JP2019130832A - 射出成形方法、および金型装置 - Google Patents

射出成形方法、および金型装置 Download PDF

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Abstract

【課題】射出成形を複数回行うことにより製造される完成品の成形不良を抑制すること。【解決手段】金型装置に成形材料を充填して一次成形品を成形し、前記一次成形品の表面に二次積層部を積層成形して二次成形品を成形する射出成形方法において、前記二次積層部が一定の厚さを有し、前記一次成形品の前記二次積層部が積層成形される表面と、前記二次積層部の前記一次成形品に接する表面とは反対側の表面とが同じ表面形状を有することを特徴とする、射出成形方法。【選択図】図５

Description

本発明は、射出成形方法、および金型装置に関する。
特許文献１に記載の射出成形方法は、金型のキャビティ内に溶融した樹脂を射出して一次成形品を成形する工程Ａと、一次成形品の一部又は全体に工程Ａと同一樹脂を射出し、一次成形品と射出した樹脂を溶融一体化した成形品を成形する工程Ｂとを含む。完成品は数段に分けて成形されるため、サイクルタイムが短くなり、生産性が向上する。また、最終の射出の際に成形する厚みを完成品の厚みよりも薄くすることにより、目的の形状及び高い表面精度を有する完成品が得られる。
特開平０９−２２５９６１号公報
特許文献１の金型は、上下２段構造とされ、上側に二次成形品を成形するためのキャビティ空間を有し、下側に三次成形品を成形するためのキャビティ空間を有する。２つのキャビティ空間には、同時に溶融した樹脂が充填される。なお、一次成形品は、別の金型で成形される。
二次成形品は、一次成形品を上側のキャビティ空間の一部に配すると共に、上側のキャビティ空間の他の一部に溶融した樹脂を充填することにより成形される。二次成形品は、一次成形品と、一次成形品の表面に積層される積層部とで構成される。
従来、積層部の厚さが一定ではないため、積層部が冷却固化するときに冷却収縮のムラが生じやすく、ヒケと呼ばれるシワが二次成形品の表面に生じることがあった。同様に、シワが三次成形品の表面に生じることがあった。
実施形態の一態様は、射出成形を複数回行うことにより製造される完成品の成形不良を抑制することを主な目的とする。
実施形態の一態様の射出方法は、
金型装置に成形材料を充填して一次成形品を成形し、前記一次成形品の表面に二次積層部を積層成形して二次成形品を成形する射出成形方法において、
前記二次積層部が一定の厚さを有し、前記一次成形品の前記二次積層部が積層成形される表面と、前記二次積層部の前記一次成形品に接する表面とは反対側の表面とが同じ表面形状を有することを特徴とする。
実施形態の一態様によれば、射出成形を複数回行うことにより製造される完成品の成形不良を抑制することができる。
図１は、一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。 図２は、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。 図３は、一実施形態による射出成形システムを示す平面図である。 図４は、一実施形態による射出成形システムで製造される一次成形品を示す図である。 図５は、一実施形態による射出成形システムで製造される二次成形品を示す図である。 図６は、一実施形態による射出成形システムで製造される三次成形品を示す図である。 図７は、一実施形態による三次成形品を含むヘッドライトユニットを示す断面図である。 図８は、一実施形態による可動金型を固定金型側から見た図である。 図９は、図８のIX−IX線に沿った金型装置の断面図である。 図１０は、図８のX−X線に沿った金型装置の断面図である。 図１１は、一実施形態による金型装置の温調流路を示す斜視図である。 図１２は、一実施形態による搬送機の全体を示す図である。 図１３は、図１２の搬送機の先端部である保持ユニットを示す斜視図である。 図１４は、図１３に示す保持ユニットをｘ方向負側から見た図である。 図１５は、図１３に示す保持ユニットをｘ方向正側から見た図である。 図１６は、図１３に示す保持ユニットの動作を示す図である。 図１７は、一実施形態によるゲートカット機の動作を示す平面図である。 図１８は、一実施形態による反転機の動作を示す図である。 図１９は、一実施形態による搬送機が不用品から切り離された成形品をゲートカット機からピックアップする時のゲートカット機の状態を示す平面図である。 図２０は、一実施形態による冷却台を示す平面図である。 図２１は、一実施形態による冷却台の要部を示す断面図である。 図２２は、一実施形態によるアライメント機を示す平面図である。 図２３は、一実施形態による射出成形機、搬送機およびゲートカット機の動作フローを示すフローチャートである。 図２４は、図２３に続く、射出成形機、搬送機およびゲートカット機の動作フローを示すフローチャートである。 図２５は、一実施形態による金型装置のバルブを示す断面図である。 図２６は、一実施形態による制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。 図２７は、一実施形態による総生産数検出部の検出結果に基づく設定選択部の処理を示すフローチャートである。 図２８は、一実施形態による在庫数監視部の監視結果に基づく設定選択部の処理を示すフローチャートである。 図２９は、一実施形態による引渡検出部の検出結果に基づく設定選択部の処理を示すフローチャートである。 図３０は、一次成形品の成形から二次成形品のゲートカット直前までの工程を示すフローチャートである。 図３１は、二次成形品のゲートカットから三次成形品の搬出までの工程を示すフローチャートである。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
（射出成形機）
図１は、一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。図１〜図２において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに垂直な方向である。Ｘ方向およびＹ方向は水平方向を表し、Ｚ方向は鉛直方向を表す。型締装置１００が横型である場合、Ｘ方向は型開閉方向であり、Ｙ方向は射出成形機１０の幅方向である。図１〜図２に示すように、射出成形機１０は、型締装置１００と、エジェクタ装置２００と、射出装置３００と、移動装置４００と、制御装置７００と、フレーム９００とを有する。以下、射出成形機１０の各構成要素について説明する。
（型締装置）
型締装置１００の説明では、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。
型締装置１００は、金型装置８００の型閉、型締、型開を行う。型締装置１００は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置１００は、固定プラテン１１０、可動プラテン１２０、トグルサポート１３０、タイバー１４０、トグル機構１５０、型締モータ１６０、運動変換機構１７０、および型厚調整機構１８０を有する。
固定プラテン１１０は、フレーム９００に対し固定される。固定プラテン１１０における可動プラテン１２０との対向面に固定金型８１０が取付けられる。
可動プラテン１２０は、フレーム９００に対し型開閉方向に移動自在とされる。フレーム９００上には、可動プラテン１２０を案内するガイド１０１が敷設される。可動プラテン１２０における固定プラテン１１０との対向面に可動金型８２０が取付けられる。
固定プラテン１１０に対し可動プラテン１２０を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型８１０と可動金型８２０とで金型装置８００が構成される。
トグルサポート１３０は、固定プラテン１１０と間隔をおいて連結され、フレーム９００上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート１３０は、フレーム９００上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。トグルサポート１３０のガイドは、可動プラテン１２０のガイド１０１と共通のものでもよい。
尚、本実施形態では、固定プラテン１１０がフレーム９００に対し固定され、トグルサポート１３０がフレーム９００に対し型開閉方向に移動自在とされるが、トグルサポート１３０がフレーム９００に対し固定され、固定プラテン１１０がフレーム９００に対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。
タイバー１４０は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０とを型開閉方向に間隔Ｌをおいて連結する。タイバー１４０は、複数本（例えば４本）用いられてよい。各タイバー１４０は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１４０には、タイバー１４０の歪を検出するタイバー歪検出器１４１が設けられてよい。タイバー歪検出器１４１は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。タイバー歪検出器１４１の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器１４１が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー１４０に限定されない。
トグル機構１５０は、可動プラテン１２０とトグルサポート１３０との間に配設され、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を型開閉方向に移動させる。トグル機構１５０は、クロスヘッド１５１、一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される第１リンク１５２および第２リンク１５３を有する。第１リンク１５２は可動プラテン１２０に対しピンなどで揺動自在に取付けられ、第２リンク１５３はトグルサポート１３０に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第２リンク１５３は、第３リンク１５４を介してクロスヘッド１５１に取付けられる。トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させると、第１リンク１５２および第２リンク１５３が屈伸し、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０が進退する。
尚、トグル機構１５０の構成は、図１および図２に示す構成に限定されない。例えば図１および図２では、各リンク群の節点の数が５つであるが、４つでもよく、第３リンク１５４の一端部が、第１リンク１５２と第２リンク１５３との節点に結合されてもよい。
型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に取付けられており、トグル機構１５０を作動させる。型締モータ１６０は、トグルサポート１３０に対しクロスヘッド１５１を進退させることにより、第１リンク１５２および第２リンク１５３を屈伸させ、トグルサポート１３０に対し可動プラテン１２０を進退させる。型締モータ１６０は、運動変換機構１７０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構１７０に連結されてもよい。
運動変換機構１７０は、型締モータ１６０の回転運動をクロスヘッド１５１の直線運動に変換する。運動変換機構１７０は、ねじ軸１７１と、ねじ軸１７１に螺合するねじナット１７２とを含む。ねじ軸１７１と、ねじナット１７２との間には、ボールまたはローラが介在してよい。
型締装置１００は、制御装置７００による制御下で、型閉工程、型締工程、型開工程などを行う。
型閉工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン１２０を前進させ、可動金型８２０を固定金型８１０にタッチさせる。クロスヘッド１５１の位置や速度は、例えば型締モータエンコーダ１６１などを用いて検出する。型締モータエンコーダ１６１は、型締モータ１６０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、クロスヘッド１５１の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド１５１の速度を検出するクロスヘッド速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン１２０の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン１２０の速度を検出する可動プラテン速度検出器は、型締モータエンコーダ１６１に限定されず、一般的なものを使用できる。
型締工程では、型締モータ１６０をさらに駆動してクロスヘッド１５１を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。型締時に可動金型８２０と固定金型８１０との間にキャビティ空間８０１が形成され、射出装置３００がキャビティ空間８０１に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。キャビティ空間８０１の数は複数でもよく、その場合、複数の成形品が同時に得られる。
型開工程では、型締モータ１６０を駆動してクロスヘッド１５１を設定速度で型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン１２０を後退させ、可動金型８２０を固定金型８１０から離間させる。その後、エジェクタ装置２００が可動金型８２０から成形品を突き出す。
型閉工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および型締工程におけるクロスヘッド１５１の速度や位置（型閉開始位置、速度切替位置、型閉完了位置、および型締位置を含む）、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、速度切替位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、速度が設定される。速度切替位置は、１つでもよいし、複数でもよい。速度切替位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。
型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、型開工程におけるクロスヘッド１５１の速度や位置（型開開始位置、速度切替位置、および型開完了位置）は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、速度切替位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、速度が設定される。速度切替位置は、１つでもよいし、複数でもよい。速度切替位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型締位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。
尚、クロスヘッド１５１の速度や位置などの代わりに、可動プラテン１２０の速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置（例えば型締位置）や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
ところで、トグル機構１５０は、型締モータ１６０の駆動力を増幅して可動プラテン１２０に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第１リンク１５２と第２リンク１５３とのなす角θ（以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ）に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド１５１の位置から求められる。リンク角度θが１８０°のとき、トグル倍率が最大になる。
金型装置８００の交換や金型装置８００の温度変化などにより金型装置８００の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型８２０が固定金型８１０にタッチする型タッチの時点でトグル機構１５０のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。
型締装置１００は、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整することで、型厚調整を行う型厚調整機構１８０を有する。型厚調整機構１８０は、タイバー１４０の後端部に形成されるねじ軸１８１と、トグルサポート１３０に回転自在に保持されるねじナット１８２と、ねじ軸１８１に螺合するねじナット１８２を回転させる型厚調整モータ１８３とを有する。
ねじ軸１８１およびねじナット１８２は、タイバー１４０ごとに設けられる。型厚調整モータ１８３の回転は、回転伝達部１８５を介して複数のねじナット１８２に伝達されてよい。複数のねじナット１８２を同期して回転できる。尚、回転伝達部１８５の伝達経路を変更することで、複数のねじナット１８２を個別に回転することも可能である。
回転伝達部１８５は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット１８２の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ１８３の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート１３０の中央部に回転自在に保持される。尚、回転伝達部１８５は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
型厚調整機構１８０の動作は、制御装置７００によって制御される。制御装置７００は、型厚調整モータ１８３を駆動して、ねじナット１８２を回転させることで、ねじナット１８２を回転自在に保持するトグルサポート１３０の固定プラテン１１０に対する位置を調整し、固定プラテン１１０とトグルサポート１３０との間隔Ｌを調整する。
尚、本実施形態では、ねじナット１８２がトグルサポート１３０に対し回転自在に保持され、ねじ軸１８１が形成されるタイバー１４０が固定プラテン１１０に対し固定されるが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ねじナット１８２が固定プラテン１１０に対し回転自在に保持され、タイバー１４０がトグルサポート１３０に対し固定されてもよい。この場合、ねじナット１８２を回転させることで、間隔Ｌを調整できる。
また、ねじナット１８２がトグルサポート１３０に対し固定され、タイバー１４０が固定プラテン１１０に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー１４０を回転させることで、間隔Ｌを調整できる。
さらにまた、ねじナット１８２が固定プラテン１１０に対し固定され、タイバー１４０がトグルサポート１３０に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー１４０を回転させることで間隔Ｌを調整できる。
間隔Ｌは、型厚調整モータエンコーダ１８４を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ１８４は、型厚調整モータ１８３の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。型厚調整モータエンコーダ１８４の検出結果は、トグルサポート１３０の位置や間隔Ｌの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート１３０の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Ｌを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ１８４に限定されず、一般的なものを使用できる。
型厚調整機構１８０は、互いに螺合するねじ軸１８１とねじナット１８２の一方を回転させることで、間隔Ｌを調整する。複数の型厚調整機構１８０が用いられてもよく、複数の型厚調整モータ１８３が用いられてもよい。
尚、本実施形態の型厚調整機構１８０は、間隔Ｌを調整するため、タイバー１４０に形成されるねじ軸１８１とねじ軸１８１に螺合されるねじナット１８２とを有するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、型厚調整機構１８０は、タイバー１４０の温度を調節するタイバー温調器を有してもよい。タイバー温調器は、各タイバー１４０に取付けられ、複数本のタイバー１４０の温度を連携して調整する。タイバー１４０の温度が高いほど、タイバー１４０は熱膨張によって長くなり、間隔Ｌが大きくなる。複数本のタイバー１４０の温度は独立に調整することも可能である。
タイバー温調器は、例えばヒータなどの加熱器を含み、加熱によってタイバー１４０の温度を調節する。タイバー温調器は、水冷ジャケットなどの冷却器を含み、冷却によってタイバー１４０の温度を調節してもよい。タイバー温調器は、加熱器と冷却器の両方を含んでもよい。
尚、本実施形態の型締装置１００は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。竪型の型締装置は、下プラテン、上プラテン、トグルサポート、タイバー、トグル機構、および型締モータなどを有する。下プラテンと上プラテンのうち、いずれか一方が固定プラテン、残りの一方が可動プラテンとして用いられる。下プラテンには下金型が取付けられ、上プラテンには上金型が取付けられる。下金型と上金型とで金型装置が構成される。下金型は、ロータリーテーブルを介して下プラテンに取付けられてもよい。トグルサポートは、下プラテンの下方に配設され、タイバーを介して上プラテンと連結される。タイバーは、上プラテンとトグルサポートとを型開閉方向に間隔をおいて連結する。トグル機構は、トグルサポートと下プラテンとの間に配設され、可動プラテンを昇降させる。型締モータは、トグル機構を作動させる。型締装置が竪型である場合、タイバーの本数は通常３本である。尚、タイバーの本数は特に限定されない。
尚、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、型締モータ１６０を有するが、型締モータ１６０の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置１００は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
（エジェクタ装置）
エジェクタ装置２００の説明では、型締装置１００の説明と同様に、型閉時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１２０の移動方向（図１および図２中左方向）を後方として説明する。
エジェクタ装置２００は、金型装置８００から成形品を突き出す。エジェクタ装置２００は、エジェクタモータ２１０、運動変換機構２２０、およびエジェクタロッド２３０などを有する。
エジェクタモータ２１０は、可動プラテン１２０に取付けられる。エジェクタモータ２１０は、運動変換機構２２０に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構２２０に連結されてもよい。
運動変換機構２２０は、エジェクタモータ２１０の回転運動をエジェクタロッド２３０の直線運動に変換する。運動変換機構２２０は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
エジェクタロッド２３０は、可動プラテン１２０の貫通穴において進退自在とされる。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動金型８２０の内部に進退自在に配設される可動部材８３０と接触する。エジェクタロッド２３０の前端部は、可動部材８３０と連結されていても、連結されていなくてもよい。
エジェクタ装置２００は、制御装置７００による制御下で、突き出し工程を行う。
突き出し工程では、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、可動部材８３０を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ２１０を駆動してエジェクタロッド２３０を設定速度で後退させ、可動部材８３０を元の待機位置まで後退させる。エジェクタロッド２３０の位置や速度は、例えばエジェクタモータエンコーダ２１１を用いて検出する。エジェクタモータエンコーダ２１１は、エジェクタモータ２１０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、エジェクタロッド２３０の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド２３０の速度を検出するエジェクタロッド速度検出器は、エジェクタモータエンコーダ２１１に限定されず、一般的なものを使用できる。
（射出装置）
射出装置３００の説明では、型締装置１００の説明やエジェクタ装置２００の説明とは異なり、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。
射出装置３００は、フレーム９００に対し進退自在なスライドベース３０１に設置され、金型装置８００に対し進退自在とされる。射出装置３００は、金型装置８００にタッチし、金型装置８００内のキャビティ空間８０１に成形材料を充填する。射出装置３００は、例えば、シリンダ３１０、ノズル３２０、スクリュ３３０、計量モータ３４０、射出モータ３５０、圧力検出器３６０などを有する。
シリンダ３１０は、供給口３１１から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口３１１に供給される。供給口３１１はシリンダ３１０の後部に形成される。シリンダ３１０の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器３１２が設けられる。冷却器３１２よりも前方において、シリンダ３１０の外周には、バンドヒータなどの加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。
シリンダ３１０は、シリンダ３１０の軸方向（図１および図２中左右方向）に複数のゾーンに区分される。各ゾーンに加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ゾーン毎に、温度検出器３１４の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。
ノズル３２０は、シリンダ３１０の前端部に設けられ、金型装置８００に対し押し付けられる。ノズル３２０の外周には、加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。ノズル３２０の検出温度が設定温度になるように、制御装置７００が加熱器３１３を制御する。
スクリュ３３０は、シリンダ３１０内において回転自在に且つ進退自在に配設される。スクリュ３３０を回転させると、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ３１０からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。その後、スクリュ３３０を前進させると、スクリュ３３０前方に蓄積された液状の成形材料がノズル３２０から射出され、金型装置８００内に充填される。
スクリュ３３０の前部には、スクリュ３３０を前方に押すときにスクリュ３３０の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング３３１が進退自在に取付けられる。
逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を前進させるときに、スクリュ３３０前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置（図２参照）までスクリュ３３０に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ３３０前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
一方、逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０を回転させるときに、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置（図１参照）までスクリュ３３０に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ３３０の前方に成形材料が送られる。
逆流防止リング３３１は、スクリュ３３０と共に回転する共回りタイプと、スクリュ３３０と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
尚、射出装置３００は、スクリュ３３０に対し逆流防止リング３３１を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
計量モータ３４０は、スクリュ３３０を回転させる。スクリュ３３０を回転させる駆動源は、計量モータ３４０には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
射出モータ３５０は、スクリュ３３０を進退させる。射出モータ３５０とスクリュ３３０との間には、射出モータ３５０の回転運動をスクリュ３３０の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ３３０を進退させる駆動源は、射出モータ３５０には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器３６０は、射出モータ３５０とスクリュ３３０との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器３６０に作用する圧力を検出する。
圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。圧力検出器３６０の検出結果は、スクリュ３３０が成形材料から受ける圧力、スクリュ３３０に対する背圧、スクリュ３３０から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
射出装置３００は、制御装置７００による制御下で、充填工程、保圧工程、計量工程などを行う。
充填工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を設定速度で前進させ、スクリュ３３０の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置８００内のキャビティ空間８０１に充填させる。スクリュ３３０の位置や速度は、例えば射出モータエンコーダ３５１を用いて検出する。射出モータエンコーダ３５１は、射出モータ３５０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切替（所謂、Ｖ／Ｐ切替）が行われる。Ｖ／Ｐ切替が行われる位置をＶ／Ｐ切替位置とも呼ぶ。スクリュ３３０の設定速度は、スクリュ３３０の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
尚、充填工程においてスクリュ３３０の位置が設定位置に達した後、その設定位置にスクリュ３３０を一時停止させ、その後にＶ／Ｐ切替が行われてもよい。Ｖ／Ｐ切替の直前において、スクリュ３３０の停止の代わりに、スクリュ３３０の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ３３０の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ３３０の速度を検出するスクリュ速度検出器は、射出モータエンコーダ３５１に限定されず、一般的なものを使用できる。
保圧工程では、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０を前方に押し、スクリュ３３０の前端部における成形材料の圧力（以下、「保持圧力」とも呼ぶ。）を設定圧に保ち、シリンダ３１０内に残る成形材料を金型装置８００に向けて押す。金型装置８００内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。
保圧工程では金型装置８００内のキャビティ空間８０１の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間８０１の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間８０１からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間８０１内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
計量工程では、計量モータ３４０を駆動してスクリュ３３０を設定回転数で回転させ、スクリュ３３０の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ３３０の前方に送られシリンダ３１０の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ３３０が後退させられる。スクリュ３３０の回転数は、例えば計量モータエンコーダ３４１を用いて検出する。計量モータエンコーダ３４１は、計量モータ３４０の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。尚、スクリュ３３０の回転数を検出するスクリュ回転数検出器は、計量モータエンコーダ３４１に限定されず、一般的なものを使用できる。
計量工程では、スクリュ３３０の急激な後退を制限すべく、射出モータ３５０を駆動してスクリュ３３０に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ３３０に対する背圧は、例えば圧力検出器３６０を用いて検出する。圧力検出器３６０は、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送る。スクリュ３３０が計量完了位置まで後退し、スクリュ３３０の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
尚、本実施形態の射出装置３００は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。
また、本実施形態の射出装置３００は、シリンダ３１０の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ３１０の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置３００と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
（移動装置）
移動装置４００の説明では、射出装置３００の説明と同様に、充填時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中左方向）を前方とし、計量時のスクリュ３３０の移動方向（図１および図２中右方向）を後方として説明する。
移動装置４００は、金型装置８００に対し射出装置３００を進退させる。また、移動装置４００は、金型装置８００に対しノズル３２０を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置４００は、液圧ポンプ４１０、駆動源としてのモータ４２０、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ４３０などを含む。
液圧ポンプ４１０は、第１ポート４１１と、第２ポート４１２とを有する。液圧ポンプ４１０は、両方向回転可能なポンプであり、モータ４２０の回転方向を切り替えることにより、第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液（例えば油）を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ４１０はタンクから作動液を吸引して第１ポート４１１および第２ポート４１２のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
モータ４２０は、液圧ポンプ４１０を作動させる。モータ４２０は、制御装置７００からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ４１０を駆動する。モータ４２０は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
液圧シリンダ４３０は、シリンダ本体４３１、ピストン４３２、およびピストンロッド４３３を有する。シリンダ本体４３１は、射出装置３００に対して固定される。ピストン４３２は、シリンダ本体４３１の内部を、第１室としての前室４３５と、第２室としての後室４３６とに区画する。ピストンロッド４３３は、固定プラテン１１０に対して固定される。
液圧シリンダ４３０の前室４３５は、第１流路４０１を介して、液圧ポンプ４１０の第１ポート４１１と接続される。第１ポート４１１から吐出された作動液が第１流路４０１を介して前室４３５に供給されることで、射出装置３００が前方に押される。射出装置３００が前進され、ノズル３２０が固定金型８１０に押し付けられる。前室４３５は、液圧ポンプ４１０から供給される作動液の圧力によってノズル３２０のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
一方、液圧シリンダ４３０の後室４３６は、第２流路４０２を介して液圧ポンプ４１０の第２ポート４１２と接続される。第２ポート４１２から吐出された作動液が第２流路４０２を介して液圧シリンダ４３０の後室４３６に供給されることで、射出装置３００が後方に押される。射出装置３００が後退され、ノズル３２０が固定金型８１０から離間される。
尚、本実施形態では移動装置４００は液圧シリンダ４３０を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ４３０の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置３００の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
（制御装置）
制御装置７００は、例えばコンピュータで構成され、図１〜図２に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１と、メモリなどの記憶媒体７０２と、入力インターフェース７０３と、出力インターフェース７０４とを有する。制御装置７００は、記憶媒体７０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ７０１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置７００は、入力インターフェース７０３で外部からの信号を受信し、出力インターフェース７０４で外部に信号を送信する。
制御装置７００は、型閉工程や型締工程、型開工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。また、制御装置７００は、型締工程の間に、計量工程や充填工程、保圧工程などを行う。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、１回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」とも呼ぶ。
一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の開始から型締工程の終了までの間に行われる。型締工程の終了は型開工程の開始と一致する。尚、成形サイクル時間の短縮のため、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル３２０の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル３２０の流路を閉じていれば、ノズル３２０から成形材料が漏れないためである。
制御装置７００は、操作装置７５０や表示装置７６０と接続されている。操作装置７５０は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御装置７００に出力する。表示装置７６０は、制御装置７００による制御下で、操作装置７５０における入力操作に応じた操作画面を表示する。
操作画面は、射出成形機１０の設定などに用いられる。操作画面は、複数用意され、切り替えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置７６０で表示される操作画面を見ながら、操作装置７５０を操作することにより射出成形機１０の設定（設定値の入力を含む）などを行う。
操作装置７５０および表示装置７６０は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。尚、本実施形態の操作装置７５０および表示装置７６０は、一体化されているが、独立に設けられてもよい。また、操作装置７５０は、複数設けられてもよい。
（射出成形システム）
図３は、一実施形態による射出成形システムを示す平面図である。射出成形システム１は、射出成形機１０および金型装置８００に加えて、搬送機５００、ゲートカット機５５０、冷却台６００、アライメント機６３０、完成品搬送機６６０を備える。搬送機５００、ゲートカット機５５０、冷却台６００、アライメント機６３０、および完成品搬送機６６０は、例えば射出成形機１０を基準としてＹ方向正側に配設される。Ｙ方向正側を「反操作側」、Ｙ方向負側を「操作側」とも呼ぶ。操作装置７５０が図３に示すように固定プラテン１１０のＹ方向負側に配設されるためである。
搬送機５００は、金型装置８００の内部で成形された成形品を、金型装置８００、ゲートカット機５５０、冷却台６００、アライメント機６３０、および完成品搬送機６６０に搬送する。搬送機５００の搬送ベース５０１を取り囲むように、金型装置８００、ゲートカット機５５０、冷却台６００、アライメント機６３０、および完成品搬送機６６０が配設される。搬送機５００の詳細は、後述する。
ゲートカット機５５０は、成形品を不用品から切り離す。不用品は、例えば、金型装置８００の成形材料を注入する注入口８１２（スプルー８１１の上流端）からキャビティ空間８０１の入口までの流路において成形材料が固化したものである。不用品は、粉砕され、成形材料としてリサイクルされてもよいし、廃棄されてもよい。ゲートカット機５５０、アライメント機６３０および搬送ベース５０１は、この順でＸ方向正側からＸ方向負側に向けて一列に並ぶように、射出成形機１０に隣設される。ゲートカット機５５０の詳細は、後述する。
冷却台６００は、成形品を冷却する。冷却台６００は、詳しくは後述するが、一次成形品および二次成形品を冷却する。一次成形品は、二次成形品を成形するためのインサート材（以下、「二次成形品用インサート材」とも呼ぶ。）として用いられ、金型装置８００の内部にインサートされる。同様に、二次成形品は、三次成形品を成形するためのインサート材（以下、「三次成形品用インサート材」とも呼ぶ。）として用いられ、金型装置８００の内部にインサートされる。つまり、冷却台６００は、インサート材を冷却する。冷却台６００は、アライメント機６３０を基準としてＹ方向正側（射出成形機１０とは反対側）に配設される。冷却台６００の詳細は、後述する。
アライメント機６３０は、金型装置８００の内部へのインサート前に、インサート材の位置合わせを行う。位置合わせは、例えば、芯出しと、芯周りの回転とを含む。芯出しでは、インサート材の中心線を予め設定された位置に合わせる。芯周りの回転では、インサート材の中心線を中心にインサート材を回転させることにより、インサート材の向きを予め設定された向きに一致させる。アライメント機６３０は、上述の如く、射出成形機１０に隣設される。アライメント機６３０の詳細は、後述する。
完成品搬送機６６０は、完成品（例えば三次成形品）を射出成形システム１の外部に搬送する。完成品搬送機６６０は、例えばベルトコンベアで構成される。完成品搬送機６６０は、Ｘ方向に延びる搬送路を形成し、Ｘ方向正側からＸ方向負側に向けて完成品を搬送する。完成品搬送機６６０および冷却台６００は、この順でＸ方向正側からＸ方向負側に向けて一列に並ぶように配設される。
制御装置７００は、射出成形機１０の一部として設けられてもよいし、射出成形機１０とは別に設けられてもよい。制御装置７００は、射出成形機１０を制御する成形機制御部７１０と、射出成形機１０の周辺機器を制御する周辺機器制御部７２０とを備える。周辺機器制御部７２０は、ゲートカット機５５０、冷却台６００、アライメント機６３０および完成品搬送機６６０などを制御する。なお、成形機制御部７１０と、周辺機器制御部７２０とは独立したコンピュータとして構成されてもよい。
（射出成形システムで製造される成形品）
図４は、一実施形態による射出成形システムで製造される一次成形品を示す図である。図４（Ａ）は図４（Ｃ）のＡ−Ａ線に沿った一次成形品の断面図、図４（Ｂ）は図４（Ｃ）のＢ−Ｂ線に沿った一次成形品の断面図、図４（Ｃ）は一次成形品の平面図である。なお、一次成形品２０の構成は、図４に示す構成には限定されない。
一次成形品２０は、詳しくは後述するが、金型装置８００の第１キャビティ空間８３１（図９参照）において成形される。一次成形品２０は、例えば、レンズ部２１と、フランジ部２４とを有する。レンズ部２１は、円状の平坦面２２と、平坦面２２の片側に突出するドーム状の凸曲面２３とを有する。レンズ部２１は、線対称に形成される。その対称中心線は、円状の平坦面２２の中心を通る、平坦面２２に対し垂直な線である。
フランジ部２４は、円環状に形成され、レンズ部２１から径方向外方に突出する。フランジ部２４は、レンズ部２１の平坦面２２と面一とされる第１板面２５と、第１板面２５を基準として凸曲面２３と同じ側（図４（Ａ）および図４（Ｂ）において上側）に配される第２板面２６とを有する。第１板面２５と第２板面２６とは平行とされる。フランジ部２４の外周には、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９が周方向に間隔をおいて形成される。第１切欠き２７と第２切欠き２８とは、例えば１８０°ピッチで形成される。
一次成形品２０は、金型装置８００の内部で徐々に冷却され、金型装置８００と接する表面から内部に向って徐々に固化される。本明細書では、最初に固化する部位から最後に固化する部位までの距離を、冷却距離と呼ぶ。冷却距離は、冷却時間の設定に用いられる。冷却距離が長いほど、冷却時間が長く設定される。
一次成形品２０の冷却距離Ｄ１は、例えば、一次成形品２０の体積がゼロに達するまで、一次成形品２０の表面全体を均等に削ったときの深さとして求める。一次成形品２０の表面全体を均等に徐々に削ると、一次成形品２０は最終的に例えば面２０Ｐになる（図４（Ａ）および図４（Ｂ）参照）。この面２０Ｐが、最後に固化する部位である。
一次成形品２０の体積がゼロに達したときに、一次成形品２０が面２０Ｐになる場合、その面２０Ｐを線や点にする作業は行わない。面２０Ｐの全体が、一次成形品２０の最後に固化する部位のためである。尚、一次成形品２０の体積がゼロに達するときに、本実施形態では一次成形品２０が面２０Ｐになるが、一次成形品２０が線または点になってもよい。
一次成形品２０の冷却距離Ｄ１を求めるときに一次成形品２０の表面を削る方向は、一次成形品２０の表面に対し直交する方向である。
一次成形品２０の冷却距離Ｄ１は、レンズ部２１の厚さＴ１の半分と等しい。
図５は、一実施形態による射出成形システムで製造される二次成形品を示す図である。図５（Ａ）は図５（Ｃ）のＡ−Ａ線に沿った二次成形品の断面図、図５（Ｂ）は図５（Ｃ）のＢ−Ｂ線に沿った二次成形品の断面図、図５（Ｃ）は二次成形品の平面図である。なお、二次成形品３０の構成は、図５に示す構成には限定されない。
二次成形品３０は、詳しくは後述するが、一次成形品２０をインサート材として金型装置８００の第２キャビティ空間８３３（図１０参照）の一部に配すると共に、第２キャビティ空間８３３の他の一部に液状の成形材料を充填することにより成形される。二次成形品３０は、例えば、一次成形品２０に加えて、一次成形品２０の表面に積層される二次積層部３１を有する。二次積層部３１は、一次成形品２０と同じ種類の樹脂で成形されてよく、一次成形品２０と一体化されてよい。
二次積層部３１の厚さＴ２は、一定である。本明細書において、厚さＴ２が一定であるとは、厚さＴ２の最大値が厚さＴ２の平均値の１０５％以下であり且つと厚さＴ２の最小値が厚さＴ２の平均値の９５％以上であること意味する。
二次積層部３１は、レンズ部２１の凸曲面２３の全体を覆う。また、二次積層部３１は、フランジ部２４の第２板面２６の内周部２６ａを覆う。第２板面２６の外周部２６ｂは、二次積層部３１によって覆われない。第２板面２６の外周部２６ｂには、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９などが形成されているためである。
二次積層部３１は、レンズ部２１の凸曲面２３に接する凹曲面３２と、金型装置８００に接する凸曲面３３とを有する。二次積層部３１の凸曲面３３は、レンズ部２１の凸曲面２３と同一の形状を有する。つまり、二次積層部３１の凸曲面３３は、レンズ部２１の凸曲面２３を相似拡大したものである。
二次積層部３１は、金型装置８００に接する凸曲面３３と、一次成形品２０に接する凹曲面３２の両側から徐々に冷却される。凸曲面３３と凹曲面３２との距離Ｔ２は一定であるため、その距離Ｔ２の半分が冷却距離Ｄ２（Ｄ２＝Ｔ２／２）となる。
二次成形品３０の冷却距離Ｄ２は、二次成形において液体から固体になる部分（ここでは二次積層部３１）の体積がゼロに達するまで、二次積層部３１の表面全体を均等に削ったときの深さとして求める。
二次積層部３１の表面全体を均等に徐々に削ると、二次積層部３１は最終的に例えば面３１Ｐになる（図５（Ａ）および図５（Ｂ）参照）。この面３１Ｐが、二次成形において最後に固化する部位である。
二次成形品３０の冷却距離Ｄ２（Ｄ２＝Ｔ２／２）は、一次成形品２０の冷却距離Ｄ１よりも小さい。つまり、二次積層部３１の厚さＴ２は、一次成形品２０の冷却距離Ｄ１の２倍よりも小さい。
図６は、一実施形態による射出成形システムで製造される三次成形品を示す図である。図６（Ａ）は図６（Ｃ）のＡ−Ａ線に沿った三次成形品の断面図、図６（Ｂ）は図６（Ｃ）のＢ−Ｂ線に沿った三次成形品の断面図、図６（Ｃ）は三次成形品の平面図である。なお、三次成形品４０の構成は、図６に示す構成には限定されない。
三次成形品４０は、詳しくは後述するが、二次成形品３０をインサート材として金型装置８００の第３キャビティ空間８３５（図１０参照）の一部に配すると共に、第３キャビティ空間８３５の他の一部に液状の成形材料を充填することにより成形される。三次成形品４０は、例えば、二次成形品３０に加えて、二次成形品３０の表面に積層される三次積層部４１等を有する。三次積層部４１は、二次成形品３０と同じ種類の樹脂で成形されてよく、二次成形品３０と一体化されてよい。
三次積層部４１の厚さＴ３は、一定である。本明細書において、厚さＴ３が一定であるとは、厚さＴ３の最大値が厚さＴ３の平均値の１０５％以下であり且つと厚さＴ３の最小値が厚さＴ３の平均値の９５％以上であること意味する。
三次積層部４１は、図５に示す二次成形品３０のうちレンズ部２１の平坦面２２およびフランジ部２４の第１板面２５の全体を覆うように形成される。三次積層部４１は、例えば円盤状に形成される。三次積層部４１は、二次成形品３０に接する平坦面４２と、金型装置８００に接する平坦面４３とを有する。これらの平坦面４２、４３は、平行とされる。
三次成形品４０は、金型装置８００に接する平坦面４３と、二次成形品３０に接する平坦面４２との両側から冷却される。これらの平坦面４２、４３の距離Ｔ３は一定であるため、その距離Ｔ３の半分が冷却距離Ｄ３（Ｄ３＝Ｔ３／２）となる。
三次成形品４０の冷却距離Ｄ３は、三次成形において液体から固体になる部分（ここでは三次積層部４１）の体積がゼロに達するまで、三次積層部４１の表面全体を均等に削ったときの深さとして求める。
三次積層部４１の表面全体を均等に徐々に削ると、三次積層部４１は最終的に例えば平面４１Ｐになる。この平面４１Ｐは、三次積層部４１の厚さ方向中心面であって、三次成形において最後に固化する部位である。
三次成形品４０の冷却距離Ｄ３（Ｄ３＝Ｔ３／２）は、一次成形品２０の冷却距離Ｄ１よりも小さい。つまり、三次積層部４１の厚さＴ３は、一次成形品２０の冷却距離Ｄ１の２倍よりも小さい。
三次成形品４０は、三次積層部４１の他に、第１位置決め部４４、第２位置決め部４６および第３位置決め部４８を有してよい。これらは、三次積層部４１よりも小さいため、三次積層部４１よりも先に固化する。第１位置決め部４４、第２位置決め部４６および第３位置決め部４８は、三次積層部４１と同様に、二次成形品３０と同じ種類の樹脂で成形されてよく、二次成形品３０と一体化されてよい。
第１位置決め部４４は、二次成形品３０の第１切欠き２７の内部に形成され、円柱状の第１位置決めピン挿入孔４５を有する。第１位置決めピン挿入孔４５は、第１切欠き２７よりも小さい。第１位置決めピン挿入孔４５には、後述の第１位置決めピン８２（図７参照）が嵌められる。
第２位置決め部４６は、二次成形品３０の第２切欠き２８の内部に形成され、円柱状の第２位置決めピン挿入孔４７を有する。第２位置決めピン挿入孔４７は、第２切欠き２８よりも小さい。第２位置決めピン挿入孔４７には、後述の第２位置決めピン８３（図７参照）が嵌められる。
第３位置決め部４８は、二次成形品３０の第３切欠き２９の内部に形成され、平面視Ｕ字状の第３位置決めピン挿入溝４９を有する。第３位置決めピン挿入溝４９は、第３切欠き２９よりも小さく形成される。第３位置決めピン挿入溝４９には、後述の第３位置決めピン８４（図７参照）が嵌められる。
図７は、一実施形態による三次成形品を含むヘッドライトユニットを示す断面図である。図７（Ａ）は図６（Ａ）に示す三次成形品の取付け状態を示し、図７（Ｂ）は図６（Ｂ）に示す三次成形品の取付け状態を示す。図７において、矢印は、光の伝播方向を示す。図７に示す三次成形品４０は、自動車のヘッドライトユニット８０の一部（具体的にはレンズ）として用いられる。以下、三次成形品４０を、完成品４０またはレンズ４０とも呼ぶ。
レンズ４０は、完成品レンズ部５１と、完成品フランジ部５４とを有する。完成品レンズ部５１は、レンズ部２１、フランジ部２４の内周部２４ａ、二次積層部３１、および三次積層部４１の一部を含む。一方、完成品フランジ部５４は、フランジ部２４の外周部２４ｂ、三次積層部４１の残部、第１位置決め部４４、第２位置決め部４６および第３位置決め部４８を含む。
完成品レンズ部５１は、円状の平坦面５２と、平坦面５２の片側に突出するドーム状の凸曲面５３とを有する。完成品レンズ部５１は、線対称に形成される。その対称中心線は、円状の平坦面５２の中心を通る、平坦面５２に対し垂直な線である。
一方、完成品フランジ部５４は、円環状に形成され、完成品レンズ部５１から径方向外方に突出する。完成品フランジ部５４は、完成品レンズ部５１の平坦面５２と面一とされる第１板面５５と、第１板面５５を基準として凸曲面５３と同じ側（図７（Ａ）および図７（Ｂ）において左側）に配される第２板面５６とを有する。完成品フランジ部５４には、第１位置決めピン挿入孔４５、第２位置決めピン挿入孔４７および第３位置決めピン挿入溝４９が周方向に間隔をおいて形成される。第１位置決めピン挿入孔４５と第２位置決めピン挿入孔４７とは、例えば１８０°ピッチで形成される。
自動車のヘッドライトユニット８０は、レンズ４０と、レンズ４０が取り付けられる円筒状の筒状部材８１と、光源としてのＬＥＤ８９とを有する。レンズ４０は、筒状部材８１の軸方向一端面に取り付けられる。なお、筒状部材８１はレンズ４０と同様に樹脂で成形されてよく、レンズ４０と筒状部材８１とは溶着されてよい。
筒状部材８１のレンズ４０が取り付けられる面には、第１位置決めピン８２、第２位置決めピン８３および第３位置決めピン８４が周方向に間隔をおいて設けられる。第１位置決めピン８２と第２位置決めピン８３とは、例えば１８０°ピッチで形成される。
第１位置決めピン８２がレンズ４０の第１位置決めピン挿入孔４５に嵌められ、第２位置決めピン８３がレンズ４０の第２位置決めピン挿入孔４７に嵌められ、第３位置決めピン８４がレンズ４０の第３位置決めピン挿入溝４９に嵌められる。これにより、筒状部材８１とレンズ４０との位置決めがなされ、筒状部材８１に対するレンズ４０の向き（例えば軸周りの回転角度）が予め設定された向きになる。
完成品フランジ部５４の第１板面５５は、筒状部材８１の軸方向一端面に当接される面であるため、高精度に成形される。また、完成品フランジ部５４の第１位置決めピン挿入孔４５、第２位置決めピン挿入孔４７および第３位置決めピン挿入溝４９は、位置決めに用いられるため、高精度に成形される。
ＬＥＤ８９からの光は、筒状部材８１の内部を通り、完成品レンズ部５１の平坦面５２に入射し、完成品レンズ部５１の凸曲面５３から出射する。完成品レンズ部５１の平坦面５２は、光の入射面であるため、高精度に成形される。また、完成品レンズ部５１の凸曲面５３は、光の出射面であるため、高精度に成形される。完成品レンズ部５１の凸曲面５３（つまり、二次積層部３１の凸曲面３３）は、その凸曲面５３から出射する光の強度分布を調整するための光学パターンを有してもよい。
一方、完成品フランジ部５４の第２板面５６は、低精度に成形されても問題ない。そのため、本実施形態では、完成品フランジ部５４の第２板面５６において、一次成形品２０の一部（詳細にはフランジ部２４の外周部２４ｂ）が露出する（図７（Ｂ）参照）。
（金型装置）
図８は、一実施形態による可動金型を固定金型側から見た図である。図９は、図８のIX−IX線に沿った金型装置の断面図である。図１０は、図８のX−X線に沿った金型装置の断面図である。なお、金型装置８００の構成は、図８〜図１０等に示す構成には限定されない。なお、本実施形態の金型装置８００は第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５を１つずつ有するが、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５の数は、１つには限定されず複数でもよいし、また、同数ではなくてもよい。
可動金型８２０は、固定金型８１０との分割面８２１に、固定金型８１０に形成されるスプルー８１１（図１および図２参照）の下流端から放射状に延びる第１ランナー８２２、第２ランナー８２３および第３ランナー８２４を有する（図８参照）。スプルー８１１は、図１および図２に示すように固定金型８１０の注入口８１２からＸ方向に真っ直ぐ延びる。第１ランナー８２２、第２ランナー８２３および第３ランナー８２４は、周方向に等ピッチ（例えば１２０°ピッチ）で配設される。
第１ランナー８２２の下流端には、図８に示すように第１ゲート８２５が設けられる。第１ゲート８２５は、第１キャビティ空間８３１の入口である。第１キャビティ空間８３１は、図９に示すように可動金型８２０と固定金型８１０との間に形成される。第１キャビティ空間８３１は、一次成形品２０を成形する空間であり、一次成形品２０と同じ形状、同じ寸法を有する。
第２ランナー８２３の下流端には、図８に示すように第２ゲート８２６が設けられる。第２ゲート８２６は、第２キャビティ空間８３３の入口である。第２キャビティ空間８３３は、図１０に示すように可動金型８２０と固定金型８１０との間に形成される。第２キャビティ空間８３３は、二次成形品３０を成形する空間であり、二次成形品３０と同じ形状および同じ寸法を有する。
第２キャビティ空間８３３は、図１０に示すように固定金型８１０に形成される吸引路８１４を介して真空ポンプ８１５と接続される。真空ポンプ８１５を作動させると、吸引路８１４の気圧が負圧になり、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０が固定金型８１０に吸着される。固定金型８１０は、一次成形品２０のフランジ部２４のみと接触し、一次成形品２０のレンズ部２１との間に僅かな隙間を形成する。一次成形品２０は、レンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けて、固定金型８１０に吸着される。このとき、吸引路８１４の気圧を気圧検出器８１６によって検出し、その検出値に基づき吸着の成否を判定してもよい。その後、真空ポンプ８１５の作動を解除すると、吸引路８１４の気圧が大気圧に戻り、固定金型８１０への一次成形品２０の吸着が解除される。
第２キャビティ空間８３３の一部は、一次成形品２０で占められる。一次成形品２０は型開時に固定金型８１０に吸着され、その状態で型閉および型締がなされる。型締時に、一次成形品２０と可動金型８２０との間には、二次積層部３１を成形するための空間３１Ｓが形成される。この空間３１Ｓに充填された成形材料は、可動金型８２０に密着する。そのため、二次成形品３０は、型開工程において可動金型８２０と共に移動する。二次成形品３０が可動金型８２０と共に確実に移動するように、固定金型８１０への一次成形品２０の吸着は型開工程の開始前に解除される。
第２キャビティ空間８３３の壁面８３４（図１０参照）は、二次成形品３０において一次成形品２０の一部が露出するように、一次成形品２０の表面の一部に接触する。完成品において、一次成形品２０の一部を露出できる。例えば、完成品フランジ部５４の第２板面５６は、上述の如く、低精度に成形されても問題ない。そのため、完成品フランジ部５４の第２板面５６において、一次成形品２０の一部（詳細にはフランジ部２４の外周部２４ｂ）が露出する（図７（Ｂ）参照）。一方、完成品レンズ部５１の凸曲面５３は、光の出射面であって精度が必要な面であるため、二次積層部３１の凸曲面３３によって構成する。なお、本実施形態では三次成形品４０が完成品であるが、二次成形品３０が完成品であってもよい。
第３ランナー８２４の下流端には、図８に示すように第３ゲート８２７が設けられる。第３ゲート８２７は、第３キャビティ空間８３５の入口である。第３キャビティ空間８３５は、図１０に示すように可動金型８２０と固定金型８１０との間に形成される。第３キャビティ空間８３５は、三次成形品４０を成形する空間であり、三次成形品４０と同じ形状および同じ寸法を有する。
第３キャビティ空間８３５は、図１０に示すように固定金型８１０に形成される吸引路８１７を介して真空ポンプ８１８と接続される。真空ポンプ８１８を作動させると、吸引路８１７の気圧が負圧になり、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０が固定金型８１０に吸着される。固定金型８１０は、二次成形品３０のフランジ部２４のみと接触し、二次成形品３０の二次積層部３１との間に僅かな隙間を形成する。二次成形品３０は、レンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けて、固定金型８１０に吸着される。このとき、吸引路８１７の気圧を気圧検出器８１９によって検出し、その検出値に基づき吸着の成否を判定してもよい。その後、真空ポンプ８１８の作動を解除すると、吸引路８１７の気圧が大気圧に戻り、固定金型８１０への二次成形品３０の吸着が解除される。
第３キャビティ空間８３５の一部は、二次成形品３０で占められる。二次成形品３０は型開時に固定金型８１０に吸着され、その状態で型閉および型締がなされる。型締時に、二次成形品３０と可動金型８２０との間には、三次積層部４１等を成形するための空間４１Ｓが形成される。この空間４１Ｓに充填された成形材料は、可動金型８２０に密着する。そのため、三次成形品４０は、型開工程において可動金型８２０と共に移動する。三次成形品４０が可動金型８２０と共に確実に移動するように、固定金型８１０への二次成形品３０の吸着は型開工程の開始前に解除される。
第３キャビティ空間８３５の壁面８３６（図１０参照）は、三次成形品４０において一次成形品２０の一部が露出するように、一次成形品２０の表面の一部に接触する。完成品において、一次成形品２０の一部を露出できる。例えば、完成品フランジ部５４の第２板面５６は、上述の如く、低精度に成形されても問題ない。そのため、完成品フランジ部５４の第２板面５６において、一次成形品２０の一部（詳細にはフランジ部２４の外周部２４ｂ）が露出する（図７（Ｂ）参照）。一方、完成品レンズ部５１の平坦面５２は、光の入射面であって精度が必要な面であるため、三次積層部４１の平坦面４３によって構成する。
以上説明したように、本実施形態によれば、図５に示すように、一次成形品２０の表面に二次積層部３１を積層成形して二次成形品３０を成形する。二次積層部３１が一定の厚さＴ２を有し、一次成形品２０の二次積層部３１が積層成形される表面（例えば凸曲面２３）と、二次積層部３１の一次成形品２０に接する表面（例えば凹曲面３２）とは反対側の表面（例えば凸曲面３３）とが同じ表面形状を有する。これにより、下記（１）〜（２）の効果が得られる。
（１）二次積層部３１は一定の厚さＴ２を有するため、二次積層部３１が成形される空間３１Ｓ（図１０参照）も一定の厚さを有する。従って、空間３１Ｓの入口から先の成形材料の流路の厚さが一定である。仮に流路の厚さが不均一である場合、厚さの薄い方向よりも厚さの厚い方向に成形材料が流れやすい。本実施形態によれば流路の厚さが一定であるため、成形材料の流動先端を制御しやすく、成形不良の発生を抑制できる。
（２）二次積層部３１は一定の厚さＴ２を有するため、二次積層部３１を厚さ方向両側から均一に冷却できる。そのため、二次成形において成形材料の冷却収縮を均一に生じさせることができ、シワの発生を抑制できる。従って、シワの少ない外表面が得られる。また、二次積層部３１が一次成形品２０の表面の少なくとも一部（例えば凸曲面２３）を覆うため、一次成形品２０の凸曲面２３には精度が不要になる。そのため、一次成形品２０の急冷が可能になり、一次成形品２０の冷却時間を大幅に短縮できる。一次成形品２０の急冷によって冷却収縮のムラが生じ、シワが発生したとしても、発生したシワを二次積層部３１で覆うことができるためである。
本実施形態によれば、一次成形品２０はレンズ４０の一部を構成するものであって、一次成形品２０のレンズ面（例えば凸曲面２３）に二次積層部３１が積層成形される。一次成形品２０のレンズ面には精度が不要になる。そのため、厚いレンズ部２１の急冷が可能になる。レンズ部２１の急冷によって冷却収縮のムラが生じ、シワが発生したとしても、発生したシワを二次積層部３１で覆うことにより、完成品レンズ部５１のレンズ面（例えば凸曲面５３）の精度を改善できる。
ところで、二次積層部３１は、一次成形品２０とは異なり、精度が要求される部分を有するため、急冷することができない。そのため、金型装置８００の内部で成形品を冷却する冷却工程の時間は、一次成形品２０の冷却距離Ｄ１ではなく、二次積層部３１の冷却距離Ｄ２で決まる。二次積層部３１の冷却距離Ｄ２が短いほど、冷却工程の時間を短縮できる。
本実施形態によれば、二次積層部３１は、一次成形品２０の冷却距離Ｄ１の２倍よりも小さく且つ一定の厚さＴ２を有する。従って、急冷できない二次成形品３０の冷却距離Ｄ２（Ｄ２＝Ｔ２／２）が、急冷できる一次成形品２０の冷却距離Ｄ１よりも小さい。そのため、金型装置８００の内部で成形品を冷却する冷却工程の時間を短縮できる。
本実施形態によれば、同じ金型装置８００の内部で一次成形品２０（図４参照）および二次成形品３０（図５参照）を同時に成形する間に、予め成形した一次成形品２０を金型装置８００の外部で冷却する。金型装置８００の内部で成形品を冷却する冷却工程の時間を、比較的小さい冷却距離Ｄ２を有する二次成形品３０に合わせて設定できる。比較的大きい冷却距離Ｄ１を有する一次成形品２０は、型開時に金型装置８００からの取り出しが可能な程度に固化していればよい。一次成形品２０の残りの固化を金型装置８００の外部で行うことにより、上記冷却工程の時間を短縮でき、成形サイクルを短縮できる。また、金型装置８００の内部で一次成形品２０を成形する処理と、予め成形された一次成形品２０を金型装置８００の外部で冷却する処理とを同時に行うことにより、完成品の生産速度を向上できる。
なお、本実施形態では、同じ金型装置８００の内部で一次成形品２０および二次成形品３０を同時に成形するが、異なる金型装置を用いて一次成形品２０と二次成形品３０とを別々に成形してもよい。例えば、一次成形専用の金型装置を用いて一次成形品２０を成形した後、一次成形品２０を一次成形専用の金型装置から取り出し、二次成形専用の金型装置の内部に一次成形品２０をインサートしてもよい。この場合も、少なくとも上記（１）〜（２）の効果は得られる。
本実施形態によれば、図６に示すように、二次成形品３０の二次積層部３１が積層成形される表面（例えば凸曲面２３）とは反対側の表面（例えば平坦面２２および第１板面２５）に三次積層部４１を積層成形して三次成形品４０を成形する。三次積層部４１が一定の厚さＴ３を有し、一次成形品２０の三次積層部４１が積層成形される表面と、三次積層部４１の一次成形品２０に接する表面（例えば平坦面４２）とは反対側の表面（例えば平坦面４３）とが同じ表面形状を有する。これにより、下記（３）〜（４）の効果が得られる。
（３）三次積層部４１は一定の厚さＴ３を有するため、三次積層部４１が成形される空間４１Ｓ（図１０参照）も一定の厚さを有する。従って、空間４１Ｓの入口から先の成形材料の流路の厚さが一定である。仮に流路の厚さが不均一である場合、厚さの薄い方向よりも厚さの厚い方向に成形材料が流れやすい。本実施形態によれば流路の厚さが一定であるため、成形材料の流動先端を制御しやすく、成形不良の発生を抑制できる。
（４）三次積層部４１は一定の厚さＴ３を有するため、三次積層部４１を厚さ方向両側から均一に冷却できる。そのため、三次成形において成形材料の冷却収縮を均一に生じさせることができ、シワの発生を抑制できる。従って、シワの少ない外表面が得られる。また、三次積層部４１が一次成形品２０の表面の少なくとも一部（例えば平坦面２２および第１板面２５）を覆うため、一次成形品２０の平坦面２２および第１板面２５には精度が不要になる。そのため、一次成形品２０の急冷が可能になり、一次成形品２０の冷却時間を大幅に短縮できる。一次成形品２０の急冷によって冷却収縮のムラが生じ、シワが発生したとしても、発生したシワを三次積層部４１で覆うことができるためである。三次積層部４１は、一次成形品２０の二次積層部３１が積層成形される表面とは反対側の表面に積層成形されるため、二次積層部３１で覆うことができない部分のシワを覆うことができる。
ところで、三次積層部４１は、一次成形品２０とは異なり、精度が要求される部分を有するため、急冷することができない。そのため、金型装置８００の内部で成形品を冷却する冷却工程の時間は、一次成形品２０の冷却距離Ｄ１ではなく、三次積層部４１の冷却距離Ｄ３で決まる。三次積層部４１の冷却距離Ｄ３が短いほど、冷却工程の時間を短縮できる。
本実施形態によれば、三次積層部４１は、一次成形品２０の冷却距離Ｄ１の２倍よりも小さく且つ一定の厚さＴ３を有する。従って、急冷できない三次成形品４０の冷却距離Ｄ３（Ｄ３＝Ｔ３／２）が、急冷できる一次成形品２０の冷却距離Ｄ１よりも小さい。そのため、金型装置８００の内部で成形品を冷却する冷却工程の時間を短縮できる。
本実施形態によれば、同じ金型装置８００の内部で一次成形品２０および三次成形品４０を同時に成形する間に、予め成形した一次成形品２０を金型装置８００の外部で冷却する。金型装置８００の内部で成形品を冷却する冷却工程の時間を、比較的小さい冷却距離Ｄ３を有する三次成形品４０に合わせて設定できる。比較的大きい冷却距離Ｄ１を有する一次成形品２０は、型開時に金型装置８００からの取り出しが可能な程度に固化していればよい。一次成形品２０の残りの固化を金型装置８００の外部で行うことにより、上記冷却工程の時間を短縮でき、成形サイクルを短縮できる。また、金型装置８００の内部で一次成形品２０を成形する処理と、予め成形された一次成形品２０を金型装置８００の外部で冷却する処理とを同時に行うことにより、完成品の生産速度を向上できる。
なお、本実施形態では、同じ金型装置８００の内部で一次成形品２０および三次成形品４０を同時に成形するが、異なる金型装置を用いて一次成形品２０と三次成形品４０とを別々に成形してもよい。例えば、一次成形専用の金型装置を用いて一次成形品２０を成形した後、一次成形品２０を一次成形専用の金型装置から取り出し、三次成形専用の金型装置の内部に一次成形品２０をインサートしてもよい。この場合も、少なくとも上記（３）〜（４）の効果は得られる。
ところで、本実施形態の完成品（例えばレンズ４０）は、複数回（例えば３回）の射出成形によって製造される。ここで、２回目以降の射出成形では、前回の射出成形で得られた成形品をインサート材として金型装置８００のキャビティ空間の一部に配すると共にキャビティ空間の他の一部に液状の成形材料を充填することにより、成形品を成形する。射出成形の回数が増える度に、キャビティ空間の容積が大きくなり、成形品の体積が大きくなる。
例えば、２回目の射出成形では、図１０に示すように、一次成形品２０をインサート材として第２キャビティ空間８３３の一部に配すると共に、第２キャビティ空間８３３の他の一部（例えば空間３１Ｓ）に液状の成形材料を充填することにより、二次成形品３０を成形する。二次成形品３０は一次成形品２０に加えて二次積層部３１を有するため、第２キャビティ空間８３３の容積は第１キャビティ空間８３１（図９参照）の容積よりも大きい。
また、３回目の射出成形では、図１０に示すように、二次成形品３０をインサート材として第３キャビティ空間８３５の一部に配すると共に、第３キャビティ空間８３５の他の一部（例えば空間４１Ｓ）に液状の成形材料を充填することにより、三次成形品４０を形成する。三次成形品４０は二次成形品３０に加えて三次積層部４１を有するため、第３キャビティ空間８３５の容積は第２キャビティ空間８３３の容積よりも大きい。
このように、ｍ回目の射出成形では、ｍ−１回目の射出成形で得られた成形品をインサート材としてキャビティ空間の一部に配すると共に、キャビティ空間の他の一部に液状の成形材料を充填する。ｍは、２以上ｎ以下の自然数である。ｎは、完成品４０が得られるまでの射出成形の合計回数であって、２以上の自然数である。ｍ回目の射出成形で用いられるキャビティ空間の容積はｍ−１回目の射出成形で用いられるキャビティ空間の容積よりも大きく、ｎ回目の射出成形で用いられるキャビティ空間が最も大きい容積を有する。
インサート材は、キャビティ空間の内部において、液状の成形材料からの熱を受け、液状の成形材料との境界の近傍において軟化する。軟化した部分は、応力によって変形しうる。インサート材を変形させる応力としては、液状の成形材料の充填圧の他、型締力による圧縮応力等が挙げられる。インサート材は、キャビティ空間の内部での位置ずれを防止するため、型開閉方向視でキャビティ空間よりも僅かに大きい輪郭を有し、型締力によって圧縮されキャビティ空間の壁面に押付けられる。
例えば、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０のフランジ部２４は、第２キャビティ空間８３３の内部での位置ずれを防止するため、型開閉方向視で第２キャビティ空間８３３よりも僅かに大きい輪郭を有する。フランジ部２４の外周部２４ｂは、型締力によって圧縮され、第２キャビティ空間８３３の壁面に押付けられる。
同様に、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０のフランジ部２４は、第３キャビティ空間８３５の内部での位置ずれを防止するため、型開閉方向視で第３キャビティ空間８３５よりも僅かに大きい輪郭を有する。フランジ部２４の外周部２４ｂは、型締力によって圧縮され、第３キャビティ空間８３５の壁面に押付けられる。
位置決め部の変形を抑制するため、複数回の射出成形のうちいずれか１回の射出成形において、１以上の位置決め部の全体が成形される。本明細書において、位置決め部とは、ｎ回目の射出成形において得られる成形品（すなわち完成品）に備えられるものであって、完成品が装着される相手部品の凸部または凹部に嵌められ相手部品との位置を決めるものである。位置決め部は、相手部品の凸部が嵌められる凹部、および相手部品の凹部が嵌められる凸部の少なくとも一方を有する。
本実施形態では、レンズ４０（図７参照）が完成品であり、ｎが３である。第１位置決め部４４、第２位置決め部４６および第３位置決め部４８は、相手部品の凸部が嵌められる凹部（具体的には孔または溝）を有する。なお、位置決め部の数は、３つには限定されず、１つまたは２つでもよいし、４つ以上でもよい。
また、本実施形態では筒状部材８１（図７参照）が相手部品である。第１位置決めピン８２、第２位置決めピン８３および第３位置決めピン８４が相手部品の凸部である。なお、凸部の数は、位置決め部の数に応じたものであればよく、３つには限定されない。
なお、本実施形態では、凸部が筒状部材８１に設けられ、凹部がレンズ４０に設けられるが、凸部と凹部の配置は逆でもよい。つまり、凸部がレンズ４０に設けられ、凹部が筒状部材８１に設けられてもよい。また、凸部と凹部がレンズ４０に設けられ、凹部と凸部が筒状部材８１に設けられてもよい。
本実施形態によれば、複数回の射出成形のうちの１回の射出成形において、例えば第１位置決め部４４の全体が成形される。そのため、第１位置決め部４４の全体を複数回に分けて成形する場合とは異なり、第１位置決めピン挿入孔４５の全体を１回で成形できる。第１位置決めピン挿入孔４５の全体を固化した成形材料で保護でき、その後に仮に射出成形が行われたとしても、溶融した成形材料からの熱が第１位置決めピン挿入孔４５まで伝達することを抑制できる。従って、第１位置決めピン挿入孔４５の変形を抑制でき、第１位置決めピン挿入孔４５を精度良く成形できる。
第２位置決め部４６は、第１位置決め部４４と同様に成形できる。具体的には、複数回の射出成形のうちの１回の射出成形において、第２位置決め部４６の全体が成形される。そのため、第２位置決めピン挿入孔４７の全体を１回で成形でき、その後に仮に射出成形が行われたとしても、溶融した成形材料からの熱が第２位置決めピン挿入孔４７まで伝達することを抑制できる。従って、第２位置決めピン挿入孔４７の変形を抑制でき、第２位置決めピン挿入孔４７を精度良く成形できる。
第３位置決め部４８は、第１位置決め部４４と同様に成形できる。具体的には、複数回の射出成形のうちの１回の射出成形において、第３位置決め部４８の全体が成形される。そのため、第３位置決めピン挿入溝４９の全体を１回で成形でき、その後に仮に射出成形が行われたとしても、溶融した成形材料からの熱が第３位置決めピン挿入溝４９まで伝達することを抑制できる。従って、第３位置決めピン挿入溝４９の変形を抑制でき、第３位置決めピン挿入溝４９を精度良く成形できる。
ここでは、２回目以降の射出成形において、インサート成形が行われる場合の効果（熱変形の抑制）について説明した。但し、本発明はこれに限定されない。例えば、複数回の射出成形で別々に成形された複数の成形品を接着剤で組み立てる場合にも、１回の射出成形において一の位置決め部の全体が成形されれば、一の位置決め部が接着剤で組み立てられる場合とは異なり、接着ずれなどの不具合を防止できる。
なお、本実施形態では、複数回の射出成形のうちの１回の射出成形において、複数の位置決め部の全体が成形されるが、１つ以上の位置決め部の全体が成形されればよい。例えば１回目の射出成形において第１位置決め部４４の全体が成形され、２回目の射出成形において第２位置決め部４６の全体が成形され、３回目の射出成形において第３位置決め部４８の全体が成形されてもよい。各位置決め部は、各位置決め部の場所における最後の射出成形で成形されればよい。
本実施形態によれば、第１切欠き２７を有する二次成形品３０（図５参照）を成形し、その後、第１切欠き２７を有する二次成形品３０をインサート材として金型装置８００の第３キャビティ空間８３５に配する。第３キャビティ空間８３５において第１切欠き２７に成形材料を充填することにより、第１切欠き２７に第１位置決め部４４（図６（Ｃ）参照）が成形される。完成品４０の欠損部に第１位置決め部４４を成形するため、完成品４０の欠損部を第１位置決め部４４で埋めることができ、完成品４０の形状や寸法を変更することなく第１位置決め部４４を成形できる。
第２位置決め部４６（図６（Ｃ）参照）は、第１位置決め部４４と同様に成形できる。具体的には、第２切欠き２８を有する二次成形品３０（図５参照）を成形し、その後、第２切欠き２８を有する二次成形品３０をインサート材として金型装置８００の第３キャビティ空間８３５に配する。第３キャビティ空間８３５において第２切欠き２８に成形材料を充填することにより、第２切欠き２８に第２位置決め部４６の全体が成形される。そのため、第１位置決め部４４と同様に、完成品４０の形状や寸法を変更することなく第２位置決め部４６を成形できる。
第３位置決め部４８（図６（Ｃ）参照）は、第１位置決め部４４と同様に成形できる。具体的には、第３切欠き２９を有する二次成形品３０（図５参照）を成形し、その後、第３切欠き２９を有する二次成形品３０をインサート材として金型装置８００の第３キャビティ空間８３５に配する。第３キャビティ空間８３５において第３切欠き２９に成形材料を充填することにより、第３切欠き２９に第３位置決め部４８の全体が成形される。そのため、第１位置決め部４４と同様に、完成品４０の形状や寸法を変更することなく第３位置決め部４８を成形できる。
完成品４０を成形する最終回（ｎ回目）よりも前の回の射出成形において第１位置決め部４４の全体が成形されてもよいが、本実施形態では最終回（ｎ回目）の射出成形において第１位置決め部４４の全体が成形される。ｎ−１回目の射出成形までに成形される成形品は、第１位置決め部４４を全く有しない。そのため、１回目からｎ回目までの射出成形においてインサート材の任意の部位が変形したとしても、その変形によって第１位置決め部４４が変形することはない。従って、インサート材の変形による、第１位置決め部４４の変形を防止できる。
同様に、完成品４０を成形する最終回（ｎ回目）よりも前の回の射出成形において第２位置決め部４６の全体が成形されてもよいが、本実施形態では最終回（ｎ回目）の射出成形において第２位置決め部４６の全体が成形される。そのため、第１位置決め部４４と同様に、インサート材の変形による、第２位置決め部４６の変形を防止できる。
同様に、完成品４０を成形する最終回（ｎ回目）よりも前の回の射出成形において第２位置決め部４６の全体が成形されてもよいが、本実施形態では最終回（ｎ回目）の射出成形において第３位置決め部４８の全体が成形される。そのため、第１位置決め部４４と同様に、インサート材の変形による、第３位置決め部４８の変形を防止できる。
なお、本実施形態では完成品４０を成形する最終回（ｎ回目）の射出成形において全ての位置決め部の全体を液状の成形材料から成形するが、ｎ回目の射出成形において１つ以上の位置決め部の全体を液状の成形材料から成形すればよい。例えば１回目の射出成形において第１位置決め部４４の全体を成形し、２回目の射出成形において第２位置決め部４６の全体を成形し、３回目の射出成形において第３位置決め部４８の全体を成形してもよい。少なくとも第３位置決め部４８については、インサート材の変形による変形を防止できる。
なお、本実施形態では同一の金型装置８００を用いて一次成形品２０（図４参照）、二次成形品３０（図５参照）および三次成形品４０（図６参照）を成形するが、本発明はこれに限定されない。例えば、一次成形専用の金型装置を用いて一次成形品２０を成形した後、一次成形品２０を一次成形専用の金型装置から取り出し、二次成形専用の金型装置の内部に一次成形品２０をインサートしてもよい。また、二次成形専用の金型装置を用いて二次成形品３０を成形した後、二次成形品３０を二次成形専用の金型装置から取り出し、三次成形専用の金型装置の内部に二次成形品３０をインサートしてもよい。但し、同一の金型装置８００を用いて一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０を成形すると、射出成形機１０の数が１つで済むため、射出成形システム１の設置面積が小さくて済む。
（金型装置の温度調整）
図１１は、一実施形態による金型装置の温調流路を示す斜視図である。金型装置８００は、第１キャビティ空間８３１と第２キャビティ空間８３３と第３キャビティ空間８３５の温度を調整する温度調整部８５０を有する。温度調整部８５０は、第１キャビティ空間８３１の温度を、第２キャビティ空間８３３の温度および第３キャビティ空間８３５の温度よりも低く調整する。温度調整部８５０は、電気ヒータなどで構成されてもよいが、本実施形態では温調流路などで構成される。
温度調整部８５０は、例えば、第１キャビティ空間８３１の温度を調整する第１温調流路８６０と、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５の温度を調整する第２温調流路８７０と、第１温調流路８６０及び第２温調流路８７０に温調流体を供給する温調流体供給部８５５とを有する。
温調流体供給部８５５は、第１温調流路８６０に供給する温調流体の温度を調節する第１温調器８５１と、第２温調流路８７０に供給する温調流体の温度を調節する第２温調器８５２とを備える。以下、第１温調器８５１によって温調される温調流体を「第１温調流体」とも呼び、第２温調器８５２によって温調される温調流体を「第２温調流体」とも呼ぶ。第１温調流体および第２温調流体としては、例えば水が用いられる。
第１温調器８５１は、第１温調流体を、予め設定された第１温度に調節したうえで、可動金型８２０の内部に形成される第１温調流路８６０に供給する。第１温調流体は、第１温調流路８６０を流れながら可動金型８２０の温度を調整し、可動金型８２０の外部に設けられる排出管８５３に排出される。
一方、第２温調器８５２は、第２温調流体を、予め設定された第２温度に調節したうえで、可動金型８２０の内部に形成される第２温調流路８７０および第３温調流路８８０に供給する。第２温調流体は、第２温調流路８７０および第３温調流路８８０を流れながら可動金型８２０の温度を調整し、可動金型８２０の外部に設けられる排出管８５４に排出される。
第１温調流路８６０の一部（例えば後述の分割面温調部８６１）、第２温調流路８７０および第３温調流路８８０は、Ｘ方向に垂直な同一の平面８９０（図９および図１０参照）上に配される。この平面８９０は、可動金型８２０の固定金型８１０との分割面８２１に対し平行とされる。つまり、第１温調流路８６０の一部、第２温調流路８７０および第３温調流路８８０は、可動金型８２０の分割面８２１から等距離の位置に配される。
一方、第１温調流路８６０の残部（例えば後述の供給部８６２および排出部８６３）は、平面８９０を基準として分割面８２１とは反対側に配される。つまり、第１温調流路８６０の残部は、第１温調流路８６０の一部、第２温調流路８７０および第３温調流路８８０よりも、可動金型８２０の分割面８２１から遠くに配される。従って、分割面８２１の温度分布は、第１温調流路８６０の一部（例えば分割面温調部８６１）、第２温調流路８７０および第３温調流路８８０の配置に応じた温度分布となる。
第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５は、可動金型８２０の分割面８２１に形成される。この分割面８２１の温度分布は、上述の如く、第１温調流路８６０の一部（例えば分割面温調部８６１）、第２温調流路８７０および第３温調流路８８０の配置に応じた温度分布となる。
第１温調流路８６０は、図８に示すようにＸ方向視で、第１キャビティ空間８３１と重なる分割面温調部８６１を有する。この分割面温調部８６１と、第２温調流路８７０と第３温調流路８８０とが、同一の平面８９０（図９および図１０参照）上に配される。第１温調流体は、第１温調流路８６０の分割面温調部８６１を流れながら可動金型８２０の温度を調整することにより、第１キャビティ空間８３１の温度を調整する。分割面温調部８６１は、例えばＹ方向に真っ直ぐ延びる。
第１温調流路８６０は、平面８９０（図９および図１０参照）を基準として分割面８２１とは反対側に、分割面温調部８６１に第１温調流体を供給する供給部８６２（図１１参照）と、分割面温調部８６１から第１温調流体を排出する排出部８６３（図１１参照）とを有する。
供給部８６２は、Ｙ方向視で例えばＬ字状に形成され、分割面温調部８６１の一端からＸ方向負側に延び、途中からＺ方向正側に延びる。供給部８６２は、第１温調流体による二次成形品３０や三次成形品４０の温度調整を抑制するため、図８に示すようにＸ方向視で第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５とは重ならないように配される。
排出部８６３は、供給部８６２と同様に、Ｙ方向視で例えばＬ字状に形成され、分割面温調部８６１の他端からＸ方向負側に延び、途中からＺ方向正側に延びる。排出部８６３は、第１温調流体による二次成形品３０や三次成形品４０の温度調整を抑制するため、図８に示すようにＸ方向視で第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５とは重ならないように配される。
第２温調流路８７０は、図８に示すようにＸ方向視で、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５と重なり、且つ第１キャビティ空間８３１と重ならないように配される。第２温調流体は、第２温調流路８７０を流れながら可動金型８２０の温度を調整することにより、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５の温度を調整する。第２温調流路８７０は、可動金型８２０のＹ方向一端面から、可動金型８２０のＹ方向他端面にかけて、例えばＹ方向に真っ直ぐ延びる。
一方、第３温調流路８８０は、図８に示すようにＸ方向視で、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５のいずれにも重ならないように配される。第３温調流路８８０は、図８に示すようにＸ方向視で、第２温調流路８７０との間に、第１温調流路８６０の分割面温調部８６１を挟むように配され、分割面温調部８６１を迂回するように配される。第２温調流体は、第３温調流路８８０を流れながら可動金型８２０の温度を調整することにより、第１キャビティ空間８３１の周囲の温度を調整する。
第３温調流路８８０は、例えば、可動金型８２０のＹ方向一端面からＹ方向正側に延びる第１平行部８８１と、可動金型８２０のＹ方向他端面からＹ方向負側に延びる第２平行部８８２とを有する。第１平行部８８１と第２平行部８８２とは、同一直線上に配される。第３温調流路８８０は、第１平行部８８１と第２平行部８８２との間に、Ｘ方向視でＵ字状に形成されるＵ字状部８８３を有する。Ｕ字状部８８３は、第１平行部８８１と第２平行部８８２とを結ぶ直線を基準として、第２温調流路８７０とは反対側に配される。Ｘ方向視で、Ｕ字状部８８３の内部に、第１キャビティ空間８３１が配される。
なお、本実施形態の第２温調流体は、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５の両方の温度を調整するが、第２キャビティ空間８３３のみの温度を調整してもよい。この場合、温調流体供給部８５５は、第３キャビティ空間８３５の温度を調整する第３温調流体を、金型装置８００の内部に供給する。温調流体供給部８５５は、第２温調流体の温度と第３温調流体の温度とを独立に調節するため、第２温調流体の温度を調節する第２温調器と、第３温調流体の温度を調節する第３温調器とを有してもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、温度調整部８５０によって第１キャビティ空間８３１の温度が第２キャビティ空間８３３の温度よりも低く調整される。比較的低温の第１キャビティ空間８３１で一次成形品２０が成形され、比較的高温の第２キャビティ空間８３３で二次成形品３０が成形される。そのため、比較的大きい冷却距離Ｄ１を有する一次成形品２０を、比較的小さい冷却距離Ｄ２を有する二次成形品３０に比べて急冷できる。一次成形品２０が金型装置８００から取り出し可能な程度に固化するまでの待ち時間を短縮でき、成形サイクルを短縮できる。また、比較的高温の第２キャビティ空間８３３で徐冷される二次成形品３０の冷却距離Ｄ２が小さいため、冷却工程の時間を短縮できる。二次成形品３０の冷却距離Ｄ２が小さいほど、冷却工程の時間を短縮できる。
なお、本実施形態では第１キャビティ空間８３１で成形される第１成形品が一次成形品２０であり、第２キャビティ空間８３３で成形される第２成形品が二次成形品３０であるが、本発明はこれに限定されない。第１成形品の冷却距離が、第２成形品の冷却距離よりも大きければよい。例えば、第１成形品と第２成形品とは、金型装置８００の外部で組み立てられてもよい。また、第１成形品と第２成形品とは、異なる用途の商品として、分離された状態で出荷されてもよい。いずれにしても、成形サイクルを短縮できる。
本実施形態によれば、温度調整部８５０によって第１キャビティ空間８３１の温度が第２キャビティ空間８３３の温度のみならず第３キャビティ空間８３５のよりも低く調整される。比較的低温の第１キャビティ空間８３１で一次成形品２０が成形され、比較的高温の第３キャビティ空間８３５で三次成形品４０が成形される。そのため、比較的大きい冷却距離Ｄ１を有する一次成形品２０を、比較的小さい冷却距離Ｄ３を有する三次成形品４０に比べて急冷できる。一次成形品２０が金型装置８００から取り出し可能な程度に固化するまでの待ち時間を短縮でき、成形サイクルを短縮できる。また、比較的高温の第３キャビティ空間８３５で徐冷される三次成形品４０の冷却距離Ｄ３が小さいため、冷却工程の時間を短縮できる。三次成形品４０の冷却距離Ｄ３が小さいほど、冷却工程の時間を短縮できる。
なお、本実施形態では第１キャビティ空間８３１で成形される第１成形品が一次成形品２０であり、第３キャビティ空間８３５で成形される第３成形品が三次成形品４０であるが、本発明はこれに限定されない。第１成形品の冷却距離が、第３成形品の冷却距離よりも大きければよい。例えば、第１成形品と第３成形品とは、金型装置８００の外部で組み立てられてもよい。また、第１成形品と第３成形品とは、異なる用途の商品として、分離された状態で出荷されてもよい。いずれにしても、成形サイクルを短縮できる。
可動金型８２０は、可動金型本体と、第１キャビティ空間８３１を形成する第１キャビティ金型部と、第２キャビティ空間８３３を形成する第２キャビティ金型部と、第３キャビティ空間８３５を形成する第３キャビティ金型部とを有する。第１キャビティ金型部、第２キャビティ金型部、第３キャビティ金型部は、それぞれ、可動金型本体に交換可能に取り付けられる。破損時に交換することができる。可動金型本体から第１キャビティ金型部への熱の伝達を抑制するため、可動金型本体と第１キャビティ金型部との間には所定の隙間（つまり空気層）が形成されてよい。空気層が断熱層として機能する。
（搬送機）
図１２は、一実施形態による搬送機の全体を示す図である。図１３は、図１２の搬送機の先端部である保持ユニットを示す斜視図である。図１４は、図１３に示す保持ユニットをｘ方向負側から見た図である。図１５は、図１３に示す保持ユニットをｘ方向正側から見た図である。図１３〜図１５において、ｘ方向、ｙ方向およびｚ方向は互いに直交する方向である。ｙ方向は回転軸部５１１の軸方向である。保持ユニット５１０がインサート材を固定金型８１０に引き渡す時、図１６（Ａ）に示すようにｘ方向とＸ方向とが同じ方向とされ、ｙ方向とＹ方向とが同じ方向とされ、且つｚ方向とＺ方向とが同じ方向とされる。図１６は、図１３に示す保持ユニットの動作を示す図である。図１６（Ａ）は、図１３に示す保持ユニットがインサート材を固定金型に引き渡す時の状態を示す側面図である。図１６（Ｂ）は、図１３に示す保持ユニットが固定金型に吸着されているインサート材を加熱する時の状態を示す側面図である。なお、保持ユニット５１０の構成は、図１３〜図１６に示す構成には限定されない。
搬送機５００は、例えば図１２に示すように、多関節ロボットで構成される。多関節ロボットは、例えば搬送ベース５０１と、搬送ベース５０１から伸びる複数のアーム５０２〜５０４を有する。搬送ベース５０１とアーム５０２の基端部とが連結され、アーム５０２の先端部とアーム５０３の基端部とが連結され、アーム５０３の先端部とアーム５０４の基端部とが連結される。アーム５０４の先端部には保持ユニット５１０が設けられる。保持ユニット５１０は、搬送ベース５０１に対し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に移動自在とされる。また、保持ユニット５１０は、水平軸周りに回転自在とされると共に、鉛直軸周りに回転自在とされる。なお、搬送機５００はパラレルリンクロボットなどで構成されてもよく、そのロボットの構成は特に限定されない。
保持ユニット５１０は、図１６に示すように、可動金型８２０から取り出される成形品を保持する成形品保持部５２０、および固定金型８１０に引き渡すインサート材を保持するインサート材保持部５３０を含む。そのため、例えば、インサート材保持部５３０がインサート材を保持した状態で、成形品保持部５２０が可動金型８２０から成形品を受け取ることができる。また、成形品保持部５２０が成形品を保持した状態で、インサート材保持部５３０が固定金型８１０に成形品を引き渡すことができる。成形品とインサート材とを同時に保持できるため、成形品とインサート材とを持ち替える動作を省略でき、成形サイクルを短縮できる。また、保持ユニット５１０は、固定金型８１０と可動金型８２０との間から退出することなく、成形品の取り出しと、インサート材の設置とを順番に実施できる。ここで、成形品の取り出しと、インサート材の設置とは、どちらが先でもよい。
なお、成形品保持部５２０がインサート材保持部５３０を兼ねてもよい。この場合、保持ユニット５１０は成形品を可動金型８２０から受け取った後、一旦、可動金型８２０と固定金型８１０との間から退出する。その後、保持ユニット５１０は、射出成形機１０の外部（例えばゲートカット機５５０）に成形品を置き、次いで射出成形機１０の外部（例えばアライメント機６３０）に置かれたインサート材を保持し、続いて可動金型８２０と固定金型８１０との間に再び戻る。このようにして、成形品とインサート材とを持ち替える動作が行われる。この場合、成形サイクルが長くなるが、搬送機５００の構成を簡易化でき、搬送機５００の製造コストを低減できる。
成形品保持部５２０は、図１６に示すように、例えば、一次成形品２０を保持する第１成形品保持部５２１、二次成形品３０を保持する第２成形品保持部５２４、および三次成形品４０を保持する第３成形品保持部５２７を有する。第１成形品保持部５２１、第２成形品保持部５２４および第３成形品保持部５２７は、ｘ方向に垂直な同一平面上に、成形品を吸着する吸着面（以下、単に「吸着面」とも呼ぶ。）を有する。その吸着面に対し直交する方向（例えばｘ方向）から見たとき、図１４に示すように、第１成形品保持部５２１の中心点５２１Ｐと、第２成形品保持部５２４の中心点５２４Ｐと、第３成形品保持部５２７の中心点５２７Ｐとは、予め定められた一点Ｐ１から等距離に配置され、予め定められた一点Ｐ１の周りに１２０°ピッチで配設される。
第１成形品保持部５２１は、図１４に示すように、例えば円筒部５２２と、円筒部５２２の軸方向片面にリング状に配置される複数の吸着ノズル５２３とを有する。複数の吸着ノズル５２３は、それぞれの先端に、一次成形品２０を吸着する吸着面を有する。複数の吸着ノズル５２３は、１つの真空ポンプ（不図示）と接続される。１つの真空ポンプを作動させると、全ての吸着ノズル５２３に負圧が生じ、負圧によって一次成形品２０（図４参照）が吸着される。具体的には、一次成形品２０のフランジ部２４が複数の吸着ノズル５２３に吸着される。
複数の吸着ノズル５２３は、図１４では等角度で配置されているが、フランジ部２４に形成される第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９を避けるように配置されてもよい。つまり、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９と同じ角度には、吸着ノズル５２３が配置されなくてもよい。真空リークを防止でき、負圧を確実に発生できる。尚、複数の吸着ノズル５２３を等角度に配置したうえで、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９と同じ角度に配置される吸着ノズル５２３の吸引孔に栓をしてもよい。栓で吸引孔を塞いだ吸着ノズル５２３には負圧は生じない。
複数の吸着ノズル５２３がフランジ部２４を吸着するとき、一次成形品２０のレンズ部２１は、円筒部５２２の外部に配置される（図１６参照）が、円筒部５２２の内部に挿入されてもよい。レンズ部２１の接触傷の発生を防止するため、レンズ部２１が第１成形品保持部５２１に接触しなければよく、レンズ部２１の凸曲面２３の向きはどちら向きでもよい。その後、真空ポンプの作動を停止させると、複数の吸着ノズル５２３の気圧が大気圧に戻り、一次成形品２０の吸着が解除される。
同様に、第２成形品保持部５２４は、図１４に示すように、円筒部５２５と、円筒部５２５の軸方向片面にリング状に配置される複数の吸着ノズル５２６とを有する。複数の吸着ノズル５２６は、それぞれの先端に、二次成形品３０を吸着する吸着面を有する。複数の吸着ノズル５２６は、１つの真空ポンプ（不図示）と接続される。１つの真空ポンプを作動させると、全ての吸着ノズル５２６に負圧が生じ、負圧によって二次成形品３０（図５参照）が吸着される。具体的には、二次成形品３０のフランジ部２４が複数の吸着ノズル５２６に吸着される。
複数の吸着ノズル５２６は、図１４では等角度で配置されているが、フランジ部２４に形成される第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９を避けるように配置されてもよい。つまり、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９と同じ角度には、吸着ノズル５２６が配置されなくてもよい。真空リークを防止でき、負圧を確実に発生できる。尚、複数の吸着ノズル５２６を等角度に配置したうえで、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９と同じ角度に配置される吸着ノズル５２６の吸引孔に栓をしてもよい。栓で吸引孔を塞いだ吸着ノズル５２６には負圧は生じない。
複数の吸着ノズル５２６がフランジ部２４を吸着するとき、二次成形品３０のレンズ部２１は、円筒部５２５の外部に配置される（図１６参照）が、円筒部５２５の内部に挿入されてもよい。二次積層部３１の接触傷の発生を防止するため、二次積層部３１が第２成形品保持部５２４に接触しなければよく、レンズ部２１の凸曲面２３の向きはどちら向きでもよい。その後、真空ポンプの作動を停止させると、複数の吸着ノズル５２６の気圧が大気圧に戻り、二次成形品３０の吸着が解除される。
同様に、第３成形品保持部５２７は、図１４に示すように、円筒部５２８と、円筒部５２８の軸方向片面にリング状に配置される複数の吸着ノズル５２９とを有する。複数の吸着ノズル５２６は、それぞれの先端に、三次成形品４０を吸着する吸着面を有する。複数の吸着ノズル５２９は、１つの真空ポンプ（不図示）と接続される。１つの真空ポンプを作動させると、全ての吸着ノズル５２９に負圧が生じ、負圧によって三次成形品４０（図６参照）が吸着される。具体的には、三次成形品４０のフランジ部２４（より正確には完成品フランジ部５４）が複数の吸着ノズル５２９に吸着される。
複数の吸着ノズル５２９は、図１４では等角度で配置されているが、完成品フランジ部５４に形成される第１位置決めピン挿入孔４５、第２位置決めピン挿入孔４７および第３位置決めピン挿入溝４９を避けるように配置されてもよい。つまり、第１位置決めピン挿入孔４５、第２位置決めピン挿入孔４７および第３位置決めピン挿入溝４９と同じ角度には、吸着ノズル５２９が配置されなくてもよい。真空リークを防止でき、負圧を確実に発生できる。尚、複数の吸着ノズル５２９を等角度に配置したうえで、第１位置決めピン挿入孔４５、第２位置決めピン挿入孔４７および第３位置決めピン挿入溝４９と同じ角度に配置される吸着ノズル５２９の吸引孔に栓をしてもよい。栓で吸引孔を塞いだ吸着ノズル５２９には負圧は生じない。
複数の吸着ノズル５２９が完成品フランジ部５４を吸着するとき、三次成形品４０のレンズ部２１は、円筒部５２８の内部に挿入される（図１６参照）が、円筒部５２８の外部に配置されてもよい。二次積層部３１の接触傷の発生を防止するため、二次積層部３１が第３成形品保持部５２７に接触なければよく、レンズ部２１の凸曲面２３の向きはどちら向きでもよい。その後、真空ポンプの作動を停止させると、複数の吸着ノズル５２９の気圧が大気圧に戻り、三次成形品４０の吸着が解除される。
一方、インサート材保持部５３０は、図１３に示すように、回転軸部５１１の回転中心線を挟んで成形品保持部５２０とは反対側に設けられる。従って、例えば図１６（Ａ）に示すように、成形品保持部５２０の成形品を吸着する吸着面が可動金型８２０に対向するとき、インサート材保持部５３０のインサート材を吸着する吸着面が固定金型８１０に対向する。そのため、成形品保持部５２０が可動金型８２０から成形品を受け取ってから、インサート材保持部５３０が固定金型８１０にインサート材を引き渡すまでの動作を短時間で行うことができる。
インサート材保持部５３０は、図１５に示すように、例えば、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０を保持する第１インサート材保持部５３１、および三次成形品用インサート材としての二次成形品３０を保持する第２インサート材保持部５３４を有する。第１インサート材保持部５３１および第２インサート材保持部５３４は、ｘ方向に垂直な同一平面上に、インサート材を吸着する吸着面（以下、単に「吸着面」とも呼ぶ）を有する。その吸着面に対し直交する方向（例えばｘ方向）から見たとき、第１インサート材保持部５３１の中心点５３１Ｐと、第２インサート材保持部５３４の中心点５３４Ｐとは、予め定められた一点Ｐ２から等距離に配置され、予め定められた一点Ｐ２の周りに１８０°ピッチで配設される。
第１インサート材保持部５３１は、例えば円筒部５３２と、円筒部５３２の軸方向片面にリング状に配置される複数の吸着ノズル５３３とを有する。複数の吸着ノズル５３３は、それぞれの先端に、二次成形品用インサート材を吸着する吸着面を有する。複数の吸着ノズル５３３は、１つの真空ポンプ（不図示）と接続される。１つの真空ポンプを作動させると、全ての吸着ノズル５３３に負圧が生じ、負圧によって二次成形品用インサート材としての一次成形品２０（図４参照）が吸着される。具体的には、一次成形品２０のフランジ部２４が複数の吸着ノズル５３３に吸着される。
複数の吸着ノズル５３３は、図１５では等角度で配置されているが、フランジ部２４に形成される第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９を避けるように配置されてもよい。つまり、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９と同じ角度には、吸着ノズル５３３が配置されなくてもよい。真空リークを防止でき、負圧を確実に発生できる。尚、複数の吸着ノズル５３３を等角度で配置したうえで、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９と同じ角度に配置される吸着ノズル５３３の吸引孔に栓をしてもよい。栓で吸引孔を塞いだ吸着ノズル５３３には負圧は生じない。
複数の吸着ノズル５３３がフランジ部２４を吸着するとき、一次成形品２０のレンズ部２１は、円筒部５３２の内部に挿入されるが、円筒部５３２の外部に配置されてもよい。レンズ部２１の接触傷の発生を防止するため、レンズ部２１が第１インサート材保持部５３１に接触しなければよく、レンズ部２１の凸曲面２３の向きはどちら向きでもよい。その後、真空ポンプの作動を停止させると、複数の吸着ノズル５３３の気圧が大気圧に戻り、一次成形品２０の吸着が解除される。
同様に、第２インサート材保持部５３４は、図１５に示すように、円筒部５３５と、円筒部５３５の軸方向片面にリング状に配置される複数の吸着ノズル５３６とを有する。複数の吸着ノズル５３６は、それぞれの先端に、三次成形品用インサート材を吸着する吸着面を有する。複数の吸着ノズル５３６は、１つの真空ポンプ（不図示）と接続される。１つの真空ポンプを作動させると、全ての吸着ノズル５３６に負圧が生じ、負圧によって三次成形品用インサート材としての二次成形品３０（図５参照）が吸着される。具体的には、二次成形品３０のフランジ部２４が複数の吸着ノズル５３６に吸着される。
複数の吸着ノズル５３６は、図１５では等角度で配置されているが、フランジ部２４に形成される第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９を避けるように配置されてもよい。つまり、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９と同じ角度には、吸着ノズル５３６が配置されなくてもよい。真空リークを防止でき、負圧を確実に発生できる。尚、複数の吸着ノズル５３６を等角度で配置したうえで、第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９と同じ角度に配置される吸着ノズル５３６の吸引孔に栓をしてもよい。栓で吸引孔を塞いだ吸着ノズル５３６には負圧は生じない。
複数の吸着ノズル５３６がフランジ部２４を吸着するとき、二次成形品３０のレンズ部２１は、円筒部５３５の外部に配置されるが、円筒部５３５の内部に挿入されてもよい。二次積層部３１の接触傷の発生を防止するため、二次積層部３１が第２インサート材保持部５３４に接触しなければよく、レンズ部２１の凸曲面２３の向きはどちら向きでもよい。その後、真空ポンプの作動を停止させると、複数の吸着ノズル５３６の気圧が大気圧に戻り、二次成形品３０の吸着が解除される。
保持ユニット５１０は、図１３等に示すように、回転軸部５１１および加熱部５４０をさらに有してよい。回転軸部５１１は、回転軸部５１１の軸方向（ｙ方向）に延びる中心線を中心に回転自在とされる。成形品保持部５２０、インサート材保持部５３０および加熱部５４０は、回転軸部５１１の回転中心線の周りに配設され、回転軸部５１１と共に回転する。回転軸部５１１を基準として、ｘ方向負側に成形品保持部５２０が配設され、ｘ方向正側にインサート材保持部５３０が配設され、ｚ方向正側に加熱部５４０が配設される。
回転軸部５１１を回転させることによって、インサート材保持部５３０の吸着面が固定金型８１０に対向する状態と、加熱部５４０が固定金型８１０に対向する状態とに保持ユニット５１０の状態を切り替えることができる。図１６（Ａ）に示すようにインサート材保持部５３０が固定金型８１０にインサート材を引き渡した後、回転軸部５１１が９０°回転されることにより、図１６（Ｂ）に示すように加熱部５４０が固定金型８１０に対向配置される。そのため、加熱部５４０が固定金型８１０に吸着されているインサート材の表面を加熱できる。インサート材の表面が溶融し、表面張力が生じるため、表面のシワ（所謂ヒケ）を除去することができる。ヒケは、インサート材としての成形品を冷却する時に冷却収縮のムラによって生じるものである。また、インサート材の加熱された表面には、シリンダ３１０内で溶融された成形材料が積層される。そのため、インサート材の加熱された表面とシリンダ３１０内で溶融された成形材料とを溶け合わせることができ、その境界に視認可能な不連続面が形成されることを抑制できる。
図１６（Ｂ）に示すように加熱部５４０が固定金型８１０に対向するとき、成形品保持部５２０の吸着面は上向きとされ、インサート材保持部５３０の吸着面は下向きとされる。なお、成形品保持部５２０の吸着面が下向きとされ、インサート材保持部５３０の吸着面が上向きとされてもよい。
加熱部５４０がインサート材を加熱する間、加熱部５４０が成形品を加熱しないように、成形品保持部５２０の吸着面は上向きとされる。吸着面が上向きとされるため、その上に成形品を安定して保持できる。なお、上述の如く、成形品保持部５２０の吸着面は下向きとされてもよい。この場合、搬送機５００は、成形品を重力に逆らって保持することにより、加熱部５４０による成形品の加熱を抑制できる。
加熱部５４０は、例えば電気ヒータを有する。電気ヒータとしては、例えばハロゲンヒータが用いられる。加熱部５４０は、時間短縮のため、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０と、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０とを同時に加熱してよい。また、一次成形品２０と二次成形品３０とを同時に加熱することにより、いずれか一方が先に冷えることを防止できる。
なお、搬送機５００は、一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０のうち少なくとも１つの品質を検査する検査器を有してもよい。検査器としては、例えば、成形品を撮像するカメラ、成形品の温度を検出する温度検出器、成形品の重量を測定する重量測定器から選ばれる少なくとも１つが用いられる。カメラで撮像した画像データは、成形品の寸法や形状、異物の混入の有無などの検査に用いられる。検査器の検査結果は、成形品の良否を判定するために用いられる。不良品は、後述の図３０のステップＳ５０１〜図３１のステップＳ５２９の一連の処理が行われる途中で廃棄されてよい。例えば、三次成形品４０は、良品であると判定されたものだけが搬送機５００によって完成品搬送機６６０に搬送され、不良品であると判定されたものは搬送機５００によって回収箱に搬送されてよい。
尚、本実施形態の搬送機５００は積層成形に用いられるが、搬送機５００の用途は特に限定されない。搬送機５００の用途は、一般的な射出成形であってよい。
（ゲートカット機）
図１７は、一実施形態によるゲートカット機の動作を示す平面図である。図１７（Ａ）は、ゲートカット機が搬送機から一次成形品、二次成形品および三次成形品を受け取る時の状態を示す図である。図１７（Ｂ）は、ゲートカット機が一次成形品、二次成形品および三次成形品から切断された不用品を落下させる時の状態を示す図である。なお、ゲートカット機５５０の構成は、図１７等に示す構成には限定されない。
一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０は、金型装置８００から取り出された後、搬送機５００によって金型装置８００からゲートカット機５５０に搬送される。ゲートカット機５５０は、一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０を、不用品６０から切り離す。不用品６０は、スプルー８１１（図１および図２参照）、第１ランナー８２２（図８参照）、第１ゲート８２５、第２ランナー８２３、第２ゲート８２６、第３ランナー８２４および第３ゲート８２７において成形材料が固化したものである。ゲートカット機５５０によって不用品６０から切り離された一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０は、搬送機５００によってピックアップされる。
ゲートカット機５５０は、一次成形品２０を支持する第１支持部５６０、および第１支持部５６０に支持されている一次成形品２０と第１ゲート成形品６１とを切断するカッター（不図示）を有する。第１ゲート成形品６１は、第１ゲート８２５において成形材料が固化したものである。第１支持部５６０には、搬送機５００の第１成形品保持部５２１から一次成形品２０が載置される。不用品６０から切り離された一次成形品２０は、第１成形品保持部５２１によってピックアップされる。
第１支持部５６０は、例えば、本体５６１と、本体５６１の上面に突設される複数（例えば３つ）の支持爪５６２とを有する。複数の支持爪５６２は、一次成形品２０のフランジ部２４を、周方向に間隔をおいて支持する。各支持爪５６２は、フランジ部２４の外周面に接触する円弧面と、フランジ部２４の下面に接触する平坦面とを有する。フランジ部２４は、複数の支持爪５６２によって水平に支持される。一方、レンズ部２１は、その凸曲面２３を下に向けて支持される（図１８（Ａ）の２点鎖線参照）。レンズ部２１の凸曲面２３が本体５６１の上面と接触しないように、複数の支持爪５６２の高さが設定される。なお、レンズ部２１は、詳しくは後述するが、第１ゲート成形品６１から切り離された後、その凸曲面２３を上に向けて支持される（図１８（Ｂ）の２点鎖線参照）。
また、ゲートカット機５５０は、図１７に示すように、二次成形品３０を支持する第２支持部５７０、および第２支持部５７０に支持されている二次成形品３０と第２ゲート成形品６２とを切断するカッター（不図示）を有する。第２ゲート成形品６２は、第２ゲート８２６において成形材料が固化したものである。第２支持部５７０には、搬送機５００の第２成形品保持部５２４から二次成形品３０が載置される。不用品６０から切り離された二次成形品３０は、第２成形品保持部５２４によってピックアップされる。第２支持部５７０は、第１支持部５６０と同様に、例えば、本体５７１と、本体５７１の上面に突設される複数（例えば３つ）の支持爪５７２とを有する。複数の支持爪５７２は、二次成形品３０のフランジ部２４を、周方向に間隔をおいて支持する。各支持爪５７２は、フランジ部２４の外周面に接触する円弧面と、フランジ部２４の下面に接触する平坦面とを有する。フランジ部２４は、複数の支持爪５７２によって水平に支持される。一方、レンズ部２１等は、その凸曲面２３を下に向けて支持される。下に凸の凸曲面２３に積層された二次積層部３１が本体５７１の上面と接触しないように、複数の支持爪５７２の高さが設定される。
さらに、ゲートカット機５５０は、図１７に示すように、三次成形品４０を支持する第３支持部５８０、および第３支持部５８０に支持されている三次成形品４０と第３ゲート成形品６３とを切断するカッター（不図示）を有する。第３ゲート成形品６３は、第３ゲート８２７において成形材料が固化したものである。第３支持部５８０には、搬送機５００の第３成形品保持部５２７から三次成形品４０が載置される。不用品６０から切り離された三次成形品４０は、第３成形品保持部５２７によってピックアップされる。第３支持部５８０は、第１支持部５６０と同様に、例えば、本体５８１と、本体５８１の上面に突設される複数（例えば３つ）の支持爪５８２とを有する。複数の支持爪５８２は、三次成形品４０のフランジ部２４を、周方向に間隔をおいて支持する。各支持爪５８２は、フランジ部２４の外周面に接触する円弧面と、フランジ部２４の下面に接触する平坦面とを有する。フランジ部２４は、複数の支持爪５８２によって水平に支持される。一方、レンズ部２１等は、その凸曲面２３を上に向けて支持される。
ゲートカット機５５０は、図１７に示すように、第１支持部５６０を案内する一対の第１ガイド５６５と、第２支持部５７０を案内する一対の第２ガイド５７５と、第３支持部５８０を案内する一対の第３ガイド５８５とを有する。一対の第１ガイド５６５、一対の第２ガイド５７５および一対の第３ガイド５８５は、鉛直方向から見たとき、放射状に設けられ、例えば１８０°ピッチで配設される。第１支持部５６０は一対の第１ガイド５６５に沿って移動自在とされ、第２支持部５７０は一対の第２ガイド５７５に沿って移動自在とされ、第３支持部５８０は一対の第３ガイド５８５に沿って移動自在とされる。第１支持部５６０、第２支持部５７０および第３支持部５８０は同時に同じ方向に移動されてよく、その移動量も同じとされてよい。
搬送機５００が一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０をゲートカット機５５０に載せる時に、第１支持部５６０、第２支持部５７０および第３支持部５８０は図１７（Ａ）に示す成形品搬入位置に位置する。一方、ゲートカット機５５０が一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０から切断された不用品６０を落下させる時に、第１支持部５６０、第２支持部５７０および第３支持部５８０は鉛直方向視で不用品６０と重ならないように図１７（Ｂ）に示す不用品落下位置に位置する。３つの不用品落下位置は、３つの成形品搬入位置の外側に設定される。また、搬送機５００が不用品６０から切り離された一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０をゲートカット機５５０からピックアップする時に、第１支持部５６０、第２支持部５７０および第３支持部５８０は図１９に示す成形品搬出位置に位置する。成形品搬出位置と、成形品搬入位置とは、同じ位置であってよい。
図１８は、一実施形態による反転機の動作を示す図である。図１８（Ａ）は、反転機が第１支持部から一次成形品を持ち上げる動作を示す図である。図１８（Ａ）において、二点鎖線は一次成形品２０の持ち上げ開始時の昇降スライダ５９４等の状態を示し、実線は一次成形品２０の持ち上げ完了時の昇降スライダ５９４等の状態を示す。図１８（Ｂ）は、第１支持部から持ち上げて反転させた一次成形品を第１支持部に降ろす動作を示す図である。図１８（Ｂ）において、実線は一次成形品２０の反転完了時の昇降スライダ５９４等の状態を示し、二点鎖線は一次成形品２０の降下完了時の昇降スライダ等の状態を示す。図１９は、一実施形態による搬送機が不用品から切り離された成形品をゲートカット機からピックアップする時のゲートカット機の状態を示す平面図である。
ゲートカット機５５０は、第１支持部５６０に支持される一次成形品２０を反転させる反転機５９０を有する。一次成形品２０を上下反転させるのは、詳しくは後述するが、図２１（Ａ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３が上向きになるように一次成形品２０を冷却台６００に載置するためである。また、冷却済みの一次成形品２０（二次成形品用インサート材）を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けるためである。
なお、一次成形品２０を上下反転させる反転機５９０は、本実施形態ではゲートカット機５５０に備えられるが、冷却台６００に備えられてもよい。つまり、一次成形品２０は、本実施形態ではゲートカット機５５０において上下反転されるが、冷却台６００において上下反転されてもよい。
一方、二次成形品３０は、上下反転されることなく、レンズ部２１の平坦面２２が上向きになるように第２支持部５７０に載置される。詳しくは後述するが、図２１（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２が上向きになるように二次成形品３０を冷却台６００に載置するためである。また、冷却済みの二次成形品３０（三次成形品用インサート材）を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けるためである。
また、三次成形品４０は、上下反転されることなく、レンズ部２１の平坦面２２が下向きになるように第３支持部５８０に載置される。詳しくは後述するが、レンズ部２１の平坦面２２を下に向けて、三次成形品４０を完成品搬送機６６０の上面に載置するためである。
反転機５９０は、例えば、一次成形品２０を吸着する一対の吸着パッド５９１と、吸着パッド５９１がそれぞれの先端に１つずつ設けられる一対のアーム５９２と、一対のアーム５９２が固定される回転板５９３と、回転板５９３を回転自在に支持する昇降スライダ５９４と、昇降スライダ５９４を鉛直方向に案内する一対の昇降ガイド５９５とを有する。
一対の昇降ガイド５９５は、鉛直に設けられる。一対の昇降ガイド５９５に沿って昇降スライダ５９４が昇降自在とされる。油圧シリンダ等の駆動源によって昇降スライダ５９４を昇降させることにより、回転板５９３が昇降される。回転板５９３は、昇降スライダ５９４と共に昇降する。回転モータ等の駆動源によって回転板５９３を１８０°回転させる度に、一対の吸着パッド５９１の一次成形品２０を吸着する吸着面が、上向きの状態と、下向きの状態とに切り替えられる。一対の吸着パッド５９１は、配管を介して真空ポンプに接続される。真空ポンプを作動させると、一対の吸着パッド５９１に負圧が生じ、負圧によって一次成形品２０が一対の吸着パッド５９１に吸着される。その後、真空ポンプの作動を停止させると、一対の吸着パッド５９１の気圧が大気圧に戻り、一次成形品２０の吸着が解除される。
第１支持部５６０が図１７（Ａ）に示す成形品搬入位置から図１７（Ｂ）に示す不用品落下位置に移動することにより、第１支持部５６０の本体５６１と一次成形品２０のフランジ部２４との間に一対の吸着パッド５９１が挿し込まれる。その後、昇降スライダ５９４が、図１８（Ａ）に二点鎖線で示す待機位置から図１８（Ａ）に実線で示す反転位置まで上昇される。このとき、一対の吸着パッド５９１は、一次成形品２０のフランジ部２４を下方から吸着保持する。続いて、回転板５９３が図１８（Ａ）に実線で示す反転開始位置から図１８（Ｂ）に実線で示す反転完了位置まで１８０°回転させられ、一次成形品２０が上下反転される。一次成形品２０の反転完了時に、一対の吸着パッド５９１は一次成形品２０のフランジ部２４を上方から吸着保持する。その後、昇降スライダ５９４が、図１８（Ｂ）に実線で示す反転位置から図１８（Ｂ）に二点鎖線で示す載せ替え位置まで降下される。続いて、一対の吸着パッド５９１による一次成形品２０の吸着が解除され、一次成形品２０は第１支持部５６０に載置される。
その後、昇降スライダ５９４が図１８（Ｂ）に実線で示す反転完了位置に上昇されると、第１支持部５６０、第２支持部５７０および第３支持部５８０が図１７（Ｂ）に示す不用品落下位置から図１９に示す成形品搬出位置まで移動させられる。続いて、回転板５９３は、図１８（Ｂ）に実線で示す反転完了位置から、図１８（Ａ）に実線で示す反転開始位置まで１８０°逆回転させられる。なお、回転板５９３の回転方向は特に限定されない。その後、昇降スライダ５９４が、図１８（Ａ）に二点鎖線で示す待機位置まで戻される。
尚、本実施形態のゲートカット機５５０は積層成形に用いられるが、ゲートカット機５５０の用途は特に限定されない。ゲートカット機５５０の用途は、一般的な射出成形であってよい。
（冷却台）
図２０は、一実施形態による冷却台を示す平面図である。図２１は、一実施形態による冷却台の要部を示す断面図である。図２１（Ａ）は、図２０のＡ−Ａ線に沿った一次成形品冷却部の断面図である。図２１（Ｂ）は、図２０のＢ−Ｂ線に沿った二次成形品冷却部の断面図である。なお、冷却台６００の構成は、図２０〜図２１に示す構成には限定されない。
一次成形品２０や二次成形品３０は、ゲートカット機５５０によって不用品６０から切り離された後、搬送機５００によってゲートカット機５５０から冷却台６００に搬送される。冷却台６００は、一次成形品２０および二次成形品３０を冷却する。冷却台６００によって冷却された一次成形品２０および二次成形品３０は、搬送機５００によってピックアップされる。
冷却台６００は、冷却水などの冷媒が流れる流路を内部に有する。冷却台６００の内部に供給された冷媒は、冷却台６００の温度を調整し、冷却台６００の外部に排出される。これにより、冷却台６００に載置されている一次成形品２０や二次成形品３０の熱を冷却台６００の外部に排出でき、一次成形品２０や二次成形品３０を冷却できる。冷却台６００の内部に供給される冷媒の温度は、金型装置８００の内部に供給される第１温調流体や第２温調流体の温度よりも低くてよい。冷却台６００の温度を金型装置８００の温度よりも低くでき、冷却効率を高めることができる。
冷却台６００は、一次成形品２０が載置される一次成形品冷却部６１０を有する。一次成形品冷却部６１０には、搬送機５００の第１成形品保持部５２１から一次成形品２０が載置される。一次成形品２０は、例えば図２１（Ａ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３を上に向けて、一次成形品冷却部６１０に載置される。冷却台６００は、複数の一次成形品２０を同時に冷却できるように、複数（例えば１０個）の一次成形品冷却部６１０を有してよい。一次成形品冷却部６１０によって冷却された一次成形品２０は、搬送機５００の第１インサート材保持部５３１によってピックアップされる。
一次成形品冷却部６１０は、冷却台６００の上面に、凹状に形成される。一次成形品冷却部６１０は、例えば、冷却台６００の上面に凹状に形成される第１凹部６１１と、第１凹部６１１の内底面（下面）に凹状に形成される第２凹部６１２とを有する。第１凹部６１１は、内部に円盤状の空間を形成し、その内周面で一次成形品２０のフランジ部２４の外周面を押さえると共に、その内底面でフランジ部２４の下面（第１板面２５）を支える。第２凹部６１２は、第１凹部６１１の内底面に当該内底面よりも小さく形成され、内部に円盤状の空間を形成する。第２凹部６１２の直径は、レンズ部２１の平坦面２２の直径よりも大きくてよい。レンズ部２１の平坦面２２の冷却台６００との接触を防止できるため、接触傷の発生を防止できる。
冷却台６００は、二次成形品３０が載置される二次成形品冷却部６２０を有する。二次成形品冷却部６２０には、搬送機５００の第２成形品保持部５２４から二次成形品３０が載置される。二次成形品３０は、例えば図２１（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２を上に向けて、二次成形品冷却部６２０に載置される。冷却台６００は、複数の二次成形品３０を同時に冷却できるように、複数（例えば１０個）の二次成形品冷却部６２０を有してよい。二次成形品冷却部６２０によって冷却された二次成形品３０は、搬送機５００の第２インサート材保持部５３４によってピックアップされる。
二次成形品冷却部６２０は、冷却台６００の上面に、凹状に形成される。二次成形品冷却部６２０は、例えば、冷却台６００の上面に凹状に形成される第１凹部６２１と、第１凹部６２１の内底面（下面）に凹状に形成される第２凹部６２２とを有する。第１凹部６２１は、内部に円盤状の空間を形成し、その内周面で二次成形品３０のフランジ部２４の外周面を押さえると共に、その内底面でフランジ部２４の下面（第２板面２６）を支える。第２凹部６２２は、第１凹部６２１の内底面に当該内底面よりも小さく形成され、内部に円盤状の空間を形成する。第２凹部６２２の直径は、レンズ部２１の平坦面２２の直径よりも大きくてよい。また、第２凹部６２２の内底面と第１凹部６２１の内底面との高低差は、第２凹部６２２の内底面が二次積層部３１と接触しないように設定される。二次積層部３１と冷却台６００との接触を防止できるため、接触傷の発生を防止できる。
尚、本実施形態の冷却台６００は積層成形に用いられるが、冷却台６００の用途は特に限定されない。冷却台６００の用途は、一般的な射出成形であってよい。
（アライメント機）
図２２は、一実施形態によるアライメント機を示す平面図である。アライメント機６３０は、金型装置８００の内部へのインサート前に、インサート材の位置合わせを行うものである。位置合わせは、芯出しと、芯周りの回転とを含む。予めインサート材の位置合わせを行うことにより、インサート材を予め設定された向きで固定金型８１０の予め設定された位置に吸着できる。なお、アライメント機６３０の構成は、図２２に示す構成には限定されない。例えば、アライメント機６３０の機能を、搬送機５００のインサート材保持部５３０が有してもよい。
一次成形品２０や二次成形品３０は、冷却台６００によって冷却された後、二次成形品用インサート材や三次成形品用インサート材として、搬送機５００によって冷却台６００からアライメント機６３０に搬送される。アライメント機６３０は、一次成形品２０および二次成形品３０の位置合わせを行う。位置合わせは、芯出しと、芯周りの回転とを含む。アライメント機６３０によって位置合わせされた一次成形品２０および二次成形品３０は、搬送機５００によってピックアップされる。
アライメント機６３０は、二次成形品用インサート材（例えば一次成形品２０）を支持する第１チャック６４０を有する。第１チャック６４０は、円盤状のチャック本体６４１と、チャック本体６４１の上面に突設される複数（例えば４つ）の支持ピン６４２と、チャック本体６４１の上面に移動可能に設けられる複数（例えば３つ）の可動爪６４３とを有する。また、第１チャック６４０は、複数の可動爪６４３をチャック本体６４１の径方向に案内する複数（例えば３つ）のガイド６４４をさらに有する。複数のガイド６４４は、鉛直方向から見たとき、放射状に設けられ、例えば１２０°ピッチで配設される。複数の可動爪６４３は同時に同じ方向に移動されてよく、その移動量も同じとされてよい。
複数の可動爪６４３が図２２に二点鎖線で示す受け入れ位置に位置するときに、搬送機５００が一次成形品２０を、レンズ部２１の凸曲面２３を上に向けて、４つの支持ピン６４２の上面に載置する。４つの支持ピン６４２は、レンズ部２１と接触しないように、レンズ部２１から径方向外方に突出するフランジ部２４と接触する。続いて、搬送機５００は、一次成形品２０の吸着を解除し、アライメント機６３０から離れる。その後、複数の可動爪６４３が図２２に二点鎖線で示す受け入れ位置から図２２に実線で示す芯出し位置に移動される。３つの可動爪６４３の高さは３つの支持ピン６４２の高さよりも高く、３つの可動爪６４３はフランジ部２４の外周面を押さえる。これにより、一次成形品２０の芯出しがなされる。具体的には、鉛直方向視において、一次成形品２０の中心と、チャック本体６４１の中心とが一致させられる。
アライメント機６３０は、第１チャック６４０を回転させる回転台６４５を有する。回転台６４５は、チャック本体６４１を回転させる回転モータ等の駆動源を有する。この駆動源によってチャック本体６４１を回転させると、チャック本体６４１と共に支持ピン６４２や可動爪６４３が回転する。その回転中心は、チャック本体６４１の中心と一致する。チャック本体６４１の回転は、図２２に実線で示すように３つの可動爪６４３によってフランジ部２４の外周面を押さえた状態で行われる。これにより、一次成形品２０の芯周りの回転がなされ、フランジ部２４に形成された第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９が予め定められた角度に向けられる。その後、搬送機５００が一次成形品２０をアライメント機６３０から受け取ると、３つの可動爪６４３は図２２に実線で示す芯出し位置から図２２に二点鎖線で示す受け入れ位置に戻される。
アライメント機６３０は、三次成形品用インサート材（例えば二次成形品３０）を支持する第２チャック６５０を有する。三次成形品用インサート材を支持する第２チャック６５０と、二次成形品用インサート材を支持する第１チャック６４０とが別々に設けられる。これにより、二次成形品用インサート材の位置合わせと三次成形品用インサート材の位置合わせとを同時に実施できるため、インサート材の位置合わせのための待ち時間を短縮できる。
なお、第１チャック６４０が第２チャック６５０を兼ねてもよい。この場合、搬送機５００は二次成形品用インサート材と三次成形品用インサート材とを順番にアライメント機６３０に引き渡す。引き渡す順番は、どちらが先でもよい。アライメント機６３０が二次成形品用インサート材の位置合わせを行う間、搬送機５００が三次成形品用インサート材を保持する。一方、アライメント機６３０が三次成形品用インサート材の位置合わせを行う間、搬送機５００が二次成形品用インサート材を保持する。この場合、待ち時間が長くなるが、アライメント機６３０のチャックの数を低減でき、アライメント機６３０の製造コストを低減できる。
第２チャック６５０は、第１チャック６４０と同様に構成され、円盤状のチャック本体６５１と、チャック本体６５１の上面に突設される複数（例えば４つ）の支持ピン６５２と、チャック本体６５１の上面に移動可能に設けられる複数（例えば３つ）の可動爪６５３とを有する。また、第２チャック６５０は、複数の可動爪６５３をチャック本体６５１の径方向に案内する複数（例えば３つ）のガイド６５４をさらに有する。複数のガイド６５４は、鉛直方向から見たとき、放射状に設けられ、例えば１２０°ピッチで配設される。複数の可動爪６５３は同時に同じ方向に移動されてよく、その移動量も同じとされてよい。
複数の可動爪６５３が図２２に二点鎖線で示す受け入れ位置に位置するときに、搬送機５００が二次成形品３０を、レンズ部２１の平坦面２２を上に向けて、４つの支持ピン６５２の上面に載置する。４つの支持ピン６５２は、レンズ部２１や二次積層部３１と接触しないように、レンズ部２１から径方向外方に突出するフランジ部２４と接触する。また、４つの支持ピン６５２は、二次積層部３１がチャック本体６５１の上面と接触しないように、フランジ部２４を支える。続いて、搬送機５００は、二次成形品３０の吸着を解除し、アライメント機６３０から離れる。その後、複数の可動爪６５３が図２２に二点鎖線で示す受け入れ位置から図２２に実線で示す芯出し位置に移動される。３つの可動爪６５３の高さは３つの支持ピン６５２の高さよりも高く、３つの可動爪６５３はフランジ部２４の外周面を押さえる。これにより、二次成形品３０の芯出しがなされる。具体的には、鉛直方向視において、二次成形品３０の中心と、チャック本体６５１の中心とが一致させられる。
アライメント機６３０は、第２チャック６５０を回転させる回転台６４５を有する。回転台６４５は、チャック本体６５１を回転させる回転モータ等の駆動源を有する。この駆動源によってチャック本体６５１を回転させると、チャック本体６５１と共に支持ピン６５２や可動爪６５３が回転する。その回転中心は、チャック本体６５１の中心と一致する。チャック本体６５１の回転は、図２２に実線で示すように３つの可動爪６５３によってフランジ部２４の外周面を押さえた状態で行われる。これにより、二次成形品３０の芯周りの回転がなされ、フランジ部２４に形成された第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９が予め定められた角度に向けられる。その後、搬送機５００が二次成形品３０をアライメント機６３０から受け取ると、３つの可動爪６５３は図２２に実線で示す芯出し位置から図２２に二点鎖線で示す受け入れ位置に戻される。
尚、本実施形態のアライメント機６３０は積層成形に用いられるが、アライメント機６３０の用途は特に限定されない。アライメント機６３０の用途は、一般的な射出成形であってよい。
（射出成形システムの動作）
図２３は、一実施形態による射出成形機、搬送機およびゲートカット機の動作フローを示すフローチャートである。図２４は、図２３に続く、射出成形機、搬送機およびゲートカット機の動作フローを示すフローチャートである。図２３および図２４に示す射出成形機１０の動作は成形機制御部７１０（図３参照）による制御下で行われ、図２３および図２４に示す搬送機５００の動作およびゲートカット機５５０の動作は周辺機器制御部７２０（図３参照）による制御下で行われる。なお、図２３のステップＳ１０１の開始時に、アライメント機６３０には位置合わせ済みのインサート材（例えば一次成形品２０および二次成形品３０）が存在する。また、図２３のステップＳ１０１の開始時に、型締状態の金型装置８００の内部には、予め成形された一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０が存在する。
先ず、射出成形機１０が、金型装置８００の型開を完了させる（図２３のステップＳ１０１）。なお、金型装置８００の型開完了は、下記ステップＳ２０２（型開状態の固定金型８１０と可動金型８２０との間への搬送機５００の侵入）の前に行われればよく、下記ステップＳ２０１（搬送機５００によるインサート材の受け取り）の後に行われてもよい。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０が、アライメント機６３０からインサート材を受け取る（図２３のステップＳ２０１）。インサート材は、搬送機５００のインサート材保持部５３０に吸着される。具体的には、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０が第１インサート材保持部５３１に吸着され、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０が第２インサート材保持部５３４に吸着される。
二次成形品用インサート材としての一次成形品２０は、レンズ部２１が円筒部５３２の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５３３に吸着される。下記ステップＳ１０２において一次成形品２０を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けるためである。
一方、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０は、一次成形品２０とは、レンズ部２１の向きが逆向きになるように吸着される。下記ステップＳ１０２において二次成形品３０を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けるためである。二次成形品３０は、レンズ部２１が円筒部５３５の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５３６に吸着される。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０が、型開状態の固定金型８１０と可動金型８２０の間に侵入する（図２３のステップＳ２０２）。インサート材保持部５３０が固定金型８１０に向けて配置され、成形品保持部５２０が可動金型８２０に向けて配置される。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０が、可動金型８２０から成形品を取り出す（図２３のステップＳ２０３）。成形品は、搬送機５００の成形品保持部５２０に吸着される。具体的には、一次成形品２０が第１成形品保持部５２１に吸着され、二次成形品３０が第２成形品保持部５２４に吸着され、三次成形品４０が第３成形品保持部５２７に吸着される（図１６（Ａ）等参照）。
図９および図１０に示すように一次成形品２０および二次成形品３０と、三次成形品４０とは、レンズ部２１の向きが逆向きになるように成形される。そのため、一次成形品２０および二次成形品３０と、三次成形品４０とは、レンズ部２１の向きが逆向きになるように吸着される（図６（Ａ）参照）。
具体的には、一次成形品２０は、レンズ部２１が円筒部５２２の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２３に吸着される。二次成形品３０は、一次成形品２０と同様に、レンズ部２１が円筒部５２５の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２６に吸着される。一方、三次成形品４０は、レンズ部２１が円筒部５２８の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２９に吸着される。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０が、インサート材を固定金型８１０に当接させる（図２３のステップＳ２０４）。
二次成形品用インサート材としての一次成形品２０は、レンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けて、固定金型８１０に当接される（図１６（Ｂ）参照）。型締時に、図１０に示すように、レンズ部２１の凸曲面２３と可動金型８２０との間に、二次積層部３１を成形する空間３１Ｓを形成するためである。
一方、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０は、レンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けて、固定金型８１０に当接される（図１６（Ｂ）参照）。型締時に、図１０に示すように、レンズ部２１の平坦面２２と可動金型８２０との間に、三次積層部４１を成形する空間４１Ｓを形成するためである。
次に、射出成形機１０が、インサート材を固定金型８１０に吸着させる（図２３のステップＳ１０２）。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０が、インサート材の吸着を解除する（図２３のステップＳ２０５）。なお、上記ステップＳ２０３と、上記ステップＳ２０４〜Ｓ２０５とは、順序が逆であってもよい。つまり、搬送機５００から固定金型８１０へのインサート材の引き渡しが先に行われ、可動金型８２０からの成形品の取り出しが後に行われてもよい。
次に、搬送機５００が、回転軸部５１１を９０°回転させることにより、図１６（Ｂ）に示すように加熱部５４０を固定金型８１０に向け、加熱部５４０によって固定金型８１０に吸着されているインサート材を加熱する（図２３のステップＳ２０６）。加熱部５４０は、時間短縮のため、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０と、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０とを同時に加熱してよい。また、一次成形品２０と二次成形品３０とを同時に加熱することにより、いずれか一方が先に冷えることを防止できる。
加熱部５４０は、一次成形品２０の二次積層部３１を積層する面（例えばレンズ部２１の凸曲面２３）を加熱する。レンズ部２１の凸曲面２３が溶融し、表面張力が生じるため、一次成形品２０の冷却時に生じたシワを除去することができる。また、溶融された凸曲面２３と溶融された成形材料とを溶け合わせることができ、その境界に視認可能な不連続面が形成されることを抑制できる。
また、加熱部５４０は、二次成形品３０の三次積層部４１を積層する面（例えばレンズ部２１の平坦面２２）を加熱する。レンズ部２１の平坦面２２が溶融し、表面張力が生じるため、一次成形品２０の冷却時に生じたシワを除去することができる。また、溶融された平坦面２２と溶融された成形材料とを溶け合わせることができ、その境界に視認可能な不連続面が形成されることを抑制できる。
回転軸部５１１の回転に伴い、加熱部５４０のみならず、成形品保持部５２０やインサート材保持部５３０も回転される。その結果、図１６（Ｂ）に示すように、成形品保持部５２０の成形品を吸着する吸着面は上向きとされ、インサート材保持部５３０のインサート材を吸着する吸着面は下向きとされる。なお、成形品保持部５２０の吸着面が下向きとされ、インサート材保持部５３０の吸着面が上向きとされてもよい。
加熱部５４０がインサート材を加熱する間、加熱部５４０が成形品を加熱しないように、成形品保持部５２０の吸着面は上向きとされる。吸着面が上向きとされるため、その上に成形品を安定して保持できる。なお、上述の如く、成形品保持部５２０の吸着面は下向きとされてもよい。この場合、搬送機５００は、成形品を重力に逆らって保持することにより、加熱部５４０による成形品の加熱を抑制できる。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０が、固定金型８１０と可動金型８２０との間から退出する（図２３のステップＳ２０７）。
次に、射出成形機１０が、金型装置８００の型閉を開始する（図２３のステップＳ１０３）。その後、射出成形機１０は、金型装置８００の型締（図２４のステップＳ１０４）、射出装置３００による成形材料の充填（図２４のステップＳ１０５）、射出装置３００による成形材料の保圧（図２４のステップＳ１０６）、金型装置８００の内部での成形材料の冷却（図２４のステップＳ１０７）、および金型装置８００の型開開始（図２４のステップＳ１０８）を行う。型閉の開始（図２３のステップＳ１０３）から型開の開始（図２４のステップＳ１０８）までの間に、搬送機５００およびゲートカット機５５０は、下記の動作を行う。
先ず、搬送機５００の保持ユニット５１０は、可動金型８２０から取り出した成形品を保持しながらゲートカット機５５０に移動する（図２３のステップＳ２０８）。この間、成形品は、搬送機５００の成形品保持部５２０に吸着されている。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０が、成形品の吸着を解除する（図２３のステップＳ２０９）。これにより、図１７（Ａ）に示すように、成形品がゲートカット機５５０に載置される。具体的には、一次成形品２０が第１支持部５６０に載置され、二次成形品３０が第２支持部５７０に載置され、三次成形品４０が第３支持部５８０に載置される。
一次成形品２０は、レンズ部２１の凸曲面２３が下向きになるように、フランジ部２４が複数の支持爪５６２に載置される。二次成形品３０は、一次成形品と同様に、レンズ部２１の凸曲面２３が下向きになるように、フランジ部２４が複数の支持爪５７２に載置される。三次成形品４０は、一次成形品２０や二次成形品３０とは異なり、レンズ部２１の凸曲面２３が上向きになるように、フランジ部２４が複数の支持爪５８２に載置される。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、ゲートカット機５５０から冷却台６００に移動する（図２４のステップＳ２１０）。なお、搬送機５００がゲートカット機５５０から離れることが、ゲートカット機５５０によるゲートカット（図２４のステップＳ３０１）の開始条件である。ゲートカット機５５０の動作については、後述する。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、冷却台６００によって冷却済みのインサート材を吸着する（図２４のステップＳ２１１）。インサート材は、搬送機５００のインサート材保持部５３０に吸着される。具体的には、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０（図２１（Ａ）参照）が第１インサート材保持部５３１に吸着され、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０（図２１（Ｂ）参照）が第２インサート材保持部５３４に吸着される。
二次成形品用インサート材としての一次成形品２０は、第１インサート材保持部５３１に吸着される。具体的には、一次成形品２０は、レンズ部２１が円筒部５３２の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５３３に吸着される。
一方、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０は、第２インサート材保持部５３４に吸着される。具体的には、二次成形品３０は、レンズ部２１が円筒部５３５の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５３６に吸着される。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、インサート材を保持しながら冷却台６００からアライメント機６３０に移動する（ステップＳ２１２）。この間、インサート材は、搬送機５００のインサート材保持部５３０に吸着されている。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０が、インサート材の吸着を解除する（図２３のステップＳ２１３）。これにより、図２２に示すように、インサート材がアライメント機６３０に載置される。
二次成形品用インサート材としての一次成形品２０は、レンズ部２１の凸曲面２３が上向きになるように第１チャック６４０に載置される。一次成形品２０を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けるためである。
三次成形品用インサート材としての二次成形品３０は、レンズ部２１の平坦面２２が上向きになるように、第２チャック６５０に載置される。二次成形品３０を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けるためである。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、アライメント機６３０からゲートカット機５５０に移動する（図２４のステップＳ２１４）。なお、搬送機５００がアライメント機６３０から離れると、アライメント機６３０がインサート材の位置合わせを行う。
ところで、搬送機５００の保持ユニット５１０が上記ステップＳ２１０においてゲートカット機５５０から離れてから上記ステップＳ２１４においてゲートカット機５５０に戻るまでの間に、ゲートカット機５５０は下記の動作を行う。
先ず、ゲートカット機５５０は、成形品を不用品から切り離すゲートカットを行う（図２４のステップＳ３０１）。ゲートカット機５５０は、搬送機５００から受け取った一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０を、不用品６０から切り離す（図１７参照）。
次に、ゲートカット機５５０は、不用品６０から切り離された一次成形品２０を、図１８（Ａ）に実線で示すように第１支持部５６０から持ち上げ、図１８（Ｂ）に実線で示すように上下反転させる（図２４のステップＳ３０２）。その後、ゲートカット機５５０は、図１８（Ｂ）に二点鎖線で示すように一次成形品２０を第１支持部５６０に再び載置する。一次成形品２０は、レンズ部２１の凸曲面２３が上向きになるように第１支持部５６０に載置される。
一次成形品２０を上下反転させるのは、下記ステップＳ２１９において、図２１（Ａ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３が上向きになるように一次成形品２０を冷却台６００に載置するためである。また、冷却済みの一次成形品２０（二次成形品用インサート材）を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けるためである。
なお、一次成形品２０を上下反転させる反転機５９０は、本実施形態ではゲートカット機５５０に備えられるが、冷却台６００に備えられてもよい。つまり、一次成形品２０は、本実施形態ではゲートカット機５５０において上下反転されるが、冷却台６００において上下反転されてもよい。
一方、二次成形品３０は、上下反転されることなく、レンズ部２１の平坦面２２が上向きになるように第２支持部５７０に載置される。下記ステップＳ２１９において、図２１（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２が上向きになるように二次成形品３０を冷却台６００に載置するためである。また、冷却済みの二次成形品３０（三次成形品用インサート材）を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けるためである。
また、三次成形品４０は、上下反転されることなく、レンズ部２１の平坦面２２が下向きになるように第３支持部５８０に載置される。下記ステップＳ２１７において、レンズ部２１の平坦面２２を下に向けて、三次成形品４０を完成品搬送機６６０の上面に載置するためである。
ゲートカット機５５０によるゲートカット（上記ステップＳ３０１）および一次成形品２０の上下反転（上記ステップＳ３０２）が行われる間に、搬送機５００の保持ユニット５１０は上記ステップＳ２１１〜Ｓ２１３の動作を行い、ゲートカット機５５０に戻る（上記ステップＳ２１４）。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、ゲートカット機５５０によって切断済みの成形品を吸着する（図２４のステップＳ２１５）。成形品は、搬送機５００の成形品保持部５２０に吸着される。具体的には、一次成形品２０が第１成形品保持部５２１に吸着され、二次成形品３０が第２成形品保持部５２４に吸着され、三次成形品４０が第３成形品保持部５２７に吸着される。
一次成形品２０は、レンズ部２１が円筒部５２２の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２３に吸着される。一方、二次成形品３０は、一次成形品２０とはことなり、レンズ部２１が円筒部５２５の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２６に吸着される。三次成形品４０は、一次成形品２０と同様に、レンズ部２１が円筒部５２８の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２９に吸着される。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０を吸着しながら、ゲートカット機５５０から完成品搬送機６６０に移動する（図２４のステップＳ２１６）。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、三次成形品４０の吸着を解除する（図２４のステップＳ２１７）。これにより、三次成形品４０は、レンズ部２１の平坦面２２を下に向けて、完成品搬送機６６０の上面に載置される。なお、一次成形品２０および二次成形品３０の吸着は解除されない。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、一次成形品２０および二次成形品３０を吸着しながら、完成品搬送機６６０から冷却台６００に移動する（図２４のステップＳ２１８）。なお、搬送機５００が完成品搬送機６６０から離れると、完成品搬送機６６０が三次成形品４０を射出成形システム１の外部に搬出する。
次に、搬送機５００の保持ユニット５１０は、一次成形品２０および二次成形品３０の吸着を解除する（図２４のステップＳ２１９）。これにより、一次成形品２０および二次成形品３０が冷却台６００に載置される。一次成形品２０は、図２１（Ａ）に示すように、レンズ部２１の凸曲面２３を上に向けて、冷却台６００の一次成形品冷却部６１０に載置される。一方、二次成形品３０は、図２１（Ｂ）に示すように、レンズ部２１の平坦面２２を上に向けて、冷却台６００の二次成形品冷却部６２０に載置される。
なお、三次成形品４０の完成品搬送機６６０への搬送（上記ステップＳ２１６、Ｓ２１７）と、一次成形品２０および二次成形品３０の冷却台６００への搬送（上記ステップＳ２１８、Ｓ２１９）とは、順序が逆でもよい。つまり、搬送機５００の保持ユニット５１０は、一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０を吸着しながらゲートカット機５５０から冷却台６００に移動し、冷却台６００に一次成形品２０および二次成形品３０を置いた後、冷却台６００から完成品搬送機６６０に移動してもよい。
次に、射出成形機１０が、金型装置８００の型開を開始する（図２４のステップＳ１０８）。その後、射出成形システム１は、今回の処理を終了する。なお、射出成形システム１は、図２４のステップＳ１０８の後に、図２３のステップＳ１０１を行ってもよい。つまり、射出成形システム１は、図２３および図２４に示す動作を繰り返し行ってもよい。
（成形条件の設定変更）
射出成形システム１は、一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０を製造する。一次成形品２０は、図９に示す第１キャビティ空間８３１の内部に成形材料を充填することにより製造される。
一方、二次成形品３０は、図１０に示す第２キャビティ空間８３３の一部に二次成形品用インサート材としての一次成形品２０を配すると共に、第２キャビティ空間８３３の他の一部（例えば空間３１Ｓ）に成形材料を充填することにより製造される。そのため、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０の在庫が不足している場合、射出成形システム１は二次成形品３０を成形できない。
なお、第２キャビティ空間８３３の全体に成形材料を充填することにより、二次成形品３０と同じ形状、同じ寸法の成形品を１回の射出成形で得ることは可能である。但し、ヒケの無い良品を得ようとすると、冷却時間が長くなる。
同様に、三次成形品４０は、図１０に示す第３キャビティ空間８３５の一部に三次成形品用インサート材としての二次成形品３０を配すると共に、第３キャビティ空間８３５の他の一部（例えば空間４１Ｓ）に成形材料を充填することにより製造される。そのため、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０の在庫が不足している場合、射出成形システム１は三次成形品４０を成形できない。
なお、第３キャビティ空間８３５の全体に成形材料を充填することにより、三次成形品４０と同じ形状、同じ寸法の成形品を１回の射出成形で得ることは可能である。但し、ヒケの無い良品を得ようとすると、冷却時間が長くなる。
そこで、本実施形態の射出成形システム１は、完成品４０の品質を向上すると共に成形材料の無駄を低減するため、成形材料が充填されるキャビティ空間を切り替える。以下、成形材料が充填されるキャビティ空間の切り替えについて説明する。
図２５は、一実施形態による金型装置のバルブを示す断面図である。図２５に示すように、金型装置８００は、成形材料の注入口８１２（図１等参照）に対し、第１キャビティ空間８３１を開閉する第１バルブ８４１を有する。第１バルブ８４１は、例えば第１ゲート８２５に設けられ、第１ゲート８２５を開閉する。図２５に二点鎖線で示すように第１バルブ８４１が第１ゲート８２５を閉塞すると、第１キャビティ空間８３１が注入口８１２に対し閉塞される。一方、図２５に実線で示すように第１バルブ８４１が第１ゲート８２５を開放すると、第１キャビティ空間８３１が注入口８１２に対し開放される。
同様に、金型装置８００は、注入口８１２に対し第２キャビティ空間８３３を開閉する第２バルブ８４３を有する。第２バルブ８４３は、例えば第２ゲート８２６に設けられ、第２ゲート８２６を開閉する。
また、金型装置８００は、注入口８１２に対し第３キャビティ空間８３５を開閉する第３バルブ８４５を有する。第３バルブ８４５は、例えば第３ゲート８２７に設けられ、第３ゲート８２７を開閉する。
なお、本実施形態の金型装置８００は第１バルブ８４１、第２バルブ８４３、第３バルブ８４５を有するが、本発明はこれに限定されない。例えば、金型装置８００は第１バルブ８４１を有しなくてもよく、第１キャビティ空間８３１が注入口８１２に対し常に開放されてもよい。三次成形品４０を得るためには、一次成形品２０の製造から始めるためである。
図２６は、一実施形態による制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。図２６に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
図２６に示すように、制御装置７００は、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を記憶する設定記憶部７３１と、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する設定選択部７３２とを有する。制御装置７００は、予め定められた時からの成形品の総生産数を検出する総生産数検出部７３３、金型装置８００の外部に存在するインサート材の在庫数を監視する在庫数監視部７３４、および搬送機５００から金型装置８００へのインサート材の引き渡しを検出する引渡検出部７３５のうち少なくとも１つをさらに有してよい。
設定記憶部７３１は、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を複数種類記憶する。金型装置８００の設定としては、第１バルブ８４１、第２バルブ８４３および第３バルブ８４５の開閉が挙げられる。射出装置３００の設定としては、スクリュ３３０の計量完了位置、Ｖ／Ｐ切替位置が挙げられる。計量完了位置からＶ／Ｐ切替位置までの前進距離は、１回のショットで金型装置８００の内部に充填される成形材料の充填量を表す。前進距離が長いほど、充填量が多い。
Ｖ／Ｐ切替位置が同じ場合、成形材料を充填するキャビティ空間の数が少ないほど、充填量が少なくて済むため、計量完了位置が前方に設定される。Ｖ／Ｐ切替位置が設定変更されないため、充填工程の完了時にシリンダ３１０の内部に残留する成形材料の量が保圧工程に必要な最小限の量で済む。その結果、成形材料がシリンダ３１０の内部で滞留する時間を短縮でき、成形材料の劣化を抑制できる。計量完了位置が設定変更される場合、計量工程の完了までに成形材料を充填するキャビティ空間の選択が行われる。
一方、計量完了位置が同じ場合、成形材料を充填するキャビティ空間の数が少ないほど、充填量が少なくて済むため、Ｖ／Ｐ切替位置が後方に設定される。計量完了位置が設定変更されずに、Ｖ／Ｐ切替位置が設定変更されるため、充填工程の開始までに、成形材料を充填するキャビティ空間の選択が行われればよい。従って、成形材料を充填するキャビティ空間の選択を、計量工程の完了後、充填工程の開始までに行うことも可能であり、計量工程の完了後の状況の変化に対応可能である。なお、第１バルブ８４１、第２バルブ８４３および第３バルブ８４５の設定変更は充填工程の開始までに行われるが、Ｖ／Ｐ切替位置の設定変更は充填工程の終了までに行われればよい。
その他の射出装置３００の設定としては、例えば保圧工程における保持圧力が挙げられる。
設定記憶部７３１は、例えば下記の第１設定、第２設定、第３設定を記憶してよい。第１設定は、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５のうち第１キャビティ空間８３１のみに成形材料を充填する制御に用いる。第１設定では、第１バルブ８４１のみが開放とされ、第２バルブ８４３および第３バルブ８４５が閉塞とされる。第１設定は、一次成形品２０のみを製造するのに用いられる。
第２設定は、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５のうち、第１キャビティ空間８３１および第２キャビティ空間８３３のみに成形材料を充填する制御に用いる。第２設定では、第１バルブ８４１および第２バルブ８４３が開放とされ、第３バルブ８４５が閉塞とされる。第２設定は、例えば第１設定の後に用いられ、一次成形品２０および二次成形品３０のみを製造するのに用いられる。
第３設定は、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５の全てに成形材料を充填する制御に用いる。第３設定では、第１バルブ８４１、第２バルブ８４３および第３バルブが開放とされる。第３設定は、例えば第２設定の後に用いられ、一次成形品２０、二次成形品３０および三次成形品４０を製造するのに用いられる。
設定選択部７３２は、詳しくは後述するが、総生産数検出部７３３の検出結果、在庫数監視部７３４の監視結果、および引渡検出部７３５の検出結果のうち少なくとも１つに基づき、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する。なお、総生産数検出部７３３の検出結果、在庫数監視部７３４の監視結果、および引渡検出部７３５の検出結果は、単独で用いられてもよいし、任意の組合せで用いられてよい。
先ず、総生産数検出部７３３、および総生産数検出部７３３の検出結果に基づく設定選択部７３２の処理について説明する。
総生産数検出部７３３は、予め設定された時からの一次成形品２０の総生産数Ｎ１を検出する。予め設定された時としては、例えば射出成形システム１の立ち上げ時、または三次成形品４０の総生産数Ｎ３の目標数Ｎ３０を設定した時などが挙げられる。
一次成形品２０の総生産数Ｎ１は、ショット数などに基づき検出される。一次成形品２０の総生産数Ｎ１は、良品の総生産数のみを含み、不良品の総生産数を含まなくてよい。一次成形品２０の良否の判定には、例えば搬送機５００に取り付けられる検査器が用いられる。なお、検査器の取付け場所は特に限定されない。
総生産数検出部７３３は、一次成形品２０の総生産数Ｎ１を検出することで、総生産数Ｎ１とその目標数Ｎ１０との差分（Ｎ１−Ｎ１０）を検出してよい。一次成形品２０の目標数Ｎ１０は、三次成形品４０の目標数Ｎ３０と、三次成形において生じた不良品の数と、二次成形において生じた不良品の数との和に等しい。
同様に、総生産数検出部７３３は、予め設定された時からの二次成形品３０の総生産数Ｎ２を検出する。予め設定された時としては、例えば射出成形システム１の立ち上げ時、または三次成形品４０の総生産数Ｎ３の目標数Ｎ３０を設定した時などが挙げられる。
二次成形品３０の総生産数Ｎ２は、ショット数などに基づき検出される。二次成形品３０は、一次成形品２０を消費することで生産される。そのため、二次成形品３０の総生産数Ｎ２は、一次成形品２０の消費数以上になる。二次成形品３０の総生産数Ｎ２は、良品の総生産数のみを含み、不良品の総生産数を含まなくてよい。二次成形品３０の良否の判定には、例えば搬送機５００に取り付けられる検査器が用いられる。なお、検査器の取付け場所は特に限定されない。
総生産数検出部７３３は、二次成形品３０の総生産数Ｎ２を検出することで、総生産数Ｎ２とその目標数Ｎ２０との差分（Ｎ２−Ｎ２０）を検出してよい。二次成形品３０の目標数Ｎ２０は、三次成形品４０の目標数Ｎ３０と、三次成形において生じた不良品の数と和に等しい。
同様に、総生産数検出部７３３は、予め設定された時からの三次成形品４０の総生産数Ｎ３を検出する。予め設定された時としては、例えば射出成形システム１の立ち上げ時、または三次成形品４０の総生産数Ｎ３の目標数Ｎ３０を設定した時などが挙げられる。
三次成形品４０の総生産数Ｎ３は、ショット数などに基づき検出される。三次成形品４０は、二次成形品３０を消費することで生産される。そのため、三次成形品４０の総生産数Ｎ３は、二次成形品３０の消費数以上になる。三次成形品４０の総生産数Ｎ３は、良品の総生産数のみを含み、不良品の総生産数を含まなくてよい。三次成形品４０の良否の判定には、例えば搬送機５００に取り付けられる検査器が用いられる。なお、検査器の取付け場所は特に限定されない。
総生産数検出部７３３は、三次成形品４０の総生産数Ｎ３を検出することで、総生産数Ｎ３とその目標数Ｎ３０との差分（Ｎ３−Ｎ３０）を検出してよい。三次成形品４０の目標数Ｎ３０は、射出成形機１０のユーザ等によって設定される。
図２７は、一実施形態による総生産数検出部の検出結果に基づく設定選択部の処理を示すフローチャートである。図２７に示すステップＳ４１１以降の処理は、例えば射出成形システム１の立ち上げ時に開始される。射出成形システム１の立ち上げ時には、冷却台６００の上に一次成形品２０および二次成形品３０は存在しない。図２７に示すステップＳ４１１以降の処理は、三次成形品４０の総生産数Ｎ３が目標数Ｎ３０に達するまで繰り返し行われてよい。
先ず、設定選択部７３２は、一次成形品２０の総生産数Ｎ１が予め定めた数（例えば、後述のＭ１０）以上であるか否かをチェックする（ステップＳ４１１）。Ｍ１０は、冷却台６００における一次成形品２０の在庫数Ｍ１の目標値である。一次成形品２０は、冷却台６００で冷却された後、二次成形品用インサート材として用いられ、消費される。
一次成形品２０の総生産数Ｎ１がＭ１０未満である場合（ステップＳ４１１、Ｎｏ）、二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が目標数Ｍ１０に達しておらず、二次成形品３０の製造が不可であるため、設定選択部７３２は第１設定を選択する（ステップＳ４１２）。第１設定は、上述の如く、第１キャビティ空間８３１のみに成形材料を充填する制御に用いる。
一方、一次成形品２０の総生産数Ｎ１がＭ１０以上である場合（ステップＳ４１１、Ｙｅｓ）、二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が目標数Ｍ１０に達しており、二次成形品３０の製造が可能である。この場合、設定選択部７３２は、二次成形品３０の総生産数Ｎ２が予め定めた数（例えば、後述のＭ２０）以上であるか否かをチェックする（ステップＳ４１３）。Ｍ２０は、例えば冷却台６００における二次成形品３０の在庫数Ｍ２の目標数Ｍ２０である。二次成形品３０は、冷却台６００で冷却された後、三次成形品用インサート材として用いられ、消費される。
二次成形品３０の総生産数Ｎ２がＭ２０未満である場合（ステップＳ４１３、Ｎｏ）、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が目標数Ｍ２０に達しておらず、三次成形品４０の製造が不可であるため、設定選択部７３２は第２設定を選択する（ステップＳ４１４）。第２設定は、上述の如く、第１キャビティ空間８３１および第２キャビティ空間８３３のみに成形材料を充填する制御に用いる。
一方、二次成形品３０の総生産数Ｎ２がＭ２０以上である場合（ステップＳ４１３、Ｙｅｓ）、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が目標数Ｍ２０に達しており、三次成形品４０の製造が可能である。この場合、設定選択部７３２は第３設定を選択する（ステップＳ４１５）。第３設定は、上述の如く、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５に成形材料を充填する制御に用いる。
このように、設定選択部７３２は、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する。選択される設定は、設定記憶部７３１に予め記憶されたものを読み出して用いる。成形機制御部７１０は、設定選択部７３２によって選択された設定に基づき、ショットを１回実行する。その後、三次成形品４０の総生産数Ｎ３が目標数Ｎ３０に達するまで、図２７に示すステップＳ４１１以降の処理が繰り返し行われてよい。
次に、在庫数監視部７３４、および在庫数監視部７３４の監視結果に基づく設定選択部７３２の処理について説明する。
在庫数監視部７３４は、金型装置８００の外部に存在する二次成形品用インサート材としての一次成形品２０の在庫数Ｍ１を検出する。一次成形品２０の在庫数Ｍ１の検出には、例えば冷却台６００を監視する監視カメラ６０２が用いられる。在庫数監視部７３４は、監視カメラ６０２におって撮像された画像を画像処理することにより、一次成形品冷却部６１０に置かれた一次成形品２０の在庫数Ｍ１を検出する。一次成形品２０の在庫数Ｍ１は、例えば一次成形品２０の総生産数Ｎ１から一次成形品２０の消費数を差し引いた数に等しい。
なお、一次成形品２０の在庫数Ｍ１は、冷却済みの一次成形品２０の在庫数のみを含み、冷却中の一次成形品２０の在庫数を含まなくてもよい。冷却中の一次成形品２０は、二次成形品用インサート材として使用できる程度に固化されていないためである。一次成形品２０が冷却中か冷却済みかの判定には、例えば一次成形品２０の一次成形品冷却部６１０による冷却開始からの経過時間、一次成形品２０の温度などが用いられる。一次成形品２０の温度は、例えば赤外線サーモグラフィカメラなどで測定される。監視カメラ６０２が、赤外線サーモグラフィカメラを兼ねてよい。
同様に、在庫数監視部７３４は、金型装置８００の外部に存在する三次成形品用インサート材としての二次成形品３０の在庫数Ｍ２を検出する。二次成形品３０の在庫数Ｍ２の検出には、例えば冷却台６００を監視する監視カメラ６０２が用いられる。在庫数監視部７３４は、監視カメラ６０２におって撮像された画像を画像処理することにより、二次成形品冷却部６２０に置かれた二次成形品３０の在庫数Ｍ２を検出する。二次成形品３０の在庫数Ｍ２は、例えば二次成形品３０の総生産数Ｎ２から二次成形品３０の消費数を差し引いた数に等しい。
なお、二次成形品３０の在庫数Ｍ２は、冷却済みの二次成形品３０の在庫数のみを含み、冷却中の二次成形品３０の在庫数を含まなくてもよい。冷却中の二次成形品３０は、三次成形品用インサート材として使用できる程度に固化されていないためである。二次成形品３０が冷却中か冷却済みかの判定には、例えば二次成形品３０の二次成形品冷却部６２０による冷却開始からの経過時間、二次成形品３０の温度などが用いられる。二次成形品３０の温度は、例えば赤外線サーモグラフィカメラなどで測定される。監視カメラ６０２が、赤外線サーモグラフィカメラを兼ねてよい。
図２８は、一実施形態による在庫数監視部の監視結果に基づく設定選択部の処理を示すフローチャートである。図２８に示すステップＳ４２１以降の処理は、例えば射出成形システム１の立ち上げ時に開始される。射出成形システム１の立ち上げ時には、冷却台６００の上に一次成形品２０および二次成形品３０は存在しない。図２８に示すステップＳ４２１以降の処理は、三次成形品４０の総生産数Ｎ３が目標数Ｎ３０に達するまで繰り返し行われてよい。
先ず、設定選択部７３２は、二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が目標数Ｍ１０未満であるか否かをチェックする（ステップＳ４２１）。目標数Ｍ１０は、例えば二次成形品用インサート材が挿入される第２キャビティ空間８３３の数に基づき設定され、第２キャビティ空間８３３の数以上に設定される。また、目標数Ｍ１０は、例えば一次成形品冷却部６１０の数に基づき設定され、一次成形品冷却部６１０の数以下に設定される。さらに、目標数Ｍ１０は、二次成形品用インサート材としての一次成形品２０の総生産数Ｎ１とその目標数Ｎ１０との差分（Ｎ１−Ｎ１０）に基づき設定されてもよく、例えば差分（Ｎ１−Ｎ１０）以下に設定されてもよい。三次成形品４０の総生産数Ｎ３が目標数Ｎ３０に達したときに余る一次成形品２０の数を低減できる。
二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が目標数Ｍ１０未満である場合（ステップＳ４２１、Ｙｅｓ）、二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が不足している。この場合、二次成形品用インサート材となる一次成形品２０が製造されるように、設定選択部７３２は成形材料を充填する空間に第１キャビティ空間８３１を指定する（ステップＳ４２２）。
一方、二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が目標数Ｍ１０以上である場合（ステップＳ４２１、Ｎｏ）、二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が足りている。この場合、二次成形品用インサート材となる一次成形品２０が製造されないように、設定選択部７３２は成形材料を充填しない空間に第１キャビティ空間８３１を指定する（ステップＳ４２３）。
次に、設定選択部７３２は、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が目標数Ｍ２０未満であるか否かをチェックする（ステップＳ４２４）。目標数Ｍ２０は、例えば三次成形品用インサート材が挿入される第３キャビティ空間８３５の数に基づき設定され、第３キャビティ空間８３５の数以上に設定される。また、目標数Ｍ２０は、例えば二次成形品冷却部６２０の数に基づき設定され、二次成形品冷却部６２０の数以下に設定される。さらに、目標数Ｍ２０は、三次成形品用インサート材としての二次成形品３０の総生産数Ｎ２とその目標数Ｎ２０との差分（Ｎ２−Ｎ２０）に基づき設定されてもよく、例えば差分（Ｎ２−Ｎ２０）以下に設定されてもよい。三次成形品４０の総生産数Ｎ３が目標数Ｎ３０に達したときに余る二次成形品３０の数を低減できる。
三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が目標数Ｍ２０未満である場合（ステップＳ４２４、Ｙｅｓ）、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が不足しており、三次成形品用インサート材となる二次成形品３０を製造する必要がある。但し、二次成形品３０の製造には、二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が第２キャビティ空間８３３の数（例えば１）以上である必要がある。
そこで、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が目標数Ｍ２０未満である場合（ステップＳ４２４、Ｙｅｓ）、設定選択部７３２は二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１が第２キャビティ空間８３３の数（例えば１）以上であるか否かをチェックする（ステップＳ４２５）。Ｍ１が１以上である場合（ステップＳ４２５、Ｙｅｓ）、二次成形品３０の製造が可能であるので、設定選択部７３２は成形材料を充填する空間に第２キャビティ空間８３３を指定する（ステップＳ４２６）。一方、Ｍ１が１未満である場合（ステップＳ４２５、Ｎｏ）、二次成形品３０の製造が不可であるので、設定選択部７３２は成形材料を充填しない空間に第２キャビティ空間８３３を指定する（ステップＳ４２７）。
一方、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が目標数Ｍ２０以上である場合（ステップＳ４２４、Ｎｏ）、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が足りている。この場合、三次成形品用インサート材となる二次成形品３０が製造されないように、設定選択部７３２は成形材料を充填しない空間に第２キャビティ空間８３３を指定する（ステップＳ４２７）。
次に、設定選択部７３２は、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が第３キャビティ空間８３５の数（例えば１）以上であるか否かをチェックする（ステップＳ４２８）。
三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が第３キャビティ空間８３５の数（例えば１）以上である場合（ステップＳ４２８、Ｙｅｓ）、三次成形品４０の製造が可能であるので、設定選択部７３２は成形材料を充填する空間に第３キャビティ空間８３５を指定する（ステップＳ４２９）。
一方、三次成形品用インサート材の在庫数Ｍ２が第３キャビティ空間８３５の数（例えば１）未満である場合（ステップＳ４２８、Ｎｏ）、三次成形品４０の製造が不可であるので、設定選択部７３２は成形材料を充填しない空間に第３キャビティ空間８３５を指定する（ステップＳ４３０）。
最後に、設定選択部７３２は、指定の結果に基づき、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する（ステップＳ４３１）。選択される設定は、設定記憶部７３１に予め記憶されたものを読み出して用いる。成形機制御部７１０は、設定選択部７３２によって選択された設定に基づき、ショットを１回実行する。その後、三次成形品４０の総生産数Ｎ３が目標数Ｎ３０に達するまで、図２８に示すステップＳ４２１以降の処理が繰り返し行われてよい。
なお、設定記憶部７３１に予め記憶される設定は、上記の第１設定、第２設定および第３設定には限定されない。例えば、下記の第４設定および第５設定が設定記憶部７３１に予め記憶されてよい。
第４設定は、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５のうち第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５のみに成形材料を充填する制御に用いる。第４設定では、第１バルブ８４１が閉塞とされ、第２バルブ８４３および第３バルブ８４５が開放とされる。第４設定は、二次成形品３０および三次成形品４０のみを製造するのに用いられる。
第５設定は、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５のうち第３キャビティ空間８３５のみに成形材料を充填する制御に用いる。第５設定では、第１バルブ８４１および第２バルブ８４３が閉塞とされ、第３バルブ８４５のみが開放とされる。第５設定は、三次成形品４０のみを製造するのに用いられる。
上記の第１設定、第２設定、第３設定、第４設定、および第５設定は、通常、この順で用いられる。なお、下記の第６設定および第７設定が、設定記憶部７３１に予め記憶されてもよい。
第６設定は、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５のうち第２キャビティ空間８３３のみに成形材料を充填する制御に用いる。第６設定では、第１バルブ８４１および第３バルブ８４５が閉塞とされ、第２バルブ８４３のみが開放とされる。第６設定は、二次成形品３０のみを製造するのに用いられる。
第７設定は、第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５のうち第１キャビティ空間８３１および第３キャビティ空間８３５のみに成形材料を充填する制御に用いる。第７設定では、第１バルブ８４１および第３バルブ８４５が開放とされ、第２バルブ８４３のみが閉塞とされる。第７設定は、一次成形品２０および三次成形品４０のみを製造するのに用いられる。
次に、引渡検出部７３５、および引渡検出部７３５の監視結果に基づく設定選択部７３２の処理について説明する。
引渡検出部７３５は、搬送機５００から金型装置８００への二次成形品用インサート材（例えば一次成形品２０）の引き渡しを検出する。二次成形品用インサート材の引き渡しの検出には、例えば固定金型８１０の吸引路８１４の気圧を検出する気圧検出器８１６（図１０参照）が用いられる。二次成形品用インサート材の引き渡しが成功しており、二次成形品用インサート材が固定金型８１０に吸着されている場合、真空リークが生じないため、吸引路８１４の気圧が閾値以下に下がる。一方、二次成形品用インサート材の引き渡しが失敗しており、二次成形品用インサート材が固定金型８１０から外れた場合、真空リークが生じるため、吸引路８１４の気圧が閾値以下に下がらない。従って、引渡検出部７３５は、吸引路８１４の気圧が閾値以下か否かで、引き渡しの成否を検出できる。
なお、二次成形品用インサート材の引き渡しの検出に、本実施形態では金型装置８００の気圧検出器８１６が用いられるが、搬送機５００の気圧検出器が用いられてもよく、両者が用いられてもよい。搬送機５００の気圧検出器は、吸着ノズル５３３（図１５参照）の吸引路の気圧を検出する。二次成形品用インサート材の引き渡しが成功しており、固定金型８１０に吸着された二次成形品用インサート材から搬送機５００が離れる場合、吸着ノズル５３３の吸引路が大気開放されるため、その吸引路の気圧が大気圧に戻る。一方、二次成形品用インサート材の引き渡しが失敗し、固定金型８１０に吸着された二次成形品用インサート材が搬送機５００と共に移動し固定金型８１０から外れる場合、吸着ノズル５３３の吸引路が塞がれているため、その吸引路の気圧が大気圧よりも低い。引渡検出部７３５は、吸着ノズル５３３の吸引路の気圧が大気圧に戻っているか否かで、引き渡しの成否を検出できる。
同様に、引渡検出部７３５は、搬送機５００から金型装置８００への三次成形品用インサート材（例えば二次成形品３０）の引き渡しを検出する。三次成形品用インサート材の引き渡しの検出には、例えば固定金型８１０の吸引路８１７の気圧を検出する気圧検出器８１９（図１０参照）が用いられる。三次成形品用インサート材の引き渡しが成功しており、三次成形品用インサート材が固定金型８１０に吸着されている場合、真空リークが生じないため、吸引路８１７の気圧が閾値以下に下がる。一方、三次成形品用インサート材の引き渡しが失敗しており、三次成形品用インサート材が固定金型８１０から外れた場合、真空リークが生じるため、吸引路８１７の気圧が閾値以下に下がらない。従って、引渡検出部７３５は、吸引路８１７の気圧が閾値以下か否かで、引き渡しの成否を検出できる。
なお、三次成形品用インサート材の引き渡しの検出に、本実施形態では金型装置８００の気圧検出器８１９が用いられるが、搬送機５００の気圧検出器が用いられてもよく、両者が用いられてもよい。搬送機５００の気圧検出器は、吸着ノズル５３６（図１５参照）の吸引路の気圧を検出する。三次成形品用インサート材の引き渡しが成功しており、固定金型８１０に吸着された三次成形品用インサート材から搬送機５００が離れる場合、吸着ノズル５３６の吸引路が大気開放されるため、その吸引路の気圧が大気圧に戻る。一方、三次成形品用インサート材の引き渡しが失敗し、固定金型８１０に吸着された三次成形品用インサート材が搬送機５００と共に移動し固定金型８１０から外れる場合、吸着ノズル５３６の吸引路が塞がれているため、その吸引路の気圧が大気圧よりも低い。引渡検出部７３５は、吸着ノズル５３６の吸引路の気圧が大気圧に戻っているか否かで、引き渡しの成否を検出できる。
図２９は、一実施形態による引渡検出部の検出結果に基づく設定選択部の処理を示すフローチャートである。図２９に示すステップＳ４４１以降の処理は、例えば射出成形システム１の立ち上げ時に開始される。射出成形システム１の立ち上げ時には、冷却台６００の上に一次成形品２０および二次成形品３０は存在しない。図２９に示すステップＳ４４１以降の処理は、三次成形品４０の総生産数Ｎ３が目標数Ｎ３０に達するまで繰り返し行われてよい。
先ず、設定選択部７３２は、搬送機５００から金型装置８００への二次成形品用インサート材の引き渡しが成功したか否かをチェックする（ステップＳ４４１）。
二次成形品用インサート材の引き渡しが成功した場合（ステップＳ４４１、Ｙｅｓ）、二次成形品用インサート材が第２キャビティ空間８３３に挿入される。そのため、設定選択部７３２は成形材料を充填する空間に第２キャビティ空間８３３を指定する（ステップＳ４４２）。
一方、二次成形品用インサート材の引き渡しが失敗した場合（ステップＳ４４１、Ｎｏ）、二次成形品用インサート材が第２キャビティ空間８３３に挿入されない。そのため、設定選択部７３２は成形材料を充填しない空間に第２キャビティ空間８３３を指定する（ステップＳ４４３）。
次に、設定選択部７３２は、搬送機５００から金型装置８００への三次成形品用インサート材の引き渡しが成功したか否かをチェックする（ステップＳ４４４）。
三次成形品用インサート材の引き渡しが成功した場合（ステップＳ４４４、Ｙｅｓ）、三次成形品用インサート材が第３キャビティ空間８３５に挿入される。そのため、設定選択部７３２は成形材料を充填する空間に第３キャビティ空間８３５を指定する（ステップＳ４４５）。
一方、三次成形品用インサート材の引き渡しが失敗した場合（ステップＳ４４４、Ｎｏ）、三次成形品用インサート材が第３キャビティ空間８３５に挿入されない。そのため、設定選択部７３２は成形材料を充填しない空間に第３キャビティ空間８３５を指定する（ステップＳ４４６）。
最後に、設定選択部７３２は、指定の結果に基づき、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する（ステップＳ４４７）。選択される設定は、設定記憶部７３１に予め記憶されたものを読み出して用いる。成形機制御部７１０は、設定選択部７３２によって選択された設定に基づき、ショットを１回実行する。その後、三次成形品４０の総生産数Ｎ３が目標数Ｎ３０に達するまで、図２８に示すステップＳ４４１以降の処理が繰り返し行われてよい。
なお、図２９に示す処理において、設定選択部７３２は、第１キャビティ空間８３１を、常に成形材料を充填する空間に指定してもよいし、図２８に示すように在庫数監視部７３４の監視結果に基づき、成形材料を充填する空間、成形材料を充填しない空間のいずれかに指定してもよい。
以上説明したように本実施形態によれば、金型装置８００は、一次成形品２０が成形される第１キャビティ空間８３１と、二次成形品３０が成形される第２キャビティ空間８３３とを有する。設定記憶部７３１には、（１）第１キャビティ空間８３１のみに成形材料を充填する制御の設定と、（２）第１キャビティ空間８３１及び第２キャビティ空間８３３に成形材料を充填する制御の設定とが記憶される。そのため、二次成形品３０の量産開始時に、第１キャビティ空間８３１に成形材料を充填すると共に、第２キャビティ空間８３３への成形材料の充填を禁止することができる。二次成形品３０の量産開始時には、第２キャビティ空間８３３に挿入される二次成形品用インサート材としての一次成形品２０が存在しないため、二次成形品３０が成形できないためである。本実施形態によれば、二次成形品３０の量産開始時に、先ずは一次成形品２０を生産する。一次成形品２０は、冷却された後、二次成形品用インサート材として第２キャビティ空間８３３の一部に配される。第２キャビティ空間８３３の他の一部に成形材料を充填することで、二次成形品３０が生産される。よって、ヒケの少ない二次成形品３０を生産でき、二次成形品３０の品質を向上できる。また、成形材料の無駄を低減できる。
本実施形態によれば、設定記憶部７３１には、上記（１）の設定、上記（２）の設定に加えて、（３）第２キャビティ空間８３３のみに成形材料を充填する制御に用いる設定が記憶される。そのため、二次成形品３０の量産終了時に、第２キャビティ空間８３３に成形材料を充填すると共に、第１キャビティ空間８３１への成形材料の充填を禁止することができる。つまり、二次成形品３０の量産終了時に、二次成形品３０を生産すると共に、一次成形品２０の生産を禁止することができる。従って、二次成形品３０の量産終了時に、一次成形品２０が余ることを回避できる。
本実施形態によれば、冷却台６００の一次成形品冷却部６１０が、金型装置８００から取り出された一次成形品２０を冷却する。また、搬送機５００が、一次成形品冷却部６１０で冷却された一次成形品２０を、第２キャビティ空間８３３に挿入すべく一次成形品冷却部６１０から金型装置８００に搬送する。一次成形品２０は、型開時に金型装置８００からの取り出しが可能な程度に固化していればよい。一次成形品２０の残りの固化を金型装置８００の外部で行うことにより、金型装置８００の内部で一次成形品２０を冷却する冷却工程の時間を短縮でき、成形サイクルを短縮できる。また、金型装置８００の内部で一次成形品２０を成形する処理と、予め成形された一次成形品２０を金型装置８００の外部で冷却する処理とを同時に行うことにより、完成品の生産速度を向上できる。
本実施形態によれば、在庫数監視部７３４が、第２キャビティ空間８３３に挿入すべく一次成形品冷却部６１０から金型装置８００に搬送可能な一次成形品２０の在庫数Ｍ１を監視する。また、設定選択部７３２は、一次成形品２０の在庫数Ｍ１に基づき、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する。例えば、二次成形品３０の量産開始時に、一次成形品２０の在庫数Ｍ１に基づき、第２キャビティ空間８３３を、成形材料を充填する空間、成形材料を充填しない空間のいずれかに指定できる（図２８のステップＳ４２５〜Ｓ４２７）。二次成形品３０の量産開始時に、第１キャビティ空間８３１に成形材料を充填すると共に、第２キャビティ空間８３３への成形材料の充填を禁止することができる。また、二次成形品３０の量産終了時に、二次成形品用インサート材の在庫数Ｍ１に基づき、第１キャビティ空間８３１を、成形材料を充填する空間、成形材料を充填しない空間のいずれかに指定できる（図２８のステップＳ４２１〜Ｓ４２３）。二次成形品３０の量産終了時に、第２キャビティ空間８３３に成形材料を充填すると共に、第１キャビティ空間８３１への成形材料の充填を禁止することができる。
本実施形態によれば、引渡検出部７３５が、一次成形品冷却部６１０で冷却された一次成形品２０の、搬送機５００から金型装置８００への引き渡しを検出する。その引き渡しの成否に基づき、設定選択部７３２は、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する。一次成形品２０の引き渡しが失敗した場合、一次成形品２０が第２キャビティ空間８３３に挿入されないため、設定選択部７３２は成形材料を充填しない空間に第２キャビティ空間８３３を指定する（図２９のステップＳ４４３）。これにより、第２キャビティ空間８３３に一次成形品２０が配されていない状態で第２キャビティ空間８３３の全体に成形材料を充填することを禁止でき、無駄な成形材料の使用を防止できる。
本実施形態によれば、総生産数検出部７３３が、予め設定された時からの一次成形品２０の総生産数Ｎ１を検出する。設定選択部７３２は、一次成形品２０の総生産数Ｎ１に基づき、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する。二次成形品３０の量産開始時に、一次成形品２０の総生産数Ｎ１を一次成形品２０の在庫数Ｍ１の管理に利用でき、第１キャビティ空間８３１に成形材料を充填すると共に第２キャビティ空間８３３への成形材料の充填を禁止することができる（図２７のステップＳ４１１、Ｓ４１２）。また、二次成形品３０の量産終了時に、一次成形品２０の総生産数Ｎ１とその目標数Ｎ１０との差分（Ｎ１−Ｎ１０）を目標数Ｍ１０の管理に利用でき、第２キャビティ空間８３３に成形材料を充填すると共に第１キャビティ空間８３１への成形材料の充填を禁止することができる（図２８のステップＳ４２１、Ｓ４２３）。
本実施形態によれば、金型装置８００は、一次成形品２０が成形される第１キャビティ空間８３１と、二次成形品３０が成形される第２キャビティ空間８３３と、三次成形品４０が成形される第３キャビティ空間８３５とを有する。設定記憶部７３１には、（Ａ）第１キャビティ空間８３１のみに成形材料を充填する制御に用いる設定、（Ｂ）第１キャビティ空間８３１および第２キャビティ空間８３３のみに成形材料を充填する制御に用いる設定、ならびに（Ｃ）第１キャビティ空間８３１、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５に成形材料を充填する制御に用いる設定を記憶する。三次成形品の量産開始時に、上記（Ａ）の設定、上記（Ｂ）の設定、および上記（Ｃ）の設定は、この順で用いられる。
先ず、上記（Ａ）の設定が用いられる。そのため、第１キャビティ空間８３１に成形材料を充填すると共に、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５への成形材料の充填を禁止することができる。三次成形品４０の量産開始時には、第２キャビティ空間８３３に挿入される二次成形品用インサート材としての一次成形品２０が存在しないため、二次成形品３０が成形できない。同様に、三次成形品４０の量産開始時には、第３キャビティ空間８３５に挿入される三次成形品用インサート材としての二次成形品３０が存在しないため、三次成形品４０が成形できない。
本実施形態によれば、三次成形品４０の量産開始時に、第１キャビティ空間８３１に成形材料を充填すると共に、第２キャビティ空間８３３および第３キャビティ空間８３５への成形材料の充填を禁止することができる。そのため、先ずは一次成形品２０が生産される。一次成形品２０は、冷却された後、二次成形品用インサート材として第２キャビティ空間８３３の一部に配される。第２キャビティ空間８３３の他の一部に成形材料を充填することで、二次成形品３０が生産される。よって、ヒケの少ない二次成形品３０を生産でき、二次成形品３０の品質を向上できる。また、成形材料の無駄を低減できる。なお、この段階では、上記（Ｂ）の設定が用いられる。この段階では、第３キャビティ空間８３５に挿入される三次成形品用インサート材としての二次成形品３０が存在しないためである。
上記（Ｂ）の設定を用いて二次成形品３０が生産される。二次成形品３０は、冷却された後、三次成形品用インサート材として第３キャビティ空間８３５の一部に配される。第３キャビティ空間８３５の他の一部に成形材料を充填することで、三次成形品４０が生産される。よって、ヒケの少ない三次成形品４０を生産でき、三次成形品４０の品質を向上できる。また、成形材料の無駄を低減できる。なお、この段階では、上記（Ｃ）の設定が用いられる。
本実施形態によれば、冷却台６００の二次成形品冷却部６２０が、金型装置８００から取り出された二次成形品３０を冷却する。また、搬送機５００が、二次成形品冷却部６２０で冷却された二次成形品３０を、第３キャビティ空間８３５に挿入すべく二次成形品冷却部６２０から金型装置８００に搬送する。金型装置８００の内部で二次成形品３０を成形する処理と、予め成形された二次成形品３０を金型装置８００の外部で冷却する処理とを同時に行うことにより、完成品の生産速度を向上できる。
本実施形態によれば、在庫数監視部７３４が、第３キャビティ空間８３５に挿入すべく二次成形品冷却部６２０から金型装置８００に搬送可能な二次成形品３０の在庫数Ｍ２を監視する。また、設定選択部７３２は、二次成形品３０の在庫数Ｍ２に基づき、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する。例えば、三次成形品４０の量産開始時に、二次成形品３０の在庫数Ｍ２に基づき、第３キャビティ空間８３５を、成形材料を充填する空間、成形材料を充填しない空間のいずれかに指定できる（図２８のステップＳ４２８〜Ｓ４３０）。三次成形品４０の量産開始時に、第１キャビティ空間８３１に成形材料を充填すると共に、第３キャビティ空間８３５への成形材料の充填を禁止することができる。また、三次成形品４０の量産終了時に、二次成形品３０の在庫数Ｍ２に基づき、第２キャビティ空間８３３を、成形材料を充填する空間、成形材料を充填しない空間のいずれかに指定できる（図２８のステップＳ４２４、Ｓ４２７）。三次成形品４０の量産終了時に、第３キャビティ空間８３５に成形材料を充填すると共に、第２キャビティ空間８３３への成形材料の充填を禁止することができる。
本実施形態によれば、引渡検出部７３５が、二次成形品冷却部６２０で冷却された二次成形品３０の、搬送機５００から金型装置８００への引き渡しを検出する。その引き渡しの成否に基づき、設定選択部７３２は、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する。二次成形品３０の引き渡しが失敗した場合、二次成形品３０が第３キャビティ空間８３５に挿入されないため、設定選択部７３２は成形材料を充填しない空間に第３キャビティ空間８３５を指定する（図２９のステップＳ４４６）。これにより、第３キャビティ空間８３５に二次成形品３０が配されていない状態で第３キャビティ空間８３５の全体に成形材料を充填することを禁止でき、無駄な成形材料の使用を防止できる。
本実施形態によれば、総生産数検出部７３３が、予め設定された時からの二次成形品３０の総生産数Ｎ２を検出する。設定選択部７３２は、二次成形品３０の総生産数Ｎ２に基づき、金型装置８００および射出装置３００の制御に用いる設定を選択する。三次成形品４０の量産開始時に、二次成形品３０の総生産数Ｎ２を二次成形品３０の在庫数Ｍ２の管理に利用でき、第１キャビティ空間８３１および第２キャビティ空間８３３に成形材料を充填すると共に第３キャビティ空間８３５への成形材料の充填を禁止することができる（図２７のステップＳ４１３、Ｓ４１４）。また、三次成形品４０の量産終了時に、二次成形品３０の総生産数Ｎ２とその目標数Ｎ２０との差分（Ｎ２−Ｎ２０）を目標数Ｍ２０の管理に利用でき、第３キャビティ空間８３５に成形材料を充填すると共に第２キャビティ空間８３３への成形材料の充填を禁止することができる（図２８のステップＳ４２４、４２７）。
本実施形態によれば、金型装置８００は、射出装置３００によって成形材料が注入される注入口８１２と、注入口８１２に対し第２キャビティ空間８３３を開閉する第２バルブ８４３とを有する。第２バルブ８４３は、制御装置７００による制御下で、注入口８１２に対し第２キャビティ空間８３３を開閉する。よって、金型装置８００の内部における成形材料の流れ方向を自動で切り替えることができる。なお、注入口８１２に対する第２キャビティ空間８３３の開閉は、手動で行われてもよい。
本実施形態によれば、金型装置８００は、射出装置３００によって成形材料が注入される注入口８１２と、注入口８１２に対し第１キャビティ空間８３１を開閉する第１バルブ８４１とを有する。第１バルブ８４１は、制御装置７００による制御下で、注入口８１２に対し第１キャビティ空間８３１を開閉する。よって、金型装置８００の内部における成形材料の流れ方向を自動で切り替えることができる。なお、注入口８１２に対する第１キャビティ空間８３１の開閉は、手動で行われてもよい。
本実施形態によれば、金型装置８００は、射出装置３００によって成形材料が注入される注入口８１２と、注入口８１２に対し第３キャビティ空間８３５を開閉する第３バルブ８４５とを有する。第３バルブ８４５は、制御装置７００による制御下で、注入口８１２に対し第３キャビティ空間８３５を開閉する。よって、金型装置８００の内部における成形材料の流れ方向を自動で切り替えることができる。なお、注入口８１２に対する第３キャビティ空間８３５の開閉は、手動で行われてもよい。
なお、本実施形態では第１キャビティ空間８３１で成形される第１成形品が一次成形品２０であり、第２キャビティ空間８３３で成形される第２成形品が二次成形品３０であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１キャビティ空間８３１で成形される第１成形品が二次成形品３０であり、第２キャビティ空間８３３で成形される第２成形品が三次成形品４０であってもよい。
（射出成形方法）
図３０および図３１は、一実施形態による一次成形品の成形から三次成形品の搬出までの工程を示すフローチャートである。図３０は一次成形品の成形から二次成形品のゲートカット直前までの工程を示し、図３１は二次成形品のゲートカットから三次成形品の搬出までの工程を示す。
先ず、射出成形機１０が、型締状態の金型装置８００の内部で一次成形品２０を成形する（ステップＳ５０１）。その後、射出成形機１０が、金型装置８００の型開を行う。このとき、一次成形品２０は、可動金型８２０に密着しており、可動金型８２０と共に移動する。
次に、搬送機５００が、型開状態の可動金型８２０と固定金型８１０との間に侵入し、可動金型８２０から一次成形品２０を受け取る。これにより、搬送機５００が、可動金型８２０から一次成形品２０を取り出す（ステップＳ５０２）。一次成形品２０は、搬送機５００の第１成形品保持部５２１に吸着される（図１６（Ａ）参照）。具体的には、一次成形品２０は、レンズ部２１が円筒部５２２の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２３に吸着される。
次に、搬送機５００が、一次成形品２０を射出成形機１０からゲートカット機５５０に搬送する（ステップＳ５０３）。その後、搬送機５００は、第１成形品保持部５２１による一次成形品２０の吸着を解除し、図１７（Ａ）に示すように一次成形品２０をゲートカット機５５０の第１支持部５６０に載置する。具体的には、一次成形品２０のレンズ部２１の凸曲面２３が下向きになるように、一次成形品２０のフランジ部２４が複数の支持爪５６２に載置される（図１８（Ａ）二点鎖線参照）。
次に、ゲートカット機５５０が、一次成形品２０と不用品６０との境界を切断し、図１７（Ｂ）に示すように一次成形品２０を不用品６０から切り離す（ステップＳ５０４）。この間、一次成形品２０は、ゲートカット機５５０の第１支持部５６０によって支持される。
次に、反転機５９０が、不用品６０から切り離された一次成形品２０を、図１８（Ａ）に実線で示すように第１支持部５６０から持ち上げ、図１８（Ｂ）に実線で示すように上下反転させる（ステップＳ５０４）。その後、反転機５９０は、図１８（Ｂ）に二点鎖線で示すように一次成形品２０を第１支持部５６０に再び載置する。一次成形品２０は、レンズ部２１の凸曲面２３が上向きになるように第１支持部５６０に載置される。
一次成形品２０を上下反転させるのは、下記ステップＳ５０７において、図２１（Ａ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３が上向きになるように一次成形品２０を冷却台６００に載置するためである。また、下記ステップＳ５１１において、冷却済みの一次成形品２０（二次成形品用インサート材）を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けるためである。
次に、搬送機５００が、一次成形品２０をゲートカット機５５０から受け取り、ゲートカット機５５０から冷却台６００に搬送する（ステップＳ５０６）。この間、一次成形品２０は、搬送機５００の第１成形品保持部５２１に吸着される。具体的には、一次成形品２０は、レンズ部２１が円筒部５２２の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２３に吸着される。その後、搬送機５００は、第１成形品保持部５２１による一次成形品２０の吸着を解除し、一次成形品２０を冷却台６００に載置する。
次に、冷却台６００が、一次成形品２０を冷却する（ステップＳ５０７）。一次成形品２０は、予め設定された時間以上、冷却台６００に載置される。このとき、一次成形品２０は、図２１（Ａ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３を上に向けて、一次成形品冷却部６１０に載置される。冷却台６００の上で、一次成形品２０の全体が固化され、二次成形品用インサート材としての使用が可能になる。
次に、搬送機５００が、一次成形品２０を冷却台６００から受け取り、冷却台６００からアライメント機６３０に搬送する（ステップＳ５０８）。この間、一次成形品２０は、搬送機５００の第１インサート材保持部５３１に吸着される。具体的には、一次成形品２０は、レンズ部２１が円筒部５３２の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５３３に吸着される。その後、搬送機５００は、第１インサート材保持部５３１による一次成形品２０の吸着を解除し、一次成形品２０をアライメント機６３０に載置する（図２２参照）。
一次成形品２０は、レンズ部２１の凸曲面２３を上に向けて、第１チャック６４０に載置される。下記ステップＳ５１１において、一次成形品２０を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けるためである。
次に、アライメント機６３０が、一次成形品２０の位置合わせを行う（ステップＳ５０９）。位置合わせは、芯出しと、芯周りの回転とを含む。芯出しでは、鉛直方向視で、一次成形品２０の中心と、チャック本体６４１の中心とが一致させられる。また、芯周りの回転では、鉛直方向視で、フランジ部２４に形成された第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９が予め定められた角度に向けられる。金型装置８００の内部にインサートされる一次成形品２０の位置合わせを予め行うことにより、一次成形品２０を予め設定された向きで固定金型８１０の予め設定された位置に吸着できる。
次に、搬送機５００が、一次成形品２０をアライメント機６３０から受け取り、アライメント機６３０から射出成形機に搬送する（ステップＳ５１０）。この間、一次成形品２０は、搬送機５００の第１インサート材保持部５３１に吸着される。具体的には、一次成形品２０は、レンズ部２１が円筒部５３２の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５３３に吸着される。その後、搬送機５００は、型開状態の固定金型８１０に一次成形品２０を当接させる。このとき、第１インサート材保持部５３１は、固定金型８１０に対向配置される（図１６（Ａ）参照）。
次に、射出成形機１０が、型開状態の固定金型８１０に一次成形品２０を吸着させる（ステップＳ５１１）。その後、搬送機５００は、第１インサート材保持部５３１による一次成形品２０の吸着を解除し、一次成形品２０を固定金型８１０に引き渡す。一次成形品２０は、レンズ部２１の凸曲面２３を可動金型８２０に向けて、固定金型８１０に吸着される。型締時に、図１０に示すように、レンズ部２１の凸曲面２３と可動金型８２０との間に、二次積層部３１を成形する空間３１Ｓを形成するためである。その後、第１インサート材保持部５３１および加熱部５４０が回転軸部５１１と共に９０°回転され、加熱部５４０が固定金型８１０に対向配置される（図１６（Ｂ）参照）。
次に、加熱部５４０が、一次成形品２０の二次積層部３１を積層する面（例えばレンズ部２１の凸曲面２３）を加熱する（ステップＳ５１２）。レンズ部２１の凸曲面２３が溶融し、表面張力が生じるため、一次成形品２０の冷却時に生じたシワを除去することができる。その後、搬送機５００が型開状態の固定金型８１０と可動金型８２０の間から退出し、射出成形機１０が金型装置８００の型閉および型締を行う。
次に、射出成形機１０が型締状態の金型装置８００の内部で二次成形品３０を成形する（ステップＳ５１３）。二次成形品３０は、一次成形品２０に加えて、一次成形品２０に積層される二次積層部３１を有する。二次積層部３１は、レンズ部２１の凸曲面２３の全体を覆うように形成される。その後、射出成形機１０が、金型装置８００の型開を行う。このとき、二次成形品３０は、可動金型８２０に密着しており、可動金型８２０と共に移動する。
次に、搬送機５００が、型開状態の可動金型８２０と固定金型８１０との間に侵入し、可動金型８２０から二次成形品３０を受け取る。これにより、搬送機５００が、可動金型８２０から二次成形品３０を取り出す（ステップＳ５１４）。二次成形品３０は、搬送機５００の第２成形品保持部５２４に吸着される（図１６（Ａ）参照）。具体的には、二次成形品３０は、レンズ部２１が円筒部５２５の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２６に吸着される。
次に、搬送機５００が、二次成形品３０を射出成形機１０からゲートカット機５５０に搬送する（ステップＳ５１５）。その後、搬送機５００は、第２成形品保持部５２４による二次成形品３０の吸着を解除し、図１７（Ａ）に示すように二次成形品３０をゲートカット機５５０の第２支持部５７０に載置する。具体的には、二次成形品３０のレンズ部２１の凸曲面２３が下向きになるように、二次成形品３０のフランジ部２４が複数の支持爪５７２に載置される。
次に、ゲートカット機５５０が、二次成形品３０と不用品６０との境界を切断し、図１７（Ｂ）に示すように二次成形品３０を不用品６０から切り離す（ステップＳ５１６）。この間、二次成形品３０は、ゲートカット機５５０の第２支持部５７０によって支持される。
二次成形品３０は、一次成形品２０とは異なりゲートカット機５５０において上下反転されることなく、レンズ部２１の平坦面２２が上向きになるように第２支持部５７０に載置される。下記ステップＳ５１８において、図２１（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２が上向きになるように二次成形品３０を冷却台６００に載置するためである。また、下記ステップＳ５２２において、冷却済みの二次成形品３０（三次成形品用インサート材）を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けるためである。
次に、搬送機５００が、二次成形品３０をゲートカット機５５０から受け取り、ゲートカット機５５０から冷却台６００に搬送する（ステップＳ５１７）。この間、二次成形品３０は、搬送機５００の第２成形品保持部５２４に吸着される。具体的には、二次成形品３０は、レンズ部２１が円筒部５２５の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２６に吸着される。その後、搬送機５００は、第２成形品保持部５２４による二次成形品３０の吸着を解除し、二次成形品３０を冷却台６００に載置する。
次に、冷却台６００が、二次成形品３０を冷却する（ステップＳ５１８）。二次成形品３０は、予め設定された時間以上、冷却台６００に載置される。このとき、二次成形品３０は、図２１（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２を上に向けて、二次成形品冷却部６２０に載置される。冷却台６００の上で、二次成形品３０の全体が固化され、三次成形品用インサート材としての使用が可能になる。
次に、搬送機５００が、二次成形品３０を冷却台６００から受け取り、冷却台６００からアライメント機６３０に搬送する（ステップＳ５１９）。この間、二次成形品３０は、搬送機５００の第２インサート材保持部５３４に吸着される。具体的には、二次成形品３０は、レンズ部２１が円筒部５３５の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５３６に吸着される。その後、搬送機５００は、第２インサート材保持部５３４による二次成形品３０の吸着を解除し、二次成形品３０をアライメント機６３０に載置する（図２２参照）。
二次成形品３０は、レンズ部２１の平坦面２２を上に向けて、第２チャック６５０に載置される。下記ステップＳ５２２において、二次成形品３０を固定金型８１０に吸着するときに、図１６（Ｂ）に示すようにレンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けるためである。
次に、アライメント機６３０が、二次成形品３０の位置合わせを行う（ステップＳ５２０）。位置合わせは、芯出しと、芯周りの回転とを含む。芯出しでは、鉛直方向視で、二次成形品３０の中心と、チャック本体６５１の中心とが一致させられる。また、芯周りの回転では、鉛直方向視で、フランジ部２４に形成された第１切欠き２７、第２切欠き２８および第３切欠き２９が予め定められた角度に向けられる。金型装置８００の内部にインサートされる二次成形品３０の位置合わせを予め行うことにより、二次成形品３０を予め設定された向きで固定金型８１０の予め設定された位置に吸着できる。
次に、搬送機５００が、二次成形品３０をアライメント機６３０から受け取り、アライメント機６３０から射出成形機に搬送する（ステップＳ５２１）。この間、二次成形品３０は、搬送機５００の第２インサート材保持部５３４に吸着される。具体的には、二次成形品３０は、レンズ部２１が円筒部５３５の外部に配置されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５３６に吸着される。その後、搬送機５００は、型開状態の固定金型８１０に二次成形品３０を当接させる。このとき、第２インサート材保持部５３４は、固定金型８１０に対向配置される（図１６（Ａ）参照）。
次に、射出成形機１０が、型開状態の固定金型８１０に二次成形品３０を吸着させる（ステップＳ５２２）。その後、搬送機５００は、第２インサート材保持部５３４による二次成形品３０の吸着を解除し、二次成形品３０を固定金型８１０に引き渡す。二次成形品３０は、レンズ部２１の平坦面２２を可動金型８２０に向けて、固定金型８１０に吸着される。図１０に示すように、レンズ部２１の平坦面２２と可動金型８２０との間に、三次積層部４１を成形する空間４１Ｓを形成するためである。その後、第２インサート材保持部５３４および加熱部５４０が回転軸部５１１と共に９０°回転され、加熱部５４０が固定金型８１０に対向配置される（図１６（Ｂ）参照）。
次に、加熱部５４０が、二次成形品３０の三次積層部４１を積層する面（例えばレンズ部２１の平坦面２２）を加熱する（ステップＳ５２３）。レンズ部２１の平坦面２２が溶融し、表面張力が生じるため、一次成形品２０の冷却時に生じたシワを除去することができる。その後、搬送機５００が型開状態の固定金型８１０と可動金型８２０の間から退出し、射出成形機１０が金型装置８００の型閉および型締を行う。
次に、射出成形機１０が型締状態の金型装置８００の内部で三次成形品４０を成形する（ステップＳ５２４）。三次成形品４０は、二次成形品３０に加えて、二次成形品３０に積層される三次積層部４１等を有する。三次積層部４１は、二次成形品３０のうちレンズ部２１の平坦面２２およびフランジ部２４の第１板面２５の全体を覆うように形成される。その後、射出成形機１０が、金型装置８００の型開を行う。このとき、三次成形品４０は、可動金型８２０に密着しており、可動金型８２０と共に移動する。
次に、搬送機５００が、型開状態の可動金型８２０と固定金型８１０との間に侵入し、可動金型８２０から三次成形品４０を受け取る。これにより、搬送機５００が、可動金型８２０から三次成形品４０を取り出す（ステップＳ５２５）。三次成形品４０は、搬送機５００の第３成形品保持部５２７に吸着される（図１６（Ａ）参照）。具体的には、三次成形品４０は、レンズ部２１が円筒部５２８の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２９に吸着される。
次に、搬送機５００が、三次成形品４０を射出成形機１０からゲートカット機５５０に搬送する（ステップＳ５２６）。その後、搬送機５００は、第３成形品保持部５２７による三次成形品４０の吸着を解除し、図１７（Ａ）に示すように三次成形品４０をゲートカット機５５０の第３支持部５８０に載置する。具体的には、三次成形品４０のレンズ部２１の凸曲面２３が上向きになるように、三次成形品４０のフランジ部２４が複数の支持爪５８２に載置される。
次に、ゲートカット機５５０が、三次成形品４０と不用品６０とを境界で切断し、図１７（Ｂ）に示すように三次成形品４０を不用品６０から切り離す（ステップＳ５２７）。この間、三次成形品４０は、ゲートカット機５５０の第３支持部５８０によって支持される。
三次成形品４０は、一次成形品２０とは異なりゲートカット機５５０において上下反転されることなく、レンズ部２１の平坦面２２が下向きになるように第３支持部５８０に載置される。下記ステップＳ５２８において、レンズ部２１の平坦面２２を下に向けて、三次成形品４０を完成品搬送機６６０の上面に載置するためである。
次に、搬送機５００が、三次成形品４０をゲートカット機５５０から受け取り、ゲートカット機５５０から完成品搬送機６６０に搬送する（ステップＳ５２８）。この間、三次成形品４０は、搬送機５００の第３成形品保持部５２７に吸着される。具体的には、三次成形品４０は、レンズ部２１が円筒部５２８の内部に挿入されるように、フランジ部２４が複数の吸着ノズル５２９に吸着される。その後、搬送機５００は、第３成形品保持部５２７による三次成形品４０の吸着を解除し、三次成形品４０を完成品搬送機６６０に載置する。
次に、完成品搬送機６６０が、三次成形品４０を射出成形システム１の外部に搬出する（ステップＳ５２９）。このようにして、三次成形品４０が製造される。
以上、射出成形方法、射出成形システム、金型装置等の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
１ 射出成形システム
１０ 射出成形機
２０ 一次成形品
２３ 凸曲面（レンズ面）
３０ 二次成形品
３１ 二次積層部
４０ 三次成形品（完成品、レンズ）
４１ 三次積層部
６００ 冷却台
８００ 金型装置
８１２ 注入口
８３１ 第１キャビティ空間
８３３ 第２キャビティ空間
８３５ 第３キャビティ空間
８５０ 温度調整部
８５５ 温調流体供給部
８６０ 第１温調流路
８７０ 第２温調流路

Claims (15)

  1. 金型装置に成形材料を充填して一次成形品を成形し、前記一次成形品の表面に二次積層部を積層成形して二次成形品を成形する射出成形方法において、
    前記二次積層部が一定の厚さを有し、前記一次成形品の前記二次積層部が積層成形される表面と、前記二次積層部の前記一次成形品に接する表面とは反対側の表面とが同じ表面形状を有することを特徴とする、射出成形方法。
  2. 前記一次成形品はレンズの一部を構成するものであって、前記一次成形品のレンズ面に前記二次積層部が積層成形される、請求項１に記載の射出成形方法。
  3. 前記二次積層部は、前記一次成形品の体積がゼロになるまで前記一次成形品の表面全体を均一に削る深さの２倍よりも小さい厚さであって一定の厚さを有する、請求項１または２に記載の射出成形方法。
  4. 前記金型装置は、
    前記一次成形品が成形される第１キャビティ空間と、
    前記二次成形品が成形される第２キャビティ空間と、
    前記第１キャビティ空間と前記第２キャビティ空間の温度を調整する温度調整部と、を有し、
    前記温度調整部により前記第１キャビティ空間の温度が前記第２キャビティ空間の温度よりも低く調整される、請求項３に記載の射出成形方法。
  5. 前記温度調整部は、前記第１キャビティ空間の温度を調整する第１温調流路と、前記第２キャビティ空間の温度を調整する第２温調流路と、前記第１温調流路及び前記第２温調流路に温調流体を供給する温調流体供給部とを有し、
    前記温調流体供給部は、前記第１温調流路に供給する温調流体の温度を、前記第２温調流路に供給する温調流体の温度よりも低くする、請求項４に記載の射出成形方法。
  6. 同じ前記金型装置の内部で前記一次成形品および前記二次成形品を同時に成形する間に、予め成形した前記一次成形品を前記金型装置の外部で冷却する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形方法。
  7. 前記一次成形品の前記二次積層部が積層成形される表面とは反対側の表面に、三次積層部を積層成形することにより、三次成形品を成形し、
    前記三次積層部が一定の厚さを有し、前記一次成形品の前記三次積層部が積層される表面と、前記三次積層部の前記一次成形品に接する表面とは反対側の表面とが同じ表面形状を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出成形方法。
  8. 前記三次積層部は、前記一次成形品の体積がゼロになるまで前記一次成形品の表面全体を均一に削る深さの２倍よりも小さい厚さであって一定の厚さを有する、請求項７に記載の射出成形方法。
  9. 前記金型装置は、
    前記一次成形品が成形される第１キャビティ空間と、
    前記二次成形品が成形される第２キャビティ空間と、
    前記三次成形品が成形される第３キャビティ空間と、
    前記第１キャビティ空間と前記第２キャビティ空間と前記第３キャビティ空間の温度を調整する温度調整部と、を有し、
    前記温度調整部により前記第１キャビティ空間の温度が前記第２キャビティ空間および前記第３キャビティ空間の温度よりも低く調整される、請求項８に記載の射出成形方法。
  10. 前記温度調整部は、前記第１キャビティ空間の温度を調整する第１温調流路と、前記第２キャビティ空間および前記第３キャビティ空間の温度を調整する第２温調流路と、前記第１温調流路及び前記第２温調流路に温調流体を供給する温調流体供給部とを有し、
    前記温調流体供給部は、前記第１温調流路に供給する温調流体の温度を、前記第２温調流路に供給する温調流体の温度よりも低くする、請求項９に記載の射出成形方法。
  11. 同じ前記金型装置の内部で前記一次成形品および前記三次成形品を同時に成形する間に、予め成形した前記一次成形品を前記金型装置の外部で冷却する、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の射出成形方法。
  12. 一次成形品が成形される第１キャビティ空間と、前記一次成形品が挿入されると共に成形材料が充填されることにより二次成形品が成形される第２キャビティ空間とを有する、金型装置であって、
    前記第２キャビティ空間では、前記一次成形品の表面に二次積層部が積層成形され、前記二次積層部が一定の厚さを有し、前記一次成形品の前記二次積層部が積層成形される表面と、前記二次積層部の前記一次成形品に接する表面とは反対側の表面とが同じ表面形状を有することを特徴とする金型装置。
  13. 前記二次成形品が挿入されると共に成形材料が充填されることにより三次成形品が成形される第３キャビティ空間をさらに有し、
    前記第３キャビティ空間では、前記一次成形品の前記二次積層部が積層される面とは反対側の面に三次積層部が積層成形され、前記三次積層部が一定の厚さを有し、前記一次成形品の前記三次積層部が積層される表面と、前記三次積層部の前記一次成形品に接する表面とは反対側の表面とが同じ表面形状を有する、請求項１２に記載の金型装置。
  14. 前記第１キャビティ空間と前記第２キャビティ空間の温度を調整する温度調整部を有し、
    前記温度調整部により前記第１キャビティ空間の温度が前記第２キャビティ空間の温度よりも低く調整される、請求項１２又は１３に記載の金型装置。
  15. 前記温度調整部は、前記第１キャビティ空間の温度を調整する第１温調流路と、前記第２キャビティ空間の温度を調整する第２温調流路と、前記第１温調流路及び前記第２温調流路に温調流体を供給する温調流体供給部とを有し、
    前記温調流体供給部は、前記第１温調流路に供給する温調流体の温度を、前記第２温調流路に供給する温調流体の温度よりも低くする、請求項１４に記載の金型装置。
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