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技術 車両用長尺大型成形品の成形装置および車両用長尺大型成形品の成形方法

出願人 株式会社日本製鋼所
発明者 福本健二菊川雅之
出願日 2019年3月20日 (1年11ヶ月経過) 出願番号 2019-052944
公開日 2020年9月24日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-151991
状態 未査定
技術分野 プラスチック等の成形用の型 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 本施形態 中間盤 小物製品 設定表示装置 中間支持部材 エラストマ材 衝撃緩和装置 インサート材料
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を効率よく成形することのできる車両用長尺大型成形品の射出成形機および車両用長尺大型成形品の射出成形方法を提供する。

解決手段

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機11において、第1の盤14に取付けられた第1の金型15と第2の盤16に取付けられた第2の金型17の間には型開閉方向に直交する軸部材18を中心に回転され第1の金型15と第2の金型17の双方と型合せされる中間金型19が配設され、前記中間金型19には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティ43が備えられ、前記キャビティ43の長手方向は前記軸部材18の軸方向と一致している。

概要

背景

従来、衝撃緩和装置であるバンパーバンパービームインストルメントパネル略称インパネ)、フロントグリル等の車両用長尺大型成形品は、単一の樹脂材料から成形されているものが多い。しかし近年では生産工程の合理化美観および質感向上、強度増加、リサイクル材の一部使用等の理由から複数の材料から成形されるものも増えつつある。複数の材料からなる車両用長尺大型成形品は、リサイクル材も含めて複数の樹脂材料からなるものが中心となるが、樹脂材料とインサート材料、樹脂材料と金属材料、樹脂材料と塗装材料等の液状材料からなるものも含まれる。

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形するための車両用長尺大型成形品の射出成形機としては、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1では、2ページ右上欄ないし右下欄、第1図に各種の射出成形機の例が記載されている。しかしながら特許文献1によれば、第1図の(A)、(B)の射出成形機は、回転盤2、2aを回転させることにより型交換を行うタイプの射出成形機であるが、生産性の向上を図れるという利点がある反面、大型の製品を成形することができず、小物製品の成形に限られるという問題点があると記載されている。

そのため特許文献1では、特許請求の範囲(1)や第2図に記載されるように「基台に固着された固定プラテンにそれぞれ射出シリンダからの樹脂圧入される複数の固定金型を上下方向に並設し、前記固定プラテンに対して進退移動自在の移動プラテンに前記固定金型と共働して製品成形部を形成する移動金型上下動自在に取付けてなる射出成形装置。」の機構を採用することにより型の移動を迅速に行い得るようにし、大型の製品を効率よく生産することを意図している。

また特許文献1の第1図の(A)と同様または近似する配置を備えた射出成形機は、特許文献2、特許文献3等にも開示されている。特許文献2に記載された射出成形機は、固定盤に対して可動盤中間部材型開閉方向に移動するものである。また特許文献3に記載された射出成形機は、中央の第1の型と第2の型を有する回転式中央要素に対して第1の対向型と第2の対向型が型開閉方向に移動するものである。

概要

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を効率よく成形することのできる車両用長尺大型成形品の射出成形機および車両用長尺大型成形品の射出成形方法を提供する。複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機11において、第1の盤14に取付けられた第1の金型15と第2の盤16に取付けられた第2の金型17の間には型開閉方向に直交する軸部材18を中心に回転され第1の金型15と第2の金型17の双方と型合せされる中間金型19が配設され、前記中間金型19には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティ43が備えられ、前記キャビティ43の長手方向は前記軸部材18の軸方向と一致している。

目的

本発明では上記の問題を鑑みて、特許文献1ないし特許文献3の技術に改良を加え、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を効率よく成形することのできる車両用長尺大型成形品の射出成形機および車両用長尺大型成形品の射出成形方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、第1の盤に取付けられた第1の金型と第2の盤に取付けられた第2の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第1の金型と第2の金型の双方と型合せされる中間金型が配設され、前記中間金型には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティが備えられ、前記キャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致していることを特徴とする車両用長尺大型成形品の射出成形機。

請求項2

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、第1の盤に取付けられた第1の金型と第2の盤に取付けられた第2の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転される中間盤が配設され、前記中間盤には第1の金型と第2の金型の双方と型合せされる少なくとも2基の中間金型が取付けられ、前記中間金型には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティが備えられ、前記キャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致していることを特徴とする車両用長尺大型成形品の射出成形機。

請求項3

前記中間金型または中間盤には軸部材が取付けられ、前記は軸部材の両側が中間支持部材により保持され、前記中間支持部材には、少なくとも下側タイバ挿通されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機。

請求項4

前記中間金型または中間盤には水平方向に軸部材が取付けられ、前記軸部材の両側がそれぞれ中間支持部材により保持されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機。

請求項5

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機の成形方法において、第1の盤に取付けられた第1の金型と第2の盤に取付けられた第2の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第1の金型と第2の金型の双方と型合せされる中間金型が配設され、前記中間金型には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティが備えられ、前記キャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致しており、1成形サイクル毎に1個の複数の材料からなる車両用長尺大型成形品が成形されることを特徴とする車両用長尺大型成形品の射出成形機の成形方法。

技術分野

0001

本発明は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機および車両用長尺大型成形品の射出成形方法に関するものである。

背景技術

0002

従来、衝撃緩和装置であるバンパーバンパービームインストルメントパネル略称インパネ)、フロントグリル等の車両用長尺大型成形品は、単一の樹脂材料から成形されているものが多い。しかし近年では生産工程の合理化美観および質感向上、強度増加、リサイクル材の一部使用等の理由から複数の材料から成形されるものも増えつつある。複数の材料からなる車両用長尺大型成形品は、リサイクル材も含めて複数の樹脂材料からなるものが中心となるが、樹脂材料とインサート材料、樹脂材料と金属材料、樹脂材料と塗装材料等の液状材料からなるものも含まれる。

0003

複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形するための車両用長尺大型成形品の射出成形機としては、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1では、2ページ右上欄ないし右下欄、第1図に各種の射出成形機の例が記載されている。しかしながら特許文献1によれば、第1図の(A)、(B)の射出成形機は、回転盤2、2aを回転させることにより型交換を行うタイプの射出成形機であるが、生産性の向上を図れるという利点がある反面、大型の製品を成形することができず、小物製品の成形に限られるという問題点があると記載されている。

0004

そのため特許文献1では、特許請求の範囲(1)や第2図に記載されるように「基台に固着された固定プラテンにそれぞれ射出シリンダからの樹脂圧入される複数の固定金型を上下方向に並設し、前記固定プラテンに対して進退移動自在の移動プラテンに前記固定金型と共働して製品成形部を形成する移動金型上下動自在に取付けてなる射出成形装置。」の機構を採用することにより型の移動を迅速に行い得るようにし、大型の製品を効率よく生産することを意図している。

0005

また特許文献1の第1図の(A)と同様または近似する配置を備えた射出成形機は、特許文献2、特許文献3等にも開示されている。特許文献2に記載された射出成形機は、固定盤に対して可動盤中間部材型開閉方向に移動するものである。また特許文献3に記載された射出成形機は、中央の第1の型と第2の型を有する回転式中央要素に対して第1の対向型と第2の対向型が型開閉方向に移動するものである。

先行技術

0006

特開昭60−61222号公報(請求項1、2ページ右上欄ないし右下欄、第1図、第2図)
特開2018−192701号公報(請求項1、0014、図1ないし図3
特開2006−110991号公報(請求項1、図3図4図6

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら特許文献1の請求項の方式は、出願人自らも記載しているように生産速度の点では第1図の(A)や(B)といった回転機構を用いたものと比較して劣る場合が多い。また移動プラテンに複数の金型を取付ける必要があるので、移動プラテンの型開閉速度も特別な能力を備えた型開閉機構を備えない場合は遅くなるという問題があった。また金型が複数となり型締時の投影面積も大きくなるので、大きな型締力が必要となるものであった。一方特許文献2および特許文献3にも車両用長尺大型成形品の成形は想定されておらず、どのようにして車両用長尺大型成形品の成形を行うかについては記載がされていなかった。

0008

本発明では上記の問題を鑑みて、特許文献1ないし特許文献3の技術に改良を加え、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を効率よく成形することのできる車両用長尺大型成形品の射出成形機および車両用長尺大型成形品の射出成形方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明の請求項1に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、第1の盤に取付けられた第1の金型と第2の盤に取付けられた第2の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第1の金型と第2の金型の双方と型合せされる中間金型が配設され、前記中間金型には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティが備えられ、前記キャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致していることを特徴とする。

0010

本発明の請求項2に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、第1の盤に取付けられた第1の金型と第2の盤に取付けられた第2の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転される中間盤が配設され、前記中間盤には第1の金型と第2の金型の双方と型合せされる少なくとも2基の中間金型が取付けられ、前記中間金型には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティが備えられ、前記キャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致していることを特徴とする。

0011

本発明の請求項3に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、請求項1または請求項2において、前記中間金型または中間盤には軸部材が取付けられ、前記は軸部材の両側が中間支持部材により保持され、前記中間支持部材には、少なくとも下側タイバ挿通されていることを特徴とする。

0012

本発明の請求項4に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、請求項1または請求項2において、前記中間金型または中間盤には水平方向に軸部材が取付けられ、前記軸部材の両側がそれぞれ中間支持部材により保持されていることを特徴とする。

0013

本発明の請求項5に記載の車両用長尺大型成形品の射出成形機の成形方法は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機の成形方法において、第1の盤に取付けられた第1の金型と第2の盤に取付けられた第2の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第1の金型と第2の金型の双方と型合せされる中間金型が配設され、前記中間金型には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティが備えられ、前記キャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致しており、1成形サイクル毎に1個の複数の材料からなる車両用長尺大型成形品が成形されることを特徴とする。

発明の効果

0014

本発明の車両用長尺大型成形品の射出成形機は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する車両用長尺大型成形品の射出成形機において、第1の盤に取付けられた第1の金型と第2の盤に取付けられた第2の金型の間には型開閉方向に直交する軸部材を中心に回転され第1の金型と第2の金型の双方と型合せされる中間金型が配設され、前記中間金型には車両用長尺大型成形品形成用のキャビティが備えられ、前記キャビティの長手方向は前記軸部材の軸方向と一致しているので、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を効率よく成形することができる。

図面の簡単な説明

0015

本発明の実施形態の車両用長尺大型成形品射出成形機の正面図である。
本発明の実施形態の車両用長尺大型成形品射出成形機の平面図である。
図1および図2のA−A線の矢視図であって主に中間盤と中間金型を示す図である。
本発明の別の実施形態の車両用長尺大型成形品射出成形機の正面図である。
本発明の別の実施形態の車両用長尺大型成形品射出成形機の平面図である。
図4および図5のB−B線の矢視図であって主に中間盤と中間金型を示す図である。

実施例

0016

本発明の実施形態の車両用長尺大型成形品の射出成形機11(以下は単に射出成形機11と略す)について、図1ないし図3を参照して説明する。射出成形機11は、複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形するための成形機である。ここにおいて車両用長尺大型成形品とは、「背景技術」欄に記載したように、道路上を走行する4輪以上の車両のバンパー、インパネ、フロントグリル等であり、前記車両の幅方向に対して単一で使用される大型成形品が多く該当する。また車両用長尺大型成形品は、以下の長さのものに限定されるものではないが、一般的には長手方向の長さが1mないし2.5mの成形品が該当する。

0017

射出成形機11のベッド12の上面の中央には型締装置13が配置されている。型締装置13は、第1の盤である固定盤14に取付けられた第1の金型である固定金型15と第2の盤である可動盤16に取付けられた第2の金型である可動金型17の間には型開閉方向C−Cに直交する軸部材18を中心に回転され前記固定金型15と可動金型17の双方と型合せされる中間金型19,19が配設されている。より具体的には、固定盤14と可動盤16の間には中間盤20が配置され、中間盤20に2面形成された型取付面21に前記中間金型19,19がそれぞれ取付けられている。

0018

固定盤14の金型取付面22には固定金型15が取付けられ、その反対側の面である背面の中央には第1の射出装置55のノズル等が挿入される摺り部23が形成されている。また固定盤14の四隅近傍には型締手段の型締シリンダ24が設けられ、型締シリンダ24のロッドがタイバ25を構成している。そして各タイバ25は、固定盤14に対して型開閉方向C−Cに移動可能な可動盤16と、固定盤14と可動盤16の間にあって型開閉方向C−Cに移動可能な中間支持部材26の双方に挿通されている。またタイバ25の先端側(可動盤16側)の一定長さ部分は、後述するハーフナット27と係合される溝状の係止部28が形成されている。

0019

図3に示されるように中間部材44の中間支持部材26は固定盤14側から見てU字状をしており、左右の軸部材支持部29,29と前記軸部材支持部29,29を下側で接続する基台部30を備えている。そして中間支持部材26のタイバ挿通孔31には上下4本のタイバ25がそれぞれ挿通されている。中間支持部材26を正面視すると、図1に示されるように軸部材支持部29よりも基台部30の部分のほうが型開閉方向C−Cの幅が広くなっている。基台部30の底面側には直動ガイド等のガイド部材の脚部32が型開閉方向C−Cに1列について複数取付けられ、ベッド12上に型開閉方向C−Cに向けて設けられたガイドレール33上を移動可能となっている。

0020

なお図3に示される例ではタイバ25はタイバ挿通孔31の図示しないブッシュ摺接されているが、タイバ挿通孔31のほうが大きく中間支持部材26がタイバ25にガイドされないものでもよい。また中間支持部材26は、少なくとも下側のタイバ25が挿通されていればよい。即ち中間支持部材26の軸部材支持部29は、上側のタイバ25の下端よりも高さの低いものであって上側のタイバ25が挿通されていないものでもよい。更に中間支持部材26は、2つの軸部材支持部29,29がそれぞれ別個に設けられ、基台部30を備えないものでもよい。基台部30を備えない場合は、両方の軸部材支持部29,29の底面にガイド部材の脚部が取付けられる。更にまた中間支持部材は、2つの軸部材支持部29,29の上部間も上部接続部材によって接続したものでもよい。その場合、後述する中間盤20は、基台部30と上部接続部材の間に配置される。

0021

中間支持部材26の左右の軸部材支持部29,29の間には、水平方向に設けられた軸部材18を介して中間盤20が回転可能に取付けられている。ここにおいて回転または回転可能とは、90°または180°つづの間欠回転や、180°の正転反転を繰り返すもの等、軸を中心に回るもの全て含むものとする。左右の軸部材支持部29,29には図示しないベアリングが組み込まれ、前記ベアリングに対して軸部材18が回転自在に設けられている。そして軸部材18に中間盤20が固定されている。図3においては1本の軸部材18が中間盤20を貫通しているが、2本の軸部材が中間盤の両端部や両端部の穴に一定長さ埋め込まれてそれぞれ固定されたものでもよい。また少なくとも一方の軸部材18は、中間盤20や中間金型19,19を温調する図示しない温調ホースを内蔵したものでもよい。

0022

中間盤20を回転させるサーボモータ34は、いずれか一方の軸部材支持部29の上面のブラケットに固定されている。そしてサーボモータ34の駆動軸には駆動プーリ35が固定されている。また軸部材18には従動プーリ36が固定されている。そして駆動プーリ35と従動プーリ36の間にはタイミングベルト37が取付けられ、サーボモータ34の駆動により軸部材18と中間盤20と中間金型19,19が回転されるようになっている。なおサーボモータ34による中間盤20への駆動力伝達機構は、他の手段でもよくギア等の他の手段を用いたものでもよい。またサーボモータ34は軸部材支持部29の側面に固定されたものでもよい。更には中心の軸部材は回転せず軸部材に対して中間盤が回転するものでもよい。図3に示されるようにいずれか一方の軸部材支持部29には中間盤20を回転不能に保持することが可能な位置決め装置38が設けられている。ここでは位置決め装置38は中間支持部材26側のシリンダ39とそのロッドである位置決めピン40と、中間盤側のピン挿入穴41からなる。

0023

中間盤20は、所定の板厚を備えており、車両用長尺大型成形品の形状に対応して横長な形状をしている。中間盤20についてはこれに限定されるものではないが、一例として中間盤20の縦方向の長さを1としたときに、横方向(水平方向)の長さは、1.5ないし4程度の長さとなっている。なお中間盤20は、断面正方形長方体であってもよくその場合は、側面4面にそれぞれ中間金型が取付けられる。また中間盤20は必須のものではなく、軸部材18に対して両面にキャビティを備えた1個の中間金型が固定されるものでもよい。または中間支持部材に対して上方から、軸部材と中間盤と中間金型のセット、または軸部材と中間金型のセットが装着されるものでもよい。

0024

中間盤20には少なくとも2基の中間金型19,19が取付けられている。本実施形態では中間盤20の2面の型取付面21,21には、それぞれ中間金型19,19が取付けられている。中間金型19,19は、同一の金型であって、中間盤20の回転により第1の金型である固定金型15と第2の金型である可動金型17の双方と型合せされる金型である。固定金型15、中間金型19,19、可動金型17はいずれも車両用長尺大型成形品の形状に対応して横長の金型である。中間金型19,19はこれに限定されるものではないが、一例として金型の縦方向の長さを1としたときに、横方向(水平方向)の長さは、1.5ないし4.5程度となっている。上記において中間支持部材26と軸部材18を含む中間盤20と中間金型19,19は、一体に型開閉される中間部材44を構成している。

0025

本実施形態に使用される金型(固定金型15,可動金型17、中間金型19,19)は、1個取りのバンパー成形用の金型であり、他の金型と対向する型合せ面42の中央には、バンパー(フロントバンパーまたはリアバンパー)を形成するためのキャビティ43が形成されている。そしてキャビティ43の長手方向(成形されるバンパーの長手方向)は前記軸部材18の軸方向D−Dと一致して水平方向に形成されている。そのため射出された溶融材料左右バランスが良好となる。

0026

上記したように2基の中間金型19,19のキャビティ43,43は同一形状であるが、前記中間金型19と型合せされる固定金型15と可動金型17のキャビティの形状は異なっている。いずれかの金型には図示しないエジェクタが取付けられ、エジェクタが取付けられる金型が取付けられる盤にはエジェクタ装置駆動機構)が配置されている。

0027

金型がバンパー等の車両用長尺大型成形品用の場合、多点ゲートの場合が殆どであり、射出装置側の固定金型15と可動金型17は、ノズルタッチ面から前記多点ゲートまでの間に図示しないホットランナを備えている。また各金型の内部には温調回路が形成されている。なお金型は、加熱と冷却の双方を行える加熱冷却金型を用いてもよい。また図1図2に示される金型は、固定金型15と可動金型17がコア型であり、中間金型19,19がキャビ型であるがその反対でも良い。ただしいずれにせよ1次成形後に型開きされた際、1次成形品が中間金型19に保持されて離型される構造となっている。

0028

なお金型は水平方向にバンパー等の長手方向が設けられたキャビティが2面形成された金型を用いることも不可能ではない。しかしバンパー等の車両用長尺大型成形品の2個取り金型は、非常に大きな型締力が必要となり型締装置が大型化してしまう上に、成形開始までの試し成形に必要な材料量も多くなるので、1個取り金型と該1個取り金型の取付けを想定した射出成形機11の方が実用的である。

0029

ベッド12上において中間盤20等の中間部材44から見て固定盤14とは反対側には可動盤16が配設されている。可動盤16の底面側には図示しない直動ガイド等のガイド部材の脚部が1列について複数取付けられ、ベッド12上のガイドレール上を移動可能となっている。なお通常、中間部材44の中間支持部材26のガイドレール33と可動盤16のガイドレールは別のガイドレールが用いられる。中間支持部材26や可動盤16は、直動ガイド等のガイド部材を使用せずに車輪滑り板等を用いたものでもよい。

0030

可動盤16の四隅近傍にはタイバ25が挿通される孔が設けられ、前記孔にはタイバ25が挿通されている。そして可動盤16はタイバ25にガイドされて型開閉方向C−Cに移動される。可動盤16の金型取付面45には可動金型17が取付けられる。また可動盤16の金型取付面45の反対側の面である背面の中央には第2の射出装置56のノズル等が挿入される摺り鉢部46が形成されている。更に可動盤16の背面のタイバ25が挿通される孔の周囲の部分にはハーフナット27が取付けられている。

0031

次に可動盤の型開閉機構47と中間部材の型開閉機構48について説明する。可動盤の型開閉機構47と中間部材の型開閉機構48は平面視するとほぼ重なるので、図2においては判りやすいように図の上側(反操作側)は可動盤の型開閉機構47のみを記載し、図の下側は中間部材の型開閉機構48のみを記載している。ベッド12の上面の操作側と反操作側にはそれぞれモータ取付用のブラケットが取付けられ、前記ブラケットには可動盤の型開閉機構47のサーボモータ49が取付けられている。可動盤16の側面のブラケットにはボールねじナット50が固定されている。ベッド12上には両端側がベアリングを介して回転自在に保持されたボールねじ51が取付けられている。そしてサーボモータ49の駆動軸は前記ボールねじ51に連結されるとともに、ボールねじナット50に挿通されている。なおサーボモータ49とボールねじ51の間の接続は減速機やタイミングベルト等の機構を介して接続してもよい。またサーボモータ49は固定盤に取付けられたもの等でもよい。本施形態では2基の可動盤の型開閉機構47が採用されているが、上方位置も含めて4基の可動盤の型開閉機構47を用いてもよく数は限定されない。また可動盤の型開閉機構47の駆動源はサーボモータ49に限定されず油圧シリンダ等でもよい。

0032

次に中間部材の型開閉機構48について説明する。可動盤16の操作側の側面の上下2箇所と反操作側の側面の上下2箇所にはそれぞれモータ取付用のブラケットが取付けられ、中間部材の型開閉機構48のサーボモータ52が取付けられている。また中間部材44の一部である中間支持部材26の軸部材支持部29の操作側の側面の上下2箇所のブラケットと反操作側の側面の上下2箇所のブラケットにはそれぞれボールねじナット53が固定されている。そしてサーボモータ52の駆動軸にはボールねじ54が連結され、前記ボールねじ54はボールねじナット53に挿通されている。なおサーボモータ52とボールねじ54の間の接続は減速機やタイミングベルト等の機構を介して接続してもよい。本実施形態では4基の中間部材の型開閉機構48が採用されているが、2基でもよく数は限定されない。また中間部材の型開閉機構48の駆動源もサーボモータ52に限定されず油圧シリンダ等でもよい。更に中間部材の型開閉機構48は、ベッド12または固定盤14にサーボモータ52等が取付けられ、前記ベッド12または固定盤14に対して中間部材44が移動されるものでもよい。

0033

次に射出装置55,56について説明する。固定盤14の背面側(図1図2において右側)には第1の射出装置55が固定盤14および基台57に対して前後進移動可能に配置されている。本実施形態において第1の射出装置55はバンパーの主要部の部分を成形するためのものであり、射出容量の大きい射出装置が用いられる。また可動盤16の背面側(図1図2においては左側)には第2の射出装置56が配置されている。第2の射出装置56は基台58に配置され、基台58は可動盤16に接続・固定されている。また基台58の底面にはガイド機構が取付けられ、基台58は可動盤16とともに型開閉方向C−Cに移動可能となっている。更に基台58上の第2の射出装置56は可動盤16に対して前後進移動可能に配置されている。本実施形態において第2の射出装置56はバンパーの主要部以外の部分を成形するためのものであり、第1の射出装置55と比較して射出容量の小さい射出装置が用いられる。

0034

なお第2の射出装置56については、型締装置13の側方や型締装置13の上方(固定盤や可動盤の上部位置)に配置されたものでもよい。また本実施形態では第1の射出装置55と第2の射出装置56のみを備えているが、更に第3の射出装置等の複数の射出装置を備えたものでもよい。その場合の第3の射出装置等の配置場所は、第1の射出装置55または第2の射出装置56の近傍位置や、型締装置13の側方位置、型締装置13の上方位置など適宜に選択される。

0035

射出成形機11のベッド12上の型締装置13や第1の射出装置55、第2の射出装置56は図示しない安全カバー安全扉により周囲が囲まれている。更に射出成形機11には図示しない制御装置設定表示装置を備えている。制御装置は射出成形機のシーケンス制御周辺機器との交信を行う演算処理部の他、各種の成形条件成形データの記憶部等の機能を備えている。また設定表示装置は、成形条件等の値を設定入力する機能や各種データの表示を行う機能を備えている。更に射出成形機11の周囲には、固定金型15、可動金型17、中間金型19,19に温調を行う温調装置や、車両用長尺大型成形品であるバンパーを金型から取り出す取出用ロボット等(いずれも図示せず)が配置されている。

0036

次に射出成形機11によるバンパーの成形方法について説明する。本実施形態の射出成形機11による成形は、固定金型15と中間金型19の間に形成されるキャビティへの射出による成形と可動金型17と中間金型19の間に形成されるキャビティへの射出よる成形が並行して行われ、それらは連続する成形サイクルにおいては別の成形品の一部となるが、ここでは1個の成形品の成形手順に沿って説明を行う。またこれらの成形手順の原則的な部分については、一部は相違する部分はあるものの特許文献2、特許文献3にも記載がされている。

0037

射出成形機11は、取付けられている金型および金型内部のホットランナが設定温度に保持されている。また第1の射出装置55および第2の射出装置56の加熱筒(ノズル含む)は、設定温度に昇温され、供給された樹脂材料が可塑化されると、成形準備が完了した状態となる。そして図1に示される型開完了状態から型締装置13の可動盤の型開閉機構47と中間部材の型開閉機構48が作動され、固定金型15と中間金型19、可動金型17と中間金型19が型合せされ型閉が完了する。型閉完了が確認されるとハーフナット27がタイバ25の係止部28に係止され、次に型締シリンダ24が作動され型締が行われる。位置決め装置38の位置決めピン40については型閉中および型開中は中間盤20に挿入されているが型締開始前離脱するようにしてもよい。

0038

第1の射出装置55は、常時または射出開始までに固定金型15にノズルタッチしている。また第2の射出装置56もまた、常時または射出開始までに可動金型17にノズルタッチしている。そして第1の射出装置55から固定金型15と中間金型19の間に形成されたキャビティに溶融樹脂材料主材料の射出(充填および保圧を含む)が行われる。ここでは主材料としてはTSOP、PP、SSPPなどが使用される。また同時か僅かに前後して第2の射出装置56から可動金型17と中間金型19の間に形成されたキャビティに溶融樹脂材料の射出(充填および保圧を含む)が行われる。

0039

この際、固定金型15と中間金型19の間に形成されたキャビティにおいてはバンパーの主要部が形成されるので大容量の溶融樹脂の射出が必要となる。しかし固定金型15の1つのゲートから溶融樹脂を射出したのではキャビティ内での溶融樹脂の流動長が長くなってしまいキャビティ端部に至るまでに冷却固化が進行してしまう。そのためホットランナと多点ゲートの組み合わせが用いられる。なお多点ゲートにおいては発生しがちなウエルドは強度に影響が抑制されるように配慮される。またこの際キャビティは成形されるバンパーの長手方向が水平方向と一致するように形成されているので、重力の影響によりバンパーの左右方向の樹脂材料が偏ることはない。

0040

1次成形の際、バンパーまたは他の薄肉で大面積の車両用長尺大型成形品を成形する際は、射出圧縮成形を行ってもよい。ここにおいて射出圧縮成形には、射出開始時キャビティ面積を増大させておく射出プレス成形も含まれる。また4基の型締シリンダ24を用いて固定盤14と中間盤20の間の平行制御を行ってもよい。具体的には型締シリンダ24にはサーボバルブ等の制御バルブを取付ける。そして可動金型17と中間金型19は中間部材の型開閉機構48などの機構により密着させておく。そして型締シリンダ24の近傍の固定盤14とタイバ25との相対的な位置関係位置センサにより測定してクローズドループ制御による位置制御または速度制御を行う。または固定盤14と中間盤20の間の距離を図示しない位置センサにより測定してクローズドループ制御による位置制御または速度制御を行う。更には各型締シリンダ24の圧力をそれぞれ検出して別個にクローズドループ制御による圧力制御を行う。更にまた前記両者を組み合わせた制御を行う。このことにより車両用長尺大型成形品が薄肉成形品であっても均圧な精度の高い成形品の成形が可能となる。

0041

また固定金型15と中間金型19の間に形成されたキャビティでの溶融樹脂の冷却固化中には、次の成形品の射出のために第1の射出装置55と第2の射出装置56では計量が行われる。そして冷却固化時間が完了すると次に可動盤の型開閉機構47と中間部材の型開閉機構48を用いて固定金型15と中間金型19の型開と、可動金型17と中間金型19の型開きが同時に行われる。この際に固定金型15と中間金型19の間で成形された1次成形品であるバンパーの主要部は、中間金型19のキャビティ面に保持されて離型がなされる。(またこの際に並行して2次成形され完成した複数の材料成形品もエジェクタを備えた金型に保持されて離型されるがここでは詳しく説明しない)

0042

そして可動盤16および中間部材44がそれぞれ型開完了位置に到達したことが確認されると、位置決めピン40が離脱される。次に中間盤回転用のサーボモータ34が作動され、中間支持部材26に対して軸部材18を含む中間盤20が回転される。この際、中間部材44の軸方向D−Dとキャビティ43の長手方向が一致しており、中間金型19の長さの短い側の辺が回転半径となるので、回転時のイナーシャの影響を小さくでき回転時間も短縮できる。更には中間支持部材26の軸部材支持部29の軸部材18の支持位置の高さを低くすることができる。また固定盤14と中間盤20(中間部材)の型開量、可動盤16と中間盤20(中間部材)の型開量も小さくすることができるので、型開閉時間の短縮と型締装置13の長さの短縮(デーライトの短縮)を実現することができる。

0043

そして中間盤回転用のサーボモータ34が作動により中間盤20が180°回転され、1次成形品を保持した中間金型19が可動金型17と正対すると次に位置決め装置38のシリンダ39が作動して位置決めピン40がピン挿入穴41に向けて前進して中間支持部材26に対して中間盤20が固定される。(なお中間盤20の回転の前後いずれかに並行して2次成形され完成した車両用長尺大型成形品の取出しが行われるがここでは詳しく説明しない。)

0044

次に再び可動盤の型開閉機構47と中間部材の型開閉機構48が作動され、固定金型15と中間金型19、可動金型17と中間金型19の型合せが行われる。この際、可動金型17と中間金型19が型合せされて形成されるキャビティでは、中間金型19に保持された1次成形品が残存しているので、前記1次成形品を除いた部分にキャビティ空間が形成される(キャビティ空間の一部は1次成形品により形成される)。そして次の型締が行われ、第1の射出装置55と第2の射出装置56からの射出(充填および保圧)が行われる。

0045

この際に第2の射出装置56から前記可動金型17と中間金型19の間のキャビティ空間には1次成形品の樹脂材料とは別の樹脂材料が射出される。具体的には種々のケースが想定されるが、1次成形品がガラス繊維炭素繊維等の強化繊維を含有するものであり、1次成形品の表面が粗面である場合、バンパー等の外観部となる表面側に樹脂材料のみを2次成形して表面の美麗な成形品を成形することができる。または1次成形品がリサイクル繊維の場合も同様である。更にバンパー等では1次成形品の裏面側(車体側)に発泡成形ゴム材を含むエラストマ材を2次成形して2重構造とすることにより、軽量で耐衝撃性に優れたバンパーを成形することも可能である。

0046

更には1次成形品が光沢を有さない樹脂であっても、表面側にクリア感を出すための透明材料を2次成形したり、または紫外線への対抗力を高めるための紫外線対候性を備えた材料を2次成形することも想定される。更にはインパネ等においては、高級感を出すために1次成形された本体の一部にエラストマ材等を発泡成形または一般の成形により2次成形する場合もある。また成形品が本体部の裏面等に細いリブ等が形成された成形品であり、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含有するもの等の材料では、1次成形のみではリブ等が良好に成形できない場合、流動性に優れた材料を用いてリブ等を2次成形することも考えられる。特にバンパービームの成形においては、強度が必要なことから主材料はガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含有する材料を使用し、リブ等の部分を繊維を含有しない樹脂で成形したり、他の部材との結合用に金属製のインサート物一体成形することも行われる。

0047

これら表面または裏面の全体または過半の部分に2次成形を行う場合は、2次成形もまた多点ゲートからキャビティ内に射出充填されることが行われる。しかしながらウエルドを形成したくない場合は、単一のゲートから加熱冷却金型または射出圧縮成形を用いた2次成形を行うようにしてもよい。また上記した発泡成形の場合は、可動金型17全体または可動金型17または中間金型19の中子後退によりキャビティ容積を増加させながら成形が行われる。更には美観上または構造上の理由から本体部とは別に一部を別の樹脂材料(特に色の異なる樹脂材料)により2次成形することも想定される。その場合、本体部と異なる樹脂材料とする部分の数または面積が一定以上の場合は、本発明の装置の有効性が高くなる。

0048

そして前記2次成形が完了すると(その際、固定金型15と中間金型19の間では、次の成形品の1次成形が並行して行われ、前記1次成形も完了すると)、再び可動盤の型開閉機構47と中間部材の型開閉機構48が作動され、固定金型15と中間金型19、可動金型17と中間金型19の型開きが行われる。この際に2次成形の完了したバンパー等の複数の材料からなる車両用長尺大型成形品(完成品)は、可動金型17か中間金型19のいずれかのエジェクタを備えた側の金型に保持されて離型される。なおバンパ—等の成形品においては、使用時に目に触れない裏面側となる側の金型にエジェクタを設けたほうが、エジェクタの打痕が美観上の問題とならず好適である。そしてエジェクタにより突き出されたバンパー等の成形品は取出ロボットにより保持されて射出成形機11の外部に搬出され、次工程に送られる。従って本実施形態では、1成形サイクル毎に1個のバンパー等の複数の材料からなる車両用長尺大型成形品が成形される。

0049

また上記実施形態では第1の射出装置55を用いて1次成形がなされ、第2の射出装置56を用いて2次成形がなされるが、反対に第2の射出装置56を用いて1次成形がなされ、第1の射出装置55を用いて2次成形がなされるものでもよい。即ち射出容量の少ない側を1次成形により成形してもよい。

0050

次に図4ないし図6に示される本発明の別の実施形態の車両用長尺大型成形品の射出成形機61(以下は単に射出成形機61と略す)について、図4ないし図6を参照して説明する。図4ないし図6の射出成形機61の説明については図1ないし図3の射出成形機11との相違点を中心に説明し、その他の構成は、前記射出成形機11と同様であるため、同一符号を用いることでそれらの説明を省略する。

0051

射出成形機61の型締装置62は、固定盤63と可動盤64の間に中間部材65が型開閉方向E−Eに移動自在に設けられている。中間部材65は、下側の2本のタイバ66が挿通される中間支持部材67と、上側の2本のタイバ66が挿通される上側の中間支持部材68を備えている。また下側の中間支持部材67の底面にはガイド部材の脚部69が取付けられ、ベッド70上のレール71上を移動可能となっている。

0052

そして上側の中間支持部材68と下側の中間支持部材67の間には垂直方向に設けられた軸部材72を介して中間盤73が回転可能に取付けられている。上下の中間支持部材67,68は軸部材支持部材であってベアリングが組み込まれ、ベアリングに対して軸部材72が回転自在に設けられている。そして軸部材72には中間盤73が固定されている。中間盤73は一定の板厚を備え、縦長の盤体である。中間盤73はこれに限定されるものではないが横方向の長さを1としたときに、縦方向の長さは1.5ないし4程度となっている。

0053

上側の中間支持部材68の上面のブラケットには中間盤73を回転させるサーボモータ74が固定されている。サーボモータ74の駆動軸には減速機等が取付けられ、サーボモータ74の駆動により前記軸部材72と中間盤73が回転可能となっている。また図6に示されるように上側の中間支持部材68か下側の中間支持部材67かのいずれか一方の中間支持部材67,68には中間盤73を回転不能に保持するストッパ装置75のシリンダ76が設けられている。

0054

中間盤73の金型取付面77には、中間盤73の回転により固定金型78と可動金型79の双方と型合せされる中間金型80,80がそれぞれ取付けられている。バンパーの1個取り用の中間金型80,80は縦長の金型であり、これに限定されるものではないが、一例として金型の縦方向の長さを1としたときに、横方向の長さは、1.5ないし4.5程度となっている。

0055

中間金型80の中央には、バンパーを形成するためのキャビティ81が形成されている。そしてキャビティ81の長手方向(成形されるバンパーの長手方向)は前記軸部材72の軸方向F−Fと一致する垂直方向に形成されている。そのため中間金型80の長さの短い水平方向の辺が回転半径となるので、中間金型80の回転時のイナーシャの影響を小さくでき回転時間を短縮できる。更には射出成形機61の操作側—反操作側の幅を小さくすることができる。また固定盤63と中間盤73の型開量、可動盤64と中間盤73の型開量も小さくすることができるので、型開閉時間の短縮と型締装置62のデーライトを小さくすることができる。

0056

図4等の別の実施形態の射出成形機61の中間部材の型開閉機構82と可動盤の型開閉機構83について説明する。図5においては中間部材の型開閉機構82と可動盤の型開閉機構83は平面視するとほぼ重なるので、判りやすいように図の上側(反操作側)は可動盤の型開閉機構83のみを記載し、図の下側(操作側)は中間部材の型開閉機構82のみを記載している。

0057

射出成形機61の中間部材の型開閉機構82については図1等の射出成形機11の中間部材の型開閉機構48と類似している。即ち可動盤64の上部側の両側面と上側の中間支持部材68の両側面に中間部材の型開閉機構82がそれぞれ設けられている。また可動盤64の下部側の両側面と下側の中間支持部材67の両側面に中間部材の型開閉機構82がそれぞれ設けられている。

0058

また射出成形機61の可動盤の型開閉機構83については、図1等の射出成形機11とは異なり、4基が設けられている。即ち固定盤63の上部側の両側面にはそれぞれモータ取付用のブラケットを介してサーボモータ84が取付けられている。また可動盤64の上部側の両側面のブラケットにはボールねじナット85がそれぞれ取付けられている。そしてサーボモータ84の駆動軸に連結され固定盤63に回転自在に保持されたボールねじ86が前記ボールねじナット85に挿通されている。なおサーボモータ84とボールねじ86はベルトや減速機を介して取付けてもよい点は図1等の射出成形機11と同様である。なお可動盤64の背面側にタイバ用ホルダやそれに類する高さのアングルを設ける場合は、可動盤の型開閉機構83のサーボモータ84を前記ホルダ等に取付けてもよい。そのことにより可動盤の型開閉機構83のボールねじ86の長さを短くすることができる。射出成形機61では可動盤の型開閉機構83を4基設ける理由は、バンパー成形用のキャビティが長手方向を縦方向に向けて設けられるので型締装置62全体の高さが高くなるからであり、可動盤64の倒れを防止し、型開閉移動を安定させるためである。

0059

別の実施形態の射出成形機61の成形方法については、図1等の実施形態の射出成形機と同様である。ただしバンパー等を成形するキャビティ81が縦長であるため車両に取付けた場合に左右のバランスに優れたバンパー等を成形するためには金型や成形方法に工夫が必要となる場合もある。すなわちシム弾発体等によりキャビティ厚みを調整する方策やキャビティ81の上部から過半の溶融材料また全ての溶融材料を導入しキャビティ厚みを均一にするようにしてもよい。更には上記した射出圧縮成形による平行制御により厚み調整するようにしてもよい。

0060

なお縦方向に中間盤の軸部材が設けられた射出成形機において、射出成形時の車両用長尺大型成形品の左右の樹脂バランスを均等にすることを重視して、固定金型、中間金型、可動金型のキャビティを車両用長尺大型成形品の長手方向が水平方向となるようにすることも考えられない訳ではない。しかしながら中間部材である中間盤および可動盤の型開量が大きく必要となり、中間盤の回転時間も延長されるので、よほど成形上の利点が上回らない限り、図1等の実施形態の射出成形機11や図4等の別の実施形態の射出成形機61よりも好ましいとは言えない。

0061

更に本発明は、特許文献3に記載したような配置の射出成形機の型締装置であってもよい。即ち型締装置は、中間盤を含む中間部材が中央に固定的または型締時に僅かに移動可能な程度に設けられる。そして第1の盤(可動盤)に取付けられた第1の金型(可動金型)と第2の盤(可動盤)に取付けられた第2の金型(可動金型)が中間盤を含む中間部材に向けて型開閉機構により移動可能に設けられるものである。

0062

更にまた図示はしないが、本発明は竪型の型締装置にも適用が可能である。竪型の型締装置の場合、固定金型(第1の金型)が取付けられる下固定盤(第1の盤)に対してその上方に可動金型(第2の金型)が取付けられる上可動盤(第2の盤)が昇降可能に設けられ、固定盤と可動盤の間に中間金型を備えた中間盤とその支持部材が設けられる。そして中間盤は水平方向の軸部材によって支持されて回転可能となっている。また固定金型、中間金型、可動金型の当接面にそれぞれ形成される車両用長尺大型成形品形成用のキャビティの長手方向は、前記軸部材の軸方向と一致して設けられる。また第1の射出装置と第2の射出装置は、それぞれ固定金型と中間金型の間に形成されるキャビティ、および可動金型と中間金型の間に形成されるキャビティに溶融材料を射出可能な位置に配置される。

0063

次に上記の各種射出成形機に使用する複数の材料について説明する。上記の射出成形機11の成形方法では、1次成形と2次成形にいずれも樹脂材料を使用して複数の材料からなる車両用長尺大型成形品を成形する例について説明した。しかしそれ以外に、射出成形機11、61等の1次成形に用いられる材料については、金属材料であってもよい。即ち第1の射出装置55等から1次キャビティには金属材料を射出し、冷却後に中間金型19等に保持された金属材料の1次成形品を中間盤20等の反転とともに2次成形側に移動する。そして型閉後に第2の射出装置56等により樹脂材料を2次成形して複数の材料からなる車両用長尺大型成形品(完成品)を成形する。

0064

または射出成形機11,61等の2次成形に用いられる材料については塗装材料や液状材料であってもよい。即ち第1の射出装置55等から1次キャビティには樹脂材料や金属材料を射出し、冷却後に中間金型19等に保持された1次成形品を中間盤20等の反転とともに2次成形側に移動する。そして型閉後の2次キャビティに注入装置等により塗装材料や液状材料を注入して複数の材料からなる車両用長尺大型成形品(完成品)を成形する。

0065

更に射出成形機11,61等は、インサート成形するものであってもよい。即ち射出成形機11等が型開きされた状態で、例えば可動金型17等と対向する中間金型19等にインサート用のロボット等によりインサート物をインサートする。そして中間盤20等と中間金型19等を反転し、他方の側(固定側)で、固定金型15等と中間金型19等を型閉し、インサート物を含むキャビティを形成する。そして前記キャビティに樹脂材料等を射出してインサート成形品の材料と樹脂材料(複数の材料)からなる車両用長尺大型成形品(完成品)を成形する。

0066

またインサート成形のバリエーションとしては、インサート物のインサート後に一度型締して、インサート物を附形し、その後に再び型開きして、中間盤20等と中間金型19等を反転し、他方の側にて射出成形を行うものでもよい。更には別のインサート成形のバリエーションとしては、中間金型19,80等のキャビティ43,81の面が型開閉方向C−Cと直交する方向を向いたとき(図1の例では中間金型19が上方を向いたとき、図4の例では中間金型80が操作側または反操作側を向いたとき)に、インサートを行うものでもよい。その場合、先にインサート物をインサートしてから第1の射出装置55等を用いた1次成形と第2の射出装置56等を用いた2次成形を行って車両用長尺大型成形品(完成品)を成形してもよい。または第1の射出装置55等を用いて成形した1次成形品に対してインサート物をインサートしてから第2の射出装置56等を用いて2次成形を行って車両用長尺大型成形品(完成品)を成形するものでもよい。前記いずれの方式であっても図1等の実施形態の射出成形機11は、中間金型19が上方を向いた状態でインサート物のインサートが行えるので、インサートが行いやすいという利点がある。これらのインサート物のインサート(挿入)に際してはキャビティ43等や1次成形品の穴や隙間、またはキャビティ43等と1次成形品によって形成される穴や隙間へのインサート物の圧入によりインサートがなされるが、インサート物の落下が心配されるものは、インサート物または穴や隙間に接着物質塗付してからインサートしてもよい。

0067

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものや上記の各実施例の各部を組み合わせたものについても適用されることは言うまでもないことである。

0068

11,61射出成形機(車両用長尺大型成形品の射出成形機)
13,62型締装置
14,63固定盤(第1の盤)
15,78固定金型(第1の金型)
16,64可動盤(第2の盤)
17,79可動金型(第2の金型)
18,72軸部材
19,80中間金型
20,73中間盤
43,81キャビティ
55 第1の射出装置
56 第2の射出装置
C−C,E−E型開閉方向
D−D,F−F 軸方向

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