JP2009039908A - 射出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形装置の小型化、構造の簡素化を図ることができる射出成形装置の型開閉装置を提供する。
【解決手段】射出成形装置本体１から前方に突出するガイドレール５２と、金型２をガイドレール５２に沿って射出成形装置本体１の外側にスライドさせるスライド手段５６と、射出成形装置本体１の外側で固定型１４を保持する型保持手段５８と、固定型１４を上下に移動させて金型２の開閉を行う型開閉駆動手段６０と、を備えている。金型２の開閉動作を射出成形装置本体１の外側で行うので、型締機構８に必要なストロークを大幅に低減することができる。したがって、型締機構８に必要な型締圧を低減させることができるから、型締機構８の構造を簡単にすることができ、射出成形装置１００の小型化、構造の簡素化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形装置に関し、詳細には、射出成形位置と型開き位置が異なる射出成形装置に関する。

従来の射出成形装置は、金型の移動型を支持し、移動型を固定型に対して近接離間させて金型を開閉する金型開閉機構を備えている（特許文献１）。この金型開閉機構は、射出成形時には、移動型を固定型に所定の力で押しつける型締、および射出成形後には、硬化した成形品を取り出すために移動型を固定型から離間させる型開きを行う。このような金型開閉装置は、一般的に、油圧シリンダを備え、この油圧シリンダによって移動型を移動させる。

特開平９−１７４６４０号公報

しかしながら、射出成形装置では、成形品を金型から取り出す際に成形品を金型からスムーズに取り出することができるように、移動型を固定型からある程度大きく離す必要があるため、金型開閉機構の油圧シリンダに大きなストロークを必要とする。特に、成形品の取出にロボット等の取出装置を使用する場合等には、金型装置が取出装置と干渉しないようにさらに大きく金型を開かなければならず、油圧シリンダにより大きなストロークが求められる。

また、射出成形装置には、通常、金型開閉機構の他、エジェクタ機構や、ガス注入機構、冷却水注入機構等の様々な機構が取り付けられており、移動型を移動させるときにこれらの装置のいくつかを移動型と共に移動させなければならない場合がある。この場合には、移動させる部分の重量が大きくなるため、より高い性能の油圧シリンダが必要となる。したがって、油圧シリンダが大型化したり、高価となるという問題があり、また、射出成形装置も大がかりなものとなり、大型化してしまう。

本発明は、小型で構造が簡単な射出成形装置を提供することを目的する。

本発明によれば、固定型と移動型とを含む金型を用いて射出成形を行う射出成形装置であって、金型が配置され該金型内に樹脂が注入される射出成形ステーションと、射出成形ステーションに配置された移動型を固定型に所定の型締圧で押しつける型締機構と、金型内の成形品の取り出しが行われる型開きステーションと、型開きステーションに配置された移動型と固定型とを相対的に離間させる型開き機構と、射出成形ステーションと型開きステーションを連結するガイドレールと、金型をガイドレールに沿ってスライドさせるスライド手段とを備えている、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、射出成形ステーションとは異なる位置で成形品の取出作業を行うことができる。よって、型締機構に必要なストロークが、大幅に低減される。これにより、例えば、型締機構がシリンダを用いて構成されている場合では、シリンダとしてストロークの小さなシリンダを使用することができるようになり、型締機構の小型化、構造の簡素化を促進することができ、ひいては射出成形装置全体の小型化、構造の簡素化を図ることができる。

本発明の好ましい態様によれば、スライド手段によって射出成形ステーションの外に移動した金型の固定型および移動型の少なくとも一方を保持する型保持手段を更に備え、型保持手段は、固定型および移動型の少なくとも一方の端面から金型のスライド方向に直交する方向に突出する係合部材と、スライド手段による金型のスライド動作によって係合部材が係合する被係合部材とを有している。

このように構成された本発明によれば、型保持手段が、係合部材と、スライド手段による金型のスライド動作によって係合部材が係合する被係合部材とを有するので、金型をスライド手段によって射出成形装置本体の外側に移動させると、固定型および移動型の少なくとも一方を保持させる操作を行うことなく、係合部材が被係合部材に係合して、固定型および移動型の少なくとも一方が保持される。したがって、一連の型開閉動作が簡単となり、型が確実に保持される。

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。
本発明の一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、本発明の一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の型締を行う型締機構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上面とコア側成形部１５（キャビティ１０内部）とを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、本発明の一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機構８の型締、型締の解除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、型締機構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、型締機構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、型締機構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（解除）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、本発明の一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、本発明の一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の長手方向（横方向）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の長手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の長手方向端面から長手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の前方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に後方から係合して、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の長手方向両端面が段差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、移動機構を備えず、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、型締機構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を下側プラテン４上に配置すると、固定型１４を上側プラテン６で保持する。このようにして、金型２が射出成形装置本体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。
射出成形装置本体１の外側に型開閉装置５０を設け、型締機構８による金型２の型締動作と、成形品取出のための金型２の開閉動作とを分離したので、型締機構８の油圧シリンダ４０に必要なストロークを大幅に減少させることができる。したがって、所定の型締圧力を発生させる必要がある型締機構８の油圧シリンダとして、例えば単動シリンダのような、より低能力のものを利用することができるから、型締機構８の構造の簡素化を図ることができる。よって、射出成形装置本体１の構造の簡素化を図ることができ、射出成形装置本体１の小型化を促進することができる。

型開閉装置５０によって、射出成形装置本体１の外側で金型２の開閉、成形品の取出を行うので、例えば成形品を取り出すためのピックアップ機構等の追加の装置をさらに設ける場合でも、装置の設置スペースを容易に確保することができる。
また、金型２の開閉動作を射出成形装置本体１の外側で行うので、金型２の開閉動作を射出成形装置本体１の中で行う場合に比べて、より大きなストロークを確保することができる。したがって、成形品の取出作業を容易に行うことができる。

スライド手段５６のピストンロッド７０が、移動型１６に固定されているので、金型２のスライド位置をピストンロッド７０の突出位置を制御することによって調整することができる。したがって、金型２のスライド動作を的確に行うことができ、金型２を確実に射出成形装置本体１の外側の所定位置まで排出し、確実に射出成形装置本体１の中の所定位置に戻すことができる。

型保持手段５８が、凹部８１Ａが形成された係合ピン８１と、突出部８２Ａ間に間隙が形成された被係合部材８２とを有するので、金型２をスライド手段５６によって射出成形装置本体１の外側に移動させると、金型２のスライド動作によって係合ピン８１が被係合部材８２に係合して、固定型１４が保持部材７８に保持される。したがって、スライド動作が保持動作を兼ねることができるので、型保持手段の構成を簡略化することができる。また、スライド動作と保持動作が同時に行われるので、動作時間の短縮を図ることができる。

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、型保持手段は、係合ピン８１と被係合部材８２とを有する構成に限らず、例えば磁石や吸引によって吸着して保持する構成や、その他任意の構成を採用することができる。

前述の実施形態では、型保持手段５８の被係合部材８２は、１つの保持部材７８に対して２箇所に設けられていたが、これに限らず、３箇所或いはそれ以上の任意の個数設けられていてもよく、また、例えば金型のスライド方向に沿って連続的に形成されていてもよい。
型保持手段は、金型２のスライド動作によって固定型１４の保持を同時に行うものに限らず、金型を射出成形装置本体の外側に移動させた後、係合部材を被係合部材に係合させる係合作業を行うなどして、金型の保持を行ってもよい。
また、型保持手段は、金型２の固定型１４を保持する構成であったが、これに限らず、例えば移動型を保持してもよいし、固定型および移動型の両方を保持する構成であってもよい。

スライド手段は、移動型に連結された油圧シリンダによるものに限らず、例えば移動型の下方に配置されたベルトによるものや、その他任意の構成のものを採用することができる。
型開閉駆動手段は、固定型を上下に移動させて金型を開閉するものに限らず、例えば移動型を上下に移動させてもよい。この場合には、例えば、前述の実施形態の型開閉駆動手段６０を移動型１６に取り付け、移動型１６を固定型１４に対して下方に移動させて型を開閉させればよい。このような構成によれば、金型２を開いたときに、固定型１４を射出成形装置本体１内での固定型１４の高さ位置と同じ位置に配置でき、移動型１６を固定型１４よりも低い位置に配置することができる。したがって、固定型１４および移動型１６へのアクセスが容易になり、メンテナンスや、金型２に対する作業を容易に行うことができる。

または、型開閉駆動手段は、固定型および移動型の両方を移動させて金型の開閉を行う構成であってもよい。要するに、型開閉駆動手段は、固定型及び移動型を相対的に離間させる方向に移動させる構成であればよい。

型開き機構は、射出成形装置の前方に金型をスライドさせる構成に限らず、例えば横方向にスライドさせる構成であってもよい。つまり、前述の実施形態では、射出成形装置本体及び金型の短手方向に沿って金型をスライドさせて射出成形装置本体の外側に移動させていた。本発明では、これに限らず、射出成形装置本体及び金型の長手方向に沿って金型をスライドさせて射出成形装置本体の外側に移動させてもよい。この場合には、型保持手段が金型の短手方向両端を保持するように構成することができるので、金型を開閉させる際に、金型の撓みを最小限に抑えることができる。また、型開き機構は、金型を開く動作及び金型を閉じる動作の両方を行う機構に限らず、少なくとも型を開く機構を有していればよい。したがって、型開き機構が、金型を開く機構のみを有し、射出成形装置には、金型を閉じる機構を別途設けてもよい。

型締機構は、油圧シリンダを用いる構造に限らず、任意の構造を採用でき、例えばトグルリンクを用いるものであってもよい。
エジェクタ機構は、前述の実施形態では、型開閉機構の上方に配置されていたが、これに限らず、例えばエジェクタ機構が従来の一般的な射出成形装置と同様に、射出成形装置本体に設けられていてもよい。
射出成形ステーションでの射出成形装置本体の構造は、前述の実施形態では、複数の射出ユニットを有し、低圧で樹脂材料を射出するものであったが、これに限らず、任意の構造を採用できる。したがって、射出成形装置本体は、従来の一般的な射出成形装置と同様に、一つの射出ユニットから樹脂材料を高圧で射出して成形品を製造する構造のものであってもよい。

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。

本発明の一実施形態による射出成形装置を示す全体斜視図である。 本発明の一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。 本発明の一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。 本発明の一実施形態による射出成形装置のブロック図である。 本発明の一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。 本発明の一実施形態による型開閉装置の正面図である 本発明の一実施形態による型開閉装置の側面図である。 本発明の一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。 本発明の一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。 本発明の一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。

符号の説明

１００ 射出成形装置
２ 金型
８ 型締機構
１０ キャビティ
１２ 射出ユニット
５０ 型開閉装置
５２ ガイドレール
５６ スライド手段
５８ 型保持手段
６０ 型開閉駆動手段
８１ 係合ピン
８２ 被係合部材

Claims (2)

1. 固定型と移動型とを含む金型を用いて射出成形を行う射出成形装置であって、
   前記金型が配置され該金型内に樹脂が注入される射出成形ステーションと、
   前記射出成形ステーションに配置された前記移動型を前記固定型に所定の型締圧で押しつける型締機構と、
   前記金型内の成形品の取り出しが行われる型開きステーションと、
   前記型開きステーションに配置された前記移動型と前記固定型とを相対的に離間させる型開き機構と、
   前記射出成形ステーションと前記型開きステーションを連結するガイドレールと、
   前記金型を前記ガイドレールに沿ってスライドさせるスライド手段とを備えている、
   ことを特徴とする射出成形装置。
2. 前記スライド手段によって前記射出成形ステーションの外に移動した前記金型の固定型および移動型の少なくとも一方を保持する型保持手段を更に備え、
   前記型保持手段は、前記固定型および移動型の少なくとも一方の端面から前記金型のスライド方向に直交する方向に突出する係合部材と、前記スライド手段による前記金型のスライド動作によって前記係合部材が係合する被係合部材とを有している、
   請求項１に記載の射出成形装置。

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