JP2008100403A - 射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コア側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部を有する成形品用の射出成形装置であって、該凹部を破損することなく成形品をコアから離型できると共に、生産性に優れ、且つ安価とできる射出成形装置を提供する。
【解決手段】射出成形装置100は、型締めにより可動側金型1と固定側金型2との間にキャビティを形成し、このキャビティ内に成形材料を射出して充填し、この成形材料を固化させて成形品Pとし、型開き後に、可動側金型1に付着した成形品Pを突出し機構3により固定側金型2側へ突き出す。突出し機構3は、成形品Pの可動側金型1側端部Paを突き出す第一突出し部4と、成形品Pの凹部Pdの可動側金型1側端部Peを突き出す第二突出し部5と、から構成される。突出し機構3は、第一突出し部4及び第二突出し部5が成形品Pを同時に突き出し始めるように制御される。
【選択図】図４

Description

本発明は、射出成形装置及び射出成形方法に関する。

この種の技術として、特許文献１は、固定金型と可動金型とで形成されるキャビティを有する射出成形装置を開示する。この射出成形装置には射出成形時に固定金型と可動金型の合わせ面が型開きしてしまうのを防止する型開き防止手段が備えられている。

特開２００４−２５５６４５号公報（請求項１、図１参照）

ところで、一般に、射出成形装置のノズルを介してキャビティに射出された成形材料は冷却され凝固・収縮し、コア（雄型）を収縮時に発生する応力で締め付け抱着する。この成形品をコアから突き出して離型させる金型内の工夫として、様々な突出し機構が考案されている。

例えば、(a)φ6〜15のエジェクタピンにより成形品を突き出す突出し機構が公知となっている。しかし、この機構では、例えば300〜400[mm]の突出しストロークを要する所謂深モノ形状の成形品には対応し難い。なぜなら、第一に、大きな突出しストロークを確保するためには該エジェクタピンを長尺としなければならず、このようなエジェクタピンは安価には製造できないし、第二に、深モノ形状であるが故、離型抵抗も比して大きいので、エジェクタピンを用いて無理やり成形品を突き出そうとするとくぼみ等の外観不良が発生してしまうからである。

これに対し、例えば、(b)成形品のコア側端部の全周囲を突き出す機構（所謂ストリッパープレート突出しタイプ）が公知となっている。この機構によれば、突き出す際にくぼみ等の外観不良が発生してしまうのを回避できる。

その他にも、例えば、(c)金型にメッキ処理を施したり、(d)温調機を用いて金型の温度を適宜に制御したりして、上記の離型抵抗を低減するアイデアも提案されている。

しかし、上記(c)のアイデアを採用すると甚大なメッキ処理費用が生じてしまうし、一方で、上記(d)のアイデアを採用すると、射出された成形品の硬化に要する時間を延長してしまい生産性が低下する。

また、上記(b)のアイデアも、成形品の形状の如何によっては下記のような問題を抱える。ここで、樹脂成形品の一例を示す図１を参照されたい。

即ち、コア側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部を有する成形品を上記のストリッパープレート突出しタイプの突出し機構でコアから離型させようとすると（本図において白抜き矢印で「突出し」をイメージした。）、コアと該凹部との間における離型抵抗によって、成形品の冷却時間の如何によっては該凹部がコアに割れ残り、せっかくの成形品を破損してしまう虞がある。

本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、コア側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部を有する成形品用の射出成形装置であって、該凹部を破損することなく成形品をコアから離型できると共に、生産性に優れ、且つ安価とできる射出成形装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第一の観点によれば、以下のように構成される、射出成形装置が提供される。即ち、射出成形装置は、型締めにより第一金型と第二金型との間にキャビティを形成し、このキャビティ内に成形材料を射出して充填し、この成形材料を固化させて成形品とし、型開き後に、前記第一金型に付着した成形品を突出し機構により前記第二金型側へ突き出すようにした射出成形装置であって、前記第一金型側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部を有する成形品用の射出成形装置である。前記突出し機構は、前記成形品の前記第一金型側端部を突き出す第一突出し部と、前記成形品の前記凹部の前記第一金型側端部を突き出す第二突出し部と、から構成される。前記突出し機構は、前記の第一突出し部及び第二突出し部が前記成形品を同時に突き出し始めるように制御される。

この構成によれば、前記凹部を破損することなく前記成形品を前記第一金型から離型できると共に、安価な射出成形装置とでき、更には生産性も向上できる。

上記の射出成形装置において、前記第二突出し部の突出しストロークは、前記第一突出し部の突出しストロークよりも短く設定されている。この構成によれば、離型開始直後に生じる、前記凹部の内壁面に対する前記第一金型の離型抵抗によって該凹部が破損してしまうのを確実に回避できると共に、前記第二突出し部の構造をコンパクトとできる。

上記の射出成形装置において、前記第一突出し部は、前記成形品の前記第一金型側端部の全周囲を突き出すストリッパープレート突出しタイプに構成されている。この構成によれば、前記成形品の前記第一金型側端部にくぼみ等の外観不良が発生するのを回避できる。

本発明の第二の観点によれば、射出成形は、以下のような方法で行われる。即ち、型締めにより第一金型と第二金型との間にキャビティを形成し、このキャビティ内に成形材料を射出して充填し、この成形材料を固化させて成形品とし、型開き後に、前記第一金型に付着した成形品を前記第二金型側へ突き出す。前記第一金型側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部を有する成形品を射出成形する。前記成形品の前記第一金型側端部と、前記成形品の前記凹部の前記第一金型側端部と、を同時に突き出し始める。これによれば、前記凹部を破損することなく前記成形品を前記第一金型から離型できる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

＜成形品の例示＞
先ず、本発明の一実施形態に係る射出成形装置によって射出成形される成形品の一例を図１に示す。図１において、右側には該成形品の正面図を、左側にはそのA-A線矢視断面図を併せて表示する。本図に示す通り本実施形態において射出成形装置は、コア側に開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部を有する成形品を射出成形の対象としている。

＜射出成形装置の構造＞
次に、本実施形態に係る射出成形装置の構造を説明する。図２は、本実施形態に係る射出成形装置の側面断面図であって、射出成形装置の中に形成されたキャビティに成形材料が射出され充填された状態を示す。

本図に示す如く本実施形態において射出成形装置100は、主として、固定側金型（第二金型）2と、固定側金型2に対して白抜き矢印で示す方向へ近接又は離隔自在の可動側金型（第一金型、コア）1と、型開き後に、前記可動側金型1に付着した成形品Pを前記固定側金型2側へ突き出す突出し機構3と、から構成されている。この突出し機構3は更に、成形品Pの前記可動側金型1側端部Paを前記固定側金型2側へ突き出す第一突出し部4と、同じく成形品Pの前記凹部Pdの前記可動側金型1側端部Peを前記固定側金型2側へ突き出す第二突出し部5と、から構成されており、これら第一突出し部4及び第二突出し部5を制御するための略示の油圧制御装置50が設けられている。

更に、上記の射出成形装置100は、固定側金型2と可動側金型1を挟んで反対側に受け板6を備え、可動側金型1と受け板6を挟んで反対側に取付板7を備える。

前記の可動側金型1と固定側金型2との間には、本図に示す型締め時において所定形状のキャビティを形成する。このキャビティ内には成形材料が射出・充填され、固化を経て成形品Pとされる。従って、これらの可動側金型1・固定側金型2によって形成される該キャビティの形状の説明は、成形品Pの形状の説明に代えることとする。なお、本明細書においては以降、前記の可動側金型1から固定側金型2側を望む方向を先端方向（先端側）と称し、同様に前記の固定側金型2から可動側金型1を望む方向を基端方向（基端側）と称することとする。

以下、図２に基づいて、この成形品Pの形状を詳しく説明する。適宜に図１も併せて参照されたい。

前述した通り本実施形態において成形品Pは、可動側金型1側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部Pdを有する。

この成形品Pは、周壁Pb及び底部Pcを有する有底角筒形状（断面コ字状）であって、この底部Pcの略中央は矩形状に穿孔され、該穿孔により形成される矩形孔の輪郭に沿って基端方向へ所定距離だけ延在すると共に、先端方向へも所定距離だけ延在する形状である。これらの延在により形成される角筒Pfはその先端側において閉塞壁Pgにより閉塞される。前記の凹部Pdは、角筒Pf及び閉塞壁Pgとから成り、成形品Pの底部Pcを貫いた状態で、その断面をコ字状として形成される。

図１に示す如く「凹設深さ」とは、本図において凹部Pdの可動側金型1側端部Peの端面から閉塞壁Pgの内壁面に至るまでの距離を意味する。

次に、図２を参照しつつ、前記の第一突出し部4について説明する。この第一突出し部4は、前記成形品Pの可動側金型1側端部Paの全周囲を固定側金型2側へ突き出すもの（所謂ストリッパープレート突出しタイプ）であって、前記可動側金型1の外周面に対して略保密状に外嵌するよう環状に形成されている。この第一突出し部4は、油圧供給装置8aを備える油圧シリンダ8により駆動するよう構成され、この油圧シリンダ8の可動ストローク8b（第一突出し部4の突出しストローク）は、本実施形態において300[mm]に設定されている。なお、本実施形態において油圧シリンダ8は、所謂油圧式バネ付き単動片ロッドシリンダに構成されている。

前記の第二突出し部5は、前記成形品Pの凹部Pdの可動側金型1側端部Peを前記固定側金型2側へ突き出すものであって、前記の受け板6内に形成される第二油圧シリンダ9と、一端が該第二油圧シリンダ9に固定され、該受け板6から固定側金型2へ向かって可動側金型1内部に直線状に貫設された貫通孔1a・1a内に摺動可能に収容されるエジェクタピン10・10と、から構成されている。このエジェクタピン10・10は、本実施形態において4本で設けられ（うち2本のみを図示している。）、図２の状態（即ち、型開き前の状態）でその先端がキャビティ内に形成される成形品Pの凹部Pdの可動側金型1側端部Peに対して当接するように前記貫通孔1a・1a内で延在する。一方、前記第二油圧シリンダ9は、該第二油圧シリンダ9に作動油を供給するための油圧供給装置9aと、略示のバネと、を備えることで所謂油圧式バネ付き単動片ロッドシリンダに構成されており、その可動ストローク9b（第二突出し部5の突出しストローク）は、本実施形態において50[mm]に設定されている（なお、この可動ストローク9bの設定値は、図面の見易さの観点から、本図において若干誇大して反映されている。）。

上記の油圧供給装置8a及び第二油圧供給装置9aの夫々は略示の油圧制御装置50に接続され、これにより油圧制御装置50が突出し機構3を自在に制御できるように構成されている。

＜射出成形装置の作動＞
次に、本実施形態に係る射出成形装置100の作動を、図２に示す状態（即ち、射出成形装置100内に形成されたキャビティに成形材料が射出され充填された状態）を出発点として説明する。

＜第一工程：図２＞
本工程は、上記のキャビティ内に射出され充填された成形材料を固化する工程である。即ち、成形品Pが熱可塑性樹脂から成るものとする場合は、射出成形装置100を公知の冷却手段を用いて冷却することにより成形材料を冷却固化させる。或いは、成形品Pが熱硬化性樹脂から成るものとする場合は、射出成形装置100を公知の加熱手段を用いて加熱することで成形材料を加熱硬化させる。

＜第二工程：図３＞
次に、図３を参照されたい。本工程は、可動側金型1を基端方向（本図において白抜き矢印で示す。）へ移動させて固定側金型2から離隔させる、所謂型開きの工程である。なお、この際、成形品Pが突出し機構3側（可動側金型1側）へ付着して残るようにする。また、図３の状態で、第一突出し部4と第二突出し部5（エジェクタピン10・10の先端）は共に成形品Pに当接した状態となっている。

＜第三工程：図４＞
次に、図４を参照されたい。本工程は、第二油圧シリンダ9の可動ストローク9b分だけ、成形品Pを可動側金型1から先端方向へ離型させる工程である。

即ち、油圧制御装置50が、前記突出し機構3を、前記の第一突出し部4及び第二突出し部5が成形品Pを同時に突き出し始めるように制御する。具体的には、図３に示される状態で、前記の油圧シリンダ8と第二油圧シリンダ9が同時に（足並みを揃えて・連動して）作動し始めるように、且つ、夫々が第二油圧シリンダ9の可動ストローク9b分だけ作動するように、油圧制御装置50が油圧供給装置8aと第二油圧供給装置9aを制御する。

＜第四工程：図５＞
次に、図５を参照されたい。本工程は、油圧シリンダ8の可動ストローク8b（第一突出し部4の突出しストロークに相当）分だけ、成形品Pを可動側金型1から先端方向へ離型させる工程である。なお、第三工程により既に第二油圧シリンダ9の可動ストローク9b分だけ成形品Pは可動側金型1から先端方向へ離型されているので、本工程では、可動ストローク9bと可動ストローク8bとの差分だけ更に成形品Pを可動側金型1から先端方向へ離型させる。

即ち、本工程において油圧制御装置50が、図４に示される第二油圧シリンダ9の状態を維持するように第二油圧供給装置9aを制御すると共に、油圧シリンダ8が図２の状態と比較して累積で可動ストローク8b分だけ伸長するように油圧供給装置8aを制御する。なお、これにより、エジェクタピン10・10の先端と、凹部Pdの可動側金型1側端部Peと、の間には空隙Gが形成されることとなる。

＜第五工程＞
本工程は、射出成形装置100から成形品Pを回収する工程である。即ち、上記の第一工程〜第四工程により可動側金型1の成形品Pに対する離型抵抗は略完全に解消（消失）された状態となっており、図５に示される状態で公知の回収手段により成形品Pは回収される。そして、回収された成形品Pは、例えばバリ除去工程などの所定の工程を経て出荷される。

＜第六工程＞
そして、可動側金型1を固定側金型2へ近接させ型締めすると共に、前記の第一突出し部4や第二突出し部5を図２に示される状態へ戻し、再び、成形材料を射出成形装置100内に形成されたキャビティに射出して充填する。

以上説明したように本実施形態において射出成形装置100は、以下のように構成されている。即ち、射出成形装置100は、型締めにより可動側金型1（第一金型）と固定側金型2（第二金型）との間にキャビティを形成し、このキャビティ内に成形材料を射出して充填し、この成形材料を固化させて成形品Pとし、型開き後に、前記可動側金型1に付着した成形品Pを突出し機構3により前記固定側金型2側へ突き出すようにした射出成形装置100であって、前記可動側金型1側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部Pdを有する成形品P用の射出成形装置100である。前記突出し機構3は、前記成形品Pの前記可動側金型1側端部Paを突き出す第一突出し部4と、前記成形品Pの前記凹部Pdの前記可動側金型1側端部Peを突き出す第二突出し部5と、から構成される。前記突出し機構3は、前記の第一突出し部4及び第二突出し部5が前記成形品Pを同時に突き出し始めるように制御される。

この構成によれば、前記凹部Pdを破損することなく前記成形品Pを前記可動側金型1から離型できると共に、安価な射出成形装置100とでき、更には生産性も向上できる。

上記の射出成形装置100において、前記第二突出し部5の突出しストローク（第二油圧シリンダ9の可動ストローク9b）は、前記第一突出し部4の突出しストローク（油圧シリンダ8の可動ストローク8b）よりも短く設定されている。この構成によれば、離型開始直後（即ち、離型初期）に生じる、前記凹部Pdの内壁面に対する前記可動側金型1の離型抵抗によって該凹部Pdが破損してしまうのを確実に回避できると共に、前記第二突出し部5の構造をコンパクトとできる。

上記の射出成形装置100において、前記第一突出し部4は、前記成形品Pの前記可動側金型1側端部Paの全周囲を突き出すストリッパープレート突出しタイプに構成されている。この構成によれば、前記成形品Pの前記可動側金型1側端部Paにくぼみ等の外観不良が発生するのを回避できる。

本発明の第二の観点によれば、射出成形は、以下のような方法で行われる。即ち、型締めにより可動側金型1と固定側金型2との間にキャビティを形成し、このキャビティ内に成形材料を射出して充填し、この成形材料を固化させて成形品Pとし、型開き後に、前記可動側金型1に付着した成形品Pを前記固定側金型2側へ突き出す。前記可動側金型1側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部Pdを有する成形品Pを射出成形する。前記成形品Pの前記可動側金型1側端部Paと、前記成形品Pの前記凹部Pdの前記可動側金型1側端部Peと、を同時に突き出し始める。これによれば、前記凹部Pdを破損することなく前記成形品Pを前記可動側金型1から離型できる。

以上に本発明の好適な実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。

◆上記実施形態において第一金型は可動側金型1とし第二金型は固定側金型2としたが、これに限らず、例えば第二金型を可動側金型1とし第一金型を固定側金型2としてもよい。

◆また、上記射出成形装置100により射出成形される成形品Pは、熱可塑性樹脂から成るものとしてもよいし、熱硬化性樹脂から成るものとしてもよい。

◆また、前記の油圧シリンダ8及び第二油圧シリンダ9は何れも所謂油圧式バネ付き単動片ロッドシリンダとしたが、これに限定されず、例えば空気圧式復動片ロッドシリンダとしてもよい。勿論、第一突出し部4や第二突出し部5は、電動アクチュエータにより駆動されるように構成してもよい。

◆また、前記の可動側金型1や固定側金型2は一体で形成されるものとしたが、これに代えて、一つの又は複数の入れ子を含む構成としてもよい。

◆また、前記の第一突出し部4及び第二突出し部5を図５に示される状態から図２に示される状態へ戻す手段として公知のリターンピンを採用してもよい。

◆また、前記の第一突出し部4の突出しストロークは、上記実施形態において300[mm]としたが、これに限定されず、例えば、150〜300[mm]の範囲内（250[mm]など）から適宜に選択するものとしてもよい。なお、成形品Pの周壁Pbの型抜き方向延在長さを800[mm]とする場合、該突出しストロークは300〜400[mm]程度が合理的である。

◆また、前記の第二突出し部5の突出しストロークは、上記実施形態において50[mm]としたが、これに限定されず、例えば20〜50[mm]の範囲内で適宜に選択でき、成形品Pの凹部Pdに対する可動側金型1の離型抵抗を消失できる程度の突出しストロークさえ確保できればよい。

◆また、本発明は、図６〜図８のような成形品Pを射出成形する射出成形装置に適用したときにも、上記実施形態と同様に極めて有益な効果を奏する。

図６に示される成形品P1は、上記実施形態に係る成形品Pと以下の点で異なる。即ち、上記実施形態に係る成形品Pでは凹部Pdが底部Pcを貫くように形成されるのに対し、本図に示される成形品P1において凹部Pdは、底部Pcからコア側へ角筒が延在することで形成される。

図７に示される成形品P2は、上記実施形態に係る成形品Pと以下の点で異なる。即ち、本図に示される成形品P2において凹部Pdは、底部Pcからコア側とは反対側へのみ角筒が延在することで形成される。

図８に示される成形品P3は、上記実施形態に係る成形品Pと以下の点で異なる。即ち、本図に示される成形品P3は有底円筒状に形成されており、同様に凹部Pdも、底部Pcから円筒が延在することで形成される。

本発明の一実施形態に係る射出成形装置によって射出成形される成形品の一例を示す図 本発明の一実施形態に係る射出成形装置の側面断面図 図２に類似する図であって、射出成形の第二工程を表す図 図２に類似する図であって、射出成形の第三工程を表す図 図２に類似する図であって、射出成形の第四工程を表す図 本発明の他の実施形態に係る射出成形装置によって射出成形される成形品の一例を示す図 本発明の他の実施形態に係る射出成形装置によって射出成形される成形品の一例を示す図 本発明の他の実施形態に係る射出成形装置によって射出成形される成形品の一例を示す図

符号の説明

1 可動側金型
2 固定側金型
3 突出し機構
4 第一突出し部
5 第二突出し部
100 射出成形装置
P 成形品
Pa （成形品Pの）可動側金型1側端部
Pb 周壁
Pc 底部
Pd 凹部
Pe （凹部Pdの）可動側金型1側端部
Pf 角筒
Pg 閉塞壁

Claims (4)

1. 型締めにより第一金型と第二金型との間にキャビティを形成し、このキャビティ内に成形材料を射出して充填し、この成形材料を固化させて成形品とし、型開き後に、前記第一金型に付着した成形品を突出し機構により前記第二金型側へ突き出すようにした射出成形装置であって、前記第一金型側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部を有する成形品用の射出成形装置において、
   前記突出し機構は、
   前記成形品の前記第一金型側端部を突き出す第一突出し部と、
   前記成形品の前記凹部の前記第一金型側端部を突き出す第二突出し部と、
   から構成されており、
   前記突出し機構は、前記の第一突出し部及び第二突出し部が前記成形品を同時に突き出し始めるように制御される、ことを特徴とする射出成形装置
2. 前記第二突出し部の突出しストロークは、前記第一突出し部の突出しストロークよりも短く設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置
3. 前記第一突出し部は、前記成形品の前記第一金型側端部の全周囲を突き出すストリッパープレート突出しタイプに構成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形装置
4. 型締めにより第一金型と第二金型との間にキャビティを形成し、このキャビティ内に成形材料を射出して充填し、この成形材料を固化させて成形品とし、型開き後に、前記第一金型に付着した成形品を前記第二金型側へ突き出す射出成形方法であって、前記第一金型側へ開口し、凹設深さが200〜1000[mm]である、凹部を有する成形品を射出成形する射出成形方法において、
   前記成形品の前記第一金型側端部と、
   前記成形品の前記凹部の前記第一金型側端部と、
   を同時に突き出し始める、ことを特徴とする射出成形方法

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