JP2862774B2 - 発泡成形方法及び発泡成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡体素材を所定の形
状に高速で（量産）成形する発泡成形方法及びそのため
の発泡成形装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
以下に示すようなものがあった。 （１）既に発泡した発泡構造体を成形する方法として
は、例えば、特開昭６３−３１５２３８号公報に開示さ
れるものがあった。この発泡成形方法は、繊維で強化さ
れた熱可塑性合成材料の表皮と、熱可塑性発泡体からな
る発泡構造体を加熱することにより変形加工性を付与
し、加熱シートに所望の構造と形状を付与し、冷却する
ことにより成形する方法である。

【０００３】しかしながら、この発泡成形方法では、す
でに発泡した発泡体を成形することになり、すでに発泡
した発泡体は、成形により損傷しやすく、高品質の発泡
体を持つ成形物品を得ることは困難である。 （２）発泡しつつある発泡構造体を成形する方法として
は、例えば、特開昭６２−２１４９３８号公報に開示さ
れるものがあった。

【０００４】この発泡成形法は、発泡剤を含有するポリ
プロピレン系の発泡性シートと表皮材シートを積層し、
発泡剤の発泡温度以上に加熱し発泡させることと、発泡
した、又は発泡しつつある積層シートを所望の形に成形
することからなる成形方法である。しかしながら、この
発泡成形法は、発泡温度以上に発泡性シートを加熱する
と、一般に急激な発泡が生じ、成形速度が追随できず、
良好な発泡体を得ることが困難である。

【０００５】 （３）型内で発泡性樹脂を自由発泡させて成形体を得る
方法は、比較的良好なコアを得ることができるため、広
く行われている。例えば、特開昭６０−２２２２１１号
公報や特公平３−７４１７２号公報等に開示されるもの
がある。しかしながら、これらの発泡成形法は、形状が
限定される上に、加熱と成形を同一の型内で行うため、
型の加熱、冷却に時間がかかり、高速成形には適しな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の発泡成形方法では、種々の問題があり、発泡性素材を
所定の形状に、しかも高速で（量産）成形するには難が
あった。本発明は、このような問題を解決し、発泡性素
材に発泡制御を行いながら加熱し、発泡性素材の発泡量
を抑えながら発泡させた後、自由発泡中に発泡性素材を
迅速に三次元の型でプレス成形することにより、複雑な
物品であっても、所定の形状に、高品質に、しかも高速
成形が可能な発泡成形方法及び発泡成形装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、（１） 発泡性素材から三次元の発泡成形物品を成形する
発泡成形方法において、発泡性素材を一対の熱板間にセ
ットして加熱し、この加熱により発泡性素材が発泡する
のを前記熱板で発泡性素材の表面に圧力を加え、この圧
力を自在に変化させて前記発泡の量を制御し、前記発泡
性素材の表面に加える圧力を解除するために前記熱板を
前記発泡性素材の表面から除去して、前記発泡性素材を
自由発泡させ、この自由発泡中の前記発泡性素材に前記
熱板とは別の三次元の型で圧力を印加して、前記発泡性
素材を所望の形状にプレス成形するようにしたものであ
る。

【０００８】（２）上記（１）記載の発泡成形方法において、 前記発
泡性素材の発泡量の制御は、この発泡性素材の表面に当
接する一対の熱板の変位の制御による。（３）上記（１）記載の発泡成形方法において、 前記発
泡性素材の発泡量の制御は、この発泡性素材の表面に当
接する一対の熱板の圧力の制御による。（４）発泡性素材から三次元の発泡成形物品を成形する
発泡成形装置において、発泡性素材を挟持して加熱する
一対の熱板と、この熱板を互いに接離可能にする駆動手
段と、前記熱板の加熱により発泡した発泡性素材の表面
に、前記駆動手段を制御することにより圧力を加え、こ
の圧力を自在に変化させて前記発泡の量を制御する制御
手段と、前記熱板を発泡性素材の加熱位置から退避位置
に移動させる移動手段と、前記熱板から開放され、自由
発泡中の前記発泡性素材を、所望の形状にプレス成形す
る前記熱板とは別の三次元の型とを具備する。

【０００９】 （５）請求項４記載の発泡成形装置において、前記発泡
性素材の発泡量の制御は、前記熱板の変位量を制御して
行なうようにしたものである。 （６）請求項４記載の発泡成形装置において、前記発泡
性素材の発泡量の制御は、前記駆動手段を油圧シリンダ
とし、このシリンダの圧力を制御して行なうようにした
ものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、上記したように、 （１）図１及び図２に示すように、発泡性素材１をクラ
ンプ２で保持して、熱板３，４の間にセットし、その両
側に一対の発熱体としての熱板３，４を、加圧子５，６
により発泡性素材１に圧力を付し、この加圧力を、図２
に示すように、段階的に制御し、発泡性素材１の発泡量
をコントロールしながら加熱発泡制御を行う。

【００１１】次に、加圧子５，６を両側に退避させ、発
泡性素材１に付与される加圧力を解除し、発泡制御を停
止する。次に、熱板３，４を発泡性素材１から瞬時に移
動させる。例えば、熱板３，４を落下させたり、熱板
３，４を強制的に移動させる装置（機構）（図示なし）
を設ける。また、熱板３，４を水平方向に移動させ、退
避させるようにしてもよい。

【００１２】このように、発泡性素材１の加熱を瞬時に
解除し、発泡性素材１を自由発泡させる。そして、熱板
３，４が移動すると、発泡性素材１に対向して型７，８
がセットされる。次に、その発泡性素材１を、自由発泡
中に速やかに型７，８によりプレス成形を行う。 （２）図２５及び図２６に示すように、まず、発泡性素
材２０１をクランプ（図示なし）で保持して、上下に一
対の発熱体としての熱板２０２，２０３にセットし、そ
の熱板２０２，２０３で発泡性素材２０１を挟み、その
熱板２０３に固定される加圧子２０４により圧力を付
し、この加圧力を、図２６に示すように、段階的に制御
し、発泡性素材２０１の発泡量をコントロールしながら
加熱発泡制御を行う。次に、加圧子２０４に付加される
加圧力を解除し、発泡制御を停止する。次に、発泡性素
材２０１を型２０５，２０６に瞬時に移動させる。

【００１３】このように、発泡性素材２０１の加熱を瞬
時に解除し、発泡性素材２０１を自由発泡させる。次
に、その発泡性素材２０１を、自由発泡中に速やかに型
２０５，２０６によりプレス成形を行う。 （３）図３４に示すように、型３０２に発泡性素材３０
１をセットし、高温で、かつ高圧のガスにより発泡性素
材３０１を加熱する。ガス圧を変えることにより発泡を
制御した後、ガス圧をリークして、プレス成形を行う。
この時、型の真空引きを同時に行うことにより、真空成
形を併せて行ってもよい。

【００１４】 （４）図３５に示すように、発泡性素材４０１とダイア
フラム膜４０２を型４０３にセットし、高温ガスにより
発泡性素材４０１を加熱・加圧し、ガス圧を変化させる
ことにより、制御発泡を行い、下空間のガスをリーク
し、真空引きするとともに、上空間のガス圧を高くする
ことにより、ダイアフラム成形を行う。上記のように制
御発泡を行うようにしたので、発泡は良好に進行し、高
品質なコアが得られる。

【００１５】また、制御発泡を行い、発泡力を低下させ
たことにより、次プロセスでの自由発泡が急激な発泡で
なくなり、機械的な移動プロセスを容易に行えるととも
に、自由発泡中の発泡体の損傷を防止することができ
る。更に、加熱装置移動プロセスでは、成形を行うため
に、発泡性素材と加熱装置（熱板や高温流体）を分離可
能にしたので、発泡性素材は発泡の拘束を失い、自由発
泡を開始する。しかし、この自由発泡は急激なものでは
なくなり、発泡体は良好に保たれる。

【００１６】また、加圧成形プロセスでは、加熱により
成形可能な温度となり、また、自由発泡中のため、発泡
圧を持っている発泡性素材を成形する（プレス成形、真
空成形など）素材は、発泡圧（内圧）を持っているの
で、複雑な形状の成形を容易に行うことができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の第１の実施例を示す発
泡成形工程図、図２は本発明の第１の実施例を示す発泡
性素材に付与される圧力と発泡量の関係を示す図、図３
は本発明の第１の実施例を示す発泡性素材に当接する熱
板の変位量制御装置の構成図、図４は本発明の第１の実
施例を示す発泡性素材に当接する熱板の圧力制御装置の
構成図である。

【００１８】発泡性素材としては、発泡剤を含有した熱
可塑性発泡性樹脂（シート）（レザー、織布、ガラス繊
維又は炭素繊維などを含むことができる）及び又はこの
発泡性樹脂と表面材（保護シート）からなる複合体や積
層板を用いる。以下、本発明の第１の実施例を示す発泡
成形方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すよ
うに、発泡性素材１をクランプ２で保持して、熱板３，
４間にセットし、その両側に一対の発熱体としての熱板
３，４を加圧子５，６により圧力を付し、この加圧力
を、図２に示すように、段階的に制御し、発泡性素材１
の発泡量をコントロールしながら加熱発泡制御を行う。

【００１９】次に、図１（ｂ）に示すように、加圧子
５，６を両側に退避させ、発泡性素材１に付与される加
圧力を解除し、発泡制御を停止する。次に、図１（ｃ）
に示すように、熱板３，４を発泡性素材１から瞬時に移
動させる。例えば、熱板３，４を落下させたり、熱板
３，４を強制的に移動させる装置（機構）（図示なし）
を設ける。また、図２０〜図２４に示すように、熱板を
水平方向に移動させ、退避させるようにしてもよい。

【００２０】このように、発泡性素材１の加熱を瞬時に
解除し、発泡性素材１を自由発泡させる。そして、熱板
３，４が移動すると、発泡性素材１に対向して型７，８
がセットされる。次に、図１（ｄ）に示すように、その
発泡性素材１を、自由発泡中に速やかに型７，８により
プレス成形を行う。

【００２１】ここで、発泡性素材１の圧力制御方式とし
ては、２つの方式が実施できる。第１は、図３に示すよ
うに、コントローラ１０、制御弁１１、油圧シリンダ１
２、熱板３，４、変位センサ１３を設け、熱板３，４の
変位量Δｄを変位センサ１３で検出して、その検出信号
をコントローラ１０で読み取り、熱板３，４の位置を制
御する。

【００２２】第２は、図４に示すように、コントローラ
１０、制御弁１１、油圧シリンダ１２、熱板３，４、圧
力センサ１４を設け、熱板３，４に圧力を付与する油圧
シリンダ１２の変化油圧量Δｐを圧力センサ１４で検出
して、その検出信号をコントローラ１０で読み取り、熱
板３，４の加圧力を制御する。このように構成して、加
熱発泡制御を行うとともに、その後、自由発泡中に三次
元型により発泡性素材を成形することができ、複雑な物
品であっても所定の形状に、高品質に、しかも高速成形
を行うことができた。

【００２３】次に、本発明の第１の実施例を示す発泡成
形装置について説明する。図５は本発明の第１の実施例
を示す発泡成形装置の平面図、図６はその発泡成形装置
の正面図、図７は図６のＡ−Ａ線矢視（左側面）図、図
８は図６のＢ−Ｂ線矢視断面図、図９は発泡性素材保持
装置（機構）の正面図、図１０はその発泡性素材保持装
置（機構）機構の上面図（図９のＡ−Ａ線矢視図）、図
１１は図９のＢ−Ｂ線断面図、図１２は図９のＣ−Ｃ線
矢視図、図１３は図１２のＥ−Ｅ線矢視図、図１４は図
１２のＦ−Ｆ線矢視図、図１５は図９のＤ−Ｄ線矢視
図、図１６は加熱装置の正面図、図１７はその加熱装置
の側面図である。

【００２４】これらの図において、固定部としては、ベ
ース２１、２個の垂直状のフレーム２２，２３、このフ
レーム２３からは水平状のフレーム２４を有している。
また、１５は発泡性素材であり、この発泡性素材保持装
置（機構）は、垂直状のフレーム２２の上部に設けられ
るフレーム２５、第１のアーム２６、第２のアーム２
７、クランプ２８、このクランプ２８を駆動するクラン
プ用ロータリアクチュエータ３３、スプロケット３４、
チェーン３８、スプロケット３５、軸３０、スプロケッ
ト３６、チェーン３９、スプロケット３７等を具備して
いる。

【００２５】更に、加熱装置は、一対の熱板４３，４
４、熱板ホルダー４５，４６、該熱板ホルダー４５，４
６間にはガイドピン４７、熱板４３，４４間には熱板開
放用ばね４８を有している。なお、この熱板開放用ばね
４８及びガイドピン４７は発泡性素材１５の挿入の支障
にならないように隅に形成されている。また、加熱装置
昇降装置（機構）は、熱板昇降用チェーン５２、スプロ
ケット支持材５３，５４、スプロケット５５，５６、チ
ェーン固定板５７、熱板ホルダー側チェーン固定板５８
を有し、熱板昇降用エアシリンダ５１を具備している。

【００２６】更に、熱板ガイド装置（機構）は、ガイド
用リブ６２に支持されたガイド６１、ストッパ用エアシ
リンダ６３、ストッパ６４、ガイド６１底部にはショッ
クアブゾーバー６５が設けられている。また、熱板加圧
装置（機構）は、熱板加圧用油圧シリンダ６６、熱板加
圧板６７，６８を有し、熱板加圧板６７，６８の変位量
を検出する変位センサ６９を具備している。

【００２７】更に、成形装置（機構）は、成形用油圧シ
リンダ７１、これによって駆動される雌型７２と雄型７
３とを具備する。以下、更に、各装置（機構）を詳細に
説明する。 （１）固定部については、図５〜図８に示すように、ベ
ース２１の両側には２本の垂直状のフレーム２２，２３
が立てられ、その一方の左側のフレーム２３の上部には
水平状のフレーム２４が外方に張り出している。また、
これらのフレーム２２，２３内側にはそれぞれ熱板加圧
用油圧シリンダ６６、成形用油圧シリンダ７１が支持さ
れる。

【００２８】 （２）発泡性素材保持装置については、図５、図６、図
９〜図１５に示すように、垂直状のフレーム２２の上部
に設けられるフレーム２５に第１のアーム２６が設けら
れ、その第１のア−ム２６の先端部に軸３０により、第
２のアーム２７が軸支される。その第２のアーム２７の
先端部にクランプ２８が設けられる。すなわち、第２の
アーム２７の先端には軸芯２９が設けられる。

【００２９】更に、その軸芯２９を同軸にして、両側に
固定爪用固定ロッド３２が設けられ、この固定爪用固定
ロッド３２に固定爪２８ａが固定され、同様に、軸芯２
９を同軸にして、ブッシュ４０を介して固定爪用固定ロ
ッド３２に挟まれるように中央部に可動爪用回転ロッド
３１が配置される。この可動爪用回転ロッド３１に可動
爪２８ｂが固定される。また、可動爪用回転ロッド３１
の中央にはスプロケット３７が固定されている。

【００３０】そこで、クランプ用ロータリアクチュエー
タ３３の駆動によって、スプロケット３４−チェーン３
８−スプロケット３５−軸３０−スプロケット３６−チ
ェーン３９−スプロケット３７−可動爪用回転ロッド３
１に動力が伝達されて、可動爪２８ｂを回動可能にし
て、固定爪２８ａとの協動によりクランプ２８の動作を
行わせる。つまり、このクランプ２８で発泡性素材１５
を保持することができる。なお、４２は第２のアーム２
７の回転角度を制限するストッパピンである。

【００３１】 （３）加熱装置については、図５、図６、図８、図１６
〜１７に示すように、一対の熱板４３，４４を有し、こ
れらの熱板４３，４４は内蔵のヒーターにより昇温され
る。温度調整は付属の温度コントローラを利用する。一
対の熱板４３，４４は、図１７に示すように、ガイドピ
ン４７と熱板ホルダー４５，４６により一体化されてい
る。一体化すると、熱板４３，４４を移動させる上で便
利である。また、熱板４３，４４間には熱板開放用ばね
４８が内蔵されており、熱板４３，４４がガイドピン４
７にガイドされて発泡性素材１５からの迅速開放が可能
なようになっている。なお、熱板ホルダー４５，４６の
上方には、後述する熱板ホルダー側チェーン固定板５８
が固定される。

【００３２】 （４）加熱装置昇降装置については、図５〜図７に示す
ように、熱板昇降用チェーン５２はスプロケット支持材
５３，５４の先端に設けられるスプロケット５５，５６
に掛けられ、一端はチェーン固定板５７に固定され、他
端は熱板ホルダー側チェーン固定板５８に固定される。
そこで、加熱装置を発泡性素材１５の加熱位置に位置さ
せる場合、熱板昇降用エアシリンダ５１の駆動（伸び）
により、加熱装置の下端をストッパ６４により上方に移
動させておき、熱板昇降用エアシリンダ５１の駆動（縮
み）により、該シリンダ５１側の熱板昇降用チェーン５
２は上昇して、加熱装置は、後述するストッパ用エアシ
リンダ６３によって駆動されるストッパ６４により停止
し、発泡性素材１５に対応した位置にあり、発泡性素材
１５を発泡制御しながら加熱する。

【００３３】この時は、熱板昇降用エアシリンダ５１を
縮めておき、熱板昇降用チェーン５２はフリー状態にあ
る。発泡性素材１５の加熱が終了すると、加熱装置は発
泡性素材１５から分離され、ストッパ用エアシリンダ６
３の駆動によりストッパ６４は解除され、熱板ホルダー
側チェーン固定板５８は下がり、加熱装置は、後述する
ショックアブゾーバー６５まで落下する。

【００３４】このように、熱板４３，４４は熱板昇降用
チェーン５２を介して、熱板昇降用エアシリンダ５１に
連絡されており、上下方向の移動が可能である。また、
ストッパ６４で熱板４３，４４を保持して、ストッパ用
エアシリンダ６３の駆動でストッパ６４を解除すること
により、熱板４３，４４を自重で急激に落下させること
ができる。この際、熱板４３，４４は後述するガイド６
１に沿って落下し、熱板４３，４４の下に設置されたシ
ョックアブソーバ６５で熱板４３，４４の落下による衝
撃が吸収される。

【００３５】なお、熱板の移動はこの実施例のように、
下方への落下に代えて、後述するように水平方向へ移動
させ、順次退避させるようにしてもよい（図２０〜図２
４参照）。 （５）熱板ガイド装置については、図５、図６、図８、
図１６及び図１７に示すように、ガイド用リブ６２に支
持されたガイド６１を有するとともに、ストッパ用エア
シリンダ６３によって駆動されるストッパ６４を具備し
ている。また、ガイド６１底部にはショックアブゾーバ
ー６５が設けられている。

【００３６】 （６）熱板加圧装置については、図５、図６、図８に示
すように、同一場所で熱板加圧とプレス成形とを行うた
め、成形用の型のスペースをくり抜いた形で熱板４３，
４４の加圧を行う。熱板ホルダー４５，４６は、熱板加
圧ができるよう、中央がくり抜かれ、穴４５ａ，４６ａ
が形成されており、ここを通って熱板加圧板６７，６８
で熱板４３，４４を押し付ける。

【００３７】そして、この熱板加圧板６７，６８の両端
に２本の熱板加圧用油圧シリンダ６６が設けられてお
り、この熱板加圧用油圧シリンダ６６の駆動により、熱
板４３，４４は加圧される。ここで、熱板加圧板６７，
６８の変位量は変位センサ６９によって検出される。 （７）成形装置については、図５、図６、図８に示すよ
うに、加熱装置が下方に移動すると、成形用油圧シリン
ダ７１の駆動により、雌型７２と雄型７３とが動作し
て、発泡性素材１５をプレス成形することができる。

【００３８】このように、発泡性素材１５を上記発泡性
素材保持装置で保持しておき、上記熱板加圧装置で熱板
４３，４４を加圧して加熱後、熱板４３，４４を移動さ
せた後、上記成形装置でプレス成形を行う。なお、上記
の発泡性素材保持装置に代わって、図１８に示すよう
に、エアシリンダ（又は油圧シリンダ）８１を利用し
て、発泡性素材１５を保持する装置（機構）や、発泡性
素材１５に穴を開け、フックに引っかける方法、バネ式
のクランプ（洗濯ばさみのようなもの）を利用する方法
なども用いることができる。

【００３９】また、上記した加熱装置昇降装置に代え
て、図１９に示すように、熱板又は熱板ホルダからなる
加熱装置９０をシリンダ９１と直結しておき、シリンダ
９１の上昇下降運動により加熱装置９０を移動させるよ
うにしてもよい。図２０は本発明の他の第１実施例を示
す発泡成形装置（機構）の上面図、図２１はその発泡成
形装置（機構）の正面図、図２２はその発泡成形装置
（機構）の側面図、図２３は図２１のＡ−Ａ線矢視図、
図２４はその発泡成形装置（機構）の熱板の退避時を示
す側断面図である。

【００４０】この実施例では、図２０乃至図２４に示す
ように、サーボモータとチェーンを利用して熱板を順に
水平方向に退避するようにしたものである。これらの図
において、固定部としては、ベース１０１と２個の垂直
状のフレーム１０２，１０３を具備している。ベース１
０１の中央部は熱板の退避場所を確保するために幅が広
くなっている。

【００４１】また、発泡性素材保持装置（機構）は、発
泡性素材１０４を保持する。すなわち、クランプ支持棒
１０５に支持されるクランプ１０６を具備している。更
に、加熱装置は、一対の熱板１０７，１０８、熱板ホル
ダー１０９，１１０、該熱板ホルダー１０９，１１０間
にはガイドピン１１１を有している。また、加熱装置退
避装置（機構）は、熱板移動用サーボモータ１２１、ス
プロケット１２２，１２３，１２５，１２８，１３１，
１３２、熱板移動用チェーン１２６，１２７，１２９、
スプロケットホルダー１２４，１３０を具備している。

【００４２】更に、熱板ガイド装置（機構）としては、
熱板をガイドするガイド１４１が水平方向に延び、熱板
を退避可能にしている。また、熱板加圧装置（機構）
は、熱板加圧用油圧シリンダ１５１、熱板加圧板１５
２，１５３を具備している。更に、成形装置（機構）
は、成形用油圧シリンダ１６１、これによって駆動され
る雌型１６２と雄型１６３とを具備している。

【００４３】以下、更に、各装置（機構）を詳細に説明
する。 （１）固定部（機構）については、図２０〜図２４に示
すように、ベース１０１の両側には２本の垂直状のフレ
ーム１０２，１０３が立てられ、これらのフレーム１０
２，１０３にそれぞれ熱板加圧用油圧シリンダ１５１、
成形用油圧シリンダ１６１が支持される。

【００４４】 （２）発泡性素材保持装置については、図２０、図２１
に示すように、垂直状のクランプ支持棒１０５を有し、
このクランプ支持棒１０５にクランプ１０６を設け、発
泡性素材１０４を保持する。 （３）加熱装置については、図２０、図２１に示すよう
に、一対の熱板１０７，１０８を有し、これらの熱板１
０７，１０８は内蔵のヒーターにより昇温される。この
一対の熱板１０７，１０８は、ガイドピン１１１と熱板
ホルダー１０９，１１０により一体化されている。な
お、この加熱装置の熱板ホルダー１０９には、図２０に
示すように、後述する熱板移動用チェーン１２７，１２
９が連結される。

【００４５】 （４）加熱装置退避装置については、図２０と図２２〜
図２３に示すように、熱板１０７，１０８が発泡性素材
１０４に対応しているが、図２４に示すように、熱板１
０７，１０８が退避する場合には、熱板移動用サーボモ
ータ１２１の駆動により、スプロケット１２２−熱板移
動用チェーン１２６−スプロケット１２３−スプロケッ
トホルダー１２４−スプロケット１２５−熱板移動用チ
ェーン１２７−熱板ホルダー１０９の上部−熱板移動用
チェーン１２７−スプロケット１３１−熱板移動用チェ
ーン１２７−スプロケット１２５と、これと並列に、熱
板移動用サーボモータ１２１の駆動により、スプロケッ
ト１２２−熱板移動用チェーン１２６−スプロケット１
２３−スプロケットホルダー１２４−スプロケット１２
８−熱板移動用チェーン１２９−熱板ホルダー１０９の
下部−熱板移動用チェーン１２９−スプロケット１３２
−熱板移動用チェーン１２９−スプロケット１２８と駆
動されて、発泡性素材１０４はガイド１４１に沿って、
水平方向に退避する。

【００４６】 （６）熱板加圧装置については、上記実施例と同様に、
同一場所で熱板加圧とプレス成形とを行うため、成形用
の型のスペースをくり抜いた形で熱板１０７，１０８の
加圧を行う。熱板ホルダー１０９，１１０は、熱板加圧
ができるよう、中央がくり抜かれており、ここを通って
熱板加圧板１５２，１５３で熱板１０７，１０８を押し
付ける。そして、この熱板加圧板１５２，１５３の両端
に２本の熱板加圧用油圧シリンダ１５１が設けられてお
り、この熱板加圧用油圧シリンダ１５１の駆動により、
熱板１０７，１０８は加圧される。

【００４７】 （７）成形装置については、上記実施例と同様に、発熱
装置が水平方向に移動すると、成形用油圧シリンダ１６
１の駆動により、雌型１６２と雄型１６３とが動作し
て、発泡性素材１０４をプレス成形することができる。
このように、発泡性素材１０４を上記発泡性素材保持装
置で保持しておき、上記熱板加圧装置で熱板１０７，１
０８を加圧して加熱後、熱板１０７，１０８を水平方向
に移動させて退避させた後、上記成形装置でプレス成形
を行う。 ここでは、図示しなかったが、雄型・雌型の
外に、しわ押えを設け、ばねを介して型を連動させる
か、または別にシリンダを設け、単純に動かしても良
い。

【００４８】次に、本発明の第２の実施例を示す発泡成
形方法について説明する。図２５は本発明の第２の実施
例を示す発泡成形工程図、図２６は本発明の第２の実施
例を示す発泡性素材に付与される圧力と発泡量の関係を
示す図である。以下、本発明の第２の実施例を示す発泡
成形方法について説明する。まず、図２５（ａ）に示す
ように、発泡性素材２０１をクランプ（図示なし）で保
持して、セットし、その上下に一対の発熱体としての熱
板２０２，２０３を設けて、発泡性素材２０１を挟み、
その熱板２０３に固定される加圧子２０４により圧力を
付し、この加圧力を、図２６に示すように、段階的に制
御し、発泡性素材２０１の発泡量をコントロールしなが
ら加熱発泡制御を行う。

【００４９】次に、図２５（ｂ）に示すように、加圧子
２０４に付加される加圧力を解除し、発泡制御を停止す
る。次いで、図２５（ｃ）に示すように、発泡性素材２
０１を型２０５，２０６に瞬時に移動させる。このよう
に、発泡性素材２０１の加熱を瞬時に解除し、発泡性素
材２０１を自由発泡させる。

【００５０】次に、図２５（ｄ）に示すように、その発
泡性素材２０１を自由発泡中に速やかに型２０５，２０
６によりプレス成形を行う。ここで、発泡性素材２０１
の圧力制御方式としては、２つの方式が実施できる。第
１は、図２７に示すように、コントローラ２１０、制御
弁２１１、油圧シリンダ２１２、熱板２０３、変位セン
サ２１３を設け、その熱板２０３の変位量Δｄを変位セ
ンサ２１３で検出して、その検出信号をコントローラ２
１０で読み取り、熱板２０３の位置を制御する。

【００５１】第２は、図２８に示すように、コントロー
ラ２１０、制御弁２１１、油圧シリンダ２１２、熱板２
０３、圧力センサ２１４を設け、熱板２０３に圧力を付
与する油圧シリンダ２１２の変化油圧量Δｐを圧力セン
サ２１４で検出して、その検出信号をコントローラ２１
０で読み取り、熱板２０３の加圧力を制御する。このよ
うに構成して、加熱発泡制御を行うとともに、その後、
自由発泡中に発泡性素材を成形することができ、複雑な
物品であっても所定の形状に、高品質に、しかも高速成
形を行うことができた。

【００５２】次に、本発明の第２の実施例を示す発泡成
形装置について説明する。図２９は本発明の第２の実施
例を示す発泡成形装置（機構）の平面図、図３０はその
発泡成形装置（機構）の正面図、図３１は図３０のＡ−
Ａ線矢視（側面）図、図３２は図３０のＢ−Ｂ線矢視
図、図３３は図３０のＣ−Ｃ線矢視図である。

【００５３】これらの図において、固定部としては、ベ
ース２２１、このベース２２１上に８本の垂直状のダイ
ロッド２２２を立て、その上部にフレーム２２３を設
け、また、中間ベース２２５を有している。また、発泡
性素材保持装置（機構）は、発泡性素材２１５を保持す
るためにクランプ２３１を設け、このクランプ２３１は
後述する熱板搬送用チェーン２５４に固定される。

【００５４】更に、加熱装置は、一対の熱板２４１，２
４２を有している。また、発泡性素材搬送装置（機構）
は、熱板搬送用サーボモータ２５１、スプロケット２５
２，２５５、熱板搬送用チェーン２５４、スプロケット
ホルダー２５３を具備し、その熱板搬送用チェーン２５
４にクランプ２３１が取り付けられ、発泡性素材２１５
は自由発泡状態で、発泡制御セクションから成形セクシ
ョンへと移載される。

【００５５】更に、発泡性素材２１５が保持されたクラ
ンプ２３１はガイド２５８に沿って移動する。また、熱
板加圧・昇降装置（機構）は、ロッド２６１，２６２、
急速開閉用カムシャフト２６３，２６４、軸２６５、急
速開閉用サーボモータ２６６、連結板２６７ａ、可動フ
レーム２６７、熱板加圧用油圧シリンダ２６８、変位セ
ンサ２６９を具備している。

【００５６】更に、成形装置（機構）は、成形用油圧シ
リンダ２７１、これによって駆動される雌型２７２と、
雄型ベース２７３に設けられる雄型２７４とを具備す
る。また、発泡性素材２１５のしわ押え２７６、しわ押
え用エアシリンダ２７５を具備する。このように、熱板
２４１，２４２により発泡性素材２１５を加熱する制御
発泡セクションと、プレス成形を行う成形セクションか
らなり、発泡性素材２１５は搬送用のクランプ２３１に
セットされ、熱板搬送用サーボモータ２５１の駆動力を
熱板搬送用チェーン２５４が伝え、クランプ２３１をガ
イド２５８に沿って動かすことにより、各セクション間
を移動する（制御発泡セクションの前に予備加熱セクシ
ョンを設けてもよい）。

【００５７】この制御発泡セクションは、一対の熱板２
４１，２４２、熱板加圧用油圧シリンダ２６８、可動フ
レーム２６７、ロッド２６１，２６２、軸２６５、急速
開閉用カムシャフト２６３，２６４、急速開閉用サーボ
モータ２６６、連結板２６７ａ、可動フレーム２６７、
変位センサ２６９等により構成され、熱板２４１，２４
２で発泡性素材２１５を加熱するとともに、その発泡性
素材２１５に付与される加圧力をコントロールして、制
御発泡を行う。

【００５８】成形セクションは、雄型２７４、雌型２７
２、成形用油圧シリンダ２７１、しわ押え２７６、しわ
押え用エアシリンダ２７５等により構成され、自由発泡
中の発泡性素材２１５のプレス成形を行う。以下、この
発泡成形装置の動作について説明する。まず、発泡性素
材２１５をクランプ２３１にセットし、制御発泡セクシ
ョンにおいて、熱板加圧用油圧シリンダ２６８の駆動に
より、可動フレーム２６７−ロッド２６２−軸２６５−
急速開閉用カムシャフト２６３，２６４−ロッド２６１
−熱板２４２に動力を伝達し、熱板２４２で発泡性素材
２１５を加熱しながら加圧する。そして、熱板加圧用油
圧シリンダ２６８の油圧をコントロールすることによ
り、発泡の制御を行う。なお、ここで、熱板加圧用油圧
シリンダ２６８の駆動により、発泡性素材２１５を熱板
２４２，２４１で加圧する際は、急速開閉サーボモータ
２６６を駆動させて、ロッド２６１，２６２と急速開閉
用カムシャフト２６３，２６４を一直にしておく。

【００５９】加熱発泡制御が終了すると、急速開閉用サ
ーボモータ２６６の駆動により、軸２６５が回転し、急
速開閉用カムシャフト２６３，２６４も回転することに
より、ロッド２６１に固定される熱板２４２が急速に引
き上げられる。つまり、急速開閉用カムシャフト２６
３，２６４を急激に回転し、熱板２４２を急激に開放さ
れるともに、発泡性素材２１５は成形セクションに搬送
される。

【００６０】次に、成形用油圧シリンダ２７１の駆動に
より雄型２７４を、しわ押え用エアシリンダ２７５の駆
動によりしわ押え２７６を降下させ、プレス成形を行
う。次に、本発明の第３の実施例を示す発泡成形方法に
ついて説明する。図３４は本発明の第３の実施例を示す
発泡成形工程図である。以下、本発明の第３の実施例を
示す発泡成形方法について説明する。

【００６１】まず、図３４（ａ）に示すように、チャン
バーを兼ねる下型（雌型）３０２に発泡性素材３０１を
セットし、この発泡性素材３０１の上下から高温で、か
つ高圧のガス３０４を充填して加熱しながら発泡制御を
行う。ここで、高圧ガスの圧力は、第１及び第２実施例
に示したように、発泡性素材３０１の発泡量を制御する
ように設定する。

【００６２】次に、図３４（ｂ）に示すように、前記ガ
ス３０４をリークして、発泡性素材３０１に付与される
加圧力を解除し、発泡制御を停止する。次に、図３４
（ｃ）に示すように、チャンバーを兼ねる下型（雌型）
３０２内において発泡性素材３０１を自由発泡させる。
次に、図３４（ｄ）に示すように、成形用油圧シリンダ
（図示なし）により、上型（雄型）３０３を下方に駆動
し、自由発泡中の発泡性素材３０１をプレス成形する。
この時、型の真空引きを同時に行うことにより、真空成
形を併せて行ってもよい。図３５は本発明の第４の実施
例を示す発泡成形工程図である。

【００６３】以下、本発明の第４の実施例を示す発泡成
形方法について説明する。まず、図３５（ａ）に示すよ
うに、チャンバーを兼ねる型４０３内に表面にダイアフ
ラム膜４０２を有する発泡性素材４０１をセットし、こ
の型４０３には蓋４０４を設ける。この発泡性素材４０
１の上下から高温で、かつ高圧のガス４０５を充填して
加熱しながら発泡制御を行う。ここで、高圧ガスの圧力
は、第１及び第２実施例に示したように、発泡性素材４
０１の発泡量を制御するように設定される。

【００６４】次に、図３５（ｂ）に示すように、前記ガ
ス４０５をリークして、発泡性素材４０１に付与される
加圧力を解除し、発泡制御を停止する。次に、図３５
（ｃ）に示すように、チャンバーを兼ねる下型４０３内
において発泡性素材４０１を自由発泡させる。次いで、
図３５（ｄ）に示すように、発泡性素材４０１が自由発
泡中に速やかに発泡性素材４０１の下空間を負圧にし
て、真空引きを行い、上空間には高圧ガスを充填して、
発泡性素材４０１を下型４０３に押し付け成形を行う。

【００６５】上記のように制御発泡を行うようにしたの
で、発泡は良好に進行し、高品質なコアが得られる。ま
た、制御発泡を行い、発泡力を低下させたことにより、
次プロセスでの自由発泡が急激な発泡でなくなり、機械
的な移動プロセスを容易に行えるとともに、自由発泡中
の発泡体の損傷を防止することができる。

【００６６】更に、加熱装置移動プロセスでは、成形を
行うために、発泡性素材と加熱装置（熱板や高温流体）
を分離可能にしたので、発泡性素材は発泡の拘束を失
い、自由発泡を開始する。しかし、この自由発泡は急激
なものではなくなり、発泡体は良好に保たれる。また、
加圧成形プロセスでは、加熱により、成形可能な温度と
なり、また、自由発泡中のため、発泡圧を持っている発
泡性素材を成形する（プレス成形、真空成形など）素材
は発泡圧（内圧）を持っているため、複雑な形状の成形
を容易に行うことができる。

【００６７】更に、図２，図２６の工程（ａ）において
は、圧力を下げながら発泡性素材の発泡量（厚さ）を増
加させるようにしているが、図２，図２６の圧力のパタ
ーンに限定されるものではなく、この圧力のパターン以
外であってもよいことは言うまでもない。なお、本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨
に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の
範囲から排除するものではない。

【００６８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）発泡性素材の発泡量をコントロールしながら加熱
する工程を施すようにしたので、自由発泡速度を機械的
制御（加熱装置移動等）が可能な速度に設定できるとと
もに、高品質の三次元成形物品を発泡成形することがで
きる。

【００６９】 （２）発泡中の成形であるため、内圧の利用ができ、複
雑な発泡成形を容易に実施することができる。 （３）既に発泡を終えている発泡体からの加熱成形と比
べて発泡中の成形であるため、コアの損傷が少ない。 （４）加熱装置と成形装置を移動するようにしたので、
加熱装置は高温の状態で保持しておいて良いので、昇温
時間を節約でき、また、成形装置は高温にならないた
め、発泡性素材の冷却が短時間で行えるため、高速サイ
クルの成形を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す発泡成形工程図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施例を示す発泡性素材に付与
される圧力と発泡量の関係を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施例を示す発泡性素材に当接
する熱板の変位量制御装置の構成図である。

【図４】本発明の第１の実施例を示す発泡性素材に当接
する熱板の圧力制御装置の構成図である。

【図５】本発明の第１の実施例を示す発泡成形装置（機
構）の平面図である。

【図６】本発明の第１の実施例を示す発泡成形装置（機
構）の正面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線矢視（側面）図である。

【図８】図６のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図９】本発明の第１の実施例を示す発泡性素材保持装
置（機構）の正面図である。

【図１０】本発明の第１の実施例を示す発泡性素材保持
装置（機構）の上面図（図９のＡ−Ａ線矢視図）であ
る。

【図１１】図９のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１２】図９のＣ−Ｃ線矢視図である。

【図１３】図１２のＥ−Ｅ線矢視図である。

【図１４】図１２のＦ−Ｆ線矢視図である。

【図１５】図９のＤ−Ｄ線矢視図である。

【図１６】本発明の第１の実施例を示す加熱装置の正面
図である。

【図１７】本発明の第１の実施例を示す加熱装置の側面
図である。

【図１８】本発明の第１の実施例の変形例を示す熱板の
保持装置（機構）の構成図である。

【図１９】本発明の第１の実施例の更なる変形例を示す
熱板の保持・昇降装置（機構）の構成図である。

【図２０】本発明の他の第１実施例を示す発泡成形装置
（機構）の上面図である。

【図２１】本発明の他の第１実施例を示す発泡成形装置
（機構）の正面図である。

【図２２】本発明の他の第１実施例を示す発泡成形装置
（機構）の側面図である。

【図２３】図２１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図２４】本発明の他の第１実施例を示す発泡成形装置
（機構）の熱板の退避時を示す側断面図である。

【図２５】本発明の第２の実施例を示す発泡成形工程図
である。

【図２６】本発明の第２の実施例を示す発泡性素材に付
与される圧力と発泡量の関係を示す図である。

【図２７】本発明の第２の実施例を示す発泡性素材に当
接する熱板の変位量制御装置の構成図である。

【図２８】本発明の第２の実施例を示す発泡性素材に当
接する熱板の圧力制御装置の構成図である。

【図２９】本発明の第２の実施例を示す発泡成形装置
（機構）の平面図である。

【図３０】本発明の第２の実施例を示す発泡成形装置
（機構）の正面図である。

【図３１】図３０のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３２】図３０のＢ−Ｂ線矢視（側面）図である。

【図３３】図３０のＣ−Ｃ線矢視図である。

【図３４】本発明の第３の実施例を示す発泡成形工程図
である。

【図３５】本発明の第４の実施例を示す発泡成形工程図
である。

【符号の説明】

１，１５，１０４，２０１，２１５，３０１，４０１
発泡性素材 ２，２８，１０６，２３１ クランプ ３，４，４３，４４，１０７，１０８，２０２，２０
３，２４１，２４２熱板 ５，６，２０４ 加圧子 ７，８，２０５，２０６ 型 １０，２１０ コントローラ １１，２１１ 制御弁 １２，２１２ 油圧シリンダ １３，６９，２１３，２６９ 変位センサ １４，２１４ 圧力センサ ２１，１０１，２２１ ベース ２２，２３，２４，２５，１０２，１０３，２２３
フレーム ２６ 第１のア−ム ２７ 第２のアーム ３０，２６５ 軸 ３３ クランプ用ロータリアクチュエータ ３４，３５，３６，３７，５５，５６，１２２，１２
３，１２５，１２８，１３１，１３２，２５２，２５５
スプロケット ３８，３９ チェーン ４５，４６，１０９，１１０ 熱板ホルダー ４７，１１１ ガイドピン ４８ 熱板開放用ばね ５１ 熱板昇降用エアシリンダ ５２ 熱板昇降用チェーン ５３，５４ スプロケット支持材 ５７ チェーン固定板 ５８ 熱板ホルダー側チェーン固定板 ６１，１４１，２５８ ガイド ６２ ガイド用リブ ６３ ストッパ用エアシリンダ ６４ ストッパ ６５ ショックアブゾーバー ６６，１５１，２６８ 熱板加圧用油圧シリンダ ６７，６８，１５２，１５３ 熱板加圧板 ７１，１６１，２７１ 成形用油圧シリンダ ７２，１６２，２７２ 雌型 ７３，１６３，２７４ 雄型 １０５ クランプ支持棒 １２１ 熱板移動用サーボモータ １２４，１３０，２５３ スプロケットホルダー １２６，１２７，１２９ 熱板移動用チェーン ２２２ ダイロッド ２２５ 中間ベース ２５１ 熱板搬送用サーボモータ ２５４ 熱板搬送用チェーン ２６１，２６２ ロッド ２６３，２６４ 急速開閉用カムシャフト ２６６ 急速開閉用サーボモータ ２６７ 可動フレーム ２６７ａ 連結板 ２７３ 雄型ベース ２７５ しわ押え用エアシリンダ ２７６ しわ押え ３０２，４０３ チャンバーを兼ねる下型（雌型） ３０３ 上型（雄型） ３０４，４０５ ガス ４０２ ダイアフラム膜 ４０４ 蓋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 泰正 愛媛県新居浜市惣開町５番２号 住友重 機械工業株式会社 新居浜製造所内 (56)参考文献 特開 昭63−125326（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−176139（ＪＰ，Ａ) 西独国特許出願公開3526949（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 44/00 - 44/60 B29C 67/20 B29K 105:04

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡性素材から三次元の発泡成形物品を
   成形する発泡成形方法において、 （ａ）発泡性素材を一対の熱板間にセットして加熱し、 （ｂ）該加熱により発泡性素材が発泡するのを前記熱板
   で発泡性素材の表面に圧力を加え、該圧力を自在に変化
   させて前記発泡の量を制御し、 （ｃ）前記発泡性素材の表面に加える圧力を解除するた
   めに前記熱板を前記発泡性素材の表面から除去して、前
   記発泡性素材を自由発泡させ、 （ｄ）該自由発泡中の前記発泡性素材に前記熱板とは別
   の三次元の型で圧力を印加して、前記発泡性素材を所望
   の形状にプレス成形することを特徴とする発泡成形方
   法。
2. 【請求項２】 前記発泡性素材の発泡量の制御は、該発
   泡性素材の表面に当接する一対の熱板の変位の制御によ
   る請求項１記載の発泡成形方法。
3. 【請求項３】 前記発泡性素材の発泡量の制御は、該発
   泡性素材の表面に当接する一対の熱板の圧力の制御によ
   る請求項１記載の発泡成形方法。
4. 【請求項４】 発泡性素材から三次元の発泡成形物品を
   成形する発泡成形装置において、 （ａ）発泡性素材を挟持して加熱する一対の熱板と、 （ｂ）該熱板を互いに接離可能にする駆動手段と、 （ｃ）前記熱板の加熱により発泡した発泡性素材の表面
   に前記駆動手段を制御することにより圧力を加え、該圧
   力を自在に変化させて前記発泡の量を制御する制御手段
   と、 （ｄ）前記熱板を発泡性素材の加熱位置から退避位置に
   移動させる移動手段と、 （ｅ）前記熱板から開放され、自由発泡中の前記発泡性
   素材を、所望の形状にプレス成形する前記熱板とは別の
   三次元の型 とを具備することを特徴とする発泡成形装
   置。
5. 【請求項５】 前記発泡性素材の発泡量の制御は、前記
   熱板の変位量を制御 して行なうことを特徴とする請求項
   ４記載の発泡成形装置。
6. 【請求項６】 前記発泡性素材の発泡量の制御は、前記
   駆動手段を油圧シリンダとし、該シリンダの圧力を制御
   して行なうことを特徴とする請求項４記載の発泡成形装
   置。