WO2020153436A1

WO2020153436A1 - ダイリップ開閉装置及び成形体の製造方法

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Publication number: WO2020153436A1
Application number: PCT/JP2020/002364
Authority: WO
Inventors: 優五十嵐; 芳裕山崎; 丹治　忠敏; 佑太南川; 慎司横井; 石井　健二
Original assignee: キョーラク株式会社
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2020-07-30

Abstract

【課題】従来よりも小型化されたダイリップ開閉装置を提供することを目的とする。【解決手段】ダイリップ開閉装置５０は、駆動軸５３を備える油圧モータ５１と、直線移動可能に設けられるプッシャー６０と、駆動軸５３の回転運動をプッシャー６０の直線運動に変換する螺合構造Ｑを備える駆動接続部Ｒと、プッシャー６０の直線移動に応じてＴダイ２８のダイリップ２８ａを開閉する開閉構造Ｗと、を有する。

Description

ダイリップ開閉装置及び成形体の製造方法

　本発明は、Ｔダイのダイリップを開閉するダイリップ開閉装置に関するものであり、また、Ｔダイ及び金型を用いた表皮材を有する成形体の製造方法に関するものであって、特に、金型内でバリ取りを行うようにした新規な成形体の製造方法と金型内で孔開けを行うようにした新規な成形体の製造方法に関する。

　従来から、押出機により溶融、混錬された熱可塑性樹脂をＴダイによりシート状に押し出す樹脂供給装置を備えて、該シート状の樹脂を金型により賦形する成形装置が提供されている。このような成形装置の樹脂供給装置は、Ｔダイのダイリップを開閉するダイリップ開閉装置を備える。ダイリップ開閉装置は、アキュムレータからＴダイに溶融樹脂を充填する際にはダイリップを閉じる。一方、溶融樹脂をシート状に押し出す際、ダイリップ開閉装置はダイリップを開く。

　ここで、特許文献１には、油圧シリンダを用いたダイリップ開閉装置が開示される。このダイリップ開閉装置は、傾斜突起を備えて油圧シリンダと接続される摺動バーと、この突起と係合する傾斜溝を備えて一端がダイリップと固定される駆動片を有する。このダイリップ開閉装置は、摺動バーを直線的に移動させることにより駆動片を撓ませて、この駆動片を介してダイリップを撓ませて、ダイリップを開閉する。ダイリップを閉じる場合には、溶融樹脂が押し出されるダイリップのスリットが完全に閉じるように、ダイリップを強い力で撓ませる必要がある。

　また、従来、自動車内装部材等の成形体として一重壁構造の樹脂シートからなる成形体が用いられている。例えば、特許文献２では、樹脂シートを自動車用のドアトリムに用いている。

特開２０１７－１４４６３０号公報特許４２９７７３８号公報

　Ｔダイのダイリップを閉じる力は、成形に用いられる熱可塑性樹脂材料によって異なる場合がある。溶融樹脂の流動性が高い場合には、より強い力が望まれる。強い力でダイリップを閉じるためには、従来のダイリップ開閉装置においては、ダイリップ開閉装置を駆動する高出力の油圧シリンダが必要となる。すると、油圧シリンダが大型化し、高い油圧を発生させる大型の油圧ポンプや耐圧性の高い配管等の大型の設備が必要となってしまうことがあった。

　本発明の第１の目的は、従来よりも小型化されたダイリップ開閉装置を提供することを目的とする。

　ところで、Ｔダイ及び金型を用いて一重壁構造の成形体に表皮シートを成形する場合があり、その場合、１枚の発泡樹脂シートと表皮シートを重ねて成形し、外周部分をコンプレッションした後、バリを切除するという方法が行われる。

　ここで、成形体のバリ取りは、成形体を金型から取り出した後に、プレス機や手作業等で行うというのが基本的な考えであり、例えばプレス機を用いたバリ取りでは、成形体の外形形状に対応したプレス型を用いてバリを打ち抜くことにより、金型周囲のバリを一括して除去するという方法が採用されている。

　しかしながら、プレス機を用いてバリ取りを行う場合、成形品のサイズが大きいと、プレス機もこれに対応して大型化せざるを得ず、多大な設備投資が必要となるという問題がある。また、成形品の大きさや形状が異なると、プレス機の型もこれに対応して大きさや形状を変更する必要があり、さらに設備投資が増大することになる。

　更に、特に表皮材を有する成形体においては、バリ取り作業が煩雑である。不織布等の表皮材は、通常のプレス等の方法では、樹脂シートに比べて切断し難く、例えばロボットトリミング等を実施した場合には加工タクトが長くなるという問題もある。

　そして、成形体に孔開け加工が必要な場合があり、通常は、成形体を金型から取り出した後に後加工で孔開けを実施している。しかしながら、後加工での孔開けは、工数を増加する要因になり、生産性の点で好ましくない。また、後加工で孔開けを行うためには、孔開け用のプレス機等が別途必要になる等、設備投資も必要である。

　更に、特に表皮材を有する成形体においては、孔開けが容易ではなく、ナイフや打ち抜きによる孔開けの場合、カット面に内部層がむき出しになり、成形精度が低くなるという問題もある。

　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、第２の目的として、大掛かりな装置を必要とすることなく効率的なバリ取りが可能な成形体の製造方法を提供することを目的とし、また、第３の目的として、設備増や工数増を招くことなく効率的な孔開けが可能な成形体の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明のダイリップ開閉装置は、駆動軸を備えるモータと、直線移動可能に設けられるプッシャーと、前記駆動軸の回転運動を前記プッシャーの直線運動に変換する螺合構造を備える駆動接続部と、前記プッシャーの直線移動に応じてＴダイのダイリップを開閉する開閉構造と、を有することを特徴とする。

　また、本発明の成形体の製造方法は、金型内で表皮材を有する成形体の成形を行うとともに、前記成形体の周囲に形成されるバリを前記成形体から分断する成形体の製造方法であって、成形体の成形後、金型内において、成形体の周囲に形成されるバリの少なくとも一部に対してエアブローを行って冷却し、冷却されたバリに対して表皮材側から突き出し部材を突き出し、前記バリを成形体から分断することを特徴とする。

　本発明は、金型内でバリ取りを行うことを基本的な考えとするもので、エアブローによるバリの冷却と、突き出し部材によるバリの分断により、成形サイクルの低下を抑えながら、効率的なバリ取りを実現するものである。

　更に本発明で成形対象とする成形体は、表皮材を有する成形体である。表皮材は、打ち抜きによる切断が難しく、前記金型内でのバリ取りに支障をきたすおそれがある。この問題を解消するために、本発明者らが検討を重ねた結果、バリに対して表皮材側から突き出し部材を突き出すことで、バリ取りできることがわかった。この要因として、表皮材の反対側から突き出し部材を突き出すようにした場合には、表皮材側の面にエアブローが吹き付けられることになり、冷却効率が低下し、また、パーティングライン（ＰＬ）部において表皮材に突き出し部材の力がうまく伝わらないのに対して、表皮材側から突き出し部材を突き出すことで、これらの問題が解消されるためではないかと考えられる。

　また、本発明の成形体の製造方法は、金型内で表皮材を有する成形体の成形を行うとともに、前記成形体に孔開けを行う成形体の製造方法であって、成形体の成形の際に、金型内において、表皮材とは反対側から突き出し部材を突き出し、孔開けを行うことを特徴とする。

　本発明は、金型内で孔開けを行うことを基本的な考えとするもので、突き出し部材を最適化することにより、効率的で精度の良い孔開けを実現するものである。

　本発明によれば、小型のダイリップ開閉装置を提供することができる。

　また、本発明によれば、表皮材を有する成形体についても、大掛かりな装置を必要とすることなく効率的なバリ取りが可能である。特に、本発明によれば、成形完了後の成形体の取り出し時には、バリ処理が完結されていることになり、成形工程の大幅な合理化を実現することができる。

　そして、本発明によれば、表皮材を有する成形体について、別途設備を必要とすることなく効率的な孔開けが可能である。特に、本発明によれば、成形完了後の成形体の取り出し時には、孔開け加工が完結されていることになり、成形工程の大幅な合理化を実現することができる。

本発明の実施形態に係るダイリップ開閉装置を備える成形装置を示す模式図である。本発明の実施形態に係るダイリップ開閉装置の要部を横断面で表した下面図である。本発明の実施形態に係るダイリップ開閉装置の要部を図２のＡ－Ａ断面で表した側面図である。製造される成形体の一例を示す概略断面図である。表皮シートと発泡樹脂シートを一体化した成形体を成形するための成形機の一例を示す図である。成形体の成形工程を示す概略断面図であり、（Ａ）は樹脂シート及び表皮シートの供給工程、（Ｂ）は型締め工程、（Ｃ）は真空吸引により樹脂シートをキャビティ形状に賦形する工程をそれぞれ示す。表皮材を有する成形体のバリ切断位置近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）はバリ冷却工程を示す概略断面図、（Ｂ）は突き出し部材の突き出し工程を示す概略断面図である。表皮材を有する成形体のバリ切断位置近傍を拡大して示す図であり、（Ａ）は表皮材とは反対側の面からバリを冷却する工程を示す概略断面図、（Ｂ）は表皮材とは反対側の面から突き出し部材の突き出す工程を示す概略断面図である。孔開け工程を示す図であり、（Ａ）は樹脂シートの射出工程、（Ｂ）は型締め工程、（Ｃ）は賦形工程、（Ｄ）は孔開け工程、（Ｅ）は型開き工程を示す。孔開け状態を示す写真であり、（Ａ）及び（Ｂ）は表皮材側から突き出し部材を突き出して孔開けを行った場合、（Ｃ）及び（Ｄ）は樹脂シート側から突き出し部材を突き出して孔開けを行った場合である。孔開け状態を模式的に示す図であり、（Ａ）は表皮材側から突き出し部材を突き出して孔開けを行った場合、（Ｂ）は樹脂シート側から突き出し部材を突き出して孔開けを行った場合である。

　以下、図に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１に示す成形装置１０は、樹脂供給装置１２と、型締装置１４とを備える。樹脂供給装置１２は、ホッパ１６及び油圧モータ２０を備える押出機１８が設けられる。押出機１８の内部には、油圧モータ２０に接続されたスクリュー（図示せず）が設けられ、ホッパ１６から投入される樹脂が溶融、混錬される。

　押出機１８は、プランジャ２６を備えるアキュムレータ２４と接続される。アキュムレータ２４は、バルブ２７を介してＴダイ２８と接続される。Ｔダイ２８には、Ｔダイ２８のダイリップ２８ａのスリットの隙間量Ｓ（図２，３参照）を調整するダイボルト８５が設けられる。Ｔダイ２８のダイリップ２８ａは、詳細を後述するダイリップ開閉装置５０により開閉される。

　押出機１８で溶融、混錬された樹脂は、アキュムレータ２４に充填される。アキュムレータ２４に充填された樹脂は、プランジャ２６が作動してＴダイ２８に高圧で充填される。Ｔダイ２８への溶融樹脂の充填中は、Ｔダイ２８のダイリップ２８ａは閉じられる。成形に必要な量の溶融樹脂がアキュムレータ２４やＴダイ２８に十分に充填されると、ダイリップ開閉装置５０によりダイリップ２８ａが開かれ、ダイリップ２８ａのスリットから溶融樹脂シートＰが押し出される。

　溶融樹脂シートＰの材料である熱可塑性樹脂は、適宜選択することができる。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンや、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のアクリル誘導体の何れか、又は２種類以上の混合物に発泡剤を添加した材料が挙げられる。例えば、溶融樹脂シートＰは、発泡ポリスチレンや発泡ポリプロピレンを含む材料からなる。発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。

　Ｔダイ２８の下方に配置される型締装置１４は、対向して配置される金型３０，４０を備える。金型４０にはキャビティ１１６が形成される。Ｔダイ２８の下方における、金型３０，４０とＴダイ２８との間には、対向して配置されるローラ２９Ａ，２９Ｂが設けられる。溶融樹脂シートＰは、樹脂供給装置１２で押し出された後、ローラ２９Ａ，２９Ｂにより下方に送られながらローラ２９Ａ，２９Ｂ間を通過して、金型３０，４０間に配置される。尚、ローラ２９Ａ，２９Ｂはなくてもよい。ローラ２９Ａ，２９Ｂの挟み込みにより発泡倍率が低下することを防止できる。本発明によれば、ダイリップ２８ａの開度を調整することで溶融樹脂シートＰの厚さを調整できるため、ローラ２９Ａ，２９Ｂの使用を省くことができる。また、溶融樹脂シートＰを押し出しながら、連続的にダイリップ２８ａの開度を変化させることで、ローラ２９Ａ，２９Ｂを使用しなくても、溶融樹脂シートＰの厚さを連続的に変化させることができる。押し出しながら徐々にダイリップ開度を大きくすることで、ローラ２９Ａ，２９Ｂを使用しなくても、ドローダウンを抑制することができ、鉛直方向に長い溶融樹脂シートＰを形成することができる。

　金型４０のキャビティ１１６の外周には、型枠４９Ｂが設けられる。金型３０には、型枠４９Ｂに対向して型枠４９Ａが設けられる。型枠４９Ａ，４９Ｂは、略環状に形成され、互いに接近する方向に移動可能に形成される。型枠４９Ａ，４９Ｂは、溶融樹脂シートＰに接触して溶融樹脂シートＰを挟み込み、金型４０（キャビティ１１６）、型枠４９Ｂ及び溶融樹脂シートＰとで囲まれる空間領域を密閉空間とするものである。成形上の必要に応じて、金型３０、型枠４９Ａ及び溶融樹脂シートＰとで囲まれる空間も密閉空間とされる。そして、金型３０，４０を閉じて型締する際、溶融樹脂シートＰとキャビティ１１６等で形成される密閉空間の内部空気を真空ポンプ（図示せず）にて減圧して、キャビティ１１６の形状に溶融樹脂シートＰを賦形する。このとき、金型３０、型枠４９Ａ及び溶融樹脂シートＰとで囲まれる空間には、加圧流体が送り込まれる場合もある。尚、前記の金型（金型３０，４０）に限らず、金型が閉じたときに、一対のキャビティ面が、溶融樹脂シートＰの厚さよりも大きい所定の間隔で離れて配置されるような一対の金型を用いてもよい。この場合、溶融樹脂シートＰが一対のキャビティ間に挟み込まれて密閉された状態で、両側のキャビティ面に設けられた微小の吸引穴から溶融樹脂シートＰを吸引する。これにより、発泡樹脂シートＰが厚さ方向に引っ張られ、発泡倍率が向上する。結果として、発泡倍率の高い、発泡成形品を得ることができる。

　次に、図２及び図３に基づいて、ダイリップ開閉装置５０を詳細に説明する。ダイリップ開閉装置５０のフレーム７０の上下のプレート７１，７２は、ブラケット７３を介してＴダイ２８に固定して設けられる。なお、図３に示すフレーム７０の上下のプレート７１，７２は、図２では省略されている。

　Ｔダイ２８の反対側におけるフレーム７０のプレート７４には、油圧モータ５１が設けられる。油圧モータ５１は、図示しない油圧ポンプにより駆動される。油圧モータ５１は、減速機５２を介して駆動軸５３が突出し、油圧モータ５１の駆動力が出力される。減速機５２と組み合わされた油圧モータ５１は、ダイリップ開閉装置５０のフレーム７０に固定される。

　駆動軸５３の回転運動は、駆動接続部Ｒにより、プッシャー６０の直線運動に変換される。駆動接続部Ｒは、螺合構造Ｑを備える。具体的には、駆動軸５３には、略円筒状に形成される回転軸５４が設けられる。回転軸５４は、プレート７４に設けられるベアリング５５により、軸方向は固定され、軸回りは回転自在に支持される。回転軸５４の一方端の内径部分には駆動軸５３が挿入して固定され、他方端の内径部分には雌ねじ部５４ａが形成される。雌ねじ部５４ａには、後述するプッシャー軸６１の雄ねじ部６１ａが螺合する。駆動接続部Ｒは、回転軸５４と、雌ねじ部５４ａと雄ねじ部６１ａが螺合する螺合構造Ｑと、プッシャー軸６１とを備える。

　雌ねじ部５４ａ、雄ねじ部６１ａは、本実施形態においては台形ねじで形成される。雌ねじ部５４ａと螺合する雄ねじ部６１ａによる螺合構造Ｑは、本実施形態においては台形ねじを用いたが、これに限られず、ねじ山の種類は三角ねじや角ねじ等を用いてもよく、また、螺合構造Ｑの種類も種々採用することができ、例えばボールねじを用いることもできる。但し、本実施形態のように台形ねじとすることで、強いスラスト力にも対応可能な螺合構造Ｑとすることができる。

　回転軸５４のＴダイ２８側には、プッシャー６０が設けられる。プッシャー６０は、回転軸５４の軸方向と直交する方向を長手方向とする長矩形状のプッシャーベース６２が設けられる。プッシャーベース６２の油圧モータ５１側には、２本のガイドポスト７５が立設する。各ガイドポスト７５は、プレート７４に設けられるブッシュ７６により回転軸５４の軸方向に直線移動可能に支持される。プッシャーベース６２からは、前述のプッシャー軸６１が立設する。プッシャー軸６１は、固定用のボス６２ａを介してプッシャーベース６２に固定される。

　プッシャーベース６２のＴダイ２８側には、略円柱状の複数のプッシャーバー６３が設けられる。本実施形態においては、プッシャーバー６３は、プッシャーベース６２の長手方向に亘って等間隔に４本設けられる。各プッシャーバー６３は、ブラケット７３に設けられるブッシュ７３ａにより、回転軸５４の軸方向に直線移動可能にガイドされる。各プッシャーバー６３の先端部には、先端を側面視湾曲状とされるプッシャーヘッド６３ａが形成される。プッシャーヘッド６３ａは、プッシャーベース６２の長手方向に沿って長く形成され、４本のプッシャーバー６３が接続される。

　このように、プッシャー軸６１、プッシャーベース６２、プッシャーバー６３等を備えるプッシャー６０は、油圧モータ５１側をガイドポスト７５とブッシュ７６、Ｔダイ２８側をプッシャーバー６３とブッシュ７３ａによりガイドされて、直線方向に移動可能に形成される。すなわち、プッシャー６０は、フレーム７０により回転軸５４の軸方向にガイドされる。

　また、プッシャーベース６２のボス６２ａは、位置検出センサ１００と接続される。位置検出センサ１００は、渦電流式変位センサとされ、プッシャー６０の位置を検出することができる。位置検出センサ１００としては、近接センサ等の他の方式のセンサを採用することもできる。

　Ｔダイ２８には、プッシャーバー６３に対応して受駒８０が設けられる。受駒８０は、後述のダイリップ２８ａの受駒接続部８１ｂに向かって登る傾斜面８０ａを備える。傾斜面８０ａには、プッシャーヘッド６３ａの下側が摺接する。受駒８０は、ダイリップ２８ａに設けられるダイリップ片８１と接続される。ダイリップ片８１は、略直方体状のブロックが大きく切り欠かれて、薄肉に形成される撓み部８１ａと、受駒８０が取り付けられる受駒接続部８１ｂと、Ｔダイ２８の本体に固定される固定部８１ｃと、を備える。すなわち、受駒接続部８１ｂと固定部８１ｃは、撓み部８１ａにより接続される。隙間量Ｓで示されるダイリップ２８ａのスリットを開閉する開閉構造Ｗは、受駒８０、ダイリップ片８１を備える。

　ダイリップ開閉装置５０は、以下のように動作する。アキュムレータ２４やＴダイ２８に溶融樹脂を充填する場合には、ダイリップ２８ａのスリットを閉じる必要がある。この場合には、油圧モータ５１の駆動軸５３を正転方向に回転すると、駆動軸５３と共に回転軸５４が回転する。すると、回転軸５４の雌ねじ部５４ａと螺合する雄ねじ部６１ａを備えるプッシャー軸６１が前進する。従って、プッシャー６０（プッシャーバー６３）が前進（Ｔダイ２８方向に直線移動）する。プッシャーヘッド６３ａが前進すると、プッシャーヘッド６３ａは摺接する受駒８０の傾斜面８０ａを下方に押し付ける。すると、受駒８０及びダイリップ片８１の受駒接続部８１ｂは、撓み部８１ａが撓むことにより、撓み部８１ａ部分を中心に下方に向けて回転するように移動する。すると、スリットの隙間量Ｓが縮小され、０となる。換言すれば、ダイリップ２８ａが閉じられる。

　また、溶融樹脂シートＰの押し出しの際には、油圧モータ５１の駆動軸５３を逆転方向に回転させて、プッシャー６０（プッシャーヘッド６３ａ）を後退させる。すると、プッシャーヘッド６３ａによる受駒８０の押圧が解除されて、ダイリップ片８１の撓み部８１ａの復元力により受駒８０及び受駒接続部８１ｂが復帰して、ダイリップ２８ａ（スリット）を開くことができる。

　このように、油圧モータ５１の回転運動を螺合構造Ｑによって直線運動に変換してプッシャー６０を直線移動させてダイリップ２８ａを閉じるので、従来のように、油圧シリンダを用いてプッシャー６０を直線移動させてダイリップ２８ａを閉じる場合に比べて、油圧シリンダのダンパ効果によるダイリップ２８ａ（スリット）の閉塞が緩むこともなく、強固にダイリップ２８ａを閉じることができる。従って、出力が大きい油圧シリンダを有する大型の駆動装置を用いなくても、ダイリップ２８ａを強い力で閉じることができるダイリップ開閉装置５０とすることができる。

　また、油圧モータ５１や螺合構造Ｑを備える駆動接続部Ｒ等によりダイリップ２８ａのスリットを閉塞する力が向上したことにより、Ｔダイ２８等への溶融樹脂の充填中にダイリップ２８ａのスリットから溶融樹脂がしみ出してしまうことが低減される。特に、流動性の高い樹脂材料を用いる場合には、ダイリップ開閉装置５０を用いると好適である。

　また、ダイリップ開閉装置５０は、プッシャー６０を駆動するアクチュエータを小型とすることができるので、プッシャー６０に位置検出センサ１００を容易に設けることができる。そして、プッシャー６０に位置検出センサ１００を設けたことにより、ダイリップ２８ａのスリットの隙間量Ｓの寸法制御を高精度に行うことができる。よって、溶融樹脂シートＰの押し出し時において溶融樹脂シートＰの肉厚の制御を高精度に行うことができる。これにより、１枚の溶融樹脂シートＰから多数の製品を成形する場合における精度を向上させることができる。

　以上、本発明は本実施形態によって限定されることは無く、種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態においては油圧モータ５１を用いたが、これに限られず、電動のモータ等、回転する駆動軸を備える種々のモータを用いることができる。

　また、本発明を適用した成形体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。

　本実施形態で成形される成形体１は、図４に示すように、発泡樹脂シート２の表面にいわゆるカーペットのような表皮シート３を積層一体化したものであり、表皮シート３側を意匠面として例えば車両のトリム材等として用いられるものである。

　発泡樹脂シート２に使用する前記熱可塑性樹脂は任意であるが、例えばポリオレフィン等を挙げることができ、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体及びその混合物等が挙げられる。

　発泡樹脂シート２は、単層の樹脂シートであるが、成形時に金型内を真空吸引することにより厚さが拡大され、それによって金型に接する形で成形され、その結果、表裏両面近傍が冷却されて中心部分に比べて緻密な（発泡倍率が低い）状態（表裏にスキン層を有する状態）となっている。このため、いわゆる２重壁構造に類似する構造となり、単層であっても高い剛性を有する。

　表皮シート３は、前記の通り意匠面を構成するものであり、いわゆるカーペット材や、不織布等が用いられる。表皮シート３は、溶融状態の発泡樹脂シート２と重ねて成形され、熱溶着された状態で発泡樹脂シート２と一体化されている。

　前述の成形体１は、例えば図５に示すような成形機により成形される。図５は、成形体１を成形するための成形機の一例を示すものであり、成形機１０は、樹脂供給装置１２と、Ｔダイ２８と、金型３０，４０を備える。樹脂供給装置１２は、ホッパ１６と、押出機１８と、インジェクタ１９と、アキュムレータ２４を備える。押出機１８とアキュムレータ２４は、連結管２２を介して連結される。アキュムレータ２４とＴダイ２８は、連結管２３を介して連結される。

　ホッパ１６は、原料樹脂１１を押出機１８のシリンダ１８ａ内に投入するために用いられる。原料樹脂１１の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂１１は、ホッパ１６からシリンダ１８ａ内に投入された後、シリンダ１８ａ内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ１８ａ内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ１８ａの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ１８ａ内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。シリンダ１８ａ内に配置されるスクリューの数は、１本でもよく、２本以上であってもよい。

　シリンダ１８ａには、シリンダ１８ａ内に発泡剤を注入するためのインジェクタ１９が設けられる。原料樹脂１１を発泡させない場合は、インジェクタ１９は省略可能である。インジェクタ１９から注入される発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、及びその混合物が挙げられるが、物理発泡剤が好ましい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度－１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。化学発泡剤としては、酸（例：クエン酸又はその塩）と塩基（例：重曹）との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡剤は、インジェクタ１９から注入する代わりに、ホッパ１６から投入してもよい。

　発泡剤が添加されている又は添加されていない溶融樹脂１１ａは、シリンダ１８ａの樹脂押出口から押し出され、連結管２２を通じてアキュムレータ２４内に注入される。アキュムレータ２４は、シリンダ２４ａとその内部で摺動可能なピストン２４ｂを備えており、シリンダ２４ａ内に溶融樹脂１１ａが貯留可能になっている。そして、シリンダ２４ａ内に溶融樹脂１１ａが所定量貯留された後にピストン２４ｂを移動させることによって、連結管２３を通じて溶融樹脂１１ａをＴダイ２８内に設けられたスリットから押し出して垂下させて発泡樹脂シート２を形成する。

　発泡樹脂シート２は、第１及び第２金型３０，４０間に導かれ、金型３０，４０によって成形される。金型３０は、金型４０に対向する面に凸部３０ａを有する。金型４０は、金型３０に対向する面に凹部４０ａを有する。凸部３０ａと凹部４０ａは互いに略相補形状になっている。金型３０には、好ましくは、多数の減圧吸引孔が設けられており、発泡樹脂シート２を減圧吸引して金型３０の表面に沿った形状に賦形することが可能になっている。金型４０にも減圧吸引孔が設けられていてもよい。溶融樹脂が発泡剤を含有することで、発泡樹脂シート２は発泡樹脂シートとなり、成形体は発泡成形体となる。

　また、発泡樹脂シート２に隣接した位置に発泡樹脂シート２に重なるように表皮シート３を配置し、表皮シート３と発泡樹脂シート２を金型３０，４０で挟むことによって、表皮シート３と発泡樹脂シート２とを一体成形することができる。これによって、図４に示すように、発泡樹脂シート２に表皮シート３が一体成形された成形体１が得られる。

　図６は成形体１の成形方法を説明するものであり、成形体１の成形において、発泡樹脂シート２と表皮シート３を一体に成形するには、先ず、図６（Ａ）に示すように、金型３０，４０の間に発泡樹脂シート２と表皮シート３とを供給する。供給される発泡樹脂シート２の厚さは、金型３０，４０間の間隔よりも若干小さい。

　次いで、図６（Ｂ）に示すように、金型３０，４０の型締めを行う。この段階では、発泡樹脂シート２の厚さは金型３０，４０の間隔よりも小さい。次いで、図６（Ｃ）に示すように、発泡樹脂シート２をキャビティ形状に賦形するとともに、発泡樹脂シート２と表皮シート３を溶着により接合一体化する。この時、前記の通り、金型３０，４０に設けた減圧吸引孔より真空吸引を行い、発泡樹脂シート２の厚さを拡大させ、金型３０，４０のキャビティ形状に賦形する。

　金型３０，４０の両方によって発泡樹脂シート２を減圧吸引すると、発泡樹脂シート２の発泡が促進されて発泡樹脂シート２が膨張する。発泡樹脂シート２は厚さ方向の中央付近での粘度が最も低い（流動性が最も高い）ので、厚さ方向の中央付近での発泡が特に促進されて発泡樹脂シート２が膨張する。その結果、厚さ方向の中央付近の層（中央層）での平均気泡径が大きく、表面近傍の表面層の平均気泡径が小さいという構成の発泡樹脂シート２が得られる。このような発泡樹脂シート２は、平均気泡径が大きい中央層が、平均気泡径が小さい表面層で挟まれたサンドイッチ構造となっているために、軽量且つ高剛性である。

　以上が成形体１の成形方法であるが、金型３０，４０の型締めで成形体１の成形を行う場合、成形体１の周囲にはバリが形成されることになる。本実施形態では、成形体１の周囲に形成されるバリを金型内で切断することとする。金型内でバリを切除することにより、バリ取りのための工程を別途設ける必要がなくなり、効率的なバリ取りが可能である。また、別途プレス機等を用意する必要がないので、大掛かりな設備が不要となり、設備投資上も有利である。

　以下、成形体１の周囲に形成されたバリを切断するバリ取りについて説明する。
　前記成形に用いられる金型３０，４０においては、成形体１に対応するキャビティの外周部分に互いに突き当てられるピンチ部３１，４１を有する（図７参照）。これらピンチ部３１，４１により発泡樹脂シート２や表皮シート３が押し潰され、この部分が成形体１のパーティングライン（ＰＬ）となる。ここで、前記ピンチ部３１，４１の外側に残存する発泡樹脂シート２や表皮シート３がバリＢとなるが、本実施形態においては、このバリＢを成形体１から分断する機構が金型３０，４０に設けられている。

　先ず、金型３０，４０のピンチ部３１，４１の外側においては、金型３０の金型面が後退されてバリＢを収容する空間３５が形成されている。図７（Ａ）に示すように、ピンチ部３１，４１の外側に空間３５が形成され、この空間３５内にバリＢが収容される形になる。

　また、前記空間３５は、前記ピンチ部３１，４１から所定の距離をもって形成されるピンチ部３２，４２によって反対側の端部が塞がれる形となっている。すなわち、前記空間３５は、ピンチ部３１，４１を第１のピンチ部、ピンチ部３２，４２を第２のピンチ部とし、これらピンチ部間の空間として形成されている。このように空間３５を閉鎖空間とすることで、後述のエアー吹き付け機構から吹き付けられるエアー（冷気）３３が空間３５から逃げないような構造とされている。なお、エアー吹き付けの際に、これら空間３５からエアーを逃がすために、空間３５にエアー逃がし用のピンを挿入するようにしてもよいし、他のエアー逃がし機構を設けるようにしてもよい。

　空間３５には、エアー吹き付け機構及び突き出し部材が設けられ、これを用いてバリＢの成形体１からの分断が行われる。具体的には、本実施形態の場合、図中、下側の金型３０には、前記空間３５に対応してエアー吹き付け用の吹き出し孔が形成されている。このエアー吹き出し孔からエアー（冷気）３３が吹き出され、バリＢに冷気が吹き付けられる。

　なお、本例では、成形体の周囲に第１のピンチ部（ピンチ部３１，４１）を設けるとともに、当該第１のピンチ部の外側に第２のピンチ部（ピンチ部３２，４２）を設け、これら第１のピンチ部と第２のピンチ部の間に形成される空間３５においてバリ取りを行うようにしたが、例えば隣接する２つの成形体のピンチ部の間に形成される空間においてバリ取りを行うようにすることも可能である。

　一方、図中、上側の金型４０には、ピンチ部４１に近い位置に、またピンチ部４１に沿って配列する形で突き出し部材である金型スライド機構４８が設置されている。金型スライド機構４８は、例えば直径２０ｍｍ～３０ｍｍ程度の棒状部材であり、この金型スライド機構４８を金型面から突き出すことでバリＢを向かい合う金型３０の金型面に向けてバリＢを押し付ける。

　前記金型スライド機構４８の形態は任意であり、例えば断面円形の棒状体を用いてもよいし、先端面の中央に凹部を有し円環状の突出部を有する棒状体を用いてもよい。あるいは、先端に若干径の小さな凸部を有する棒状体等も使用可能である。

　金型スライド機構４８は、前記の通り、ピンチ部３１，４１に沿って配列されるが、その間隔が狭いほど切断性が向上する。したがって、金型スライド機構４８の配列ピッチ（配列間隔）は例えば１７０ｍｍ以内とすることが好ましい。

　また、金型スライド機構４８の稼動手段としては、例えば油圧方式を採用することができ、各金型スライド機構４８を独立に稼動させる方式としてもよいし、金型背板等を利用して同時に稼動する方式としてもよい。成形体の形状によっては、金型スライド機構４８が当たるタイミングを可変とすることで、バリ処理が円滑に行われることも考えられるが、その場合には、各金型スライド機構４８のストロークを調整することで適宜調整可能である。

　金型内でのバリ取りに際しては、バリＢをしっかりと冷却すること、金型スライド機構４８の設定を最適化することが重要である。表皮材（表皮シート３）を有する成形体１の場合、発泡樹脂シート２側から打ち抜くと、表皮シート３が切断されず、金型内でのバリ取りが難しい。その要因としては、（１）バリＢにおいて冷却ブローが表皮シート３側に当たり、冷却効率が落ちること、（２）パーティングライン（ＰＬ）において表皮シート３に力がうまく伝わらないこと、の２点が挙げられる。

　そこで、本実施形態においては、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、表皮シート３側から金型スライド機構４８を突き出し、バリＢを打ち抜くように構成している。すなわち、図７（Ａ）に示すように、表皮シート３と接する側の金型４０に金型スライド機構４８を内蔵する形とし、冷却ブローの後、図７（Ｂ）に示すように、金型スライド機構４８を突き出してバリＢを切断する。これにより、バリＢが速やかに切断される。

　表皮シート３側から金型スライド機構４８を突き出し、バリＢを打ち抜くように構成した場合、通気性のない発泡樹脂シート２側から冷却ブローが吹き付けられることになり、バリＢ（発泡樹脂シート２及び表皮シート３）が金型４０に密着し、十分に冷却される。また、金型スライド機構４８は表皮シート３に直接突き当たる形になり、金型スライド機構４８の力が表皮シート３に確実に伝わり、円滑なバリ取りが実現される。

　これに対して、図８（Ａ）に示すように発泡樹脂シート２側の金型３０に金型スライド機構４８を設け、発泡樹脂シート２側から金型スライド機構４８を突き出すようにした場合、図８（Ｂ）に示すように、表皮シート３を切断することができず、金型内バリ取りが成立しない。

　発泡樹脂シート２側から金型スライド機構４８を突き出すようにした場合、通気性を有する表皮シート３側から冷却ブローが吹き付けられることになり、通気性のない発泡樹脂シート２は金型４０に密着する。一方、表皮シート３は冷却ブローによる押し付けが不十分となって、発泡樹脂シート２への密着が不十分となる。金型スライド機構４８は発泡樹脂シート２に突き当たる形になるが、前記の通り表皮シート３の発泡樹脂シート２への密着も不十分であり、金型スライド機構４８の力が表皮シート３に伝わり難く、表皮シート３を確実に切断することができない。

　また、成形体１においては、孔開け加工が必要になる場合がある。このような孔開けについても、先のバリ取りと同様、金型内で行う。従来、成形体１の孔開け加工は、製品（成形体１）の金型から取り出した後に実施しているが、型内で孔開けすることで、後加工工程を短縮することができ、コストダウンを達成することが可能である。

　図９は型内での孔開け加工を説明する図である。前述の通り、金型３０，４０の間に発泡樹脂シート２及び表皮シート３を挟み込んで成形を行うが、一方の金型３０に孔開け加工用の金型スライド機構３８を設け、他方の金型４０の前記金型スライド機構３８と対向する位置に受け用の開口部４５を形成しておけば、金型スライド機構３８による打ち抜きで孔開け加工を行うことができる。

　ただし、成形体１の孔開けにおいては、先のバリＢを切断する場合とは逆に、発泡樹脂シート２と接する金型３０に打ち抜き用の金型スライド機構３８を設けるとともに、反対側の金型４０に受け用の開口部４５を形成し、発泡樹脂シート２側から金型スライド機構３８を突出させ、孔開け加工を行う。発泡樹脂シート２が接する側の金型３０に金型スライド機構３８を設けることで、発泡樹脂シート２が金型スライド機構３８と接触して冷却され、フラットなスキン層が形成される。これにより孔カット面精度の高い製品（成形体１）を得ることができる。

　前記打ち抜き用の金型スライド機構３８は、後退した位置において、前記一方の金型３０の成形面の一部を構成する形になり、金型スライド機構３８の先端面が発泡樹脂シート２と接触して冷却し、フラットなスキン層が形成される。

　以下、成形体１の孔開け加工について説明すると、先ず、図９（Ａ）に示すように、金型４０に表皮シート３を保持した状態でＴダイより溶融発泡樹脂を射出して発泡樹脂シート２を表皮シート３と重ね、図９（Ｂ）に示すように、対向する金型３０を型締めする。

　次いで、図９（Ｃ）に示すように、金型３０，４０に設けた減圧吸引孔より真空吸引を行い、発泡樹脂シート２の厚さを拡大させ、金型３０，４０のキャビティ形状に賦形する。その後、図９（Ｄ）に示すように、金型３０に設けた金型スライド機構３８を突き出すことで、成形体１の孔部の発泡樹脂シートを喰い切り、これを成形体１から除去する。最後に、図９（Ｅ）に示すように型開きし、孔開けが行われた成形体１を取り出す。

　図１０は孔開け状態を示す写真であり、（Ａ）及び（Ｂ）は表皮材側から突き出し部材を突き出して孔開けを行った場合、（Ｃ）及び（Ｄ）は樹脂シート側から突き出し部材を突き出して孔開けを行った場合である。図１１は孔開け状態を模式的に示す図であり、（Ａ）は表皮材側から突き出し部材を突き出して孔開けを行った場合、（Ｂ）は樹脂シート側から突き出し部材を突き出して孔開けを行った場合である。

　表皮材側から突き出し部材（金型スライド機構３８）を突き出して孔開けを行った場合、発泡樹脂シート２は孔開け位置において金型と接しないことになり、表皮シート３が断熱材として機能するので冷却が不十分になる。この状態で表皮シート３側から突き出し部材（金型スライド機構３８）を突き出して孔開けを行うと、発泡樹脂シート２が押し潰され、表皮シート３を引きちぎるように孔開けが行われ、表皮シート３の端部にほつれ等も生じて、きれいに打ち抜くことができない。

　これに対して、発泡樹脂シート２側から突き出し部材（金型スライド機構３８）を突き出して孔開けを行った場合、発泡樹脂シート２は金型と接して十分に冷却され、十分に硬化した発泡樹脂シート２側から打ち抜きが行われるので、これに一体化した表皮シート３もきれいに打ち抜かれる。

　以上、本発明を適用した実施形態について説明してきたが、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。

　例えば成形体の製造方法について言えば、先の実施形態では、発泡樹脂からなる樹脂シートを成形する場合を例に説明したが、円筒状のパリソンを金型でブロー成形する方法等、成形体の周囲にバリが形成される製造方法であれば、いずれにおいても本発明を適用することが可能である。樹脂シートについても、発泡樹脂シートに限らず、非発泡の樹脂シートであってもよい。

１　　　成形体　　　　　　　　　２　　　発泡樹脂シート
３　　　表皮シート
１０　　成形装置
１１　　原料樹脂　　　　　　　　１１ａ　溶融樹脂
１２　　樹脂供給装置
１４　　型締装置　　　　　　　　１６　　ホッパ
１８　　押出機　　　　　　　　　２０　　油圧モータ
２２　　連結管　　　　　　　　　２３　　連結管
２４　　アキュムレータ　　　　　２６　　プランジャ
２７　　バルブ
２８　　Ｔダイ　　　　　　　　　２８ａ　ダイリップ
２９Ａ　ローラ　　　　　　　　　２９Ｂ　ローラ
３０　　金型　　　　　　　　　　３０ａ　凸部
３１　　ピンチ部　　　　　　　　３２　　ピンチ部
３３　　エアー（冷気）　　　　　３５　　空間
３８　　金型スライド機構
４０　　金型　　　　　　　　　　４０ａ　凹部
４１　　ピンチ部　　　　　　　　４２　　ピンチ部
４５　　開口部　　　　　　　　　４８　　金型スライド機構
４９Ａ　型枠　　　　　　　　　　４９Ｂ　型枠
５０　　ダイリップ開閉装置　　　
５１　　油圧モータ　　　　　　　５２　　減速機
５３　　駆動軸　　　　　　　　　５４　　回転軸
５４ａ　雌ねじ部　　　　　　　　５５　　ベアリング
６０　　プッシャー　　　　　　　６１　　プッシャー軸
６１ａ　雄ねじ部　　　　　　　　６２　　プッシャーベース
６２ａ　ボス　　　　　　　　　　６３　　プッシャーバー
６３ａ　プッシャーヘッド　　　　７０　　フレーム
７１　　プレート　　　　　　　　７２　　プレート
７３　　ブラケット　　　　　　　７３ａ　ブッシュ
７４　　プレート　　　　　　　　７５　　ガイドポスト
７６　　ブッシュ
８０　　受駒　　　　　　　　　　８０ａ　傾斜面
８１　　ダイリップ片　　　　　　８１ａ　撓み部
８１ｂ　受駒接続部　　　　　　　８１ｃ　固定部
８５　　ダイボルト
１００　位置検出センサ
１１６　キャビティ
Ｂ　　　バリ
Ｐ　　　溶融樹脂シート　　　　　Ｑ　　　螺合構造
Ｒ　　　駆動接続部　　　　　　　Ｓ　　　スリットの隙間量
Ｗ　　　開閉構造

Claims

　駆動軸を備えるモータと、
　直線移動可能に設けられるプッシャーと、
　前記駆動軸の回転運動を前記プッシャーの直線運動に変換する螺合構造を備える駆動接続部と、
　前記プッシャーの直線移動に応じてＴダイのダイリップを開閉する開閉構造と、
　を有することを特徴とするダイリップ開閉装置。
　前記螺合構造は、雌ねじ部を備えて前記駆動軸に設けられる回転軸と、前記プッシャーに設けられ前記雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を備えるプッシャー軸と、を有することを特徴とする請求項１に記載のダイリップ開閉装置。
　前記雌ねじ部及び前記雄ねじ部は、台形ねじにより形成されることを特徴とする請求項２に記載のダイリップ開閉装置。
　前記モータは油圧モータとされて、減速機を介して前記駆動軸に駆動力が出力されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のダイリップ開閉装置。
　前記プッシャーは、前記プッシャーの位置を検出する位置検出センサを有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のダイリップ開閉装置。
　金型内で表皮材を有する成形体の成形を行うとともに、前記成形体の周囲に形成されるバリを前記成形体から分断する成形体の製造方法であって、
　成形体の成形後、金型内において、バリに対して表皮材側から突き出し部材を突き出し、前記バリを成形体から分断することを特徴とする成形体の製造方法。
　前記突き出し部材の突き出しの前に、成形体の周囲に形成されるバリの少なくとも一部に対してエアブローを行って冷却し、冷却されたバリに対して表皮材側から突き出し部材を突き出すことを特徴とする請求項６に記載の成形体の製造方法。
　前記金型において、成形体の周囲に第１のピンチ部を設けるとともに、当該第１のピンチ部の外側に第２のピンチ部を設け、これら第１のピンチ部と第２のピンチ部の間に形成される空間において、前記バリの冷却及び突き出し部材の突き出しを行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の成形体の製造方法。
　前記金型において、隣接する２つの成形体のピンチ部の間に形成される空間において、前記バリの冷却及び突き出し部材の突き出しを行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の成形体の製造方法。
　前記エアブローによりバリを前記突き出し部材側に押し付けた後、突き出し部材の突き出しにより、前記バリを突き出し部材と対向する金型面側に押圧することで成形体から分断することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の成形体の製造方法。
　金型内で表皮材を有する成形体の成形を行うとともに、前記成形体に孔開けを行う成形体の製造方法であって、
　成形体の成形の際に、金型内において、表皮材とは反対側から突き出し部材を突き出し、孔開けを行うことを特徴とする成形体の製造方法。
　分割された一対の金型を用い、一方の金型に突き出し部材を設けるとともに、他方の金型に前記突き出し部材の受けとなる開口部を形成し、
　前記突き出し部材の先端面は、後退した位置において、前記一方の金型の成形面の一部を構成していることを特徴とする請求項１１に記載の成形体の製造方法。