JP2009006519A - 射出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形装置の剛性を高めることができ、金型及び金型を支持する部材の撓みを抑制することができる射出成形方法及び射出成形装置を提供する。
【解決手段】型締装置８の油圧シリンダ４０は、下側プラテン４の下面に接触して下側プラテン４及び移動型１６を支持する接触面４２を有する。接触面４２は、金型２の平面視で、キャビティ１０が形成される部分と重なるように配置される。したがって、樹脂材料をキャビティ１０に射出する際に、最も撓みやすい部分を、油圧シリンダ４０によって支持することができるので、金型２および下側プラテン４の撓みを抑制することができ、射出成形装置本体１の剛性を高めることができる。また、樹脂注入口１８からエジェクタピン４６を挿通して、金型２から成形品を取り出すので、エジェクタ機構に干渉することなく油圧シリンダ４０を配置することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、射出成形装置に関し、詳細には、固定型および固定型に対して移動する移動型を備えた金型を使用する射出成形装置に関する。

射出成形装置は、成形品を金型から取り外すためのエジェクタ機構を備えているのが一般的である（特許文献１）。エジェクタ機構は、先端が移動型のキャビティ面から突出することができるように移動型を貫通して取付けられた進退可能なエジェクタピンと、エジェクタピンの基端が固定され移動型のキャビティに対応する部分の裏側で移動型に対して離間接近するように構成されたエジェクタプレートと、エジェクタプレートを移動型に対して離間接近させる移動機構とを備えている。このようなエジェクタ機構では、キャビティ内の成形品が硬化し、金型を開くと、移動機構によってエジェクタプレートを移動型に接近させ、エジェクタピンの先端部を移動型の内周面から突出させ、成形品をキャビティから離型させる。

特開２００２−３５５８５６号公報

このような従来例の射出成形装置では、エジェクタプレートが移動型のキャビティに対応する部分の裏側に配置される。キャビティは通常、金型の中央領域に配置されるため、エジェクタプレートが移動型の中央領域の裏側に配置されることになる。この結果、移動型の中央領域の裏側にエジェクタプレートが移動する空間部が形成され、射出成形時にキャビティに注入される溶融樹脂の圧力で、移動型の中央部が外方に向かって撓み易くなっていた。このため、従来の射出成形装置は、移動型支持プラテンの厚さを厚くするなどして剛性を高めていたが、重量が増加する等の問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、重量を増加させることなく移動型等の撓みを抑制することができる射出成形装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、固定型および該固定型に対して移動する移動型を備えた金型を使用する射出成形装置であって、固定型を支持する固定型支持プラテンと、移動型を支持する移動型支持プラテンと、移動型支持プラテンを固定型に対して移動させ固定型および移動型の型締めおよび型開きを行うとともに、型締め時に所定の型締め圧を付与する型締機構と、型開き時に、金型のキャビティ内で成形された成形品を固定型または移動型から離型させるエジェクタ機構と、を備え、エジェクタ機構は、型締め時に固定型および移動型によって形成されるキャビティ内に注入される樹脂の注入口から、キャビティ内に突出可能なエジェクタピンを備えている、ことを特徴とする射出成形装置が提供される。

このように構成された本発明によれば、移動型の裏側にエジェクタプレートの移動空間が形成されないので、重量の増加を抑制しつつ、移動型が外方に撓みにくい構造を採ることが可能となる。
また、本発明によれば、樹脂の注入口からキャビティ内に突出するエジェクタピンを有するので、型締装置等と干渉することなくエジェクタ機構を配置することができ、型締装置の配置の自由度が向上する。
さらに、樹脂の注入口からキャビティ内に突出するエジェクタピンを有するので、樹脂の注入口の位置とエジェクタピンの突出位置とが同じになる。したがって、成形品表面にエジェクタピンの跡が残らないため、成形品の外観が良好になる。

本発明の好ましい実施形態によれば、型締機構が、油圧シリンダを備え、該シリンダの先端が、キャビティと重なる移動型支持プラテンの領域を支持している。

このような構成によれば、射出成形時に、油圧シリンダが、外方に撓み易い領域であるキャビティと重なる移動型支持プラテンの領域を支持するので、効果的に移動型の撓みを抑制することができる。また、移動型支持プラテンに必要な剛性が低減されるので、これらの部材の薄型化を促進することができる。

本発明の好ましい態様によれば、エジェクタピンは、樹脂注入口に対応して複数、設けられている。
このように構成された本発明によれば、エジェクタピンが複数設けられるので、成形品を複数箇所で押し出すことができ、成形品を金型から安定して離型させることができる。これにより、エジェクタ機構によって成形品を離型させる際の成形品の変形等の不良品の発生を抑制することができる。

本発明の好ましい態様によれば、固定型には、コア側成形部が形成されるとともに、樹脂の注入口をキャビティに連通させる貫通孔が形成され、エジェクタピンは、貫通孔を通してキャビティ内に突出するように構成されている。

このように構成された本発明によれば、固定型にコア側成形部及び貫通孔が形成され、エジェクタピンが貫通孔を通してキャビティ内に突出するように構成されている。通常、コア側成形部は、成形品の裏側表面を形成するので、樹脂の注入口の跡が、成形品の裏側表面に配置されることとなる。したがって、成形品の表側表面に樹脂の注入口の跡が配置されず、成形品の外観が良好となる。
また、樹脂の注入口が、通常成形品の裏側表面となるコア側成形部に連通するように形成されるため、成形品の外観に影響を及ぼすことなく樹脂の注入口を配置することができる。したがって、コア側成形部に対する樹脂の注入口の配置の自由度が高くなり、樹脂の注入及び成形品の成形が容易となる。これにより、様々な形状の成形品にも対応することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成には、図面に第１実施形態と同一符号を付し、その説明を簡略化または省略する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の射出成形装置について説明する。本実施形態の射出成形装置は、自動車のバンパー等の大型成形品を製造する射出成形装置である。
図１は、本発明の第１実施形態に係る射出成形装置１００を概略的に示す全体斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態による射出成形装置１００に金型２が取付けられた状態を示す断面図である。

本発明の射出成形装置１００は、配置された金型２内に樹脂が注入される射出成形ステーションを構成する射出成形装置本体１と、金型の型開きが行われる型開きステーションを構成する型開閉機構５０とを備えている。

まず、射出成形装置本体１及び金型２の構造について説明する。図１及び図２に示すように、射出成形装置本体１は、金型２の下面に接触する下側プラテン４と、金型２の上面に接触する上側プラテン６と、上側プラテン６及び下側プラテン４を互いに近接離間させることによって金型２の型締め、型開きを行う型締装置８と、金型２に形成されたキャビティ１０内に樹脂を射出する射出ユニット１２と、を備えている。

金型２は、固定型１４と、固定型１４に対して上下方向に移動可能な移動型１６とを備え、固定型１４と移動型１６との間には成形品の形状に対応した形状のキャビティ１０が形成されている。ここで、キャビティ１０は、固定型１４に形成された凸形状のコア側成形部１５と、移動型１６に形成された凹形状のキャビティ側成形部１７とで構成される。なお、コア側成形部１５は、成形品の裏面側の成形部を形成するための部分であり、キャビティ側成形部１７は、成形品の表面側の成形部を形成するための部分である。また、固定型１４には、固定型１４上面からコア側成形部１５を貫通してキャビティ１０内部に連通する複数の貫通孔１９が形成され、これらの貫通孔１９の上面開口が、射出ユニット１２からの樹脂注入口１８となっている。

本実施形態では、金型２には、一つのキャビティ１０が形成されており、このキャビティ１０に、６つの貫通孔（樹脂注入口１８）が連通している。このように、本実施形態では、一つのキャビティ１０に対して複数の樹脂注入口１８が設けられている。なお、本実施形態では、金型２に形成されたゲートは、ダイレクトゲートとなっている。また、固定型１４および移動型１６には、キャビティ１０内に射出された樹脂を冷却して固化させるための図示しない冷却路が形成されている。冷却路には、内部に冷却媒体を流通させて金型２の冷却を行うための冷却手段４４（図４参照）が取り付けられている。

金型２は、固定型１４、移動型１６ともに、複数個に分割された金型部分を結合して構成されている。このような構成により、金型２の固定型１４及び移動型１６を、それぞれの金型部分毎に小さな切削機械で製造することができるので、短期間で金型２を製造することができる。

上側プラテン６には、金型２の樹脂注入口１８に対応する位置に、複数の樹脂注入口１８と同数（本実施形態では６つ）の射出ユニット１２の取付口２０が形成され、これらの取付口２０に射出ユニット１２が取り付けられることにより、射出ユニット１２の先端開口が樹脂の射出口２２となっている。

図３は、本発明の第１実施形態による射出成形装置本体１の射出ユニット１２を示す一部分を破断した図面である。図３及び前述の図１を参照すると、各射出ユニット１２は、プランジャ２４と、プランジャ２４に樹脂を供給する材料供給機２６と、プランジャ２４内の樹脂を加熱（可塑化）する加熱器２８とを備えている。

プランジャ２４は、シリンダ３０と、シリンダ３０内で進退可能なスクリュ３２とを備えている。プランジャ２４は、その周囲に立設されたガイドロッド３４によって、上側プラテン６の上方で支持されている。ガイドロッド３４の上部には、スクリュ３２を回転駆動するサーボモータ３６が配置され、サーボモータ３６は、適宜の伝達手段を介してスクリュ３２に接続されている。サーボモータ３６の回転が伝達手段によってスクリュ３２に伝達されると、スクリュ３２は、軸を中心に回転しながらシリンダ３０内で進退する。

したがって、本実施形態では、サーボモータ３６によってスクリュ３２の駆動を行うので、樹脂の射出動作を、射出圧力ではなく射出速度によって制御することができる。また、樹脂の射出速度は、サーボモータ３６の回転角度によって高精度に制御することができる。また、サーボモータ３６が、各射出ユニット１２にそれぞれ一つずつ設けられているので、各射出ユニット１２からの樹脂の射出タイミング、射出速度、射出量等の射出条件を独立して調整することができる。

材料供給機２６は、各射出ユニット１２に対して一つずつ設けられ、プランジャ２４のシリンダ３０側面からシリンダ３０とスクリュ３２との間の空間に連通し、この空間に樹脂材料を供給するように構成されている。材料供給機２６は、各プランジャ２４に対して一つずつ設けられているため、成形品の種類に応じて、各プランジャ２４にそれぞれ同種または異種の材料を供給することができる。

加熱器２８は、プランジャ２４のシリンダ３０の下部外側に配置されている。材料供給機２６からシリンダ３０内に供給された材料は、スクリュ３２によってシリンダ３０内で射出口２２に向かって移送されながら、加熱器２８によって加熱されることにより、混練、可塑化される。したがって、本実施形態では、各射出ユニット１２は、一つずつの可塑化手段を備え、これにより、各射出ユニット１２の樹脂の射出温度をそれぞれ独立して調整することが可能になる。

射出成形装置１００は、更に、各射出ユニット１２の射出動作及び型締装置８の型開き、型締の動作等を制御するための制御手段４２を備える。
図４は、射出成形装置１００の制御の構成を示すブロック図である。制御手段４２は、各射出ユニット１２のサーボモータ３６及び加熱器２８にそれぞれ接続されている。また、制御手段４２は、型締装置８、冷却手段４４、及び型開閉機構５０にも接続されている。
制御手段４２は、各射出ユニット１２のサーボモータ３６にそれぞれ別個に回転角度（回転量）及び回転速度の信号を出力することにより、各射出ユニット１２のスクリュ３２の移動量及び移動速度を制御する。したがって、各射出ユニット１２の樹脂の射出量及び射出速度（射出圧力）は、制御手段４２によって、それぞれ独立して調整される。また、制御手段４２は、各射出ユニット１２の加熱器２８にそれぞれ別個に樹脂の加熱温度の信号を出力することにより、各射出ユニット１２のプランジャ２４内の樹脂温度をそれぞれ独立して制御する。

ここで、制御手段４２は、各射出ユニット１２のサーボモータ３６を独立して制御するので、各サーボモータ３６に出力する信号の出力タイミングを同時にまたは互いに異ならせることが可能である。したがって、各射出ユニット１２からのキャビティ１０への樹脂の射出を同時に行ったり、互いに異ならせて射出したりすることができ、樹脂の射出タイミングを各射出ユニット１２毎に独立して制御することができるようになっている。

また、制御手段４２は、樹脂の射出前に、型締装置８に型締信号を出力することにより、金型２の型締を行う。制御手段４２は、射出ユニット１２による樹脂の射出終了後、冷却手段４４に冷却信号を出力することにより金型２の冷却を行う。そして、制御手段４２は、樹脂の冷却後所定時間後に、型締装置８に型締終了信号を出力することにより、金型２の型締を終了する。制御手段４２は、その後、型開閉機構５０に金型２の型開き信号を出力することにより、金型２を型開閉機構５０に移送して、金型２の型開きを行う。

各射出ユニット１２は、樹脂を所定の射出条件でキャビティ１０内に射出したときに、複数の射出口２２からの樹脂が固化する前に互いに結合されるような間隔で配置されている。したがって、各射出ユニット１２の配置間隔は、所定の圧力で射出口２２から射出された樹脂が、隣接する射出口２０からの樹脂とキャビティ１０内で接触し、接触部分にウェルドラインを形成したり接触部分での強度の減少を生じることなく互いに結合できるように設定されている。また、各射出ユニット１２の射出速度や射出量、射出タイミング等の射出条件は、各射出口２２からの樹脂が、隣接する射出口２２からの樹脂と確実に結合できるように適宜設定される。

図５は、各射出ユニット１２が射出（カバー）する樹脂材料の射出領域を示す。図５に示すように、各射出ユニット１２は、射出口２２周囲の所定の射出領域２３を担当している。各射出ユニット１２は、樹脂材料が所定の射出圧力（低圧）でその射出領域２３の外縁に到達したときにも外縁部分の樹脂材料が固化していない射出速度で射出される。

ここで、射出ユニット１２からの樹脂の射出圧力（成形圧力）は、低圧であることが望ましく、ここで、「低圧」とは、例えば５〜２５ＭＰａの範囲であることが好ましい。また、本実施形態の射出成形装置本体１の成形圧力は、一般の射出成形機の成形圧力の３０〜６０ＭＰａに対して、約１／１０〜１／２であることが好ましい。このように、本実施形態の射出成形装置本体１の成形圧力は、一般的な射出成形機の成形圧力に比べて、非常に低い。なお、本実施形態の射出成形装置本体１の成形圧力は、キャビティ１０の大きさ、形状、射出ユニット１２の設置数、射出口２２の大きさ、位置等の種々の設定条件を考慮して設定される。

具体的に、射出ユニット１２の配置を決定する場合には、まず、射出ユニット１２の射出速度、射出量、射出樹脂温度等の射出条件に応じて、キャビティ１０の形状を考慮して、キャビティ１０内の領域を、一つの射出ユニット１２から射出された樹脂がキャビティ１０内で完全に固化することなく広がり、隣接する射出ユニット１２からの樹脂と結合することができる射出領域２３として、各射出ユニット１２に割り当てる。そして、その射出領域２３に対して一つずつ、射出ユニット１２の射出口２２を配置し、射出口２２の配置に応じて、金型２の樹脂注入口１８の配置を決定する。したがって、樹脂の射出条件やキャビティ１０の形状によって、各射出領域２３は形状も大きさも異なる。例えば、キャビティの形状の一部に細長い部分がある場合、その部分に樹脂を行き渡らせるには、他の部分よりも時間がかかる。そこで、細長い成形部分を含む射出領域２３をその他の射出領域２３よりも小さく設定して、他の射出時間と揃えるようにしてもよい。

なお、各射出ユニット１２の射出条件は、全て同一であってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。例えば、細長い成形部分を有する射出領域２３に射出する射出ユニット１２の射出圧力を、他の射出ユニット１２の射出圧力よりも高く設定してもよい。つまり、各射出ユニット１２の射出条件は、所定の射出条件範囲内で変動可能である。
本実施形態では、射出ユニット１２が低圧で樹脂を射出できるように、キャビティ１０内の領域を射出領域２３を各射出ユニット１２に割り当て、各射出領域２３毎に射出ユニット１２を配置している。そして、各射出ユニット１２の射出条件を、低圧射出となる射出条件範囲内で微調整（再調整）することにより、射出ユニット１２を２行３列の格子状に配置している。

型締機構８は、図１及び図２に示すように、上側プラテン６に固定された複数本のタイバー３８と、下側プラテン４を上下移動させる油圧シリンダ４０とを備えている。タイバー３８は上下方向に沿って配置され、これらのタイバー３８には下側プラテン４が案内されている。これにより、下側プラテン４は、上側プラテン６に対して、タイバー３８に沿って、上下方向に移動可能となる。

油圧シリンダ４０は、下側プラテン４の下方に２つ設置されている。油圧シリンダ４０が下側プラテン４を上方に押し上げると、下側プラテン４は、タイバー３８に案内されながら上側プラテン６に近接するように移動する。これにより、型締機構８は、上側プラテン６に保持された固定型１４に、下側プラテン４に保持された移動型１６を所定に力で押しつける金型２の型締めを行うことができる。

ここで、油圧シリンダ４０は、前述の図５に示すように、下側プラテン４の下面に接触する円形の接触面４２を有し、これらの接触面４２は、金型２の平面視で、金型２の中央寄りに配置されている。このとき、金型２の平面視で、キャビティ１０が形成される領域と接触面４２とは大部分において重なっており、したがって、油圧シリンダ４０の接触面４２は、金型２の略中央部の、キャビティ１０が形成された領域に対応する外面を下方から支持する。

また、油圧シリンダ４０のストロークの上限位置は、所定圧力で金型２の型締することができるように、移動型１６を固定型１４に対して近接させることができるように設定される。また、油圧シリンダ４０のストロークの下限位置は、金型２の型開きを行うために金型２を射出成形装置本体１（射出成形ステーション）から型開閉装置５０（型開きステーション）に移動させるときに必要なクリアランスが固定型１４と上側プラテン６との間に確保されるように設定される。したがって、本実施形態における油圧シリンダ４０のストロークは、従来の射出成形装置本体内で型開きを行っていた場合に比べて、格段に短い。

したがって、本実施形態の型締機構８は、金型２の型締を行うだけのストロークと型締圧を有していればよいため、油圧シリンダ４０は、型締方向（上方向）に移動するための単動シリンダを用いている。この油圧シリンダ４０は、油圧の制御によって移動型１６を上方に移動させて型締を行うが、型締終了後は、油圧を低下させることにより、金型２の自重で下方に移動する。

次に、型開きステーションで金型の型開きを行う型開閉装置５０の構造について説明する。
図６は、本発明の第１実施形態による射出成形装置１００の型開閉装置５０を示す正面図である。また、図７は、本発明の第１実施形態による射出成形装置１００の型開閉装置５０を示す側面図である。

これらの図６及び図７に示すように、型開閉装置５０は、金型２を射出成形装置本体１（射出成形ステーション）から型開きが行われる位置（型開きステーション）に移動させるガイドレール５２と、ガイドレール５２の上方に立設されるフレーム５４と、金型２をガイドレール５２に沿ってスライドさせるスライド手段５６と、固定型１４を射出成形装置本体１の外側で保持する型保持手段５８と、型保持手段５８を上下に移動させて固定型１４を移動型１６に近接離間する方向に移動させる型開閉駆動手段６０とを備えている。

ガイドレール５２は、射出成形装置本体１の下側プラテン４の初期位置の高さ、即ち、金型２を型締しない状態での待機位置での下側プラテン４の上面の高さと同じ高さに配置されており、射出成形装置本体１の正面左右端から、前方に向かって突出するように配置されている。したがって、ガイドレール５２は、射出成形装置本体１の左右に１対設けられ、金型２の型締方向（本実施形態では上下方向）と略直交する方向（即ち水平方向で且つ射出成形装置本体１の前後方向）に延びている。

一対のガイドレール５２の互いに対向する側面、つまり内側面には、移動型１６の幅方向両端に接触して移動型１６のスライド方向を射出成形装置本体１の前後方向に規制する段差６２が形成されている。なお、射出成形装置本体１の下側プラテン４にも、移動型１６のスライド時に移動型１６の移動方向を規制するために、下側プラテン４から上方に突出し、射出成形装置本体１の前後方向に延びるガイド部材４２（図８参照）が設けられている。このガイド部材４２は、下側プラテン４の上面がガイドレール５２の高さに位置するとき、段差６２と連続する。

フレーム５４は、ガイドレール５２の上面から上方に立設する複数本のガイドロッド６４を備えている。ガイドロッド６４は、ガイドレール５２の上面において、前後方向両端部にそれぞれ配置されて、各ガイドレール５２にそれぞれ２本ずつ設けられている。各ガイドレール５２に設けられた２本のガイドロッド６４の上端部には、ガイドロッド６４を連結し、ガイドロッド６４の上端部を支持する上方フレーム６６が設けられている。

スライド手段５６は、油圧シリンダで構成され、シリンダ６８（図１）及びピストンロッド７０（図８）を備えている。シリンダ６８は、下側プラテン４の後方端面に固定され、下側プラテン４の後方端面からさらに後方に延びる。ピストンロッド７０は、シリンダ６８の前方端部から前方に向かって延び、その先端部は、移動型１６の後方端面に結合されている。スライド手段５６は、前述の図４に示すように、制御手段４２に接続され、制御手段４２からのスライド信号の出力に基づいて、油圧シリンダを駆動して、移動型１６を固定型１４とともに射出成形装置本体１の前後方向にスライドさせる。

図８は、スライド手段５６のピストンロッド７０と、移動型１６との結合部分の構造を示す斜視図である。この図８に示すように、移動型１６の幅方向両端には、後方端面からさらに後方に向かって突出する取付部材７２が形成されている。一方、ピストンロッド７０の先端部には、略Ｕ字形の取付部７４が設けられている。移動型１６の取付部材７２は、取付部７４のＵ字形部分の間に挿入され、取付部材７２と取付部７４とが、ピン７６で互いに結合される。このような結合構造により、ピストンロッド７０と移動型１６とが結合される。

型保持手段５８は、図１及び図７に示すように、固定型１４を保持するための保持部材７８と、保持部材７８と固定型１４とを係合させる係合手段８０とを備えている。
保持部材７８は、各ガイドレール５２の上方に、射出成形装置本体１の前後方向に沿って、つまりガイドレール５２の配設方向に沿ってそれぞれ配置される。保持部材７８には、２本のガイドロッド６４が貫通しており、保持部材７８は、ガイドロッド６４に案内されて上下方向に移動可能に構成されている。

図９は、保持部材７８と固定型１４との係合部分の拡大図を示す。この図９及び前述の図６及び図７に示すように、係合手段８０は、固定型１４の幅方向両端面に設けられた係合ピン８１と、保持部材７８の内側面に形成され、係合ピン８１が係合する被係合部材８２とを備えている。
係合ピン８１は、固定型１４の幅方向両端面にそれぞれ２箇所、４隅の計４箇所に設けられ、固定型１４の幅方向端面から幅方向に突出している。係合ピン８１の先端部には、凹部８１Ａが形成されている。

被係合部材８２は、一対の保持部材７８の内側面にそれぞれ２箇所、計４箇所設けられ、図９に示すように、上下対称の湾曲した、または折曲した一対の突出部８２Ａを有する。一対の突出部８２Ａの先端部の間には、射出成形装置本体１の前後方向に延びる間隙が形成されており、したがって、被係合部材８２は、全体として断面略Ｃ字形に形成されている。

このような構造の型保持手段５８では、金型２が射出成形装置本体１の外側にスライドすると、係合ピン８１の凹部８１Ａが、被係合部材８２の突出部８２Ａに横方向から係合して、これにより固定型１４が保持部材７８に保持される。
なお、本実施形態では、移動型１６は、その自重によってガイドレール５２に保持され、移動型１６の幅方向両端面が段差６２に当接されることによって位置決めされる。また、金型２の前後方向の位置決めは、被係合部材８２に配置される位置決めピン８３によって行われる。位置決めピン８３は、金型２が型保持手段５８によって保持されたときに、金型２の前後方向両側に位置し、被係合部材８２に形成される孔を上下に貫通するように配置される。

型開閉駆動手段６０は、油圧シリンダ８４と、油圧シリンダ８４内で進退可能なピストンロッド８６とを備えている。油圧シリンダ８４は、上方フレーム６６に固定され、上方フレーム６６の上方に立設されている。ピストンロッド８６は、油圧シリンダ８４から下方に延び、上方フレーム６６を貫通してその先端が保持部材７８に固定される。このような構造により、油圧シリンダ８４によってピストンロッド８６を進退させると、移動部材７８がガイドロッド６４に案内されながら上下に移動する。型開閉駆動手段６０は、前述の図４に示すように、制御手段４２に接続され、制御手段４２からの型開閉信号に基づいて、固定型１４を移動型１６に対して上下方向に移動させて金型２を開閉する。

本実施形態の射出成形装置１００は、さらに、エジェクタ機構４４を備えている。エジェクタ機構４４は、樹脂注入口１８に挿通可能なエジェクタピン４６（図１０参照）を備えている。エジェクタピン４６は、型開閉装置５０の上方に設けられ、金型２の各樹脂注入口１８に対応した位置に配置されている。本実施形態では、樹脂注入口１８と同数の６つのエジェクタピン４６が設けられている。エジェクタピン４６は、図示しない移動機構によって樹脂注入口１８からキャビティ１０に向かって、貫通孔１９内で進退可能に構成される。なお、エジェクタピン４６は、型開閉装置５０の上方に固定され、固定型１４が上方に移動するのにしたがって、貫通孔１９内に挿通される構造となっていてもよい。

以上のような構成の射出成形装置１００の動作について説明する。
まず、各射出ユニット１２を取付口２０に設置して、プランジャ２４の射出口２２を樹脂注入口１８に連通させる。また、型締装置８によって固定型１４および移動型１６を所定の型締圧で締めて、金型２の内部にキャビティ１０を形成する。
本実施形態では、各射出ユニット１２の材料供給機２６には、同一の樹脂材料が供給されており、この樹脂材料は、プランジャ２４のシリンダ３０内に供給される。シリンダ３０に供給された樹脂材料は、加熱器２８によって加熱され、スクリュ３２によって移送されながら混練され、可塑化する。

各射出ユニット１２のサーボモータ３６を回転させてスクリュ３２を上方に移動させると、シリンダ３２とスクリュ３２先端との間の空間に、可塑化された樹脂材料が供給される。その後、各スクリュ３２を下方に移動させると、樹脂材料が、スクリュ３２によって射出口２２からキャビティ１０内に押し出される。このとき、スクリュ３２の射出速度は、キャビティ１０内の樹脂材料が、後から供給される樹脂材料に押されて移動し、樹脂に大きな圧力がかからない程度の圧力で供給されるように設定されている。この射出時に樹脂材料にかかる射出圧力は、従来の射出成形装置と比較して格段に低い圧力となる。

ここで、前述のように、各射出ユニット１２からの樹脂の射出条件は、全て同一であってもよいし、或いは所定の射出条件範囲内でそれぞれ異なっていてもよい。例えば、前述の射出量や射出圧力の他、各射出ユニット１２の射出タイミングも、全て同一であってもよいし、或いは所定の射出条件範囲内でそれぞれ異なっていてもよい。具体的には、樹脂を射出領域２３の隅々まで行き渡らせるのに時間がかかる射出領域２３を担当する射出ユニット１２を、他の射出ユニット１２からの樹脂の射出タイミングよりも早いタイミングで先に射出して、射出領域２３に樹脂を行き渡らせる時間をかせいでもよい。この場合には、射出タイミングを、外縁の樹脂が固化する前に、隣接する射出ユニット１２からの樹脂と結合できるように設定する。

射出口２２からキャビティ１０内に射出された樹脂材料は、射出口２２から更に供給される樹脂材料によって押し出されながら、主にその粘度によってキャビティ１０内を進み、キャビティ１０内に広がる。一つの射出口２２から射出された樹脂材料は、キャビティ１０内を進み、それぞれ受け持つ射出領域２３を満たし、隣接する射出口２２から射出された樹脂材料と接触して結合する。

樹脂材料を射出後、冷却手段４４により金型２を冷却して、キャビティ１０内の樹脂材料を固化させて成形品を成形する。樹脂材料の固化後、上側プラテン６による固定型１４の保持を解除し、型締機構８によって下側プラテン４を下方に移動させて、固定型１４及び移動型１６を共に下方に移動させる。型締機構８は、下側プラテン４の上面が、ガイドレール５２の高さと一致する位置まで、下側プラテン４及び金型２を移動させる。

次に、スライド手段５６を駆動し、ピストンロッド７０を前方に突出させる。すると、ピストンロッド７０の先端に連結された移動型１６が、ピストンロッド７０に押し出され、ガイド部材４２及びガイドレール５２に案内されながら前方に移動して、射出成形装置本体１の外側の型開きを行う型開きステーションまで移動する。

移動型１６および固定型１４が前方に移動すると、固定型１４の係合ピン８１の凹部８１Ａが、被係合部材８２の突出部８２Ａ先端の間の間隙に係合し、これにより、固定型１４が保持部材７８に保持される。一方、移動型１６は、ガイドレール５２上で、その自重によって保持される。その後、被係合部材８２の貫通孔に、位置決めピン８３を上下に貫通させ、これにより、金型２の前後両端を４箇所で位置決めし、金型２の移動を防止する。

この状態で、型開閉駆動手段６０を駆動する。すなわち、ピストンロッド８６を油圧シリンダ８４内に引っ込めてピストンロッド８６を上方に移動させる。すると、図７の点線で示すように、保持部材７８が上方に移動し、これに伴って保持部材７８に保持された固定型１４が上方に移動する。これにより、固定型１４が移動型１６から離間し、金型２が開く。すると、固定型１４には、樹脂注入口１８からキャビティ１０まで延びる貫通孔１９内にに固化された樹脂が充填され、また、固定型１４にはコア側成形部１５が形成されているため、成形品は固定型１４側に付着して、移動型１６から離型する。

そして、図１０に示すように、エジェクタ機構４４のエジェクタピン４６を樹脂注入口１８からキャビティ１０側に向かって貫通孔１９に挿通する。エジェクタピン４６は、貫通孔１９内で固化した部分をキャビティ１０側に押し出し、成形品を固定型１４から押し出して離型させる。以上のようにして、金型２内から成形品を取り出す。成形品を金型２から取り出した後、エジェクタピン４６は、次の成形品の成形工程のために、貫通孔１９から引き抜かれる。

成形品を金型２から取り出した後は、保持部材７８を下方に移動させて固定型１４を元の位置に戻し、位置決めピン８３を外した後、スライド手段５６のピストンロッド７０を引っ込める方向に移動させる。すると、固定型１４及び移動型１６が後方に移動するにつれて、固定型１４の係合ピン８１と保持部材７８の被係合部材８２との係合が外れる。そして、固定型１４及び移動型１６が下側プラテン４上に配置され、射出成形装置本体１内に収容され、次の成形工程の準備が完了する。

このような構成の本実施形態によれば、次のような優れた効果を得ることができる。
型締装置８の油圧シリンダ４０の接触面４２が、下側プラテン４の略中央部を支持し、金型２のキャビティ１０が形成される領域のほぼ全域を下方から支持するので、射出成形時に、金型２および下側プラテン４が撓むのを効果的に抑制することができる。特に、射出ユニット１２から樹脂材料が射出される際には、キャビティ１０内に、金型２がふくらむ方向に圧力がかかるので、この射出圧による金型２および下側プラテン４の撓みを確実に抑制することができる。これにより、成形品の精度を高めることができる。

また、金型２および下側プラテン４の撓みを抑制することができるので、これらの部材に必要とされる強度を低減することができる。したがって、金型２および下側プラテン４をより薄く形成することができ、これらの部材の構造の簡素化、省コスト化、および射出成形装置本体１の小型化を促進することができる。また金型２の薄型化が可能になるので、切削などによる金型製造時に金型材料の取扱いが容易となり、より短期間で金型２を製造することができる。

エジェクタピン４６が、樹脂注入口１８から貫通孔１９に挿通されて、貫通孔１９内で固化した部分を押すことによって成形品を金型２から取り出すので、従来のエジェクタ機構とは異なり、エジェクタ機構４４を下側プラテン４の下方に配置する必要がない。これにより、油圧シリンダ４０を、エジェクタ機構４４と干渉することなく下側プラテン４の真下、即ち金型２の平面視で、キャビティ１０が形成された位置に配置することができ、金型２および下側プラテン４の一番撓みやすい部分を支持することができる。

特に、本実施形態では、射出成形装置本体１が低圧で樹脂材料を射出することができる構成となっているので、射出口２２、樹脂注入口１８、及び貫通孔１９が一定の直径で、比較的太く形成され、また貫通孔１９は、ランナなどを介さずに直接キャビティ１０に連通している。したがって、貫通孔１９にエジェクタピン４６を容易に挿通して進退させることができ、成形品を金型２から容易且つ確実に取り出すことができる。

エジェクタ４６が、樹脂注入口１８から貫通孔１９を通って成形品を押し出すので、従来のエジェクタ装置とは異なり、エジェクタピンの跡が成形品につくことがない。したがって、成形品の外観を良好にすることができる。

エジェクタピン４６が、樹脂注入口１８から成形品を離型するので、樹脂注入口１８が設けられる固定型１４にコア側成形部１５を形成することができる。つまり、コア側成形部１５は、成形品の裏面側の成形部であるので、樹脂注入口１８が、成形品の裏面側に配置される。したがって、成形品の表面側に樹脂注入口１８の跡が残ることなく、成形品の外観を良好にすることができる。

ここで、従来、エジェクタ装置が移動型側に配置され、移動型にコア側成形部が形成されている場合では、キャビティの側方にゲートを形成して、成形品の側面に対応する位置から樹脂を注入することにより、成形品の表面側に樹脂注入跡が目立たないように工夫していた。このような従来の射出成形装置では、通常射出成形装置の中央に配置される樹脂射出口と、成形品側方のゲートとを連通するために長いランナを用意しなければならなかったり、金型のアンバランスを調整するために樹脂射出口の左右両側にキャビティを対称に設けなければならなかったりし、金型の設計に制約があった。これに対して、本実施形態の射出成形装置１００では、樹脂注入口１８をキャビティ１０に対してどの位置に配置しても成形品の外観に影響を及ぼすことがない。したがって、キャビティ１０の配置の自由度及び金型２の設計の自由度を高めることができる。

また、本実施形態では、成形品の外観に影響することなく樹脂注入口１８を配置することができるので、樹脂注入口１８の配置の自由度を高めることができ、どのような成形品に対してもダイレクトゲートを設けることができる。これにより、様々な形状の成形品に対しても、樹脂注入口１８の配置を調整することにより柔軟に対応することができ、良好な成形品を得ることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態による射出成形装置２００は、エジェクタ機構が射出成形装置内に設けられている点で、第１実施形態による射出成形装置１００と異なる。

図１１は、本発明の第２実施形態による射出成形装置２００を示す全体斜視図である。図１１に示すように、射出成形装置２００は、第１実施形態の型開閉装置５０を備えていない。このため、型締装置２０８は、第１実施形態の型締装置８と配置は同様であるが、金型２を射出成形装置２００内で開閉できるだけのストロークを有する油圧シリンダを用いて構成されている。

図１２は、本発明の第２実施形態による射出成形装置２００において成形品を金型２から離型させる工程を示す図である。
エジェクタ機構５２は、射出ユニット１２が取り付けられる取付口２０に射出ユニット１２の代わりに取付可能なエジェクタピン５４と、エジェクタピン５４を軸方向に移動させる図示しない移動機構とを備えている。

この射出成形装置２００では、射出ユニット１２によって樹脂材料をキャビティ１０に射出し、金型２を冷却して樹脂材料を固化させて成形品を成形した後、射出ユニット１２を取付口２０から取り外し、代わりにエジェクタ機構５２のエジェクタピン５４を取付口２０に設置する。金型２を型締装置２０８によって開くと、成形品は、コア側成形部１５が形成された固定型１４に付着する。移動機構によってエジェクタピン５４を樹脂注入口１８を通して貫通孔１９に挿通して、成形品を押し出す。成形品の取出後は、次の成形品の成形工程のために、エジェクタ機構５２を取付口２０から取り外し、射出ユニット１２を再度取り付ける。

なお、本実施形態では、射出ユニット１２の取付口２０からの取り外し、エジェクタ機構５２の取付口２０への設置、エジェクタピン５４の貫通孔１９への挿通等の動作は、前述のように移動機構を用いて自動で行ってもよいし、移動機構を用いず、手動で行ってもよい。

このような第２実施形態の射出成形装置２００によっても、第１実施形態と同様の効果を得ることができ、型締装置２０８で下側プラテン４の略中央部を支持して金型２及び下側プラテン４の撓みを抑制することができる。また同時に、エジェクタ機構５２を型締装置２０８と干渉することなく配置することができる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、例えば、型締装置は、金型の外面のうち、金型の平面視で、キャビティが形成される領域と少なくとも一部と重なる部分を支持していればよい。したがって、例えば図１３に示すように、一つの油圧シリンダ９０によって略中央部だけを支持してもよいし、あるいは、キャビティの形状に応じて、樹脂材料の射出によって金型にかかる圧力が最も高い部分を支持してもよい。また、例えば、図１４に示すように、複数の接触面９４を有する一つまたは複数の油圧シリンダによって、キャビティが形成される部分に対応する部分を複数箇所で分割して支持してもよい。

型締装置の移動型支持プラテンへの接触面は、前述の実施形態のように円形のものに限らず、例えば図１４に示すように、略矩形であってもよいし、その他任意の形状とすることができる。

樹脂注入口は、一つのキャビティに対して複数設けられているものに限らず、例えば前述の図１３に示すように、樹脂注入口が一つ設けられているものでもよい。その場合には、キャビティから成形品を取り出す工程では、一つの樹脂注入口からエジェクタピンを挿通して成形品を押し出せばよい。
樹脂注入口が複数設けられている場合には、樹脂注入口は、金型の長さ方向及び幅方向に沿って、一定の間隔を有して配置されているものに限らず、射出成形装置が扱う成形品の形状の範囲に応じて任意に設定することができる。したがって、樹脂注入口は、例えば不均等な間隔で配置されていてもよく、ランダムに配置されていてもよい。

金型から成形品を離型させる工程では、エジェクタピンを移動手段によって移動させて樹脂注入口から成形品を押し出す方法に限らず、例えばエジェクタピンを手で操作してもよい。また、手をエジェクタピンとして用いて、樹脂注入口から成形品を手で押し出してもよい。

射出成形装置は、前述に実施形態では、低圧で射出する構成のものであったが、これに限らず、高圧で射出する構成のものであってもよい。
また、射出成形装置は、前述の実施形態では、縦型の射出成形装置として説明したが、これに限らず、例えば横型の射出成形装置であってもよい。

本発明の第１実施形態による射出成形装置を示す全体斜視図である。 本発明の第１実施形態による射出成形装置の金型の部分を示す断面図である。 本発明の第１実施形態による射出ユニットを示す一部側断面図である。 本発明の第１実施形態による射出成形装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態による射出成形装置の射出領域を示す図である。 本発明の第１実施形態による型開閉装置の正面図である 本発明の第１実施形態による型開閉装置の側面図である。 本発明の第１実施形態による型開閉装置のスライド手段の一部を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による型開閉装置の型保持手段の部分を示す正面図である。 本発明の第１実施形態による射出成形装置において成形品を金型から離型させる工程を示す図である。 本発明の第２実施形態による射出成形装置を示す全体斜視図である。 本発明の第２実施形態による射出成形装置において成形品を金型から離型させる工程を示す図である。 本発明による射出成形装置の別の変形例を示す図である。 本発明による射出成形装置の更に別の変形例を示す図である。

符号の説明

１００，２００ 射出成形装置
２ 金型
４ 下側プラテン
６ 上側プラテン
８，２０８ 型締装置
１０ キャビティ
１２ 射出ユニット
１４ 固定型
１５ コア側成形部
１６ 移動型
１７ キャビティ側成形部
１８ 樹脂注入口
１９ 貫通孔
２２ 射出口
４０ 油圧シリンダ
４２ 接触面
４４，５２ エジェクタ機構
４６，５４ エジェクタピン

Claims (4)

1. 固定型および該固定型に対して移動する移動型を備えた金型を使用する射出成形装置であって、
   前記固定型を支持する固定型支持プラテンと、
   前記移動型を支持する移動型支持プラテンと、
   前記移動型支持プラテンを前記固定型に対して移動させ前記固定型および移動型の型締めおよび型開きを行うとともに、型締め時に所定の型締め圧を付与する型締機構と、
   前記型開き時に、前記金型のキャビティ内で成形された成形品を前記固定型または移動型から離型させるエジェクタ機構と、を備え、
   前記エジェクタ機構は、前記型締め時に固定型および移動型によって形成されるキャビティ内に注入される樹脂の注入口から、前記キャビティ内に突出可能なエジェクタピンを備えている、
   ことを特徴とする射出成形装置。
2. 前記型締機構が、油圧シリンダを備え、
   該シリンダの先端が、前記キャビティと重なる前記移動型支持プラテンの領域を支持している、
   請求項１に記載の射出成形装置。
3. 前記エジェクタピンは、前記樹脂注入口に対応して複数、設けられている、
   請求項１又は２に記載の射出成形装置。
4. 前記固定型には、コア側成形部が形成されるとともに、前記樹脂の注入口を前記キャビティに連通させる貫通孔が形成され、
   前記エジェクタピンは、前記貫通孔を通して前記キャビティ内に突出するように構成されている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の射出成形装置。

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