JP2011224815A - 射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のキャビティを有する金型を用いた射出成形において、加工品の品質をより向上させること。
【解決手段】溶融樹脂が射出充填される複数のキャビティ２６と各キャビティ２６と連通する複数の溶融樹脂通路２４を有する射出成形金型４と、溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂を射出成形金型４へ射出充填する樹脂射出装置６と、樹脂射出装置６が射出充填した溶融樹脂が選択したキャビティ２６へ射出充填されるように各溶融樹脂通路２４を開閉する溶融樹脂通路開閉機構と、選択したキャビティ２６ａへの一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化するように樹脂射出装置６を制御し、さらに、選択したキャビティ２６ａへの一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂が選択したキャビティ２６ａへ射出充填されるように溶融樹脂通路開閉機構を制御する射出成形制御装置８を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のキャビティを有する金型を用いて射出成形を行なう射出成形装置及び射出成形方法に関する。

従来、溶融樹脂の充填量や形状が異なる複数のキャビティを有する金型を用い、選択した複数のキャビティにおいて射出成形を行なう技術として、例えば、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に開示されている技術は、選択した複数のキャビティにおいて射出成形を行なう際に、一つのキャビティへの射出充填・保圧が完了して、次のキャビティへの射出充填を開始する時点で、射出開始時における射出スクリュの位置補正を行なうものである。

ここで、特許文献１に開示されている技術では、射出シリンダ内において、複数のキャビティに充填する溶融樹脂の量に応じた移動量で射出スクリュを後退させることにより、複数のキャビティに充填する量の溶融樹脂材料を一括して計量・可塑化している。そして、射出シリンダ内において、各キャビティに充填する溶融樹脂の量に応じた移動量で射出スクリュを前進させることにより、溶融樹脂材料を一括して計量・可塑化した溶融樹脂を、複数のキャビティへ順番に射出充填している。

特開２００４−１５５０７１号公報

特許文献１に記載された技術においては、複数のキャビティに充填する量の溶融樹脂材料を一括して計量・可塑化した溶融樹脂を、射出シリンダ内で前進させた射出スクリュにより、複数のキャビティへ順番に射出充填している。
しかしながら、射出スクリュを射出シリンダ内で前進させる際には、金型温度の変化や、溶融樹脂の温度や密度の変化、射出スクリュの前進時に発生する慣性等により、射出スクリュの前進速度が不安定となるおそれがある。

したがって、特許文献１に記載された技術では、複数のキャビティへ各個に射出充填する溶融樹脂の量が安定せず、適切な量の溶融樹脂がキャビティ内へ射出充填されない可能性がある。
このように、従来の技術においては、キャビティ内で成形される成形品の品質低下を十分に抑制することが困難であった。

本発明の課題は、複数のキャビティを有する金型を用いて行なう射出成形において、成形品の品質をより向上させることである。

以上の課題を解決するため、本発明の一態様に係る射出成形装置は、
溶融樹脂が射出充填される複数のキャビティ（例えば、図２のキャビティ２６ａ、２６ｂ）と、当該複数のキャビティと連通する複数の溶融樹脂通路（例えば、図２の溶融樹脂通路２４ａ、２４ｂ）と、を有する射出成形金型（例えば、図１の射出成形金型４）と、溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂を前記射出成形金型へ射出充填する樹脂射出装置（例えば、図２の樹脂射出装置６）と、前記樹脂射出装置が前記射出成形金型へ射出充填した溶融樹脂が前記複数のキャビティのうち選択したキャビティへ射出充填されるように、前記複数の溶融樹脂通路を開閉する溶融樹脂通路開閉機構（例えば、図２のバルブピン１８、バルブピン駆動部２０、バルブピン制御部２２）と、前記複数のキャビティのうち選択した一つのキャビティへの一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化するように前記樹脂射出装置を制御し、さらに、前記選択した一つのキャビティへの一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂が選択した一つのキャビティへ射出充填されるように前記溶融樹脂通路開閉機構を制御する射出成形制御装置（例えば、図２の射出成形制御装置８）と、を備えることを特徴としている。

このような構成により、選択した成形品を一個のみ製造するために必要な量の溶融樹脂をキャビティ内へ射出充填して、キャビティ内へ射出充填される溶融樹脂の量を正確な量とすることが可能となる。
このため、キャビティ内で成形される成形品の品質低下を十分に抑制することが可能となり、複数のキャビティを有する金型を用いて行なう射出成形において、成形品の品質をより向上させることが可能となる。

また、本発明の一態様に係る射出成形方法は、
溶融樹脂が射出充填される複数のキャビティのうち選択した一つのキャビティへの一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂を、前記選択した一つのキャビティに射出充填することを特徴としている。

このような構成により、選択した成形品を一個のみ製造するために必要な量の溶融樹脂をキャビティ内へ射出充填して、キャビティ内へ射出充填される溶融樹脂の量を正確な量とすることが可能となる。

このため、キャビティ内で成形される成形品の品質低下を十分に抑制することが可能となり、複数のキャビティを有する金型を用いて行なう射出成形において、成形品の品質をより向上させることが可能となる。

射出成形装置の概略構成を示す図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 樹脂射出装置の概略構成を示す図である。 射出成形装置を用いて成形品を製造する際の、射出成形装置の動作サイクルを示す図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る射出成形装置及び射出成形方法の、実施の形態（実施形態）を説明する。

（第一実施形態）
（構成）
まず、図１から図３を用いて、第一実施形態における、射出成形装置の構成について説明する。
図１は、射出成形装置１の概略構成を示す図である。また、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

図１中に示すように、射出成形装置１は、材料となる溶融樹脂の量及び形状がそれぞれ異なる、四種類の成形品２ａ〜２ｄを、溶融樹脂を材料として用いた射出成形により製造する装置である。なお、第一実施形態では、一例として、四種類の成形品２ａ〜２ｄが、大きさ（外径）がそれぞれ異なる歯車である場合について説明するが、射出成形装置１の構成は、複数種類の成形品２を製造する構成であればよく、材料となる溶融樹脂の量または形状を限定するものではない。

また、図１及び図２中に示すように、射出成形装置１は、射出成形金型４と、樹脂射出装置６と、射出成形制御装置８を備えている。なお、図１中では、説明のために、樹脂射出装置６及び射出成形制御装置８の図示を省略している。

射出成形金型４は、樹脂通路形成部１０と、固定側金型部１２と、可動側金型部１４と、溶融樹脂受け入れ部１６と、バルブピン１８と、バルブピン駆動部２０と、バルブピン制御部２２を備えている。なお、図１中では、説明のために、固定側金型部１２と、可動側金型部１４と、バルブピン駆動部２０及びバルブピン制御部２２の図示を省略している。

樹脂通路形成部１０は、その内部に、溶融樹脂の通路を構成する複数経路の溶融樹脂通路２４を有している。なお、第一実施形態では、射出成形装置１の構成を、材料となる溶融樹脂の量及び形状がそれぞれ異なる、四種類の成形品２ａ〜２ｄを製造する構成としたため、樹脂通路形成部１０の内部には、四経路の溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄが形成されている。

ここで、溶融樹脂通路２４ａは、成形品２ａの材料となる溶融樹脂の通路を構成し、溶融樹脂通路２４ｂは、成形品２ｂの材料となる溶融樹脂の通路を構成している。また、溶融樹脂通路２４ｃは、成形品２ｃの材料となる溶融樹脂の通路を構成し、溶融樹脂通路２４ｄは、成形品２ｄの材料となる溶融樹脂の通路を構成している。
なお、図２中には、四経路の溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄのうち、二経路の溶融樹脂通路２４ａ、２４ｂのみを示し、溶融樹脂通路２４ｃ、２４ｄの図示を省略している。

各溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄの一端側は、樹脂通路形成部１０内で合流して、溶融樹脂受け入れ部１６と連通している。一方、各溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄの他端側は、それぞれ、溶融樹脂が射出充填される複数のキャビティ２６に連通している。なお、キャビティ２６に関する説明は、後述する。

また、樹脂通路形成部１０の内部には、複数のヒーター２８が配置されている。これらのヒーター２８は、溶融樹脂通路２４を加熱して、溶融樹脂通路２４内に存在する溶融樹脂の硬化を抑制している。
固定側金型部１２は、樹脂通路形成部１０に固定されており、四種類の成形品２ａ〜２ｄの一部を成形するための、四箇所の固定側空隙部３０ａ〜３０ｄを有している。

ここで、固定側空隙部３０ａは、成形品２ａの一部を成形するための空隙部を構成し、固定側空隙部３０ｂは、成形品２ｂの一部を成形するための空隙部を構成している。また、固定側空隙部３０ｃは、成形品２ｃの一部を成形するための空隙部を構成し、固定側空隙部３０ｄは、成形品２ｄの一部を成形するための空隙部を構成している。
なお、図２中には、四箇所の固定側空隙部３０ａ〜３０ｄのうち、成形品２ａ、２ｂの一部を成形するための、二箇所の固定側空隙部３０ａ、３０ｂのみを示し、固定側空隙部３０ｃ、３０ｄの図示を省略している。

各固定側空隙部３０ａ〜３０ｄは、それぞれ、各溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄの他端側と連通している。

可動側金型部１４は、図示しないアクチュエータ等を備えており、固定側金型部１２へ近づく方向または固定側金型部１２から離れる方向へ移動可能に形成されている。
また、可動側金型部１４は、四種類の成形品２ａ〜２ｄのうち、四箇所の固定側空隙部３０ａ〜３０ｄにより成形される部分以外を成形するための、四箇所の可動側空隙部３２ａ〜３２ｄを有している。

ここで、可動側空隙部３２ａは、成形品２ａのうち、固定側空隙部３０ａにより成形される部分以外を成形するための空隙部を構成し、可動側空隙部３２ｂは、成形品２ｂのうち、固定側空隙部３０ｂにより成形される部分以外を成形するための空隙部を構成している。また、可動側空隙部３２ｃは、成形品２ｃのうち、固定側空隙部３０ｃにより成形される部分以外を成形するための空隙部を構成し、可動側空隙部３２ｄは、成形品２ｄのうち、固定側空隙部３０ｄにより成形される部分以外を成形するための空隙部を構成している。

なお、図２中には、四箇所の可動側空隙部３２ａ〜３２ｄのうち、成形品２ａ、２ｂの一部を成形するための、二箇所の可動側空隙部３２ａ、３２ｂのみを示し、可動側空隙部３２ｃ、３２ｄの図示を省略している。

可動側金型部１４の移動は、射出成形制御装置８が出力する制御信号に応じて行なう。
また、特に図示しないが、可動側金型部１４は、可動側空隙部３２内に突出可能なエジェクタを有している。このエジェクタは、可動側空隙部３２内に突出していない状態が通常の状態である。

また、図２中には、可動側金型部１４と固定側金型部１２が接触している状態を示している。この状態では、図２中に示すように、互いに対応する固定側空隙部３０と可動側空隙部３２は、成形品２の形状に応じた空隙部であるキャビティ２６を形成している。
ここで、第一実施形態では、射出成形装置１の構成を、材料となる溶融樹脂の量及び形状がそれぞれ異なる、四種類の成形品２ａ〜２ｄを製造する構成としたため、固定側金型部１２及び可動側金型部１４により、四つのキャビティ２６が形成される構成となる。すなわち、射出成形金型４は、溶融樹脂の充填量がそれぞれ異なる複数のキャビティ２６を有している。

また、キャビティ２６ａは、成形品２ａの形状に応じた空隙部であり、キャビティ２６ｂは、成形品２ｂの形状に応じた空隙部である。また、キャビティ２６ｃは、成形品２ｃの形状に応じた空隙部であり、キャビティ２６ｄは、成形品２ｄの形状に応じた空隙部である。
なお、図２中には、四つのキャビティ２６ａ〜２６ｄのうち、成形品２ａ、２ｂを成形するための、二つのキャビティ２６ａ、２６ｂのみを示し、キャビティ２６ｃ、２６ｄの図示を省略している。

溶融樹脂受け入れ部１６は、樹脂通路形成部１０に取り付けられており、その内部に、受け入れ側通路１６ａを有している。
受け入れ側通路１６ａの一端は、各溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄの一端側と連通しており、受け入れ側通路１６ａの他端は、樹脂射出装置６が連結されている。すなわち、受け入れ側通路１６ａは、樹脂射出装置６から各溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄへの、溶融樹脂の通路を構成している。

バルブピン１８は、棒状の部材であり、溶融樹脂通路２４を開閉する部材である。なお、第一実施形態では、樹脂通路形成部１０の内部に、四経路の溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄが形成されているため、射出成形装置１の構成は、四つのバルブピン１８ａ〜１８ｄを備えた構成となっている。

各バルブピン１８ａ〜１８ｄの一端側は、樹脂通路形成部１０内へ挿通されて、各溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄ内へ配置されている。なお、図２中には、バルブピン１８ａが溶融樹脂通路２４ａを閉塞し、バルブピン１８ｂが溶融樹脂通路２４ｂを閉塞している状態を示している。

一方、各バルブピン１８ａ〜１８ｄの他端側は、樹脂通路形成部１０の外部において、それぞれ、バルブピン駆動部２０に連結されている。
バルブピン駆動部２０は、油圧シリンダ等を備えており、バルブピン制御部２２が出力する制御信号に応じて、バルブピン１８を軸方向へ移動可能に形成されている。なお、第一実施形態では、射出成形装置１の構成が、四つのバルブピン１８ａ〜１８ｄの他端側がそれぞれ連結される、四つのバルブピン駆動部２０を備えた構成となっている。

ここで、バルブピン駆動部２０ａには、バルブピン１８ａの他端側が連結され、バルブピン駆動部２０ｂには、バルブピン１８ｂの他端側が連結される。また、バルブピン駆動部２０ｃには、バルブピン１８ｃの他端側が連結され、バルブピン駆動部２０ｄには、バルブピン１８ｄの他端側が連結される。

なお、図２中には、四つのバルブピン駆動部２０ａ〜２０ｄのうち、バルブピン１８ａ、１８ｂの他端側がそれぞれ連結される、二つのバルブピン駆動部２０ａ、２０ｂのみを示し、バルブピン駆動部２０ｃ、２０ｄの図示を省略している。

バルブピン制御部２２は、射出成形制御装置８が出力する制御信号に応じて、バルブピン駆動部２０を駆動させる。
樹脂射出装置６は、射出成形制御装置８が出力する制御信号に応じて、溶融樹脂材料（固形樹脂材料等）を計量・可塑化し、この計量・可塑化した溶融樹脂を、樹脂通路形成部１０へ射出する装置である。

以下、図１及び図２を参照しつつ、図３を用いて、樹脂射出装置６の具体的な構成について説明する。
図３は、樹脂射出装置６の概略構成を示す図である。なお、図３中に示す樹脂射出装置６の構成は、一例であり、樹脂射出装置６の構成は、これに限定されるものではない。

図３中に示すように、樹脂射出装置６は、射出シリンダ３４と、射出スクリュ３６と、スクリュ駆動モータ３８と、固定フレーム４０と、移動フレーム４２と、ボールねじ回転モータ４４と、スクリュ位置センサ４６を備えている。

射出シリンダ３４は、略円筒状に形成されており、先端側が溶融樹脂受け入れ部１６に接続された状態で、その内部と受け入れ側通路１６ａが連通している。
また、射出シリンダ３４の外周面には、図示しないホッパが取り付けられており、このホッパ内には、溶融樹脂材料（固形樹脂材料等）が投入される。
射出スクリュ３６は、射出シリンダ３４内へ、射出シリンダ３４の基端側から挿入されており、射出シリンダ３４と相対移動可能に配置されている。

スクリュ駆動モータ３８は、射出スクリュ３６を回転させるモータであり、射出成形制御装置８が出力する制御信号に応じて駆動する。
固定フレーム４０は、射出シリンダ３４と一体に構成されており、ボールねじナット４８が取り付けられている。
移動フレーム４２は、図示しない基台上に配置されており、スクリュ駆動モータ３８と、ボールねじ軸５０が取り付けられている。

ボールねじ軸５０は、軸を射出スクリュ３６の軸と平行に配置されており、移動フレーム４２に対して、回転可能に、軸方向を拘束して取り付けられている。
ボールねじ回転モータ４４は、ボールねじ軸５０を回転駆動するモータであり、射出成形制御装置８が出力する制御信号に応じて駆動する。そして、ボールねじ回転モータ４４によりボールねじ軸５０を回転駆動させると、このボールねじ軸５０がボールねじナット４８と相対移動して、射出スクリュ３６が射出シリンダ３４内を前進または後退する。

スクリュ位置センサ４６は、移動フレーム４２に設置されており、射出スクリュ３６の移動量（前進量及び後退量）を検出し、この検出した移動量を含む情報信号を、射出成形制御装置８へ出力する。
なお、射出スクリュ３６の位置を検出する際には、このようなスクリュ位置センサ４６以外に、射出シリンダ３４内における溶融樹脂の密度を検出可能なセンサを用い、射出シリンダ３４内における溶融樹脂の密度をフィードバックして行なってもよい。

以下、図１から図３を用いて、射出成形制御装置８の構成について説明する。
射出成形制御装置８は、製造する成形品２の種類及び個数に応じて、可動側金型部１４、バルブピン制御部２２及び樹脂射出装置６を制御するための制御命令を含む制御信号を生成する。そして、これらの生成した制御信号を、可動側金型部１４、バルブピン制御部２２及び樹脂射出装置６へ出力する。

具体的な例としては、製造する成形品２が成形品２ａであり、その個数が三個である場合、以下に示す制御を行なう。

（ａ）．複数のキャビティ２６から、成形品２ａを成形するためのキャビティ２６ａを選択し、このキャビティ２６ａへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を行なう制御信号を生成し、この生成した制御信号を樹脂射出装置６へ出力する。

ここで、キャビティ２６ａへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を行なう制御信号を生成する際には、スクリュ位置センサ４６が出力した情報信号に基づき、射出スクリュ３６の後退量を演算する。そして、この演算した射出スクリュ３６の後退量に基づき、射出スクリュ３６を後退させるための制御信号を生成する。
また、射出成形制御装置８には、予め、成形品２ａ〜２ｄに応じた各キャビティ２６ａ〜２６ｄへの一回の充填量を記憶させておく。

（ｂ）．可動側金型部１４を固定側金型部１２と接触させる制御信号を、可動側金型部１４へ出力する。
（ｃ）．四経路の溶融樹脂通路２４ａ〜２４ｄのうち、溶融樹脂通路２４ａのみを開放するとともに、その他の溶融樹脂通路２４ｂ〜２４ｄを閉塞する制御信号を生成し、この生成した制御信号をバルブピン制御部２２へ出力する。

（ｄ）．キャビティ２６ａへ一回のみ射出充填する溶融樹脂を、成形品２ａに応じた速度（充填速度）及び圧力（充填圧）で溶融樹脂通路２４ａへ射出する制御信号を生成し、この生成した制御信号を樹脂射出装置６へ出力する。

ここで、溶融樹脂を、成形品２ａに応じた充填速度及び充填圧で溶融樹脂通路２４ａへ射出する制御信号を生成する際には、スクリュ位置センサ４６が出力した情報信号に基づき、射出スクリュ３６の前進量及び前進速度を演算する。そして、この演算した射出スクリュ３６の前進量及び前進速度に基づき、射出スクリュ３６を前進させるための制御信号を生成する。
また、射出成形制御装置８には、予め、各成形品２ａ〜２ｄに応じた速度（充填速度）及び圧力（充填圧）を記憶させておく。

（ｅ）．成形品２ａに応じた充填後の圧力を溶融樹脂通路２４ａへ加圧する制御信号を生成し、この生成した制御信号を、成形品２ａに応じた加圧時間の間、樹脂射出装置６へ出力する。
ここで、射出成形制御装置８には、予め、各成形品２ａ〜２ｄに応じた充填後の圧力を記憶させておく。

（ｆ）．溶融樹脂通路２４ａを閉塞する制御信号を生成し、この生成した制御信号をバルブピン制御部２２へ出力する。
（ｇ）．可動側金型部１４を固定側金型部１２から離れる方向へ移動させる制御信号を、キャビティ２６ａへ射出充填した溶融樹脂を硬化させるために必要な保圧・冷却時間に応じて、可動側金型部１４へ出力する。

ここで、射出成形制御装置８には、予め、各キャビティ２６ａ〜２６ｄへ射出充填した溶融樹脂を硬化させるために必要な保圧・冷却時間を記憶させておく。
そして、上記（ａ）〜（ｇ）の制御を、成形品２ａを製造する個数（三個）に対応して、三回繰り返す。

（動作）
次に、図１から図３を参照しつつ、図４を用いて、射出成形装置１の動作を説明する。
なお、第一実施形態では、製造する成形品２が、四種類の成形品２ａ〜２ｄのうち、成形品２ａと成形品２ｂであり、成形品２ａの個数が二個、成形品２ｂの個数が一個である場合について説明する。

図４は、射出成形装置１を用いて成形品２を製造する際の、射出成形装置１の動作サイクルを示す図である。

図４中に示すように、成形品２ａ及び成形品２ｂを製造する際には、まず、ステップＳ１において、射出成形制御装置８が、キャビティ２６ａへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を行なう制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号を樹脂射出装置６へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された樹脂射出装置６では、入力された制御信号に基づき、スクリュ駆動モータ３８及びボールねじ回転モータ４４を駆動させて、射出スクリュ３６を後退（Ｓ１に示す「射出スクリュ３６後退」）させる。これにより、樹脂射出装置６において、キャビティ２６ａへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化（Ｓ１に示す「計量・可塑化（成形品２ａ用）」）が行なわれる。そして、溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂は、射出シリンダ３４内において、射出スクリュ３６よりも溶融樹脂受け入れ部１６側に配置される。

ここで、溶融樹脂材料の計量・可塑化に伴う射出スクリュ３６の後退は、溶融樹脂の射出充填に伴う射出スクリュ３６の前進と異なり、速度や圧力の制限を受けること無く行なうことが可能である。このため、溶融樹脂材料の計量・可塑化に伴う射出スクリュ３６の後退は、射出スクリュ３６の移動状態が安定している状態で行なうことが可能となり、キャビティ２６ａへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を、安定して行なうことが可能である。

ステップＳ１において射出スクリュ３６が後退した後、ステップＳ２において、射出成形制御装置８が、可動側金型部１４を固定側金型部１２と接触させる制御信号を、可動側金型部１４へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された可動側金型部１４は、固定側金型部１２側へ移動して固定側金型部１２と接触し、成形品２ａを成形するためのキャビティ２６ａを形成（Ｓ２に示す「型締め」）する。このとき、キャビティ２６ａと同様に、成形品２ｂを成形するためのキャビティ２６ｂも形成（Ｓ２に示す「キャビティ２６ａと同じ」）される。

ステップＳ２においてキャビティ２６ａが形成された後、ステップＳ３において、射出成形制御装置８が、溶融樹脂通路２４ａのみを開放し、その他の溶融樹脂通路２４ｂ〜２４ｄを閉塞する制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号をバルブピン制御部２２へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力されたバルブピン制御部２２は、バルブピン１８ａを、溶融樹脂通路２４ａが開放（Ｓ３に示す「バルブピン１８ａ：開」）されるように移動させる。これに加え、射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力されたバルブピン制御部２２は、その他のバルブピン１８ｂ〜１８ｄを、溶融樹脂通路２４ａ以外が閉塞されるように移動させる。

ステップＳ３において溶融樹脂通路２４ａが開放された後、ステップＳ４において、射出成形制御装置８が、ステップＳ１において計量・可塑化した溶融樹脂を、成形品２ａに応じた充填速度及び充填圧で溶融樹脂通路２４ａへ射出する制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号を樹脂射出装置６へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された樹脂射出装置６では、入力された制御信号に基づき、スクリュ駆動モータ３８及びボールねじ回転モータ４４を駆動させて、射出スクリュ３６を前進（Ｓ４に示す「射出スクリュ３６前進」）させる。これにより、キャビティ２６ａ内へ溶融樹脂が射出充填（Ｓ４に示す「射出充填（成形品２ａ）」）される。

このとき、ステップＳ１において計量・可塑化した溶融樹脂は、キャビティ２６ａへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂であるため、成形品２ａを一個のみ製造するために必要な量となっている。このため、射出スクリュ３６を前進させる際には、射出スクリュ３６の先端が射出シリンダ３４の内壁と接触する位置まで、射出スクリュ３６を前進させる。これにより、ステップＳ１において計量・可塑化し、射出シリンダ３４内に配置されている全ての溶融樹脂を、受け入れ側通路１６ａ及び溶融樹脂通路２４ａを介して、キャビティ２６ａ内へ射出充填する。

したがって、バルブピン１８、バルブピン駆動部２０及びバルブピン制御部２２は、樹脂射出装置６が射出成形金型４へ射出充填した溶融樹脂が複数のキャビティ２４のうち選択したキャビティ２４へ射出充填されるように、複数の溶融樹脂通路２６を開閉する溶融樹脂通路開閉機構を形成している。

ステップＳ４において、キャビティ２６ａ内へ、成形品２ａを一個のみ製造するために必要な量の溶融樹脂が射出充填された後、ステップＳ５において、射出成形制御装置８が、溶融樹脂通路２４ａを閉塞する制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号をバルブピン制御部２２へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力されたバルブピン制御部２２は、バルブピン１８ａを、溶融樹脂通路２４ａが閉塞（Ｓ５に示す「バルブピン１８ａ：閉」）されるように移動させる。

ステップＳ５において溶融樹脂通路２４ａが閉塞された後、ステップＳ６において、射出成形制御装置８が、キャビティ２６ｂへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を行なう制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号を樹脂射出装置６へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された樹脂射出装置６では、入力された制御信号に基づき、スクリュ駆動モータ３８及びボールねじ回転モータ４４を駆動させて、射出スクリュ３６を後退（Ｓ６に示す「射出スクリュ３６後退」）させる。これにより、樹脂射出装置６において、キャビティ２６ｂへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化（Ｓ６に示す「計量・可塑化（成形品２ｂ用）」）が行なわれる。

ここで、ステップＳ１と同様、溶融樹脂材料の計量・可塑化に伴う射出スクリュ３６の後退は、射出スクリュ３６の移動状態が安定している状態で行なうことが可能となっている。このため、キャビティ２６ｂへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を、安定して行なうことが可能である。

また、ステップＳ６では、固定側金型部１２と可動側金型部１４は接触しており、ステップＳ２において形成されたキャビティ２６ａ内では、ステップＳ４において射出充填された溶融樹脂の保圧及び冷却（Ｓ６に示す「保圧及び冷却」）が行なわれている。キャビティ２６ａ内における溶融樹脂の保圧及び冷却は、射出充填した溶融樹脂が硬化して、成形品２ａが成形されるまで継続する。

ステップＳ６において成形品２ａが成形された後、ステップＳ７において、射出成形制御装置８が、可動側金型部１４を固定側金型部１２から離れる方向へ移動させる制御信号を、可動側金型部１４へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された可動側金型部１４は、固定側金型部１２から離れる方向へ移動し、ステップＳ６において成形された成形品２ａが配置されているキャビティ２６ａを開放（Ｓ７に示す「型開き」）する。このとき、キャビティ２６ａと同様に、キャビティ２６ｂも開放（Ｓ７に示す「キャビティ２６ａと同じ」）される。

ステップＳ７においてキャビティ２６ａが開放された後、ステップＳ８において、可動側金型部１４が有するエジェクタを可動側空隙部３２ａ内に突出させて、キャビティ２６ａから成形品２ａを突き出す（Ｓ８に示す「成形品２ａの突き出し（エジェクタ）」）。なお、成形品２ａの突き出しは、エジェクタを用いることなく、人力により行なってもよい。この場合、可動側金型部１４の構成を、エジェクタを有していない構成としてもよい。これは、成形品２ｂに関しても同様である。

ステップＳ８においてキャビティ２６ａから成形品２ａを突き出した後、ステップＳ９において、図外のロボットにより、突き出した成形品２ａを取り出す（Ｓ９に示す「成形品２ａの取り出し（ロボット）」）。なお、成形品２ａの取り出しは、ロボットを用いることなく、人力により行なってもよい。これは、成形品２ｂに関しても同様である。

ステップＳ９において成形品２ａが取り出された後、ステップＳ１０において、射出成形制御装置８が、可動側金型部１４を固定側金型部１２と接触させる制御信号を、可動側金型部１４へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された可動側金型部１４は、固定側金型部１２側へ移動して固定側金型部１２と接触し、成形品２ａを成形するためのキャビティ２６ａを形成（Ｓ１０に示す「型締め」）する。このとき、キャビティ２６ａと同様に、成形品２ｂを成形するためのキャビティ２６ｂも形成（Ｓ１０に示す「キャビティ２６ａと同じ」）される。

ステップＳ１０においてキャビティ２６ｂが形成された後、ステップＳ１１において、射出成形制御装置８が、溶融樹脂通路２４ｂのみを開放し、その他の溶融樹脂通路２４ａ、２４ｃ、２４ｄを閉塞する制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号をバルブピン制御部２２へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力されたバルブピン制御部２２は、バルブピン１８ｂを、溶融樹脂通路２４ｂが開放（Ｓ１１に示す「バルブピン１８ｂ：開」）されるように移動させる。これに加え、射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力されたバルブピン制御部２２は、その他のバルブピン１８ａ、１８ｃ、１８ｄを、溶融樹脂通路２４ｂ以外が閉塞されるように移動させる。

ステップＳ１１において溶融樹脂通路２４ｂが開放された後、ステップＳ１２において、射出成形制御装置８が、ステップＳ６において計量・可塑化した溶融樹脂を、成形品２ｂに応じた充填速度及び充填圧で溶融樹脂通路２４ｂへ射出する制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号を樹脂射出装置６へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された樹脂射出装置６では、入力された制御信号に基づき、スクリュ駆動モータ３８及びボールねじ回転モータ４４を駆動させて、射出スクリュ３６を前進（Ｓ１２に示す「射出スクリュ３６前進」）させる。これにより、キャビティ２６ｂ内へ、成形品２ｂを一個のみ製造するために必要な量の溶融樹脂が射出充填（Ｓ１２に示す「射出充填（成形品２ｂ）」）される。

このとき、ステップＳ４と同様の動作により、ステップＳ６において計量・可塑化し、射出シリンダ３４内に配置されている全ての溶融樹脂を、受け入れ側通路１６ａ及び溶融樹脂通路２４ｂを介して、キャビティ２６ｂ内へ射出充填する。

ステップＳ１２において、キャビティ２６ｂ内へ、成形品２ｂを一個のみ製造するために必要な量の溶融樹脂が射出充填された後、ステップＳ１３において、射出成形制御装置８が、溶融樹脂通路２４ｂを閉塞する制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号をバルブピン制御部２２へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力されたバルブピン制御部２２は、バルブピン１８ｂを、溶融樹脂通路２４ｂが閉塞（Ｓ１３に示す「バルブピン１８ｂ：閉」）されるように移動させる。

ステップＳ１３において溶融樹脂通路２４ｂが閉塞された後、ステップＳ１４において、射出成形制御装置８が、キャビティ２６ａへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を行なう制御信号を生成する。そして、この生成した制御信号を樹脂射出装置６へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された樹脂射出装置６では、入力された制御信号に基づき、スクリュ駆動モータ３８及びボールねじ回転モータ４４を駆動させて、射出スクリュ３６を後退（Ｓ１４に示す「射出スクリュ３６後退」）させる。これにより、樹脂射出装置６において、キャビティ２６ａへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化（Ｓ１４に示す「計量・可塑化（成形品２ａ用）」）が行なわれる。

ここで、ステップＳ１４では、固定側金型部１２と可動側金型部１４は接触しており、ステップＳ１０において形成されたキャビティ２６ｂ内では、ステップＳ１２において射出充填された溶融樹脂の保圧及び冷却（Ｓ１４に示す「保圧及び冷却」）が行なわれている。キャビティ２６ｂ内における溶融樹脂の保圧及び冷却は、溶融樹脂が硬化して、成形品２ｂが成形されるまで継続する。

ステップＳ１４において成形品２ｂが成形された後、ステップＳ１５において、射出成形制御装置８が、可動側金型部１４を固定側金型部１２から離れる方向へ移動させる制御信号を、可動側金型部１４へ出力する。

射出成形制御装置８が出力した制御信号が入力された可動側金型部１４は、固定側金型部１２から離れる方向へ移動し、ステップＳ１４において成形された成形品２ｂが配置されているキャビティ２６ｂを開放（Ｓ１５に示す「型開き」）する。このとき、キャビティ２６ｂと同様に、キャビティ２６ａも開放（Ｓ１５に示す「キャビティ２６ｂと同じ」）される。

ステップＳ１５においてキャビティ２６ｂが開放された後、ステップＳ１６において、可動側金型部１４が有するエジェクタを可動側空隙部３２ｂ内に突出させて、キャビティ２６ｂから成形品２ｂを突き出す（Ｓ１６に示す「成形品２ｂの突き出し（エジェクタ）」）。

ステップＳ１６においてキャビティ２６ｂから成形品２ｂを突き出した後、ステップＳ１７において、図外のロボットにより、突き出した成形品２ｂを取り出す（Ｓ１７に示す「成形品２ｂの取り出し（ロボット）」）。

ステップＳ１７以降の動作は、上述したステップＳ６における、キャビティ２６ｂへの、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を行なわない点を除き、上述したステップＳ２からＳ９と同様であるため、その説明及び図示を省略する。
上述した動作を行なうことにより、二個の成形品２ａと、一個の成形品２ｂが製造される。

以上のように、第一実施形態に係る射出成形装置１は、選択した成形品２を製造する際に、選択した成形品２を成形するキャビティ２６への、一回の充填量に応じた溶融樹脂材料の計量・可塑化を行なう。そして、この計量・可塑化した溶融樹脂を、成形品２を成形するためのキャビティ２６内へ射出充填する。

そのため、本発明では、溶融樹脂をキャビティ２６内へ射出充填する際の、射出スクリュの移動状態に関係無く、適切な量の溶融樹脂をキャビティ２６内へ射出充填することが可能となる。

すなわち、本発明では、選択した成形品２を一個のみ製造するために必要な量の溶融樹脂をキャビティ２６内へ射出充填して、キャビティ２６内へ射出充填される溶融樹脂の量を正確な量とすることが可能となる。
したがって、キャビティ２６内へ射出充填される溶融樹脂の量が適切な量より少ない場合に、成形品２に発生するヒケ等を、減少させることが可能となる。

これにより、本発明では、キャビティ２６内で成形される成形品２の品質低下を十分に抑制することが可能となるため、複数のキャビティ２６を有する金型を用いて行なう射出成形において、成形品２の品質をより向上させることが可能となる。

また、本発明では、溶融樹脂の充填量がそれぞれ異なる複数のキャビティ２６を有する一つの金型（射出成形金型４）において、選択した所望の成形品２を、所望の個数で製造することが容易となる。

これにより、本発明では、例えば、一種類の成形品２が多数必要であるとともに、その他の種類の成形品２が、それぞれ、一個のみ必要である場合において、成形品２の品質低下を十分に抑制するとともに、所望の成形品２を効率良く製造することが可能となる。
そのため、本発明は、特に、射出成形金型４の付近で製造した複数の成形品２を組み立てて、複数の成形品２からなる製品を作製する場合に適用することにより、作業効率を向上させることが可能となる。

また、本発明では、キャビティ２６内へ射出充填される溶融樹脂の量が正確な量となるため、キャビティ２６内へ射出充填される溶融樹脂の量が適切な量より多い場合（オーバーシュート）に発生する廃棄部分を、減少させることが可能になる。

これにより、本発明では、成形品２の製造に関する、歩留まりを向上させることが可能となり、成形品２の製造に関するコストの増加を抑制することが可能となる。

また、本発明では、複数個の成形品２を製造する際に、一つの成形品２を成形するためのキャビティ２６へ溶融樹脂を射出充填した後に、次の成形品２を成形するためのキャビティ２６へ射出充填する溶融樹脂材料の計量・可塑化を行なっている。
そのため、本発明では、複数個の成形品２を製造する際に、一括して溶融樹脂材料を計量・可塑化する構成と比較して、溶融樹脂に硬化した成分が含まれることを抑制して、成形品２の品質をより向上させることが可能となる。

これは、複数個の成形品２を製造する際に、一括して溶融樹脂材料を計量・可塑化する構成では、遅い順番で溶融樹脂が射出充填されるキャビティ２６に、時間の経過や温度の低下による滞留によって硬化した成分を含む溶融樹脂が射出充填されるおそれがある。しかしながら、本発明であれば、溶融樹脂の通路（溶融樹脂通路２４）における、溶融樹脂の滞留時間を短縮することが可能となるためである。

（第二実施形態）
第一実施形態においては、射出成形装置１の構成を、樹脂射出装置６を一つのみ備えた構成としたが、これに限定するものではなく、射出成形装置１の構成を、複数の樹脂射出装置６を備えた構成としてもよい。

具体的な例としては、射出成形装置１の構成を、二つの樹脂射出装置６を備えた構成とし、これらの樹脂射出装置６では、それぞれ、ホッパ内に投入する溶融樹脂材料のうち、溶融樹脂を着色する材料（顔料）を異ならせる。これにより、二つの樹脂射出装置６において、計量・可塑化して樹脂通路形成部１０へ射出する溶融樹脂の色を、互いに異ならせる（例えば、白色と黒色等）。

このような構成の射出成形装置１を用いて、成形品２を製造する場合、例えば、一つのキャビティ２６に白色の溶融樹脂を射出充填し、残りのキャビティ２６に黒色の溶融樹脂を射出充填する。これにより、一つの射出成形装置１において、色の異なる複数の成形品２を製造することが可能となる。

これ以外にも、他のキャビティ２６で成形した白色の成形品２を、容積の大きい他のキャビティ２６内へ配置し、この容積の大きいキャビティ２６内へ黒色の溶融樹脂を射出充填してもよい。これにより、一つの射出成形装置１において、色の異なる部分を有する成形品２を製造することが可能となる。この場合、射出成形制御装置８は、容積の大きいキャビティ２６内へ射出充填する溶融樹脂の計量・可塑化を行なう制御信号を生成する際に、容積の大きいキャビティ２６の容積と、他のキャビティ２６の容積との差を考慮して、制御信号を生成する。

１ 射出成形装置、２ 成形品、４ 射出成形金型、６ 樹脂射出装置、８ 射出成形制御装置、１０ 樹脂通路形成部、１２ 固定側金型部、１４ 可動側金型部、１６ 溶融樹脂受け入れ部、１６ａ 受け入れ側通路、１８ バルブピン、２０ バルブピン駆動部、２２ バルブピン制御部、２４ 溶融樹脂通路、２６ キャビティ、２８ ヒーター、３０ 固定側空隙部、３２ 可動側空隙部、３４ 射出シリンダ、３６ 射出スクリュ、３８ スクリュ駆動モータ、４０ 固定フレーム、４２ 移動フレーム、４４ ボールねじ回転モータ、４６ スクリュ位置センサ、４８ ボールねじナット、５０ ボールねじ軸

Claims (2)

1. 溶融樹脂が射出充填される複数のキャビティと、当該複数のキャビティと連通する複数の溶融樹脂通路と、を有する射出成形金型と、
   溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂を前記射出成形金型へ射出充填する樹脂射出装置と、
   前記樹脂射出装置が前記射出成形金型へ射出充填した溶融樹脂が前記複数のキャビティのうち選択したキャビティへ射出充填されるように、前記複数の溶融樹脂通路を開閉する溶融樹脂通路開閉機構と、
   前記複数のキャビティのうち選択した一つのキャビティへの一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化するように前記樹脂射出装置を制御し、さらに、前記選択した一つのキャビティへの一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂が選択した一つのキャビティへ射出充填されるように前記溶融樹脂通路開閉機構を制御する射出成形制御装置と、を備えることを特徴とする射出成形装置。
2. 溶融樹脂が射出充填される複数のキャビティのうち選択した一つのキャビティへの一回の充填量に応じた溶融樹脂材料を計量・可塑化した溶融樹脂を、前記選択した一つのキャビティに射出充填することを特徴とする射出成形方法。

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