JPH05200770A - 射出成形システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 面金型部が高い自由度で駆動でき、真空引き
を短時間できる、成形材料が金型に注入前に硬化した
時、短時間で元に復帰できるノズルと金型、金型の移
動、型締めが省エネルギーで、金型歪みを生じ難くで
き、金型に任意の方向から接近できる射出成形機の射出
成形システムを得る。 【構成】 固定金型部１と可動金型部２と側面金型部３
とで構成される金型の固定金型部は複数のノズルの収納
できる凹部３１を有し、可動金型部２と側面金型部３に
は金型を移動させて一体化する移動動力系の駆動機構５
と型締め動力系の加圧機構８とが同じ金型部に組み込ま
れ、これら金型が互いに接合されるキャビティ４側の金
型表面の周囲にシール材が配設され、これら金型がタイ
バーを有さない射出成形機６に取り付けられ、射出成形
機の主ノズル２７の先端に分岐部２８と複数のノズル２
９を有しる射出成形機とでなる射出成形システムにあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機、金型など
から構成される射出成形システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来射出成形において、外ネジのある成
形品や外部にアンダーカットのある成形品は金型を割型
にしたものをスライドコアや部分的にスライドコアにし
た金型を使用する方法がある。省資源、成形材料の有効
利用には金型にコールドランナーを使用する方法があ
る。低圧成形や短時間成形、成形品の充填不良、フラッ
シュ（ばり）過多不良、寸法不良などの阻止にはエアー
ベントを利用し、金型内を真空引きする方法がある。金
型の移動や型締め動力の省エネルギーのためには直圧式
での補助ラムの使用や、トグル式の型締め機構の使用な
どの技術がある。それぞれプラスチック読本257 〜259
頁、210 〜211 頁、1978年5 月10日発行 (株) プラスチ
ック・エージや特公昭53-141642 号公報に開示されてい
る。また、これらを組み合わせた射出成形システムがあ
る。

【０００３】しかし、これらシステムにおいて、スライ
ドコア構造の場合、このスライドコアである側面金型部
が可動金型部または、固定金型部のどちらか一方に組み
込まれているので移動に制約があり、任意の方向から一
体化することができない問題があった。

【０００４】また、省エネルギーのための直圧式での補
助ラムの使用や、トグル式の型締め機構を有する射出成
形機は、いずれも機械として複雑になり、特にトグル式
は設計、製作に高度の技術と精密さが必要とされ、は摩
耗や破損も起こりやすい問題を有していた。

【０００５】また、この射出成形装置の型締め機構につ
いて、直圧式、トグル式のいずれも、可動板と固定板に
取付けられた金型はタイバーを言われる４本の支柱を軌
道として金型の移動や型締めが行われている。このため
移動や型締めに大きな動力を必要とする。この大きな型
締め動力によって金型に歪みが生じやすく、成形ばりを
発生させる問題を有していた。さらに、インサート成形
のインサート品の挿入時や個々の成形品をつかみ取るた
めの多数の掴み手を必要とするランナーレスの成形品の
取り出し時などに、タイバーが邪魔になりインサート品
の挿入やランナーレスの成形品の取り出し時、任意の方
向から金型に接近することができず取り出しの方向、イ
ンサート品や成形品の大きさなどに制限が加わる。した
がって、金型の取り数や金型配置、成形品デザインに影
響を及ぼすことになる。

【０００６】また、コールドランナー部分で成形材料が
硬化した場合、まず金型を射出成形機から固定金型を外
し、さらにコールドランナー部分を有するマニホールド
部を固定金型から外して分解する必要があり、元に復帰
させるのに多大の時間と労力を必要とする。また、コー
ルドランナー部分の温度分布が大きいため成形材料が硬
化しやすく安定した連続成形が困難であるなどの問題を
有していた。

【０００７】また、金型を使用した成形品の成形は、加
熱可塑化した成形材料が成形金型のキャビティ内の空気
といかに素早く、完全に置換するかで成形圧力の低減、
成形時間の短縮化や成形品の充填不良、フラッシュ（ば
り）過多不良、寸法不良などの発生が左右される。エア
ーベンを利用した方法やその他としてよく用いられるノ
ックアウトピンを利用した金型内の真空引きでは、短時
間で真空にすることができない問題を有していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、外ネジのあ
る成形品や外部にアンダーカットのある成形品を得るの
に必要な側面金型部が高い自由度で駆動でき、金型の移
動、型締めが省エネルギーででき、金型歪みを生じ難く
任意の方向から接近できる射出成形機と真空引きを短時
間できる金型と成形材料が金型に注入される前に硬化し
た場合、元に復帰させるのに短時間で行うことのできる
射出成形機のノズルと金型とからなる射出成形システム
を提供することにある。

【０００９】

【問題を解決するための手段】本発明は、上記の点に鑑
みて為されたものであり、その特徴は、固定金型部と固
定金型部に対向する可動金型部とこれら金型部に側面か
ら移動して一体になる側面金型部とで構成される金型の
固定金型部には、ノズルが金型に収納できる凹部を有
し、可動金型部と側面金型部には金型を移動させて一体
化する移動動力系の駆動機構と金型の型締め動力系の加
圧機構とが別機構として同じ金型部に組み込まれ、これ
ら金型が互いに接合されるキャビティ側の金型表面の周
囲にシール材が配設され、これら金型がタイバーを有さ
ない射出成形機に取り付けられ、この射出成形機の主ノ
ズルの先端に分岐部と複数のノズルを有する射出成形機
とでなる射出成形システムにある。

【００１０】

【作用】固定金型部、可動金型部及び側面から移動して
きて一体となる側面金型部から構成される射出成形金型
において、可動金型と側面金型部の移動と型締めをそれ
ぞれ射出成形装置に配設された金型の駆動機構と加圧機
構の別々の機構によって行うため、他の金型部の動きに
関係なく独立して側面金型部の移動を高い自由度で制御
できる。このため成形品の形状に応じて側面金型部の移
動に最適な方向を選ぶことができる。

【００１１】該同じ機構によって行うため、タイバーに
よる金型の移動、型締めが不要となり、任意の方向から
金型に接近でき、インサート成形のインサート品の挿入
やランナーレス成形品の取り出しを任意のところから行
うことができる。

【００１２】また、射出成形機の基盤上に取り付けられ
た個々の駆動機構によって個々の金型部を移動させるの
で小さな移動動力で済む。一体化した金型の型締は一体
化後、可動金型部と側面金型部に取り付けた型締め動力
系である加圧機構を働かせて行うことができる。各金型
部の取付け板に囲まれた内部で型締めを相互にバランス
のとれた状況でまた、短いストロークの動きで型締め圧
力を発生させることができるので小さな型締め動力で加
圧して型締めできる。このため金型に歪が発生しにくく
金型のパーティング面に隙間ができないのでばりの発生
が阻止できる。長期間の使用の場合、このばり発生の差
は際立ってくる。

【００１３】固定金型部に彫り込まれた凹部に金型と接
触することなく配設された主ノズルの先端の分岐部と複
数のノズルは、成形材料の注入時に金型のゲートに直接
当接されて使用される。分岐部と複数のノズルは金型と
分離独立した断熱しやすい構造となるので断熱効果がよ
くなり、分岐部や複数のノズルは主ノズルとほぼ同じ程
度の温度にとどまる。したがって、分岐部、複数のノズ
ル内において硬化が起こりにくくなり、次々と射出成形
が安定してでき、成形材料は有効に利用できる。また、
金型を取り外すことなく分岐部や複数のノズルの取外し
ができるので分解時間が短縮できる。

【００１４】固定金型部と固定金型部に対向する可動金
型部とこれら金型部に側面から可動して一体になる側面
金型部とで構成される金型を、一体化し好ましくは互い
に機械的結合した後、型締めする前、金型がわずかに好
ましくは0.1 〜２mm程度開いてる状態で金型同士によっ
てシールをし、真空引きをるので真空するときの空気の
流路が大きい。このため短時間で真空引きが完了でき
る。その後型締めを完了させると金型のキャビティ内は
真空状態になっているので、加熱可塑化した成形材料は
成形金型のキャビティ内に引き込まれるように入って行
く。したがって、低圧成形、成形材料の短時間注入がで
き、成形材料が完全にキャビティ内を充填するので充填
不良、ばり過多不良、寸法不良などの発生が無くなる。

【００１５】

【実施例】この発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。

【００１６】図１は本発明の射出成形システムの金型の
型開き状態を示す側面図である。射出成形金型は固定金
型部１と、この固定金型部と対向して配置された可動金
型部２とこれら金型部に側面から移動して一体になる二
つの側面金型部３、３とで構成されている。固定金型部
１と対向して配置された可動金型部２は移動動力系であ
る駆動機構（図示せず）に取り付けられ、固定金型部１
を中心に左右に一つづつ配置された側面金型部３、３は
移動動力系である駆動機構５に取り付けられている。こ
れらの駆動機構５及び固定金型部１は射出成形機６の同
じ基盤７上に配設されている。

【００１７】側面金型部３、３は型締めの際矢印の方向
へ９０°回転し、各キャビティ４の内壁を内側に互いに
向けて駆動機構５のアクチェータ９と棒状螺子１０の移
動動力系によって互いに中心に向かって前進、また可動
金型部２も同様の駆動機構（図示せず）で降下し、組み
合わさり一体化する。この一体化した後の型締め前を示
す側面図が図２である。

【００１８】この一体化した後、型締め完了前の各金型
の間に空気流路の隙間を、好ましくは0.1 〜２mm程度の
隙間の空気流路２３のある状態に確保できるようにこれ
ら金型の周縁部に設けられたシール手段、たとえばＯリ
ング、可撓性を有するパッキング材やバネで凸状に突起
して組み込まれた金型部分機構などでシールし、このシ
ールの任意の箇所と外部に設けた真空装置２４とを管２
５で結び真空引きする。この後、金型を完全に型締め
し、加熱可塑化した成形材料を成形金型のキャビティ４
内に注入することによって成形品を得ることができる。

【００１９】前記の加熱可塑化された成形材料としては
フェノ−ル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリイミド樹脂などの
単独、変性、混合物などからなる熱硬化性樹脂成形材料
を適宜選択して用いることができる。

【００２０】可動金型部２や側面金型部３を移動させる
移動動力系の駆動機構を図３に正面図で図４に側面図で
それぞれ示す。移動動力系の駆動機構５はアクチェータ
９と棒状螺子１０で金型部はレール１０ａを軌道として
移動するものであり、その他油圧シリンダーからなるユ
ニット、エアーシリンダーからなるユニットなどを用い
ることができる。中でもモーターと棒状螺子が位置精度
を迅速に出せ、装置のクリーン度を維持する上で好まし
い。

【００２１】各金型部を組み合わせ一体化した後、金型
を機械的結合機構によって次の型締め動力がかかった場
合にも互いに金型が開かないようにすることもできる。
図５、図６は、機械的結合された場合と機械的結合がさ
れていない場合のモデルケースの正面図と側面図であ
る。図５は左右同じ構造なので右部分について説明す
る。側面金型部加圧機構８の取付け板１１の上下の端部
付近に円柱状の突起物１２が固定して配設されている。
別に、可動金型部の加圧機構８を取付ける板１３の左右
端部付近には、略１／４円の切り欠け部分１４を有し、
中心を軸として回転可能な円柱状の突起物１５が配設さ
れている。これら二つの円柱状の突起物は、金型部が組
み合わさり一体化した時、同心円となるように配設され
ている。この円柱状の突起物１５を有する取付け板１３
に取付けられたアクチェータ１６の回転を伝える歯車又
は円盤１７によって前記の回転可能な円柱状の突起物１
５を１８０度回転させて機械的に結合したり、はずした
りすることができる。可動金型部２と側面金型部３との
間のＸ状態が機械的結合した状態であり、同様の仕組み
を用い固定金型部１と側面金型部３との間のＹ状態が機
械的結合されていない状態である。側面金型部３を右に
移動させ金型を開く場合にＸ状態では、円柱状の突起物
１２は回転可能な円柱状の突起物１５の切り欠け部分で
ない一段高い部分に邪魔され型開きできない。Ｙ状態で
は、側面金型部３を右に移動する時、円柱状の突起物１
２は、回転可能な円柱状の突起物１５の切り欠け部分１
４に位置するのでそのまま動かせ型開きできる。

【００２２】型締め動力系の加圧機構８としては、油圧
シリンダー１８からなる油圧ユニット８ａ以外に、エア
ーシリンダーからなるユニット、モーターと棒状螺子な
どを用いることができる。油圧シリンダー１８の場合の
実施例を図５の達磨型形状で囲ったＡの部分の拡大断面
図で図７に示す。可動金型部２を移動させる駆動機構
（図示せず）の下端に取付けられた加圧機構８の取付け
板１３に油圧ユニット８ａが配設される．この油圧ユニ
ット８ａの油圧シリンダー１８の上部口１９または下部
口２０から注入する油量を調整することでラム２１を上
下させ、このラム２１の動きに連動して可動金型取付け
板２２が可動金型部の加圧機構８取付け板１３から離れ
て型締めする。図７は上部口１９からの油量を増し、型
締めのために少し加圧した場合である。

【００２３】図８は射出成形機の複数のノズルと分岐部
に関する正面図である。射出成形機のシリンダー２６の
先端には主ノズル２７が、さらにその先には分岐部２８
及び二つのノズル２９、２９が取り付けられている。主
ノズル２７からこの複数のノズル２９、２９に至るに
は、主ノズル２７の先端からこの複数のノズル２９、２
９の間に、加熱可塑化させた成形材料を分岐するための
分岐部２８が配設されている。この分岐部２８の流路３
０の形状も断面形状が円形、楕円形、半円形など特に限
定するものではなく、主ノズル２７から遠いノズル２９
に至る流路３０の径ほどその径を大きくする、ノズル２
９にいたる途中の流路３０に勾配を持たせるなどできる
だけ成形材料が発熱することなく、均一に流れる配慮を
するのが好ましい。このノズル２９は成形品の取数、大
きさなどによって複数個を適宜採用することができる。

【００２４】前記複数のノズル２９を金型に接触するこ
となく挿入できる矩形の凹部３１（図１に示す）が固定
金型部１に設けられている。又、この凹部３１の形状は
各ノズルに合わせた各ノズルより少し大きな径の円筒形
などでもよい。

【００２５】

【発明の効果】本発明によって、外ネジのある成形品や
外部にアンダーカットのある成形品を得るのに必要な側
面金型部が高い自由度で駆動できる。また、金型の真空
引きが短時間ででき、成形材料が金型に注入される前に
硬化した場合、射出成形機のノズルと金型の構造関係か
ら元に復帰させるのに短時間で行うことができる。ま
た、省エネルギーで金型に歪みを生じ難く金型の移動、
型締めできる。また、任意の方向から金型に接近でき、
インサート成形のインサート品の挿入や、ランナーレス
成形品の取り出しを任意のところからおこなうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形システムでの金型の型開き状
態を示す側面図である。

【図２】本発明の射出成形システムでの金型の真空引き
状態を示す側面図である。

【図３】本発明の射出成形システムの金型の駆動機構を
示す正面図である。

【図４】図３の側面図である。

【図５】本発明の射出成形システムの金型の機械的結合
を示す正面図である。

【図６】図５の側面図である。

【図７】図５のＡ部の加圧機構を示す断面図である。

【図８】本発明の射出成形システムの分岐部とノズルを
示す正面図である。

【符号の説明】

１ 固定金型部 ２ 可動金型部 ３ 側面金型部 ４ キャビティ ５ 駆動機構 ６ 射出成形機 ７ 基盤 ８ 加圧機構 ８ａ 油圧ユニット ９ アクチェータ １０ 棒状螺子 １０ａ レール １１ 取付け板 １２ 円柱状突起 １３ 取付け板 １４ 切り欠け部分 １５ 切り欠け部分を有する円柱状突起 １６ アクチェータ １７ 歯車 １８ シリンダー １９ 上部口 ２０ 下部口 ２１ ラム ２２ 可動金型取付け板 ２３ 空気流路 ２４ 真空装置 ２５ 耐圧管 ２６ シリンダー ２７ 主ノズル ２８ 分岐部 ２９ ノズル ３０ 流路 ３１ 凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定金型部と固定金型部に対向する可動
   金型部とこれら金型部に側面から移動して一体になる側
   面金型部とで構成される金型の固定金型部には、ノズル
   が収納できるこ凹部を有し、可動金型部と側面金型部に
   は金型を移動させて一体化する移動動力系の駆動機構と
   金型の型締め動力系の加圧機構とが別機構として同じ金
   型部に組み込まれ、これらの金型が互いに接合されるキ
   ャビティ側の金型表面の周囲にシール材が配設され、こ
   れら金型がタイバーを有さない射出成形機に取り付けら
   れ、この射出成形機の主ノズルの先端に分岐部と複数の
   ノズルを有する射出成形機でなる射出成形システム。