(57)【要約】【課題】合成樹脂よりなる型を用いた発泡成形品の製造装置において、発泡成形時における型開きを防止するとともに、発泡成形品におけるバリの発生を抑制しつつ、型の変形を防止するための技術を提供する。【解決手段】装置本体１１内に固定された下型１と、蓋体１２に固定され、下型１と係合することで下型１との間にキャビティ１０を形成する上型２と備える発泡成形品の製造装置である。下型１および上型２が合成樹脂よりなり、装置本体１１および蓋体１２が金属材料よりなり、装置本体１１および蓋体１２を介して下型１および上型２を互いに押圧する方向に加圧する加圧機構１３を備え、かつ、装置本体１１と蓋体１２との間であって下型１および上型２に接しない部位に、剛体よりなる支持部材１４が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体内に固定された下型と、蓋体に固定され、該下型と係合することで該下型との間にキャビティを形成する上型とを備える発泡成形品の製造装置であって、
前記下型および上型が合成樹脂よりなり、前記装置本体および蓋体が金属材料よりなり、該装置本体および蓋体を介して該下型および上型を互いに押圧する方向に加圧する加圧機構を備え、かつ、該装置本体と該蓋体との間であって該下型および上型に接しない部位に、剛体よりなる支持部材が設けられていることを特徴とする発泡成形品の製造装置。
【請求項２】
前記支持部材が金属材料よりなる請求項１記載の発泡成形品の製造装置。
【請求項３】
前記支持部材が鋼材よりなる請求項２記載の発泡成形品の製造装置。
【請求項４】
前記装置本体および蓋体が互いに対向する方向から見たとき実質的に矩形を呈し、かつ、前記支持部材が、矩形を呈する該装置本体および蓋体の対角線上の２箇所の角部に設けられている請求項１〜３のうちいずれか一項記載の発泡成形品の製造装置。
【請求項５】
前記装置本体および蓋体が互いに対向する方向から見たとき実質的に矩形を呈し、かつ、前記支持部材が、矩形を呈する該装置本体および蓋体の対角線上の４箇所の角部に設けられている請求項１〜３のうちいずれか一項記載の発泡成形品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形品の製造装置（以下、単に「製造装置」とも称する）に関し、詳しくは、発泡成形品の製造装置の構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ウレタン樹脂等よりなる発泡成形品の製造は、アルミニウム等の金属材料よりなり一定の肉厚を有する金型を用いて行われることが一般的であった。しかし、鋳造品である金型は、型自体の製造に時間を要し、設計変更が容易でないことに加え、コスト的にも高価であるため、最近では、製品納期の短縮やコストの削減を目的として、合成樹脂を原材料として用いた簡易型（樹脂型）の検討が進められている。
【０００３】
樹脂型に係る従来技術としては、例えば、特許文献１に、硬質の合成樹脂からなる樹脂型の表面に金属の溶射の温度に耐え得る耐温保護膜を形成した後、耐温保護膜が形成された樹脂型の表面に金属の溶射を施して金属被膜を形成し、内部が硬質の合成樹脂であり表面のみが金属である金型とする金型の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６８９９９号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、発泡成形品を製造する際には、キャビティ内に発泡による内圧がかかることから、型閉めを行った後、内圧で型が開いてしまうことを防止するとともに、バリの発生を抑制するために、型に対し外部から圧力を負荷している。図４に示すように、成形型が下型２１と上型２２とからなる場合、下型２１と上型２２とが接触する箇所は、実質的に型のパーティングライン（ＰＬ）部Ｘだけとなるので、この場合、外部からの加圧による型締め力は、ＰＬ部Ｘに対し集中してかかることになる。
【０００６】
成形型として樹脂製の型を用いる場合、ＰＬ部も樹脂同士でシールすることが必要となるが、合成樹脂は、本来の型材質であるアルミニウム等の金属材料と比べて剛性が低い。そのため、樹脂型においては、発泡成形時において、型締め力を高めてバリの発生を抑制しようとすると、ＰＬ部Ｘに対し過大な負荷がかかって、ＰＬ部Ｘが変形してしまう場合があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、合成樹脂よりなる型を用いた発泡成形品の製造装置において、発泡成形時における型開きを防止するとともに、発泡成形品におけるバリの発生を抑制しつつ、型の変形を防止するための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、合成樹脂製の下型と上型とがそれぞれ固定される装置本体と蓋体との間に支持部材を配置して、下型および上型に伝わる型締め力を調整可能とすることで、上記問題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、装置本体内に固定された下型と、蓋体に固定され、該下型と係合することで該下型との間にキャビティを形成する上型とを備える発泡成形品の製造装置であって、
前記下型および上型が合成樹脂よりなり、前記装置本体および蓋体が金属材料よりなり、該装置本体および蓋体を介して該下型および上型を互いに押圧する方向に加圧する加圧機構を備え、かつ、該装置本体と該蓋体との間であって該下型および上型に接しない部位に、剛体よりなる支持部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の製造装置においては、前記支持部材が金属材料、特には鋼材よりなることが好ましい。また、本発明の製造装置においては、前記装置本体および蓋体が互いに対向する方向から見たとき実質的に矩形を呈し、かつ、前記支持部材が、矩形を呈する該装置本体および蓋体の対角線上の２箇所の角部に設けられていることが好ましく、４箇所の角部に設けられていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、合成樹脂よりなる型を用いた発泡成形品の製造装置において、発泡成形時における型開きを防止するとともに、発泡成形品におけるバリの発生を抑制しつつ、型の変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の発泡成形品の製造装置の一例を示す概略側面図である。
【図２】本発明の発泡成形品の製造装置の一例を示す概略部分断面図である。
【図３】本発明に係る蓋体の一例における、装置本体側から見た支持部材の配置状態を示す説明図である。
【図４】従来の発泡成形品の成形型の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の発泡成形品の製造装置の一例を、それぞれ、（ａ）型が開いた状態、（ｂ）型を閉めた状態、（ｃ）型を加圧するための枠体内に配置した状態、および、（ｄ）型に加圧した状態について示す概略側面図である。また、図２は、図１（ｂ）に示す側面図に対応する概略断面図である。図示する本発明の発泡成形品の製造装置は、装置本体１１内に固定された下型１と、蓋体１２に固定され、下型１と係合することで下型１との間にキャビティ１０を形成する上型２と、を備えている。
【００１４】
本発明の製造装置においては、発泡成形を行うキャビティ１０を形成する型本体である下型１および上型２が合成樹脂よりなり、これら下型１および上型２がそれぞれ固定されている装置本体１１および蓋体１２が金属材料よりなる。図示するように、本発明の製造装置は、装置本体１１および蓋体１２を介して下型１および上型２を互いに押圧する方向に加圧する加圧機構１３を備えており、装置本体１１と蓋体１２との間であって下型１および上型２に接しない部位に、剛体よりなる支持部材１４が設けられている点に特徴がある。
【００１５】
下型１および上型２に接しない部位に、装置本体１１と蓋体１２との間に介在する支持部材１４を設けたことで、加圧機構１３により、装置本体１１および蓋体１２を介して下型１および上型２を互いに押圧する方向に加圧した際には、型締め力が支持部材１４にもかかることになる。これにより、下型１および上型２に対し必要以上の型締め力が負荷されることを防止でき、下型１および上型２にかかる負担を軽減して、過大な型締め力がＰＬ部Ｘに集中することに起因する樹脂型の変形の発生を防止することができる。また、本発明の製造装置においては、型締め自体は適正に行うことができるので、成形時における型開きの発生や、製造後の製品における過剰なバリの発生についても防止することができる。
【００１６】
図３は、本発明に係る蓋体の一例における、装置本体側から見た支持部材の配置状態を示す説明図である。図示するように、本発明の製造装置において、装置本体１１および蓋体１２は、互いに対向する方向から見たとき実質的に矩形を呈している。図中の（ａ）は、支持部材１４を、矩形を呈する装置本体１１および蓋体１２の対角線上の２箇所の角部に設けた場合を示しており、（ｂ）は、支持部材１４を、矩形を呈する装置本体１１および蓋体１２の対角線上の４箇所の角部に設けた場合を示している。支持部材１４は、装置本体１１と蓋体１２との間に、少なくとも１箇所配置するものであればよく、これにより、本発明の所期の効果を得ることができる。本発明において支持部材１４は、装置本体１１と蓋体１２との間において、任意の２箇所以上に設けるものであってもよいし、全周にわたり設けてもよいが、図示するように、好適には、２箇所の角部（図３（ａ））、特には４箇所の角部（図３（ｂ））に配置する。これにより、下型１および上型２、特にはＰＬ部Ｘにかかる型締め力を、全体として均一にすることができ、樹脂型の変形の発生を、より効果的に防止することができる。
【００１７】
なお、図示する例では、支持部材１４は、蓋体１２の、装置本体１１と対向する面に凸設されているが、装置本体１１の、蓋体１２と対向する面に凸設してもよく、装置本体１１および蓋体１２のいずれにも固着せずに、使用時に装置本体１１と蓋体１２との間に配置するものであってもよい。また、支持部材１４は、配置箇所１箇所当たり１個で設ける場合に限られず、後述するように下型１と上型２との間のシール力を調整するために、装置本体１１と蓋体１２との間に、１箇所当たり複数個で積層して配置してもよい。この場合、積層する支持部材１４は、異なる厚みのものであってもよい。
【００１８】
支持部材１４は、少なくとも装置本体１１および蓋体１２よりも高い剛性を有するものであればよく、これにより、下型１および上型２に対し必要以上の型締め力が負荷されることを防止できる。具体的には、支持部材１４は、金属材料よりなることが好ましく、例えば、鋼材（スチール）、アルミニウム合金、鉄等を用いることができ、好適には、安価な汎用材料である鋼材、例えば、ＳＳ４００、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ等を用いる。
【００１９】
図１に示すように、支持部材１４の全厚みｈは、型閉め後において装置本体１１と蓋体１２との間に生ずる隙間Ｈと実質的に同程度とすることができ、この支持部材１４の厚みｈを増減させることにより、型締め時にＰＬ部Ｘにかかる圧力を変えることができ、下型１と上型２との間のシール力を調整することができる。また、支持部材１４の、厚みｈ方向に直交する断面の形状は、図３に示すような円形の他、矩形等の任意の形状とすることができ、特に制限はない。さらに、支持部材１４の１個あたりの厚みｈ方向に直交する断面積、すなわち、型締め力が負荷される面の面積としては、製造装置の寸法や型締め力の大きさにもよるが、例えば、２０〜５０ｍｍ２程度とすることができる。この断面積が小さすぎると、少ない個数の支持部材１４では下型１および上型２への負担を十分に軽減できないおそれがあり、断面積を大きくしすぎてもそれ以上の効果はなく、コスト性が悪化する。
【００２０】
本発明の製造装置を構成する装置本体１１および蓋体１２は、汎用の金属材料よりなるものであればよく、具体的には例えば、鋼材（スチール）、アルミニウム合金、鉄等を用いることができ、好適にはアルミニウム合金、例えば、Ａ５０５２、ＡＣ２Ｂ、ＡＣ４Ｃ等を用いる。また、下型１および上型２は、汎用の合成樹脂よりなるものであればよく、具体的には例えば、硬質発泡ポリウレタン等のケミカルウッドなどを用いることができる。
【００２１】
本発明の製造装置の具体的形状、構造等については、常法に従い、目的とする発泡成形品の種類に応じて適宜決定することができ、特に制限されるものではない。例えば、図示する例では、本発明の製造装置は、装置本体１１内に固定された下型１と、蓋体１２に固定された上型２とを互いに係合させて、型閉めした状態で収納可能な枠体１５を備えている（図１（ｃ），（ｄ）参照）。この枠体１５は、下枠部１６と上枠部１７とが、ヒンジ１８を介して開閉可能に連結されて形成されており、図示するように、下枠部１６と上枠部１７とが閉じた状態で、クランプ部１９により固定される。図１（ｃ）中の点線部は、上枠部１７を開いた状態を示す。加圧機構としてのエアバッグ１３は、枠体１５内において、装置本体１１の下部に配置されており、下型１と上型２とを枠体１５内に固定した後、エアバッグ１３を膨張させることで、装置本体１１および蓋体１２を介して、下型１および上型２を互いに押圧する方向に加圧することができる（図１（ｄ）参照）。本発明においては、このような構成には限定されず、エアバッグ１３の配置箇所を蓋体１２の上部としてもよいし、エアバッグを用いずに、装置本体１１または蓋体１２自体を互いに対向する方向に移動可能に形成して、加圧機構を構成するものとしてもよい。また、枠体１５を用いる場合の枠体１５の構成についても、加圧機構により上型と下型とを互いに押圧する方向に加圧して、型締め力を付与することができるものであれば、特に制限はない。例えば、枠体１５の下枠部１６の底面部に車輪を設けて、移動可能に形成することもできる。
【００２２】
本発明の製造装置においては、合成樹脂からなる下型１および上型２を用い、ある程度大きな型締め力を負荷して下型１と上型２との間をシールしつつ発泡成形を行っても、型の変形を防止できるので、従来は行い得なかった、樹脂型を用いた量産条件下での発泡成形品の試作、製造を行うことが可能である。よって、本発明によれば、発泡成形品の試作の効率を向上することができ、試作納期の短縮やコスト性の向上に寄与することができる。
【００２３】
本発明の製造装置において製造される発泡成形品としては、発泡成形により製造されるものであれば特に制限はなく、例えば、自動車用のシートパッドや衝撃エネルギー吸収材等を挙げることができる。また、かかる発泡成形品の原料についても、特に制限されず、例えば、軟質または硬質ウレタン樹脂等を挙げることができる。
【実施例】
【００２４】
図１，２に示すような、装置本体内に固定された下型と、蓋体に固定され、下型と係合することで下型との間にキャビティを形成する上型と、加圧機構としてのエアバッグとを備える製造装置を用いて、自動車用シートパッドの製造を行った。下型および上型としてはケミカルウッド（密度０．８ｇ／ｃｍ３の硬質発泡ポリウレタン）からなるものを用い、装置本体および蓋体としてはＡ５０５２からなるものを用いた。成形型の外形寸法は、縦７００×横８５０×高さ４５０ｍｍであった。また、支持部材としては、ＳＳ４００からなる円筒形状のものを用い（断面積３０ｍｍ２）、図３（ｂ）に示すように、蓋体に対し、対角線上の４箇所の角部に設ける形で凸設した。支持部材の厚みｈは、型閉め後において装置本体と蓋体との間に生ずる隙間Ｈを数箇所で測定して、その平均値とした。
【００２５】
蓋体として、支持部材を設けたものを用いた場合と、支持部材を設けないものを用いた場合とで、同じ軟質ウレタン原料を用いて、同様の加圧条件（エア圧０．４ＭＰａ）下で自動車用シートパッドの製造を行ったところ、支持部材を設けない場合には加圧時に上型の変形が見られたのに対し、支持部材を設けた場合には上型の変形は見られなかった。また、製造された発泡成形品のバリは、当初はいずれの場合も同程度の厚みであったが、支持部材を設けない場合においては、繰り返し製造を行ううちに、上型の変形に伴い、次第に厚みが増していった。
【００２６】
結果として、支持部材を設けることにより、型本体に対する負荷を軽減して、使用に伴う型本体の変形を抑制することができ、樹脂型を用いた場合でも、量産条件下での発泡成形品の試作、製造に適用可能な製造装置が得られることが確認できた。
【符号の説明】
【００２７】
１  下型
２  上型
１０  キャビティ
１１  装置本体
１２  蓋体
１３  加圧機構
１４  支持部材
１５  枠体
１６  下枠部
１７  上枠部
１８  ヒンジ
１９  クランプ部
Ｘ  パーティングライン部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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