JP7488755B2 - Foam molding mold and method for manufacturing foam molded product using the same - Google Patents
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Description
本発明は、ポリウレタン等の発泡原料を型に注入して、発泡成形品を成形する発泡成形型及びこれを用いた発泡成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a foam molding mold in which foaming raw material such as polyurethane is injected into a mold to form a foam molded product, and a method for manufacturing a foam molded product using the same.
例えば車両用ドア内部に配置して、側突事故時に自ら崩壊しながら衝突エネルギを吸収する硬質発泡ウレタンの発泡成形品6(図3のイ)や、車両後部座席の中央に傾倒可能にして、倒した状態で肘をのせたり飲物を置いたりできる軟質発泡ウレタン製アームレストの発泡成形品6(図3のロ)がある。これらの発泡成形品6は、一般に図8のような下型2Bに所定量の発泡原料を注入し、下型2Bと上型3Bとを型閉じした後、発泡成形させて造られてきた。
しかし、下型2Bと上型3Bとで型閉じしてシールするのが難しく、下型2Bと上型3Bの型合せ面から発泡原料が漏れ出て、発泡成形で得られる発泡成形品6にバリが発生し易かった。後加工で、該バリを取除く作業は面倒であり、個数が多くなれば作業負担が大になった。
こうしたことから、バリ発生を極力なくそうとする発明がいくつか提案されている(例えば特許文献1)。
For example, there is a foam molded rigid urethane product 6 (Fig. 3A) that is placed inside a vehicle door and absorbs the energy of a collision by collapsing by itself in the event of a side impact, and a foam molded armrest 6 (Fig. 3B) made of soft urethane foam that can be tilted in the center of the rear seat of a vehicle so that when it is tilted down, an elbow can be rested on it or a drink can be placed on it. These foam molded
However, it was difficult to close and seal the
For this reason, several inventions have been proposed that aim to minimize the occurrence of burrs (for example, Patent Document 1).
しかるに、特許文献1は、その請求項1に記載のごとく「…キャビティを包囲するように環状凹部を形成し、その環状凹部には第2の分割型の分割面に接離可能に対応する合成樹脂製のシール部材を設け、そのシール部材のシール面の端部には環状の溝を形成し、その溝内に、第2の分割型の分割面に密着されるパッキング材を嵌め込む」構成であり、パッキング材を定期的に交換しなければならない負担を強いられた。また、パッキング材と分割型との間に発泡原料が入り込む虞があり、入り込むと、その除去が厄介となった。
However, as described in
本発明は、上記問題を解決するもので、パッキング材を用いずとも、発泡成形品のバリ発生を極力なくすことができる発泡成形型及びこれを用いた発泡成形品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above problems by providing a foam molding die that can minimize the occurrence of burrs in foam molded products without using packing material, and a method for manufacturing foam molded products using the same.
上記目的を達成すべく、請求項1に記載の発明の要旨は、下型と上型を備えて、型閉じにより発泡成形品のキャビティができる発泡成形型において、前記下型が凹みを形成するキャビティ面の開口周縁から上方へ向けて外方に広がる型合せ面を有して、型閉じによって、該型合せ面と前記上型側の型合せ面とが当接し、且つ凹む前記キャビティ面の開口を上面側にした前記下型のうちの少なくとも各側面をつないで一回りする外周側面を含んだ枠状部分が、その線膨張係数を、前記上型の線膨張係数よりも小さくしていることを特徴とする発泡成形型にある。請求項2の発明たる発泡成形型は、請求項1で、上型の形成材料がアルミ材であり、前記枠状部分が該アルミ材の線膨張係数よりも小さい金属材料で形成されていることを特徴とする。請求項3の発明たる発泡成形型は、請求項1又は2で、下型のキャビティ面及び型合せ面をつくる下型主部の形成材料がアルミ材であって、該下型主部を取り囲む前記枠状部分の形成材料を、該アルミ材の線膨張係数よりも小さい金属材料としていることを特徴とする。請求項4に記載の発明の要旨は、下型と上型を備えて、型閉じにより発泡成形品のキャビティができる発泡成形型において、前記下型が凹みを形成するキャビティ面の開口周縁から上方へ向けて外方に広がる型合せ面を有して、型閉じによって、該型合せ面と前記上型側の型合せ面とが当接する発泡成形型であって、前記下型のキャビティ面を形成する金型材料が、前記上型のキャビティ面を形成する金型材料より相対的に線膨張係数が小さいことを特徴とする発泡成形型にある。請求項5の発明たる発泡成形型は、請求項1~4で、枠状部分を含めた前記下型全体の線膨張係数を、前記上型の線膨張係数よりも小さくしていることを特徴とする。請求項6の発明たる発泡成形型は、請求項1~5で、支持部材に設けた通孔に保持部材が貫通して、その先端部を前記上型の上面側に固定して該上型が該支持部材に保持され、且つ該保持部材の軸径よりも前記通孔が大きく設定されて、該上型が温度変化によって、平面視で水平方向の前後左右に伸縮自在に移動できるようにしたことを特徴とする。請求項7の発明たる発泡成形型は、請求項1~6で、発泡成形型がポリウレタンフォームの発泡成形品を造る金型であることを特徴とする。
請求項8に記載の発明の要旨は、請求項1から7のいずれか1項に記載の発泡成形型を用いて、下型のキャビティ面上に発泡成形体用発泡原料を注入すると共に型閉じした後、発泡成形し、その後、脱型して発泡成形品を取り出すことを特徴とする発泡成形品の製造方法にある。
In order to achieve the above object, the gist of the invention as set forth in
The gist of the invention described in
(作用)
下型が凹みを形成するキャビティ面の開口周縁から上方へ向けて外方に広がる型合せ面を有し、型閉じによって、該型合せ面と上型側の型合せ面とが当接する第一構成要件と、凹む前記キャビティ面の開口を上面側にした前記下型のうちの少なくとも各側面をつないで一回りする外周側面を含んだ枠状部分が、その線膨張係数を、前記上型の線膨張係数よりも小さくしている第二構成要件が備わると、温度上昇に伴って前記下型の開口よりも上型のキャビティ面の方が大きくなる。且つ、この状態になる発泡成形の型閉じでは、開口周縁より高い位置の下型型合せ面に上型キャビティ面がきて、該下型型合せ面に上型型合せ面が確実に載る形で当接するので、バリ抑制につながる。さらに、型合せ面をアルミ材で構成すると、型閉じで該型合せ面が塑性変形して、バリ抑制効果のあるより良好なゼロタッチのシール面が速やかに形成される。
(Action)
When the lower mold has a mold mating surface that spreads outward from the opening periphery of the cavity surface that forms the recess, and the mold mating surface comes into contact with the mold mating surface of the upper mold by closing the mold, and when the second component is provided, the frame-shaped portion including the outer peripheral side surface that connects at least each side surface of the lower mold with the opening of the recessed cavity surface on the upper side surface has a linear expansion coefficient smaller than that of the upper mold, the cavity surface of the upper mold becomes larger than the opening of the lower mold as the temperature rises. Furthermore, when the foam molding mold is closed in this state, the upper mold cavity surface comes to the lower mold mating surface that is higher than the opening periphery, and the upper mold mating surface comes into contact with the lower mold mating surface in a manner that the upper mold mating surface is securely placed on the lower mold mating surface, which leads to suppression of burrs. Furthermore, when the mold mating surface is made of aluminum material, the mold mating surface is plastically deformed by the mold closing, and a better zero-touch seal surface with a burr suppression effect is quickly formed.
本発明の発泡成形型及びこれを用いた発泡成形品の製造方法のように、下型の上方へ向けて外方に広がる型合せ面の構成に、型製作時の常温から発泡成形の高い温度に発泡成形型が上昇した際、上型に比べて下型側の熱膨張が押さえられる構成が加わると、パッキング材等の別部材の助けを借りることなく、型閉じ時の当接シール性を高めるので、発泡成形品のバリ発生を極力なくすことができ優れた効果を発揮する。 As in the foam molding mold of the present invention and the manufacturing method of foam molded products using the same, when the configuration of the mold mating surface of the lower mold that spreads outward toward the top is added with a configuration that suppresses thermal expansion of the lower mold side compared to the upper mold when the foam molding mold is heated from the room temperature at the time of mold production to the high temperature of foam molding, the contact seal when the mold is closed is improved without the help of a separate member such as a packing material, and the occurrence of burrs in the foam molded product can be minimized, which is an excellent effect.
以下、本発明に係る発泡成形型及びこれを用いた発泡成形品の製造方法について詳述する。図1~図10は発泡成形型及びこれを用いた発泡成形品の製造方法の一形態で、図1は発泡成形型の一部断面斜視図、図2は図1の発泡成形型の常温下における縦断面図、図3は発泡成形品の斜視図、図4は型開状態の下型に発泡原料を注入している縦断面図、図5は図4の状態から型閉じした発泡成形型の縦断面図、図6は図5の平面図、図7は他態様の発泡成形型の断面図、図8は従来の発泡成形型の図5に対応する縦断面図、図9は(イ)が図8の部分拡大図、(ロ)が(イ)に代わる他態様図、図10は別態様の発泡成形型の縦断面図を示す。尚、各図は判り易くするため、簡略化し且つ発明要部を強調図示する。本発明と直接関係しない部分を省略し、また図1以外は結合手段2Jの図示を省き、図5、図6以外は支持部材4及び保持部材5の図示を省く。
The foam molding mold according to the present invention and the manufacturing method of the foam molded product using the same will be described in detail below. Figures 1 to 10 show one embodiment of the foam molding mold and the manufacturing method of the foam molded product using the same, where Figure 1 is a partial cross-sectional perspective view of the foam molding mold, Figure 2 is a vertical cross-sectional view of the foam molding mold of Figure 1 at room temperature, Figure 3 is a perspective view of the foam molded product, Figure 4 is a vertical cross-sectional view of the foaming raw material being injected into the lower mold in the open state, Figure 5 is a vertical cross-sectional view of the foam molding mold closed from the state of Figure 4, Figure 6 is a plan view of Figure 5, Figure 7 is a cross-sectional view of another embodiment of the foam molding mold, Figure 8 is a vertical cross-sectional view corresponding to Figure 5 of the conventional foam molding mold, Figure 9 (A) is a partially enlarged view of Figure 8, (B) is another embodiment instead of (A), and Figure 10 is a vertical cross-sectional view of a different embodiment of the foam molding mold. Note that each figure is simplified and the essential parts of the invention are emphasized for ease of understanding. Parts that are not directly related to the present invention are omitted, and the connection means 2J is not illustrated in any figures other than Figure 1, and the
(1)発泡成形型
本発泡成形型1は、下型2と上型3を備えて、型閉じにより発泡成形品6のキャビティCができる金型である(図1~図6)。図3(イ)のような発泡成形品6が発泡成形されるキャビティCであるが、ここでは、該キャビティCを便宜的に略方形体に単純図示化する。
(1) Foam molding mold This
下型2は、凹みを形成するキャビティ面21の開口周縁211から上方へ向けて外方に広がる型合せ面22を有する。本発明でいう「上方」とは、図2の断面表示の正面視図で、文字通り紙面上方を指す。型合せ面22は、図1のようにラッパ状に大きく外方へ広げているが、下型キャビティ面21の開口周縁211から対向する上型3へ向けて外方に広がる傾斜面になっていればよい。この型合せ面22と前記上型3側の型合せ面32とが型閉じによって当接する。下型2には、凹むキャビティ面21の開口20を上面2a側にした該下型2のうちの少なくとも各側面2bをつないで一回りする外周側面2bを含んだ枠状部分2Fが存在し、該枠状部分2Fの線膨張係数を上型3の線膨張係数よりも小さく設定している。
The
前記枠状部分2Fは、これを含めた下型2を同一材料として、下型2全体の線膨張係数を上型3の線膨張係数よりも小さくすることもできる。
しかし、本実施形態の下型2は、中実無垢で方形体の塊状ブロックからエンドミル等の切削加工によって上面開口20のキャビティCが形成された主部2Mと、該主部2Mの各側面2Mbを図2,図6のように囲って、外周側面2bを含んだ厚みtの枠状部分2Fと、の異種材料構成とする。下型2のキャビティ面21及び型合せ面22をつくる下型主部2Mの形成材料をアルミ材にして、該下型主部2Mを取り囲む前記枠状部分2Fが、該アルミ材の線膨張係数よりも小さい金属材料で形成される。下型主部2Mの外周側面2Mbと密着して取り囲む枠状部分2Fの形成材料に、表1に示すアルミニウムの線膨張係数よりも小さな値を示す金属等の無機材料(ここでは構造用鋼)を採用する。枠状部分2Fの内側面2Fbは、主部側面2Mbに密着一体化するよう必要箇所で溶接結合されている。符号2Jがその溶接部分を示すが、他の結合手段を用いてもよい。
The frame-
However, the
表1 各種金属の線膨張係数
上型3は、型閉じにより下型2の型合せ面22に当接する型合せ面32を有する発泡成形型1の分割型である。
本上型3の形成材料は下型主部2Mと同じ形成材料のアルミ材とする。上型3の型合せ面32が、型製作の常温環境のもと、図2のように型閉じで下型2の型合せ面22に密着して当接するように仕上げられる。上型キャビティ面31の周縁311と下型キャビティ面21の開口周縁211とが一致する。型閉じで、下型開口周縁211から上方へ向けてラッパ状に広がる下型型合せ面22に、上型3の型合せ面32の略全域が当接できるよう、上型3は型合せ面32を下端に向けてテーパ状に次第に減少させている(図1)。
尚、下型2,上型3の型合せ面22,32の少なくとも一方に、発泡成形時における余剰ガスのガス抜き溝(図示せず)が設けられる。型製作における常温(室温)時の型閉じでは、上型型合せ面32が、このガス抜き溝を除く全域で、下型型合せ面22に当接するようにしている。
The
The
At least one of the
しかるに、発泡成形品6を製造する発泡成形工程の温度は常温よりも高い。例えば図3に示す発泡ポリウレタンの成形品6などは60℃程度の環境下で製造される。そのため、発泡成形型1の型製作が行われた常温又はそれに近い温度から発泡成形時の高温に進むと、同一材料で形成した下型2,上型3が熱膨張(線膨張)する。図1でいうと、下型開口周縁211の横断距離L2や該横断距離L2に対応する上型3のキャビティ面31の横断距離L3が熱膨張で伸びる。
常温下にて、型合せ面22,32同士を型閉じで密着シール面となるよう調整するが、発泡成形時の約60℃下におくと、下型2,上型3が同じ形成材料(例えばアルミ材)であっても形状が異なるため、図8に示す従来タイプの下型2B,上型3Bのままでは個別に変形を起こし、該変形がバリ発生を招く。常温から発泡成形時の温度になる段階で、下型2B,上型3Bが形状を保って相似形に膨張することはなく、例えば図8の鎖線図示のような変形を起こす。発泡成形型のロットが違っても異なる変化がある。
上型3Bが反ったり、或いは下型2Bのキャビティ面21の開口周縁211が広がったりしてしまい、上型3Bが型閉じしようと下降しても隙間εをつくる(図9のイ)。発泡成形では該隙間εから発泡原料gが漏れ出す。上型3を最下地点よりもさらに下降させるようにしても、図9(ロ)のように型合せ面22,32同士が密着シール面にならず、バリが多く発生する。
However, the temperature in the foam molding process for producing the foam molded
At room temperature, the mold mating surfaces 22, 32 are adjusted to form a tight seal when the molds are closed, but when exposed to the temperature of about 60°C during foam molding, the shapes of the
If the
前記バリ発生の問題に対し、本発泡成形型1は、下型2のキャビティ面21及び型合せ面22をつくる下型主部2Mの形成材料を上型3と同じアルミ材にしても、下型主部2Mを取り囲む前記枠状部分2Fの形成材料に、該アルミ材の線膨張係数よりも小さい金属材料を選定して解決する。ここでは、枠状部分2Fの形成材料に構造用鋼SS400を用いる。
常温23℃にて発泡成形型1を製作完了させ、該温度から発泡成形時の60℃にする。すると、図1で、アルミ材(表1のアルミニウムA2017)を用いる下型主部2Mの両側面間距離Lが常温で500mmの長さであれば0.44mmほど膨張するが、構造用鋼を用いる枠状部分2Fの内側面間長さLの方は0.21mmしか膨張しない。その結果、図1でいえば、該枠状部分2Fが下型主部2Mを紙面左右外方から開口20側に向かってその膨張を押さえ込む格好になる。常温から発泡成形の60℃になると、下型主部2Mの横長さLは、枠状部分2Fによって両側から押さえ込まれて伸びが0.44mmよりも小さくなる一方、上型3側には枠状部分2Fのような制約がなく、フリー状態でそのまま伸びる。
したがって、常温で図2のように型合わせした発泡成形型1が、発泡成形の高温下で型開から型閉じすると、必然的に{上型キャビティ面31の横断距離L3>下型開口周縁211の横断距離L2}となる。図5のように上型キャビティ面31の周縁311が、下型2の開口周縁211よりも高い位置の型合せ面22上にきて、下型2の型合せ面22と上型3の型合せ面32とが当接する。図9(イ)にみられる隙間εはもはや発生せず、上型3の型合せ面32が下型2の型合せ面22に確実に当接する。
The foam molding die 1 solves the problem of burrs by selecting a metal material having a smaller linear expansion coefficient than the aluminum material for the material forming the frame-
The
Therefore, when the
しかも、上型3と下型主部2Mの形成材料が、金属材のなかでも軟らかいアルミ材である。図5ごとくの上型3は、初期の型閉じ下動で、上型キャビティ面31の周縁311が下型2の開口周縁211よりも高い途中位置の型合せ面22で止まる。上型3は、本来の下点位置に到達していない未だ余力がある下動圧でもって、該型合せ面22に突き当たる。型閉じ回数が増えるに伴い、上型型合せ面32と下型型合せ面22との当接面がなじんで、密着シール化へ円滑移行する。さらに、本実施形態のように、型合せ面22,32を形成する下型2,上型3の両部分がアルミ材等の軟らかい金属材料で構成されていると、当接面が早くなじんで、密着シール化が加速する。
また、前述したエンドミル等の切削加工によって型合せ面22,32を形成する場合、型合せ面22,32同士をゼロタッチの密着シール面にするのが難しく、顕微鏡で拡大して見れば、バリ発生につながるエンドミル加工による凹凸がある。このようなエンドミル加工による凹凸も、型閉じ回数が増えるにしたがって該凹凸を潰し、上型3,下型2に係る型合せ面22,32の当接面がなじんで、該凹凸をなくす好都合の発泡成形型1に出来上がっている。
Moreover, the material forming the
Furthermore, when the mold mating surfaces 22, 32 are formed by cutting using an end mill or the like as described above, it is difficult to make the mold mating surfaces 22, 32 into a zero-touch tight seal surface, and when viewed under a microscope, there are irregularities caused by the end milling that can lead to burrs. As the number of mold closing cycles increases, the irregularities caused by the end milling are smoothed out, and the contact surfaces of the mold mating surfaces 22, 32 of the
尚、本発明は上記実施形態に示すものに限られず、多くの変形が本発明の技術的思想内で可能である。実施形態の図1~図6に示した発泡成形型1に限定されず、例えば、下型2全体の線膨張係数を、上型3の線膨張係数よりも小さくした発泡成形型1でもよい。下型2のうちの少なくとも各側面2bをつないで一回りする外周側面を含んだ枠状部分2Fに加えて、下型2の底面2cを含めた底面部分の線膨張係数を、上型3の線膨張係数よりも小さくする発泡成形型1であってもよい。本実施形態と同様の作用,効果を生む。
また、凹みを形成するキャビティ面21の開口周縁211から上方へ向けて外方に広がる下型型合せ面22と、上型型合せ面32とが当接する発泡成形型1にあって、下型2のキャビティ面21を形成する金型材料が、上型3のキャビティ面31を形成する金型材料より相対的に線膨張係数を小さくしているならば、本発泡成形型1の要件を充足する。例えば、図7のようにキャビティ面21を形成する下型主要部2Kの金型材料部分を上型3のキャビティ面31を形成する金型材料よりも相対的に線膨張係数を小さくする。且つ、該下型主要部2Kの各側面を囲い部29で取囲んで下型2に採用した発泡成形型1である。囲い部29はなくてもよいし、あってもその線膨張係数の大小は問わない。下型2,上型3は、塊状ブロックを切削加工してキャビティCを形成するものに限らず、図10のような鋳物加工等によるものでもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and many modifications are possible within the technical concept of the present invention. The present invention is not limited to the
In addition, in the
加えて、本実施形態の上型3には、その上面3aに図5,図6のような支持部材4が取付けられている。該支持部材4を介して図示しないアクチュエータが上型3を上下動させて下型2とで型開,型閉じを行うが、支持部材4に対し上型3が温度上昇に伴って、図6の平面視で紙面上の上下左右(図中の矢印)方向に線膨張可能なるよう取付けられる。
詳しくは、支持部材4に設けた通孔40に保持部材5が貫通し、その先端部分を上型3の上面3a側に固定して、上型3が支持部材4に保持される。そして、保持部材5の軸径よりも通孔40が大きく設定され、上型3が温度変化によって、図6の平面視で紙面水平方向の前後左右に伸縮自在に移動できるようにしている。ここでの支持部材4は図5ごとくのミゾ形鋼4Aとし、保持部材5をボルト5Aとする。ミゾ形鋼4Aは基板部41の両脇から立板部42が起立するが、上型3の上面3aに当接させる基板部41には、ボルト5Aの軸部52よりも大きな孔径の通孔40が設けられる。
図5で、上型上面3aにミゾ形鋼4Aを位置決めセット後、基板部41の上方からボルト軸部52が通孔40を貫通し上型3に螺着固定して、上型3がミゾ形鋼4Aに保持される。ボルト5Aの軸径よりも通孔40が大きく設定されているので、図6の平面視で、上型3がボルト5A,ミゾ形鋼4Aに対して紙面水平方向の前後左右へ伸縮自在に移動可能である。発泡成形の温度に上昇した際、支持部材4のミゾ形鋼4Aが上型3の紙面水平方向の熱膨張(線膨張)を妨げない。
In addition, the
In detail, the holding
In Fig. 5, after the
かくのごとく、下型主部2Mの線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する枠状部分2Fが、高温時の下型主部2Mの熱膨張(線膨張)を制限する。この制限によって、型閉じで、上型型合せ面32は必ず下型型合せ面22に載るようになる。さらに温度上昇した際、支持部材4,保持部材5によって上型3が平面視で伸長自在にして、上型3の熱膨張(線膨張)を妨げない発泡成形型1とする。発泡成形におけるバリ発生抑止効果のある所望の発泡成形型1に仕上がっている。
符号3bは上型側面、符号35は保持部材5たるボルト用ねじ穴、符号51は保持部材5のボルト頭51を示す。
In this way,
(2)発泡成形型を用いた発泡成形品の製造方法
発泡成形品の製造方法は、(1)の発泡成形型1を用い、まずインサート品8がある場合はこれをセットした後、発泡原料gの注入及び型閉じを経て、軟質又は硬質ポリウレタンフォーム等の発泡成形品6を成形する。
ここでは、図1~図6の発泡成形型1を用いて、図3(イ)の硬質発泡ウレタン成形品6を成形する一製法について述べる。上型3及び下型主部2Mの形成材料がアルミ材であり、枠状部分2Fが該アルミ材の線膨張係数よりも小さい金属材料(構造用形鋼SS400等)で形成されている。硬質発泡ウレタン成形品6は、車両ドア内部に組付けられる衝撃吸収材で、車両側突事故時に自己崩壊しながら衝突エネルギを吸収し、乗員を保護するものである。
(2) Manufacturing method of foam-molded article using a foam molding mold The manufacturing method of a foam-molded article uses the
Here, we will describe one manufacturing method for molding the rigid urethane foam molded
最初に、常温下の型閉じで、下型キャビティ面21の開口周縁211と上型キャビティ面31の周縁311とを一致させた図2のような発泡成形型1が、発泡成形を行う環境温度(約60℃)下におかれる。そして、この発泡成形型1を図4の型開状態にする。
常温から60℃ほどの高温下に発泡成形型1が置かれると、下型主部2Mが図4の矢印のごとく側面2Mbの外方向へ膨張しようとする。しかし、主部2Mよりも線膨張の小さい枠状部分2Fが、既に型製作の常温時点で主部側面2Mbを取囲んで密着しており、側面2Mb外方向への主部2Mの膨張が抑えられる格好になっている(図4の矢印につけた×印)。
First, the
When the
次に、型開状態の下型キャビティ面21又は上型キャビティ面31に、図示省略のインサート品8をセットする。続いて、型開状態のまま、下型キャビティ面21上に注入ホースNL等を使用して、発泡成形体7用の発泡原料gを所定量注入する。
Next, an insert 8 (not shown) is set on the lower
その後、上型3を作動させ型閉じする(図5)。上型3が型閉じで下動すると、既述のごとく主部側面2Mbが枠状部分2Fで締め付けられているので、発泡成形環境の温度下で自由に熱膨張した上型キャビティ面31の開口周縁211の部位が、常温時に到達していた下型キャビティ面21の開口周縁211よりも上方の下型型合せ面22の地点で止まる。型閉じで、上型3が下動し、上型キャビティ面31の周縁311が下型キャビティ面21の開口周縁211に達する手前上方の下型型合せ面22に当接する。図示しないアクチュエータの作動する力を受けて上型3が下動するが、下がりきっていないため、上型3が下型型合せ面22へ強く当たって当接密着する。
また、上型3は支持部材4に設けた通孔40に保持部材5が貫通し、その先端部を上型上面3a側に固定して上型3が支持部材4に保持され、且つ該保持部材5の軸径よりも通孔40を大きく設定している。そのため、上型3は、温度上昇に合わせて、図6の紙面水平方向の前後左右に伸長自在に移動できる。型閉じで、下動した上型キャビティ面31の周縁311、すなわち上型型合せ面32の下縁が、下型開口周縁211から上方へ向けて広がる下型型合せ面22に確実に当接できる型構成となっている。
尚、本実施形態は発泡原料gを注入した後に型閉じしたが、型閉じした後に発泡原料gを注入することもできる。
After that, the
In addition, the
In this embodiment, the mold is closed after the foaming raw material g is injected, but the foaming raw material g can also be injected after the mold is closed.
続いて、型閉じのまま、発泡成形体7の発泡成形に移る。図5の型閉じ状態を所定時間維持して、インサート品8が一体化する発泡成形体7を発泡成形し、図3(イ)のような発泡成形品6が造られる。
この時、発泡原料gが発泡硬化するが、発泡硬化反応により発生する熱で、更に発泡成形型1の温度が上昇する場合がある。その場合、更に上型3が相対的に大きくなるので、上型型合せ面32と下型型合せ面22の密着力が一段と高まる。
発泡成形を終え、脱型すれば、バリが極力抑えられたエネルギ吸収材の発泡成形品6が得られる。後は、前記一連の発泡成形工程を繰り返し、所望のエネルギ吸収材の発泡成形品6を次々と製造していく。
特に、上述の型閉じ時では、アクチュエータの作動する力を受けた上型3の下動で、下がりきらず、該上型3が下型型合せ面22へ強く当たって当接する。型閉じを繰り返せば、金属材としては軟らかいアルミ材が塑性変形を起こし、比較的早い段階で、両型合せ面22,32がゼロタッチのシール面を形成していく。発泡成形の開始から早い段階で、バリがない、またはバリがあっても際立って少ない所望の発泡成形品6が、脱型で取出されていく。
Next, with the mold closed, the process moves to foam molding of the foam molded
At this time, the foaming raw material g foams and hardens, but the heat generated by the foaming and hardening reaction may further increase the temperature of the foam molding die 1. In that case, the
After the foam molding is completed and the foamed
In particular, when the mold is closed as described above, the
本実施形態の発泡成形品6は、発泡成形体7に図3(イ)に示す硬質ポリウレタンフォームを採用したが、発泡成形体7に例えば図3(ロ)に示すアームレスト等の軟質ポリウレタンフォームを採用することもできる。図3(イ)の小物に比べて、発泡成形品6が大物になるアームレストやシートクッション等には、図10のような鋳物の発泡成形型1が適宜用いられる。
図3の符号7aは発泡成形体7の上面、符号70は凹所、符号71は基端部、符号72は先端部、図10の符号27は凹部、符号28はリブを示す。他の構成は、(1)と同様で、その説明を省く。(1)と同一符号は同一又は相当部分を示す。
In the foam molded
In Fig. 3, 7a denotes the upper surface of the foamed molded
(3)効果
このように構成した発泡成形型及びこれを用いた発泡成形品の製造方法によれば、下型2が開口周縁211から上方へ向けて外方に広がる型合せ面22を有して、型閉じで、該型合わせ面22が上型型合せ面32と当接し、且つ少なくとも枠状部分2Fの線膨張係数を上型3の線膨張係数よりも小さくするので、型製作時の常温から発泡成形時の高温になって発泡成形型1が熱膨張しても、確実に型閉めができる。
(3) Effect According to the foam molding mold configured in this manner and the manufacturing method of a foam molded product using the same, the
従来の発泡成形型では、発泡成形時の温度上昇に伴う熱膨張で、下型2Bと上型3Bの形状が異なることによる個別変形によって、両型合せ面22,32に隙間εができたり(図9のイ)、両型合せ面22,32が当接しても不十分(図9のロ)になったりする不具合が発生し易かった。
これに対し、本下型2は、下型主部2Mの側面2Mbを囲って主部2Mの水平外方へ熱膨張するのを、上型3の線膨張係数よりも小の枠状部分2Fが押え付けているので、下型主部2Mの水平外方向への伸びが押さえられる。当然、下型2の開口20周りの伸びも押さえられる。枠状部分2Fだけでなく、下型2全体を上型3の線膨張係数よりも小にしたときも、下型開口20周りの伸びが下型2全体で抑制されるので小さくなる。
一方、常温から発泡成形する高温状態にした場合、上型3の方は枠状部分2Fのような制約を受けていない。したがって、型閉じすると、図5のごとく開口周縁211よりも上方の下型型合せ面22の地点に上型キャビティ面31の周縁311が当たって、確実に両型合せ面22,32が当接するようになる。アクチュエータの作動によって、本来、上型3は下型キャビティ面21の開口周縁211に上型キャビティ面31の周縁311が一致する地点まで下降するのであるが、その手前の下型型合せ面22にぶつかって、下降を止められた状態になる。上型3に未だ残っている下降圧を加算しての型閉じになるので、両型合せ面22,32がより密着することになる。
In conventional foam molding dies, the difference in shape between the
In contrast, in the present
On the other hand, when the temperature is raised from room temperature to a high temperature state for foam molding, the
しかも、下型型合せ面22は上方からキャビティ面21がある底面2c側に向けてすり鉢状になっていて、且つ上型型合せ面32が下型型合せ面22の形状に合わせたテーパ状に形成されている。よって、型閉じで、下降圧が伴った上型3が下型2に栓をきつくする形になって、すり鉢状の下型型合せ面22に上型型合せ面32が密着シールする。
In addition, the lower
さらに、上型3の形成材料がアルミ材であると、アルミ材は金属材のうちでも軟らかいので、上型型合せ面32にミクロ状態で凹凸部分があっても、型閉じの回数増加と共に、該上型型合せ面32が速やかに下型型合せ面22になじんで密封シールする。下型2のキャビティ面21及び型合せ面22をつくる下型主部2Mの形成材料が共にアルミ材であれば、型閉じ時の摺合わせが一層進んで、密封シール化をより完璧にできる。常温から発泡成形工程の高温に移行すると、下型開口周縁の横断距離L2に対し上型キャビティ面の横断距離L3が大きくなって、型閉めで上型3と下型2とが干渉するが、軟らかなアルミ材を塑性変形させて、型閉めにおける良好なシール性を実現する。
さらにいえば、発泡成形品6を造る発泡成形型1の型閉じにおける型閉じ力は、射出成形用金型の型締め力に比べると弱く、そもそも発泡成形でバリができ易くなっている。こうした状況にあって、上述した各構成を満たすことによって、バリが極力抑えられた発泡成形品6を脱型できる。長年に亘り、様々な対策を講じても、脱型後の発泡成形品6にできていたバリが激減する。バリの除去作業を減らして、後加工の大幅な労力負担の軽減,コストダウンに貢献する。
Furthermore, if the
Furthermore, the mold closing force when closing the foam molding die 1 to produce the foam molded
加えて、図5,図6のように、上型3が支持部材4に保持され、且つ保持部材5の軸径よりも通孔40が大きく設定されていると、温度変化があった場合に、上型3は熱膨張の伸縮ができるようになる。平面視で水平方向(図7の矢印方向)に伸縮自在に移動できるようになり、常温から発泡成形時の高温に上昇した際、支持部材4,保持部材5が上型3の水平方向への熱膨張を妨げない。型閉じで、前述した開口周縁211よりも上方の下型型合せ面22の地点に上型キャビティ面31の周縁311が当たって、両型合せ面22,32が当接するのを助ける。
このように、本発泡成形型1及びこれを用いた発泡成形品6の製造方法は、上述した種々の優れた効果を発揮し、極めて有益である。
5 and 6, if the
Thus, the foam molding die 1 and the method for producing the foam molded
尚、本発明は前記実施形態に示すものに限られず、目的,用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。下型2,下型主部2M,枠状部分2F,上型3,支持部材4,保持部材5,発泡成形品6等の形状,大きさ,個数,材質等は用途に合わせて適宜選択できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified in various ways within the scope of the present invention depending on the purpose and application. The shape, size, number, material, etc. of the
1 発泡成形型
2b 側面(外周側面)
2F 枠状部分
2M 主部(下型主部)
20 開口
21 キャビティ面(下型キャビティ面)
211 キャビティ面の開口周縁
22 型合わせ面(下型型合わせ面)
3 上型
31 型合せ面
4 支持部材
5 保持部材
6 発泡成形品
g 発泡原料
1
2F: Frame-shaped
20
211: Opening edge of cavity surface 22: Mold mating surface (lower mold mating surface)
3
Claims (8)
前記下型が凹みを形成するキャビティ面の開口周縁から上方へ向けて外方に広がる型合せ面を有して、型閉じによって、該型合せ面と前記上型側の型合せ面とが当接し、且つ凹む前記キャビティ面の開口を上面側にした前記下型のうちの少なくとも各側面をつないで一回りする外周側面を含んだ枠状部分が、その線膨張係数を、前記上型の線膨張係数よりも小さくしていることを特徴とする発泡成形型。 In a foam molding mold having a lower mold and an upper mold, a cavity for a foam molded product is formed by closing the mold.
A foam molding mold characterized in that the lower mold has a mold mating surface that extends upward and outward from the periphery of the opening of the cavity surface that forms the recess, and when the mold is closed, the mold mating surface abuts against the mold mating surface of the upper mold, and a frame-shaped portion that includes an outer peripheral side surface that connects at least each side surface of the lower mold, with the opening of the recessed cavity surface facing upward, has a linear expansion coefficient that is smaller than the linear expansion coefficient of the upper mold.
前記下型が凹みを形成するキャビティ面の開口周縁から上方へ向けて外方に広がる型合せ面を有して、型閉じによって、該型合せ面と前記上型側の型合せ面とが当接する発泡成形型であって、
前記下型のキャビティ面を形成する金型材料が、前記上型のキャビティ面を形成する金型材料より相対的に線膨張係数が小さいことを特徴とする発泡成形型。 In a foam molding mold having a lower mold and an upper mold, a cavity for a foam molded product is formed by closing the mold.
The lower mold has a mold mating surface that spreads outwardly and upwardly from an opening periphery of a cavity surface that forms a recess, and the mold mating surface comes into contact with a mold mating surface of the upper mold by closing the mold,
A foam molding mold, characterized in that the mold material forming the cavity surface of the lower mold has a relatively smaller linear expansion coefficient than the mold material forming the cavity surface of the upper mold.
下型のキャビティ面上に発泡成形体用発泡原料を注入すると共に型閉じした後、発泡成形し、その後、脱型して発泡成形品を取り出すことを特徴とする発泡成形品の製造方法。 Using the foam molding mold according to any one of claims 1 to 7,
A method for producing a foam-molded product, comprising injecting a foaming raw material for a foam-molded product onto a cavity surface of a lower mold, closing the mold, foam-molding, and then demolding the foam-molded product to remove it from the mold.
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