JP2005053005A

JP2005053005A - 射出成形方法及びその射出成形方法を用いた金型装置

Info

Publication number: JP2005053005A
Application number: JP2003206326A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Moriwaki; 毅森脇; Yuji Shiotani; 雄司塩谷; Shinji Takesue; 晋二武末
Original assignee: Kishimoto Sangyo Co Ltd
Current assignee: Kishimoto Sangyo Co Ltd
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】特殊な装置等の追加を必要とせずに、ウェルド部の強度を向上するようにした射出成形方法を提供する。
【解決手段】スプル２１とキャビティ２０との間に、第１ランナ２３Ａと第２ランナ２３Ｂとを設け、第１ランナ２３Ａのみの選択により、第１ランナ２３Ａを通過する溶融材料の第１流れをキャビティ２０内に流し込み、次いで、第１ランナ２３Ａ及び第２ランナ２３Ｂの選択により、第１流れの合流部近傍に、第２ランナ２３Ｂを通過する溶融材料の第２流れを、第１流れに対して時間的に遅れて流し込む、射出成形方法である。第１ランナ２３Ａのみの選択と、第１ランナ２３Ａ及び第２ランナ２３Ｂの選択の切替えを、スプル用エジェクタピン２６の前進・後退により行う。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形体のウェルド部における強度の向上を図ることのできる射出成形方法及びその射出成形方法を用いた金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形において、複数のゲートから流入した溶融材料の合流部にウェルド部が生じるということは、従来から広く知られている。ところが、かかるウェルド部では、溶融材料の流れが合流面に沿った方向になってしまうため、強度等の機械的特性が低下してしまうという問題があった。特に、ガラス繊維強化樹脂の成形体においては、ウェルド部の強度低下が顕著になる。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するため、従来から種々の発明が提案されている。例えば、特開２００１−２８７２４２号公報（特許文献１）には、溶融材料をシリンダから金型内の複数のゲートを通じてキャビティに流入充填させる射出成形体を製造するにあたり、複数のゲートから流入した溶融材料がキャビティ内で合流する前に、一部のゲートからの溶融材料の流入量を減少させるか又は流入を停止させ、残りのゲートから流入した溶融材料と合流させる構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２８７２４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１記載の発明では、複数のゲートの開閉を制御する特別の機構が必要である。
【０００６】
本発明の目的は、ランナ切替用ピンの前進・後退という簡単の操作によって、第２流れを第１流れに対して時間的に遅れて流し込み、合流部において流量の異なる流れによる合流を生じさせて、ウェルド部の強度を向上するようにした射出成形方法及びその射出成形方法を用いた金型装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、スプルとキャビティとの間に、スプルから分岐した第１ランナと第２ランナとを設け、第１ランナのみの選択により、第１ランナを通過する溶融材料の第１流れをキャビティ内に流し込み、次いで、第１ランナ及び第２ランナの選択により、第１流れの合流部近傍に、第２ランナを通過する溶融材料の第２流れを、第１流れに対して時間的に遅れて流し込む射出成形方法であって、前記第１ランナのみの選択と、第１ランナ及び第２ランナの選択のランナ切替えを、ランナ切替用ピンの前進・後退により行うようにしたことを特徴とする。
【０００８】
上記の如く、ランナ切替用ピンの前進・後退という簡単な操作によって、第２流れを第１流れに対して時間的に遅れて流し込み、合流部において流量の異なる流れによる合流を生じさせることができる。この結果、ウェルド部の強度を向上することができる。
【０００９】
本発明は、スクリュの位置を検出する検出手段を設け、この検出手段によってスクリュの位置が予め定めた保圧切換位置に達したときに、ランナ切替用ピンを駆動してランナ切替えを行う場合もある。また、ランナ切替えタイミングを計測するタイマを設け、このタイマからの信号によって、ランナ切替用ピンを駆動してランナ切替えを行う場合もある。
【００１０】
また、ランナ切替用ピンはスプル用エジェクタピンであり、このスプル用エジェクタピンは、スプルが第１ランナとは連通状態で第２ランナとは遮断状態となっている第１位置と、前記スプルが第１ランナ及び第２ランナのいずれにも連通状態となっている第２位置とに切替え可能に構成されている場合もある。
【００１１】
また、前記スプル用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはエジェクタロッドの前進・後退によって前進・後退されるように構成され、エジェクタロッドの前進・後退によってスプル用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる場合もある。
【００１２】
また、スプル用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはランナ切替用シリンダによって前進・後退されるように構成され、ランナ切替用シリンダによってスプル用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる場合もある。
【００１３】
また、第１ランナと第２ランナとの組が複数組設けられるとともに、ランナ切替用ピンが複数の成形品用エジェクタピンである場合もある。また、前記複数の成形品用エジェクタピンは、個別に前進・後退可能に構成されている場合もある。なお、成形品用エジェクタピンを駆動する方法としては、エジェクタロッド又はランナ切替用シリンダが用いられる。
【００１４】
また、前記第２ランナは、第２ランナのキャビティに臨むゲートが、前記第１ランナのみで充填した場合に生じる合流部に対してずれるように配置されてもよい。また、第１ランナと第２ランナとはスプルに関して上下対象に配置してもよい。但し、ウェルド部の強度向上の観点からは、前者の方が好ましい。また、溶融材料がガラス繊維または炭素繊維からなる強化用繊維を含有している場合には、ウェルド部の繊維の配向により成形品の強度やそり変形が大きく影響されるので、本発明に係る成形法の効果が最も大きい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の射出成形が使用される金型装置を備えた射出成形機の全体構成を示す図であり、図２は金型装置の断面図であり、図３はキャビティの平面図であり、図４は図３の矢視Ｘ１−Ｘ１断面図である。なお、図４（１）はスプル用エジェクタピンの前進時の断面図であり、図４（２）はスプル用エジェクタピンの後退時の断面図である。本実施の形態１に係る射出成形機１は、インラインスリクュ式射出装置２と、電動トグル式型締装置３と、制御装置４とから構成されている。
【００１６】
射出装置２は電動式射出装置であって、射出用モータ１００及びスクリュ回転駆動用モータ１０１が備えられている。射出用モータ１００の出力軸はボールネジ１０２で構成され、このボールネジ１０２の回転によって射出アクチュエータ１０３が前進・後進するようになっている。この射出アクチュエータ１０３には連結部材１０４が回転可能に連結されており、この連結部材１０４の端部にはスクリュ５が固着されている。このような構成により、射出用モータ１００の回転により、射出アクチュエータ１０３及び連結部材１０４を介して、スクリュ５が加熱筒６の内周面に沿って前後進自在となっている。
【００１７】
また、スクリュ回転駆動用モータ１０１の出力軸には、プーリ１０５が装着されている。このプーリ１０５と、連結部材１０４の外周に装着されているプーリ１０６間には、ベルト１０７が巻き掛けられている。このような構成により、スクリュ回転駆動用モータ１０１の回転駆動力はベルト１０７を介して連結部材１０４に伝達される。この連結部材１０４の回転によって、スクリュ５が加熱筒６の内周面に沿って回転自在となっている。
【００１８】
スクリュ５の回転に伴なって、ホッパ８内に供給された樹脂ペレットはスクリュ５の前方へ送られ、この間に加熱筒６の外周面に取付けられているヒータ（図示せず）による加熱を受けると共に、スクリュ５の回転による混練作用を受けることにより樹脂ペレットが溶融する構成となっている。
【００１９】
スクリュ５の前方へ送られた溶融材料の量が、予め設定された量に達した時点でスクリュ回転駆動用モータ１０１の回転駆動を停止すると共に、射出用モータ１００を駆動してスクリュ５を前進させることにより、スクリュ５前方に貯えられた溶融樹脂は、ノズル９を経由して金型装置の金型キャビティ内へ射出される。
【００２０】
なお、射出アクチュエータ１０３には、ラック１０８が固着されている。このラック１０８に噛合うピニオン１０９の回転軸には、ロータリーエンコーダ１１０が装着されている。このような構成により、スクリュ５の位置がロータリーエンコーダ１１０によって検出され、スクリュ５の位置データは制御装置４に与えられるようになっている。
【００２１】
一方、型締装置３は、固定金型１０を支持する固定盤１１に対し、タイバー１２を介して可動金型１３を支持する可動盤１４を移動自在に設けると共に、金型の開閉および型締めを行う型締め手段としてトグル式型締機構１５をエンドプレート１６を介して可動盤１４に対して取付け、前記トグル式型締機構１５を駆動するための型締用サーボモータ１７が設けられている。この型締用サーボモータ１７の出力軸はボールネジ５１として構成されており、このボールネジ５１に螺合するボールナット５２がトグル式型締機構１５の中央リンクプレート１５ａに連結されている。そして、サーボモータ１７の回転力が、ボールネジ５１の回転力として伝達され、次いで、ボールナット５２を介して直線運動に変換されて、トグル式型締機構１５を駆動するように構成されている。
【００２２】
金型装置は、固定金型１０と可動金型１３とからなり、固定金型１０は固定側型板１０ａと固定側取付板１０ｂとから構成され、可動金型１３は可動側型板１３ａと可動側取付板１３ｂとから構成されている。固定側型板１０ａと可動側型板１３ａの間にはキャビティ２０が設けられており、キャビティ２０は環状に形成されている（（図２、図３参照）。また、このキャビティ２０に関連して、スプル２１の端部から図３の上方に延びてキャビティ２０に連通する第１ランナ２３Ａと、スプル２１の端部から図３の斜め下方に延びてキャビティ２０に連通する第２ランナ２３Ｂとが形成されている。従って、成形材料（溶融材料）をキャビティ２０に導く流路としては、スプル２１→第１ランナ２３Ａ→キャビティ２０を辿る第１流路２５Ａと、スプル２１→第２ランナ２３Ｂ→キャビティ２０を辿る第２流路２５Ｂとが存在する。そして、本発明では、後述するように、スプル用エジェクタピン２６の移動によって、第１ランナ２３Ａのみが選択される状態（第１流路２５Ａのみが選択される状態）と、第１ランナ２３Ａ及び第２ランナ２３Ｂの両者が選択される状態（第１流路２５Ａ及び第２流路２５Ｂの両者が選択される状態）とに切換え可能となっている。
【００２３】
なお、上記のように第１ランナ２３Ａに対して第２ランナ２３Ｂを斜めに配置する実質的な理由は、第２ランナ２３Ｂのキャビティ２０に臨むゲートＡ（図３参照）を、第１ランナ２３Ａのみで充填した場合の合流部１２０（図３参照）からずらすことにある。従って、通常はキャビティ２０内の左右の流れは同一流量であるため、第１ランナ２３Ａの延長線上に合流部１２０が形成されるので、第１ランナ２３Ａに対して第２ランナ２３Ｂを斜めに配置することになる。但し、キャビティ２０の左右流路断面積が微妙に異なり、そのため合流部１２０が第１ランナ２３Ａの延長線上からずれる場合がある。このような場合には、第２ランナ２３ＢのゲートＡが合流部１２０からずれて配置されている限り、第１ランナ２３Ａと第２ランナ２３Ｂとが一直線上に配置された構成となってもよい。
【００２４】
また、可動側型板１３ａは一対のスペーサブロック３０を介して可動側取付板１３ｂに固定されている。スペーサブロック３０は、段差面３０ａを有する段差状に形成されている。この一対のスペーサブロック３０の内方側でかつ、可動側型板１３ａと可動側取付板１３ｂとの間には、第１エジェクタプレート３１及び第２エジェクタプレート３２が配設されている。第１エジェクタプレート３１は、プレート部３１Ａと、プレート部３１Ａに固着されたプレート部３１Ｂとからなる。この第１エジェクタプレート３１には、ランナ切替用ピンとして機能するスプル用エジェクタピン２６が固着されている。スプル用エジェクタピン２６は第２エジェクタプレート３２及び可動側型板１３ａを挿通し、その先端がスプル２１に臨んでいる。そして、スプル用エジェクタピン２６の先端部は、先端に向かうに連れて第２ランナ２３Ｂに近づく方向に傾斜した傾斜面２６ａを有する。
スプル用エジェクタピン２６が先進して傾斜面２６ａが図４（１）に示す位置になったとき、第１ランナ２３Ａが選択され、また、スプル用エジェクタピン２６が後退して傾斜面２６ａが図４（２）に示す位置になったとき、第１ランナ２３Ａ及び第２ランナ２３Ｂの両者が選択される。
【００２５】
第１エジェクタプレート３１と第２エジェクタプレート３２間には、一対のコイルバネ３３が介装されており、このコイルバネ３３によって第１エジェクタプレート３１は第２エジェクタプレート３２から離間する方向に付勢されている。
【００２６】
第２エジェクタプレート３２は、プレート部３２Ａと、プレート部３２Ａに固着されたプレート部３２Ｂとからなる。この第２エジェクタプレート３２には、一対の成形品用エジェクタピン３４と、一対のリターンピン３５とが固着されている。リターンピン３５の外周には、コイルバネ３５ａが装着されており、このコイルバネ３５ａによって、第２エジェクタプレート３２は、その後端面（図２の左端面）がスペーサブロック３０の段差面３０ａに当接するように付勢されている。
【００２７】
可動側取付板１３ｂの中央部には挿通孔３５が形成されており、この挿通孔３５をエジェクタロッド３７が挿通している。そして、エジェクタロッド３７の先端（図２の右端）は、第１エジェクタプレート３１の後端面３１ｃ（図２の左端面）に接触可能となっている。このエジェクタロッド３７は電動式駆動機構３８によって前後進方向（図１の左右方向）に移動自在となっている。
【００２８】
電動式駆動機構３８はサーボモータ４０を有している。このサーボモータ４０の出力軸はボールネジ４１として構成されており、このボールネジ４１に螺合するボールナット４２が連結部材４３を介して可動盤４４に連結されている。そして、可動盤４４には前記エジェクタロッド３７が固着されている。なお、サーボモータ４０はサーボモータ用コントローラ４５によって正転・逆転が制御されている。そして、サーボモータ４０の回転力が、ボールネジ４１の回転力として伝達され、次いで、ボールナット４２を介して直線運動に変換されて、可動盤４４を駆動し、エジェクタロッド３７が前後進できるように構成されている。
【００２９】
また、この射出成形法で使用されるプラスチック材料としては、従来から使用されている射出成形可能な全ての種類の材料が使用できる。これらには、低密度ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニルコポリマーなど各種エチレンコポリマー、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、一般用ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、各種ポリアミド例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６１０、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６Ｔ、ナイロンＭＸＤ６など、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、変形ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケント、ポリアミドイミド、ポリイミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などがある。また、これらをベースにしたポリマーアロイ、例えばポリカーボネート／ＡＢＳ、ナイロン６／ＡＢＳ、ポリブチレンテレフタレート／ＡＢＳ、ナイロン６／変形ポリエチレン、ポリアセタール／熱可塑性ポリウレタン、ナイロン６６／ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレートなどが使用できる。これらプラスチックには、各種フィラーを配合したものも含まれる。これらのフィラーとしては、炭酸カルシウム、タルク、ワラストナイト、マイカ、シリカ、硫酸バリウム、鉄粉、フェライトなどがあげられるが、これに限定されるものではない。
【００３０】
さらにこれらのプラスチックやポリマーアロイに強化用繊維例えばガラス繊維、炭素繊維などを配合した材料は、ウェルド部の繊維の配向により成形品の強度やそり変形が大きく影響されるので、この成形法の効果が最も大きい材料である。これらには、ガラス繊維強化ポリプロピレン、ガラス繊維強化ＡＢＳ、ガラス繊維強化ポリアミド、ガラス繊維強化ポリカーボネート、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート、ガラス繊維強化ポリカーボネート／ＡＢＳなどがある。さらに、この成形法は各種熱可塑性エラストマー、例えばポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリスチレンエラストマーなどが使用できる。また、射出成形可能な熱硬化性プラスチック例えばフェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂（ＢＭＣ）なども使用できる。
【００３１】
図５は実施の形態１の成形サイクルを示すフローチャートである。図５を参照して、成形サイクルの動作について説明する。なお、ランナの切替えはエジェクタロッド３７の前進・後進駆動により行うものである。
先ず、型閉工程が行われる（ステップＳ１）。そして、型閉が完了すると、エジェクタロッド３７が前進駆動を開始する（ステップＳ２）。これにより、第１エジェクタプレート３１が押圧され、第１エジェクタプレート３１と同伴して、スプル用エジェクタピン２６も前進する。そして、第１エジェクタプレート３１が第２エジェクタプレート３２に当接すると、エジェクタロッド３７は前進駆動を停止する（ステップＳ３）。これにより、スプル用エジェクタピン２６は、図４（１）の状態で停止し、第１ランナ２３Ａのみが選択された状態となる。このような状態で、射出工程が開始される（ステップＳ４）。これにより、溶融樹脂がスプル２１→第１ランナ２３Ａ→キャビティ２０を辿り、キャビティ２０に充填されていく。また、射出開始ともに、スクリュ５の位置がロータリーエンコーダ１０２によって計測される。そして、スクリュ５が保圧切換位置（或いは予め設定された指定位置）に達すると、エジェクタロッド３７を後退させる。なお、このスクリュ５が保圧切換位置（或いは予め設定された指定位置）に達した時点においては、第１ランナ２３Ａを経てキャビティ２０内に充填された溶融樹脂は、９０〜９５％充填されている。従って、キャビティ２０内の溶融樹脂の両端部は、それぞれ図３に示すように合流位置１２０の近傍に達している。
【００３２】
このような状態で、エジェクタロッド３７を後退させると（ステップＳ５）、第１エジェクタプレート３１はコイルバネ３３の付勢力によって後退し、これに同伴してスプル用エジェクタピン２６も後退する。そして、第１エジェクタプレート３１の後端面３１ｃが可動側取付板１３ｂの前面に当接し、第１エジェクタプレート３１の後退が停止する。この第１エジェクタプレート３１の停止によって、スプル用エジェクタピン２６は図４（２）の状態で停止し、これにより、第１ランナ２３Ａ及び第２ランナ２３Ｂの両者が選択された状態となる。この結果、図３に示すように、第１の流れに加えて、新たな第２の流れがウェルド部に流れ込み、射出工程（充填＋保圧）がタイマ管理され終了する。この結果、ウェルド部の強度が向上する。なお、この点における原理については、後述することにする。
【００３３】
次いで、保圧終了後、冷却工程（ステップＳ６）、型開工程（ステップＳ７）を経て、成形品の突き出し工程（ステップＳ８）となる。この突き出し工程においては、エジェクタロッド３７が前進し、第１エジェクタプレート３１の前面が第２エジェクタプレート３２に当接し、この状態でさらに前進する。これにより、第２エジェクタプレート３２が前進する。この結果、成形品用エジェクタピン３４及びスプル用エジェクタピン２６が前進して、成形品が突き出される。その後、成形品用エジェクタピン３４及びスプル用エジェクタピン２６は後退して元の状態に復帰する。そして、ステップＳ１に戻り、次の成形サイクルに移る。
【００３４】
上記の例では、ランナ切替えタイミングをロータリーエンコーダ１１０によるスクリュの位置を計測することにより行ったけれども、タイマを用いて射出開始からタイマで計測してタイムアウトでエジェクタピンを後退させるようにしてもよい。
【００３５】
また、上記の例では、キャビティ２０の左右流路断面積が同一で左右の流れの流量が同一の理想的な場合を想定して、第１ランナ２３Ａに対して第２ランナ２３Ｂを斜めに配置したけれども、そのようなキャビティ２０の左右の流れの流量が同一である理想的な場合であっても、図６に示すように第１ランナ２３Ａと第２ランナ２３Ｂとをスプル２１に関して上下対象に配置してもよい。
【００３６】
次いで、図７を参照して、第１流れの合流部に時間的に遅れて第２流れが流れ込むことにより、ウェルド部の機械的強度が向上する原理について説明する。図７（１）は第２ランナ２３Ｂが存在せず、第１ランナ２３Ａのみで溶融材料をキャビティ内に流し込む従来例の構成を示すものである。ここで、スプル２１を通過する流れの流量をＱとすると、従来例の場合は、キャビティ２０の両側に分岐した各第１流れの流量はそれぞれ０．５Ｑとなる。この場合、キャビティ２０の左右流路断面積が同一で左右の流れの流量が同一と想定すると、合流部では同一流量の流れが合流することになり、ガラス繊維は矢印Ａで示すように合流面１２０に沿って配向する。この結果、成形品のウェルド部の強度が低下する。
【００３７】
一方、図７（２）に示すように、第１流れの合流部に時間的に遅れて第２流れを流し込むと、合流部において流量の異なる流れによる合流が生じる。即ち、第１ランナ２３Ａ及び第２ランナ２３Ｂが選択される場合は、キャビティ２０の両側に分岐した各第１流れの流量はそれぞれ０．２５Ｑとなり、第２ランナ２３Ｂを通過する第２流れの流量は０．５Ｑとなる。従って、合流部においては、流量が０．２５Ｑの流れと、流量が（０．２５Ｑ＋０．５Ｑ）の流れとが合流する。これにより、両方の流れの圧力差に加えて、流量差に起因して、合流面１２０では、図７（３）に示すように、流量の大きい方の流れが流量の小さい方の流れに突入した状態となる。この結果、両者の流れに含まれるガラス繊維は、図７（３）の矢印Ａで示すように、湾曲した合流面１２０に沿って配向することになる。
この結果、合流部でガラス繊維の配向が乱され、合流部での機械的強度が増加する。さらに、歪等の変形のない成形品が得られる。
【００３８】
なお、第１ランナ２３Ａと第２ランナ２３Ｂとをスプル２１に関して上下対象に配置する場合は、キャビティ２０の左右流路断面積が同一で左右の流れの流量が同一と想定すると、図７（４）に示すように、流量が０．２５Ｑの流れ（分岐した一方の第１流れ）と、流量が０．２５Ｑの流れ（分岐した他方の第１流れ）と、流量が０．５Ｑの流れ（第２ランナを通過する第２流れ）とが、合流部で合流することになる。従って、合流部での流量差が図７（２）に示す場合に比べて小さく、そのため、合流面１２０の湾曲が図７（２）に示す場合に比べて小さいものとなる。この結果、図７（１）に示す場合に比べれば、合流部での機械的強度は増加するが、図７（２）に示す場合よりも強度の増加は劣ることになる。従って、第１ランナ２３Ａに対して第２ランナ２３Ｂを斜めに配置させる構成の方が、第１ランナ２３Ａと第２ランナ２３Ｂとを一直線上に配置する構成よりも望ましい。
【００３９】
なお、本発明者の実験結果により、ウェルド部がない場合の強度を１００％とすると、ウェルド部がある場合は強度が２０〜３０％であったものが、本発明の方法によると強度が７０〜８０％に改善されたことが確かめられている。
【００４０】
（実施の形態２）
図８は実施の形態２の金型装置の断面図であり、図９はキャビティ付近の平面図であり、図１０は図９の矢視Ｘ２−Ｘ２断面図であり、図１１は図９の矢視Ｘ３−Ｘ３断面図である。上記実施の形態１では、第１ランナ２３Ａと第２ランナ２３Ｂとは、それぞれ１個ずつ設けられたけれども、本実施の形態２では第１ランナ２３Ａと第２ランナ２３Ｂとはそれぞれ２個ずつ設けられている。これにより、第１流路としては、スプル２１→共通ランナ５０→第１ランナ２３Ａ１→キャビティ２０を辿る第１流路２５Ａ１と、スプル２１→共通ランナ５０→第１ランナ２３Ａ２→キャビティ２０を辿る第１流路２５Ａ２とが存在する。また、後述する成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂの後退により生じる第２流路としては、スプル２１→共通ランナ５０→第２ランナ２３Ｂ１→キャビティ２０を辿る第２流路２５Ｂ１と、スプル２１→共通ランナ５０→第２ランナ２３Ｂ２→キャビティ２０を辿る第２流路２５Ｂ２とが存在する。
【００４１】
また、本実施の形態２では、一対の成形品用（突出専用）エジェクタピン３４（以下、成形品用エジェクタピン３４と略称する。）に加えて左右一対の成形品用（ランナ切替用）エジェクタピン３４ａ，３４ｂ（以下、成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂと略称する。）とが設けられている。これら成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂは、第１エジェクタプレート３１に固着され、第２エジェクタプレート３２を挿通している。そして、本実施の形態では、実施の形態１におけるスプル用エジェクタピン２６に代えて、成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂの前進・後退によって、第１ランナ２３Ａ１，２３Ａ２のみが選択される状態（第１流路２５Ａ１，２５Ａ２のみが選択される状態）と、第１ランナ２３Ａ１，２３Ａ２及び第２ランナ２３Ｂ１，２３Ｂ２の両者が選択される状態（第１流路２５Ａ１，２５Ａ２及び第２流路２５Ｂ１，２５Ｂ２の両者が選択される状態）とを切換えることが可能になっている（図９参照）。
【００４２】
即ち、本実施の形態では、成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂがランナ切替用ピンとして機能する。従って、成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂの先端部は、実施の形態１におけるスプル用エジェクタピン２６の先端部と同様に、傾斜面３４Ｓを有している。即ち、成形品用エジェクタピン３４ａの先端部は、図９及び図１０に示すように、先端に向かうに連れて第２ランナ２３Ｂ１に近づく方向に傾斜した傾斜面３４Ｓを有する。そして、この傾斜面３４Ｓは、図１０に示す状態では、第１ランナ２３Ａ１及び共通ランナ５０に臨んでおり、そのため、共通ランナ５０と第１ランナ２３Ａ１とは連通し、共通ランナ５０と第２ランナ２３Ｂ１とは遮断された状態となっている。また、同様に、成形品用エジェクタピン３４ｂの先端部は、図９及び図１１に示すように、先端に向かうに連れて第２ランナ２３Ｂ２に近づく方向に傾斜した傾斜面３４Ｓを有する。そして、この傾斜面３４Ｓは、図１１に示す状態では、第１ランナ２３Ａ２及び共通ランナ５０に臨んでおり、そのため、共通ランナ５０と第１ランナ２３Ａ２とは連通し、共通ランナ５０と第２ランナ２３Ｂ２とは遮断された状態となっている。
なお、本実施の形態におけるスプル用エジェクタピン２６は、ランナ切替用ピンとして機能しないため、実施の形態１のスプル用エジェクタピン２６とは異なり、その先端部に傾斜面２６ａを有していない。
【００４３】
このような構成によっても、第１流れの合流部に時間的に遅れて第２流れが流れ込むことにより、ウェルド部の機械的強度を向上させることができる。なお、上記の例では、第１ランナと第２ランナの組みが２組設けられたが、成形品が大きい形状の場合、３組以上設けるようにしてもよい。
【００４４】
（実施の形態３）
図１２は実施の形態３に係る金型装置の断面図であり、図１３は実施の形態３の成形サイクルを示すフローチャートである。上記実施の形態１では、ランナの切替えはエジェクタロッド３７を駆動することにより行ったけれども、本実施の形態３では、金型装置に設けた一対のランナ切替用シリンダ６０により行うようにしたことを特徴とするものである。即ち、可動側取付板１３ｂと第１のエジェクタプレート３１との間に、一対のランナ切替用シリンダ６０が配置されており、このランナ切替用シリンダ６０は可動側取付板１３ｂに固定されている。そして、ランナ切替用シリンダ６０のロッド６１は第１エジェクタプレート３１を押圧できるようになっている。このランナ切替用シリンダ６０は、油圧シリンダ駆動の例で示しているが、油圧駆動ユニット（図示せず）を設けて実施してもよく、また、油圧式成形機では油圧源を利用して配管分岐することによっても可能である。また、図中６２は可動側取付板１３ｂに固着された規制部材であって、この規制部材６２の前面と第１エジェクタプレート３１の後面との距離は、スプル用エジェクタピン２６の移動量と同一に設定されている。
【００４５】
次いで、本実施の形態３における成形サイクルの動作を、図１３を参照して説明する。なお、ランナの切替えは一対のランナ切替用シリンダ６０により行うものである。先ず、型閉工程が行われる（ステップＰ１）。そして、型閉が完了すると、一対のランナ切替用シリンダ６０は前進駆動を開始する（ステップＰ２）。これにより、ランナ切替用シリンダ６０の各ロッド６１が第１エジェクタプレート３１を押圧し、このため、第１エジェクタプレート３１に同伴して、スプル用エジェクタピン２６も前進する。そして、第１エジェクタプレート３１が第２エジェクタプレート３２に当接すると、ランナ切替用シリンダ６０はその前進駆動を停止する（ステップＰ３）。これにより、スプル用エジェクタピン２６は、実施の形態１における図４（１）で示すのと同様の状態で停止し、第１ランナ２３Ａのみが選択された状態となる。このような状態で、射出工程が開始される（ステップＰ４）。これにより、溶融樹脂がスプル２１→第１ランナ２３Ａ→キャビティ２０を辿り、キャビティ２０に充填されていく。
【００４６】
また、射出開始ともに、スクリュ５の位置がロータリーエンコーダ１０２によって計測される。そして、スクリュ５が保圧切換位置（或いは予め設定された指定位置）に達すると、一対のランナ切替用シリンダ６０は後退駆動を開始する（ステップＰ５）。ランナ切替用シリンダ６０の各ロッド６１が共に後退すると、第１エジェクタプレート３１はコイルバネ３３の付勢力によって後退し、これに同伴してスプル用エジェクタピン２６も後退する。そして、第１エジェクタプレート３１の後端面３１ｃが規制部材６２の前面に当接し、第１エジェクタプレート３１の後退が停止する。この第１エジェクタプレート３１の停止によって、スプル用エジェクタピン２６は、実施の形態１における図４（２）で示すのと同様の状態で停止し、これにより、第１ランナ２３Ａ及び第２ランナ２３Ｂの両者が選択された状態となる。こうして、一対のランナ切替用シリンダ６０の駆動により、スプル用エジェクタピン２６を前進・後退させてランナの切替えが行われる。そして、このようなランナの切替えにより、本実施の形態においても、実施の形態１の図３に示すのと同様に、第１の流れに加えて、新たな第２の流れがウェルド部に流れ込み、この結果、ウェルド部の強度が向上する。
【００４７】
次いで、保圧終了後、冷却工程（ステップＰ６）、型開工程（ステップＰ７）を経て、成形品の突き出し工程（ステップＰ８）となる。この突き出し工程においては、エジェクタロッド３７が前進し、第１エジェクタプレート３１に当接する。そして、この状態でさらにエジェクタロッド３７が前進することにより、第１エジェクタプレート３１が第２エジェクタプレート３２に当接する。この状態で、さらにエジェクタロッド３７が前進することにより、第２エジェクタプレート３２が前進し、この結果、一対の成形品用エジェクタピン３４及びスプル用エジェクタピン２６が前進して、成形品が突き出される。その後、一対の成形品用エジェクタピン３４及びスプル用エジェクタピン２６は後退して元の状態に復帰する。
【００４８】
このように上記構成によっても、第１流れの合流部に時間的に遅れて第２流れが流れ込むことにより、ウェルド部の機械的強度を向上させることができる。なお、上記の例では、ランナ切替えタイミングをロータリーエンコーダ１０２によるスクリュの位置を計測することにより行ったけれども、タイマを用いて射出開始からタイマで計測してタイムアウトでエジェクタピンを後退させるようにしてもよい。
【００４９】
（実施の形態４）
図１４は実施の形態４に係る金型装置の断面図であり、図１５は実施の形態４におけるキャビティ付近の平面図であり、図１６は図１５の矢視Ｘ４−Ｘ４断面図であり、図１７は図１５の矢視Ｘ５−Ｘ５断面図である。本実施の形態では、一対のランナ切替用シリンダを個別に駆動できるように構成したものである。以下、具体的な構成について説明する。本実施の形態における第１エジェクタプレート３１には、成形品用エジェクタピン３４ａが固着された部分３１ａと、成形品用エジェクタピン３４ｂが固着された部分３１ｂとが、前進・後退可能に装着されている。そして、部分３１ａに関連してランナ切替用シリンダ６５ａが配設され、部分３１ｂに関連してランナ切替用シリンダ６５ｂが配設されている。
【００５０】
そして、ランナ切替用シリンダ６５ａ，６５ｂを個別に駆動することにより、成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂを個別に前進・後退することができる。
この結果、第１ランナ２３Ａ１と第２ランナ２３Ｂ１の組と、第１ランナ２３Ａ２と第２ランナ２３Ｂ２の組の、各組それぞれのランナ切替えを時間差をもって選択することが可能となる。勿論、同時に行うことも可能である。なお、ランナ切替用シリンダ６５ａ，６５ｂは、油圧シリンダまたは空圧シリンダのいずれであってもよい。
（その他の事項）
【００５１】
（１）上記実施の形態１〜４では、射出装置２としては電動式射出成形装置を用いたけれども、油圧式射出成形装置を用いてもよい。また、型締装置３としては電動トグル式型締装置を用いたけれども、電動直圧式型締装置、油圧トグル式型締装置、及び、油圧直圧式型締装置のいずれを用いてもよい。
【００５２】
（２）上記実施の形態１，３では、スプル用エジェクタピン２６はその先端部に傾斜面２６ａを有したけれども、スプル用エジェクタピン２６の形状は、この形状に限定されるものではなく、例えば、図１８（１）、（２）のような形状であってもよい。即ち、スプル用エジェクタピン２６の先端部形状は、スプル用エジェクタピン２６の移動により、スプル２１と第１ランナ２３Ａとが連通し且つスプル２１と第２ランナ２３Ｂとが遮断している状態（図１８（１）、（２）に示す状態）と、スプル２１が第１ランナ２３Ａ及び第２ランナ２３Ｂのいずれにも連通している状態（図示せず）の、２つの状態を確保し得るような形状であればよい。また、上記実施の形態２，４において用いられる成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂについても、スプル用エジェクタピン２６と同様に、その先端部に傾斜面３４Ｓを有する形状に限定されず、例えば、図１８（１）、（２）のような形状であってもよい。
【００５３】
（３）上記実施の形態１〜４では、ランナ切替用ピン（スプル用エジェクタピン２６、成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂ）の前進・後退駆動は、エジェクタロッド又はランナ切替用シリンダ（油圧・空圧・電動シリンダ）を用いたけれども、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の駆動機構を使用してもよい。
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、エジェクタピンの移動という簡単な方法で、第１流れの合流部に時間的に遅れて第２流れを流し込むことができ、ウェルド部の機械的強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の金型装置を備えた射出成形機の全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る金型装置の断面図である。
【図３】実施の形態１のキャビティの平面図である。
【図４】図３の矢視Ｘ１−Ｘ１断面図である。
【図５】実施の形態１の成形サイクルを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態１における第１ランナと第２ランナの配置の変形例である。
【図７】第１流れの合流部に時間的に遅れて第２流れが流れ込むことにより、ウェルド部の機械的強度が向上する原理を説明するための図である。
【図８】実施の形態２に係る金型装置の断面図である。
【図９】実施の形態２におけるキャビティ付近の平面図である。
【図１０】図９の矢視Ｘ２−Ｘ２断面図である。
【図１１】図９の矢視Ｘ３−Ｘ３断面図である。
【図１２】実施の形態３に係る金型装置の断面面である。
【図１３】実施の形態３の成形サイクルを示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態４に係る金型装置の断面面である。
【図１５】実施の形態４におけるキャビティ付近の平面図である。
【図１６】図１５の矢視Ｘ４−Ｘ４断面図である。
【図１７】図１５の矢視Ｘ５−Ｘ５断面図である。
【図１８】スプル用エジェクタピン２６の先端部形状の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
２０：キャビティ
２１：スプル
２３Ａ，２３Ａ１，２３Ａ２：第１ランナ
２３Ｂ，２３Ｂ１，２３Ｂ２：第２ランナ
２６：スプル用エジェクタピン（ランナ切替用ピン）
２６ａ：スプル用エジェクタピン２６の傾斜面
３１：第１エジェクタプレート
３２：第２エジェクタプレート
３４ａ，３４ｂ：成形品用エジェクタピン（ランナ切替用ピン）
３４Ｓ：成形品用エジェクタピン３４ａ，３４ｂの傾斜面
３７：エジェクタロッド３７
６０，６５ａ，６５ｂ：ランナ切替用シリンダ
１０２：ロータリーエンコーダ

Claims

スプルとキャビティとの間に、スプルから分岐した第１ランナと第２ランナとを設け、第１ランナのみの選択により、第１ランナを通過する溶融材料の第１流れをキャビティ内に流し込み、次いで、第１ランナ及び第２ランナの選択により、第１流れの合流部近傍に、第２ランナを通過する溶融材料の第２流れを、第１流れに対して時間的に遅れて流し込む射出成形方法であって、
前記第１ランナのみの選択と、第１ランナ及び第２ランナの選択の切替えを、ランナ切替用ピンの前進・後退により行うようにしたことを特徴とする射出成形方法。
スクリュの位置を検出する検出手段を設け、この検出手段によってスクリュの位置が予め定めた保圧切換位置に達したときに、前記ランナ切替用ピンを駆動してランナ切替えを行う、請求項１記載の射出成形方法。
ランナ切替えタイミングを計測するタイマを設け、このタイマからの信号によって、前記ランナ切替用ピンを駆動してランナ切替えを行う、請求項１記載の射出成形方法。
前記ランナ切替用ピンはスプル用エジェクタピンであり、このスプル用エジェクタピンは、スプルと第１ランナとが連通状態で且つスプルと第２ランナとが遮断状態となっている第１位置と、前記スプルが第１ランナ及び第２ランナのいずれにも連通状態となっている第２位置とに切替え可能に構成されている、請求項１乃至３の何れかに記載の射出成形方法。
前記スプル用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはエジェクタロッドの前進・後退によって前進・後退されるように構成され、エジェクタロッドの前進・後退によってスプル用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる、請求項４記載の射出成形方法。
前記スプル用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはランナ切替用シリンダによって前進・後退されるように構成され、ランナ切替用シリンダによってスプル用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる、請求項４記載の射出成形方法。
前記ランナ切替用ピンは成形品用エジェクタピンであり、この成形品用エジェクタピンは、スプルと第１ランナとが連通状態で且つスプルと第２ランナとが遮断状態となっている第１位置と、前記スプルが第１ランナ及び第２ランナのいずれにも連通状態となっている第２位置とに切替え可能に構成されている、請求項１乃至３の何れかに記載の射出成形方法。
第１ランナと第２ランナとの組が複数組設けられるとともに、この第１及び第２ランナの組の数に応じた数だけ、前記成形品用エジェクタピンが配置され、これらの成形品用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはエジェクタロッドの前進・後退によって前進・後退されるように構成され、エジェクタロッドの前進・後退によって成形品用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる、請求項７記載の射出成形方法。
第１ランナと第２ランナとの組が複数組設けられるとともに、この第１及び第２ランナの組の数に応じた数だけ、前記成形品用エジェクタピンが配置され、これらの成形品用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはランナ切替用シリンダによって前進・後退されるように構成され、ランナ切替用シリンダによって成形品用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる、請求項７記載の射出成形方法。
前記複数の成形品用エジェクタピンは、個別に前進・後退可能に構成されている、請求項９記載の射出成形方法。
前記第２ランナは、第２ランナのキャビティに臨むゲートが、前記第１ランナのみで充填した場合に発生する合流部に対してずれるように配置されている、請求項１乃至１０の何れかに記載の射出成形方法。
前記溶融材料はガラス繊維または炭素繊維からなる強化用繊維を含有している、請求項１乃至１１の何れかに記載の射出成形方法。
スプルとキャビティとの間に、スプルから分岐した第１ランナと第２ランナとを設け、第１ランナのみの選択により、第１ランナを通過する溶融材料の第１流れをキャビティ内に流し込み、次いで、第１ランナ及び第２ランナの選択により、第１流れの合流部近傍に、第２ランナを通過する溶融材料の第２流れを、第１流れに対して時間的に遅れて流し込む金型装置であって、
前記第１ランナのみの選択と、第１ランナ及び第２ランナの選択の切替えを行うランナ切替用ピンと、
前記ランナ切替用ピンを前進・後退駆動する駆動手段と、
所定のタイミングで前記駆動手段を駆動させ、ランナ切替用ピンの前進・後退により、前記第１ランナのみの選択と、第１ランナ及び第２ランナの選択のランナ切替えを制御する制御手段と、を有することを特徴とする金型装置。
前記ランナ切替用ピンはスプル用エジェクタピンであり、このスプル用エジェクタピンは、スプルと第１ランナとが連通状態で且つスプルと第２ランナとが遮断状態となっている第１位置と、前記スプルが第１ランナ及び第２ランナのいずれにも連通状態となっている第２位置とに切替え可能に構成されている、請求項１３記載の金型装置。
前記スプル用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはエジェクタロッドの前進・後退によって前進・後退されるように構成され、エジェクタロッドの前進・後退によってスプル用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる、請求項１４記載の金型装置。
前記スプル用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはランナ切替用シリンダによって前進・後退されるように構成され、ランナ切替用シリンダによってスプル用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる、請求項１４記載の金型装置。
前記ランナ切替用ピンは成形品用エジェクタピンであり、この成形品用エジェクタピンは、スプルと第１ランナとが連通状態で且つスプルと第２ランナとが遮断状態となっている第１位置と、前記スプルが第１ランナ及び第２ランナのいずれにも連通状態となっている第２位置とに切替え可能に構成されている、請求項１３記載の金型装置。
第１ランナと第２ランナとの組が複数組設けられるとともに、この第１及び第２ランナの組の数に応じた数だけ、前記成形品用エジェクタピンが配置され、これらの成形品用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはエジェクタロッドの前進・後退によって前進・後退されるように構成され、エジェクタロッドの前進・後退によって成形品用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる、請求項１７記載の金型装置。
第１ランナと第２ランナとの組が複数組設けられるとともに、この第１及び第２ランナの組の数に応じた数だけ、前記成形品用エジェクタピンが配置され、これらの成形品用エジェクタピンは第１エジェクタプレートに固着されており、この第１エジェクタプレートはランナ切替用シリンダによって前進・後退されるように構成され、ランナ切替用シリンダによって成形品用エジェクタピンによるランナ切替えが行われる、請求項１７記載の金型装置。
前記複数の成形品用エジェクタピンは、個別に前進・後退可能に構成されている、請求項１９記載の金型装置。