(57)【特許請求の範囲】
【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何れか一方に設けられ熱水または冷水等の熱媒体を循環させてその成形型の成形面付近を加熱及び冷却する温調配管と、
加熱された前記熱媒体である温水と加圧された高温水とをそれぞれ供給する温水供給装置と加圧水供給装置よりなる加熱媒体供給装置と、
冷却された前記熱媒体を供給する冷却媒体供給装置と、この加熱媒体供給装置及び冷却媒体供給装置からの前記熱媒体を前記温調配管に切り換え供給する複数の電磁弁よりなる電磁弁集合体と、前記温調配管を設けた前記成形型に設けられてその成形型の成形面の一部を加熱する誘導加熱コイルと、予め定められた手順に基づき前記成形装置、前記電磁弁集合体及び誘導加熱コイルの作動を制御する制御装置を備えたことを特徴とする成形装置における型温度調節システム。
【請求項２】
前記温調配管は複数の部分に分割してなる請求項１に記載の成形装置における型温度調節システム。
【請求項３】
前記冷却媒体供給装置が冷媒を用いて冷却されたチラー水を供給するチラー水供給装置及び空冷により冷却されたタワー水を供給するタワー水供給装置よりなる請求項１または請求項２に記載の成形装置における型温度調節システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記誘導加熱コイルを作動させるのに先立ち、前記温調配管に前記加圧水供給装置からの高温水を循環供給するように前記電磁弁集合体を切換え作動させるものである請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の成形装置における型温度調節システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記温調配管に対する前記加圧水供給装置からの高温水の循環供給を停止させた後に、前記温調配管に対する前記チラー水供給装置からのチラー水を循環供給するように前記電磁弁集合体を切換え作動させるものである請求項３または請求項４に記載の成形装置における型温度調節システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記チラー水供給装置からのチラー水の供給による前記成形型の温度の低下の途中で同チラー水の供給を停止して、前記温調配管に対する前記温水供給装置からの温水を循環供給するように前記電磁弁集合体を切換え作動させるものである請求項３〜請求項６の何れか１項に記載の成形装置における型温度調節システム。
【請求項７】
前記加圧水供給装置にはバイパス電磁弁を有する加圧水循環管路を連結し、前記温水供給装置にはバイパス電磁弁を有する温水循環管路を連結し、前記チラー水供給装置にはバイパス電磁弁を有するチラー水循環管路を連結し、前記温調配管はそれぞれ前記電磁弁集合体を設けた往管路及び復管路を介して前記バイパス電磁弁の両側となる位置において前記各循環管路に連結され、前記制御装置は前記各循環管路が前記温調配管の何れにも連通されていない状態ではその循環管路に設けたバイパス電磁弁を開くようにしてなる請求項３〜請求項６の何れか１項に記載の成形装置における型温度調節システム。
【請求項８】
前記加圧水供給装置は加圧された高温水の温度を調節することが可能であり、前記誘導加熱コイルは出力を調節することが可能である請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の成形装置における型温度調節システム。
【請求項９】
前記両成形型の少なくとも一方の温度を検出する少なくとも１つの温度センサを備え、前記制御装置はこの温度センサにより検出された温度及び前記予め定められた手順に基づき前記高温水の供給状態及び前記誘導加熱コイルの出力状態を制御するものである請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の成形装置における型温度調節システム。
【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装置における型温度調節システムに関する。
【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７及び図８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温水及び冷水を通す温調配管２，４が設けられている。先ず図７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に温水を通して両型１，２を加熱し、図８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３ａの間に充填させ、温調配管２，４に冷水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。
【０００３】
また例えば特開昭６２−１２２０８６号公報に示すように、誘導コイルにより鉄あるいはニッケルのような高抵抗体よりなる成形型に渦電流を誘起し、この渦電流のジュール熱により成形型を加熱するようにした技術もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した第１の従来技術では、温水による加熱は温度分布のばらつきが少なく温度安定性はよいが、加熱に使用する温水は通常は１００℃以下であるのでそれ未満の加熱しかできず、また熱伝達による加熱であるので昇温速度を速くすることができないという問題がある。これに対し、加圧することにより沸騰温度を１００℃以上とした高温水を各成形型の温調配管に循環させれば、同様によい温度安定性を得ることができ、温水の場合よりは多少速い昇温速度で１００℃以上に加熱することはできるが、熱伝達による加熱であることに変わりはないので、昇温速度をそれほど速くすることはできない。
【０００５】
また部分的に特性の異なる製品、例えば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した製品を単一工程で製造するには、成形型のその部分を他の部分より早くあるいは強く加熱して発泡を促進する必要があり、その場合には前述した第２の従来技術のように誘導コイルによる加熱が適している。しかしながら誘導コイルによる加熱は温度分布のばらつきを起こしやすいので、発泡が不均一になるなど特性にばらつきを生じるという問題を起こすおそれがある。
【０００６】
本発明は、加圧水供給装置や温水供給装置のような加熱媒体供給装置からの熱媒体による加熱と、チラー水供給装置やタワー水供給装置のような冷却媒体供給装置からの熱媒体による冷却と、誘導加熱コイルによる加熱を適切に組み合わせることにより、前述したような各問題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による成形装置における型温度調節システムは、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何れか一方に設けられ熱水または冷水等の熱媒体を循環させてその成形型の成形面付近を加熱及び冷却する温調配管と、加熱された熱媒体である温水と加圧された高温水とをそれぞれ供給する温水供給装置と加圧水供給装置よりなる加熱媒体供給装置と、冷却された熱媒体を供給する冷却媒体供給装置と、この加熱媒体供給装置及び冷却媒体供給装置からの熱媒体を温調配管に切り換え供給する複数の電磁弁よりなる電磁弁集合体と、温調配管を設けた成形型に設けられてその成形型の成形面の一部を加熱する誘導加熱コイルと、予め定められた手順に基づき成形装置、電磁弁集合体及び誘導加熱コイルの作動を制御する制御装置を備えたことを特徴とするものである。本発明によれば、成形型の成形面は、加圧水供給装置からの高温水及び温水供給装置からの温水という２種類の熱媒体により温度分布のばらつきなしに加熱されると共に、誘導加熱コイルを設けた部分は部分的に速やかに強く加熱される。また成形後は冷却媒体供給装置からの冷水により冷却される。
【０００８】
両成形型の少なくとも何れか一方に設けられる温調配管は、複数の部分に分割することが好ましい。このようにすれば、成形型の成形面はその一部分だけを熱媒体により加熱及び冷却することが可能となる。
【００１０】
冷却媒体供給装置は冷媒を用いて冷却されたチラー水を供給するチラー水供給装置及び空冷により冷却されたタワー水を供給するタワー水供給装置よりなるものとしてもよい。
【００１１】
前述の制御装置は、誘導加熱コイルを作動させるのに先立ち、温調配管に加圧水供給装置からの高温水を循環供給するように電磁弁集合体を切換え作動させるものであることが好ましい。このようにすれば、誘導加熱コイルを設けた部分は、先ず高温水により予熱されてから誘導加熱コイルにより速やかに加熱される。
【００１２】
また制御装置は、温調配管に対する加圧水供給装置からの高温水の循環供給を停止させた後に、温調配管に対するチラー水供給装置からのチラー水を循環供給するように電磁弁集合体を切換え作動させるものとしてもよい。このようにすれば、成形された製品を冷却する場合の冷却速度は大きくなる。
【００１３】
また制御装置は、チラー水供給装置からのチラー水の供給による成形型の温度の低下の途中で同チラー水の供給を停止して、温調配管に対する温水供給装置からの温水を循環供給するように電磁弁集合体を切換え作動させるものとしてもよい。このようにすれば、チラー水による成形型の冷え過ぎがなくなる。
【００１４】
加圧水供給装置にはバイパス電磁弁を有する加圧水循環管路を連結し、温水供給装置にはバイパス電磁弁を有する温水循環管路を連結し、チラー水供給装置にはバイパス電磁弁を有するチラー水循環管路を連結し、温調配管はそれぞれ電磁弁集合体を設けた往管路及び復管路を介してバイパス電磁弁の両側となる位置において各循環管路に連結され、制御装置は各循環管路が温調配管の何れにも連通されていない状態ではその循環管路に設けたバイパス電磁弁を開くようにすることが好ましい。このようにすれば、各循環管路が温調配管の何れにも連通されていない状態でもその循環管路にはその熱媒体が循環されるので、その熱媒体の温度は安定して保たれる。
【００１５】
加圧水供給装置は加圧された高温水の温度を調節することが可能であり、誘導加熱コイルは出力を調節することが可能であるようにすることが好ましい。
【００１６】
両成形型の少なくとも一方の温度を検出する少なくとも１つの温度センサを備え、制御装置はこの温度センサにより検出された温度及び予め定められた手順に基づき高温水の供給状態及び誘導加熱コイルの出力状態を制御するようにすることが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図６により、本発明による成形装置における型温度調節システム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。
図１〜図３は、各作動状態における成形装置の断面図を示す。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３０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。
【００１８】
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３１ｍ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。
【００１９】
図１〜図３に示すように、第１成形型１０上面の第１成形面１０ａは、前述のように予め成形された基材３０の裏面を支持するものであり、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。この実施の形態では第１成形型１０はアルミニウム鋳物等の低抵抗体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り後述するように複数の部分に分割された温調配管１３が第１成形面１０ａのすぐ内側に沿って鋳込まれている。
【００２０】
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、鉄等の高抵抗体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の埋め込まれた側の面は第１成形型１０の第１成形面１０ａとほゞ平行であり、各ブロック１５の外側となる面には誘導加熱コイル１６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。
【００２１】
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２２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に形成された内向き段部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１０ｂと嵌合可能である。ステンレス鋼管等よりなり後述するように複数の部分に分割された温調配管２３は、フレーム２２を溶接する前に表面層２１の裏面（上側）に沿って溶接固定されている。
【００２２】
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、誘導加熱コイル２６が表面層２１の裏面に密着固定されている。各誘導加熱コイル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、一部のものは表面層２１の裏面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。フレーム２２と温調配管２３と誘導加熱コイル２６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。
【００２３】
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３１ｍよりもやや大である。
【００２４】
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。
【００２５】
第２成形型２０の誘導加熱コイル２６にトランジスタインバータ（図示省略）から与えられる交番電流（１キロヘルツ以下）は電磁誘導により誘導加熱コイル２６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磁性高抵抗体の表面層２１が発熱して、誘導加熱コイル２６が設けられた付近となる第２成形型２０の第２成形面２０ａを加熱するようになっている。この第２成形面２０ａの温度は、トランジスタインバータを調節して誘導加熱コイル２６の出力やタイミングなどの出力状態を変えることにより調節することができる。同様に第１成形型１０の誘導加熱コイル１６に交番電流を与えれば電磁誘導によりブロック１５に渦電流を誘起し、これにより磁性高抵抗体のブロック１５が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、誘導加熱コイル１６が設けられた付近となる第１成形型１０の第１成形面１０ａを加熱することができる。しかしこの実施の形態では、第１成形型１０の誘導加熱コイル１６による加熱は行っていない。
【００２６】
次に図４及び図５により、各成形型１０，２０に設けた温調配管１３，２３及びこれに対して加熱または冷却された水等の熱媒体を供給するための構造の説明をする。上述のように誘導加熱コイル１６による加熱を行わない第１成形型１０に設けた温調配管１３は、図４に示すように、４本の一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 と２本の周辺部配管１３c1,１３c2 に分割されており、一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 はドアトリムの周辺部を除くほゞ全面に対応する位置に設けられ、周辺部配管１３c1,１３c2 ドアトリムの周辺部と対応する位置に設けられている。これに対し誘導加熱コイル２６による加熱を行う第２成形型２０に設けた温調配管２３は、図５に示すように、それぞれ２本の高発泡部配管２３a1,２３a2 、一般部配管２３b1,２３b2 及び周辺部配管２３c1,２３c2 に分割されており、高発泡部配管２３a1,２３a2 は誘導加熱コイル２６と対応する位置、すなわちドアトリムの上半部及びアームレスト部と対応する位置に設けられ、一般部配管２３b1,２３b2 はドアトリムの下半部と対応する位置に設けられ、周辺部配管２３c1,２３c2 はドアトリムの周辺部と対応する位置に設けられている。
【００２７】
本発明による型温度調節システムは、図４及び図５に示すように、加圧された高温水（例えば１６０℃）を供給する加圧水供給装置４０、通常の温水（例えば５０℃）を供給する温水供給装置４１、冷媒を用いて強く冷却されたチラー水（例えば１０℃）を供給するチラー水供給装置４２及び空冷式冷却タワーにより冷却されたタワー水（例えば２５℃）を供給するタワー水供給装置４３を備えている。各供給装置４０，４１，４２，４３は、第１成形型１０と第２成形型２０の両方に高温水、温水、チラー水及びタワー水を供給するようになっている。高温水、温水、チラー水及びタワー水は何れも温度調節可能であり、特に高温水は相当な範囲で温度調節可能である。
【００２８】
先ず図５により、高発泡部配管２３a1,２３a2 を含む第２成形型（上型）２０の温調配管２３に対する、各供給装置４０，４１，４２，４３からの加熱または冷却された水等の熱媒体の供給経路の説明をする。バイパス電磁弁Ｖ29p により供給側と戻し側に分けられた加圧水循環管路４０a2の各先端はそれぞれ加圧水供給装置４０の供給口及び戻し口に連結され、バイパス電磁弁Ｖ29h により供給側と戻し側に分けられた温水循環管路４１a2の各先端はそれぞれ温水供給装置４１の供給口及び戻し口に連結され、バイパス電磁弁Ｖ29c により供給側と戻し側に分けられたチラー水循環管路４２a2の各先端はそれぞれチラー水供給装置４２の供給口及び戻し口に連結されている。
【００２９】
高発泡部配管２３a1,２３a2 の入口側及び出口側に連結された往管路４５a2及び復管路４５b2は、電磁弁Ｖ21p 及びＶ22p を介して加圧水循環管路４０a2の供給側と戻し側に連結され、電磁弁Ｖ21h,Ｖ22h を介して温水循環管路４１a2の供給側と戻し側に連結され、また電磁弁Ｖ21c,Ｖ22c を介してチラー水循環管路４２a2の供給側と戻し側に連結されている。一般部配管２３b1,２３b2 の入口側及び出口側に連結された往管路４６a2及び復管路４６b2も、電磁弁Ｖ23p 及びＶ24p を介して加圧水循環管路４０a2の供給側と戻し側に連結され、電磁弁Ｖ23h,Ｖ24h を介して温水循環管路４１a2の供給側と戻し側に連結され、また電磁弁Ｖ23c,Ｖ24c を介してチラー水循環管路４２a2の供給側と戻し側に連結されている。周辺部配管２３c1,２３c2 の入口側と出口側に連結された往管路４７a2及び復管路４７b2は電磁弁Ｖ25t 及びＶ26t を介してタワー水供給装置４３の供給口及び戻し口に連結されている。
【００３０】
電磁弁Ｖ21p,Ｖ21h,Ｖ21c,Ｖ22p,Ｖ22h,Ｖ22c,Ｖ23p,Ｖ23h,Ｖ23c,Ｖ24p,Ｖ24h,Ｖ24c,Ｖ25t,Ｖ26t は第２電磁弁集合体Ｖ２を構成し、温度センサＴ21,Ｔ22,Ｔ23により検出された温度及び予め定められたシーケンスに基づいて制御装置５０により開閉制御される。これにより各供給装置４０，４１，４２からの高温水、温水及びチラー水は、第２成形型２０の成形面２０ａの温度がそれぞれ後述のように変化するように、分割された各温調配管２３a1,２３a2,２３b1,２３b2に切換え供給される。また各バイパス電磁弁Ｖ29p,Ｖ29h,Ｖ29c は、それが設けられた各循環管路４０a2,４１a2,４２a2 が高発泡部配管２３a1,２３a2 及び一般部配管２３b1,２３b2 の何れにも連通されていない状態では開いて、各循環管路４０a2,４１a2,４２a2 に高温水、温水またはチラー水を循環させるように制御装置５０により制御される。この実施の形態では電磁弁Ｖ25t,Ｖ26t は常に開いており、タワー水供給装置４３からのタワー水は常に周辺部配管２３c1,２３c2 に供給されている。
【００３１】
次に図４により、第１成形型（下型）１０の温調配管１３に対する、各供給装置４０，４１，４２，４３からの加熱または冷却された水等の熱媒体の供給経路の説明をする。第２成形型２０の場合と同様、バイパス電磁弁Ｖ19p により２つに分けられた加圧水循環管路４０a1の各先端はそれぞれ加圧水供給装置４０に連結され、バイパス電磁弁Ｖ19h により２つに分けられた温水循環管路４１a1の各先端はそれぞれ温水供給装置４１に連結され、バイパス電磁弁Ｖ19c により２つに分けられたチラー水循環管路４２a1の各先端はチラー水供給装置４２に連結されている。
【００３２】
一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 の入口側及び出口側に連結された往管路４６a1及び復管路４６b1は、電磁弁Ｖ13p 及びＶ14p を介して加圧水循環管路４０a1の供給側と戻し側に連結され、電磁弁Ｖ13h,Ｖ14h を介して温水循環管路４１a1の供給側と戻し側に連結され、また電磁弁Ｖ13c,Ｖ14c を介してチラー水循環管路４２a1の供給側と戻し側に連結されている。周辺部配管１３c1,１３c2 の入口側と出口側に連結された往管路４７a1及び復管路４７b1は電磁弁Ｖ15t 及びＶ16t を介してタワー水供給装置４３の供給口及び戻し口に連結されている。
【００３３】
電磁弁Ｖ13p,Ｖ13h,Ｖ13c,Ｖ14p,Ｖ14h,Ｖ14c,Ｖ15t,Ｖ16t は第１電磁弁集合体Ｖ１を構成し、温度センサＴ11,Ｔ12,Ｔ13により検出された温度及び予め定められたシーケンスに基づいて制御装置５０により開閉制御される。これにより各供給装置４０，４１，４２からの高温水、温水及びチラー水は、第１成形型１０の成形面１０ａの温度がそれぞれ後述のように変化するように、分割された一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 に切換え供給される。また各バイパス電磁弁Ｖ19p,Ｖ19h,Ｖ19c は、それが設けられた各循環管路４０a1,４１a1,４２a1 が一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 の何れにも連通されていない状態では、開くように制御装置５０により制御される。この実施の形態では電磁弁Ｖ15t,Ｖ16t は常に開いており、タワー水供給装置４３からのタワー水は常に周辺部配管１３c1,１３c2 に供給されている。
【００３４】
第２成形型２０の表面層２１の裏面には、高発泡部配管２３a1,２３a2 、一般部配管２３b1,２３b2 及び周辺部配管２３c1,２３c2 を設けた部分に対応して、それぞれ温度センサＴ21,Ｔ22,Ｔ23が設けられている。また第１成形型１０内には、各温度センサＴ21,Ｔ22,Ｔ23と対応しかつ第１成形面１０ａと接近した位置に、温度センサＴ11,Ｔ12,Ｔ13が設けられている。各温度センサＴ11,Ｔ12,Ｔ13,Ｔ21,Ｔ22,Ｔ23 により検出された温度は制御装置５０に入力される。
【００３５】
次にこの実施の形態の成形装置の型温度の変化特性を図６により説明する。成形装置の電源を入れ、ウオームアップ手順（図示省略）により両成形型１０，２０の各成形面１０ａ，２０ａの温度を温度Ｈ1 （例えば５０℃）とし、第２成形型２０を上方に離隔させた状態において、第１成形面１０ａ上に予め成形された基材３０をセットしてから作動スイッチを入れる（時点Ｔ0 ）。
【００３６】
先ず第１成形型１０の第１成形面１０ａの温度は、特性線Ａに示すように変化される。すなわち、先ず線Ａ1 に示すように上昇して時点Ｔ2 で温度Ｈ2 に達し、時点Ｔ5 までは線Ａ2 に示すように温度Ｈ2 に保たれ、時点Ｔ5 から時点Ｔ6 までは線Ａ3 に示すように温度Ｈ1 まで急激に低下する。そして、次の成形サイクル開始までは線Ｃに示すように温度Ｈ1 に保たれる。制御装置５０は予め定められたシーケンスに基づいて第１電磁弁集合体Ｖ１を制御して、第１成形型１０の一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 に、温度が上昇する際及び温度Ｈ2 に保たれている際には主として加圧水供給装置４０からの加圧された高温水を供給し、この高温水の供給停止後の温度が急激に低下する際には主としてチラー水供給装置４２からのチラー水を供給し、温度温度Ｈ1 に保たれている際には主として温水供給装置４１からの温水を供給する。なお、チラー水供給装置４２からのチラー水と温水供給装置４１からの温水の供給の切り換えは時点Ｔ6 よりも早い第１成形面１０ａの温度低下の途中で行い、オーバシュートによる第１成形面１０ａの冷え過ぎが生じないようにしている。時点Ｔ0 とＴ2 、時点Ｔ2 とＴ5 及び時点Ｔ5 とＴ6 の間の時間間隔は、例えばそれぞれ５０秒、１００秒及び３０秒程度である。また、温度Ｈ2 は例えば１３０℃である。
【００３７】
次に第２成形型２０の第２成形面２０ａの温度は、特性線Ｂに示すように変化される。この特性線Ｂは、ドアトリムの下半部に対応する部分では、線Ｂ1,Ｂ2,Ｂ4 の組合せであり、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では、線Ｂ1,Ｂ3,Ｂ2,Ｂ4 の組合せである。制御装置５０は第１成形型１０の場合と同様、予め定められたシーケンスに基づいて第２電磁弁集合体Ｖ２を制御して、第２成形型２０の高発泡部配管２３a1,２３a2 及び一般部配管２３b1,２３b2 に、温度が上昇する際及び温度Ｈ2 に保たれている際には主として加圧水供給装置４０からの加圧された高温水を供給し、この高温水の供給停止後の温度が急激に低下する際には主としてチラー水供給装置４２からのチラー水を供給し、温度温度Ｈ1 に保たれている際には主として温水供給装置４１からの温水を供給し、更にこれらに加えて、時点Ｔ1 と時点Ｔ3 の間では、トランジスタインバータからの交番電流を誘導加熱コイル２６に与える。なお第１成形型１０の場合と同様、オーバシュートによる第２成形面２０ａの冷え過ぎを防ぐために、チラー水と温水の供給の切り換えは時点Ｔ6 よりも早い温度低下の途中で行っている。
【００３８】
これにより第２成形面２０ａの温度は、ドアトリムの下半部に対応する部分では、先ず線Ｂ1 に示すように線Ａ1 よりも速やかに上昇して時点Ｔ2 よりも遅い時点Ｔ4 で温度Ｈ3 に達し、時点Ｔ5 までは線Ｂ2 に示すように温度Ｈ3 に保たれ、時点Ｔ5 から時点Ｔ6 までは線Ｂ4 に示すように温度Ｈ1 まで急激に低下して、次の成形サイクル開始までは線Ｃに示すように温度Ｈ1 に保たれる。またドアトリムの上半部及びアームレスト部と対応する部分では、時点Ｔ2 よりも早い時点Ｔ1 までは線Ｂ1 に沿って、次いで時点Ｔ2 と時点Ｔ4 の間の時点Ｔ3 までは線Ｂ3 に沿って上昇して温度Ｈ3 に達し、時点Ｔ5 までは線Ｂ2 に示すように温度Ｈ3 に保たれ、時点Ｔ5 から時点Ｔ6 までは線Ｂ4 に示すように温度Ｈ1 まで急激に低下して、次の成形サイクル開始まで温度Ｈ1 に保たれる。時点Ｔ0 とＴ1 、時点Ｔ1 とＴ3 、時点Ｔ3 とＴ5 及び時点Ｔ5 とＴ6 の間の時間間隔は、例えばそれぞれ２５秒、３５秒、９０秒及び３０秒程度である。
【００３９】
成形面１０ａ，２０ａの温度が上昇している時点Ｔ2 付近において、制御装置５０は供給ダイス３５により溶融樹脂積層体３１ｍの供給を開始する。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３５は図１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。
【００４０】
溶融樹脂積層体３１ｍが供給され、供給ダイス３５が第１成形型１０上方から退避したことをリミットスイッチ等により確認してから、制御装置５０は第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。この型締め状態において、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１０ｂ，２０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。この型締めは時点Ｔ4 付近で終了する。
【００４１】
制御装置５０は、この型締めが完了する時点Ｔ4 付近からから時点Ｔ6 まで型締め状態を保持し、内側溶融樹脂層３３ｍは時点Ｔ4 の少し前から薄い表側溶融樹脂層３２ｍを介して第２成形型２０の第２成形面２０ａにより加熱されて発泡を開始する。この発泡の初期における第２成形面２０ａの温度は、高発泡部配管２３a1,２３a2 及び誘導加熱コイル２６を設けた部分が他の部分よりも早く温度Ｈ3 に到達するので、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２０ａ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早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よりも速やかに発泡され、大きい発泡倍率で充填される。
【００４２】
両成形型１０，２０の成形面１０ａ，２０ａの温度は、時点Ｔ5 に達すれば低下し始め、時点Ｔ6 で温度Ｈ1 まで低下し、それ以後は温度Ｈ1 に保たれる。この時点Ｔ6 の前後で、制御装置５０は第２成形型２０を上昇させて型開きを行い、成形されたドアトリムを第１成形型１０から脱型させて取り出して、１サイクルの作動を終了させる。これで作動の説明の最初に述べたウオームアップ完了と同じ状態に戻り、第１成形面１０ａ上に予め成形された基材３０をセットして作動スイッチを入れれば、次のドアトリムの成形サイクルが開始される。
【００４３】
以上のようにして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３３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。
【００４４】
内側溶融樹脂層３３ｍが発泡する際の両成形型１０，２０の成形面１０ａ，２０ａの温度は、制御装置５０により高温水の温度及び供給タイミング等の供給状態を変えることにより調整することができる。特に第２成形面２０ａの誘導加熱コイル２６を設けた部分の温度は、制御装置５０により誘導加熱コイル２６の出力及びタイミング等の出力状態を変えることにより、その他の部分とは別個に調整することができる。これにより、単一工程で製造できる製品の特性の変化範囲を拡大することができる。
【００４５】
また上記実施の形態では、各成形型１０，２０の各成形面１０ａ，２０ａの温度を各温度センサＴ11,Ｔ12,Ｔ13,Ｔ21,Ｔ22,Ｔ23 により検出し、この温度が図６に示すように変化するように、制御装置５０により誘導加熱コイル２６の出力及びタイミング等の出力状態、加圧水供給装置４０からの高温水の温度並びに両電磁弁集合体Ｖ１，Ｖ２の開閉タイミング等の供給状態を調整している。これにより各成形面１０ａ，２０ａの温度制御の精度を高めている。
【００４６】
以上に述べた実施の形態では、成形型１０，２０の成形面１０ａ，２０ａを、加圧水供給装置４０からの高温水、温水供給装置４１からの温水及び誘導加熱コイル２６という異なる加熱手段により加熱しているので、全体的としては安定して加熱されると共に誘導加熱コイル２６を設けた部分は部分的に速やかに強くしかも少ない温度分布のばらつきで加熱することができる。このように成形面を部分的に速やかに強く加熱することにより部分的に温度を変えることができるので、部分的に特性の異なる製品を単一工程で製造することができ、しかも温度分布のばらつきも少なくなるので、各部分の特性は安定したものが得られる。また加熱時間が長くなりがちな発泡倍率の高い部分は加圧水供給装置４０からの高温水に加えて誘導加熱コイル２６により速やかに加熱することができ、成形後はチラー水供給装置４２からのチラー水により速やかに冷却することができるので、成形サイクルを短縮させて生産効率を高めることができる。
【００４７】
また早くかつ強く加熱する必要がある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）に対応する第１成形型１０の第１成形面１０ａは、誘導加熱コイル２６を作動させるのに先立ち、高発泡部配管２３a1,２３a2 に加圧水供給装置４０からの高温水を循環供給して予熱され、次いで誘導加熱コイル２６により速やかに加熱されるので、温度分布のばらつきが比較的少なくなり、温度上昇速度も速くなる。
【００４８】
また一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 、高発泡部配管２３a1,２３a2 及び一般部配管２３b1,２３b2 には、加圧水供給装置４０からの高温水の循環供給を停止させた後に、チラー水を循環供給しているので、成形された製品の冷却速度が速くなり、成形サイクルを一層短縮することができる。
【００４９】
また一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 、高発泡部配管２３a1,２３a2 及び一般部配管２３b1,２３b2 に対するチラー水供給装置４２からのチラー水と温水供給装置４１からの温水の供給の切り換えは時点Ｔ6 よりも早い温度低下の途中で行うようにしたので、オーバシュートによる第１成形面１０ａの冷え過ぎがなくなり、次工程における加熱時間を短縮して成形サイクルを一層短縮することができる。
【００５０】
また加圧水供給装置４０、温水供給装置４１及びチラー水供給装置４２にはそれぞれバイパス電磁弁を有する加圧水循環管路４０a1,４０a2、温水循環管路４１a1,４１a2及びチラー水循環管路４２a1,４２a2 を連結し、各循環管路が各一般部配管１３b1,１３b2,１３b3,１３b4 、高発泡部配管２３a1,２３a2 及び一般部配管２３b1,２３b2 の何れにも連通されていない状態ではその循環管路に設けたバイパス電磁弁を開くようにしている。従って、各循環管路は各配管の何れにも連通されていない状態でも、高温水、温水またはチラー水が循環されてこれらの熱媒体の温度が安定して保たれる。これにより各配管には電磁弁の切換え作動に応じて最初から所定温度の熱媒体が供給され、従って各成形面１０ａ，２０ａの温度の昇降に遅れが生じることはない。
【００５１】
なお上記実施の形態では、第２成形型２０の成形面２０ａを、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とそれ以外の部分の２つに分割して温度を変えるようにしているが、本発明は第２成形面２０ａを３つ以上の部分に分割し、各部分の温度を変えるようにして実施することも可能である。この場合には、異なる温度の高温水を供給する２つ以上の加圧水供給装置４０と、出力が異なる２組以上の誘導加熱コイル２６を使用すればよい。
【００５２】
また上記実施の形態では、第２成形型２０に設けた誘導加熱コイル２６だけを作動させているが、本発明は、第１成形型１０に設けた誘導加熱コイル１６も作動させて実施してもよい。
【００５３】
更に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。
【００５４】
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。
【００５５】
【発明の効果】
以上に述べた本発明によれば、加熱媒体供給装置を温水供給装置と加圧水供給装置よりなるものとするのに加えて誘導加熱コイルという特性の異なる加熱手段を併用しており、これにより成形型の成形面の加熱は、温水、高温水及び誘導加熱コイルの３種類の加熱手段によりなされ、加熱の自由度が大きくなるので、部分的に特性が大きく異なる製品でも単一工程で確実に製造することができ、しかも温度分布のばらつきも少なくなるので、各部分の特性は安定したものが得られる。また加熱時間が長くなりがちな発泡倍率の高い部分は加熱媒体供給装置からの加熱された熱媒体に加えて誘導加熱コイルにより速やかに加熱することができ、成形後は冷却媒体供給装置からの冷却された熱媒体により速やかに冷却することができるので、成形サイクルを短縮させて生産効率を高めることができる。
【００５６】
両成形型の少なくとも何れか一方に設けられる温調配管を複数の部分に分割すれば、成形面の一部分だけを熱媒体により加熱及び冷却することができるので、必要な部分だけを加熱及び冷却することにより、生産効率を一層高めることができる。
【００５７】
冷却媒体供給装置が冷媒を用いて冷却されたチラー水を供給するチラー水供給装置及び空冷により冷却されたタワー水を供給するタワー水供給装置よりなるものとしたものによれば、成形面の温度分布を部分的に変える際の自由度は更に増大する。
【００５８】
誘導加熱コイルを作動させるのに先立ち、その付近に配置された温調配管に加圧水供給装置からの高温水を循環供給するように電磁弁集合体を切換え作動させるものによれば、誘導加熱コイルを設けた付近となる第１成形型の成形面は、先ず高温水により予熱されてから誘導加熱コイルにより速やかに加熱されるので、温度分布のばらつきが少なくなり、その割には温度上昇速度も速くなる。
【００５９】
温調配管に対する加圧水供給装置からの高温水の循環供給を停止させた後に、温調配管に対するチラー水供給装置からのチラー水を循環供給するように電磁弁集合体を切換え作動させるようにしたものによれば、成形された製品を冷却する場合の冷却速度が大きくなるので、成形サイクルを一層短縮することができる。
【００６０】
前項におけるチラー水供給装置からのチラー水の供給による成形型の温度の低下の途中で同チラー水の供給を停止して、温調配管に対する温水供給装置からの温水を循環供給するように電磁弁集合体を切換え作動させるようにしたものによれば、チラー水による成形型の冷え過ぎがなくなるので、次工程における加熱時間が短縮されて成形サイクルを一層短縮することができる。
【００６１】
加圧水供給装置、温水供給装置及びチラー水供給装置にそれぞれバイパス電磁弁を有する循環管路を連結し、温調配管はそれぞれ電磁弁集合体を設けた往管路及び復管路を介してバイパス電磁弁の両側となる位置において各循環管路に連結し、各循環管路が温調配管の何れにも連通されていない状態ではその循環管路に設けたバイパス電磁弁を開くようにしたものによれば、各循環管路が温調配管の何れにも連通されていない状態でもその循環管路にはその熱媒体が循環されて熱媒体の温度が安定して保たれるので、温調配管には、電磁弁集合体の切換え作動に応じて最初から所定温度の熱媒体が供給され、従って作動の遅れを減少させることができる。
【００６２】
加圧水供給装置は加圧された高温水の温度を調節することが可能であり、誘導加熱コイルは出力を調節することが可能であるようにしたものによれば、成形型の成形面の温度の制御範囲を拡大することができ、単一工程で製造できる製品の範囲を拡大することができる。
【００６３】
両成形型の少なくとも一方の温度を検出する少なくとも１つの温度センサを備え、制御装置はこの温度センサにより検出された温度及び予め定められた手順に基づき高温水の供給状態及び誘導加熱コイルの出力状態を制御するようにしたものによれば、成形型の温度制御の精度一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による型温度調節システムの１つの実施形態を適用する成形装置の溶融樹脂供給途中の状態を示す断面図である。
【図２】  図１に示す成形装置の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に示す成形装置の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】  図１に示す実施の形態の第１成形型（下型）に設けた温調配管に対して熱媒体を供給するための構造を示す図である。
【図５】  図１に示す実施の形態の第２成形型（上型）に設けた温調配管に対して熱媒体を供給するための構造を示す図である。
【図６】  図１に示す実施の形態における各部の作動状態を示すタイムチャートである。
【図７】  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８】  図７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、１３，２３…温調配管、１６，２６…誘導加熱コイル、４０…加圧水供給装置、４０a1,４０a2 …温水循環管路、４１…温水供給装置、４１a1,４１a2 …温水循環管路、４２…チラー水供給装置、４２a1,４２a2 …チラー水循環管路、４３…タワー水供給装置、４５a2〜４７a2…往管路、４５b2〜４７b2…復管路、５０…制御装置、Ｖ１，Ｖ２…電磁弁集合体、Ｖ19p,Ｖ29p …バイパス電磁弁、Ｖ19h,Ｖ29h …バイパス電磁弁、Ｖ19c,Ｖ29c …バイパス電磁弁、Ｔ11〜Ｔ23…温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003641641.tif 000008
【図８】
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