〜図３に示すように、第２成形
型２０は、ニッケル電鋳により成形されてドアトリムを
覆う複合層３１の表面を形成する第２成形面２０ａが下
面に形成された表面層２１と、これを上側から支持する
鉄板製のフレーム２２よりなり、フレーム２２を形成す
る外枠２２ａと複数の補強リブ２２ｂは表面層２１に溶
接固定されている。第２成形面２０ａの外周に沿って表
面層２１に形成された外向き段部２０ｂは、図２及び図
３に示すように両型１０，２０が最接近位置となった状
態では、僅かの隙間をおいて下型１０の外向き段部１０
ｂと嵌合可能である。ステンレス鋼管等よりなる複数の
温調配管２３は、フレーム２２を溶接する前に表面層２
１の裏面（上側）に沿って溶接固定され、またドアトリ
ムの上半部及びアームレスト部に対応する一部の温調配
管２３の間には、鉄等の強磁性高抵抗体を素材とする複
数の板状のブロック２５が表面層２１の裏面に密着固定
されている。図示のように、一部のブロック２５は表面
層２１の裏面に密着させるために屈曲されている。フレ
ーム２２と温調配管２３とブロック２５の間となる表面
層２１の裏面は、アルミニウム粉末を混入したエポキシ
樹脂からなるバッキング２４により裏打ち補強されてい
る。各ブロック２５の上面に固定された誘導加熱コイル
２６は、第１成形型１０に設けたものと実質的に同一構
造であるが、一部のものはブロック２５の形状に合わせ
て屈曲されている。第２成形型２０は定盤２９を介して
可動側型支持部材に取り付けられている。

【００１２】主として図２及び図３に示すように、両成
形型１０，２０が最接近位置となった状態では、第１成
形型１０の第１成形面１０ａに支持された基材３０の表
面３０ａと第２成形型２０の第２成形面２０ａの間の間
隔は、ドアトリムの上半部及びそれに続くアームレスト
部（特にその上部）では大きく、下半部では小さくなっ
ている。各成形型１０，２０に設けるブロック１５，２
５及び誘導加熱コイル１６，２６は、この間隔が大きい
部分に対応して設けられている。なお、この下半部に相
当する部分のこの間隔は、後述する溶融樹脂積層体３１
ｍよりもやや大である。

【００１３】この実施の形態の成形装置は、図１に示す
ように第２成形型２０が上方に離隔された状態におい
て、基材３０を支持した第１成形型１０の上方に張り出
して移動する供給ダイス３５、並びにこれに表皮層３２
及び発泡層３３となる溶融状態の合成樹脂材料を供給す
る２本の供給管３６（図１は１本のみを示す）を備えて
いる。複合層３１となる表皮層３２及び発泡層３３の材
料は、何れもポリオレフィン系の合成樹脂（例えばポリ
プロピレン）であり、発泡層３３の材料には発泡剤（例
えばアゾジカルボンアミド系のもの）が混練されてい
る。

【００１４】次にこの実施の形態の成形装置方法の説明
をする。先ず第２成形型２０を上方に離隔させた状態に
おいて、低温（例えば５０℃）とした第１成形型１０の
第１成形面１０ａ上に、予め成形された基材３０をセッ
トする。次いで、樹脂を計量して押し出す射出成形機用
の押出機から供給管３６を介して供給ダイス３５に供給
された溶融状態の表皮層３２及び発泡層３３の材料は、
互いに接合されて一体的に重ね合わされた表側溶融樹脂
層３２ｍ（温度は例えば１６０℃程度）及び未発泡の内
側溶融樹脂層３３ｍ（温度は例えば１１０℃程度）より
なる塑性に富んだ二層シート状の溶融樹脂積層体３１ｍ
となって、供給ダイス３５の細長いスリット状の押出し
口３５ａから押し出される。これと同時に供給ダイス３
５は図において右向きに移動し、溶融樹脂積層体３１ｍ
は内側溶融樹脂層３３ｍ側を下にして、第１成形型１０
及びその上にセットされた基材３０の上側ほゞ全体を覆
うように供給される。

【００１５】次いで第２成形型２０を第１成形型１０に
向けて下降させ、図２に示す最接近状態に達すれば第２
成形型２０の下降を停止させる。この最接近状態におい
て、第１成形型１０に支持された基材３０の表面３０ａ
と第２成形型２０の第２成形面２０ａの間の間隔は、ド
アトリムの上半部及びアームレスト部となる部分の方が
下半部となる部分よりも大であり、後者となる部分の間
隔は未発泡状態の溶融樹脂積層体３１ｍの厚さよりも大
である。この型締めの途中で、第１成形型１０の外向き
段部１０ｂから外側にはみ出した溶融樹脂積層体３１ｍ
の不要部分は、互いに嵌合する両段部１０ｂ，２０ｂの
剪断作用により切除される。なお溶融樹脂積層体３１ｍ
の不要部分の切除に使用する外向き及び内向き段部１０
ｂ，２０ｂは、第１成形型１０側を内向き段部とし、第
２成形型２０側を外向き段部としてもよい。あるいはこ
のような互いに嵌合する段部による剪断の代わりに、第
２成形型２０の第２成形面２０ａの外側に沿って下向き
に設けた押切り刃を第１成形型１０外周の平面部に押し
当てて行うようにしてもよい。

【００１６】前述した溶融樹脂積層体３１ｍの供給と前
後して第１及び第２成形型１０，２０の各温調配管１
３，２３に高温水を送り込んで両成形型１０，２０の成
形面１０ａ，２０ａ付近を全体的に加熱し（温度は例え
ば１６０℃程度）、また各誘導加熱コイル１６，２６に
交番電流を印加することにより、両成形型１０，２０の
成形面１０ａ，２０ａのドアトリムの上半部及びアーム
レスト部に対応する部分だけを加熱する（温度は例えば
１６０℃程度）。これにより溶融樹脂積層体３１ｍは、
基材３０の表面３０ａと第２成形型２０の第２成形面２
０ａの間の間隔が大きいドアトリムの上半部及びアーム
レスト部（特にその上半部）となる部分の方がドアトリ
ムの下半部となる部分よりも速くかつ強く加熱されて内
側溶融樹脂層３３ｍの発泡が促進される。従って、この
間隔が大きい部分は、この間隔が小さいドアトリムの下
半部に相当する部分に比して遅れることなく速やかに、
大きい発泡倍率で発泡充填される。

【００１７】誘導加熱コイル１６，２６による両成形型
１０，２０の部分的加熱を更に詳しく説明すれば次の通
りである。第１成形型１０の誘導加熱コイル１６に印加
された交番電流は電磁誘導によりブロック１５に渦電流
を誘起し、この渦電流によるジュール熱により強磁性高
抵抗体のブロック１５は発熱して温度が上昇し、第１成
形型１０のこれに密着された付近はブロック１５からの
熱伝導により加熱されて、第１成形型１０の第１成形面
１０ａのドアトリムの上半部及びアームレスト部に対応
する部分はドアトリムの下半部に比して速くかつ強く加
熱される。また第２成形型２０の誘導加熱コイル２６に
印加された交番電流は電磁誘導によりブロック２５及び
その付近の表面層２１に渦電流を誘起し、この渦電流に
よるジュール熱により強磁性高抵抗体のブロック２５及
び表面層２１は発熱して温度が上昇し、これにより第２
成形型２０の第２成形面２０ａのドアトリムの上半部及
びアームレスト部に対応する部分はドアトリムの下半部
に比して速くかつ強く加熱される。

【００１８】なお、ブロック１５は厚板状でその一方の
面が第１成形面１０ａとほゞ平行に第１成形型１０の裏
側に固定され、反対側の面に誘導加熱コイル１６が固定
されているので、ブロック１５はほゞ均一に誘導加熱さ
れ、これにより第１成形型１０のこれに密着された付近
もほゞ均一に加熱される。またブロック２５も板状でそ
の一方の面が第２成形型２０の表面層２１の裏側に密着
固定され、反対側の面に誘導加熱コイル２６が固定され
ているので、ブロック２５及び第２成形型２０のこれに
密着された付近もほゞ均一に加熱される。従って溶融樹
脂積層体３１ｍのドアトリムの上半部及びアームレスト
部に対応する部分は、ドアトリムの下半部に比して速く
かつ強く加熱されると共にその部分内部における加熱の
不均一は少なくなるので、その内部における発泡はほゞ
均一に促進される。

【００１９】内側溶融樹脂層３３ｍの発泡が完了すれ
ば、各誘導加熱コイル１６，２６に対する交番電流を停
止して誘導加熱を停止し、各温調配管１３，２３に冷水
を送り込んで第１及び第２成形型１０，２０の成形面１
０ａ，２０ａを冷却し、熱伝達により溶融樹脂積層体３
１ｍの温度を低下させる。成形面１０ａ，２０ａの温度
が５０℃程度にまで低下し、各溶融樹脂層３２ｍ，３３
ｍが硬化したところで、上型２０を上昇させてドアトリ
ムを取り出す。これにより得られたドアトリムは、上半
部及びアームレスト部（特にその上半部）では発泡層３
３の発泡倍率が大きいので充分なソフト感が得られ、下
半部では発泡層３３の発泡倍率が小さいので充分な耐久
性が得られる。

【００２０】上記実施の形態では、ドアトリムを全体的
に加熱する温調配管１３，２３と、上半部及びアームレ
スト部を加熱する誘導加熱コイル１６，２６を設けたの
で、ドアトリム全体の温度と上半部及びアームレスト部
の温度とを別々に調節することができ、それぞれに最も
よく適した温度調節を行うことができる。

【００２１】上記実施の形態では、非磁性低抵抗体より
なる成形型１０にその裏側からその成形面１０ａに接近
させて強磁性高抵抗体を素材とするブロック１５を密着
固定し、このブロック１５を加熱する誘導加熱コイル１
６を設けたものを下型として使用し、電鋳による表面層
２１により成形面２０ａを形成した成形型２０を上型と
して使用しているが、本発明はこれと逆に、このような
非磁性低抵抗体よりなりブロックと誘導加熱コイルを設
けた成形型を上型として使用し、電鋳による表面層によ
り成形面を形成した成形型を下型として使用して実施し
てもよい。また上下両型とも、非磁性低抵抗体よりなり
ブロックと誘導加熱コイルを設けた成形型を使用して実
施してもよい。

【００２２】また上記実施の形態では、予め成形された
基材３０を使用したが、本発明は供給ダイス３５より押
し出し供給される溶融樹脂積層体３１ｍを基材３０とな
る溶融樹脂層を加えた３層として、予め成形された基材
を省略することもできる。

【００２３】本発明を射出成形やブロー成形に適用する
場合には、前述のように第１成形型１０及び第２成形型
２０を上下に配置する代わりに水平に配置して実施する
ことも可能である。

【００２４】また非磁性低抵抗体としては上述のような
アルミニウムに限らず銅あるいはこれらの合金を使用し
てもよく、強磁性高抵抗体も鉄に限らずステンレス鋼あ
るいはこれらに相当する強磁性合金を使用してもよい。

【００２５】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、成形型
の素材を非磁性低抵抗体とした場合でも誘導加熱コイル
による成形型の加熱が可能となり、これにより成形型の
ブロックと接する付近を他の部分より速くかつ強く加熱
して高温にすることができる。

【００２６】ブロックを板状としてその一方の面を成形
型の裏側に固定し、このブロックの反対側に誘導加熱コ
イルを固定したものによれば、成形型のブロックに密着
された付近はほゞ均一に加熱されるので、温度が不均一
になることにより製品の成形に不都合が生じることがな
い。

【００２７】成形型の素材である非磁性低抵抗体をアル
ミニウム鋳物とすれば成形型の加工が容易となり、また
ブロックの素材である強磁性高抵抗体を鉄とすればブロ
ックが安価となり、何れも成形装置の製造コストを低下
させることができる。

【００２８】また非磁性低抵抗体よりなる成形型に熱水
または冷水等の熱媒体を通す温調配管を設ければ、誘導
加熱コイルにより加熱される部分の温度と、温調配管に
より加熱されるその他の部分の温度とを別々に調節する
ことができ、それぞれに最もよく適した温度調節を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による加熱機構を備えた成形装置の１
つの実施形態における、溶融樹脂供給途中の状態を示す
断面図である。

【図２】 図１に示す実施形態における、型締めを終了
した時の状態を示す断面図である。

【図３】 図１に示す実施形態における、発泡及び冷却
を終了し時の状態を示す断面図である。

【図４】 従来技術による加熱機構を備えた成形装置の
一例の図１に相当する断面図である。

【図５】 図４に示す従来技術の図３に相当する断面図
である。

【符号の説明】

１０，２０…成形型、１０ａ，２０ａ…成形面、１３…
温調配管、１５…ブロック、１６…誘導加熱コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 幸雄 愛知県豊田市吉原町上藤池25番地 アラコ 株式会社内 (72)発明者 外村 徹 京都市山科区西野離宮町40番地 トクデン 株式会社内 (72)発明者 足立 幸正 愛知県岡崎市北野町字高塚101 中村科学 機器株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する面に成形面が形成された
   １対の成形型を有し、この両成形型を互いに接近離隔さ
   せて前記両成形面により合成樹脂等の成形を行う成形装
   置において、前記両成形型の少なくともいずれか一方の
   素材を非磁性低抵抗体とし、この非磁性低抵抗体よりな
   る成形型の裏側からその成形面に接近させて強磁性高抵
   抗体を素材とするブロックを密着固定し、このブロック
   を加熱する誘導加熱コイルを設けたことを特徴とする加
   熱機構を備えた成形装置。
2. 【請求項２】 前記ブロックは板状でその一方の面が前
   記成形面とほゞ平行に前記非磁性低抵抗体からなる成形
   型の裏側に固定され、このブロックの反対側の面に前記
   誘導加熱コイルが固定されている請求項１に記載の加熱
   機構を備えた成形装置。
3. 【請求項３】 前記非磁性低抵抗体がアルミニウム鋳物
   である請求項１または請求項２に記載の加熱機構を備え
   た成形装置。
4. 【請求項４】 前記強磁性高抵抗体が鉄である請求項１
   〜請求項３のいずれか１項に記載の加熱機構を備えた成
   形装置。
5. 【請求項５】 前記非磁性低抵抗体よりなる成形型は、
   熱水または冷水等の熱媒体を通す温調配管を更に備えて
   なる請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の加熱機
   構を備えた成形装置。