JP7150948B2 - 成形品の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、インサート部材を含む成形品の成形方法に関する。

熱可塑性プリプレグ等から形成されたインサート部材を金型内に収容してこのインサート部材を成形品に合わせた形状に賦形し、さらに、金型内に射出装置により樹脂等の成形材料を射出することにより、インサート部材及び成形材料から成形品を成形する成形装置が知られている。

また、この種の成形装置では、金型の固定型または移動型の一方に設けられた位置決め用のピンでインサート部材を穿設してピンにインサート部材を保持させることにより、インサート部材を金型に対して位置決めする技術も知られている。

このように、位置決め用のピンを有する金型を用いる成形装置では、インサート部材は、固定型に対して移動型が離れた位置に配置された状態において、チャック装置等の保持部を有する搬送装置により保持されて、位置決め用のピンの前に搬送される。

そして、移動型が固定型に向かって移動することにより、インサート部材が移動型により固定型側に押圧されて移動する。インサート部材は、この移動により、位置決め用のピンによって穿設されて位置決め用のピンに保持される。インサート部材は、位置決め用のピンに保持されることにより、金型に対して位置決めされる（例えば、特許文献１参照）。

インサート部材が位置決め用のピンにより穿設されると、移動型の移動は一旦停止され、搬送装置の保持部は移動型と干渉しない位置まで退避される。保持部が退避されると、移動型は、型締め位置まで移動され、固定型ともに型締めされる。

特開２０１４－２４０１８５号公報

上述のように、ピンによりインサート部材の位置決めを行う成形装置では、以下の問題があった。すなわち、型締めの際にインサート部材をピンに押圧させる機能を金型に持たせる必要があるので、金型の設計に制限が生じるという問題がある。

この為、本発明は、成形品の成形方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る成形品の成形方法は、固定型及び移動型を具備した金型が開いた状態で、前記固定型または前記移動型に保持された成形品を、押圧部材に設けられた保持部で保持して移動装置で前記押圧部材を移動することで前記成形品を分離して取り出して前記押圧部材を前記固定型と前記移動型の間に配置し、前記固定型及び前記移動型の一方に設けられ他方に向かって突出する位置決めピンと対向する位置に、加熱されたインサート部材を搬送装置により搬送し、前記保持部で前記成形品を保持した前記押圧部材を前記移動装置により前記位置決めピン側に移動して前記押圧部材の前記保持部に対して反対側で前記インサート部材を前記位置決めピンに押圧することで前記位置決めピンで前記インサート部材を穿設させて前記押圧部材の前記保持部に対して反対側に形成され前記位置決めピンが挿通可能な孔に前記位置決めピンを挿通し、前記搬送装置、前記押圧部材及び前記移動装置を前記金型の型締めに干渉しない位置に退避させ、前記金型を型締めする。

本発明によれば、金型の設計の自由度を向上できる成形装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る成形装置を示す平面図。 同実施形態の成形装置を示す側面図。 同実施形態の成形装置に用いられる搬送装置を示す正面図。 同実施形態の成形装置に用いられる押圧装置を示す平面図。 同実施形態の押圧装置に用いられる押圧部材を示す斜視図。 同実施形態の成形装置の動作を説明する為の動作説明図。 同実施形態の成形装置の動作を説明する為の動作説明図。 同実施形態の成形装置の動作を説明する為の動作説明図。 同実施形態の成形装置の動作を説明する為の動作説明図。

本発明の一実施形態に係る成形装置１０を、図１乃至図９を用いて説明する。
図１は、成形装置１０を示す平面図である。図２は、成形装置１０に用いられるベース１１、及びその近傍を示す側面図である。図３は、成形装置１０に用いられる搬送装置７０を示す側面図である。図３は、インサート部材５が搬送装置７０により縦の姿勢で保持されている状態を示している。図４は、成形装置１０に用いられる押圧装置８０を示す平面図である。図５は、押圧装置８０に用いられる押圧部材８１を示す斜視図である。

図６乃至図９は、成形装置１０による成形品の成形に係る動作を説明する為の動作説明図である。なお、図６乃至図９は、成形装置１０に用いられる金型２１及びその周辺の構造を概略的に断面図で示している。さらに、図６は、金型２１が開いた状態を示している。図７は、押圧部材８１でインサート部材５を固定型２３に向かって押している状態を示している。図８は、金型２１が型締め状態となり、成形品６に応じた成形空間７が形成された状態を示している。図９は、射出装置４０により成形材料８が射出され後に金型２１が開いた後に、成形品６を吸着部８５で吸着した状態を示している。

図１及び図２に示すように、成形装置１０は、工場内等の敷設範囲に設置されたベース１１、金型２１を有する金型装置２０、成形材料８を金型２１内に射出可能な射出装置４０、インサート部材５（図３に示す）がストックされたシートストッカ５０、インサート部材５を加熱可能な加熱装置６０、インサート部材５を搬送可能な搬送装置７０、押圧部材８１を有し、この押圧部材８１をインサート部材５に向かって移動する押圧装置８０、及び、成形装置１０の動作を制御する制御装置９０を有している。

成形装置１０は、インサート部材５を加熱後に金型２１により賦形し、射出装置４０により金型２１内に成形材料８を射出することで、インサート部材５及び成形材料８から成形品６（図９に示す）を成形可能に構成されている。

インサート部材５（図３に示す）は、成形品６の強度を向上する為に用いられる。インサート部材５は、熱可塑性を有し、金型２１内で賦形可能な性質を有している。インサート部材５は、本実施形態では、一例として、熱可塑性プリプレグからシート状に形成されている。インサート部材５は、成形品６の形状に応じた平面形状を有している。なお、インサート部材５は、スタンパブルシートであってもよい。スタンパブルシートは、熱可塑性プリプレグを複数枚重ね合わせることにより形成されたシート状の部材である。

図１に示すように、金型装置２０は、ベース１１上に設置されている。金型装置２０は、開閉可能な金型２１、及び、金型２１を開閉する型締装置２２を有している。
金型２１は、固定型２３、固定型２３に対して移動可能に設けられた移動型２４、及び、インサート部材５を固定型２３に対して位置決めする位置決め装置２５を有している。

固定型２３及び移動型２４は、互いの間に、成形品６に応じた形状を形成する成形空間７（図８に示す）を形成可能に構成されている。固定型２３は、本実施形態では一例として、移動型２４と対向する面に、成形品６の一部の形状に形成されたコア２３ａを有している。コア２３ａは、移動型２４側に突出している。また、固定型２３は、射出装置４０のノズルが連結されるゲート（図示せず）が形成されている。このゲートは、コア２３ａの表面に開口しており、型締めされた状態では成形空間７に連通する。

また、固定型２３は、図６乃至図８に示すように、位置決め装置２５の後述する位置決めピン２６を配置する位置決めピン用孔２３ｂが形成されている。本実施形態では、位置決めピン２６が一例として複数設けられることから、位置決めピン用孔２３ｂは、複数形成されている。位置決めピン用孔２３ｂは、固定型２３に対する移動型２４の移動方向に、固定型２３を貫通している。位置決めピン用孔２３ｂは、本実施形態では一例として、コア２３ａに形成されている。

さらに、固定型２３は、位置決め装置２５の後述する駆動部２７の進退部材２８を移動可能に配置する進退部材用孔２３ｃが形成されている。進退部材用孔２３ｃは、本実施形態では一例として進退部材２８が複数設けられることから、複数形成されている。進退部材用孔２３ｃは、本実施形態では一例として、コア２３ａを避けた位置に形成されている。進退部材用孔２３ｃは、固定型２３を、移動型２４の移動方向に貫通している。

移動型２４は、一例として後述する型締装置２２により、固定型２３に対して移動可能に設けられている。移動型２４は、固定型２３に対向する面に、成形品６の一部の形状に形成されたキャビティ２４ａを有している。キャビティ２４ａ及びコア２３ａにより、成形空間７が形成される。

また、本実施形態では、移動型２４は、図９に示す型開き状態において、成形品６を保持可能とする、所謂アンダーカット構造を有している。なお、金型２１を開いた状態において、移動型２４に成形品６を保持する構造は、アンダーカット構造に限定されるものではない。例えば、移動型２４の形状を工夫することにより、金型２１を開く際に成形品６が移動型２４に保持されるようにしてもよい。

図６に示すように、位置決め装置２５は、固定型２３に設けられている。位置決め装置２５は、インサート部材５を穿設することによりインサート部材５を保持可能に形成された位置決めピン２６、及び、位置決めピン２６を固定型２３に対して進退可能とする駆動部２７を有している。

位置決めピン２６は、固定型２３に形成された位置決めピン用孔２３ｂ内に、移動可能に配置されている。位置決めピン２６の長さは、固定型２３の厚みより長い。位置決めピン２６の先端は、インサート部材５を穿設可能に、細く形成されている。位置決めピン２６がインサート部材５を穿設すると、インサート部材５は、インサート部材５に形成された孔、及び位置決めピン２６の間に生じる摩擦により、位置決めピン２６に保持される。

位置決めピン２６は、本実施形態では一例として、断面が一様に形成されたピン本体２６ａ、及び、ピン本体２６ａの先端に形成された穿設部２６ｂを有している。ピン本体２６ａは、本実施形態では、位置決めピン２６の軸方向に直交する断面形状が位置決めピン用孔２３ｂの形状と相似であり、若干小さい形状に形成されている。位置決めピン２６及び位置決めピン用孔２３ｂがこのように形成されることにより、位置決めピン用孔２３ｂを通して成形材料８が成形空間７から漏れ出ることを抑制できる。

ピン本体２６ａは、一例として、その軸線に直交する断面が円に形成されている。穿設部２６ｂは、ピン本体２６ａと同軸に配置されている。穿設部２６ｂは、穿設部２６ｂの軸線に直交する断面が、ピン本体２６ａの断面よりも小さい。穿設部２６ｂは、さらに、先端２６ｃに向かって漸次断面が小さくなる先細の形状を有している。この為、穿設部２６ｂ、及びピン本体２６ａの間には、環状の段部２６ｄが形成されている。

また、複数の位置決めピン２６の初期位置Ｐ１では、複数の位置決めピン２６の段部は、固定型２３のコア２３ａの表面に沿って配置されている。なお、初期位置Ｐ１は、後述する弾性部材３０により、移動型２４側に最も突出した位置である。

この点について、具体的に説明する。図６に示すように、コア２３ａの表面は、本実施形態では凸凹した形状を有しており、特に範囲Ｆ６で示す範囲は、他の部分に比較して低くなっている（移動型２４への突出量が小さい）。この為、本実施形態では、範囲Ｆ６に設けられた位置決めピン２６の段部は、他の位置決めピン２６の段部２６ｄに対して、固定型２３側に配置されている。

このように、複数の位置決めピン２６の段部２６ｄが、コア２３ａの表面の形状に沿って配置されることにより、位置決めピン２６が、段部２６ｄがインサート部材５に当接した状態において、インサート部材５を、成形品６に近い形状にすることが可能となる。すなわち、インサート部材５が成形空間７に収容される前の状態で、インサート部材５を変形することが可能となる。

駆動部２７は、図８に示すように、金型２１の型締め状態、すなわち、固定型２３及び移動型２４の間に成形空間７が形成された状態において、位置決めピン２６を、移動型２４に干渉しない位置まで退避可能に構成されている。駆動部２７は、本実施形態では一例として、位置決めピン２６の先端２６ｃが、位置決めピン用孔２３ｂ内に収容される位置まで、退避可能に構成されている。

駆動部２７は、一例として、進退部材２８、進退部材２８及び位置決めピン２６を連結する連結部材２９、連結部材２９及び固定型２３に固定された弾性部材３０、並びに、進退部材２８及び位置決めピン２６の固定型２３からの突出量を規制するストッパ３１を有している。

進退部材２８は、進退部材用孔２３ｃ内に移動可能に配置されており、移動型２４により押圧されることにより、移動型２４の移動に伴って移動可能に構成されている。進退部材２８は、一例として、棒状に形成されている。進退部材２８の長さは、金型２１の型締め状態において、複数の位置決めピン２６を、退避位置（本実施形態では先端２６ｃが位置決めピン用孔２３ｂ内に収容される位置）まで移動可能な長さを有している。

連結部材２９は、固定型２３に対して移動型２４の反対側に配置されている。連結部材２９は、一例として、板状に形成されている。連結部材２９には、複数の位置決めピン２６の基端、及び、複数の進退部材２８の基端が固定されている。複数の進退部材２８が移動型２４に押されることにより移動すると、連結部材２９を介して複数の位置決めピン２６も合わせて移動する。

弾性部材３０は、連結部材２９を固定型２３に向かって付勢可能に形成されている。弾性部材３０は、一例として、ばねであり、本実施形態では引っ張りコイルばねである。弾性部材３０の両端は、固定型２３及び連結部材２９に固定されている。弾性部材３０により、複数の位置決めピン２６、及び、複数の進退部材２８は、移動型２４に向かって付勢される。

ストッパ３１は、連結部材２９及び固定型２３の間に配置されており、複数の位置決めピン２６、及び、複数の進退部材２８が初期位置Ｐ１を越えて移動型２４側に移動することを規制する。ストッパ３１は、一例として、連結部材２９に固定されている。

型締装置２２は、図１に示すように、金型２１を開閉可能、且つ、金型２１を型締め可能に構成されている。型締装置２２は、一例として、固定型２３が固定された固定盤３２、固定盤３２に対して移動可能であり、移動型２４が固定された移動盤３３、及び、移動盤３３を移動させる移動機構３４を有している。

固定盤３２は、ベース１１に固定されている。移動盤３３は、ベース１１に、固定盤３２に向かう方向、及び、固定盤３２から離れる方向に、レール等によって移動可能に支持されている。

移動機構３４は、一例として、トグル機構である。移動機構３４は、図示しないモータ等の駆動装置により駆動されることで、移動盤３３を固定盤３２に対して離接させる。この駆動装置は、制御装置９０により制御される。

射出装置４０は、金型２１の成形空間７内に成形材料８を射出可能に構成されている。射出装置４０は、シリンダ４１、シリンダ４１内に収容されたスクリュ４２、及びスクリュ４２を回転する駆動装置４４を有している。

シリンダ４１には、図２に示すように、ホッパ４３が設けられている。ホッパ４３内には、成形材料８が収容される。シリンダ４１は、ホッパ４３から、成形材料８が供給される。また、シリンダ４１は、加熱装置（図示せず）が設けられている。この加熱装置は、ホッパ４３から供給された成形材料８を溶融可能に構成されている。

シリンダ４１内の成形材料は、加熱装置により溶融されるとともに、スクリュ４２の回転によって、シリンダ４１の先端のノズルに送られる。シリンダ４１のノズルは、固定型２３のゲートに連通している。シリンダ４１のノズルから射出された、溶融された成形材料８は、ゲートを通り、成形空間７内に射出される。駆動装置４４は、制御装置９０により、制御される。

シートストッカ５０は、図１に示すように、インサート部材５を複数保管可能に形成されている。シートストッカ５０は、本実施形態では一例として、インサート部材５を縦の姿勢で保管可能に形成されている。シートストッカ５０は、本実施形態では、一例として、移動装置８２の近傍に配置されている。

ここで、インサート部材５の縦姿勢について説明する。図３に示すように、インサート部材５の縦の姿勢とは、インサート部材５の主面が重力方向に沿った姿勢、または、インサート部材５の主面が重力方向に略沿った姿勢である。即ち、インサート部材５の縦の姿勢とは、インサート部材５が、上下方向に延設する姿勢、又は、これら姿勢と同等の姿勢である。上下方向は、重力が作用する方向を下として定義される。

なお、シートストッカ５０は、例えば、インサート部材５を横の姿勢で保管してもよい。インサート部材５の横の姿勢とは、インサート部材５の主面が水平方向に沿った姿勢、または、インサート部材５の主面が水平方向に略沿った姿勢である。即ち、インサート部材５の横の姿勢とは、インサート部材５が、上下方向に直交する姿勢又はこの姿勢と同等の姿勢である。

加熱装置６０は、インサート部材５を加熱し、インサート部材５の温度を所定の温度までに上昇可能に構成されている。ここで、所定の温度とは、インサート部材５を、金型２１により賦形可能な温度である。

加熱装置６０は、本実施形態では一例として、搬送装置７０により把持された、縦の姿勢のインサート部材５を加熱可能に構成されている。加熱装置６０は、一例として、その内部に形成された加熱面６１にて、インサート部材５を加熱する。加熱装置６０の上面には、インサート部材５を配置可能な溝が形成されている。インサート部材５は、この溝を通して加熱装置６０内に縦の姿勢のまま収容され、加熱面６１に対向配置される。加熱装置６０は、制御装置９０により制御される。

搬送装置７０は、インサート部材５を縦の姿勢で、加熱装置６０及び金型２１へ順次搬送可能に構成されている。インサート部材５は、後述するように、本実施形態では一例として、押圧装置８０によりシートストッカ５０から取り出される。この為、搬送装置７０は、さらに、押圧装置８０から、インサート部材５を受け取ることを可能に構成されている。搬送装置７０は、本実施形態では一例として、インサート部材５を保持する保持装置７１、及び保持装置７１を移動する装置本体７２を有している。

保持装置７１は、図３に示すように、本実施形態では一例として、インサート部材５の上部を挟持することにより保持するチャック装置である。保持装置７１は、開閉可能な複数のチャック７３、及び、複数のチャック７３を装置本体７２に支持する支持部７４を有している。

チャック７３は、第１の挟持部７３ａ、及び第２の挟持部７３ｂ（図６及び図７に示す）を有している。挟持部７３ａ，７３ｂが近づくことにより、挟持部７３ａ，７３ｂの間にインサート部材５を挟持可能となる。挟持部７３ａ，７３ｂが離間することにより、挟持部７３ａ，７３ｂ間にインサート部材５を配置または離脱させることが可能となる。チャック７３は、図示しない駆動部により駆動される。この駆動部は、制御装置９０により、制御される。

支持部７４は、一例として、棒部材である。支持部７４の一端は、装置本体７２に固定されている。支持部７４の他端には、チャック７３が設けられている。支持部７４は、インサート部材５を金型２１に搬送したときに、装置本体７２が金型２１に干渉しない長さを有している。
装置本体７２は、本実施形態では、一例として、ロボットアーム等の多関節ロボットである。

図４及び図５に示すように、押圧装置８０は、位置決めピン２６が挿通可能な孔を有する押圧部材８１、並びに、押圧部材８１を、固定型２３及び移動型２４のうち位置決めピン２６が設けられた一方に向かって移動可能な移動装置８２を有している。

押圧部材８１は、本実施形態では一例として、基部８３、及び、位置決めピン２６が挿通可能なパイプ８４を有している。基部８３は、一例として、板状に形成されている。

パイプ８４は、本実施形態では位置決めピン２６が複数設けられることから、複数用いられている。パイプ８４は、断熱材料から形成されており、後述するように、インサート部材５を押圧することによって位置決めピン２６によりインサート部材５に穿設可能となる程度の強度を有している。パイプ８４の内径は、少なくとも、位置決めピン２６の穿設部２６ｂを配置可能な内径に設定されている。本実施形態では一例として、パイプ８４の内径は、位置決めピン２６のピン本体２６ａより大きい内径に設定されている。

複数のパイプ８４のそれぞれの位置関係は、複数の位置決めピン２６のそれぞれの位置関係と同じである。すなわち、押圧部材８１を固定型２３に向かって移動すると、全ての位置決めピン２６の穿設部２６ｂが、パイプ８４内に配置可能となる。

複数のパイプ８４の先端８４ａの位置は、固定型２３のコア２３ａの表面に沿うように配置されている。具体的には、コア２３ａの表面のうち他の部分に対して低い部分（図６の範囲Ｆ６）に対向するパイプ８４の先端８４ａは、他のパイプ８４の先端８４ａよりも、基部８３に対して離れた位置に配置されている。換言すると、基部８３に対するパイプ８４の高さが異なる。

この高さの違い、すなわちパイプ８４の長さの違いは、コア２３ａの表面うち低い部分（図６の範囲Ｆ６）に設けられた位置決めピン２６の段部２６ｄから、移動型２４の移動方向に沿って他の位置決めピン２６の段部２６ｄまでの長さと同じである。

この為、押圧部材８１がインサート部材５に押圧されることにより位置決めピン２６がインサート部材５を穿設する場合、全ての位置決めピン２６を、段部２６ｄがインサート部材５に接触する位置まで、インサート部材５にさし込むことが可能となる。

移動装置８２は、基部８３を支持している。移動装置８２は、押圧部材８１を、移動型２４側から固定型２３に向かって、穿設部２６ｂがパイプ８４内に配置されていない位置から、穿設部２６ｂがパイプ８４内に配置される位置まで移動可能に構成されている。

また、移動装置８２は、金型２１の型締めの際、すなわち、移動型２４を固定型２３に向かって移動する際に、押圧部材８１及び移動装置８２を、金型２１に干渉しない位置まで退避可能に構成されている。移動装置８２は、本実施形態では一例として、ロボットアーム等の多関節ロボットである。

また、押圧部材８１は、成形品６を移動型２４より分離する際に成形品６を保持する保持部として、吸着部８５を有している。吸着部８５は、負圧により成形品６を吸着することにより、成形品６を保持する。

吸着部８５は、基部８３の、パイプ８４が固定された面の反対側の面に固定されている。吸着部８５は、本実施形態では、一例として、複数設けられている。吸着部８５は、一例として、やわらかい樹脂材料から筒状に形成されており、比較的硬いパイプ８６を介して基部８３に固定されている。基部８３においてパイプ８６が固定される部分は、パイプ８６内に連通する孔が形成されている。この孔には、配管８７が連結されている。

配管８７は、ポンプ等の負圧発生装置８９（図１に示す）に連結されている。配管８７は、基部８３の、パイプ８４が固定された面側に配置されている。このように、吸着部８５は、パイプ８６、及び配管８７により、負圧発生装置８９に連結されている。負圧発生装置８９は、一例として、移動装置８２の近傍に配置されている。
なお、押圧装置８０は、本実施形態では一例として、シートストッカ５０からインサート部材５を取り出可能に構成されている。本実施形態ではこの機能を達成する為に、移動装置８２は、押圧部材８１をシートストッカ５０のインサート部材５まで移動し、吸着部８５によりインサート部材５に押圧することを可能に構成されている。さらに、押圧装置８０は、シートストッカ５０から吸着部８５により吸着させて取り出したインサート部材５を、縦の姿勢にして保持する。

制御装置９０は、金型装置２０、射出装置４０、加熱装置６０、搬送装置７０、押圧装置８０、及び、負圧発生装置８９の動作を制御可能に構成されている。制御装置９０は、一例として、ベース１１上に設置されている。

次に、このように構成された成形装置１０により１つの成形品６を製造する動作の一例を説明する。
まず、最初の１個目の成形品６を成形する場合は、加熱装置６０は、制御装置９０の制御により、加熱面６１を加熱し、インサート部材５を加熱可能な状態になされる。さらに、金型２１、及び押圧部材８１は、図６に示す位置に配置される。すなわち、制御装置９０の制御により型締装置２２が駆動され、移動型２４が固定型２３から離れた位置まで移動される。

移動型２４が固定型２３から離れた位置まで移動されると、位置決めピン２６及び進退部材２８は、駆動部２７の弾性部材３０及び連結部材２９により、初期位置Ｐ１に位置決められる。

加熱装置６０の加熱面６１が十分加熱されると、押圧装置８０は、シートストッカ５０で例えば縦の姿勢で保管されている１つのインサート部材５を、吸着部８５により吸着してシートストッカ５０から取り出す。インサート部材５の取り出し動作の一例としては、まず、負圧発生装置８９が駆動される。そして、移動装置８２は、押圧部材８１をシートストッカ５０に移動して吸着部８５を取り出すインサート部材５に押し付ける。吸着部８５がインサート部材５に押し付けられることにより、吸着部８５はインサート部材５を吸着する。吸着部８５がインサート部材５を吸着すると、移動装置８２は、押圧部材８１をシートストッカ５０から移動する。押圧装置８０は、シートストッカ５０から取り出したインサート部材５を縦の姿勢で保持する。

搬送装置７０は、インサート部材５を保持する押圧装置８０まで移動し、押圧装置８０により保持された縦の姿勢のインサート部材５の例えば上部をチャック７３により把持する。搬送装置７０は、インサート部材５を把持すると、インサート部材５を、縦の姿勢で加熱装置６０まで搬送する。

さらに、搬送装置７０は、インサート部材５を加熱装置６０内に収容し、インサート部材５を加熱面６１に対向配置する。インサート部材５は、加熱面６１まで搬送されると、加熱される。押圧装置８０は、搬送装置７０にインサート部材５を渡すと、押圧部材８１を移動装置８２によりインサート部材５及び移動型２４の間に移動する。さらに、押圧部材８１は、本実施形態では一例として、移動装置８２により、複数のパイプ８４が、各パイプ８４に挿入される位置決めピン２６と同軸的に配置される姿勢なされる。

搬送装置７０は、インサート部材５が所定温度まで加熱されると、図６に示すように、インサート部材５を、位置決めピン２６に対向する所定の位置まで搬送する。この所定の位置とは、インサート部材５が、成形空間７内に適切に配置される位置である。本実施形態では一例として、この所定位置は、インサート部材５は、複数の位置決めピン２６の先端２６ｃには接触しない位置である。なお、他の例では、インサート部材５が搬送される所定位置は、インサート部材５が縦の姿勢を保ったまま、位置決めピン２６の先端２６ｃに接触する位置であってもよい。

インサート部材５が複数の位置決めピン２６に対する所定位置まで搬送されると、移動装置８２は、図７に示すように、押圧部材８１を、パイプ８４の軸方向に、インサート部材５に向かって移動する。押圧部材８１が移動されることにより、パイプ８４の先端８４ａが、インサート部材５に接触する。

移動装置８２がさらに押圧部材８１を固定型２３に向かって移動すると、インサート部材５が位置決めピン２６の先端２６ｃに押圧される。移動装置８２がさらに押圧部材８１を固定型２３に向かって移動すると、インサート部材５が位置決めピン２６の穿設部２６ｂにより、穿設される。位置決めピン２６においてインサート部材５を突き抜けた部分は、パイプ８４内に収容される。

なお、本実施形態では、搬送装置７０は、インサート部材５が押圧部材８１により固定型２３に向かって押圧される際に、押圧部材８１の移動方向と平行に、インサート部材５の縦の姿勢が維持されるよう、チャック７３を固定型２３側に移動する。すなわち、図７に２点鎖線で示す所定位置から、実線で示す位置まで移動される。

位置決めピン２６の段部２６ｄがインサート部材５に接触するまで押圧部材８１が移動されると、押圧部材８１の移動が停止される。なお、段部２６ｄがインサート部材５に接触するまでの間の押圧部材８１の移動量、及びチャック７３の移動量は、予め決定されている。移動装置８２及び搬送装置７０の装置本体７２は、この移動量に基づいて、駆動される。

段部２６ｄがインサート部材５に接触するまでインサート部材５が移動されると、押圧部材８１及び移動装置８２は、金型装置２０に干渉しない位置まで退避される。さらに、段部２６ｄがインサート部材５に接触するまでインサート部材５が移動されると、搬送装置７０は、チャック７３を開いてインサート部材５の保持を解除し、金型装置２０に干渉しない位置まで退避される。このような搬送装置７０の退避動作、及び押圧装置８０の退避動作は、同時に行われてもよい。

搬送装置７０及び押圧装置８０が退避されると、制御装置９０により型締装置２２の移動機構３４が駆動されて移動型２４が固定型２３に向かって移動される。移動型２４が所定距離移動されると、移動型２４は、進退部材２８に当接する。移動型２４が固定型２３側にさらに移動されると、進退部材２８は、弾性部材３０の弾性力に抗って、移動型２４とともに、移動する。すなわち、進退部材２８が、退避される。

進退部材２８が退避されると、連結部材２９により、複数の位置決めピン２６も退避位置に向かって移動する。このとき、インサート部材５は、穿設部２６ｂにより穿設されることにより、位置決めピン２６に保持されているので、インサート部材５も、固定型２３に向かって移動する。

図８に示すように、型締装置２２により金型２１が型締めされると、すなわち、固定型２３及び移動型２４の間に成形空間７が形成されると、位置決めピン２６が退避位置まで移動された状態となり、位置決めピン２６がインサート部材５から抜き取られる。さらに、型締め状態となると、インサート部材５は、成形空間７の形状に賦形される。

さらに、成形空間７が形成されると、制御装置９０の制御により、射出装置４０が固定型２３のゲートを介して成形材料８を成形空間７内に射出する。成形材料８が、射出されることにより、成形材料８、及び賦形されたインサート部材５から成形品が成形される。

次に、射出装置４０より成形材料８が射出された後、所定の冷却時間が経過すると、制御装置９０の制御により移動機構３４が駆動されて移動型２４が固定型２３から離間される。すなわち、金型２１が開いた状態となる。金型２１が開くと、複数の進退部材２８、及び複数の位置決めピン２６は、弾性部材３０の復元力により、初期位置Ｐ１まで移動する。

また、搬送装置７０及び押圧装置８０が退避された後、射出装置４０により射出されて金型２１が開くまでの間に、次の成形品６の成形に備えて、押圧装置８０はシートストッカ５０からインサート部材５を取り出す。搬送装置７０は、押圧装置８０からインサート部材５を受け取とり、加熱装置６０によりインサート部材５を加熱する。なお、この押圧装置８０によるインサート部材５の取り出し、及び、搬送装置７０によるインサート部材５の搬送は、上述の説明による動作と同じである。

図９に示すように、金型２１が開かれると、制御装置９０の制御により、押圧装置８０の移動装置８２が駆動され、吸着部８５が、移動型２４に保持された成形品６に押圧される。なお、本実施形態では、成形品６は、移動型２４のアンダーカット構造により、移動型２４に保持されている。さらに、搬送装置７０は、加熱装置６０により加熱されたインサート部材５を、縦の姿勢で、位置決めピン２６に対向配置する。

吸着部８５が成形品６に押圧されると、制御装置９０の制御により負圧発生装置８９が駆動される。負圧発生装置８９が駆動されると、成形品６は吸着部８５により吸着されて吸着部８５に保持される
成形品６が吸着部８５により保持されると、移動装置８２は、押圧部材８１を固定型２３側に移動することにより、成形品６を移動型２４から分離する。なお、負圧発生装置８９は、吸着部８５が成形品６に押圧される前の状態において、駆動が開始されてもよい。

このような成形装置１０の動作により、１つの成形品６が成形され、金型２１から取り出される。

さらに、移動装置８２は、押圧部材８１を、吸着部８５により吸着された成形品６を移動型２４から分離する為に固定型２３側に所定距離移動すると停止される。この停止位置は、次に搬送されたインサート部材５を位置決めピン２６により穿設する為の、押圧部材８１の待機位置である。このように停止された状態は、図６に示す状態である。すなわち、１つの成形品６を成形する１サイクルのはじめの状態に戻る。

なお、２個目以降の成形品６を成形する場合に、押圧部材８１がインサート部材５を固定型２３側に押す為に位置決めピン２６に対向配置された状態では、吸着部８５に成形品６が吸着されて保持された状態である。押圧装置８０は、押圧部材８１を固定型２３側に移動することにより位置決めピン２６によってインサート部材５に穿設させた後に退避すると、負圧発生装置８９の駆動を停止して成形品６を吸着部８５から脱離させる。

なお、成形品６の取り出し工程、及び、インサート部材５の搬送工程を同時に行うことによって、成形品６を移動型２４から分離した状態においてインサート部材５を位置決めピン２６に対向する所定位置に配置させると、押圧部材８１を停止することなく固定型２３側に移動することにより、パイプ８４によってインサート部材５を押圧可能である。すなわち、押圧装置８０による成形品６の移動型２４からの分離作業、及び、押圧装置８０によるインサート部材５の穿設作業を、押圧装置８０の一連の動作で行うことが可能となる。

以後、同様の工程を繰り返す。これらの工程を繰り返すことにより順次成形品が製造される。

このように構成された成形装置１０は、搬送装置７０及び、押圧装置８０を有することにより、移動型２４に、インサート部材５を押圧することにより穿設する為の形状を持たせることがない。

この為、移動型２４の設計に制限が生じることを防止できる。すなわち、成形装置１０によれば、金型２１に設計の制限が生じることを防止できる。

さらに、成形装置１０は、押圧装置８０を有することにより、移動型２４に、インサート部材５を押圧してインサート部材５に穿設させる機能を持たせることがない。この為、型締めする際に、型締装置２２による移動型２４の移動速度を向上できる。

すなわち、移動型２４によりインサート部材５を押圧してインサート部材５に穿設させる場合は、位置決めピン２６が適切にインサート部材５に刺さるように、移動型２４の移動速度を遅くする必要がある。さらに、移動型２４及び搬送装置７０のチャック７３が干渉することを防止する為に、移動型２４の移動を一端停止する必要がある。しかしながら、本実施形態では、移動型２４が移動される前に押圧装置８０によりインサート部材５が穿設されるので移動型２４の移動速度を遅くする必要がない。さらに、移動型２４が移動される前にインサート部材５が位置決めピン２６に保持されているので、移動型２４がチャック７３に接近する前に、チャック７３を退避させることができる。この為、移動型２４を一旦停止する必要もない。これらのことより、移動型２４の移動速度を向上でき、さらに、移動型２４を一旦停止する必要がないので、成形品６の成形に係る時間を短縮することができる。

さらに、押圧装置８０による、成形品６の移動型２４からの分離作業、及び、インサート部材５への穿設作業を、押圧装置８０の姿勢を大きく変更することなく連続して行うことができるので、成形品６の成形に係る時間を短縮できる。

さらに、位置決めピン２６は、駆動部２７により、金型２１の型締め状態においては位置決めピン用孔２３ｂ内に退避される。この為、成形品６に貫通孔が形成されることがない。さらに、位置決めピン２６が駆動部２７により、移動型２４の移動に伴って退避されるので、移動型２４が位置決めピン２６に干渉することがないので、移動型２４の移動速度を向上することが可能となる。

さらに、パイプ８４によりインサート部材５を押圧するので、押圧部材８１のインサート部材５への接触面積を小さくできる。この為、押圧部材８１がインサート部材５に接触することによるインサート部材５の温度低下を防止できる。さらに、パイプ８４が断熱材から形成されているので、パイプ８４がインサート部材５に接触することによるインサート部材５の温度低下を防止できる。

搬送装置７０は、インサート部材５を縦の姿勢で搬送し、位置決めピン２６によりインサート部材５が穿設されるまで、チャック７３によりインサート部材５を保持する。これにより、金型２１へのインサート部材５のインサート時に、インサート部材５が落下することを防止可能となる。

また、位置決めピン２６によりインサート部材５を穿刺することによって、インサート部材５を位置決めピン２６に保持させることから、予めインサート部材５に位置決め用の孔部を設ける必要がなく、インサート部材５の加工費を低減することが可能となる。

また、インサート部材５に予め位置決め用の孔を形成し、この孔に位置決めピン２６を挿入する構成でないことから、位置決めピン２６に対するインサート部材５の位置の精度が高くなくても、インサート部材５を位置決めピン２６に保持することが可能となる。

なお、本実施形態では、搬送装置７０は、２つのチャック７３によってインサート部材５の上部を挟持する構成のみを説明したが、これに限定されない。例えば、チャック７３は、上下にそれぞれ２箇所に設ける構成であっても、インサート部材５の上縁に３箇所以上設ける構成であってもよい。また、チャック７３の周縁の保持する位置は、インサート部材５の形状に応じて適宜設定可能である。

また、挟持部７３ａ，７３ｂの先端の形状は、適宜設定可能である。ただし、チャック７３は、インサート部材５を保持可能であれば、インサート部材５に接触する面積は極力小さいほうが好ましい。

また、本実施形態では、押圧部材８１は、パイプ８４により、位置決めピン２６を内側に配置可能な形状を達成している。しかしながら、押圧部材８１は、パイプ８４を有する構造に限定されない。他の例では、位置決めピン２６を配置可能な孔が形成された、例えば板部材であってもよい。

また、本実施形態では、位置決めピン２６は、型締め状態では、先端２６ｃが位置決めピン用孔２３ｂ内に配置される位置まで退避された。すなわち、先端２６ｃは成形空間７内に配置されない。しかしながら、位置決めピン２６の退避位置は、先端２６ｃが位置決めピン用孔２３ｂ内に配置される位置に限定されない。他の例では、先端２６ｃが成形空間７内に配置される位置であってもよい。このように、退避位置を調整することにより、成形品６に貫通孔、または、くぼみを形成することが可能となる。

また、本実施形態のように、位置決めピン２６が、先端２６ｃが位置決めピン用孔２３ｂ内に収容されるまで退避されると、インサート部材５は、コア２３ａの表面に当接されるまで移動される。しかしながら、位置決めピン２６によるインサート部材５のさしこみ量を調整し、さらに、位置決めピン２６の退避量を調整することにより、成形空間７内でのインサート部材５の位置を調整することも可能となる。なお、さしこみ量とは、位置決めピン２６においてインサート部材５内に配置される長さ、及びインサート部材５を突き抜けて出た部分の長さの合計である。

例えば、インサート部材５に対する位置決めピン２６のさし込み量、を小さくし、さらに、位置決めピン２６の退避量を、先端２６ｃが成形空間７内に配置される量とすることにより、インサート部材５を、成形空間７の厚み方向の例えば中間位置、または、移動型２４側に配置することも可能となる。

また、本実施形態では、パイプ８４が断熱材から形成されることにより、インサート部材５の温度低下を防止している。しかしながら、インサート部材５の温度低下を防止する手段は、押圧部材８１においてインサート部材５に接触する部分を断熱材で形成することに限定されない。他の例では、押圧装置８０は、押圧部材８１においてインサート部材５に接触する部分を加熱するヒータを有してもよい。すなわち、本実施形態では、ヒータによりパイプ８４を加熱してパイプ８４の温度を高い状態に保つことにより、インサート部材５の温度低下を防止できる。

また、本実施形態では、位置決め装置２５は、固定型２３に設けられたが、これに限定されない。位置決め装置２５は、移動型２４に設けられてもよい。移動型２４に位置決め装置２５が設けられる場合では、金型２１が開いた状態において、搬送装置７０は、インサート部材５を、移動型２４の位置決めピン２６に対向する位置に搬送する。そして、押圧装置８０は、押圧部材８１を、移動型２４に向かって押圧する。搬送装置７０は、インサート部材５が位置決めピン２６により穿設されてインサート部材５に固定されると、チャック７３を開くことによりインサート部材５の保持を解除し、チャック７３を移動型２４に干渉しない位置まで退避する。チャック７３が退避されると、移動型２４が固定型２３に向かって移動されて型締めされる。

このように、移動型２４に位置決め装置２５が形成される構造であっても、本実施形態と同様の作用及び効果が得られる。

また、本実施形態では、成形品６は、移動型２４に保持された。すなわち、成形品６は、固定型２３及び移動型２４のうち、位置決め装置２５が形成されていない方の型に保持された。しかしながら、成形品６は、固定型２３及び移動型２４のうち、位置決め装置２５が形成されていない方の型に保持されることに限定されない。他の例では、成形品６は、固定型２３及び移動型２４のうち、位置決め装置２５が形成された方の型に、アンダーカット構造等によって保持されてもよい。この場合、移動装置８２は、押圧部材８１を反転可能に構成される。

すなわち、移動装置８２は、押圧部材８１の位置決めピン２６を配置可能な孔（本実施形態でパイプ８４）を、固定型２３及び移動型２４のうち、位置決め装置２５が形成された方に向かせること、及び、吸着部８５を固定型２３及び移動型２４のうち、位置決め装置２５が形成された方に向かせることを達成可能に構成されている。

また、本実施形態では、移動型２４から成形品６を分離する際に成形品６を保持する保持部として、吸着部８５が用いられた。しかしながら、保持部は、吸着部８５に限定されない。他の例では、保持部は、粘着力を有し、この粘着力により成形品６を保持可能に形成されてもよい。または、保持部は、チャック機構を有し、このチャック機構により成形品６を挟持することによって成形品６を保持可能に構成されてもよい。

また、本実施形態では、押圧部材８１は、金型２１が開いた状態においては、パイプ８４が位置決めピン２６と同軸となる位置に配置された。このことにより、パイプ８４は、押圧部材８１をパイプ８４の軸方向に移動されることにより、インサート部材５に当接された。すなわち、押圧部材８１が直線的に移動されるので、押圧部材８１の移動距離を短くすることができる。

しかしながら、押圧部材８１は、パイプ８４が位置決めピン２６と同軸に配置されることに限定されない。他の例では、押圧部材８１は、インサート部材５に向かって移動される過程で、同時に、パイプ８４が位置決めピン２６と同軸となるように移動されてもよい。

また、本実施形態では、押圧装置８０は、シートストッカ５０からインサート部材５を取り出し可能に構成された。しかしながら、インサート部材５は、押圧装置８０によりシートストッカ５０から取り出されることに限定されない。例えば、インサート部材５は、搬送装置７０により、シートストッカ５０から取り出されてもよい。すなわち、搬送装置７０は、シートストッカ５０から、１つのインサート部材５をチャック７３により挟持して取り出し、インサート部材５を縦の姿勢で、加熱装置６０及び金型２１へ順次搬送可能に構成されてもよい。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］
固定型、及び、前記固定型に対して移動可能に設けられ、前記固定型との間に成形品に応じた成形空間を形成可能な移動型を具備した金型と、
前記固定型及び前記移動型の一方に設けられ、他方に向かって突出する位置決めピンと、
インサート部材を前記ピンに対向する位置に搬送する搬送装置と、
前記位置決めピンが挿通可能な孔が形成された押圧部材、及び、前記押圧部材を、前記移動型及び前記固定型のうち前記一方に向かって移動して前記位置決めピンを前記孔に挿通可能な移動装置を具備した押圧装置と、
を具備した成形装置。
［２］
前記押圧装置は、前記成形品を保持可能な保持部を具備する
［１］に記載の成形装置。
［３］
前記保持部は、前記押圧部材において前記孔と反対側に設けられる
［２］に記載の成形装置。
［４］
前記固定型及び前記移動型の前記一方に位置決めピン用孔が形成され、
前記位置決めピンは、前記位置決めピン用孔内に移動可能に配置され、
さらに、前記位置決めピンを、前記固定型及び前記移動型の前記一方から前記他方側に突出した位置、並びに、前記固定型及び前記移動型の前記他方に干渉しない位置まで退避した位置の間で移動する駆動部を具備し、
前記駆動部は、前記移動型の移動に伴って、前記位置決めピンを移動する
［１］乃至［３］のいずれか１に記載の成形装置。
［５］
前記固定型及び前記移動型の前記一方に、前記一方を前記移動型の移動方向に貫通する進退部材用孔が形成され、
前記駆動部は、前記進退部材用孔内に配置され、前記固定型及び前記移動型の前記一方から前記他方に向かって突出した位置、及び前記進退部材用孔内に退避した位置した位置の間で移動可能な進退部材、前記進退部材及び前記位置決めピンを連結する連結部材、及び、前記連結部材を、前記他方側に付勢する弾性部材を具備する
［４］に記載の成形装置。

５…インサート部材、６…成形品、７…成形空間、１０…成形装置、２０…金型装置、２１…金型、２３…固定型、２３ｂ…位置決めピン用孔、２３ｃ…進退部材用孔、２４…移動型、２６…位置決めピン、２７…駆動部、２８…進退部材、２９…連結部材、７０…搬送装置、８０…押圧装置、８１…押圧部材、８２…移動装置、８５…吸着部。

Claims (3)

1. 固定型及び移動型を具備した金型が開いた状態で、前記固定型または前記移動型に保持された成形品を、押圧部材に設けられた保持部で保持して移動装置で前記押圧部材を移動することで前記成形品を分離して取り出して前記押圧部材を前記固定型と前記移動型の間に配置し、
   前記固定型及び前記移動型の一方に設けられ他方に向かって突出する位置決めピンと対向する位置に、加熱されたインサート部材を搬送装置により搬送し、
   前記保持部で前記成形品を保持した前記押圧部材を前記移動装置により前記位置決めピン側に移動して前記押圧部材の前記保持部に対して反対側で前記インサート部材を前記位置決めピンに押圧することで前記位置決めピンで前記インサート部材を穿設させて前記押圧部材の前記保持部に対して反対側に形成され前記位置決めピンが挿通可能な孔に前記位置決めピンを挿通し、
   前記搬送装置、前記押圧部材及び前記移動装置を前記金型の型締めに干渉しない位置に退避させ、
   前記金型を型締めする、
   成形品の成形方法。
2. 前記固定型及び前記移動型の前記一方に位置決めピン用孔が形成され、
   前記位置決めピンは、前記位置決めピン用孔内に移動可能に配置され、
   前記位置決めピンを、前記固定型及び前記移動型の前記一方から前記他方側に突出した位置、並びに、前記位置決めピンの先端が前記位置決めピン用孔内に収容される位置の間で移動する駆動部により、前記移動型の移動に伴って前記位置決めピンを移動し、前記金型が型締めされた状態では、前記位置決めピンの前記先端を前記位置決めピン用孔内に収容する、
   請求項１に記載の成形品の成形方法。
3. 固定型及び移動型を具備した金型が開いた状態で、前記固定型または前記移動型に保持された成形品を、押圧部材に設けられた保持部で保持して移動装置で前記押圧部材を移動することで前記成形品を分離して取り出して前記押圧部材を前記固定型と前記移動型の間に配置し、
   前記固定型及び前記移動型の一方に設けられ他方に向かって突出する位置決めピンと対向する位置に、加熱されたインサート部材を搬送装置により搬送し、
   前記保持部で前記成形品を保持した前記押圧部材を前記移動装置により前記位置決めピン側に移動して前記押圧部材の前記保持部に対して反対側で前記インサート部材を前記位置決めピンに押圧することで前記位置決めピンで前記インサート部材を穿設させて前記押圧部材の前記保持部に対して反対側に形成され前記位置決めピンが挿通可能な孔に前記位置決めピンを挿通し、
   前記搬送装置、前記押圧部材及び前記移動装置を前記金型の型締めに干渉しない位置に退避させ、
   前記金型を型締めする、成形品の成形方法であって、
   前記固定型及び前記移動型の前記一方に位置決めピン用孔が形成され、
   前記位置決めピンは、前記位置決めピン用孔内に移動可能に配置され、
   前記固定型及び前記移動型の前記一方にコアが設けられ、
   前記位置決めピンは、ピン本体、及び前記ピン本体の先端に形成され、軸線に直交する断面が前記ピン本体の軸線に直交する断面より小さい穿設部を備え、前記ピン本体及び前記穿設部の間に段部が形成される複数が設けられ、
   前記押圧部材は、前記穿設部による前記インサート部材の穿設方向で前記複数の位置決めピンに対向し、前記複数の位置決めピンの前記穿設部が挿通可能な複数のパイプが、前記保持部の反対側に設けられ、
   前記複数の位置決めピンの前記段部は、前記コアの表面の形状に沿って配置され、
   前記複数のパイプの先端は、前記コアの表面の形状に沿って配置され、
   前記位置決めピンを、前記固定型及び前記移動型の前記一方から前記他方側に突出した位置、並びに、前記位置決めピンの先端が前記位置決めピン用孔内に収容される位置の間で移動する駆動部により、前記移動型の移動に伴って前記位置決めピンを移動し、前記金型が型締めされた状態では、前記位置決めピンの前記先端を前記位置決めピン用孔内に収容するとともに、
   前記移動装置により前記複数の位置決めピンの前記段部が前記インサート部材に接触するまで、前記押圧部材を移動する、
   成形品の成形方法。

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