JPH06206242A - クローズド注入用金型の逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発泡材料を金型にクローズド注入するに際
し、注入直後にヘッドを該金型から離脱させることがで
き、確実に発泡材料の逆流を阻止させる。 【構成】 金型分割面に形成したスプルー２０にヘッド
２２を当接させ、該金型に発泡材料を注入するクローズ
ド注入用金型において、下型スプルーにセットされ、該
スプルーを閉塞する第１ダイアフラム３０を形成した第
１弁半体２４と、上型スプルーにセットされ、該スプル
ーを閉塞する第２ダイアフラム３６を形成した第２弁半
体２６とからなり、金型閉成時に両弁半体が密着して両
ダイアフラムの接合面にスプリット部４２を形成し、両
ダイアフラムはヘッドからの発泡材料の圧力により変形
して、スプリット部から発泡材料の侵入を許容すると共
に、ヘッドからの発泡材料の注入が停止されるとスプリ
ット部が閉成し発泡圧では開放しない強度になってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ポリウレタン等の発
泡材料を分割金型のキャビティ中に圧力注入するに際
し、材料注入の直後に材料注入ヘッドを該金型のスプル
ーから離脱させることができ、また不確実なプラグの挿
入によることなく、確実に発泡材料の逆流を阻止させ得
るクローズド注入用金型の逆止弁に関するものである。

【０００２】

【従来技術】例えば発泡ポリウレタン製品は、ジイソシ
アネートとポリオールとの主成分に硬化反応のための触
媒、発泡剤、整泡剤等を金型のキャビティ中に注入する
ことにより成形される。これら発泡成形用の材料(以下
「発泡材料」という)を金型に注入する手段は、オープン
注入法とクローズド注入法とに大別される。すなわちオ
ープン注入法は、上型と下型とからなる分割金型におい
て、該金型を開放した状態で下型のキャビティに発泡材
料を注入し、次いで上型と下型とを閉じて該キャビティ
内で発泡反応を進行させるものである。またクローズド
注入法は、前記上型と下型とを閉成した分割金型のスプ
ルーに発泡材料の注入ヘッドを押し当て、該金型を密閉
した状態でキャビティへの発泡材料の注入を行なうもの
である。

【０００３】本発明は、後者のクローズド注入法を実施
するに際し、好適に使用し得る逆止弁に関するので、ク
ローズド注入法の特性を簡単に説明する。先に述べた如
く、クローズド注入法では、分割金型のスプルーに注入
ヘッドを押し当てて、キャビティへの発泡材料の注入を
行なう。この注入終了後に前記注入ヘッドをスプルーか
ら直ちに離脱させ、しかも該スプルーにプラグ(栓)を差
し込まないでおくと、初めは発泡材料から発生したガス
およびキャビティ中の残留空気が該スプルーを介して外
へ逃出する。またこれに続いてゲル化した発泡材料が、
その発泡圧に押されて前記スプルーから外部へ逆流する
に至る。この場合は、前記キャビティの内部で発泡圧が
均一に作用しないので、所望される良好な発泡成形品は
得られない。そこで実際には、注入後の発泡材料がスプ
ルーから逆流するのを阻止するために、該スプルーにプ
ラグを密着的に嵌挿したり、発泡材料の注入終了後も所
要時間に亘って、前記注入ヘッドを該スプルーに押し当
てたままにする等のことがなされる。更にスプルーの周
囲を意図的に加熱し、発泡材料の反応を促進させること
により、高粘度になった発泡材料を該スプルー中に滞在
させ、これにより前記プラグの代用とする試みも実施さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の如く、発泡材料
の注入後に金型のスプルーにプラグを嵌挿する方法は、
該スプルーとキャビティとを結ぶランナに抵抗がなく、
比較的円滑に発泡材料が該キャビティ中に送り込まれ
て、該発泡材料がスプルー付近に滞留しない場合に多く
用いられる。この場合でも、該プラグをスプルーに差し
込むタイミングは、発泡材料から発生するガスを充分に
抜くため極力遅くした方がよい。しかし成形条件にばら
つきがあることを考慮すると、このタイミングは余り遅
くすることもできず、勢い早めに設定せざるを得ない事
情もあり、このときは往々にして前記ガス抜きが不充分
となる。またプラグをする動きは、通常は簡単な装置に
よるので、スプルーにプラグを押し付ける力は弱く、発
泡材料がシール面に残るとシール性能が落ちる。場合に
よっては、発泡材料が漏れて発泡圧が下がり、成形不良
になることがある。またスプルーへのプラグの嵌挿は簡
単な装置により行なっているので、該プラグの押し付け
力は一般に弱い。このため発泡材料がスプルーとプラグ
とのシール面に残留するとシール性能が落ちたり、場合
によっては発泡圧により発泡材料が逆流してプラグを押
し除け、該材料が漏れたり発泡圧が低下したりして、同
じく成形不良を来すことが知られている。

【０００５】また材料注入後に注入ヘッドをスプルーに
押し当てたままにしておく方法は、主に高圧注入の場合
に用いられる。このとき発泡材料は、金型のスプルーか
らキャビティを結ぶランナにまで連なっているため、該
注入ヘッドをスプルーから離脱させると、直ちに発泡材
料が該スプルーから溢れ出る状態にある。従って、注入
ヘッドを発泡材料の反応が落ち着くまでの一定時間は金
型から離すことができず、また時として該注入ヘッドの
スプルーが反応した発泡材料によって目詰まりを起こす
不都合も指摘される。これは発泡成形品の製造ラインを
設計する上での大きな制約となるものである。更に低圧
注入の場合とは異なり、前記スプルーからガス抜きを行
なうことは不可能であり、ガス抜きについては他の方法
を取らざるを得ない。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、例えばポリウレタンの発泡材
料を分割金型のキャビティ中にクローズド注入するに際
し、発泡材料注入の直後に材料注入ヘッドを該金型のス
プルーから離脱させることができ、また不確実なプラグ
の挿入によることなくして、確実に発泡材料の逆流を阻
止させ得る逆止弁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】前記課題を克服し、所期
の目的を達成するため本発明は、分割金型を構成する下
型および上型を閉成し、その金型分割面に形成したスプ
ルーに発泡材料の注入ヘッドを当接させて、該スプルー
およびランナを介してキャビティ中に発泡材料を圧力注
入するようにしたクローズド注入用金型において、前記
下型のスプルーに着脱自在にセットされ、金型外方に指
向する面に臨んで該スプルーを閉塞する第１ダイアフラ
ムを形成した第１の弁半体と、前記上型のスプルーに着
脱自在にセットされ、金型外方に指向する面に臨んで該
スプルーを閉塞する第２ダイアフラムを形成した第２の
弁半体とからなり、前記下型および上型を閉成した際
に、前記第１の弁半体および第２の弁半体が対応的に密
着して、第１ダイアフラムと第２ダイアフラムとの接合
面にスプリット部を形成し、前記第１ダイアフラムおよ
び第２ダイアフラムは、前記注入ヘッドから注入される
発泡材料の圧力により変形して前記スプリット部を開放
し、これにより該発泡材料の前記ランナ中への侵入を許
容すると共に、前記注入ヘッドからの発泡材料の注入が
停止されると、前記スプリット部が原形に復帰して閉成
し、前記注入済みの発泡材料の発泡圧によっては開放し
ない強度に設定してあることを特徴とする。

【０００８】

【実施例】次に、本発明に係るクローズド注入用金型の
逆止弁につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照
しながら以下説明する。先ず図１は、実施例に係る逆止
弁が好適に使用されるクローズド注入用の分割金型１０
を斜視状態で示すものであって、下型１２に対し上型１
４が上方に開放して、該金型１０の内部に形成したキャ
ビティ１６を露出させ得るようになっている。下型１２
の分割面１２ａには、一端部が前記キャビティ１６と連
通するランナ１８が水平に凹設されており、該ランナ１
８の他端部は、同じく下型分割面１２ａの側端部に形成
したスプルー２０に連通している。また上型１４の分割
面にも対応的に全く同一のランナ(図示せず)およびスプ
ルー２０が形成されており、これら下型１２および上型
１４を密閉することにより、上下のランナおよびスプル
ーが対応的に位置して発泡材料の流入路を形成する。な
おスプルー２０には、図３および図８に関して後述する
発泡材料の注入ヘッド２２が接離自在に当接される。そ
して前記発泡材料のクローズド注入は、上型１４および
下型１２を閉じた後、分割金型１０の側面に開口する前
記スプルー２０に注入ヘッド２２を押し当てることによ
り行なわれる。注入された発泡材料は、前記ヘッド２２
からスプルー２０およびランナ１８を介して前記キャビ
ティ１６中に圧力的に送り込まれる。

【０００９】図１〜図４は、本発明の第１実施例に係る
逆止弁を採用した前記分割金型１０を示すものであっ
て、殊に図１から判明するように、下型１２の分割面１
２ａに形成したキャビティ１６と前記スプルー２０とは
ランナ１８により結ばれている。前記スプルー２０は断
面が半円状の開放溝として形成され、このスプルー２０
中に後述する逆止弁２８の半体部を形成する第１弁半体
２４を収容可能となっている。第１弁半体２４は、中空
円筒体を長手中心線に沿って２つ割りした半円弧状の部
材として構成され、ポリウレタンとの離型性に優れたエ
ラストマー(例えばシリコン、エチレンプロピレンゴ
ム、エチレンプロピレンジェンゴム等)が材質に用いら
れる。この第１弁半体２４の内部には、断面が半円状を
なす流路２４ａが凹設されると共に、該弁半体２４を前
記スプルー２０に着脱自在にセットした際に、下型１２
の外方に指向する面に臨んで該スプルー２０を閉塞する
第１ダイアフラム３０が形成されている(第１ダイアフ
ラム３０の機能は後述する)。また第１弁半体２４の背
面部には、図１に示す如く円形突条からなる嵌合片３２
が長手方向に沿って一体形成されている。そして該嵌合
片３２を、下型１２における前記スプルー２０の長手方
向底部に凹設した嵌合溝３４に嵌合させることによっ
て、第１弁半体２４を回転不能に該下型１２に取付け可
能となっている。更に第１弁半体２４を前記スプルー２
０にセットした際に、該弁体２４の分割面２４ｂと下型
１２の分割面１２ａとはフラットに整列する寸法に設定
してある。

【００１０】また上型１４のスプルー２０中にも、後述
する逆止弁２８の半体部を形成する第２弁半体２６を収
容可能となっており、この第２弁半体２６の仕様は前記
第１弁半体２４と全く同一となっている。すなわち第２
弁半体２６の内部には、断面が半円状をなす流路２６ａ
が凹設されると共に、該弁半体２６を前記スプルー２０
にセットした際に、上型１４の外方指向面に臨んで該ス
プルー２０を閉塞する第２ダイアフラム３６が形成され
ている。また第２弁半体２６の背面部には、円形突条か
らなる嵌合片３８が長手方向に沿って一体形成されてい
る。そして該嵌合片３８を、上型１４における前記スプ
ルー２０の長手方向底部に凹設した嵌合溝４０に嵌合さ
せることによって、第２弁半体２６を回転不能に該上型
１４に取付け可能である。更に第２弁半体２６を前記ス
プルー２０にセットした際に、該弁体２６の分割面と上
型１４の分割面とはフラットに整列する寸法に設定して
ある。

【００１１】そして図２に示す如く、前記下型１２と上
型１４とを閉成した際に、前記第１弁半体２４および第
２弁半体２６が対応的に密着して、第１ダイアフラム３
０と第２ダイアフラム３６との接合面に、常には密着的
に当接し合っているスプリット部４２(割り面部)を形成
するようになっている。なお第１弁半体２４および第２
弁半体２６の外形寸法を、各対応の前記スプルー２０の
内形寸法より僅かに大きく設定することにより、分割金
型１０の閉成時に両弁半体２４,２６が形成する逆止弁
２８と、各スプルー２０との間に良好なシールが達成さ
れる。また図２〜図４に示す如く、前記下型１２にセッ
トした第１弁半体２４および上型１４にセットした第２
弁半体２６が、軸方向外方へ脱落するのを防止するため
に、２つ割りした円弧状板４４,４６を金型側面に、例
えばボルト４８により固着してある。従ってクローズド
注入を行なう際には、図３に示す如く円弧状板４４,４
６の中心通孔を介して、前記注入ヘッド２２がスプルー
２０に押し当てられる。

【００１２】また前記の第１ダイアフラム３０および第
２ダイアフラム３６の強度は、前記注入ヘッド２２か
ら注入される発泡材料の圧力を受けると、図３に示すよ
うに、該ダイアフラム自体が逆止弁２８の内部側に変形
して前記スプリット部４２を開放し、該発泡材料が前記
ランナ１８中に侵入するのを許容すると共に、前記注
入ヘッド２２からの発泡材料の注入が停止されると、図
４に示す如く、前記スプリット部４２が自己弾力により
原形に復帰して閉成し、かつ前記注入済みの発泡材料か
ら生ずる発泡圧によっては開放しない程度の大きさに設
定してある。すなわち、第１弁半体２４および第２弁半
体２６は、前述の如くシリコン、エチレンプロピレンゴ
ム、エチレンプロピレンジェンゴム等のエラストマーを
材質としているので、所要の応力が加わると弾力的に変
形可能で、かつ該応力が解除されると弾力的に原形復帰
が可能である。なお、注入ヘッド２２からの発泡材料の
注入圧力の方が、注入済みの発泡材料から生ずる発泡圧
よりも大きいことは勿論である。

【００１３】次に、図５〜図１１は、本発明に係る逆止
弁の第２実施例を示すものであって、基本的な構成に関
しては、図１〜図４に示した第１実施例のものと同じで
ある。但しこの第２実施例では、第１弁半体２４の内部
流路２４ａに直角三角形状の補強片５０が直立的に一体
形成され、この補強片５０における垂直辺は、前記第１
ダイアフラム３０の背面側に一体接続されている(図
５、図６および図１１参照)。同じく第２弁半体２６
も、その内部流路２６ａに直角三角形状の補強片５２が
一体形成され、この補強片５２における垂直辺は、前記
第２ダイアフラム３６の背面側に一体接続されている。
これら補強片５０,５２は、第１ダイアフラム３０およ
び第２ダイアフラム３６が、その厚みや材質によって
は、注入済みの発泡材料から生ずる発泡圧により変形し
て前記スプリット部４２を開放する畏れがあるので、そ
の補強として用いられるものである。すなわち補強片５
０,５２は、図８および図９に示すように、前記注入
ヘッド２２からの発泡材料の注入圧力によって、前記ダ
イアフラム３０,３６と共に変形するが、注入済みの
発泡材料から生ずる発泡圧に対しては、これに抗して前
記ダイアフラム３０,３６の変形を阻止するものであ
る。従って補強片５０,５２の厚み乃至強度は、発泡材
料の注入圧力では容易に座屈して変形するが、発泡材料
からの発泡圧によっては座屈することなく、各対応のダ
イアフラム３０,３６が変形しようとするのを阻止し得
る仕様に設定してある。

【００１４】

【実施例の作用】次に、このように構成した第１実施例
および第２実施例に係る逆止弁の作用につき説明する。
先ず第１実施例において、下型１２に対し上型１４を開
放して、前記キャビティ１６に離型剤を塗布すると共
に、下型１２および上型１４の各スプルー２０に第１弁
半体２４および第２弁半体２６を対応的に着脱自在にセ
ットする。そして上型１４を下型１２に対して閉成すれ
ば、第１弁半体２４および第２弁半体２６は各スプルー
２０に圧縮的に当接して良好なシールが図られる。この
とき図２に示すように、前記第１弁半体２４および第２
弁半体２６が対応的に密着して完全な逆止弁２８が構成
され、第１ダイアフラム３０と第２ダイアフラム３６と
の接合面に形成されるスプリット部４２(閉成状態にあ
る)が、前記スプルー２０を閉塞している。この状態で
前記注入ヘッド２２をスプルー２０に押し当て、前記発
泡材料の注入を開始する。このとき発泡材料の圧力によ
り第１ダイアフラム３０および第２ダイアフラム３６
が、図３に示す如く逆止弁２８の内部側に変形して、前
記スプリット部４２を開放する。これにより該発泡材料
は、逆止弁２８の内部流路２４ａ,２６ａを介して前記
ランナ１８中に侵入し、そのままキャビティ１６に供給
される。

【００１５】注入ヘッド２２による発泡材料の注入を終
えた後は、直ちに該ヘッド２２をスプルー２０から離脱
させる。これにより第１ダイアフラム３０および第２ダ
イアフラム３６に外方から加わっていた圧力が消失し、
該ダイアフラム３０,３６は自己弾力により原形に復帰
する。すなわち前記スプリット部４２も原形に復帰して
再度閉成するに至る。このとき、前記キャビティ１６中
に注入された発泡材料からは、その発泡反応の進行に伴
い発泡圧を生じ、この圧力は第１ダイアフラム３０およ
び第２ダイアフラム３６を変形させるべく作用する。し
かしながら、前述した如く第１ダイアフラム３０および
第２ダイアフラム３６の強度は、この発泡圧によっては
変形しない大きさに予め設定してあるから、前記スプリ
ット部４２が開放することはない。従って、キャビティ
１６中の発泡反応が進行しても、その発泡圧により発泡
材料が逆流する不都合は完全に防止される。所要時間が
経過し発泡成形が完全に終了した時点で、下型１２に対
して上型１４を開放し、前記キャビティ１６中に形成さ
れた形成品を取出すことにより１発泡サイクルが終了す
る。

【００１６】第２実施例の場合も、基本的に第１実施例
の場合と同様である。但し第２実施例では、注入ヘッド
２２をスプルー２０に押し当てて前記発泡材料の注入を
開始すると、その注入圧力が第１ダイアフラム３０およ
び第２ダイアフラム３６に作用するが、その際に各対応
の前記補強片５０,５２も、図８に示す如く変形して前
記スプリット部４２を開放する。そして注入ヘッド２２
からの発泡材料の注入が終了し、該ヘッド２２をスプル
ー２０から離脱させると、両ダイアフラム３０,３６は
自己弾力により原形に復帰し、図１０および図１１に示
す如く、前記スプリット部４２を再び閉成する。次い
で、注入済みの発泡材料から生ずる発泡圧が両ダイアフ
ラム３０,３６の内側面に加わるが、このときは前記補
強片５０,５２が該発泡圧に抗するので、両ダイアフラ
ム３０,３６が外方に向け変形することがない。従って
前記スプリット部４２が開放することはなく、キャビテ
ィ１６中の発泡材料が発泡圧により逆流する不都合が防
止される。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明した如く、本発明に係るクロ
ーズド注入用金型の逆止弁によれば、注入ヘッドを金型
のスプルーに押し当てて圧力注入した後、直ちに注入ヘ
ッドを離脱させることができる。従って、注入ヘッドを
次の金型まで移動させ、そこで発泡材料の注入を行なう
動作を順次になし得るので、サイクルタイムが短縮され
て生産効率が増大するものである。また構造が極めて簡
単であるので、上型を下型に対し開放した際に逆止弁を
取出して、その清掃やメンテナンスを極めて容易に行な
うことができる。しかも本発明の逆止弁は、エラストマ
ー成形品で安価に製造し得るので、反復使用に伴い損耗
したり、ポリウレタンが強固に付着したりした場合は、
弁半体の単位で新たなパーツに交換することができ、ラ
ンニングコストを低廉に抑えることが可能である。また
従来技術で実施されていた如き不確実なプラグの挿入に
頼る必要がなく、確実に発泡材料の逆流を阻止させ得る
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る逆止弁が好適に使用
されるクローズド注入用金型の斜視図であって、下型に
対し上型が上方に開放してキャビティを露出させた状態
を示している。

【図２】第１実施例に係る逆止弁を採用した分割金型の
縦断面図である。

【図３】第１実施例に係る逆止弁を採用した分割金型に
おける下型の平面図であって、発泡材料の注入圧力によ
り第１および第２ダイアフラムが変形して、該材料が逆
止弁中に流入している状態を示している。

【図４】第１実施例に係る逆止弁を採用した分割金型に
おける下型の平面図であって、発泡圧力によっては第１
および第２ダイアフラムが変形しない状態を示してい
る。

【図５】本発明の第２実施例に係る逆止弁が好適に使用
されるクローズド注入用金型の斜視図であって、下型に
対し上型が上方に開放してキャビティを露出させた状態
を示している。

【図６】第２実施例に係る逆止弁を採用した分割金型に
おける下型の平面図である。

【図７】図６の７−７線縦断面図である。

【図８】第２実施例に係る逆止弁の縦断面図であって、
発泡材料の注入圧力により第１および第２ダイアフラム
が変形して、該材料が逆止弁中に流入している状態を示
している。

【図９】発泡材料の注入圧力により、第１ダイアフラム
および補強片が共に変形している状態を示す斜視図であ
る。

【図１０】第２実施例に係る逆止弁の縦断面図であっ
て、発泡圧力によっては第１および第２ダイアフラムが
変形しない状態を示している。

【図１１】発泡圧が加わっても、第１ダイアフラムおよ
び補強片が変形しない状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 分割金型 １２ 下型 １４ 上型 １６ キャビティ １８ ランナ ２０ スプルー ２２ 注入ヘッド ２４ 第１弁半体 ２６ 第２弁半体 ３０ 第１ダイアフラム ３２ 嵌合片 ３４ 嵌合溝 ３６ 第２ダイアフラム ３８ 嵌合片 ４０ 嵌合溝 ４２ スプリット部 ５０ 補強片 ５２ 補強片

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分割金型(10)を構成する下型(12)および
   上型(14)を閉成し、その金型分割面に形成したスプルー
   (20)に発泡材料の注入ヘッド(22)を当接させて、該スプ
   ルー(20)およびランナ(18)を介してキャビティ(16)中に
   発泡材料を圧力注入するようにしたクローズド注入用金
   型において、 前記下型(12)のスプルー(20)に着脱自在にセットされ、
   金型外方に指向する面に臨んで該スプルー(20)を閉塞す
   る第１ダイアフラム(30)を形成した第１の弁半体(24)
   と、 前記上型(14)のスプルー(20)に着脱自在にセットされ、
   金型外方に指向する面に臨んで該スプルー(20)を閉塞す
   る第２ダイアフラム(36)を形成した第２の弁半体(26)と
   からなり、 前記下型(12)および上型(14)を閉成した際に、前記第１
   の弁半体(24)および第２の弁半体(26)が対応的に密着し
   て、第１ダイアフラム(30)と第２ダイアフラム(36)との
   接合面にスプリット部(42)を形成し、 前記第１ダイアフラム(30)および第２ダイアフラム(36)
   は、前記注入ヘッド(22)から注入される発泡材料の圧力
   により変形して前記スプリット部(42)を開放し、これに
   より該発泡材料の前記ランナ(18)中への侵入を許容する
   と共に、 前記注入ヘッド(22)からの発泡材料の注入が停止される
   と、前記スプリット部(42)が原形に復帰して閉成し、前
   記注入済みの発泡材料の発泡圧によっては開放しない強
   度に設定してあることを特徴とするクローズド注入用金
   型の逆止弁。
2. 【請求項２】 前記夫々の弁半体(24,26)におけるダイ
   アフラム(30,36)は、該弁半体(24,26)の内部に形成した
   補強片(50,52)に接続され、 この補強片(50,52)は、前記注入ヘッド(22)からの発泡
   材料の注入圧力により前記ダイアフラム(30,36)と共に
   変形すると共に、注入済みの発泡材料から生ずる発泡圧
   に抗して前記ダイアフラム(30,36)の変形を阻止するよ
   うになっている請求項１記載のクローズド注入用金型の
   逆止弁。
3. 【請求項３】 前記第１の弁半体(24)は背面部に嵌合片
   (32)が一体形成され、この嵌合片(32)を下型(12)に凹設
   した嵌合溝(34)に嵌合させることにより、該第１の弁半
   体(24)を回転不能に該下型(12)に取付け可能となってお
   り、 また前記第２の弁半体(26)も背面部に嵌合片(38)が一体
   形成され、この嵌合片(38)を上型(14)に凹設した嵌合溝
   (40)に嵌合させることにより、該第２の弁半体(26)を回
   転不能に該上型(14)に取付け可能となっている請求項１
   または２記載のクローズド注入用金型の逆止弁。