JP2011093247A

JP2011093247A - 樹脂成形装置、及びその制御方法

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Publication number: JP2011093247A
Application number: JP2009251029A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Matsushita; 義幸松下
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】コールドランナ方式を用いて複数の成形品を同時に成形するものにおいて、いずれの成形品をも安定した品質で成形することができる樹脂成形装置を提供する。
【解決手段】複数の加熱装置４１〜４８をランナ３１〜３５の延設上に配設し、ランナ３１〜３５内を流動する溶融樹脂Ｒがキャビティ１１〜２２毎の加熱態様となるように加熱装置４１〜４８毎の個別の加熱制御を可能に構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランナ内を流動する溶融樹脂を好適な温度に加熱する加熱手段を有するコールドランナ方式の樹脂成形装置、及びその制御方法に関するものである。

従来、樹脂成形装置の１つに、一対の成形型に跨って形成される製品成形用のキャビティに対し、両型に跨って形成されるランナを通じて射出機から溶融樹脂が供給され、複数の成形品が同時に成形されるコールドランナ方式の成形装置が知られている。このような樹脂成形装置においては、例えば特許文献１にて示されているように、溶融樹脂の充填圧力や保持圧力が各キャビティ側に十分に伝達されるようにランナ内を流動する溶融樹脂の温度低下（粘度上昇）を防止する加熱手段が備えられているものがある。

特開２００２−２１０７９５号公報

ところで、溶融樹脂は、ランナを通過する際に型側に吸熱されて温度低下が進むため、溶融樹脂の導入口から遠い位置にあるキャビティ、即ち同一断面でランナ長が長い方のキャビティほど流動途中で溶融樹脂の温度低下が進み、粘度が上昇する。そのため、加熱手段による型の一様な加熱では、その加熱態様をランナ長の短い方のキャビティに合わせると、ランナ長の長い方のキャビティで成形される成形品での不具合が生じ易くなり、逆にランナ長の長い方のキャビティにその加熱態様を合わせると、ランナ長の短い方のキャビティで成形される成形品での不具合が生じ易くなることが考えられる。

また、ランナ長の違いのみならず、１つの型で異形状の成形品を同時に成形するような場合でも成形品毎で溶融樹脂の充填圧力や保持圧力が異なるため、加熱手段による型の一様な加熱では、所定の成形品で不具合が生じ易くなることが懸念される。このような各問題点についての対策は特許文献１では特に検討されておらず、この対策を望まれている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コールドランナ方式を用いて複数の成形品を同時に成形するものにおいて、いずれの成形品をも安定した品質で成形することができる樹脂成形装置、及びその制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、一対の成形型間に跨って複数のキャビティとランナとが形成され、前記ランナを通じて前記各キャビティ内に溶融樹脂を充填し、その樹脂充填に基づいて複数の成形品を同時に成形する樹脂成形装置であって、個別制御が可能な複数の加熱装置を前記ランナの延設上に配設し、前記ランナ内を流動する前記溶融樹脂が前記キャビティ毎の加熱態様となるような加熱制御が可能に構成されたことをその要旨とする。

この発明では、複数の加熱装置がランナの延設上に配設され、ランナ内を流動する溶融樹脂がキャビティ毎の加熱態様となるように加熱装置毎の個別の加熱制御が実施される。これにより、キャビティ毎で相違する成形状況が溶融樹脂のこの個別の加熱制御で吸収でき、いずれの成形品をも安定した品質で成形することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の樹脂成形装置において、前記加熱装置は、電磁誘導加熱装置にて構成されたことをその要旨とする。
この発明では、加熱装置として電磁誘導加熱装置が用いられるため、蒸気等の流体を利用する加熱装置よりも構成が簡素で成形装置の小型化に寄与でき、しかも加熱制御が容易且つ的確となるため、成形品の品質向上に寄与できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の樹脂成形装置において、前記加熱装置は、前記成形型の樹脂導入口から前記各キャビティまでのランナ長を加味した加熱制御が実施されることをその要旨とする。

この発明では、加熱装置にて各キャビティまでのランナ長を加味した加熱制御が実施される。つまり、ランナ長が長いほど溶融樹脂の温度低下が進むため、ランナ長が長く設定されたキャビティほど加熱温度を高くするといった的確な加熱制御が可能となり、成形品の品質向上に寄与できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂成形装置において、前記成形型は、異形状の成形品を同時に成形するキャビティが複数形成されるものであり、前記加熱装置は、前記各キャビティの形状を加味した加熱制御が実施されることをその要旨とする。

この発明では、加熱装置にて各キャビティの形状を加味した加熱制御が実施される。つまり、異形状の成形品を成形するキャビティ毎で溶融樹脂の充填圧力や保持圧力が異なるため、キャビティ毎で各圧力が好適となるような的確な加熱制御が可能となり、成形品の品質向上に寄与できる。また、上記請求項のようにランナ長をも加味する制御とすれば、成形品の一層の品質向上に寄与できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂成形装置において、前記加熱装置は、前記ランナの周囲を覆うように前記一対の成形型に跨って構成されたことをその要旨とする。

この発明では、加熱装置は、ランナの周囲を覆うように一対の成形型に跨って構成されるため、ランナ内を流動する溶融樹脂の効率のよい加熱が可能となる。
請求項６に記載の発明は、一対の成形型間に跨って複数のキャビティとランナとが形成され、前記ランナを通じて前記各キャビティ内に溶融樹脂を充填し、その樹脂充填に基づいて複数の成形品を同時に成形する樹脂成形装置の制御方法であって、前記ランナの延設上に配設した個別制御が可能な複数の加熱装置を、前記ランナ内を流動する前記溶融樹脂が前記キャビティ毎の加熱態様となるように制御することをその要旨とする。

この発明では、上記請求項１と同様の作用効果が得られる。

本発明によれば、コールドランナ方式を用いて複数の成形品を同時に成形するものにおいて、いずれの成形品をも安定した品質で成形することができる樹脂成形装置、及びその制御方法を提供することができる。

本実施形態における成形型の平面図である。成形型のランナ部分の断面図である。樹脂成形装置の制御ブロック図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２は、本実施形態の樹脂成形装置に用いられる成形型を示す。本実施形態の成形型は、図１に示す固定型１０Ａと図２に一部を示す可動型１０Ｂとを備え、複数の異形状の成形品を同時に成形するためのキャビティ１１〜２２とランナ３１〜３５とが各型割り面１０ｘ，１０ｙに跨って形成されている。

固定型１０Ａの略長方形状の型割り面１０ｘには、略中央位置に断面円形状の樹脂導入口３０が設けられ、該導入口３０から長手方向両側に一直線状にメインランナ３１が設けられている。メインランナ３１の延設方向一方側には１本のサブランナ３２が接続され、メインランナ３１の延設方向他方側には３本のサブランナ３３〜３５が接続されている。因みに、メインランナ３１の延設方向一方側の端部にはキャビティ１１がゲートを介して直接的に接続され、同側に設けたサブランナ３２にはキャビティ１２，１３がそれぞれゲートを介して接続されている。また、メインランナ３１の延設方向他方側の所定部位にはキャビティ１４〜１６がそれぞれゲートを介して直接的に接続され、同側に設けた各サブランナ３３〜３５にはキャビティ１７〜２２がそれぞれゲートを介して接続されている。

メインランナ３１及びサブランナ３２〜３５の所定部分は、第１〜第８加熱装置４１〜４８が備えられている。メインランナ３１には、その延設方向に並ぶように第１〜第４加熱装置４１〜４４が備えられ、各サブランナ３２〜３５には、それぞれ対応する第５〜第８加熱装置４５〜４８が備えられている。第１〜第４加熱装置４１〜４４は、メインランナ３１の全体に亘って設けられ、第５〜第８加熱装置４５〜４８は、対応するサブランナ３２〜３５のそれぞれの全体に亘って設けられている。

ここで、図２に示すように、メインランナ３１及びサブランナ３２〜３５は、同一断面をなし、それぞれ両型割り面１０ｘ，１０ｙに跨ることで断面円形状をなす溶融樹脂Ｒの流路となるように構成されるが、各型割り面１０ｘ，１０ｙにおいては断面半円状の流路として構成されている。各ランナ３１〜３５は、固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂのそれぞれの鉄製の型本体５０ａ，５０ｂにその流路よりも半径の大きい断面半円状の凹設部５１ａ，５１ｂに半円筒状の断熱材５２ａ，５２ｂが設置され、断熱材５２ａ，５２ｂの内周側に各加熱装置４１〜４８を構成する電磁加熱用のコイル５３（５３ａ，５３ｂ）が設置され、更に鉄製で半円筒状のランナ形成部材５４ａ，５４ｂが設置されて構成されている。そして、固定型１０Ａと可動型１０Ｂとの型締め時に、それぞれの半円筒状のランナ形成部材５４ａ，５４ｂにて円筒状のランナ３１〜３５を構成し、溶融樹脂Ｒの流路が形成されるようになっている。

また、電磁加熱用のコイル５３は、螺旋状をなすその軸方向が各ランナ３１〜３５の延設方向に沿うように該ランナ３１〜３５の外周側に同軸的に配置されるとともに、型開き時にはその軸方向に沿った一平面の切断面にて二分され、固定型１０Ａ側と可動型１０Ｂ側とに分割配置されている。つまり、コイル５３を構成する二分されたコイル線材５３ａ，５３ｂが固定型１０Ａと可動型１０Ｂとの型締め時に電気的に接続され（コイル状に構成され）、これにより電磁加熱用のコイル５３として機能するようになっている。そして、このようなコイル５３は、図３に示す制御装置４０からの交流電力の供給に基づく電磁誘導にて、その内側のランナ形成部材５４ａ，５４ｂが加熱、即ち流路内の溶融樹脂Ｒが加熱されるようになっている。

図３は、本実施形態の樹脂成形装置の制御ブロック図であり、制御装置４０は、第１〜第８加熱装置４１〜４８を構成する各コイル５３に交流電力を供給し、またその交流電力の周波数（電流量）を調整して加熱温度を制御している。この場合、制御装置４０は、第１〜第８加熱装置４１〜４８を個別に制御可能に構成されている。つまり、本実施形態の制御装置４０は、キャビティ１１〜２２の形状、及び各キャビティ１１〜２２までのランナ長を加味し、各キャビティ１１〜２２毎に適した溶融樹脂Ｒの充填圧力や保持圧力となる該樹脂Ｒの温度をそれぞれ個別に温度調整すべく、各キャビティ１１〜２２手前のランナ３１〜３５の個別の加熱制御を行っている。これにより、キャビティ１１〜２２までのランナ長が異なり、また異形状の成形品を成形すべくキャビティ１１〜２２の形状が異なっても、いずれの成形品も安定した品質で同時に成形することが可能となっている。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施形態では、複数の加熱装置４１〜４８がランナ３１〜３５の延設上に配設され、ランナ３１〜３５内を流動する溶融樹脂Ｒがキャビティ１１〜２２毎の加熱態様となるように加熱装置４１〜４８毎の個別の加熱制御が可能に構成されている。これにより、キャビティ１１〜２２毎で相違する成形状況が溶融樹脂Ｒのこの個別の加熱制御で吸収でき、いずれの成形品をも安定した品質で成形することができる。また、加熱装置４１〜４８を設けたことで、ランナ３１〜３５の流路径の拡大を伴わず対応可能なため、ランナ３１〜３５分の廃材を少なくでき、材料歩留まりを良好とすることができる。

（２）本実施形態では、加熱装置４１〜４８は電磁誘導加熱装置よりなるため、蒸気等の流体を利用する加熱装置よりも構成が簡素で、成形装置の小型化に寄与でき、しかも加熱制御が容易且つ的確となるため、成形品の品質向上に寄与することができる。

（３）本実施形態では、加熱装置４１〜４８にて各キャビティ１１〜２２までのランナ長を加味した加熱制御が実施されている。つまり、ランナ長が長いほど溶融樹脂Ｒの温度低下が進むため、ランナ長が長く設定されたキャビティ１１〜２２ほど加熱温度を高くするといった的確な加熱制御が可能となり、成形品の品質向上に寄与することができる。

（４）本実施形態では、加熱装置４１〜４８にて各キャビティ１１〜２２の形状を加味した加熱制御が実施されている。つまり、本実施形態では異形状の成形品を成形する成形装置でありそのキャビティ１１〜２２毎で溶融樹脂Ｒの充填圧力や保持圧力が異なるため、キャビティ１１〜２２毎で各圧力が好適となるような的確な加熱制御が可能となり、成形品の品質向上に寄与することができる。また本実施形態では、上記したランナ長をも加味する制御としているため、成形品の一層の品質向上に寄与することができる。

（５）本実施形態では、加熱装置４１〜４８は、ランナ３１〜３５の周囲を覆うように固定型１０Ａ及び可動型１０Ｂに跨って構成されているため、ランナ３１〜３５内を流動する溶融樹脂Ｒを効率よく加熱することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、キャビティ１１〜２２の形状、及び各キャビティ１１〜２２までのランナ長をともに加味した加熱装置４１〜４８の加熱制御としたが、いずれか一方のみを加味した加熱制御としても十分な効果を得ることができる。

・上記実施形態では、異形状の成形品を複数成形する成形装置に適用したが、同形状の成形品を複数成形する成形装置に適用してもよい。この場合、加熱装置４１〜４８の加熱制御はライン長を加味して実施する。

・上記実施形態では、加熱装置４１〜４８を固定型１０Ａと可動型１０Ｂとに跨って構成したが、各型１０Ａ，１０Ｂで独立した構成としてもよく、またいずれか一方の型１０Ａ，１０Ｂにのみ設ける構成としてもよい。

・上記実施形態では、加熱装置４１〜４８に電磁誘導加熱装置を用いたが、これ以外の加熱装置、例えば電気ヒータや加熱流体を使用する加熱装置を用いてもよい。
・上記実施形態では、加熱装置４１〜４８に供給する交流電力の周波数制御にて加熱制御を行ったが、例えば直接的な電流制御を行う等、その他の制御を用いた加熱制御としてもよい。

１０Ａ…固定型（成形型）、１０Ｂ…可動型（成形型）、１１〜２２…キャビティ、３０…樹脂導入口、３１〜３５…ランナ、４１〜４８…加熱装置、Ｒ…樹脂。

Claims

一対の成形型間に跨って複数のキャビティとランナとが形成され、前記ランナを通じて前記各キャビティ内に溶融樹脂を充填し、その樹脂充填に基づいて複数の成形品を同時に成形する樹脂成形装置であって、
個別制御が可能な複数の加熱装置を前記ランナの延設上に配設し、前記ランナ内を流動する前記溶融樹脂が前記キャビティ毎の加熱態様となるような加熱制御が可能に構成されたことを特徴とする樹脂成形装置。
請求項１に記載の樹脂成形装置において、
前記加熱装置は、電磁誘導加熱装置にて構成されたことを特徴とする樹脂成形装置。
請求項１又は２に記載の樹脂成形装置において、
前記加熱装置は、前記成形型の樹脂導入口から前記各キャビティまでのランナ長を加味した加熱制御が実施されることを特徴とする樹脂成形装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂成形装置において、
前記成形型は、異形状の成形品を同時に成形するキャビティが複数形成されるものであり、
前記加熱装置は、前記各キャビティの形状を加味した加熱制御が実施されることを特徴とする樹脂成形装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂成形装置において、
前記加熱装置は、前記ランナの周囲を覆うように前記一対の成形型に跨って構成されたことを特徴とする樹脂成形装置。
一対の成形型間に跨って複数のキャビティとランナとが形成され、前記ランナを通じて前記各キャビティ内に溶融樹脂を充填し、その樹脂充填に基づいて複数の成形品を同時に成形する樹脂成形装置の制御方法であって、
前記ランナの延設上に配設した個別制御が可能な複数の加熱装置を、前記ランナ内を流動する前記溶融樹脂が前記キャビティ毎の加熱態様となるように制御することを特徴とする樹脂成形装置の制御方法。