JP5262106B2 - 発泡樹脂成形品の成形方法 - Google Patents

Description

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に関する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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い状態に維持されるように、諸条件が設定される。
図５及び図６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５は成形キャビティ内に発泡樹脂を充填した状態を、図６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。

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５参照）、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６参照）、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または低発泡倍率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、非発泡状態または低発泡倍率状態に維持される。
特開平１１−１５６８８１号公報 特開２００２−０６７１１１号公報

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または低発泡倍率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。

この発泡樹脂成形品１１０を、図７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８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９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。

この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたもので、非発泡状態または低発泡倍率状態の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。

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、発泡樹脂成形品の成形方法であって、前記発泡本体部の前記加圧取付部に連続する部分に、前記発泡本体部が成形される際に発泡が抑制されて非発泡状態または低発泡倍率状態に保たれる所定範囲の部分であって、前記発泡本体部の当該所定範囲の部分ではない他の部分の表面およびその近傍の表層部分よりも厚さが厚く且つ前記加圧取付部よりも幅広に設定された本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成する、ことを特徴としたものである。
ここに、本体厚肉発泡抑制樹脂部の「発泡抑制」とは、発泡本体部の発泡成形時に発泡が抑制されて非発泡状態（ソリッド状態）に保たれる場合のみならず、発泡はしてもその発泡倍率が非常に低い状態に保たれる場合も含むものである。

更に、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、成形型の前記本体厚肉発泡抑制樹脂部に対応する型面部を他の型面部よりも低温に設定することにより、本体厚肉発泡抑制樹脂部を成形する、ことを特徴としたものである。

また更に、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、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。

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３の発明において、前記コアバックに先立って、成形型の加圧取付部に対応する成形型部の発泡樹脂を当該成形型部によって冷却することにより、前記加圧取付部を成形する、ことを特徴としたものである。

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３又は第４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。

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。

本願の第１の発明によれば、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分に、前記発泡本体部が成形される際に発泡が抑制されて非発泡状態または低発泡倍率状態に保たれる所定範囲の部分であって、前記発泡本体部の当該所定範囲の部分ではない他の部分の表面およびその近傍の表層部分よりも厚さが厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成するようにしたことにより、発泡本体部の加圧取付部に連続する前記所定範囲の部分の強度及び／又は剛性を高めることができる。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。
特に、本体厚肉発泡抑制樹脂部を前記加圧取付部よりも幅広に設定したことにより、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分のより広範な領域について強度及び／又は剛性を高めることができ、前記の作用効果をより確実に得ることができる。

更に、本願の第２の発明によれば、本体厚肉発泡抑制樹脂部は、成形型の前記本体厚肉発泡抑制樹脂部に対応する型面部を他の型面部よりも低温に設定することにより成形されるので、成形型の温度設定を工夫することで、成形品自体についてその形状が制約される等の影響を受けることなく、前記第１の発明の作用効果を得ることができる。

また更に、本願の第３の発明によれば、基本的には前記第１又は第２の発明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。

また更に、本願の第４の発明によれば、基本的には前記第３の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記コアバックに先立って、成形型の加圧取付部に対応する成形型部の発泡樹脂を当該成形型部によって冷却することにより、前記加圧取付部を成形するので、比較的に簡単な手段によって加圧取付部の成形を確実に行うことができる。

また更に、本願の第５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３又は第４の発明の作用効果をより確実に奏することができる。

また更に、本願の第６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、前記第５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。

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。

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。

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。

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。
図２は、前記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。また、図３はコアバック後における図２の要部を拡大して示す拡大断面図である。

図３から分かるように、前記発泡樹脂成形品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。
また、図２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、成形型２０を冷却するための冷却装置４０とを備えている。

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。

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。前記ワーク１０（発泡樹脂成形品）の加圧取付部１３に対応して、固定型２１の凸状部２２には、型面２２ｆから掘られた溝部２２ｇを有する型部２２ａが設けられている。

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。

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Ｅ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Ｅ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Ｅ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。

尚、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５０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２８が設けられている。これら冷却水通路５０，２８の構成および作用については、後述する。

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。

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。

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。

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。

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。

また、前記冷却装置４０は、冷却媒体供給源（不図示）から供給される冷却媒体としての水を所定温度の冷水として供給することができる冷却水供給ユニット４１を備え、該冷却水供給ユニット４１には、固定型２１の冷却水通路５０に冷却水を供給する給水ホース４２と、可動型２５の冷却水通路２８に冷却水を供給する給水ホース４４とが接続されている。各給水ホース４２，４４の途中部には、各ホース４２，４４内の流路を開閉する給水開閉弁４３，４５がそれぞれ介設されている。
尚、具体的には図示しなかったが、固定型２１，可動型２５には、給水ホース４２，４４とは反対側に、それぞれ排水用のホースが接続され、各型２１，２５を冷却した後の冷却水は排水として回収されるようになっている。

前記固定型２１の冷却水通路５０は、型面２２ｆと略平行に真直して延びる真直通路５１と、該真直通路５１から略直角に曲折し可動型２５側に立ち上がるように形成された曲折通路５３とで構成されている。この曲折通路５３は、ワーク１０の加圧取付部１３に対応した固定型２１の型部２２ａの溝部２２ｇを両側から挟むように設けられ、加圧取付部１３に対応した固定型２１の型部２２ａが効果的に冷却される。

また、曲折通路５３の立ち上がり先端側は、ワーク１０の発泡本体部１１のうち加圧取付部１３に連続した所定範囲の部分１２に対応する固定型２１の型部２２ｂに位置しており、該型部２２ｂが効果的に冷却されるようになっている。前記加圧取付部１３に連続した所定範囲の部分１２の幅Ｄ２は、加圧取付部１３の幅Ｄ１よりも広く設定されている。

この「発泡本体部１１のうち加圧取付部１３に連続した所定範囲の部分１２」は、後述するように材料樹脂３２が発泡して発泡本体部１１が成形される際に、発泡が抑制されて非発泡状態（ソリッド状態）または低発泡倍率状態に保たれる部分で、その厚さが、他の表面およびその近傍の表層部分に比してかなり厚くなっている。以下、この部分を適宜「本体厚肉発泡抑制樹脂部」と称する。

尚、可動型２５の冷却水通路２８は、型面２６ｆと略平行に真直して延びる真直通路のみで構成されている。この可動型２５の冷却は、通常の型冷却と同様に行われる。

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４０の作動制御等の各種制御を行う。

次に、成形装置Ｍを用いた発泡樹脂成形品１０（ワーク）の成形について説明する。
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（図２参照）で、成形キャビティ２９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。

次に、冷却装置４０を作動させ、固定型２１及び可動型２５を冷却する。この場合、突起状の加圧取付部１３については、固定型２１の凸状部２２内に突出している関係上、固定型２１との接触面積が非常に大きく、本来、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）または低発泡倍率状態に保たれることが想定されるのであるが、コアバック工程に先立って冷却装置４０を作動させ、前記曲折通路５３を流れる冷却水により、加圧取付部１３に対応した固定型２１の型部２２ａが効果的に冷却することにより、加圧取付部１３が確実に成形される。

これにより、後続する工程でコアバックを行っても、加圧取付部１３は、確実に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、加圧取付部１３の強度及び／又は剛性を高めることができる。
また、ワーク１０の発泡本体部１１のうち加圧取付部１３に連続した所定範囲の部分１２（本体厚肉発泡抑制樹脂部）に対応する固定型２１の型部２２ｂについても、前記曲折通路５３を流れる冷却水によって、他の型部に比して効果的に冷却される。この場合、本体厚肉発泡抑制樹脂部１２の幅Ｄ２を加圧取付部１３の幅Ｄ１よりも広く設定したことにより、発泡本体部１１の加圧取付部１３に連続する部分のより広範な領域について強度及び／又は剛性を高めることができる。

特に、本体厚肉発泡抑制樹脂部１２は、固定型２１の当該本体厚肉発泡抑制樹脂部１２に対応する型部２２ｂを他の型部よりも低温に設定することにより成形されので、固定型２１の温度設定を工夫することによって、成形品１０自体についてその形状が制約される等の影響を受けることなく、発泡本体部１１の発泡成形時に、確実に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。

その後、図３に示されるように、可動型２５を所定量Ｅ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）が発泡成形されるのであるが、発泡本体部１１のうち加圧取付部１３に連続した所定範囲の部分１２（本体厚肉発泡抑制樹脂部）については、対応する固定型２１の型部２２ｂが冷却されているので、発泡が効果的に抑制され、非発泡状態または発泡倍率が非常に低い状態に維持され、その強度及び／又は剛性が高められている。

尚、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。
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、本体厚肉発泡抑制樹脂部１２及び加圧取付部１３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加圧取付部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。

成形型２１，２５に接触する発泡本体部１１の表面およびその近傍の表層部分についても、成形型２１，２５に熱を奪われることにより発泡が抑制され、通常、非発泡状態または低発泡倍率状態に維持されるのであるが、加圧取付部１３に連続した所定範囲の部分１２については、対応する型部２２ｂが事前に効果的に冷却されていることにより、確実に非発泡状態または発泡倍率が非常に低い状態に維持され、しかも、その厚さが、他の表面およびその近傍の表層部分に比してかなり厚くなっている。

前記コアバック工程を終えると、可動型２５が更に型開き方向（図２及び図３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。以上で１サイクルの成形工程が終了する。

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４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。

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４に示したようにワーク１１０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。

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

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９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１２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。

以上、説明したように、本実施形態によれば、ワーク１０の発泡本体部１１の加圧取付部１３に連続する部分１２に、発泡本体部１１の他の部分（表面およびその近傍の表層部分）よりも厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部１２を形成するようにしたことにより、発泡本体部１１の加圧取付部１３に連続する部分の強度及び／又は剛性を高めることができる。これにより、相手部材１６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。

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。

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。

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。 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。 コアバック後における図２の要部を拡大して示す拡大断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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

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 ワーク
１１ 発泡本体部
１２ 発泡本体部の加圧取付部に連続した所定範囲の部分（本体厚肉発泡抑制樹脂部）
１６ 相手部材
２０ 成形型
２１ 固定型
２２ 凸状部
２２ａ （固定型の）加圧取付部に対応した型部
２２ｂ （固定型の）加圧取付部に連続した所定範囲の部分に対応する型部
２５ 可動型
２９ 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
４０ 冷却装置
４１ 冷却水供給ユニット
４２ 給水ホース
５０ （固定型の）冷却水通路
５１ 真直通路
５３ 曲折通路
Ｄ１ 加圧取付部の幅
Ｄ２ 本体厚肉発泡抑制樹脂部の幅
Ｅ コアバック量
Ｍ 成形装置

Claims (6)

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、発泡樹脂成形品の成形方法であって、
   前記発泡本体部の前記加圧取付部に連続する部分に、前記発泡本体部が成形される際に発泡が抑制されて非発泡状態または低発泡倍率状態に保たれる所定範囲の部分であって、前記発泡本体部の当該所定範囲の部分ではない他の部分の表面およびその近傍の表層部分よりも厚さが厚く且つ前記加圧取付部よりも幅広に設定された本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成する、ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。
   
2. 前記成形型の前記本体厚肉発泡抑制樹脂部に対応する型面部を他の型面部よりも低温に設定することにより、前記本体厚肉発泡抑制樹脂部を成形する、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。
3. 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又は２に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
4. 前記コアバックに先立って、前記成形型の前記加圧取付部に対応する成形型部の発泡樹脂を当該成形型部によって冷却することにより、前記加圧取付部を成形する、ことを特徴とする請求項３に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
5. 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３又は４に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
6. 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５に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。

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