(57)【要約】【課題】成形品を所定の体積に精度よく成形できる発泡成形方法および発泡成形装置を提供すること。【解決手段】成形の最後の型締めのときに、固定型１１の当接面１１６と可動型１２の当接面１２３の間に、該固定型１１の嵌合凸部１１２と可動型１２の底部１２１とで形成されるキャビティ１５の容積が成形品の体積と同一となるようにストッパ３０を介在させて成形するようにした。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型に対して可動型を、両型間に形成されるキャビティの容積が成形品の体積よりも小さくなる第１位置まで閉じる第１工程と、
前記キャビティ内に発泡剤を添加した樹脂を充填する第２工程と、
前記可動型を前記キャビティの容積が成形品の体積より大きくなる第２位置まで開く第３工程と、
前記可動型が、前記キャビティの容積が成形品の体積と同じになる第３位置を越えて閉じ方向に移動するのを規制する規制手段を、前記可動型と前記固定型との間に介在させる第４工程と、
前記可動型を前記第３位置まで閉じる第５工程と、
前記可動型を開いて成形品を排出するとともに、前記規制手段の介在を解除する第６工程と
からなる発泡成形方法。
【請求項２】
固定型と、該固定型とでキャビティを形成する可動型とを備え、前記可動型を該可動型が前記固定型に当接し、かつ、前記キャビティの容積が成形品の体積よりも小さくなる第１位置まで閉じた状態で、前記キャビティ内に発泡剤を添加した樹脂を充填した後、前記可動型を前記キャビティの容積が成形品の体積より大きくなる第２位置まで開き、さらにその後、前記可動型を前記キャビティの容積が成形品の体積と同じになる第３位置まで閉じる発泡成形装置であって、
前記可動型または前記固定型の一方に、前記可動型が前記第３位置まで閉じたとき前記可動型または前記固定型の他方に当接することにより前記可動型が前記第３位置を越えて閉じ方向に移動するのを規制する規制位置と、前記規制を解除する規制解除位置との間で移動可能な規制手段が設けられており、前記可動型を前記第１位置まで閉じるときは前記規制手段を前記規制解除位置に移動させ、前記可動型を前記第３位置まで閉じるときは前記規制手段を前記規制位置に移動させることを特徴とする発泡成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発泡成形装置において、
前記可動型および前記固定型には、前記可動型の移動方向で対向し、前記可動型を第１位置まで閉じたときに互いに当接する当接面が形成されており、
前記規制手段は、前記可動型または前記固定型の一方の前記当接面に沿って移動可能に設けられており、前記可動型または前記固定型の他方の前記当接面に当接することにより前記可動型が前記第３位置を越えて閉じ方向に移動するのを規制することを特徴とする発泡成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型のキャビティ内に発泡剤を添加した樹脂を充填して成形品を成形する発泡成形方法および発泡成形装置に関し、特に成形品を所定の体積に精度よく成形できる発泡成形方法および発泡成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の発泡成形方法は、図７の工程概要図に示すように、（Ａ）の金型９１０を開いた状態から（Ｂ）のように可動型を固定型方向に移動させて、キャビティ９１５が成形品の体積よりも小さい容積になるように金型９１０を型締めし、（Ｃ）のようにこの型締めにより形成されたキャビティ９１５内に、発泡剤を添加した樹脂を射出機９２０により高圧で充填してスキン層を形成させ、（Ｄ）のようにキャビティ９１５が成形品の体積より大きい容積になるように金型９１０を開いてキャビティ９１５の圧力を減じて樹脂内の発泡剤を発泡させ、次いで、（Ｅ）のように成形品の体積が所定の体積となるように可動型を固定型に向かう方向に移動させてキャビティ９１５内の樹脂を圧縮した後、型を冷やして、（Ｆ）のように金型９１０を開いて取り出すことにより樹脂成形品９４０を得るものである。
ところが、このような発泡成形方法で成形された樹脂成形品９４０は、成形品の体積が所定の体積となるように可動型を移動させて圧縮する圧縮工程での金型の停止位置がシリンダの油圧制御に頼っているため、可動型の停止位置を精度よく制御することが困難であり、一成形毎の体積のバラツキの少ない成形品が得にくく、樹脂材料の無駄、成形品の重量や強度のバラツキが発生するという問題がある。
この対策として可動型の停止位置を精度よく制御するためには成形機の大規模な改造が必要であり、大きなコストや長い期間がかかるという問題がある。
なお、大きな平面を有する成形品の場合、その体積のバラツキは、その平面部分の板厚のバラツキにより大きく影響されるため、板厚の制御が重要である。
【０００３】
一方、成形品の板厚を全体的に均一化して軽量化する技術として、特開平１１−３０９７３９号公報（特許文献１）に記載された「軽量樹脂成形品の成形方法および軽量樹脂成形品」（以下、「従来技術」という。）が提案されている。
この従来技術は、外周部に立上がり部を有する箱状成形品、容器状成形品などにあっては、金型開閉方向の底部の板厚の均一化による軽量化は容易であるが、金型開閉方向に交差する方向の立ち上がり部の板厚の均一化が困難であったものを、溶融樹脂を金型キャビティ内に射出充填し、一部の金型を金型開閉方向及び金型開閉方向に交差する方向に移動させることにより、最終成形品の容積まで金型キャビティ容積を拡大して溶融樹脂を膨張し、冷却後成形品を取り出すことにより解決しようとするものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０９７３９号公報（第１図、第２図）
【０００５】
ところで、上記特許文献１に開示された図面に示されるように、箱状成形品、容器状成形品などの底部および立ち上がり部を有する成形品の、全面の板厚を均一にするためには、固定型と、可動型に金型開閉方向に挿入された第１摺動型（特許文献１の図面符号３）とにより成形品の底部となるキャビティを形成し、さらに可動型に金型開閉方向に交差する方向に挿入された複数の第２摺動型（特許文献１の図面符号４１、４２、４３、４４）と、前記第１摺動型の側面とにより成形品の立ち上がり部となるキャビティを形成し、これらのキャビティに溶融樹脂を充填し、充填が完了したならば第１、第２の摺動型を後退させて溶融樹脂を膨張させて所定の板厚とする必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来技術は、板厚方向に摺動型を移動させて所定の板厚を得るようにしたものであり、摺動型の移動手段や所定板厚とするための位置決め手段が開示されていないが、摺動型を摺動方向に制御するものが想像され、板厚精度のよい成形品を得ることは困難であるという問題が生じていた。
また、この従来技術では、可動型の移動方向と交差する方向に摺動する第２摺動型は可動型の移動を制御するものではなく、あくまでも成形品の立ち上がり部の板厚を制御するものであり、可動型の移動を制御して成形品の板厚の精度を上げる技術は開示されていない。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、成形品を所定の体積に精度よく成形できる発泡成形方法および発泡成形装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１に記載の発泡成形方法は、固定型に対して可動型を、両型間に形成されるキャビティの容積が成形品の体積よりも小さくなる第１位置まで閉じる第１工程と、前記キャビティ内に発泡剤を添加した樹脂を充填する第２工程と、前記可動型を前記キャビティの容積が成形品の体積より大きくなる第２位置まで開く第３工程と、前記可動型が、前記キャビティの容積が成形品の体積と同じになる第３位置を越えて閉じ方向に移動するのを規制する規制手段を、前記可動型と前記固定型との間に介在させる第４工程と、前記可動型を前記第３位置まで閉じる第５工程と、前記可動型を開いて成形品を排出するとともに、前記規制手段の介在を解除する第６工程とからなることを特徴とする。
よって、可動型を一旦キャビティの容積が成形品の体積より大きくなる位置まで開き、その後、キャビティの容積が成形品の体積と同じになる位置に閉じる際に、可動型と固定型の間に可動型の閉じ位置を規制する規制手段を設けたので、常に一定の体積の成形品を成形することができ、成形品の体積（板厚）の精度が上がるとともに、材料の無駄や成形品の重量のバラツキを少なくすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る請求項２に記載の発泡成形装置は、固定型と、該固定型とでキャビティを形成する可動型とを備え、前記可動型を該可動型が前記固定型に当接し、かつ、前記キャビティの容積が成形品の体積よりも小さくなる第１位置まで閉じた状態で、前記キャビティ内に発泡剤を添加した樹脂を充填した後、前記可動型を前記キャビティの容積が成形品の体積より大きくなる第２位置まで開き、さらにその後、前記可動型を前記キャビティの容積が成形品の体積と同じになる第３位置まで閉じる発泡成形装置であって、前記可動型または前記固定型の一方に、前記可動型が前記第３位置まで閉じたとき前記可動型または前記固定型の他方に当接することにより前記可動型が前記第３位置を越えて閉じ方向に移動するのを規制する規制位置と、前記規制を解除する規制解除位置との間で移動可能な規制手段が設けられており、前記可動型を前記第１位置まで閉じるときは前記規制手段を前記規制解除位置に移動させ、前記可動型を前記第３位置まで閉じるときは前記規制手段を前記規制位置に移動させることを特徴とする。
よって、可動型の移動を、キャビティの容積が成形品の体積よりも小さくなる第１位置と、キャビティの容積が成形品の体積と同じになる第３位置との間で、規制解除位置と規制位置とに移動可能にした規制手段により選択することができ、体積の精度がよい成形品を成形することができる。
【００１０】
また、本発明に係る請求項３に記載の発泡成形装置は、前記可動型および前記固定型には、前記可動型の移動方向で対向し、前記可動型を第１位置まで閉じたときに互いに当接する当接面が形成されており、前記規制手段は、前記可動型または前記固定型の一方の前記当接面に沿って移動可能に設けられており、前記可動型または前記固定型の他方の前記当接面に当接することにより前記可動型が前記第３位置を越えて閉じ方向に移動するのを規制することを特徴とする。
よって、可動型の移動の規制を、可動型と固定型との当接面に沿って移動可能に設けた規制手段により行うので、単純な機構で体積精度のよい成形品を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る発泡成形方法および発泡成形装置の一の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の発泡成形方法および発泡成形装置は、自動車のバンパ、インストルメントパネルあるいは内装トリム等の平面部分が比較的大きな部品の成形に適用されたものである。
ここで、図１は、発泡成形方法を示した工程概要図であり、図２は、固定型の斜視図である。
【００１２】
（構成）
本実施の形態の発泡成形装置の構成について説明する。発泡成形装置１は、図１に示すように、発泡剤を添加した溶融樹脂を射出する射出機２０と、該射出機２０に連結した固定型１１と該固定型１１に嵌合してキャビティ１５を形成する可動型１２とからなる金型１０とから構成されている。
射出機２０は、射出シリンダ２１の先端に設けたノズル部２２から溶融樹脂を射出する従来のものと同一のものであるため、詳細な説明は省略する。
固定型１１は、全体略凸型を呈し、その凸型の頂部１１１から底部までを貫通する溶融樹脂の流入孔１１３が、流入孔出口１１５で開口し、反対側の流入孔入口１１４で射出機２０のノズル部２２に接続されている。
固定型１１には、図２に示すように、型締めしたときに可動型１２の当接面１２３と当接する当接面１１６から突出する本発明の主要部であるストッパ３０（規制手段）が設けられている。
【００１３】
すなわち、ストッパ３０は、図２乃至図５に示すように、固定型１１の４角部に設けられており、固定型１１に設けられたガイド溝１１７に、可動型１２の移動方向と交差する方向に摺動可能に嵌合されたスライダ３１と、該スライダ３１を可動型１２の移動方向と交差する方向に摺動させるシリンダ３２と、これらスライダ３１とシリンダ３２を支持して固定型１１に取り付けるベース板３３とから構成されている。
なお、以後の説明では、固定型１１の４角部に設けられたストッパ３０のうち、固定型１１の上部に取り付けたもので説明する。
固定型１１に設けられたガイド溝１１７は、図５に示すように、平面視で頂部１１７１が当接面１１６に開口する四角形の左右縦辺に凹部１１７３を設けた形状になっており、紙面に対して垂直方向手前側に開放している。
【００１４】
スライダ３１は、上記の形状のガイド溝１１７に、可動型１２の移動方向と交差する方向（図５の紙面に対して垂直方向）に摺動可能に嵌合するもので、図５に示すように、平面視で矩形状の左右の壁面に頂部が扁平なＶ字形の突起３１３を有する奴たこ状のブロックで、ガイド溝１１７の底部１１７２に対峙する奥辺３１２の反対側の手前辺３１１が、ガイド溝１１７の当接面１１６に開口する頂部１１７１から当接面１１６よりも可動型１２の移動方向と平行な方向（図５の下方）に突出するように形成されている。凹部１１７３と突起３１３との嵌合によりスライダ３１は可動型１２の移動方向と交差する方向には摺動可能であるが、可動型１２の移動方向と平行な方向には変位しないようになっている。
この手前辺３１１が当接面１１６から突出する高さＨは、後述する可動型１２の当接面１２３がこの手前辺３１１に当接したときに、キャビティ１５の隙間ｔが製品の所定の板厚と同一となるように設定される。
また、スライダ３１の厚さ寸法は、ガイド溝１１７の深さ寸法の略２分の１である。
【００１５】
図２乃至図４に示すように、スライダ３１の上面にはシリンダ３２のピストンロッドの先端が接続され、シリンダ３２への油圧又は空気圧の供給・排出により、スライダ３１をガイド溝１１７内に沿って摺動させ、したがって、当接面１１６から突出するスライダ３１の手前辺３１１の位置を上下に切り替えることができる。
【００１６】
図１および図３に示すように、可動型１２は、底部１２１を有する全体略凹型を呈し、その凹型の内部の周囲の嵌合凹部１２２が固定型１１の凸部周囲の嵌合凸部１１２と嵌合して、底部１２１と頂部１１１とによりキャビティ１５を形成する。
可動型１２の頂部内側面は当接面１２３を構成し、頂部外側面１２４よりも高く固定型１１側に向かって突出し、型締め時に固定型１１の当接面１１６と当接する。頂部外側面１２４は、型締めされて当接面１２３が固定型１１の当接面１１６と当接したときにスライダ３１の手前辺３１１を逃がすようになっている。
【００１７】
（作用）
次に、上記の発泡成形装置１を用いて行う発泡成形方法について、図１に基づき説明する。
図１の本発明の発泡成形方法を工程順に示した概要図の（Ａ）に示すように、まず、金型１０を開きストッパ３０のスライダ３１が外側に位置してその介在が解除されている状態から、図１（Ｂ）に示すように可動型１２を固定型１１側に移動させて、固定型１１の頂部１１１と可動型１２の底部１２１とで形成されるキャビティ１５の容積が成形品の体積よりも小さくなる第１位置まで金型１０を閉じる（第１工程）。このとき、可動型１２の当接面１２３は固定型１１の当接面１１６に直接当接し、スライダ３１は可動型１２とは当接していない。
次に、図１（Ｃ）に示すように固定型１１の流入孔入口１１４に接続された射出機２０のノズル部２２から発泡剤を添加した溶融樹脂をキャビティ１５内に急速に充填（第２工程）し、所要量の樹脂が充填されたら射出機２０による充填を止める。
なお、この溶融樹脂の充填による圧力により、図１（Ｄ）に示すように、可動型１２が僅かに開くがこの状態をしばらく保持して、キャビティ１５内の可動型１２と固定型１１に接触している溶融樹脂の面にスキン層を形成させる。
【００１８】
次に、図１（Ｅ）に示すように可動型１２をキャビティ１５の容積が成形品の体積より大きくなる第２位置まで積極的に開いて（第３工程）キャビティ１５内の圧力を減ずると、樹脂に添加されている発泡剤の発泡圧力により溶融樹脂が発泡する。
このとき、ストッパ３０のシリンダ３２を駆動させてスライダ３１を嵌合凸部１１２側に移動させて、ストッパ３０を可動型１２と固定型１１の間に介在させる（第４工程）。
次に、図１（Ｆ）に示すように再び型締めして、可動型１２の当接面１２３をストッパ３０のスライダ３１の手前辺３１１に当接させることにより、可動型１２をキャビティ１５の容積が成形品の体積と同じになる第３位置まで閉じる（第５工程）。
次に、上記の第５工程の状態を保持しながら金型１０を冷却し、冷却後、図１（Ｇ）に示すように金型１０を開いて成形品４０を排出するとともに、ストッパ３０のスライダ３１を固定型１１の嵌合凸部１１２から離れる方向に移動させて、ストッパ３０の介在を解除する（第６工程）。
以上により樹脂発泡成形品を得る。
【００１９】
このように、成形の最後の型締めのときに、固定型１１の当接面１１６と可動型１２の当接面１２３との間に、該固定型１１の頂部１１１と可動型１２の底部１２１とで形成されるキャビティ１５の容積が成形品の体積と同一となるようにストッパ３０を介在させて成形するようにしたので、成形品の体積の精度を向上することが可能となった。
【００２０】
なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、ストッパ３０のスライダ３１をシリンダ３２により可動型１２の移動方向と交差する方向に摺動するものを示したが、これに限られず、図６に示すように、固定型１１の端面にＬ字状のブラケット５３を取り付け、このブラケット５３にモータ５２とこのモータ５２により回転させられるピニオンギア５２１を取り付け、このピニオンギア５２１に噛み合って回動させられるラックを有するプレート５１を取り付けたストッパ５０を構成することにより、前述したキャビティ１５の容積が成形品の体積と同一となるように型締めする場合に、モータ５２によりプレート５１を回動させて、該プレート５１を固定型１１と可動型１２の当接面に介在させることも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明により、成形品を所定の体積ひいては所定の板厚に精度よく成形することが可能となり、材料の無駄や成形品の重量のバラツキを低減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る発泡成形方法を示した工程概要図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係る発泡成形装置の固定型の斜視図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係る発泡成形装置のストッパ取付部の側面断面図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係る発泡成形装置のストッパ取付部の正面断面図である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係る発泡成形装置のストッパ取付部の平面断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る発泡成形装置のストッパ取付部の斜視図である。
【図７】従来の発泡成形方法を示した工程概要図である。
【符号の説明】
１　　　　　発泡成形装置
１０　　　　金型
１１　　　　固定型
１１６　　　当接面
１１７　　　ガイド溝
１２　　　　可動型
１５　　　　キャビティ
２０　　　　射出機
３０　　　　ストッパ
３１　　　　スライダ
３２　　　　シリンダ
４０　　　　成形品
【図１】
2004114421.tif 000003
【図２】
2004114421.tif 000004
【図３】
2004114421.tif 000005
【図４】
2004114421.tif 000006
【図５】
2004114421.tif 000007
【図６】
2004114421.tif 000008
【図７】
2004114421.tif 000009