JP2008516799A

JP2008516799A - 分離型金型を有する射出成形装置およびその制御方法

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Publication number: JP2008516799A
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Inventors: ミュンホカン
Original assignee: ミュンホカン
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Abstract

本発明は、分離型金型を有する射出成形装置およびその制御方法に関し、より詳しくは、射出を行う前に加熱し、射出と同時に冷却可能なキャビティ面またはコア面を有する別途の中間金型を備え、射出成形のサイクルタイムを短縮して射出成形可能な分離型金型を有する射出成形装置およびその制御方法に関する。
本発明による射出成形装置は、溶融した射出材料が注入されるように、キャビティを形成するためのキャビティ面を有するキャビティ金型と、型結合時、前記キャビティを形成するためのコア面を有し、ガイドピンにガイドされ、前記キャビティを開閉するように前後移動可能に設置されたコア金型と、射出時前記キャビティに成形材料を注入するための射出部と、前記コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダーを制御するための射出制御部と、を備える。

Description

本発明は、分離型金型を有する射出成形装置およびその制御方法に関し、より詳しくは、射出を行う前に加熱し、射出と同時に冷却することのできるキャビティ面またはコア面を有する別途の中間金型を備え、射出成形のサイクルタイムを短縮して射出成形可能な分離型金型を有する射出成形装置およびその制御方法に関する。また、本発明の射出成形装置およびその制御方法は、射出時に金型面の部位別に所望の温度を持たせることにより、良質の射出成形製品が製造可能な分離型金型を有する射出成形装置およびその制御方法に関する。

合成樹脂や金属の射出成形とは、キャビティが形成された固定金型(キャビティ金型)と、コアが形成された可動金型（コア金型）との間に溶融状態の合成樹脂や金属を注入し、冷却させて、キャビティ状の成形品を得ることをいう。

射出成形において、溶融材料の注入時は、金型の温度が、できるだけ溶融材料の温度と同一であることが好ましい。注入された材料の流動と、キャビティ表面のパターンの転写性を向上させ、溶融した材料が固まった後、残留応力による変形を減らすことができるからである。また、溶融した材料の注入が終った後は、金型の温度が低く、注入された材料を速く冷却させることにより、射出成形のサイクルタイムを短縮し、生産性を高めることができることが好ましい。

しかしながら、金型を加熱して金型の温度を高くすると、流動性と転写性は優れるが、冷却に多くの時間を所要し、射出成形のサイクルタイムが長くなるという問題点があり、サイクルタイムを短縮するために、金型が急速に冷却するように容積を小さくする場合は、硬性が弱く、製品に変形が生じ、または耐久性が悪くなるという問題点があった。

本発明は、金型の加熱および冷却手段を有する金型装置において、射出される溶融材料の流動性および転写性を維持するように、金型の温度を適切に維持しながら、射出の進行中または完了後、金型を急速に冷却させ、射出成形のサイクルタイムを短縮する射出成形装置およびその制御方法を提供することを目的とする。すなわち、金型の温度を高くすると、冷却に多くの時間が所要し、射出成形のサイクルタイムが長くなり、射出成形のサイクルタイムを短縮するために、金型を速く冷却するようにその大きさを小さくすると、流動性および転写性が悪くなるという相反した現象を解決することができる射出成形装置およびその制御方法を提供することを目的にする。

また、本発明は、金型面を部位別に所望の温度を持たせ、射出成形品の冷却速度を制御するので、変形のない良質の射出成形品が製造可能であり、同時にサイクルタイムも短縮可能な射出成形装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明による射出成形装置は、溶融した射出材料が注入されるようにキャビティを形成するためのキャビティ面を有するキャビティ金型と、型結合時、前記キャビティを形成するためのコア面を有し、ガイドピンにガイドされ、前記キャビティを開閉するように、前後移動可能に設けられたコア金型と、射出時、前記キャビティに成形材料を注入するための射出部と、前記コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダーと、材料を注入するための射出部を制御するための射出制御部と、を備えている。また、前記コア金型はコア面を有し、薄い厚さを有する中間コア金型板と、厚い厚さを有するコア金型支持板とに分離されており、前記コア金型支持板から延長され、キャビティ金型に移動時、前記キャビティ金型に形成された第１のガイド孔に挿入されるように設置され、中間コア金型板に挿入され、中間コア金型板を、前後にのみ移動可能に拘束するためのガイドピンと、キャビティを開放するために、コア金型が後方に移動時、中間コア金型板とコア金型支持板が弾性により分離されるように、中間コア金型板とコア金型支持板との間に設置された第１の弾性部材と、を備えている。また、前記中間コア金型板の分離面に設置され、中間コア金型板を加熱するための第１の加熱手段と、前記コア金型支持板を冷却するための第１の冷却手段と、前記第１の加熱手段と第１の冷却手段の作動を制御し、射出時、中間コア金型の温度を制御するための金型温度制御部と、をさらに備えている。特に、本発明による射出成形装置は、射出制御部が、コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダーを制御し、金型温度制御部は、中間コア金型の温度を制御するので、射出作業が自動化され、作業人員が削減でき、生産性が向上する。

本発明によると、射出成形装置は、キャビティ金型に対して相対移動可能に設置された可動金型であるコア金型を、厚さが薄い中間コア金型と厚さが厚いコア金型支持板に分離し、型結合前の中間コア金型は、加熱手段により加熱され、射出成形に適切な温度に維持し、コア金型支持板は、冷却して、中間コア金型と接触時、中間コア金型を急速に冷却させることができる状態を維持するようになる。射出時は、コア金型支持板がキャビティ金型側に移動し、中間コア金型板が、キャビティ金型に密着するように加圧し、溶融した射出材料の注入が終った後、加熱手段の加熱が遮断され、コア金型支持板に接触した中間コア金型板は急速に冷却される。したがって、溶融した射出材料の注入時、コア面の温度を適切に維持し、優れた流動性と転写性を確保し、注入の完了と同時に、金型を急速に冷却するようになり、射出成形のサイクルタイムを短縮することができる。

また、本発明による射出成形装置は、前記中間コア金型板のコア金型支持板に向かう面、または前記コア金型支持板の中間コア金型板に向かう面に設けられ、加熱された中間コア金型板を迅速に冷却させるための熱伝達部材をさらに備えている。前記熱伝達部材は、前記コア金型よりも硬度の低い軟質金属であり、前記熱伝達部材は、金、銀、銅、錫、鉛、アルミニウムの中から選ばれた金属、または選ばれた金属を含む合金からなることが好ましい。また、熱伝達部材は、分解温度が１８０℃以上であるゲル状態の熱伝達物質を含み、前記熱伝達物質は、潤滑グリースであることが好ましい。したがって、熱伝達部材が、分離された中間コア金型板とコア金型支持板との間に設置されており、加熱された中間コア金型板を迅速に冷却することができ、中間コア金型とコア金型支持板が衝突する場合の衝撃を緩和し、付随的に金型装置の耐久性を増大させる。

また、本発明による射出成形装置は、前記第１の加熱手段は、中間コア金型板の分離面に形成された溝に挿設した電熱ヒーターを有し、前記第１の冷却手段は、コア金型支持板の内部に挿入され、冷却水が流れるように設置された冷却水配管を有し、熱伝達を促進するために、電熱ヒーターが挿入された溝と電熱ヒーターとの間の空間に充填された銅部材をさらに有している。また、第１の弾性部材は、コイルスプリングであり、前記ガイドピンが挿設されており、前記ガイドピンが固定されたコア金型支持板の周囲には、コア金型支持板が前方に移動時、コイルスプリングが完全に挿入されるように、一定の深さの環状溝が形成され、前記中間コア金型板に挿設され、温度を測定するための温度センサーをさらに備えている。また、前記電熱ヒーターは複数個であり、それぞれ独立的に発熱量を調節可能になる。

また、本発明による射出成形装置は、キャビティ金型は、キャビティ面を有し、薄い厚さを有する中間キャビティ金型板と、厚い厚さを有し、第２のガイド孔が形成されたキャビティ金型支持板とに分離されている。また、中間キャビティ金型板が、前後にのみ移動可能に拘束するために、一端が中間キャビティ金型板を貫通し固定されており、他端は、前記キャビティ金型支持板の第２のガイド孔に挿設された中空のガイドシリンダーと、キャビティを開放するために、コア金型が後方に移動時、中間キャビティ金型板とキャビティ金型支持板が、弾性により分離されるように、中間キャビティ金型板とキャビティ金型支持板との間に設けられた第２の弾性部材と、を備えている。また、前記中間キャビティ金型板の分離面に設けられ、中間キャビティ金型板を加熱するための第２の加熱手段と、前記キャビティ金型支持板を冷却するための第２の冷却手段と、を備えている。

本発明により、コア金型だけでなく、キャビティ金型も中間キャビティ金型板とキャビティ金型支持板に分離すると、型結合前に中間キャビティ金型を加熱手段で加熱し、射出成形に適切な温度に維持し、キャビティ金型支持板は、冷却して、中間キャビティ金型と接触時、中間キャビティ金型を急速に冷却させることができる状態を維持することができるようになる。すなわち、射出時、コア金型支持板をキャビティ金型側に移動させ、中間コア金型板、中間キャビティ金型板、そして、キャビティ金型支持板が密着するように加圧した状態で、溶融した射出材料の注入を完了し、第１および第２の加熱手段の加熱を遮断させ、キャビティ表面の全てが射出に適合した温度を維持した状態において注入を完了し、注入が完了すれば、キャビティの全体を急速に冷却させることができるようになる。したがって、溶融した射出材料を注入時、キャビティ面およびコア面の温度を適切に維持し、優れた流動性と転写性を確保し、注入完了と同時に金型を急速に冷却することができ、射出成形のサイクルタイムを短縮することができる。

また、中間キャビティ金型の冷却效果を高めるため、冷却時、中間キャビティ金型板とキャビティ金型支持板の分離面を、完全に密着させることが好ましい。すなわち、前記第２のスプリングとしてコイルスプリングを用い、中空のシリンダーが挿入されるように設置し、前記キャビティ金型支持板の第２のガイド孔に、中間キャビティ金型板が後方に移動時、第２のスプリングが完全に挿入されるように、一定の深さの大径部を形成することが好ましい。また、前記ガイドシリンダーの中空を、前記第１のガイド孔として用い、前記ガイドピンが、コア金型がキャビティ金型に向けて移動する時、前記ガイドシリンダーの中空に挿入されるようにすると、構造を簡単にすることができ、有利である。

また、本発明の射出成形装置は、前記第１および第２の加熱手段は、発熱量の調節が容易である電熱ヒーターを用い、特に中間コア金型板および中間キャビティ金型板に接触して発生した熱を、直接效果的に伝達することができるように、金型板の分離面に溝を掘り挿設する。また、中間コア金型板とコア金型支持板の接触面積を大きくし、熱伝達を促進するためには、電熱ヒーターが挿入された溝と、電熱ヒーターとの間の空間に銅を充填することが好ましい。また、前記中間コア金型板には、電熱ヒーターの発熱量を制御し、コア金型の温度を、一定の範囲に維持するように、温度センサーを設置してもよい。前記第１および第２の冷却手段は、コア金型支持板の内部に挿入され、冷却水が流れるように設置した冷却パイプを備えている。また、前記電熱ヒーターは、それぞれ一つの延長電熱線を用いることもできるが、キャビティ面またはコア面の温度を、部位別に調節するために、複数の電熱線を用い、発熱量を各自で調節可能にすることがより好ましい。金型面の部位別に温度を調節すれば、射出成形製品の冷却速度を調節し、残留応力による変形を除き、良質の製品を生産するのみならず、冷却速度を速くし、サイクルタイムを短縮し、生産性を向上させることができる。

また、本発明による射出成形装置の制御方法は、溶融した射出材料が注入されるようにキャビティを形成するためのキャビティ面を有するキャビティ金型と、型結合時、前記キャビティを形成するためのコア面を有し、ガイドピンにガイドされ、前記キャビティを開閉するように前後移動可能に設置され、中間コア金型板とコア金型支持板に分離されているコア金型と、射出時、前記キャビティに成形材料を注入するための射出部と、前記コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダーと材料を注入するための射出部を制御するための射出制御部と、上記中間コア金型板の分離面に設置され、中間コア金型板を加熱するための第１の加熱手段と、前記コア金型支持板を冷却させるための第１の冷却手段と、前記第１の加熱手段と第１の冷却手段の作動を制御し、射出時、中間コア金型の温度を制御するための金型温度制御部と、を備える射出成形装置の制御方法であって、油圧シリンダーを作動させ、コア金型をキャビティ金型に型結合させるステップと、油圧シリンダーが作動を開始すると同時に第１の加熱手段を作動させ、中間コア金型板を加熱するステップと、中間コア金型板に設置した温度センサーから検出された信号が、予め設定された加熱温度に到達すると、第１の加熱手段の作動を中断させ、中間コア金型板の加熱を中止させるステップと、第１の加熱手段の作動が中断されると同時に、射出部からキャビティに溶融した射出材料を注入するステップと、射出材料の注入が開始されると同時に冷却水配管が設置されたコア金型支持板を中間コア金型板に密着させ、中間コア金型板を冷却するステップと、中間コア金型板に設置された温度センサーから検出された信号が予め設定された冷却温度に到達すると、中間コア金型板をコア金型支持板から分離し、中間コア金型板の冷却を中止させるステップと、前記油圧シリンダーを作動させ、コア金型がキャビティ金型から型分離されるようにするステップと、を含むことを特徴とする。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施の形態による射出成形装置を概略的に示すブロック図であり、図２は、本発明の一実施の形態による射出成形装置の金型が型分離した状態を示す概略図であり、図３は、本発明の一実施の形態による射出成形装置の金型が型結合した状態を示す概略図であり、図４は、本発明の一実施の形態によるコア中間金型の電熱ヒーターの詳細図であり、図５（ａ）は、本発明の一実施の形態による中間コア金型の電熱ヒーターの配置を示す概略図であり、図５（ｂ）は、本発明の一実施の形態による中間コア金型の電熱ヒーターの他の配置を示す概略図である。

本実施の形態による射出成形装置は、キャビティ面を有するキャビティ金型と、前記キャビティ金型と型結合し、中間コア金型板とコア金型支持板に分離されたコア金型と、前記コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダーを制御する射出制御部と、中間コア金型板を加熱するための第１の加熱手段と、コア金型支持板を冷却させるための第１の冷却手段と、第１の加熱手段と第１の冷却手段の作動を制御する金型温度制御部と、コア金型支持板の中間コア金型板に向かう面に設置された熱伝達部材と、を備えている。

図１に示すように、射出部は、キャビティに成形材料を注入するための部分であり、加熱シリンダー１２２と加熱シリンダー１２２の内部に設置されるスクリュー１２４と、スクリュー１２４を回転させる油圧モ一ター１２０と、を有している。また、コア金型固定板５０を移動させるために、油圧シリンダー１１０が設けられている。また、キャビティ金型２０は、キャビティ金型固定板１０に固定され、キャビティ金型固定板１０には、射出時、加熱シリンダー１２２が密着するように設けられ、注入通路を通じてキャビティに金型が注入される。前記加熱シリンダー１２２の内部には、加熱シリンダー１２２の長さ方向にスクリュー１２４が設置され、一側には前記スクリュー１２４に連結され、スクリュー１２４を回転させるための油圧モ一タ１２０が設置されている。また、射出制御部３１０は、油圧シリンダー１１０、油圧モ一ター１２０および金型温度制御部３２０と、電気的に連結されるように設置され、金型温度制御部３２０は、コア金型支持板３０に設置された冷却手配管４３に流れる冷却水の流れを制御するバルブ３２２と、中間コア金型板３０に設置される電熱ヒーター３３と、中間コア金型板３０に設置される温度センサー８０と、電気的に連結されるように設置される。

図２に示すように、キャビティ金型２０には、溶融した射出材料が注入されるキャビティ面２１が形成され、キャビティ面２１には、溶融した射出材料の注入通路２３が連結されている。また、キャビティ金型２０には、ガイドピン４１を挿入するためのガイド孔２２が形成されている。中間コア金型板３０のキャビティ面２１に向かう面には、コア面３１が形成されている。キャビティ金型２０と中間コア金型３０が型結合された状態を示す図３を参照すると、コア面３１には、キャビティ面２１と一緒に溶融した射出材料が注入されるキャビティＣが形成されている。中間コア金型板３０は、加熱と冷却が容易であるように、コア金型支持板４０よりも薄い厚さを有する板形状として、従来のコア金型を分離したものである。

図４に示すように、中間コア金型板３０の分離面には、複数の溝３６が形成されており、それぞれの溝３５の内部には、中間コア金型板３０を加熱するための電熱ヒーター３３が挿入されている。ここで、電熱ヒーター３３は、ニクロム線のような熱線３３ａを、電熱被覆３３ｂが取り囲むように構成されている。また、中間コア金型板３０とコア金型支持板４０との間の接触面積を大きくし、同時に熱伝達を促進するために、電熱ヒーター３３が挿入された溝３５と電熱ヒーター３３との間の空間に銅部材３７が充填されている。図５（ａ）および図５（ｂ）を参照すると、電熱ヒーター３３は、図５（ａ）に示すように、一つの電熱線を用いてもよく、図５（ｂ）に示すように、複数の電熱線を用いて設置してもよい。図面符号３４は、電熱ヒーター３３の発熱量を制御するための金型温度制御部である。複数の電熱線を用いると、電熱線３３の発熱量をそれぞれ適切に制御することで、中間コア金型板３０のコア面３１の温度を均一にできる。また、前記中間コア金型板３０には、温度センサー８０が設置されている。温度センサー８０は、中間コア金型板３０の実時間で温度を測定し、金型温度制御部３４に伝達し、電熱ヒーターの発熱量が適切に制御されるようにし、コア金型の温度を一定の範囲に維持させる。本実施の形態においては、一つの温度センサーが図示されているが、必要に応じて、複数個の温度センサーを設置してもよい。特に、金型面の部位別に異なる温度となるように、電熱ヒーターの発熱量を制御しようとする場合は、異なる温度を所望する部位別に温度センサーを設置することが好ましい。また、コア金型支持板４０には、中間コア金型板２０と接触時、中間コア金型板を冷却できるように、コア金型支持板４０を一定の温度に維持するための第１の冷却手段が設置されている。

本実施の形態において、前記第１の冷却手段は、冷却水タンク（図示せず）と、冷却水を循環させるためのポンプと、コア金型支持板４０の内部に形成された冷却水配管４３と、を有している。冷却水配管４３は、コア金型支持板４０内において連結されており、コア金型支持板４０の側面には、流入ポート（図示せず）と流出ポートが設けられている。

また、中間コア金型板３０とコア金型支持板４０との間には、コイルスプリング９０がガイドピン４１に挿設されている。コイルスプリング９０は、キャビティを開放するために、コア金型支持板４０が後退する方向に移動するとき、中間コア金型板３０とコア金型支持板４０とが弾性により分離されるようにし、コア金型支持板４０による冷却を遮断し、電熱ヒーター３３の発熱により中間コア金型板３０が急速に加熱されるようにする。特に、図３に示すように、キャビティ金型２０に中間コア金型３０が密着形成されたキャビティＣに、溶融した射出材料が注入された後、中間コア金型板３０の冷却效果を高めるために、中間コア金型板３０とコア金型支持板４０の分離面を完全に密着させることが好ましい。したがって、コイルスプリング９０を、ガイドピン４１に差し込んで設置し、図３に示すように、コア金型支持板４０が移動して、中間コア金型板３０に接触するとき、コイルスプリング９０が、ガイドピン４１が固定されたコア金型支持板の周縁部に設けられた一定の深さの環状溝４４に完全に挿入されるようになっている。

また、熱伝達部材９４は、射出時、加熱した金型板３０を迅速に冷却するために、中間コア金型板３０のコア金型支持板４０に向かう面に設ける。ここで、熱伝達部材９４を、コア金型支持板４０の中間コア金型板３０に向かう面に設けてもよいことは言うまでもない。前述のような熱伝達部材９４は、コア金型よりも強度が低い軟質金属であり、金、銀、銅、錫、鉛、アルミニウムから選ばれた金属、またはこの選ばれた金属を含む合金からなるものが好ましい。また、熱伝達部材９４は、溶解温度が１８０℃以上であるゲル状態の熱伝達物質であり、熱伝達物質は、潤滑グリースであることも好ましい。

射出制御部３１０は、コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダー１１０と、スクリュー１２４を回転させるための油圧モ一ター１２０とを制御する。

また、金型温度制御部３２０は、中間コア金型３０に設置された温度センサー８０から信号を伝達され、第１の加熱手段である電熱ヒーター３３と、第１の冷却手段である冷却水配管４３に設置されたバルブ３２２の作動を制御し、冷却水の流れを制御する。

射出制御部３１０と金型温度制御部３２０は、互いに必要な信号を送信および受信するように設けられることは言うまでもない。

以下、本発明の他の実施の形態による射出成形装置を、添付図面を参照して説明する。

図６は、本発明の他の実施の形態における射出成形装置の金型が型分離した状態を示す概略図であり、図７は、本発明の他の実施の形態による射出成形装置の金型が型結合した状態を示す概略図である。

本実施の形態が、本発明の一実施の形態と異なる点は、コア金型のみならず、キャビティ金型２０も、中間キャビティ金型板６０とキャビティ金型支持板７０に分離されており、中間キャビティ金型板６０の分離面には、電熱ヒーターが設けられ、キャビティ金型支持板７０には、冷却水配管が設けられていることである。また、中間キャビティ金型板６０が、キャビティ金型固定板７０に対して一方向に移動可能に、一端が中間キャビティ金型板６０を貫通して固定され、他端がキャビティ金型固定板７０に設けられた第２のガイド孔７１に挿設した中空のガイドシリンダー９２を有する。また、図６に示すように、中間キャビティ金型板６０と中間コア金型板３０が開放した状態で、中間キャビティ金型板６０を、キャビティ金型支持板７０から分離させるためのコイルスプリング９２が、ガイドシリンダー９２に挿入されている。また、中間キャビティ金型板のキャビティ金型支持板に向かう面には、熱伝達部材９４が設置される。前記熱伝達部材９４は、キャビティ金型支持板と中間キャビティ金型板との間に位置し、加熱された中間キャビティ金型板を迅速に冷却させる。ここで、熱伝達部材がキャビティ金型支持板の中間キャビティ金型板に向かう面に設置されてもよいことは言うまでもない。

図７に示すように、中間コア金型板３０にコア金型支持板４０が完全に密着するように、コア金型支持板４０のガイドピン４１が固定された周囲に形成された環状溝４４と同様に、ガイドシリンダー９２が挿入される第２のガイド孔７１の周囲に大径部７４が形成されており、ここへ第２のスプリング９１が挿入され、中間キャビティ金型板６０とキャビティ金型支持板７０が完全に密着するようになっている。本実施の形態には、射出成形された製品を金型装置から分離させるためのイジェクトピンが図示されていないが、製品が金型装置から容易に放出されない製品の場合は、中間キャビティ金型または中間コア金型板を貫通し成形された製品を、金型装置から放出させるためのイジェクトピンを設けなければならない。

以下、本発明の一実施の形態による射出成形装置の制御方法を添付図面を参照して説明する。

図８は、本発明の一実施の形態による射出成形装置の制御方法を示すフローチャートである。

まず、射出制御部３１０に金型を型分離させるべき旨の信号が入力されると、射出制御部３１０は、油圧シリンダー１１０を作動させ、コア金型をキャビティ金型４０に型結合させる。

これと略同時に、金型温度制御部３２０にも信号が入力され、信号が入力された金型温度制御部３２０は、第１の加熱手段である電熱ヒーター３３を作動させ、中間コア金型板３０を加熱する。

中間コア金型板３０を加熱することにより、中間コア金型板３０に設置された温度センサー８０から検出された信号が、金型温度制御部３２０に伝達され、金型温度制御部３２０に伝達された温度が、予め設定された加熱温度に到達すると、電熱ヒーター３３の作動を中断させ、中間コア金型板の加熱を中止させる。

そして電熱ヒーター３３の作動を中断させるとともに、油圧モ一ター１２０を作動させ、スクリュー１２４により、加熱ハウジング１２２の内部で溶融した射出材料が、注入通路２３を通じてキャビティに注入されるようにする。

このとき、冷却水配管４３が設置されたコア金型支持板４０を、中間コア金型板３０に密着させ、中間コア金型板３０を冷却させる。ここで、射出材料をキャビティに注入するとともに、中間コア金型板３０を冷却するのは、溶融した射出材料がキャビティに入力される時間が、中間コア金型板３０が冷却される時間に比べて、相対的に短かいからである。

次に、中間コア金型板３０に設置された温度センサー８０から検出された信号が、金型温度制御部３２０に入力され、金型温度制御部３２０に入力された温度が予め設定された冷却温度に到達すると、中間コア金型板３０をコア金型支持板４０から分離させ、中間コア金型板３０の冷却を中止させる。

中間コア金型板３０の冷却が中止されると、射出制御部３１０は、油圧シリンダー１１０を作動させ、コア金型がキャビティ金型４０から型分離されるようにする。また、必要に応じて、エジェクタピン（図示せず）を作動させ、成形品を取り出す。

本発明による射出成形装置は、分離された中間コア金型板および中間キャビティ金型板を有する金型を提供し、分離された中間コア金型板および中間キャビティ金型板を電熱ヒーターとして用いて、射出成形前に適切な温度で加熱して射出し、予め冷却分離された中間コア金型支持板およびキャビティ金型支持板で急速に冷却し、流動性と転写性に優れ、射出成形のサイクルタイムを短縮し、生産性に優れた射出成形機およびこれを用いた射出成形方法を提供する。特に、複数個の電熱ヒーターを用いて、金型面の部位別に異なる温度を有するように制御することができ、製品の冷却速度を制御するので、残留応力による変形を制御するのみならず、サイクルタイムをさらに短縮することができ、より生産性に優れた射出成形装置およびその制御方法を提供することができる。

また、本発明による射出成形装置は、射出制御部が、コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダーを制御し、金型温度制御部は、中間コア金型の温度を制御するので、射出作業が自動化され、作業人員を削減でき、生産性が向上する。

上述され、図示された本発明の一実施の形態は、本発明の技術的思想を限定するものとして解釈されてはならない。本発明の保護範囲は、請求の範囲に記載された事項のみにより制限され、本発明の技術の分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想を様々な形態に改良・変更することが可能である。したがって、このような改良および変更は、本発明の属する技術の分野におけるｈ通常の知識を有する者にとって自明なものである限り、本発明の保護範囲に属するようになるだろう。

図１は、本発明の実地の形態による射出成形装置を概略的に示すブロック図である。図２は、本発明の一実施の形態による射出成形装置の金型が型分離した状態を示す概略図である。図３は、本発明の一実施の形態による射出成形装置の金型が型結合した状態を示す概略図である。図４は、本発明の一実施の形態によるコア中間金型の電熱ヒーターの詳細図である。図５（ａ）は、本発明の一実施の形態による中間コア金型の電熱ヒーターの配置を示す概略図である。図５（ｂ）は、本発明の一実施の形態による中間コア金型の電熱ヒーターの別の配置を示す概略図である。図６は、本発明の他の実施の形態による射出成形装置の金型が型分離した状態を示す概略図である。図７は、本発明の他の実施の形態による射出成形装置の金型が型結合した状態を示す概略図である。図８は、本発明の一実施の形態による射出成形装置の制御方法を示すフローチャートである。

Claims

溶融した射出材料が注入されるようにキャビティを形成するためのキャビティ面を有するキャビティ金型と、型結合時に前記キャビティを形成するためのコア面を有し、ガイドピンにガイドされ、前記キャビティを開閉するように、前後移動可能に設けられたコア金型と、射出時に前記キャビティに成形材料を注入するための射出部と、前記コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダーと、材料を注入するための射出部を制御するための射出制御部と、を含む射出成形装置において、
前記コア金型は、コア面を有し、薄い厚さを有する中間コア金型板と、厚い厚さを有するコア金型支持板とに分離されており、前記コア金型支持板から延長され、キャビティ金型に移動時、前記キャビティ金型に形成された第１のガイド孔に挿入されるように設置され、中間コア金型板に挿入され、中間コア金型板を、前後にのみ移動可能に拘束するためのガイドピンと、キャビティを開放するために、コア金型が後退移動時、中間コア金型板とコア金型支持板が弾性により分離されるように、中間コア金型板とコア金型支持板との間に設置された第１の弾性部材と、を備え、
前記中間コア金型板の分離面に設置され、中間コア金型板を加熱するための第１の加熱手段と、
前記コア金型支持板を冷却するための第１の冷却手段と、
前記第１の加熱手段と第１の冷却手段の作動を制御し、射出時、中間コア金型の温度を制御するための金型温度制御部と、
をさらに備えることを特徴とする分離型金型を有する射出成形装置。
前記中間コア金型板のコア金型支持板に向かう面、または前記コア金型支持板の中間コア金型板に向かう面に設けられ、加熱された中間コア金型板を迅速に冷却させるための熱伝達部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記キャビティ金型は、キャビティ面を有し、薄い厚さを有する中間キャビティ金型板と、厚い厚さを有し、第２のガイド孔が形成されたキャビティ金型支持板とに分離されており、
中間キャビティ金型板が、前後にのみ移動可能に拘束するために、一端が中間キャビティ金型板を貫通し固定されており、他端は、前記キャビティ金型支持板の第２のガイド孔に挿設された中空のガイドシリンダーと、キャビティを開放するために、コア金型が後退移動時、中間キャビティ金型板とキャビティ金型支持板が、弾性により分離されるように、中間キャビティ金型板とキャビティ金型支持板との間に設けられた第２の弾性部材と、を備え、
前記中間キャビティ金型板の分離面に設けられ、中間キャビティ金型板を加熱するための第２の加熱手段と、
前記キャビティ金型支持板を冷却するための第２の冷却手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記熱伝達部材は、前記コア金型よりも硬度の低い軟質金属であることを特徴とする請求項２に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記熱伝達部材は、金、銀、銅、錫、鉛、アルミニウムの中から選ばれた金属、または選ばれた金属を含む合金からなることを特徴とする請求項３に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記熱伝達部材は、溶解温度が１８０℃以上であるゲル状態の熱伝達物質を含むことを特徴とする請求項２に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記熱伝達物質は、潤滑グリースであることを特徴とする請求項６に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記第１の加熱手段は、中間コア金型板の分離面に形成された溝に挿設した電熱ヒーターを有し、
前記第１の冷却手段は、コア金型支持板の内部に挿入され、冷却水が流れるように設置された冷却水配管を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
熱伝達を促進するために、電熱ヒーターが挿入された溝と電熱ヒーターとの間の空間に充填された銅部材をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記第１の弾性部材は、コイルスプリングであり、前記ガイドピンが挿設されており、前記ガイドピンが固定されたコア金型支持板の周囲には、コア金型支持板が前方に移動時、コイルスプリングが完全に挿入されるように、一定の深さの環状溝が形成され、
前記中間コア金型板に挿設され、温度を測定するための温度センサーをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記電熱ヒーターは、複数個であり、それぞれ独立的に発熱量が調節可能になることを特徴とする請求項１０に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記中間キャビティ金型板のキャビティ金型支持板に向かう面、または前記キャビティ金型支持板の中間キャビティ金型板に向かう面に設置され、加熱された中間キャビティ金型板を迅速に冷却させるための熱伝達部材を有することを特徴とする請求項３に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記第２の加熱手段は、中間キャビティ金型板の分離面に設けられた溝に挿設した電熱ヒーターを有し、
前記第２の冷却手段は、キャビティ金型支持板の内部に挿入され、冷却水が流れるように設置された冷却水配管を有することを特徴とする請求項３に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記第２のスプリングは、コイルスプリングであり、前記中空のシリンダーが挿設され、前記キャビティ金型支持板の第２のガイド孔には、中間キャビティ金型板が後退移動時、第２のスプリングが完全に挿入されるように、一定の深さの大径部が形成され、
前記中間キャビティ金型板に設置された電熱ヒーターは、複数個であることを特徴とする請求項３に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
前記ガイドシリンダーの中空が、前記第１のガイド孔となり、前記ガイドピンは、コア金型がキャビティ金型に向かって移動するとき、前記ガイドシリンダーの中空に挿設されることを特徴とする請求項１４に記載の分離型金型を有する射出成形装置。
溶融した射出材料が注入されるようにキャビティを形成するためのキャビティ面を有するキャビティ金型と、型結合時、前記キャビティを形成するためのコア面を有し、ガイドピンにガイドされ、前記キャビティを開閉するように前後移動可能に設置され、中間コア金型板とコア金型支持板に分離されているコア金型と、射出時、前記キャビティに成形材料を注入するための射出部と、前記コア金型を前後に移動させるための油圧シリンダーと材料を注入するための射出部を制御するための射出制御部と、前記中間コア金型板の分離面に設置され、中間コア金型板を加熱するための第１の加熱手段と、前記コア金型支持板を冷却させるための第１の冷却手段と、前記第１の加熱手段と第１の冷却手段の作動を制御し、射出時、中間コア金型の温度を制御するための金型温度制御部と、を含む射出成形装置の制御方法であって、
油圧シリンダーを作動させ、コア金型をキャビティ金型に型結合させるステップと、
油圧シリンダーが作動を開始すると同時に第１の加熱手段を作動させ、中間コア金型板を加熱するステップと、
中間コア金型板に設置した温度センサーから検出された信号が、予め設定された加熱温度に到達すると、第１の加熱手段の作動を中断させ、中間コア金型板の加熱を中止させるステップと、
第１の加熱手段の作動が中断されると同時に、射出部からキャビティに溶融した射出材料を注入するステップと、
射出材料の注入が開始されると同時に冷却水配管が設置されたコア金型支持板を中間コア金型板に密着させ、中間コア金型板を冷却するステップと、
中間コア金型板に設置された温度センサーから検出された信号が予め設定された冷却温度に到達すると、中間コア金型板をコア金型支持板から分離し、中間コア金型板の冷却を中止させるステップと、
前記油圧シリンダーを作動させ、コア金型がキャビティ金型から型分離されるようにするステップと、
を含むことを特徴とする射出成形装置の制御方法。