(57)【要約】【課題】アンダーカットが設けられた発泡成形体が容易に離型される安価な型内発泡成形用金型の提供。【解決手段】この金型ユニットは、雄型１１と雌型１２とを有する。雌型１２に中型２８が設けられ、雄型１１に中型１９が設けられている。中型１９の内部にアンダーカット形成部材２２、２３が配置されている。中型１９は、支持機構２５を介してフレーム４３に取り付けられている。中型１９は、型閉状態においてフレーム４３側に相対的に移動し得る。フレーム４３側に操作ピン５５が突設されている。操作ピン５５は、中型１９内に配置されている。操作ピン５５は、中型１９がフレーム４３側に相対的に移動したときにフレーム４３と共に型閉方向２０に移動し、アンダーカット形成部材２２、２３を中型１９から突出させる。【選択図】図１
2007283579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティ内に充填された多数の予備発泡ビーズが加熱されることにより、アンダーカットが設けられた型内発泡成形体を成形する型内発泡成形用金型であって、
固定中型に対して型閉めされることにより上記キャビティを区画すると共に、加熱用の蒸気が導入される蒸気室が設けられた移動中型と、
型閉方向及び型開方向に移動可能に設けられると共に、当該方向に相対的にスライド可能な状態で移動中型を支持する支持機構と、
移動中型の内部に退避する退避姿勢と移動中型から型閉方向と交差する方向に突出する突出姿勢との間で姿勢変化可能に設けられたアンダーカット形成部材と、
移動中型が型閉めされた状態で支持機構により駆動されることによってアンダーカット形成部材を突出姿勢又は退避姿勢に変化させる姿勢変化機構とを備えている型内発泡成形用金型。
【請求項２】
上記支持機構は、
フレームと、
フレームに設けられ、上記蒸気室と連通する蒸気供給路を区画する中板と、
中板に設けられ、上記型閉方向に延びると共に上記移動中型を型閉方向及び型開方向にスライド自在に支持する支持アームと、
中板と上記移動中型との間に介在され、当該移動中型を型閉方向に弾性的に付勢する弾性部材とを備えている請求項１に記載の型内発泡成形用金型。
【請求項３】
上記アンダーカット形成部材は、外形形状がアンダーカットの内壁面形状に対応された棒状部材である請求項１又は２に記載の型内発泡成形用金型。
【請求項４】
上記姿勢変化機構は、
上記移動中型の内部に設けられ、上記アンダーカット形成部材を上記型閉方向と交差する方向にスライド自在に支持する支持ボスと、
上記アンダーカット形成部材が常時上記退避姿勢となるように当該アンダーカット形成部材を弾性的に付勢する弾性部材と、
上記中板に設けられ、当該中板が上記移動中型に近接するように相対的にスライドすることにより上記アンダーカット形成部材を押圧する押圧部材と、
型閉方向への押圧部材の変位を、当該型閉方向に交差する方向への上記アンダーカット形成部材の変位に変換する方向変換機構とを備えている請求項２又は３に記載の型内発泡成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型内発泡成形用金型の構造に関するものである。ここで、「型内発泡成形」とは、発泡成形体の成形手法の一つであって、成形型内に充填された多数の予備発泡ビーズが加熱されることにより型内発泡成形体に成形される手法である。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の一般的な型内発泡成形機の構造を模式的に示す図である。
【０００３】
この型内発泡成形機は、固定フレーム１及び可動フレーム２と、固定フレーム１に設けられた雌中型３と、可動フレーム２に設けられた雄中型４と、雄中型４を雌中型３に対して型閉方向５あるいは反型閉方向６（すなわち型開方向）に移動させる型締機構（不図示）と、雄中型４が型閉めされた状態で雄中型４と雌中型３とによって区画されるキャビティ７に予備発泡ビーズを充填する充填機８と、雄中型４及び雌中型３に蒸気を供給し、予備発泡ビーズが発泡するように上記キャビティ７内を加熱する加熱機構（不図示）と、成形品を上記キャビティ７から押し出すイジェクトピン９とを備えている（例えば、特許文献１〜特許文献８参照）。
【０００４】
上記キャビティ７が形成された状態で充填機８から当該キャビティ７内に予備発泡ビーズが充填される。充填機８は、圧縮エアと共に予備発泡ビーズをキャビティ７内に送り込む。キャビティ７は完全に密閉されるものではなく、予備発泡ビーズと共に送り込まれたエアが排出される隙間が形成されている。ただし、この隙間は微小である。予備発泡ビーズがキャビティ７に充填された状態で、型締機構は、所定の型締力により雄中型４の型閉状態を維持する。そして、加熱機構が作動され、雄中型４及び雌中型３のそれぞれの蒸気室４ａ、３ａに蒸気が供給される。雄中型４及び雌中型３は、蒸気室４ａ、３ａとキャビティ７とを連通する蒸気孔４ｂ、３ｂを有する。雌中型３は、複数の蒸気孔４ｂを備えており、これらは略均等に配置されている。また、雄中型４も複数の蒸気孔３ｂを備えており、これらは均等に配置されている。したがって、蒸気室４ａ、３ａに供給された蒸気は、蒸気孔４ｂ、３ｂを通ってキャビティ７に均等に進入する。なお、この蒸気は、上記隙間から排出される。これによりキャビティ７が加熱され、型内発泡成形体が成形される。その後、型締機構により雄中型４が型開きされ、イジェクトピン９により型内発泡成形体が取り出される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６４１５０号公報
【特許文献２】特開２００１−２７７２７６号公報
【特許文献３】特開平１０−１５９７３号公報
【特許文献４】特開２００５−２８８８１２号公報
【特許文献５】特開２００４−２１６６５０号公報
【特許文献６】特開２００３−３１１７７０号公報
【特許文献７】特開２００２−３１６３３４号公報
【特許文献８】特開２００２−２９２６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、型内発泡成形体の用途に応じて当該成形体にいわゆるアンダーカットが形成される場合がある。この「アンダーカット」とは、型内発泡成形体に設けられる凹部ないし貫通孔であって、上記型閉方向に対して交差する方向に凹設ないし穿設されたものである。このようなアンダーカットが形成される場合は、一般に上記キャビティ７内に上記型閉方向５に交差する方向に突出する治具が配置される。この治具が設けられた状態で上記キャビティ７に予備発泡ビーズが充填され、発泡成形が行われる。型内発泡成形体が成形された後、雄中型４が型開きされるが、このとき、上記治具が雄中型４に設けられている場合は、型内発泡成形体から治具が無理に引き出され、また、上記治具が雌中型３に設けられている場合は、型内発泡成形体がイジェクトされる際に治具から無理に押し出される。いずれにしても、上記治具が上記型閉方向５に交差する方向に突出しているから、型内発泡成形体は、こじるようにして金型から取り出される。そのため、アンダーカットが変形したり、アンダーカットの周囲が損傷を受けるおそれがあった。
【０００７】
この問題を解決するため、従来の成形機には、上記治具を駆動するエアシリンダその他のアクチュエータが設けられたものがある。このアクチュエータによって治具が上記キャビティ７に対して進退する。すなわち、上記キャビティ７に予備発泡ビーズが充填された後、加熱される前に上記アクチュエータが作動して治具が上記キャビティ７内に突出される。そして、型内発泡成形体が成形された後に上記アクチュエータが作動して治具が上記キャビティ７から退避する。これにより、型内発泡成形体は、キャビティ７から容易に取り出される。ところが、このようなアクチュエータが金型に設けられることにより、金型の構造がきわめて複雑となり、金型のコストが大幅に上昇するという新たな問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、アンダーカットが設けられた発泡成形体が容易に離型される安価な型内発泡成形用金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
(1) 本発明に係る型内発泡成形用金型は、キャビティ内に充填された多数の予備発泡ビーズが加熱されることにより、アンダーカットが設けられた型内発泡成形体を成形する型内発泡成形用金型である。この型内発泡成形用金型は、固定中型に対して型閉めされることにより上記キャビティを区画すると共に、加熱用の蒸気が導入される蒸気室が設けられた移動中型と、型閉方向及び型開方向に移動可能に設けられ且つ当該方向に相対的にスライド可能な状態で移動中型を支持する支持機構と、移動中型の内部に退避する退避姿勢と移動中型から型閉方向と交差する方向に突出する突出姿勢との間で姿勢変化可能に設けられたアンダーカット形成部材と、移動中型が型閉めされた状態で支持機構により駆動されることによってアンダーカット形成部材を突出姿勢又は退避姿勢に変化させる姿勢変化機構とを備えている。
【００１０】
上記キャビティ内に予備発泡ビーズが充填されると、これが加熱される前にアンダーカット形成部材が突出姿勢となる。この状態で予備発泡ビーズが加熱されることにより、アンダーカットが形成された型内発泡成形体が成形される。成形後にアンダーカット形成部材が退避姿勢となり、移動中型が固定中型に対して離反する。すなわち、移動中型が型開きされ、型内発泡成形体が取り出される。このとき、アンダーカット形成部材が退避姿勢となっているから、型内発泡成形体は、固定中型から容易に取り出される。また、上記アンダーカット形成部材は、型閉めされるべき移動中型を支持する支持機構を駆動源とし、上記姿勢変化機構を介して駆動されるものである。したがって、アンダーカット形成部材を駆動するために、従来のようなエアシリンダその他特別の駆動機構は不要である。
【００１１】
(2) 上記支持機構は、フレームと、フレームに設けられ、上記蒸気室と連通する蒸気供給路を区画する中板と、中板に設けられ、上記型閉方向に延びると共に上記移動中型を型閉方向及び型開方向にスライド自在に支持する支持アームと、中板と上記移動中型との間に介在され、当該移動中型を型閉方向に弾性的に付勢する弾性部材とを備えて構成され得る。
【００１２】
この場合、移動中型は、フレームの中板に取り付けられた支持アームに支持され、フレームと共に上記型閉方向及び上記型開方向に移動する。すなわち、移動中型を支持する機構が簡単であり、その結果、型内発泡成形用金型の製造コストの上昇が抑えられる。上記キャビティ内に充填された予備発泡ビーズは、蒸気によって加熱される。この蒸気は、中板とフレームとの間に形成された蒸気供給路を経て移動中型の蒸気室に供給される。移動中型は、弾性部材により常時は、型閉方向に付勢されている。つまり、移動中型は、常に固定中型側に突出している。フレームが型閉方向にスライドされ、移動中型が型閉めされた状態でフレームがさらに型閉方向にスライドされると、上記弾性部材の弾性力に抗して移動中型が相対的に固定中型側から移動中型側へスライドする。
【００１３】
(3) 上記アンダーカット形成部材は、外形形状がアンダーカットの内壁面形状に対応された棒状部材であるのが好ましい。
【００１４】
この構成では、アンダーカット形成部材の構造がきわめて簡単であり、成形品に簡単にアンダーカットが形成される。
【００１５】
(4) 上記姿勢変化機構は、上記移動中型の内部に設けられ、上記アンダーカット形成部材を上記型閉方向と交差する方向にスライド自在に支持する支持ボスと、上記アンダーカット形成部材が常時上記退避姿勢となるように当該アンダーカット形成部材を弾性的に付勢する弾性部材と、上記中板に設けられ、当該中板が上記移動中型に近接するように相対的にスライドすることにより上記アンダーカット形成部材を押圧する押圧部材と、型閉方向への押圧部材の変位を、当該型閉方向に交差する方向への上記アンダーカット形成部材の変位に変換する方向変換機構とを備えて構成され得る。
【００１６】
上記アンダーカット形成部材は、支持ボスに支持されているから、コンパクトに移動中型内に配置される。このアンダーカット形成部材は、方向変換機構を介して押圧部材に押されることにより突出姿勢となる。具体的には、フレームが型閉方向にスライドされ、移動中型が型閉めされた状態でフレームがさらに型閉方向にスライドされると、上記中板が固定中型側へ移動する。この中板の移動と共に上記押圧部材が同方向に移動し、方向変換機構を介してアンダーカット形成部材が移動中型から突出する。この方向変換機構の具体的構成は種々採用され得る。例えば、方向変換機構は、押圧部材及びアンダーカット形成部材の双方に形成された傾斜面により構成され得る。このとき、当該傾斜面は、型閉方向に対して０°（ｄｅｇｒｅｅ）より大きく９０°より小さい所定の鋭角に設定され得る。また、押圧部材のアンダーカット形成部材に当接する当接面が上記角度で傾斜していてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る型内発泡成形用金型は、アンダーカット形成部材及びこれを移動中型に対して進退させる機構を備えているから、アンダーカットが設けられた発泡成形体が容易に離型され得る。しかも、アンダーカット形成部材を移動中型に対して進退させる機構が簡単であり、当該移動中型内にコンパクトに配置されているから、型内発泡成形用金型が安価に構成され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る金型ユニット（型内発泡成形用金型）を搭載した成形装置の構造を模式的に示す図である。
【００２０】
この成形装置１０は、予備発泡ビーズを金型ユニット１３内で加熱することにより型内発泡成形を行うためのものである。成形装置１０は、雄型１１及び雌型１２を備えた金型ユニット１３と、雌型１２に設けられ、予備発泡ビーズを金型ユニット１３内に充填する充填機１４と、雄型１１及び雌型１２を加熱することにより、金型ユニット１３内に充填された予備発泡ビーズを加熱して発泡させ且つ互いに融着させる加熱装置１５と、雄型１１及び雌型１２を冷却することにより、金型ユニット１３内で成形された型内発泡成形体を冷却する冷却装置１６と、成形された型内発泡成形体を離型させる離型装置１７とを備えている。後に詳述されるが、雄型１１が雌型１２に対して型閉めされることによって形成されるキャビティ１８（図３及び図４参照）に予備発泡ビーズが供給され、これが加熱されることにより型内発泡成形体が成形されるようになっている。型内発泡成形体が成形された後は、図１が示すように型開きされ、当該型内発泡成形体が雌型１２から取り出される。
【００２１】
この成形装置１０の特徴とするところは、上記金型ユニット１３により成形される型内発泡成形体にアンダーカットを設けることができるようになっている点、そのために、雄型１１に中型１９（移動中型）が設けられており、しかも、この中型１９は、支持機構２５によって型閉方向２０及び型開方向２１にスライド可能となっている点、上記アンダーカットを形成するためのアンダーカット形成部材２２、２３が中型１９の内部に配置され、当該中型１９に退避する退避姿勢と当該中型１９から突出する突出姿勢との間で姿勢変化することができるようになっている点、及びこのアンダーカット形成部材２２、２３の姿勢を変化させる姿勢変化機構２４が設けられており、この姿勢変化機構２４は、上記支持機構２５により駆動されるようになっている点である。
【００２２】
雌型１２は、フレーム２６と、中型２８（固定中型）と、中型２８が支持される座板２７とを備えている。
【００２３】
フレーム２６は、炭素鋼その他の機械的性質に優れた金属から構成され得る。フレーム２６は、図１が示すように、型閉方向２０の端面が開放された器状に形成されている。このフレーム２６の開口近傍に座部２９が設けられている。この座部２９は、フレーム２６の開口周縁に沿って鍔状に形成されている。座部２９は、フレーム２６と一体的に形成されており、フレーム２６の内側に突出している。もっとも、この座部２９は、フレーム２６と別部材として構成され、これがフレーム２６に溶接その他の固着手段により固着されていてもよい。
【００２４】
座板２７は、アルミニウム合金等の熱伝導度に優れた金属から構成され、鍔状に形成されている。この座板２７は上記座部２９に設けられ、これにより、中型２８が支持される支持部を構成している。中型２８は、この座板２７上に支持され、固定されている。
【００２５】
中型２８を構成する材料はさまざまであるが、典型的にはアルミニウム合金が採用される。中型２８は、フレーム２６と同様に器状に形成されている。中型２８は、フレーム２６に対して中子のように嵌め込まれている。これにより、中型２８とフレーム２６との間に蒸気室３３が区画されている。上記加熱装置１５によって蒸気室３３に蒸気が供給され、また、上記冷却装置１６によって蒸気室３３に冷却水が供給されるようになっている。中型２８の一端面は開放されており、この一端面が型閉方向２０と対向している。そして、上記雄型１１側の中型１９が中型２８の内部に嵌め込まれることにより型閉めされるようになっている。型閉めされた状態で、中型２８と中型１９との間に上記キャビティ１８（図３及び図４参照）が形成されるようになっている。
【００２６】
充填機１４は、フレーム２６に固定されている。充填機１４は、充填用プランジャを備えたシリンダ部３０と、予備発泡ビーズが供給される分岐管部３１と、供給された予備発泡ビーズを中型２８へ案内する主管ノズル３２とを備えている。主管ノズル３２の先端部は中型２８の底部を貫通しており、主管ノズル３２の先端面と中型２８の内底面とは、同一平面上に位置する。この充填機１４は、圧縮空気と共に予備発泡ビーズを上記キャビティ１８内に押し込むことができる。なお、充填機１４は既知の構成であるから、その詳しい説明は省略される。また、説明の簡略化のために、図１では単一の充填機１４が記載されているが、複数の充填機１４が設けられていてもよいことは勿論である。
【００２７】
離型装置１７は、フレーム２６に取り付けられている。離型装置１７は、一対のイジェクトピン３４を備えている。図１では、説明の簡略化のために、一対のイジェクトピン３４が記載されているが、イジェクトピン３４の数は特に限定されるものではない。このイジェクトピン３４は、フレーム２６に支持されている。イジェクトピン３４は、雄型１１と連動して型開方向２１及び型閉方向２０にスライドすることができる。図１が示すように、イジェクトピン３４は、型開状態において中型２８内に突出し、型閉状態において、その先端面と中型２８の内底面とが同一平面上に位置するようになっている。したがって、型内発泡成形体が成形された後、型開きされる際に、イジェクトピン３４が型開方向２１にスライドし、これにより、型内発泡成形体が容易に離型されるようになっている。なお、イジェクトピン３４及び上記スライド機構は既知の構成であるから、その詳しい説明は省略される。
【００２８】
雄型１１は、上記アンダーカット形成部材２２、２３を有する上記中型１９と、中型１９を支持する上記支持機構２５と、上記アンダーカット形成部材２２、２３の姿勢を変化させる上記姿勢変化機構２４と、図示されていないが、中型１９、支持機構２５及び姿勢変化機構２４を型閉方向２０及び型開方向２１に移動させる型締装置とを備えている。この型締装置は、例えば油圧シリンダその他の既知のアクチュエータにより構成される。
【００２９】
中型１９は、上記中型２８と同様にアルミニウム合金等により構成され得る。中型１９は、図１が示すように全体として凸状に形成されており、ベース部３５と突出部３６とを有する。ベース部３５の断面形状は略矩形に形成されている。また、突出部３６の断面形状も矩形に形成されており、この突出部３６がベース部３５の型閉方向２０側の面に一体的に取り付けられている。ベース部３５の外形寸法Ｌは、中型２８の内径寸法Ｄに対応されている。したがって、この中型１９が上記中型２８に対して型閉めされると、中型１９が中型２８内に位置決めされた状態で挿入され、両者間に上記キャビティ１８が形成される（図３及び図４参照）。
【００３０】
中型１９の内部に空洞が形成されており、この空洞により蒸気室３７が構成されている。上記突出部３６の内側にアンダーカット形成部材２２、２３が配置されている。具体的には、アンダーカット形成部材２２は、本実施形態では断面が円形の細長棒状に形成されている。このアンダーカット形成部材２２は、上記突出部３６に設けられた挿通孔３８を通じて当該突出部３６の内側に挿通されている。したがって、このアンダーカット形成部材２２は、上記突出部３６によってスライド自在に支持され、中型１９に対して進退することができるようになっている。本実施形態では、アンダーカット形成部材２２は、型閉方向２０と直交する方向にスライドすることができ、同図が示すように中型１９内に退避した退避姿勢と、中型１９から外部に突出した突出姿勢（図４参照）との間で姿勢変化することができるようになっている。
【００３１】
本実施形態では、アンダーカット形成部材２２のスライド方向は、型閉方向２０と直交する方向であるが、成形品に形成されるアンダーカットの方向により、アンダーカット形成部材２２のスライド方向は、型閉方向２０と交差する任意の方向に設定され得る。また、本実施形態では、上記アンダーカットは円形の凹部ないし円形の貫通孔であるため、これに対応してアンダーカット形成部材２２の外形形状が円柱状に形成されている。もっとも、アンダーカット形成部材２２の外形形状は、成形品に形成されるアンダーカットの内壁面形状に対応して種々設計変更され得る。なお、本実施形態では一対のアンダーカット形成部材２２、２３が設けられているが、形成されるアンダーカットの数に対応してアンダーカット形成部材２２、２３が複数設けられていてもよいことは勿論である。また、中型１９及び中形２８の形状は、成形される成形品の形状に対応して種々設計変更されるものである。さらに、本実施形態では中型１９が凸形状であり中型２８が凹形状であるが、これが逆であってもよい。
【００３２】
図２は、図１における要部拡大図であり、上記アンダーカット形成部材２２及び上記姿勢変化機構２４の構造が詳細に示されている。
【００３３】
アンダーカット形成部材２２の内側端面３９は、図２が示すように斜めに傾斜されている。本実施形態では、この内側端面３９は、型閉方向２０に対して４５°に設定されている。ただし、この内側端面３９の傾斜角度は、０°より大きく、９０°未満の鋭角に設定され得る。さらに、アンダーカット形成部材２２の中間部にフランジ４０が形成されている。このフランジ４０は、後述のコイルバネ４１の座部材として機能する。
【００３４】
アンダーカット形成部材２３は、アンダーカット形成部材２２と同様の構成である。ただし、アンダーカット形成部材２３は、型閉方向２０を基準としてアンダーカット形成部材２２と左右対称に（図１では上下に対象に）配置されている。すなわち、アンダーカット形成部材２３も上記フランジ４０を備えており、且つ内側端面４２は、型閉方向２０に対して４５°に傾斜した傾斜面となっている。
【００３５】
支持機構２５は、フレーム４３と、中板４４と、中型１９を支持する支持アーム４５、４６と、コイルバネ５０（弾性部材）とを備えている。
【００３６】
フレーム４３は、ステンレス鋼その他の耐熱性に優れた金属から構成され得る。フレーム４３は、図１が示すように、型開方向２１の端面が開放された器状に形成されている。このフレーム４３の開口近傍に座部４７が設けられている。この座部４７は、フレーム４３の開口周縁に沿って鍔状に形成されている。座部４７は、フレーム４３と一体的に形成されており、フレーム４３の内側に突出している。もっとも、この座部４７は、フレーム４３と別部材として構成され、これがフレーム４３に溶接その他の固着手段により固着されていてもよい。
【００３７】
中板４４は、アルミニウム合金等の熱伝導度に優れた金属から構成されている。この中板４４の外形形状は、フレーム４３の開口の形状に対応されており、したがって、中板４４は、この開口に嵌め合わされている。この中板４４は、上記座部４７上に支持され、固定されている。この中板４４がフレーム４３に取り付けられることにより、フレーム４３の内部に蒸気供給路４８が区画されている。また、中板４４の中央部に開口４９が設けられている。したがって、蒸気供給路４８は、開口４９を通じて中型１９の蒸気室３７に連通している。
【００３８】
支持アーム４５は、中板４４に固定され、型閉方向２０に突出している。また、支持アーム４６は、支持アーム４５と同様の構成である。支持アーム４６は、型閉方向２０を基準として支持アーム４５と左右対称に（図１では上下に対象に）配置されている。支持アーム４６も中板４４に固定されており、型閉方向２０に突出している。本実施形態では、支持アーム４５、４６は、断面形状が円形の柱状の部材である。ただし、支持アーム４５、４６の断面形状は、円形に限定されるものではなく、例えば矩形に形成されていてもよいことは勿論である。また、本実施形態では、２本の支持アーム４５、４６が設けられているが、支持アーム４５、４６の本数は何ら限定されるべきものではないし、中型１９を型閉方向２０にスライド自在に支持することができるのであれば、支持アーム４５、４６の位置も特に限定されるものではない。
【００３９】
支持アーム４５、４６は、図１が示すように中型１９のベース部３５の端面に貫通している。これにより、中型１９は、支持アーム４５、４６に支持されつつも、当該支持アーム４５、４６に沿って型閉方向２０及び型開方向２１にスライド自在となっている。支持アーム４５、４６のそれぞれの先端にフランジ５１、５２が設けられている。このフランジ５１、５２は、上記ベース部３５の内側に配置されている。したがって、中型１９が支持アーム４５、４６に沿って型閉方向２０にスライドした場合であっても、ベース部３５がフランジ５１、５２に当接すれば、中型１９の型閉方向２０へのスライドが規制される。また、中型１９が支持アーム４５、４６に沿って型開方向２１にスライドした場合であっても、ベース部３５が中板４４に当接すれば、中型１９の型開方向２１へのスライドが規制される。換言すれば、中型１９は、支持アーム４５、４６に支持されつつも、ベース部３５が中板４４又はフランジ５１、５２に当接する範囲内で支持アーム４５、４６に沿って型閉方向２０又は型開方向２１にスライド可能となっている。
【００４０】
上記コイルバネ５０は、支持アーム４５、４６にそれぞれ設けられており、中板４４と中型１９のベース部３５との間に介在されている。これにより、中型１９は、常時型閉方向２０に弾性力を受け、付勢されている。ただし、このコイルバネ５０による弾性力に抗して中型１９が型開方向２１に力を受けることにより、コイルバネ５０が撓んで中型１９が型開方向２１にスライドする。
【００４１】
図１及び図２が示すように、姿勢変化機構２４は、上記アンダーカット形成部材２２、２３をそれぞれ支持する支持ボス５３、５４と、支持ボス５３、５４内に配置された上記コイルバネ４１と、上記中板４４に設けられ、型閉方向２０及び型開方向２１にスライドしつつ上記アンダーカット形成部材２２、２３を操作する操作ピン５５（押圧部材）と、操作ピン５５の上記方向への変位を上記アンダーカット形成部材２２、２３の長手方向への変位へ変換する方向変換機構５６とを備えている。
【００４２】
支持ボス５３は、アルミニウム合金または銅合金等から構成され、筒状に形成されている。支持ボス５３は、図１が示すように中型１９の突出部３６の内側に固定されている。支持ボス５３の軸方向は、型閉方向２０及び型開方向２１に直交している。図２が示すように、支持ボス５３の天板部５７に貫通孔５８が設けられており、この貫通孔５８にアンダーカット形成部材２２が挿入されている。この状態で、アンダーカット形成部材２２は、支持ボス５３に当該支持ボス５３の軸方向に沿ってスライド自在に支持されている。前述のように、本実施形態では、アンダーカット形成部材２２のスライド方向が型閉方向２０と直交する方向に設定されていることから、上記支持ボス５３の軸方向が型閉方向２０及び型開方向２１に直交するように設定されている。したがって、仮に、成形品に形成されるアンダーカットの方向が型閉方向２０及び型開方向２１に対して所定の角度で交差する方向であるならば、当該方向に対応して上記支持ボス５３が中型１９内に取り付けられる。また、支持ボス５４は、支持ボス５３と同様の構成である。支持ボス５４も上記突出部３６の内側に固定されており、支持ボス５３と対向配置されている。したがって、アンダーカット形成部材２３は、この支持ボス５４に支持され、アンダーカット形成部材２２と背中合わせの状態で配置されている。すなわち、アンダーカット形成部材２２の内側端面３９とアンダーカット形成部材２３の内側端面４２とが対向し、アンダーカット形成部材２３も型閉方向２０及び型開方向２１に直交する方向にスライドすることができるようになっている。
【００４３】
コイルバネ４１は、支持ボス５３、支持ボス５４のそれぞれの内部に配置されている。すなわち、コイルバネ４１は、アンダーカット形成部材２２に設けられたフランジ４０と中型１９の突出部３６の内面との間に配置される。したがって、アンダーカット形成部材２２は、常時コイルバネ４１により所定の弾性力を受け、上記退避姿勢となるように付勢されている。この状態でアンダーカット形成部材２２が上記弾性力に抗して軸方向に外力を受けると、コイルバネ４１が撓んでアンダーカット形成部材２２が中型１９から突出する。すなわち、アンダーカット形成部材２１が上記突出姿勢に変化する。なお、支持ボス５４の内部にもコイルバネ４１が配置されており、したがって、アンダーカット形成部材２３も常時コイルバネ４１により所定の弾性力を受け、上記退避姿勢となるように付勢されている。そして、アンダーカット形成部材２３が上記弾性力に抗して軸方向に外力を受けると、コイルバネ４１が撓んでアンダーカット形成部材２３が上記突出姿勢に変化する。
【００４４】
操作ピン５５は、アルミニウム合金または銅合金等から構成されており、本実施形態では円柱状に形成されている。この操作ピン５５は、図１が示すように中板４４に突設されており、型閉方向２０に延びている。操作ピン５５の中心軸は、対向配置されたアンダーカット形成部材２２、２３のそれぞれの長手方向と直交している。操作ピン５５の先端は、アンダーカット形成部材２２、２３のそれぞれの内側端面３９、４２の間に位置する。図２が示すように、操作ピン５５の先端部は斜めに切断されており、傾斜面５９が形成されている。この傾斜面５９の傾斜角度は４５°に設定されており、当該傾斜面５９は、上記アンダーカット形成部材２２、２３の内側端面３９、４２と当接している。
【００４５】
前述のように、中型１９は、中板４４に対して相対的に接離するから、中型１９が中板４４に近接した場合は、図２の二点鎖線が示すように、操作ピン５５がアンダーカット形成部材２２、２３の間を貫通する。すなわち、操作ピン５５が対向するアンダーカット形成部材２２、２３同士を離反させ、その結果、アンダーカット形成部材２２、２３は、それぞれ上記突出姿勢に変化する。また、中型１９が中板４４から離反した場合は、図２の実線が示すように、アンダーカット形成部材２２、２３同士が近接し、アンダーカット形成部材２２、２３は、それぞれ上記退避姿勢に変化する。
【００４６】
したがって、上記方向変換機構５６は、操作ピン５５の傾斜面５９と、アンダーカット形成部材２２、２３の内側端面３９、４２とにより構成されている。これら傾斜面５９と内側端面３９、４２とが接触していることから、操作ピン５５が型閉方向２０へ変位すれば、アンダーカット形成部材２２、２３は、その長手方向へ変位する。
【００４７】
図１が示すように、加熱装置１５は、図示されていない蒸気発生装置と、蒸気を上記雄型１１の蒸気供給路４８及び上記雌型１２の蒸気室３３に導く蒸気管６０と、蒸気管６０を開閉する蒸気弁６１と、上記蒸気供給路４８及び蒸気室３３に接続されたドレン管６２と、ドレン管６２に設けられたドレン弁６３とを備えている。蒸気発生装置により生成された蒸気は、蒸気弁６１が開放されることにより上記蒸気供給路４８及び上記蒸気室３３に導入される。また、蒸気供給路４８に導入された蒸気は、さらに中板４４の開口４９を通じて中型１９の内部に区画された蒸気室３７に進入する。これにより、中型１９及び中型２８が加熱され、その結果、両者によって区画されるキャビティ１８が加熱される。このようにキャビティ１８が加熱されることによって当該キャビティ１８内で予備発泡ビーズが発泡する。その後、ドレン弁６３が開放されることにより、上記蒸気供給路４８及び上記蒸気室３３から蒸気が排出される。なお、このドレン弁６３に安全弁が並設されていてもよい。その場合、上記蒸気は、上記蒸気供給路４８及び上記蒸気室３３に所定の圧力で常時供給されていてもよい。
【００４８】
また、冷却装置１６は、図示されていない冷却水供給装置と、冷却水を上記雄型１１の蒸気供給路４８及び上記雌型１２の蒸気室３３に導く冷却水管６４と、冷却水管６４を開閉する冷却水弁６５と、上記ドレン管６２と、ドレン管６２に設けられたドレン弁６３とを備えている。すなわち、上記加熱装置１５のドレン管６２及びドレン弁６３は、冷却装置１６の一部を兼ねている。冷却水供給装置により供給された冷却水は、冷却水弁６５が開放されることにより上記蒸気供給路４８及び上記蒸気室３３に導入される。蒸気供給路４８に導入された冷却水は、さらに中板４４の開口４９を通じて中型１９の内部に区画された蒸気室３７に進入する。これにより、中型１９及び中型２８が冷却され、その結果、上記キャビティ１８が冷却される。これにより、予備発泡ビーズを材料として型内発泡成形により成形された成形品が確実に冷却され、キャビティ１８から容易に取り外すことができるようになる。その後、ドレン弁６３が開放されることにより、上記蒸気供給路４８及び上記蒸気室３３から排水される。なお、このドレン弁６３に安全弁が並設されている場合は、上記冷却水は、上記蒸気供給路４８及び上記蒸気室３３に所定の圧力で常時供給されていてもよい。
【００４９】
この成形装置１０は、次の要領で予備発泡ビーズを材料として型内発泡成形を行う。図３は、金型ユニット１３が型閉めされた状態を示す模式図であり、図４は、型閉めされた金型ユニット１３の姿勢変化機構２４が作動した状態を示す模式図である。
【００５０】
図１が示すように、雄型１１と雌形１２とが互いに離反された状態において、上記型締装置のアクチュエータが作動することにより雄型１１が雌型１２側へ移動する。このとき、アンダーカット形成部材２２、２３は、退避姿勢である。雄型１１が雌型１２側へ移動すると、図３が示すように、中型１９が中型２８の内部に嵌め込まれる。これにより、中型１９と中型２８とが型閉状態となり、両者間にキャビティ１８が形成される。ただし、このように中型１９が中型２８の内部に嵌め込まれた状態では、両者が所定の型締力で型締めされておらず、したがって、当該状態は、特に「予備閉め状態」と定義される。そして、当該予備閉め状態においても、アンダーカット形成部材２２、２３は、退避姿勢が維持されている。
【００５１】
充填機１４が作動され、キャビティ１８内に予備発泡ビーズが充填される。具体的には、予備発泡ビーズが圧縮エアと共にキャビティ１８内に送り込まれる。このとき、当該エアは、中型１９と中型２８との間の微小隙間から排出され、予備発泡ビーズがキャビティ１８内に充填される。その後、再び上記アクチュエータが作動し、雄型１１がさらに雌形１２側へ移動される。このとき、中型１９及び中型２８は、キャビティ１８を維持するために位置決め状態で当接している。また、中型１９は、上記支持機構２５を介して中板４４及びフレーム４３に支持されているから、上記アクチュエータが作動することにより、図４が示すように、コイルバネ５０が収縮して中型１９に対して中板４４及びフレーム４３が相対的に型閉方向２０に移動する。すなわち、当該型閉状態において、中型１９と中型２８とが所定の型締力で型締めされる。
【００５２】
中型１９に対して中板４４及びフレーム４３が相対的に型閉方向２０に移動すると、中板４４に設けられた操作ピン５５が相対的に型閉方向２０に移動し、図３が示すように、操作ピン５５は、アンダーカット形成部材２２、２３の間を貫通する。前述のように、この操作ピン５５の型閉方向２０への変位は、方向変換機構５６によりアンダーカット形成部材２２、２３の変位（型閉方向２０に直交する方向への変位）に変換される。したがって、アンダーカット形成部材２２、２３は、姿勢変化機構２４を介して突出姿勢に変化し、上記キャビティ１８内に突出する。
【００５３】
加熱装置１５が作動し、前述のようにキャビティ１８内が加熱される。すなわち、中型１９及び中型２８のそれぞれの蒸気室３７、３３に蒸気が供給される。この蒸気は、中型１９及び中型２８に設けられた蒸気孔（不図示）からキャビティ１８に均等に進入し、上記隙間から排出される。これにより、予備発泡ビーズが加熱され、アンダーカットが形成された型内発泡成形体が成形される。その後、冷却装置１６が作動し、前述のようにキャビティ１８が冷却され、型内発泡成形体が冷却される。
【００５４】
成形後に上記アクチュエータが作動し、雄型１１と雌形１２とが互いに離反される。当該型閉状態では、アンダーカット形成部材２２、２３は、突出姿勢が維持されている。コイルバネ５０によって中型１９が中板４４及びフレーム４３から離反するように付勢されているから、雄型１１が雌型１２から型開方向２１に移動し始めると、中型１９に対してフレーム４３及び中板４４が型開方向２１に移動する。すなわち、フレーム４３及び中板４４と共に操作ピン５５が型開方向２１に移動する。アンダーカット形成部材２２、２３は、コイルバネ４１により常時退避姿勢となるように弾性付勢されているから、型開方向２１への操作ピン５５の移動に伴い、アンダーカット形成部材２２、２３が中型１９内にに退避する。そして、図３が示すように中型１９及び中型２８が予備閉め状態となると、アンダーカット形成部材２２、２３は、突出姿勢から退避姿勢へと変化し、中型１９内に収容される。
【００５５】
さらに上記アクチュエータが作動することにより、雄型１１が型開方向に移動する。すなわち、中型１９が中型２８から挿抜される。このとき、アンダーカット形成部材２２、２３が退避姿勢となっているから、中型１９は、中型２８に対して無理に引き抜かれることなく、円滑に中型２８から離反する。そして、図１が示すように、中型１９が中型２８から完全に離反することによってキャビティ１８が開放される。すなわち、中型１９が中型２８に対して型開きされ、成形された型内発泡成形体が取り出される。この成形品は、図１が示すように、離型装置１７が作動することにより中型２８から取り外される。具体的には、上記イジェクトピン３４が中型２８内に突出し、これに押されるようにして成形品が取り出される。
【００５６】
このように本実施形態に係る成形装置１０では、アンダーカット形成部材２２、２３が中型２８に対して進退するので、アンダーカットが形成された型内発泡成形体が簡単に成形される。しかも、アンダーカット形成部材２２、２３は、中型２８に対して型閉めされる中型１９を支持する支持機構２５を駆動源とし、当該中型１９内に配置された姿勢変化機構２４を介して駆動されるものである。したがって、アンダーカット形成部材２２、２３を駆動するための構造が簡単であり、金型ユニット１３が安価に構成され得る。
【００５７】
また、本実施形態では、上記支持機構２５は、フレーム４３、中板４４及び支持アーム４５、４６により構成され、中型１９は、フレーム４３と共に型閉方向２０及び型開方向２１に移動する。すなわち、支持機構２５の構造が簡単である。また、アンダーカット形成部材２２、２３も棒状に形成されているから、その構造がきわめて簡単である。その結果、金型ユニット１３のコストの上昇が一層抑えられるという利点がある。
【００５８】
さらに、アンダーカット形成部材２２、２３は、操作ピン５５の変位が方向変換機構５６により変換されて動作するが、この方向変換機構５６は、操作ピン５５の傾斜面５９と、アンダーカット形成部材２２、２３の内側端面３９、４２とにより構成されているから、きわめて簡単な構造である。これにより、金型ユニット１３のコストの上昇がなお一層抑えられるという利点がある。
【００５９】
上記方向変換機構５６の構造は、他のものが採用されてもよい。例えば、図５が示すように、操作ピン５５が小径部６６及び大径部６７と、これらを連続する傾斜面６８とを備え、アンダーカット形成部材２２、２３の内側端面６９、７０が操作ピン５５に径方向から当接するように構成されていてもよい。この場合、操作ピン５５が型閉方向２０にスライドすると、上記内側端面６９、７０は、上記傾斜面６８に沿って移動する。これにより、アンダーカット形成部材２２、２３は、その長手方向へ移動し、上記突出姿勢に変換する。すなわち、上記傾斜面６８が操作ピン５５の変位をアンダーカット形成部材２２、２３の変位に変換する。なお、上記傾斜面６８の傾斜角度は、４５°に設定され得る。ただし、この傾斜角度は、型閉方向２０に対して０°より大きく９０°より小さい所定の鋭角に設定され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る金型ユニットを搭載した成形装置の模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る金型ユニットの要部拡大図であり、アンダーカット形成部材及び姿勢変化機構の構造を詳細に示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る金型ユニットが型閉めされた状態を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る金型ユニットの姿勢変化機構が作動した状態を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る金型ユニットの方向変換機構の構造を詳細に示す図である。
【図６】図６は、従来の一般的な型内発泡成形機の構造を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０・・・成形装置
１１・・・雄型
１２・・・雌型
１３・・・金型ユニット
１８・・・キャビティ
１９・・・中型
２０・・・型閉方向
２１・・・型開方向
２２・・・アンダーカット形成部材
２３・・・アンダーカット形成部材
２４・・・姿勢変化機構
２５・・・支持機構
３５・・・ベース部
３６・・・突出部
３７・・・蒸気室
３８・・・挿通孔
３９・・・内側端面
４０・・・フランジ
４１・・・コイルバネ
４２・・・内側端面
４３・・・フレーム
４４・・・中板
４５・・・支持アーム
４６・・・支持アーム
４８・・・蒸気供給路
４９・・・開口
５０・・・コイルバネ
５１・・・フランジ
５２・・・フランジ
５３・・・支持ボス
５４・・・支持ボス
５５・・・操作ピン
５６・・・方向変換機構
５９・・・傾斜面
６６・・・小径部
６７・・・大径部
６８・・・傾斜面
６９・・・内側端面
７０・・・内側端面
【図１】
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【図２】
2007283579.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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