発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置
【課題】実質的にソリッドな加圧取付部を発泡樹脂成形品の発泡本体部から一体的に突出するように成形するに際して、相手部材への取付時の加圧力によって、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを防止する。
【解決手段】成形型２１，２５内に充填された発泡性樹脂によりワーク１０の発泡本体部１１を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部１３を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形するに際して、前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部１２を埋入することを特徴とする。
【解決手段】成形型２１，２５内に充填された発泡性樹脂によりワーク１０の発泡本体部１１を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部１３を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形するに際して、前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部１２を埋入することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂から成形されてなる発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車用部品などの種々の工業用部品の分野においては、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品が幅広く採用されている。かかる発泡樹脂成形品は、使用される目的及び用途などに応じて、好適な使用材料を選定し、また、成形品内部の気泡の形態や発泡倍率などの諸条件を好適に設定して製作されている。
【０００３】
このような発泡樹脂成形品の成形方法として、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を成形型の成形キャビティ内に注入した後に、キャビティの容積を拡大させるように成形型のコア部を移動させることにより、発泡性樹脂の発泡を促進させるようにした成形方法（所謂コアバック法）は公知である。このコアバック法を用いることにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡樹脂成形品を得ることができることが知られている。
【０００４】
例えば特許文献１には、発泡剤が含有される繊維含有溶融熱可塑性樹脂を材料に用い、この材料樹脂を金型のキャビティ内に射出した後に、金型キャビティの容積が拡大する方向に可動型を後退させることにより、繊維含有溶融熱可塑性樹脂を膨張させて成形した繊維強化軽量樹脂成形品およびその製造方法が開示されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、全体としては発泡体の特性を維持しながら強度が必要な特定箇所のみをソリッド化させることを企図して、発泡性樹脂を成形型のキャビティ内に注入して発泡性樹脂を発泡させた後に、キャビティの特定部分についてはその容積を縮小または消失させるように成形型のコア部を移動させることにより、強度が必要な特定箇所のみを部分的にソリッド化させるようにした成形方法が開示されている。
【０００６】
ところで、発泡樹脂成形品を他の部品もしくは部材（以下、相手部材という）に取り付けて使用する場合、その取付構造として、発泡樹脂成形品にその表面から突出する所定高さの突起状の取付部（加圧取付部）を一体成形しておき、この加圧取付部を相手部材に当接させ加圧して取り付ける構造は一般に良く知られている。
【０００７】
例えば、自動車等の車両用の空調装置に付設する空調ダクトには、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品が多用されているが、この空調ダクトを車室前端に位置するインストルメントパネルの背面を通して配設する場合、発泡樹脂成形品の空調ダクトの取付座面に該取付座面から突出する所定高さの突起状の加圧取付部を一体成形しておき、該加圧取付部をインストルメントパネルの背面に加圧当接させ、振動溶着法を適用して、当接部に加圧状態で振動を加えることにより、空調ダクトをインストルメントパネルの背面に取り付ける（溶着する）ことが考えられる。
【０００８】
このようにして突起状の加圧取付部で発泡樹脂成形品を相手部材に取り付ける場合、強度が必要とされる加圧取付部自体は、一般に、発泡樹脂成形品の成形過程で成形型に接触することよる冷却効果で発泡が抑制され、非発泡状態（つまりソリッド状態）又は発泡倍率が非常に低く実質的にソリッドな状態に維持されるように、諸条件が設定される。
図７及び図８は、従来例に係る突起状の加圧取付部およびその周辺の発泡成形を模式的に示す説明図で、図７は成形キャビティ内に発泡樹脂を充填した状態を、図８は成形キャビティの容積を拡大させて材料樹脂を発泡させた状態を、それぞれ示している。
【０００９】
固定型１２１と可動型１２５とで形成された成形キャビティ１２９内に発泡性樹脂１３１を充填し（図７参照）、その後、可動型１２５を後退させて所謂コアバックを行うことにより、成形キャビティ１２９が拡大されて材料樹脂１３１が発泡し、成形品１１０の本体部分１１１（発泡本体部）が発泡成形されるのであるが（図８参照）、この場合、突起状の加圧取付部１１３については、固定型１２１内に突出している関係上、固定型１２１との接触面積が非常に大きく、本来、固定型１２１による冷却効果が非常に高い。従って、その全体について、発泡を抑制して非発泡状態に維持するように条件設定することは比較的容易である。尚、成形型１２１，１２５に接触する発泡本体部１１１の表面およびその近傍部分についても、成形型１２１，１２５に熱を奪われることにより発泡が抑制され、通常、非発泡状態または発泡倍率が極めて低い状態に維持される。
【特許文献１】特開平１１−１５６８８１号公報
【特許文献２】特開２００２−０６７１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このようにして成形された発泡樹脂成形品１１０では、加圧取付部１１３自体は、前述のように発泡が抑制されて非発泡状態に維持されることで高い強度及び／又は剛性を有しているのであるが、発泡本体部１１１の前記加圧取付部１１３を支える部分１１２（つまり加圧取付部１１３に連続する部分）は発泡状態で成形されているので、加圧取付部１１３に比して強度及び／又は剛性がかなり低くなっている。
【００１１】
この発泡樹脂成形品１１０を、図９に模式的に示すように、加圧取付部１１３の先端を樹脂製の相手部材１１６の表面に当接させ、振動溶着法にて相手部材１１６に取り付ける場合、図１０に示すように、振動溶着時の加圧力によって発泡本体部１１１の加圧取付部１１３に連続する部分１１２が発泡本体部１１１側に沈み込んで取付座面（加圧取付部１１３を支持する支持面）も変形し、加圧取付部１１３が発泡本体部１１１内にめり込む。このため、加圧取付部１１３の先端と相手部材１１６の表面との間で必要な摩擦力が得られなくなり、溶着不良を招くという問題が生じる。尚、このような不具合を伴わない場合には、図１１に示すように、発泡本体部１１１の加圧取付部１１３に連続する部分１１２に変形が生じることはなく、加圧取付部１１３の先端が相手部材１１６の表面に支障なく溶着される。
【００１２】
この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたもので、実質的にソリッドな加圧取付部を発泡樹脂成形品の発泡本体部から一体的に突出するように成形するに際して、相手部材への取付時の加圧力によって、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを防止できるようにすることを、基本的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため、本願の請求項１に係る発明（第１の発明）は、成形型内に充填された発泡性樹脂により発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形方法であって、前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入する、ことを特徴としたものである。
【００１４】
また、本願の請求項２に係る発明（第２の発明）は、前記第１の発明において、前記受圧部材の埋入方向は前記加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿っている、ことを特徴としたものである。
【００１５】
更に、本願の請求項３に係る発明（第３の発明）は、前記第１又は第２の発明において、前記受圧部材は、前記発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものである、ことを特徴としたものである。
【００１６】
また更に、本願の請求項４に係る発明（第４の発明）は、前記第１から第３の発明の何れか一において、前記受圧部材を埋入させた状態で、当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させる、ことを特徴としたものである。
【００１７】
また更に、本願の請求項５に係る発明（第５の発明）は、前記第１から第４の発明の何れか一において、成形型の前記発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせることにより、発泡本体部を成形する、ことを特徴としたものである。
【００１８】
また更に、本願の請求項６に係る発明（第６の発明）は、前記第５の発明において、前記発泡性樹脂は物理発泡剤を含有していることを特徴としたものである。
【００１９】
また更に、本願の請求項７に係る発明（第７の発明）は、前記第６の発明において、前記物理発泡剤が超臨界状態の流体であることを特徴としたものである。
【００２０】
また更に、本願の請求項８に係る発明（第８の発明）は、互いに組み合わされて成形キャビティを形成する固定型と可動型とを有する成形型と、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入する注入手段と、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように前記固定型に対して移動させる可動型駆動手段と、を備え、前記発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入し、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように移動させることにより、成形キャビティ内に充填された発泡性樹脂によって発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形装置であって、前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入する埋入手段を更に備えている、ことを特徴としたものである。
【００２１】
また更に、本願の請求項９に係る発明（第９の発明）は、前記第８の発明において、前記埋入手段は、前記加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿って、前記受圧部材を埋入する、ことを特徴としたものである。
【００２２】
また更に、本願の請求項１０に係る発明（第１０の発明）は、前記第８又は第９の発明において、前記受圧部材は、前記発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものである、ことを特徴としたものである。
【００２３】
また更に、本願の請求項１１に係る発明（第１１の発明）は、前記第８から第１０の発明の何れか一において、前記受圧部材を埋入させた状態で、当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させる突出手段を更に備えている、ことを特徴としたものである。
【００２４】
また更に、本願の請求項１２に係る発明（第１２の発明）は、前記第８から第１１の発明の何れか一において、成形型の前記発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせることにより、発泡本体部を成形する、ことを特徴としたものである。
【００２５】
また更に、本願の請求項１３に係る発明（第１３の発明）は、前記第第１２の発明において、前記注入手段は物理発泡剤を含有する発泡性樹脂を注入することを特徴としたものである。
【００２６】
また更に、本願の請求項１４に係る発明（第１４の発明）は、前記第１３の発明において、前記注入手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入する、ことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２７】
本願の第１の発明によれば、成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入するようにしたことにより、相手部材への取付時に加圧取付部に作用する加圧力を、前記ソリッドな受圧部材によって受けさせることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを防止できる。
【００２８】
また、本願の第２の発明によれば、前記受圧部材の埋入方向は加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿っているので、相手部材への取付時に加圧取付部に作用する加圧力は前記受圧部材によって確実に受けられ、前記第１の発明の作用効果をより確実に得ることができる。
【００２９】
更に、本願の第３の発明によれば、前記受圧部材は発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものであるので、受圧部材を別途に用意して発泡性樹脂内へ埋入させる必要はなく、より簡単な構成で前記第１又は第２の発明の作用効果を得ることができる。
【００３０】
また更に、本願の第４の発明によれば、基本的には前記第１から第３の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、受圧部材を埋入させた状態で当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させることにより、受圧部材の突出した先端部で加圧取付部を構成することができ、より一層簡単な構成で前記第１から第３の発明の何れかの作用効果を得ることができる。
【００３１】
また更に、本願の第５の発明によれば、基本的には前記第１から第４の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、成形型の発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせて前記発泡本体部を成形することにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部の成形を行うことができる。
【００３２】
また更に、本願の第６の発明によれば、前記発泡性樹脂に物理発泡剤が含有されていることにより、前記第５の発明の作用効果をより確実に奏することができる。
【００３３】
また更に、本願の第７の発明によれば、前記物理発泡剤が超臨界状態の流体であることにより、前記６の発明の作用効果を更に助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。
【００３４】
また更に、本願の第８の発明によれば、成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入することができ、相手部材への取付時に加圧取付部に作用する加圧力を、前記ソリッドな受圧部材によって受けさせることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを防止できる。
【００３５】
また、本願の第９の発明によれば、前記受圧部材の埋入方向は加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿っているので、相手部材への取付時に加圧取付部に作用する加圧力は前記受圧部材によって確実に受けられ、前記第１の発明の作用効果をより確実に得ることができる。
【００３６】
更に、本願の第１０の発明によれば、前記受圧部材は発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものであるので、受圧部材を別途に用意して発泡性樹脂内へ埋入させる必要はなく、より簡単な構成で前記第８又は第９の発明の作用効果を得ることができる。
【００３７】
また更に、本願の第１１の発明によれば、基本的には前記第８から第１０の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、受圧部材を埋入させた状態で当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させることにより、受圧部材の突出した先端部で加圧取付部を構成することができ、より一層簡単な構成で前記第１から第３の発明の何れかの作用効果を得ることができる。
【００３８】
また更に、本願の第１２の発明によれば、基本的には前記第８から第１１の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、発泡本体部に対応する可動型をコアバックさせて前記発泡本体部を成形することにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部の成形を行うことができる。
【００３９】
また更に、本願の第１３の発明によれば、注入手段で物理発泡剤が含有されている発泡性樹脂を注入することにより、前記第１２の発明の作用効果をより確実に奏することができる。
【００４０】
また更に、本願の第１４の発明によれば、注入手段で物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入することにより、前記１３の発明の作用効果を助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態は、例えば、自動車等の車両用の空調装置に付設する空調ダクトを発泡樹脂成形品で形成し、この空調ダクトを車室前端に位置するインストルメントパネルの背面に取り付けることを想定した場合についてのものである。
【００４２】
図１は、本実施形態に係る発泡樹脂成形品としての前記空調ダクトの断面構造を示す断面説明図である。
この図に示すように、前記空調ダクト１は、所定厚さを有する略半円状の断面を備えたダクト本体部２と、該ダクト本体部２の上下の端末部に形成された所定厚さの取付フランジ部３とを備え、各取付フランジ部３には、所定高さの突起状の取付部４（加圧取付部）が一体的に設けられている。
【００４３】
本実施形態では、この空調ダクト全体が、一体の発泡樹脂成形品１として成形されており、取付フランジ部３に一体成形された加圧取付部４をインストルメントパネル６の背面に加圧当接させ、振動溶着法を適用して、その当接部に加圧状態で振動を加えることにより、空調ダクト１がインストルメントパネル６の背面に溶着され、両者１，６間に通風路９が形成されるようになっている。このように空調ダクト１を発泡樹脂成形品としたことにより、軽量で断熱性に優れた空調ダクト１が得られる。
【００４４】
次に、前記空調ダクトの成形に用いた発泡樹脂成形法について説明する。この説明では、発泡樹脂成形品として、所定厚さの略板状の本体部に加圧取付部が一体成形されたワークが、簡略化されたモデルとして用いられている。すなわち、このワークは、所定厚さを有する略板状の本体部（発泡本体部）と、該発泡本体部から突出する所定高さの突起状の取付部（加圧取付部）とを一体成形して構成されている。
【００４５】
図２は、前記発泡樹脂成形品（ワーク）を発泡樹脂成形するための成形装置を模式的に示す断面図である。この図に示すように、成形装置Ｍは、開閉可能な成形型２０と、成形型２０内の成形キャビティ２９に発泡性樹脂を注入する注入手段としての射出装置３０とを備えている。尚、具体的には図示しなかったが、成形装置Ｍには、成形型２０を冷却するための冷却装置も付設されている。
【００４６】
前記成形型２０は、常時静止状態に維持される固定型２１と、該固定型２１に対して成形型の開閉方向に移動可能に設けられた可動型２５とで構成され、両者２１，２５を互いに組み合わせることで、ワーク形状に対応した成形キャビティ２９が形成されている。前記可動型２５は、図示しない可動型駆動機構に連結されており、該可動型駆動機構によって成形型２０の開閉方向（図２の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）に移動することができるようになっている。
【００４７】
固定型２１の型合わせ面の中央部分には所定高さの柱状の凸状部２２が形成される一方、可動型２５の型合わせ面の中央部分には、固定型２１の凸状部２２と組み合わされる凹状部２６が形成されている。固定型２１と可動型２５とを組み合わせることにより、固定型２１の凸状部２２の外周面２２ｓの外側に、可動型２５の凹状部２６の内周面２６ｓが成形型２０の開閉方向（図２の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）へ摺動可能に嵌合している。この嵌合状態で、固定型２１の凸状部２２の型面２２ｆと、可動型２５の凹状部２６の型面２６ｆ及び内側面２６ｓとで、成形キャビティ２９が形成されている。また、ワーク（発泡樹脂成形品）の加圧取付部に対応する部位には、固定型２１の凸状部２２には、型面２２ｆから掘られた一対の溝部２２ｇが設けられている。
【００４８】
固定型２１の凸状部２２の外周面２２ｓと可動型２５の凹状部２６の内周面２６ｓとの隙間（クリアランス）は、可動型２５が固定型２１に対して前記開閉方向（図２の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）へスムースに摺動でき、且つ、成形キャビティ２９を形成した状態で、キャビティ２９の内部に充填された発泡性樹脂が外部に漏洩することがないようにシール性を維持できる範囲内に設定されている。
【００４９】
また、固定型２１と可動型２５とで成形キャビティ２９を形成した状態で、前記可動型駆動機構（不図示）によって、可動型２５を成形型２０の型開き方向（図２，図３の矢印Ｙａ方向）へ所定量だけ移動させることにより、成形キャビティ２９の容積を拡大させることができる。成形キャビティ２９内に発泡性樹脂を注入した後に可動型２５を型開き方向へ所定量だけ移動させて成形キャビティ２９の容積を拡大させることにより、キャビティ２９内の発泡性樹脂の発泡を促進する、所謂、コアバックを行うことができる。このコアバックでの可動型２５の移動量は、可動型２５の凹状部２６の内周面２６ｓが固定型２１の凸状部２２の外周面２２ｓから離脱しない範囲で設定される。尚、かかるコアバック法は、従来公知の手法と基本的には同じものである。
【００５０】
本実施形態では、固定型２１の型面２２ｆから掘られた一対の溝部２２ｇに対応する箇所に、後述するスライドピンＰ１をそれぞれ挿通させる一対のガイド孔２３が設けられている。該ガイド孔２３の一端は前記溝部２２ｇの先端に連通し、他端は固定型２１の背面に開口している。各ガイド孔２３は、溝部２２ｇの堀り込み方向（つまり、加圧取付部のワーク本体部からの突出方向）に実質的に沿った方向に伸長している。
【００５１】
前記スライドピンＰ１は、より好ましくは、溝部２２ｇの幅と略同一か若しくは若干小さい断面寸法を有しており、固定型２１の背面側からガイド孔２３内に挿入され、該ガイド孔２３の中心線に沿ってスライド可能（図２における往復矢印ａｂ参照）にガイド孔２３内に保持されている。このスライドピンＰ１は、溝部２２ｇの成形キャビティ２９に沿った伸長方向（図２の紙面方向）に沿って複数箇所に設けられている。
【００５２】
尚、具体的には図示しなかったが、固定型２１には、該固定型２１を冷却して前記型面２２ｆ等の所要部分を所要温度に保つために、冷却水通路が設けられている。また、可動型２５にも、該可動型２５を冷却して前記型面２６ｆ等の所要部分を所要温度に保つために、冷却水通路が設けられている。これら冷却水通路の構成および作用は、従来公知のものと同様のものである。
【００５３】
前記射出装置３０は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を成形型２０の成形キャビティ２９内に注入するもので、例えば樹脂ペレットとして供給される材料樹脂３２を混錬溶融させるシリンダ３３を備えている。該シリンダ３３の内部には、回転スクリュー３４が配設され、このスクリュー３４の後端には、具体的には図示しなかったが、スクリュー３４を回転駆動する回転駆動機構、及びスクリュー３４を前進動させて溶融樹脂を成形キャビティ２９に向けて射出する射出機構が連結されている。射出装置３０では、シリンダ３３内に投入された材料樹脂３２が、シリンダ３３の周囲に設けられた加熱ヒータ（不図示）によって順次加熱されると共に、スクリュー３４によって混錬される。
【００５４】
前記射出装置３０には、二酸化炭素又は窒素等の不活性ガスを貯留したボンベ３５，前記不活性ガスを超臨界状態にする超臨界流体発生装置３６、及び超臨界状態にされた不活性ガスをシリンダ３３内に注入する超臨界流体注入装置３７が付設されている。そして、ボンベ３５から供給され超臨界流体発生装置３６によって超臨界状態にされた不活性ガスが、超臨界流体注入装置３７によって、シリンダ３３内で混錬溶融された樹脂３２に注入され、樹脂３２に発泡剤を含有させた発泡性樹脂３１が形成されるようになっている。
【００５５】
シリンダ３３内の発泡性樹脂３１は、スクリュー３４が前記回転駆動機構によって回転されるとともに前記射出機構によって前進動させられることにより、成形型２０の成形キャビティ２９内に注入される。成形型２０には、具体的には固定型２１には、発泡性樹脂３１を成形キャビティ２９に向かって注入するための樹脂通路２４が設けられている。
【００５６】
前記材料樹脂３２としては、例えば、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。また、本実施形態では、前記発泡性樹脂３１に含有される発泡剤に、物理発泡剤として超臨界状態にある流体を用いているが、その他の物理発泡剤を用いてもよい。或いは、化学発泡剤を使用することもできる。
【００５７】
尚、物理発泡剤を樹脂に含有させた場合には、化学発泡剤を用いた場合に比して、一般に、発泡圧が高くなり発泡し易くなることが知られている。また、物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。
【００５８】
また、具体的には図示しなかったが、成形装置Ｍは、該成形装置Ｍを総合的に制御する制御ユニットを備えている。該制御ユニットは、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されており、成形型２０の作動制御，射出装置３０の作動制御，冷却装置（不図示）の作動制御等の各種制御を行う。
【００５９】
次に、成形装置Ｍを用いた発泡樹脂成形品（ワーク）の成形について説明する。
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図２の要部を拡大して示す拡大断面図で、前記ワークの発泡樹脂成形工程を説明するための一連の工程説明図である。図３（ａ）は発泡性樹脂の充填状態を示し、図３（ｂ）はコアバックによる発泡状態を示し、また、図３（ｃ）はコアバック後におけるスライドピンの作動を示している。
前述のように、発泡樹脂成形品１０（ワーク）は、所定厚さを有する略板状の本体部１１（発泡本体部）と、該発泡本体部１１から突出する所定高さＨ２（図３（ｃ）参照）の突起状の取付部１３（加圧取付部）とを一体成形して構成されている。
【００６０】
先ず、可動型２５が固定型２２と組み合わされ、固定型２１の凸状部２２の外側部分に可動型２５の凹状部２６の外側部分にほぼ当接した状態で、成形キャビティ２９内に、樹脂３２に発泡剤として超臨界状態の流体を含有させた発泡性樹脂３１が射出装置３０から注入される。
【００６１】
本実施形態では、前記固定型２１の突状部２２に設けられた溝部２２ｇの深さは、最終完成状態におけるワーク１０の加圧取付部１３の高さＨ２（図３（ｃ）参照）に相当する深さよりも所定量Ｔ（最終完成状態の発泡本体部１１の厚さ）だけ深く設定されている。従って、図３（ａ）に示す発泡性樹脂の充填状態では、溝部２２ｇにより成形される突出部１４の高さＨ１は、最終完成状態の加圧取付部１３の高さＨ２よりも、最終完成状態の発泡本体部１１の厚さＴだけ長くなっている。
【００６２】
この場合、突出部１４については、固定型２１の凸状部２２内に突出しているので、固定型２１との接触面積が非常に大きい。従って、固定型２１の対応する型部２２ａによる冷却効果が高く、後続する工程でコアバックを行っても、発泡が抑制されて非発泡状態（ソリッド状態）または発泡倍率が極めて低く実質的にソリッドな状態に保たれ、突出部１４の強度及び／又は剛性が高められる。
尚、コアバック工程に先立って成形装置Ｍの冷却装置（不図示）を作動させて固定型２１を効果的に冷却することにより、前記突出部１４をより確実にソリッド化することができる。
【００６３】
その後、図３（ｂ）に示されるように、可動型２５を所定量だけ後退させてコアバックを行うことにより、成形キャビティ２９が拡大されて発泡樹脂３１が発泡し、ワーク１０の本体部分１１（発泡本体部）が発泡成形される。この結果、本体部分１１は、板厚Ｔに成形される。
このように発泡本体部１１の成形にコアバック法を適用したことにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部１１の成形を行うことができる。
【００６４】
また、本実施例では、化学発泡剤を用いた場合に比して、一般に、発泡圧が高くなり発泡し易くなる物理発泡剤を樹脂に含有させたが、かかる物理発泡剤を適用した場合でも、突出部１４について、効果的に発泡を抑制することができた。しかも、比較的に簡単な手段によって突出部１４の成形をより確実に行うことができ、特に、物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いたことで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品１０（ワーク）を成形し、ワーク１０の全体的な物性をさらに向上させることができた。
【００６５】
前記コアバック工程を終えた後、成形キャビティ２９内に充填され発泡本体部１１を構成する発泡性樹脂３１が固化する前に、図３（ｃ）に示されるように、スライドピンＰ１をワーク１０側へ（図３（ｃ）における矢印ａ方向へ）スライド駆動し、ソリッドな突出部１４の端末（発泡本体部１１側の端部）が可動型２５の型面２６ｆに当て止められるまで前進させる。
【００６６】
これにより、ソリッドな突出部１４の一部（長さＴの部分１２）が発泡本体部１１内に埋入され、突出部１４の残存した部分（高さＨ２の部分）が加圧取付部１３を構成する。突出部１４の発泡本体部１１内に埋入された部分１２は、発泡本体部１１を構成する発泡性樹脂３１が十分に固化すると、ワーク１０を相手部材に取り付ける際に、加圧取付部１３に作用する加圧力を受け止めることができる。すなわち、相手部材への取付時に加圧取付部１３に作用する加圧力を受けるソリッドな受圧部１２を構成する。この受圧部１２の埋入方向（図３（ｃ）における矢印ａ方向）は、加圧取付部１３への加圧力の入力方向に略沿っている。
【００６７】
そして、成形キャビティ２９内に充填され発泡本体部１１を構成する発泡性樹脂３１が固化した後、可動型２５が更に型開き方向（図２の矢印Ｙａ方向）へ移動させられて型開きが行われ、発泡樹脂成形されたワーク１０が取り出される。このとき、スライドピンＰ１をワーク１０側へ（図３（ｃ）における矢印ａ方向へ）スライド駆動して前進させることにより、固定型２１側に保持された最終完成状態のワーク１０をエジェクトすることができる。つまり、前記スライドピンＰ１をワーク１０の取り出しのためのエジェクタピンとして、兼用させることもできる。以上で１サイクルの成形工程が終了する。
【００６８】
以上、説明したように、本実施形態によれば、成形キャビティ２９内に充填され発泡本体部１１を構成する発泡性樹脂３１が固化する前に、加圧取付部１３への加圧力を受けるソリッドな受圧部１２を埋入するようにしたことにより、相手部材への取付時に加圧取付部１３に作用する加圧力を、前記ソリッドな受圧部１２によって受けさせることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部１１の加圧取付部１３に連続する部分が発泡本体部１１側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを有効に防止できるのである。
【００６９】
この場合において、受圧部１２の埋入方向は（図３（ｃ）における矢印ａ方向）加圧取付部１３への加圧力の入力方向に略沿っているので、相手部材への取付時に加圧取付部１３に作用する加圧力は前記受圧部１２によって確実に受けられ、前記の作用効果をより確実に得ることができる。
【００７０】
更に、前記受圧部１２は発泡性樹脂３１が発泡前に固化することにより形成されたものであるので、受圧部材を別途に用意して発泡性樹脂３１内へ埋入させる必要はなく、より簡単な構成で前記の作用効果を得ることができる。
【００７１】
特に、この場合、受圧部１２は、前記突出部１４の一部として加圧取付部１３と一体に成形されているので、前述の作用効果をより一層確実に得ることができる。
しかも、受圧部１２を埋入させた状態で当該受圧部１２を含む突出部１４の先端部を前記発泡本体部１１から突出させることにより、この突出した先端部で加圧取付部１３を構成することができ、より一層簡単な構成で前述の作用効果を得ることができる。この場合には、受圧部１２と加圧取付部１３とを一体成形して成る前記突出部１４が、本願請求項に記載した「受圧部材」に相当することになる。
【００７２】
このように成形されたワーク１０は、振動溶着法を適用して合成樹脂製の所定の相手部材に取り付けられる。
図６は、このワーク１０の相手部材への振動溶着工程を模式的に示す断面図である。この図に示されるように、振動溶着装置７０は、接離可能に設けられた一対の金型（例えば、上型７１，下型７５）を備えており、下型７１に合成樹脂製の相手部材１６が保持される。一方、上型７１には、ワークホルダ７２（保持具）を介して、前記ワーク１０が加圧取付部１３を下方に向けて保持される。
【００７３】
下型７５は、付設された駆動装置（不図示）により上型７１に対して進退動可能で、上型７１側に前進することで、ワーク１０の加圧取付部１３と相手部材１６とを当接させ、加圧状態に維持することができる。上型７１は、付設された加振装置（不図示）例えば上下左右および斜め方向に所定の振幅および振動数で加振することができる。
そして、図６に示したようにワーク１０と相手部材１６をそれぞれ上型７１と下型７５にセットした状態で、下型７５を前進させて、ワーク１０の加圧取付部１３と相手部材１６とを当接させ加圧状態とし、その状態で上型７１を加振することにより、ワーク１０が加圧取付部１３で相手部材１６に溶着される。
【００７４】
本実施形態では、例えば、次の条件で振動溶着を行った。
・加圧力：１〜４ＭＰａ
・振動数：１００〜２５０Ｈｚ
・振幅 ：０．５〜３．０ｍｍ
・加振方向：上下，左右，斜め
・加振時間：数秒間
【００７５】
以上の条件で振動溶着を行った結果、加圧取付部１３の先端面の沈み量は、１〜２ｍｍであり、前記図１１に模式的に示すように、発泡本体部１１の加圧取付部１３に連続する部分に変形が生じることはなく、加圧取付部１３の先端を相手部材１６の表面に支障なく溶着させることができた。
【００７６】
次に、本発明の他の実施形態について、図４（ａ）〜図４（ｃ）及び図５（ａ）〜図５（ｅ）を参照しながら説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るワークの発泡樹脂成形工程を説明するための一連の工程説明図であり、前述の実施形態における図３（ａ）〜図３（ｃ）に対応する図である。また、図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本発明の他の実施形態に係るスライドピンの種々の形状を示す説明図である。
尚、以下の説明において、前述の図２及び図３で示した実施形態における場合と、実質的に同様の構成を備え実質的に同様の作用をなすものについては、同一の符号を付し、それ以上の説明は省略する。
【００７７】
前述の図２及び図３で示した実施形態では、受圧部１２は突出部１４の一部として加圧取付部１３と一体に成形され、固定型２１に設けたスライドピンＰ１を用いて突出部１４を発泡本体部１１側に移動させることにより、受圧部１２を発泡性樹脂３１内に埋入するようにしていたが、他の実施形態では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、受圧部はワーク４０の発泡本体部４１を挟んで加圧本体部４３と対向する部位に成形され、可動型５５に設けたスライドピンＰ２を用いて受圧部４２を発泡性樹脂３１内に埋入するようにしている。
【００７８】
固定型５１には、ワーク４０の加圧取付部４３に対応して、型面５２ｆから所定深さＨ２の溝部５２ｇが設けられている。一方、可動型５５には、成形キャビティ５９を挟んで前記溝部５２ｇに対向する部位に、受圧部４２に対応して、型面５６ｆから所定深さＨ３の背面溝部５６ｇが設けられている。この背面溝部５６ｇの深さＨ３は、発泡成形時の発泡本体部４１の板厚Ｔに等しい寸法に設定されている（Ｈ３＝Ｔ）。
【００７９】
前記スライドピンＰ２は、可動型５５に設けたガイド孔５８内でその中心線に沿ってスライド可能に保持されており、該ガイド孔５８の一端は前記背面溝部５６ｇの先端に連通し、他端は可動型５５の背面に開口している。各ガイド孔５８は、溝部５２ｇ及び背面溝部５６ｇの堀り込み方向（つまり、加圧取付部４３のワーク本体部４１からの突出方向）に実質的に沿った方向に伸長している。尚、前記スライドピンＰ２は、背面溝部５６ｇの成形キャビティ５９に沿った伸長方向（図４（ａ）〜図４（ｃ）の紙面方向）に沿って複数箇所に設けられている。
【００８０】
ワーク４０を発泡成形する際には、先ず、図４（ａ）に示されるように、可動型５５が固定型５２と組み合わせて形成された成形キャビティ５９内に、発泡性樹脂３１が射出装置３０から注入される。
この場合、加圧取付部４３，受圧部４２については、固定型５１，可動型５５との接触面積が非常に大きく、これら金型５１，５５による冷却効果が高いので、後続する工程でコアバックを行っても、発泡が抑制されて非発泡状態（ソリッド状態）または発泡倍率が極めて低く実質的にソリッドな状態に保たれ、加圧取付部４３，受圧部４２の強度及び／又は剛性がそれぞれ高められる。
【００８１】
その後、図４（ｂ）に示されるように、可動型５５を所定量だけ後退させてコアバックを行うことにより、成形キャビティ５９が拡大されて発泡樹脂３１が発泡し、ワーク４０の本体部分４１（発泡本体部）が発泡成形される。この結果、本体部分４１は、板厚Ｔに成形される。
【００８２】
前記コアバック工程を終えた後、成形キャビティ５９内に充填され発泡本体部４１を構成する発泡性樹脂３１が固化する前に、図４（ｃ）に示されるように、スライドピンＰ２をワーク４０側へ（図４（ｃ）における矢印ｂ方向へ）スライド駆動し、ソリッドな受圧部４２の端末（発泡本体部４１側の端部）が加圧取付部４３に当て止められるまで前進させる。
【００８３】
これにより、ソリッドな受圧部４２が発泡本体部４１内に埋入される。この受圧部４２は、発泡本体部４１を構成する発泡性樹脂３１が十分に固化すると、ワーク４０を相手部材に取り付ける際に、加圧取付部４３に作用する加圧力を受け止めることができる。この受圧部４２の埋入方向（図４（ｃ）における矢印ｂ方向）は、加圧取付部４３への加圧力の入力方向に略沿っている。
【００８４】
そして、成形キャビティ５９内に充填され発泡本体部４１を構成する発泡性樹脂３１が固化した後、可動型５５が更に型開き方向へ移動させられて型開きが行われ、発泡樹脂成形されたワーク４０が取り出される。以上で１サイクルの成形工程が終了する。
【００８５】
以上、説明したように、この他の実施形態においても、成形キャビティ５９内に充填され発泡本体部４１を構成する発泡性樹脂３１が固化する前に、加圧取付部４３への加圧力を受けるソリッドな受圧部４２を埋入するようにしたことにより、相手部材への取付時に加圧取付部４３に作用する加圧力を、前記ソリッドな受圧部４２によって受けさせることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部４１の加圧取付部４３に連続する部分が発泡本体部４１側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを有効に防止できるのである。
【００８６】
前記受圧部４２の断面または端面形状としては種々の形態が適用可能である。図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本発明の他の実施形態に係る受圧部の種々の形態を示す説明図で、図４（ｂ）のＹ５−Ｙ５線に沿った受圧部の端面図である。
例えば、図５（ａ）に端面形状を示す受圧部４２Ａのように、加圧取付部４３の幅Ｄと実質的に同一寸法の直径を有する円形であっても良いし、或いは、図５（ｂ）に示す受圧部４２Ｂのように、短辺の長さが加圧取付部４３の幅Ｄと実質的に同一寸法で、長辺が加圧取付部４３に沿った矩形であっても良い。
【００８７】
更には、図５（ｃ）に示す受圧部４２Ｃのように、加圧取付部４３の幅Ｄよりも大きい直径を有する円形であっても良いし、図５（ｄ）に示す受圧部４２Ｄのように、加圧取付部４３の幅Ｄよりも大きい直径を有する円形の端面と、それよりも大径部分とで二段に構成されても良い。また更に、図５（ｅ）に示す受圧部４２Ｅのように、長辺が加圧取付部４３に直交する矩形であっても良い。
加圧取付部４３の幅Ｄよりも大きい端面サイズを有する受圧部４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅを埋め込むことにより、相手部材への取付時に加圧取付部４３に作用する加圧力を受ける受圧部として、より大きな加圧力を受けることができる。
【００８８】
以上の実施形態は、車両用の空調ダクト及びこれを簡略化したモデルの成形を例にとったものであったが、本発明は、成形型内に充填された発泡性樹脂により発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられる発泡抑制樹脂部から成る加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、種々の他の発泡樹脂成形品を成形する場合にも適用することができる。
このように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂から成形されてなる発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関し、例えば、車両用の空調ダクトなど、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品を成形する場合に、好適に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る発泡樹脂成形品としての空調ダクトの断面構造を示す断面説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るワークを発泡樹脂成形するための成形装置を模式的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図２の要部を拡大して示す拡大断面図で、前記ワークの発泡樹脂成形工程を説明するための一連の工程説明図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るワークの発泡樹脂成形工程を説明するための一連の工程説明図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本発明の他の実施形態に係る受圧部の種々の形状を示す説明図で、図４（ｂ）のＹ５−Ｙ５線に沿った受圧部の端面図である。
【図６】前記ワークの相手部材への振動溶着工程を模式的に示す断面図である。
【図７】従来例に係る加圧取付部およびその周辺の発泡成形を説明するために、成形キャビティ内に発泡樹脂を充填した状態を模式的に示す説明図である。
【図８】従来例に係る加圧取付部およびその周辺の発泡成形を説明するために、成形キャビティの容積を拡大させて材料樹脂を発泡させた状態を模式的に示す説明図である。
【図９】従来例に係る加圧取付部を備えた発泡樹脂成形品と相手部材とを模式的に示す説明図である。
【図１０】従来例に係る加圧取付部を備えた発泡樹脂成形品と相手部材との振動溶着を説明するための模式的な説明図である。
【図１１】加圧取付部を備えた発泡樹脂成形品と相手部材との良好な振動溶着を説明するための模式的な説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 空調ダクト
２ ダクト本体部
３ 取付フランジ部
４，１３ 加圧取付部
６ インストルメントパネル
１０，４０ ワーク
１１，４１ 発泡本体部
１２，４２，４２Ａ〜４２Ｅ 受圧部
１３，４３ 加圧取付部
１４ 突出部
１６ 相手部材
２０ 成形型
２１，５１ 固定型
２２ 凸状部
２２ｇ，５２ｇ （固定型の）溝部
２５，５５ 可動型
２９，５９ 成形キャビティ
３０ 射出装置
３１ 発泡性樹脂
３２ （材料）樹脂
３５ ボンベ
３６ 超臨界流体発生装置
３７ 超臨界流体注入装置
５６ｇ （可動型の）背面溝部
Ｄ 加圧取付部の幅
Ｍ 成形装置
Ｐ１，Ｐ２ スライドピン
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂から成形されてなる発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車用部品などの種々の工業用部品の分野においては、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品が幅広く採用されている。かかる発泡樹脂成形品は、使用される目的及び用途などに応じて、好適な使用材料を選定し、また、成形品内部の気泡の形態や発泡倍率などの諸条件を好適に設定して製作されている。
【０００３】
このような発泡樹脂成形品の成形方法として、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を成形型の成形キャビティ内に注入した後に、キャビティの容積を拡大させるように成形型のコア部を移動させることにより、発泡性樹脂の発泡を促進させるようにした成形方法（所謂コアバック法）は公知である。このコアバック法を用いることにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡樹脂成形品を得ることができることが知られている。
【０００４】
例えば特許文献１には、発泡剤が含有される繊維含有溶融熱可塑性樹脂を材料に用い、この材料樹脂を金型のキャビティ内に射出した後に、金型キャビティの容積が拡大する方向に可動型を後退させることにより、繊維含有溶融熱可塑性樹脂を膨張させて成形した繊維強化軽量樹脂成形品およびその製造方法が開示されている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、全体としては発泡体の特性を維持しながら強度が必要な特定箇所のみをソリッド化させることを企図して、発泡性樹脂を成形型のキャビティ内に注入して発泡性樹脂を発泡させた後に、キャビティの特定部分についてはその容積を縮小または消失させるように成形型のコア部を移動させることにより、強度が必要な特定箇所のみを部分的にソリッド化させるようにした成形方法が開示されている。
【０００６】
ところで、発泡樹脂成形品を他の部品もしくは部材（以下、相手部材という）に取り付けて使用する場合、その取付構造として、発泡樹脂成形品にその表面から突出する所定高さの突起状の取付部（加圧取付部）を一体成形しておき、この加圧取付部を相手部材に当接させ加圧して取り付ける構造は一般に良く知られている。
【０００７】
例えば、自動車等の車両用の空調装置に付設する空調ダクトには、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品が多用されているが、この空調ダクトを車室前端に位置するインストルメントパネルの背面を通して配設する場合、発泡樹脂成形品の空調ダクトの取付座面に該取付座面から突出する所定高さの突起状の加圧取付部を一体成形しておき、該加圧取付部をインストルメントパネルの背面に加圧当接させ、振動溶着法を適用して、当接部に加圧状態で振動を加えることにより、空調ダクトをインストルメントパネルの背面に取り付ける（溶着する）ことが考えられる。
【０００８】
このようにして突起状の加圧取付部で発泡樹脂成形品を相手部材に取り付ける場合、強度が必要とされる加圧取付部自体は、一般に、発泡樹脂成形品の成形過程で成形型に接触することよる冷却効果で発泡が抑制され、非発泡状態（つまりソリッド状態）又は発泡倍率が非常に低く実質的にソリッドな状態に維持されるように、諸条件が設定される。
図７及び図８は、従来例に係る突起状の加圧取付部およびその周辺の発泡成形を模式的に示す説明図で、図７は成形キャビティ内に発泡樹脂を充填した状態を、図８は成形キャビティの容積を拡大させて材料樹脂を発泡させた状態を、それぞれ示している。
【０００９】
固定型１２１と可動型１２５とで形成された成形キャビティ１２９内に発泡性樹脂１３１を充填し（図７参照）、その後、可動型１２５を後退させて所謂コアバックを行うことにより、成形キャビティ１２９が拡大されて材料樹脂１３１が発泡し、成形品１１０の本体部分１１１（発泡本体部）が発泡成形されるのであるが（図８参照）、この場合、突起状の加圧取付部１１３については、固定型１２１内に突出している関係上、固定型１２１との接触面積が非常に大きく、本来、固定型１２１による冷却効果が非常に高い。従って、その全体について、発泡を抑制して非発泡状態に維持するように条件設定することは比較的容易である。尚、成形型１２１，１２５に接触する発泡本体部１１１の表面およびその近傍部分についても、成形型１２１，１２５に熱を奪われることにより発泡が抑制され、通常、非発泡状態または発泡倍率が極めて低い状態に維持される。
【特許文献１】特開平１１−１５６８８１号公報
【特許文献２】特開２００２−０６７１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このようにして成形された発泡樹脂成形品１１０では、加圧取付部１１３自体は、前述のように発泡が抑制されて非発泡状態に維持されることで高い強度及び／又は剛性を有しているのであるが、発泡本体部１１１の前記加圧取付部１１３を支える部分１１２（つまり加圧取付部１１３に連続する部分）は発泡状態で成形されているので、加圧取付部１１３に比して強度及び／又は剛性がかなり低くなっている。
【００１１】
この発泡樹脂成形品１１０を、図９に模式的に示すように、加圧取付部１１３の先端を樹脂製の相手部材１１６の表面に当接させ、振動溶着法にて相手部材１１６に取り付ける場合、図１０に示すように、振動溶着時の加圧力によって発泡本体部１１１の加圧取付部１１３に連続する部分１１２が発泡本体部１１１側に沈み込んで取付座面（加圧取付部１１３を支持する支持面）も変形し、加圧取付部１１３が発泡本体部１１１内にめり込む。このため、加圧取付部１１３の先端と相手部材１１６の表面との間で必要な摩擦力が得られなくなり、溶着不良を招くという問題が生じる。尚、このような不具合を伴わない場合には、図１１に示すように、発泡本体部１１１の加圧取付部１１３に連続する部分１１２に変形が生じることはなく、加圧取付部１１３の先端が相手部材１１６の表面に支障なく溶着される。
【００１２】
この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたもので、実質的にソリッドな加圧取付部を発泡樹脂成形品の発泡本体部から一体的に突出するように成形するに際して、相手部材への取付時の加圧力によって、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを防止できるようにすることを、基本的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このため、本願の請求項１に係る発明（第１の発明）は、成形型内に充填された発泡性樹脂により発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形方法であって、前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入する、ことを特徴としたものである。
【００１４】
また、本願の請求項２に係る発明（第２の発明）は、前記第１の発明において、前記受圧部材の埋入方向は前記加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿っている、ことを特徴としたものである。
【００１５】
更に、本願の請求項３に係る発明（第３の発明）は、前記第１又は第２の発明において、前記受圧部材は、前記発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものである、ことを特徴としたものである。
【００１６】
また更に、本願の請求項４に係る発明（第４の発明）は、前記第１から第３の発明の何れか一において、前記受圧部材を埋入させた状態で、当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させる、ことを特徴としたものである。
【００１７】
また更に、本願の請求項５に係る発明（第５の発明）は、前記第１から第４の発明の何れか一において、成形型の前記発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせることにより、発泡本体部を成形する、ことを特徴としたものである。
【００１８】
また更に、本願の請求項６に係る発明（第６の発明）は、前記第５の発明において、前記発泡性樹脂は物理発泡剤を含有していることを特徴としたものである。
【００１９】
また更に、本願の請求項７に係る発明（第７の発明）は、前記第６の発明において、前記物理発泡剤が超臨界状態の流体であることを特徴としたものである。
【００２０】
また更に、本願の請求項８に係る発明（第８の発明）は、互いに組み合わされて成形キャビティを形成する固定型と可動型とを有する成形型と、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入する注入手段と、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように前記固定型に対して移動させる可動型駆動手段と、を備え、前記発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入し、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように移動させることにより、成形キャビティ内に充填された発泡性樹脂によって発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形装置であって、前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入する埋入手段を更に備えている、ことを特徴としたものである。
【００２１】
また更に、本願の請求項９に係る発明（第９の発明）は、前記第８の発明において、前記埋入手段は、前記加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿って、前記受圧部材を埋入する、ことを特徴としたものである。
【００２２】
また更に、本願の請求項１０に係る発明（第１０の発明）は、前記第８又は第９の発明において、前記受圧部材は、前記発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものである、ことを特徴としたものである。
【００２３】
また更に、本願の請求項１１に係る発明（第１１の発明）は、前記第８から第１０の発明の何れか一において、前記受圧部材を埋入させた状態で、当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させる突出手段を更に備えている、ことを特徴としたものである。
【００２４】
また更に、本願の請求項１２に係る発明（第１２の発明）は、前記第８から第１１の発明の何れか一において、成形型の前記発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせることにより、発泡本体部を成形する、ことを特徴としたものである。
【００２５】
また更に、本願の請求項１３に係る発明（第１３の発明）は、前記第第１２の発明において、前記注入手段は物理発泡剤を含有する発泡性樹脂を注入することを特徴としたものである。
【００２６】
また更に、本願の請求項１４に係る発明（第１４の発明）は、前記第１３の発明において、前記注入手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入する、ことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２７】
本願の第１の発明によれば、成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入するようにしたことにより、相手部材への取付時に加圧取付部に作用する加圧力を、前記ソリッドな受圧部材によって受けさせることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを防止できる。
【００２８】
また、本願の第２の発明によれば、前記受圧部材の埋入方向は加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿っているので、相手部材への取付時に加圧取付部に作用する加圧力は前記受圧部材によって確実に受けられ、前記第１の発明の作用効果をより確実に得ることができる。
【００２９】
更に、本願の第３の発明によれば、前記受圧部材は発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものであるので、受圧部材を別途に用意して発泡性樹脂内へ埋入させる必要はなく、より簡単な構成で前記第１又は第２の発明の作用効果を得ることができる。
【００３０】
また更に、本願の第４の発明によれば、基本的には前記第１から第３の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、受圧部材を埋入させた状態で当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させることにより、受圧部材の突出した先端部で加圧取付部を構成することができ、より一層簡単な構成で前記第１から第３の発明の何れかの作用効果を得ることができる。
【００３１】
また更に、本願の第５の発明によれば、基本的には前記第１から第４の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、成形型の発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせて前記発泡本体部を成形することにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部の成形を行うことができる。
【００３２】
また更に、本願の第６の発明によれば、前記発泡性樹脂に物理発泡剤が含有されていることにより、前記第５の発明の作用効果をより確実に奏することができる。
【００３３】
また更に、本願の第７の発明によれば、前記物理発泡剤が超臨界状態の流体であることにより、前記６の発明の作用効果を更に助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。
【００３４】
また更に、本願の第８の発明によれば、成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入することができ、相手部材への取付時に加圧取付部に作用する加圧力を、前記ソリッドな受圧部材によって受けさせることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを防止できる。
【００３５】
また、本願の第９の発明によれば、前記受圧部材の埋入方向は加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿っているので、相手部材への取付時に加圧取付部に作用する加圧力は前記受圧部材によって確実に受けられ、前記第１の発明の作用効果をより確実に得ることができる。
【００３６】
更に、本願の第１０の発明によれば、前記受圧部材は発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものであるので、受圧部材を別途に用意して発泡性樹脂内へ埋入させる必要はなく、より簡単な構成で前記第８又は第９の発明の作用効果を得ることができる。
【００３７】
また更に、本願の第１１の発明によれば、基本的には前記第８から第１０の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、受圧部材を埋入させた状態で当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させることにより、受圧部材の突出した先端部で加圧取付部を構成することができ、より一層簡単な構成で前記第１から第３の発明の何れかの作用効果を得ることができる。
【００３８】
また更に、本願の第１２の発明によれば、基本的には前記第８から第１１の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、発泡本体部に対応する可動型をコアバックさせて前記発泡本体部を成形することにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部の成形を行うことができる。
【００３９】
また更に、本願の第１３の発明によれば、注入手段で物理発泡剤が含有されている発泡性樹脂を注入することにより、前記第１２の発明の作用効果をより確実に奏することができる。
【００４０】
また更に、本願の第１４の発明によれば、注入手段で物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入することにより、前記１３の発明の作用効果を助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態は、例えば、自動車等の車両用の空調装置に付設する空調ダクトを発泡樹脂成形品で形成し、この空調ダクトを車室前端に位置するインストルメントパネルの背面に取り付けることを想定した場合についてのものである。
【００４２】
図１は、本実施形態に係る発泡樹脂成形品としての前記空調ダクトの断面構造を示す断面説明図である。
この図に示すように、前記空調ダクト１は、所定厚さを有する略半円状の断面を備えたダクト本体部２と、該ダクト本体部２の上下の端末部に形成された所定厚さの取付フランジ部３とを備え、各取付フランジ部３には、所定高さの突起状の取付部４（加圧取付部）が一体的に設けられている。
【００４３】
本実施形態では、この空調ダクト全体が、一体の発泡樹脂成形品１として成形されており、取付フランジ部３に一体成形された加圧取付部４をインストルメントパネル６の背面に加圧当接させ、振動溶着法を適用して、その当接部に加圧状態で振動を加えることにより、空調ダクト１がインストルメントパネル６の背面に溶着され、両者１，６間に通風路９が形成されるようになっている。このように空調ダクト１を発泡樹脂成形品としたことにより、軽量で断熱性に優れた空調ダクト１が得られる。
【００４４】
次に、前記空調ダクトの成形に用いた発泡樹脂成形法について説明する。この説明では、発泡樹脂成形品として、所定厚さの略板状の本体部に加圧取付部が一体成形されたワークが、簡略化されたモデルとして用いられている。すなわち、このワークは、所定厚さを有する略板状の本体部（発泡本体部）と、該発泡本体部から突出する所定高さの突起状の取付部（加圧取付部）とを一体成形して構成されている。
【００４５】
図２は、前記発泡樹脂成形品（ワーク）を発泡樹脂成形するための成形装置を模式的に示す断面図である。この図に示すように、成形装置Ｍは、開閉可能な成形型２０と、成形型２０内の成形キャビティ２９に発泡性樹脂を注入する注入手段としての射出装置３０とを備えている。尚、具体的には図示しなかったが、成形装置Ｍには、成形型２０を冷却するための冷却装置も付設されている。
【００４６】
前記成形型２０は、常時静止状態に維持される固定型２１と、該固定型２１に対して成形型の開閉方向に移動可能に設けられた可動型２５とで構成され、両者２１，２５を互いに組み合わせることで、ワーク形状に対応した成形キャビティ２９が形成されている。前記可動型２５は、図示しない可動型駆動機構に連結されており、該可動型駆動機構によって成形型２０の開閉方向（図２の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）に移動することができるようになっている。
【００４７】
固定型２１の型合わせ面の中央部分には所定高さの柱状の凸状部２２が形成される一方、可動型２５の型合わせ面の中央部分には、固定型２１の凸状部２２と組み合わされる凹状部２６が形成されている。固定型２１と可動型２５とを組み合わせることにより、固定型２１の凸状部２２の外周面２２ｓの外側に、可動型２５の凹状部２６の内周面２６ｓが成形型２０の開閉方向（図２の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）へ摺動可能に嵌合している。この嵌合状態で、固定型２１の凸状部２２の型面２２ｆと、可動型２５の凹状部２６の型面２６ｆ及び内側面２６ｓとで、成形キャビティ２９が形成されている。また、ワーク（発泡樹脂成形品）の加圧取付部に対応する部位には、固定型２１の凸状部２２には、型面２２ｆから掘られた一対の溝部２２ｇが設けられている。
【００４８】
固定型２１の凸状部２２の外周面２２ｓと可動型２５の凹状部２６の内周面２６ｓとの隙間（クリアランス）は、可動型２５が固定型２１に対して前記開閉方向（図２の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）へスムースに摺動でき、且つ、成形キャビティ２９を形成した状態で、キャビティ２９の内部に充填された発泡性樹脂が外部に漏洩することがないようにシール性を維持できる範囲内に設定されている。
【００４９】
また、固定型２１と可動型２５とで成形キャビティ２９を形成した状態で、前記可動型駆動機構（不図示）によって、可動型２５を成形型２０の型開き方向（図２，図３の矢印Ｙａ方向）へ所定量だけ移動させることにより、成形キャビティ２９の容積を拡大させることができる。成形キャビティ２９内に発泡性樹脂を注入した後に可動型２５を型開き方向へ所定量だけ移動させて成形キャビティ２９の容積を拡大させることにより、キャビティ２９内の発泡性樹脂の発泡を促進する、所謂、コアバックを行うことができる。このコアバックでの可動型２５の移動量は、可動型２５の凹状部２６の内周面２６ｓが固定型２１の凸状部２２の外周面２２ｓから離脱しない範囲で設定される。尚、かかるコアバック法は、従来公知の手法と基本的には同じものである。
【００５０】
本実施形態では、固定型２１の型面２２ｆから掘られた一対の溝部２２ｇに対応する箇所に、後述するスライドピンＰ１をそれぞれ挿通させる一対のガイド孔２３が設けられている。該ガイド孔２３の一端は前記溝部２２ｇの先端に連通し、他端は固定型２１の背面に開口している。各ガイド孔２３は、溝部２２ｇの堀り込み方向（つまり、加圧取付部のワーク本体部からの突出方向）に実質的に沿った方向に伸長している。
【００５１】
前記スライドピンＰ１は、より好ましくは、溝部２２ｇの幅と略同一か若しくは若干小さい断面寸法を有しており、固定型２１の背面側からガイド孔２３内に挿入され、該ガイド孔２３の中心線に沿ってスライド可能（図２における往復矢印ａｂ参照）にガイド孔２３内に保持されている。このスライドピンＰ１は、溝部２２ｇの成形キャビティ２９に沿った伸長方向（図２の紙面方向）に沿って複数箇所に設けられている。
【００５２】
尚、具体的には図示しなかったが、固定型２１には、該固定型２１を冷却して前記型面２２ｆ等の所要部分を所要温度に保つために、冷却水通路が設けられている。また、可動型２５にも、該可動型２５を冷却して前記型面２６ｆ等の所要部分を所要温度に保つために、冷却水通路が設けられている。これら冷却水通路の構成および作用は、従来公知のものと同様のものである。
【００５３】
前記射出装置３０は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を成形型２０の成形キャビティ２９内に注入するもので、例えば樹脂ペレットとして供給される材料樹脂３２を混錬溶融させるシリンダ３３を備えている。該シリンダ３３の内部には、回転スクリュー３４が配設され、このスクリュー３４の後端には、具体的には図示しなかったが、スクリュー３４を回転駆動する回転駆動機構、及びスクリュー３４を前進動させて溶融樹脂を成形キャビティ２９に向けて射出する射出機構が連結されている。射出装置３０では、シリンダ３３内に投入された材料樹脂３２が、シリンダ３３の周囲に設けられた加熱ヒータ（不図示）によって順次加熱されると共に、スクリュー３４によって混錬される。
【００５４】
前記射出装置３０には、二酸化炭素又は窒素等の不活性ガスを貯留したボンベ３５，前記不活性ガスを超臨界状態にする超臨界流体発生装置３６、及び超臨界状態にされた不活性ガスをシリンダ３３内に注入する超臨界流体注入装置３７が付設されている。そして、ボンベ３５から供給され超臨界流体発生装置３６によって超臨界状態にされた不活性ガスが、超臨界流体注入装置３７によって、シリンダ３３内で混錬溶融された樹脂３２に注入され、樹脂３２に発泡剤を含有させた発泡性樹脂３１が形成されるようになっている。
【００５５】
シリンダ３３内の発泡性樹脂３１は、スクリュー３４が前記回転駆動機構によって回転されるとともに前記射出機構によって前進動させられることにより、成形型２０の成形キャビティ２９内に注入される。成形型２０には、具体的には固定型２１には、発泡性樹脂３１を成形キャビティ２９に向かって注入するための樹脂通路２４が設けられている。
【００５６】
前記材料樹脂３２としては、例えば、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。また、本実施形態では、前記発泡性樹脂３１に含有される発泡剤に、物理発泡剤として超臨界状態にある流体を用いているが、その他の物理発泡剤を用いてもよい。或いは、化学発泡剤を使用することもできる。
【００５７】
尚、物理発泡剤を樹脂に含有させた場合には、化学発泡剤を用いた場合に比して、一般に、発泡圧が高くなり発泡し易くなることが知られている。また、物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。
【００５８】
また、具体的には図示しなかったが、成形装置Ｍは、該成形装置Ｍを総合的に制御する制御ユニットを備えている。該制御ユニットは、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されており、成形型２０の作動制御，射出装置３０の作動制御，冷却装置（不図示）の作動制御等の各種制御を行う。
【００５９】
次に、成形装置Ｍを用いた発泡樹脂成形品（ワーク）の成形について説明する。
図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図２の要部を拡大して示す拡大断面図で、前記ワークの発泡樹脂成形工程を説明するための一連の工程説明図である。図３（ａ）は発泡性樹脂の充填状態を示し、図３（ｂ）はコアバックによる発泡状態を示し、また、図３（ｃ）はコアバック後におけるスライドピンの作動を示している。
前述のように、発泡樹脂成形品１０（ワーク）は、所定厚さを有する略板状の本体部１１（発泡本体部）と、該発泡本体部１１から突出する所定高さＨ２（図３（ｃ）参照）の突起状の取付部１３（加圧取付部）とを一体成形して構成されている。
【００６０】
先ず、可動型２５が固定型２２と組み合わされ、固定型２１の凸状部２２の外側部分に可動型２５の凹状部２６の外側部分にほぼ当接した状態で、成形キャビティ２９内に、樹脂３２に発泡剤として超臨界状態の流体を含有させた発泡性樹脂３１が射出装置３０から注入される。
【００６１】
本実施形態では、前記固定型２１の突状部２２に設けられた溝部２２ｇの深さは、最終完成状態におけるワーク１０の加圧取付部１３の高さＨ２（図３（ｃ）参照）に相当する深さよりも所定量Ｔ（最終完成状態の発泡本体部１１の厚さ）だけ深く設定されている。従って、図３（ａ）に示す発泡性樹脂の充填状態では、溝部２２ｇにより成形される突出部１４の高さＨ１は、最終完成状態の加圧取付部１３の高さＨ２よりも、最終完成状態の発泡本体部１１の厚さＴだけ長くなっている。
【００６２】
この場合、突出部１４については、固定型２１の凸状部２２内に突出しているので、固定型２１との接触面積が非常に大きい。従って、固定型２１の対応する型部２２ａによる冷却効果が高く、後続する工程でコアバックを行っても、発泡が抑制されて非発泡状態（ソリッド状態）または発泡倍率が極めて低く実質的にソリッドな状態に保たれ、突出部１４の強度及び／又は剛性が高められる。
尚、コアバック工程に先立って成形装置Ｍの冷却装置（不図示）を作動させて固定型２１を効果的に冷却することにより、前記突出部１４をより確実にソリッド化することができる。
【００６３】
その後、図３（ｂ）に示されるように、可動型２５を所定量だけ後退させてコアバックを行うことにより、成形キャビティ２９が拡大されて発泡樹脂３１が発泡し、ワーク１０の本体部分１１（発泡本体部）が発泡成形される。この結果、本体部分１１は、板厚Ｔに成形される。
このように発泡本体部１１の成形にコアバック法を適用したことにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部１１の成形を行うことができる。
【００６４】
また、本実施例では、化学発泡剤を用いた場合に比して、一般に、発泡圧が高くなり発泡し易くなる物理発泡剤を樹脂に含有させたが、かかる物理発泡剤を適用した場合でも、突出部１４について、効果的に発泡を抑制することができた。しかも、比較的に簡単な手段によって突出部１４の成形をより確実に行うことができ、特に、物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いたことで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品１０（ワーク）を成形し、ワーク１０の全体的な物性をさらに向上させることができた。
【００６５】
前記コアバック工程を終えた後、成形キャビティ２９内に充填され発泡本体部１１を構成する発泡性樹脂３１が固化する前に、図３（ｃ）に示されるように、スライドピンＰ１をワーク１０側へ（図３（ｃ）における矢印ａ方向へ）スライド駆動し、ソリッドな突出部１４の端末（発泡本体部１１側の端部）が可動型２５の型面２６ｆに当て止められるまで前進させる。
【００６６】
これにより、ソリッドな突出部１４の一部（長さＴの部分１２）が発泡本体部１１内に埋入され、突出部１４の残存した部分（高さＨ２の部分）が加圧取付部１３を構成する。突出部１４の発泡本体部１１内に埋入された部分１２は、発泡本体部１１を構成する発泡性樹脂３１が十分に固化すると、ワーク１０を相手部材に取り付ける際に、加圧取付部１３に作用する加圧力を受け止めることができる。すなわち、相手部材への取付時に加圧取付部１３に作用する加圧力を受けるソリッドな受圧部１２を構成する。この受圧部１２の埋入方向（図３（ｃ）における矢印ａ方向）は、加圧取付部１３への加圧力の入力方向に略沿っている。
【００６７】
そして、成形キャビティ２９内に充填され発泡本体部１１を構成する発泡性樹脂３１が固化した後、可動型２５が更に型開き方向（図２の矢印Ｙａ方向）へ移動させられて型開きが行われ、発泡樹脂成形されたワーク１０が取り出される。このとき、スライドピンＰ１をワーク１０側へ（図３（ｃ）における矢印ａ方向へ）スライド駆動して前進させることにより、固定型２１側に保持された最終完成状態のワーク１０をエジェクトすることができる。つまり、前記スライドピンＰ１をワーク１０の取り出しのためのエジェクタピンとして、兼用させることもできる。以上で１サイクルの成形工程が終了する。
【００６８】
以上、説明したように、本実施形態によれば、成形キャビティ２９内に充填され発泡本体部１１を構成する発泡性樹脂３１が固化する前に、加圧取付部１３への加圧力を受けるソリッドな受圧部１２を埋入するようにしたことにより、相手部材への取付時に加圧取付部１３に作用する加圧力を、前記ソリッドな受圧部１２によって受けさせることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部１１の加圧取付部１３に連続する部分が発泡本体部１１側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを有効に防止できるのである。
【００６９】
この場合において、受圧部１２の埋入方向は（図３（ｃ）における矢印ａ方向）加圧取付部１３への加圧力の入力方向に略沿っているので、相手部材への取付時に加圧取付部１３に作用する加圧力は前記受圧部１２によって確実に受けられ、前記の作用効果をより確実に得ることができる。
【００７０】
更に、前記受圧部１２は発泡性樹脂３１が発泡前に固化することにより形成されたものであるので、受圧部材を別途に用意して発泡性樹脂３１内へ埋入させる必要はなく、より簡単な構成で前記の作用効果を得ることができる。
【００７１】
特に、この場合、受圧部１２は、前記突出部１４の一部として加圧取付部１３と一体に成形されているので、前述の作用効果をより一層確実に得ることができる。
しかも、受圧部１２を埋入させた状態で当該受圧部１２を含む突出部１４の先端部を前記発泡本体部１１から突出させることにより、この突出した先端部で加圧取付部１３を構成することができ、より一層簡単な構成で前述の作用効果を得ることができる。この場合には、受圧部１２と加圧取付部１３とを一体成形して成る前記突出部１４が、本願請求項に記載した「受圧部材」に相当することになる。
【００７２】
このように成形されたワーク１０は、振動溶着法を適用して合成樹脂製の所定の相手部材に取り付けられる。
図６は、このワーク１０の相手部材への振動溶着工程を模式的に示す断面図である。この図に示されるように、振動溶着装置７０は、接離可能に設けられた一対の金型（例えば、上型７１，下型７５）を備えており、下型７１に合成樹脂製の相手部材１６が保持される。一方、上型７１には、ワークホルダ７２（保持具）を介して、前記ワーク１０が加圧取付部１３を下方に向けて保持される。
【００７３】
下型７５は、付設された駆動装置（不図示）により上型７１に対して進退動可能で、上型７１側に前進することで、ワーク１０の加圧取付部１３と相手部材１６とを当接させ、加圧状態に維持することができる。上型７１は、付設された加振装置（不図示）例えば上下左右および斜め方向に所定の振幅および振動数で加振することができる。
そして、図６に示したようにワーク１０と相手部材１６をそれぞれ上型７１と下型７５にセットした状態で、下型７５を前進させて、ワーク１０の加圧取付部１３と相手部材１６とを当接させ加圧状態とし、その状態で上型７１を加振することにより、ワーク１０が加圧取付部１３で相手部材１６に溶着される。
【００７４】
本実施形態では、例えば、次の条件で振動溶着を行った。
・加圧力：１〜４ＭＰａ
・振動数：１００〜２５０Ｈｚ
・振幅 ：０．５〜３．０ｍｍ
・加振方向：上下，左右，斜め
・加振時間：数秒間
【００７５】
以上の条件で振動溶着を行った結果、加圧取付部１３の先端面の沈み量は、１〜２ｍｍであり、前記図１１に模式的に示すように、発泡本体部１１の加圧取付部１３に連続する部分に変形が生じることはなく、加圧取付部１３の先端を相手部材１６の表面に支障なく溶着させることができた。
【００７６】
次に、本発明の他の実施形態について、図４（ａ）〜図４（ｃ）及び図５（ａ）〜図５（ｅ）を参照しながら説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るワークの発泡樹脂成形工程を説明するための一連の工程説明図であり、前述の実施形態における図３（ａ）〜図３（ｃ）に対応する図である。また、図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本発明の他の実施形態に係るスライドピンの種々の形状を示す説明図である。
尚、以下の説明において、前述の図２及び図３で示した実施形態における場合と、実質的に同様の構成を備え実質的に同様の作用をなすものについては、同一の符号を付し、それ以上の説明は省略する。
【００７７】
前述の図２及び図３で示した実施形態では、受圧部１２は突出部１４の一部として加圧取付部１３と一体に成形され、固定型２１に設けたスライドピンＰ１を用いて突出部１４を発泡本体部１１側に移動させることにより、受圧部１２を発泡性樹脂３１内に埋入するようにしていたが、他の実施形態では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、受圧部はワーク４０の発泡本体部４１を挟んで加圧本体部４３と対向する部位に成形され、可動型５５に設けたスライドピンＰ２を用いて受圧部４２を発泡性樹脂３１内に埋入するようにしている。
【００７８】
固定型５１には、ワーク４０の加圧取付部４３に対応して、型面５２ｆから所定深さＨ２の溝部５２ｇが設けられている。一方、可動型５５には、成形キャビティ５９を挟んで前記溝部５２ｇに対向する部位に、受圧部４２に対応して、型面５６ｆから所定深さＨ３の背面溝部５６ｇが設けられている。この背面溝部５６ｇの深さＨ３は、発泡成形時の発泡本体部４１の板厚Ｔに等しい寸法に設定されている（Ｈ３＝Ｔ）。
【００７９】
前記スライドピンＰ２は、可動型５５に設けたガイド孔５８内でその中心線に沿ってスライド可能に保持されており、該ガイド孔５８の一端は前記背面溝部５６ｇの先端に連通し、他端は可動型５５の背面に開口している。各ガイド孔５８は、溝部５２ｇ及び背面溝部５６ｇの堀り込み方向（つまり、加圧取付部４３のワーク本体部４１からの突出方向）に実質的に沿った方向に伸長している。尚、前記スライドピンＰ２は、背面溝部５６ｇの成形キャビティ５９に沿った伸長方向（図４（ａ）〜図４（ｃ）の紙面方向）に沿って複数箇所に設けられている。
【００８０】
ワーク４０を発泡成形する際には、先ず、図４（ａ）に示されるように、可動型５５が固定型５２と組み合わせて形成された成形キャビティ５９内に、発泡性樹脂３１が射出装置３０から注入される。
この場合、加圧取付部４３，受圧部４２については、固定型５１，可動型５５との接触面積が非常に大きく、これら金型５１，５５による冷却効果が高いので、後続する工程でコアバックを行っても、発泡が抑制されて非発泡状態（ソリッド状態）または発泡倍率が極めて低く実質的にソリッドな状態に保たれ、加圧取付部４３，受圧部４２の強度及び／又は剛性がそれぞれ高められる。
【００８１】
その後、図４（ｂ）に示されるように、可動型５５を所定量だけ後退させてコアバックを行うことにより、成形キャビティ５９が拡大されて発泡樹脂３１が発泡し、ワーク４０の本体部分４１（発泡本体部）が発泡成形される。この結果、本体部分４１は、板厚Ｔに成形される。
【００８２】
前記コアバック工程を終えた後、成形キャビティ５９内に充填され発泡本体部４１を構成する発泡性樹脂３１が固化する前に、図４（ｃ）に示されるように、スライドピンＰ２をワーク４０側へ（図４（ｃ）における矢印ｂ方向へ）スライド駆動し、ソリッドな受圧部４２の端末（発泡本体部４１側の端部）が加圧取付部４３に当て止められるまで前進させる。
【００８３】
これにより、ソリッドな受圧部４２が発泡本体部４１内に埋入される。この受圧部４２は、発泡本体部４１を構成する発泡性樹脂３１が十分に固化すると、ワーク４０を相手部材に取り付ける際に、加圧取付部４３に作用する加圧力を受け止めることができる。この受圧部４２の埋入方向（図４（ｃ）における矢印ｂ方向）は、加圧取付部４３への加圧力の入力方向に略沿っている。
【００８４】
そして、成形キャビティ５９内に充填され発泡本体部４１を構成する発泡性樹脂３１が固化した後、可動型５５が更に型開き方向へ移動させられて型開きが行われ、発泡樹脂成形されたワーク４０が取り出される。以上で１サイクルの成形工程が終了する。
【００８５】
以上、説明したように、この他の実施形態においても、成形キャビティ５９内に充填され発泡本体部４１を構成する発泡性樹脂３１が固化する前に、加圧取付部４３への加圧力を受けるソリッドな受圧部４２を埋入するようにしたことにより、相手部材への取付時に加圧取付部４３に作用する加圧力を、前記ソリッドな受圧部４２によって受けさせることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部４１の加圧取付部４３に連続する部分が発泡本体部４１側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを有効に防止できるのである。
【００８６】
前記受圧部４２の断面または端面形状としては種々の形態が適用可能である。図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本発明の他の実施形態に係る受圧部の種々の形態を示す説明図で、図４（ｂ）のＹ５−Ｙ５線に沿った受圧部の端面図である。
例えば、図５（ａ）に端面形状を示す受圧部４２Ａのように、加圧取付部４３の幅Ｄと実質的に同一寸法の直径を有する円形であっても良いし、或いは、図５（ｂ）に示す受圧部４２Ｂのように、短辺の長さが加圧取付部４３の幅Ｄと実質的に同一寸法で、長辺が加圧取付部４３に沿った矩形であっても良い。
【００８７】
更には、図５（ｃ）に示す受圧部４２Ｃのように、加圧取付部４３の幅Ｄよりも大きい直径を有する円形であっても良いし、図５（ｄ）に示す受圧部４２Ｄのように、加圧取付部４３の幅Ｄよりも大きい直径を有する円形の端面と、それよりも大径部分とで二段に構成されても良い。また更に、図５（ｅ）に示す受圧部４２Ｅのように、長辺が加圧取付部４３に直交する矩形であっても良い。
加圧取付部４３の幅Ｄよりも大きい端面サイズを有する受圧部４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅを埋め込むことにより、相手部材への取付時に加圧取付部４３に作用する加圧力を受ける受圧部として、より大きな加圧力を受けることができる。
【００８８】
以上の実施形態は、車両用の空調ダクト及びこれを簡略化したモデルの成形を例にとったものであったが、本発明は、成形型内に充填された発泡性樹脂により発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられる発泡抑制樹脂部から成る加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、種々の他の発泡樹脂成形品を成形する場合にも適用することができる。
このように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂から成形されてなる発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関し、例えば、車両用の空調ダクトなど、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品を成形する場合に、好適に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る発泡樹脂成形品としての空調ダクトの断面構造を示す断面説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係るワークを発泡樹脂成形するための成形装置を模式的に示す断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は、図２の要部を拡大して示す拡大断面図で、前記ワークの発泡樹脂成形工程を説明するための一連の工程説明図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本発明の他の実施形態に係るワークの発泡樹脂成形工程を説明するための一連の工程説明図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｅ）は、本発明の他の実施形態に係る受圧部の種々の形状を示す説明図で、図４（ｂ）のＹ５−Ｙ５線に沿った受圧部の端面図である。
【図６】前記ワークの相手部材への振動溶着工程を模式的に示す断面図である。
【図７】従来例に係る加圧取付部およびその周辺の発泡成形を説明するために、成形キャビティ内に発泡樹脂を充填した状態を模式的に示す説明図である。
【図８】従来例に係る加圧取付部およびその周辺の発泡成形を説明するために、成形キャビティの容積を拡大させて材料樹脂を発泡させた状態を模式的に示す説明図である。
【図９】従来例に係る加圧取付部を備えた発泡樹脂成形品と相手部材とを模式的に示す説明図である。
【図１０】従来例に係る加圧取付部を備えた発泡樹脂成形品と相手部材との振動溶着を説明するための模式的な説明図である。
【図１１】加圧取付部を備えた発泡樹脂成形品と相手部材との良好な振動溶着を説明するための模式的な説明図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 空調ダクト
２ ダクト本体部
３ 取付フランジ部
４，１３ 加圧取付部
６ インストルメントパネル
１０，４０ ワーク
１１，４１ 発泡本体部
１２，４２，４２Ａ〜４２Ｅ 受圧部
１３，４３ 加圧取付部
１４ 突出部
１６ 相手部材
２０ 成形型
２１，５１ 固定型
２２ 凸状部
２２ｇ，５２ｇ （固定型の）溝部
２５，５５ 可動型
２９，５９ 成形キャビティ
３０ 射出装置
３１ 発泡性樹脂
３２ （材料）樹脂
３５ ボンベ
３６ 超臨界流体発生装置
３７ 超臨界流体注入装置
５６ｇ （可動型の）背面溝部
Ｄ 加圧取付部の幅
Ｍ 成形装置
Ｐ１，Ｐ２ スライドピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型内に充填された発泡性樹脂により発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形方法であって、
前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入する、ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
前記受圧部材の埋入方向は前記加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿っている、ことを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項３】
前記受圧部材は、前記発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものである、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項４】
前記受圧部材を埋入させた状態で、当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させる、ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項５】
前記成形型の前記発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせることにより、前記発泡本体部を成形する、ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項６】
前記発泡性樹脂は物理発泡剤を含有している、ことを特徴とする請求項５に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項７】
前記物理発泡剤が超臨界状態の流体である、ことを特徴とする請求項６に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項８】
互いに組み合わされて成形キャビティを形成する固定型と可動型とを有する成形型と、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入する注入手段と、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように前記固定型に対して移動させる可動型駆動手段と、を備え、
前記発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入し、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように移動させることにより、成形キャビティ内に充填された発泡性樹脂によって発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形装置であって、
前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入する埋入手段を更に備えている、ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項９】
前記埋入手段は、前記加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿って、前記受圧部材を埋入する、ことを特徴とする請求項８に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１０】
前記受圧部材は、前記発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものである、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１１】
前記受圧部材を埋入させた状態で、当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させる突出手段を更に備えている、ことを特徴とする請求項８から１０の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１２】
前記可動型駆動手段で前記発泡本体部に対応する可動型をコアバックさせることにより、前記発泡本体部を成形する、ことを特徴とする請求項８から１１の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１３】
前記注入手段は物理発泡剤を含有する発泡性樹脂を注入する、ことを特徴とする請求項１２に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１４】
前記注入手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入する、ことを特徴とする請求項１３に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１】
成形型内に充填された発泡性樹脂により発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形方法であって、
前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入する、ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
前記受圧部材の埋入方向は前記加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿っている、ことを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項３】
前記受圧部材は、前記発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものである、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項４】
前記受圧部材を埋入させた状態で、当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させる、ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項５】
前記成形型の前記発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせることにより、前記発泡本体部を成形する、ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項６】
前記発泡性樹脂は物理発泡剤を含有している、ことを特徴とする請求項５に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項７】
前記物理発泡剤が超臨界状態の流体である、ことを特徴とする請求項６に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項８】
互いに組み合わされて成形キャビティを形成する固定型と可動型とを有する成形型と、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入する注入手段と、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように前記固定型に対して移動させる可動型駆動手段と、を備え、
前記発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入し、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように移動させることにより、成形キャビティ内に充填された発泡性樹脂によって発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられるソリッドな加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形装置であって、
前記成形型内に充填された発泡性樹脂内へ、該発泡性樹脂が固化する前に、前記加圧力を受けるソリッドな受圧部材を埋入する埋入手段を更に備えている、ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項９】
前記埋入手段は、前記加圧取付部への加圧力の入力方向に略沿って、前記受圧部材を埋入する、ことを特徴とする請求項８に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１０】
前記受圧部材は、前記発泡性樹脂が発泡前に固化することにより形成されたものである、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１１】
前記受圧部材を埋入させた状態で、当該受圧部材の先端部を前記発泡本体部から突出させる突出手段を更に備えている、ことを特徴とする請求項８から１０の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１２】
前記可動型駆動手段で前記発泡本体部に対応する可動型をコアバックさせることにより、前記発泡本体部を成形する、ことを特徴とする請求項８から１１の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１３】
前記注入手段は物理発泡剤を含有する発泡性樹脂を注入する、ことを特徴とする請求項１２に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【請求項１４】
前記注入手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入する、ことを特徴とする請求項１３に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１６６３１４（Ｐ２００９−１６６３１４Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５６１９（Ｐ２００８−５６１９）
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１５日（２００８．１．１５）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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