JP2001328134A - 熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法及び装置並びに型内発泡成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特性の異なる原料ビーズからなる成形部分を
有する成形品の品質を向上し得る熱可塑性合成樹脂の型
内発泡成形方法及び装置並びに型内発泡成形品を提供す
ることである。 【解決手段】 区画手段３０により成形空間１３内を複
数の区画成形空間１３Ａ，１３Ｂに区画し、少なくとも
隣接する区画成形空間１３Ａ，１３Ｂに対して特性の異
なる原料ビーズが充填されるように、各区画成形空間１
３Ａ，１３Ｂに対して個別に原料ビーズを充填するに際
し、特性に応じた設定温度に原料ビーズを温調した状態
で、各区画成形空間１３Ａ，１３Ｂ内に対して原料ビー
ズを圧縮充填する。

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
好適な熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法及び装置並
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
出没自在な仕切部材を設け、この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、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、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】一方、各成形ショット間における成形品の
発泡倍率のバラツキを少なくして成形品の重量バラツキ
を少なくする技術として、特開平３−５３９２９号公報
には、原料ビーズの温度を測定し、その温度に適応する
ように圧縮充填圧力を設定したり、原料ビーズの温度を
圧縮充填圧力に適応するように調整したり、原料ビーズ
の見掛け密度を測定し、それに適応するように圧縮充填
圧力を調整したり、原料ビーズの温度及び見掛け密度を
測定し、それに適応するように圧縮充填圧力を調整する
ように構成したものが記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記米国特
許に記載の成形装置において、隣接する区画成形空間内
に発泡倍率の異なる原料ビーズを充填して成形品を製作
すると、原料ビーズの加熱融着時に、異種原料ビーズ間
において発泡圧に差が生じ、異種原料ビーズの境界面が
全体的にずれたり、境界面が湾曲したりする問題が発生
し、所期の品質が得られないという問題があった。しか
も、このような境界面のずれや変形は、原料ビーズの空
気輸送時における分級や、各成形ショット間における外
部温度条件の変動等によっても変化することから、初期
条件を適正に設定していても調整困難なものであった。

【０００６】また、別の問題として、前記米国公報に記
載の成形装置においては、仕切部材を出没させるための
アクチュエータを設ける必要があるので、成形空間の区
画個数が増えると、それに応じて仕切部材の駆動系統が
複雑になり、成形装置の製作コストが高くなること、隣
接する区画成形空間内の充填圧に差圧が生じないように
制御しないと、差圧による仕切部材の変形が懸念される
こと、充填用エアの流れが仕切部材により阻害されて原
料ビーズの充填性が低下すること、金型に挿通孔を形成
して、この挿通孔に仕切部材を出没自在に装着する関係
上、成形品の表面に挿通孔に沿ってバリが形成され、外
観が低下すること、などの問題があった。

【０００７】本出願人は、前記米国公報に記載の成形装
置における問題が、板状の仕切部材を可動に構成するこ
とにより発生していることに着目し、櫛歯からなる仕切
部材を金型に固定的に設け、この仕切部材で成形空間内
を複数の区画成形空間に区画するように構成した成形装
置を開発しつつある。しかし、この成形装置において
も、仕切部材を成形空間内に残した状態で、原料ビーズ
を加熱融着させる関係上、発泡倍率の異なる原料ビーズ
を充填した場合には、原料ビーズの発泡圧の差により境
界面が変形するとともに、櫛歯が境界面とともに変形
し、成形品の離型が困難になったり、成形品の品質が低
下するという問題が発生した。また、櫛歯の変形を防止
するため、櫛歯として大径のものを使用すると、成形品
に大きな有底孔や貫通孔が形成され、成形品の外観が低
下したり強度が低下するという別の問題が発生する異か
ら、加熱融着時に原料ビーズの発泡圧に差圧が発生しな
いようにするための技術が要望されていた。

【０００８】本発明の目的は、特性の異なる原料ビーズ
からなる成形部分を有する成形品の品質を向上し得る熱
可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法及び装置並びに型内
発泡成形品を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段及びその作用】本発明に係
る熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法は、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、少なく
とも隣接する区画成形空間に対して特性の異なる原料ビ
ーズが充填されるように、各区画成形空間に対して個別
に原料ビーズを充填するに際し、特性に応じた設定温度
に原料ビーズを温調した状態で、各区画成形空間内に対
して原料ビーズを圧縮充填するものである。

【００１０】この成形装置においては、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特性の異なるの原料ビーズを圧
縮充填できるので、区画成形空間の形成位置やサイズ、
圧縮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。しかも、原料ビーズを温調することにより、
成形ショット間における成形品の発泡倍率のバラツキを
少なくして、成形品の重量バラツキを低減できるので好
ましい。

【００１１】また、特性に応じた設定温度に原料ビーズ
を温調するので、特性の異なる原料ビーズ毎に加熱融着
時における発泡圧を適正に調整することが可能となる。
具体的には、原料ビーズの加熱融着時における発泡圧が
略一様になるように、特性に応じた設定温度に原料ビー
ズを温調した状態で、各区画成形空間内に対して原料ビ
ーズを圧縮充填することで、仕切部材として板状部材を
用いる場合には、特性の異なる原料ビーズの境界面の位
置ずれや変形を防止でき、また仕切部材として櫛歯を用
いる場合には、櫛歯の変形を防止して櫛歯からの成形品
の離型性を向上できるとともに、櫛歯として小径のもの
を採用することが可能となり、櫛歯により成形品に形成
される貫通孔や有底孔の孔径を小さく設定して、成形品
の強度や外観を向上できる。更に、各区画成形空間に対
する原料ビーズの圧縮充填を略同一圧縮条件で行うと、
成形空間内の各部における充填密度のバラツキを極力少
なくでき、成形品の品質を向上できるので好ましい。

【００１２】原料ビーズとしては、発泡倍率、基材樹脂
組成、結晶化構造、粒子サイズ、粒子形状、粒子重量、
粒子内セル径、色の１種又は２種以上の特性が異なる原
料ビーズを採用できる。これらの特性は、色以外におい
て原料ビーズの発泡圧に影響を及ぼす特性であるので、
発泡圧を調整すべく本発明を適用するのに好適である。
基本的には、同一加熱条件下では、発泡倍率は、高くな
ると発泡圧も高くなる傾向を示し、結晶化構造は、結晶
化度が高くなると発泡圧は低くなる傾向を示し、粒子サ
イズは、大きくなると発泡圧は高くなる傾向を示し、粒
子形状は、単位重量当たりの表面積が大きくなると発泡
圧は低くなる傾向を示し、粒子重量は、大きくなると発
泡圧は高くなる傾向を示し、粒子内セル径は、大きくな
ると発泡圧は高くなる傾向を示す。また、基材樹脂は、
その組成が異なることにより、例えば融点やＭＩ（メル
ト・インデックス）が違った値を示す。一般的に同一加
熱条件下では、融点が高くなると発泡圧は低くなる傾向
を示し、ＭＩが高くなると発泡圧も高くなる。本発明で
は、これらの特性に応じて原料ビーズの温調の設定温度
を調整することになる。

【００１３】また、実際の原料ビーズにおいては、１つ
の特性を調整すると他の特性が変化することが多く、１
つの特性のみが異なるように構成することが困難なこと
から、定性的な判断は困難ではあるが、基本的には、原
料ビーズとして発泡倍率の異なる原料ビーズを用い、発
泡倍率の低い原料ビーズの温調の設定温度を、発泡倍率
の高い原料ビーズの温調の設定温度よりも高く設定する
と、前述したような作用が得られるので好ましい。但
し、原料ビーズとして発泡倍率の異なる原料ビーズを用
いた場合であっても、その他の特性が異なる場合には、
発泡倍率の低い原料ビーズの温調の設定温度を、発泡倍
率の高い原料ビーズの温調の設定温度以下に設定して、
発泡圧を調整することもあり得る。

【００１４】複数の区画成形空間に対する原料ビーズの
圧縮充填は、同時に行ってもよいし、時間差を設けて行
ってもよい。尚、仕切部材として櫛歯からなるものを用
い、しかも櫛歯の間隔を少なくとも１種類の原料ビーズ
が通り抜け可能な間隔に設定する場合には、通り抜け不
能な原料ビーズを充填した後、通り抜け可能な原料ビー
ズを充填することになる。

【００１５】本発明に係る熱可塑性合成樹脂の型内発泡
成形装置は、成形空間内を複数の区画成形空間に区画す
る仕切部材を有する金型と、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、
各区画成形空間に対して個別に原料ビーズを圧縮充填す
る充填手段とを備え、充填手段に、特性に応じた設定温
度に原料ビーズを温調する温調手段を設けたものであ
る。

【００１６】この型内発泡成形装置では、温調手段によ
り少なくとも１種類の原料ビーズを特性に応じた設定温
度に温調できるので、前記型内発泡成形方法と同様に、
特性の異なる原料ビーズ毎に加熱融着時における発泡圧
を適正に調整することが可能となる。

【００１７】仕切部材として、隣接する区画成形空間に
充填する原料ビーズの少なくとも一方が通り抜け不能な
間隔をあけて型開閉方向に片持ち状に延びる複数の櫛歯
を有する仕切部材を金型に固定すると、成形品のうちの
櫛歯に対応する位置には貫通孔又は有底孔が形成される
ものの、仕切部材がコア型又はキャビティ型に固定的に
設けられているので、次のような作用が得られる。

【００１８】（１）仕切部材を駆動するための駆動系が
不要となるので、成形装置を格段に簡素に構成すること
が可能となり、成形装置の製作コストを低減できる。 （２）仕切部材の取付位置を変更することで、成形空間
の区画領域を容易に変更することが可能で、成形品の設
計変更等に容易に対応できる。 （３）隣接する区画成形空間内に充填した特性の異なる
の原料ビーズ同士も櫛歯間の隙間を介して十分に融着す
ることになるので、成形品のうちの特性の異なる原料ビ
ーズで成形された成形部分の接合強度を十分に確保する
ことが可能となる。 （４）仕切部材が挿通する挿通孔を金型に設ける必要が
ないので、原料ビーズが挿通孔内に侵入したり、挿通孔
と仕切部材間に侵入することにより、バリが形成された
りするという不具合を確実に防止できる。しかも、挿通
孔の形成による金型強度の部分的な低下を防止でき、成
形品精度を向上できる。

【００１９】また、隣接する区画成形空間内における原
料ビーズの加熱融着時の発泡圧を略同じに設定すること
で、櫛歯の変形を防止して櫛歯からの成形品の離型性を
向上できるとともに、櫛歯として小径のものを採用する
ことが可能となり、櫛歯により成形品に形成される貫通
孔や有底孔の孔径を小さく設定して、成形品の強度や外
観を向上できる。

【００２０】櫛歯としては、直径が１〜１０ｍｍの棒状
部材を用いることが好適である。つまり、この成形装置
においては、前述のように成形品には櫛歯により貫通孔
又は有底孔が形成されるので、櫛歯の直径を１０ｍｍよ
りも大きく設定すると、大きな貫通孔又は有底孔が形成
されることになり、成形品の強度低下を招くとともに、
成形品の外観が低下し、また櫛歯の直径を１ｍｍよりも
小さく設定すると、櫛歯の強度を十分に確保できず、櫛
歯が破損したり変形したりするという不具合が発生す
る。

【００２１】また、隣接する櫛歯の間隔は、通り抜けで
きない原料ビーズの直径の３０〜９０％に設定すること
が好ましい。隣接する櫛歯の間隔は狭すぎると、該櫛歯
を挟んで隣接する区画成形空間内の原料ビーズ同士の密
着性が十分に確保できず、境界部分における強度が低下
する。また、ポリオレフィン系樹脂からなる原料ビーズ
は、ポリスチレン系樹脂からなる原料ビーズよりも柔ら
かいので、隣接する櫛歯の間隔が広すぎると、原料ビー
ズが仕切部材の櫛歯間を通って隣接する区画成形空間に
移動するという不具合が発生する。

【００２２】更に、前記櫛歯を弾性変形可能な素材で構
成することが好ましい。つまり、櫛歯は、充填圧や発泡
圧等を受けて変形することを防止するため、その断面積
を大きく設定して強度剛性を高めることが好ましいが、
このように構成すると、成形品に大きな貫通孔又は有底
孔が形成されることになり、成形品の外観低下や強度低
下の原因となる。そこで、櫛歯を弾性変形可能な素材で
構成することにより、充填圧や発泡圧により櫛歯が多少
変形しても元の形状に復帰できるようにして、櫛歯の塑
性変形による成形不良や離型不良を防止しつつ、櫛歯の
断面積を極力小さく設定して、成形品の外観低下や強度
低下を抑制できるように構成することが好ましい。

【００２３】本発明に係る型内発泡成形品は、前記型内
発泡成形装置にて成形した型内発泡成形品であって、特
性の異なる原料ビーズを用いて成形された複数の成形部
分を有し、各成形部分の境界面に沿って設定間隔おきに
金型の型開閉方向に略ストレート状に延びる複数の貫通
孔又は有底孔を形成したものである。このような成形品
は、櫛歯を有する前述した型内発泡成形装置により製作
することが可能であるが、貫通孔又は有底孔が略ストレ
ート状であることから、櫛歯からの成形品の離型性がよ
く、また各成形部分の境界面が変形していないことか
ら、寸法精度に優れ、重量バラツキが少なく、境界面の
強度を十分に確保可能な品質の優れたものとなる。尚、
各成形部分の境界面は平坦面で構成することも可能であ
るし、三角波状や矩形波状やサイン波状等に構成しても
よい。

【００２４】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。本発明に係る型内
発泡成形品としての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。

【００２５】

【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。

【００２６】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。

【００２７】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の外観形状やサイズは、適用する自動車に
応じて任意に設定可能である。

【００２８】図１、図２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面Ｌの位置において
区画され、境界面Ｌには前面から後方へ延びる複数の有
底孔７と、後面から前方へ延びる複数の有底孔８とが一
定間隔おきに交互に形成されている。この有底孔７、８
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、芯材１を前後
方向に貫通する貫通孔で構成することも可能である。但
し、境界面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、境界面Ｌ
が三角波状や矩形波状、鋸波状や正弦波状になるよう
に、有底孔７，８を配列してもよい。

【００２９】この芯材１においては、前述のように、境
界面Ｌに沿って一定間隔おきに芯材１を前後方向に貫通
する複数の有底孔７，８が形成されるものの、板状の仕
切部材を用いた場合とは異なり、芯材１の表面に境界面
Ｌに沿ってバリが突出形成されることはないので、バリ
除去のための工程を経ることなく、この芯材１をそのま
ま自動車のフロントビームの取付面に精度よく固定する
ことが可能となる。また、芯材１にカバー部材を外装す
る場合においても、芯材１とカバー部材間に隙間が形成
されることを確実に防止できる。

【００３０】尚、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。また、
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、例えば基材樹脂
組成、結晶化構造、粒子サイズ、粒子形状、粒子重量、
粒子内セル径、色の１種又は２種以上の特性が異なる原
料ビーズを用いて成形品を構成してもよい。

【００３１】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
系樹脂材料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〜
８０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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】次に、前述した芯材１を成形するための型
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、対向配置した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１
１とキャビティ型１２とで形成される成形空間１３を２
つの区画成形空間１３Ａと１つの区画成形空間１３Ｂに
区画する２組の区画手段３０と、各区画成形空間１３
Ａ，１３Ｂ内に空気の流れに乗せて特性の異なる原料ビ
ーズをそれぞれ充填するための２組の充填手段１４Ａ，
１４Ｂとを備えている。

【００３７】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１９ａや幅０．５ｍｍ程度のスリット１
９ｂ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
のや、金型１１，１２に直接的に形成した０．５ｍｍφ
程度のコアベントホール２１で構成されている。

【００３８】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ＳＰ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ＥＰがそれぞれ接続され、
供給管ＳＰ及び排出管ＥＰの途中部には図示外の制御弁
がそれぞれ介設され、制御弁の操作により成形空間１３
への用役流体の供給、排出を制御できるように構成され
ている。

【００３９】充填手段１４Ａ，１４Ｂは、特性の異なる
原料ビーズを充填する以外は基本的には同じに構成され
ており、各充填手段１４Ａ，１４Ｂは、原料ビーズを設
定温度に温調するビーズ温調槽２２と、温調された原料
ビーズを貯留する原料タンク２３と、原料タンク２３か
ら供給された原料ビーズを成形空間１３内へ充填する充
填器２４とを備えている。

【００４０】原料タンク２３には吸気管ＩＰが接続さ
れ、吸気管ＩＰの途中部には吸気弁Ｖ１が介装され、吸
気弁Ｖ１を制御することで、原料タンク２３の内圧が調
整される。また、原料タンク２３にはシャッター２５が
付設され、原料ビーズはシャッター２５から充填管ＦＰ
を通って充填器２４へ供給される。原料タンク２３内は
チャンバー１６，１７の内圧以上に加圧され、原料タン
ク２３に貯留された原料ビーズは、原料タンク２３から
成形空間１３への空気の流れに乗って、成形空間１３に
充填されるように構成されている。

【００４１】原料タンク２３には原料ビーズを温調する
温調手段２６が設けられるとともに、原料タンク２３内
の雰囲気温度を測定する温度センサ２６ａが設けられ、
この温度センサ２６ａからの信号に基づき温調手段２６
を制御して、充填直前の原料ビーズの温度を設定温度に
調整するように構成されている。温調手段２６として
は、成形工場では冷却水温度を３０〜５０℃に管理して
いることより、この冷却水を利用した温調を行うこと
が、設備経済上好ましい。

【００４２】ビーズ温調槽２２には原料ビーズを加熱す
るための加熱手段２７が設けられるとともに、ビーズ温
調槽２２内の温度を測定する温度センサ２７ａが設けら
れ、温度センサ２７ａからの信号に基づいて加熱手段２
７による加熱温度を制御することにより、原料ビーズの
温度を設定温度に調整するように構成されている。ま
た、原料ビーズの温度をより厳密に調整するため、温度
センサ２７ａを複数設けて、その平均温度を原料ビーズ
の温度として用いることが好ましい。

【００４３】加熱手段２７としては、任意の構成の加熱
手段を採用できるが、成形時に用いる加熱蒸気を利用し
た加熱手段を設けることが設備経済上好ましい。また、
加熱手段として電気ヒータ等を採用することも可能で、
加熱蒸気を利用した加熱手段と電気ヒータ等の加熱手段
とを併用してもよい。また、加熱手段として、ビーズ温
調槽２２内の雰囲気温度が一様になるように、例えば熱
風ブロワを用い、ビーズを攪拌しながら温調してもよ
い。

【００４４】ビーズ温調槽２２は、保温性を高めるた
め、内壁或いは外壁を断熱材で構成した断熱構造に構成
することが好ましい。また、ビーズ温調槽２２から原料
タンク２３への原料ビーズの輸送は、途中部に開閉弁Ｖ
２を介装した輸送管ＴＰを介して空気輸送にて行うこと
になるが、輸送時における原料ビーズの温度変化を防止
するため、輸送管ＴＰを保温し、輸送のための空気の温
度も予め調整することも好ましい。

【００４５】原料ビーズの加熱温度は、常温以上、融点
以下の任意の温度に設定できるが、高温域でのビーズの
劣化或いは低温域での夏場の温度管理、冬場の省エネを
考慮すると、３０℃〜８０℃、さらに、成形機の低圧縮
圧力域或いは高圧縮圧力域での圧縮充填圧力の制御精
度、ビーズ圧縮特性を考慮すると、３０℃〜５０℃に設
定することが好ましい。また、成形品の機械的強度及び
重量を安定化させるため、原料ビーズの温度は、設定温
度±５℃の範囲内に調整することが好ましい。

【００４６】原料ビーズは、このビーズ温調槽２２内に
おいて、特性に応じた設定温度に温調される。これによ
り、圧縮充填時の原料ビーズの圧縮度合いを制御して、
例えば特性の異なる原料ビーズの加熱融着時における発
泡圧が略同じになるように調整できる。尚、原料ビーズ
の温調は、特定の原料ビーズのみに行うことも可能であ
るが、温調しない原料ビーズにより得られる成形品の発
泡倍率が、成形ショット毎に外気温度等により変動して
成形品重量が変動しないように、特性の異なる原料ビー
ズ全てに対して行うことが好ましい。

【００４７】次に、区画手段３０について説明する。成
形空間１３内は、図３、図６に示すように、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には充填
器２４がそれぞれ接続されており、隣接する区画成形空
間１３Ａ，１３Ｂ内に特性の異なるの原料ビーズを充填
できるように構成されている。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、基材樹脂組成、結晶化構造、粒子サイズ、
粒子形状、粒子重量、粒子内セル径、色の１種又は２種
以上の特性が異なる原料ビーズを充填することも可能で
ある。

【００４８】この区画手段３０は、図７、図８に示すよ
うに、型開閉方向に沿って並列状に配置した櫛歯３１
と、櫛歯３１を片持ち状に支持する支持部材３２とから
なる仕切部材であって、キャビティ型１２に略コ字状に
固定した３枚１組の第１仕切部材３３と、コア型１１に
略コ字状に固定した３枚１組の第２仕切部材３４とを備
えている。但し、仕切部材３３，３４としては、略コ字
状に一体形成したものを用いてもよい。また、櫛歯３１
を有する仕切部材３３，３４に代えて、エアシリンダ等
のアクチュエータにより成形空間１３に進退移動する板
状の仕切部材を採用することも可能である。

【００４９】両仕切部材３３，３４の櫛歯３１の間隔Ｔ
は、区画成形空間１３Ａ，１３Ｂの少なくとも一方に充
填する原料ビーズが通り抜けできない間隔にそれぞれ設
定されている。櫛歯３１の間隔Ｔ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、芯材１の強度が
低下するので、通り抜けできない原料ビーズの直径の３
０〜９０％、より好ましくは５０〜８０％に設定するこ
とが好ましい。

【００５０】第１仕切部材３３の櫛歯３１Ａと第２仕切
部材３４の櫛歯３１Ｂとは半ピッチずらして配置される
とともに、両仕切部材３３，３４の櫛歯３１の長さは、
当該櫛歯３１が配置される位置における両金型１１，１
２間の距離よりも短く設定され、両金型１１，１２を型
閉じした状態で、櫛歯３１Ａ，３１Ｂの先端部が型開閉
方向にラップするように構成されている。

【００５１】この区画手段３０では、第１仕切部材３３
の櫛歯３１Ａと第２仕切部材３４の櫛歯３１Ｂの先端部
のみをラップさせるので櫛歯３１Ａ，３１Ｂの長さを極
力短く設定することが可能となり、櫛歯３１Ａ，３１Ｂ
の変形を防止とともに、櫛歯３１Ａ，３１Ｂに作用する
曲げモーメントを小さく設定できるので、櫛歯３１Ａ，
３１Ｂして小径のものを採用することが可能となり、櫛
歯３１Ａ，３１Ｂにより芯材１に形成される有底孔７，
８を極力小径に構成できる。また、櫛歯３１Ａ，３１Ｂ
の長さ設定がラフになるので、芯材１形状の変更等に対
しても容易に対応できるし、クラッキング充填のよう
に、両金型間にクラッキング隙間をあけた状態で、原料
ビーズを充填する場合でも、両仕切部材３３，３４の櫛
歯３１Ａ，３１Ｂのラップ量をクラッキング隙間よりも
多少大きく設定することで、隣接する区画成形空間１３
Ａ，１３Ｂを仕切ることが可能となる。また、櫛歯３１
Ａと櫛歯３１Ｂとを交互に配置させているので、金型１
１，１２を型開きするときに芯材１に対してバランスよ
く櫛歯３１Ａ，３１Ｂに引き抜き力を作用させることが
可能となるので、離型性を向上する上で好ましい。

【００５２】櫛歯３１は、細長い棒状やパイプ状の部材
で構成され、横断面形状としては、円形状、長円状、楕
円状、四角形や六角形などの多角形状など任意の外形の
ものを採用できる。また、櫛歯３１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３０を用いた場合においては、図１，
図２に示すように、芯材１には櫛歯３１Ａ，３１Ｂに対
応する位置に有底孔７，８がそれぞれ形成されることに
なるので、櫛歯３１の直径は極力小さく設定することが
好ましく、櫛歯３１の直径は、例えば１〜１０ｍｍ、好
ましくは１．５〜５ｍｍに設定されている。更に、櫛歯
３１として弾性変形可能な金属材料や合成樹脂材料から
なるものを用いることが好ましい。このように構成する
と、充填圧や発泡圧により櫛歯３１が多少変形しても元
の形状に復帰できるので、櫛歯３１の塑性変形による充
填不良や離型不良などの成形不良を防止しつつ、櫛歯３
１の断面積を極力小さく設定して、芯材１の外観低下や
強度低下を抑制できる。

【００５３】型内発泡成形装置１０には、図示していな
いが、キャビティ型１２から芯材１を離型するためのエ
ジェクタピンが設けられ、仕切部材３３，３４を含む金
型１１，１２からの芯材１の離型抵抗に関して、櫛歯３
１Ａ，３１Ｂの構成を次のように調整することで、コア
型１１側よりもキャビティ型１２側の離型抵抗を大きく
設定し、型開き時にエジェクタピンを有するキャビティ
型１２側に芯材１が確実に残置されるように構成されて
いる。

【００５４】キャビティ型１２側の離型抵抗がコア型１
１側よりも大きくなるように、キャビティ型１２と第１
仕切部材３３の櫛歯３１Ａと第２仕切部材３４の櫛歯３
１Ｂとの総表面積、本数、総長さ、横断面積、横断面形
状、表面性、抜き勾配などを調整したり、或いはこれら
の調整を組み合わせたりしている。もっとも金型は、基
本的には、エジェクタピンを有する金型側に芯材１が残
置されるように設計されているので、両櫛歯３１Ａ，３
１Ｂからの芯材１の離型抵抗を同じに設定すれば、キャ
ビティ型１２側に芯材１が残置され、またコア型１１側
の櫛歯３１Ｂからの離型抵抗をキャビティ型１２側の櫛
歯３１Ａからの離型抵抗よりも多少大きく設定しても、
キャビティ型１２側に芯材１が残置されることになる
が、キャビティ型１２側に確実に芯材１が残置されるよ
うに、キャビティ型１２側の櫛歯３１Ａからの離型抵抗
がコア型１１側の櫛歯３１Ｂからの離型抵抗よりも大き
くなるように、前述したように櫛歯３１Ａ，３１Ｂの構
成を調整することが好ましい。また、両櫛歯３１Ａ，３
１Ｂからの離型抵抗の差を大きく設定し過ぎると、エジ
ェクタピンによる芯材１の離型作業に支障がでることが
考えられるので、キャビティ型１２側の櫛歯３１Ａから
の離型抵抗がやや大きくなるように設定することが好ま
しい。更に、櫛歯３１Ａ，３１Ｂからの離型抵抗は、芯
材１に対して一様に作用するに設定することが好まし
い。

【００５５】尚、図９に示す区画手段４０のように、コ
ア型１１の仕切部材３４を省略するとともに、キャビテ
ィ型１２の仕切部材３３に代えて、先端部をコア型１１
まで延ばしてた櫛歯４１を有する仕切部材４２を設け、
この櫛歯４１の間隔を少なくとも一方の原料ビーズの直
径よりも短い間隔をあけて併設することで、成形空間１
３内を複数に区画してもよい。また、この場合には、櫛
歯４１からの成形品の離型性を高めるため、図１０に示
す区画手段４３のように、左右の第１仕切部材４２Ａを
キャビティ型１２に固定し、上部の第２仕切部材４２Ｂ
をコア型１１に固定してもよい。

【００５６】また、区画手段３０に代えて、図１１に示
す区画手段５０のように、低発泡部５と高発泡部６の境
界面Ｌの角部や端部に対応させて柱状の固定仕切部材５
１をコア型１１又はキャビティ型１２に一体的に設けた
り、図１２に示す区画手段５５のように、低発泡部５と
高発泡部６の境界面Ｌの途中部に壁状の固定仕切部材５
６をコア型１１又はキャビティ型１２に一体的に設けた
りしてもよい。この場合には、図１１に示すように、芯
材１Ａには固定仕切部材５２により貫通孔５７及び溝部
５８が形成され、また図１２に示すように、芯材１Ｂに
は固定仕切部材５６により長孔状の貫通孔５９が形成さ
れるが、櫛歯３１により区画困難な、芯材の薄肉部など
を固定仕切部材５１，５６により区画することが可能と
なるので、成形品形状に応じて採用することが好まし
い。

【００５７】また、前記実施例では、仕切部材の複数の
櫛歯をそれぞれ同一平面内に配置して、各仕切部材によ
る低発泡部５と高発泡部６との境界面Ｌを平坦面で構成
したが、この境界面が例えば矩形波状や三角波状やサイ
ン波状などの波形面状になるように、櫛歯３１を配置す
ると、隣接する原料ビーズの接触面積を増やして、両者
の結合強度を向上できるので好ましい。また、低発泡部
５と高発泡部６との境界面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おいても、本発明を同様に適用
できる。

【００５８】更に、型内発泡成形装置１０に代えて、図
１３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６０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６１
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６１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６０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。

【００５９】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。

【００６０】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、特
性の異なる原料ビーズを対応するビーズ温調槽２２にそ
れぞれ投入し、特性の異なる原料ビーズの加熱融着時に
おける発泡圧が略同じになるように、ビーズ温調槽２２
内における原料ビーズの温度をそれぞれ測定しながら、
加熱手段２７によりビーズ温調槽２２内を加熱して、特
性に応じた設定温度に原料ビーズを温調し、その後温調
した原料ビーズを対応する原料タンク２３にそれぞれ供
給して、温度が変化しないように保温する。例えば、低
発泡部５を発泡倍率が５倍のポリプロピレン系樹脂から
なる原料ビーズで構成し、高発泡部６を発泡倍率が２０
倍のポリプロピレン系樹脂からなる原料ビーズで構成す
る場合には、低発泡倍率の原料ビーズと高発泡倍率の原
料ビーズの発泡圧が略同じになるように、低発泡倍率の
原料ビーズを８０℃に温調し、高発泡倍率の原料ビーズ
を３０℃に温調する。

【００６１】尚、本実施例では、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用いたが、基材
樹脂組成、結晶化構造、粒子サイズ、粒子形状、粒子重
量、粒子内セル径、色の１種又は２種以上の特性が異な
る原料ビーズを用いた場合においても同様に、それぞれ
の特性に応じた設定温度に原料ビーズを温調して、特性
の異なる原料ビーズ間の加熱融着時における発泡圧が略
同じになるように調整することになる。また、加熱融着
時における発泡圧が略同じになるように、原料ビーズを
温調したが、成形品によっては、特性の異なる原料ビー
ズ間における発泡圧の差圧が所望の値になるように、原
料ビーズを温調することも可能である。

【００６２】更に、発泡倍率の異なる２種類の原料ビー
ズをそれぞれ温調したが、１種類の原料ビーズだけを温
調して、加熱融着時における発泡圧が略同じになるよう
に設定してもよい。但し、外気温度の変動等により成形
ショット間における成形品の発泡倍率の変動を抑制し
て、品質のよい成形品を成形するため、特性の異なる原
料ビーズをそれぞれ温調することが好ましい。

【００６３】次に、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
とを型閉めして仕切部材３３，３４により成形空間１３
内を３つの区画成形空間１３Ａ，１３Ｂに区画する。こ
のとき、キャビティ型１２側の櫛歯３１Ａの先端部とコ
ア型１１側の櫛歯３１Ｂの先端部とがその長さ方向に相
互に重なって成形空間１３が区画成形空間１３Ａ，１３
Ｂに区画されることになる。

【００６４】次に、充填器２４から区画成形空間１３
Ａ，１３Ｂに対して、発泡倍率が５倍の原料ビーズと２
０倍の原料ビーズとを空気の流れに乗せてそれぞれ個別
に供給し、成形空間１３内に原料ビーズを充填する。こ
のとき、隣接する区画成形空間１３Ａ，１３Ｂに充填さ
れた原料ビーズは、櫛歯３１間の隙間を介して相互に接
触した状態となる。

【００６５】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
原料ビーズ同士の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、この蒸気による加
熱により、隣接する区画成形空間１３Ａ，１３Ｂの原料
ビーズ同士も櫛歯３１間の隙間を介して相互に融着する
ことになる。しかも、前述のように特性に応じた設定温
度に原料ビーズを温調しているので、両区画成形空間１
３Ａ，１３Ｂ内における原料ビーズの発泡圧が略同じに
なり、櫛歯３１に対して無理な力が作用することが防止
され、櫛歯３１として小径のものを採用することが可能
となる。このため、芯材１における境界面Ｌがずれたり
湾曲したりすることもないし、有底孔７，８や貫通孔を
ストレート状に且つ小径に構成することが可能となり、
寸法精度が高くしかも外観のよい品質の良い芯材１を成
形できる。

【００６６】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を型開き
するが、前述のように仕切部材３３，３４の櫛歯３１
Ａ，３１Ｂの構成を調整することで、キャビティ型１２
側の離型抵抗がコア型１１側の離型抵抗よりも大きく設
定されるので、金型１１，１２を型開きした状態で、芯
材１はキャビティ型１２側に残置されることになる。こ
うして、金型１１，１２を型開きして、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１２から離型す
る。

【００６７】尚、原料ビーズとして、櫛歯３１間を通り
抜け不能な直径の第１原料ビーズと、櫛歯３１間を通り
抜け可能な第２原料ビーズとを用いる場合には、成形空
間１３への原料ビーズの充填時に、第１原料ビーズを区
画成形空間１３Ｂに充填した後、第２原料ビーズを区画
成形空間１３Ａに充填することになる。この場合には、
第１原料ビーズの一部が櫛歯３１間を通って区画成形空
間１３Ａ内へ移動するので、第１原料ビーズと第２原料
ビーズの密着性をより一層高めることが可能となる。

【００６８】また、前記型内発泡成形装置６０を用いて
成形を行う場合には、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６１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１６，１
７に蒸気を供給するとともに、クリアランス６１を介し
て成形空間１３内へ蒸気を供給することになる。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。

【００６９】

【発明の効果】本発明に係る型内発泡成形方法によれ
ば、隣接する区画成形空間内に特性の異なるの原料ビー
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。しかも、原料ビーズを温調することにより、
成形ショット間における成形品の発泡倍率のバラツキを
少なくして、成形品の重量バラツキを低減できるので好
ましい。

【００７０】また、特性に応じた設定温度に原料ビーズ
を温調するので、特性の異なる原料ビーズ毎に加熱融着
時における発泡圧を適正に調整することが可能となる。
具体的には、原料ビーズの加熱融着時における発泡圧が
略一様になるように、特性に応じた設定温度に原料ビー
ズを温調した状態で、各区画成形空間内に対して原料ビ
ーズを圧縮充填することで、仕切部材として板状部材を
用いる場合には、特性の異なる原料ビーズの境界面の位
置ずれや変形を防止でき、また仕切部材として櫛歯を用
いる場合には、成形品の強度や外観を向上できる。ま
た、略同一圧縮条件で原料ビーズを圧縮充填すると、成
形空間内の各部における充填密度のバラツキを極力少な
くでき、成形品の品質を向上できるので好ましい。

【００７１】本発明に係る熱可塑性合成樹脂の型内発泡
成形装置によれば、温調手段により少なくとも１種類の
原料ビーズを特性に応じた設定温度に温調できるので、
前記型内発泡成形方法と同様に、特性の異なる原料ビー
ズ毎に加熱融着時における発泡圧を適正に調整すること
が可能となる。

【００７２】仕切部材として複数の櫛歯を有する仕切部
材を金型に固定すると、成形装置の製作コストを低減で
きること、成形品の設計変更等に容易に対応できるこ
と、成形品のうちの特性の異なる原料ビーズで成形され
た成形部分の接合強度を十分に確保できること、境界部
分にバリが形成されるという不具合を確実に防止でき、
しかも金型強度の部分的な低下を防止して成形品精度を
向上できること、などの効果が得られる。

【００７３】また、隣接する区画成形空間内における原
料ビーズの加熱融着時の発泡圧を略同じに設定すること
で、櫛歯の変形を防止して櫛歯からの成形品の離型性を
向上できるとともに、櫛歯として小径のものを採用する
ことが可能となり、櫛歯により成形品に形成される貫通
孔や有底孔の孔径を小さく設定して、成形品の強度や外
観を向上できる。櫛歯として、直径が１〜１０ｍｍの棒
状部材を用いると、有底孔や貫通孔が形成されることに
よる成形品の強度低下及び外観低下を極力防止できると
ともに、櫛歯の強度を十分に確保して、櫛歯の破損や変
形を防止できる。

【００７４】隣接する櫛歯の間隔を、通り抜けできない
原料ビーズの直径の３０〜９０％に設定すると、櫛歯を
挟んで隣接する区画成形空間内の原料ビーズ同士におけ
る密着性を向上して、境界部分における強度を十分に確
保できるとともに、柔らかい原料ビーズを用いた場合で
も、原料ビーズが仕切部材の櫛歯間を通って隣接する区
画成形空間に移動するという不具合を防止できる。櫛歯
を弾性変形可能な素材で構成すると、櫛歯の塑性変形に
よる成形不良や離型不良を防止しつつ、櫛歯の断面積を
極力小さく設定して、成形品の外観低下や強度低下を抑
制できる。

【００７５】本発明に係る型内発泡成形品によれば、貫
通孔又は有底孔が略ストレート状であることから、櫛歯
からの成形品の離型性がよく、また各成形部分の境界面
が変形していないことから、寸法精度に優れ、重量バラ
ツキが少なく、境界面の強度を十分に確保可能な品質の
優れたものとなる。

【００７６】自動車用バンパーに適用した場合には、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。

【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ｂ−ｂ線断面図

【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】 図３のVI-VI線断面図

【図７】 区画手段の側面図

【図８】 区画手段の斜視図

【図９】 他の構成の区画手段の斜視図

【図１０】 他の構成の区画手段の斜視図

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

【図１２】 （ａ）は他の構成の成形品の斜視図、
（ｂ）は同成形品を成形するための成形装置の説明図

【図１３】 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 有底孔 ８ 有底孔 Ｌ 境界面 １０ 型内発泡成形装置 １１ コア型 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 １４Ａ 充填手段 １４Ｂ 充填手段 １５ ハウジング １６ 第１チャンバー １７ 第２チャンバー １８ 通気孔 １９ コアベント １９ｂ スリット １９ａ 丸孔 ２０ コアベント取付孔 ２１ コアベントホール ２２ ビーズ温調槽 ２３ 原料タンク ２４ 充填器 ２５ シャッター ２６ 温調手段 ２６ａ 温度センサ ２７ 加熱手段 ２７ａ 温度センサ ＥＰ 排出管 ＦＰ 充填管 ＩＰ 吸気管 ＴＰ 輸送管 ＳＰ 供給管 Ｖ１ 吸気弁 Ｖ２ 開閉弁 ３０ 区画手段 ３１ 櫛歯 ３１Ａ 櫛歯 ３１Ｂ 櫛歯 ３２ 支持部材 ３３ 仕切部材 ３４ 仕切部材 ４０ 区画手段 ４１ 櫛歯 ４２ 仕切部材 ４３ 区画手段 ４２Ａ 仕切部材 ４２Ｂ 仕切部材 １Ａ 芯材 １Ｂ 芯材 ５０ 区画手段 ５１ 固定仕切部材 ５２ 固定仕切部材 ５５ 区画手段 ５６ 固定仕切部材 ５７ 貫通孔 ５８ 溝部 ５９ 貫通孔 ６０ 型内発泡成形装置 ６１ クリアランス

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、少なくとも隣接する区画成形空間に
   対して特性の異なる原料ビーズが充填されるように、各
   区画成形空間に対して個別に原料ビーズを充填するに際
   し、特性に応じた設定温度に原料ビーズを温調した状態
   で、各区画成形空間内に対して原料ビーズを圧縮充填す
   ることを特徴とする熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形方
   法。
2. 【請求項２】 原料ビーズの加熱融着時における発泡圧
   が略一様になるように、特性に応じた設定温度に原料ビ
   ーズを温調した状態で、各区画成形空間内に対して原料
   ビーズを圧縮充填する請求項１記載の熱可塑性合成樹脂
   の型内発泡成形方法。
3. 【請求項３】 各区画成形空間内に対して略同一圧縮条
   件で原料ビーズを圧縮充填する請求項１又は２記載の熱
   可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法。
4. 【請求項４】 前記原料ビーズとして、発泡倍率、基材
   樹脂組成、結晶化構造、粒子サイズ、粒子形状、粒子重
   量、粒子内セル径、色の１種又は２種以上の特性が異な
   る原料ビーズを用いた請求項１〜３のいずれか１項記載
   の熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法。
5. 【請求項５】 前記原料ビーズとして発泡倍率の異なる
   原料ビーズを用い、発泡倍率の低い原料ビーズの温調の
   設定温度を、発泡倍率の高い原料ビーズの温調の設定温
   度よりも高く設定した請求項１〜４のいずれか１項記載
   の熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法。
6. 【請求項６】 前記原料ビーズとして発泡倍率の異なる
   原料ビーズを用い、発泡倍率の低い原料ビーズの温調の
   設定温度を、発泡倍率の高い原料ビーズの温調の設定温
   度以下に設定した請求項１〜４のいずれか１項記載の熱
   可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法。
7. 【請求項７】 前記複数の区画成形空間に対して同時に
   原料ビーズを圧縮充填する請求項１〜６のいずれか１項
   記載の熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法。
8. 【請求項８】 前記複数の区画成形空間に対して時間差
   を設けて原料ビーズを圧縮充填する請求項１〜６のいず
   れか１項記載の熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形方法。
9. 【請求項９】 成形空間内を複数の区画成形空間に区画
   する仕切部材を有する金型と、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、各区画成形空間に対して個別に原料ビーズを圧縮充
   填する充填手段とを備え、充填手段に、特性に応じた設
   定温度に原料ビーズを温調する温調手段を設けたことを
   特徴とする熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形装置。
10. 【請求項１０】 前記仕切部材として、隣接する区画成
    形空間に充填する原料ビーズの少なくとも一方が通り抜
    け不能な間隔をあけて型開閉方向に片持ち状に延びる複
    数の櫛歯を有する仕切部材を金型に固定した請求項９記
    載の熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形装置。
11. 【請求項１１】 前記櫛歯として直径が１〜１０ｍｍの
    棒状部材を用いた請求項１０記載の熱可塑性合成樹脂の
    型内発泡成形装置。
12. 【請求項１２】 隣接する櫛歯の間隔を、通り抜けでき
    ない原料ビーズの直径の３０〜９０％に設定した請求項
    １０又は１１記載の熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形装
    置。
13. 【請求項１３】 前記櫛歯を弾性変形可能な素材で構成
    した請求項１０〜１２のいずれか１項記載の熱可塑性合
    成樹脂の型内発泡成形装置。
14. 【請求項１４】 請求項９〜１３のいずれか１項記載の
    熱可塑性合成樹脂の型内発泡成形装置により成形した型
    内発泡成形品であって、特性の異なる原料ビーズを用い
    て成形された複数の成形部分を有し、各成形部分の境界
    面に沿って設定間隔おきに金型の型開閉方向に略ストレ
    ート状に延びる複数の貫通孔又は有底孔を形成したこと
    を特徴とする型内発泡成形品。
15. 【請求項１５】 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した請求項１４記載の型
    内発泡成形品。