JP2001145931A - 型内発泡成形装置及び方法並びに型内発泡成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バリの発生を極力防止しつつ可動仕切部材の
スムーズな移動を確保し得る型内発泡成形装置及び方法
並びに型内発泡成形品を提供する。 【解決手段】 コア型１１を挿通して成形空間１３内に
出没自在な可動仕切部材３２と、コア型１１に一体的に
設けた固定仕切部材４０とで、成形空間１３を複数の区
画成形空間１３Ａ，１３Ｂに区画可能となし、可動仕切
部材３２が出没するコア型１１のうちの各区画成形空間
１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ構成する区画成形部１１ａ，
１１ｂを、固定仕切部材４０に対応する位置において一
体化させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１つの成形品に特
性の異なる原料ビーズからなる成形部分を形成するのに
好適な型内発泡成形装置及び方法並びに型内発泡成形品
に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性合成樹脂からなる原料ビーズを
用いて成形品を製作する型内発泡成形装置として、例え
ば米国特許５１６４２５７号公報には、一方の金型にエ
アシリンダー等のアクチュエータを介して成形空間内に
出没自在な可動仕切部材を設け、この可動仕切部材によ
り成形空間内を複数の区画成形空間に区画するととも
に、各区画成形空間に対して原料ビーズを供給する充填
器を個別に接続し、可動仕切部材により成形空間内を区
画した状態で、隣接する区画成形空間内に、例えば発泡
倍率の異なる原料ビーズを充填し、充填後、可動仕切部
材を後退させてから成形空間内に蒸気を供給すること
で、原料ビーズを加熱融着させて成形品を得るように構
成した型内発泡成形技術が記載されている。

【０００３】この型内発泡成形技術により成形された成
形品においては、成形品の部位によって使用する原料ビ
ーズを変更することで、例えば部位によって機械的特性
が異なる成形品を製作することが可能で、成形品の性能
や品質を向上できる利点を有しており、自動車用バンパ
ーの芯材や、家電製品や家具等の梱包用のクッション材
として採用されつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の型内
発泡成形技術では、可動仕切部材を出没自在に金型に設
ける関係上、金型には可動仕切部材が挿通する挿通孔が
形成される。一方、金型は、原料ビーズの蒸気による加
熱時には膨張し、冷却水による冷却時には収縮すること
になるが、前述のような挿通孔が形成されていると、挿
通孔に臨む金型部分の強度が低下することから金型の歪
みが挿通孔に集中し、挿通孔の開口幅が拡縮することに
より吸収されようとする。また、挿通孔をＬ字状やコ字
状などの形状に形成した場合には、特定方向に対する強
度が低下することから挿通孔の形状が変形する。そし
て、このような挿通孔の拡縮や変形により、可動仕切部
材のスムーズな進退移動が阻害されたり、可動仕切部材
が挿通孔の内壁に接触して変形したり破損したりすると
いう問題があった。特に、挿通孔により金型を複数の分
割金型に分割構成し、これら複数の分割金型を固定板に
ネジ等で固定した場合には、金型に対して挿通孔を容易
に形成することが可能となるが、金型の膨張や収縮によ
り固定板に対する分割金型の取付位置がずれて、挿通孔
の開口幅が大きく変動する。このような現象は、金型が
大型になるほど、また挿通孔が長尺になるほど顕著にな
り、可動仕切部材を有する型内発泡成形装置の大きな課
題になっている。一方、挿通孔の開口幅を大きく設定
し、可動仕切部材と金型間の隙間を大きく設定すると、
可動仕切部材の進退移動をスムーズに行うことが可能に
なるのであるが、このように構成すると、可動仕切部材
と金型間の隙間に原料ビーズが侵入してバリが発生する
という新たな問題が発生する。

【０００５】また、可動仕切部材の前端部の形状は、相
手方の金型の内面形状に沿った形状に形成されている
が、必ずしも挿通孔を設けた金型の内面と同じ形状であ
るわけではないので、原料ビーズの充填後、可動仕切部
材を後退させたときに、可動仕切部材の一部は挿通孔の
奧部側まで没入し、挿通孔の内部空間が成形空間に開口
した状態になることがある。もっとも、挿通孔の開口幅
は、原料ビーズの直径よりも小さく設定され、挿通孔内
に原料ビーズが侵入しないように構成されているので、
可動仕切部材を後退させただけでは原料ビーズが挿通孔
内に侵入することはないが、成形空間内に蒸気を供給し
て原料ビーズを加熱融着させたときに、原料ビーズが軟
化して発泡することにより、原料ビーズの一部が挿通孔
内に侵入して、成形品の挿通孔に対応する位置に沿った
細長いバリが突出状に形成されるという問題がある。

【０００６】このようなバリは、表面の寸法精度に対す
る要求がラフな成形品に関しては大きな問題になること
はないが、要求の厳しい成形品においては製品欠陥とな
ることがある。例えば、自動車用バンパーにおいては、
自動車のフロントビームの前側に型内発泡成形品として
の芯材を固定し、この芯材を覆うように合成樹脂製のカ
バー部材を配置させたものが広く採用されているが、こ
のような自動車用バンパーにおいては、芯材とフロント
ビーム間や芯材とカバー部材間に隙間が形成され、フロ
ントビームの取付面の適正な位置に芯材を固定できなく
なったり、車体の適正な位置にカバー部材を固定できな
くなるという不具合が発生するので、これを防止するた
め芯材の成形後にバリを除去する必要があった。

【０００７】本発明の目的は、バリの発生を極力防止し
つつ可動仕切部材のスムーズな移動を確保し得る型内発
泡成形装置及び方法並びに型内発泡成形品を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段及びその作用】本発明に係
る型内発泡成形装置は、コア型又はキャビティ型を挿通
して成形空間内に出没自在な可動仕切部材と、コア型又
はキャビティ型に一体的に設けた固定仕切部材とで、成
形空間を複数の区画成形空間に区画可能となし、可動仕
切部材が出没する金型のうちの各区画成形空間をそれぞ
れ構成する区画成形部を、固定仕切部材に対応する位置
において一体化させたものである。

【０００９】この成形装置においては、可動仕切部材と
固定仕切部材とにより成形空間内を複数の区画成形空間
に区画した状態で、隣接する区画成形空間内に異なる特
性の原料ビーズを充填できるので、区画成形空間の形成
位置やサイズ、充填する原料ビーズの特性などを適正に
設定することで、成形品の性能や品質を向上できる。例
えば、強度面を重視する部位には、発泡倍率の低い原料
ビーズを用いて成形品の強度剛性を高め、そうでない部
位には発泡倍率の高い原料ビーズを用いることで成形品
重量を軽減し、成形品の強度向上と重量軽減の両立を図
ることが可能となる。

【００１０】また、成形品の成形時、成形空間内に原料
ビーズを充填した後、蒸気により原料ビーズを加熱融着
することになるが、この成形装置においては、可動仕切
部材を成形空間内に出没自在に設けているので、原料ビ
ーズを成形空間内に充填した後、蒸気により原料ビーズ
同士が相互に融着する前に可動仕切部材を後退させるこ
とで、特性の異なる原料ビーズの境界においても原料ビ
ーズ同士が十分に密着し、境界における成形品強度を十
分に確保できる。

【００１１】更に、可動仕切部材が出没する金型のうち
の各区画成形空間をそれぞれ構成する区画成形部を、固
定仕切部材に対応する位置において一体化させているの
で、金型の膨張や収縮時における、隣接する区画成形部
の相対移動を確実に防止して、挿通孔の開口幅が変動す
ることを防止できる。しかも、可動仕切部材を出没自在
に構成するために金型に形成した挿通孔の形状を単純な
直線状に設定したり、挿通孔の長さを短く設定して、金
型の膨張や収縮による挿通孔の開口幅の拡縮や挿通孔の
変形を防止することが可能となり、可動仕切部材のスム
ーズな移動を確保することが可能となる。

【００１２】前記固定仕切部材の形状は任意に設定可能
であり、例えば柱状に形成したり、壁状に形成したり、
櫛状に形成できる。また、これらの固定仕切部材は、隣
接する区画成形空間の境界の両端部や途中部に対応させ
て配置されていれば任意の位置に配置することが可能で
あるが、境界が方形状であれば、挿通孔の形状が直線状
になるように、柱状の固定仕切部材を境界の角部に配置
させたり、壁状や櫛状の固定仕切部材を境界の１辺に配
置させることになる。また、境界が直線状であればその
両端部や途中部にこれらの固定仕切部材を配置させるこ
とになる。

【００１３】本発明に係る他の構成の型内発泡成形装置
は、成形空間内を複数の区画成形空間に区画するための
可動仕切部材を成形空間内に出没自在に設け、前記区画
成形空間を構成する複数の可動仕切部材を２組に分け
て、第１の可動仕切部材をコア型に配置させ、第２の可
動仕切部材をキャビティ型に配置させ、各区画成形空間
をそれぞれ構成するコア型の複数の区画成形部を、キャ
ビティ型に設けた第２の可動仕切部材に対応する位置に
おいて一体化させるとともに、各区画成形空間をそれぞ
れ構成するキャビティ型の複数の区画成形部を、コア型
に設けた第１の可動仕切部材に対応する位置において一
体化させたものである。

【００１４】この成形装置においては、前記型内発泡成
形装置と同様に、区画成形空間の形成位置やサイズ、充
填する原料ビーズの特性などを適正に設定することで、
成形品の性能や品質を向上できるとともに、原料ビーズ
同士が相互に融着する前に可動仕切部材を後退させるこ
とで、特性の異なる原料ビーズの境界においても原料ビ
ーズ同士が十分に密着するので、境界における成形品強
度を十分に確保できる。

【００１５】また、この成形装置において、第１及び第
２の少なくとも２枚の可動仕切部材により成形空間が複
数の区画成形空間に区画されることになるが、第１の可
動仕切部材はコア型側に配置され、第２の可動仕切部材
はキャビティ型側に配置されているので、コア型の複数
の区画成形部がキャビティ型に設けた第２の可動仕切部
材に対応する位置において一体化されるとともに、キャ
ビティ型の複数の区画成形部がコア型に設けた第１の可
動仕切部材に対応する位置において一体化される。この
ため、金型の膨張や収縮時における、隣接する区画成形
部の相対移動を確実に防止して、可動仕切部材を出没自
在に案内するコア型及びキャビティ型に形成した挿通孔
の開口幅が変動することを防止できる。しかも、挿通孔
をそれぞれ直線的な単純な形状に構成にすることが可能
となり、金型の膨張や収縮による挿通孔の開口幅の拡縮
や挿通孔の変形を防止して、可動仕切部材のスムーズな
移動を確保することが可能となる。更に、この成形装置
では、可動仕切部材のみで区画成形空間を区画できるの
で、固定仕切部材を用いた場合のように、成形品の固定
仕切部材に対応する位置に貫通孔が形成されることもな
く、成形品の強度低下や外観低下を防止することが可能
となる。

【００１６】ここで、前記可動仕切部材を設けたコア型
又はキャビティ型に可動仕切部材が挿通する挿通孔を形
成するとともに、挿通孔に沿って成形空間内へ突出する
突部を形成し、挿通孔の成形空間側の開口部を突部の幅
方向の途中部に開口させることが好ましい。つまり、可
動仕切部材を後退させたときに挿通孔が成形空間内に開
口し、そこに原料ビーズが侵入して成形品の適正表面外
へ突出するバリが形成されるが、この成形装置では、挿
通孔に沿って成形空間内へ突出する突部を形成し、挿通
孔の成形空間側の開口部を突部の幅方向の途中部に開口
させているので、成形品にはこの突部により溝部が形成
され、バリは溝部の奧端面に突出状に形成されるので、
溝部の深さがバリの高さよりも深くなるように設定する
ことで、成形品にはバリが形成された状態になるもの
の、このバリが成形品の適正表面外へ突出することが防
止される。このため、バリを除去するなどの後加工を施
すことなく、成形品を被着対象物の取付面の適正な位置
に略隙間なく密着させて取り付けたり、成形品に略隙間
なく密着させた状態でカバー部材を外装することが可能
となる。

【００１７】前記挿通孔の開口幅は、原料ビーズの直径
よりも小さく設定することが好ましい。挿通孔の開口幅
が原料ビーズの直径よりも大きいと、挿通孔内に原料ビ
ーズが侵入し易くなり大きなバリがされるので、挿通孔
に対する原料ビーズの侵入を極力防止するために、挿通
孔の開口幅を原料ビーズの直径よりも小さく設定するこ
とが好ましい。

【００１８】また、前記突部の高さを挿通孔により形成
されるバリの高さよりも高く設定することが好ましい。
バリは先が尖った形状になるので、先端部分が成形品の
適正表面外へ多少突出していても、例えば成形品にカバ
ー部材を外装したときに先端部分が変形して溝部内に収
まるので、成形品とカバー部材間に隙間が形成されるこ
とはないが、突部の高さを挿通孔により形成されるバリ
の高さよりも高く設定すると、挿通孔により形成される
バリが、成形品の適正表面外へ確実に突出しないように
構成できるので好ましい。

【００１９】更に、可動仕切部材を後退させた状態で、
可動仕切部材の前端部が可動仕切部材を設けた金型内面
と面一或いは成形空間内に突出するように、可動仕切部
材の長さを設定することが好ましい。この場合には、可
動仕切部材を後退させても、挿通孔が可動仕切部材によ
り閉鎖されて、原料ビーズが挿通孔内に侵入しないの
で、バリの発生を未然に防止できる。このため、バリを
除去するなどの後加工を施すことなく、成形品を被着対
象物の取付面の適正な位置に略隙間なく密着させて取り
付けたり、成形品に略隙間なく密着させた状態でカバー
部材を外装することが可能となる。

【００２０】可動仕切部材としては、櫛状のものを用い
てもよいが、櫛状の可動仕切部材の各櫛歯が挿通する挿
通孔を金型に多数形成する必要があり、金型の加工が煩
雑になるので、板状部材を用いることが好ましい。

【００２１】本発明に係る型内発泡成形方法は、請求項
１〜１０のいずれか１項記載の型内発泡成形装置を用
い、可動仕切部材を前進させて成形空間を複数の区画成
形空間に区画した状態で、少なくとも隣接する区画成形
空間に特性の異なる原料ビーズが充填されるように成形
空間内に原料ビーズを充填し、原料ビーズを充填してか
ら蒸気の供給により原料ビーズが相互に融着するまでの
間に、前記可動仕切部材を後退させるものである。

【００２２】この成形方法においては、可動仕切部材及
び固定仕切部材により成形空間内を複数の区画成形空間
に区画した状態で、少なくとも隣接する区画成形空間に
特性の異なる原料ビーズが充填されるように成形空間内
に原料ビーズを充填するので、区画成形空間の形成位置
やサイズ、充填する原料ビーズの特性などを適正に設定
することで、成形品の性能や品質を向上できる。例え
ば、強度面を重視する部位には、発泡倍率の低い原料ビ
ーズを用いて成形品の強度剛性を高め、そうでない部位
には発泡倍率の高い原料ビーズを用いることで成形品重
量を軽減し、成形品の強度向上と重量軽減の両立を図る
ことが可能となる。

【００２３】また、原料ビーズを充填してから蒸気の供
給により原料ビーズが相互に融着するまでの間に、可動
仕切部材を後退させるので、特性の異なる原料ビーズの
境界においても原料ビーズ同士が十分に密着し、境界に
おける成形品強度を十分に確保できる。更に、隣接する
区画成形部が一体化された前記型内発泡成形装置を用い
ているので、金型の膨張や収縮時における、隣接する区
画成形部の相対移動を確実に防止して、挿通孔の開口幅
が変動することを防止できる。しかも、可動仕切部材が
挿通する金型の挿通孔の形状を、例えば直線的な単純な
形状に構成にすることが可能となり、金型の膨張や収縮
による挿通孔の開口幅の拡縮や挿通孔の変形を防止し
て、可動仕切部材のスムーズな移動を確保することが可
能となる。

【００２４】ここで、前記成形方法において、成形空間
内に原料ビーズを充填した後、可動仕切部材を後退さ
せ、その後成形空間内に蒸気を供給して、原料ビーズを
加熱融着させることが好ましい。可動仕切部材を後退さ
せるタイミングは、原料ビーズを充填してから蒸気の供
給により原料ビーズが相互に融着するまでの間であれば
任意のタイミングで後退させることが可能であるが、蒸
気により原料ビーズが相互に融着する実際のタイミング
は、成形品のサイズによっても異なるし、成形空間の部
位や蒸気温度などによっても変動するので、具体的なタ
イミングを取り難い。このため成形空間内に原料ビーズ
を充填した後、成形空間内に蒸気を供給するまでの間
に、可動仕切部材を後退させることが好ましい。

【００２５】また、前記特性の異なる原料ビーズとし
て、発泡倍率の異なる原料ビーズを可動仕切部材で区画
された隣接する区画成形空間内に充填することが考えら
れる。例えば、強度面を重視する部位には、発泡倍率の
低い原料ビーズを用いて成形品の強度剛性を高め、そう
でない部位には発泡倍率の高い原料ビーズを用いること
で成形品重量を軽減し、成形品の強度向上と重量軽減の
両立を図ることが可能となる。

【００２６】本発明に係る型内発泡成形品は、特性の異
なる原料ビーズを用いて成形された成形部分の境界の一
部に貫通孔が形成されてなるものである。このような成
形品は、固定仕切部材を備えた前述の型内発泡成形装置
により成形されるものであり、固定仕切部材に対応する
位置には貫通孔が形成されることになるが、成形装置に
おける可動仕切部材のスムーズな移動を確保しつつ、可
動仕切部材が挿通する挿通孔の開口幅を極力狭くして、
可動仕切部材と金型間に原料ビーズが侵入することによ
るバリの発生を防止できるので好ましい。

【００２７】ここで、境界のうちの貫通孔を有しない部
分の外面に、境界に沿って溝部が形成され、該溝部の底
面に成形品の適正表面外へ突出しないようにバリを形成
することが好ましい。このような成形品においては、バ
リが成形品の適正表面外へ突出しないので、バリを除去
するなどの後加工を施すことなく、成形品を被着対象物
の取付面の適正な位置に略隙間なく密着させて取り付け
たり、成形品に略隙間なく密着させた状態でカバー部材
を外装することが可能となる。このような成形品は、金
型に突部を形成した前述の型内発泡成形装置により製作
することが可能である。

【００２８】型内発泡成形品の具体的な例としては、自
動車用バンパーの芯材が考えられる。このよう自動車用
バンパーの芯材は、自動車の正面衝突（正突）時におけ
る衝撃や、オフセット衝突時における衝撃や、斜め前側
からの衝突（斜突）時における衝撃を効率的に吸収する
必要があるとともに、車体重量を軽減するため、芯材の
重量は極力軽く構成する必要がある。本発明に係る自動
車用バンパーの芯材においては、自動車の各種前面衝突
時において芯材に作用する局部的衝撃応力を受けやすい
部分付近を、発泡倍率の低い原料ビーズからなる低発泡
部で構成し、他の部分を低発泡部よりも発泡倍率の高い
原料ビーズからなる高発泡部で構成することで、芯材の
重量を極力低減しつつ、オフセット衝突時や斜突時にお
いても、衝撃エネルギーを効果的に吸収することが可能
となる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。尚、本実施の形態は、
型内発泡成形品としての自動車用バンパーの芯材と、こ
れを成形するための型内発泡成形装置及び型内発泡成形
方法に本発明を適用した場合ものである。

【００３０】先ず、型内発泡成形品としての自動車用バ
ンパーの芯材について説明する。図１、図２に示すよう
に、芯材１は、両端部側を緩やかに後方へ湾曲させた前
部衝撃吸収部２と、前部衝撃吸収部２の両端部から後方
へ延びる側部衝撃吸収部３とを有している。前部衝撃吸
収部２から側部衝撃吸収部３に至る角部４の下半部には
発泡倍率の低い原料ビーズからなる低発泡部５が形成さ
れ、その他の部分は低発泡部５よりも発泡倍率の高い原
料ビーズからなる高発泡部６で構成されている。

【００３１】つまり、前部衝撃吸収部２の中央部は、正
突時における衝撃エネルギーを吸収するためのものであ
るが、衝撃エネルギーの受圧面積を大きく設定できるの
で、発泡倍率の高い軟質軽量な原料ビーズで構成し、前
部衝撃吸収部２の両端部及び側部衝撃吸収部３は、オフ
セット衝突時や斜突時における衝撃エネルギーを吸収す
るためのものであるが、衝撃エネルギーの受圧面積を大
きく設定することが困難なので、他の部分よりも重たく
なるが発泡倍率の低い硬質な原料ビーズからなる低発泡
部５を設けることで、各種前面衝突時における十分な衝
突安全性能を確保しつつ、芯材１の重量を極力低減でき
るように構成されている。尚、低発泡部５の長さや高さ
は、芯材１に作用する衝撃エネルギーを十分に吸収でき
るように構成されていれば、任意のサイズに設定するこ
とが可能である。また、本実施例では、低発泡部５を芯
材１の角部４の下半部にのみ形成したが、角部４の全体
を低発泡率の原料ビーズで構成することも可能である。
また、芯材１の外観形状はサイズは、適用する自動車に
応じて任意に設定可能である。

【００３２】図２に示すように、芯材１の後面には低発
泡部５と高発泡部６との境界Ｌに沿って溝部７が形成さ
れ、溝部７の底面にはバリ８が芯材１の適正表面外へ突
出しないように突出状に形成されている。つまり、芯材
１の後面は自動車のフロントビームの前面に固定される
ことになるが、芯材１の適正表面外へ突出しないように
バリ８が形成されるので、芯材１からバリ８を除去する
ことなく、芯材１をフロントビームの前面に略隙間なく
密着させて固定することが可能となる。

【００３３】溝部７の深さは溝部７の底面に形成される
バリ８の高さに応じて、バリ８が芯材１の適正表面外へ
突出しないように設定されている。溝部７の幅は、極力
小さく設定することが好ましいが、小さく設定し過ぎる
と、後述するように、溝部７を成形するためにコア型１
１（図３参照）に設けた突部３４の強度が十分に確保で
きなくなるので、バリ８の厚さの３〜１０倍に設定する
ことが好ましい。

【００３４】図１，図７（ａ）に示すように、低発泡部
５と高発泡部６とは正面視略コ字状の境界Ｌの位置にお
いて区画され、境界Ｌの上側２つの角部には芯材１を前
後方向に貫通する貫通孔９ａがそれぞれ形成され、境界
Ｌの下端には前後方向に延びる溝部９ｂがそれぞれ形成
されている。この貫通孔９ａ及び溝部９ｂは、後述する
型内発泡成形装置１０により芯材１を成形したことによ
り形成されるものであるが、この成形装置の固定仕切部
材の形状如何により、境界Ｌに沿った任意の位置に形成
することが可能で、例えば図８（ａ）に示すような細長
いスリット状の貫通孔９Ａを形成したり、図９（ａ）、
図１０（ａ）に示すように、並列状に配置される複数の
貫通孔９Ｂ，９Ｃを形成したり、図１１（ａ）に示すよ
うに、貫通孔が形成されないように構成することが可能
である。

【００３５】尚、境界Ｌは必ずしも正面視コ字状に形成
する必要はなく、正面視Ｌ字状や直線状、或いは曲線状
の境界に沿って芯材を区画することも可能である。ま
た、本実施例では、自動車用バンパーの芯材１について
説明したが、特性の異なる原料ビーズからなる成形部を
有する成形品であれば、芯材以外の型内発泡成形品に対
しても本発明を同様に適用できる。更に、成形品によっ
ては、その使用条件に適合するように、発泡倍率以外の
特性の異なる原料ビーズ、例えばビーズ嵩密度、セル
径、ビーズ径、素材などの特性の異なる原料ビーズを用
いて成形品を構成してもよい。

【００３６】原料ビーズの素材としては、製作する成形
品の使用条件などに応じた物性の素材を選択することに
なるが、ポリスチレン系合成樹脂材料や、ポリエチレン
系樹脂やポリプロピレン系樹脂材料などのポリオレフィ
ン系合成樹脂材料や、これらの合成樹脂材料の共重合体
などを採用できる。原料ビーズの発泡倍率は、原料ビー
ズの素材にもよるが、３〜１５０倍の範囲内が好まし
い。具体的には、ポリスチレン系合成樹脂材料からなる
原料ビーズにおいては３〜１００倍、好ましくは３〜８
０倍、ポリオレフィン系合成樹脂材料からなる原料ビー
ズにおいては、３〜９０倍、好ましくは３〜６０倍のも
のが好適に利用できる。また、粒径は１〜１０ｍｍ、好
ましくは２．０〜８ｍｍの範囲のものが好適に利用でき
る。

【００３７】ポリオレフィン系樹脂材料の具体例として
は、エチレンプロピレンランダムポリプロピレン樹脂、
エチレンプロピレンブロックポリプロピレン樹脂、ホモ
ポリプロピレンエチレンプロピレンブテンランダムター
ポリマー、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、
架橋低密度ポリエチレン（架橋ＬＤＰＥ）などを好適に
利用できる。

【００３８】このようなポリオレフィン系樹脂材料から
なる原料ビーズのセル径は、１００μｍ未満の場合に
は、成形時に表面伸びが悪く、ヒケ易く、適正表面外観
の見栄えが劣るという問題があり、９００μｍを越える
場合には、セル径が不均一になり易く、セル径が大きい
ため表面のきめが粗く、適正表面外観が劣るという問題
があるので、１００〜９００μｍの範囲内、より好まし
くは１５０〜７００μｍ、特に好ましくは１７０〜５５
０μｍに設定することになる。

【００３９】ＤＳＣ２’ｎｄピーク比は、８％〜６０％
に設定することが好ましい。ＤＳＣ２’ｎｄピーク比と
は、基材樹脂を加熱したときに、基材樹脂の結晶融点に
起因して形成される、低温側と高温側の２つのＤＳＣ
（示差走査熱量測定）のピークの合計面積に対する高温
側ピークの面積の割合であり、このＤＳＣ２’ｎｄピー
ク比が、８％未満の場合には、成形時の加熱条件幅が狭
く、成形体が収縮し易く、ヒケ易い。また、６０％を越
えると、加熱条件を大幅にアップする必要があり、成形
機の大型化が必要であり、且つ省エネルギーという観点
からもマイナスとなるので８〜６０％、より好ましくは
１０〜５０％、特に好ましくは１５〜４０％に設定する
ことになる。

【００４０】独立気泡率は、６５％未満の場合には、成
形時の加熱圧をアップしてなんとかビーズ同士を融着さ
せたとしても、成形体の収縮、ヒケが大きくなり易く、
目標の品質の成形体が得られ難くなるので、６５％以
上、より好ましくは７５％以上、特に好ましくは８５％
以上に設定することになる。

【００４１】次に、前述した芯材１を成形可能な型内発
泡成形装置１０について説明する。図３に示すように、
型内発泡成形装置１０は、対向配置された１組の金型と
してのコア型１１及びキャビティ型１２と、コア型１１
とキャビティ型１２とで形成される成形空間１３内に空
気の流れに乗せて原料ビーズを充填するための充填機１
４とを備えている。

【００４２】コア型１１及びキャビティ型１２は、枠状
フレームと裏板とを有するハウジング１５にそれぞれ取
り付けられ、コア型１１及びキャビティ型１２の背面側
には１組の第１チャンバー１６及び第２チャンバー１７
がそれぞれ形成され、コア型１１及びキャビティ型１２
には両チャンバー１６，１７と成形空間１３とを連通す
る多数の通気孔１８が形成されている。尚、通気孔１８
は、実際には、図４、図５に例示するように、０．５ｍ
ｍφ程度の丸孔や幅０．５ｍｍ程度のスリットからなる
通気孔１８を複数個透設した外径７〜１２ｍｍの蓋を有
する筒体からなるコアベント１９を、金型１１，１２に
孔明け配置したコアベント取付孔２０に嵌め込んで形成
したものと、金型１１，１２に直接的に形成した０．５
ｍｍφ程度のコアベントホール２１とで構成されてい
る。

【００４３】第１チャンバー１６及び第２チャンバー１
７には、蒸気や圧縮空気などの用役流体を供給するため
の供給管２２がそれぞれ接続されるとともに、減圧手段
やドレン配管に連なる排出管２３がそれぞれ接続されて
いる。

【００４４】成形空間１３内は、低発泡部５に対応させ
て設けた２組の区画手段３０を介して、低発泡部５を成
形するための２つの区画成形空間１３Ａと、高発泡部６
を成形するための１つの区画成形空間１３Ｂとに区画さ
れ、各区画成形空間１３Ａ，１３Ｂには原料ビーズの充
填機１４がそれぞれ接続されており、隣接する区画成形
空間１３Ａ，１３Ｂ内に異なる特性の原料ビーズを充填
できるように構成ている。尚、本実施例では自動車用バ
ンパーの芯材１を成形すべく、成形空間１３を３つに区
画したが、成形空間１３の区画形状や区画個数や区画位
置は、製作する成形品に応じて任意に設定可能である。
また、発泡倍率の異なる原料ビーズを隣接する区画成形
空間１３Ａ，１３Ｂに充填したが、成形品の用途などに
応じて、ビーズ嵩密度、セル径、ビーズ径、素材などの
特性の異なる原料ビーズを充填することも可能である。

【００４５】区画手段３０について説明すると、図３、
図７に示すように、芯材１の低発泡部５と高発泡部６と
は正面視略コ字状の境界Ｌに沿って区画されており、境
界Ｌの角部と下端部とに対応する位置においてコア型１
１には柱状の固定仕切部材４０が設けられている。ま
た、隣接する固定仕切部材４０間においてコア型１１に
は細長いスリット状の挿通孔３１が形成され、挿通孔３
１には可動仕切部材３２がエアシリンダなどのアクチュ
エータ３３を介して成形空間１３内に出没自在に装着さ
れ、固定区画部材４０と可動区画部材３２とで成形空間
１３が複数の区画成形空間１３Ａ，１３Ｂｂに区画され
るように構成されている。但し、固定仕切部材４０及び
可動仕切部材３２は、コア型１１とキャビティ型１２の
どちらに設けてもよいが、可動仕切部材３２に関して
は、金型構造が複雑にならないように、充填機１４が設
けられていない金型に設けることが好ましい。

【００４６】挿通孔３１の開口幅は、原料ビーズのビー
ズ径よりも小さく設定され、原料ビーズが挿通孔３１内
に不用意に侵入することが防止されている。具体的に
は、原料ビーズの直径の２０〜７０％に設定されてい
る。また、可動仕切部材３２とコア型１１間の隙間は、
バリが形成されることを防止するため、極力狭くなるよ
うに設定することが好ましく、原料ビーズの発泡倍率に
より異なるが例えば０．５〜５ｍｍに設定されている。

【００４７】可動仕切部材３２としては、金属材料や合
成樹脂材料やセラミックス材料などからなる板状部材で
構成することが好ましいが、櫛状や柵状や網状の部材で
構成することも可能である。また、３枚の可動仕切部材
３２を１つのエアシリンダー等のアクチュエータにより
進退駆動することも可能である。可動仕切部材３２の厚
さは、原料ビーズの充填圧に耐え得る強度を有していれ
ば、任意の厚さに設定可能であるが、原料ビーズの充填
後、可動仕切部材３２を後退させたときに、成形空間１
３内の容積がほとんど変化しないように、極力薄く設定
することが好ましい。

【００４８】ところで、この型内発泡成形装置１０を用
いて芯材１を成形する場合には、可動仕切部材３２が挿
通孔３１の奧部側へ没入し、成形空間１３内に充填した
原料ビーズの一部が、蒸気による加熱融着時に挿通孔３
１内に侵入して、挿通孔３１に沿った細長いバリ８が芯
材１に突出状に形成される。

【００４９】本発明の第１の特徴的な構成は、図３，図
６に示すように、挿通孔３１を形成したコア型１１に、
挿通孔３１に沿って成形空間１３内へ突出する突部３４
を形成し、挿通孔３１の成形空間１３側の開口部を突部
３４の幅方向の途中部に開口させ、突部３４により成形
される溝部７の底面にバリ８が突出状に形成されるよう
に構成することで、芯材１の適正表面外へバリ８が突出
しないように構成した点にある。但し、キャビティ型１
２に挿通孔を形成する場合には、この挿通孔に沿ってキ
ャビティ型１２に突部を形成することになる。また、バ
リ８が形成される具体的なメカニズムは、後述の成形方
法において説明する。

【００５０】前記突部３４は、コア型１１に一体的に形
成することが好ましいが、コア型１１とは別部材で構成
して、溶接やボルトなどによりコア型１１に固定しても
よい。突部３４の断面形状は芯材１の離型性を向上する
ため、抜き勾配を有する台形状や部分円状（ドーム状）
に形成されている。突部３４の高さは、挿通孔３１によ
り成形されるバリ８の高さよりも高く設定され、例えば
３〜１２ｍｍに設定されている。突部３４の幅は、突部
３４の強度剛性を考慮して、挿通孔３１の３〜１０倍に
設定されている。

【００５１】この型内発泡成形装置１０により自動車用
バンパーの芯材１を製作した場合には、芯材１における
挿通孔３１に対応する位置にバリ８が形成されることに
なるが、このバリ８は、図２に示すように、突部３４に
より芯材１に成形された溝部７の底面に突出状に形成さ
れることになるので、芯材１の適正表面外へ突出するこ
とはない。このため、芯材１からバリ８を除去すること
なく、芯材１をフロントビームの前面に略隙間なく密着
させて固定することが可能となり、自動車用バンパーの
品質を低下させることなく、バリ８を除去のための工程
を省略して、芯材１の製作コストを低減できる。

【００５２】本発明の第２の特徴的な構成は、蒸気や冷
却水によるコア型１１の膨張や収縮による歪みにより、
挿通孔３１の開口幅が変動しないように、コア型１１の
うちの隣接する区画成形空間１３Ａ，１３Ｂをそれぞれ
形成するための区画成形部１１ａ，１１ｂ（図７参照）
を挿通孔３１の途中部で一体化させた点にある。

【００５３】具体的には、コア型１１における境界Ｌの
角部及び下端部に対応する位置に、キャビティ型１２側
へ延びる固定仕切部材４０を一体的に形成し、この固定
仕切部材４０の基端部を接続部４１として区画成形部１
１ａ，１１ｂを一体化させることにより、区画成形部１
１ａ，１１ｂの相対移動を確実に防止して、挿通孔３１
の開口幅が変動しないように構成されている。しかも、
固定仕切部材４０を設けることにより、挿通孔３１が単
純な直線状に構成されるので、コア型１１の膨張や収縮
により、挿通孔３１の開口幅が拡縮したり、挿通孔３１
が変形したりすることを効果的に防止できる。このよう
に、挿通孔３１の開口幅の拡縮や挿通孔１１の変形が防
止されることから、可動仕切部材３２のスムーズな進退
移動を確保しつつ、挿通孔３１の開口幅を極力狭くし
て、可動仕切部材３２とコア型１１間に原料ビーズが侵
入することによるバリの発生を防止できる。

【００５４】固定仕切部材４０は、任意の形状に形成す
ることが可能で、図７に示すように、円柱状や半円柱状
に形成してもよし、角柱状や楕円柱状に形成することも
可能である。また、図１，図７(a)に示すように、固定
仕切部材４０により、芯材１には貫通孔９ａ及び溝部９
ｂが形成されるので、この貫通孔９ａ及び溝部９ｂが極
力小さくなるように、固定仕切部材４０の断面積を極力
小さく設定することが好ましい。固定仕切部材４０は、
コア型１１に一体的に形成してもよいし、コア型１１と
は別部材で構成し、溶接やビス等によりコア型１１に固
定することも可能である。また、固定仕切部材４０の側
面に可動仕切部材３２の側縁を進退方向に案内するガイ
ド溝を形成してもよい。更に、芯材１の離型性を向上す
るため、固定仕切部材に抜き勾配を付けることが好まし
い。

【００５５】次に、区画手段３０の構成を部分的に変更
した他の実施例について説明する。尚、前記実施例と同
一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略す
る。 (1) 図８(b)(c)に示す区画手段３０Ａのように、コア
型１１のうちの低発泡部５の上面に対応する位置にキャ
ビティ型１２側へ延びる壁状の固定仕切部材４２を一体
的に設け、この固定仕切部材４２の基部を連続部４３と
して内外の区画成形部１１ａ，１１ｂを一体化させるこ
とにより、挿通孔３１の開口幅の変動を防止してもよ
い。この場合には、図８(a)に示すように、固定仕切部
材４２により、芯材１Ａには貫通孔９Ａが形成されるの
で、前記固定仕切部材４０と同様に、この貫通孔９Ａが
極力小さくなるように、固定仕切部材４２の断面積を小
さく設定することが好ましい。また、固定仕切部材４２
の側部に可動仕切部材３２の側縁を進退方向に案内する
ガイド溝を形成してもよい。

【００５６】(2) 図９(b)(c)に示す区画手段３０Ｂの
ように、コア型１１のうちの低発泡部５の上面に対応す
る位置にキャビティ型１２側へ延びる複数の櫛歯４４を
並列状に配した固定仕切部材４５を設け、この固定仕切
部材４５の各櫛歯４４間を連続部４６として内外の区画
成形部１１ａ，１１ｂを一体化させたり、図１０(b)(c)
に示す区画手段３０Ｃのように、コア型１１のうちの低
発泡部５の左右両側面に対応する位置に固定仕切部材４
５を設け、コア型１１のうちの各櫛歯４４間の部分を連
続部４６として内外の金型１１，１２部分を一体化させ
ることにより、挿通孔３１の開口幅の変動を防止しても
よい。

【００５７】櫛歯４４としては、細長い棒状やパイプ状
の部材で構成され、外形は、多角形状や円形状や楕円形
状など任意の外形のものを採用できる。また、櫛歯４４
の素材は、原料ビーズの充填圧に耐え、しかも原料ビー
ズの加熱融着時における熱に耐え得る素材であれば、金
属材料、合成樹脂材料、セラミックスなどの任意の材料
で構成できる。また、この区画手段３０Ｂ，３０Ｃを用
いた場合においても、図９(a)，図１０(a)に示すよう
に、芯材１Ｂ，１Ｃには櫛歯４４に対応する位置に貫通
孔９Ｂ、９Ｃが形成されることになるので、櫛歯４４の
直径は極力小さく設定することが好ましく、櫛歯４４の
直径は、例えば１〜１０ｍｍ、好ましくは１．５〜５ｍ
ｍに設定されている。また、櫛歯４４を先細りに構成す
ると、芯材１の離型性を向上できるので好ましい。

【００５８】隣接する櫛歯４４間の間隔は、原料ビーズ
が通り抜けできない間隔に設定されている。この間隔
は、狭すぎると、隣接する区画成形空間１３Ａ，１３Ｂ
内に充填される原料ビーズ同士の密着性が十分に確保で
きず、成形品の強度が低下するので、原料ビーズの直径
の３０〜９０％、より好ましくは５０〜８０％に設定す
ることが好ましい。但し、成形品のうちのビーズの特性
が異なる部分の境界面で成形品を割れやすくする場合に
は、櫛歯４４の断面積を大きく設定したり、櫛歯４４を
帯板状に構成したり、櫛歯４４間の間隔を狭く構成する
ことになる。

【００５９】尚、図９、図１０に例示する区画手段３０
Ｂ，３０Ｃにおいては、複数の櫛歯４４をコア型１１に
直接的に植設したが、棒状や板状の支持部材に、一定間
隔おきに予め複数本の櫛歯４４を植設し、これをコア型
１１に固定するように構成してもよい。また、複数の櫛
歯４４の一部をキャビティ型１２側に植設してもよい。
例えば、並列状に配置される複数の櫛歯４４をコア型１
１とキャビティ型１２とに交互に植設してもよい。

【００６０】(3) 図１１(b)(c)に示す区画手段３０Ｄ
のように、低発泡部５の左右の側面に対応する位置に設
けられる可動仕切部材３２をコア型１１側に配置させ、
低発泡部５の上面に対応する位置に配置される可動仕切
部材３２Ｄをキャビティ型１２側に配置させることで、
キャビティ型１２側の可動仕切部材３２Ｄに対面するコ
ア型１１の部分を連続部４７として内外の区画成形部１
１ａ，１１ｂを一体化させることにより、挿通孔３１の
開口幅の変動を防止してもよい。この場合には、芯材１
Ｄの低発泡部５と高発泡部６との境界分に貫通孔等が形
成されることもないので、芯材１Ｄの外観を向上でき
る。

【００６１】尚、固定仕切部材４０，４２，４５の一部
又は全部をキャビティ型１２側に設けることも可能であ
る。また、型内発泡成形装置において複数の区画手段を
用いる場合には、異なる構成の区画手段を組み合わせて
用いることも可能である。また、本実施例では、低発泡
部５と高発泡部６との境界Ｌが正面視略コ字状の場合に
ついて説明したが、その他の形状、例えばＬ字状やクラ
ンク状や直線状の場合には、基本的には、挿通孔が直線
状になるように境界の両端部や角部や辺に固定仕切部材
を配置させ、また直線状であっても挿通孔が長尺な場合
には、その途中部に固定仕切部材を配置させることにな
る。

【００６２】尚、型内発泡成形装置１０に代えて、図１
２に示すように、コア型１１及びキャビティ型１２から
通気孔１８を完全に或いは略完全に省略した型内発泡成
形装置５０を採用することも可能である。この場合に
は、コア型１１とキャビティ型１２とを型閉めした状態
においても成形空間１３内に開口するクリアランス５１
を両金型１１，１２の合わせ目に沿って形成し、このク
リアランス５１を介して両チャンバー１６，１７とは独
立に成形空間１３内に対して蒸気等の用役流体を供給し
たり、成形空間１３からドレン等を排出することにな
る。このような成形装置５０においては、通気孔１８の
跡のない表面美麗な芯材１を製作できること、通気孔１
８を形成することによる金型１１，１２の強度低下を防
止できるので、金型１１，１２を薄肉に構成してその熱
容量を小さく設定することが可能となり、加熱冷却の熱
効率を向上したり、温度制御の精度を向上できること、
通気孔１８を形成するための加工コストを大幅に削減で
き、金型１１，１２の製作コストを低減できること、通
気孔１８の目詰まりに基づく加熱不良、離型不良、冷却
不良が発生せず、コアベント１９の取替えまたは定期的
な高圧洗浄水による洗浄などのメンテナンス作業が全く
不要となること、冷却工程で用いられる冷却水が成形空
間１３内に侵入しなくなるので、芯材１の水分を従来の
６〜１０％程度から０．５〜２％程度にまで低下でき、
乾燥工程が不要となり、サイクル時間短縮に大いに寄与
できること、などの効果が得られる。

【００６３】但し、この型内発泡成形装置５０では、コ
アベント１９やコアベントホール２１などの通気孔１８
を金型１１，１２に形成していないことから、原料ビー
ズの充填用エアはクリアランス５１を介して排出するこ
とになり、しかもクリアランス５１はごく限られた位置
にしか形成されていないので、可動仕切部材３２として
板状部材を用いる場合には、原料ビーズが通り抜けでき
ないサイズの貫通孔やスリットを可動仕切部材３２に形
成し、充填用エアが円滑に排出されるように構成するこ
とが好ましい。また、このような貫通孔やスリットは、
区画成形空間１３Ａ，１３Ｂ内において原料ビーズが充
填され難い部分に対して他の部分よりも多く設け、充填
され難い部分にも十分に原料ビーズが充填されるように
構成してもよい。

【００６４】尚、本実施例では、可動仕切部材３２の先
端部の側面形状と、挿通孔３１の開口部の側面形状とが
異なる場合について説明したが、両者が同じ形状の場合
には、可動仕切部材３２の先端部が開口部と面一になる
ように、可動仕切部材３２により挿通孔３１の開口部の
全体が完全に閉鎖されるように、可動仕切部材３２を後
退させることになり、また、両者が略同じ形状の場合に
は、可動仕切部材３２の先端部が開口部と面一或いは開
口部から突出するように、可動仕切部材３２を後退させ
ることにより、芯材１にバリ８が形成されることを防止
することになる。また、本実施例では、型内発泡成形品
として自動車用バンパーの芯材１を製作するための型内
発泡成形装置１０、５０について説明したが、芯材１以
外の成形品を製作する成形装置に対しても本発明を同様
に適用することが可能である。

【００６５】次に、図３に示す発泡成形装置１０を用い
た芯材１の成形方法の一例について説明する。先ず、区
画成形空間１３Ａ，１３Ｂに原料ビーズを充填するた
め、コア型１１とキャビティ型１２とを型閉めするとと
もに、可動仕切部材３２を前進させて可動仕切部材３２
と固定仕切部材４０とにより成形空間１３内を複数の区
画成形空間１３Ａ，１３Ｂに区画する。

【００６６】次に、充填機１４から区画成形空間１３
Ａ，１３Ｂに対して個別に特性の異なる原料ビーズを空
気の流れに乗せて供給し、成形空間１３内に原料ビーズ
を充填する。本実施例では、自動車バンパーの芯材１を
成形すべく、発泡倍率が５倍の原料ビーズを区画成形空
間１３Ａに充填し、発泡倍率が２０倍の原料ビーズを区
画成形空間１３Ｂに充填する。但し、原料ビーズの発泡
倍率は芯材１の強度等を考慮して任意に設定することが
可能である。また、成形品の用途などに応じて、発泡倍
率以外の特性の異なる原料ビーズ、例えばビーズ嵩密
度、セル径、ビーズ径、素材などの特性の異なる原料ビ
ーズを充填することも可能である。また、原料ビーズと
して、ポリオレフィン系樹脂からなる原料ビーズを用い
る場合には、原料ビーズの充填前に、図示外の成含タン
ク内に原料ビーズを充填して、０．０３〜０．２ＭＰａ
の無機ガスを原料ビーズに圧入することで、原料ビーズ
の発泡力を高めるように構成してもよい。原料ビーズの
具体的な充填方法としては、クラッキング充填法、加圧
充填法、圧縮充填法などの周知の充填方法を採用でき
る。

【００６７】次に、可動仕切部材３２の全体を成形空間
１３外へ後退させて、隣接する区画成形空間１３Ａ，１
３Ｂ内の原料ビーズを相互に接触させる。このとき、挿
通孔３１の開口部の一部は可動仕切部材３２の前端部で
閉鎖された状態になるが、他の部分は可動仕切部材３２
の前端部が挿通孔３１の奧部側まで没入し、挿通孔３１
の内部空間が成形空間１３内に連通した状態になる。但
し、原料ビーズのビーズ径は挿通孔３１の開口幅よりも
大きく設定されているので、可動仕切部材３２を後退さ
せただけでは、原料ビーズが挿通孔３１に入り込むこと
はない。尚、可動仕切部材３２の後退移動のタイミング
は、原料ビーズの充填完了後、次に説明する原料ビーズ
の加熱融着の工程において、原料ビーズ同士が相互に融
着するまでの間であれば、任意のタイミングで後退させ
ることが可能である。

【００６８】次に、両チャンバー１６，１７及び通気孔
１８を介して成形空間１３に蒸気を供給して原料ビーズ
を加熱した後、蒸気圧を開放することで原料ビーズを発
泡させ、原料ビーズを略隙間なく相互に融着させること
になる。このとき原料ビーズ間に空気が残存していると
密着性が低下するので、両チャンバー１６，１７及び成
形空間１３内の空気を蒸気に置き換える作業を予め行う
ことになる。また、このときの発泡圧により、図６に示
すように、原料ビーズの一部が挿通孔３１内に侵入し、
これがバリ８として芯材１の外面に突出状に形成される
ことになるが、挿通孔３１が突部３４上に開口されてい
るので、挿通孔３１により形成されるバリ８は、突部３
４により成形される溝部７の底面に突出状に形成される
ことになり、芯材１の適正表面外へ突出することはな
い。

【００６９】次に、コア型１１及びキャビティ型１２に
向けて図示外のノズルから冷却水を噴霧し、成形空間１
３内の芯材１を冷却してから、金型１１，１２を開け、
芯材１をキャビティ型１２側に残置させた状態とし、図
示外のエジェクタピンを用いて芯材１をキャビティ型１
２から離型する。

【００７０】このようにして成形した芯材１において
は、前述したように、挿通孔３１により形成されたバリ
８が芯材１の適正表面外へ突出しないので、バリ８を除
去することなく、芯材１の後面を自動車のフロントビー
ムの前面に固定する場合においても、芯材１からバリ８
を除去することなく、芯材１をフロントビームの前面に
略隙間なく密着させて固定することが可能となり、製品
の品質を低下させることなく、バリ８を除去するための
工程を省略して、芯材１の成形工程を簡略に構成するこ
とが可能となる。また、固定仕切部材４０を成形空間１
３内に残した状態で成形を行うので、芯材１のうちの固
定仕切部材４０に対応する部分には貫通孔９ａや溝部９
ｂが形成されることになるが、固定仕切部材４０を設け
ることにより、前述のように挿通孔３１の開口幅の拡縮
や挿通孔１１の変形が防止されることから、可動仕切部
材３２のスムーズな進退移動を確保しつつ、挿通孔３１
の開口幅を極力狭くして、可動仕切部材３２とコア型１
１間に原料ビーズが侵入することによるバリの発生を防
止できる。

【００７１】尚、前記型内発泡成形装置５０を用いた場
合には、芯材１の外面の目立つ場所を成形する成形部に
通気孔１８が形成されていないコア型１１及びキャビテ
ィ型１２を用いていることから、原料ビーズの充填時に
は原料ビーズとともに成形空間１３内に供給される充填
用エアを、クリアランス５１を介して成形空間１３外へ
排出することになる。また、蒸気により原料ビーズを加
熱融着するときには、チャンバー１６，１７に蒸気を供
給するとともに、クリアランス５１を介して成形空間１
３内へ蒸気を供給することになる。但し、可動仕切部材
３２の出没タイミングは、前記通気孔１８を有する成形
方法と同様に取り扱うことが可能である。また、本実施
例では、自動車用バンパーの芯材１を成形するための成
形方法について説明したが、芯材１以外の型内発泡成形
品を成形する場合においても、本発明を同様に適用でき
る。

【００７２】

【発明の効果】本発明に係る型内発泡成形装置によれ
ば、可動仕切部材及び固定仕切部材により成形空間内を
複数の区画成形空間に区画した状態で、隣接する区画成
形空間内に異なる特性の原料ビーズを充填できるので、
区画成形空間の形成位置やサイズ、充填する原料ビーズ
の特性などを適正に設定することで、成形品の性能や品
質を向上できる。

【００７３】また、原料ビーズを成形空間内に充填した
後、蒸気により原料ビーズ同士が相互に融着する前に可
動仕切部材を後退させることで、特性の異なる原料ビー
ズの境界においても原料ビーズ同士が十分に密着するの
で、境界における成形品強度を十分に確保できる。

【００７４】更に、可動仕切部材が出没する金型のうち
の各区画成形空間をそれぞれ構成する区画成形部を、固
定仕切部材に対応する位置において一体化させているの
で、金型の膨張や収縮時における、隣接する区画成形部
の相対移動を確実に防止して、挿通孔の開口幅が変動す
ることを防止できる。しかも、可動仕切部材を出没自在
に構成するために金型に形成した挿通孔の形状を単純な
直線状に設定したり、挿通孔の長さを短く設定して、金
型の膨張や収縮による挿通孔の開口幅の拡縮や挿通孔の
変形を防止することが可能となり、可動仕切部材のスム
ーズな移動を確保することが可能となる。このため、可
動仕切部材のスムーズな移動を確保しつつ、挿通孔の開
口幅を極力狭くして、金型と可動仕切部材間へ原料ビー
ズが侵入することによるバリの発生を効果的に防止する
ことが可能となる。

【００７５】このような固定仕切部材を使用すると、成
形品の固定仕切部材に対応する位置に貫通孔が形成さ
れ、成形品の強度低下や外観低下を招くので、固定仕切
部材の断面積は極力小さく設定することが好ましい。固
定仕切部材として柱状のものを採用すると、必要箇所に
のみ固定仕切部材を設けて挿通孔の開口幅の変動や貫通
孔の変形を防止できることになるので、貫通孔の開口面
積を極力小さく設定することが可能となる。また、固定
仕切部材として壁状のものを採用すると、貫通孔の開口
面積は大きくなるが、金型構造が複雑になることを防止
できるので好ましい。更に、固定仕切部材として櫛状の
ものを採用すると、多数の貫通孔が形成されるものの、
各貫通孔の開口面積を極小さなものに設定できるので、
成形品の強度低下や外観低下を抑制することが可能とな
る。

【００７６】本発明に係る他の構成の型内発泡成形装置
によれば、前記型内発泡成形装置と同様に、区画成形空
間の形成位置やサイズ、充填する原料ビーズの特性など
を適正に設定することで、成形品の性能や品質を向上で
きるとともに、原料ビーズ同士が相互に融着する前に可
動仕切部材を後退させることで、特性の異なる原料ビー
ズの境界においても原料ビーズ同士が十分に密着するの
で、境界における成形品強度を十分に確保できる。

【００７７】また、この成形装置によればコア型の複数
の区画成形部がキャビティ型に設けた第２の可動仕切部
材に対応する位置において一体化されるとともに、キャ
ビティ型の複数の区画成形部がコア型に設けた第１の可
動仕切部材に対応する位置において一体化されるので、
可動仕切部材を出没自在に案内するコア型及びキャビテ
ィ型に形成した挿通孔をそれぞれ直線的な単純な形状に
構成にすることが可能となり、金型の膨張や収縮時にお
ける、隣接する区画成形部の相対移動を確実に防止し
て、可動仕切部材を出没自在に案内するコア型及びキャ
ビティ型に形成した挿通孔の開口幅が変動することを防
止できる。しかも、挿通孔をそれぞれ直線的な単純な形
状に構成にすることが可能となり、金型の膨張や収縮に
よる挿通孔の開口幅の拡縮や挿通孔の変形を防止して、
可動仕切部材のスムーズな移動を確保することが可能と
なる。更に、この成形装置では、可動仕切部材のみで区
画成形空間を区画できるので、固定仕切部材を用いた場
合のように、成形品の固定仕切部材に対応する位置に貫
通孔が形成されることもなく、成形品の強度低下や外観
低下を防止することが可能となる。

【００７８】ここで、前記可動仕切部材を設けたコア型
又はキャビティ型に可動仕切部材が挿通する挿通孔を形
成するととに、挿通孔に沿って成形空間内へ突出する突
部を形成し、挿通孔の成形空間側の開口部を突部の幅方
向の途中部に開口させると、この型内発泡成形装置を用
いて成形した成形品には挿通孔に沿ってバリが形成され
るが、このバリは溝部の奧端面に突出状に形成されるの
で、溝部の深さをバリの高さよりも深く設定すること
で、このバリが成形品の適正表面外へ突出することが防
止される。このため、バリを除去するなどの後加工を施
すことなく、成形品を被着対象物の取付面の適正な位置
に略隙間なく密着させて取り付けたり、成形品に略隙間
なく密着させた状態でカバー部材を外装することが可能
となる。

【００７９】ここで、前記挿通孔の開口幅を原料ビーズ
の直径よりも小さく設定すると、挿通孔内への原料ビー
ズの侵入を防止して、成形品の挿通孔に対応する位置に
大きなバリが突出状に形成されることを防止できる。

【００８０】また、前記突部の高さを挿通孔により形成
されるバリの高さよりも高く設定すると、挿通孔により
形成されるバリが、成形品の適正表面外へ突出すること
を確実に防止できる。

【００８１】更に、可動仕切部材を後退させた状態で、
可動仕切部材の前端部が可動仕切部材を設けた金型内面
と面一或いは成形空間内に突出するように、可動仕切部
材の長さを設定すると、挿通孔内に原料ビーズが充填さ
れることを防止して、バリの発生を確実に防止できる。
このため、例えば成形品をカバー部材等で外装する場合
においても、バリを除去することなく、カバー部材を成
形品に密着させた状態で外装することが可能となる。

【００８２】可動仕切部材としては、櫛状のものを用い
てもよいが、櫛状の可動仕切部材の各櫛歯が挿通する挿
通孔を金型に多数の形成する必要があり、金型の加工が
煩雑になるので、板状部材を用いることが好ましい。

【００８３】本発明に係る型内発泡成形方法によれば、
区画成形空間の形成位置やサイズ、充填する原料ビーズ
の特性などを適正に設定することで、成形品の性能や品
質を向上できる。例えば、強度面を重視する部位には、
発泡倍率の低い原料ビーズを用いて成形品の強度剛性を
高め、そうでない部位には発泡倍率の高い原料ビーズを
用いることで、成形品重量を軽減し、成形品の強度向上
と重量軽減の両立を図ることが可能となる。

【００８４】また、原料ビーズを充填してから蒸気の供
給により原料ビーズが相互に融着するまでの間に、可動
仕切部材を後退させるので、特性の異なる原料ビーズの
境界においても原料ビーズ同士が十分に密着するので、
境界における成形品強度を十分に確保できる。

【００８５】更に、隣接する区画成形部が一体化された
前記型内発泡成形装置を用いているので、金型の膨張や
収縮時における、隣接する区画成形部の相対移動を確実
に防止して、挿通孔の開口幅が変動することを防止でき
る。しかも、可動仕切部材が挿通する金型の挿通孔の形
状を、例えば直線的な単純な形状に構成にすることが可
能となり、金型の膨張や収縮による挿通孔の開口幅の拡
縮や挿通孔の変形を防止して、可動仕切部材のスムーズ
な移動を確保することが可能となる。

【００８６】ここで、前記成形方法において、成形空間
内に原料ビーズを充填した後、可動仕切部材を後退さ
せ、その後成形空間内に蒸気を供給して、原料ビーズを
加熱融着させると、可動仕切部材を後退させるタイミン
グを設定し易いので好ましい。

【００８７】また、前記特性の異なる原料ビーズとし
て、発泡倍率の異なる原料ビーズを可動仕切部材及び固
定仕切部材で区画された隣接する区画成形空間内に充填
すると、例えば、強度面を重視する部位には、発泡倍率
の低い原料ビーズを用いて成形品の強度剛性を高め、そ
うでない部位には発泡倍率の高い原料ビーズを用いるこ
とで成形品重量を軽減し、成形品の強度向上と重量軽減
の両立を図ることが可能となる。

【００８８】本発明に係る型内発泡成形品によれば、特
性の異なる原料ビーズを用いて成形された成形部を有す
るものなので、成形品に要求される機械的特性等の条件
を成形品の各部においてきめ細かく設定することが可能
で、性能や品質の良い成形品を実現できる。また、この
ような成形品は、固定仕切部材を備えた前述の型内発泡
成形装置により成形されるものであり、固定仕切部材に
対応する位置には貫通孔が形成されることになるが、成
形装置における可動仕切部材のスムーズな移動を確保で
きるので好ましい。

【００８９】ここで、境界のうちの貫通孔を有しない部
分の外面に、境界に沿って溝部が形成され、該溝部の底
面に成形品の適正表面外へ突出しないようにバリを形成
すると、バリが成形品の適正表面外へ突出しないので、
バリを除去するなどの後加工を施すことなく、成形品を
被着対象物の取付面の適正な位置に略隙間なく密着させ
て取り付けたり、成形品に略隙間なく密着させた状態で
カバー部材を外装することが可能となる。

【００９０】また、自動車用バンパーの芯材をこの型内
発泡成形品で構成する場合には、この芯材のうちの自動
車の各種前面衝突時において芯材に作用する局部的衝撃
応力を受けやすい部分付近を発泡倍率の低い原料ビーズ
からなる低発泡部で構成し、他の部分を低発泡部よりも
発泡倍率の高い原料ビーズからなる高発泡部で構成する
ことで、芯材の重量を極力低減しつつ、各種前面衝突時
における衝撃エネルギーを効果的に吸収することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 自動車用バンパーの芯材の斜視図

【図２】 （ａ）は図１のII-II線断面図、（ｂ）は
（ａ）の要部Ａの拡大図

【図３】 型内発泡成形装置の縦断面図

【図４】 通気孔付近の金型の縦断面図

【図５】 コアベントの正面図

【図６】 突部付近における金型の縦断面図

【図７】 （ａ）は本発明に係る成形品の斜視図、
（ｂ）、（ｃ）は同成形品を成形するための成形装置の
説明図

【図８】 （ａ）は他の構成の成形品の斜視図、
（ｂ）、（ｃ）は同成形品を成形するための成形装置の
説明図

【図９】 （ａ）は他の構成の成形品の斜視図、
（ｂ）、（ｃ）は同成形品を成形するための成形装置の
説明図

【図１０】 （ａ）は他の構成の成形品の斜視図、
（ｂ）、（ｃ）は同成形品を成形するための成形装置の
説明図

【図１１】 （ａ）は他の構成の成形品の斜視図、
（ｂ）、（ｃ）は同成形品を成形するための成形装置の
説明図

【図１２】 他の構成の成形装置の縦断面図

【符号の説明】

１ 芯材 ２ 前部衝撃吸収部 ３ 側部衝撃吸収部 ４ 角部 ５ 低発泡部 ６ 高発泡部 ７ 溝部 ８ バリ ９ａ 貫通孔 ９ｂ 溝部 １０ 型内発泡成形装置 １１ コア型 １１ａ 区画成形部 １１ｂ 区画成形部 １２ キャビティ型 １３ 成形空間 １３Ａ 区画成形空間 １３Ｂ 区画成形空間 １４ 充填機 １５ ハウジング １６ 第１チャンバー １７ 第１チャンバー １８ 通気孔 １９ コアベント ２０ コアベント取付孔 ２１ コアベントホール ２２ 供給管 ２３ 排出管 ３０ 区画手段 ３１ 挿通孔 ３２ 可動仕切部材 ３３ アクチュエータ ３４ 突部 ４０ 固定仕切部材 ４１ 連続部 １Ａ 芯材 ９Ａ 貫通孔 ３０Ａ 区画手段 ４２ 固定仕切部材 ４３ 連続部 １Ｂ 芯材 ９Ｂ 貫通孔 ３０Ｂ 区画手段 ４４ 櫛歯 ４５ 固定仕切部材 ４６ 連続部 １Ｃ 芯材 ９Ｄ 貫通孔 ４７ 連続部 ３０Ｄ 区画手段 ３２Ｄ 可動仕切部材 ５０ 型内発泡成形装置 ５１ クリアランス

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コア型又はキャビティ型を挿通して成形
   空間内に出没自在な可動仕切部材と、コア型又はキャビ
   ティ型に一体的に設けた固定仕切部材とで、成形空間を
   複数の区画成形空間に区画可能となし、可動仕切部材が
   出没する金型のうちの各区画成形空間をそれぞれ構成す
   る区画成形部を、固定仕切部材に対応する位置において
   一体化させたことを特徴とする型内発泡成形装置。
2. 【請求項２】 前記固定仕切部材を柱状に形成した請求
   項１記載の型内発泡成形装置。
3. 【請求項３】 前記固定仕切部材を壁状に形成した請求
   項１又は２記載の型内発泡成形装置。
4. 【請求項４】 前記固定仕切部材を櫛状に形成した請求
   項１〜３のいずれか１項記載の型内発泡成形装置。
5. 【請求項５】 成形空間内を複数の区画成形空間に区画
   するための可動仕切部材を成形空間内に出没自在に設
   け、前記区画成形空間を構成する複数の可動仕切部材を
   ２組に分けて、第１の可動仕切部材をコア型に配置さ
   せ、第２の可動仕切部材をキャビティ型に配置させ、各
   区画成形空間をそれぞれ構成するコア型の複数の区画成
   形部を、キャビティ型に設けた第２の可動仕切部材に対
   応する位置において一体化させるとともに、各区画成形
   空間をそれぞれ構成するキャビティ型の複数の区画成形
   部を、コア型に設けた第１の可動仕切部材に対応する位
   置において一体化させたことを特徴とする型内発泡成形
   装置。
6. 【請求項６】 前記可動仕切部材を設けたコア型又はキ
   ャビティ型に可動仕切部材が挿通する挿通孔を形成する
   ととに、挿通孔に沿って成形空間内へ突出する突部を形
   成し、挿通孔の成形空間側の開口部を突部の幅方向の途
   中部に開口させた請求項１〜５のいずれか１項記載の型
   内発泡成形装置。
7. 【請求項７】 前記挿通孔の開口幅を原料ビーズの直径
   よりも小さく設定した請求項６記載の型内発泡成形装
   置。
8. 【請求項８】 前記突部の高さを挿通孔により形成され
   るバリの高さよりも高く設定した請求項６又は７記載の
   型内発泡成形装置。
9. 【請求項９】 前記可動仕切部材を後退させた状態で、
   可動仕切部材の前端部が可動仕切部材を設けた金型内面
   と面一或いは成形空間内に突出するように、可動仕切部
   材の長さを設定した請求項１〜５のいずれか１項記載の
   型内発泡成形装置。
10. 【請求項１０】 前記可動仕切部材として板状部材を用
    いた請求項１〜９のいずれか１項記載の型内発泡成形装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項記載の
    型内発泡成形装置を用い、可動仕切部材を前進させて成
    形空間を複数の区画成形空間に区画した状態で、少なく
    とも隣接する区画成形空間に特性の異なる原料ビーズが
    充填されるように成形空間内に原料ビーズを充填し、原
    料ビーズを充填してから蒸気の供給により原料ビーズが
    相互に融着するまでの間に、前記可動仕切部材を後退さ
    せることを特徴とする型内発泡成形方法。
12. 【請求項１２】 前記成形空間内に原料ビーズを充填し
    た後、可動仕切部材を後退させ、その後成形空間内に蒸
    気を供給して、原料ビーズを加熱融着させる請求項１１
    記載の型内発泡成形方法。
13. 【請求項１３】 前記複数の区画成形空間に、発泡倍率
    の異なる原料ビーズを充填するための充填器をそれぞれ
    接続した請求項１１又は１２記載の型内発泡成形装置。
14. 【請求項１４】 特性の異なる原料ビーズを用いて成形
    された成形部分の境界の一部に貫通孔が形成されてなる
    型内発泡成形品。
15. 【請求項１５】 境界のうちの貫通孔を有しない部分の
    外面に、境界に沿って溝部が形成され、該溝部の底面に
    成形品の適正表面外へ突出しないようにバリが形成され
    てなる請求項１４記載の型内発泡成形品。
16. 【請求項１６】 前記型内発泡成形品が自動車用バンパ
    ーの芯材であり、この芯材は、自動車の各種前面衝突時
    において芯材に作用する局部的衝撃応力を受けやすい部
    分付近が発泡倍率の低い原料ビーズからなる低発泡部で
    構成され、他の部分は低発泡部よりも発泡倍率の高い原
    料ビーズからなる高発泡部で構成されている請求項１４
    又は１５記載の型内発泡成形品。