(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型のキャビティ内への成形材料の注入に先立って、前記キャビティの内壁面の少なくとも一部に、固形分のモールドコート材とこれの溶剤であって減圧下で気化する成分とを含有する被膜形成材料により被膜を形成するようにした成型品の成形装置において、
前記被膜形成材料を所定量に計量する計量機構と、計量された前記被膜形成材料を前記キャビティ内に注入する注入機構と、同キャビティ内への前記被膜形成材料の注入が完了した後に前記成形型が閉められた状態で前記キャビティ内を減圧する減圧機構とを備えることを特徴とする成型品の成形装置。
【請求項２】
前記注入機構は、前記成形型に注入した材料が再び同注入機構内に流入するのを防止する逆流防止手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の成型品の成形装置。
【請求項３】
前記成形装置は、前記被膜形成材料の計量時及び注入時以外の保持状態ではその被膜形成材料をその被膜形成材料を貯留するタンクと計量機構と注入機構との間で循環させる循環機構をさらに備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成型品の成形装置。
【請求項４】
前記被膜形成材料は、その成分の一つとして顔料を含有することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の成型品の成形装置。
【請求項５】
前記計量機構は、前記注入機構を兼ねることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の成型品の成形装置。
【請求項６】
成形型のキャビティ内への成形材料の注入に先立って、前記キャビティの内壁面の少なくとも一部に、固形分のモールドコート材とこれの溶剤であって減圧下で気化する成分とを含有する被膜形成材料により被膜を形成する成型品の成形方法において、
前記被膜形成材料を所定量に計量する計量工程と、計量された前記被膜形成材料を前記キャビティ内に注入する注入工程と、同キャビティ内への前記被膜形成材料の注入が完了した後に前記成形型が閉められた状態で前記キャビティ内を減圧する減圧工程とを備えることを特徴とする成型品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品の成形装置及び成型方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より知られた成型品の１つとしては、例えば、車両用のステアリングホイールがある。このステアリングホイールは、芯金を成形型のキャビティ内の所定位置に配置した後、成形材料である樹脂をキャビティ内に注入し、成形型内で冷却し、同樹脂を硬化させることで成形されている。このステアリングホイールの成形材料としては、ポリウレタン（ＰＵＲ）が一般に使用されている。ただし、ポリウレタンは耐光性に劣り黄変することがあるため、そのポリウレタン部分の表面を、耐光性を有する表面保護材、いわゆるモールドコート材で被覆するようにしている。
【０００３】
そして、このようなモールドコート材層の形成に際して、次のような方法が用いられている。
まず、前記成形を行う前工程として、成形型の開いた状態のキャビティ内にモールドコートの材料を、例えばスプレーガン等により塗布する。その後、前記芯金をキャビティ内に配置し、成形型を閉じて通常の成形を行うといった方法である（第１の従来方法）。
【０００４】
一方、前記成形を行う前工程として、成形型の開いた状態のキャビティ内にモールドコート材を含有する溶液を流し込み、前記芯金をキャビティ内に配置して成形型を閉じる。その後、キャビティ内を減圧状態とすることでキャビティ内に注ぎ込んだモールドコート材を気化させて、キャビティの内壁面に付着させ、続いて通常の成形を行うといった方法もある（第２の従来方法）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これら各方法を用いると、それぞれ次のような問題が生じていた。すなわち、第１の従来方法では、スプレーガンにより塗布されたモールドコート材が成形型のキャビティの内壁面以外の部分、例えば、固定型と可動型との型割面等にも付着しやすい。このようなキャビティ以外の部分に付着したモールドコート材は、成形されたステアリングホイールにおいてバリとなって残存する。このようなバリが生じると、それを除去する工程が必要になるという問題があった。また、例えば、成形型の型割面と略直交するキャビティの内壁面等にモールドコート材が十分に塗布されず塗りむらが生じるおそれがあった。このような塗りむらが生じると、ステアリングホイールの製品としての品質が低下することとなる。
【０００６】
また、第２の従来方法では、モールドコート材をキャビティ内に流し込む作業は、成形装置の操作者がポリカップ等の容器を用いて行っていた。そのため、例えば同容器内に入れる材料の量が製品毎に異なったりして、キャビティ内に流し込む材料の量が不安定となる。この結果、成型品におけるモールドコート材層の厚さが成形品毎に異なってばらつきが生じ、同製品の品質が不安定になるという問題があった。また、モールドコート材を前記容器に所定量だけ計量して注ぐ作業等が増えるため、製造サイクルが長くなるという問題もあった。
【０００７】
なお、ステアリングホイール以外の成型品にあっても、その成形に際して、成形型のキャビティ内壁面に所定の被膜を形成する被膜形成材料を予め決められた量だけ注入するような場合には、こうした実情も概ね共通したものとなっている。
【０００８】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的としては、成型品における製造サイクルの短縮化及び品質の安定化を図ることのできる成型品の成形装置及びその成型方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、成型品の成形装置及びその成型方法に係る本願請求項１に記載の発明は、成形型のキャビティ内への成形材料の注入に先立って、前記キャビティの内壁面の少なくとも一部に、固形分のモールドコート材とこれの溶剤であって減圧下で気化する成分とを含有する被膜形成材料により被膜を形成するようにした成型品の成形装置において、前記被膜形成材料を所定量に計量する計量機構と、計量された前記被膜形成材料を前記キャビティ内に注入する注入機構と、同キャビティ内への前記被膜形成材料の注入が完了した後に前記成形型が閉められた状態で前記キャビティ内を減圧する減圧機構とを備えることを要旨とするものである。
【００１０】
この本願請求項１に記載の発明では、成形型のキャビティ内に注入される被膜形成材料は計量機構により所定量に計量されるため、被膜形成材料を注入する度にその注入量が変化するのが抑制される。これにより、例えば前記被膜が成型品の表面に転写されるような場合に、成型品毎に前記被膜形成材料部分の厚さ等がばらつくのを抑制することができる。この結果、成型品の品質にばらつきが生じるのを抑制して、品質の安定化を図ることができる。また、この材料の計量作業を効率よく行うことができるため、成型品の製造サイクルの短縮化を図ることができる。
【００１１】
また、減圧機構によりキャビティ内を所定まで減圧すると、同キャビティ内に注入された被膜形成材料が沸点降下作用により沸騰するようになる。そして、この沸騰により、材料が体積膨張や飛散によりキャビティ内に充満し、その一部が壁面に付着するようになる。この際、被膜形成材料は、キャビティの壁面の全体に略均一に付着するため、例えばスプレーガン等で塗布した場合のように塗りむらが生じることがない。この点でも、成型品の品質にばらつきが生じるのを抑制して、品質の安定化を図ることができる。
【００１２】
また、この減圧機構による減圧は、キャビティ内への被膜形成材料の注入が完了した後に成形型の閉められた状態で行われるため、被膜形成材料が成形型における型割面等、キャビティ以外の部分に付着することがない。この結果、成型品にバリが形成されるのが抑制され、成形後のバリの処理工程等が不要で、製造サイクルが長くなるのを回避することができる。
さらに、被膜形成材料は成型品の表面の少なくとも一部を覆うモールドコート材と減圧機構によるキャビティ内の減圧下で気化する成分とを含有するものであることから、成型品の表面の少なくとも一部に、モールドコート材の厚さを略均一に、しかも効率よく形成することができる。
【００１３】
また、本願請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記注入機構は、前記成形型に注入した材料が再び同注入機構内に流入するのを防止する逆流防止手段をさらに備えることを要旨とするものである。
【００１４】
この本願請求項２に記載の発明では、前記請求項１に記載の発明の作用に加えて、流入防止手段により、一旦成形型内に注入された被膜形成材料が再び注入機構内に流入するのを防止することができる。また、成形材料が注入機構内に流入するのも防止できる。これにより、計量された被膜形成材料をより正確にキャビティ内に注入することができる。
【００１５】
また、本願請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の発明において、前記成形装置は、前記被膜形成材料の計量時及び注入時以外の保持状態ではその被膜形成材料をその被膜形成材料を貯留するタンクと計量機構と注入機構との間で循環させる循環機構をさらに備えることを要旨とするものである。
【００１６】
この本願請求項３に記載の発明では、前記請求項１または請求項２に記載の発明の作用に加えて、成型品の成形に例えば、静置状態では含有成分が不均一化するような被膜形成材料を用いたとしても、循環機構により、含有成分が不均一になるのを抑制することができる。
【００１９】
また、本願請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記被膜形成材料は、その成分の一つとして顔料を含有することを要旨とするものである。
【００２０】
この本願請求項４に記載の発明では、前記請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、成型品を所望の色に着色することができて、意匠性を高めることができる。なお、この場合、その顔料成分の沈澱を抑制するため、循環装置を備えた成形装置を用いるのが好ましい。
【００２１】
また、本願請求項５に記載の発明は、前記請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記計量機構は、前記注入機構を兼ねることを要旨とするものである。
【００２２】
この本願請求項５に記載の発明では、前記請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、成形装置全体としての構成を簡単なものにすることができる。
【００２３】
また、本願請求項６に記載の発明は、成形型のキャビティ内への成形材料の注入に先立って、前記キャビティの内壁面の少なくとも一部に、固形分のモールドコート材とこれの溶剤であって減圧下で気化する成分とを含有する被膜形成材料により被膜を形成する成型品の成型方法において、前記被膜形成材料を所定量に計量する計量工程と、計量された前記被膜形成材料を前記キャビティ内に注入する注入工程と、同キャビティ内への前記被膜形成材料の注入が完了した後に前記成形型が閉められた状態で前記キャビティ内を減圧する減圧工程とを備えることを要旨とするものである。
【００２４】
この本願請求項６に記載の発明では、前記請求項１に記載した発明とほぼ同様の作用を実現させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、車両用のステアリングホイールを成形する成形装置及びその成型方法に適用した一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００２６】
まず、ステアリングホイールの成形装置について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、この成形装置は、成形型である金型１０と、被膜形成材料注入装置３０と、ウレタン注入装置２５と、減圧機構７０とを備えている。ウレタン注入装置２５は、ステアリングホイールの成形の際、成形材料であるウレタン樹脂を金型１０内に注入する装置である。また、被膜形成材料注入装置３０は、ステアリングホイールのウレタン樹脂層の表面を被膜するための被膜形成材料を金型１０内に注入する装置である。ここで、被膜形成材料は、溶剤であるメチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と、固形分であるモールドコート材と顔料とを含有するものである。また、減圧機構７０は、ステアリングホイールの成形に際して、金型１０内を減圧する装置である。
【００２７】
以下、これら金型１０、被膜形成材料注入装置３０及び減圧機構７０について説明する。なお、ウレタン注入装置２５については、ステアリングホイールの成形に際して通常に用いれられる射出成形装置を使用することとし、その説明を省略する。
【００２８】
まず、金型１０の構成について説明する。
図２に示すように、金型１０は、枠体１１と蓋体１２とからなるボックス１３内に配設されている。枠体１１には金型１０の下型１４が固定され、蓋体１２には金型１０の上型１５が固定されている。一方、蓋体１２における枠体１１との接合部にはシール部材１６が配設されている。
【００２９】
そして、ボックス１３における枠体１１の上端面と蓋体１２の下端面とが互いに離間すると、金型１０の下型１４と上型１５との型割面が互いに離間して型開き状態となる。逆に、ボックス１３における枠体１１の上端面と蓋体１２の下端面とが当接すると、金型１０の下型１４と上型１５との型割面が当接して型締め状態となる。なお、金型１０の型締め状態にあるときは、枠体１１と蓋体１２とでボックス１３内が密封されるようになっている。
【００３０】
下型１４には、その型割面のほぼ中央に円環状の凹溝１７が形成されている。一方、上型１５にも、その型割面の前記凹溝１７と対応する位置に円環状の凹溝１８が形成されている。これら凹溝１７，１８は、金型１０の型締めによって、ステアリングホイールを成形する際のキャビティ１９を形成する。
【００３１】
また、下型１４には、その型割面に注入溝２０が形成されている。注入溝２０は、凹溝１７から外方に向かって形成され、その途中で二叉に分岐している（図１参照）。一方、上型１５にも、その型割面の前記注入溝２０と対応する位置に二叉状の注入溝２１が形成されている。これら注入溝２０，２１は、金型１０の型締めによってゲート２２を形成する。そして、キャビティ１９とボックス１３の外部とが、ゲート２２及び枠体１１に形成された２つの開口１１ａを介して連通している。
【００３２】
また、上型１５には、その外面と凹溝１８の内底面とで開口する貫通孔２３が形成されている。金型１０の型締め状態にあるときは、貫通孔２３を介してキャビティ１９とボックス１３内の空間部１３ａとが連通される。
【００３３】
なお、枠体１１には、下型１４の凹溝１７の中心を通って上方に突出する固定部材２４ａが設けられるとともに、蓋体１２にも、前記固定部材２４ａと対応する位置に固定部材２４ｂが設けられている。ステアリングホイールの成型の際、金型１０が型締めされると、これら各固定部材２４ａ，２４ｂにより前記芯金が所定位置に固定される。
【００３４】
次に、減圧機構７０の構成について説明する。
図１及び図２に示すように、減圧機構７０は、真空ポンプ７１を備えている。真空ポンプ７１は、配管７２、バルブ７３及び排出管７４を介して前記枠体１１に接続されている。ボックス１３内が密封された状態で真空ポンプ７１が運転されると、ボックス１３の空間部１３ａ内の空気が減圧機構７０を介して外部に排出され、ボックス１３内が減圧される。このとき、前記キャビティ１９内の空気も貫通孔２３、空間部１３ａ及び減圧機構７０を介して外部に排出され、キャビティ１９内が減圧される。
【００３５】
次に、被膜形成材料注入装置３０の構成について、図３を参照して説明する。なお、同図３は、被膜形成材料注入装置３０の全体構成についてその概略を示す概略構成図である。
【００３６】
図３に示すように、被膜形成材料注入装置３０は、タンク３１と、計量機構としての計量シリンダ４０と、注入機構としての注入シリンダ５０とを備えている。前記タンク３１は、被膜形成材料を貯留する。前記計量シリンダ４０は、被膜形成材料をキャビティ１９内に注入するだけの所定量に計量する。前記注入シリンダ５０は、計量シリンダ４０により計量された同材料をキャビティ１９内に注入する。これらタンク３１と計量シリンダ４０と注入シリンダ５０との間は、被膜形成材料が循環可能なように互いに接続されている。なお、ここでは、計量シリンダ４０及び注入シリンダ５０が、これら各シリンダに対する空気の給排に基づいて動作するエアシリンダとなっている。
【００３７】
詳しくは、タンク３１は、通路３２ａ、ポンプ３３（この例ではダイアフラムポンプ）、レギュレータ３４、絞り弁３５ａ及び制御弁３６を介して計量シリンダ４０に接続されている。ここで、ポンプ３３は、被膜形成材料をタンク３１から汲み上げて計量シリンダ４０に送り込むためのものである。また、レギュレータ３４は、ダイアフラムポンプ３３から計量シリンダ４０までの通路３２ａにおいて、その内部を流通する被膜形成材料により同通路３２ａの内壁面に作用する圧力を略一定に調圧するためのものである。また、絞り弁３５ａは、タンク３１から計量シリンダ４０への被膜形成材料の流量を調整するためのものである。
【００３８】
また、制御弁３６は、その弁体の位置によってタンク３１と計量シリンダ４０との接続状態を切り替えるためのものであり、本実施形態では常開弁として設定されている。ちなみに、同弁３６の弁体の位置は、ソレノイド３６ａによって生じる付勢力（電磁力）の有無によって決定される。すなわち、ソレノイド３６ａによる付勢力が生じている場合には、同付勢力がばね３６ｂによる付勢力に抗して弁体を移動させるため、タンク３１と計量シリンダ４０との連通が遮断された状態となる。一方、ソレノイド３６ａによる付勢力が生じていない場合には、ばね３６ｂによる付勢力が弁体を移動させるため、タンク３１と計量シリンダ４０とが連通される。この状態では、被膜形成材料が、タンク３１から計量シリンダ４０に供給される。
【００３９】
また、計量シリンダ４０は、通路３２ａを介して注入シリンダ５０に接続されている。そして、注入シリンダ５０は、通路３２ａ及び制御弁３７を介してとタンク３１に接続されている。ここで、制御弁３７は、前記制御弁３６と同様、注入シリンダ５０とタンク３１との接続状態を切り替えるためのものであり、常開弁として設定されている。そして、ソレノイド３７ａによる付勢力が生じていない場合には、注入シリンダ５０とタンク３１とが連通される。また、ソレノイド３７ａによる付勢力が生じている場合には、注入シリンダ５０とタンク３１との連通が遮断される。
【００４０】
なお、タンク３１には、被膜形成材料を同タンク３１内に投入するための投入通路３２ｂが接続され、同投入通路３２ｂの途中には、その投入口とタンク３１とを連通・遮断するための絞り弁３５ｂが設けられている。また、タンク３１には、その内部の被膜形成材料を撹拌するための撹拌機３８が設けられている。
【００４１】
また、被膜形成材料注入装置３０は、ダイアフラムポンプ３３、計量シリンダ４０、注入シリンダ５０、及び撹拌機３８に対して、これらを動作させるための空気を供給するポンプ８０を備えている。
【００４２】
同ポンプ８０は、空気通路８１及びレギュレータ８２を介して、方向切替弁８３，８５，８８、絞り弁３５ｃ、撹拌機３８に接続されている。レギュレータ８２は、空気通路８１の内壁面に作用する空気の圧力を略一定に調圧している。
【００４３】
前記方向切替弁８３は、空気通路８４を介してダイアフラムポンプ３３に接続されている。また、方向切替弁８３は、そのソレノイド８３ａによる付勢力の有無によって空気通路８１と空気通路８４との接続状態を切り替えている。すなわち、ソレノイド８３ａによる付勢力が生じている場合には、空気通路８１と空気通路８４とが連通し、ダイアフラムポンプ３３に空気が供給される。一方、付勢力が生じていない場合には、空気通路８１と空気通路８４との連通が遮断されるとともに、空気通路８４が大気に開放されてダイアフラムポンプ３３から空気が大気中に排出される。
【００４４】
また、前記方向切替弁８５は、空気通路８６ａ，８６ｂを介して計量シリンダ４０に接続されている。方向切替弁８５は、そのソレノイド８５ａ，８５ｂによる付勢力の有無によって空気通路８１と空気通路８６ａ，８６ｂとの接続状態を切り替えている。すなわち、ソレノイド８５ａによる付勢力のみが生じている場合には、弁体が図３において左側に移動して空気通路８１と空気通路８６ｂとが連通されるとともに、空気通路８６ａが大気に開放される。一方、ソレノイド８５ｂによる付勢力のみが生じている場合には、弁体が同図において右側に移動して空気通路８１と空気通路８６ａとが連通されるとともに、空気通路８６ｂが大気に開放される。
【００４５】
他方、ソレノイド８５ａ，８５ｂによる付勢力がともに生じていない場合（図３の状態）には、空気通路８１，８６ａ，８６ｂはどれも連通されず、空気通路８６ａ，８６ｂの内圧が保持される。なお、空気通路８６ａ，８６ｂの途中には、それぞれ各通路８６ａ，８６ｂにおける空気の流量を調整する流量調整弁８７ａと空気の逆流を防止する逆止弁８７ｂとが配設されている。
【００４６】
また、前記方向切替弁８８は、空気通路８９ａ，８９ｂを介して注入シリンダ５０に接続されている。方向切替弁８８は、そのソレノイド８８ａによる付勢力の有無によって空気通路８１と空気通路８９ａ，８９ｂとの接続状態を切り替えている。すなわち、ソレノイド８８ａによる付勢力が生じている場合には、空気通路８１と空気通路８９ａとが連通されるとともに、空気通路８９ｂが大気に開放される。一方、ソレノイド８８ａによる付勢力が生じていない場合には、空気通路８１と空気通路８９ｂとが連通されるとともに、空気通路８９ａが大気に開放される。
【００４７】
なお、図３において、タンク３１とダイアフラムポンプ３３との間の通路３２ａの途中には、空気通路８１に連通される前記絞り弁３５ｃが分岐接続されている。これにより、絞り弁３５ｃを介してポンプ８０から通路３２ａ内に空気を注入することができるようになっている。これは、被膜形成材料注入装置３０内の被膜形成材料を、他の材料等に切り換える際に、同被膜形成材料を効率よく、タンク３１内に回収するためである。
【００４８】
次に、計量シリンダ４０及び注入シリンダ５０の構造について、図４及び図５を参照して詳細に説明する。
図４に示すように、計量シリンダ４０は、シリンダ本体４１と、同シリンダ本体４１内で往復動可能に収容されるピストン４２と、同ピストン４２の移動量を調整する調整ねじ４３とを備えている。
【００４９】
シリンダ本体４１は、その内部が２つの仕切り壁４１ａ，４１ｂにより、３つの空間４４〜４６に区画されている。そして、シリンダ本体４１には、その端部に空間４４と外部とが連通する２つの貫通孔４７ａ，４７ｂが形成されている。また、シリンダ本体４１の仕切り壁４１ａ，４１ｂの近傍には、空間４５と外部とを連通する貫通孔４８ａ，４８ｂが形成されている。
【００５０】
また、ピストン４２には、その前端部に設けられて空間４４内で摺動する押出部４２ａと、同ピストン４２の長手方向の略中央部に設けられて空間４５内で摺動する受圧部４２ｂとが形成されている。このため、空間４４は、押出部４２ａにより、２つの空間４４ａ，４４ｂに仕切られ、空間４５も、受圧部４２ｂにより、２つの空間４５ａ，４５ｂに仕切られている。
【００５１】
そして、空間４４ａは、貫通孔４７ａ及び通路３２ａ等を介して前記タンク３１に連通されているとともに、貫通孔４７ｂ及び通路３２ａを介して注入シリンダ５０に連通されている。一方、空間４５ａは、貫通孔４８ａを介して空気通路８６ａに連通されているとともに、空間４５ｂは、貫通孔４８ｂを介して空気通路８６ｂに連通されている。
【００５２】
このような構成の計量シリンダ４０は、方向切替弁８５の切替えによって、ポンプ８０と空間４５ａとが連通されるとともに、空間４５ｂが大気に開放されると、空間４５ａに空気が供給されるとともに、空間４５ｂ内の空気が大気中に排出される。すると、ピストン４２の受圧部４２ｂが図中右方向に移動し、この移動に伴ってピストン４２の押出部４２ａも同方向に移動する。そして、ピストン４２の同方向への移動は、ピストン４２の端部４２ｃが調整ねじ４３の先端部４３ａに当接することにより停止される（図４（ｂ））。この際、タンク３１と計量シリンダ４０とが連通された状態であれば、ピストン４２の移動により空間４４ａの体積が増加した分だけ、被膜形成材料が空間４４ａ内に送り込まれることとなる。このようにして、被膜形成材料を所定量に計量される。
【００５３】
一方、方向切替弁８５の切替えによって、ポンプ８０と空間４５ｂとが連通されるとともに、空間４５ａが大気に開放されると、空間４５ｂに空気が供給されるとともに、空間４５ａ内の空気が大気中に排出される。すると、ピストン４２の受圧部４２ｂが図中左方向に移動し、この移動に伴ってピストン４２の押出部４２ａも同方向に移動する。そして、ピストン４２の同方向への移動は、ピストン４２の端部４２ｃが仕切り壁４１ｂに当接することにより停止される（図４（ａ））。この際、タンク３１と計量シリンダ４０とが遮断され、注入シリンダ５０とタンク３１とが遮断された状態であれば、ピストン４２の移動により空間４４ａの体積が減少した分だけ、被膜形成材料が注入シリンダ５０内に送り込まれることとなる。このようにして、所定量に計量された被膜形成材料が注入シリンダ５０に送り込まれる。
【００５４】
なお、ここで、被膜形成材料を計量する際の量は、調整ねじ４３により調節される。すなわち、調整ねじ４３をシリンダ本体４１内に螺入させる程、ピストン４２の移動量は少なくなり、この結果、タンク３１から空間４４ａ内に送り込まれる被膜形成材料の量も少なくなる。
【００５５】
一方、図５に示すように、注入シリンダ５０はシリンダ本体５１と、同シリンダ本体５１内で往復動可能に収容されるピストン５２とを備えている。
シリンダ本体５１は、その一端側に断面略コ字形の筐体５１ａが設けられ、同筐体５１ａとピストン５２の端部に設けられた受圧部５２ａとにより２つの空間５３ａ，５３ｂが形成されている。筐体５１ａの開口部近傍には、空間５３ａと外部とが連通する貫通孔５５ａが形成され、同シリンダ本体５１の底部には、空間５３ｂと外部とが連通する貫通孔５５ｂが形成されている。空間５３ａは、貫通孔５５ａを介して空気通路８９ａに連通されているとともに、空間５３ｂは、貫通孔５５ｂを介して空気通路８９ｂに連通されている。
【００５６】
シリンダ本体５１は、その他端側にピストン５２の往復動によって開閉される注入口５４が形成されている。この注入口５４は、前記ボックス１３の開口１１ａに接続される。この注入口５４の内部側は、テーパ状に形成されている。そして、ピストン５２にあっては、その先端部もテーパ状に形成されており、注入口５４がピストン５２によって隙間なく塞がれるようになっている。これにより、前記ウレタン注入装置２５による金型１０へのウレタン樹脂の注入時において、金型１０に注入されたウレタン樹脂が注入シリンダ５０内に逆流しないようになっている。
【００５７】
また、シリンダ本体５１には、ピストン５２が収容される収容孔５１ｂと外部とを連通する２つの貫通孔５６ａ，５６ｂが形成されている。貫通孔５６ａは、通路３２ａを介して計量シリンダ４０に連通されているとともに、貫通孔５６ｂは、通路３２ａ等を介してタンク３１に連通されている。
【００５８】
また、ピストン５２には、２つの貫通孔５６ａ，５６ｂを連通可能にするためにその全周にわたって凹部５２ｂが形成されている。また、同ピストン５２には、そのテーパ状の先端部と凹部５２ｂとの間に、収容孔５１ｂの内面と接触する段差部５２ｃが形成されている。
【００５９】
この注入シリンダ５０では、方向切替弁８８の切替えによって、ポンプ８０と空間５３ａとが連通されるとともに、空間５３ｂが大気に開放されると、空間５３ａ内に空気が供給され、空間５３ｂ内の空気が大気中に排出される。すると、ピストン５２の受圧部５２ａが図中右方向に移動し、この移動に伴って注入口５４が開口するととに、ピストン５２の段差部５２ｃが同方向に移動する。そして、ピストン５２は、ピストン５２の受圧部５２ａが筐体５１ａの内底面に接触するまで同方向へ移動される（図５（ｂ））。
【００６０】
この際、貫通孔５６ａと貫通孔５６ｂとは段差部５２ｃにより遮断されるとともに、注入口５４及び貫通孔５６ａを介して金型１０と計量シリンダ４０とが連通される。従って、計量シリンダ４０から注入シリンダ５０へ送り込まれた被膜形成材料は、金型１０のキャビティ１９内に注入される。
【００６１】
一方、方向切替弁８８の切替えによって、ポンプ８０と空間５３ｂとが連通されるとともに、空間５３ａが大気に開放されると、空間５３ｂ内に空気が供給され、空間５３ａ内の空気が大気中に排出される。すると、ピストン５２の受圧部５２ａが図中左方向に移動し、この移動に伴ってピストン５２の段差部５２ｃも同方向に移動する。そして、ピストン５２は、ピストン５２の前記先端部がシリンダ本体５１の注入口５４を閉口するまで同方向へ移動される（図５（ａ））。
【００６２】
この際、貫通孔５６ａと貫通孔５６ｂとが連通されて、計量シリンダ４０とタンク３１とが注入シリンダ５０を介して連通される。従って、計量シリンダ４０から注入シリンダ５０へ送り込まれた被膜形成材料は、そのまま注入シリンダ５０から通路３２ａを介してタンク３１へ送り込まれるようになる。このように、通路３２ａは循環機構を構成している。そして、注入シリンダ５０の貫通孔５６ａ，５６ｂの連通状態を保持したまま、タンク３１から計量シリンダ４０へ、さらに注入シリンダ５０を介してタンク３１に、被膜形成材料を送り込むようにすることで、同材料の循環が行われることとなる。なお、本実施形態では、計量シリンダ４０による被膜形成材料の計量時及び注入シリンダ５０による前記キャビティ１９内への注入時以外の保持状態のときに、被膜形成材料を循環するようにしている。
【００６３】
次に、上述の成形装置を用いて行われるステアリングホイール成型方法について図６及び図７を参照して説明する。
先ず、金型１０の型開き状態で、キャビティ１９をなす下型１４の凹溝１７及び上型１５の凹溝１８の内壁面に離型剤を塗布する。この離型剤は、ワックス、シリコンオイル等からなり、成形されたステアリングホイールの金型１０に対する粘着を抑制して、成形されたステアリングホイールを取り出し易くするものである。そして、図６に示すように、金型１０内に芯金をセットして金型１０を閉じ型締めする。
【００６４】
本実施形態では、この型締めの工程の後、金型１０のキャビティ１９内へのウレタン注入装置２５によるウレタン樹脂の注入に先立って、キャビティ１９の内壁面に被膜を形成する工程が行われる。
【００６５】
この被膜を形成する工程は、次の（イ）〜（ト）の手順で行われる。
（イ）先の工程で金型１０の型締めが完了すると、制御弁３７を閉弁するように切替えて注入シリンダ５０とタンク３１との連通を遮断する。
【００６６】
（ロ）制御弁３７を閉弁した状態で、計量シリンダ４０の空間４４ａの容積が大きくなる方向にピストン４２を移動させる（計量工程）。ここで、制御弁３６は常開弁であるため、この工程によりタンク３１内の被膜形成材料は、計量シリンダ４０の空間４４ａ内に送り込まれ、キャビティ１９に注入される量に計量される。
【００６７】
（ハ）計量シリンダ４０のピストン４２の移動完了後、ダイアフラムポンプ３３を停止するとともに、制御弁３６を閉弁する。
（ニ）注入シリンダ５０のピストン５２を移動させて注入口５４を開口させるとともに、計量シリンダ４０の空間４４ａの容積が小さくなる方向にピストン４２を移動させる（注入工程）。
【００６８】
（ホ）計量シリンダ４０のピストン４２の移動完了後、注入シリンダ５０のピストン５２を移動させて注入口５４を閉口させる。
（ヘ）真空ポンプ７１を運転し、金型１０のキャビティ１９内を減圧状態とし、そのキャビティ１９の内壁面に被膜形成材料の被膜を形成する（減圧工程）。
【００６９】
（ト）制御弁３６，３７を開弁するとともに、ダイアフラムポンプ３３を運転し、被膜形成材料をタンク３１と計量シリンダ４０と注入シリンダ５０との間で循環させる。
【００７０】
次いで、所定の減圧状態を保ちつつウレタン注入装置２５によりウレタン樹脂をキャビティ１９内に注入する。
最後に、金型１０を型開きして、ウレタン樹脂部分の表面に被膜形成材料からなるモールドコート層が転写されたステアリングホイールを取り出し、成形工程を終了する。
【００７１】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）金型１０のキャビティ１９内に注入される被膜形成材料は計量シリンダ４０により所定量に計量されるため、被膜形成材料を注入する度にその注入量が変化するのが抑制される。これにより、モールドコートがステアリングホイールの表面に転写される際、ステアリングホイール毎にモールドコートの厚さがばらつくのを抑制することができる。この結果、ステアリングホイールの品質にばらつきが生じるのを抑制して、品質の安定化を図ることができる。
【００７２】
（２）被膜形成材料の計量作業を効率よく行うことができるため、ステアリングホイールの製造サイクルの短縮化を図ることができる。
（３）減圧機構７０によりキャビティ１９内を所定まで減圧すると、同キャビティ１９内に注入された被膜形成材料に含有される溶剤が沸点降下作用により沸騰するようになる。そして、この沸騰した状態が継続すると、被膜形成材料が体積膨張や飛散によりキャビティ１９内に充満し、その一部がキャビティ１９の壁面に付着するようになる。この際、被膜形成材料に含有されるモールドコート材が、キャビティ１９の壁面の全体に略均一に付着するため、例えばスプレーガン等で塗布した場合のように塗りむらが生じることがない。この点でも、ステアリングホイールの品質にばらつきが生じるのを抑制して、品質の安定化を図ることができる。
【００７３】
（４）減圧機構７０による減圧は金型１０の閉められた状態で行われるため、被膜形成材料が金型１０における型割面等、キャビティ１９以外の部分に付着することがない。この結果、成形後のステアリングホイールにバリが形成されるのが抑制され、ステアリングホイールの品質を向上できるとともに、成形後のバリの処理工程等が不要で、製造サイクルが長くなるのを回避することができる。
【００７４】
（５）注入シリンダ５０の注入口５４をピストン５２によって隙間なく閉口するようにしたため、一旦金型１０内に注入された被膜形成材料および成形材料が注入シリンダ５０内に流入するのを防止することができる。これにより、計量された被膜形成材料をより正確にキャビティ１９内に注入することができる。
【００７５】
（６）計量シリンダ４０による被膜形成材料の計量時及び注入シリンダ５０による前記キャビティ１９内への注入時以外の保持状態のときに、被膜形成材料を循環するようにした。このため、被膜形成材料に含有されるモールドコート材及び顔料成分が不均一になるのを抑制することができる。
【００７６】
（７）被膜形成材料に顔料を含有させたため、ステアリングホイールを所望の色に着色することができて、意匠性を高めることができる。
（変形例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変形してもよい。
【００７７】
・前記実施形態では、ダイアフラムポンプ３３、計量シリンダ４０及び注入シリンダ５０は、空気圧で動作する構成としたが、これらは、例えば油圧で動作する構成としてもよい。
【００７８】
・また、前記実施形態では、金型１０を、その型割面が略水平になるように設置するようにした。しかし、この金型１０を、その型割面が略垂直になるように設置するようにしてもよい。
【００７９】
・また、前記実施形態では、計量機構としての計量シリンダ４０及び注入機構としての注入シリンダ５０を各別に設ける構成とした。これに対して、例えば計量シリンダ４０により計量した被膜形成材料を直接、金型１０のキャビティ１９内に注入するようにして、計量シリンダ４０が注入機構を兼ねるようにしてもよい。このようにした場合、成形装置全体としての構成を簡単なものにすることができる。
【００８０】
・また、前記実施形態では、被膜形成材料は、モールドコート材、顔料、メチルエチルケトン及びイソプロピルアルコールを含有する構成としたが、この被膜形成材料の成分は任意である。これを、例えば離型剤を含む材料等を用いるようにしてもよい。
【００８１】
・また、前記実施形態では、成形装置は、循環機構を備える構成とした。しかし、被膜形成材料の含有成分として、その静置状態で沈澱あるいは分離するような成分を含有しない被膜形成材料を用いる場合等には、循環機構を省略することとしてもよい。
【００８２】
・また、前記実施形態では、金型１０を型締めした後に被膜形成材料を注入するようにした。しかし、これを、金型１０の型開き状態のときに注入を開始するようにしてもよい。なお、このようにした場合には、被膜形成材料が金型１０のキャビティ１９から流出しないように、型割面が略水平になるように金型１０を設置するのが好ましい。
【００８３】
・また、前記実施形態では、ウレタン樹脂を用いて成形する例を示した。しかし、本発明は、このウレタン樹脂には限定されない。これを例えば、その他の樹脂材料、あるいはゴム材料等を用いるようにしてもよい。
【００８４】
・また、前記実施形態では、ステアリングホイール用成形装置の例を示した。しかし、本発明は、この成形装置以外にも、例えば、インストルメントパネル、コンソールボックス、グローボックス、ヘッドレスト、アームレスト、ドアカバー、エアスポイラー、バンパー等の他の部品を成形する成形装置及び成型方法にも同様に適用するできる。また、車両用部品以外にも、家電製品等の成形品を成形する成形装置及び成型方法に適用可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本願請求項１または請求項６に記載の発明によれば、成型品の表面の少なくとも一部に、モールドコート材の厚さを略均一に形成することができるので、成型品の品質にばらつきが生じるのを抑制して、品質の安定化を図ることができる。しかも、こうした成型品を効率よく形成することができるので、また、成型品の製造サイクルの短縮化を図ることができる。
【００８６】
また、本願請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明の効果に加えて、一旦成形型内に注入された被膜形成材料および成形材料が注入機構内に流入するのを防止することができて、計量された被膜形成材料をより正確にキャビティ内に注入することができる。
【００８７】
また、本願請求項３に記載の発明によれば、前記請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加えて、静置状態では含有成分が不均一化するような被膜形成材料を用いたとしても、その含有成分が不均一になるのを抑制することができる。
【００８９】
また、本願請求項４に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、成型品を所望の色に着色することができて、意匠性を高めることができる。
【００９０】
また、本願請求項５に記載の発明によれば、前記請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、成形装置全体としての構成を簡単なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形装置の一実施形態の概略構成を示す概略図。
【図２】同成形装置に備えられる金型を示す断面図。
【図３】同成形装置の被膜形成材料注入装置を示す概略構成図。
【図４】同注入装置に備えられる計量シリンダを示す断面図。
【図５】同装置に備えられる注入シリンダを示す断面図。
【図６】同ステアリングホイールの成形方法に関する説明図。
【図７】同ステアリングホイールの成形方法に関する説明図。
【符号の説明】
１０…成形型としての金型、１９…キャビティ、３１…タンク、３２ａ…循環機構を構成する通路、４０…計量機構としての計量シリンダ、５０…注入機構としての注入シリンダ、５２…逆流防止手段としてのピストン、５４…逆流防止手段としての注入口、７０…減圧機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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