特開 2024-126826 成形機、成形機の制御方法および成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126826

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】成形機、成形機の制御方法および成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/64 20060101AFI20240912BHJP

   B29C 33/20 20060101ALI20240912BHJP

   B29C 45/76 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

B29C45/64

B29C33/20

B29C45/76

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023035495

(22)【出願日】2023-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】牧野 芳正

(72)【発明者】

【氏名】樫内 弘幸

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202AP02

4F202AP06

4F202AR02

4F202CA11

4F202CB01

4F202CK52

4F202CK75

4F202CL28

4F206AP024

4F206AP064

4F206AR024

4F206JA04

4F206JA07

4F206JL02

4F206JM02

4F206JN31

4F206JQ81

4F206JQ83

4F206JT05

4F206JT40

(57)【要約】

【課題】キャビティの容積変更の最適化を図る。
【解決手段】一実施の形態の成形機１は、固定金型２１および可動金型２２から構成され、可動金型２２を固定金型２１から離間させる型開力を発生させるスプリング２３を備える金型２０が取り付けられる型締装置４と、キャビティＣが形成された状態を維持しつつ可動金型２２を固定金型２１に対して移動可能なタイバ移動機構６０と、タイバ移動機構６０を制御する制御装置５と、を有する。成形機１は、スプリング２３が発生させる型開力と制御装置５によるタイバ移動機構６０の制御とによってキャビティＣを寸開させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定金型および可動金型から構成され、前記可動金型を前記固定金型から離間させる型開力を発生させる離間機構を備える金型が取り付けられる型締装置と、
キャビティが形成された状態を維持しつつ前記可動金型を前記固定金型に対して移動可能な寸開制御機構と、
前記寸開制御機構を制御する制御装置と、を有し、
前記離間機構が発生させる前記型開力と前記制御装置による前記寸開制御機構の制御とによって前記キャビティを寸開させる、成形機。

【請求項2】

請求項１に記載の成形機において、
前記キャビティ内に成形材料を射出する射出装置を有する、成形機。

【請求項3】

請求項１に記載の成形機において、
前記離間機構は、前記固定金型と前記可動金型との少なくとも一方に設けられたスプリングである、成形機。

【請求項4】

キャビティが形成された状態を維持しつつ可動金型を固定金型に対して移動可能な寸開制御機構を備える成形機の制御方法であって、
金型自体が発生させる型開力を受けている前記可動金型を前記寸開制御機構による制御の下で移動させて前記キャビティを寸開させる工程を含む、成形機の制御方法。

【請求項5】

請求項４に記載の成形機の制御方法において、
前記キャビティを寸開させる前記工程では、前記可動金型の位置，前記可動金型が取り付けられている可動盤の位置，前記可動金型が前記固定金型に対して移動される際に発生する負荷の少なくとも一つを検出して、前記寸開制御機構をクローズドループ制御する、成形機の制御方法。

【請求項6】

請求項４に記載の成形機の制御方法において、
前記キャビティを寸開させる前記工程には、前記可動金型を成形完了位置に停止させる工程と、前記可動金型を前記固定金型に近接する方向へ移動させる工程との少なくとも一方が含まれる、成形機の制御方法。

【請求項7】

キャビティが形成された状態を維持しつつ可動金型を固定金型に対して移動可能な寸開制御機構を備える成形機を用いた成形方法であって、
金型または前記金型が取り付けられた型締装置に設けられているスプリングが発生させる型開力を受けている前記可動金型を前記寸開制御機構による制御の下で移動させて前記キャビティを寸開させる工程を含む、成形方法。

【請求項8】

請求項７に記載の成形方法において、
前記キャビティを寸開させる前記工程により、前記キャビティの内部で成形材料の発泡を促進させる、成形方法。

【請求項9】

請求項８に記載の成形方法において、
発泡する前記成形材料は、前記可動金型を前記固定金型から離間させる型開力を発生させ、
前記キャビティを寸開させる前記工程では、前記型締装置が発生させる型締力を低下させるとともに、前記スプリングが発生させる前記型開力と前記寸開制御機構が発生させる型開力と発泡する前記成形材料が発生させる前記型開力の合計値を前記型締力よりも大きくする、成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形機、成形機の制御方法および成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金型のキャビティ内に成形材料を供給して所望形状の樹脂成形品や他の素材の成形品（以下“成形品”と総称する場合がある。）を製造する成形機が知られている。成形機の一つは、金型が取り付けられる型締装置と、金型のキャビティ内に成形材料を射出する射出装置とを備えている。

【0003】

成形機を用いて実施される成形方法の一つとして“発泡成形”が知られている。発泡成形では、成形材料を金型のキャビティ内で発泡・固化させて発泡成形品を製造する。発泡成形に用いられる成形材料は、発泡に伴ってキャビティ内で膨張する。

【0004】

そこで、発泡成形では、成形材料をキャビティ内に射出した後に、キャビティの容積を拡大させる。例えば、キャビティが形成された状態を維持しつつ可動金型を固定金型に対して僅かに移動させる。このような可動金型の移動は、“コアバック”または“寸開”と呼ばれることがある。このため、可動金型をコアバックさせたり、寸開させたりする工程を含む成形方法は、“コアバック成形”または“寸開成形”と呼ばれることがある。つまり、発泡成形は、コアバック成形または寸開成形の一種である。

【0005】

特開２０２２－１４２７１５号公報（特許文献１）には、発泡成形に用いられる成形装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２２－１４２７１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

コアバック成形や寸開成形では、キャビティの容積変更の最適化が望まれる。

【0008】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0009】

一実施の形態によれば、成形機は、固定金型および可動金型から構成され、可動金型を固定金型から離間させる型開力を発生させる離間機構を備える金型が取り付けられる型締装置と、キャビティが形成された状態を維持しつつ可動金型を固定金型に対して移動可能な寸開制御機構と、寸開制御機構を制御する制御装置と、を有する。そして、キャビティは、離間機構が発生させる型開力と制御装置による寸開制御機構の制御とによって寸開される。

【発明の効果】

【0010】

一実施の形態によれば、キャビティの容積変更の最適化が実現され得る。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施の形態の成形機の構成を示す模式図である。

【図2A】図１に示される金型の拡大断面図である。

【図2B】図１に示される金型の他の拡大断面図である。

【図3】一実施の形態の成形方法の主な工程と可動金型の位置の推移とを示す説明図である。

【図4】他の実施の形態の成形機の構成を示す模式図である。

【図5A】金型の一変形例を示す拡大断面図である。

【図5B】金型の一変形例を示す他の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するために参照する全ての図面において、同一又は実質的に同一の機能を有する部材や機器などには同一の符号を付す。また、一度説明した部材や機器などについては、原則として繰り返しの説明は行わない。

【0013】

＜成形機の概要＞
図１は、本実施の形態の成形機１の構成を示す模式図である。成形機１は、基台２，射出装置３、型締装置４を備える射出成形機である。

【0014】

射出装置３は、加熱シリンダ１０及び加熱シリンダ１０の内部に設けられたスクリュを備えている。射出装置３は、加熱シリンダ１０に供給された成形材料を溶融させて射出する。言い換えれば、射出装置３は、加熱シリンダ１０に供給された成形材料を可塑化させて射出する。

【0015】

本実施の形態では、射出装置３は、樹脂材料を可塑化させ、可塑化した樹脂材料（溶融樹脂）を射出する。より特定的には、射出装置３は、化学発泡剤を含む溶融樹脂を射出する。

【0016】

型締装置４には、固定金型２１および可動金型２２から構成される金型２０が取り付けられている。射出装置３から射出された溶融樹脂は、型締装置４に取り付けられている金型２０のキャビティＣ内に供給される。別の見方をすると、射出装置３は、型締装置４に取り付けられている金型２０によって形成されるキャビティＣ内に溶融樹脂を射出する。

【0017】

上記のように、成形機１が備える射出装置３は、化学発泡剤を含む溶融樹脂を射出する。また、成形機１が備える型締装置４には、射出装置３から射出される溶融樹脂が供給されるキャビティＣを形成する金型２０が取り付けられる。金型２０のキャビティＣ内に供給された溶融樹脂は、キャビティＣ内で発泡・固化して発泡成形品となる。

【0018】

つまり、本実施の形態の成形機１は、発泡成形によって発泡成形品を製造可能な射出成形機である。

【0019】

＜型締装置の概要＞
型締装置４は、固定金型２１が取り付けられる固定盤３１と、可動金型２２が取り付けられる可動盤３２とを備えている。固定金型２１は、可動盤３２と対向する固定盤３１の一面に取り付けられている。可動金型２２は、固定盤３１と対向する可動盤３２の一面に取り付けられている。

【0020】

以下の説明では、固定金型２１が取り付けられている固定盤３１の一面を“固定金型取付面”と呼ぶ場合がある。また、可動金型２２が取り付けられている可動盤３２の一面を“可動金型取付面”と呼ぶ場合がある。

【0021】

型締装置４は、可動金型２２が取り付けられている可動盤３２を固定金型２１が取り付けられている固定盤３１に対して移動させることにより、後に説明する型閉，型締，寸開，強力型開，型開などを行う。

【0022】

型締装置４は、例えば、可動盤３２を固定盤３１に近接する方向に移動させて、固定金型２１と可動金型２２とを型締させる。また、型締装置４は、例えば、可動盤３２を固定盤３１から離間する方向に移動させて、固定金型２１と可動金型２２とを型開させる。

【0023】

以下の説明では、可動盤３２（可動金型２２）の固定盤３１（固定金型２１）に対する移動方向を“前後方向”と呼ぶ場合がある。また、可動盤３２（可動金型２２）が固定盤３１（固定金型２１）に近接する方向を“前方”または“型閉方向”と呼び、可動盤３２（可動金型２２）が固定盤３１（固定金型２１）から離間する方向を“後方”または“型開方向”と呼ぶ場合がある。

【0024】

さらに、固定盤３１（固定金型２１）に近接する方向への可動盤３２（可動金型２２）の移動を“前進”と呼び、固定盤３１（固定金型２１）から離間する方向への可動盤３２（可動金型２２）の移動を“後退”と呼ぶ場合がある。

【0025】

＜型開閉機構＞
型締装置４は、可動盤３２を前後方向に移動させる２基の型開閉機構４０を備えている。もっとも、図１には、手前側に配置されている型開閉機構４０のみが図示されている。実際には、図示されている型開閉機構４０の背後に、同一構成の型開閉機構４０が配置されている。

【0026】

それぞれの型開閉機構４０は、サーボ機構である。より特定的には、型開閉機構４０は、サーボモータ４１，ねじシャフト４２，ナット４３，ロータリエンコーダ４４，サーボアンプ４５等から構成されている。

【0027】

サーボモータ４１は、基台２の上面に設けられているブラケットに固定されている。ロータリエンコーダ４４は、サーボモータ４１と一体化された角位置センサであって、サーボモータ４１の駆動軸の回転変位を示す検出信号を出力する。

【0028】

ねじシャフト４２（ボールねじ）は、可動盤３２の下面に固定されているナット４３（ボールねじナット）に挿通されている。また、ねじシャフト４２の両端は、基台２の上面に設けられている軸受（ボールベアリング）によって回転自在に支持されている。さらに、ねじシャフト４２の一端は、サーボモータ４１の駆動軸と動力伝達可能に連結されている。つまり、ねじシャフト４２は、サーボモータ４１によって回転駆動される。

【0029】

サーボモータ４１によってねじシャフト４２が回転駆動されると、可動金型２２が取り付けられている可動盤３２が前後方向に移動する。つまり、型開閉機構４０は、可動盤３２を移動させることにより、可動金型２２を固定金型２１に対して移動させることができる。

【0030】

別の見方をすると、型開閉機構４０は、可動金型２２を型閉方向に移動させて固定金型２１に突き当てる力（型閉力）を発生させ得る。また、型開閉機構４０は、可動金型２２を型開方向に移動させて固定金型２１から離間させる力（型開力）を発生させ得る。

【0031】

型開閉機構４０の上記構成によれば、ロータリエンコーダ４４から出力される検出信号に基づいて、可動盤３２及び可動金型２２の位置，移動方向，移動速度などを検出することができる。つまり、ロータリエンコーダ４４は、固定盤３１（固定金型２１）に対する可動盤３２（可動金型２２）の位置を検出する位置検出手段の一つとして利用可能である。

【0032】

そこで、本実施の形態では、サーボモータ４１やロータリエンコーダ４４が接続されているサーボアンプ４５と成形機１を統括的に制御する制御装置５とが相互に通信可能に接続されている。この結果、ロータリエンコーダ４４から出力される検出信号は、サーボアンプ４５を経由して制御装置５に入力される。制御装置５は、ロータリエンコーダ４４から出力される検出信号に基づいて、サーボアンプ４５を介してサーボモータ４１をクローズドループ制御する。

【0033】

別の見方をすると、制御装置５は、型開閉機構４０をクローズドループ制御することにより、可動盤３２（可動金型２２）の位置，移動方向，移動速度などを制御する。

【0034】

なお、型開閉機構４０は、クローズドループ制御可能な流量調整バルブ（例えば、サーボバルブ）や油圧シリンダ等によって構成してもよい。また、ロータリエンコーダ４４に代えて、或いはロータリエンコーダ４４に加えて、リニアスケール等を用いて固定盤３１（固定金型２１）に対する可動盤３２（可動金型２２）の位置などを検出してもよい。

【0035】

＜型締機構＞
型締装置４は、固定金型２１と可動金型２２との型締を行う４基の型締機構５０を備えている。もっとも、図１には、手前側に配置されている２基の型締機構５０のみが図示されている。実際には、図示されている２基の型締機構５０の背後に、同一構成の型締機構５０がそれぞれ配置されている。

【0036】

それぞれの型締機構５０は、シリンダ５１，ピストン５２，型締ロッド５３等から構成される油圧アクチュエータである。

【0037】

固定盤３１の四隅近傍の位置に、それぞれの型締機構５０のシリンダ５１が設けられており、それぞれのシリンダ５１内にはピストン５２が往復動可能に収容されている。この結果、各シリンダ５１の内部は、ピストン５２によって二つの油室に区画されている。

【0038】

より特定的には、シリンダ５１の内部は、ピストン５２の後方に位置する型締側油室５１ａと、ピストン５２の前方に位置する型開側油室５１ｂとに区画されている。別の見方をすると、シリンダ５１は、ピストン５２を挟んで対向する二つの油室を備える復動シリンダである。

【0039】

型締ロッド５３は、ピストン５２の一側から後方に向かって延びる後方ロッド５３ａと、ピストン５２の他側から前方に向かって延びる前方ロッド５３ｂとを含んでいる。

【0040】

後方ロッド５３ａは、固定盤３１の固定金型取付面から後方に向かって突出している。つまり、固定盤３１の固定金型取付面の四隅近傍の位置から後方ロッド５３ａがそれぞれ突出している。それぞれの後方ロッド５３ａは、可動盤３２に設けられている挿通孔３３を貫通して可動盤３２の背面（可動金型取付面と反対側の面）から後方に向かって突出している。

【0041】

前方ロッド５３ｂは、固定盤３１の前面（固定金型取付面と反対側の面）から前方に向かって突出している。つまり、固定盤３１の前面の四隅近傍の位置から前方ロッド５３ｂがそれぞれ突出している。

【0042】

上記のように、固定盤３１には４本の型締ロッド５３が設けられており、型締ロッド５３は可動盤３２に挿通されている。さらに、それぞれの型締ロッド５３は、可動盤３２を固定盤３１に対して移動可能に支持している。別の見方をすると、型締ロッド５３は、可動盤３２を固定盤３１に対して移動可能に支持する軸部材である。つまり、本実施の形態では、型締ロッド５３がタイバに相当する。そこで、以下の説明では、型締ロッド５３を“タイバ５３”と呼ぶ場合がある。

【0043】

タイバ５３の一部には、複数の締結溝５３ｃが設けられている。より特定的には、可動盤３２に挿通されている後方ロッド５３ａの軸方向一方側に複数の締結溝５３ｃが設けられている。

【0044】

＜締結機構＞
可動盤３２の背面側には、各タイバ５３の挿通部分に対応して締結機構５４が配置されている。それぞれの締結機構５４は、ロック部材である一対のハーフナット５５と一対のハーフナット５６とを備えている。ハーフナット５５のタイバ５３の締結溝５３ｃと対向する部分には、締結突起５５ａが形成されている。締結機構５４は、ハーフナット開閉用アクチュエータ５７を備えている。ハーフナット５５は、ハーフナット開閉用アクチュエータ５７により、タイバ５３に対して進退される。なお、ハーフナット５５は、可動盤３２に対しては前後方向に相対移動不能に保持されている。

【0045】

ハーフナット５６のタイバ５３の締結溝５３ｃと対向する部分には、締結突起５６ａが形成されている。ハーフナット５６は、ハーフナット開閉用アクチュエータ５７により、タイバ５３に対して進退される。

【0046】

また、締結機構５４は、ハーフナットロック用アクチュエータ５８を備えている。ハーフナット５６は、ハーフナット５５に向けてタイバ５３の軸方向にも移動可能であり、ハーフナットロック用アクチュエータ５８によって同方向に移動される。なお、ハーフナット開閉用アクチュエータ５７及びハーフナットロック用アクチュエータ５８は、油圧シリンダを用いたものであっても電動モータを用いたものでもよい。

【0047】

一対のハーフナット５５がハーフナット開閉用アクチュエータ５７によって互いに近接する方向に駆動されると、それぞれのハーフナット５５が備える締結突起５５ａがタイバ５３の締結溝５３ｃに嵌り込む。また、一対のハーフナット５６がハーフナット開閉用アクチュエータ５７によって互いに近接する方向に駆動されると、それぞれのハーフナット５６が備える締結突起５６ａがタイバ５３の締結溝５３ｃに嵌り込む。

【0048】

ここで、締結突起５５ａ，５６ａの幅は、タイバ５３に設けられている締結溝５３ｃの幅よりも僅かに小さい。このため、締結突起５５ａ，５６ａが締結溝５３ｃに嵌り込んだときに、両者の間に僅かな隙間が発生する場合がある。もっとも、締結突起５５ａ，５６ａと締結溝５３ｃとの幅が上記のように異なることによって、締結突起５５ａ，５６ａと締結溝５３ｃとの衝突やカジリの発生が回避される。

【0049】

そして次に、ハーフナットロック用アクチュエータ５８によってハーフナット５６がハーフナット５５に向けて駆動されると、隣接する締結溝５３ｃの間の凸部分が、締結突起５５ａと締結突起５６ａとに挟まれて可動盤３２とタイバ５３とがロックされる。言い換えれば、可動盤３２とタイバ５３とが一体化され、前後方向への相対移動が規制される。

【0050】

可動盤３２とタイバ５３とがロックされている状態でシリンダ５１の型締側油室５１ａに作動油が供給されると、可動盤３２がタイバ５３に引っ張られて前進する。一方、可動盤３２とタイバ５３とがロックされている状態でシリンダ５１の型開側油室５１ｂに作動油が供給されると、可動盤３２がタイバ５３に押し戻されて後退する。

【0051】

したがって、型締機構５０は、型開閉機構４０と同じく、可動金型２２が取り付けられている可動盤３２を移動させることにより、可動金型２２を固定金型２１に対して移動させることができる。別の見方をすると、型締機構５０も型閉力および型開力を発生させ得る。

【0052】

さらに、型締機構５０は、固定金型２１に突き当たっている可動金型２２を僅かに前方（型閉方向）に移動させて固定金型２１と可動金型２２とを緊締させる力（型締力）を発生させ得る。また、型締機構５０は、固定金型２１に緊締されている可動金型２２を僅かに後方（型開方向）に移動させて固定金型２１と可動金型２２とを離間させる力（強力型開力／離型力）を発生させ得る。

【0053】

もっとも、型開閉機構４０によって実現される可動盤３２の移動ストロークは、型締機構５０によって実現される移動ストロークよりも大きい（長い）。そこで、より大きな移動ストロークを必要とする型開や型閉には、専ら型開閉機構４０が使われる。一方、大きな移動ストロークを必要としない型締や強力型開には、専ら型締機構５０が使われる。

【0054】

＜タイバ移動機構＞
型締装置４は、型開閉機構４０や型締機構５０とは独立してタイバ５３又は可動盤３２を前後に移動させ得る４基のタイバ移動機構６０を備えている。もっとも、図１には、手前側に配置されている２基のタイバ移動機構６０のみが図示されている。実際には、図示されている２基のタイバ移動機構６０の背後に、同一構成のタイバ移動機構６０がそれぞれ配置されている。

【0055】

それぞれのタイバ移動機構６０は、一対のシリンダ６１と、それぞれのシリンダ６１に対して伸縮可能なタイバ移動ロッド６２と、を含む油圧アクチュエータである。

【0056】

それぞれのタイバ移動機構６０を構成しているシリンダ６１及びタイバ移動ロッド６２は、固定盤３１の前面から突出している前方ロッド５３ｂの径方向両側に、前方ロッド５３ｂと平行に配置されている。

【0057】

さらに、それぞれのタイバ移動ロッド６２の先端は、前方ロッド５３ｂの先端が連結されているプレート６３に連結されている。つまり、タイバ移動ロッド６２及び前方ロッド５３ｂは、共通のプレート６３に連結されている。

【0058】

シリンダ６１は、シリンダ５１と類似する基本構造を有する復動シリンダであって、ピストンによって区画された型締側油室および型開側油室を備えている。シリンダ６１の油室は、クローズドループ制御によって流量を制御可能なバルブ６４を含む油圧装置６に接続されている。

【0059】

油圧装置６によってシリンダ６１の型締側油室に作動油が供給されると、タイバ移動ロッド６２が伸びる（タイバ移動ロッド６２がシリンダ６１から押し出される）。一方、油圧装置６によってシリンダ６１の型開側油室に作動油が供給されると、タイバ移動ロッド６２が縮む（タイバ移動ロッド６２がシリンダ６１に引き込まれる）。

【0060】

タイバ移動ロッド６２が伸びると、プレート６３が前方に押し出される。すると、プレート６３に連結されている前方ロッド５３ｂを含むタイバ５３が前方に引っ張られる。このとき、可動盤３２とタイバ５３とがロックされていれば、タイバ５３と一緒に前進する力を可動盤３２に付与することができる。

【0061】

一方、タイバ移動ロッド６２が縮むと、プレート６３が後方に引き寄せられる。すると、プレート６３に連結されている前方ロッド５３ｂを含むタイバ５３が後方に押し戻される。このとき、可動盤３２とタイバ５３とがロックされていれば、可動盤３２は、タイバ５３と一緒に後退する。または、タイバ５３と一緒に後退する力を可動盤３２に付与することができる。

【0062】

したがって、タイバ移動機構６０は、型開閉機構４０や型締機構５０と同じく、可動金型２２が取り付けられている可動盤３２を移動させることにより、可動金型２２を固定金型２１に対して移動させるか、または力を付与することができる。別の見方をすると、タイバ移動機構６０も型閉力および型開力を発生させ得る。

【0063】

なお、いずれかの機構が発生させる型閉力は、他のいずれかの機構が発生させる型開力を受けている可動金型２２に対して、型開方向への移動を抑制する力（制動力）として作用し得る。また、いずれかの機構が発生させる型開力は、他のいずれかの機構が発生させる型開力を受けている可動金型２２に対して、型開方向への移動を促進させる力（補助力）として作用し得る。

【0064】

固定盤３１とプレート６３との間には、リニアスケール等の位置センサ６５が設けられている。既述のとおり、プレート６３にはタイバ５３の一端が連結されている。したがって、位置センサ６５から出力される検出信号に基づいて、固定盤３１に対するタイバ５３の位置を検出することができる。そして、可動盤３２とタイバ５３とがロックされていれば、両者は一体的に移動するので、位置センサ６５から出力される検出信号に基づいて、可動盤３２の位置，移動方向，移動速度などを検出することができる。つまり、位置センサ６５は、可動盤３２（可動金型２２）の位置を検出する位置検出手段の他の一つとして利用可能である。

【0065】

なお、それぞれのタイバ移動機構６０を構成するシリンダ６１やタイバ移動ロッド６２の数は限定されない。また、シリンダ６１は、固定盤３１に内蔵されていてもよい。

【0066】

タイバ移動機構６０は、型開閉機構４０と同種の電動アクチュエータに置換してもよい。また、油圧アクチュエータや電動アクチュエータと、トグル機構やクサビ機構とを併用してタイバ移動機構６０を構成してもよい。

【0067】

＜金型＞
既述のとおり、金型２０は、固定金型２１と可動金型２２とから構成される。図２Ａ，図２Ｂは、図１に示される金型２０の拡大断面図である。これらの図面に示されるように、固定金型２１はキャビ型であり、可動金型２２はコア型である。つまり、金型２０は、インロー金型である。

【0068】

インロー金型である金型２０では、キャビティＣが形成された状態を維持しつつ可動金型２２を固定金型２１に対して移動させることができる。別の見方をすると、金型２０は、キャビティＣの閉鎖状態を保持したままでキャビティＣの容積を拡縮させることができる。

【0069】

金型２０は、可動金型２２を固定金型２１から離間させる型開力を発生させる離間機構を備えている。具体的には、金型２０は、固定金型２１と可動金型２２との間に位置するスプリング２３を備えている。

【0070】

より特定的には、スプリング２３の一端側（基端側）が固定金型２１のパーティング面やパーティング面に設けられた取付け穴に取り付けられている。一方、スプリング２３の他端側（先端側）は、可動金型２２のパーティング面と対向している。なお、可動金型２２のパーティング面と対向するスプリング２３の先端に、プレートやブロック等を取り付けてもよい。

【0071】

スプリング２３の先端は、キャビティＣの厚みが成形品の最終肉厚よりも厚い状態で可動金型２２のパーティング面に接触する。別の見方をすると、スプリング２３の先端は、固定金型２１と可動金型２２とが突き当たる前に、可動金型２２に接触する。

【0072】

先端が可動金型２２に接触したスプリング２３は、可動金型２２の型閉方向への移動に伴って次第に圧縮され、弾性復元力を発揮する。

【0073】

圧縮されたスプリング２３が発揮する弾性復元力は、可動金型２２に対して、当該可動金型２２を型開方向に移動させる力として作用する。つまり、スプリング２３は、可動金型２２を固定金型２１から離間させる力（型開力または型開力の一部）を発生させ得る。別の見方をすると、スプリング２３を備えている金型２０は、それ自体が型開力を発生させ得る。

【0074】

以下の説明では、スプリング２３が発生させる型開力を“スプリング力”と呼んで、他の型開力と区別する場合がある。

【0075】

なお、固定金型２１がコア型であり、可動金型２２がキャビ型であってもよい。もっとも、金型２０はインロー金型に限られない。金型２０は、例えば、図５Ａ，図５Ｂに示されるような額縁金型（パーティング面当接タイプのキャビティ容積が変更可能な金型）であってもよい。

【0076】

スプリング２３は、可動金型２２に設けられていてもよい。また、スプリング２３の数は特に限定されない。もっとも、型開力のバランスの観点からは、４つ以上のスプリング２３を設けることが好ましい。

【0077】

＜制御方法および成形方法＞
次に、成形機１の制御方法と成形機１を用いた成形方法とについて説明する。具体的には、制御方法および成形方法の１サイクルについて、主に図３を参照しながら説明する。

【0078】

図３には、１サイクル中に射出装置３及び型締装置４によって実行される成形方法の主な工程と、１サイクル中の可動金型２２の位置の推移とが示されている。なお、図３に太い実線で示されている可動金型２２の位置は、固定金型２１に対する位置である。ただし、図３では、一部の工程における可動金型２２の位置が誇張して示されている。

【0079】

＜＜型閉工程＞＞
成形機１を構成している射出装置３や型締装置４は、制御装置５からサーボアンプ４５や油圧装置６に送られる指令信号に基づいて作動する。

【0080】

金型２０の型締装置４への取り付け等を含む事前準備が完了すると、制御装置５から型開閉機構４０のサーボアンプ４５に指令信号が送信される。指令信号を受信したサーボアンプ４５は、サーボモータ４１を作動させてねじシャフト４２を回転させる。すると、可動盤３２が型閉方向へ移動し、可動盤３２に取り付けられている可動金型２２が固定盤３１に取り付けられている固定金型２１に近接する。

【0081】

可動金型２２が図３中の符号（Ｐ１）で示される位置（ばね力発生位置）まで移動すると、可動金型２２のパーティング面が固定金型２１から突出しているスプリング２３の先端に接触する。既述のとおり、可動金型２２のパーティング面は、固定金型２１のパーティング面に接触する前にスプリング２３の先端に接触する。

【0082】

型閉方向への可動盤３２の移動はその後も継続される。よって、可動金型２２は、スプリング２３を圧縮しながら固定金型２１にさらに近接する。そして、可動金型２２が図３中の符号（Ｐ２）で示される位置（型閉完了位置）まで移動すると、固定金型２１と可動金型２２との間にキャビティＣが形成される。もっとも、可動金型２２のパーティング面が固定金型２１のパーティング面と直接接触しないまま型閉が完了してキャビティＣが形成される場合もある。

【0083】

固定金型２１と可動金型２２とが型閉されると、サーボモータ４１によって可動盤３２（可動金型２２）の位置が保持される。その後、締結機構５４が作動され、締結突起５５ａ，５６ａと締結溝５３ｃとの間の隙間が解消された状態で可動盤３２とタイバ５３とがロックされる。

【0084】

＜＜増圧工程＞＞
次に、制御装置５から油圧装置６に指令信号が送信される。指令信号を受信した油圧装置６は、型締機構５０のシリンダ５１に作動油を供給する。より特定的には、油圧装置６は、シリンダ５１の型締側油室５１ａに作動油を供給して、型締側油室５１ａの内圧を上昇させる。このとき、型開側油室５１ｂから作動油が回収されることもある。

【0085】

型締側油室５１ａの内圧上昇に伴って、可動盤３２がロックされているタイバ５３が型閉方向に引っ張られる。油圧装置６は、型締側油室５１ａの内圧を所定圧力まで上昇させる。すると、可動金型２２は、図３中の符号（Ｐ２’）で示される位置（型締完了位置）まで僅かに圧縮される。この結果、固定金型２１と可動金型２２とが緊締（型締）される。

【0086】

型締側油室５１ａの内圧が所定圧力まで上昇したことが確認されると、増圧工程を終了させて型締保持工程に移行する。

【0087】

＜＜型締保持工程＞＞
型締保持工程では、射出装置３から金型２０のキャビティＣ内に成形材料が射出される。より特定的には、化学発泡剤を含む溶融樹脂がキャビティＣ内に射出される。その後、溶融樹脂の化学発泡によりキャビティ内圧が高まる。すると、可動金型２２を固定金型２１から離間させる力（型開力）がキャビティＣ内で発生する。

【0088】

既述のとおり、ばね力発生位置（Ｐ１）を通過した後の可動金型２２は、スプリング２３が発生させる型開力（スプリング力）を受け続けている。したがって、型締保持工程の金型２０には、溶融樹脂の発泡によって生じる型開力と、圧縮されたスプリング２３が発生させる型開力とが内在している。

【0089】

もっとも、型締保持工程では、型締機構５０の型閉力が溶融樹脂の発泡によって生じる型開力および圧縮されたスプリング２３が発生させる型開力を上回っている。よって、これら型開力によって可動金型２２が型開方向に移動することはない。つまり、キャビティＣの容積が拡大されることはない。

【0090】

なお、以下の説明では、溶融樹脂の発泡によって生じる型開力を“発泡力”と呼んで、スプリング力を含む他の型開力と区別する場合がある。

【0091】

＜＜圧抜工程＞＞
溶融樹脂の射出開始から所定時間が経過すると、圧抜工程が開始される。具体的には、油圧装置６は、シリンダ５１の型締側油室５１ａから作動油の圧力を回収し、型締機構５０の型閉力を低下させる。

【0092】

＜＜コアバック成形工程＞＞
圧抜工程が開始されてから必要に応じた所定時間が経過すると、コアバック成形工程が開始される。例えば、圧抜工程開始と同時に作動させたタイマが所定時間を計時すると、コアバック成形工程が開始される。つまり、本実施の形態では、圧抜工程が終了する前にコアバック成形工程が開始される。本実施の形態では、実際に可動金型２２が移動開始した後の工程をコアバック成形工程と呼ぶが、実際のコアバック成形工程の準備は圧抜開始と同時に開始されていると言うこともできる。

【0093】

本実施の形態のコアバック成形工程では、制御装置５や油圧装置６によってタイバ移動機構６０が次のように制御される。まず、制御装置５は、圧抜工程が開始されてから所定時間が経過すると、油圧装置６に指令信号を送信する。指令信号を受信した油圧装置６は、バルブ６４を作動させ、タイバ移動機構６０のシリンダ６１の型開側油室に作動油を供給する。つまり、タイバ移動機構６０に型開力を発生させさせる。

【0094】

この結果、金型２０に内在している型開力（発泡力およびスプリング力）にタイバ移動機構６０が発生させる型開力を加えた合計値が、圧抜により低下していく型締機構５０の型閉力に可動盤３２等に作用する静的摩擦力を加えた合計値を上回ると、可動盤３２（可動金型２２）が型開方向へ移動を開始する。即ち、金型２０に内在している型開力が小さく、重量物である可動盤３２等の移動開始時に作用する静的摩擦力の影響が大きい場合であっても、タイバ移動機構６０に型開力を発生させることにより、応答性よくコバック成形工程を立ち上げることが可能となる。

【0095】

そして、キャビティが寸開されるとともにキャビティＣの容積が拡大されると、溶融樹脂の発泡が促進される。

【0096】

本実施の形態のコアバック成形工程では、コアバック成形工程によりキャビティＣが寸開される際に、タイバ移動機構６０単独では型開速度や型開力が不足する場合に、金型２０のスプリング力により所望の型開速度または型開力を得ることができる。言い換えれば相対的にスプリング力が大きいことを利用すれば、タイバ移動機構６０の仕様速度を超えた高速でコアバック成形工程の寸開速度を制御することができる。そのため過剰な駆動力を備えたタイバ移動機構６０を準備する必要がない。

【0097】

ここで、発泡力やスプリング力を何ら制御しないと、成り行きでキャビティＣの寸開が進行してしまう場合がある。別の見方をすると、成り行きで溶融樹脂の発泡が進行してしまう場合がある。

【0098】

そこで、本実施の形態のコアバック成形工程では、制御装置５によって制御されるタイバ移動機構６０の速度制御の下で可動盤３２（可動金型２２）を型開方向に移動させる。言い換えれば、制御装置５によって速度制御されるタイバ移動機構６０の制御の下でキャビティＣを寸開させる。

【0099】

具体的には、タイバ移動機構６０によって可動金型２２の移動を制御する。より特定的には、位置センサ６５によって検出されるタイバ５３の位置が速度の指令信号に合致するように、バルブ６４をクローズドループ制御する。なお、可動金型２２が取り付けられている可動盤３２とタイバ５３とが締結突起５５ａ，５６ａと締結溝５３ｃとの間の隙間が解消された状態でロックされている場合、タイバ５３の位置は、可動盤３２や可動金型２２の位置に相当する。

【0100】

そこで、スプリング力が相対的に小さいために、速度の指令信号に対して位置センサ６５によって検出されるタイバ５３の位置が遅れるようならば、タイバ移動機構６０のシリンダ６１の型開側油室に作動油を供給し、タイバ移動機構６０の型開力を増大させる。このときのタイバ移動機構６０の型開力は、発泡力やスプリング力を受けている可動金型２２に対し、型開方向への移動を促進させる補助力として作用する。

【0101】

一方、スプリング力が相対的に大きいために、速度の指令信号に対して位置センサ６５によって検出されるタイバ５３の位置が進むようならば、タイバ移動機構６０のシリンダ６１の型閉側油室に作動油を供給し、タイバ移動機構６０に型閉力を発生させさせる。或いはタイバ移動機構６０のシリンダ６１の型閉側油室からの作動油の排出を抑制する。このときのタイバ移動機構６０の型閉力は、発泡力やスプリング力を受けている可動金型２２に対し、型開方向への移動を抑制する制動力として作用する。

【0102】

この際、タイバ移動機構６０が発生させる型閉力（制動力）を使って、可動金型２２の移動速度または移動位置を補正してもよい。例えば、速度の指令信号に対して位置センサ６５によって検出されるタイバ５３の位置が補正を必要とする程度に進み過ぎてしまった場合には、より大きな型閉力をタイバ移動機構６０に発生させさせて、可動金型２２を型閉方向へ戻してもよい。言い換えれば、発泡力やスプリング力によって過剰に移動してしまった可動金型２２の位置をタイバ移動機構６０の型閉力を使って補正してもよい。

【0103】

または型締機構５０の型締側油室５１ａの作動油の圧力の低下の程度を抑制することによっても可動金型２２の移動速度または移動位置を補正することもできる。

【0104】

そして可動金型２２が符号（Ｐ３）で示される所定の位置まで型開されるとタイバ移動機構６０の駆動を停止させて可動金型２２の型開方向への移動を停止させる。このことにより発泡成形品の板厚を所定の値に制御することができる。なお、型開方向のスプリング力は、符号Ｐ３で示される位置に可動金型２２が移動したときに残存していてもよく、残存していなくてもよい。

【0105】

なお、タイバ移動機構６０をサーボモータ等の電動機を備える電動アクチュエータに置換してもよいことは既述のとおりである。この場合も上述のクローズドループ制御は実行可能である。より特定的には、位置センサ６５やサーボモータのロータリエンコーダの検出結果に基づいて上述のクローズドループ制御を実行することができる。

【0106】

本実施の形態では、発泡力やスプリング力を受けている可動金型２２に対して補助力や制動力として作用する型開力や型閉力を発生可能な複数のタイバ移動機構６０が設けられている。よって、それぞれのタイバ移動機構６０を個別に独立して制御することにより、可動金型２２の固定金型２１に対する平行度を保つこともできる。

【0107】

本実施の形態では、圧抜工程が終了する前にコアバック成形工程が開始される。そのため応答性が向上し、サイクル時間の短縮が図れる。もっとも、圧抜工程が終了してからコアバック成形工程を開始してもよい。

【0108】

＜＜冷却工程＞＞
その後、可動金型２２がばね力発生位置（Ｐ１）まで移動すると、冷却工程が開始される。冷却工程の間、型締装置４は、可動金型２２をばね力発生位置（Ｐ１）に保持する。一方、射出装置３は、次の射出に備えて計量（次に射出する溶融樹脂の充填）を行う。

【0109】

もっとも、発泡成形では、冷却工程中に成形品が収縮する場合がある。このような場合、タイバ移動機構６０を制御して調整力を発生させさせてもよい。つまり、タイバ移動機構６０を使って可動金型２２の位置を型閉方向に向けて補正してもよい。

【0110】

＜＜強力型開工程＞＞
冷却工程が終了すると、強力型開工程に移行する。強力型開工程では、油圧装置６よって型締機構５０のシリンダ５１の型開側油室５１ｂに作動油が供給される。この結果、可動金型２２は、型開閉機構４０やタイバ移動機構６０が発生させ得る型開力よりも強力な型開力によって型開方向に移動される。

【0111】

このとき、スプリング力が残存していれば、可動金型２２は、型締機構５０の型開力に型開方向へのスプリング力が加わって型開方向に移動される。

【0112】

＜＜型開工程＞＞
強力型開工程が終了すると、型開工程に移行する。型開工程では、サーボアンプ４５によってサーボモータ４１が作動され、ねじシャフト４２が回転駆動される。この結果、可動盤３２が型開方向に大きく移動され、可動金型２２が型開完了位置（成形品取出位置）まで移動される。

【0113】

なお、型開工程の開始前に可動盤３２とタイバ５３とのロックが解除される。このとき、タイバ５３（締結溝５３ｃ）とロック部材であるハーフナット５５（締結突起５５ａ）、ハーフナット５６（締結突起５６ａ）との位置関係が調整されることがある。より特定的には、締結溝５３ｃと締結突起５５ａ，５６ａとのカジリを解消するために、タイバ移動機構６０によってタイバ５３が前後に僅かに移動されることがある。

【0114】

可動金型２２が型開完了位置まで移動した後、可動金型２２の内部に設けられているエジェクタピンが駆動され、成形品が押し出される。押し出された成形品は、取出し装置に保持され、搬送される。

【0115】

＜制御方法の変形例＞
本実施の形態のコアバック成形工程では、タイバ移動機構６０を速度制御することにより、キャビティＣの寸開の最適化が図られている。しかし、キャビティＣの寸開の最適化は、例えば、次のような制御によっても達成し得る。

【0116】

＜＜圧力を検出しての速度制御＞＞
本実施の形態のコアバック成形工程では、位置情報に基づいてタイバ５３（可動盤３２，可動金型２２）の速度制御が行われる。しかし、位置情報に代えて、または位置情報に加えて、圧力情報を利用して速度制御を行うこともできる。

【0117】

例えば、位置センサ６５によって検出される位置と、タイバ移動機構６０のシリンダ６１の型開側油室に接続されている管路に取り付けた油圧センサによって検出される油圧と、に基づいて速度制御を行うことができる。

【0118】

より具体的には、位置センサ６５によって検出される位置が所望の位置と合致するように、タイバ移動機構６０のシリンダ６１の型開側油室の油圧を制御する。また、より高度な制御が求められる場合には、タイバ移動機構６０のシリンダ６１の型閉側油室に接続されている管路にも油圧センサを取り付ける。

【0119】

そして、速度の指令信号に対して位置センサ６５によって検出されるタイバ５３の位置が遅れるようならば、型開側油室の油圧を減圧してタイバ５３の移動を促進する。一方、速度の指令信号に対して位置センサ６５によって検出されるタイバ５３の位置が進むようならば、型閉側油室の油圧を増圧してタイバ５３の移動を抑制する。

【0120】

＜＜圧力のみを検出しての圧力制御＞＞
上記のような速度制御に代えて圧力制御を実行してもよい。例えば、タイバ移動機構６０のシリンダ６１の油室に接続されている管路に取り付けた油圧センサによって検出される油圧が指令値と合致するように制御してもよい。

【0121】

この場合、位置センサ６５の検出結果は利用されない。そのため、圧力制御は、成形品厚みよりもキャビティ内圧をより重視して行われる発泡成形（例えば、超臨界発泡成形やカウンタプレッシャー成形）で使用されることがある。

【0122】

なお、圧力制御のみの場合、樹脂の発泡が成り行きで進行する。よって、最終的な成形品厚みの精度を確保できない場合もある。そこで、位置制御の要素を必要に応じて取り入れてもよい。

【0123】

＜＜力や負荷を検出しての力制御＞＞
タイバ移動機構６０に電動モータが使用されている場合には、油圧の検出結果に基づくクローズドループ制御に代えて、力や負荷の検出結果に基づくクローズドループ制御を行ってもよい。例えば、タイバ５３に取り付けた歪センサや、型閉時に力が加わる部分に取り付けたロードセルの検出値に基づいてタイバ移動機構６０をクローズドループ制御してもよい。

【0124】

また、サーボモータのモータ電流や負荷トルクによっても、タイバ５３にどの程度の型閉力や型開力が作用しているのかを検出することができる。よって、モータ電流や負荷トルクの数値に基づいてタイバ移動機構６０をクローズドループ制御してもよい。

【0125】

＜＜キャビティ内圧を検出しての圧力制御＞＞
コアバック成形工程で金型２０に作用する複数の型開力のうち、発泡力をタイバ移動機構６０の制御条件において優先させてもよい。

【0126】

例えば、固定金型２１と可動金型２２との少なくとも一方に、キャビティＣの内圧を検出可能な樹脂圧センサを取り付ける。そして、樹脂圧センサによって検出されるキャビティＣの内圧が所望の圧力となるように、タイバ移動機構６０をクローズドループ制御してもよい。

【0127】

＜＜コアバック成形工程のティーチング制御＞＞
金型２２が備えるスプリング２３のスプリング力が一定以上の型開力を備えており、タイバ移動機構６０を用いないでもコアバック成形工程の寸開制御が行える場合、次のようなティーチング制御を行うようにしてもよい。ティーチング制御によるティーチングは、原則としてキャビティＣ内に溶融樹脂が射出されないドライ運転により行う。より具体的には、ティーチングでは、圧抜工程中または圧抜工程後にタイバ移動機構６０を駆動させず、型締機構５０の型閉力の低下とともにスプリング力のみにより可動金型２２を型開（寸開）させる。そして、このときの可動金型２２の移動速度を位置センサ６５により検出し、制御装置５に取り込む。

【0128】

上記のようにしてティーチングが終了すると、溶融樹脂が射出される実際の成形時にティーチングデータを用いたティーチング制御が行われる。ティーチング制御では、スプリング力のみを用いた型開（寸開）時の可動金型２２の移動速度（ティーチングされた移動速度）に対して実際の発泡成形時の可動金型２２の移動速度を更に増速させたい場合、制御装置５は、タイバ移動機構６０のシリンダ６１に対して移動速度が加算されるような速度指令信号を与え、所望の寸開制御を実現する。また、可動金型２２の移動速度を減速させたい場合も同様に、制御装置５は、タイバ移動機構６０のシリンダ６１に対して速度が減算されるような速度指令信号を与え、所望の可動金型２２の移動速度による寸開制御を実現する。なお、減速させたい場合には、速度制御に伴いタイバ移動機構６０のシリンダ６１または型締機構５０のシリンダ５１に制動力も含めた型閉方向の力が付与されることになる。

【0129】

＜＜制御の複合化＞＞
これまでは、コアバック成形工程が一つの制御で完結する例について説明した。しかし、コアバック成形工程では、複合化された複数の制御が実行されてもよい。

【0130】

例えば、一回のコアバック成形工程の中で、速度制御の要素を含む制御と、圧力制御の要素を含む制御とが実行されてもよい。

【0131】

また、一回のコアバック成形工程の前半では可動金型２２の型開速度が速く制御され、後半では可動金型２２の型開速度が遅く制御されてもよい。また、一回のコアバック成形工程の前半では圧力に基づく制御が実行され、後半では位置に基づく制御が実行されてもよい。

【0132】

なお、上記したコアバック成形工程におけるタイバ移動機構６０の全ての制御例は、それぞれのタイバ移動機構６０を個別に独立して制御することにより、固定金型２１に対する可動金型２２の平行度を調整したり、各部の発泡力を調整したりすることもできる。このことにより、スプリング力のみによる型開では実現できなかった高精度なコアバック制御を実現することも可能となる。

【0133】

＜寸開制御機構＞
本実施の形態では、タイバ移動機構６０の制御の下でキャビティＣの寸開が行われる。つまり、タイバ移動機構６０は、キャビティＣが形成された状態を維持しつつ可動金型２２を固定金型２１に対して移動可能な寸開制御機構である。

【0134】

さらに、寸開制御機構であるタイバ移動機構６０は、制御装置５によってクローズドループ制御され、キャビティＣの容積変更が最適化されるように、発泡力やスプリング力を受けている可動金型２２の移動を制御する。

【0135】

もっとも、本実施の形態の成形機１は、タイバ移動機構６０と同様の型開力や型閉力を発生させ得る型開閉機構４０及び型締機構５０を備えている。さらに、型開閉機構４０及び型締機構５０は、タイバ移動機構６０と同じく制御装置５によって制御される。したがって、型開閉機構４０や型締機構５０を寸開制御機構として利用することもできる。

【0136】

例えば、圧抜工程で型締機構５０のシリンダ５１の降圧速度、降圧停止タイミング等を制御することにより、発泡力およびスプリング力を受けて型開方向に移動する可動金型２２の位置（速度を含む）を制御することができる。型締機構５０のシリンダ５１は、タイバ移動機構６０のシリンダ６１よりも強い型閉力を発揮し得る。したがって、型締機構５０を寸開制御機構として利用すれば、スプリング力が非常に強い場合であっても、可動金型２２の位置を確実に制御することができる。

【0137】

また、型開閉機構４０のサーボモータ４１の回転速度、回転角度などをサーボ制御することにより、発泡力およびスプリング力を受けて型開方向に移動する可動金型２２の位置（速度を含む）を制御することもできる。したがって、型開閉機構４０を寸開制御機構として利用すれば、可動金型２２の位置を高精度に制御することができる。

【0138】

さらに、型開閉機構４０を寸開制御機構として利用した場合、締結機構５４を次に記載する締結機構を含むどのような締結機構に置換した場合であっても、タイバ５３（締結溝５３ｃ）とロック部材（締結突起）との間の隙間による影響を受けることなく、可動金型２２を制御することができる。
＜締結機構の変形例＞
本実施の形態の締結機構５４は、タイバ５３（締結溝５３ｃ）に対して一対のハーフナットのみが進退される締結機構に置換可能である。この場合、締結機構のハーフナットが備える締結突起がタイバ５３の締結溝５３ｃに嵌り込んでも、可動盤３２とタイバ５３とは完全に一体化されず、締結突起と締結溝５３ｃとの間の隙間は解消されない。

【0139】

本実施の形態の締結機構５４が本変形例の締結機構に置換された場合も、コアバック成形工程では、金型２０に内在している型開力（発泡力およびスプリング力）にタイバ移動機構６０が発生させる型開力を加えた合計値が、圧抜工程によって低下している型締機構５０の型閉力に可動盤３２等に作用する静的摩擦力を加えた合計値を上回ると、可動盤３２（可動金型２２）が型開方向へ移動を開始する。

【0140】

但し、締結機構５４が本変形例の締結機構に置換された成形機１を用いる場合には、コアバック成形工程の開始時にタイバ移動機構６０のシリンダ６１の型閉側油室に作動油を供給し、タイバ移動機構６０に型閉力を発生させさせる。またはタイバ移動機構６０のシリンダ６１の型閉側油室からの作動油の排出を抑制する。そのことにより、型締工程でのハーフナットの型締時接触面とタイバ５３の締結溝５３ｃの型締時接触面との接触状態を維持したままコアバック成形工程を行うことができる。即ち、締結突起と締結溝５３ｃとの間に隙間があっても該隙間の影響を受けないでコアバック成形工程を行うことができる。
次に、締結機構５４が本変形例の締結機構に置換された成形機１を用いたコアバック成形工程の別の例について説明する。この場合、成形機１は、圧抜工程が完了してからコアバック成形工程が完了するまでの間に、少なくとも１基、より望ましくは対角方向の２基ないし４基のタイバ移動機構６０のシリンダ６１を作動させ、ハーフナットの締結突起の型締時接触面とタイバ５３の締結溝５３ｃの型締時接触面との接触状態を解消させる。そしてタイバ５３を上記隙間の分だけ空走移動させ、ハーフナットの締結突起の強力型開時接触面とタイバ５３の締結溝５３ｃの強力型開時接触面とを接触させる。このことにより、本変形例の締結機構を備えた成形機１は、コアバック成形工程において、少なくとも１基、より望ましくは対角方向の２基ないし４基のタイバ移動機構６０により可動盤３２（可動金型２２）に対して型開力を及ぼすことも可能となる。

【0141】

＜型締装置の変形例＞
図４は、他の実施の形態の成形機１の構成を示す模式図である。図４に示されている成形機１は、図１に示されている成形機１が備える射出装置３と同一または実質的に同一の射出装置３を備える射出成形機である。

【0142】

一方、図４に示されている成形機１は、図１に示されている成形機１が備える型締装置４とは構造が異なる型締装置４を備えている。より特定的には、図４に示されている型締装置４は、トグル機構７０及び反抗シリンダ８０を備えている。別の見方をすると、図４に示されている型締装置４は、反抗シリンダ８０を備えるトグル型型締装置である。

【0143】

トグル機構７０は、型締ハウジング７１，リンク７２，クロスヘッド７３，ねじシャフト７４等から構成されている。なお、トグル機構７０は二組のリンク７２を備えているが、図４には手前側に配置されている一組のリンク７２のみが図示されている。実際には、図示されている一組のリンク７２の背後に、同一構成のリンク７２がもう一組配置されている。

【0144】

ねじシャフト７４は、制御装置５によって制御される電動モータ７５によって回転駆動される。そして、ねじシャフト７４が回転駆動されると、クロスヘッド７３が前後に移動する。クロスヘッド７３が前後に移動すると、それぞれのリンク７２が伸縮する。より特定的には、クロスヘッド７３が型締ハウジング７１に近接する方向に移動すると（クロスヘッド７３が後退すると）、リンク７２が縮まる（屈曲する）。一方、クロスヘッド７３が型締ハウジング７１から離間する方向に移動すると（クロスヘッド７３が前進すると）、リンク７２が伸びる（伸張する）。

【0145】

そして、リンク７２が縮まると、可動盤３２が後退し、可動盤３２に取り付けられている可動金型２２が固定盤３１に取り付けられている固定金型２１から離間する。一方、リンク７２が伸びると、可動盤３２が前進し、可動盤３２に取り付けられている可動金型２２が固定盤３１に取り付けられている固定金型２１に近接する。

【0146】

つまり、トグル機構７０は、型開閉機構４０や型締機構５０と同じく制御装置５によって制御される機構であって、型閉力および型開力を発生し得る。よって、トグル機構７０は、コアバック成形工程で寸開制御機構として利用し得る。

【0147】

型締装置４には、４本の反抗シリンダ８０が設けられているが、図４には手前側に配置されている２本の反抗シリンダ８０のみが図示されている。実際には、図示されている２本の反抗シリンダ８０の背後に、同一構成の反抗シリンダ８０がそれぞれ設けられている。

【0148】

それぞれの反抗シリンダ８０は、固定盤３１の固定金型取付面に取り付けられたシリンダ８１と、シリンダ８１に対して伸縮可能なロッド８２とを含む油圧シリンダである。コアバック成形工程の開始前に反抗シリンダ８０のロッド８２を伸長させ停止させる位置は、金型２０の型厚やキャビティ形成位置に応じて調整が可能である。そしてロッド８２の先端は、固定金型２１と可動金型２２とが型閉された際に、可動盤３２の可動金型取付面に接触する。

【0149】

反抗シリンダ８０のシリンダ８１に作動油が供給されると、ロッド８２がシリンダ８１から押し出される。この結果、可動金型２２が取り付けられている可動盤３２が後方に押される。つまり、制御装置５及び油圧装置６によって制御される反抗シリンダ８０は、タイバ移動機構６０と同様の型開力を発生し得る機構であって、コアバック成形工程で寸開制御機構として利用し得る。

【0150】

なお、反抗シリンダ８０の本数は４本に限られず、２本やそれ以外の本数であってもよい。もっとも、固定盤３１の四隅（近傍の位置を含む）に反抗シリンダ８０が設けられている本実施の形態では、反抗シリンダ８０を使って固定金型２１に対する可動金型２２の平行度を維持することができる。

【0151】

反抗シリンダ８０のシリンダ８１は、可動盤３２に取り付けられていてもよい。この場合、反抗シリンダ８０のロッド８２は、固定金型２１と可動金型２２とが型閉された際に、固定盤３１の固定金型取付面に接触する。固定盤３１又は可動盤３２に接触したロッド８２の先端は、その盤にロックされてもよい。反抗シリンダ８０は、エアシリンダや電動機構に置換することもできる。

【0152】

既述のとおり、トグル機構７０は寸開制御機構として利用し得る。もっとも、トグル機構７０をコアバック成形工程で寸開制御機構として利用した場合、可動金型２２の移動開始時に電動モータ７５の負荷が大きくなる場合がある。しかし、スプリング力および反抗シリンダ８０の型開力が得られる本実施の形態では、電動モータ７５の負荷が低減され得る。

【0153】

既述のとおり、図４に示されている反抗シリンダ８０は寸開制御機構として利用し得る。そこで、図１に示される型締装置４のタイバ移動機構６０を図４に示されている型締装置４の反抗シリンダ８０に置換することもできる。また、図１に示される型締装置４に図４に示されている反抗シリンダ８０を追加することもできる。この場合、反抗シリンダ８０を寸開制御機構として利用すれば、タイバ移動機構６０を寸開制御機構として利用する必要はない。

【0154】

＜金型の変形例＞
図５Ａ，図５Ｂは、金型２０の一変形例を示す拡大断面図である。図示されている金型２０は、固定金型２１と可動金型２２とから構成される額縁金型（パーティング面当接タイプのキャビティ容積変更可能な金型）である。

【0155】

金型２０は、離間機構としての油圧シリンダ９０を備えている。より特定的には、固定金型２１の四隅近傍の内部にシリンダ９１が設けられており、シリンダ９１内にピストン９２が往復動可能に収容されている。

【0156】

コアバック成形工程でシリンダ９１内に作動油が供給されると、ピストン９２は、固定金型２１の外枠２４を型開方向に押し動かす。この結果、外枠２４に隣接している可動金型２２が型開方向に移動され、固定金型２１から離間する。つまり、油圧シリンダ９０は、スプリング２３と同じく、固定金型２１と可動金型２２とを離間させる型開力を発生させ得る。

【0157】

油圧シリンダ９０は、スプリング２３に比べて、応答性良く型開力を発生させ得る。また、油圧シリンダ９０が発生させる型開力は、外部から制御することができる。

【0158】

なお、油圧シリンダ９０は、型開力のみを発生させ得る単動シリンダであるが、型開力および型閉力を発生させ得る復動シリンダに置換してもよい。

【0159】

これまでの説明から、図２Ａ，図２Ｂに示される金型２０のキャビティＣも、図５Ａ，図５Ｂに示される金型２０のキャビティＣも、離間機構が発生させる型開力と、寸開制御機構の物理量の制御（速度制御，圧力制御，力制御，負荷制御など）とによって、寸開されることが理解できる。

【0160】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、寸開制御機構は、発泡力やスプリング力によって型開方向に移動する可動金型２２が所望の位置（例えば、成形完了位置）を越えて後退することを阻止するストッパその他の当て止め部材であってもよい。例えば、コアバック成形工程の開始前に、成形完了位置に予め当て止め部材を移動させておく。すると、コアバック成形工程で型開方向に移動する可動金型２２が成形完了位置に到達すると、当て止め部材にぶつかってそれ以上の後退が規制される。この結果、成形品の厚みの精度が保持される。

【0161】

離間機構は、固定盤３１と可動盤３２とのいずれか一方に取り付けられて固定盤３１と可動盤３２との間に位置してもよい。例えば、スプリング２３の基端側を固定盤３１に取り付けてもよい。この場合、スプリング２３は、型閉方向へ移動する可動盤３２よって圧縮され、弾性復元力を発揮する。

【0162】

本明細書に開示されている成形機は、溶融樹脂に窒素や二酸化炭素などの気体が供給される物理発泡成形に用いることもできる。窒素や二酸化炭素などの気体は、射出装置の加熱シリンダ内で溶融樹脂に供給されてもよく、射出ノズル内で溶融樹脂に供給されてもよい。また、金型のキャビティ内で窒素や二酸化炭素などの気体が溶融樹脂に供給されてもよい。

【0163】

さらに、本明細書に開示されている成形機は、金型をコアバック（寸開）させる工程を含む成形全般に用いることができる。本明細書に開示されている成形機は、例えば、次の成形に用いることができる。

【0164】

２材成形：射出装置によってキャビティ内に射出された樹脂が冷却された後に可動金型を寸開制御機構の制御により僅かに寸開移動させてキャビティ内に隙間を作る。その後、キャビティ内にできた隙間に別の射出装置から別の樹脂を射出する。すると、異なる２種類の樹脂から構成される２材成形品が形成される。

【0165】

型内塗装：射出装置によってキャビティ内に射出された樹脂が冷却された後に寸開制御機構の制御により可動金型を僅かに移動させてキャビティ内に隙間を作る。その後、キャビティ内にできた隙間に塗装装置を用いて塗料を噴射する。すると、成形品の片面が塗装される。

【0166】

中空成形：キャビティ内に射出された樹脂が溶融状態にあるときに、キャビティ中央に気体を大量に供給しつつ、寸開制御機構の制御により可動金型を寸開移動させる。すると、中空の成形品が形成される。

【0167】

プレス成形（スタンピング成形を含む）：開放されている下型のキャビティ内に成形材料を供給した後、上型を閉じて成形材料を加圧する。このとき、寸開制御機構を制御して上型を微小寸開移動させることができる。

【符号の説明】

【0168】

１…成形機、２…基台、３…射出装置、４…型締装置、５…制御装置、６…油圧装置、１０…加熱シリンダ、２０…金型、２１…固定金型、２２…可動金型、２３…スプリング、２４…外枠、３１…固定盤、３２…可動盤、３３…挿通孔、４０…型開閉機構、４１…サーボモータ、４２…シャフト、４３…ナット、４４…ロータリエンコーダ、４５…サーボアンプ、５０…型締機構、５１…シリンダ、５１ａ…型締側油室、５１ｂ…型開側油室、５２…ピストン、５３…型締ロッド（タイバ）、５３ａ…後方ロッド、５３ｂ…前方ロッド、５３ｃ…締結溝、５４…締結機構、５５，５６…ハーフナット、５５ａ，５６ａ…締結突起、５７…ハーフナット開閉用アクチュエータ、５８…ハーフナットロック用アクチュエータ、６０…タイバ移動機構、６１…シリンダ、６２…タイバ移動ロッド、６３…プレート、６４…バルブ、６５…位置センサ、７０…トグル機構、７１…型締ハウジング、７２…リンク、７３…クロスヘッド、７４…シャフト、７５…電動モータ、８０…反抗シリンダ、８１…シリンダ、８２…ロッド、９０…油圧シリンダ、９１…シリンダ、９２…ピストン、Ｃ…キャビティ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】