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特開2024-166233樹脂成形品の製造装置、樹脂成形品の製造方法および金型
(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】P2024166233
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】樹脂成形品の製造装置、樹脂成形品の製造方法および金型
(51)【国際特許分類】
B29C 65/18 20060101AFI20241121BHJP
【ＦＩ】
B29C65/18
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024152929
(22)【出願日】2024-09-05
(62)【分割の表示】P 2021032385の分割
【原出願日】2021-03-02
(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】中山 清貴
(72)【発明者】
【氏名】内藤 章弘
(72)【発明者】
【氏名】上村 孝志
(72)【発明者】
【氏名】須佐 圭呉
(72)【発明者】
【氏名】松▲崎▼ 孝治
(72)【発明者】
【氏名】西田 正三
(57)【要約】
【課題】ヒータを使用した樹脂成形品の製造技術において、さらなる性能の向上を図る。
【解決手段】樹脂成形品の製造方法は、樹脂成形品を構成する第１の部分を第１の金型に配置する工程、樹脂成形品を構成する第２の部分を第２の金型に配置する工程、第１の金型と第２の金型との間にヒータを挿入する工程、ヒータで第１の部分および第２の部分を部分的に加熱する工程、ヒータを退避する工程、第１の部分と第２の部分とを溶着する工程、第１の部分と第２の部分を含む樹脂成形品を取り出す工程を備える。
【選択図】図１４
【解決手段】樹脂成形品の製造方法は、樹脂成形品を構成する第１の部分を第１の金型に配置する工程、樹脂成形品を構成する第２の部分を第２の金型に配置する工程、第１の金型と第２の金型との間にヒータを挿入する工程、ヒータで第１の部分および第２の部分を部分的に加熱する工程、ヒータを退避する工程、第１の部分と第２の部分とを溶着する工程、第１の部分と第２の部分を含む樹脂成形品を取り出す工程を備える。
【選択図】図１４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下を含む、樹脂成形品の製造装置：
前記樹脂成形品を構成する第１の部分が配置される第１の金型を装着可能な第１の金型装着部；
前記第１の金型装着部と対向する位置に配置された、前記樹脂成形品を構成する第２の部分が配置される第２の金型を装着可能な第２の金型装着部；
前記第１の金型と前記第２の金型によって形成されるキャビティ内に挿入されるように移動可能であり、前記第１の部分及び前記第２の部分を部分的に溶融して接合するためのヒータ；および
前記ヒータを揺動させるように構成されたヒータ揺動部。
前記樹脂成形品を構成する第１の部分が配置される第１の金型を装着可能な第１の金型装着部；
前記第１の金型装着部と対向する位置に配置された、前記樹脂成形品を構成する第２の部分が配置される第２の金型を装着可能な第２の金型装着部；
前記第１の金型と前記第２の金型によって形成されるキャビティ内に挿入されるように移動可能であり、前記第１の部分及び前記第２の部分を部分的に溶融して接合するためのヒータ；および
前記ヒータを揺動させるように構成されたヒータ揺動部。
【請求項2】
以下を含む、樹脂成形品の製造装置：
前記樹脂成形品を構成する第１の部分が配置される第１の金型を装着可能な第１の金型装着部；
前記第１の金型装着部と対向する位置に配置された、前記樹脂成形品を構成する第２の部分が配置される第２の金型を装着可能な第２の金型装着部；
前記第１の金型と前記第２の金型によって形成されるキャビティ内に挿入されるように移動可能であり、前記第１の部分及び前記第２の部分を部分的に溶融して接合するためのヒータ；および
前記ヒータから発生した熱に起因する対流を抑制する対流抑制部材。
前記樹脂成形品を構成する第１の部分が配置される第１の金型を装着可能な第１の金型装着部；
前記第１の金型装着部と対向する位置に配置された、前記樹脂成形品を構成する第２の部分が配置される第２の金型を装着可能な第２の金型装着部；
前記第１の金型と前記第２の金型によって形成されるキャビティ内に挿入されるように移動可能であり、前記第１の部分及び前記第２の部分を部分的に溶融して接合するためのヒータ；および
前記ヒータから発生した熱に起因する対流を抑制する対流抑制部材。
【請求項3】
請求項２に記載の樹脂成形品の製造装置において、
前記樹脂成形品の製造装置は、前記ヒータをスライドさせるように構成されたヒータスライド機構を有し、
前記ヒータスライド機構は、前記ヒータと前記ヒータの外側に配置される外枠体とを含むスライドユニットをスライドさせる機構であり、
前記外枠体は、前記対流抑制部材として機能する。
前記樹脂成形品の製造装置は、前記ヒータをスライドさせるように構成されたヒータスライド機構を有し、
前記ヒータスライド機構は、前記ヒータと前記ヒータの外側に配置される外枠体とを含むスライドユニットをスライドさせる機構であり、
前記外枠体は、前記対流抑制部材として機能する。
【請求項4】
請求項２に記載の樹脂成形品の製造装置において、
前記第１の金型装着部と前記第２の金型装着部は、水平方向に対向配置されている。
前記第１の金型装着部と前記第２の金型装着部は、水平方向に対向配置されている。
【請求項5】
以下を含む、樹脂成形品の製造装置：
前記樹脂成形品を構成する第１の部分が配置される第１の金型を装着可能な第１の金型装着部；
前記第１の金型装着部と対向する位置に配置された、前記樹脂成形品を構成する第２の部分が配置される第２の金型を装着可能な第２の金型装着部；
前記第１の金型と前記第２の金型によって形成されるキャビティ内に挿入されるように移動可能であり、前記第１の部分及び前記第２の部分を部分的に溶融して接合するためのヒータ；
前記第１の部分の配置状態を監視可能に構成された第１の監視部；および
前記第２の部分の配置状態を監視可能に構成された第２の監視部。
前記樹脂成形品を構成する第１の部分が配置される第１の金型を装着可能な第１の金型装着部；
前記第１の金型装着部と対向する位置に配置された、前記樹脂成形品を構成する第２の部分が配置される第２の金型を装着可能な第２の金型装着部；
前記第１の金型と前記第２の金型によって形成されるキャビティ内に挿入されるように移動可能であり、前記第１の部分及び前記第２の部分を部分的に溶融して接合するためのヒータ；
前記第１の部分の配置状態を監視可能に構成された第１の監視部；および
前記第２の部分の配置状態を監視可能に構成された第２の監視部。
【請求項6】
請求項５に記載の樹脂成形品の製造装置において、
前記第１監視部は、前記第１の部分の配置状態を撮像可能な第１の撮像部を含み、
前記第２監視部は、前記第２の部分の配置状態を撮像可能な第２の撮像部を含む。
前記第１監視部は、前記第１の部分の配置状態を撮像可能な第１の撮像部を含み、
前記第２監視部は、前記第２の部分の配置状態を撮像可能な第２の撮像部を含む。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか１項に記載の樹脂成形品の製造装置において、
前記第１の金型装着部は、固定されている一方、
前記第２の金型装着部は、可動可能に構成されている。
前記第１の金型装着部は、固定されている一方、
前記第２の金型装着部は、可動可能に構成されている。
【請求項8】
（ａ）樹脂成形品を構成する第１の部分を第１の金型に配置する工程、
（ｂ）前記樹脂成形品を構成する第２の部分を第２の金型に配置する工程、
（ｃ）前記第１の金型と前記第２の金型との間にヒータを挿入する工程、
（ｄ）前記ヒータで前記第１の部分および前記第２の部分を部分的に加熱する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記ヒータを退避する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記第１の部分と前記第２の部分とを溶着する工程、
（ｇ）前記第１の部分と前記第２の部分を含む前記樹脂成形品を取り出す工程、
を備え、
前記（ｃ）工程の前に、
前記第１の金型に配置された前記第１の部分を第１チャック部で固定する工程、
前記第２の金型に配置された前記第２の部分を第２チャック部で固定する工程、
を有し、
前記（ｆ）工程の後、前記（ｇ）工程の前に、前記第１チャック部による前記第１の部分の固定および前記第２チャック部による第２の部分の固定を解除する工程を有する、樹脂成形品の製造方法。
（ｂ）前記樹脂成形品を構成する第２の部分を第２の金型に配置する工程、
（ｃ）前記第１の金型と前記第２の金型との間にヒータを挿入する工程、
（ｄ）前記ヒータで前記第１の部分および前記第２の部分を部分的に加熱する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記ヒータを退避する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記第１の部分と前記第２の部分とを溶着する工程、
（ｇ）前記第１の部分と前記第２の部分を含む前記樹脂成形品を取り出す工程、
を備え、
前記（ｃ）工程の前に、
前記第１の金型に配置された前記第１の部分を第１チャック部で固定する工程、
前記第２の金型に配置された前記第２の部分を第２チャック部で固定する工程、
を有し、
前記（ｆ）工程の後、前記（ｇ）工程の前に、前記第１チャック部による前記第１の部分の固定および前記第２チャック部による第２の部分の固定を解除する工程を有する、樹脂成形品の製造方法。
【請求項9】
（ａ）樹脂成形品を構成する第１の部分を第１の金型に配置する工程、
（ｂ）前記樹脂成形品を構成する第２の部分を第２の金型に配置する工程、
（ｃ）前記第１の金型と前記第２の金型との間にヒータを挿入する工程、
（ｄ）前記ヒータで前記第１の部分および前記第２の部分を部分的に加熱する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記ヒータを退避する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記第１の部分と前記第２の部分とを溶着する工程、
（ｇ）前記第１の部分と前記第２の部分を含む前記樹脂成形品を取り出す工程、
を備え、
前記（ｃ）工程の前に、
前記第１の部分の配置状態を監視する工程、
前記第２の部分の配置状態を監視する工程、
を有する、樹脂成形品の製造方法。
（ｂ）前記樹脂成形品を構成する第２の部分を第２の金型に配置する工程、
（ｃ）前記第１の金型と前記第２の金型との間にヒータを挿入する工程、
（ｄ）前記ヒータで前記第１の部分および前記第２の部分を部分的に加熱する工程、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記ヒータを退避する工程、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記第１の部分と前記第２の部分とを溶着する工程、
（ｇ）前記第１の部分と前記第２の部分を含む前記樹脂成形品を取り出す工程、
を備え、
前記（ｃ）工程の前に、
前記第１の部分の配置状態を監視する工程、
前記第２の部分の配置状態を監視する工程、
を有する、樹脂成形品の製造方法。
【請求項10】
請求項１１に記載の樹脂成形品の製造方法において、
前記第１の部分の配置状態を監視する工程は、第１の撮像装置を使用し、
前記第２の部分の配置状態を監視する工程は、第２の撮像装置を使用する、樹脂成形品の製造方法。
前記第１の部分の配置状態を監視する工程は、第１の撮像装置を使用し、
前記第２の部分の配置状態を監視する工程は、第２の撮像装置を使用する、樹脂成形品の製造方法。
【請求項11】
請求項８～１０のいずれか１項に記載の樹脂成形品の製造方法において、
前記ヒータは、非接触ヒータから構成され、
前記（ｄ）工程は、前記ヒータと前記第１の部分および前記第２の部分とを非接触にした状態で行われる、樹脂成形品の製造方法。
前記ヒータは、非接触ヒータから構成され、
前記（ｄ）工程は、前記ヒータと前記第１の部分および前記第２の部分とを非接触にした状態で行われる、樹脂成形品の製造方法。
【請求項12】
請求項８～１０のいずれか１項に記載の樹脂成形品の製造方法において、
前記ヒータは、加熱板から構成され、
前記（ｄ）工程は、前記ヒータと前記第１の部分および前記第２の部分とを接触した状態で行われる、樹脂成形品の製造方法。
前記ヒータは、加熱板から構成され、
前記（ｄ）工程は、前記ヒータと前記第１の部分および前記第２の部分とを接触した状態で行われる、樹脂成形品の製造方法。
【請求項13】
樹脂成形品を構成する第１の部分と第２の部分とをヒータから供給される熱によって部分的に溶着させて接着することにより前記樹脂成形品を製造するように構成された樹脂成形品の製造装置に装着可能な金型であって、
前記ヒータから発生した熱に起因する対流を抑制する対流抑制部材を有する、金型。
前記ヒータから発生した熱に起因する対流を抑制する対流抑制部材を有する、金型。
【請求項14】
請求項１３に記載の金型において、
前記対流抑制部材は、前記金型に取り付けられたカバーである、金型。
前記対流抑制部材は、前記金型に取り付けられたカバーである、金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂成形品の製造装置、樹脂成形品の製造方法および金型に関する。
【背景技術】
【0002】
特開２０１８－００８４０４号公報（特許文献１）には、射出成形法の一種であるダイスライドインジェクション法（ＤＳＩ法）に関する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－００８４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
内部に空洞を有する中空成形品を射出成形技術で製造する場合、中空成形品を一体的に製造するのではなく、射出成形技術で複数の部分成形品のそれぞれを製造した後、複数の部分成形品を接着することにより中空成形品を製造することが行われることがある。
【0005】
この技術では、例えば、複数の部分成形品を接着する際にも射出成形技術が使用される。すなわち、複数の部分成形品を接着するために接着剤を使用するのではなく、射出された溶融樹脂を接合部位に流し込んで複数の部分成形品を接着することが行われる。
【0006】
ところが、射出された溶融樹脂を接合部位に流し込んで複数の部分成形品を接着する方法では、複数の部分成形品の構成材料および結晶性の相違や接合部位に加わる熱量が少ないことなどに起因して充分な接着強度を得ることが困難である場合がある。
【0007】
そこで、例えば、複数の部分成形品を接着する技術として、射出された溶融樹脂を使用するのではなく、複数の部分成形品の間にヒータを挿入し、ヒータから発生する熱によって、複数の部分成形品自体の接合部位を溶融させた後、溶融させた接合部位に圧力を加えることによって、複数の部分成形品を接着する技術が開発されている。
【0008】
この点に関し、ヒータを使用して複数の部分成形品を接着する技術は、射出された溶融樹脂を使用して複数の部分成形品を接着する技術に比べて、充分な接合強度を得ることができる点で優れている。ただし、ヒータを使用した成形品の製造技術においても、さらなる性能の向上を図るための工夫が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
一実施の形態における樹脂成形品の製造装置は、第１の金型を装着可能な第１の金型装着部と、切り欠き部が設けられた第２の金型を装着可能な第２の金型装着部と、第１の金型と第２の金型によって形成されるキャビティ内に挿入されるように移動可能なヒータを備える。ここで、ヒータがキャビティの外部に移動した際に、ヒータと切り欠き部が平面視において重なる。
【0010】
一実施の形態における樹脂成形品の製造装置は、ヒータを揺動させるように構成されたヒータ揺動部を備える。
【0011】
一実施の形態における樹脂成形品の製造装置は、キャビティ内に挿入されたヒータから発生した熱に起因する対流を抑制する対流抑制部材を備える。
【0012】
一実施の形態における樹脂成形品の製造装置は、第１の金型装着部に第１の金型を装着し、かつ、第２の金型装着部に第２の金型を装着した場合において、互いに対向する第１の金型と第２の金型との間に取り付け可能なセンタリング機構であって、キャビティ内に挿入されたヒータの配置位置を第１の金型と第２の金型の間の中央部に調整することが可能なセンタリング機構を備える。
【0013】
一実施の形態における樹脂成形品の製造装置は、第１の部分の配置状態を監視可能に構成された第１の監視部と、第２の部分の配置状態を監視可能に構成された第２の監視部を備える。
【0014】
一実施の形態における樹脂成形品の製造方法は、樹脂成形品を構成する第１の部分を第１の金型に配置する工程と、樹脂成形品を構成する第２の部分を第２の金型に配置する工程とを備える。
【0015】
一実施の形態における金型は、ヒータの一部を配置可能な切り欠き部を有する。
【0016】
一実施の形態における金型は、樹脂成形品を構成する第１の部分を配置可能な凹部と、凹部に配置された第１の部分を固定可能なチャック部とを備える。
【0017】
一実施の形態における金型は、樹脂成形品を構成する第２の部分を配置可能な凹部と、凹部に配置された第２の部分を固定可能なチャック部とを備える。
【発明の効果】
【0018】
一実施の形態によれば、ヒータを使用した樹脂成形品の製造技術において、さらなる性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】射出成形技術でそれぞれ別々に製造された２つの部分成形品を接着して一体成形品を製造する技術を説明する図である。
【図2】射出成形技術でそれぞれ別々に製造された２つの部分成形品を接着して一体成形品を製造する技術を説明する図である。
【図3】（ａ）～（ｃ）は、「ＤＳＩ法」を説明する模式図である。
【図4】「ＨＰ－ＤＳＩ法」を実現する成形品製造システムの構成を示す図である。
【図5】成形品製造システムの動作を説明する図である。
【図6】成形品製造システムの動作を説明する図である。
【図7】「ＨＰ－ＩＷＭ」システムを模式的に示す図である。
【図8】「ＨＰ－ＩＷＭ」システムの動作の概要を説明するフローチャートである。
【図9】射出成形装置の構成を示す図である。
【図10】射出成形装置の動作を説明する図である。
【図11】射出成形装置の動作を説明する図である。
【図12】成形品製造装置の構成を示す模式図である。
【図13】ヒータの移動を示す平面図であり、（ａ）はヒータの挿入状態を示す図であり、（ｂ）はヒータの退避状態を示す図である。
【図14】成形品製造装置の動作を説明するフローチャートである。
【図15】成形品製造装置の動作を説明するフローチャートである。
【図16】成形品製造装置の動作を説明する図である。
【図18】金型に嵌め込まれた部分成形品を複数のチャック部で固定する状態を模式的に示す平面図である。
【図19】チャック部による部分成形品の固定方法の一例を示す図である。
【図20】チャック部による部分成形品の固定方法の一例を示す図である。
【図21】チャック部による部分成形品の固定方法の他の一例を示す図である。
【図22】チャック部による部分成形品の固定方法の他の一例を示す図である。
【図23】成形品製造装置の動作を説明する図である。
【図26】溶着工程を説明する図である。
【図27】成形品製造装置の動作を説明する図である。
【図31】成形品製造装置の動作を説明するフローチャートである。
【図32】成形品製造装置の動作を説明するフローチャートである。
【図33】改善の余地を説明する図である。
【図34】第１工夫点を説明する図である。
【図35】「水平構成」を模式的に示す図である。
【図36】第１解決手段を説明する図である。
【図37】具体的構成例１を示す図である。
【図38】具体的構成例２を示す図である。
【図39】センタリング機構を設ける構成を説明する図である。
【図40】非接触ヒータから構成されるヒータを固定する固定機構を示す図である。
【図41】非接触ヒータから構成されるヒータを固定する固定機構として第３工夫点であるセンタリング機構を採用する構成例を示す図である。
【図42】（ａ）および（ｂ）は、センタリング機構の動作を示す図である。
【図43】ラックピニオン式のセンタリング機構を示す図である。
【図44】リンク機構方式のセンタリング機構を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【0021】
＜中空成形品の基本製造技術＞
内部に空洞を有する中空成形品は、例えば、射出成形技術を使用して形成される。このとき、射出成形技術で中空成形品を一体的に製造することは少なく、ほとんどの中空成形品は、射出成形技術で製造された複数の部分成形品を組み合わせて製造されることが多い。
内部に空洞を有する中空成形品は、例えば、射出成形技術を使用して形成される。このとき、射出成形技術で中空成形品を一体的に製造することは少なく、ほとんどの中空成形品は、射出成形技術で製造された複数の部分成形品を組み合わせて製造されることが多い。
【0022】
【0023】
ここで、複数の部分成形品を接着する際にも射出成形技術が使用される。すなわち、複数の部分成形品を接着するために接着剤を使用するのではなく、射出された溶融樹脂を接合部位に流し込んで複数の部分成形品を接着することが行われる。このような成形技術の１つとして「ダイスライドインジェクション法」と呼ばれる技術がある。以下では、「ダイスライドインジェクション法」を「ＤＳＩ法」と呼び、「ＤＳＩ法」について説明する。
【0024】
＜「ＤＳＩ法」の説明＞
図３（ａ）～（ｃ）は、「ＤＳＩ法」を説明する模式図である。
図３（ａ）～（ｃ）は、「ＤＳＩ法」を説明する模式図である。
【0025】
図３（ａ）において、まず、部分成形品２Ａを形成するための第１成形領域を有する金型２０Ａと、部分成形品２Ｂを形成するための第２成形領域を有する金型２０Ｂを用意する。そして、金型２０Ａと金型２０Ｂとを「型閉」した状態で溶融樹脂を流し込むことにより、金型２０Ａの第１成形領域に部分成形品２Ａを形成するとともに、金型２０Ｂの第２成形領域に部分成形品２Ｂを形成する。
【0026】
次に、図３（ｂ）に示すように、金型を開いた状態で金型２０Ｂを金型２０Ａに対してスライドさせることにより、部分成形品２Ａと部分成形品２Ｂとを対向する位置に配置する。その後、図３（ｃ）に示すように、金型２０Ａと金型２０Ｂとを「型閉」した状態で、部分成形品２Ａと部分成形品２Ｂとの接合部位に溶融樹脂を流し込む。これにより、部分成形品２Ａと部分成形品２Ｂとが溶融樹脂で接着されて一体成形品が製造される。
【0027】
＜「ＤＳＩ法」に存在する改善の余地＞
このような射出成形技術が、「ＤＳＩ法」であるが、この「ＤＳＩ法」では、以下に示すような改善の余地が存在する。すなわち、射出された溶融樹脂を接合部位に流し込んで部分成形品２Ａと部分成形品２Ｂとを接着する「ＤＳＩ法」では、部分成形品２Ａや部分成形品２Ｂの構成材料および結晶性の相違や接合部位に加わる熱量が少ないことなどに起因して充分な接着強度を得ることが困難である場合がある。
このような射出成形技術が、「ＤＳＩ法」であるが、この「ＤＳＩ法」では、以下に示すような改善の余地が存在する。すなわち、射出された溶融樹脂を接合部位に流し込んで部分成形品２Ａと部分成形品２Ｂとを接着する「ＤＳＩ法」では、部分成形品２Ａや部分成形品２Ｂの構成材料および結晶性の相違や接合部位に加わる熱量が少ないことなどに起因して充分な接着強度を得ることが困難である場合がある。
【0028】
そこで、例えば、２つの部分成形品を接着する技術として、「ＤＳＩ法」のように射出された溶融樹脂を使用するのではなく、２つの部分成形品の間にヒータを挿入し、ヒータから発生する熱によって、２つの部分成形品自体の接合部位を溶融させた後、溶融させた接合部位に圧力を加えることによって、２つの部分成形品を接着する技術が開発されている。この「ＤＳＩ法」を改良した技術は、ヒータを使用することから、「ホットプレート－ダイスライドインジェクション法」と呼ばれる。
【0029】
以下では、「ホットプレート－ダイスライドインジェクション法」を「ＨＰ－ＤＳＩ法」と呼び、この「ＨＰ－ＤＳＩ法」について説明する。
【0030】
＜「ＨＰ－ＤＳＩ法」の説明＞
図４は、「ＨＰ－ＤＳＩ法」を実現する成形品製造システムの構成例を示す図である。
図４は、「ＨＰ－ＤＳＩ法」を実現する成形品製造システムの構成例を示す図である。
【0031】
図４において、成形品製造システム１００は、移動可能な可動盤３１に取り付けられた型締装置３０を有する。この型締装置３０は、可動盤３１と固定盤３５との間の距離を可変制御することができるように構成されている。そして、可動盤３１と固定盤３５との間には、可動型３２と固定型３３とが配置可能になっている。これにより、例えば、型締装置３０によって、可動盤３１と固定盤３５との間の距離を可変制御することで、可動型３２と固定型３３との間の距離を近づけて「型閉」することができるとともに、可動型３２と固定型３３との間の距離を遠ざけて「型開」することができる。
【0032】
このとき、可動型３２と固定型３３との間を「型閉」すると、可動型３２と固定型３３との間に密閉空間が形成され、この密閉空間に樹脂を流し込むことにより、部分成形品が形成される。特に、図４に示す成形品製造システム１００では、可動型３２と固定型３３との間を「型閉」すると、互いに異なる位置に２つの密閉空間が形成され、例えば、一方の密閉空間に樹脂を流し込むことにより部分成形品４５Ａが形成されるとともに、他方の密閉空間に樹脂を流し込むことにより部分成形品４５Ｂが形成される。
【0033】
可動型３２にはスライド機構３２Ａが取り付けられており、このスライド機構３２Ａは、固定型３３に対して可動型３２の位置をスライドできるように構成されている。また、固定型３３の内部には、ホットランナマニホールド（型内流路）３４が形成されており、このホットランナマニホールド３４に樹脂を流すことによって、可動型３２と固定型３３との間を「型閉」したときに形成される２つの密閉空間に樹脂が注入される。
【0034】
次に、図４に示すように、固定盤３５には、樹脂を押し出す射出装置４１が接続されており、射出装置４１から押し出された樹脂は、固定盤３５を介して、固定型３３の内部に形成されているホットランナマニホールド３４に流れ込むようになっている。
【0035】
この射出装置４１は、樹脂原料を入れるためのホッパ４０と、シリンダ（バレル）３８を有する。そして、ホッパ４０に樹脂原料を入れると、この樹脂原料は、シリンダ３８の内部に配置されている回転可能なスクリュ３７で混練される。このとき、シリンダ３８の周囲にはヒータ３９が配置されており、シリンダ３８の内部に入れられた樹脂原料は、ヒータ３９で加熱されながら、スクリュ３７で混練されて溶融樹脂となる。なお、シリンダ３８の内部には、スクリュヘッド逆流防止リング３６が設けられており、スクリュ３７の前進時（射出時）に溶融樹脂の逆流が防止される。
【0036】
続いて、「ＨＰ－ＤＳＩ法」を実現する成形品製造システム１００を使用して成形品を製造する動作について簡単に説明する。
【0037】
まず、図４において、可動盤３１と固定盤３５との間に可動型３２と固定型３３とを配置する。そして、型締装置３０によって、可動盤３１を固定盤３５に近づけるように移動させることにより、可動型３２と固定型３３との間を「型閉」する。これにより、図４に示すように、可動型３２と固定型３３との間に２つの密閉空間が形成される。
【0038】
次に、射出装置４１のホッパ４０から樹脂原料をシリンダ３８の内部に投入し、投入された樹脂原料に対して、シリンダ３８の周囲に配置されているヒータ３９で加熱しながら、シリンダ３８の内部に配置されているスクリュ３７で樹脂原料を混練する。この結果、樹脂原料は、溶融樹脂となる。この溶融樹脂は、シリンダ３８の内部から押し出される。押し出された溶融樹脂は、固定型３３の内部に形成されているホットランナマニホールド３４を介して、可動型３２と固定型３３との間に形成されている２つの密閉空間のそれぞれに注入される。この結果、一方の密閉空間で溶融樹脂が固化して部分成形品４５Ａが形成されるとともに、他方の密閉空間で溶融樹脂固化して部分成形品４５Ｂが形成される。
【0039】
続いて、図５に示すように、型締装置３０によって、可動盤３１を固定盤３５から遠ざけるように移動させることにより、可動型３２と固定型３３との間を「型開」する。そして、スライド機構３２Ａによって、可動型３２を固定型３３に対してスライドさせる。これにより、部分成形品４５Ｂが部分成形品４５Ａと対向する位置に配置される。
【0040】
その後、成形品製造システム１００に備わるヒータスライド機構によって、ヒータ４２を部分成形品４５Ａとスライドされた部分成形品４５Ｂとの間に挿入する。すなわち、固定型３３とスライドされた可動型３２との間に形成されるキャビティ内にヒータ４２が挿入される。そして、加熱したヒータ４２から供給される熱によって、部分成形品４５Ａと部分成形品４５Ｂとの接合部位となる部分が加熱されて溶融する。
【0041】
次に、ヒータスライド機構によって、ヒータ４２を挿入位置から退避位置にスライドさせた後、型締装置３０によって、可動盤３１を固定盤３５に近づけるように移動させることにより、可動型３２と固定型３３との間を「型閉」する。この結果、部分成形品４５Ａと部分成形品４５Ｂとの溶融した接合部位となる部分に圧力が加わって部分成形品４５Ａと部分成形品４５Ｂとが溶着する。そして、図６に示すように、型締装置３０によって、可動盤３１を固定盤３５から遠ざけるように移動させることにより、可動型３２と固定型３３との間を「型開」した後、部分成形品４５Ａと部分成形品４５Ｂとを溶着して形成された一体成形品４５を取り出す。
【0042】
以上のようにして、可動型３２を固定型３３に対してスライドさせた後、ヒータ４２から供給される熱によって部分成形品４５Ａと部分成形品４５Ｂとを部分的に溶融させて接着することにより一体成形品４５を製造するという「ＨＰ－ＤＳＩ法」が実現されることになる。このような「ＨＰ－ＤＳＩ法」は、部分成形品４５Ａと部分成形品４５Ｂとの接合部位に充分な熱量を供給できるとともに圧力を加えることができることから、「ＤＳＩ法」に比べて充分な接合強度を得ることができる点で優れている。
【0043】
＜「ＨＰ－ＤＳＩ法」に存在する改善の余地＞
本発明者は、さらに鋭意検討した結果、「ＨＰ－ＤＳＩ法」においても改善の余地が存在することを新規に見出したので、以下では、この改善の余地について説明する。
本発明者は、さらに鋭意検討した結果、「ＨＰ－ＤＳＩ法」においても改善の余地が存在することを新規に見出したので、以下では、この改善の余地について説明する。
【0044】
まず、第１の改善の余地について説明する。例えば、「ＨＰ－ＤＳＩ法」では、射出成形技術によって、可動型３２と固定型３３との間に形成された２つの密閉空間のうちの一方の密閉空間に部分成形品４５Ａを形成するとともに、他方の密閉空間に部分成形品４５Ｂを形成している。そして、一方の密閉空間に形成した部分成形品４５Ａと他方の密閉空間に形成した部分成形品４５Ｂを取り外すことなく、部分成形品４５Ｂをスライドさせた後、ヒータ４２によって部分成形品４５Ａと部分成形品４５Ｂとの接合部位を溶融させて接着することにより、一体成形品４５を製造している。すなわち、「ＨＰ－ＤＳＩ法」では、最初の工程から最後の工程まで、部分成形品４５Ａおよび部分成形品４５Ｂは、可動型３２と固定型３３の間から取り外されることなく処理されている。
【0045】
ここで、部分成形品４５Ａや部分成形品４５Ｂを構成する合成樹脂は収縮する傾向がある。このことから、部分成形品４５Ａおよび部分成形品４５Ｂを可動型３２と固定型３３の間から取り外すことなく最初の工程から最後の工程まで処理する「ＨＰ－ＤＳＩ法」では、途中の工程において合成樹脂の収縮が生じて、部分成形品４５Ａおよび部分成形品４５Ｂが外れてしまうおそれがある。この場合、一体成形品５０を製造することができなくなる。このように、「ＨＰ－ＤＳＩ法」に存在する第１の改善の余地は、樹脂の収縮に起因して部分成形品４５Ａおよび部分成形品４５Ｂが脱離しやすくなる点である。
【0046】
次に、第２の改善の余地について説明する。「ＨＰ－ＤＳＩ法」では、例えば、部分成形品４５Ａと部分成形品４５Ｂとを組み合わせて一体成形品４５を製造する。この一体成形品４５のサイズが大きい場合、「ＨＰ－ＤＳＩ法」を実現する成形品製造システム１００の大型化が必要とされる。特に、「ＨＰ－ＤＳＩ法」では、可動型３２を固定型３３に対してスライドさせるスライド機構３２Ａを設ける必要がある。このため、一体成形品４５のサイズの増大によって、スライド機構３２Ａも大型化する必要があり、このことは、成形品製造システム１００の大型化に直結することを意味する。さらには、可動型３２自体および固定型３３自体も大きくする必要がある。したがって、「ＨＰ－ＤＳＩ法」に存在する第２の改善の余地は、一体成形品４５の大型化に伴って、可動型３２自体および固定型３３自体だけでなく、スライド機構３２Ａも大型化する必要がある結果、これらの構成要素を含む成形品製造システム１００の大型化を招きやすくなる点である。
【0047】
そこで、本実施の形態では、上述した第１の改善の余地や第２の改善の余地を克服するための工夫を施している。以下では、この工夫を施した技術的思想について説明する。
【0048】
本実施の形態における技術的思想は、「ホットプレート－インジェクションウェルディングモールド法：Hot Plate-Injection Welding Mold」と呼ばれる技術で実現される。以下では、「ホットプレート－インジェクションウェルディングモールド法」を「ＨＰ－ＩＷＭ法」と呼び、この「ＨＰ－ＩＷＭ法」について説明する。
【0049】
【0050】
図７において、「ＨＰ－ＩＷＭ」システム１５０は、射出成形装置１６０と、射出成形装置１７０と、取出装置１６０Ａと、取出装置１７０Ａと、コンベア１６０Ｂと、コンベア１７０Ｂと、ロボットアーム１８０と、成形品製造装置２００と、コンベア１９０とを有している。
【0051】
射出成形装置１６０は、部分成形品５０Ａを製造するように構成されており、射出成形装置１６０で製造された部分成形品５０Ａは、取出装置１６０Ａで射出成形装置１６０から取り出されて、コンベア１６０Ｂで搬送される。
【0052】
同様に、射出成形装置１７０は、部分成形品５０Ｂを製造するように構成されており、射出成形装置１７０で製造された部分成形品５０Ｂは、取出装置１７０Ａで射出成形装置１７０から取り出されて、コンベア１７０Ｂで搬送される。
【0053】
ロボットアーム１８０は、コンベア１６０Ｂで搬送されてきた部分成形品５０Ａを成形品製造装置２００に搬送するとともに、コンベア１７０Ｂで搬送されてきた部分成形品５０Ｂを成形品製造装置２００に搬送するように構成されている。
【0054】
成形品製造装置２００は、ロボットアーム１８０で搬送されてきた部分成形品５０Ａと部分成形品５０Ｂをそれぞれ金型に嵌め込み、金型に嵌め込まれた部分成形品５０Ａと部分成形品５０Ｂに対して、ヒータから供給される熱を加えることによって、部分成形品５０Ａと部分成形品５０Ｂとを部分的に溶融させて接着することで、一体成形品５０を製造するように構成されている。
【0055】
そして、ロボットアーム１８０は、さらに、成形品製造装置２００で製造された一体成形品５０を成形品製造装置２００からコンベア１９０に搬送する機能も有している。
【0056】
次に、「ＨＰ－ＩＷＭ」システム１５０の動作の概要について説明する。
【0057】
図８は、「ＨＰ－ＩＷＭ」システムの動作の概要を説明するフローチャートである。
【0058】
図８において、射出成形装置１６０では、部分成形品５０Ａの成形が行われた後（Ｓ１１）、成形された部分成形品５０Ａが取出装置１６０Ａで射出成形装置１６０から取り出される（Ｓ１２）。そして、取出装置１６０Ａで取り出された部分成形品５０Ａは、コンベア１６０Ｂで搬送される（Ｓ１３）。
【0059】
同様に、図８において、射出成形装置１７０では、部分成形品５０Ｂの成形が行われた後（Ｓ２１）、成形された部分成形品５０Ｂが取出装置１７０Ａで射出成形装置１７０から取り出される（Ｓ２２）。そして、取出装置１７０Ａで取り出された部分成形品５０Ｂは、コンベア１７０Ｂで搬送される（Ｓ２３）。
【0060】
続いて、コンベア１６０Ｂで搬送されてきた部分成形品５０Ａは、ロボットアーム１８０によって、成形品製造装置２００に搬入されるとともに、コンベア１７０Ｂで搬送されてきた部分成形品５０Ｂも、ロボットアーム１８０によって、成形品製造装置２００に搬入される。その後、成形品製造装置２００において、部分成形品５０Ａおよび部分成形品５０Ｂのそれぞれは、金型に嵌め込まれる（Ｓ３１）。そして、成形品製造装置２００においては、金型に嵌め込まれた部分成形品５０Ａおよび部分成形品５０Ｂのそれぞれの接合部位となる部分に対して、ヒータによる加熱が行われる（Ｓ３２）。この結果、部分成形品５０Ａおよび部分成形品５０Ｂのそれぞれの接合部位となる部分が溶融する。そして、成形品製造装置２００では、溶融した部分を溶着させることにより（Ｓ３３）、部分成形品５０Ａと部分成形品５０Ｂとを接着して一体成形品５０を製造する。
【0061】
成形品製造装置２００で製造された一体成形品５０は、成形品製造装置２００から取り出された後（Ｓ３４）、ロボットアーム１８０でコンベア１９０に搬送される。
【0062】
このようにして、「ＨＰ－ＩＷＭ」システム１５０によれば、一体成形品５０を製造することができる。
【0063】
【0064】
図９において、射出成形装置１６０は、タイバー５１に接続された可動盤５２と固定盤５３とを有し、タイバー５１に接続された可動盤５２は移動可能に構成されている。可動盤５２と固定盤５３との間には、可動型５４と固定型５５が配置可能になっている。これにより、射出成形装置１６０では、可動盤５２と固定盤５３との間の距離を可変制御することで、可動型５４と固定型５５との間の距離を近づけて「型閉」することができるとともに、可動型５４と固定型５５との間の距離を遠ざけて「型開」することができる。
【0065】
このとき、可動型５４と固定型５５との間を「型閉」すると、可動型５４と固定型５５との間に密閉空間が形成され、この密閉空間に樹脂を流し込むことにより、部分成形品５０Ａが形成される。特に、固定型５５の内部には、ホットランナマニホールド（型内流路）５６が形成されており、このホットランナマニホールド５６に樹脂を流すことによって、可動型５４と固定型５５との間を「型閉」したときに形成される密閉空間に樹脂を注入することができる。
【0066】
次に、図９に示すように、固定型５５には、射出装置４１が接続されている。射出装置４１は、スクリュの回転と前後進の機能を有しており、樹脂を可塑化溶融、計量、射出することができる。射出装置４１から射出された樹脂は、固定型５５の内部に形成されているホットランナマニホールド５６に流れ込むようになっている。
【0067】
この射出装置４１は、樹脂原料を入れるためのホッパ６１と、シリンダ（バレル）５９を有する。そして、ホッパ６１に樹脂原料を入れると、この樹脂原料は、シリンダ５９の内部に配置されている回転可能なスクリュ５８で混練される。このとき、シリンダ５９の周囲にはヒータ６０が配置されており、シリンダ５９の内部に入れられた樹脂原料は、ヒータ６０で加熱されながら、スクリュ５８で混練されて溶融樹脂となる。なお、シリンダ５９の内部には、スクリュヘッド逆流防止リング５７が設けられており、スクリュ５８の前進時（射出時）に溶融樹脂の逆流が防止される。
【0068】
さらに、図９に示すように、射出成形装置１６０には、製造された部分成形品５０Ａを取り出すための取出装置１６０Ａが取り付けられており、この取出装置１６０Ａには、部分成形品５０Ａを吸着するためのチャック６２が設けられている。
【0069】
＜＜＜射出成形装置の動作＞＞＞
続いて、射出成形装置１６０の動作について説明する。
続いて、射出成形装置１６０の動作について説明する。
【0070】
まず、図９において、可動盤５２と固定盤５３との間に可動型５４と固定型５５とを配置する。そして、射出成形装置１６０において、可動盤５２を固定盤５３に近づけるように移動させることにより、可動型５４と固定型５５との間を「型閉」する。これにより、図９に示すように、可動型５４と固定型５５との間に密閉空間が形成される。
【0071】
次に、射出装置４１のホッパ６１から樹脂原料をシリンダ５９の内部に投入し、投入された樹脂原料に対して、シリンダ５９の周囲に配置されているヒータ６０で加熱しながら、シリンダ５９の内部に配置されているスクリュ５８で樹脂原料を混練する。この結果、樹脂原料は、溶融樹脂となる。この溶融樹脂は、スクリュの後退によりシリンダ５９の内部に計量され、スクリュの前進により射出される。射出された溶融樹脂は、固定型５５の内部に形成されているホットランナマニホールド５６を介して、可動型５４と固定型５５との間に形成されている密閉空間に注入される。この結果、密閉空間で溶融樹脂が固化して部分成形品５０Ａが形成される。
【0072】
続いて、図１０に示すように、射出成形装置１６０において、可動盤５２を固定盤５３から遠ざけるように移動させることにより、可動型５４と固定型５５との間を「型開」する。その後、図１１に示すように、取出装置１６０Ａに設けられているチャック６２によって、部分成形品５０Ａを吸着する。そして、チャック６２に吸着された部分成形品５０Ａは、例えば、図７に示すコンベア１６０Ｂに載せられて搬送される。
【0073】
＜＜＜成形品製造装置の構成＞＞＞
図１２は、成形品製造装置２００の外観構成を示す模式図である。
図１２は、成形品製造装置２００の外観構成を示す模式図である。
【0074】
図１２において、成形品製造装置２００は、専用装置として提供できるだけでなく、例えば、汎用のプレス装置を改造することにより提供することもできる。具体的には、汎用のプレス装置に金型、ヒータ、ヒータスライド機構およびヒータスライド制御部を搭載することにより実現できる。この成形品製造装置２００は、ヒータから供給される熱によって２つの部分成形品を部分的に溶融させて接着することにより一体成形品を製造するように構成されており、以下の構成を有している。
【0075】
成形品製造装置２００は、金型７０Ａと、金型７０Ｂと、接触／非接触制御部７１と、ヒータ７２と、ヒータスライド機構７３と、ヒータスライド制御部７４を有している。
【0076】
金型７０Ａは、例えば、一方の射出成形装置で製造された部分成形品２５０Ａを嵌め込むことができるように構成されており、ステージに固定されている。したがって、金型７０Ａは、ステージに固定された固定金型ということができる。このステージは、金型７０Ａを装着する金型装着部７５Ａとして機能する。特に、金型７０Ａには、凹部が形成されており、この凹部に部分成形品２５０Ａが嵌め込まれる。
【0077】
金型７０Ｂは、例えば、他方の射出成形装置で製造された部分成形品２５０Ｂを嵌め込むことができるように構成されている。そして、金型７０Ｂは、金型７０Ａと対向する位置に配置されて、固定された金型７０Ａと金型７０Ｂの間の距離を変えられるように可動することができるようになっている。したがって、金型７０Ｂは、可動することができる可動金型ということができる。この金型７０Ｂは、金型装着部７５Ｂに装着される。特に、金型７０Ｂには、凹部が形成されており、この凹部に部分成形品２５０Ｂが嵌め込まれる。
【0078】
接触／非接触制御部７１は、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａと金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂとの間の接触／非接触を制御するように構成されている。具体的に、接触／非接触制御部７１は、金型７０Ａと金型７０Ｂとの間の「型閉」／「型開」を制御することによって、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間の接触／非接触を制御する。例えば、接触／非接触制御部７１は、金型７０Ｂの移動を制御することによって、金型７０Ａと金型７０Ｂとの間の「型閉」／「型開」を制御することができるように構成されている。この接触／非接触制御部７１は、金型装着部７５Ａと金型装着部７５Ｂとの間の距離を可変制御する可変制御部ということもできる。
【0079】
ヒータ７２は、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａと金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂとの間に挿入可能なように構成されており、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間に挿入した状態で、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの接合部位となる部分を加熱することができるように構成されている。
【0080】
言い換えれば、ヒータ７２は、部分成形品２５０Ａを配置した金型７０Ａと部分成形品２５０Ｂを配置した金型７０Ｂとの間に形成されたキャビティ内に挿入されるように移動可能に構成されており、キャビティ内にヒータ７２を挿入した状態で、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの接合部位となる部分を加熱できるように構成されている。
【0081】
ヒータスライド機構７３は、金型７０Ａ、金型７０Ｂ、金型装着部７５Ａ、金型装着部７５Ｂのいずれかに固定されており、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間にヒータ７２を挿入したり、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間からヒータ７２を退避させるために、ヒータ７２をスライドさせるように構成されている。すなわち、ヒータスライド機構７３は、ヒータ７２を挿入位置と退避位置との間でスライド可能に構成されている。ヒータスライド機構７３は、ヒータスライド制御部７４で制御される。
【0082】
図１２において、ステージ７５Ａ上に金型７０Ａが配置されており、この金型７０Ａに部分成形品（第１ワーク）２５０Ａが嵌め込まれている。一方、金型７０Ａと対向する位置に金型７０Ｂが配置されており、この金型７０Ｂに部分成形品（第２ワーク）２５０Ｂが嵌め込まれている。そして、接触／非接触制御部７１は、ステージ７５Ｂの移動により金型７０Ｂの移動を制御するように構成されている。つまり、接触／非接触制御部７１は、金型７０Ｂの移動を制御することにより、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａと金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂとの間の距離あるいは接触／非接触を制御するように構成されている。言い換えれば、接触／非接触制御部７１は、金型７０Ａと金型７０Ｂと間の距離あるいは「型閉」／「型開」を制御する機能を有する。
【0083】
次に、成形品製造装置２００は、ヒータ７２を有している。このヒータ７２は、ヒータスライド機構７３と接続されており、ヒータスライド機構７３によって、図１２の矢印方向（水平方向）にスライドすることができるようになっている。具体的に、ヒータスライド制御部７４は、ヒータスライド機構７３およびヒータの温度や出力などを制御するように構成されている。ヒータスライド制御部７４によるヒータスライド機構７３の制御によって、ヒータ７２は、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間に挿入されたり、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間から退避するようになっている。
【0084】
例えば、図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、図１２の上部から見た図であり、ヒータ７２の移動を模式的に示す平面図である。ヒータ７２は、金型７０Ｂと平面的に重なる挿入位置（図１３（ａ））と金型７０Ｂと平面的に重ならない退避位置（図１３（ｂ））との間をスライド可能に構成される。ここで、図１３（ａ）に示すように、ヒータ７２を金型７０Ｂと平面的に重なる挿入位置に配置した場合、部分成形品２５０Ｂと部分成形品２５０Ａの溶着部位にヒータ７２による加熱位置が重なるようになっている。これにより、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの接合部位となる部分をヒータ７２で加熱することができる。以上のようにして、成形品製造装置２００が構成されている。
【0085】
＜＜＜ヒータの種類＞＞＞
ここで、「ＨＰ－ＩＷＭ法」で使用されるヒータ７２は、非接触ヒータから構成してもよいし、接触ヒータから構成してもよい。非接触ヒータとしては、例えば、カーボンヒータやハロゲンヒータを挙げることができるが、赤外線、近赤外線などを照射して部分成形品を非接触で加熱できるヒータであれば、種類は問わない。一方、接触ヒータとしては、加熱板を挙げることができる。加熱板は、例えば、鉄やアルミ、真鍮、銅などの金属製の板をカートリッジヒータで加熱したものや、発熱体をアルミナや窒化ケイ素などのセラミックにより挟んで絶縁したセラミックヒータ、発熱体を耐熱フィルムにより挟んで絶縁したフィルム状ヒータなど、溶着部を加熱できるものであれば、種類は問わない。
ここで、「ＨＰ－ＩＷＭ法」で使用されるヒータ７２は、非接触ヒータから構成してもよいし、接触ヒータから構成してもよい。非接触ヒータとしては、例えば、カーボンヒータやハロゲンヒータを挙げることができるが、赤外線、近赤外線などを照射して部分成形品を非接触で加熱できるヒータであれば、種類は問わない。一方、接触ヒータとしては、加熱板を挙げることができる。加熱板は、例えば、鉄やアルミ、真鍮、銅などの金属製の板をカートリッジヒータで加熱したものや、発熱体をアルミナや窒化ケイ素などのセラミックにより挟んで絶縁したセラミックヒータ、発熱体を耐熱フィルムにより挟んで絶縁したフィルム状ヒータなど、溶着部を加熱できるものであれば、種類は問わない。
【0086】
非接触ヒータを使用する利点としては、部分成形品と接触しないため、クリーンな状態で加熱できる利点が得られる一方、温度調整が難しい。この点に関し、接触ヒータでは、非接触ヒータよりも温度調整が容易であるという利点が得られる。
【0087】
非接触ヒータおよび接触ヒータは、ともに部分成形品の投影面全体を加熱できるような形状としても良いし、部分成形品の溶着部のみを選択的に加熱できるような形状としても良い。一方で、溶着部の中にヒータで加熱できないところがあると、非加熱部の樹脂が溶融せず、その部分が接合されない。また、溶着部の中にヒータで選択的に強く加熱される部分があると、その部分の樹脂が分解して強度が低下する。そのため、ヒータは、その形状と出力特性などを調整して、溶着部を均一に加熱する機能が求められる。
【0088】
以下では、成形品製造装置２００の詳細動作について説明するが、ヒータ７２が非接触ヒータの場合と接触ヒータの場合で動作が異なる。このことから、まず、ヒータ７２を非接触ヒータから構成する場合の動作について説明した後、ヒータ７２を接触ヒータから構成する場合の動作について説明することにする。
【0089】
【0090】
まず、図１６に示すように、金型７０Ａに部分成形品２５０Ａを嵌め込むとともに（図１４のＳ１０１）、金型７０Ｂに部分成形品２５０Ｂを嵌め込む（図１４のＳ１０２）。その後、図１７に示すように、接触／非接触制御部７１による制御によって、金型７０Ｂを下方移動させることにより、金型７０Ａと金型７０Ｂとを部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの接合部分が密着する位置まで「型閉」する（図１４のＳ１０３）。
【0091】
次に、部分成形品２５０Ａ、２５０Ｂをチャック部で固定する。具体的に、図１８は、金型に嵌め込まれた部分成形品を複数のチャック部で固定する状態を模式的に示す平面図である。図１８において、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａは、複数のチャック部８０Ａで固定される（図１４のＳ１０４）。同様に、金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂは、複数のチャック部８０Ｂで固定される（図１４のＳ１０５）。例えば、金型７０Ａは、部分成形品２５０Ａを固定する複数のチャック部８０Ａを有している。同様に、金型７０Ｂは、部分成形品２５０Ｂを固定する複数のチャック部８０Ｂを有している。チャックの数は、成形品の大きさにより、適宜決めることができる。また、部分成形品２５０Ａの固定（Ｓ１０４）と部分成形品２５０Ｂの固定（Ｓ１０５）は同時に行ってもよい。
【0092】
例えば、図１９および図２０は、チャック部による部分成形品の固定方法の一例を示す図である。図１９に示すように、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａの先端部には鍔９０が設けられている。そして、チャック部８０Ａは、部分コア８１とエアシリンダ８２から構成されている。このとき、図１９および図２０に示すように、エアシリンダ８２による押出力によって部分コア８１を鍔９０に嵌め込むことにより、部分成形品２５０Ａをチャック部８０Ａで固定することができる。
【0093】
また、図２１および図２２は、チャック部８０Ａによる部分成形品２５０Ａの固定方法とチャック部８０Ｂによる部分成形品２５０Ｂの固定方法の他の一例を示す図である。図２１に示すように、チャック部８０Ａは、部分コア８３Ａとエアシリンダ８４Ａとを有し、部分コア８３Ａとエアシリンダ８４Ａが接続されている。同様に、チャック部８０Ｂは、部分コア８３Ｂとエアシリンダ８４Ｂとを有し、部分コア８３Ｂとエアシリンダ８４Ｂが接続されている。そして、部分コア８３Ａの先端部および部分コア８３Ｂの先端部は、押し付けやすく抜けやすい「ノコ刃形状」をしている。このとき、図２１および図２２に示すように、エアシリンダ８４Ａによる押出力によって、部分コア８３Ａを部分成形品２５０Ａの端部に押し付けることにより、部分成形品２５０Ａをチャック部８０Ａで固定することができる。同様に、エアシリンダ８４Ｂによる押出力によって、部分コア８３Ｂを部分成形品２５０Ｂの端部に押し付けることにより、部分成形品２５０Ｂをチャック部８０Ｂで固定できる。
【0094】
この際、エアシリンダの出入状態をリミットスイッチにより確認することで、部分成形品２５０Ａおよび部分成形品２５０Ｂのチャック状態を監視できる。チャック機構は、図１９と図２１のどちらか１種類を使っても良いし、複数種類を組合せて使っても良い。また、部分成形品をチャックできる機構であれば、他の機構を用いても良い。例えば、エアシリンダ８４Ａ、８４Ｂを油圧シリンダとしてもよい。また、バネの弾性力によって、部分コア８３Ａ、８３Ｂを部分成形品２５０Ａ、２５０Ｂの端部に押し付けてもよい。あるいは、部分コア８３Ａ、８３Ｂをモータで移動させてもよい。
【0095】
続いて、接触／非接触制御部７１による制御によって、金型７０Ｂを上方移動させることにより、金型７０Ａと金型７０Ｂとを「型開」する（図１４のＳ１０６）。その後、図２３に示すように、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａの嵌め込み状態を監視部９１で監視するとともに（図１４のＳ１０７）、金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂの嵌め込み状態を監視部９１で監視する（図１４のＳ１０８）。
【0096】
具体的に、監視部９１は、撮像装置９２Ａと、撮像装置９２Ｂと、監視制御部９３とを有する。撮像装置９２Ａは、部分成形品２５０Ａの嵌め込み状態を撮像するように構成されているとともに、撮像装置９２Ｂは、部分成形品２５０Ｂの嵌め込み状態を撮像するように構成されている。そして、監視制御部９３は、撮像装置９２Ａで撮像した画像に基づいて、部分成形品２５０Ａの嵌め込み状態が良好であるか否かを監視するとともに、撮像装置９２Ｂで撮像した画像に基づいて、部分成形品２５０Ｂの嵌め込み状態が良好であるか否かを監視するように構成されている。撮像装置９２Ａおよび撮像装置９２Ｂとしては、市販の金型の状態監視用のカメラなどを使用することができる。また、撮像装置９２Ａ、９２Ｂは、部分成形品２５０Ａ、２５０Ｂの状態を１台の装置で監視しても良いし、部分成形品２５０Ａあるいは部分成形品２５０Ｂの状態を複数の装置で一部分ずつ分割して監視しても良い。
【0097】
これにより、例えば、監視部９１によって、部分成形品２５０Ａの嵌め込み状態および部分成形品２５０Ｂの嵌め込み状態が良好であると判断された場合、成形品製造装置２００の動作を継続する。これに対し、監視部９１によって、少なくとも部分成形品２５０Ａの嵌め込み状態あるいは部分成形品２５０Ｂの嵌め込み状態のいずれか一方が良好でないと判断された場合、成形品製造装置２００の動作を停止するという措置を取ることができる。これにより、不良品の作り込みの防止あるいは金型の破損の防止が期待できる。
【0098】
次に、図２４に示すように、接触／非接触制御部７１による制御によって、金型７０Ｂをわずかに下方移動させることにより、金型７０Ａと金型７０Ｂとを途中まで「型閉」する（図１４のＳ１０９）。そして、ヒータスライド制御部７４によってヒータスライド機構７３を制御することにより、ヒータ７２をスライドさせて、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間に挿入する（図１４のＳ１１０）。
【0099】
そして、ヒータ７２を加熱する（図１４のＳ１１１）。これにより、ヒータ７２から供給される熱で、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂの接合部位となる部分が溶融する。その後、図２５に示すように、ヒータスライド制御部７４によってヒータスライド機構７３を制御することにより、ヒータ７２をスライドさせて、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間からヒータ７２を退避させる（図１５のＳ１１２）。
【0100】
続いて、接触／非接触制御部７１による制御によって、金型７０Ｂを下方移動させることにより、金型７０Ａと金型７０Ｂとを完全に「型閉」する（図１５のＳ１１３）。このとき、図２６に示すように、例えば、タイマで計測した所定時間の間だけ所定圧力で加圧するかあるいは所定量の押し込みを行う。これにより、溶融した樹脂に湧き出しが発生して部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂの接合部分が溶着する。この結果、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとが一体化して一体成形品５０となる。
【0101】
次に、図２７に示すように、チャック部８０Ａによる一体成形品５０の固定を解除する（図１５のＳ１１４）。そして、図２８に示すように、接触／非接触制御部７１による制御によって、金型７０Ｂを上方移動させることにより、金型７０Ａと金型７０Ｂとを「型開」するとともに、油圧突き出しピン９５によって、一体成形品２５０を押し上げる（図１５のＳ１１５）。その後、図２９に示すように、チャック部８０Ｂによる一体成形品５０の固定を解除する（図１５のＳ１１６）。続いて、図３０に示すように、イジェクタピン９６を突き出すことにより、最終的に一体成形品２５０を取り出す（図１５のＳ１１７）。
【0102】
なお、チャック部８０Ａ、８０Ｂを外す順番は、これに限定されない。本例ではチャック部８０Ａによる固定を先に解除したが、Ａ側とＢ側を入れ替えて、チャック部８０Ｂによる固定を先に解除しても良い。
【0103】
以上のようにして、本実施の形態における成形品製造装置２００を動作させることにより、一体成形品２５０を製造することができる。
【0104】
＜＜＜成形品製造装置の動作（接触ヒータの場合）＞＞＞
続いて、ヒータ７２を接触ヒータから構成する場合の動作について説明する。特に、ヒータ７２を加熱板から構成する例を取り上げて説明する。
続いて、ヒータ７２を接触ヒータから構成する場合の動作について説明する。特に、ヒータ７２を加熱板から構成する例を取り上げて説明する。
【0105】
【0106】
【0107】
まず、ステップＳ１０１～ステップＳ１１０までは同様である。これにより、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間にヒータ７２が挿入される（図３１のＳ１１０）。このとき、ヒータ７２と部分成形品２５０Ａおよび部分成形品２５０Ｂとの間には隙間が存在している。言い換えれば、ヒータ７２は、部分成形品２５０Ａおよび部分成形品２５０Ｂと非接触の状態にある。
【0108】
次に、接触／非接触制御部７１による制御によって、金型７０Ｂを下方移動させることにより、金型７０Ａと金型７０Ｂとを「型閉」する。これにより、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間にヒータ７２が接触して挟まれる。このときの「型閉」は、ヒータ７２を損傷しないように押圧力が弱くなるように調整される。
【0109】
そして、ヒータ７２を部分成形品２５０Ａおよび部分成形品２５０Ｂに接触させた状態で加熱する。これにより、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂの接合部位となる部分が溶融する（図３２のＳ２０１）。
【0110】
その後、、接触／非接触制御部７１による制御によって、金型７０Ｂを上方移動させることにより、金型７０Ａと金型７０Ｂとを「型開」する（図３２のＳ２０２）。続いて、ヒータスライド制御部７４によってヒータスライド機構７３を制御することにより、ヒータ７２をスライドさせて、部分成形品２５０Ａと部分成形品２５０Ｂとの間からヒータ７２を退避させる（図３２のＳ１１２）。
【0111】
その後の工程は、同様である。このようにして、本実施の形態における成形品製造装置２００を動作させることにより、一体成形品２５０を製造することができる。
【0112】
＜実施の形態における特徴＞
次に、本実施の形態における特徴点について説明する。
次に、本実施の形態における特徴点について説明する。
【0113】
本実施の形態における第１特徴点は、ヒータから供給される熱によって２つの部分成形品を部分的に溶融させて接着することにより一体成形品を製造する技術において、部分成形品を金型に嵌め込む工程を有する点にある。これにより、たとえ部分成形品を構成する樹脂に収縮が生じても、金型から部分成形品が外れてしまうことを抑制できる。
【0114】
例えば、「ＨＰ－ＤＳＩ法」では、最初の工程から最後の工程まで、部分成形品は金型から取り外されることなく処理されている。ところが、部分成形品を構成する合成樹脂は収縮する性質を有している。このことから、部分成形品を金型から取り外すことなく最初の工程から最後の工程まで処理すると、途中の工程において合成樹脂の収縮が生じて、部分成形品が金型から外れてしまう可能性がある。
【0115】
この点に関し、本実施の形態では、他の装置で製造された部分成形品を金型に嵌め込んでいる。この場合、部分成形品を構成する樹脂の収縮を考慮して金型を設計することができることから、金型から部分成形品が外れてしまう可能性を低減できる。この結果、本実施の形態によれば、一体成形品の製造歩留まりを向上することができる。
【0116】
本実施の形態では、部分成形品を構成する合成樹脂の収縮に起因して、部分成形品が金型から外れてしまうことを抑制するためのさらなる工夫を施している。
【0117】
本実施の形態における第２特徴点は、例えば、図１８～図２２に示すように、金型に嵌め込まれた部分成形品を固定するチャック部を設けている点にある。これにより、本実施の形態によれば、たとえ金型から部分成形品が外れようとしても、部分成形品はチェック部で固定されているため、金型から部分成形品がはずれてしまうことを効果的に抑制することができる。この結果、本実施の形態における第２特徴点によれば、金型から部分成形品が外れてしまう可能性を低減できることから、一体成形品の製造歩留まりのさらなる向上を図ることができる。
【0118】
次に、本実施の形態における第３特徴点は、例えば、図２３に示すように、部分成形品の嵌め込み状態を監視するように構成された監視部を有する点にある。これにより、仮に金型から部分成形品が外れている場合であっても、監視部によって検知することができる。そして、例えば、監視部が部分成形品の浮きなどの異常を検知した場合、製造ラインを停止することも可能となる。このことから、本実施の形態における第３特徴点によれば、不良品の作り込みを未然に防止することができるため、この点からも一体成形品の製造歩留まりのさらなる向上を図ることができる。
【0119】
＜ヒータの重要性＞
本実施の形態における技術的思想は、ヒータから供給される熱によって複数の部分成形品のそれぞれの接合部位となる部分を溶融させて接着することにより一体成形品を製造する技術的思想である。そして、この技術的思想を具現化する成形品製造装置において、成形品製造装置の性能を向上させるためにはヒータが重要な役割を有する。
本実施の形態における技術的思想は、ヒータから供給される熱によって複数の部分成形品のそれぞれの接合部位となる部分を溶融させて接着することにより一体成形品を製造する技術的思想である。そして、この技術的思想を具現化する成形品製造装置において、成形品製造装置の性能を向上させるためにはヒータが重要な役割を有する。
【0120】
そこで、本実施の形態では、ヒータに着目して、ヒータに関する様々な工夫を施すことにより、成形品製造装置の性能を向上している。
【0121】
以下では、ヒータに関する様々な工夫点について説明する。上述した本実施の形態における技術的思想は、主に、「ＨＰ－ＩＷＭ法」に関する思想であるが、これから説明するヒータに関する工夫点は、ヒータを使用する成形品の製造方法に幅広く適用することができる。このことから、以下に示すヒータに関する様々な工夫点は、「ＨＰ－ＩＷＭ法」を実現する成形品製造装置だけでなく、「ＨＰ－ＤＳＩ法」を実現する成形品製造装置にも幅広く適用することができる。ただし、以下では、特に、「ＨＰ－ＩＷＭ法」を実現する成形品製造装置を想定して説明することにする。
【0122】
【0123】
図３３において、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａと金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂとの接合部位となる部分は、金型７０Ａと金型７０Ｂとの間に挿入されたヒータ７２によって加熱されることによって溶融する。その後、溶融した部分を溶着するためには、ヒータ７２が邪魔となることから、例えば、図３３に示すように、ヒータ７２は、金型７０Ａおよび金型７０Ｂの外側に退避される。
【0124】
このとき、ヒータ７２を金型７０Ａおよび金型７０Ｂに接触しない位置に確実に退避させるためには、図３３に示すストロークＬ１を長く取る必要がある。ただし、ストロークＬ１を長くすると、装置の全長が長くなり成形品製造装置の大型化を招くことになる。また、ストロークＬ１が長くなるということは、ヒータ７２を挿入位置と退避位置との間でスライドさせるサイクル時間が長くなることを意味し、このことは、スループットの低下を招くことにつながる。さらには、ヒータ７２のスライド距離が長くなることになり、ヒータ７２を支持する支持部のブレ（撓み）も大きくなる。このことは、ヒータ７２による接合部位での均一加熱が困難になることを意味する。以上のことから、ヒータ７２をスライドさせるストロークはできるだけ短いことが望ましい。
【0125】
＜＜解決手段＞＞
そこで、本実施の形態では、ヒータ７２をスライドさせるストロークをできるだけ短くするための工夫を施している。以下では、この工夫点について説明する。
そこで、本実施の形態では、ヒータ７２をスライドさせるストロークをできるだけ短くするための工夫を施している。以下では、この工夫点について説明する。
【0126】
図３４は、第１工夫点を説明する図である。
【0127】
図３４において、例えば、金型７０Ｂには、切り欠き部３００が設けられている。この切り欠き部３００は、ヒータ７２の待機場所（退避場所）として機能する。すなわち、ヒータ７２が金型７０Ａと金型７０Ｂによって形成されるキャビティの外部の待機場所に移動した際、ヒータ７２と切り欠き部３００が平面視において重なる。このように第１工夫点とは、ヒータ７２の退避場所となる切り欠き部３００を金型７０Ｂに設ける点である。ただし、切り欠き部３００は、金型７０Ｂに設けるのではなく、金型７０Ａに設けるようにしてもよいし、金型７０Ｂおよび金型７０Ａの両方に設けてもよい。
【0128】
図３４に示すように、切り欠き部３００を設けることにより、ヒータ７２をスライドさせるストロークＬ２は、切り欠き部３００を設けない図３３に示すストロークＬ１よりも短くなる。これにより、第１工夫点によれば、ストロークＬ２が短くなる結果、装置の全長を短くすることができ、これによって、成形品製造装置の大型化を抑制できる。
【0129】
また、ヒータ７２の挿入位置と退避位置とが近づく結果、ヒータ７２を往復スライドさせるサイクル時間を短縮することができる。このことは、スループットの向上につながることを意味する。さらには、ヒータ７２の挿入位置から退避位置へのスライド時間が短くなるということは、ヒータ７２を退避させた後に実施される溶融部位の溶着までの時間が短くなることを意味する。そして、溶融部位の溶着までの時間が短くなるということは、溶融部位の温度低下を抑制できることを意味する。この結果、高温の状態を維持して溶融部位の溶着を行うことができる。このことから、第１工夫点によれば、溶融部位の接合信頼性を向上することもできる。
【0130】
さらには、ヒータ７２を支持する支持部（例えば、支持アーム）の長さを短くすることができることから、支持部のブレ（撓み）を抑制できる。この結果、第１工夫点によれば、接合部位となる部分での均一加熱を実現できる。
【0131】
以上のように、金型７０Ｂに切り欠き部３００を設けるという第１工夫点によれば、ヒータ７２のスライド時間を短縮できる。この結果、第１工夫点によれば、（１）成形品製造装置の大型化の抑制、（２）スループットの向上による一体成形品の製造効率の向上、（３）溶融部位の温度低下の抑制および均一加熱の実現による接合部位の接合信頼性の向上という今までの技術では得ることができない顕著な効果を簡単な構成で実現できる。このように、第１工夫点は、コストをかけずに大きな効果を得ることができる点で非常に優れた技術的意義を有しているということができる。
【0132】
＜第２工夫点＞
＜＜改善の余地＞＞
今までの説明では、主に、垂直方向に金型７０Ａと金型７０Ｂを対向配置する構成（「垂直構成」と呼ぶ）を前提としていたが、例えば、水平方向に金型７０Ａと金型７０Ｂを対向配置する構成（「水平構成」と呼ぶ）も考えられる。
＜＜改善の余地＞＞
今までの説明では、主に、垂直方向に金型７０Ａと金型７０Ｂを対向配置する構成（「垂直構成」と呼ぶ）を前提としていたが、例えば、水平方向に金型７０Ａと金型７０Ｂを対向配置する構成（「水平構成」と呼ぶ）も考えられる。
【0133】
特に、第２工夫点は、「水平構成」で顕在化する改善の余地に対する工夫点である。以下では、まず、「水平構成」で特に顕在化する改善の余地について説明する。
【0134】
図３５は、「水平構成」を模式的に示す図である。
【0135】
図３５において、金型７０Ａと金型７０Ｂが水平方向に対向配置されている。そして、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間にヒータ７２が挿入されている。この状態で、ヒータ７２を加熱すると、下側から隙間に冷たい空気が流れ込み、流れ込んだ冷たい空気は、ヒータ７２で暖められる。暖められた空気は、隙間の上側に向かって流れる。このように、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間に挿入されたヒータ７２が加熱すると、隙間に存在する空気に対流が生じる結果、隙間の下側と上側で温度差が生じる。すなわち、隙間に温度分布が生じてしまう。隙間にこのような温度分布が生じると、均一な加熱ができなくなる結果、溶融部位の溶着に悪影響を及ぼすことになる。したがって、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間に挿入されたヒータ７２を加熱しても、隙間の温度差が小さいことが望ましい。つまり、隙間の温度の不均一性の原因である空気の対流を抑制することが望まれている。
【0136】
＜＜第１解決手段＞＞
そこで、本実施の形態では、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間の温度均一性を向上させるための工夫を施している。以下では、この工夫点について説明する。
そこで、本実施の形態では、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間の温度均一性を向上させるための工夫を施している。以下では、この工夫点について説明する。
【0137】
図３６は、第１解決手段を説明する図である。
【0138】
図３６において、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間に挿入可能なヒータ７２には、揺動機構４００が連結されている。この揺動機構４００は、例えば、ヒータを前後方向に移動させるように構成された前後進機構４１０と、回転可能なモータ４２０と、モータに取り付けられた偏心カム４３０とを有している。これにより、揺動機構４００と連結されたヒータ７２は、スイング動作（揺動動作）が可能となっている。
【0139】
つまり、第１解決手段は、ヒータ７２に揺動機構４００を連結することにより、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間に挿入されたヒータ７２に対して揺動動作を実施するものである。この結果、本実施の形態によれば、揺動動作するヒータ７２によって、隙間に存在する空気が撹拌されることによって、対流に起因する温度の不均一性を抑制できる。
【0140】
ただし、上述した第１解決手段では、揺動機構４００を成形品製造装置に設ける必要があり、成形品製造装置の製造コストが上昇する。また、ヒータ７２を揺動動作させることから、ヒータ７２と金型７０Ａおよび金型７０Ｂとの衝突を回避するために、ヒータ７２と金型７０Ａおよび金型７０Ｂとの間の距離を確保する必要がある。このことは、ヒータ７２と金型７０Ａに嵌め込まれる部分成形品や金型７０Ｂに嵌め込まれる部分成形品との間の距離が離れることを意味し、これによって、ヒータ７２で発生した熱エネルギーを効率良く利用できないという改善の余地が存在する。
【0141】
＜＜第２解決手段＞＞
このことから、本実施の形態では、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間の温度均一性を向上させるためのさらなる工夫を施している。以下では、この工夫点について説明する。
このことから、本実施の形態では、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間の温度均一性を向上させるためのさらなる工夫を施している。以下では、この工夫点について説明する。
【0142】
第２解決手段の基本思想は、金型７０Ａと金型７０Ｂとの隙間の温度不均一性の原因である空気の対流を抑制する対流抑制部材を設けることによって、隙間の温度均一性を向上しようとする思想である。
【0143】
＜＜＜具体的構成例１＞＞＞
以下では、この基本思想を具現化する具体的構成について説明する。
以下では、この基本思想を具現化する具体的構成について説明する。
【0144】
図３７は、具体的構成例１を示す図である。
【0145】
図３７に示すように、金型７０Ａには、隙間の上側を覆うようにカバー４４０が設けられているとともに、隙間の下側を覆うようにカバー４５０が設けられている。これにより、カバー４５０によって、隙間の下側からの冷たい空気の流入が抑制され、かつ、カバー４４０によって、隙間の上側からの暖かい空気の流出が抑制される。この結果、カバー４４０とカバー４５０によって、隙間に挿入されたヒータ７２から発生する熱に起因する空気の対流が抑制される。すなわち、カバー４４０およびカバー４５０は、ヒータから供給される熱に起因する対流を抑制する対流抑制部材として機能する。このようにして、具体的構成例１によれば、隙間の温度均一性を向上することができる。
【0146】
なお、対流を抑制する観点からは、図３７に示すように、カバー４４０とカバー４５０の両方を設けることが望ましいが、カバー４４０とカバー４５０のいずれか一方だけを設ける構成でも、対流を抑制する効果は得られる。また、図３７では、金型７０Ａにカバー４４０およびカバー４５０を設ける構成について説明しているが、これに限らず、例えば、金型７０Ｂにカバー４４０とカバー４５０を設ける構成であってもよい。
【0147】
＜＜＜具体的構成例２＞＞＞
図３８は、具体的構成例２を示す図である。
図３８は、具体的構成例２を示す図である。
【0148】
図３８に示すように、隙間には、ヒータ７２とともにヒータ７２の外側に配置される外枠体４６０が挿入される。すなわち、具体的構成例２では、ヒータ７２とヒータ７２の外側に配置される外枠体４６０からなる一体構成物であるスライドユニットをヒータスライド機構でスライドさせるように構成されている。このとき、図３８からわかるように、外枠体４６０がヒータから供給される熱に起因する対流を抑制する対流抑制部材として機能する。また、この外枠体４６０の外側に対流を防止するカバー４４０とカバー４５０を装着することで対流を抑制する効果をさらに高めることができる。このようにして、具体的構成例２によれば、隙間の温度均一性を向上できる。
【0149】
外枠体４６０は、対流抑制部材としての機能を有するが、この外枠体４６０には別の機能も有しているので、この外枠体４６０の別の機能について説明する。例えば、外枠体４６０の厚さ方向に対してヒータ７２を中央に配置することにより、以下の利点を得ることができる。すなわち、部分成形品がきちんと金型に嵌まっておらずに出張っている場合や、
異物などが金型から出張っている場合に、ヒータ７２よりも外枠体４６０が先に衝突する。この場合、外枠体４６０をスライドさせるヒータスライド機構にトルク異常などが発生する。このことから、このトルク異常などを検出して装置を停止させることにより、ヒータ７２を保護することができる。つまり、外枠体４６０は、対流抑制部材としての機能だけでなく、ヒータ７２を保護する機能も有していることになる。
異物などが金型から出張っている場合に、ヒータ７２よりも外枠体４６０が先に衝突する。この場合、外枠体４６０をスライドさせるヒータスライド機構にトルク異常などが発生する。このことから、このトルク異常などを検出して装置を停止させることにより、ヒータ７２を保護することができる。つまり、外枠体４６０は、対流抑制部材としての機能だけでなく、ヒータ７２を保護する機能も有していることになる。
【0150】
なお、スライドユニットは、金型７０Ａあるいは成形品製造装置２００のステージ７５Ａに設けても良いし、成形品製造装置２００の外部に独立して設けても良い。しかし、金型７０Ａのパーティング面にリニアガイドなどのガイド機構のための掘り込みを作って取付けることが望ましい。このようにすることで、成形品により近い場所でヒータの位置を管理できるだけでなく、支持部のブレ（撓み）の影響などを考慮することなく設計でき、金型７０Ａのパーティング面と外枠体４６０との距離を縮めて、対流抑制部材としての効果をさらに高めることができる。
【0151】
以上のように、対流抑制部材を設けるという基本思想が根底に存在する第２解決手段によれば、ヒータ７２を揺動させる揺動機構を設けなくても、具体的構成例１や具体的構成例２に示すような簡単な構成によって、金型７０Ａと金型７０Ｂの隙間における温度均一性を向上できる。すなわち、第２解決手段は、コストをかけずに大きな効果を得ることができる点で非常に優れた技術的意義を有しているということができる。
【0152】
＜第３工夫点＞
続いて、第３工夫点について説明する。
続いて、第３工夫点について説明する。
【0153】
例えば、ヒータ７２を接触ヒータである加熱板から構成する場合、ヒータ７２は、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａおよび金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂの両方に均等に接触させる必要がある。このことから、金型７０Ａおよび金型７０Ｂを「型開」から「型閉」する場合、ヒータ７２は、金型７０Ａと金型７０Ｂの間の中央部に配置された状態を維持することが望ましい。
【0154】
そこで、例えば、図３９に示すように、金型７０Ａと金型７０Ｂとの間にセンタリング機構５００を設けている。このセンタリング機構５００は、ヒータ７２と接続される接続部５１０と、金型７０Ａ側に設けられたバネ５２０Ａと、金型７０Ｂ側に設けられたバネ５２０Ｂとを有している。このセンタリング機構５００では、バネ５２０Ａのバネ定数とバネ５２０Ｂのバネ定数とを同じ値にしているので、金型７０Ａおよび金型７０Ｂを「型開」から「型閉」する場合、接続部５１０に固定されたヒータ７２は、金型７０Ａと金型７０Ｂの間の中央部に配置された状態が維持される。すなわち、図３９に示される寸法「ａ」、「ｂ」、「ｃ」は、それぞれ同じ値に維持される。この結果、第３工夫点によれば、加熱板から構成されるヒータ７２を部分成形品２５０Ａおよび部分成形品２５０Ｂの両方に同じタイミングと加圧力で均等に接触させることができる。接触ヒータでは、成形品２５０Ａ、２５０Ｂとヒータ７２との間の熱の授受は、押付け圧力に依存する。したがって、第３工夫点によれば、ヒータ７２によって、部分成形品２５０Ａおよび部分成形品２５０Ｂの接合部位となる部分を均一に加熱できる。
【0155】
＜＜非接触ヒータへの応用＞＞
上述したセンタリング機構５００は、接触ヒータだけでなく、非接触ヒータから構成されるヒータ７２を備える成形品製造装置に適用することも有効である。
上述したセンタリング機構５００は、接触ヒータだけでなく、非接触ヒータから構成されるヒータ７２を備える成形品製造装置に適用することも有効である。
【0156】
以下では、この点について説明する。
【0157】
例えば、図４０は、非接触ヒータから構成されるヒータ７２を固定する固定機構の一例を示す図である。図４０に示す固定機構６００では、例えば、ヒータ７２と金型７０Ａとの間の距離は、シムなどでメカ的に調整される。一方、ヒータ７２と金型７０Ｂとは、金型７０Ｂを移動させる接触／非接触制御部７１による制御によって調整される。つまり、図４０に示す構成では、ヒータ７２と金型７０Ａとの間の距離（「Ａ」）およびヒータ７２と金型７０Ｂとの間の距離（「Ｂ」）は、異なる機構で調整される。この結果、図４０に示す構成では、ヒータ７２と金型７０Ａとの間の距離およびヒータ７２と金型７０Ｂとの間の距離を同じ距離に揃えることが難しい。このことは、ヒータ７２によって、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａの加熱と金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂの加熱を均一に行うことが難しいことを意味する。
【0158】
そこで、例えば、非接触ヒータから構成されるヒータ７２を固定する固定機構として、第３工夫点であるセンタリング機構５００を利用することが有効である。
【0159】
図４１は、非接触ヒータから構成されるヒータ７２を固定する固定機構として第３工夫点であるセンタリング機構を採用する構成例を示す図である。また、図４２（ａ）および図４２（ｂ）は、図４１に示すセンタリング機構の動作を模式的に示す図である。なお、図４２（ａ）および図４２（ｂ）では、部分成形品２５０Ａ、２５０Ｂは省略されている。
【0160】
図４１において、フレーム７００にセンタリング機構５００が接続されており、このフレーム７００の中央部にフレーム７００に固定されたヒータ７２が配置されている。この構成の場合、フレーム７００には、第３工夫点であるセンタリング機構５００が接続されていることから、フレーム７００と金型７０Ａとの間の距離およびフレーム７００と金型７０Ｂとの間の距離を同じ距離にすることができる（図４２（ａ）、（ｂ））。そして、ヒータ７２は、フレーム７００の中央部に配置されていることから、必然的にヒータ７２と金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａとの間の距離は、ヒータ７２と金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂとの間の距離と同じ距離になる。この結果、第３工夫点であるセンタリング機構５００を非接触ヒータから構成されるヒータ７２の固定するフレーム７００に接続することによって、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａの加熱と金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂの加熱を均一に行うことができる。
【0161】
さらには、ヒータ７２を非接触ヒータから構成する場合、上述した第２工夫点でも説明したように、均一加熱を行う観点から、金型７０Ａと金型７０Ｂとの間の隙間に空気の対流に起因する温度分布を抑制する対流抑制部材を設けることが望ましい。
【0162】
この点に関し、図４１に示す構成では、フレーム７００が対流抑制部材として機能する。つまり、非接触ヒータから構成されるヒータ７２を固定するためにフレーム７００を採用するとともに、このフレーム７００に第３工夫点であるセンタリング機構５００を接続させる構成（図４１に示す構成）を採用する。この場合、センタリング機構５００によってヒータ７２を金型７０Ａと金型７０Ｂの中央に配置できる要因と、フレーム７００自体が対流抑制部材として機能する要因との相乗要因によって、金型７０Ａに嵌め込まれた部分成形品２５０Ａの加熱と金型７０Ｂに嵌め込まれた部分成形品２５０Ｂの加熱とを均一に行うことができるという顕著な効果を得ることができる。
【0163】
さらに、金型７０Ａと金型７０Ｂとがフレーム７００に接触するまで「型閉」させると、ヒータ７２と部分成形品２５０Ａ、２５０Ｂとの隙間を近付けることができるだけでなく、空気が滞留する隙間がなくなり、対流抑制効果をさらに高めることができる。また、フレーム７００内の空気の温度が上昇し、部分成形品２５０Ａ、２５０Ｂから空気への放熱が減少するため、加熱の効率がさらに高まる。
【0164】
＜＜変形例＞＞
センタリング機構５００として、例えば、バネ式のセンタリング機構を例に挙げて説明したが、センタリング機構５００は、これに限らず、例えば、図４３（ａ）および図４３（ｂ）に示すようなラックピニオン式のセンタリング機構５００Ａや、図４４（ａ）および図４４（ｂ）に示すようなリンク機構方式のセンタリング機構５００Ｂを採用できる。
センタリング機構５００として、例えば、バネ式のセンタリング機構を例に挙げて説明したが、センタリング機構５００は、これに限らず、例えば、図４３（ａ）および図４３（ｂ）に示すようなラックピニオン式のセンタリング機構５００Ａや、図４４（ａ）および図４４（ｂ）に示すようなリンク機構方式のセンタリング機構５００Ｂを採用できる。
【0165】
【0166】
図４３（ａ）および図４３（ｂ）において、ギヤ１０００は、ギヤボックス１１００の中に収納されており、ギヤボックス１１００は、ガイドレール１２００に固定されている。ガイドレール１２００にはヒータを含むフレーム１５００とヒータを含むフレーム１５００を駆動するヒータスライド機構７３が接続されている。ここで、型盤１３００が動くと、ラック１４００がギヤ１０００を回転させて、ヒータを含むフレーム１５００が取り付けられているガイドレール１２００が常に金型１６００Ａと金型１６００Ｂの間の中央にくるように移動する。このようにして、ラックピニオン式のセンタリング機構５００Ａによれば、ヒータを含むフレーム１５００を金型１６００Ａと金型１６００Ｂの間の中央部に配置できる。
【0167】
【0168】
図４４（ａ）および図４４（ｂ）において、型盤１３００が動くと、長リンク２０００Ａと短リンク２０００Ｂの角度が変化して、ヒータを含むフレーム１５００とヒータを含むフレーム１５００を駆動するヒータスライド機構７３が接続されているガイドレール１２００が常に金型１６００Ａと金型１６００Ｂとの間の中央にくるように移動する。このようにして、リンク機構方式のセンタリング機構５００Ｂによれば、ヒータを含むフレーム１５００を金型１６００Ａと金型１６００Ｂの間の中央部に配置できる。
【0169】
ラックピニオン式のセンタリング機構５００Ａおよびリンク機構方式のセンタリング機構５００Ｂでは、金型の中央に配置されたガイドレール１２００が各々金型を開閉した際に、常に中央に配置するように設計されており、バネ式のセンタリング機構５００と同じ効果を得ることができる。なお、この場合、ガイドレール１２００、ヒータスライド機構７３、ラックピニオン式のセンタリング機構５００Ａを構成するギヤボックス１１００、ギヤ１０００、ラック１４００など、およびリンク機構方式のセンタリング機構５００Ｂを構成する長リンク２０００Ａ、短リンク２０００Ｂなどは、「型閉」時に金型１６００Ａ、金型１６００Ｂと干渉しないように、平面方向で金型１６００Ａ、金型１６００Ｂの外側に配置する必要がある（図４３（ｂ）および図４４（ｂ）参照）。
【0170】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前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言うまでもない。
【符号の説明】
【0171】
１Ａ 部分成形品
１Ｂ 部分成形品
２Ａ 部分成形品
２Ｂ 部分成形品
１０ 一体成形品
２０Ａ 金型
２０Ｂ 金型
３０ 型締装置
３１ 可動盤
３２ 可動型
３３ 固定型
３４ ホットランナマニホールド
３５ 固定盤
３６ スクリュヘッド（逆流防止リングを含む）
３７ スクリュ
３８ シリンダ
３９ ヒータ
４０ ホッパ
４１ 射出装置
４５ 一体成形品
４５Ａ 部分成形品
４５Ｂ 部分成形品
５０Ａ 部分成形品
５０Ｂ 部分成形品
５０ 一体成形品
５１ タイバー
５２ 可動盤
５３ 固定盤
５４ 可動型
５５ 固定型
５６ ホットランナマニホールド
５７ スクリュヘッド（逆流防止リングを含む）
５８ スクリュ
５９ シリンダ
６０ ヒータ
６１ ホッパ
６２ チャック
７０Ａ 金型
７０Ｂ 金型
７１ 接触／非接触制御部
７２ ヒータ
７３ ヒータスライド機構
７４ ヒータスライド制御部
７５Ａ 金型装着部
７５Ｂ 金型装着部
８０Ａ チャック部
８０Ｂ チャック部
８１ 部分コア
８２ エアシリンダ
８３Ａ 部分コア
８３Ｂ 部分コア
８４Ａ エアシリンダ
８４Ｂ エアシリンダ
９０ 鍔
９１ 監視部
９２Ａ 撮像装置
９２Ｂ 撮像装置
９３ 監視制御部
９５ 油圧突き出しピン
９６ イジェクタピン
１００ 射出成形装置
１５０ 「ＨＰ－ＩＷＭ」システム
１６０ 射出成形装置
１６０Ａ 取出装置
１６０Ｂ コンベア
１７０ 射出成形装置
１７０Ａ 取出装置
１７０Ｂ コンベア
１８０ ロボットアーム
１９０ コンベア
２００ 成形品製造装置
２５０ 一体成形品
２５０Ａ 部分成形品
２５０Ｂ 部分成形品
３００ 切り欠き部
４００ 揺動機構
４１０ 前後進機構
４２０ モータ
４３０ 偏心カム
４４０ カバー
４５０ カバー
４６０ 外枠体
５００ センタリング機構
５００Ａ センタリング機構
５００Ｂ センタリング機構
５１０ 接続部
５２０Ａ バネ
５２０Ｂ バネ
６００ 固定機構
７００ フレーム
１０００ ギヤ
１１００ ギヤボックス
１２００ ガイドレール
１３００ 型盤
１４００ ラック
１５００ フレーム（ヒータを含む）
１６００Ａ 金型
１６００Ｂ 金型
２０００Ａ 長リンク
２０００Ｂ 短リンク
１Ｂ 部分成形品
２Ａ 部分成形品
２Ｂ 部分成形品
１０ 一体成形品
２０Ａ 金型
２０Ｂ 金型
３０ 型締装置
３１ 可動盤
３２ 可動型
３３ 固定型
３４ ホットランナマニホールド
３５ 固定盤
３６ スクリュヘッド（逆流防止リングを含む）
３７ スクリュ
３８ シリンダ
３９ ヒータ
４０ ホッパ
４１ 射出装置
４５ 一体成形品
４５Ａ 部分成形品
４５Ｂ 部分成形品
５０Ａ 部分成形品
５０Ｂ 部分成形品
５０ 一体成形品
５１ タイバー
５２ 可動盤
５３ 固定盤
５４ 可動型
５５ 固定型
５６ ホットランナマニホールド
５７ スクリュヘッド（逆流防止リングを含む）
５８ スクリュ
５９ シリンダ
６０ ヒータ
６１ ホッパ
６２ チャック
７０Ａ 金型
７０Ｂ 金型
７１ 接触／非接触制御部
７２ ヒータ
７３ ヒータスライド機構
７４ ヒータスライド制御部
７５Ａ 金型装着部
７５Ｂ 金型装着部
８０Ａ チャック部
８０Ｂ チャック部
８１ 部分コア
８２ エアシリンダ
８３Ａ 部分コア
８３Ｂ 部分コア
８４Ａ エアシリンダ
８４Ｂ エアシリンダ
９０ 鍔
９１ 監視部
９２Ａ 撮像装置
９２Ｂ 撮像装置
９３ 監視制御部
９５ 油圧突き出しピン
９６ イジェクタピン
１００ 射出成形装置
１５０ 「ＨＰ－ＩＷＭ」システム
１６０ 射出成形装置
１６０Ａ 取出装置
１６０Ｂ コンベア
１７０ 射出成形装置
１７０Ａ 取出装置
１７０Ｂ コンベア
１８０ ロボットアーム
１９０ コンベア
２００ 成形品製造装置
２５０ 一体成形品
２５０Ａ 部分成形品
２５０Ｂ 部分成形品
３００ 切り欠き部
４００ 揺動機構
４１０ 前後進機構
４２０ モータ
４３０ 偏心カム
４４０ カバー
４５０ カバー
４６０ 外枠体
５００ センタリング機構
５００Ａ センタリング機構
５００Ｂ センタリング機構
５１０ 接続部
５２０Ａ バネ
５２０Ｂ バネ
６００ 固定機構
７００ フレーム
１０００ ギヤ
１１００ ギヤボックス
１２００ ガイドレール
１３００ 型盤
１４００ ラック
１５００ フレーム（ヒータを含む）
１６００Ａ 金型
１６００Ｂ 金型
２０００Ａ 長リンク
２０００Ｂ 短リンク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】