JP6835896B2 - 車両用長尺大型成形品の成形装置および車両用長尺大型成形品の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機および車両用長尺大型成形品の射出成形方法に関するものである。

従来、衝撃緩和装置であるバンパー、バンパービーム、インストルメントパネル（略称インパネ）、フロントグリル等の車両用長尺大型成形品は、単一の樹脂材料から成形されているものが多い。しかし近年では生産工程の合理化、美観および質感向上、強度増加、リサイクル材の一部使用等の理由から複数の材料から成形されるものも増えつつある。複数の材料からなる車両用長尺大型成形品は、リサイクル材も含めて複数の樹脂材料からなるものが中心となるが、樹脂材料とインサート材料、樹脂材料と金属材料、樹脂材料と塗装材料等の液状材料からなるものも含まれる。

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形するための車両用長尺大型成形品の射出成形機としては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では、２ページ右上欄ないし右下欄、第１図に各種の射出成形機の例が記載されている。しかしながら特許文献１によれば、第１図の（Ａ）、（Ｂ）の射出成形機は、回転盤２、２ａを回転させることにより型交換を行うタイプの射出成形機であるが、生産性の向上を図れるという利点がある反面、大型の製品を成形することができず、小物製品の成形に限られるという問題点があると記載されている。

そのため特許文献１では、特許請求の範囲（１）や第２図に記載されるように「基台に固着された固定プラテンにそれぞれ射出シリンダからの樹脂が圧入される複数の固定金型を上下方向に並設し、前記固定プラテンに対して進退移動自在の移動プラテンに前記固定金型と共働して製品成形部を形成する移動金型を上下動自在に取付けてなる射出成形装置。」の機構を採用することにより型の移動を迅速に行い得るようにし、大型の製品を効率よく生産することを意図している。

また特許文献１の第１図の（Ａ）と同様または近似する配置を備えた射出成形機は、特許文献２、特許文献３等にも開示されている。特許文献２に記載された射出成形機は、固定盤に対して可動盤と中間部材が型開閉方向に移動するものである。また特許文献３に記載された射出成形機は、中央の第１の型と第２の型を有する回転式中央要素に対して第１の対向型と第２の対向型が型開閉方向に移動するものである。

特開昭６０−６１２２２号公報（請求項１、２ページ右上欄ないし右下欄、第１図、第２図） 特開２０１８−１９２７０１号公報（請求項１、００１４、図１ないし図３） 特開２００６−１１０９９１号公報（請求項１、図３、図４、図６）

しかしながら特許文献１の請求項の方式は、出願人自らも記載しているように生産速度の点では第１図の（Ａ）や（Ｂ）といった回転機構を用いたものと比較して劣る場合が多い。また移動プラテンに複数の金型を取付ける必要があるので、移動プラテンの型開閉速度も特別な能力を備えた型開閉機構を備えない場合は遅くなるという問題があった。また金型が複数となり型締時の投影面積も大きくなるので、大きな型締力が必要となるものであった。一方特許文献２および特許文献３にも車両用長尺大型成形品の成形は想定されておらず、どのようにして車両用長尺大型成形品の成形を行うかについては記載がされていなかった。

本発明では上記の問題を鑑みて、特許文献１ないし特許文献３の技術に改良を加え、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を効率よく成形することのできる車両用長尺大型成形品の射出成形機および車両用長尺大型成形品の射出成形方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、車両用長尺大型成形品はバンパー、バンパービーム、インストルメントパネル、フロントグリルのいずれかであって、第１の盤に取付けられた第１の金型と第２の盤に取付けられた第２の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第１の金型と第２の金型の双方と型合せされる中間金型が中間盤を設けずに直接軸部材に配設され、前記第１の金型、第２の金型、および中間金型にはそれぞれ前記車両用長尺大型成形品形成用の１個取り用のキャビティが備えられ、該中間金型は長手方向の長さが短手方向の長さの１．５ないし４．５倍であり、前記第１の金型と第２の金型にはホットランナと多点ゲートがそれぞれ設けられており、該多点ゲートを介してそれぞれのキャビティ内に射出充填されるようになっており、前記中間金型およびそのキャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致していることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、車両用長尺大型成形品はバンパー、バンパービーム、インストルメントパネル、フロントグリルのいずれかであって、第１の盤に取付けられた第１の金型と第２の盤に取付けられた第２の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転される中間盤が配設され、前記中間盤は長手方向の長さが短手方向の長さの１．５ないし４倍であり、該中間盤には第１の金型と第２の金型の双方と型合せされる少なくとも２基の中間金型が取付けられ、前記第１の金型、第２の金型、および中間金型にはそれぞれ車両用長尺大型成形品形成用の１個取り用のキャビティが備えられ、前記第１の金型と第２の金型にはホットランナと多点ゲートがそれぞれ設けられており、該多点ゲートを介してそれぞれのキャビティ内に射出充填されるようになっており、前記中間盤、中間金型およびそのキャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致していることを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、請求項１または請求項２において、前記中間金型または中間盤には軸部材が取付けられ、前記は軸部材の両側が中間支持部材により保持され、前記中間支持部材には、少なくとも下側タイバが挿通されていることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、請求項１または請求項２において、前記中間金型または中間盤には水平方向に軸部材が取付けられ、前記軸部材の両側がそれぞれ中間支持部材により保持されていることを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機の成形方法は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機の成形方法において、車両用長尺大型成形品はバンパー、バンパービーム、インストルメントパネル、フロントグリルのいずれかであって、第1の盤に取付けられた第１の金型と第２の盤に取付けられた第２の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第１の金型と第２の金型の双方と型合せされる中間金型が中間盤を設けずに直接軸部材に配設され、前記第１の金型、第２の金型、および前記中間金型にはそれぞれ車両用長尺大型成形品形成用の１個取り用のキャビティが備えられ、該中間金型は長手方向の長さが短手方向の長さの１．５ないし４．５倍であり、前記第１の金型と第２の金型にはホットランナと多点ゲートがそれぞれ設けられており、多点ゲートを介してそれぞれのキャビティ内に射出充填されるようになっており、前記中間金型およびそのキャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致しており、１成形サイクル毎に１個の複数の材料からなる車両用長尺大型成形品が成形されることを特徴とする。

本発明の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、車両用長尺大型成形品はバンパー、バンパービーム、インストルメントパネル、フロントグリルのいずれかであって、第１の盤に取付けられた第１の金型と第２の盤に取付けられた第２の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第１の金型と第２の金型の双方と型合せされる中間金型が中間盤を設けずに直接軸部材に配設され、前記第１の金型、第２の金型、および中間金型にはそれぞれ前記車両用長尺大型成形品形成用の１個取り用のキャビティが備えられ、該中間金型は長手方向の長さが短手方向の長さの１．５ないし４．５倍であり、前記第１の金型と第２の金型にはホットランナと多点ゲートがそれぞれ設けられており、該多点ゲートを介してそれぞれのキャビティ内に射出充填されるようになっており、前記中間金型およびそのキャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致しているので、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を効率よく成形することができる。

本発明の実施形態の車両用長尺大型成形品射出成形機の正面図である。 本発明の実施形態の車両用長尺大型成形品射出成形機の平面図である。 図１および図２のＡ−Ａ線の矢視図であって主に中間盤と中間金型を示す図である。 本発明の別の実施形態の車両用長尺大型成形品射出成形機の正面図である。 本発明の別の実施形態の車両用長尺大型成形品射出成形機の平面図である。 図４および図５のＢ−Ｂ線の矢視図であって主に中間盤と中間金型を示す図である。

本発明の実施形態の車両用長尺大型成形品の射出成形機１１（以下は単に射出成形機１１と略す）について、図１ないし図３を参照して説明する。射出成形機１１は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形するための成形機である。ここにおいて車両用長尺大型成形品とは、「背景技術」欄に記載したように、道路上を走行する４輪以上の車両のバンパー、インパネ、フロントグリル等であり、前記車両の幅方向に対して単一で使用される大型成形品が多く該当する。また車両用長尺大型成形品は、以下の長さのものに限定されるものではないが、一般的には長手方向の長さが１ｍないし２．５ｍの成形品が該当する。

射出成形機１１のベッド１２の上面の中央には型締装置１３が配置されている。型締装置１３は、第1の盤である固定盤１４に取付けられた第１の金型である固定金型１５と第２の盤である可動盤１６に取付けられた第２の金型である可動金型１７の間には型開閉方向Ｃ−Ｃに直交する軸部材１８を中心に回転され前記固定金型１５と可動金型１７の双方と型合せされる中間金型１９，１９が配設されている。より具体的には、固定盤１４と可動盤１６の間には中間盤２０が配置され、中間盤２０に２面形成された型取付面２１に前記中間金型１９，１９がそれぞれ取付けられている。

固定盤１４の金型取付面２２には固定金型１５が取付けられ、その反対側の面である背面の中央には第１の射出装置５５のノズル等が挿入される摺り鉢部２３が形成されている。また固定盤１４の四隅近傍には型締手段の型締シリンダ２４が設けられ、型締シリンダ２４のロッドがタイバ２５を構成している。そして各タイバ２５は、固定盤１４に対して型開閉方向Ｃ−Ｃに移動可能な可動盤１６と、固定盤１４と可動盤１６の間にあって型開閉方向Ｃ−Ｃに移動可能な中間支持部材２６の双方に挿通されている。またタイバ２５の先端側（可動盤１６側）の一定長さ部分は、後述するハーフナット２７と係合される溝状の係止部２８が形成されている。

図３に示されるように中間部材４４の中間支持部材２６は固定盤１４側から見てＵ字状をしており、左右の軸部材支持部２９，２９と前記軸部材支持部２９，２９を下側で接続する基台部３０を備えている。そして中間支持部材２６のタイバ挿通孔３１には上下４本のタイバ２５がそれぞれ挿通されている。中間支持部材２６を正面視すると、図１に示されるように軸部材支持部２９よりも基台部３０の部分のほうが型開閉方向Ｃ−Ｃの幅が広くなっている。基台部３０の底面側には直動ガイド等のガイド部材の脚部３２が型開閉方向Ｃ−Ｃに１列について複数取付けられ、ベッド１２上に型開閉方向Ｃ−Ｃに向けて設けられたガイドレール３３上を移動可能となっている。

なお図３に示される例ではタイバ２５はタイバ挿通孔３１の図示しないブッシュに摺接されているが、タイバ挿通孔３１のほうが大きく中間支持部材２６がタイバ２５にガイドされないものでもよい。また中間支持部材２６は、少なくとも下側のタイバ２５が挿通されていればよい。即ち中間支持部材２６の軸部材支持部２９は、上側のタイバ２５の下端よりも高さの低いものであって上側のタイバ２５が挿通されていないものでもよい。更に中間支持部材２６は、２つの軸部材支持部２９，２９がそれぞれ別個に設けられ、基台部３０を備えないものでもよい。基台部３０を備えない場合は、両方の軸部材支持部２９，２９の底面にガイド部材の脚部が取付けられる。更にまた中間支持部材は、２つの軸部材支持部２９，２９の上部間も上部接続部材によって接続したものでもよい。その場合、後述する中間盤２０は、基台部３０と上部接続部材の間に配置される。

中間支持部材２６の左右の軸部材支持部２９，２９の間には、水平方向に設けられた軸部材１８を介して中間盤２０が回転可能に取付けられている。ここにおいて回転または回転可能とは、９０°または１８０°つづの間欠回転や、１８０°の正転と反転を繰り返すもの等、軸を中心に回るもの全て含むものとする。左右の軸部材支持部２９，２９には図示しないベアリングが組み込まれ、前記ベアリングに対して軸部材１８が回転自在に設けられている。そして軸部材１８に中間盤２０が固定されている。図３においては１本の軸部材１８が中間盤２０を貫通しているが、２本の軸部材が中間盤の両端部や両端部の穴に一定長さ埋め込まれてそれぞれ固定されたものでもよい。また少なくとも一方の軸部材１８は、中間盤２０や中間金型１９，１９を温調する図示しない温調ホースを内蔵したものでもよい。

中間盤２０を回転させるサーボモータ３４は、いずれか一方の軸部材支持部２９の上面のブラケットに固定されている。そしてサーボモータ３４の駆動軸には駆動プーリ３５が固定されている。また軸部材１８には従動プーリ３６が固定されている。そして駆動プーリ３５と従動プーリ３６の間にはタイミングベルト３７が取付けられ、サーボモータ３４の駆動により軸部材１８と中間盤２０と中間金型１９，１９が回転されるようになっている。なおサーボモータ３４による中間盤２０への駆動力伝達機構は、他の手段でもよくギア等の他の手段を用いたものでもよい。またサーボモータ３４は軸部材支持部２９の側面に固定されたものでもよい。更には中心の軸部材は回転せず軸部材に対して中間盤が回転するものでもよい。図３に示されるようにいずれか一方の軸部材支持部２９には中間盤２０を回転不能に保持することが可能な位置決め装置３８が設けられている。ここでは位置決め装置３８は中間支持部材２６側のシリンダ３９とそのロッドである位置決めピン４０と、中間盤側のピン挿入穴４１からなる。

中間盤２０は、所定の板厚を備えており、車両用長尺大型成形品の形状に対応して横長な形状をしている。中間盤２０についてはこれに限定されるものではないが、一例として中間盤２０の縦方向の長さを１としたときに、横方向（水平方向）の長さは、１．５ないし４程度の長さとなっている。なお中間盤２０は、断面正方形の長方体であってもよくその場合は、側面４面にそれぞれ中間金型が取付けられる。また中間盤２０は必須のものではなく、軸部材１８に対して両面にキャビティを備えた１個の中間金型が固定されるものでもよい。または中間支持部材に対して上方から、軸部材と中間盤と中間金型のセット、または軸部材と中間金型のセットが装着されるものでもよい。

中間盤２０には少なくとも２基の中間金型１９，１９が取付けられている。本実施形態では中間盤２０の２面の型取付面２１，２１には、それぞれ中間金型１９，１９が取付けられている。中間金型１９，１９は、同一の金型であって、中間盤２０の回転により第１の金型である固定金型１５と第２の金型である可動金型１７の双方と型合せされる金型である。固定金型１５、中間金型１９，１９、可動金型１７はいずれも車両用長尺大型成形品の形状に対応して横長の金型である。中間金型１９，１９はこれに限定されるものではないが、一例として金型の縦方向の長さを１としたときに、横方向（水平方向）の長さは、１．５ないし４．５程度となっている。上記において中間支持部材２６と軸部材１８を含む中間盤２０と中間金型１９，１９は、一体に型開閉される中間部材４４を構成している。

本実施形態に使用される金型（固定金型１５，可動金型１７、中間金型１９，１９）は、１個取りのバンパー成形用の金型であり、他の金型と対向する型合せ面４２の中央には、バンパー（フロントバンパーまたはリアバンパー）を形成するためのキャビティ４３が形成されている。そしてキャビティ４３の長手方向（成形されるバンパーの長手方向）は前記軸部材１８の軸方向Ｄ−Ｄと一致して水平方向に形成されている。そのため射出された溶融材料の左右バランスが良好となる。

上記したように２基の中間金型１９，１９のキャビティ４３，４３は同一形状であるが、前記中間金型１９と型合せされる固定金型１５と可動金型１７のキャビティの形状は異なっている。いずれかの金型には図示しないエジェクタが取付けられ、エジェクタが取付けられる金型が取付けられる盤にはエジェクタ装置（駆動機構）が配置されている。

金型がバンパー等の車両用長尺大型成形品用の場合、多点ゲートの場合が殆どであり、射出装置側の固定金型１５と可動金型１７は、ノズルタッチ面から前記多点ゲートまでの間に図示しないホットランナを備えている。また各金型の内部には温調回路が形成されている。なお金型は、加熱と冷却の双方を行える加熱冷却金型を用いてもよい。また図１、図２に示される金型は、固定金型１５と可動金型１７がコア型であり、中間金型１９，１９がキャビ型であるがその反対でも良い。ただしいずれにせよ１次成形後に型開きされた際、１次成形品が中間金型１９に保持されて離型される構造となっている。

なお金型は水平方向にバンパー等の長手方向が設けられたキャビティが２面形成された金型を用いることも不可能ではない。しかしバンパー等の車両用長尺大型成形品の２個取り金型は、非常に大きな型締力が必要となり型締装置が大型化してしまう上に、成形開始までの試し成形に必要な材料量も多くなるので、１個取り金型と該１個取り金型の取付けを想定した射出成形機１１の方が実用的である。

ベッド１２上において中間盤２０等の中間部材４４から見て固定盤１４とは反対側には可動盤１６が配設されている。可動盤１６の底面側には図示しない直動ガイド等のガイド部材の脚部が１列について複数取付けられ、ベッド１２上のガイドレール上を移動可能となっている。なお通常、中間部材４４の中間支持部材２６のガイドレール３３と可動盤１６のガイドレールは別のガイドレールが用いられる。中間支持部材２６や可動盤１６は、直動ガイド等のガイド部材を使用せずに車輪や滑り板等を用いたものでもよい。

可動盤１６の四隅近傍にはタイバ２５が挿通される孔が設けられ、前記孔にはタイバ２５が挿通されている。そして可動盤１６はタイバ２５にガイドされて型開閉方向Ｃ−Ｃに移動される。可動盤１６の金型取付面４５には可動金型１７が取付けられる。また可動盤１６の金型取付面４５の反対側の面である背面の中央には第２の射出装置５６のノズル等が挿入される摺り鉢部４６が形成されている。更に可動盤１６の背面のタイバ２５が挿通される孔の周囲の部分にはハーフナット２７が取付けられている。

次に可動盤の型開閉機構４７と中間部材の型開閉機構４８について説明する。可動盤の型開閉機構４７と中間部材の型開閉機構４８は平面視するとほぼ重なるので、図２においては判りやすいように図の上側（反操作側）は可動盤の型開閉機構４７のみを記載し、図の下側は中間部材の型開閉機構４８のみを記載している。ベッド１２の上面の操作側と反操作側にはそれぞれモータ取付用のブラケットが取付けられ、前記ブラケットには可動盤の型開閉機構４７のサーボモータ４９が取付けられている。可動盤１６の側面のブラケットにはボールねじナット５０が固定されている。ベッド１２上には両端側がベアリングを介して回転自在に保持されたボールねじ５１が取付けられている。そしてサーボモータ４９の駆動軸は前記ボールねじ５１に連結されるとともに、ボールねじナット５０に挿通されている。なおサーボモータ４９とボールねじ５１の間の接続は減速機やタイミングベルト等の機構を介して接続してもよい。またサーボモータ４９は固定盤に取付けられたもの等でもよい。本施形態では２基の可動盤の型開閉機構４７が採用されているが、上方位置も含めて４基の可動盤の型開閉機構４７を用いてもよく数は限定されない。また可動盤の型開閉機構４７の駆動源はサーボモータ４９に限定されず油圧シリンダ等でもよい。

次に中間部材の型開閉機構４８について説明する。可動盤１６の操作側の側面の上下２箇所と反操作側の側面の上下２箇所にはそれぞれモータ取付用のブラケットが取付けられ、中間部材の型開閉機構４８のサーボモータ５２が取付けられている。また中間部材４４の一部である中間支持部材２６の軸部材支持部２９の操作側の側面の上下２箇所のブラケットと反操作側の側面の上下２箇所のブラケットにはそれぞれボールねじナット５３が固定されている。そしてサーボモータ５２の駆動軸にはボールねじ５４が連結され、前記ボールねじ５４はボールねじナット５３に挿通されている。なおサーボモータ５２とボールねじ５４の間の接続は減速機やタイミングベルト等の機構を介して接続してもよい。本実施形態では４基の中間部材の型開閉機構４８が採用されているが、２基でもよく数は限定されない。また中間部材の型開閉機構４８の駆動源もサーボモータ５２に限定されず油圧シリンダ等でもよい。更に中間部材の型開閉機構４８は、ベッド１２または固定盤１４にサーボモータ５２等が取付けられ、前記ベッド１２または固定盤１４に対して中間部材４４が移動されるものでもよい。

次に射出装置５５，５６について説明する。固定盤１４の背面側（図１、図２において右側）には第１の射出装置５５が固定盤１４および基台５７に対して前後進移動可能に配置されている。本実施形態において第１の射出装置５５はバンパーの主要部の部分を成形するためのものであり、射出容量の大きい射出装置が用いられる。また可動盤１６の背面側（図１、図２においては左側）には第２の射出装置５６が配置されている。第２の射出装置５６は基台５８に配置され、基台５８は可動盤１６に接続・固定されている。また基台５８の底面にはガイド機構が取付けられ、基台５８は可動盤１６とともに型開閉方向Ｃ−Ｃに移動可能となっている。更に基台５８上の第２の射出装置５６は可動盤１６に対して前後進移動可能に配置されている。本実施形態において第２の射出装置５６はバンパーの主要部以外の部分を成形するためのものであり、第１の射出装置５５と比較して射出容量の小さい射出装置が用いられる。

なお第２の射出装置５６については、型締装置１３の側方や型締装置１３の上方（固定盤や可動盤の上部位置）に配置されたものでもよい。また本実施形態では第１の射出装置５５と第２の射出装置５６のみを備えているが、更に第３の射出装置等の複数の射出装置を備えたものでもよい。その場合の第３の射出装置等の配置場所は、第１の射出装置５５または第２の射出装置５６の近傍位置や、型締装置１３の側方位置、型締装置１３の上方位置など適宜に選択される。

射出成形機１１のベッド１２上の型締装置１３や第１の射出装置５５、第２の射出装置５６は図示しない安全カバーや安全扉により周囲が囲まれている。更に射出成形機１１には図示しない制御装置や設定表示装置を備えている。制御装置は射出成形機のシーケンス制御や周辺機器との交信を行う演算処理部の他、各種の成形条件や成形データの記憶部等の機能を備えている。また設定表示装置は、成形条件等の値を設定入力する機能や各種データの表示を行う機能を備えている。更に射出成形機１１の周囲には、固定金型１５、可動金型１７、中間金型１９，１９に温調を行う温調装置や、車両用長尺大型成形品であるバンパーを金型から取り出す取出用ロボット等（いずれも図示せず）が配置されている。

次に射出成形機１１によるバンパーの成形方法について説明する。本実施形態の射出成形機１１による成形は、固定金型１５と中間金型１９の間に形成されるキャビティへの射出による成形と可動金型１７と中間金型１９の間に形成されるキャビティへの射出よる成形が並行して行われ、それらは連続する成形サイクルにおいては別の成形品の一部となるが、ここでは１個の成形品の成形手順に沿って説明を行う。またこれらの成形手順の原則的な部分については、一部は相違する部分はあるものの特許文献２、特許文献３にも記載がされている。

射出成形機１１は、取付けられている金型および金型内部のホットランナが設定温度に保持されている。また第１の射出装置５５および第２の射出装置５６の加熱筒（ノズル含む）は、設定温度に昇温され、供給された樹脂材料が可塑化されると、成形準備が完了した状態となる。そして図１に示される型開完了状態から型締装置１３の可動盤の型開閉機構４７と中間部材の型開閉機構４８が作動され、固定金型１５と中間金型１９、可動金型１７と中間金型１９が型合せされ型閉が完了する。型閉完了が確認されるとハーフナット２７がタイバ２５の係止部２８に係止され、次に型締シリンダ２４が作動され型締が行われる。位置決め装置３８の位置決めピン４０については型閉中および型開中は中間盤２０に挿入されているが型締開始前に離脱するようにしてもよい。

第１の射出装置５５は、常時または射出開始までに固定金型１５にノズルタッチしている。また第２の射出装置５６もまた、常時または射出開始までに可動金型１７にノズルタッチしている。そして第１の射出装置５５から固定金型１５と中間金型１９の間に形成されたキャビティに溶融樹脂材料の主材料の射出（充填および保圧を含む）が行われる。ここでは主材料としてはＴＳＯＰ、ＰＰ、ＳＳＰＰなどが使用される。また同時か僅かに前後して第２の射出装置５６から可動金型１７と中間金型１９の間に形成されたキャビティに溶融樹脂材料の射出（充填および保圧を含む）が行われる。

この際、固定金型１５と中間金型１９の間に形成されたキャビティにおいてはバンパーの主要部が形成されるので大容量の溶融樹脂の射出が必要となる。しかし固定金型１５の１つのゲートから溶融樹脂を射出したのではキャビティ内での溶融樹脂の流動長が長くなってしまいキャビティ端部に至るまでに冷却固化が進行してしまう。そのためホットランナと多点ゲートの組み合わせが用いられる。なお多点ゲートにおいては発生しがちなウエルドは強度に影響が抑制されるように配慮される。またこの際キャビティは成形されるバンパーの長手方向が水平方向と一致するように形成されているので、重力の影響によりバンパーの左右方向の樹脂材料が偏ることはない。

１次成形の際、バンパーまたは他の薄肉で大面積の車両用長尺大型成形品を成形する際は、射出圧縮成形を行ってもよい。ここにおいて射出圧縮成形には、射出開始時にキャビティ面積を増大させておく射出プレス成形も含まれる。また４基の型締シリンダ２４を用いて固定盤１４と中間盤２０の間の平行制御を行ってもよい。具体的には型締シリンダ２４にはサーボバルブ等の制御バルブを取付ける。そして可動金型１７と中間金型１９は中間部材の型開閉機構４８などの機構により密着させておく。そして型締シリンダ２４の近傍の固定盤１４とタイバ２５との相対的な位置関係を位置センサにより測定してクローズドループ制御による位置制御または速度制御を行う。または固定盤１４と中間盤２０の間の距離を図示しない位置センサにより測定してクローズドループ制御による位置制御または速度制御を行う。更には各型締シリンダ２４の圧力をそれぞれ検出して別個にクローズドループ制御による圧力制御を行う。更にまた前記両者を組み合わせた制御を行う。このことにより車両用長尺大型成形品が薄肉成形品であっても均圧な精度の高い成形品の成形が可能となる。

また固定金型１５と中間金型１９の間に形成されたキャビティでの溶融樹脂の冷却固化中には、次の成形品の射出のために第１の射出装置５５と第２の射出装置５６では計量が行われる。そして冷却固化時間が完了すると次に可動盤の型開閉機構４７と中間部材の型開閉機構４８を用いて固定金型１５と中間金型１９の型開と、可動金型１７と中間金型１９の型開きが同時に行われる。この際に固定金型１５と中間金型１９の間で成形された１次成形品であるバンパーの主要部は、中間金型１９のキャビティ面に保持されて離型がなされる。（またこの際に並行して２次成形され完成した複数の材料成形品もエジェクタを備えた金型に保持されて離型されるがここでは詳しく説明しない）

そして可動盤１６および中間部材４４がそれぞれ型開完了位置に到達したことが確認されると、位置決めピン４０が離脱される。次に中間盤回転用のサーボモータ３４が作動され、中間支持部材２６に対して軸部材１８を含む中間盤２０が回転される。この際、中間部材４４の軸方向Ｄ−Ｄとキャビティ４３の長手方向が一致しており、中間金型１９の長さの短い側の辺が回転半径となるので、回転時のイナーシャの影響を小さくでき回転時間も短縮できる。更には中間支持部材２６の軸部材支持部２９の軸部材１８の支持位置の高さを低くすることができる。また固定盤１４と中間盤２０（中間部材）の型開量、可動盤１６と中間盤２０（中間部材）の型開量も小さくすることができるので、型開閉時間の短縮と型締装置１３の長さの短縮（デーライトの短縮）を実現することができる。

そして中間盤回転用のサーボモータ３４が作動により中間盤２０が１８０°回転され、１次成形品を保持した中間金型１９が可動金型１７と正対すると次に位置決め装置３８のシリンダ３９が作動して位置決めピン４０がピン挿入穴４１に向けて前進して中間支持部材２６に対して中間盤２０が固定される。（なお中間盤２０の回転の前後いずれかに並行して２次成形され完成した車両用長尺大型成形品の取出しが行われるがここでは詳しく説明しない。）

次に再び可動盤の型開閉機構４７と中間部材の型開閉機構４８が作動され、固定金型１５と中間金型１９、可動金型１７と中間金型１９の型合せが行われる。この際、可動金型１７と中間金型１９が型合せされて形成されるキャビティでは、中間金型１９に保持された１次成形品が残存しているので、前記１次成形品を除いた部分にキャビティ空間が形成される（キャビティ空間の一部は１次成形品により形成される）。そして次の型締が行われ、第１の射出装置５５と第２の射出装置５６からの射出（充填および保圧）が行われる。

この際に第２の射出装置５６から前記可動金型１７と中間金型１９の間のキャビティ空間には１次成形品の樹脂材料とは別の樹脂材料が射出される。具体的には種々のケースが想定されるが、１次成形品がガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含有するものであり、１次成形品の表面が粗面である場合、バンパー等の外観部となる表面側に樹脂材料のみを２次成形して表面の美麗な成形品を成形することができる。または１次成形品がリサイクル繊維の場合も同様である。更にバンパー等では１次成形品の裏面側（車体側）に発泡成形やゴム材を含むエラストマ材を２次成形して２重構造とすることにより、軽量で耐衝撃性に優れたバンパーを成形することも可能である。

更には１次成形品が光沢を有さない樹脂であっても、表面側にクリア感を出すための透明材料を２次成形したり、または紫外線への対抗力を高めるための紫外線対候性を備えた材料を２次成形することも想定される。更にはインパネ等においては、高級感を出すために１次成形された本体の一部にエラストマ材等を発泡成形または一般の成形により２次成形する場合もある。また成形品が本体部の裏面等に細いリブ等が形成された成形品であり、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含有するもの等の材料では、１次成形のみではリブ等が良好に成形できない場合、流動性に優れた材料を用いてリブ等を２次成形することも考えられる。特にバンパービームの成形においては、強度が必要なことから主材料はガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含有する材料を使用し、リブ等の部分を繊維を含有しない樹脂で成形したり、他の部材との結合用に金属製のインサート物を一体成形することも行われる。

これら表面または裏面の全体または過半の部分に２次成形を行う場合は、２次成形もまた多点ゲートからキャビティ内に射出充填されることが行われる。しかしながらウエルドを形成したくない場合は、単一のゲートから加熱冷却金型または射出圧縮成形を用いた２次成形を行うようにしてもよい。また上記した発泡成形の場合は、可動金型１７全体または可動金型１７または中間金型１９の中子の後退によりキャビティ容積を増加させながら成形が行われる。更には美観上または構造上の理由から本体部とは別に一部を別の樹脂材料（特に色の異なる樹脂材料）により２次成形することも想定される。その場合、本体部と異なる樹脂材料とする部分の数または面積が一定以上の場合は、本発明の装置の有効性が高くなる。

そして前記２次成形が完了すると（その際、固定金型１５と中間金型１９の間では、次の成形品の１次成形が並行して行われ、前記１次成形も完了すると）、再び可動盤の型開閉機構４７と中間部材の型開閉機構４８が作動され、固定金型１５と中間金型１９、可動金型１７と中間金型１９の型開きが行われる。この際に２次成形の完了したバンパー等の複数の材料からなる車両用長尺大型成形品（完成品）は、可動金型１７か中間金型１９のいずれかのエジェクタを備えた側の金型に保持されて離型される。なおバンパ―等の成形品においては、使用時に目に触れない裏面側となる側の金型にエジェクタを設けたほうが、エジェクタの打痕が美観上の問題とならず好適である。そしてエジェクタにより突き出されたバンパー等の成形品は取出ロボットにより保持されて射出成形機１１の外部に搬出され、次工程に送られる。従って本実施形態では、１成形サイクル毎に１個のバンパー等の複数の材料からなる車両用長尺大型成形品が成形される。

また上記実施形態では第１の射出装置５５を用いて１次成形がなされ、第２の射出装置５６を用いて２次成形がなされるが、反対に第２の射出装置５６を用いて１次成形がなされ、第１の射出装置５５を用いて２次成形がなされるものでもよい。即ち射出容量の少ない側を１次成形により成形してもよい。

次に図４ないし図６に示される本発明の別の実施形態の車両用長尺大型成形品の射出成形機６１（以下は単に射出成形機６１と略す）について、図４ないし図６を参照して説明する。図４ないし図６の射出成形機６１の説明については図１ないし図３の射出成形機１１との相違点を中心に説明し、その他の構成は、前記射出成形機１１と同様であるため、同一符号を用いることでそれらの説明を省略する。

射出成形機６１の型締装置６２は、固定盤６３と可動盤６４の間に中間部材６５が型開閉方向Ｅ−Ｅに移動自在に設けられている。中間部材６５は、下側の２本のタイバ６６が挿通される中間支持部材６７と、上側の２本のタイバ６６が挿通される上側の中間支持部材６８を備えている。また下側の中間支持部材６７の底面にはガイド部材の脚部６９が取付けられ、ベッド７０上のレール７１上を移動可能となっている。

そして上側の中間支持部材６８と下側の中間支持部材６７の間には垂直方向に設けられた軸部材７２を介して中間盤７３が回転可能に取付けられている。上下の中間支持部材６７，６８は軸部材支持部材であってベアリングが組み込まれ、ベアリングに対して軸部材７２が回転自在に設けられている。そして軸部材７２には中間盤７３が固定されている。中間盤７３は一定の板厚を備え、縦長の盤体である。中間盤７３はこれに限定されるものではないが横方向の長さを１としたときに、縦方向の長さは１．５ないし４程度となっている。

上側の中間支持部材６８の上面のブラケットには中間盤７３を回転させるサーボモータ７４が固定されている。サーボモータ７４の駆動軸には減速機等が取付けられ、サーボモータ７４の駆動により前記軸部材７２と中間盤７３が回転可能となっている。また図６に示されるように上側の中間支持部材６８か下側の中間支持部材６７かのいずれか一方の中間支持部材６７，６８には中間盤７３を回転不能に保持するストッパ装置７５のシリンダ７６が設けられている。

中間盤７３の金型取付面７７には、中間盤７３の回転により固定金型７８と可動金型７９の双方と型合せされる中間金型８０，８０がそれぞれ取付けられている。バンパーの１個取り用の中間金型８０，８０は縦長の金型であり、これに限定されるものではないが、一例として金型の短手方向の長さを１としたときに、長手方向の長さは、１．５ないし４．５程度となっている。

中間金型８０の中央には、バンパーを形成するためのキャビティ８１が形成されている。そしてキャビティ８１の長手方向（成形されるバンパーの長手方向）は前記軸部材７２の軸方向Ｆ−Ｆと一致する垂直方向に形成されている。そのため中間金型８０の長さの短い水平方向の辺が回転半径となるので、中間金型８０の回転時のイナーシャの影響を小さくでき回転時間を短縮できる。更には射出成形機６１の操作側―反操作側の幅を小さくすることができる。また固定盤６３と中間盤７３の型開量、可動盤６４と中間盤７３の型開量も小さくすることができるので、型開閉時間の短縮と型締装置６２のデーライトを小さくすることができる。

図４等の別の実施形態の射出成形機６１の中間部材の型開閉機構８２と可動盤の型開閉機構８３について説明する。図５においては中間部材の型開閉機構８２と可動盤の型開閉機構８３は平面視するとほぼ重なるので、判りやすいように図の上側（反操作側）は可動盤の型開閉機構８３のみを記載し、図の下側（操作側）は中間部材の型開閉機構８２のみを記載している。

射出成形機６１の中間部材の型開閉機構８２については図１等の射出成形機１１の中間部材の型開閉機構４８と類似している。即ち可動盤６４の上部側の両側面と上側の中間支持部材６８の両側面に中間部材の型開閉機構８２がそれぞれ設けられている。また可動盤６４の下部側の両側面と下側の中間支持部材６７の両側面に中間部材の型開閉機構８２がそれぞれ設けられている。

また射出成形機６１の可動盤の型開閉機構８３については、図１等の射出成形機１１とは異なり、４基が設けられている。即ち固定盤６３の上部側の両側面にはそれぞれモータ取付用のブラケットを介してサーボモータ８４が取付けられている。また可動盤６４の上部側の両側面のブラケットにはボールねじナット８５がそれぞれ取付けられている。そしてサーボモータ８４の駆動軸に連結され固定盤６３に回転自在に保持されたボールねじ８６が前記ボールねじナット８５に挿通されている。なおサーボモータ８４とボールねじ８６はベルトや減速機を介して取付けてもよい点は図１等の射出成形機１１と同様である。なお可動盤６４の背面側にタイバ用ホルダやそれに類する高さのアングルを設ける場合は、可動盤の型開閉機構８３のサーボモータ８４を前記ホルダ等に取付けてもよい。そのことにより可動盤の型開閉機構８３のボールねじ８６の長さを短くすることができる。射出成形機６１では可動盤の型開閉機構８３を４基設ける理由は、バンパー成形用のキャビティが長手方向を縦方向に向けて設けられるので型締装置６２全体の高さが高くなるからであり、可動盤６４の倒れを防止し、型開閉移動を安定させるためである。

別の実施形態の射出成形機６１の成形方法については、図１等の実施形態の射出成形機と同様である。ただしバンパー等を成形するキャビティ８１が縦長であるため車両に取付けた場合に左右のバランスに優れたバンパー等を成形するためには金型や成形方法に工夫が必要となる場合もある。すなわちシムや弾発体等によりキャビティ厚みを調整する方策やキャビティ８１の上部から過半の溶融材料また全ての溶融材料を導入しキャビティ厚みを均一にするようにしてもよい。更には上記した射出圧縮成形による平行制御により厚み調整するようにしてもよい。

なお縦方向に中間盤の軸部材が設けられた射出成形機において、射出成形時の車両用長尺大型成形品の左右の樹脂バランスを均等にすることを重視して、固定金型、中間金型、可動金型のキャビティを車両用長尺大型成形品の長手方向が水平方向となるようにすることも考えられない訳ではない。しかしながら中間部材である中間盤および可動盤の型開量が大きく必要となり、中間盤の回転時間も延長されるので、よほど成形上の利点が上回らない限り、図１等の実施形態の射出成形機１１や図４等の別の実施形態の射出成形機６１よりも好ましいとは言えない。

更に本発明は、特許文献３に記載したような配置の射出成形機の型締装置であってもよい。即ち型締装置は、中間盤を含む中間部材が中央に固定的または型締時に僅かに移動可能な程度に設けられる。そして第１の盤（可動盤）に取付けられた第１の金型（可動金型）と第２の盤（可動盤）に取付けられた第２の金型（可動金型）が中間盤を含む中間部材に向けて型開閉機構により移動可能に設けられるものである。

更にまた図示はしないが、本発明は竪型の型締装置にも適用が可能である。竪型の型締装置の場合、固定金型（第１の金型）が取付けられる下固定盤（第１の盤）に対してその上方に可動金型（第２の金型）が取付けられる上可動盤（第２の盤）が昇降可能に設けられ、固定盤と可動盤の間に中間金型を備えた中間盤とその支持部材が設けられる。そして中間盤は水平方向の軸部材によって支持されて回転可能となっている。また固定金型、中間金型、可動金型の当接面にそれぞれ形成される車両用長尺大型成形品形成用のキャビティの長手方向は、前記軸部材の軸方向と一致して設けられる。また第１の射出装置と第２の射出装置は、それぞれ固定金型と中間金型の間に形成されるキャビティ、および可動金型と中間金型の間に形成されるキャビティに溶融材料を射出可能な位置に配置される。

次に上記の各種射出成形機に使用する複数の材料について説明する。上記の射出成形機１１の成形方法では、１次成形と２次成形にいずれも樹脂材料を使用して複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する例について説明した。しかしそれ以外に、射出成形機１１、６１等の１次成形に用いられる材料については、金属材料であってもよい。即ち第１の射出装置５５等から１次キャビティには金属材料を射出し、冷却後に中間金型１９等に保持された金属材料の１次成形品を中間盤２０等の反転とともに２次成形側に移動する。そして型閉後に第２の射出装置５６等により樹脂材料を２次成形して複数の材料からなる車両用長尺大型成形品（完成品）を成形する。

または射出成形機１１，６１等の２次成形に用いられる材料については塗装材料や液状材料であってもよい。即ち第１の射出装置５５等から１次キャビティには樹脂材料や金属材料を射出し、冷却後に中間金型１９等に保持された１次成形品を中間盤２０等の反転とともに２次成形側に移動する。そして型閉後の２次キャビティに注入装置等により塗装材料や液状材料を注入して複数の材料からなる車両用長尺大型成形品（完成品）を成形する。

更に射出成形機１１，６１等は、インサート成形するものであってもよい。即ち射出成形機１１等が型開きされた状態で、例えば可動金型１７等と対向する中間金型１９等にインサート用のロボット等によりインサート物をインサートする。そして中間盤２０等と中間金型１９等を反転し、他方の側（固定側）で、固定金型１５等と中間金型１９等を型閉し、インサート物を含むキャビティを形成する。そして前記キャビティに樹脂材料等を射出してインサート成形品の材料と樹脂材料（複数の材料）からなる車両用長尺大型成形品（完成品）を成形する。

またインサート成形のバリエーションとしては、インサート物のインサート後に一度型締して、インサート物を附形し、その後に再び型開きして、中間盤２０等と中間金型１９等を反転し、他方の側にて射出成形を行うものでもよい。更には別のインサート成形のバリエーションとしては、中間金型１９，８０等のキャビティ４３，８１の面が型開閉方向Ｃ−Ｃと直交する方向を向いたとき（図１の例では中間金型１９が上方を向いたとき、図４の例では中間金型８０が操作側または反操作側を向いたとき）に、インサートを行うものでもよい。その場合、先にインサート物をインサートしてから第１の射出装置５５等を用いた１次成形と第２の射出装置５６等を用いた２次成形を行って車両用長尺大型成形品（完成品）を成形してもよい。または第１の射出装置５５等を用いて成形した１次成形品に対してインサート物をインサートしてから第２の射出装置５６等を用いて２次成形を行って車両用長尺大型成形品（完成品）を成形するものでもよい。前記いずれの方式であっても図１等の実施形態の射出成形機１１は、中間金型１９が上方を向いた状態でインサート物のインサートが行えるので、インサートが行いやすいという利点がある。これらのインサート物のインサート（挿入）に際してはキャビティ４３等や１次成形品の穴や隙間、またはキャビティ４３等と１次成形品によって形成される穴や隙間へのインサート物の圧入によりインサートがなされるが、インサート物の落下が心配されるものは、インサート物または穴や隙間に接着物質を塗付してからインサートしてもよい。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものや上記の各実施例の各部を組み合わせたものについても適用されることは言うまでもないことである。

１１，６１ 射出成形機（車両用長尺大型成形品の射出成形機）
１３，６２ 型締装置
１４，６３ 固定盤（第１の盤）
１５，７８ 固定金型（第１の金型）
１６，６４ 可動盤（第２の盤）
１７，７９ 可動金型（第２の金型）
１８，７２ 軸部材
１９，８０ 中間金型
２０，７３ 中間盤
４３，８１ キャビティ
５５ 第１の射出装置
５６ 第２の射出装置
Ｃ−Ｃ，Ｅ−Ｅ 型開閉方向
Ｄ−Ｄ，Ｆ−Ｆ 軸方向

Claims (5)

1. 複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、
   車両用長尺大型成形品はバンパー、バンパービーム、インストルメントパネル、フロントグリルのいずれかであって、
   第１の盤に取付けられた第１の金型と第２の盤に取付けられた第２の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第１の金型と第２の金型の双方と型合せされる中間金型が中間盤を設けずに直接軸部材に配設され、
   前記第１の金型、第２の金型、および中間金型にはそれぞれ前記車両用長尺大型成形品形成用の１個取り用のキャビティが備えられ、
   該中間金型は長手方向の長さが短手方向の長さの１．５ないし４．５倍であり、
   前記第１の金型と第２の金型にはホットランナと多点ゲートがそれぞれ設けられており、該多点ゲートを介してそれぞれのキャビティ内に射出充填されるようになっており、
   前記中間金型およびそのキャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致していることを特徴とする車両用長尺大型成形品の射出成形機。
2. 複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、
   車両用長尺大型成形品はバンパー、バンパービーム、インストルメントパネル、フロントグリルのいずれかであって、
   第１の盤に取付けられた第１の金型と第２の盤に取付けられた第２の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転される中間盤が配設され、
   前記中間盤は長手方向の長さが短手方向の長さの１．５ないし４倍であり、
   該中間盤には第１の金型と第２の金型の双方と型合せされる少なくとも２基の中間金型が取付けられ、
   前記第１の金型、第２の金型、および中間金型にはそれぞれ車両用長尺大型成形品形成用の１個取り用のキャビティが備えられ、
   前記第１の金型と第２の金型にはホットランナと多点ゲートがそれぞれ設けられており、該多点ゲートを介してそれぞれのキャビティ内に射出充填されるようになっており、
   前記中間盤、中間金型およびそのキャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致していることを特徴とする車両用長尺大型成形品の射出成形機。
3. 前記中間金型または中間盤には軸部材が取付けられ、
   前記は軸部材の両側が中間支持部材により保持され、
   前記中間支持部材には、少なくとも下側タイバが挿通されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機。
4. 前記中間金型または中間盤には水平方向に軸部材が取付けられ、
   前記軸部材の両側がそれぞれ中間支持部材により保持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機。
5. 複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機の成形方法において、
   車両用長尺大型成形品はバンパー、バンパービーム、インストルメントパネル、フロントグリルのいずれかであって、
   第1の盤に取付けられた第１の金型と第２の盤に取付けられた第２の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第１の金型と第２の金型の双方と型合せされる中間金型が中間盤を設けずに直接軸部材に配設され、
   前記第１の金型、第２の金型、および前記中間金型にはそれぞれ車両用長尺大型成形品形成用の１個取り用のキャビティが備えられ、
   該中間金型は長手方向の長さが短手方向の長さの１．５ないし４．５倍であり、
   前記第１の金型と第２の金型にはホットランナと多点ゲートがそれぞれ設けられており、多点ゲートを介してそれぞれのキャビティ内に射出充填されるようになっており、
   前記中間金型およびそのキャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致しており、
   １成形サイクル毎に１個の複数の材料からなる車両用長尺大型成形品が成形されることを特徴とする車両用長尺大型成形品の射出成形機の成形方法。