JP2536071B2 - 一体発泡成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、発泡性合成樹脂素材と各種インサート類
とを一体成形する一体発泡成形装置に関するものであ
る。

従来の技術 自動車用のシートや内装部品等のように、発泡性合成
樹脂素材とインサート類とを一体に発泡成形する従来の
一体発泡成形装置としては、例えば、実開昭60−3008号
公報に示されるように、成形品の形状を賦形する型部分
と、芯材等のインサート類を予めセットした上型を、所
定の軌跡に沿って移動させる機構部分とから構成されて
いるのが一般的である。すなわち、上型を、型閉じ位置
から型開きしてインサートを取付ける位置まで、下型と
干渉させずに移動させるために、垂直に移動させるリン
ク機構を上型に取付けるとともに、この上型を移動可能
に支持するフレームを下型にピン連結して回転させる構
造になっている。

発明が解決しようとする課題 しかし、前記した従来の一体発泡成形装置の場合に
は、上型を開閉させる機構部分として、リンク機構等を
直接に上型に設けているため、機構部分と形状を賦形す
る型部分とを分離することが構造上困難であった。ま
た、機構部分に駆動される上型を移動させることのでき
る範囲が狭く、型開き閉時に上型を移動できる軌跡も限
定されていた。したがって、成形品の形状や寸法等が変
更されると、上型を移動させる軌跡を変更させる必要が
生じ、そのため、形状や寸法等が変更される毎に、その
成形品に応じた軌跡を描いて上型が移動するように機構
部分を作り直す必要があり、その結果、一体発報成形型
のコストが高くつくとともに、変更の度に機構部分を作
り直すために余分な手間がかかり、リードタイムが長く
なるという不都合があった。

また第５図に示すように、インサート１を装着する上
型２を、下型３に対してヒンジ４で回転可能に取付けた
従来の一体発泡成形装置の場合には、前記インサート１
の装着時および成形後の製品の脱型時に、作業者５は腰
と腕とを伸した無理な姿勢で装着作業あるいは脱型作業
を行なっており、作業の安全衛生上の問題から改善が望
まれていた。

さらに、下型に表皮材をセットして一体発泡成形する
場合には、従来の一体発泡成形装置のように、上型の型
閉じ方向が垂直か円弧状かのいずれかに限定されている
と、型閉じの途中で、上型あるいは上型に装着したイン
サートが表皮材に接触し、表皮材にしわを生じさせる原
因ともなっていた。

この発明は上記した技術的背景の下になされたもの
で、型閉じの軌跡を任意に設定でき、成形品の形状や寸
法等に変更があった場合に、機構部分を作り直すことな
く容易に対処できるとともに、作業者が楽な姿勢で作業
を行なうことのできる一体発泡成形装置の提供を課題と
している。

課題を解決するための手段 上記課題を達成するための手段としてこの発明は、イ
ンサート成形品を装着した上型を、発泡成形素材を注入
した下型に衝合させて一体成形する一体発泡成形装置に
おいて、前記下型に取付けたベースと、このベースに垂
直方向に昇降駆動可能に設けられた一対の水平梁と、こ
れら両水平梁にそれぞれ水平方向へスライド駆動可能に
設けられた一対の摺動ブロックと、前記上型を下面側に
取付けるとともにその両側を前記両摺動ブロックに回転
駆動可能に支持されたダイプレートとを有することを特
徴としている。

作用 上記のように構成することにより、摺動ブロックを固
定した状態で水平梁を昇降駆動すれば、摺動ブロックに
ダイプレートを介して支持された上型は、垂直な方向に
上昇または下降する。また、前記摺動ブロックを水平方
向にスライド駆動させながら水平梁を昇降駆動すること
によりダイプレートに支持された上型は、斜め下方また
は斜め上方に移動する。したがって、型閉じ時や型開き
時には、成形品の形状に応じた方向に合せて、前記水平
梁および摺動ブロックをそれぞれ駆動して、所定の軌跡
を描いて上型が斜め下方または斜め上方へ移動するよう
に設定する。

また、インサート類の装着時には、水平梁を上昇させ
かつ摺動ブロックを作業者の手元近くまで移動させると
ともに、ダイプレートを手前側に所定角度回転させて、
上型の型面を作業者方向に向けて装着作業を行なう。

実 施 例 以下、この発明の一実施例を第１図と第２図および第
３図を参照して説明する。

一体発泡成形装置11は、水平なベース部12aの両側に
垂直な側壁12b,12bを備えたベース枠12と、下端を前記
ベース部12aに、上端を前記側壁12bの上部にそれぞれ固
定して各側壁12bの内側に沿うとともに、互いに離隔さ
せて２本ずつ垂直に設けられた昇降ガイドレール13とを
備えている。また、両側の前記昇降ガイドレール13,13
には、水平梁14がその両端側を摺動可能に係合させ、垂
直方向にガイドされて昇降可能に配設されており、両水
平梁14,14は、それぞれのほぼ中央に垂直に設けられた
ボール雌ねじ15に、前記ベース部12aと側壁12bの上部と
に上下の端部をそれぞれ回動可能に軸受けされて垂直に
設けられボールねじ軸16,16が螺合するとともに、この
ボールねじ軸16,16は、前記各側壁12bの上部に固設され
た正逆回転可能な昇降サーボモータ17の回転軸に連結さ
れている。さらに、各水平梁14の上部両側には、先端に
カウンターバランサ18をそれぞれ取付けたチェーン18a,
18aの各基端が接続されており、各カウンターバランサ1
8は、各側壁12bの上端にそれぞれ回転自在に設けられた
スプロケット19,19に前記各チェーン18aを巻き掛けて、
各側壁12bの外側に昇降可能に吊り下げられている。

そして、前記昇降サーボモータ17,17をそれぞれ正回
転方向に作動させるとボールねじ軸16,16が回転し、両
水平梁14,14が駆動されて上昇し、また逆回転方向に作
動させると両水平梁14,14が駆動されて下降するように
なっている。

また、前記水平梁14,14の互いに対向する面には、摺
動ブロック20,20が各水平梁14のガイド溝14aに係合し、
このガイド溝14aにガイドされて水平方向にスライド可
能に取付けられている。また各摺動ブロック20には、ボ
ール雌ねじ21が水平に設けられており、このボール雌ね
じ21には、各水平梁14の両端に回動可能に軸受けされて
水平に設けられたボールねじ軸22が螺合するとともに、
各ボールねじ軸22の一端は、水平梁14の一端側に固設さ
れた正逆回転可能な水平移動サーボモータ23の回転軸に
連結されている。

そして、前記水平移動サーボモータ23,23をそれぞれ
正回転方向に作動させると、ボールねじ軸22,22が回転
し、両摺動ブロック20,20が駆動されて前進（第３図に
おいて上方へ移動）し、また逆回転方向に作動させると
両摺動ブロック20,20が後退するようになっている。

さらに、前記両摺動ブロック20,20には、一対のウォ
ームホイール24,24が、それぞれの回転軸を水平にして
回動可能にかつ互いに対向するように設けられており、
各ウォームホイール24には、各摺動ブロック20に端部を
回動自在に軸受けして水平に設けられたウォーム25が噛
合し、さらに、各ウォーム25の一端には、各摺動ブロッ
ク20に固設した正逆回転可能な回動サーボモータ26の回
転軸が連結されている。また、対向配置された前記ウォ
ームホイール24,24の互いに対向する側面には、ダイプ
レート27が、その両側部を下面部の上型取付け面27aが
ウォームホイール24,24の回転中心線Ｌから所定量Ｇだ
けオフセットした状態でそれぞれボルト止めして取付け
られている。さらに、ダイプレート27の前記上型取付け
面27aには、上型28が周縁部を複数のダイクランパ29に
よってクランプされて着脱可能に取付けられている。ま
た前記上型28の下方の前記ベース部12a上には、下型30
が周縁部を複数のダイクランパ31にクランプされて前記
上型28と対応する位置に着脱可能に固定されている。

そして、前記昇降サーボモータ17,17によりボールね
じ軸16,16を作動させて、水平梁14,14および摺動ブロッ
ク20,20と共にダイプレート27を上昇させた状態で、前
記各回動サーボモータ26を作動させることにより、ダイ
プレート27が各ウォーム25およびウォームホイール24を
介して駆動され、回動するようになっている。

また、前記両昇降サーボモータ17,17は、単一のスイ
ッチを操作することにより同時にON・OFFされるととも
に、図示しないエンコーダからの位置信号を図示しない
コントローラで制御して、フィードバック補正によって
常に両水平梁14,14の位置が等しくなるようにしている
ので、ダイプレート27は水平状態を保ったまま昇降す
る。また、前記両水平移動サーボモータ23,23および両
回動サーボモータ26,26も同様に、それぞれ単一のスイ
ッチで同時にON・OFF操作されるようになっている。ま
た、前記下型30に対する上型28の型閉じ方向および型開
き方向が、垂直に対して傾いた方向となる場合には、そ
の傾きに応じて前記両昇降サーボモータ17と両水平移動
サーボモータ23とを適切な回転比率で同時に作動させ、
前記上型28が垂直に対して傾いた所定の軌跡を描いて移
動して、型閉じ動作あるいは型開き動作を行なうように
コントローラ（図示せず）によって制御される。そし
て、成形を行なう際には、上型28と下型30の大きさおよ
び形状や、インサートＸの装着あるいは成形品の脱型等
の手作業を行なう作業位置の条件に合せ、前記上型28の
移動距離と移動速度および回転角度に応じて前記昇降サ
ーボモータ17,17、水平移動サーボモータ23,23および回
動サーボモータ26,26の各制御プログラムを作成し、予
めコントローラにインプットしておく。

また、前記カウンターバランサ18,18は、ダイプレー
ト27に上型28を取付けた状態で釣合うようになってお
り、昇降サーボモータ17,17によるダイプレート27の昇
降に要する駆動力を軽減するようになっている。また前
記ダイプレート27は上型取付け面27aを回転中心線Ｌか
ら所定量Ｇだけオフセットさせて、上型28を取付けた状
態における重心が前記回転中心線Ｌ上となるようにし
て、回動サーボモータ26,26によるダイプレート27の回
動に要する駆動力を軽減するようになっている。

なお、第２図中の参照番号32,32は、ウォームホイー
ル24に形成された、ダイプレート27の取付け用ボルト孔
である。また第１図は、上型28と下型30との間に形成さ
れるキャビティ内に、上型28側のインサートＸと、下型
30側の表皮材Ｙと、この両者間の発泡樹脂層Ｚとが一体
発泡成形された状態を示している。

次に、上記のように構成されるこの実施例の一体発泡
成形装置11の作用を説明する。

一体発泡成形装置11への前記上型28および下型30の取
付けは、先ず、昇降サーボモータ17,17を作動させてボ
ールねじ軸16,16を介して水平梁14,14を上昇させるとと
もに、水平移動サーボモータ23,23を作動させて各ボー
ルねじ軸22を介して摺動ブロック20,20を水平移動させ
てダイプレート27を所定の位置に移動させた後、互いに
衝合させた上型28と下型30とを、前記ダイプレート27と
ベース部12a間に搬入して所定の位置に位置決めする。
次に、水平移動サーボモータ23,23を作動させて、ダイ
プレート27を中央の所定の位置まで後退させた後、前記
昇降サーボモータ17,17を逆回転方向に作動させてダイ
プレート27を下降させると、ダイプレート27に設けられ
た複数のダイクランパ29が上型28の周縁部とそれぞれ係
合して上型28がダイプレート27の下面に固定されるとと
もに、下型30の周縁部に複数のダイクランパ31がそれぞ
れ係合して、この下型30がベース部12a上に固定され
て、上型28および下型30の取付けが完了する。

また、上型28および下型30の取外しは、前記ダイプレ
ート27を下降させて上型28が下型30上に重ねられた状態
で、先ず、上型28を固定している各ダイクランパ29のス
ランプを解除し、次に、昇降サーボモータ17,17を作動
させて各水平梁14と各摺動ブロック20と共にダイプレー
ト27を上昇させ、次に下型30を固定している各ダイクラ
ンパ31のクランプを解除した後、下型30および上型28を
ベース部12aとダイプレート27との間から搬出して取外
しが完了する。

また第４図は、本実施例の装置を用いて行なった場合
の一体発泡成形の各工程を順に示すもので、以下、各工
程を第４図（イ）〜（ヘ）に基づいて説明する。なお、
上型28の型閉じ方向は、垂直に対して角度θだけ傾いて
いるものとする。

先ず、両昇降サーボモータ17を作動させてダイプレー
ト27を所定の高さまで上昇させた後、両回動サーボモー
タ26によりダイプレート27を90度回転させて垂直な姿勢
にし、さらに両水平移動サーボモータ23を作動させてダ
イプレート27およびその下面に取付けられた上型28を下
型30の上方が空間となる位置まで水平移動させる。そし
て、表皮材Ｙを下型30に密着するように装着した後、前
記両水平移動サーボモータ23によりダイプレート27およ
び上型28を作業者Ｈの前面に移動させる。これに呼応し
て発泡樹脂材Ｗの注入ヘッドＶが前記下型30の上方へ移
動し、表皮材Ｙが装着された前記下型30内への発泡樹脂
材Ｗの注入が行なわれる。この発泡樹脂材Ｗの注入が行
なわれている間に、作業者Ｈは芯材等のインサートＸを
上型28の所定の位置に装着する。このとき、上型28が作
業者Ｈの前面の接近した位置にあるため、楽な作業姿勢
でインサートＸを上型28に装着することができる（第４
図（イ）を参照）。

作業者ＨによるインサートＸの装着が終了するととも
に所定量の発泡樹脂材Ｗの注入が終了し、前記注入ヘッ
ドＶが下型30の上方から待機位置へ退くと、前記量水平
移動サーボモータ23が作動し、ダイプレート27を矢印Ａ
方向に駆動して下型30の上方まで移動させる。このと
き、水平移動する前記ダイプレート27は、その下面に取
付けられた上型28の型閉じ方向上方の位置（この場合
は、第４図（ロ）において下型30の真上より若干左側に
ずれた位置）まで移動した後、前記回動サーボモータ26
が作動して垂直な姿勢のダイプレート27を矢印Ｂ方向に
90度回転して水平な姿勢に戻す（第４図（ロ）を参
照）。

前記ダイプレート27が、下型30の上方の所定の位置に
おいて水平に戻ると、前記両昇降サーボモータ17,17を
作動してダイプレート27を下降させる同時に、両水平移
動サーボモータ23,23を、前記両昇降サーボモータ17,17
の回転に対して一定の回転比率で作動させて、ダイプレ
ート27を移動させる。その結果、前記ダイプレート27
は、垂直に対して角度θだけ傾いた軌跡を描いて下降
し、その下面に取付けられた前記上型28は、垂直に対し
て角度θだけ傾いた所定の型閉じ方向（矢印Ｃ方向）か
ら接近して下型30に衝合する（第４図（ハ）を参照）。

そして、上型28と下型30とが照合すると、加熱等によ
り型内の発泡樹脂材Ｗが発泡して型内に充満し、インサ
ートＸと表皮材Ｙとの間に発泡樹脂層Ｚが形成されて、
インサートＸと表皮材Ｙと発泡樹脂層Ｚが一体成形され
る（第４図（ニ）を参照）。

発泡樹脂層Ｚが架橋されて一体発泡成形が完了する
と、前記両昇降サーボモータ17,17と共に水平移動サー
ボモータ23,23がそれぞれ作動して、上型28は、垂直に
対して角度θだけ傾いた型開き方向（矢印Ｄ方向）に斜
め上方へ移動して型開きし、所定の高さまで上昇する
（第４図（ホ）を参照）。このとき、成形された一体発
泡成形品は、上型28側に付着して下型30から脱型され
る。

上型28を取付けたダイプレート27が所定の高さまで上
昇すると、次に水平移動サーボモータ23,23のみが作動
し、このダイプレート27が矢印Ｅ方向に水平に駆動され
て作業者Ｈの手元近くまで移動した後、回動サーボモー
タ26,26が作動してダイプレート27を矢印Ｆ方向に90度
回動させ、上型28に付着して脱型された一体発泡成形品
を作業者Ｈの前面まで移動させる。したがって、作業者
Ｈは、前方の接近した位置にある一体発泡形成品を、楽
な作業姿勢で上型28から取外すことができる（第４図
（ヘ）を参照）。

なお、この実施例においては、型閉じ時および型開き
時に、上型28が垂直に対して角度θだけ傾いた直線の軌
跡で移動する場合について説明したが、他に上型を垂直
な軌跡で移動させる場合は勿論、曲線の軌跡あるいは屈
曲した軌跡等の複雑な移動をさせる必要がある場合にも
適用することができる。

発明の効果 以上説明したようにこの発明の一体発泡形成装置は、
下型に取付けたベースと、このベースに垂直方向に昇降
駆動可能に設けられた一対の水平梁と、これら両水平梁
にそれぞれ水平方向へスライド駆動可能に設けられた一
対の摺動ブロックと、上型を下面側に取付けるとともに
その両側を前記両摺動ブロックに回転駆動可能に支持さ
れたダイプレートとを有する構成とし、型の開閉時にお
ける上型の移動軌跡を任意に設定できるようにしたの
で、成形品の形成、寸法の変更に対して、機構部分の改
造や変更を必要とせず、賦形する型部分の変更のみで対
処できるため、型費用を大幅に削減でき、製品のコスト
ダウンが図れるとともに、インサート一体発泡成形型製
作のリードタイムを大幅に短縮することができる。

また、上型の移動軌跡を任意に設定できるので、上記
をヒンジで回動可能に設けるか、上型を垂直方向のみに
昇降可能に設けた従来の一体発泡成形装置の場合のよう
に、上型等が型閉じ途中で表皮材と接触してしわを生じ
させたり、型開き時に成形品が脱堅しにくい等の不都合
の発生を防止することができる。さらに、上型を作業者
に接近した位置に移動できるので、インサート成形品の
セットや成形品の取外し作業を楽な作業姿勢で行なうこ
とができ、自動車のインスツルメントパネルの大型化に
伴って大型化した一体発泡成形品の脱型も容易に行うこ
とができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一体発泡成形装置の一
実施例を示すもので、第１図は断面正面図、第２図は型
およびダイプレートを外した状態を示す斜視図、第３図
は第１図の一部省略平面図、第４図は各成形工程を順に
示す説明図、第５図は従来の一体発泡成形装置の一例を
示す概略説明図である。 11……一体発泡成形装置、12a……ベース部、13……昇
降ガイドレール、14……水平梁、14a……ガイド溝、15
……ボール雌ねじ、16……ボールねじ軸、17……昇降サ
ーボモータ、18……カウンターバランサ、20……摺動ブ
ロック、21……ボール雌ねじ、22……ボールねじ軸、23
……水平移動サーボモータ、24……ウォームホイール、
25……ウォーム、26……回動サーボモータ、27……ダイ
プレート、27a……上型取付け面、28……上型、29……
ダイクランパ、30……下型、31……ダイクランパ、Ｇ…
…オフセット量、Ｈ……作業者、Ｗ……発泡樹脂材、Ｘ
……インサート、Ｙ……表皮材、Ｚ……発泡樹脂層。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インサート成形品を装着した上型を、発泡
   成形素材を注入した下型に衝合させて一体成形する一体
   発泡成形装置において、前記下型に取付けたベースと、
   このベースに垂直方向に昇降駆動可能に設けられた一対
   の水平梁と、これら両水平梁にそれぞれ水平方向へスラ
   イド駆動可能に設けられた一対の摺動ブロックと、前記
   上型を下面側に取付けるとともにその両側を前記両摺動
   ブロックに回転駆動可能に支持されたダイプレートとを
   有することを特徴とする一体発泡成形装置。