JP7211105B2 - 型内塗装用金型及び型内塗装方法 - Google Patents

Description

本発明は、型内塗装用金型及び型内塗装方法に関する。

樹脂成形品を金型内で塗装する型内塗装技術が知られている。型内塗装を行うことによって製造工程の短縮化を図ることができる。

型内塗装を実施する場合、まず、射出成形等により樹脂成形体を成形する。次いで、樹脂成形体を型内塗装用金型のキャビティ内に配設し、型閉した後に、キャビティ内に塗料を注入する。このとき低粘度の塗料が型内塗装用金型のキャビティから外部に漏れ出す虞がある。従って、塗料がキャビティから漏出することを防止するための方策を施す必要がある。

特許文献１は、キャビティ回りに補助キャビティ空間を設けるとともに補助キャビティ空間に充填された樹脂を押圧する押圧機構が設けられた型内塗装用金型を提案する。押圧機構により補助キャビティ空間内の樹脂（パーティング面シール部材）が押圧されることにより、塗料の漏出が防止される。

特開２００９－２２０３２７号公報

（発明が解決しようとする課題）
昨今の製造業界において、金属製の部品を樹脂製の部品に置き換えることによる軽量化が推し進められている。また、置き換える部品に強度、剛性が必要な場合、強化繊維等の強化材が含まれた樹脂成形体（以下、強化樹脂成形体）が用いられる。

強化樹脂成形体を射出成形等により成形する場合、強化材は成形時に樹脂の流動方向に配向する傾向にある。強化樹脂成形体内の強化材が配向性を有する場合、成形後における強化樹脂成形体の収縮量は、強化材の配向方向に小さく、配向方向とは垂直な方向に大きい。こうした収縮異方性によって、強化樹脂成形体は成形後に大きく反り変形を起こす。

反り変形した強化樹脂成形体を型内塗装しようとする場合、型内塗装の際の型合わせ時に強化樹脂成形体自身の強度が高いことによって、変形した反りが十分に矯正されない可能性が高い。このため、強化樹脂成形体の変形によってキャビティ内に生じた隙間を通じて塗料が漏出する虞がある。また、強化樹脂成形体の表面が強化材により毛羽立つ場合があり、この場合、表面の毛羽立ちにより形成される微小隙間から塗料が漏出する虞がある。そのため、特許文献１記載の技術をもってしても、塗料の漏出を十分に抑えることができない。塗料の漏出を十分に抑えることができない場合、成形品の周端からバリが発生する。このように、従来では、強化樹脂成形体を型内塗装することが困難であった。

そこで、本発明は、塗料が漏出されることなく、強化樹脂成形体に型内塗装を行うことができるように構成される型内塗装用金型及び型内塗装方法を提供することを、目的とする。

本発明は、可動側型合わせ面（１１）を有し、可動側型合わせ面に可動側パーティング面（１２）及び可動側キャビティ壁面（１３）が形成されている可動型（１０）と、固定側型合わせ面（３１）を有し、固定側型合わせ面に固定側パーティング面（３２）及び固定側キャビティ壁面（３３）が形成されているとともに可動型に型合わせされる固定型（３０）と、可動型と固定型が型合わせされたときに可動側キャビティ壁面と固定側キャビティ壁面とにより形成されるキャビティ（Ｃ２）内に塗料を注入することができるように、固定型に形成された塗料供給通路（４５）と、を備え、塗料供給通路からキャビティ内に注入された塗料がキャビティ内に配されている強化繊維が強化材として含まれた樹脂成形体である強化樹脂成形体（Ｓ１）と固定側キャビティ壁面との間に形成されるクリアランス（Ｇ）に充填されることにより強化樹脂成形体を型内塗装することができるように構成された型内塗装用金型であって、固定側キャビティ壁面は、その外周端部領域に形成され、外周端縁（３３ａ）に近づくほどクリアランスが狭くなるように形成された徐変形状壁面（５３ａ）を有する、型内塗装用金型を提供する。

本発明によれば、固定型と可動型が型合わせされたときに両型のキャビティ壁面により形成されるキャビティ内に塗料が注入されることにより、キャビティ内に配されている強化樹脂成形体と固定側キャビティ壁面との間に形成されるクリアランスに塗料が充填される。こうしてクリアランスに充填された塗料によって、強化樹脂成形体の表面が塗装される。このとき、固定側キャビティ壁面の徐変形状壁面によって、強化樹脂成形体と固定側キャビティ壁面の外周端部領域との間のクリアランスが、固定側キャビティ壁面の外周端縁に近づくほど、すなわち強化樹脂成形体の周端に向かうにつれて、狭くなるように形成される。このようにキャビティの外周端部領域においてクリアランスが外周端縁に近づくほど狭められていることによって、キャビティからの塗料の漏出が効果的に防止される。よって、キャビティから塗料が漏出することなく、強化樹脂成形体に型内塗装を行うことができる。

この場合、固定型は、強化樹脂成形体の周端部を拘束する複数の矯正ブロック（５０）を有するとよい。そして、複数の矯正ブロックによって強化樹脂成形体の全周端部が拘束されるとともに、徐変形状壁面が複数の矯正ブロックに形成されているとよい。この場合、複数の矯正ブロックには、強化樹脂成形体の周端部を拘束するための拘束壁面（５３ｂ）が形成されていてもよい。これによれば、複数の矯正ブロックが強化樹脂成形体の全周端部を拘束することによって、強化樹脂成形体の変形が矯正される。このためキャビティ内における強化樹脂成形体と固定側キャビティ壁面との間のクリアランスを適正な大きさに保つことができる。よって、強化樹脂成形体の変形によってクリアランスが必要以上に大きくなることに起因した塗料の漏出が効果的に防止される。また、矯正ブロックに徐変形状壁面を形成することにより、矯正ブロックに強化樹脂成形体の矯正機能及び塗料の漏出防止機能（シール機能）を兼ね備えさせることができる。また、矯正ブロックによって強化樹脂成形体を矯正するため、予め強化樹脂成形体の成形時に変形を見込んで型設計を行うために要する工数及び、金型の修正に要する費用を、大幅に削減することができる。さらに、複数の矯正ブロックに分けて強化樹脂成形体の全周端部を拘束することにより、単一の金型で強化樹脂成形体の全周端部を拘束する場合と比較して、強化樹脂成形体の周端部の全体をより均一に矯正することができる。

さらにこの場合、複数の矯正ブロックは、可動側パーティング面に面当たりするブロック側パーティング面（５２）と、キャビティ内に配されている強化樹脂成形体の周端部に所定の隙間（クリアランス）を隔てて対面するブロック側キャビティ壁面（５３）とを有し、徐変形状壁面がブロック側キャビティ壁面に形成されているとよい。さらに、ブロック側キャビティ壁面には、徐変形状壁面に加え、徐変形状壁面の外周側に拘束壁面が形成されていてもよい。これによれば、矯正ブロックのブロック側パーティング面と可動側パーティング面とを面当たりさせた状態で強化樹脂成形体を矯正ブロックで可動側キャビティ壁面に押し付けることによって、強化樹脂成形体の周端部を拘束することができる。

また、固定型は、本体型（４０）を有するとよい。この場合、固定側キャビティ壁面の外周端部領域が複数の矯正ブロックにより形成され、固定側キャビティ壁面の外周端部領域以外の部分が本体型により形成されるとよい。そして、複数の矯正ブロックが、本体型に対して型合わせ方向に移動可能に本体型に取り付けられているとよい。これによれば、固定型と可動型とを型合わせ（型閉）する前に、矯正ブロックのみを可動側型合わせ面に近づく方向に移動させて、可動側キャビティ壁面に取り付けられている強化樹脂成形体を拘束することにより、強化樹脂成形体の変形を矯正することができる。そして、強化樹脂成形体の変形を矯正ブロックで矯正した後に、可動型と固定型（本体型）とを型合わせすることにより、矯正された状態の強化樹脂成形体をキャビティ内に配することができる。

また、複数の矯正ブロックのそれぞれに、ヒータ（９０）が内蔵されているとよい。これによれば、ヒータを作動させて複数の矯正ブロックを加熱することにより、矯正ブロックに形成された徐変形状壁面とキャビティ内の強化樹脂成形体との間のクリアランスに充填された塗料を速やかに硬化させることができる。こうして素早く塗料を硬化させることにより、キャビティ内からの塗料の漏出をより一層防止することができる。

また、本発明は、上記構成の型内塗装用金型を用いた型内塗装方法であって、可動側型合わせ面と固定側型合わせ面が所定の間隔を隔てて対面するように、固定型に対して可動型を移動する移動工程と、複数の矯正ブロックを予め定められた順序で可動側型合わせ面に近づく方向に移動させることにより、複数の矯正ブロックによって、可動側キャビティ壁面に取り付けられている強化樹脂成形体の周端部を拘束する矯正工程と、固定型と可動型とを型合わせする型閉工程と、塗料供給通路からキャビティ内に塗料を注入する塗料注入工程と、を含む、型内塗装方法を提供する。

本発明によれば、固定型と可動型とを型合わせ（型閉）する前に、複数の矯正ブロックを予め定められた順序で移動させて、可動側キャビティ壁面に取り付けられている強化樹脂成形体の周端部を拘束することにより、強化樹脂成形体の変形を矯正することができる。そして、強化樹脂成形体の変形を矯正ブロックで矯正した後に、可動型と固定型とを型合わせして、キャビティ内に塗料を注入することにより、変形が矯正された強化樹脂成形体の表面に型内塗装を実施することができる。

上記矯正工程における複数の矯正ブロックの移動順は、全ての矯正ブロックによって可動側キャビティ壁面に取り付けられている強化樹脂成形体の全周端部を矯正したときに、最も強化樹脂成形体の変形が小さくなるように、予め調査することによって、決定することができる。そして、決定した移動順に従って複数の矯正ブロックを移動させることにより、強化樹脂成形体の変形をより一層矯正することができる。

図１は、本実施形態に係る型内塗装用金型を備える金型装置の概略断面図である。 図２は、二次固定型を二次固定側型合わせ面側から見た概略図である。 図３Ａは、矯正ブロックの一つの拡大断面図である。 図３Ｂは、矯正ブロックの別の一つの拡大断面図である。 図４は、第一可動型移動工程が完了した状態を示す図である。 図５は、第一型閉工程が完了した状態を示す図である。 図６は、射出工程が完了した状態を示す図である。 図７は、第一型開工程が完了した状態を示す図である。 図８は、第二可動型移動工程が完了した状態を示す図である。 図９は、矯正工程にて一つの矯正ブロックの前進移動が完了した状態を示す図である。 図１０は、矯正工程にて別の一つの矯正ブロックの前進移動が完了した状態を示す図である。 図１１は、第二型閉工程が完了した状態を示す図である。 図１２は、図１１のＡ部拡大図である。 図１３は、図１１のＢ部拡大図である。 図１４は、塗料注入工程が完了した状態を示す図である。 図１５は、図１４のＣ部拡大図である。 図１６は、第二型開工程が完了した状態を示す図である。 図１７は、取り出し工程が完了した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る型内塗装用金型を備える金型装置の概略断面図である。この金型装置は、可動型１０と、一次固定型２０と、二次固定型３０とを備える。可動型１０及び二次固定型３０により、本発明の型内塗装用金型が構成される。

可動型１０は、可動側型合わせ面１１を有する。この可動側型合わせ面１１に、可動側パーティング面１２と可動側キャビティ壁面１３が形成される。可動側キャビティ壁面１３は、可動側パーティング面１２に囲まれるように形成される。一次固定型２０は、一次固定側型合わせ面２１を有する。この一次固定側型合わせ面２１に、一次固定側パーティング面２２と一次固定側キャビティ壁面２３が形成される。一次固定側キャビティ壁面２３は一次固定側パーティング面２２に囲まれるように形成される。二次固定型３０は、二次固定側型合わせ面３１を有する。この二次固定側型合わせ面３１に、二次固定側パーティング面３２と二次固定側キャビティ壁面３３が形成される。二次固定側キャビティ壁面３３は二次固定側パーティング面３２に囲まれるように形成される。従って、二次固定側キャビティ壁面３３は、二次固定側パーティング面３２との境界を構成する外周端縁３３ａを有し、この外周端縁３３ａに囲まれた領域が、二次固定側キャビティ壁面３３によって形成される。また、二次固定側キャビティ壁面３３のうち外周端縁３３ａ近傍の周回状の領域が、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域である。二次固定側パーティング面３２が本発明の固定側パーティング面に相当し、二次固定側キャビティ壁面３３が本発明の固定側キャビティ壁面に相当する。

可動型１０は、図略の駆動機構によって、可動側型合わせ面１１が一次固定型２０の一次固定側型合わせ面２１に対面する位置と、可動側型合わせ面１１が二次固定型３０の二次固定側型合わせ面３１に対面する位置との間を移動することができるように、すなわち図１のＸ１方向及びＸ２方向に移動可能に構成される。また、可動型１０は、可動側型合わせ面１１が一次固定型２０の一次固定側型合わせ面２１に対面した状態で、両型合わせ面１１，２１が接近する第一型閉方向（図１のＹ１方向）及び離間する第一型開方向（図１のＹ２方向）に移動することができるように構成される。さらに、可動型１０は、可動側型合わせ面１１が二次固定型３０の二次固定側型合わせ面３１に対面した状態で、両型合わせ面１１，３１が接近する第二型閉方向（図１のＺ１方向）及び離間する第二型開方向（図１のＺ２方向）に移動することができるように構成される。

一次固定型２０には、溶融樹脂供給通路２５が形成される。溶融樹脂供給通路２５は、スプルー、ランナー、ゲートにより構成されており、一方端（ゲート側の端）が一次固定側キャビティ壁面２３に開口し、他方端（スプルー側の端）が一次固定側型合わせ面２１とは反対側の外面２４に開口する。この溶融樹脂供給通路２５には、その他方端側から一方端側にかけて、図略の射出成型装置が備える射出シリンダのノズルから射出される溶融樹脂が流れる。また、溶融樹脂供給通路２５の周回りにヒータ２６が装着されていて、ヒータ２６によって溶融樹脂供給通路２５内を流れる溶融樹脂が凝固しないように加熱される。つまり、溶融樹脂供給通路２５がホットランナを備える通路として構成される。

二次固定型３０は、本体型４０と、複数の矯正ブロック５０とを備える。本体型４０は、本体側パーティング面４２と本体側キャビティ壁面４３とを有する。本体側パーティング面４２は二次固定側パーティング面３２の大部分を構成し、本体側キャビティ壁面４３は二次固定側キャビティ壁面３３の大部分を構成する。また、複数の矯正ブロック５０は、本体側パーティング面４２と本体側キャビティ壁面４３との間の部分に配設される。このため本体側パーティング面４２と本体側キャビティ壁面４３との境界部分には、矯正ブロック５０を配設するために切欠き壁面４７が形成されており、この切欠き壁面４７に囲まれた切欠き空間に矯正ブロック５０が配設される。この矯正ブロック５０には、ブロック側パーティング面５２とブロック側キャビティ壁面５３が形成される。本体側パーティング面４２とブロック側パーティング面５２とによって、二次固定型３０の二次固定側パーティング面３２が形成され、本体側キャビティ壁面４３とブロック側キャビティ壁面５３とによって、二次固定型３０の二次固定側キャビティ壁面３３が構成される。

図１には、２個の矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）が示される。矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）のブロック側パーティング面５２は、二次固定側パーティング面３２の内周端部領域を構成する。また、矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３は、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域を構成する。言い換えれば、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域は矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３により構成される。そして、ブロック側パーティング面５２とブロック側キャビティ壁面５３との境界によって、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａが形成される。また、本体側パーティング面４２は二次固定側パーティング面３２の内周端部領域以外の部分を構成し、本体側キャビティ壁面４３は二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域以外の部分を構成する。

図２は、二次固定型３０を二次固定側型合わせ面３１側から見た概略図である。図２に示すように、複数の矯正ブロック５０は、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａに沿って配列している。従って、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａは、複数の矯正ブロック５０によって形成される。

図１に示すように、二次固定型３０の本体型４０に、複数の連通路４６が形成される。複数の連通路４６は、複数の矯正ブロック５０に対応して設けられており、その個数は複数の矯正ブロック５０の個数と同じである。連通路４６は、その一端にて二次固定型３０の表面のうち二次固定側型合わせ面３１とは反対側の外面３４に開口し、その開口から二次固定側型合わせ面３１に向かう方向に沿って延設される。この連通路４６の他端は、矯正ブロック５０を配設するために本体型４０に形成された切り欠き壁面４７に囲まれた切欠き空間に開口する。

各連通路４６に、連結ロッド５４が挿通される。連結ロッド５４の一方端に、複数の矯正ブロック５０の一つが接続される。連結ロッド５４の他方端側は二次固定型３０の外部に突出しており、その突出端に駆動機構としてのアクチュエータ７０が接続される。アクチュエータ７０の駆動によって、連結ロッド５４が軸方向に移動する。これにより、矯正ブロック５０は、図１のＺ２方向により表される前進方向への移動（前進移動）及びＺ１方向により表される後退方向への移動（後退移動）が可能にされる。アクチュエータ７０は、油圧駆動機構（油圧アクチュエータ）であっても良いし、電動駆動機構（電動アクチュエータ）であってもよい。

アクチュエータ７０は、駆動制御装置８０に電気的に接続される。駆動制御装置８０は、アクチュエータ７０の動作を制御して、矯正ブロック５０の前進移動及び後退移動を制御する。

また、本体型４０に塗料供給通路４５が形成される。塗料供給通路４５の一方端は、本体側キャビティ壁面４３に開口する。塗料供給通路４５の他方端は、本体型４０に埋め込まれた塗料供給装置６０に接続される。塗料供給装置６０には熱硬化性樹脂を含む塗料が内部に充填されている。塗料供給装置６０が作動すると、内部に充填された塗料が塗料供給通路４５に吐出される。

図３Ａは、図１に示す矯正ブロック５０ａの拡大断面図である。また、図３Ｂは、図１に示す矯正ブロック５０ｂの拡大断面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）には、凹部５５が形成されている。この凹部５５内に、ヒータ９０が配設される。つまり、ヒータ９０が矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）に内蔵される。ヒータ９０が作動することで、矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）が加熱される。このようなヒータ９０が、全ての矯正ブロック５０に内蔵されている。ヒータ９０による矯正ブロック５０の加熱温度は、例えば９０℃～１２０℃である。

また、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）に形成されたブロック側キャビティ壁面５３に、徐変形状壁面５３ａ及び拘束壁面５３ｂが形成される。拘束壁面５３ｂは、ブロック側キャビティ壁面５３により構成される二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域のうち外周端縁３３ａから内方（図３Ａ及び図３Ｂにおいて右方）に向かって形成される。徐変形状壁面５３ａは、ブロック側キャビティ壁面５３により構成される二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域のうち拘束壁面５３ｂの内方端から内方に向かって形成される。図２には、複数の矯正ブロック５０の徐変形状壁面５３ａ及び拘束壁面５３ｂが示される。図２に示すように、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域の最外周領域（すなわち二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域のうち外周端縁３３ａに隣接する周回状の領域）が、複数の矯正ブロック５０の拘束壁面５３ｂにより形成される。また、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域のうち上記最外周領域の内周に隣接した周回状の領域が、複数の矯正ブロック５０の徐変形状壁面５３ａにより形成される。

上記の構成の金型装置を用いて、樹脂成形工程及び型内塗装工程が実施されることにより、被塗装面が塗装された樹脂成形体が製造される。樹脂成形工程にて塗装前の樹脂成形体が成形され、型内塗装工程にて樹脂成形体の被塗装面が塗装される。以下、これらの工程について説明する。

樹脂成形工程は、第一可動型移動工程、第一型閉工程、射出工程、保圧・冷却工程、第一型開工程を含む。

図４は、第一可動型移動工程が完了した状態を示す図である。図４に示すように、第一可動型移動工程では、可動型１０の可動側型合わせ面１１が一次固定型２０の一次固定側型合わせ面２１に対面するように、可動型１０を移動させる。

第一可動型移動工程が完了した後に、第一型閉工程が実施される。図５は、第一型閉工程が完了した状態を示す図である。第一型閉工程では、可動型１０が図４に示す位置から第一型閉方向（図４のＹ１方向）に移動する。これにより可動型１０の可動側パーティング面１２が一次固定型２０の一次固定側パーティング面２２に接近していき、やがてこれらのパーティング面１２，２２が面合わせされる。これにより、可動型１０と一次固定型２０が型合わせされて、第一型閉工程が完了する。このとき、可動型１０の可動側キャビティ壁面１３と一次固定型２０の一次固定側キャビティ壁面２３とによって囲まれた空間により、一次キャビティＣ１が形成される。

第一型閉工程が完了した後に、射出工程が実施される。図６は、射出工程が完了した状態を示す図である。射出工程では、図略の射出成形装置を作動させる。これにより、図６に示すように、溶融樹脂供給通路２５内に溶融樹脂が供給される。溶融樹脂供給通路２５内に供給された溶融樹脂は、溶融樹脂供給通路２５から一次キャビティＣ１に射出される。ここで、本実施形態においては、一次キャビティＣ１に射出される溶融樹脂は、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維が含有された樹脂により構成される。一次キャビティＣ１に射出された溶融樹脂は一次キャビティＣ１に充填される。

射出工程の完了後、保圧・冷却工程が実施される。保圧・冷却工程では、一次キャビティＣ１に充填された溶融樹脂に所定の圧力をかけるとともに可動型１０及び一次固定型２０により溶融樹脂を冷却する。これにより溶融樹脂が凝固して、強化繊維が含有された強化樹脂成形体が成形される。

保圧・冷却工程の完了後、第一型開工程が実施される。図７は、第一型開工程が完了した状態を示す図である。図７に示すように、第一型開工程では、可動型１０を、第一型開方向（図１のＹ２方向）に移動させる。これにより、可動型１０の可動側パーティング面１２が一次固定型２０の一次固定側パーティング面２２から離間するとともに遠ざかる方向に移動する。また、成形された強化樹脂成形体Ｓ１は、可動型１０の可動側キャビティ壁面１３に張り付いた状態を維持する。従って、可動型１０の第一型開方向への移動に伴い、強化樹脂成形体Ｓ１は一次固定型２０から離型される。

上記のようにして樹脂成形工程が実施されることによって強化樹脂成形体Ｓ１が成形された後に、型内塗装工程が実施される。型内塗装工程は、第二可動型移動工程、矯正工程、第二型閉工程、塗料注入工程、硬化工程、第二型開工程、及び取り出し工程を含む。

図８は、第二可動型移動工程が完了した状態を示す図である。図８に示すように、第二可動型移動工程では、可動型１０の可動側型合わせ面１１が二次固定型３０の二次固定側型合わせ面３１に所定の間隔を隔てて対面するように、二次固定型３０に対して可動型１０を図１のＸ２方向に移動させる。この第二可動型移動工程が、本発明の移動工程に相当する。

なお、樹脂成形工程の完了から第二可動型移動工程が完了するまでの間、強化樹脂成形体Ｓ１が成形収縮する。ここで、強化樹脂成形体Ｓ１内には強化繊維が含まれており、この強化繊維は、射出工程にて一次キャビティＣ１に溶融樹脂が射出されたときに、溶融樹脂の流動方向に配向する。また、成形収縮時における収縮量は、強化繊維の配向方向に小さく、強化繊維の配向方向に垂直な方向に大きい。このような収縮異方性によって、成形収縮時に強化樹脂成形体Ｓ１に反りが発生する。この反りは、強化樹脂成形体Ｓ１の周端部分に大きく表れる。図８では、破線の囲み円Ｐ１で示される強化樹脂成形体Ｓ１の上端部分に反り変形している変形部Ｄ１が形成された状態が示される。変形部Ｄ１は、図８に示すように可動側キャビティ壁面１３から浮き上がっている。

また、第二可動型移動工程が完了した時点では、可動型１０に対面する二次固定型３０の矯正ブロック５０は、図８に示すように、本体型４０の切欠き壁面４７に囲まれた切欠き空間に位置している。この位置を、矯正ブロック５０の基準位置と定義する。矯正ブロック５０が基準位置にあるとき、矯正ブロック５０のブロック側パーティング面５２と本体型４０の本体側パーティング面４２は面一状態にされる。また、第二可動型移動工程が完了した場合、基準位置にある矯正ブロック５０は、前進移動することにより、図８のＺ２方向により表される可動側型合わせ面１１に近づく方向、すなわち型合わせ方向に移動可能である。

第二可動型移動工程が完了した後に、矯正工程が実施される。矯正工程では、複数の矯正ブロック５０がアクチュエータ７０の駆動によって、図８に示す基準位置から可動型１０の可動側型合わせ面１１に近づく方向（型合わせ方向）に前進移動する。矯正ブロック５０が基準位置から前進移動すると、矯正ブロック５０が可動型１０の可動側型合わせ面１１に近づいていき、やがて、矯正ブロック５０のブロック側パーティング面５２が、可動型１０の可動側パーティング面１２に面当たりする。両パーティング面５２，１２が面当たりした時点で、矯正ブロック５０の前進移動が停止する。これにより、矯正ブロック５０の前進移動が完了する。

図９は、矯正工程にて一つの矯正ブロック５０ａの前進移動が完了した状態を示す図である。図８に示すように、矯正ブロック５０ａの前進移動先には強化樹脂成形体Ｓ１の上端部に形成された変形部Ｄ１が位置している。従って、矯正ブロック５０ａが前進移動していくと、矯正ブロック５０ａが強化樹脂成形体Ｓ１の変形部Ｄ１に接触する。変形部Ｄ１に接触した状態でさらに矯正ブロック５０ａが前進移動することにより、変形部Ｄ１が矯正ブロック５０ａから押圧力を受ける。これにより変形部Ｄ１の変形が矯正されていく。そして、矯正ブロック５０ａの前進移動が完了した時点では、図９に示すように変形部Ｄ１が矯正ブロック５０ａに拘束される。すなわち矯正ブロック５０ａによって変形部Ｄ１が可動側キャビティ壁面１３に押し付けられた状態でその動きが拘束される。これにより、変形部Ｄ１が元の形状（成形時の形状）に矯正されて、可動側キャビティ壁面１３に接触する。

また、図９に示すように、矯正ブロック５０ａの前進移動が完了して、変形部Ｄ１の変形が矯正された場合、変形部Ｄ１が矯正されたことに起因して、強化樹脂成形体Ｓ１の別の周端部分に歪が生じる。このため強化樹脂成形体Ｓ１の別の周端部分が変形する。図９においては、強化樹脂成形体Ｓ１の下端部に歪が生じることによって、可動側キャビティ壁面１３から浮き上がるように変形した変形部Ｄ２が強化樹脂成形体Ｓ１の下端部に形成される。従って、次には、上記のようにして新たに変形した変形部Ｄ２を矯正するために、変形部Ｄ２を矯正することができる矯正ブロック５０ｂが前進移動する。

図１０は、矯正工程にて別の一つの矯正ブロック５０ｂの前進移動が完了した状態を示す図である。図９に示すように、矯正ブロック５０ｂの前進移動先には、強化樹脂成形体Ｓ１の下端部に形成された変形部Ｄ２が位置している。従って、矯正ブロック５０ｂが前進移動していくと、矯正ブロック５０ｂが強化樹脂成形体Ｓ１の変形部Ｄ２に接触する。変形部Ｄ２に接触した状態でさらに矯正ブロック５０ｂが前進移動することにより、変形部Ｄ２が矯正ブロック５０ｂから押圧力を受ける。これにより変形部Ｄ２の変形が矯正されていく。そして、矯正ブロック５０ｂの前進移動が完了した時点では、図１０に示すように変形部Ｄ２が矯正ブロック５０ｂに拘束される。すなわち矯正ブロック５０ｂによって変形部Ｄ２が可動側キャビティ壁面１３に押し付けられた状態でその動きが拘束される。これにより、変形部Ｄ２が元の形状（成形時の形状）に矯正されて、可動側キャビティ壁面１３に接触する。

このように、ある矯正ブロック５０によって強化樹脂成形体Ｓ１の周端部の一部を拘束し、それにより新たに変形する周端部を順次別の矯正ブロック５０によって拘束することにより、全ての矯正ブロック５０の前進移動が完了した時点では可動型キャビティ壁面１２に取り付けられている強化樹脂成形体Ｓ１の全周端部が矯正ブロック５０によって拘束されて、強化樹脂成形体Ｓ１の変形が全体的に矯正される。こうして強化樹脂成形体Ｓ１の変形を全体的に矯正することができるような矯正ブロック５０の移動順は、全ての矯正ブロック５０によって可動側キャビティ壁面１３に取り付けられている強化樹脂成形体Ｓ１の全周端部を拘束してその変形を矯正したときに最も強化樹脂成形体Ｓ１の変形が小さくなるように、予め実験等により調査することができる。そして、調査の結果得られた移動順を駆動制御装置８０に記憶させることにより、複数の矯正ブロック５０が所定の移動順に従って前進移動して、強化樹脂成形体Ｓ１の変形を矯正することができる。

矯正工程が完了した後に、第二型閉工程が実施される。第二型閉工程では、複数の矯正ブロック５０によって強化樹脂成形体Ｓ１の全周端部が拘束された状態を維持しながら、可動型１０が二次固定型３０に近づく第二型閉方向（図１のＺ１方向）に移動する。これにより可動型１０の可動側パーティング面１２と二次固定型３０の二次固定側パーティング面３２が面当たりして、可動型１０と二次固定型３０が型合わせされる。この第二型閉工程の実施中、可動型１０の移動速度と同じ速度で各矯正ブロック５０が後退移動するように、各矯正ブロック５０に接続されたアクチュエータ７０の動作が制御される。そして、可動型１０と二次固定型３０が型合わせされた時点で、各矯正ブロック５０が基準位置に戻る。第二型閉工程が、本発明の型閉工程に相当する。

図１１は、第二型閉工程が完了した状態を示す図である。第二型閉工程が完了した場合、図１１に示すように、可動側キャビティ壁面１３と二次固定側キャビティ壁面３３とに囲まれた空間によって、二次キャビティＣ２が形成される。二次キャビティＣ２が、本発明のキャビティに相当する。この二次キャビティＣ２内に、可動側キャビティ壁面１３に取り付けられている強化樹脂成形体Ｓ１が配設されることになる。また、二次キャビティＣ２に配されている強化樹脂成形体Ｓ１の外表面（可動側キャビティ壁面１３に接している面とは反対側の面）と、二次キャビティＣ２を構成する二次固定側キャビティ壁面３３との間に微小幅のクリアランスＧが形成される。

図１２は、図１１のＡ部拡大図であり、図１３は、図１１のＢ部拡大図である。図１２及び図１３に示すように、矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）のブロック側パーティング面５２が可動側パーティング面１２に面当たりしているとき、矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）のブロック側キャビティ壁面５３に形成されている拘束壁面５３ｂが強化樹脂成形体Ｓ１の表面の周端部に接触している。斯かる接触によって、強化樹脂成形体Ｓ１の周端部が矯正ブロック５０に拘束される。拘束壁面５３ｂは、複数の矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３の全てに形成されている。従って、複数の矯正ブロック５０によってその全周端部が拘束されるとともにその形状が矯正される。なお、このような強化樹脂成形体Ｓ１の矯正は、第二型閉工程の実施前に、上記した矯正工程の実施により完了している。

また、矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）のブロック側キャビティ壁面５３のうち拘束壁面５３ｂの内方に形成されている徐変形状壁面５３ａは、二次キャビティＣ２内に配されている強化樹脂成形体Ｓ１の表面と所定のクリアランス（Ｇ１，Ｇ２）を隔てて対面している。このクリアランス（Ｇ１，Ｇ２）の寸法（具体的には強化樹脂成形体Ｓ１の表面の法線方向におけるクリアランス（Ｇ１，Ｇ２）の長さ）は、ブロック側キャビティ壁面５３の外方端に近づくほど小さくされている。また、ブロック側キャビティ壁面５３の外方端は、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａである。つまり、クリアランス（Ｇ１，Ｇ２）は、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａに近づくほど狭くされている。換言すれば、矯正ブロック５０（５０ａ，５０ｂ）のブロック側キャビティ壁面５３の徐変形状壁面５３ａは、クリアランス（Ｇ１，Ｇ２）が二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａに近づくほど狭くなるように、形成される。さらに言い換えれば、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域を構成するブロック側キャビティ壁面５３は、二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａに近づくほどクリアランス（Ｇ１，Ｇ２）が狭くなるように形成された徐変形状壁面５３ａを有する。このような構成の徐変形状壁面５３ａは、複数の矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３の全てに形成されている。従って、クリアランスＧは、強化樹脂成形体Ｓ１の全周に亘って、周端縁に向かうほど小さくされていることになる。

第二型閉工程が完了した後に、塗料注入工程が実施される。塗料注入工程では、塗料供給装置６０から熱硬化性樹脂を含有した塗料Ｒが塗料供給通路４５を経由して二次キャビティＣ２内に注入される。図１４は、塗料注入工程が完了した状態を示す図である。図１４に示すように、二次キャビティＣ２内に注入された塗料Ｒは、二次固定側キャビティ壁面３３と強化樹脂成形体Ｓ１の外表面との間に形成されるクリアランスＧに充填される。これにより、強化樹脂成形体Ｓ１の外表面（被塗装面）に塗料Ｒが塗布される。

図１５は、図１４のＣ部拡大図である。図１５に示すように、塗料Ｒは、ブロック側キャビティ壁面５３の徐変形状壁面５３ａと強化樹脂成形体Ｓ１の外表面との間のクリアランスにも充填される。ここで、上記したように、矯正ブロック５０（５０ａ）のブロック側キャビティ壁面５３の徐変形状壁面５３ａは、クリアランスが二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａに近づくほど狭くなるように形成されているために、塗料Ｒが強化樹脂成形体Ｓ１の外表面の周端に向かうほど、塗料Ｒの通過断面積が減少する。このため強化樹脂成形体Ｓ１の周端部における塗料Ｒの通過断面積が極めて微小になり、その結果、塗料Ｒが二次キャビティＣ２から漏出することが効果的に防止される。加えて、矯正ブロック５０（５０ａ）内にはヒータ９０が内蔵されており、このヒータ９０が作動することで塗料注入工程の実施時には矯正ブロック５０が例えば９０℃乃至１２０℃に加熱されている。このため、ブロック側キャビティ壁面５３の徐変形状壁面５３ａと強化樹脂成形体Ｓ１との間の狭いクリアランスに充填された熱硬化性樹脂を含む塗料は矯正ブロック５０の熱により瞬時に加熱硬化する。このため、塗料の漏出がより効果的に防止される。

上記したように、徐変形状壁面５３ａは、全ての矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３に形成されている。また、全ての矯正ブロック５０に形成されている拘束壁面５３ｂによって、強化樹脂成形体Ｓ１の全周端部が拘束されている。従って、二次キャビティＣ２内に形成されるクリアランスは、強化樹脂成形体Ｓ１の全周に亘ってその周端に近づくほど狭くされている。つまり、全ての矯正ブロック５０の徐変形状壁面５３ａによって、強化樹脂成形体Ｓ１の全周に亘り塗料Ｒの漏出を防止するためのシール構造が形成されている。このため、強化樹脂成形体Ｓ１の全周に亘って、二次キャビティＣ２からの塗料の漏出が防止される。

塗料注入工程が完了した後に、硬化工程が実施される。この硬化工程では、二次キャビティＣ２のクリアランスＧに充填された塗料Ｒが、本体型４０の熱により硬化する。なお、強化樹脂成形体Ｓ１と矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３（徐変形状壁面５３ａ）との間のクリアランスに充填された塗料Ｒは、上記したように既に硬化している。この硬化工程にて塗料が硬化されることにより、強化樹脂成形体Ｓ１の外表面（被塗装面）が塗装される。

硬化工程が完了した後に、第二型開工程が実施される。第二型開工程では、可動型１０が二次固定型３０から離間される。図１６は、第二型開工程が完了した状態を示す図である。図１６に示すように、第二型開工程にて可動型１０が第二型開方向（図１のＺ２方向）に移動して二次固定型３０から離れると、外表面（被塗装面）が塗装された強化樹脂成形体Ｓ２が、可動側キャビティ壁面１３に張り付いたまま、可動型１０とともに移動する。これにより、強化樹脂成形体Ｓ２が、二次固定型３０から離型される。

第二型開工程が完了した後に、取り出し工程が実施される。図１７は、取り出し工程が完了した状態が示された図である。図１７に示すように、取り出し工程が実施されると、可動側キャビティ壁面１３から図略のイジェクトピンが突出することにより、強化樹脂成形体Ｓ２が可動型１０から離型する。これにより、強化樹脂成形体Ｓ２が取り出される。

以上のように、本実施形態に係る型内塗装用金型は、可動型１０及び二次固定型３０を備える。可動型１０は、可動側型合わせ面１１を有し、可動側型合わせ面１１に可動側パーティング面１２及び可動側キャビティ壁面１３が形成されている。二次固定型３０は、二次固定側型合わせ面３１を有し、二次固定側型合わせ面３１に二次固定側パーティング面３２及び二次固定側キャビティ壁面３３が形成されているとともに、可動型１０に型合わせされる。また、二次固定型３０に塗料供給通路４５が形成される。塗料供給通路４５は、可動型１０と二次固定型３０が型合わせされたときに可動側キャビティ壁面１３と二次固定側キャビティ壁面３３とにより形成される二次キャビティＣ２内に塗料Ｒを注入することができるように構成される。そして、塗料供給通路４５から二次キャビティＣ２内に注入された塗料Ｒが二次キャビティＣ２内に配されている強化樹脂成形体Ｓ１と固定側キャビティ壁面３３との間に形成されるクリアランスＧに充填されて、強化樹脂成形体Ｓ１の外表面に塗布されることにより、強化樹脂成形体Ｓ１を型内塗装することができる。

また、二次固定型３０の二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域を構成する矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３に、徐変形状壁面５３ａが形成される。この徐変形状壁面５３ａは、二次キャビティＣ２内に配されている強化樹脂成形体Ｓ１との間のクリアランスＧがブロック側キャビティ壁面５３の外方端（すなわち二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａ）に近づくほど狭くなるように形成される。このためクリアランスＧに充填される塗料がブロック側キャビティ壁面５３の外方端（二次固定側キャビティ壁面３３の外周端縁３３ａ）から二次キャビティＣ２の外部に漏出することを効果的に防止することができる。

また、二次固定型３０は、強化樹脂成形体Ｓ１の周端部を拘束する複数の矯正ブロック５０を有する。そして、複数の矯正ブロック５０（具体的には矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３に形成された拘束壁面５３ｂ）によって強化樹脂成形体Ｓ１の全周端部が拘束されるとともに、徐変形状壁面５３ａが複数の矯正ブロック５０に形成されている。このため、矯正ブロック５０によって、強化樹脂成形体Ｓ１の変形を矯正することができるとともに、二次キャビティＣ２内にて強化樹脂成形体Ｓ１と二次固定側キャビティ壁面３３との間のクリアランスＧを適正な大きさに保つことができる。よって、強化樹脂成形体Ｓ１の変形によってクリアランスＧが必要以上に大きくなることに起因した塗料Ｒの漏出が効果的に防止される。また、矯正ブロック５０のブロック側キャビティ壁面５３に徐変形状壁面５３ａを形成することにより、矯正ブロック５０に強化樹脂成形体Ｓ１の矯正機能及び塗料Ｒの漏出防止機能（シール機能）を兼ね備えさせることができる。また、複数の矯正ブロック５０に分けて強化樹脂成形体Ｓ１の全周端部を拘束することにより、単一の金型で強化樹脂成形体の全周端部を拘束する場合と比較して、強化樹脂成形体Ｓ１の周端部の全体をより均一に矯正することができる。

また、二次固定型３０は、本体型４０を有する。また、二次固定側パーティング面３２の内周端部領域及び二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域が複数の矯正ブロック５０のブロック側パーティング面５２及びブロック側キャビティ壁面５３により形成され、二次固定側パーティング面３２の内周端部領域以外の部分及び二次固定側キャビティ壁面３３の外周端部領域以外の部分が本体型４０の本体側パーティング面４２及び本体側キャビティ壁面４３により形成される。そして、複数の矯正ブロック５０が、本体型４０に対して型合わせ方向（前進方向）に移動可能に本体型４０に取り付けられている。このように構成することにより、二次固定型３０と可動型１０とを型合わせ（型閉）する前に、矯正ブロック５０のみを前進移動させて、可動側キャビティ壁面１３に取り付けられている強化樹脂成形体Ｓ１の変形を矯正することができる。そして、強化樹脂成形体Ｓ１の変形を矯正ブロック５０で矯正した後に、可動型１０と二次固定型３０とを型合わせすることにより、変形が矯正された強化樹脂成形体Ｓ１の外表面に型内塗装を実施することができる。

また、複数の矯正ブロック５０のそれぞれに、ヒータ９０が内蔵されている。このため、ヒータ９０を作動させて複数の矯正ブロック５０を加熱することにより、矯正ブロック５０に形成された徐変形状壁面５３ａと二次キャビティＣ２内の強化樹脂成形体Ｓ１との間のクリアランスに充填された塗料Ｒを速やかに硬化させることができる。これにより、二次キャビティＣ２内からの塗料Ｒの漏出をより一層防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定して解釈されてはならないものである。本発明は、その技術思想またはその主要な特徴を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

１０…可動型、１１…可動側型合わせ面、１２…可動側パーティング面、１３…可動側キャビティ壁面、２０…一次固定型、２１…一次固定側型合わせ面、２２…一次固定側パーティング面、２３…一次固定側キャビティ壁面、２５…溶融樹脂供給通路、３０…二次固定型（固定型）、３１…二次固定側型合わせ面（固定側型合わせ面）、３２…二次固定側パーティング面（固定側パーティング面）、３３…二次固定側キャビティ壁面（固定側キャビティ壁面）、３３ａ…外周端縁、４０…本体型、４２…本体側パーティング面、４３…本体側キャビティ壁面、４５…塗料供給通路、４６…連通路、５０，５０ａ，５０ｂ…矯正ブロック、５２…ブロック側パーティング面、５３…ブロック側キャビティ壁面、５３ａ…徐変形状壁面、５３ｂ…拘束壁面、５４…連結ロッド、６０…塗料供給装置、７０…アクチュエータ、８０…駆動制御装置、９０…ヒータ、Ｃ１…一次キャビティ、Ｃ２…二次キャビティ、Ｇ、Ｇ１，Ｇ２…クリアランス、Ｒ…塗料、Ｓ１，Ｓ２…強化樹脂成形体

Claims (5)

1. 可動側型合わせ面を有し、前記可動側型合わせ面に可動側パーティング面及び可動側キャビティ壁面が形成されている可動型と、
   固定側型合わせ面を有し、前記固定側型合わせ面に固定側パーティング面及び固定側キャビティ壁面が形成されているとともに前記可動型に型合わせされる固定型と、
   前記可動型と前記固定型が型合わせされたときに前記可動側キャビティ壁面と前記固定側キャビティ壁面とにより形成されるキャビティ内に塗料を注入することができるように、前記固定型に形成された塗料供給通路と、
   を備え、前記塗料供給通路から前記キャビティ内に注入された塗料が前記キャビティ内に配されている強化繊維が強化材として含まれた樹脂成形体である強化樹脂成形体と前記固定側キャビティ壁面との間に形成されるクリアランスに充填されることにより前記強化樹脂成形体を型内塗装することができるように構成された型内塗装用金型であって、
   前記固定側キャビティ壁面は、その外周端部領域に形成され、外周端縁に近づくほど前記クリアランスが狭くなるように形成された徐変形状壁面を有する、型内塗装用金型。
2. 請求項１に記載の型内塗装用金型において、
   前記固定型は、前記強化樹脂成形体の周端部を拘束する複数の矯正ブロックを有し、
   複数の前記矯正ブロックによって前記強化樹脂成形体の全周端部が拘束されるとともに、前記徐変形状壁面が複数の前記矯正ブロックに形成されている、型内塗装用金型。
3. 請求項２に記載の型内塗装用金型において、
   前記固定型は、本体型を有し、
   前記固定側キャビティ壁面の外周端部領域が複数の前記矯正ブロックにより形成され、
   前記固定側キャビティ壁面の外周端部領域以外の部分が前記本体型により形成され、
   複数の前記矯正ブロックが、前記本体型に対して型合わせ方向に移動可能に前記本体型に取り付けられている、型内塗装用金型。
4. 請求項２又は３に記載の型内塗装用金型において、
   複数の前記矯正ブロックのそれぞれに、ヒータが内蔵されている、型内塗装用金型。
5. 請求項３に記載の型内塗装用金型を用いた型内塗装方法であって、
   前記可動側型合わせ面と前記固定側型合わせ面が所定の間隔を隔てて対面するように、前記固定型に対して前記可動型を移動する移動工程と、
   複数の前記矯正ブロックを予め定められた順序で前記可動側型合わせ面に近づく方向に移動させることにより、複数の前記矯正ブロックによって、前記可動側キャビティ壁面に取り付けられている強化樹脂成形体の周端部を拘束する矯正工程と、
   前記固定型と前記可動型とを型合わせする型閉工程と、
   前記塗料供給通路から前記キャビティ内に塗料を注入する塗料注入工程と、
   を含む、型内塗装方法。
   

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