JP4052222B2 - 発泡成形装置および成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、発泡樹脂材料を発泡成形する発泡成形装置及び成形方法に関するものであり、特にメルトフロント（溶融先端部）から発生するガスの影響をなくすことによって発泡成形品を軽量化する技術に関し、車両用空調装置の空調ケースなどの製造に適用して好適な成形装置に関するものである。

一般に、車両用空調装置の空調ケースなどには、弾力性に富むポリプロピレンなどの樹脂材料を射出成形した樹脂成形ケースが用いられている。このような空調ケースにおいては、近年の車両の軽量化・低コスト化の要請に伴い、軽量で断熱性能を兼ね備えたものが求められている。そこで、樹脂成形ケースの軽量化と断熱性能を持たせるために、発泡樹脂成形が検討されている。

これは、樹脂成形材料として、例えば、ポリプロピレンなどの樹脂材料に、発泡材料として、熱に反応して炭酸ガスを発生させる発泡剤を１〜５（質量％）混入したものを使用し、該発泡剤を発泡させながら成形を行うことによって、多数の気泡を含有した発泡樹脂ケースを成形するものである。

しかしながら、上記した従来技術においては、発泡成形の特徴である樹脂のメルトフロント（溶融先端部）から発生したガスが射出されてキャビティ内充填されてゆく溶融樹脂に追われ、密閉されたキャビティ内で溶融樹脂が最後に到達する最終充填部でそのガスがカウンタープレッシャーとして高圧となり、未充填の成形不良となったり、圧縮されたガスが高温となってガス焼けを起こしたりするなどの不具合を生じる。

また、そのガス圧に対抗する為に樹脂充填圧力を上げると、気泡が発生しにくく、成形品を軽量化できないという問題が生じている。これに対して従来は、金型を高温にして発泡を促進させたりしているが、サイクルタイムが延長するという弊害が出ている。更に、金型を後退させて、その減圧効果により発泡を促進させる方法が有るが、ｔ３mm以下の薄肉のケースなどでは板厚の寸法が安定しにくく、効果が出にくい状況である。
その他の従来技術としては、ガス抜き技術としてのガス抜き溝がある。図４の（ｃ）は、その従来の最終充填部１ｄ近傍の一例である。溶融樹脂のメルトフロント部３´に追われてきたガスを逃がすため、最終充填部に０．１ｍｍ幅程度で型外まで連通したガス抜き溝Ｓを設けた例である。しかしながら、強制的排出ではないため効果が出難く、定期的に金型を清掃しなければならないという問題もある。

本発明は、この従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、メルトフロントから発生するガスの影響をなくすことにより、不具合なく軽量化された発泡成形品を得ることのできる発泡成形装置および成形方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、発泡樹脂成形体（３）を成形する発泡成形装置（１）において、密閉されたキャビティ（１ｃ）内で溶融樹脂が最後に到達する最終充填部（１ｄ）に連通して且つ開閉可能なゲート（４）と、少なくともゲート（４）の開閉を制御する制御手段（１０）と、最終充填部（１ｄ）のガスをゲート（４）を通して吸引するためのガス吸引路（５）と、ガス吸引路（５）に接続されたガス吸引手段（６）と、ゲート（４）を複数の最終充填部（１ｄ）に複数個設け、いずれかのゲート（４）に冷風を供給する冷風供給路（８）と、他のいずれかのゲート（４）に冷風を吸引する冷風吸引手段（６）と、ガス吸引手段（６）と冷風吸引手段（６）とを一つの吸引手段（６）で共用すると共に、ガス吸引路（５）と冷風供給路（８）との間に通路切り換え手段（９）とを設け、
制御手段（１０）は、キャビティ（１ｃ）内に溶融樹脂を射出する際にはゲート（４）を開いておき、溶融樹脂がキャビティ（１ｃ）内の所定位置まで流れた時にゲート（４）を閉じ、制御手段（１０）は、少なくともキャビティ（１ｃ）内に溶融樹脂を射出し始めてからゲート（４）を閉じるまでの間、ガス吸引手段（６）の運転を制御してガスの吸引排出を行い、制御手段（１０）は、通路切り換え手段（９）を切り換えることにより、ゲート（４）を通してのガスの吸引排出と、ゲート（４）を通しての冷風の供給とを切り換えることを特徴としている。

この請求項１に記載の発明によれば、最終充填部（１ｄ）に連通したゲート（４）を溶融樹脂充填時に開き、タイミング良く閉じることにより、メルトフロント（３´）から発生するガスの影響をなくすことができ、未充填やガス焼けなどの不具合が生じないうえ、低圧での発泡が可能となることより従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができるようになる。
また、安定した最適タイミングでゲート（４）を閉じることができ、より未充填やガス焼けなどの不具合を防ぐことができるうえ、より低圧での発泡が可能となり従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができるようになる。
また、ガスを開口したゲート（４）から自然排出するのではなく、ゲート（４）を通してガス吸引路（５）からガス吸引手段（６）にて強制排出することにより、より確実にメルトフロント（３´）から発生するガスの影響をなくすことができるようになる。
また、溶融樹脂がキャビティ（１ｃ）内に充填されるタイミングに合わせて吸引排出を行うこととなり、無駄がない。また、ゲート（４）を利用してキャビティ（１ｃ）内に冷風を流通させて金型温度を低下させることにより、冷却時間を短縮することができ、サイクル短縮により生産性を向上させることができる。
また、一つの吸引手段（６）で冷風の吸引とガスの吸引とを共用することができるため、装置コストを抑えることができる。また、冷風による金型冷却の直後に、溶融樹脂の射出と同時にガスの吸引排出を行うタイミングとなるため、通路切り換え手段（９）を設けて通路を切り換えだけで瞬時に対応でき、装置コストも抑えることができる。

また、請求項２に記載の発明では、発泡樹脂成形体（３）を成形する発泡成形装置（１）において、密閉されたキャビティ（１ｃ）内で溶融樹脂が最後に到達する最終充填部（１ｄ）に連通して且つ開閉可能なゲート（４）と、キャビティ（１ｃ）内に溶融樹脂を射出する射出手段（１１）に内部の射出スクリュウ（１２）の位置を検出するスクリュウ位置検出手段（１５）と、少なくともゲート（４）の開閉を制御する制御手段（１０）と、最終充填部（１ｄ）のガスをゲート（４）を通して吸引するためのガス吸引路（５）と、ガス吸引路（５）に接続されたガス吸引手段（６）と、ゲート（４）を複数の最終充填部（１ｄ）に複数個設け、いずれかのゲート（４）に冷風を供給する冷風供給路（８）と、他のいずれかのゲート（４）に冷風を吸引する冷風吸引手段（６）と、ガス吸引手段（６）と冷風吸引手段（６）とを一つの吸引手段（６）で共用すると共に、ガス吸引路（５）と冷風供給路（８）との間に通路切り換え手段（９）とを設け、
制御手段（１０）は、キャビティ（１ｃ）内に溶融樹脂を射出する際にはゲート（４）を開いておき、射出スクリュウ（１２）が射出手段（１１）内で所定位置となった時にゲート（４）を閉じ、制御手段（１０）は、少なくともキャビティ（１ｃ）内に溶融樹脂を射出し始めてからゲート（４）を閉じるまでの間、ガス吸引手段（６）の運転を制御してガスの吸引排出を行い、制御手段（１０）は、通路切り換え手段（９）を切り換えることにより、ゲート（４）を通してのガスの吸引排出と、ゲート（４）を通しての冷風の供給とを切り換えることを特徴としている。

この請求項２に記載の発明によれば、最終充填部（１ｄ）に連通したゲート（４）を溶融樹脂充填時に開き、タイミング良く閉じることにより、メルトフロント（３´）から発生するガスの影響をなくすことができ、未充填やガス焼けなどの不具合が生じないうえ、低圧での発泡が可能となることより従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができるようになる。
また、これは、ゲート（４）の閉じるタイミングを、射出スクリュウ（１２）の位置で取るものである。射出スクリュウ（１２）の位置は射出量と対応するため、これも溶融樹脂の粘性や流れ性のばらつきの影響を受け難くなる。よって、これによっても、安定した最適タイミングでゲート（４）を閉じることができ、より未充填やガス焼けなどの不具合を防ぐことができるうえ、より低圧での発泡が可能となり従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができるようになる。
また、ガスを開口したゲート（４）から自然排出するのではなく、ゲート（４）を通してガス吸引路（５）からガス吸引手段（６）にて強制排出することにより、より確実にメルトフロント（３´）から発生するガスの影響をなくすことができるようになる。
また、溶融樹脂がキャビティ（１ｃ）内に充填されるタイミングに合わせて吸引排出を行うこととなり、無駄がない。また、ゲート（４）を利用してキャビティ（１ｃ）内に冷風を流通させて金型温度を低下させることにより、冷却時間を短縮することができ、サイクル短縮により生産性を向上させることができる。
また、一つの吸引手段（６）で冷風の吸引とガスの吸引とを共用することができるため、装置コストを抑えることができる。また、冷風による金型冷却の直後に、溶融樹脂の射出と同時にガスの吸引排出を行うタイミングとなるため、通路切り換え手段（９）を設けて通路を切り換えだけで瞬時に対応でき、装置コストも抑えることができる。

また、請求項３に記載の発明では、発泡樹脂成形体（３）を成形する発泡成形装置（１）において、密閉されたキャビティ（１ｃ）内で溶融樹脂が最後に到達する最終充填部（１ｄ）に連通して且つ開閉可能なゲート（４）と、最終充填部（１ｄ）のガスをゲート（４）を通して吸引するためのガス吸引路（５）と、ガス吸引路（５）に接続されたガス吸引手段（６）と、ゲート（４）を複数の最終充填部（１ｄ）に複数個設け、いずれかのゲート（４）に冷風を供給する冷風供給路（８）と、他のいずれかのゲート（４）に冷風を吸引する冷風吸引手段（６）と、少なくとも各ゲート（４）の開閉と、冷風吸引手段（６）の運転とを制御する制御手段（１０）と、ガス吸引手段（６）と冷風吸引手段（６）とを一つの吸引手段（６）で共用すると共に、ガス吸引路（５）と冷風供給路（８）との間に通路切り換え手段（９）とを設け、
制御手段（１０）は、発泡樹脂成形体（３）を取り出した後、各ゲート（４）を開くと共に、キャビティ（１ｃ）が密閉されてキャビティ（１ｃ）内に溶融樹脂を射出するまでの間、冷風供給路（８）から供給される冷風をキャビティ（１ｃ）を通して冷風吸引手段（６）にて吸引排出を行い、制御手段（１０）は、通路切り換え手段（９）を切り換えることにより、ゲート（４）を通してのガスの吸引排出と、ゲート（４）を通しての冷風の供給とを切り換えることを特徴としている。

この請求項３に記載の発明によれば、最終充填部（１ｄ）に連通したゲート（４）を溶融樹脂充填時に開き、タイミング良く閉じることにより、メルトフロント（３´）から発生するガスの影響をなくすことができ、未充填やガス焼けなどの不具合が生じないうえ、低圧での発泡が可能となることより従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができるようになる。
また、ガスを開口したゲート（４）から自然排出するのではなく、ゲート（４）を通してガス吸引路（５）からガス吸引手段（６）にて強制排出することにより、より確実にメルトフロント（３´）から発生するガスの影響をなくすことができるようになる。
また、ゲート（４）を利用してキャビティ（１ｃ）内に冷風を流通させて金型温度を低下させることにより、冷却時間を短縮することができ、サイクル短縮により生産性を向上させることができる。また、溶融樹脂や発泡樹脂成形体（３）がキャビティ（１ｃ）内に無いタイミングに合わせて金型冷却を行うこととなり、無駄がない。
また、一つの吸引手段（６）で冷風の吸引とガスの吸引とを共用することができるため、装置コストを抑えることができる。また、冷風による金型冷却の直後に、溶融樹脂の射出と同時にガスの吸引排出を行うタイミングとなるため、通路切り換え手段（９）を設けて通路を切り換えだけで瞬時に対応でき、装置コストも抑えることができる。

また、請求項４に記載の発明では、請求項１に記載の発泡成形装置において、キャビティ（１ｃ）内の所定位置に圧力検出手段（７）を配置すると共に、制御手段（１０）は、圧力検出手段（７）にて検出される圧力信号によって溶融樹脂が所定位置まで流れたことの検出を行うことを特徴としている。この請求項４に記載の発明によれば、ゲート（４）の閉じるタイミングを、キャビティ（１ｃ）内の所定位置に設けた圧力検出手段（７）で取ることにより、溶融樹脂の粘性や流れ性のばらつきの影響を受け難くなる。

また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発泡成形装置において、ゲート（４）を複数個設けた場合、各ゲート（４）の各ガス吸引路（５）同士を連通させるガス吸引連通路（５ａ）を設けたことを特徴としている。この請求項５に記載の発明によれば、最終充填部（１ｄ）が複数箇所有ってゲート（４）をその複数箇所に設けた場合でも、各ゲート（４）の各ガス吸引路（５）同士をガス吸引連通路（５ａ）で連通させれば良く、成形する発泡樹脂成形体（３）の形状による発泡成形装置（１）の構成変更を最小限とすることができ、装置コストを抑えることができる。

また、請求項６に記載の発明では、冷風供給路（８）を設けたとゲート（４）と、冷風吸引手段（６）を設けたとゲート（４）とを、キャビティ（１ｃ）内において極力対向する位置に配置したことを特徴としている。この請求項６に記載の発明によれば、キャビティ（１ｃ）内をまんべんなく冷風が流通することとなり、金型の冷却効率を良くすることができる。

また、請求項７に記載の発明では、上記に記載の発泡成形装置（１）を用いて、少なくともキャビティ（１ｃ）内に溶融樹脂を射出し始めてからゲート（４）を閉じるまでの間、ゲート（４）からガスを排出することにより、最終充填部（１ｄ）近傍で射出圧を上げることなく発泡、成形を行うことを特徴としている。

この請求項７に記載の発明によれば、メルトフロント（３´）から発生するガスの影響をなくすことができ、未充填やガス焼けなどの不具合が生じないうえ、低圧での発泡が可能となることより従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができる成形方法となる。尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態における発泡成形金型（発泡成形装置）１の断面模式図であり、ガスを吸引排出している状態を示す。本実施形態は、車両用空調装置の空調ケースを発泡樹脂によって形成するものである。

発泡成形金型１は、大きくは上型１ａと下型１ｂとで構成されており、それぞれが取付板２に取り付けられたうえ、図示しない射出成形機に装着される。そして、上型１ａと下型１ｂとを密閉させた時に生じるキャビティ空間１ｃへ、後述する射出装置（射出手段）１１から溶融した発泡樹脂を充填することにより、発泡樹脂成形品（発泡樹脂成形体）３を得るものであり、周知の型構造である。尚、図１では、発泡樹脂成形品３は発泡樹脂がキャビティ１ｃ内に充填される途中を示しており、図１中の１ｄ部は、溶融した発泡樹脂が最後に到達する最終充填部である。

本発明の特徴構成として、下型１ｂには、この最終充填部１ｄに対応させ、開閉可能なゲート４を複数個設けている。ちなみに、４ａはゲート４を開閉するゲートピンである。また、４ｂはそのゲートピン４ａを駆動するシリンダであり、制御装置（制御手段）１０によって開閉が制御されるようになっている。尚、具体的な作動については後述で説明する。

また、各ゲート４には、最終充填部１ｄからのガスを流通させて型外に排出するためのガス吸引路５が設けられている。この各ゲート４に設けられた各ガス吸引路５は、ガス吸引連通路５ａによって互いが連通されたうえ、その先に吸引ポンプ（ガス吸引手段）６が接続されている。

また、本発明では、最終充填部１ｄに設けたゲート４を利用して発泡成形金型１を冷却するため、先の吸引ポンプ６が接続されたゲート４とはキャビティ１ｃ内において極力対向する位置のゲート４に冷風供給路８を設けている。そして、この冷風供給路８の先には、図示しない冷風発生手段が接続されている。

尚、本実施形態では、先の吸引ポンプ６でガスの吸引手段と冷風の吸引手段とを共用するために、ガス吸引路５とガス吸引連通路５ａと冷風供給路８との間に三方弁（通路切り換え手段）９を設けている。これにより、ゲート４を通してのガスの吸引排出と、同じくゲート４を通しての冷風の供給とを切り換えられるようになっており、これも制御装置１０によって切り換えが制御されるようになっている。尚、具体的な作動については後述で説明する。

また、上型１ａの最終充填部１ｄ上流側の所定位置には、キャビティ１ｃ内の樹脂圧を検知する樹脂圧センサ（圧力検出手段）７が設けられている。この樹脂圧センサ７はロードセルのようなものであり、圧力信号を制御装置（制御手段）１０に出力するようになっている。

次に、当発泡成形金型１に溶融樹脂を注入する射出装置１１の構成について説明する。図１において、１１ｂはシリンダ部材としての加熱シリンダである。１２は、その加熱シリンダ１１ｂ内において、回転自在且つ進退自在（図１における左右方向に移動自在）に配設された射出スクリューである。射出スクリュー１２の表面には、螺（ら）旋状にフライト１２ａが形成され、そのフライト１２ａに沿って溝１２ｃが形成され、樹脂材は溝１２ｃ内を前進させられスクリュヘッド１２ｂの前方に蓄えられる。

加熱シリンダ１１ｂには、後方（図１における右方）の所定の位置に樹脂材料を供給するホッパ１１ａが設けられ、加熱シリンダ１１ｂの前端（図１における左端）に射出ノズル１１ｃが形成されている。ホッパ１１ａには、樹脂材と、その樹脂材などに発泡材料を混入することによって得られた発泡剤とが投入される。発泡剤として、例えば、５０（質量％）のポリプロピレン樹脂と５０（質量％）の重炭酸ソーダとを混合させて形成されたマスターバッチ式のものなどがある。これらの発泡樹脂材は、ホッパ１１ａから樹脂材供給口Ｑ１を介して加熱シリンダ１１ｂ内に供給され、先の射出ノズル１１ｃから射出される。

１３は進退方向の駆動手段としての射出シリンダであり、１４は回転方向の駆動手段としての油圧モータである。射出シリンダ１３は進退自在に配設されたピストン１３ａを備え、このピストン１３ａの後方（図１における右方）に第１の油室１３ｂと、前方（図１における左方）に第２の油室１３ｃとが形成され、第１・第２の油室１３ｂ・１３ｃは図示しない切換弁を介して図示しない油圧供給源に接続される。

この場合、第１の油室１３ｂに油圧を供給し、第２の油室１３ｃの油圧をドレーンすることによって射出スクリュー１２を前進（図１における左方に移動）させたり、第１の油室１３ｂの油圧をドレーンし、油圧モータ１４を駆動することによって、射出スクリュー１２を回転させて計量を行ったりすることができる。また、計量を行う時に、第１の油室１３ｂに油圧を供給することによって、射出スクリュー１２に背圧を加えることができる。尚、これらの駆動手段は、射出シリンダ１３に代えて電動の射出用モータや、油圧モータ１４に代えて電動の計量用モータを使用したものであっても良い。

そして、ピストン１３ａと連結させて射出スクリュー１２の位置、すなわち、スクリュー位置を検出する位置センサ（スクリュウ位置検出手段）１５が配設され、検出信号は制御装置１０に出力するようになっている。

次に、上記構成における発泡成形金型１の作動について、図２を用いて説明する。図２は、図１の発泡成形金型１における１サイクル内の作動を示すタイムチャートである。発泡成形金型１が型開きされて製品取り出しが行われ、型内が空になった状態から１サイクルの作動を説明する。

製品取り出しが行われて型内が空になると、再度型が閉じられて次の成形サイクルに入る。これと同時に、本実施形態の発泡成形金型１では、まず冷風による発泡成形金型１の冷却が行われる。図３は、図１の発泡成形装置１において冷風を吸引流通させている状態を示したものである。

三方弁９は冷却側、つまり冷風供給路８がガス吸引路５を介してゲート４に連通する状態とする。また、ゲート４は開いた状態とし、吸引ポンプ６を稼動させる。これにより、図３に示すように、図示しない冷風発生手段からの冷風は、冷風供給路８から発泡成形金型１内に流入し、三方弁９→ガス吸引路５→ゲート４→キャビティ１ｃ→ゲート４→ガス吸引路５→吸引ポンプ６と流れ、発泡成形金型１内が冷却される。

次に、発泡成形金型１が閉じきったことの確認が成されると、成形機の射出装置１１から溶融樹脂の射出（注入）が行われる。これと同時に、本実施形態の発泡成形金型１では、三方弁９が吸引側、つまりガス吸引路５がガス吸引連通路５ａを介して吸引ポンプ６に連通する状態（図１の状態）とする。尚、この時の切り換えタイミングは、発泡成形金型１からの金型密閉（金型タッチ）信号以外に、射出装置１１からの射出信号で切り換えるようにしても良い。これにより、図４（ａ）にも示すように、最終充填部１ｄへ追われて来たガスは、ゲート４→ガス吸引路５→（三方弁９→ガス吸引連通路５ａ→ガス吸引路５→）吸引ポンプ６と流れて吸引排出される。

そのうち図４（ｂ）に示すように、溶融樹脂のメルトフロント３´がキャビティ１ｃ内の所定位置に設けられた樹脂圧センサ７の所まで到達し、その圧力信号が制御装置１０に入力されると、ゲート４を閉じると同時に吸引ポンプ６の可動を停止させるものである。実際には、溶融樹脂が最終充填部１ｄに達する０．２〜０．３秒前の位置を狙って設定し、後は圧力信号の信号値で調整を行っている。その後キャビティ１ｃ内への充填が完了すると、型内での発泡と冷却との時間がとられた後、発泡成形金型１が型開きされて製品取り出しが行われ手１サイクルを終了する。

次に、本実施形態での特徴と、それによる効果について述べる。まず、密閉されたキャビティ１ｃ内で溶融樹脂が最後に到達する最終充填部１ｄに連通して且つ開閉可能なゲート４を設置している。これによれば、最終充填部１ｄに連通したゲート４を溶融樹脂充填時に開き、タイミング良く閉じることにより、メルトフロント３´から発生するガスの影響をなくすことができ、未充填やガス焼けなどの不具合が生じないうえ、低圧での発泡が可能となることより従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができるようになる。

また、発泡成形金型１は、少なくともゲート４の開閉を制御する制御装置１０を備え、制御装置１０は、キャビティ１ｃ内に溶融樹脂を射出する際にはゲート４を開いておき、溶融樹脂がキャビティ１ｃ内の所定位置まで流れた時にゲート４を閉じるようにしている。また、キャビティ１ｃ内の所定位置に樹脂圧センサ７を配置すると共に、制御装置１０は、樹脂圧センサ７にて検出される圧力信号によって溶融樹脂が所定位置まで流れたことの検出を行っている。

これらによれば、ゲート４の閉じるタイミングを、キャビティ１ｃ内の所定位置に設けた樹脂圧センサ７で取ることにより、溶融樹脂の粘性や流れ性のばらつきの影響を受け難くなる。このため、安定した最適タイミングでゲート４を閉じることができ、より未充填やガス焼けなどの不具合を防ぐことができるうえ、より低圧での発泡が可能となり従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができるようになる。

また、発泡成形金型１は、キャビティ１ｃ内に溶融樹脂を射出する射出装置１１に内部の射出スクリュウ１２の位置を検出するスクリュウ位置センサ１５と、少なくともゲート４の開閉を制御する制御装置１０とを備え、制御装置１０は、キャビティ１ｃ内に溶融樹脂を射出する際にはゲート４を開いておき、射出スクリュウ１２が射出装置１１内で所定位置となった時にゲート４を閉じるようにしている。

これは、ゲート４の閉じるタイミングを、射出スクリュウ１２の位置で取るものである。射出スクリュウ１２の位置は射出量と対応するため、これも溶融樹脂の粘性や流れ性のばらつきの影響を受け難くなる。よって、これによっても、安定した最適タイミングでゲート４を閉じることができ、より未充填やガス焼けなどの不具合を防ぐことができるうえ、より低圧での発泡が可能となり従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができるようになる。

また、発泡成形金型１は、最終充填部１ｄのガスを、ゲート４を通して吸引するためのガス吸引路５と、ガス吸引路５に接続された吸引ポンプ６とを備えている。これによれば、ガスを開口したゲート４から自然排出するのではなく、ゲート４を通してガス吸引路５から吸引ポンプ６にて強制排出することにより、より確実にメルトフロント３´から発生するガスの影響をなくすことができるようになる。

また、制御装置１０は、少なくともキャビティ１ｃ内に溶融樹脂を射出し始めてからゲート４を閉じるまでの間、吸引ポンプ６の運転を制御してガスの吸引排出を行うようにしている。これによれば、溶融樹脂がキャビティ１ｃ内に充填されるタイミングに合わせて吸引排出を行うこととなり、無駄がない。

また、ゲート４を複数個設けた場合、各ゲート４の各ガス吸引路５同士を連通させるガス吸引連通路５ａを設けている。これによれば、最終充填部１ｄが複数箇所有ってゲート４をその複数箇所に設けた場合でも、各ゲート４の各ガス吸引路５同士をガス吸引連通路５ａで連通させれば良く、成形する発泡樹脂成形品３の形状による発泡成形金型１の構成変更を最小限とすることができ、装置コストを抑えることができる。

また、上記に記載の発泡成形金型１を用いて、少なくともキャビティ１ｃ内に溶融樹脂を射出し始めてからゲート４を閉じるまでの間、ゲート４からガスを排出することにより、最終充填部１ｄ近傍で射出圧を上げることなく発泡、成形を行う方法としている。これによれば、メルトフロント３´から発生するガスの影響をなくすことができ、未充填やガス焼けなどの不具合が生じないうえ、低圧での発泡が可能となることより従来品より軽量化された発泡成形品を得ることができる成形方法となる。

また、発泡成形金型１は、ゲート４を複数の最終充填部１ｄに複数個設けると共に、いずれかのゲート４に冷風を供給する冷風供給路８と、他のいずれかのゲート４に冷風を吸引する吸引ポンプ６とを設けている。これによれば、ゲート４を利用してキャビティ１ｃ内に冷風を流通させて金型温度を低下させることにより、冷却時間を短縮することができ、サイクル短縮により生産性を向上させることができる。

また、発泡成形金型１は、少なくとも各ゲート４の開閉と、吸引ポンプ６の運転とを制御する制御装置１０を備え、制御装置１０は、発泡樹脂成形品３を取り出した後、各ゲート４を開くと共に、キャビティ１ｃが密閉されてキャビティ１ｃ内に溶融樹脂を射出するまでの間、冷風供給路８から供給される冷風をキャビティ１ｃを通して吸引ポンプ６にて吸引排出を行っている。これによれば、溶融樹脂や発泡樹脂成形品３がキャビティ１ｃ内に無いタイミングに合わせて金型冷却を行うこととなり、無駄がない。

また、冷風供給路８を設けたとゲート４と、吸引ポンプ６を設けたとゲート４とを、キャビティ１ｃ内において極力対向する位置に配置している。これにより、キャビティ１ｃ内をまんべんなく冷風が流通することとなり、金型の冷却効率を良くすることができる。

また、ガス吸引手段と冷風吸引手段とを一つの吸引ポンプ６で共用すると共に、ガス吸引路５と冷風供給路８との間に三方弁９を設け、制御装置１０は、三方弁９を切り換えることにより、ゲート４を通してのガスの吸引排出と、ゲート４を通しての冷風の供給とを切り換えている。

これによれば、一つの吸引ポンプ６で冷風の吸引とガスの吸引とを共用することができるため、装置コストを抑えることができる。また、冷風による金型冷却の直後に、溶融樹脂の射出と同時にガスの吸引排出を行うタイミングとなるため、三方弁９を設けて通路を切り換えだけで瞬時に対応でき、装置コストも抑えることができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、超臨界流体発泡を含む物理発泡の例で示しているが、本発明はこれに限るものではなく、化学発泡による発泡成形であっても良い。また、吸引ポンプもこれに限らず、吸引ファンなどであっても良い。

本発明の一実施形態における発泡成形装置１の断面模式図であり、ガスを吸引排出している状態を示す。 図１の発泡成形装置１における１サイクル内の作動を示すタイムチャートである。 図１の発泡成形装置１において冷風を吸引流通させている状態を示す。 （ａ）（ｂ）は、図１の最終充填部１ｄの近傍における作動を説明する部分拡大模式図であり、（ｃ）は従来の最終充填部１ｄ近傍の一例である。

符号の説明

１…発泡成形金型（発泡成形装置）
１ｃ…キャビティ
１ｄ…最終充填部
３…発泡樹脂成形品（発泡樹脂成形体）
４…ゲート
５…ガス吸引路
５ａ…ガス吸引連通路
６…吸引ポンプ（ガス吸引手段、冷風吸引手段、吸引手段）
７…樹脂圧センサ（圧力検出手段）
８…冷風供給路
９…三方弁（通路切り換え手段）
１０…制御装置（制御手段）
１１…射出装置（射出手段）
１２…射出スクリュウ
１５…スクリュウ位置センサ（スクリュウ位置検出手段）

Claims (7)

1. 発泡樹脂成形体（３）を成形する発泡成形装置（１）において、
   密閉されたキャビティ（１ｃ）内で溶融樹脂が最後に到達する最終充填部（１ｄ）に連通して且つ開閉可能なゲート（４）と、
   少なくとも前記ゲート（４）の開閉を制御する制御手段（１０）と、
   前記最終充填部（１ｄ）のガスを前記ゲート（４）を通して吸引するためのガス吸引路（５）と、
   前記ガス吸引路（５）に接続されたガス吸引手段（６）と、
   前記ゲート（４）を複数の前記最終充填部（１ｄ）に複数個設け、いずれかの前記ゲート（４）に冷風を供給する冷風供給路（８）と、
   他のいずれかの前記ゲート（４）に前記冷風を吸引する冷風吸引手段（６）と、
   前記ガス吸引手段（６）と前記冷風吸引手段（６）とを一つの吸引手段（６）で共用すると共に、前記ガス吸引路（５）と前記冷風供給路（８）との間に通路切り換え手段（９）とを設け、
   前記制御手段（１０）は、前記キャビティ（１ｃ）内に前記溶融樹脂を射出する際には前記ゲート（４）を開いておき、前記溶融樹脂が前記キャビティ（１ｃ）内の所定位置まで流れた時に前記ゲート（４）を閉じ、
   前記制御手段（１０）は、少なくとも前記キャビティ（１ｃ）内に前記溶融樹脂を射出し始めてから前記ゲート（４）を閉じるまでの間、前記ガス吸引手段（６）の運転を制御して前記ガスの吸引排出を行い、
   前記制御手段（１０）は、前記通路切り換え手段（９）を切り換えることにより、前記ゲート（４）を通しての前記ガスの吸引排出と、前記ゲート（４）を通しての前記冷風の供給とを切り換えることを特徴とする発泡成形装置。
2. 発泡樹脂成形体（３）を成形する発泡成形装置（１）において、
   密閉されたキャビティ（１ｃ）内で溶融樹脂が最後に到達する最終充填部（１ｄ）に連通して且つ開閉可能なゲート（４）と、
   前記キャビティ（１ｃ）内に前記溶融樹脂を射出する射出手段（１１）に内部の射出スクリュウ（１２）の位置を検出するスクリュウ位置検出手段（１５）と、
   少なくとも前記ゲート（４）の開閉を制御する制御手段（１０）と、
   前記最終充填部（１ｄ）のガスを前記ゲート（４）を通して吸引するためのガス吸引路（５）と、
   前記ガス吸引路（５）に接続されたガス吸引手段（６）と、
   前記ゲート（４）を複数の前記最終充填部（１ｄ）に複数個設け、いずれかの前記ゲート（４）に冷風を供給する冷風供給路（８）と、
   他のいずれかの前記ゲート（４）に前記冷風を吸引する冷風吸引手段（６）と、
   前記ガス吸引手段（６）と前記冷風吸引手段（６）とを一つの吸引手段（６）で共用すると共に、前記ガス吸引路（５）と前記冷風供給路（８）との間に通路切り換え手段（９）とを設け、
   前記制御手段（１０）は、前記キャビティ（１ｃ）内に前記溶融樹脂を射出する際には前記ゲート（４）を開いておき、前記射出スクリュウ（１２）が前記射出手段（１１）内で所定位置となった時に前記ゲート（４）を閉じ、
   前記制御手段（１０）は、少なくとも前記キャビティ（１ｃ）内に前記溶融樹脂を射出し始めてから前記ゲート（４）を閉じるまでの間、前記ガス吸引手段（６）の運転を制御して前記ガスの吸引排出を行い、
   前記制御手段（１０）は、前記通路切り換え手段（９）を切り換えることにより、前記ゲート（４）を通しての前記ガスの吸引排出と、前記ゲート（４）を通しての前記冷風の供給とを切り換えることを特徴とする発泡成形装置。
3. 発泡樹脂成形体（３）を成形する発泡成形装置（１）において、
   密閉されたキャビティ（１ｃ）内で溶融樹脂が最後に到達する最終充填部（１ｄ）に連通して且つ開閉可能なゲート（４）と、
   前記最終充填部（１ｄ）のガスを前記ゲート（４）を通して吸引するためのガス吸引路（５）と、
   前記ガス吸引路（５）に接続されたガス吸引手段（６）と、
   前記ゲート（４）を複数の前記最終充填部（１ｄ）に複数個設け、いずれかの前記ゲート（４）に冷風を供給する冷風供給路（８）と、
   他のいずれかの前記ゲート（４）に前記冷風を吸引する冷風吸引手段（６）と、
   少なくとも前記各ゲート（４）の開閉と、前記冷風吸引手段（６）の運転とを制御する制御手段（１０）と、
   前記ガス吸引手段（６）と前記冷風吸引手段（６）とを一つの吸引手段（６）で共用すると共に、前記ガス吸引路（５）と前記冷風供給路（８）との間に通路切り換え手段（９）とを設け、
   前記制御手段（１０）は、前記発泡樹脂成形体（３）を取り出した後、前記各ゲート（４）を開くと共に、前記キャビティ（１ｃ）が密閉されて前記キャビティ（１ｃ）内に前記溶融樹脂を射出するまでの間、前記冷風供給路（８）から供給される前記冷風を前記キャビティ（１ｃ）を通して前記冷風吸引手段（６）にて吸引排出を行い、
   前記制御手段（１０）は、前記通路切り換え手段（９）を切り換えることにより、前記ゲート（４）を通しての前記ガスの吸引排出と、前記ゲート（４）を通しての前記冷風の供給とを切り換えることを特徴とする発泡成形装置。
4. 前記キャビティ（１ｃ）内の所定位置に圧力検出手段（７）を配置すると共に、
   前記制御手段（１０）は、前記圧力検出手段（７）にて検出される圧力信号によって前記溶融樹脂が前記所定位置まで流れたことの検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の発泡成形装置。
5. 前記ゲート（４）を複数個設けた場合、各前記ゲート（４）の各前記ガス吸引路（５）同士を連通させるガス吸引連通路（５ａ）を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の発泡成形装置。
6. 前記冷風供給路（８）を設けた前記ゲート（４）と、前記冷風吸引手段（６）を設けた前記ゲート（４）とを、前記キャビティ（１ｃ）内において極力対向する位置に配置したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の発泡成形装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の発泡成形装置（１）を用いて、少なくとも前記キャビティ（１ｃ）内に前記溶融樹脂を射出し始めてから前記ゲート（４）を閉じるまでの間、前記ゲート（４）からガスを排出することにより、前記最終充填部（１ｄ）近傍で射出圧を上げることなく発泡、成形を行うことを特徴とする成形方法。

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