JP2014073631A - 射出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の型締ユニットに対して２頭の射出ユニットを備え、これらの射出ユニットを使い分けて交互に成形するとき、休んでいる射出ユニットを予め、あるいは必要時には何時でも、パージ、保守点検等の、次の成形に必要な準備ができる射出成形機を提供する。
【解決手段】１台の型締ユニット（１）と、２頭の第１、２の射出ユニット（１１、１１’）と、これらのユニットが搭載されている移動架台（２０）とからなる。移動架台（２０）を、第１の射出ユニット（１１）が型締ユニット（１）と整合する第１の成形位置へ駆動すると、第２の射出ユニット（１１’）は型締ユニット（１）から離間して退避し、第２の射出ユニット（１１’）が整合する第２の成形位置へ駆動すると、今度は第１の射出ユニット（１１）が退避する。移動架台（２０）の駆動にはボールネジ機構を採用する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、１台の型締めユニットと、２頭の射出ユニットとからなる射出成形機に関するものである。

射出成形機あるいは射出成形方法は、文献名を挙げるまでもなく従来周知で、概略的には、射出成形機は型締ユニットと射出ユニットとから構成されている。型締ユニットはベッドに固定されている固定盤、この固定盤に取り付けられる固定側金型、固定盤と対をなす可動盤、この可動盤に取り付けられてる可動側金型等からなっている。一方、射出ユニットは加熱シリンダ、この加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ、このスクリュを駆動する油圧あるいは電動モータ等から構成されている。そして、この射出ユニットはベッド上に軸方向に移動可能に設けられている。このような型締ユニットと射出ユニットからなる標準的な射出成形機は、型締ユニットに対応して１個の射出ユニットが設けられている。したがって、射出ユニットのスクリュを回転駆動して成形材料を可塑化して加熱シリンダの前方の蓄積室に計量することができる。次いで、スクリュを軸方向に駆動して計量された溶融状態の成形材料を型締ユニットの金型のキャビテイに射出し、冷却固化を待って可動盤を開いて成形品を得ることができる。

ところで、最近、付加価値を高めるために複合材料を用いた成形品、例えばサンドイッチ成形方法により成形された成形品、硬質材と軟質材のような異種材料あるいは異色材料からなる成形品等が多く見られるようになっている。これらの複合材料からなる成形品は、１台の型締ユニットに対して２頭の射出ユニットが適用されている。その成形装置の例を特許文献１、２により簡単に説明する。

特開平９−７６２９６号公報 特開２０００−２１０９７９号公報

サンドイッチ成形方法とは、成形品の表層と内層すなわちスキン層とコア層を構成している樹脂の材質を変えて同時に射出成形する方法で、このようにサンドイッチ成形に適用される射出成形機は特許文献１に記載されている。すなわち、第１、２の２頭の射出ユニットと、１個のノズル構成体と、１台の型締ユニットとからなる装置が示されている。ノズル構成体の中心部に形成されている樹脂通路には第１の射出ユニットが接続され、ノズル構成体の周辺部に形成されている樹脂通路には第２の射出ユニットが接続され、これらの樹脂通路は下流側の射出ノズル孔において合流している。したがって、第１、２の射出ユニットから同時に性質の異なる樹脂を射出することによりサンドイッチ成形品を得ることができる。

複雑な成形品、例えば硬質材と軟質材のような異種材料あるいは異色材料からなる成形品の成形方法の１つにコアバック法が知られている。コアバック法とは、１次成形と２次成形とからなり、１次成形時には、キャビテイの一部を移動コアで封鎖しておき、空いているキャビテイに溶融樹脂を射出充填して１次半成形品を成形し、２次成形時には移動コアを退避させ、退避させた空間に溶融樹脂を射出して、１次半成形品と一体化した成形品を得る方法で、これにより異種材料あるいは異色材料の成形品を得ることができる。この方法の実施に適用される射出成形機も、例えば特許文献２に示されているように、第１、２の２頭の射出ユニットと、１台の型締ユニットとから構成されている。また、この特許文献２には、１台の型締ユニットと、１頭の射出ユニットからなる標準的な射出成形機をコアバック成形機を改良する従来例として、射出ベッドの中心部に設けられている既存の射出ユニットを移動させて、第２の射出ユニットを配置することも示されている。

上記のように、２頭の射出ユニットを備えている射出成形機は、前記のような特許文献により知られているので、このような射出成形機を使用して、異色あるいは異材質の成形品を交互に成形することはできる。例えば、第１の射出ユニットにより赤色の第１の樹脂を射出して所定数の成形品を得て、引き続き第２の射出ユニットにより黒色の第２の樹脂を射出するように実施すると、１台の型締ユニットにより２種の色の異なる、あるいは材質の異なる成形品を交互に成形することはできる。しかしながら、射出材料の交換作業に時間がかかり、実施する上で問題がある。すなわち、例えば、第２の射出ユニットが休止していると、その間に射出材料は劣化するので、射出に先立ちユニット内をパージしなければならないが、従来の２頭の射出ユニットを有する射出成形機は、休止している射出ユニットのパージ対策が格別に採られていないので、パージあるいは材料替えに時間がかかり、効率よく成形できないという問題がある。

したがって、本発明は、１台の型締ユニットに対して２頭の射出ユニットを備え、これらの射出ユニットを使い分けて交互に成形するとき、休んでいる射出ユニットを予め、あるいは必要時には何時でも、パージ、保守・点検等の次の成形に必要な準備ができる射出成形機を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、１台の型締ユニットに対して２頭の第１、２の射出ユニットが適用されるが、これらの射出ユニットは、移動架台上に搭載される。そして、移動架台が移動されて第１の射出ユニットが型締ユニットと整合した成形位置に移動すると、第２の射出ユニットは型締ユニットから離間した退避位置を採り、第２の射出ユニットが型締ユニットと整合した成形位置に移動すると、第１の射出ユニットは型締ユニットから離間した退避位置を採るように構成される。

すなわち、請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、固定側金型が取り付けられる固定盤、可動側金型が取り付けられる可動盤、前記可動盤を前記固定盤に対して型開閉する型締装置等からなる１台の型締ユニットと、先端部に射出ノズルを有する加熱シリンダ、該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ、スクリュを駆動する駆動装置等からなる２頭の第１、２の射出ユニットとからなり、前記１台の型締ユニットに対して、前記第１、２の射出ユニットは移動架台上に搭載され、該移動架台が第１の成形位置へ駆動されると、前記第１の射出ユニットが前記型締ユニットと整合した成形位置を採ると共に、前記第２の射出ユニットは前記型締ユニットから離間した退避位置を採り、前記移動架台が第２の成形位置へ駆動されると、前記第２の射出ユニットが前記型締ユニットと整合した成形位置を採ると共に、前記第１の射出ユニットは型締ユニットから離間した退避位置を採るように構成される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の射出成形装置において、前記射出ユニットの射出ノズルの先端部には射出動作時に退避するパージカバーが設けられ、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の射出成形装置において、前記移動架台が分離可能な第１、２のスライド架台からなり、前記第１、２の射出ユニットは、前記第１、２のスライド架台にそれぞれ搭載されている。請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の射出成形装置において、前記移動架台が第１、２のスライド架台に分離されると、それぞれのスライド架台が、それぞれ独立して駆動されるように構成され、請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の射出成形装置において、前記移動架台がボールネジ機構により前記型締ユニットに対して横方向にスライド的に駆動されて第１、２の成形位置を採るように、そして請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の射出成形装置において、前記第１、２のスライド架台が、ボールネジ機構によりそれぞれ独立して駆動されるように構成される。

以上のように本発明によると、第１、２の射出ユニットは移動架台上に搭載され、該移動架台が第１の成形位置へ駆動されると、前記第１の射出ユニットが型締ユニットと整合した成形位置を採るので、前記第１の射出ユニットと前記型締ユニットにより所定の樹脂で成形品を成形できる。このように成形しているとき、前記第２の射出ユニットは前記型締ユニットから離間した退避位置を採るので、前記第２の射出ユニットをパージ、樹脂の交換等をすることができる。あるいは、保守・点検もできる。逆に、前記移動架台を第２の成形位置へ駆動して前記第２の射出ユニットにより成形しているときは、前記第１の射出ユニットは型締ユニットから離間した退避位置を採るので、前記第１の射出ユニットをパージあるいは樹脂の交換をすることができる。以上のように本発明によると、移動架台を移動するだけで、第１、２の射出ユニットの一方の射出ユニットにより成形しているときに、他方の射出ユニットをパージあるいは樹脂の交換をすることができるので、異なる樹脂あるいは異なる色の成形品を交互に休止することなく効率的に成形できるという効果が得られる。

請求項２に記載の発明によると、前記射出ユニットの射出ノズルの先端部には射出動作時に退避するパージカバーが設けられているので、パージ用の樹脂を当たりに飛散させることなく、すなわち安全にパージできるという効果がさらに得られ、移動架台が第１、２のスライド架台に分離できる発明によると、大きくて重量のある移動架台も分割して製作、運搬し、そして現場において組み立てることができる。移動架台が第１、２のスライド台に分離されると、それぞれのスライド架台が、それぞれの独立して駆動されるようになっている発明によると、第１、２の射出ユニットを独立的に退避位置へ駆動して個別に保守点検ができる効果がさらに得られる。移動架台あるいはスライド架台がボールネジ機構により駆動されるようになっている発明によると、第１、２の成形位置へ高速で駆動し、そして精度良く停止することができる効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る射出成形装置を模式的に示す図で、その（ア）は平面図で、その（イ）は側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る射出成形装置のボールネジ機構を模式的に示す図で、その（ア）は移動架台が第１の成形位置に駆動された状態で、その（イ）は第２の成形位置に駆動された状態で、それぞれ示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る射出成形装置を模式的に示す図で、その（ア）は平面図で、その（イ）は移動架台の裏面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。第１の実施の形態に係る射出成形装置は、図１に示されているように、１台の型締ユニット１と、１台の射出装置１０とからなっている。射出装置１０は２頭の第１、２の射出ユニット１１、１１’からなっている。第１、２の射出ユニット１１、１１’は、移動架台２０上に搭載され、型締ユニット１に対して横方向に平行して、図１の（ア）の平面図においては上下方向にスライド的に駆動されるようになっている。

型締ユニット１は、従来周知であるので、その構成要素の一部のみが示されているが、射出台に固定的に設けられている固定盤２，固定盤２に対して型開閉される可動盤３，固定盤２に取り付けられている固定側金型４、可動盤３に取り付けられている可動側金型５等からなっている。固体側金型４と可動側金型５の型合わせ面には成形品を成形するためのキャビティ６が構成され、このキャビティ６には固定側金型４に形成されているスプル７が開口している。

２頭の第１、２の射出ユニット１１、１１’は、構造的に、あるいは大きさにおいて異なるユニットから構成することもできるが、図１に示されている実施の形態では、構造的にも大きさにおいても同じように構成されているので、第１の射出ユニット１１に付いて説明し、第２の射出ユニット１１’については、図面において同じ参照数字にダッシュ「’」を付けて重複説明はしない。第１の射出ユニット１１は、図１に示されている本実施の形態では従来周知の標準的なユニットであり、軸方向に所定の長さの加熱シリンダ１２からなっている。加熱シリンダ１２の内部には、スクリュが回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられ、先端部には射出ノズル１３が設けられている。射出ノズル１３には、パージ用の樹脂の飛散を防止するためのパージカバーが設けられている。このパージカバーは、例えば実開昭６０−１８７０１５号公報に示されているような、射出ノズル１３を覆う位置と、この位置から退避する位置とを採るようになっているが、図１には、この種のパージカバーは示されていない。加熱シリンダ１２の後方寄りには射出材料である樹脂ペレット供給用のホッパ１５が取り付けられている。後端部にはスクリュ駆動装置１６が設けられている。このように構成されている加熱シリンダ１２等は、軸方向に駆動可能すなわち型締ユニット１に接近するノズルタッチ方向あるいは離間方向に移動可能に射出台１７に取り付けられている。これにより従来周知の形態をした第１の射出ユニット１１が構成されている。この射出台１７が、後述する移動架台２０に固定的に取り付けられている。

第１の実施の形態に係る移動架台２０は、第１、２のスライド架台２１、２１’からなっている。これらのスライド架台２１、２１’は、略方形を呈し突き合わせ端面には、所定量だけ立ち上がった補強を兼ねたフランジ２２、２２’が形成されている。そして、これらのフランジ２２、２２’が締め付け用のボルト・ナット２３、２３，…により締め付けられ、分離可能に結合されている。

移動架台２０を下面から支持して、型締ユニット１に対して直角方向あるいは横方向にスムーズに案内するリニアガイドレール２５、２５が所定の間隔をおいて所定の長さにわたって設けられている。移動架台２０を駆動する装置には、油圧ピストン・シリンダユニット、歯車機構等も適用できるが、本実施の形態ではボールネジ機構が適用されている。ボールネジ機構は、図２に示されているように、スラスト荷重も受ける軸受２７、２７に回転自在に軸受けされている所定ピッチの第１のボールネジ３１と、同様にスラスト荷重も受ける軸受２７’、２７’により回転自在に軸受けされている第２のボールネジ３１’とからなっている。上記の軸受２７、２７’は、図１の（イ）にその一部が示されているように、リニアガイドレール２５、２５と平行に延びたフレーム２５’に取り付けられている。したがって、第１、２のボールネジ３１、３１’は直列的になっている。なお、第１のボールネジ３１のピッチは、第２のボールネジ３１’のそれよりも大きくなっている。これにより、移動架台２０の方が駆動されるとき、第１のボールネジ３１はスムーズに追従して回転することになる。

第２のボールネジ３１’の端部には、電動サーボモータ３３が取り付けられている。第１のボールネジ３１の端部にも電動モータを設けることもできるが、図示の実施の形態では手動的に操作するハンドルが着脱自在に装着されるようになっている。このように構成されている第１のボールネジ３１には第１のボールナット３５が螺合し、このボールナット３５はアーム３６を介して第１のスライド架台２１に結合されている。同様に、第２のボールネジ３１’には、図１の（イ）にも、その一部が示されているように、ボールナット３５’が螺合し、このボールナット３５’はアーム３６’を介して第２のスライド架台２１’に結合されている。

次に、上記第１の実施の形態の作用について説明する。電動サーボモータ３３を起動する。第２のボールネジ３１’が回転して、ボールナット３５’は軸方向に移動する。第１、２のスライド架台２１、２１’は結合されているので、結合されている移動架台２０がリニアガイドレール２５、２５、…に支持されて移動する。第１のスライド架台２１に搭載されている第１の射出ユニット１１が型締ユニット１と整合する第１の成形位置になると、例えばリミットスイッチがこれを検出して電動サーボモータ３３は停止する。あるいは、電動サーボモータ３３にプログラムされている位置に達すると停止する。このように移動架台２０が駆動されるとき、移動する第１のボールナット３５により第１のボールネジ３１は追従して回転駆動される。このような第１の成形位置で停止した状態が図１の（ア）の平面図に示されている。パージカバーを射出ノズル１３から外して、第１の射出ユニット１１を前進させて、金型４に射出ノズル１３をタッチさせる。第１の射出ユニット１１と型締ユニット１とにより、従来周知のようにして成形する。

上記のように移動架台２０を第１の成形位置へ駆動すると、第２の射出ユニット１１’は、図１の（ア）の平面図にも示されているように、型締ユニット１から離れる。あるいは、退避位置になる。必要に応じてパージカバーで射出ノズル１３’を覆い、射出材料をパージする。あるいは、保守点検をする。

第２の射出ユニット１１’で成形するときは、第１の射出ユニット１１を後退させて射出ノズル１３を金型４から離間させ、電動サーボモータ３３により第２のボールネジ３１’を逆方向に回転駆動する。移動架台２０は、図１の（ア）の平面図において上方へ移動する。第２のスライド架台２１’上の第２の射出ユニット１１’が型締ユニット１と整合する第２の成形位置で同様に停止する。この整合した位置は、図２の（イ）の模式図に示されている。第２の射出ユニット１１’を前進させて射出ノズル１３’を金型４にタッチさせ、第２の射出ユニット１１’と型締ユニット１とにより、従来周知のようにして成形する。この第２の成形位置では、第１の射出ユニット１１は、型締ユニット１から退避している。前述したようにして第１の射出ユニット１１から射出材料をパージする、あるいは保守点検をする。

締め付けボルト２３、２３、…を外して、移動架台２０を第１、２のスライド架台２１、２１’に分離すると、第１のスライド架台２１は第１のボールネジ３１で駆動可能になる。第１のボールネジ３１を図示されないハンドルにより手動的に所定方向に回転駆動することにより、そして第２のスライド架台２１’は、第２のボールネジ３１’を電動サーボモータ３３により所定方向に駆動することにより、互いに独立して移動できるようになる。必要に応じて「退避位置」へ個別に駆動して保守点検等を実施する。

最後に、図３により、本発明の第２の実施の形態を説明する。本実施の形態も型締ユニット１と、射出装置１０とからなっているが、移動架台４０は平面形状は略扇型を呈し、例えば支点Ｏを中心として略６０度揺動的に駆動されて、第１の成形位置と第２の成形位置とを採るようになっている。すなわち、移動架台４０は、第１、２の扇形のスライド架台４１、４１’からなり、その突き合わせ縁のフランジ４２、４２’が締め付けボルト・ナット４３、４３、…により締め付けられて一体化されている。移動架台４０を駆動する装置は、第１の実施の形態と同様に格別に限定されないが、図３の（イ）にはラックとピニオンとからなる駆動装置あるいは内歯を有する円弧状の歯車と、これと噛み合っている小歯車とからなる駆動装置が示されている。第１のスライド架台４１に取り付けられている円弧状の第１のラック５１には、比較的大きな第１のピニオン５５が噛み合い、第２のスライド架台４１’に取り付けられている円弧状の第２のラック５１’には、小さな第２のピニオン５５’が噛み合っている。第２の実施の形態においても、第１のピニオン５５は手動的に、第２のピニオン５５’は電動サーボモータによりそれぞれ駆動されるようになっている。

このように構成されている第１のスライド架台４１には第１の射出ユニット１１が、第２のスライド架台４１’には第２の射出ユニット１１’が前記した実施の形態と同様に搭載され、そして円弧状の所定長さのガイドレール４５、４５により支持されている。詳しい説明はしないが、第２の実施の形態においても、第１の射出ユニット１１が成形位置へ駆動されるときは、第２の射出ユニット１１’は退避位置へ駆動され、逆に第２の射出ユニット１１’が成形位置へ駆動されるときは、第１の射出ユニット１１は退避位置へ駆動されることは明らかである。また、第１、２のスライド架台４１、４１’に分離されると、それぞれの第１、２のラック５１、５１’と第１、２のピニオン５５、５５’とにより独立して駆動できるので、全体として第１の実施の形態と同様に作用することも明らかである。

本実施の形態に係る射出成形機は色々な変形が可能である。例えば、パージカバーは、射出ユニットに設けられ射出ユニットの移動に伴ってパージカバーも移動するように説明したが、パージカバーは射出ユニットとは独立した固定の位置に設けるようにして、射出ユニットが退避位置を採ったら、パージカバーが駆動されて射出ノズルをカバーするようにしてもよい。また、第１、２のスライド架台は、一体的にスライドするように説明したが、独立したアクチュエータによって別々にスライドするようになっていてもよい。

１ 型締ユニット １０ 射出装置
１１ 第１の射出ユニット １１’ 第２の射出ユニット
１３ 射出ノズル １３’ 射出ノズル
２０ 移動架台
２１ 第１のスライド架台 ２１’ 第２のスライド架台
２５ リニアガイドレール
３１ 第１のボールネジ ３１’ 第２のボールネジ
４０ 移動架台
４１ 第１のスライド架台 ４１’ 第２のスライド架台
４５ 円弧状のガイドレール
５１ 第１のラック ５１’ 第２のラック
５５ 第１のピニオン ５５’ 第２のピニオン

Claims (6)

1. 固定側金型が取り付けられる固定盤、可動側金型が取り付けられる可動盤、前記可動盤を前記固定盤に対して型開閉する型締装置等からなる１台の型締ユニットと、先端部に射出ノズルを有する加熱シリンダ、該加熱シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュ、スクリュを駆動する駆動装置等からなる２頭の第１、２の射出ユニットとからなり、
   前記１台の型締ユニットに対して、前記第１、２の射出ユニットは移動架台上に搭載され、該移動架台が第１の成形位置へ駆動されると、前記第１の射出ユニットが前記型締ユニットと整合した成形位置を採ると共に、前記第２の射出ユニットは前記型締ユニットから離間した退避位置を採り、
   前記移動架台が第２の成形位置へ駆動されると、前記第２の射出ユニットが前記型締ユニットと整合した成形位置を採ると共に、前記第１の射出ユニットは型締ユニットから離間した退避位置を採ることを特徴とする射出成形装置。
2. 請求項１に記載の射出成形装置において、前記射出ユニットの射出ノズルの先端部には射出動作時に退避するパージカバーが設けられている射出成形装置。
3. 請求項１または２に記載の射出成形装置において、前記移動架台が分離可能な第１、２のスライド架台からなり、前記第１、２の射出ユニットは、前記第１、２のスライド架台にそれぞれ搭載されている射出成形装置。
4. 請求項１〜３のいずれかの項に記載の射出成形装置において、前記移動架台が第１、２のスライド架台に分離されると、それぞれのスライド架台が、それぞれ独立して駆動される射出成形装置。
5. 請求項１または２に記載の射出成形装置において、前記移動架台がボールネジ機構により前記型締ユニットに対して横方向にスライド的に駆動されて第１、２の成形位置を採る射出成形装置。
6. 請求項４に記載の射出成形装置において、前記第１、２のスライド架台が、ボールネジ機構によりそれぞれ独立して駆動される射出成形装置。

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