JP2005262571A - 樹脂成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】内面や外面に凹凸部を有した筒状の成形品の成形に際し、金型を複雑にする必要がなく、しかも大きなストローク距離を必要とすることなく、高精度に成形する。
【解決手段】樹脂成形機は、金型２１を支持して樹脂からなる成形品を成形する。成形品の内面または外面の少なくとも一方に対し、型開き方向と交差する方向の凸部または凹部を成形するための複数のスライド入子２３，２４と、金型２１を開閉するための第１の駆動源８と、スライド入子２３，２４を成形品から離型させる離型方向に移動させる第２の駆動源９，５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、内面や外面に凹凸部を有した筒状の成形品を射出成形によって成形する樹脂成形機に関する。

カメラのレンズ枠等は、樹脂の射出成形によって成形されるが、内面または外面或いは内外面にカム溝やヘリコイド溝からなる凹凸部を有した円筒状となっているため、その成形においては、アンダーカット処理用のスライドコアを有した構造の金型を用いる必要がある。特許文献１及び２には、このようなスライドコアを用いた金型が記載されている。

図６及び図７は、これらの特許文献に記載されているスライドコアを用いた従来の金型を示し、パーティングライン面ＰＬを境にして右側が固定側金型１２０、左側が可動側金型１３０となっている。この金型は、円筒形状等の筒状の成形品１１１を成形するためのものである。

固定側金型１２０は、固定側取付板１０１、ランナーストリッパプレート１０２、固定側型板１０３を有し、可動側金型１３０は、可動側型板１０５、受板１０７、可動側取付板１１０を有している。

固定側型板１０３には、アンギュラピン１０４が型開き方向と交差した斜め方向に固着されている。一方、可動側型版１０５には、成形品１１１の外周形状を成形する外スライド入子１０６が放射状に配置されており、この外スライド入子１０６には、アンギュラピン１０４が挿脱される斜め穴１０６ａが形成されている（図６参照）。外スライド入子１０６は、成形品１１１の離型の際には、型開き方向と直交する方向（垂直方向）に摺動するものである。

受板１０７には、成形品１１１の内周形状を成形する内スライド入子１０８が取り付けられている。内スライド入子１０８は、固定側金型１２０に向かって先細り状に形成されると共に、内径方向にアンダーカットの寸法分、スライド可能となっている。可動側取付板１１０には、内スライドコア１０９が固着されている。内スライドコア１０９は、内スライド入子１０８と蟻溝などによって連結されており、内スライドコア１０９の摺動に伴って内スライド入子１０８が内径方向にスライドすることができる。

この構造における離型作動を説明する。

固定側金型１２０と可動側金型１３０とが型締めした状態で樹脂を注入して成形品１１１を成形する。離型に際しては、樹脂成形機に組み込まれている駆動部材（図示省略）が可動側型板１０５を退避方向に移動させ、これにより固定側型板１０３と可動側型板１０５とが離れる。これと同時に、固定側型板１０３に固着されたアンギュラピン１０４によって外スライド入子１０６が外側にスライドする。

次に、受板１０７と可動側取付板１１０とが離れる。これにより、可動取付板１１０に固着された内スライドコア１０９によって内スライド入子１０８が内径方向にスライドする。この時点で、成形品１１１、外スライド入子１０６及び内スライド入子ト１０８が離型する。続いて、可動側型板１０５と受板１０７が離れると共に、固定側型板１０３とランナーストリッパープレート１０２と固定側取付板１０１とがそれぞれ離れて、成形品１１１及びスプル・ランナー１１２の取り出しが行われる。

以上の作動において、各プレートが離れるタイミングは、連結板、連結棒、ばねやマグネット（いずれも図示省略）などを用いて調整されるものである。
特許第２５００１７９号公報 特公平７−１０６５８３号公報

筒状であって、しかもカムやヘリコイド等の凹凸部を外面や内面に有する成形品を成形する場合には、上述したようにアンダーカット処理のためのスライドコアを金型に組み込む必要がある。このため、金型の構造が複雑になる問題を有している。

また、金型の型締め力と型開きストロークの距離とによって成形機の大きさが決定されるものであり、アンギュラピン１０４によって外スライド入子１０６が型開き方向と直角方向にスライドする構造の金型では、ストローク距離を大きく必要とする。このため、成形品が小型であり型締め力が小さくても良い成形に際しても大きな成形機を使用しなければならない問題を有している。

さらに、型開きストローク距離が大きな成形機では、型開き方向が横方向となっており、複雑で重量の大きな金型を型開きすると自重で型が撓み易く、このため、型締めの再現性が悪く、成形品の成形精度に悪影響を及ぼす問題も有している。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、金型を複雑にする必要がなく、しかも大きなストローク距離を必要とすることなく、成形品を高精度に成形することが可能な樹脂成形機を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明の樹脂成形機は、金型を支持して樹脂からなる成形品を成形する樹脂成形機において、成形品の内面または外面の少なくとも一方に対し、型開き方向と交差する方向の凸部または凹部を成形するための複数のスライド入子と、上記金型を開閉するための第１の駆動源と、上記スライド入子を成形品から離型させる離型方向に移動させる第２の駆動源と、を備えていることを特徴とする。

請求項１記載の発明では、第２の駆動源がスライド入子を離型方向に移動させるため、スライド入子を型開き作動に合わせて離型方向に移動させるための構造が不要となる。このため、金型の構造が簡単となる。また、スライド入子の移動は、成形品を取り出すためだけの距離で良く、型開きストロークを小さくすることができるため、成形機の全体を小型化することができる。さらには、駆動手段がスライド入子の移動をコントロールすることができるため、成形品に合わせたコンロトールが可能となり、変形が少なく高精度の成形品を成形することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の樹脂成形機であって、型開き方向が上下方向となっていることを特徴とする。

請求項２記載の発明では、型開き方向が上下となっているため、作業フロア上での成形機のスペースを小さくすることができる。また、型締めの再現性が向上するため、バラツキの少ない成形品を成形することができる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の樹脂成形機であって、上記第２の駆動源は、成形品の離型時に第１の駆動源が駆動された後に駆動されることを特徴とする。

請求項３記載の発明では、第１の駆動源の駆動の後に、第２の駆動源が駆動するため、スライド入子が金型の開閉と干渉することがなく、成形品の離型タイミングを高精度に行うことができる。

本発明によれば、第２の駆動源がスライド入子を駆動させるため、型開き作動に合わせて移動させる構造が不要となり、金型の構造が簡単となると共に、型開きストロークを小さくすることができるため、小型化することができ、さらには、スライド入子の移動を成形品に合わせてコンロトールすることができるため、変形が少なく高精度の成形品を成形することができる。

（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明の実施の形態１を示し、図１は樹脂成形機の全体の正面図、図２はスライド入子部分の平面図、図３は成形品とスライド入子との関係を示す平面図、図４は成形のフローチャートである。

樹脂成形機においては、図１に示すように、架台１の上面にベース２が固着され、ベース２から複数のガイド支柱３が立設している。ガイド支柱３には、同支柱３を案内として上下に移動する可動板４が取り付けられている。可動板４には、可動型板２１が取り付けられており、樹脂を挿入するゲートやランナーを取り出すストリッパープレートなとが可動型板２１に備えられている。

また、ガイド支柱３には、樹脂を溶融して射出するシリンダー１２が取り付けられている。シリンダー１２は樹脂ホッパー１１と連結されることにより、樹脂ホッパー１１から樹脂ペレットが供給される。

さらに、可動型板２１の上方には、型の開閉駆動を行う第１の駆動源としての
可動型駆動源８が配置されている。可動型板２１は駆動シャフト７を介して可動型駆動源８と連結され、可動型駆動源８の駆動によって可動型板２１が上下方向に移動するようになっている。この可動型板２１の上下動によって型締め及び型開きが行われるものであり、従って、この実施の形態の樹脂成形機は、型開き方向が上下方向（天地方向）の縦型となっている。

可動型駆動源８は、電動モータ、油圧モータ、油圧シリンダーなどのように位置決めや速度、圧力などを数値制御できる構造のものが使用される。この場合、可動型駆動源８としては、溶融樹脂が注入される際の樹脂圧に耐え得る推力を出力するようになっている。なお、型開閉駆動機構としては、上述した可動型駆動源８、可動板４、ガイド支柱３、駆動シャフト７等を含むものであり、可動型駆動源８は後述するように制御手段６０により駆動が制御される。

ベース２上には、スライド受け２０と、内スライド入子（スライド入子）２４とが可動型板２１と対応した位置となるようにビスなどの締結部材を用いて固定されている。スライド受け２０は、複数の外スライド本体２２をスライド移動可能に支持しており、それぞれの外スライド本体２２の前面には、外スライド入子（スライド入子）２３がビス等の締結部材によって固定されている。

外スライド入子（スライド入子）２３は、成形品３０の外面を成形するものであり、図２に示すように、成形品３０を中心とした周方向の等間隔位置に放射状に複数（６個）が配置されている。成形品３０は内面及び外面に型開き方向に対し垂直（直交）な方向の凹凸部を有する筒状に成形される。この実施の形態では、成形品３０は図３に示すように、円周上の等間隔位置に凹部３２を有し、この凹部３２から凸部３１が外側に突出する形状となっている。

それぞれの外スライド本体２２は、外スライド連結棒１０を介して第２の駆動源である外スライド駆動源９に連結されている。外スライド駆動源９はビスなどの締結部材によってベース２に固定されるものである。外スライド本体２２の移動は、型締め／型開き方向（上下方向）と直交状に交差する横方向となっており、これにより外スライド入子２３が型締め／型開き方向と直交状に交差する横方向に移動する。また、それぞれの外スライド本体２２が外スライド駆動源９によって個々に移動が制御されるため、外スライド入子２３もそれぞれの外スライド駆動源９によって移動制御される。外スライド駆動源９は、電動モータ、油圧モータ、油圧シリンダーなどからなり、位置決めや速度、圧力などを数値制御できる構造となっている。なお、スライド入子駆動機構としては、外スライド駆動源９、スライド受け２０、外スライド連結棒１０等を含むものであり、外スライド駆動源９は制御手段６０によって駆動が制御される。

外スライド本体２２の上部の外面には、図１に示すようにテーパー状の斜面部２２ａが形成されており、この斜面部２２ａに可動型板２１のテーパー状の斜面部２１ａが当接するようになっている。

内スライド入子２４は、成形品３０の内面を成形するものであり、型締め状態では、外スライド入子２３と対向することにより、外スライド入子２３と共に成形用のキャビティを形成する。内スライド入子２４の内部には、内スライドコア２５が挿入される。

内スライドコア２５は、内スライド連結棒６を介して第３の駆動源である内スライドコア駆動源５に連結されており、内スライド駆動源５が駆動することにより、上下方向に移動するようになっている。内スライド駆動源５は架台１に固定されるものである。内スライド駆動源５は、外スライド駆動源９と同様に、電動モータ、油圧モータ、油圧シリンダーなどの位置決めや速度、圧力などを数値制御できるものが使用される。

内スライド入子２４は、蟻溝（図示省略）などを介して内スライドコア２５と連結されており、内スライドコア駆動源５の駆動によって内スライドコア２５が下方へ移動すると、内スライド入子２４は径方向に縮小して成形品３０の内面と離れるようになっている。すなわち、内スライド入子２４の移動は、外スライド入子２３と同様に、型締め／型開き方向（上下方向）と直交状に交差する横方向となっている。

図２に示すように、内スライド入子２４は、４分割された状態で内スライドコア２５の周囲に配置されている。一方、外スライド入子２３は６分割となっている。これらの分割数は、成形品３０の形状や大きさによって適宜変更されるものである。この場合、成形品の形状が類似している場合には、外スライド入子２３及び内スライド入子２４のみ交換することにより、成形品の機種切替が可能となる。

次に、この実施の形態における制御駆動系を説明する。図１において、符号６０は、第１の駆動源である可動型駆動源８、第２の駆動源である外スライド駆動源９及び第３の駆動源である内スライドコア駆動源５を数値制御等によって制御するためのＣＰＵを含む制御手段（制御回路）であり、成形開始スイッチ６０ａが接続されている。符号６３は制御装置６０に接続され、第１の駆動源８を駆動するための第１の駆動回路である。符号６５は制御装置６０に接続され、第２の駆動源９を駆動するための第２の駆動回路である。符号６７は制御装置６０に接続され、第３の駆動源５を駆動するための第３の駆動回路である。これらの駆動回路６３，６５，６７に接続されているそれぞれの駆動源８，９，５は正逆の駆動方向に制御される。

さらに、第１の駆動回路６３は図示を省略した公知のエンコーダ機構を有しており、第１の駆動源８の駆動状況をエンコードした信号を制御手段６０に送信する。第２の駆動回路６５及び第３の駆動回路６７も同様であり、エンコードした信号を制御手段６０に送信するようになっている。

なお、成形品３０を成形する場合においては、加熱、冷却を繰り返すため、熱がベース２や外スライド駆動源９、内スライド駆動源５等に伝達されないことが良好である。このため、これらと入子２３，２４等の成形用部品との間には、断熱機構が設けられる。

図４は、成形品の成形手順を示し、ステップＳ１において、成形開始スイッチ６０ａが押されることによって同スイッチ６０ａがＯＮとなり、制御が開始される。

ステップＳ２では、成形用のキャビティを形成するため、第２及び第３の駆動源９，５（外スライド駆動源９及び内スライドコア駆動源５）を駆動するための信号が制御手段６０から第２及び第３の駆動回路６５，６７に対して出力される。これにより、外スライド入子２３、内スライド入子２４が進出移動してキャビティを形成し、その後、移動を停止する。この制御は上述したエンコーダの出力情報をもとに行われる。

ステップＳ３では、第１の駆動源８（可動型駆動源８）を駆動するための信号が制御手段６０から第１の駆動回路６３に対して出力される。これにより、可動型板２１が型閉め方向に移動しキャビティを形成した後、移動を停止する。この制御も上述したエンコーダの出力情報をもとにして行われる。

ステップＳ４では、溶融樹脂がキャビティ内に射出され、ステップＳ５では、溶融樹脂がキャビティ内で所定の温度となるまで冷却される。冷却によって成形品３０の取り出しが可能となった時点で、第１の駆動源８をステップＳ３の方向とは逆方向に駆動し、これにより可動型板２１を型開き方向に移動させて型を開く（ステップＳ６）。このときも上述したようにエンコーダの出力情報をもとに制御が行われる。

その後においては、第２及び第３の駆動源、５をステップＳ２における駆動方向とは逆方向に駆動し、外スライド入子２３及び内スライド入子２４を退避方向に移動させて型を開く。このときも上述したようにエンコーダの出力情報をもとに制御が行われる。

ステップＳ８では、人の手或いはロボットハンド等によって成形品３０の取り出しが行われ、ステップＳ９で待機状態となり、制御手段６０は停止状態、すなわち次の成形開始スイッチ６０ａがＯＮされるのを待つ。

以上のフローチャートに基づいた作動の詳細を説明すると、成形品３０を取り出した後、それぞれの外スライド入子２３は外スライド駆動源９によって前進端までスライド移動し、成形品３０の外面を成形する位置で待機する。内スライドコア２５が内スライドコア駆動源５によって上昇し、これにより内スライド入子２３を押し広げて、成形品３０の内面を成形する位置で待機する。すなわち、外スライド入子２３及び内スライド入子２４が対向することにより、成形のためのキャビティが形成されるものである。

次に、可動型駆動源８によって可動型板２１が下降し、その斜面部２１ａが外スライド本体２２の斜面部２２ａを外周側から押圧して外スライド入子２３に密着して外側からバックアップする。樹脂ペレットが樹脂ホッパー１１からシリンダー１２内に導入されて加熱溶融され、溶融した樹脂がシリンダー１２から上述したキャビティ内に射出され、成形品３０の成形が行われる。

成形後における成形品３０の取り出しでは、まず、可動型駆動源８の駆動によって可動型板２１が上昇する。上昇距離は成形品３０が取り出し可能な距離で良く、少ない移動量とすることができる。

その後、外スライド駆動源９の駆動によって、外スライド入子２３がそれぞれの外スライド本体２２と共に成形品３０から後退する。この場合、６分割された外スライド入子２３が同時に後退するか、タイミングをずらして個々に後退するかの選択は成形品３０の形状や変形の度合いで決定することができる。この実施の形態では、外スライド駆動源９が数値制御されているため、その選択に合わせた駆動を円滑且つ正確に行うことができる。

一方、内スライド駆動源５の駆動によって、内スライドコア２５が下降し、この下降によって内スライド入子２４が内径方向に移動して小径となり、成形品３０を取り出すことが可能となる。この内スライド入子２４の移動及び外スライド入子２３の移動のどちらを優先的に離型させるかの選択も成形品３０の形状や変形によって変更することができる。

図３を参照して外スライド入子２３の離型順序を示す。外スライド入子２３は、偏肉が生じ易くなっていたり、喰い付き易くなっている側から先に離型させることが良好である。このため、凸部３１及び凹部３２を成形する外スライド入子２３を先に離型し、その後に、残りの外スライド入子２３を離型するように制御される。このような場合においても、外スライド駆動源９が数値制御されることにより高精度な駆動制御を行うことが可能となる。

このような実施の形態では、外スライド入子２３及び内スライド入子２４がそれぞれの駆動源９，５によって移動するため、これらのスライド入子２３，２４を型開き作動に合わせて移動させるための構造が不要となり、金型の構造を簡単とすることができる。また、外スライド入子２３及び内スライド入子２４だけを交換することにより種々の形状の成形品を成形できるため、金型の構造をさらに簡単とすることが可能となる。

さらに、型開きのストローク及び外スライド入子２３及び内スライド入子２４のストロークは、成形品３０を取り出すためだけの距離で良く、ストロークを小さくすることができるため、樹脂成形機の全体を小型化することができる。

さらには、外スライド入子２３及び内スライド入子２４の移動をそれぞれの駆動源９，５がコントロールするため、成形品に合わせたコンロトールが可能となり、変形が少なく高精度の成形品を成形することができる。

さらに、また、この実施の形態では、型開き方向が上下となっているため、作業フロア上での樹脂成形機のスペースを小さくすることができるとともに、型締めの再現性が向上するため、バラツキの少ない成形品を成形することができる。

また、さらに、駆動手段９，５が数値制御されることにより、スライド入子２３，２４が成形品３０から離型するタイミングを高精度に調整することができ、樹脂を均一に収縮させる制御が容易となるため、高精度な成形が可能となる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２の平面図である。この実施の形態では、複数の外スライドの全てを単一の駆動源によって離型方向に移動させるものである。また、図示を省略するが、実施の形態においても、成形される成形品３０は、外面に型開き方向と直交する方向の凹凸部を有する筒状となっている。

図５に示すように、外スライド入子４４は成形品３０の外周を４分割するように配置されており、それぞれの外スライド入子４４は、外スライド本体４５に取り付けられた状態となっている。

外スライド本体４５は、円盤状のカムホイール４２上にその径方向に移動可能に取り付けられている。カムホイール４２には、円弧状のカム溝４３がそれぞれの外スライド本体４５に対応するように形成されており、カム溝４３のカム筋は周方向に変化すると径方向にも変位するように穿設されている。カム溝４３には、それぞれの外スライド本体４５からのカムピン４６が摺動可能に挿入されている。カムホイール４２の回転で、カムピン４６がカム溝４３に沿って相対的に摺動することにより、外スライド本体４５が移動し、これにより全ての外スライド入子４４が同時に成形品３０を成形するキャビティに接近及び離反するように移動する。

カムホイール４２は、外スライド駆動源４７に連結されており、外スライド駆動源４７からの駆動力が伝達されることにより、矢印５０で示す正逆方向に回転するようになっている。外スライド駆動源４７の駆動力は、外スライド本体４５に直交状に噛み合ったウォーム軸４１と、カムホイール４２の外周に形成されたギアとの噛合を介して外スライド本体４５に伝達される。この場合、外スライド駆動源４７がモーターなどの回転体であれば、ウォーム軸４１はウォーム形状であり、外スライド駆動源４７が油圧やエアーなど往復駆動体であれば、ウォーム軸４１はラック形状となる。また、外スライド駆動源４７としては、数値制御が可能なものが使用される。

このような実施の形態において、外スライド駆動源４７がモータの場合、ウォーム軸４１が右回転すると、カムホイール４２が右回転方向に回動する。このとき、カム溝４３に挿入されているカムピン４６がカム溝４３に沿って外周方向に移動し、この移動によって外スライド入子４４と成形品３０とが離型する。型締めの場合は、この逆の作動となる。

このような実施の形態では、実施の形態１と同様な効果を有するのに加えて、単一の外スライド駆動源４７によって全ての外スライド入子４４を移動させることができるため、成形機の構造を簡略化することができる。

本発明の実施の形態１における樹脂成形機の全体正面図である。 実施の形態１におけるスライド入子部分の平面図である。 実施の形態１における成形品とスライド入子との関係を示す平面図である。 実施の形態１の成形を示すフローチャートである。 実施の形態２の要部の平面図である。 従来の金型を示す断面図である。 従来の金型の型開き状態の断面図である。

符号の説明

５ 内スライド駆動源（第３の駆動源）
８ 可動型駆動源（第１の駆動源）
９ 外スライド駆動源（第２の駆動源）
２０ スライド受け
２１ 可動型板
２２ 外スライド本体
２３ 外スライド入子（スライド入子）
２４ 内スライド入子（スライド入子）
２５ 内スライドコア
３０ 成形品
３１ 凸部
３２ 凹部

Claims (3)

1. 金型を支持して樹脂からなる成形品を成形する樹脂成形機において、
   成形品の内面または外面の少なくとも一方に対し、型開き方向と交差する方向の凸部または凹部を成形するための複数のスライド入子と、
   上記金型を開閉するための第１の駆動源と、
   上記スライド入子を成形品から離型させる離型方向に移動させる第２の駆動源と、
   を備えていることを特徴とする樹脂成形機。
2. 型開き方向が上下方向となっていることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形機。
3. 上記第２の駆動源は、成形品の離型時に第１の駆動源が駆動された後に駆動されることを特徴とする請求項１または２記載の樹脂成形機。

Images