JP2009226936A - Injection molding nozzle, injection molding apparatus, injection-molded product, and method of injection molding - Google Patents

Injection molding nozzle, injection molding apparatus, injection-molded product, and method of injection molding Download PDF

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JP2009226936A JP2009034323A JP2009034323A JP2009226936A JP 2009226936 A JP2009226936 A JP 2009226936A JP 2009034323 A JP2009034323 A JP 2009034323A JP 2009034323 A JP2009034323 A JP 2009034323A JP 2009226936 A JP2009226936 A JP 2009226936A
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Hiroaki Matsumura
裕明 松村
Hironobu Ito
浩信 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding nozzle, an injection molding apparatus, and a method of injection molding which can efficiently vibrate melted resin in injection molding, and also to provide an injection-molded product. <P>SOLUTION: The injection molding nozzle includes a channel through which the melted resin 7 filled from a resin filling port 11 flows, an injection port 16 for injecting this melted resin 7 to a mold, an opening and closing pin 4 for opening and closing the injection port by advancing and retreating the pin in an axial direction, a vibrator 2 fixed to this opening and closing pin 4 to oscillate an ultrasonic wave, and an opening and closing pin drive actuator 12 for advancing and retreating the opening and closing pin. The melted resin is vibrated through the opening and closing pin 4 by the ultrasonic wave oscillated from this vibrator 2. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、射出成形ノズル、射出成形機、射出成形品および射出成形方法に関する。   The present invention relates to an injection molding nozzle, an injection molding machine, an injection molded product, and an injection molding method.

従来、高精度の樹脂成形をおこなう場合、金型内に十分に樹脂が充填されず、必要な成形精度が得られにくいという問題があった。図5は、従来の技術に係る射出成形機を金型の一部と共に示す部分断面図である。図5に示す射出成形機は、射出ノズル1の流路にスクリューが回転自在に取り付けられている。射出ノズル1は、ノズル固定板3により、固定側金型5に固定されている。ノズル先端部15は、可動側金型6の凹部であるキャビティ8に溶融樹脂7を射出可能に接続されている。超音波を発生する振動子2は、射出ノズル1の側面に固定されている。   Conventionally, when high-precision resin molding is performed, there is a problem that a resin is not sufficiently filled in a mold, and it is difficult to obtain necessary molding accuracy. FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a conventional injection molding machine together with a part of a mold. In the injection molding machine shown in FIG. 5, a screw is rotatably attached to the flow path of the injection nozzle 1. The injection nozzle 1 is fixed to the fixed mold 5 by a nozzle fixing plate 3. The nozzle tip 15 is connected to the cavity 8 which is a recess of the movable mold 6 so that the molten resin 7 can be injected. The vibrator 2 that generates ultrasonic waves is fixed to the side surface of the injection nozzle 1.

図5の射出成形機において、図の右側に存在する材料投入口(図示省略)から充填されたペレット状の成形用樹脂は、スクリュー14が回転することにより、射出ノズル1内をスクリュー14の先端側の空間へ送られ、その過程で加熱溶融される。これに伴いスクリュー14は図面右側へ移動され、溶融樹脂7はゲート9を通ってキャビティ8に充填される。樹脂が溶融したあとに、振動子2は射出ノズル1及びその近傍を振動させる。このノズルの振動は、流路内の溶融樹脂を射出ノズルの振動を介して、溶融樹脂を振動させる。このように、射出ノズルの外部から射出ノズルを介して溶融樹脂に超音波を伝播させて、溶融樹脂と射出ノズルの摩擦力を軽減し、溶融樹脂の見かけ上の流動性を高めることができる。(例えば、特許文献1参照)。   In the injection molding machine of FIG. 5, the pellet-shaped molding resin filled from the material inlet (not shown) on the right side of the figure is moved through the injection nozzle 1 by the rotation of the screw 14. It is sent to the side space and heated and melted in the process. Along with this, the screw 14 is moved to the right side of the drawing, and the molten resin 7 is filled into the cavity 8 through the gate 9. After the resin is melted, the vibrator 2 vibrates the injection nozzle 1 and the vicinity thereof. The vibration of the nozzle causes the molten resin in the flow path to vibrate through the vibration of the injection nozzle. In this manner, ultrasonic waves can be propagated from the outside of the injection nozzle to the molten resin through the injection nozzle, the frictional force between the molten resin and the injection nozzle can be reduced, and the apparent fluidity of the molten resin can be increased. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2002−370255号公報JP 2002-370255 A

しかしながら、上記ノズルに振動を付与する方法では、射出ノズル1の外周面を振動させるため、ノズル内面及びノズル内部を流動する溶融樹脂に振動を伝達する効率が悪い。   However, in the method of applying vibration to the nozzle, since the outer peripheral surface of the injection nozzle 1 is vibrated, the efficiency of transmitting vibration to the molten resin flowing inside the nozzle inner surface and inside the nozzle is poor.

本発明はこのような事情に考慮してなされたもので、その目的は、溶融樹脂を効率よく振動させることである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to efficiently vibrate the molten resin.

本発明に係る射出成形ノズルは、樹脂注入口から注入された溶融樹脂が流れる流路と、前記溶融樹脂を金型へ射出する射出口と、軸方向に進退することにより前記射出口を開閉する開閉ピンと、前記開閉ピンに固定され、超音波を発振する振動子と、前記開閉ピンを進退させる開閉ピン駆動アクチュエータとを備え、前記振動子から発振された超音波が前記開閉ピンを介して前記溶融樹脂を振動させることを特徴とする。   An injection molding nozzle according to the present invention opens and closes the injection port by advancing and retreating in the axial direction, a flow path through which the molten resin injected from the resin injection port flows, an injection port for injecting the molten resin into a mold, and An open / close pin, an oscillator fixed to the open / close pin and oscillating ultrasonic waves, and an open / close pin drive actuator for moving the open / close pin forward and backward, and the ultrasonic wave oscillated from the vibrator passes through the open / close pin. The molten resin is vibrated.

このような特徴により、振動子が開閉ピンを介して溶融樹脂を振動させるために、効率良く溶融樹脂を振動させることができる。   With such a feature, the vibrator vibrates the molten resin through the open / close pin, and therefore the molten resin can be efficiently vibrated.

本発明に係る射出成形ノズルの前記振動子は、前記開閉ピンの前記射出口と対向する側の端部に固定されていることが好ましい。   It is preferable that the vibrator of the injection molding nozzle according to the present invention is fixed to an end portion of the open / close pin facing the injection port.

このような特徴により、振動子を射出成形機内部に効率よく配置でき、射出成形機を小型に構成することができる。
本発明に係る射出成形ノズルにおいては、前記開閉ピンは前記流路の外側まで貫通していることが好ましい。
With such a feature, the vibrator can be efficiently arranged inside the injection molding machine, and the injection molding machine can be configured in a small size.
In the injection molding nozzle according to the present invention, it is preferable that the open / close pin penetrates to the outside of the flow path.

このような特徴により、高温で溶融された樹脂内部で動作されるよりも安定的に開閉ピン4に振動を与えることができ、高精度成形を行なうことができる。
本発明に係る射出成形ノズルの前記開閉ピン駆動アクチュエータは、前記射出ノズルの前記射出口と対向する端面に配設されることが好ましい。
このような特徴により、シャフトと振動子および開閉ピンが一直線上に並ぶため、開閉ピンを効率的に進退させることができる。
With such a feature, the opening / closing pin 4 can be vibrated more stably than when operated inside a resin melted at a high temperature, and high-precision molding can be performed.
The opening / closing pin drive actuator of the injection molding nozzle according to the present invention is preferably disposed on an end surface of the injection nozzle facing the injection port.
With such a feature, since the shaft, the vibrator, and the open / close pin are arranged in a straight line, the open / close pin can be efficiently advanced and retracted.

本発明に係る振動子が発振する超音波の周波数は、共振の節部が前記金型のキャビティの位置と同じになることが好ましい。   The frequency of the ultrasonic wave oscillated by the vibrator according to the present invention is preferably such that the resonance node is the same as the position of the cavity of the mold.

このような特徴により、キャビティ内部の溶融樹脂を効率よく振動させることが出来る。   With such a feature, the molten resin inside the cavity can be vibrated efficiently.

本発明に係る射出成形ノズルは、前記射出ノズルの側面と前記金型を固定するノズル固定板を有することが好ましい。   The injection molding nozzle according to the present invention preferably has a nozzle fixing plate for fixing the side surface of the injection nozzle and the mold.

このような特徴により、射出ノズルを安定的に固定側金型に固定することができる。   With such a feature, the injection nozzle can be stably fixed to the stationary mold.

本発明にかかる射出成形機は、前記ノズル固定板と前記金型との間に防振板17を備えることが好ましい。   The injection molding machine according to the present invention preferably includes a vibration isolating plate 17 between the nozzle fixing plate and the mold.

このような特徴により、溶融樹脂の振動を抑えずに、射出成形機全体の振動を効率よく抑えることができる。   With such a feature, it is possible to efficiently suppress the vibration of the entire injection molding machine without suppressing the vibration of the molten resin.

本発明にかかる射出成形方法は、射出ノズルに設けられた樹脂注入口から溶融樹脂を注入するステップと、振動子により発振された超音波が射出口を開閉する開閉ピンを介して前記溶融樹脂を振動させるステップと、前記溶融樹脂を射出口から射出する射出ステップとを有することを特徴とする。   An injection molding method according to the present invention includes a step of injecting a molten resin from a resin injection port provided in an injection nozzle, and an ultrasonic wave oscillated by a vibrator that opens and closes the molten resin via an opening / closing pin that opens and closes the injection port. The method includes a step of vibrating and an injection step of injecting the molten resin from an injection port.

このような特徴により、溶融樹脂を効率よく振動させ、キャビティに射出することが出来る。   Due to such characteristics, the molten resin can be efficiently vibrated and injected into the cavity.

本発明にかかる射出成形方法は、前記射出ステップの後に、前記開閉ピンにより前記射出口を閉じるステップと、前記射出口を閉じた後も振動子により、開閉ピンを振動させる射出後振動ステップとを有することを特徴とする。   In the injection molding method according to the present invention, after the injection step, a step of closing the injection port by the opening / closing pin and a post-injection vibration step of vibrating the opening / closing pin by a vibrator even after the injection port is closed are provided. It is characterized by having.

このような特徴により、金型内部の樹脂にも振動が伝わり、精度の高い成形品を得ることができる。   Due to such characteristics, vibration is also transmitted to the resin inside the mold, and a highly accurate molded product can be obtained.

本発明にかかる射出成形方法の前記射出後成形ステップでは、前記金型を開口させた後も所定時間振動させることを特徴とする。   In the post-injection molding step of the injection molding method according to the present invention, the mold is vibrated for a predetermined time after the mold is opened.

このような特徴により、固化した成形品の固定側金型付着を回避し、連続成形することができる。   With such a feature, it is possible to avoid the fixed mold from adhering to the solidified molded product and perform continuous molding.

本発明にかかる射出成形方法に用いる溶融樹脂は、10%から50%の無機フィラーを含むことを特徴とする。   The molten resin used in the injection molding method according to the present invention is characterized by containing 10% to 50% inorganic filler.

このような特徴により、効率的に振動を与え、高精度の射出成形品をえることができる。   With such a feature, vibration can be efficiently applied and a highly accurate injection molded product can be obtained.

本発明に係る射出成形ノズルによれば、射出ノズル内部の流路に配設され、振動子2により振動する開閉ピン4により溶融樹脂を振動させるため、効率よく溶融樹脂を振動させることが出来る。   According to the injection molding nozzle according to the present invention, the molten resin is vibrated by the opening / closing pin 4 that is disposed in the flow path inside the injection nozzle and vibrates by the vibrator 2, so that the molten resin can be efficiently vibrated.

本発明に係る射出成形機の概略ブロック図である。1 is a schematic block diagram of an injection molding machine according to the present invention. 本発明に係る射出成形機を、金型の一部と共に概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly the injection molding machine which concerns on this invention with a part of metal mold | die. 本発明に係る射出成形機に防振板を用いたものを、金型の一部と共に概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows roughly what used the vibration-proof board for the injection molding machine which concerns on this invention with a part of metal mold | die. 本発明に係る射出成形機の振動子を樹脂流路の外側に設置したものを、金型の一部と共に概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing roughly what installed the vibrator of the injection molding machine concerning the present invention in the outside of a resin channel with a part of metallic mold. 従来の技術に係る射出成形機を、金型の一部と共に概略的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows schematically the injection molding machine which concerns on a prior art with a part of metal mold | die.

以下、本発明に係る射出成形ノズルの第一の実施形態を、図1及び図2を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明に係る射出成形機の概略ブロック図である。図2は、本発明に係る射出成形機を、金型の一部と共に概略的に示す部分断面図である。図2(A)は開閉ピンによりゲートが開いている状態を示し、(B)は開閉ピンによりゲートが閉じた状態を示す。
Hereinafter, a first embodiment of an injection molding nozzle according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic block diagram of an injection molding machine according to the present invention. FIG. 2 is a partial sectional view schematically showing an injection molding machine according to the present invention together with a part of a mold. FIG. 2A shows a state where the gate is opened by the open / close pin, and FIG. 2B shows a state where the gate is closed by the open / close pin.

図1に示すように、本発明に係る射出成形機は、成形機本体部101と射出ノズル構成部102と金型部103とから構成される。   As shown in FIG. 1, the injection molding machine according to the present invention includes a molding machine main body 101, an injection nozzle constituting part 102, and a mold part 103.

成形機本体部101は、制御部111を含む。制御部111は、射出ノズル2内部の流路の流動状態や圧力状態の制御を行う。また、図示していないが、制御部111は、振動子115の振動周波数調整やその電源ON、OFF、駆動アクチュエータ116の進退の制御も行う。   The molding machine main body 101 includes a control unit 111. The control unit 111 controls the flow state and pressure state of the flow path inside the injection nozzle 2. Although not shown, the control unit 111 also performs adjustment of the vibration frequency of the vibrator 115, its power ON / OFF, and advance / retreat of the drive actuator 116.

射出ノズル構成部102は、樹脂注入口112とノズル内経路113と開閉ピン114と振動子115と駆動アクチュエータ116とから構成される。樹脂注入口112は、整形用の樹脂を射出ノズルに注入するためのものであり、ノズル内流路113に連通している。ノズル内流路113は、射出ノズル1の内部にあり溶融樹脂7を射出口15を通してキャビティ8に流すものである。開閉ピン114は、射出口16の開閉および振動子からの振動を溶融樹脂7に伝播させる。振動子115は、超音波を発生させる。この振動子115は、開閉ピン114に固定され、開閉ピン114を超音波振動させる。開閉ピン駆動アクチュエータ116は、射出ノズル1に固定されている。また、開閉ピン駆動アクチュエータ12は、シャフト10を介して振動子115または開閉ピン114に固定され、開閉ピン114をその軸方向に進退させる。   The injection nozzle constituting unit 102 includes a resin injection port 112, an intra-nozzle path 113, an opening / closing pin 114, a vibrator 115, and a drive actuator 116. The resin injection port 112 is for injecting a shaping resin into the injection nozzle and communicates with the in-nozzle flow path 113. The in-nozzle flow path 113 is inside the injection nozzle 1 and allows the molten resin 7 to flow into the cavity 8 through the injection port 15. The open / close pin 114 propagates the opening / closing of the injection port 16 and the vibration from the vibrator to the molten resin 7. The vibrator 115 generates ultrasonic waves. The vibrator 115 is fixed to the opening / closing pin 114 and causes the opening / closing pin 114 to vibrate ultrasonically. The opening / closing pin drive actuator 116 is fixed to the injection nozzle 1. The open / close pin drive actuator 12 is fixed to the vibrator 115 or the open / close pin 114 via the shaft 10 and moves the open / close pin 114 in the axial direction.

金型部103は、固定側金型5と可動側金型6とから構成され、ゲート117とキャビティ118が設けられている。ゲート117は、射出構成部102から射出された溶融樹脂7を金型部103内に受け入れる入り口である。キャビティ118は、金型に設けられた凹部であり、射出構成部102からの溶融樹脂7が溜まるところである。   The mold part 103 includes a fixed mold 5 and a movable mold 6, and is provided with a gate 117 and a cavity 118. The gate 117 is an entrance that receives the molten resin 7 injected from the injection component 102 into the mold part 103. The cavity 118 is a recess provided in the mold, and is where the molten resin 7 from the injection component 102 accumulates.

図2に示すように、本発明の射出成形機は、射出ノズル1と開閉ピン駆動アクチュエータ12とノズル固定板3と固定側金型5と可動側金型6等から構成される。樹脂注入口11は、成形機本体部(図示しない)からの樹脂を注入するものであり、射出ノズル1の側面に配設されている。射出ノズル1は、樹脂注入口11から注入された樹脂を金型部へ射出するものであり、内部に溶融樹脂7が流れる流路と開閉ピン4と振動子2とシャフト10を有する。また射出ノズル1は、射出成形工程中は金型に対して前後方向に移動しないようにノズル固定板3により固定されている。さらに、射出ノズル1は、ノズル固定板3を介して固定側金型5に常時密着している。   As shown in FIG. 2, the injection molding machine of the present invention comprises an injection nozzle 1, an opening / closing pin drive actuator 12, a nozzle fixing plate 3, a fixed mold 5 and a movable mold 6. The resin injection port 11 is for injecting resin from a molding machine main body (not shown), and is disposed on the side surface of the injection nozzle 1. The injection nozzle 1 is for injecting the resin injected from the resin injection port 11 into the mold part, and has a flow path through which the molten resin 7 flows, an open / close pin 4, a vibrator 2, and a shaft 10. The injection nozzle 1 is fixed by a nozzle fixing plate 3 so as not to move in the front-rear direction with respect to the mold during the injection molding process. Further, the injection nozzle 1 is always in close contact with the fixed mold 5 via the nozzle fixing plate 3.

開閉ピン4は棒状であり、振動子2及びシャフト10を介して開閉ピン駆動アクチュエータ12に接続されている。駆動アクチュエータ2が、シャフト10を駆動することにより、開閉ピン4もその軸方向に進退し、開閉ピンの先端が射出口16を開閉する。これにより、射出口16からの溶融樹脂7の射出を制御することができる。   The open / close pin 4 has a rod shape and is connected to the open / close pin drive actuator 12 via the vibrator 2 and the shaft 10. When the drive actuator 2 drives the shaft 10, the open / close pin 4 also advances and retracts in the axial direction, and the tip of the open / close pin opens and closes the injection port 16. Thereby, injection of the molten resin 7 from the injection port 16 can be controlled.

図2(A)では、開閉ピン4は後退し、射出口16は開いた状態となっている。この状態で溶融樹脂7は射出口16から射出可能となる。   In FIG. 2A, the opening / closing pin 4 is retracted and the injection port 16 is open. In this state, the molten resin 7 can be injected from the injection port 16.

振動子2は、開閉ピンの射出口16とは反対面の端部に固定され、制御ボックス13と接続されている(図示せず)。振動子2が超音波を発生すると、開閉ピン4も振動子2の振動により同様に振動する。ここで超音波とは、周波数が可聴可能領域を超える音波であって、一般的には20kHz以上のものを言う。   The vibrator 2 is fixed to an end of the opening / closing pin opposite to the injection port 16 and connected to the control box 13 (not shown). When the vibrator 2 generates ultrasonic waves, the open / close pin 4 vibrates in the same manner due to the vibration of the vibrator 2. Here, the ultrasonic wave is a sound wave having a frequency exceeding the audible range, and generally means 20 kHz or more.

開閉ピン駆動アクチュエータ12は、射出ノズル1の射出口16とは反対側の端面に固定され、制御ボックス13と接続されている。そして、開閉ピン駆動アクチュエータ12は、棒状のシャフト10を介し、振動子2と開閉ピン4を開閉ピン4の軸方向に進退させる。また、開閉ピン駆動アクチュエータ12は電磁式でもよいし、機械式でも良い。   The opening / closing pin drive actuator 12 is fixed to the end surface of the injection nozzle 1 opposite to the injection port 16 and is connected to the control box 13. The opening / closing pin drive actuator 12 moves the vibrator 2 and the opening / closing pin 4 forward and backward in the axial direction of the opening / closing pin 4 via the rod-shaped shaft 10. The opening / closing pin drive actuator 12 may be electromagnetic or mechanical.

制御ボックス13は、開閉ピン駆動アクチュエータ12や振動子2の動作を制御する。例えば、開閉ピン駆動アクチュエータ12のシャフトの進退の動き、振動子2の周波数、超音波の発振開始及び停止などである。   The control box 13 controls the operation of the opening / closing pin drive actuator 12 and the vibrator 2. For example, the movement of the shaft of the open / close pin drive actuator 12 is advanced, the frequency of the vibrator 2, and the start and stop of ultrasonic oscillation.

ノズル固定板3は、射出ノズル1を固定側金型5に固定する。固定側金型5は、ノズル先端部15と可動側金型6を安定して接続する。可動側金型6には、凹部としてキャビティ8が設けられ、射出口16から射出した溶融樹脂7がたまる構造となっている。開閉ピン4が射出口16を閉じたときには、開閉ピン16の先端面はキャビティ8の蓋の役割も果たす。   The nozzle fixing plate 3 fixes the injection nozzle 1 to the fixed mold 5. The fixed mold 5 stably connects the nozzle tip 15 and the movable mold 6. The movable mold 6 is provided with a cavity 8 as a recess, and has a structure in which the molten resin 7 injected from the injection port 16 is accumulated. When the opening / closing pin 4 closes the injection port 16, the front end surface of the opening / closing pin 16 also serves as a lid for the cavity 8.

図2(B)は、各構成要素は(A)と同じであり、開閉ピン4が、開閉ピン駆動アクチュエータ12により前進し、射出口16を塞ぎ、閉じている状態を示している。   FIG. 2B shows a state in which each component is the same as (A), and the open / close pin 4 is advanced by the open / close pin drive actuator 12 to close the injection port 16 and is closed.

次に、本発明を用いて射出成形をする方法を説明する。溶融樹脂7は、図示しない成形機本体部101から樹脂注入口に注入され、射出ノズル内部の流路に至る。ここで、制御ボックス13は、振動子2に超音波を発生させ、開閉ピン4を振動させる。射出ノズル1内部の流路に充填されている溶融樹脂7は、開閉ピン4に接触しているため、開閉ピン4の振動により溶融樹脂7も振動する。   Next, a method for injection molding using the present invention will be described. The molten resin 7 is injected into a resin injection port from a molding machine main body 101 (not shown) and reaches a flow path inside the injection nozzle. Here, the control box 13 generates ultrasonic waves in the vibrator 2 and vibrates the open / close pin 4. Since the molten resin 7 filled in the flow path inside the injection nozzle 1 is in contact with the opening / closing pin 4, the molten resin 7 also vibrates due to the vibration of the opening / closing pin 4.

溶融樹脂7が十分振動している状態で、制御ボックス13は開閉ピン駆動アクチュエータ12を制御し、シャフト10を介して開閉ピン4を後退させ、射出口16を開く。これにより、溶融樹脂7は、射出口16から射出され、ゲート9を通ってキャビティ8に到達し、キャビティ8内に溶融樹脂7が充填される。   In a state where the molten resin 7 is sufficiently vibrated, the control box 13 controls the open / close pin drive actuator 12 to retract the open / close pin 4 through the shaft 10 and open the injection port 16. As a result, the molten resin 7 is injected from the injection port 16, reaches the cavity 8 through the gate 9, and the cavity 8 is filled with the molten resin 7.

射出成形に必要な所定量が射出されたあと、制御ボックス13は、開閉ピン駆動アクチュエータ12を制御し、開閉ピン4を前進させ、射出口16を閉じる。制御ボックス13は射出口16を閉じた後も、引き続き振動子2を超音波が発振するように制御する。制御ボックス13は所定時間経過後か、または、可動側キャビティが開けられ、成形品が取り出されるまで振動子2が超音波を発信するように制御する。   After a predetermined amount required for injection molding is injected, the control box 13 controls the open / close pin drive actuator 12 to advance the open / close pin 4 and close the injection port 16. The control box 13 continues to control the vibrator 2 so that ultrasonic waves oscillate even after the injection port 16 is closed. The control box 13 performs control so that the vibrator 2 transmits ultrasonic waves after a predetermined time has elapsed or until the movable cavity is opened and the molded product is taken out.

ここで、次の成形品を続けて作る場合には、射出ノズル内の流路に溶融樹脂7を満たしておけば、超音波振動を続けている開閉ピン4により、溶融樹脂7も超音波振動状態となる。所定時間が経過し、可動側金型6が開けられて成形品が取り出され、可動側金型6が閉じられた後、制御ボックス13は、開閉ピン駆動アクチュエータ12を制御し開閉ピン4を後退させて次の溶融樹脂7をキャビティ8に射出する。これにより、再び超音波振動している溶融樹脂7がキャビティ8内に射出される。   Here, when the next molded product is continuously produced, if the molten resin 7 is filled in the flow path in the injection nozzle, the molten resin 7 is also ultrasonically vibrated by the open / close pin 4 that continues the ultrasonic vibration. It becomes a state. After a predetermined time has elapsed, the movable mold 6 is opened and the molded product is taken out. After the movable mold 6 is closed, the control box 13 controls the open / close pin drive actuator 12 to retract the open / close pin 4. Then, the next molten resin 7 is injected into the cavity 8. Thereby, the molten resin 7 which is ultrasonically vibrated again is injected into the cavity 8.

以上に、説明した本実施の形態により次のような効果を得ることができる。   As described above, the following effects can be obtained by the embodiment described above.

第一に射出ノズル1内部の開閉ピン4を介して溶融樹脂7を振動させるため、溶融樹脂7を効率的に振動させることができる。特に開閉ピン4は射出ノズル4に比べて質量が小さいために、振動子2を小型のものとすることが出来る。また、振動子2を射出ノズル1の内部に配設することができるために、射出成形機全体を小型化することができる。   First, since the molten resin 7 is vibrated via the opening / closing pin 4 inside the injection nozzle 1, the molten resin 7 can be vibrated efficiently. In particular, since the open / close pin 4 has a smaller mass than the injection nozzle 4, the vibrator 2 can be made small. Further, since the vibrator 2 can be disposed inside the injection nozzle 1, the entire injection molding machine can be reduced in size.

第二に、本発明によれば、超音波を効率よく樹脂に与えることができるため、樹脂流動性が向上する。このため、特に製品形状による制限のない場合には、ゲート9の径ならびに開閉ピン4の先端径を例えばφ2.0mm以上に大きくすることができる。これにより、本発明を用いない場合の細径ゲートに溶融樹脂7を高圧で流し込む必要がなくなる。即ち、溶融樹脂7を高圧でせん断熱を発生させずに、溶融樹脂7をキャビティ8に流し込むことができる。従って、温度、圧力などの成形条件を緩和できるので、熱的負荷ならびに射出圧力に起因する金型磨耗や細部形状破損などを回避することができ、金型の寿命を延長することができる。   Secondly, according to the present invention, since ultrasonic waves can be efficiently applied to the resin, the resin fluidity is improved. For this reason, when there is no restriction | limiting especially by a product shape, the diameter of the gate 9 and the front-end | tip diameter of the opening-and-closing pin 4 can be enlarged to (phi) 2.0 mm or more. This eliminates the need to pour the molten resin 7 at a high pressure into the narrow gate when the present invention is not used. That is, the molten resin 7 can be poured into the cavity 8 without generating shear heat at a high pressure. Therefore, since molding conditions such as temperature and pressure can be relaxed, it is possible to avoid mold wear and detailed shape damage due to thermal load and injection pressure, and extend the life of the mold.

第三に、本発明によれば、溶融樹脂7をキャビティ8内に充填終了した後も引き続き樹脂に超音波を与え続けることができるので、精度の高い成形品を得ることができる。   Thirdly, according to the present invention, ultrasonic waves can be continuously applied to the resin even after the molten resin 7 has been filled into the cavity 8, so that a highly accurate molded product can be obtained.

第四に、本発明装置の開閉ピン4の先端面を直接キャビティ8の一部としたことにより、型構造の複雑化を回避することができる。このため、付与される超音波振動が安定するまでの時間の短縮ならびに型開閉等の動作時間を省略でき、射出成形サイクルタイムが短縮され、射出成形の高速化を実現することができる。   Fourth, since the front end surface of the open / close pin 4 of the present invention device is directly part of the cavity 8, it is possible to avoid complication of the mold structure. For this reason, it is possible to shorten the time until the applied ultrasonic vibration is stabilized and the operation time such as mold opening and closing, the injection molding cycle time is shortened, and the injection molding can be speeded up.

第五に、本発明は金型構造をホットランナ化しても用いることができるため、キャビティ8付近の溶融樹脂7は溶融状態のままでランナを作成しない。このため、ランナ切断及び排出機構が不要となり、金型構造が複雑になることを回避できる。また、金型サイズを小型化できるため、金型製作コストの低減も図れる。   Fifth, since the present invention can be used even if the mold structure is made into a hot runner, the molten resin 7 in the vicinity of the cavity 8 remains in a molten state and does not create a runner. For this reason, a runner cutting and discharging mechanism is not required, and it is possible to avoid a complicated mold structure. In addition, since the mold size can be reduced, the mold manufacturing cost can be reduced.

第六に、本発明では、溶融樹脂7に振動を付与して流動性を高めているために、射出ノズル1、固定側金型5、及び可動側金型6の温度及び圧力を従来よりも低く抑えることが出来る。これにより、成形条件の調整範囲が広くなり、金型形状転写性や形状寸法精度を向上させることができる。さらに、金型温度が低下することにより作業性も向上する。
(第2実施形態)
図3は、ノズル固定板3と固定側金型5の間に防振板17を配した構成である。防振板17は超音波の振動を板の反対面に伝えない機能を有する。この防振板17により、固定側金型5とノズル固定板5が振動したときにもお互いに振動を伝え合うことなく、不用意な共振を防ぐことができる。
(第3実施形態)
図4は、振動子2を樹脂流路の外側に設置したものである。振動子設置箇所を流路の外側とすることで、高温で溶融された樹脂内部で動作されるよりも安定的に開閉ピン4に振動を与えることができ、高精度成形を行なうことができる。
Sixth, in the present invention, since the fluidity is enhanced by imparting vibration to the molten resin 7, the temperature and pressure of the injection nozzle 1, the fixed mold 5 and the movable mold 6 are set to be higher than those of the prior art. It can be kept low. Thereby, the adjustment range of molding conditions is widened, and mold shape transferability and shape dimensional accuracy can be improved. Furthermore, workability is improved by lowering the mold temperature.
(Second Embodiment)
FIG. 3 shows a configuration in which a vibration isolating plate 17 is disposed between the nozzle fixing plate 3 and the fixed mold 5. The vibration isolator 17 has a function of not transmitting ultrasonic vibration to the opposite surface of the plate. The vibration isolator 17 can prevent inadvertent resonance without transmitting vibrations to each other even when the stationary mold 5 and the nozzle fixing plate 5 vibrate.
(Third embodiment)
FIG. 4 shows the vibrator 2 installed outside the resin flow path. By setting the vibrator installation location outside the flow path, vibration can be applied to the open / close pin 4 more stably than when operating inside the resin melted at high temperature, and high-precision molding can be performed.


1 射出ノズル
2 振動子
3 ノズル固定板
4 開閉ピン
5 固定側金型
6 可動側金型
7 溶融樹脂
8 キャビティ
9 ゲート
10 シャフト
11 樹脂注入口
12 開閉ピン駆動アクチュエータ
13 制御ボックス
14 スクリュー
15 ノズル先端部
16 射出口
17 防振板
101 成形機本体部
102 射出ノズル構成部
103 金型部
111 制御部
112 樹脂注入口
113 ノズル内流路
114 開閉ピン
115 振動子
116 駆動アクチュエータ
117 ゲート
118 キャビティ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection nozzle 2 Vibrator 3 Nozzle fixed plate 4 Opening / closing pin 5 Fixed side metal mold 6 Movable side metal mold 7 Molten resin 8 Cavity 9 Gate 10 Shaft 11 Resin injection port 12 Opening / closing pin drive actuator 13 Control box 14 Screw 15 Nozzle tip 16 Injection port 17 Antivibration plate 101 Molding machine main body unit 102 Injection nozzle component 103 Mold unit 111 Control unit 112 Resin injection port 113 Nozzle flow path 114 Opening / closing pin 115 Vibrator 116 Drive actuator 117 Gate 118 Cavity

Claims (13)

樹脂注入口から注入された溶融樹脂が流れる流路と、
前記溶融樹脂を金型へ射出する射出口と、
軸方向に進退することにより前記射出口を開閉する開閉ピンと、
前記開閉ピンに固定され、超音波を発振する振動子と、
前記開閉ピンを進退させる開閉ピン駆動アクチュエータとを備え、
前記振動子から発振された超音波が前記開閉ピンを介して前記溶融樹脂を振動させることを特徴とする射出成形ノズル。
A flow path through which the molten resin injected from the resin injection port flows;
An injection port for injecting the molten resin into a mold;
An open / close pin that opens and closes the injection port by moving back and forth in the axial direction;
A vibrator that is fixed to the open / close pin and oscillates an ultrasonic wave;
An open / close pin drive actuator for moving the open / close pin forward and backward,
An injection molding nozzle, wherein an ultrasonic wave oscillated from the vibrator vibrates the molten resin through the opening / closing pin.
前記振動子は、前記開閉ピンの前記射出口と対向する側の端部に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の射出成形ノズル。 The injection molding nozzle according to claim 1, wherein the vibrator is fixed to an end of the opening / closing pin facing the injection port. 前記開閉ピンは前記流路の外側へ貫通していることを特徴とする請求項2に記載の射出成形ノズル。 The injection molding nozzle according to claim 2, wherein the opening / closing pin penetrates to the outside of the flow path. 前記開閉ピン駆動アクチュエータは、前記射出ノズルの前記射出口と対向する端面に配設されたことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1の請求項に記載の射出成形ノズル。 The injection molding nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein the open / close pin drive actuator is disposed on an end surface of the injection nozzle facing the injection port. 前記振動子が発振する超音波の周波数は、共振の節部が前記金型のキャビティの位置と同じとなることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1の請求項に記載の射出成形ノズル。   5. The injection according to claim 1, wherein a frequency of an ultrasonic wave oscillated by the vibrator is the same as a position of a cavity of the mold at a resonance node. Molding nozzle. 前記射出ノズルの側面と前記金型を固定するノズル固定板を有することを特徴とする請求項1から5のうちいずれか1の請求項に記載の射出成形ノズル。   The injection molding nozzle according to any one of claims 1 to 5, further comprising a nozzle fixing plate that fixes a side surface of the injection nozzle and the mold. 請求項1から6のうちいずれか1の請求項に記載の射出成形ノズルを備えた射出成形機。   An injection molding machine comprising the injection molding nozzle according to any one of claims 1 to 6. 前記ノズル固定板と前記金型との間に防振板を備えることを特徴とする請求項6に記載の射出成形ノズルを備えた射出成形機。   The injection molding machine having an injection molding nozzle according to claim 6, further comprising a vibration isolating plate between the nozzle fixing plate and the mold. 請求項7または請求項8に記載の射出成形機で製造した射出成形品。   An injection molded product produced by the injection molding machine according to claim 7 or 8. 射出ノズルに設けられた樹脂注入口から溶融樹脂を注入するステップと、
振動子により発振された超音波が射出口を開閉する開閉ピンを介して前記溶融樹脂を振動させるステップと、
前記溶融樹脂を射出口から射出する射出ステップとを有することを特徴とする射出成形方法。
Injecting molten resin from a resin injection port provided in the injection nozzle;
A step of vibrating the molten resin through an open / close pin that opens and closes an injection port by an ultrasonic wave oscillated by a vibrator;
And an injection step of injecting the molten resin from an injection port.
前記射出ステップの後に、前記開閉ピンにより前記射出口を閉じるステップと、
前記射出口を閉じた後も振動子により開閉ピンを振動させる射出後振動ステップとを有することを特徴とする請求項10に記載の射出成形方法。
After the injection step, closing the injection port with the opening and closing pin;
The injection molding method according to claim 10, further comprising a post-injection vibration step of vibrating the open / close pin by a vibrator even after the injection port is closed.
前記射出後振動ステップでは、前記金型を開口させた後も前記開閉ピンを振動させることを特徴とする請求項11に記載の射出成形方法。   12. The injection molding method according to claim 11, wherein in the post-injection vibration step, the open / close pin is vibrated even after the mold is opened. 前記溶融樹脂は10%から50%の無機フィラーを含むことを特徴とする請求項11または請求項12に記載の射出成形方法。   The injection molding method according to claim 11 or 12, wherein the molten resin contains 10% to 50% of an inorganic filler.
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