特許 6966073 樹脂成形装置及び樹脂成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6966073

(24)【登録日】2021年10月25日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】樹脂成形装置及び樹脂成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20211028BHJP

   B29C 45/70 20060101ALI20211028BHJP

   B29C 44/00 20060101ALI20211028BHJP

   B29K 105/04 20060101ALN20211028BHJP

【ＦＩ】

   B29C45/26

   B29C45/70

   B29C44/00 D

   B29K105:04

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-233431(P2017-233431)

(22)【出願日】2017年12月5日

(65)【公開番号】特開2019-98654(P2019-98654A)

(43)【公開日】2019年6月24日

【審査請求日】2020年10月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000225728

【氏名又は名称】南条装備工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉山 大介

(72)【発明者】

【氏名】谷村 敏和

【審査官】 神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１６６４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６６４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−０７８７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２８１６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０８５１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４４／００−４４／６０

Ｂ２９Ｃ ４５／００−４５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発泡層と該発泡層の全面を覆うように設けられた非発泡のスキン層とを有する樹脂製の基材と、表皮材とを備えた樹脂製品を成形する樹脂成形装置において、
第１金型と、
上記基材における上記第１金型とは反対側の面を成形する基材成形面を有する第２金型と、
上記第１金型及び上記第２金型の一方を他方に接離する方向に駆動して上記第１金型と上記第２金型とを型開き状態と型閉じ状態とに切り替える型駆動装置と、
上記基材を形成する発泡剤を含んだ基材成形用樹脂を上記基材成形面に供給する樹脂供給装置とを備え、
上記第１金型は、本体金型部と、該本体金型部とは別体に構成された別体金型部と、上記別体金型部を上記本体金型部に対して上記型駆動装置の駆動方向に相対移動させる相対移動機構とを有し、
上記本体金型部は、上記表皮材をセットするための表皮材セット面を有し、
上記別体金型部は、上記基材における上記表皮材から露出した露出部を成形する露出部成形面を有していることを特徴とする樹脂成形装置。

【請求項2】

請求項１に記載の樹脂成形装置において、
上記相対移動機構は、型閉じ状態にある上記第１金型及び上記第２金型を型開きするときに上記別体金型部を上記本体金型部よりも遅い移動速度で型開き方向に移動させるように構成されていることを特徴とする樹脂成形装置。

【請求項3】

請求項１に記載の樹脂成形装置において、
上記相対移動機構は、型閉じ状態にある上記第１金型及び上記第２金型を型開きするときに上記別体金型部を上記本体金型部よりも速い移動速度で型開き方向に移動させるように構成されていることを特徴とする樹脂成形装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の樹脂成形装置において、
上記表皮材セット面には、弾性材からなる発泡層を有する表皮材がセットされることを特徴とする樹脂成形装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１つに記載の樹脂成形装置において、
上記型駆動装置は、上記第１金型を駆動することを特徴とする樹脂成形装置。

【請求項6】

発泡層と該発泡層の全面を覆うように設けられた非発泡のスキン層とを有する樹脂製の基材と、表皮材とを備えた樹脂製品を成形する樹脂成形方法において、
上記表皮材をセットするための表皮材セット面を有する本体金型部と、該本体金型部とは別体に構成され、上記基材における上記表皮材から露出した露出部を成形する露出部成形面を有する別体金型部と、上記別体金型部を上記本体金型部に対して上記型駆動装置の駆動方向に相対移動させる相対移動機構とを備えた第１金型と、
第２金型と、を用意し、
上記第２金型が有する基材成形面に、上記基材を形成する発泡剤を含んだ基材成形用樹脂を供給する樹脂供給工程と、
上記樹脂供給工程の後、上記第１金型及び上記第２金型を型締めして上記基材を成形する基材成形工程と、
上記基材成形工程の後、上記第１金型及び上記第２金型を型開きして上記基材を発泡させる際に、上記本体金型部と上記別体金型部とを上記型駆動装置の駆動方向に相対移動させる基材発泡工程とを備えていることを特徴とする樹脂成形方法。

【請求項7】

請求項６に記載の樹脂成形方法において、
上記基材に積層されて一体化される表皮材を上記第１金型の表皮材セット面にセットする表皮材セット工程を備えていることを特徴とする樹脂成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発泡層を有する樹脂製品を成形する樹脂成形装置及び樹脂成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば自動車の内装材等の樹脂製品は、成形用金型を有する成形装置を用いて成形することが行われている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１で成形する樹脂製品は、樹脂製の基材と、この基材の表面の一部を覆うように融着した樹脂製の表皮材とを備えており、基材の表面は表皮材で覆われていない露出部を有している。特許文献１の成形装置は、メス型とコア型とを有している。そして、メス型をコア型に対して型開きした状態にしてメス型の成形面に表皮材をセットし、その後、メス型とコア型とを型締めする。型締め後、キャビティに樹脂材を射出することで表皮材と一体化した基材が成形される。樹脂が固化した後、型開きして樹脂製品を脱型する。

【0003】

また、特許文献２の樹脂製品は、クッション層としての発泡層を有する表皮材と、発泡層を有する基材とで構成されている。特許文献２では、いわゆるモールドスタンピング成形用金型を用いて樹脂製品を成形するようにしている。すなわち、まず、上金型と下金型との間に表皮材をセットした後、発泡剤を含んでいる基材成形用樹脂を、上金型と下金型を開いた状態でキャビティに射出する。そして、上金型と下金型を型締めして基材を成形すると同時に基材と表皮材とを一体化する。その後、上金型と下金型を開いて基材を発泡させた後、冷却固化して樹脂製品を脱型する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８−１１８４１２号公報

【特許文献2】特開２０００−２６３５７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１では基材の全体が発泡層を有しないソリッドであるため、特許文献２のような発泡層を有する基材に比べて重量が嵩むという問題がある。そこで、特許文献２のように、樹脂材に発泡剤を混合した基材成形用樹脂によって基材を発泡成形することで、軽量で、しかも所望の剛性を持った樹脂製品とすることができる。

【0006】

しかしながら、特許文献１のように、基材の表面の一部のみ表皮材で覆い、基材の表面の他の部分は表皮材で覆うこと無く、露出部とする場合がある。このように基材の一部にのみ表皮材を設ける場合には、基材の発泡層の形成が問題となることが考えられる。すなわち、基材の成形時には、上述したように発泡剤を含んでいる基材成形用樹脂を、上金型と下金型を開いた状態でキャビティに射出し、上金型と下金型を型締めして基材を成形すると同時に基材と表皮材とを一体化した後、上金型と下金型を開いて基材を発泡させる工程が必要になる。基材の発泡量をどの程度にするかは、発泡剤の量に依存する他、上金型と下金型を開き始めるタイミングや、上金型と下金型を開く速度、開く量、そのときの基材成形用樹脂の温度、金型温度等にも依存している。表皮材が存在している部位では表皮材による断熱作用があるので、表皮材が存在していない部位に比べて基材成形用樹脂の冷却温度が異なることは避けられない。よって、所望の板厚の実現が困難であり、また、表皮側と裏面の両方へのスキン層の形成が困難になるおそれがある。

【0007】

表皮材に接する基材面が発泡していると、表皮と基材の密着性が弱まってしまうため、表皮材側にスキン層を形成しようとすると、表皮材の熱伝導率が金型に比べて低いため、スキン層の形成が遅れてしまう結果、裏面側に過度のスキン層が形成され、十分な発泡層の形成が阻害されてしまうこともある。

【0008】

また、特許文献２のように表皮材が発泡層を含む場合、上金型と下金型を開き始めるときに表皮材の発泡層が復元し始めることになり、この表皮材の発泡層の復元力によって基材の発泡量が、表皮材が存在していない部位に比べて制限される場合が考えられる。この場合も表皮材が存在している部位と表皮材が存在していない部位とでは基材の発泡量が異なることになる。

【0009】

また、表皮材の影響以外にも基材の形状や基材の部位による厚みの相違等によっても、基材の発泡量を部位ごとに所望の発泡量にすることが困難になるおそれがある。このような部位ごとの発泡量のコントロールは、発泡剤の混合量の調整によっては実現が困難である。

【0010】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発泡層を有する基材を成形する場合に部分毎の発泡量を容易にコントロールできるようにして発泡量を部位ごとに最適化できるようにし、樹脂製品の剛性・耐衝撃性・表皮材と基材の密着性を確保することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明では、金型の一部を他の部分とは別体に構成して発泡層形成時の型開き時に独立して型開き方向に移動可能にした。

【0012】

第１の発明は、発泡層と該発泡層の全面を覆うように設けられた非発泡のスキン層とを有する樹脂製の基材と、表皮材とを備えた樹脂製品を成形する樹脂成形装置において、第１金型と、上記基材における上記第１金型とは反対側の面を成形する基材成形面を有する第２金型と、上記第１金型及び上記第２金型の一方を他方に接離する方向に駆動して上記第１金型と上記第２金型とを型開き状態と型閉じ状態とに切り替える型駆動装置と、上記基材を形成する発泡剤を含んだ基材成形用樹脂を上記基材成形面に供給する樹脂供給装置とを備え、上記第１金型は、本体金型部と、該本体金型部とは別体に構成された別体金型部と、上記別体金型部を上記本体金型部に対して上記型駆動装置の駆動方向に相対移動させる相対移動機構とを有し、上記本体金型部は、上記表皮材をセットするための表皮材セット面を有し、上記別体金型部は、上記基材における上記表皮材から露出した露出部を成形する露出部成形面を有していることを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、第１金型及び第２金型を型開き状態にしてから、第１金型と第２金型の基材成形面との間に樹脂供給装置によって発泡剤を含んだ基材成形用樹脂を供給するとともに、型駆動装置によって第１金型及び第２金型を型閉じ状態にすることで、基材成形用樹脂が第１金型及び第２金型によって成形される。そして、型閉じ状態にある第１金型及び第２金型を型駆動装置によって型開き方向に相対移動させることで基材成形用樹脂に含まれている発泡剤の作用によって基材が発泡する。

【0014】

このとき、第１金型及び上記第２金型の一方が、本体金型部と別体金型部を有しており、相対移動機構によって別体金型部を本体金型部に対して型駆動装置の駆動方向に相対移動させることができる。これにより、本体金型部と別体金型部との型開き方向への移動開始のタイミングを変えること、及び、本体金型部と別体金型部との型開き方向への移動速度を容易に変えることが可能になる。例えば、別体金型部を本体金型部よりも速い移動速度となるように型開き方向に移動させることで、基材における別体金型部に対応する部位は発泡量が多くなる。また、別体金型部を本体金型部よりも遅い移動速度となるように型開き方向に移動させることで、基材における別体金型部に対応する部位は発泡量が少なくなる。このように、基材の部分毎の発泡量を容易にコントロールすることが可能になる。

【0015】

また、本体金型部に表皮材をセットしておくことができ、また、別体金型部の露出部成形面によって基材の露出部を成形することができる。本体金型部と別体金型部とを相対移動させることで、例えば表皮材による断熱効果を考慮して基材の各部位の発泡量をコントロールすることが可能になる。

【0016】

第２の発明は、第１の発明において、上記相対移動機構は、型閉じ状態にある上記第１金型及び上記第２金型を型開きするときに上記別体金型部を上記本体金型部よりも遅い移動速度で型開き方向に移動させるように構成されていることを特徴とする。

【0017】

この構成によれば、基材における別体金型部に対応する部位の発泡量が多くなりがちな構造を有する樹脂製品の場合に、基材における別体金型部に対応する部位の発泡量を少なくすることが可能になる。

【0018】

第３の発明は、第１の発明において、上記相対移動機構は、型閉じ状態にある上記第１金型及び上記第２金型を型開きするときに上記別体金型部を上記本体金型部よりも速い移動速度で型開き方向に移動させるように構成されていることを特徴とする。

【0019】

この構成によれば、基材における別体金型部に対応する部位の発泡量が少なくなりがちな構造を有する樹脂製品の場合に、基材における別体金型部に対応する部位の発泡量を多くすることが可能になる。

【0020】

第４の発明は、上記表皮材セット面には、弾性材からなる発泡層を有する表皮材がセットされることを特徴とする。

【0021】

すなわち、型開き時に表皮材の発泡層の復元力によって基材の発泡量が制限される場合が考えられるが、この発明では、弾性材からなる発泡層を有する表皮材がセットされる本体金型部と、基材の露出部を成形する別体金型部とを相対移動させることが可能になるので、表皮材の弾性力を考慮して基材の各部位の発泡量をコントロールすることが可能になる。

【0022】

第５の発明は、上記型駆動装置は、上記第１金型を駆動することを特徴とする。

【0023】

この構成によれば、本体金型部及び別体金型部を第２金型に対して移動させながら、本体金型部及び別体金型部を相対移動させることも可能になる。

【0024】

第６の発明は、発泡層と該発泡層の全面を覆うように設けられた非発泡のスキン層とを有する樹脂製の基材と、表皮材とを備えた樹脂製品を成形する樹脂成形方法において、上記表皮材をセットするための表皮材セット面を有する本体金型部と、該本体金型部とは別体に構成され、上記基材における上記表皮材から露出した露出部を成形する露出部成形面を有する別体金型部と、上記別体金型部を上記本体金型部に対して上記型駆動装置の駆動方向に相対移動させる相対移動機構とを備えた第１金型と、第２金型と、を用意し、上記第２金型が有する基材成形面に、上記基材を形成する発泡剤を含んだ基材成形用樹脂を供給する樹脂供給工程と、上記樹脂供給工程の後、上記第１金型及び上記第２金型を型締めして上記基材を成形する基材成形工程と、上記基材成形工程の後、上記第１金型及び上記第２金型を型開きして上記基材を発泡させる際に、上記本体金型部と上記別体金型部とを上記型駆動装置の駆動方向に相対移動させる基材発泡工程とを備えていることを特徴とする。

【0025】

第７の発明では、第１金型の表皮材セット面に上記表皮材をセットする表皮材セット工程を備えていてもよい。この場合、樹脂供給工程の前に表皮材セット工程を行うのが好ましい。

【発明の効果】

【0026】

第１、６の発明によれば、第１金型と、基材成形面を有する第２金型との一方を、本体金型部と別体金型部とに分割し、別体金型部を本体金型部に対して型駆動装置の駆動方向に相対移動させることができる。これにより、発泡層を有する基材を成形する場合に部分毎の発泡量を容易にコントロールすることができ、発泡量を基材の部位ごとに最適化できる。

【0027】

第２の発明によれば、基材における別体金型部に対応する部位の発泡量を少なくすることによって基材の部位ごとの発泡量を最適化できる。

【0028】

第３の発明によれば、基材における別体金型部に対応する部位の発泡量を多くすることによって基材の部位ごとの発泡量を最適化できる。

【0029】

第７の発明によれば、第１金型の本体金型部に表皮材をセットし、別体金型部で基材の露出部を成形することができる。この場合に、本体金型部と別体金型部とを相対移動させることができるので、表皮材による断熱効果を考慮して基材の各部位の発泡量を容易にコントロールできる。

【0030】

第４の発明によれば、弾性材からなる発泡層を有する表皮材を用いた場合に表皮材の弾性力を考慮して基材の各部位の発泡量を容易にコントロールできる。

【0031】

第５の発明によれば、型駆動装置によって本体金型部及び別体金型部を移動させることができ、この移動時に、本体金型部及び別体金型部の相対速度を変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】樹脂製品の断面を示す図である。

【図2】表皮材をセットした状態を示す樹脂成形装置の縦断面図である。

【図3】基材成形用樹脂を供給した状態を示す樹脂成形装置の縦断面図である。

【図4】基材を成形するために型締めした状態を示す樹脂成形装置の縦断面図である。

【図5】本体金型部と別体金型部とを相対移動させている状態を示す樹脂成形装置の縦断面図である。

【図6】本体金型部と別体金型部とを相対移動させている状態を示す別の例に係る樹脂成形装置の縦断面図である。

【図7】樹脂製品を脱型するために型開きした状態を示す樹脂成形装置の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0034】

（樹脂製品の説明）
図１は、本発明の実施形態に係る樹脂成形装置３０（図２に示す）を使用した樹脂成形方法によって成形された樹脂製品１の断面図である。樹脂製品１は、例えば自動車の内装材、各種建築材等として使用することができる部材であり、樹脂製の基材１０と、樹脂製の表皮材２０とを備えている。基材１０は、後述する発泡剤を含んだ基材成形用樹脂によって形成されたものであり、表皮材２０によって覆われる被覆部１１と、表皮材２０によって覆われていない部位、即ち表皮材２０から露出した露出部１２とを有している。被覆部１１及び露出部１２は共に板状をなしている。尚、表皮材２０は必須の部材ではなく、表皮材２０を省略してもよい。

【0035】

基材１０は、発泡層１３と、発泡層１３の全面を覆うように設けられた非発泡の外面層（スキン層）１４とを有している。発泡層１３の厚みは例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度に設定することができるが、この範囲に限られるものではなく、樹脂製品１の要求される剛性等を考慮して任意の値に設定することができる。また、外面層１４は、ソリッド層であり、外面層１４の厚みは例えば０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に設定することができるが、この範囲に限られるものではなく、樹脂製品１の要求される剛性等を考慮して任意の値に設定することができる。

【0036】

基材１０における表皮材２０が設けられる側に位置する面には、表皮材２０の端部が差し込まれる溝１５が形成されている。この溝１５を境界にして、図１における左側が被覆部１１であり、右側が露出部１２である。

【0037】

表皮材２０は、基材１０の被覆部１１に沿うように、かつ、車室内に臨むように配置される本体部２１と、本体部２１の縁部から基材１０の被覆部１１の縦面に沿うように延びる第１側部２２と、基材１０の溝１５の底面に向けて延びる第２側部２３とを有している。表皮材２０は、例えば弾性材からなる発泡層２４と、発泡層２４の少なくとも片面を覆うように設けられた非発泡の外面層２５とを有している。発泡層２４は、ポリプロピレン等の発泡体で構成することができる。外面層２５は、軟質ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等で構成することができる。

【0038】

表皮材２０は、表面（外面層２５の表面）にシボ等が形成されるとともに、本体部２１、第１側部２２及び第２側部２３を有するように、立体形状に予め成形されている。これを予備成形という。予備成形では、例えば厚みが２．４ｍｍ程度の表皮材２０を用意しておき、例えば１６０℃程度に加熱した後、表皮材転写用シボを設定した上型と下型（図示せず）の間で１．８ｍｍ程度になるまで圧縮しながら真空成形することで、表皮材２０にシボを形成すると同時に樹脂成形装置３０の本体金型部４０に略一致させる。尚、表皮材２０は基材１０に対して融着されている。

【0039】

（樹脂成形装置３０の構成）
次に、図２に示す樹脂成形装置３０の構成について説明する。樹脂成形装置３０は、上述した図１に示す発泡層１３を有する樹脂製の基材１０と、該基材１０に積層されて一体化された樹脂製の表皮材２０とを備えた樹脂製品１を成形するための装置であり、固定金型（第２金型）３１と、可動金型（第１金型）３２と、型駆動装置３３と、樹脂供給装置３４とを備えている。

【0040】

固定金型３１は、可動金型３２の下方に配置されており、固定盤Ａに固定されていて相対的に動かないようになっている。固定盤Ａは樹脂成形装置３０が設置される工場等の床面に対して動かないように固定され、略水平に延びている。尚、成形プレス機の設備内に固定盤Ａが含まれていてもよく、この成形プレス機が設置される場合であってもよい。

【0041】

固定金型３１の上面は、基材１０における表皮材２０が積層された側とは反対側の面（図１における下側の面）を成形するための基材成形面３１ａである。固定金型３１には図示しない加温手段が設けられており、加温手段によって基材成形面３１ａが加温されるように構成されている。基材成形面３１ａの温度は、例えば３０℃〜５０℃くらいに設定することができる。

【0042】

基材成形面３１ａには、基材１０における溝１５に対応する部分を成形するための溝３１ｂが形成されるとともに、ゲート３１ｃが開口している。図２では、ゲート３１ｃを１つだけ示しているが、ゲート３１ｃは複数設けることができる。また、ゲート３１ｃは、基材成形面３１ａにおける被覆部１１を成形する部分に開口している。これにより、ゲート３１ｃが表皮材２０の裏面と対向するように配置されることになる。尚、ゲート３１ｃは、基材成形面３１ａにおける露出部１２を成形する部分に開口させてもよい。

【0043】

固定金型３１の内部には、ホットランナ３１ｄが設けられている。ホットランナ３１ｄは、樹脂供給装置３４から供給された樹脂が流通する樹脂通路を構成する部材である。ホットランナ３１ｄの樹脂流れ方向下流端部にゲート３１ｃが接続されている。

【0044】

樹脂供給装置３４は、従来から周知の構造のものを用いることができる。樹脂供給装置３４は、発泡剤を含んだ基材成形用樹脂を定量供給するための射出機（図示せず）を有しており、この射出機のシリンダの内部では、樹脂を加圧した状態で溶融温度以上に加熱するように構成されている。基材成形用樹脂には、発泡剤が含まれているが、シリンダの内部で発泡が進まないように内部の圧力状態が設定されている。基材成形用樹脂の温度は例えば２００℃程度に設定することができる。樹脂供給装置３４のシリンダの吐出部は、ホットランナ３１ｄの樹脂流れ方向上流端部に接続されている。発泡剤は、特に限られるものではないが、従来から周知の化学発泡剤等を使用することができる。

【0045】

可動金型３２は、固定金型３１の上側に配置されている。可動金型３２にも固定金型３１と同様な加温手段が設けられている。型駆動装置３３は、可動金型３２に連結される油圧シリンダ装置等で構成されており、可動金型３２を固定金型３１に接離する方向に駆動して可動金型３２と固定金型３１とを型開き状態（図２、図７に示す）と、型閉じ状態（図４に示す）とに切り替えることができるように構成されている。この実施形態では、可動金型３２が固定金型３１の上側に配置されているので、型駆動装置３３は可動金型３２を上下方向に移動させることができるようになっており、型駆動装置３３が可動金型３２を下方向に移動させることで可動金型３２と固定金型３１とを型閉じ状態にすることができる一方、型閉じ状態にある可動金型３２を型駆動装置３３が上方向に移動させることで可動金型３２と固定金型３１とを型開き状態にすることができる。

【0046】

型駆動装置３３は、図示しない制御装置によって制御される。型駆動装置３３による可動金型３２の移動方向、移動開始のタイミング、移動速度、移動量等は全て制御装置によって制御できる。

【0047】

可動金型３２は、型駆動装置３３に固定された可動盤Ｂに取り付けられている。可動金型３２は、本体金型部４０と、該本体金型部４０とは別体に構成された別体金型部４１と、別体金型部４１を本体金型部４０に対して型駆動装置３３の駆動方向に相対移動させる相対移動機構４２とを有している。本体金型部４０は、可動盤Ｂの下面に固定されていて、固定金型３１の基材成形面３１ａにおける被覆部１１を成形する部分に対向するように配置される。本体金型部４０の下面には、表皮材２０がセットされる表皮材セット面４０ａが形成されている。この表皮材セット面４０ａは、予備成形された表皮材２０の形状に対応するように形成されており、この実施形態では、上方に窪む凹面状をなしている。

【0048】

本体金型部４０には、別体金型部４１を上下方向に移動させるための貫通孔４０ｂが形成されている。別体金型部４１は、本体金型部４０の貫通孔４０ｂに差し込まれた状態で、本体金型部４０に対して型駆動装置３３の駆動方向（上下方向）に相対移動させることが可能になっている。

【0049】

別体金型部４１は、固定金型３１の基材成形面３１ａにおける露出部１２を成形する部分に対向するように配置される。別体金型部４１の下面には、基材１０の露出部１２を成形する露出部成形面４１ａが設けられている。別体金型部４１の露出部成形面４１ａと、本体金型部４０の表皮材セット面４０ａとは隣接するように配置されている。別体金型部４１の露出部成形面４１ａと、本体金型部４０の表皮材セット面４０ａとの境界は、ちょうど基材１０の溝１５に対応する部分に位置している。

【0050】

相対移動機構４２は、別体金型部４１を本体金型部４０とは別に移動させるための機構であり、カム部材４３と、カム部材４３を駆動するカム部材駆動装置４４と、カム部材４３を案内する上側案内部材４５及び下側案内部材４６とを備えている。カム部材４３は、上側案内部材４５及び下側案内部材４６の間で略水平方向に進退移動する部材である。この実施形態では、図２における左側がカム部材４３の進出方向であり、図２における右側がカム部材４３の後退方向である。

【0051】

カム部材４３の上面は略水平に延びる水平面４３ａで構成される一方、カム部材４３の下面は、該カム部材４３の進出方向の先端に近づくほど上に位置するように傾斜した傾斜面４３ｂで構成されている。つまり、カム部材４３は、進出方向に向かって上下方向の寸法が次第に短くなるクサビ状に形成されている。

【0052】

上側案内部材４５及び下側案内部材４６は、直線状に延びるガイドレール部材等で構成されている。上側案内部材４５は、可動盤Ｂの下面に固定されていて該下面に沿って略水平方向（図２の左右方向）に延びている。カム部材４３の水平面４３ａは上側案内部材４５の下面に係合した状態で図２の左右方向に移動可能となっている。下側案内部材４６は、別体金型部４１の上面に固定されていて、カム部材４３の傾斜面４３ｂと同じ角度で傾斜して図２の左右方向に延びている。カム部材４３の傾斜面４３ｂは、下側案内部材４６の上面に係合した状態で図２の左右方向に移動可能となっている。カム部材４３の傾斜面４３ｂが下側案内部材４６の上面に係合していることで、カム部材４３と、別体金型部４１とは下側案内部材４６を介して左右方向への相対移動が可能な状態で連結されることになり、別体金型部４１の脱落が抑制されるようになっている。上側案内部材４５についても同様であり、カム部材４３の脱落が抑制されるようになっている。すなわち、この実施形態では、可動金型３２に、本体金型部４０と、別体金型部４１と、相対移動機構４２とが設けられてユニット化されている。

【0053】

カム部材４３は、上側案内部材４５と下側案内部材４６との間に配置されていて、上側案内部材４５及び下側案内部材４６に対して左右方向に相対移動可能になっている。

【0054】

カム部材４３の基端部（図２の右端部）には、カム部材駆動装置４４が連結されている。カム部材駆動装置４４は、型駆動装置３３と同様に油圧シリンダ装置で構成することができる。カム部材駆動装置４４による駆動方向は図２の左右方向、即ちカム部材４３の進退方向となっており、これにより、カム部材４３を進出した状態と後退した状態とに切り替えることができる。カム部材駆動装置４４は、図示しない制御装置によって制御される。カム部材駆動装置４４によるカム部材４３の移動方向、移動開始のタイミング、移動速度、移動量等は全て制御装置によって制御できる。

【0055】

カム部材駆動装置４４がカム部材４３を進出させると、カム部材４３が上側案内部材４５及び下側案内部材４６の間を左側へ移動することになる。このとき、カム部材４３の下面に傾斜面４３ｂが形成されているので、この傾斜面４３ｂによって別体金型部４１が下方へ移動する。このカム部材４３の後退動作によって本体金型部４０は移動しないので、別体金型部４１が本体金型部４０に対して相対移動することになる。

【0056】

また、カム部材駆動装置４４がカム部材４３を進出した状態から後退させると、カム部材４３が上側案内部材４５及び下側案内部材４６の間を右側へ移動することになる。このとき、カム部材４３の下面に傾斜面４３ｂが形成されているので、この傾斜面４３ｂによって別体金型部４１が上方へ移動する。このカム部材４３の後退動作によって本体金型部４０は移動しないので、別体金型部４１が本体金型部４０に対して相対移動することになる。

【0057】

相対移動機構４２のカム部材駆動装置４４によってカム部材４３を任意に制御することができる。カム部材駆動装置４４と型駆動装置３３とは独立して制御することができるので、例えば、型閉じ状態にある可動金型３２及び固定金型３１を型駆動装置３３によって型開きするときに、カム部材駆動装置４４を作動させて別体金型部４１を本体金型部４０よりも遅い移動速度で型開き方向に移動させるように構成することができる。

【0058】

また、反対に、型閉じ状態にある可動金型３２及び固定金型３１を型駆動装置３３によって型開きするときに、カム部材駆動装置４４を作動させて別体金型部４１を本体金型部４０よりも速い移動速度で型開き方向に移動させるように構成することができる。カム部材４３の初期位置は、上昇端位置にしておくこともできるし、下降端位置にしておくこともできる。また、カム部材４３の初期位置は、上昇端位置と下降端位置との中間位置にしておくこともできる。

【0059】

また、型閉じ状態にある可動金型３２及び固定金型３１を型駆動装置３３によって型開きするときに、別体金型部４１が固定金型３１に対して一定の時間動かないように、カム部材駆動装置４４を作動させることもできる。この場合、可動金型３２及び固定金型３１を型開きするときに、一定の時間、本体金型部４０だけが固定金型３１から離れていくことになる。

【0060】

また、型閉じ状態にある可動金型３２及び固定金型３１を型駆動装置３３によって型開きするときに本体金型部４０が固定金型３１に対して一定の時間動かないようにし、別体金型部４１だけが固定金型３１から離れていくように、カム部材駆動装置４４及び型駆動装置３３を制御することもできる。すなわち、型駆動装置３３を型閉じ状態にしたまま、カム部材駆動装置４４によってカム部材４３を右側に移動させることで、別体金型部４１だけが固定金型３１から離れる方向に移動することになる。

【0061】

以上のように、相対移動機構４２を設けていることで、本体金型部４０及び別体金型部４１の移動タイミング、移動速度、移動量の設定自由度が向上する。上述した移動例以外にもカム部材駆動装置４４及び型駆動装置３３を制御することによって様々な移動パターンを構成することができる。

【0062】

尚、上記実施形態では、可動金型３２及び固定金型３１を上下に配置したが、これに限らず、水平方向に並ぶように配置してもよい。水平方向に並ぶように配置する場合には、どちらの金型を型駆動装置３３で駆動してもよい。また、相対移動機構４２は、どちらの金型に設けてもよい。

【0063】

（樹脂成形方法）
次に、上記のように構成された樹脂成形装置３０を用いて樹脂製品１を成形する樹脂成形方法について説明する。樹脂成形方法は、発泡層２４を有する樹脂製の基材１０と、該基材１０に積層されて一体化された樹脂製の表皮材２０とを備えた樹脂製品１を成形する方法であり、大きく分けて、表皮材セット工程、樹脂供給工程、基材成形工程、基材発泡工程及び脱型工程を備えている。

【0064】

表皮材セット工程の前に、予備成形した表皮材２０を用意しておく。表皮材セット工程では、図２に示すように、型駆動装置３３によって可動金型３２を上方へ移動させて可動金型３２及び固定金型３１を型開き状態にする。また、カム部材駆動装置４４によってカム部材４３を右側に移動させることにより、別体金型部４１を上昇端位置に位置付けておく。そして、表皮材２０を本体金型部４０の表皮材セット面４０ａに嵌めるようにしてセットする。このとき、表皮材２０を表皮材セット面４０ａに保持するための保持具等（図示せず）によってセットすることもできる。また、可動金型３２及び固定金型３１は所定温度に加温しておく。

【0065】

表皮材セット工程の後、図３に示す樹脂供給工程を行う。表皮材セット工程が終わったら、型駆動装置３３によって可動金型３２を下方へ移動させていき、可動金型３２及び固定金型３１が型締め状態となる前のタイミングで、基材１０を形成する発泡剤を含んだ基材成形用樹脂Ｃを基材成形面３１ａに供給する。すなわち、発泡剤を含んだ基材成形用樹脂Ｃを樹脂供給装置３４から定量供給すると、固定金型３１の内部のホットランナ３１ｄを通ってゲート３１ｃに達し、ゲート３１ｃから基材成形面３１ａ上に基材成形用樹脂Ｃが流出する。基材成形用樹脂Ｃは、基材成形面３１ａと表皮材２０の裏面との間を流動して別体金型部４１の露出部成形面４１ａと、基材成形面３１ａとの間にも達する。

【0066】

樹脂供給工程の後、図４に示す基材成形工程を行う。基材成形工程では、型駆動装置３３によって可動金型３２を更に下方へ移動させて可動金型３２及び固定金型３１を型締めして基材１０を成形する。この基材１０の成形時には、基材成形用樹脂Ｃを可動金型３２及び固定金型３１の間で加圧する。加圧力によって表皮材２０の発泡層２４が弾性変形して薄くなる。また、この工程で基材１０の外面層１４が形成され始める。

【0067】

基材成形工程の後、図５に示す基材発泡工程を行う。基材発泡工程では、基材１０の外面層１４が形成されたタイミングで、かつ、基材成形用樹脂Ｃが完全に固化する前に、型駆動装置３３によって可動金型３２を上方へ移動させる。これにより基材成形用樹脂Ｃが発泡して発泡層１３が形成される。型駆動装置３３の作動開始タイミングは、実験等によって得ることができる。

【0068】

型の移動順序としては、まず別体金型部４１を単独で上昇させ、その後、全体を上昇させ、同時に、別体金型部４１を相対的に逆方向に動かすこともできる。これにより、表皮被覆部分への十分な冷却時間を確保でき、上記課題を解決することができる。

【0069】

また、相対移動機構４２によって別体金型部４１を本体金型部４０とは別に移動させる。具体的には、型駆動装置３３によって可動金型３２（本体金型部４０及び別体金型部４１）を上方へ移動させながら、相対移動機構４２のカム部材駆動装置４４によってカム部材４３を左側へ移動させる。カム部材４３が左側に移動することで別体金型部４１が本体金型部４０に対して下方へ移動することになるので、本体金型部４０の上昇速度よりも別体金型部４１の上昇速度の方が遅くなる。これにより、基材１０における別体金型部４１に対応する部位の発泡量と、基材１０における本体金型部４０に対応する部位の発泡量とを別々に調整することができる。

【0070】

また、図６に示すように、相対移動機構４２のカム部材駆動装置４４によって予めカム部材４３を左側へ移動させておき、基材発泡工程では、カム部材駆動装置４４によってカム部材４３を右側へ移動させるようにしてもよい。カム部材４３が右側に移動することで別体金型部４１が本体金型部４０に対して上方へ移動することになるので、本体金型部４０の上昇速度よりも別体金型部４１の上昇速度の方が速くなる、または別体金型部４１を一定時間停止させておくことができる。これによっても、基材１０における別体金型部４１に対応する部位の発泡量と、基材１０における本体金型部４０に対応する部位の発泡量とを別々に調整することができる。

【0071】

基材発泡工程の後、図７に示す脱型工程を行う。脱型工程では、型駆動装置３３によって可動金型３２を上昇端位置まで移動させて可動金型３２及び固定金型３１を型開き状態にする。その後、樹脂製品１を脱型する。

【0072】

（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態によれば、可動金型３２及び固定金型３１を型開き状態にしてから、可動金型３２の表皮材セット面４０ａに表皮材２０をセットした後、この表皮材２０と固定金型３１の基材成形面３１ａとの間に樹脂供給装置３４によって発泡剤を含んだ基材成形用樹脂Ｃを供給し、その後、型駆動装置３３によって可動金型３２及び固定金型３１を型閉じ状態にすることで、基材成形用樹脂を可動金型３２及び固定金型３１によって成形することができる。そして、型閉じ状態にある可動金型３２及び固定金型３１を型駆動装置３３によって型開き方向に相対移動させることで基材成形用樹脂Ｃ
に含まれている発泡剤の作用によって基材１０を発泡させて発泡層１３を形成することができる。

【0073】

このとき、可動金型３２が、本体金型部４０と別体金型部４１とを有しており、相対移動機構４２によって別体金型部４１を本体金型部４０に対して型駆動装置３３の駆動方向に相対移動させることができる。これにより、本体金型部４０と別体金型部４１との型開き方向への移動開始のタイミングを変えること、及び、本体金型部４０と別体金型部４１との型開き方向への移動速度、移動量を容易に変えることができる。これにより、基材１０の部分毎の発泡量を容易にコントロールすることができるので、発泡量及び板厚を基材１０の部位ごとに最適化できる。

【0074】

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【0075】

例えば、表皮材を設定し、表皮材側及び裏面側の両方への基材内スキン層の形成を同時に行う場合、樹脂製品１の下部面は過度の冷却となるおそれがあり、この場合、樹脂製品１の表皮材が設定された部位の下部面に接する金型面を金型材料よりも熱伝導率の小さい材料でコーティングし、樹脂製品１の下部面を過度に冷却しないようにすることもできる。

【産業上の利用可能性】

【0076】

以上説明したように、本発明に係る樹脂成形装置及び樹脂成形方法は、例えば、発泡量の調整と板厚の確保と表皮材側及び裏面側の両方への基材内スキン層の形成とを行うことを前提とし、自動車の内装材のような発泡層を有する樹脂製品を成形する際に使用することで樹脂製品の剛性・耐衝撃性・表皮材と基材の密着性を確保した製品を提供する場合に好適である。

【符号の説明】

【0077】

１ 樹脂製品
１０ 基材
１３ 発泡層
２０ 表皮材
３０ 樹脂成形装置
３１ 固定金型（第２金型）
３２ 可動金型（第１金型）
３３ 型駆動装置
３４ 樹脂供給装置
４０ 本体金型部
４１ 別体金型部
４２ 相対移動機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】