JP6195071B2

JP6195071B2 - 表皮一体樹脂成形装置

Info

Publication number: JP6195071B2
Application number: JP2014119648A
Authority: JP
Inventors: 径男西山; 喜久夫杉村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-06-10
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2017-09-13
Anticipated expiration: 2034-06-10
Also published as: JP2015231708A

Description

本発明は、表皮一体樹脂成形装置に関し、特に、表皮の周縁をフローティングコアによって保持する表皮一体樹脂成形装置に関する。

例えば、特許文献１には、スプリングによって上型側へ付勢されたフローティングコアを備え、該フローティングコアの上端面と上型とによって表皮の周縁部分を気密にシールするように構成したモールドプレス成形用金型が開示されている。このようなモールドプレス成形用金型では、フローティングコアに製品形状（成形面）の一部が形成されている場合、成形時の樹脂圧（樹脂に作用する成形圧力）によってフローティングコアがスプリングのばね力に抗して移動、すなわち、成形時の圧力によってフローティングコアが押し戻され、その結果、製品（成形品）にバリが発生したり、要求される寸法（板厚）精度が確保できないおそれがある。

そこで、成形時の圧力によってフローティングコアが押し戻されることを防止するため、スプリングのばね力（フローティングコアの付勢力）を高めると、より高いプレス能力（型締め圧）の設備が必要となり、設備の大型化、ならびに設備コストの増大を招く。

特開平７−１１７０６６号公報

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、フローティングコアに製品形状が形成されていても、設備を大型化させることなく、高い精度の製品を得ることが可能な表皮一体樹脂成形装置を提供することを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明の表皮一体樹脂成形装置は、一対の型と、前記一対の型間に配置された表皮の周縁を一方の型との間で挟持しつつ、成形キャビティの外周をシールするフローティングコアと、前記フローティングコアを前記一方の型へ向けて付勢する弾性部材と、を備え、前記成形キャビティ内に供給された溶融樹脂を前記表皮と一体に成形する表皮一体樹脂成形装置であって、前記弾性部材の収縮長さを制限して型閉じ状態での前記フローティングコアと前記一方の型との間の距離を確定する制限手段を備え、前記フローティングコアは、アンダーカット成形部が形成されるとともにコア本体に対して型開閉方向へ分割可能に装着されるコア分割体を有し、前記制限手段は、前記型閉じ状態で前記フローティングコアと他方の型との間に介在される当て座であることを特徴とする。

本発明によれば、フローティングコアに製品形状が形成されていても、設備を大型化させることなく、高い精度の製品を得ることが可能な表皮一体樹脂成形装置を提供することができる。

下型ベースおよび上型ベース（ダイセット）に取り付けられた金型の斜視図である。下型ベースおよび上型ベース（ダイセット）に取り付けられた金型の断面図であって、特に、型閉じ前の状態を示す図である。下型ベースおよび上型ベース（ダイセット）に取り付けられた金型の断面図であって、特に、型閉じ状態（型閉じ時）を示す図である。図２における要部の拡大図である。図３における要部の拡大図である。製品の製造工程を説明するための図である。

本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。
以下、表皮一体樹脂成形品（以下必要に応じて「製品」という）を低圧プレス成形するための装置、特に、該装置に使用される金型を説明する。なお、本実施形態において、製品は、平板形状の基部と、該基部に対して垂直に設けられる取付片と、該取付片に設けられる取付孔（アンダーカット部）と、を有する。

図１〜図３に示されるように、金型１は、下型２（一方の型）、上型３、およびフローティングコア１１を有する。下型２は、低圧プレス成形装置の本体（以下「装置本体」という）の下部テーブルに固定される下型ベース４に取り付けられる。上型３は、装置本体の上部テーブル（ラム）に固定される上型ベース５に取り付けられる。下型２と上型３との相対位置決め、換言すると、下型２に対する上型３の位置決めは、図３に示される型閉じ状態で、下型ベース４に設けられた複数個（本実施形態では４個）のガイドピン６の凸部に上型ベース５に設けられた対応する各ガイドピン７の凹部を係合させることで成立する。なお、本実施形態において、装置本体には、汎用機が使用される。したがって、明細書の記載を簡潔にすることを目的に、装置本体の詳細な説明を省略する。

フローティングコア１１は、矩形の枠体によって構成され、下型２と上型３との間の隙間（成形キャビティ９）に沿うように設けられる。フローティングコア１１は、コア本体１２と、該コア本体１２に対して型開閉方向（図２、図３における上下方向）へ分割可能に取り付けられるコア分割体１３と、を有する。コア分割体１３は、フローティングコア１１の下部、すなわち、下型２側（図４、図５における下側）の主要部を構成し、コア本体１２とコア分割体１３との双方に埋設された磁石（図示省略）によって、コア本体１２に対して着脱可能に装着される。なお、コア分割体１３の内周（図４、図５における左側面）には、製品の取付孔（アンダーカット部）を成形するためのアンダーカット成形部１４を含む成形面（製品形状）の一部が形成される。

フローティングコア１１は、図２に示される型閉じ前の状態で、上型３に垂設された（取り付けられた）複数個（図２には２個のみ示される）の吊持部材１５によって上型３に吊持される。吊持部材１５には、例えば、ボルト（以下必要に応じて「ボルト１５」という）が適用される。この場合、フローティングコア１１に形成された各ザグリ孔１６にボルト１５を挿入し、各ボルト１５の軸部（ねじ部）の先端を、上型３に形成された各ねじ孔１７に螺合させる。なお、吊持部材１５（ボルト）の軸部の長さは、フローティングコア１１（コア本体１２）の内周面１１Ａの一部（図２における上側の部分）が上型３の外周３Ａに摺動可能に接触される範囲内に設定される。

図４に示されるように、吊持部材１５の軸部には、圧縮コイルばね１９（弾性部材）が外装される。すなわち、圧縮コイルばね１９は、フローティングコア１１と上型３との間に介装され、フローティングコア１１を下型２のパーティング面１８へ向けて付勢する。圧縮コイルばね１９は、下型２側の端部がフローティングコア１１（コア本体１２）の上型３側の端面１１Ｂに形成されたばね受部２０によって受けられるとともに、上型３側の端部が上型３の後述する当て座の２１の受圧面３Ｂによって受けられる。

フローティングコア１１には、図５に示される型閉じ（型締め）状態で、フローティングコア１１の上端面１１Ｂと上型３の受圧面３Ｂとの間に介在される円筒形状の当て座２１（制限手段）が設けられる。当て座２１は、各吊持部材１５および圧縮コイルばね１９に対応して設けられ、下型２側の端部が、対応する圧縮コイルばね１９のばね受部２０の周囲に溶接等によって接合される。換言すると、当て座２１は、対応する吊持部材１５および圧縮コイルばね１９を囲繞するようにして吊持部材１５および圧縮コイルばね１９に対して同一軸線上に設けられる。

図３、図５に示される型閉じ状態（型締め時）では、当て座２１は、上型３側の端面２１Ａが上型３の受圧面３Ｂに当接し、これにより、型閉じ状態におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と上型３の受圧面３Ｂとの間の距離が確定される。すなわち、当て座２１の端面２１Ａが上型３の受圧面３Ｂに当接した時点で、フローティングコア１１と上型３とが一体で移動（下降）し、圧縮コイルばね１９のそれ以上の収縮が制限（阻止）される。これにより、当て座２１の端面２１Ａが上型３の受圧面３Ｂに当接した以降の、フローティングコア１１のパーティング面２２と上型３の受圧面３Ｂとの間の距離が確定する。その結果、型閉じ状態におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の表皮８の周縁８Ａは、複数個の当て座２１を介して上型３（ラム）によって押圧される。

前述したように、型閉じ状態（型締め時）で、フローティングコア１１のパーティング面２２と上型３の受圧面３Ｂとの間の距離は一定する。延いては、型閉じ状態におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１（図５参照）が確定される。本実施形態では、型閉じ状態におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１は、フローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の表皮８の周縁８Ａが圧縮される距離、換言すると、表皮８の肉厚が押し潰れるような距離に設定される。これにより、金型１のパーティングライン、すなわち、フローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の隙間、換言すると、成形キャビティ９の外周は、表皮８の圧縮された（肉厚が押し潰された）周縁８Ａによってシールされる。

なお、表皮８は、不織布、ファブリック、皮革、合成皮革等を適用することができる。そして、型閉じ状態（型締め時）におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１は、適用される表皮８の圧縮量（肉厚の押し潰し量）に基づき決定される。すなわち、型閉じ状態におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１は、型閉じ状態における圧縮コイルばね１９（弾性部材）のばね力、装置本体のプレス能力を考慮して決定される。また、型閉じ状態におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１は、フローティングコア１１と下型２との間で押し潰された表皮８の反力によって、型閉じを完了することができないことがない、すなわち、フローティングコア１１および上型３が下型２に対して浮き上がることがないように設定される。

次に、本実施形態の作用を説明する。
ここでは、前述した金型１が装着された表皮一体樹脂成形装置を使用して、製品を低圧プレス成形する工程を説明する。
まず、図６（Ａ）に示されるように、押出装置から供給された樹脂材料１０（熱可塑性樹脂）をＴダイ２３（Ｔ型コートハンガーダイ）の内部で溶融させ、溶融された樹脂材料１０を表皮８上に一定の厚さで載せる。次に、図６（Ｂ）に示されるように、溶融状態の樹脂材料１０を載せた表皮８を、下型２と上型３との間にセットする。

次に、装置本体のラムを下降、延いては上型３を下型２（一方の型）へ向けて移動させ、図６（Ｃ）に示されるように、金型１を型閉じさせる。型閉じ後、金型１を一定の加圧力で型締め（プレス）し、樹脂材料１０を金型１内部に形成された成形キャビティ９に充填させる。樹脂材料１０の硬化後、図６（Ｄ）に示されるように、金型１を型開きし、表皮８が一体に成形された樹脂成形品（製品）を金型１から取り出す。なお、製品は、フローティングコア１１のコア本体１２からコア分割体１３を分離させることで、コア分割体１３とともに取り出すことができる。

ここで、図６（Ｃ）に示される金型１を型閉じする工程において、上型３が下降する過程で、図２、図４に示されるように、フローティングコア１１のパーティング面２２が下型２のパーティング面１８上の表皮８の周縁８Ａに当接された時点から、各圧縮コイルばね１９（弾性部材）の収縮量に応じたばね力で、表皮８の周縁８Ａがフローティングコア１１と下型２とによって挟持される。なお、表皮８の周縁８Ａには、フローティングコア１１の自重も付加される。

そして、図３、図５に示される型閉じ状態（型締め時）において、各当て座２１（制限手段）が上型３の受圧面３Ｂに当接され、その結果、フローティングコア１１が各当て座２１を介して上型３と一体化される。これにより、フローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１が確定し、フローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の表皮８の周縁８Ａが、予め定められた量だけ押し潰されることにより、成形キャビティ１０の外周がシールされる。

この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、成形キャビティ９の外周をシールするフローティングコア１１と下型２（一方の型）との間で、一対の型２，３間に配置された表皮８の周縁８Ａを挟持する表皮一体樹脂成形装置において、型閉じ状態（型締め時）で、フローティングコア１１と上型３との間に当て座２１（制限手段）を介在させた。

これにより、フローティングコア１１を下型２へ向けて付勢する圧縮コイルばね１８（弾性部材）の収縮長さが予め定められた長さに制限され、その結果、フローティングコア１１が当て座２１を介して上型３に一体化される、フローティングコア１１に作用する成形時の樹脂圧を、上型３の受圧面３Ｂによって受けることができる。したがって、成形時の樹脂圧によるフローティングコア１１および上型３の移動（浮き上がり）を抑止するために圧縮コイルばね１９のばね力を高める必要がなく、延いては装置本体のプレス能力を引き上げる必要がないので、設備コストの増大を抑制することができる。また、高い精度の成形キャビティ９を構成することが可能であり、フローティングコア１１および上型３の浮き上がりに起因する製品の板厚のプラス側誤差、アンダーカット部の位置ずれ等を回避することができる。

また、本実施形態では、型閉じ状態（型締め時）にフローティングコア１１が当て座２１を介して上型３に一体化されるので、型閉じ状態におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１を確定することができる。そして、型閉じ状態におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１を、フローティングコア１１と下型３とによって挟持された表皮８の周縁８Ａが圧縮される、すなわち、肉厚が押し潰れる距離に設定したので、成形キャビティ９の外周のシール性を確保することができる。これにより、金型１のパーティング部、すなわち、フローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の隙間に樹脂材料１０が流入することに起因するバリの発生を防止することができる。

さらに、型閉じ状態（型締め時）におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１を、フローティングコア１１と下型２との間で圧縮された表皮８の反力によって、型閉じを完了することができない、すなわち、フローティングコア１１および上型３が下型２に対して浮き上がることがないように設定したので、高い精度の成形キャビティ９を構成することが可能であり、製品の精度を確保することができる。

なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば、次のように構成することができる。
装置本体は、低圧プレス成形の他、低圧射出成形、射出成形等、表皮を一体に樹脂成形のための装置に適用することができる。
本実施形態では、当て座２１をフローティングコア１１に設けて制限手段としたが、当て座２１を上型３に設けて制限手段とすることができる。さらに、制限手段は、ばね受部２０の深さ（ザグリ深さ）を調節することで、当て座２１を使用しないで圧縮コイルばね１９（弾性部材）の収縮長さを制限するように構成することができる。
金型１の上下を入れ替える、換言すると、金型１の上下を反転させた態様にも適用することができる。
金型１は、表皮８を使用しない、すなわち、樹脂材料１０のみの成形に適用することができる。この場合、型閉じ状態（型締め時）におけるフローティングコア１１のパーティング面２２と下型２のパーティング面１８との間の距離Ｌ１を０に設定する。

１金型（一対の型）、２下型（一方の型）、８表皮、８Ａ周縁（表皮）、９成形キャビティ、１０樹脂材料（溶融樹脂）、１１フローティングコア、１２コア本体、１３コア分割体、１４アンダーカット成形部、１９圧縮コイルばね（弾性部材）、２１当て座（制限手段）

Claims

一対の型と、前記一対の型間に配置された表皮の周縁を一方の型との間で挟持しつつ、成形キャビティの外周をシールするフローティングコアと、前記フローティングコアを前記一方の型へ向けて付勢する弾性部材と、を備え、前記成形キャビティ内に供給された溶融樹脂を前記表皮と一体に成形する表皮一体樹脂成形装置であって、
前記弾性部材の収縮長さを制限して型閉じ状態での前記フローティングコアと前記一方の型との間の距離を確定する制限手段を備え、
前記フローティングコアは、アンダーカット成形部が形成されるとともにコア本体に対して型開閉方向へ分割可能に装着されるコア分割体を有し、
前記制限手段は、前記型閉じ状態で前記フローティングコアと他方の型との間に介在される当て座であることを特徴とする表皮一体樹脂成形装置。
前記型閉じ状態での前記フローティングコアと前記一方の型との間の距離は、前記表皮の周縁が前記フローティングコアと前記一方の型との間で圧縮される距離に設定されることを特徴とする請求項１に記載された表皮一体樹脂成形装置。