JP2000254951A - フッ素樹脂製品用の射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の成形サイクルの時間を短縮しかつ自動化
による生産性の向上をもたらすフッ素樹脂製品用の射出
成形機を提供すること。 【解決手段】フッ素樹脂製品用の射出成形機において、
固定盤３と可動盤５の間で金型７が閉じた時点における
金型の位置またはこのとき付与される低圧の型締圧力を
検知するセンサ手段と、金型の設置空間外側の固定盤３
に進退動可能に取り付けられるメカニカルロッド11、お
よびこのロッドの先端面に対する受け面を有して可動盤
５に対向配置された台座部12を含み、前記先端部と受け
面を衝合させるためのメカニカルロッド装置10と、金型
が閉じた時点に対応して、前記衝合したメカニカルロッ
ド11に金型が開こうとする力に対向して働く型締圧力を
与えるための型締装置４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テフロン等のフッ素樹
脂を用いて射出成形を行うための射出成形機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】これまでのテフロン成形品を射出成形機
を用いて製造するには、通常、図６に示すように、上盤
を構成する固定盤５０と、下盤を構成する可動盤５２
と、この可動盤を固定盤に向けて上昇させる型締シリン
ダ５４と、ノズル５５から溶融樹脂を射出するための射
出装置等（図示略）を有する縦型射出成形機５６を用い
ている。

【０００３】可動盤５２上には、金型５８を直接、また
は、作業効率を高めるために、１つまたは複数の金型を
配置できるスライドプレートやロータリーテーブル（図
示を省略した）を介して金型５８が取付けられる。こう
して、可動盤５２上に取付けられた金型５８は、型締シ
リンダ５４のラム部５４ａを介して可動盤５２を上昇さ
せることによって固定盤５０に近づき、金型の上面が固
定盤のノズル口６０にタッチする寸前で型閉動作を完了
させる。そして、この金型５８を固定盤５０にボルトで
締付けるが、可動盤５２と金型５８の底面との間には、
わずかな隙間が形成されて、型締圧力が加わらないよう
にしている。

【０００４】これは、テフロン成形品用の金型は、一般
の射出成形用金型とは違い、強度がないからであり、こ
の種の金型は、通常２０トン位までが使用限界となって
いる。このような金型５８の構造は、例えば、図７に示
すように、配管のチーズ、エルボ等を製作するもので、
ここでは、Ｙ型の配管継手６２に中子６４をそれぞれの
管通路から挿入して合わせ、上下の開口及び側方の開口
にフランジ６６を被せて複数のボルト６８により固定す
る。また、頂部開口を被うフランジ６６’には、樹脂注
入用のゲート口７０がある。従って、鋳物製の配管継手
６２と中子６４の間には、隙間ａが形成され、ゲート口
７０に成形機のノズルから溶融したフッ素樹脂が注入さ
れるようになっている。

【０００５】このような金型が取付けられた上記の縦型
射出成形機において、金型内にフッ素樹脂が射出充填さ
れ、所定の冷却工程を経て成形が終了すると、フランジ
を取り付けたボルトを緩めて、中子を取り除く型割りを
行って、製品を取り出すという工程が実行される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この成形方法
では、可動盤、型締シリンダのラム等の機械部品を上昇
させるだけでも、相当の圧力が必要であり、また、この
圧力が、金型に作用すると、フッ素樹脂製品の成形用金
型は、２０トン位の強度しかないので、金型を壊す原因
となる。また、上盤に金型の頂部がタッチする寸前で型
閉動作を停止させることは、非常に難しく、さらには、
ボルトの取付け取外し工程等があるために、自動化でき
ない問題もあった。

【０００７】また、ボルト締めだけで射出圧を受けるの
で、フッ素樹脂が外部にはみ出すという問題を発生して
いた。

【０００８】このような事情に鑑みて、本発明の目的
は、従来の成形サイクルの時間を短縮しかつ自動化によ
る生産性の向上をもたらすフッ素樹脂製品用の射出成形
機を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、請求項１では、射出成形機の固定盤と可
動盤の間にフッ素樹脂製品用の金型を取付けて成形を行
う形式の射出成形機において、前記固定盤と可動盤の間
で前記金型が閉じた時点における金型の位置またはこの
とき付与される低圧の型締圧力を検知するセンサ手段
と、相対的に進退動可能なメカニカルロッドおよび該ロ
ッドの先端面に対する受け面を有する台座部を備え、前
記メカニカルロッドと台座部を、それぞれ前記金型の設
置空間外側において前記固定盤と可動盤のいずれか一方
に取付けて互いに対向させ、前記先端部と受け面を衝合
可能にするためのメカニカルロッド装置と、前記金型が
閉じた時点に対応して、前記衝合したメカニカルロッド
に前記金型が開こうとする力に対向して働く型締圧力を
与えるための型締装置とを備えていることを特徴として
いる。

【００１０】このような構成によって、請求項１の発明
では、金型が閉じた時点に、メカニカルロッドの先端部
が台座部の受け面に衝合するので、この時点から金型に
作用する低圧型締圧力が、今度はメカニカルロッドに加
わる。そして、型締装置による増圧は、すべて金型の代
わりにメカニカルロッドが受けることになる。

【００１１】また、請求項２に記載の構成によれば、本
発明に係わるセンサ手段は、金型の端面が固定盤または
可動盤の一方に当接するか、あるいは、金型の合わせ面
が互いに当接するときの金型位置を検出する位置セン
サ、またはこのときの金型に加わる低圧型締圧力を検出
する圧力センサであることを特徴としている。これによ
り、金型が固定盤または可動盤に当接したことを感知す
ることができる。

【００１２】また、請求項３の記載の構成によれば、メ
カニカルロッド装置は、固定盤側または可動盤側に配置
されたチェーン駆動機構により複数のメカニカルロッド
を連動させて駆動することを特徴としている。これによ
り、固定盤または可動盤上の金型設置空間の外側に駆動
機構をコンパクトに配置することができ、かつ複数のメ
カニカルロッドを同期させてロッドの軸方向に前後に移
動することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明に係る射出成形機１の一
例を示す正面図である。この成形機１は、従来の構造と
同様に成形機本体部分に、４本のタイバー２を支持して
対向配置される固定盤３と型締シリンダ４を備え、さら
に、固定盤３と型締シリンダ４との間にタイバー２に沿
って摺動する可動盤５を備えている。固定盤３には、金
型の上面（端面）が当接する部位に埋め込まれたセンサ
手段（図示略）としての位置センサが設けられている。
このセンサ手段は、位置センサの代わりに型締シリンダ
４の油圧回路に接続した圧力センサとすることもでき
る。

【００１４】可動盤５は、型締シリンダ４のラム部６に
取付られ、可動盤５の上面に取付られた金型７を固定盤
３に対して接近できる構造になっている。ここでは、金
型７を載置して固定するためのスペーサブロック５ａが
配置されている。このため、型締シリンダ４は、油圧装
置によってラム部６を駆動して、可動盤５を上下方向に
移動させる。そして、金型の上面７ａが固定盤３の底面
に接触すると、可動盤５と固定盤３の間に挟まれた金型
７には、一定の型締圧力が加えられて射出装置（図示
略）のノズル８から溶融樹脂を充填できるようにしてい
る。

【００１５】そして、本発明の特徴部分は、さらに、ノ
ズル８が挿入される固定盤３と金型７を取り付ける可動
盤５との間で、型締シリンダ（型締装置）４による型締
圧力を受けるためのメカニカルロッド装置１０を有する
ことである。このメカニカルロッド装置１０は、金型に
加わる型締圧力を金型に代わって受けるものであり、本
実施形態では、３本の可動のメカニカルロッド１１と、
固定の台座部１２を有し、後述するチェーン駆動装置１
５によって駆動される。

【００１６】メカニカルロッド１１は、固定盤側に配置
された上側ロッドを構成し、可動盤側に配置された台座
部１２は、下側ロッドを構成する。メカニカルロッド１
１は、図１において、チェーン駆動機構１５によって上
下方向に進退動可能であり、台座部１２は、メカニカル
ロッド１１の先端面１１ａが衝合する受け面１２ａを有
する固定の台座ロッドである。これらのメカニカルロッ
ド１１と台座部１２は、金型設置空間の外側に配置され
ている。

【００１７】可動盤側の台座部１２に衝合する各メカニ
カルロッド１１は、高さ位置を揃えるために同期して上
下動し、自由にその長さを調整することができる。それ
ゆえ、金型７の厚さ寸法の違いに応じて、固定盤３から
突出するロッド長さが定められ、メカニカルロッド１１
の下降の始動位置が定まる。

【００１８】金型７が閉じた時点からメカニカルロッド
１１が台座部１２に衝合する位置までは、できるだけ短
い方が良い。これは、可動盤５により上昇した金型の上
面７ａが固定盤３に当接状態から型締増圧動作に入るま
でのタイムラグを抑えることができるからである。この
ようにして、メカニカルロッド１１の始動位置が決定さ
れる。また、台座部１２の受け面１２ａには、メカニカ
ルロッド１１が衝合したことを感知するリミットスイッ
チまたはセンサ１３（図４参照）が取付けられている。

【００１９】図２に示すように、３つのメカニカルロッ
ド１１の後端側には、それぞれスプロケット１４が取り
付けられ、このスプロケット１４に噛み合って移動する
チェーン駆動機構１５がメカニカルロッド１１のダイス
ペーサ１６に組み込まれている。このチェーン駆動機構
１５は、１つの駆動モータ１７、２つのテンション装置
１８、３つのメカニカルロッド１１を経由するチェーン
１９、及び金型設置空間の外側でチェーンを周回させる
ための複数のプーリ２０を含んでいる。

【００２０】このチェーン駆動機構１５により、３つの
メカニカルロッド１１は、同期して駆動され、同一高さ
に調整されて上下方向に移動できるようになる。メカニ
カルロッド１１は、スプロケット１４の回転に対して上
下方向に進退動させるために、メカニカルロッド１１の
上部にねじ溝１３（図１参照）が設けられ、回転運動を
直線運動に変換するボールねじ構造が組み込まれてい
る。

【００２１】そして、モータ１７の駆動により、メカニ
カルロッド１１の位置決めができ、台座部１２の受け面
１２ａにメカニカルロッド１１の先端面１１ａを衝合さ
せて、このメカニカルロッド１１で型締圧力を受け、金
型７に型締圧力を作用させないようにすることができ
る。また、テンション装置１８は、各タイバー２に近接
するたるみ量点検個所Ｐにおけるたるみ量を調整するた
めのものである。

【００２２】このようなメカニカルロッド装置１０は、
固定盤３に直接取り付けることも可能であるが、ここで
は、ダイスペーサ１６を設けてメカニカルロッド１１の
後端側を空洞部分に収納できるようにして固定盤３に取
付られている。また、テフロン成形を専用とする射出成
形機では、メカニカルロッド装置１０を成形機に一体に
固定配備されているが、メカニカルロッド装置１０を一
般の射出成形機１に付属するアタッチメント部品とし
て、自由に取付け取り外しが可能な単一の組立体構造と
することもできる。

【００２３】一方、台座部１２を配置した可動盤５上に
は、図１に示すように、本発明の一実施形態として、可
動盤５上に沿って移動可能なスライドプレート装置２４
が配置されている。このスライドプレート装置２４は、
金型７をセットし、成形機内の中央に金型７を搬送でき
る構造を有している。図３は、このスライドプレート装
置２４を上面から見た詳細図を示す。

【００２４】図１及び図３に示すように、スライドプレ
ート装置２４は、可動盤５上に配置され、上から型取付
盤２５、断熱材２６、スライドプレート２７からなる組
立体と、この組立体を可動盤５のガイドレール５ｂ，５
ｂに沿って横方向に移動するための油圧駆動式ピストン
シリンダ２８を有する。型取付盤２５には、テーブル面
２５ａに沿って縦方向及び横方向に複数のＴ溝２９が設
けられ、金型７をボルト等の締結具を用いてテーブル面
２５ａ上に固定できるようになっている。ピストンシリ
ンダ２８は、油圧または空気圧作動のもので、型取付盤
２５の側面に継手Ｔを介して取付けられている。想像線
Ｓは、ピストンシリンダ２８によって押し出されたスラ
イドプレート２７の突出先端位置を示している。

【００２５】本実施形態の説明では、本発明の上記装備
を備えた射出成形機として、縦型成形機を使用したが、
これを通常の横型成形機にも適用できることは明らかで
あろう。この場合、メカニカルロッド装置１０は、縦型
成形機のように固定盤側に取付けるだけでなく、可動盤
側に配置することもできる。また、金型の端面が固定盤
または可動盤の一方に当接するか、あるいは、金型の合
わせ面が互いに当接するときの金型位置を検出する位置
センサ、またはこのときの金型に加わる低圧型締圧力を
検出する圧力センサを設けることが可能である。

【００２６】なお、本発明において、金型が閉じた時点
とは、縦型成形機においては、固定盤３と金型の上面７
ａが当接状態で金型７に加わる圧力がゼロから金型の変
形限度内の圧力（例えば、２０トン、油圧では６５ｋｇ
／ｃｍ² 以下）の範囲であり、理想的にはゼロ圧力の状
態とする。また、横型成形機においては、金型７が閉じ
た時点とは、固定盤側と可動盤側に固定される固定金型
と可動金型が、上記と同様な当接状態かつ圧力負荷の場
合を示すものとする。それゆえ、通常の型閉完了は、メ
カニカルロッド１１が台座部１２に衝合した位置で達成
される。

【００２７】次に、本装置を用いてテフロン成形品を製
造するための成形作動工程を以下に説明する。図５に示
すように、まず、成形機の可動盤５に設けたスライドプ
レート装置の上に金型７を取付け、そのセンター位置が
正しい位置に配置されているかをレーザーポインタ等の
位置決め手段で確認する（ステップ３０）。

【００２８】この準備作業の後、両手押しボタンにて成
形サイクルを開始する（ステップ３１）。この始動に伴
ってスライドプレートが可動盤上に挿入される（ステッ
プ３２）。次に、型締シリンダのラム部を高速で作動さ
せて型閉動作を開始し、その後、金型が閉じた時点の手
前のわずかな距離だけ、型閉動作を低速にする（ステッ
プ３３，３４）。そして、金型の上面が固定盤に当接し
たことを感知する位置センサ、あるいは、この当接時の
金型における低圧の型締圧力を検出する圧力センサ等の
センサ手段からの信号により、金型の閉じ動作を完了さ
せる（ステップ３５）。また、この時点において、低圧
型締圧力が圧力センサ等により確認される。

【００２９】そして、型締圧力が低圧である状態を保持
しながら、メカニカルロッドを下降させ、メカニカルロ
ッドが台座部に衝合したことをリミットスイッチが検知
すると、メカニカルロッド１１の下降が停止する（ステ
ップ３６，３７，３８）。このメカニカルロッドの作動
は、型閉動作の完了後に行われるが、金型が固定盤に当
接する時点と、その後に発生するメカニカルロッドが台
座部に衝合する時点との間のタイムラグをできる限り少
なくなるように前もって設定することが可能である。

【００３０】次に、この状態から型締圧力が増圧される
（ステップ３９）。そして、テフロン成形において、予
め設定された所望の型締圧力に維持して、射出工程を行
う（ステップ４０）。この場合、実際の成形では、一般
的に、射出圧は樹脂が流れ込む程度のドローリング状態
であり、型締圧力は２０トンで行われる。本装置では、
最大型締圧力を２００トンまで加圧することができる。

【００３１】そして、この時、使用されるテフロン樹脂
ペレットを加熱筒内に溶融させ、液状化させた後、射出
充填、保圧工程を経て、タイマで設定した射出動作に対
応して、スクリュ回転開始時間をカウントし、スクリュ
回転により充填される材料を計量し、その後に冷却動作
を行って、タイマによる冷却時間をカウントし、冷却工
程を完了する（ステップ４１）。

【００３２】この後、金型を開くために、圧抜動作を実
行するためメカニカルロッドを上昇させ、型開動作を開
始する。型開動作は、型開低速、型開高速、型開低速が
順次行われて、型開きを完了する（ステップ４２〜４
６）。これにより、スライドプレートを後退させて金型
から成形品を取り出す（ステップ４７，４８）。

【発明の効果】

【００３３】以上説明したことから明らかなように、本
発明は、メカニカルロッド装置が、金型に作用する型締
圧力を金型に変わって受けるので、金型には負荷が加わ
らず（理想的にはゼロ圧）、射出圧力に負けない圧力を
型締圧力として保持することができる。

【００３４】その結果、従来ボルト締めだけで射出圧力
を受けていたために発生する樹脂の漏れによって起こる
バリの発生、さらには、製品を成形するために、これま
で必要とされた金型の取り付け及び取り外し作業を繰り
返すことがなくなり、成形サイクルを自動化して生産性
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフッ素樹脂製品用の射出成形機の
一実施形態を示す正面図である。

【図２】本発明に係るメカニカルロッド装置を駆動する
ためのチェーン駆動機構を示している、図１のＡ−Ａ線
から見た概略平面図である。

【図３】本発明に係る可動盤上に設けられたスライドプ
レート装置の構造を示している、図１のＢ−Ｂ線から見
た概略平面図である。

【図４】図１に示す成形機において、メカニカルロッド
装置が開位置と閉位置にあるときの状態を左右に分けて
示す構成図である。

【図５】本発明に係るフッ素樹脂製品の成形方法におけ
るフローチャート図である。

【図６】従来の形式によるフッ素樹脂製品を成形するた
めの縦型成形機を示す概略構成図である。

【図７】図６の成形機に用いられる金型の構造を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 成形機 ３ 固定盤 ４ 型締シリンダ ５ 可動盤 ７ 金型 １０ メカニカルロッド装置 １１ メカニカルロッド １２ 台座部 １５ チェーン駆動装置 １１ａ 先端面 １２ａ 受け面 ２４ スライドプレート装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA16 AP02 AP06 CA11 CB01 CL01 CL12 CL22 CL28 4F206 AA16 AP024 AP027 AP064 JA07 JL02 JM02 JN32 JN34 JP12 JP13 JP30 JQ83 JT05 JT32 JT39

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出成形機の固定盤と可動盤の間にフッ素
   樹脂製品用の金型を取付けて成形を行う形式の射出成形
   機において、 前記固定盤と可動盤の間で前記金型が閉じた時点におけ
   る金型の位置またはこのとき付与される低圧の型締圧力
   を検知するセンサ手段と、 相対的に進退動可能なメカニカルロッドおよび該ロッド
   の先端面に対する受け面を有する台座部を備え、前記メ
   カニカルロッドと台座部を、それぞれ前記金型の設置空
   間外側において前記固定盤と可動盤のいずれか一方に取
   付けて互いに対向させ、前記先端部と受け面を衝合可能
   にするためのメカニカルロッド装置と、 前記金型が閉じた時点に対応して、前記衝合したメカニ
   カルロッドに前記金型が開こうとする力に対向して働く
   型締圧力を与えるための型締装置とを備えていることを
   特徴とする射出成形機。
2. 【請求項２】センサ手段は、金型の端面が固定盤または
   可動盤の一方に当接するか、あるいは、金型の合わせ面
   が互いに当接するときの金型位置を検出する位置セン
   サ、またはこのときの金型に加わる低圧型締圧力を検出
   する圧力センサであることを特徴とする請求項１記載の
   射出成形機。
3. 【請求項３】メカニカルロッド装置は、固定盤側または
   可動盤側に配置されたチェーン駆動機構により複数のメ
   カニカルロッドを連動させて駆動することを特徴とする
   請求項１記載の射出成形機。