JP7351774B2

JP7351774B2 - 成形型、及びインサート成形体の製造方法

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Publication number: JP7351774B2
Application number: JP2020041776A
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Inventors: 圭一橋本; 功昇久松
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Description

本発明は、発泡粒子成形体に埋設された剛性部材の一部が、発泡粒子成形体から露出して突出する略Ｕ字状の突出部を有するインサート成形体を型内成形するための成形型、及びそのようなインサート成形体の製造方法に関する。

従来、熱可塑性樹脂からなる発泡粒子を型内成形してなる発泡粒子成形体が知られており、種々の製品への適用が試みられている。
近年にあっては、自動車の座席シートに用いられる車両用座席芯材などにも適用されるようになってきている。車両用座席芯材に適用した例として、成形型内の所定の位置に、車両への座席芯材の取り付けに利用される取付フックを備える金属製の剛性部材を取り付けて、発泡粒子成形体を型内成形する、いわゆるインサート成形によって製造された、発泡粒子成形体と該発泡粒子成形体に埋設された剛性部材との一体成形物であり、取り付けフックが略Ｕ字状の突出部として発泡粒子成形体から露出して突出するように構成されたインサート成形体が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１５－１３６８５１号公報国際公開２０１５／１５９６９１号パンフレット

ところで、特許文献１では、突出部（留め具）に隙間なく篏合する凹部を設けた基準位置保持部に、一つの突出部を相対移動不能に保持し、他の突出部を相対移動可能に保持して、剛性部材を成形型に取り付けるようにしている。
しかしながら、例えば、ワイヤー材を曲げ加工するなどして形成される突出部には、加工精度のバラツキなどが生じ得るため、隙間なく篏合させて保持するような機構では、成形型への取り付け性が低下する虞があり、作業性にも劣ってしまうという不具合もある。

また、特許文献２では、成形型に設けた突出部の収容部に、突出部の挿入操作などに連動して開閉する開閉体を備えることにより、収容部に発泡粒子が入り込んでしまわないようにして、インサート成形体の突出部周辺にバリが発生してしまうのを抑制している。
しかしながら、引用文献２では、主に付勢手段によって開閉体が開閉するように構成されており、装置構造が複雑なため、収容部内の清掃やメンテナンスが煩雑になるなどの不具合がある。
また、突出部の加工精度のバラツキ等により、成形型への剛性部材の取り付け性が低下する虞や、得られるインサート成形体における突出部の位置精度が低下する虞がある。

そこで、本発明者らは、上記の如き不具合を解消すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

本発明に係る成形型は、発泡粒子成形体と、前記発泡粒子成形体に埋設された剛性部材との一体成形物であり、前記発泡粒子成形体から前記剛性部材の一部が露出して突出する略Ｕ字状の突出部を有するインサート成形体を型内成形にて形成するための成形型であって、前記成形型は、前記突出部を成形型に固定するための固定構造を備え、前記固定構造は、前記突出部を収容する収容体と、前記収容体に収容された前記突出部を前記収容体と共に固定する固定体と、前記固定体に取り付けられ、前記収容体に収容された前記突出部の柱部を避けて前記収容体の開口部を閉塞可能とする切欠きが形成されている、前記収容体の開口部を閉塞するシャッターとを有する一又は複数の固定具を備え、前記一又は複数の固定具のうちの少なくとも一つが第一の固定具であり、前記第一の固定具が有する前記固定体は、前記略Ｕ字状の突出部の柱部間に挿入される位置決めピンを備え、前記位置決めピンは、前記収容体に収容された前記突出部側に向かって先細りする形状であり、前記第一の固定具においては、前記収容体に収容された前記突出部と前記固定体とが接近することで、前記位置決めピンが前記柱部間に挿入されて、前記収容体の位置決め部と前記固定体との間に前記突出部を固定すると共に、前記シャッターが前記収容体の開口部を閉塞する構成としてある。

また、本発明に係るインサート成形体の製造方法は、発泡粒子成形体と、前記発泡粒子成形体に埋設された剛性部材との一体成形物であり、前記発泡粒子成形体から前記剛性部材の一部が露出して突出する略Ｕ字状の突出部を有するインサート成形体を製造する方法であって、上記成形型を用い、前記収容体に前記突出部を収容し、前記収容体に収容された突出部と前記固定体とを接近させることにより、前記突出部を前記固定構造に固定する工程Ａと、前記突出部が固定されて前記剛性部材が取り付けられた成形型内に発泡粒子を充填して型内成形することにより、前記インサート成形体を成形する工程Ｂとを有し、前記工程Ａにおいて、前記第一の固定具に前記突出部を固定するに際し、前記略Ｕ字状の突出部の柱部間に前記位置決めピンを挿入することで、前記収容体の位置決め部と前記固定体との間に前記突出部を固定すると共に、前記収容体の開口部を前記シャッターにより閉塞する方法としてある。

本発明によれば、発泡粒子成形体に埋設された剛性部材の一部が、発泡粒子成形体から露出して突出する略Ｕ字状の突出部を有するインサート成形体を型内成形するに際し、インサート成形体の突出部周辺のバリの発生を抑制できると共に、突出部が加工精度のバラツキを有する場合であっても、成形型に突出部を容易に固定できる。また、突出部の位置精度が高いインサート成形体を製造することができる。

本発明の実施形態に係るインサート成形体の製造方法によって製造されるインサート成形体の一例を模式的に示す説明図である。本発明の実施形態に係るインサート成形体の製造方法における一工程を模式的に示す説明図である。本発明の実施形態に係るインサート成形体の製造方法における一工程を模式的に示す説明図である。本発明の実施形態に係るインサート成形体の製造方法における一工程を模式的に示す説明図である。本発明の実施形態に係るインサート成形体の製造方法における一工程を模式的に示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の第一の固定具の動作を示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の第一の固定具の動作を示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の第一の固定具の動作を示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の第二の固定具の動作を示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の第二の固定具の動作を示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の第二の固定具の動作を示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の固定具において、固定体が後退して収容体の開口部が開放された状態を斜視して示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の固定具において、固定体が後退して収容体の開口部が開放された状態を平面視して示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の固定具において、固定体が前進して収容体の開口部がシャッターで閉塞された状態を斜視して示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の固定具において、固定体が前進して収容体の開口部がシャッターで閉塞された状態を平面視して示す説明図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の第一の固定具において、収容体の位置決め部と固定体との間に突出部が固定されたときの、位置決めピンと突出部との位置関係を示す説明図である。図１６のＣ－Ｃ断面図である。本発明の実施形態に係る成形型が備える固定構造の第二の固定具において、収容体の位置決め部と固定体との間に突出部が固定されたときの、位置決めプレートと突出部との位置関係を示す説明図である。図１８のＤ－Ｄ断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態に係るインサート成形体の製造方法によって製造されるインサート成形体１の一例を模式的に示している。
図１に示す例において、インサート成形体１は、発泡粒子成形体２と、発泡粒子成形体２に埋設された剛性部材３との一体成形物であり、発泡粒子成形体２から剛性部材３の一部が露出して突出する略Ｕ字状の突出部４を有している。
なお、略Ｕ字状とは、Ｕ字又はこれに近似する形状をいい、所定の距離で離間する一対の柱部が一端側で連なった形状をいうものとする。

本実施形態において、製造対象とされるインサート成形体１の用途は、特に限定されない。例えば、自動車の座席シートに用いられる車両用座席芯材などに適用することができ、用途に適した構成とすることができる。車両用座席芯材に適用する場合、インサート成形体１は、車両への取り付けに利用される取り付けフック５と、かかる取り付けフック５が連結されたフレーム部材６とが、剛性部材３として発泡粒子成形体２に埋設されるように一体に成形されるとともに、取り付けフック５の少なくとも一部が、略Ｕ字状の突出部４として発泡粒子成形体２から露出して突出するように構成することができる。

インサート成形体１を座席芯材として使用する場合、座席芯材の前方端側には、座席芯材の左右方向にわたる肉厚領域が設けられていることが好ましい。また、この肉厚領域おいて、座席芯材の左右方向に延在する剛性部材３が埋設されることが好ましい。なお、座席芯材の前後方向、左右方向、上下方向は、座席芯材が車両に設置された際における、車両の前後方向、左右方向、上下方向に一致する方向である。また、肉厚領域とは、座席芯材の上下方向における厚みが、座席芯材の上下方向における最小厚みより厚くなっている領域を意味する。肉厚領域における座席芯材の厚みは、１００ｍｍ以上であることが好ましく、１２０ｍｍ以上であることがより好ましく、１５０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

インサート成形体１をこのように構成して、車両用シート芯材に適用するにあたり、取り付けフック５とフレーム部材６は、例えば、鉄、アルミニウム、銅等の金属、又は繊維強化樹脂などの剛性を備えた材料を用いて形成することができる。これらは適宜組み合わせて用いてもよい。車両用シート芯材としてのインサート成形体１の強度を向上させるという観点からは、金属を用いるのが好ましく、特に、鋼材を用いるのが好ましい。

また、フレーム部材６には、ワイヤー材などが好適に使用できる。フレーム部材６としては、線状、管状又は棒状などの形状を有するものを用いることができる。また、適用される車両用座席芯材の形状、寸法などに応じて、曲げ加工をするなどして、発泡粒子成形体２内の適切な位置に、フレーム部材６が埋設されるようにすることができれば良く、例えば直線状や環状のフレーム部材６や、直線状や環状の部材を組み合わせた形状等のフレーム部材６を用いることができる。
取り付けフック５も同様に、ワイヤー材などが好適に使用でき、例えば、ワイヤー材を略Ｕ字状に曲げ加工することによって形成できる。取り付けフック５は、例えば、フレーム部材６に直接連結してもよく、板状の台座部等の連結部材を介して連結されるようにしてもよく、ワイヤー材の所定の部位を略Ｕ字状に曲げ加工して、フレーム部材６と一体に形成してもよい。
また、取り付けフック５における、柱部間の離間距離（それぞれの柱部４ａの中心線を結ぶ線分上における、一方の柱部４ａの外縁と、他方の柱部４ａの外縁との間の長さ）は、概ね６～２０ｍｍであることが好ましく、８～１５ｍｍであることがより好ましい。

座席芯材用途においては、剛性部材３は、座席芯材の下面から外方（座席芯材の下方）に向かって突出する少なくとも２つの取り付けフック５を有することが好ましい。また、該取り付けフック５は、少なくとも座席芯材の前方端側に設けられていることが好ましい。
特に、少なくとも座席芯材の前方端側に、座席芯材の左右方向に延在する剛性部材３が埋設されると共に、該剛性部材３が座席芯材の下面から外方に向かって突出する少なくとも２つの取り付けフック５を有することが好ましい。
なお、取り付けフック５の個数の上限は、概ね６つであることが好ましく、５つであることがより好ましく、４つであることがさらに好ましい。

ワイヤー材としては、直径２～８ｍｍの棒状又は線状のものを用いるのが好ましく、ワイヤー材の直径は、３～７ｍｍであるのがより好ましい。さらに、ワイヤー材は、引張強さが２００Ｎ／ｍｍ^２以上であるのが好ましく、車両用シート芯材としてのインサート成形体１の強度を向上させる観点から、２５０～１３００Ｎ／ｍｍ^２であるのがより好ましい。ワイヤー材の降伏点は、４００Ｎ／ｍｍ^２以上であるのが好ましく、４４０Ｎ／ｍｍ^２以上であるのがより好ましい。
なお、ワイヤー材の物性は、ＪＩＳＧ３５３２に基づいて測定することができる。

ここで、埋設とは、剛性部材３の形状が、発泡粒子成形体２によりその周囲を囲われている状態を意味する。この場合、発泡粒子成形体２と剛性部材３との間に、わずかな隙間があってもよい。剛性部材３としてワイヤー材を用いる場合、剛性部材３（取り付けフックを含む）の周囲（剛性部材３の軸方向（中心線）に直交する面における剛性部材の外縁部）が埋設された部分が、剛性部材３（取り付けフックを含む）の５０％以上にわたる範囲となることが好ましく、７０％以上にわたる範囲となることがより好ましく、９０％以上にわたる範囲となることがさらに好ましい。
また、露出とは、剛性部材３の少なくとも一部がインサート成形体１の外方から視認できる状態を意味する。

本実施形態において、インサート成形体１を製造するには、剛性部材３の突出部４を固定するための固定構造２０を備えた成形型１０が用いられる。
図２～５は、本実施形態に係るインサート成形体の製造方法における一工程を模式的に示す説明図である。これらの図では、一対の凸型ユニット１１と凹型ユニット１２とを含んで構成される成形型１０において、凸型ユニット１１が固定構造２０を備えるように成形型１０を構成した例を示しているが、凹型ユニット１２が固定構造２０を備えるようにしてもよい。固定構造２０を除く成形型１０の具体的な構成は、特に限定されず、後述するように構成された固定構造２０を備えるように、従来の成形型を改良して用いることもできる。

図２～５を参照して、インサート成形体１を製造する工程の概略を説明するに、まず、工程Ａとして、成形型１０を型開きした状態で待機させておき（図２参照）、剛性部材３の突出部４を固定構造２０に固定して、成形型１０内の所定の位置に剛性部材３を取り付ける（図３参照）。このとき、製造されたインサート成形体１において、発泡粒子成形体２内の適切な位置に剛性部材３が埋設されるように、剛性部材３を取り付ける位置が定められる。成形型１０に固定構造２０を設置する位置は、剛性部材３が取り付けられる位置が適切となるように、適宜設計することができる。

次に、工程Ｂとして、まず、凸型ユニット１１と凹型ユニット１２のいずれか一方又は両方を移動させて型閉じする（図４参照）。その後、熱可塑性樹脂からなる発泡粒子を、図示しない充填口から成形型１０のキャビティ内に充填し、次いで、図示しない配管から、加熱スチームをキャビティ内に導入して、発泡粒子を加熱して二次発泡させるとともに、発泡粒子を相互に融着させて発泡粒子成形体２を型内成形する（図５参照）。そして、冷却工程などの後工程を経た後に、成形型１０を型開きして離型することによって、発泡粒子成形体２と、発泡粒子成形体２に埋設された剛性部材３とが一体に成形され、発泡粒子成形体２から剛性部材３の一部が露出して突出する略Ｕ字状の突出部４を有するインサート成形体１を製造することができる。

上記発泡粒子を構成する熱可塑性樹脂は、適宜選択可能であるが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ乳酸系樹脂などの熱可塑性樹脂や、ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂とを含む複合樹脂を用いることができる。
上記樹脂の中でも、強度や耐衝撃性の観点から、ポリオレフィン系樹脂、又はポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂との複合樹脂を用いることが好ましい。さらに、ポリオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂が好ましく、ポリプロピレン系樹脂が特に好ましい。

熱可塑性樹脂発泡粒子としては、熱可塑性樹脂の樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性樹脂粒子とした後、これを発泡させることで得られるような発泡粒子の他、発泡ストランド、発泡成形体及び押出発泡体の粉砕物等が挙げられる。さらに、該発泡粒子としては、発泡粒子内に貫通孔を有する、筒状形状の発泡粒子を使用することもできる。
なお、発泡粒子の形状としては、例えば、円柱状、球状、角柱状、楕円球状、円筒状等を採用することができる。

また、発泡粒子成形体２の成形体密度（見掛け密度）は、０．０２～０．５ｇ／ｃｍ^３であるのが好ましく、０．０３～０．３ｇ／ｃｍ^３であるのがより好ましい。特に、ポリオレフィン系樹脂を用いる場合には、０．０２～０．２ｇ／ｃｍ^３であるのが好ましく、０．０３～０．１ｇ／ｃｍ３であるのがより好ましい。ポリオレフィン系樹脂からなる発泡粒子成形体２は、成形体密度が上記範囲であれば、剛性や耐衝撃性に優れるとともに、適度な弾性を有するので、剛性部材３の保持性にも優れたものとなる。
なお、成形体密度は、発泡粒子成形体の重量を、その体積で除することで算出することができる。発泡粒子成形体の体積（見掛け体積）は、発泡粒子成形体２を水没させた際の体積増加分から算出する方法（水没法）や、発泡粒子成形体の
外形寸法から算出する方法により求めることができる。

本実施形態において、剛性部材３の突出部４を成形型１０に固定するための固定構造２０は、第一の固定具２０ａと第二の固定具２０ｂとを備えている。
図６～図８は、第一の固定具２０ａの動作を示す説明図であり、図２のＡ－Ａ断面に相当する第一の固定具２０ａの要部断面を模式的に示している。
また、図９～図１１は、第二の固定具２０ｂの動作を示す説明図であり、図２のＢ－Ｂ断面に相当する第二の固定具２０ｂの要部断面を模式的に示している。

これらの図に示すように、固定構造２０が備える第一の固定具２０ａと第二の固定具２０ｂとは、剛性部材３の突出部４を収容する収容体２１と、収容体２１に収容された突出部４を収容体２１と共に固定する固定体２７と、収容体２１の開口部２２を閉塞するシャッター２８とを共通に有している。
型内成形時における剛性部材３の変形をより抑制する観点から、固定構造２０は、一つの第一の固定具２０ａを備えることが好ましい。

図示する例において、収容体２１には、収容体２１の天面に開口する開口部２２から挿入された突出部４が収容される収容部２３が設けられているとともに、収容体２１に収容された突出部４に対して固定体２７が進退可能となるように、収容部２３と連通する固定体２７の可動スペース２６が、収容体２１の天面側から底面側に貫通して設けられている。
ここで、図６及び図９は、固定体２７が後退した状態を示している。図７及び図１０は、収容部２３に突出部４が挿入された状態を示している。図８及び図１１は、収容部２３に挿入された突出部４に対して固定体２７が前進した状態を示している。

収容部２３は、突出部４の加工精度のバラツキ、突出部４の挿入し易さ、型内成形時の剛性部材３と成形型１０との線膨張差などを考慮しつつ、挿入された突出部４を仮止めできるように、その開口部２２が、突出部４の外形寸法よりもやや大きめに形成されているのが好ましい。

例えば、突出部４の突出方向に対して直交する面における、収容部２３の開口部（開口面）長手方向の長さＬ_１と、突出部４の幅ｗ（突出部４を構成する一方の柱部４ａの外方側の一端から、他方の柱部４ａの外方側の一端までの長さ）との差（Ｌ_１－ｗ）が、１～５ｍｍとなるように設計するのが好ましい。特に、収容部２３への突出部４の取り付け性を良好に維持しつつ、より安定して突出部４の位置決めを行うことができる観点から、第一の固定具２０ａの収容部２３においては、上記差（Ｌ_１－ｗ）が１～４ｍｍ、より好ましくは１．２～３．０ｍｍとなるように設計することが好ましい。また、第二の固定具２０ｂの収容部２３における上記差（Ｌ_１－ｗ）が、第一の固定具２０ｂの収容部２３における上記差（Ｌ_１－ｗ）よりも大きいことが好ましい。このようにすることで、第二の固定具２０ｂの収容部２３に収容された突出部４を固定する際に、突出部４の開口部長手方向に沿った移動を許容しやすくなり、突出部４の位置精度に優れると共に、寸法精度に優れるインサート成形体１を安定して得ることができる。

また、突出部４の突出方向に対して直交する面における、収容部２３の開口部（開口面）短手方向（前記長手方向に直交する方向であり、突出部４の２つの柱部４ａの中心線を通る直線と直交する方向）の長さＬ_２と、突出部４の厚み（突出部４がワイヤー材を用いて形成されている場合には、当該ワイヤー材の直径）ｔとの差（Ｌ_２－ｔ）が、０．５～５ｍｍとなるように設計するのが好ましい。特に、収容部２３への突出部４の取り付け性を良好に維持しつつ、より安定して突出部４の位置決めを行うことができる観点から、第一の固定具２０ａの収容部２３においては、上記差（Ｌ_２－ｔ）が１～４ｍｍ、より好ましくは１．２～３．０ｍｍとなるように設計するのが好ましい（図１３参照）。

また、第二の固定具２０ｂの収容部２３における上記差（Ｌ_２－ｔ）が、第一の固定具２０ｂの収容部２３における上記差（Ｌ_２－ｔ）よりも大きいことが好ましい。このようにすることで、第二の固定具２０ｂの収容部２３に収容された突出部４を固定する際に、突出部４の開口部短手方向に沿った移動を許容しやすくなり、突出部４の位置精度に優れると共に、寸法精度に優れるインサート成形体１を安定して得ることができる。

収容部２３と連通して設けられる固定体２７の可動スペース２６は、収容部２３に挿入された突出部４の仮止めを妨げない範囲で、収容部２３の天面側における、開口部長手方向の長さを確保しつつ、収容部２３と連通させるのが好ましい。
後述する位置決めピン２９ａや位置決めプレート２９ｂに対して、これらを備える固定体２７の横幅（収容体２１の開口部長手方向の長さ）が長い場合には、固定体２７の可動スペース２６を次のように設けることもできる。すなわち、収容体２１の天面側の部分では、収容部２３に挿入された突出部４の仮止めを妨げない範囲で、収容部２３の開口部長手方向の長さＬ_１よりも短い横幅Ｗで、固定体２７の可動スペース２６を収容部２３と連通させる。収容体２１のそれ以外の部分（天面側を除く部分）では、例えば、収容部２３の開口部長手方向の長さＬ_１と同じ横幅で、固定体２７の可動スペース２６を収容部２３と連通させる。このようにして、収容体２１の天面側の部分では、収容部２３に挿入された突出部４の仮止めを妨げないようにしつつ、収容体２１の天面側を除く部分では、固定体２７の可動スペース２６を幅広に設けることにより、それに応じて固定体２７の横幅を長くして、位置決めピン２９ａや位置決めプレート２９ｂを備えるのに必要な固定体２７の横幅を確保することができる（図１２、図１４など参照）。

収容部２３の深さ、換言すれば、収容部２３の開口部から底部２４までの高さは、収容部２３に挿入された突出部４の先端部を底部２４で受けて、突出部４の高さ方向（突出部４の突出方向）の位置決めがなされるように適宜設計することができる。突出部４の高さ方向の位置は、製造されたインサート成形体１において、発泡粒子成形体２から露出して突出する突出部４の突出長さに応じて定められる。

また、固定体２７に対向する収容部２３の内壁面には、後述するようにして収容体２１と固定体２７との間に突出部４を固定する際に、突出部４を面で受けて、固定体２７から離れる方向への突出部４の移動を規制する位置決め部２５が、当該内壁面から突出するように設けられている。位置決め部２５は、後述する位置決めピン２９ａや位置決めプレート２９ｂと対向する位置に設けるのが好ましい。
また、突出部４をより安定して位置精度良く固定する観点から、突出部４の突出方向における、位置決め部２５の中心位置は、収容部２３の開口部２２から、収容部２３の深さの１／２までの間に位置することが好ましい。

突出部４を面で受ける際に、突出部４が傾いてしまったりすることがないように、位置決め部２５の横幅（突出部４の突出方向に対して直交する面における、突出部４の２つの柱部４ａの中心線を通る直線と一致する方向の長さ）が、略Ｕ字状の突出部４の柱部４ａの中心間距離（一方の突出部４の柱部４ａの中心線と、他方の突出部４の柱部４ａの中心線との間の長さ）よりも長くなるように、位置決め部２５を設けるのが好ましく、このような態様は、柱部４ａが円柱状である場合に、特に好適である（図１７、図１９参照）。このような位置決め部２５を当該内壁面に設けることで、収容部２３への突出部４の挿入し易さを損なうことなく、固定体２７から離間する方向への突出部４の移動を規制できるため好ましい。
なお、当該内壁面を位置決め部とし、内壁の全面で突出部４を受けて、突出部４の移動を規制するようにしてもよい。

このような収容体２１と共に突出部４を固定する固定体２７は、図示するような板状に形成することができる。そして、収容体２１の底面側から収容体２１の外方に向かって突出させた固定体２７の一方の端部側に、エアシリンダ又は油圧シリンダなどの駆動装置３０を接続することにより、収容体２１に設けられた可動スペース２６内を収容体２１に収容された突出部４に対して進退するように構成することができる。

また、固定体２７の他方の端部（収容体２１の開口部２２側に位置する固定体２７の端部）には、収容体２１の開口部２２を閉塞するシャッター２８が取り付けられている。シャッター２８には、収容体２１の開口部２２を閉塞する際に、収容体２１に収容された突出部４との干渉を避けるために、収容体２１に収容された突出部４の柱部４ａを避けて前記収容体２１の開口部２２を閉塞可能とする切欠き２８ａが形成されている（図１２～図１５参照）。
ここで、図１２は、固定体２７が後退して収容体２１の開口部２２が開放された状態を斜視して示す説明図であり、図１３は、同状態を平面視した説明図である。図１４は、固定体２７が前進して収容体２１の開口部２２がシャッター２８で閉塞された状態を斜視して示す説明図であり、図１５は、同状態を平面視した説明図である。

収容体２１の開口部２２がシャッター２８で閉塞されるようにするのは、型内成形時にキャビティ内に充填された発泡粒子が、収容体２１の内部に入り込んでしまうことによって、製造されたインサート成形体１において、突出部４の周辺に発泡粒子によるバリが発生するのを抑制するためである。したがって、シャッター２８に形成する切り欠き２８ａの形状、大きさなどは、突出部４と切欠き２８ａとの間から、収容体２１の内部に発泡粒子が入り込んでしまうことがないように適宜設計するのが好ましい。具体的には、収容体２１の開口部長手方向におけるシャッター２８の切欠きの開口端の長さと、収容体２１の開口部長手方向における柱部４ａの長さとの差が０．５～５ｍｍであることが好ましく、１～４ｍｍであることがより好ましい。
柱部４ａが円柱状である場合には、シャッター２８の切欠きは半円状に形成されることが好ましい。

また、固定体２７の他方の端部にシャッター２８を取り付けるにあたり、固定体２７の他方の端部が収容体２１の天面と略面一となるように、収容体２１に設けられた可動スペース２６内に固定体２７を配置し、固定体２７が後退又は前進するのに伴って、シャッター２８が収容体２１の天面上を移動して、収容体２１の開口部２２を開閉するように構成するのが好ましい。このように構成することで、収容体２１の天面とシャッター２８との間から、より確実に、収容体２１の内部に発泡粒子が入り込んでしまわないようにすることができる。

本実施形態おいて、第一の固定具２０ａと第二の固定具２０ｂとは、上記の如き収容体２１、固定体２７、及びシャッター２８を共通に有するところ、図６～図８に示すように、第一の固定具２０ａの固定体２７は、略Ｕ字状の突出部４の柱部４ａ間に挿入される位置決めピン２９ａを備えている。第一の固定具２０ａの固定体２７が備える位置決めピン２９ａは、収容体２１に収容された突出部４側に向かって先細りする形状に形成されている。
なお、位置決めピン２９ａは、位置決めピン２９ａが突出部４に挿入された状態において、突出部４から収容体２１側の部分において、少なくとも先細り形状となっていれば良い。

図示する例では、位置決めピン２９ａは円錐台状に形成されているが、角錐台状などに形成してもよい。
また、位置決めピン２９ａは複数の部材を組み合わせて形成してもよく、例えば、三角柱や四角柱等の部材を複数組み合わせて、収容体２１に収容された突出部４側に向かって先細り形状とした位置決めピン２９ａとしてもよい。
円錐台状等の位置決めピン２９ａを用いる場合、位置決めピン２９ａのテーパ（突出部４の突出方向に直交する面における、位置決めピン２９ａの挿入方向と、位置決めピン２９ａ外縁部との成す角）は、概ね１０～５０°であることが好ましく、１５～４０°であることがより好ましく、２０～３０°であることがさらに好ましい。

このような位置決めピン２９ａを固定体２７が備えることによって、第一の固定具２０ａにおいては、前述したようにしてインサート成形体１を製造するに際の工程Ａにおいて、固定体２７が後退して収容体２１の開口部２２が開放された状態で（図６、図１２、図１３参照）、収容部２３に突出部４が挿入されると（図７参照）、固定体２７が前進し、収容体２１に収容された突出部４と固定体２７とが接近することで、位置決めピン２９ａが柱部４ａ間に挿入されて、収容体２１の位置決め部２５と固定体２７との間に突出部４を固定すると共に、シャッター２８が収容体２１の開口部２２を閉塞するように構成されている（図８、図１４、図１５参照）。

ここで、図１６に、略Ｕ字状の突出部４の柱部４ａ間に位置決めピン２９ａが挿入されて、収容体２１の位置決め部２５と固定体２７との間に突出部４が固定されたときの、位置決めピン２９ａと突出部４との位置関係を示し、図１６のＣ－Ｃ断面を図１７に示す。これらの図に示すように、第一の固定具２０ａは、収容部２３の内壁面に設けられた位置決め部２５により、固定体２７から離れる方向（図１７における下方向）への突出部４の移動が規制されながら、柱部４ａ間に挿入された位置決めピン２９ａにより、収容部２３の開口部長手方向（図１６及び図１７における左右方向）に沿った突出部４の移動と、固定体２７に向かう方向（図１７における上方向）への突出部４の移動とが規制された状態で、収容体２１の位置決め部２５と固定体２７との間に突出部４を固定することができる。

このようにして突出部４を固定するにあたり、収容体２１に収容された突出部４側に向かって先細りする形状に位置決めピン２９ａを形成することによって、収容部２３に挿入されて仮止めされた際の突出部４の位置ずれや、突出部４の加工精度のバラツキなどに起因する、収容部２３の開口部長手方向及び開口部短手方向における突出部４の位置ずれが生じていたとしても、位置決めピン２９ａが柱部４ａ間に挿入されていく過程で、突出部４が位置決めピン２９ａの周面（テーパー面）と当接し、位置決めピン２９ａにより押されて所定の位置に移動することで、そのような位置ずれを修正することができる。
なお、剛性部材３や突出部４における加工精度のバラツキとしては、例えば、突出部４の形状の変動や、突出部４間の間隔の変動等が挙げられる。

また、位置決めピン２９ａは、突出部４の柱部４ａ間に挿入されたときに、柱部４ａに当接して突出部４を固定するように構成してもよいが、突出部４の加工精度のバラツキを考慮して、柱部４ａと位置決めピン２９ａとの間で若干の隙間を以て突出部４を固定するように構成するのが好ましい。
例えば、位置決めピン２９ａが柱部４ａ間に挿入されて、収容体２１の位置決め部２５と固定体２７との間に突出部４を固定したときに、柱部４ａ間の離間距離（それぞれの柱部４ａの中心線を結ぶ線分上における、一方の柱部４ａの外縁と、他方の柱部４ａの外縁との間の距離）ｗ_０と、それぞれの柱部４ａの中心線を結ぶ線分上における、位置決めピン２９ａの径φＤとの差（ｗ_０－φＤ）が、０．１～３ｍｍ、より好ましくは０．２～２ｍｍ、さらに好ましくは０．３～１ｍｍとなるように、突出部４の形状、寸法などに応じて位置決めピン２９ａを設計するのが好ましい（図１７参照）。

位置決めピン２９ａの基端側の横幅に対して、固定体２７の横幅が長い場合には、前述したようにして、収容体２１の天面側を除く部分で、固定体２７の可動スペース２６を幅広に設け、それに応じて固定体２７の横幅を長くして、位置決めピン２９ａを備えるのに必要な固定体２７の横幅を確保するのが好ましい。
また、突出部４をより安定に位置精度良く固定する上で、収容体２１の天面にできるだけ近い位置で、位置決めピン２９ａが柱部４ａ間に挿入されて、突出部４が固定されるようにするのが好ましい。

一方、図９～図１１に示すように、第二の固定具２０ｂの固定体２７は、略Ｕ字状の突出部４の柱部４ａに跨って当接される位置決めプレート２９ｂを備えている。第二の固定具２０ｂの固定体２７が備える位置決めプレート２９ｂは、収容体２１に収容された突出部４の二つの柱部４ａを押圧可能な形状に形成されている。

このような位置決めプレート２９ｂを固定体２７が備えることによって、第二の固定具２０ｂにおいては、前述したようにしてインサート成形体１を製造するに際の工程Ａにおいて、固定体２７が後退して収容体２１の開口部２２が開放された状態で（図９、図１２、図１３参照）、収容部２３に突出部４が挿入されると（図１０参照）、固定体２７が前進し、収容体２１に収容された突出部４と固定体２７とが接近することで、位置決めプレート２９ｂが該突出部４の該位置決めプレートと対向する面に当接されて、収容体２１の位置決め部２５と固定体２７との間に突出部４を固定すると共に、シャッター２８が収容体２１の開口部２２を閉塞するように構成されている（図１１、図１４、図１５参照）。

ここで、図１８に、略Ｕ字状の突出部４の柱部４ａに位置決めプレート２９ｂが当接されて、収容体２１の位置決め部２５と固定体２７との間に突出部４が固定されたときの、位置決めプレート２９ｂと突出部４との位置関係を示し、図１８のＤ－Ｄ断面を図１９に示す。これらの図に示すように、第二の固定具２０ｂは、収容部２３の内壁面に設けられた位置決め部２５と、位置決めプレート２９ｂとで突出部４を挟むことで、位置決め部２５により、固定体２７から離れる方向（図１９における下方向）への突出部４の移動が規制され、柱部４ａに跨って当接された位置決めプレート２９ｂにより、固定体２７に向かう方向（図１９における上方向）への突出部４の移動が規制されるが、収容部２３の開口部長手方向（図１８及び図１９における左右方向）に沿った収容部２３内での突出部４の移動が許容された状態で、収容体２１の位置決め部２５と固定体２７との間に突出部４を固定することができる。

これにより、第一の固定具２０ａに固定した突出部４の収容部２３の開口部長手方向に沿った移動が規制されている一方で、第二の固定具２０ｂに固定した突出部４の収容部２３の開口部長手方向に沿った移動が許容されるようにして、剛性部材３を成形型１０内に安定して精度よく取り付けることができる。その結果、剛性部材３が変形するなどの不具合を抑制しつつ、突出部４の位置精度が高いインサート成形体１を安定して製造することができる。
なお、固定構造２０における、突出部４の突出方向に沿った突出部４の移動は、例えば、剛性部材３の自重により規制することや、収容部２３と突出部４との間に磁力を生じさせること等により規制することができる。

第二の固定具２０ｂに突出部４を固定するにあたり、位置決めプレート２９ｂは、突出部４を面で受けて、収容部２３の開口部長手方向における突出部４の移動を規制するように形成されているのが好ましい。位置決めプレート２９ｂは、前記突出部４の該位置決めプレート２９ｂに対向する面を受けることができる形状であれば良く、例えば、直方体状、円錐台状、角錐台状等の部材を用いることができる。また、位置決めプレート２９ｂは、一又は複数の部材で形成されていても良いが、安定して突出部４を受けることができる観点から、一つの部材で形成されることが好ましい。この場合は、突出部４を面で受ける際に、突出部４が傾いてしまったりすることがないように、位置決めプレート２９ｂの突出部４側の端部の横幅（収容体２１の開口部長手方向における長さ）が、柱部４ａの中心間距離よりも長くなるように、位置決めプレート２９ｂを形成するのが好ましく、このような態様は、柱部４ａが円柱状である場合に、特に好適である（図１９参照）。

位置決めプレート２９ｂの横幅に対して、固定体２７が長い場合には、前述したようにして、収容体２１の天面側を除く部分で、固定体２７の可動スペース２６を幅広に設け、位置決めプレート２９ｂを備えるのに必要な固定体２７の横幅を確保するのが好ましい。
突出部４をより安定に固定する上で、収容体２１の天面にできるだけ近い位置で、位置決めプレート２９ｂが柱部４ａに当接されて、突出部４が固定されるようにするのが好ましい。

以上のような本実施形態によれば、発泡粒子成形体２に埋設された剛性部材３の一部が、発泡粒子成形体２から露出して突出する略Ｕ字状の突出部４を有するインサート成形体１を型内成形するに際し、インサート成形体１の突出部４周辺のバリの発生を抑制できると共に、突出部４が加工精度のバラツキを有する場合であっても、成形型１０に突出部４を容易に固定でき、突出部４の位置精度が高いインサート成形体１を製造することができる。

また、突出部４を成形型１０に固定するための固定構造２０が備える第一の固定具２０ａと第二の固定具２０ｂは、いずれも固定体２７が前進又は後退するだけで、突出部４の固定又はその解除と、収容体２１の開口部２２の閉塞又は開放とが同時になされるという簡易な構造であるため、収容部２３内の清掃や収容体２１や固定体２７のメンテナンスも容易である。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

例えば、前述した実施形態では、製造対象のインサート成形体１が二つの突出部４を有し、突出部４を成形型１０に固定するための固定構造２０が、第一の固定具２０ａと第二の固定具２０ｂとを一つずつ備える例を示したが、これに限定されない。固定構造２０が備える固定具は、製造対象のインサート成形体１が有する突出部４の数に応じて適宜設置することができる。例えば、製造対象のインサート成形体１が一つの突出部４を有する場合には、固定構造２０が第一の固定具２０ａだけを備えるように構成することができる。また、製造対象のインサート成形体１が三以上の突出部４を有する場合には、少なくとも一つの固定具を第一の固定具２０ａとして構成し、他の固定具を第二の固定具２０ｂとして構成することができる。

１インサート成形体
２発泡粒子成形体
３剛性部材
４突出部
１０成形型
２０固定構造
２０ａ第一の固定具
２０ｂ第二の固定具
２１収容体
２２開口部
２３収容部
２５位置決め部
２７固定体
２８シャッター
２９ａ位置決めピン
２９ｂ位置決めプレート

Claims

発泡粒子成形体と、前記発泡粒子成形体に埋設された剛性部材との一体成形物であり、前記発泡粒子成形体から前記剛性部材の一部が露出して突出する略Ｕ字状の突出部を有するインサート成形体を型内成形にて形成するための成形型であって、
前記成形型は、前記突出部を成形型に固定するための固定構造を備え、
前記固定構造は、
前記突出部を収容する収容体と、
前記収容体に収容された前記突出部を前記収容体と共に固定する固定体と、
前記固定体に取り付けられ、前記収容体に収容された前記突出部の柱部を避けて前記収容体の開口部を閉塞可能とする切欠きが形成されている、前記収容体の開口部を閉塞するシャッターとを有する一又は複数の固定具を備え、
前記一又は複数の固定具のうちの少なくとも一つが第一の固定具であり、
前記第一の固定具が有する前記固定体は、前記略Ｕ字状の突出部の柱部間に挿入される位置決めピンを備え、
前記位置決めピンは、前記収容体に収容された前記突出部側に向かって先細りする形状であり、
前記第一の固定具においては、前記収容体に収容された前記突出部と前記固定体とが接近することで、前記位置決めピンが前記柱部間に挿入されて、前記収容体の位置決め部と前記固定体との間に前記突出部を固定すると共に、前記シャッターが前記収容体の開口部を閉塞することを特徴とする成形型。
前記固定構造は、複数の固定具を備え、
前記複数の固定具のうちの少なくとも一つが第二の固定具であり、
前記第二の固定具が有する前記固定体は、前記略Ｕ字状の突出部の柱部に当接される位置決めプレートを備え、
前記第二の固定具においては、前記収容体に収容された前記突出部と前記固定体とが接近することで、前記位置決めプレートが該突出部の該位置決めプレートと対向する面に当接されて、前記収容体の位置決め部と前記固定体との間に前記突出部を固定すると共に、前記シャッターが前記収容体の開口部を閉塞する請求項１に記載の成形型。
発泡粒子成形体と、前記発泡粒子成形体に埋設された剛性部材との一体成形物であり、前記発泡粒子成形体から前記剛性部材の一部が露出して突出する略Ｕ字状の突出部を有するインサート成形体を製造する方法であって、
請求項１又は２に記載の成形型を用い、
前記収容体に前記突出部を収容し、前記収容体に収容された突出部と前記固定体とを接近させることにより、前記突出部を前記固定構造に固定する工程Ａと、
前記突出部が固定されて前記剛性部材が取り付けられた成形型内に発泡粒子を充填して型内成形することにより、前記インサート成形体を成形する工程Ｂと
を有し、
前記工程Ａにおいて、前記第一の固定具に前記突出部を固定するに際し、
前記略Ｕ字状の突出部の柱部間に前記位置決めピンを挿入することで、前記収容体の位置決め部と前記固定体との間に前記突出部を固定すると共に、前記収容体の開口部を前記シャッターにより閉塞することを特徴とするインサート成形体の製造方法。