(57)【要約】【課題】発泡成形時に金型内の余分なガスを簡単な機構で排出することができる発泡成形用金型と、この発泡成形用金型を用いた発泡成形方法を提供する。【解決手段】上金型１にガス抜き用の弁装置２が設けられている。弁装置２は、筒状のハウジング３と、該ハウジング３内に設置された弁体４と、該ハウジング３の後端側に螺着された進退体５と、弁体４と進退体５との間に蓄力状態で介在されたバネ６とを有する。ハウジング３の先端側には、求心方向に鍔状に張り出す弁シート部３ａが設けられ、この弁シート部３ａの中央には中央孔３ｂが設けられている。金型内のガス圧が所定値よりも高くなると、弁体４がハウジング３の後端側へ退動し、開弁する。ガス圧がバネ圧よりも小さくなると、弁体４がバネ６に押されて弁シート部３ａに着座し、閉弁する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内からガスを排出するためのベントホールと、該ベントホールを開閉するための弁装置とを有する発泡成形用金型において、
該弁装置は、弁体をバネで閉弁方向に付勢し、金型内のガス圧が所定圧以上になると該弁体が退動して開弁し、ガス圧が該所定圧よりも低くなると該弁体をバネにより閉弁させるよう構成したものであることを特徴とする発泡成形用金型。
【請求項２】
請求項１において、前記バネによる弁体の付勢力を調整するためのバネ圧調整手段を備えたことを特徴とする発泡成形用金型。
【請求項３】
請求項２において、該バネ圧調整手段は、バネの伸縮方向に進退可能な進退体であることを特徴とする発泡成形用金型。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該弁装置は、
筒状のハウジングと、
該ハウジング内に筒軸心線方向に移動可能に配置された弁体と、
該ハウジングの筒軸心線方向の一端側に設けられており、該弁体が着座可能な弁シート部と、
該ハウジングの筒軸心線方向の他端側に、筒軸心線方向の位置調整可能に取り付けられた進退体と、
該進退体と該弁体との間に蓄力状態で介在された前記バネと
を備えてなることを特徴とする発泡成形用金型。
【請求項５】
請求項４において、該進退体は前記ハウジングの他端側に対し螺じ込みにより位置調整可能に取り付けられていることを特徴とする発泡成形用金型。
【請求項６】
請求項４又は５において、該進退体に、ハウジング内外を連通するガス抜き孔が設けられていることを特徴とする発泡成形用金型。
【請求項７】
請求項４ないし７のいずれか１項において、前記弁シート部は、中央にハウジング内と金型内とを連通する中央孔を有した内向き鍔状であり、
前記弁体には、該中央孔に挿入された突軸が設けられており、
該弁体が該弁シート部に着座した状態にあっては、該突軸の先端面が前記ハウジングの前記一端側の端面と略面一状となることを特徴とする発泡成形用金型。
【請求項８】
請求項７において、該ハウジングは、その前記一端側の端面が該金型の内面と略面一となるように該金型に設けられていることを特徴とする発泡成形用金型。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発泡成形用金型を用いて発泡成形品を成形することを特徴とする発泡成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用シート、内装材、建築材料等を構成するポリウレタンフォーム成形品などの発泡成形を行うための発泡成形用金型と、この発泡成形用金型を用いた発泡成形方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用シート用ウレタンフォーム成形品のような成形体を製造するには、通常予め要求された開閉可能な形状をしたアルミ製金型や樹脂型などを用い、この中へ要求する物性を有する、例えばポリウレタンフォーム用原液を注入し、発泡させて成形する。
【０００３】
注入されたポリウレタンフォーム原液は、加熱トンネル内を通過する間にその熱により、或いは反応熱を伴いながら発泡し、この間に型内の空気或いは反応時に発生する炭酸ガス或いはその他の発泡剤のガスが発生する。このガスは、上型に設けられたガス抜き用ベントホール或いは上型、下型のパーティング部分より排出される。
【０００４】
この方法でクッション体等を生産すると、上型に設けられたガス抜き用ベントホールから上記ガスの排出と共に余剰のウレタンフォームも排出してくる。これをベントホール屑と呼んでいるが、このベントホール屑の発生は原料の無駄であることは勿論、この屑を稼働中の該成形型のベントホールから完全に取り除くことはライン作業者にとって大変な労力或いは時間も必要である。
【０００５】
特開平９−５７７６５号公報には、ベントホールに負荷されるガス圧によって作動する圧力スイッチを用い、この圧力スイッチによって該ベントホールからのガス排出弁を開閉制御することが記載されている。この発泡成形用金型によると、金型内のガス圧が所定圧よりも高くなると、弁が開いて余分なガスが金型外に放出されると共に、樹脂がベントホール内に入り込むことが防止される。
【特許文献１】特開平９−５７７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特開平９−５７７６５号のように圧力スイッチと、この圧力スイッチによって制御される弁等からなる機構はコスト高である。
【０００７】
本発明は、発泡成形時に金型内の余分なガスを簡単な機構で排出することができる発泡成形用金型と、この発泡成形用金型を用いた発泡成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発泡成形用金型は、金型内からガスを排出するためのベントホールと、該ベントホールを開閉するための弁装置とを有する発泡成形用金型において、該弁装置は、弁体をバネで閉弁方向に付勢し、金型内のガス圧が所定圧以上になると該弁体が退動して開弁し、ガス圧が該所定圧よりも低くなると該弁体をバネにより閉弁させるよう構成したものであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発泡成形用金型は、請求項１において、前記バネによる弁体の付勢力を調整するためのバネ圧調整手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発泡成形用金型は、請求項２において、該バネ圧調整手段は、バネの伸縮方向に進退可能な進退体であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の発泡成形用金型は、請求項１ないし３のいずれか１項において、該弁装置は、筒状のハウジングと、該ハウジング内に筒軸心線方向に移動可能に配置された弁体と、該ハウジングの筒軸心線方向の一端側に設けられており、該弁体が着座可能な弁シート部と、該ハウジングの筒軸心線方向の他端側に、筒軸心線方向の位置調整可能に取り付けられた進退体と、該進退体と該弁体との間に蓄力状態で介在された前記バネとを備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５の発泡成形用金型は、請求項４において、該進退体は前記ハウジングの他端側に対し螺じ込みにより位置調整可能に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６の発泡成形用金型は、請求項４又は５において、該進退体に、ハウジング内外を連通するガス抜き孔が設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７の発泡成形用金型は、請求項４ないし７のいずれか１項において、前記弁シート部は、中央にハウジング内と金型内とを連通する中央孔を有した内向き鍔状であり、前記弁体には、該中央孔に挿入された突軸が設けられており、該弁体が該弁シート部に着座した状態にあっては、該突軸の先端面が前記ハウジングの前記一端側の端面と略面一状となることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８の発泡成形用金型は、請求項７において、該ハウジングは、その前記一端側の端面が該金型の内面と略面一となるように該金型に設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項９の発泡成形方法は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発泡成形用金型を用いて発泡成形品を成形することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発泡成形用金型及び発泡成形方法にあっては、金型内のガス圧が所定圧よりも高くなると、このガス圧に押されて弁体が退動して開弁し、ガスが金型外へ排出される。金型内のガス圧がこの所定圧よりも低くなると、閉弁し、ベントホール内に樹脂等の材料が入り込むことが防止される。
【００１８】
本発明で用いている弁装置は、構造が簡単であり、低コストである。
【００１９】
請求項２のように、バネによる付勢力を調整することにより、上記の弁体開閉の基準値となる所定圧を調整することができる。
【００２０】
請求項３のように、バネ圧を調整する手段として進退体を用いた構成は簡素で低コストである。
【００２１】
請求項４の弁装置の構成も簡素で低コストである。この弁装置にあっては、弁体の動きが悪くなったときには、弁体を突いたり押したりすることにより、弁体の動きを回復させることが可能である。この場合、ハウジングは弁体のガイドの役割を果す。
【００２２】
請求項５のように、進退体をハウジングに螺じ込みした場合、進退体を回して進退させることにより、バネ圧を容易に調整することができる。
【００２３】
請求項６のように、この進退体にガス抜き孔を設けておくことにより、ガスを金型外へ排出することができる。
【００２４】
請求項７のように、弁体が弁シート部に着座した前進限に位置するときに、弁体の突軸の先端面をハウジングの先端面と略面一とすることにより、成形品表面が滑らかなものとなる。
【００２５】
請求項８のように、ハウジングの先端面を金型内面と略面一とすることによっても、成形品表面が滑らかなものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係る発泡成形用金型のベントホール付近の断面図である。
【００２７】
図１において、金型は上金型１と下金型（図示略）とからなり、この上金型１にガス抜き用の弁装置２が設けられている。この弁装置２は、筒状のハウジング３と、該ハウジング３内に設置された弁体４と、該ハウジング３の後端側（図の上端側）に螺着された進退体５と、弁体４と進退体５との間に蓄力状態で介在されたバネ（この実施の形態ではコイルバネ）６とを有する。
【００２８】
ハウジング３は、上金型１に貫設された弁装置設置孔７に螺じ込みや溶接等により固定取り付けされている。このハウジング３の先端側には、求心方向に鍔状に張り出す弁シート部３ａが設けられている。この弁シート部３ａの中央には中央孔３ｂが設けられている。図示の通り、該ハウジング３の先端面は、上金型１の内面と略面一となっている。
【００２９】
弁体４は、盤状の本体４ａと、該本体４ａの下面中央から突設された突軸４ｂと、該本体４ａの上面中央から突設された軸体４ｃとを有する。突軸４ｂは中央孔３ｂに挿入されている。前記バネ６は、該本体４ａの上面に当接している。本体４ａは、円盤状であってもよく、多角形盤状であってもよい。また、突軸４ｂ及び中央孔３ａの断面形状にも特に制限はなく、円形（長円形なども含む）や多角形状など種々の形状とすることができる。
【００３０】
進退体５には、上下方向にガス抜き孔５ａが貫設されている。
【００３１】
本体４ａがバネ６によって弁シート部３ａに押し付けられた状態（閉弁状態）にあっては、該本体４ａの下面が全周にわたって弁シート部３ａに密着している。このとき、突軸４ｂの先端面（下端面）は、ハウジング３の先端面（下端面）と面一状となっている。突軸４ｂの外周面と中央孔３ｂの内周面との間には若干の空隙があいている。本体４ａの外周面とハウジング３の内周面との間にも若干の空隙があいている。
【００３２】
この弁装置２にあっては、中央孔３ｂを介して弁体４に作用する金型内のガス圧が、バネ６から該弁体４に加えられている付勢力（バネ圧）よりも大きくなると、このガス圧により、弁体４がバネ圧に抗してハウジング３の後端側へ退動する。これにより、弁体４の本体４ａが弁シート部３ａから離隔し、ハウジング３内を通して中央孔３ｂとガス抜き孔５ａとが連通する。また、このガス圧がバネ圧よりも小さくなると、該本体４ａがバネ６に押されて弁シート部３ａに着座し、中央孔３ｂが閉鎖される。
【００３３】
この実施の形態では、進退体５を回すと、該進退体５がハウジング３の軸心線方向に進退し、該進退体５と弁体４とによるバネ６の圧縮量が変わる。これにより、バネ６から弁体４に加えられる付勢力を調整することが可能である。
【００３４】
かかる構成の弁装置２を備えた発泡成形用金型を用いた発泡成形品の成形手順について次に説明する。
【００３５】
発泡成形に先立ち、金型内のガス圧が所定値よりも高くなったときに、弁体４がこのガス圧によりバネ６の付勢力に抗して退動するように、該バネ６の付勢力を調整しておく。
【００３６】
発泡成形を行うに当っては、まず、弁体４が閉弁した状態において、該弁体４の突軸４ｂの先端面とハウジング３の先端面とを含む上金型１の内面及び下金型の内面にそれぞれ離型剤を塗布する。次いで、下金型にウレタン等の原液を注入し、上金型１と下金型とを型締めした後、該原液を発泡させる。
【００３７】
この原液の発泡に際し、該原液の膨張及び該原液に含まれる発泡剤等からのガスの発生により、金型内のガス圧が上昇する。そして、このガス圧が所定値よりも高くなると、このガス圧により弁体４が退動して開弁し、中央孔３ａ及びガス抜き孔５ａを介してガスが金型外へ排出される。その後、金型内のガス圧がこの所定値よりも低くなると、バネ６に押されて弁体４が弁シート部３ａに着座して閉弁する。これにより、中央孔３ａ内に発泡樹脂等が入り込むことが防止される。
【００３８】
発泡樹脂が硬化した後、型開きして発泡成形品を取り出す。
【００３９】
この発泡成形用金型にあっては、弁装置２は構造が簡単であり、低コストである。
【００４０】
この実施の形態では、進退体５を回して該進退体５をハウジング３の軸心線方向へ進退させることにより、容易に、弁体４の開閉の基準値となる金型内のガス圧の所定値を設定することができる。
【００４１】
この実施の形態では、ハウジング３が弁体４の進退のガイドの役割を果すため、弁体４の進退がスムーズである。なお、この弁体４の動きが悪くなったときには、中央孔３ｂやガス抜き孔５ａを介して棒などで弁体４を突いたり押したりすることにより、弁体４の動きを回復させることができる。
【００４２】
この実施の形態では、弁体４が閉弁した状態となっているときに、該弁体４の突軸４ｂの先端面とハウジング３の先端面と上金型１の内面とが面一状となるので、成形品の表面が滑らかなものとなる。
【００４３】
図２は別の実施の形態に係る発泡成形用金型のベントホール部分の断面図である。
【００４４】
この実施の形態の弁装置２’も、筒状のハウジング３と、該ハウジング３内に設置された弁体４’と、該ハウジング３の後端側（図の上端側）に螺着された進退体５と、弁体４’と進退体５との間に蓄力状態で介在されたバネ６とを有する。また、このハウジング３の先端側には、該弁体４’の本体４ａが着座する内向き鍔状の弁シート部３ａ’が設けられ、この弁シート部３ａ’の中央に中央孔３ｂが設けられている。該本体４ａの下面中央から突設された突軸４ｂが該中央孔３ｂ内に挿入されている。
【００４５】
この実施の形態では、該弁シート部３ａ’は、ハウジング３の後端側から先端側（図の下方）に向って徐々に窄まるテーパ形状となっている。また、この弁シート部３ａ’に着座する弁体４’の本体４ａの先端側（該本体４ａの側周面と突軸４ｂの側周面との段差面）も、この弁シート部３ａ’と同一のテーパ角度を有するテーパ形状（略円錐台形状）となっている。
【００４６】
この弁装置２’のその他の構成は前述の図１の弁装置２と同様であり、同一の符号は同一の部分を示している。
【００４７】
この弁装置２’にあっては、弁シート部３ａ’と弁体４’の本体４ａの先端側とがテーパ形状となっているので、該本体４ａが弁シート部３ａ’に着座したときの該本体４ａと弁シート部３ａ’との密着性が良好なものとなる。
【００４８】
上記の各実施の形態はいずれも本発明の一例を示すものであり、本発明は上記の各実施の形態に限定されない。
【００４９】
例えば、上記の実施の形態では、ハウジング３の後端側に螺じ込みにより進退体５を取り付け、この進退体５を回転させてハウジング３の軸心線方向に進退させることよりバネ６の付勢力を調整しうるよう構成しているが、バネ６の付勢力の調整機構の構成はこれに限定されない。また、このバネ６の付勢力の調整機構は省略されてもよい。この場合、例えば、所定のバネ定数を有するバネ６をハウジング３内に配置した後、該ハウジング３の後端側に不動体を圧入等により固着してバネ６を保持するよう構成してもよい。
【００５０】
上記実施の形態では、突軸４ｂの先端面はハウジング３の先端面と面一状となっているが、該突軸４ｂの先端面はハウジング３の先端面から突出していてもよく、ハウジング３の先端面から金型外部側に凹陥していてもよい。ハウジング３の先端面も、金型内面から突出していてもよく、金型内面から金型外部側に凹陥していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施の形態に係る発泡成形用金型のベントホール付近の断面図である。
【図２】別の実施の形態に係る発泡成形用金型のベントホール付近の断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  上金型
２，２’  弁装置
３  ハウジング
３ａ，３ａ’  弁シート部
３ｂ  中央孔
４，４’  弁体
４ａ  本体
４ｂ  突軸
５  進退体
５ａ  ガス抜き孔
６  バネ
【図１】
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【図２】
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