JP2014012364A - ランナ排出装置及び射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡易かつ確実に射出材料の漏出を防止すること。
【解決手段】射出材料が通過するランナを形成すると共に、形成されたランナ部材を保持するランナ保持部を有するランナロック部材と、前記ランナ保持部に保持された前記ランナ部材を前記ランナ保持部から分離する分離手段と、前記ランナ保持部が金型に装着可能な装着位置と、前記分離手段により前記ランナ部材を前記ランナ保持部から分離する分離位置と、射出材料を射出するノズルの射出口に前記ランナロック部材が当接する当接位置と、の間で前記ランナロック部材を移動する駆動手段と、を備えたことを特徴とするランナ排出装置を提供する。
【選択図】図６

Description

本発明は射出成形機のランナ排出装置に関する。

射出シリンダのノズルから射出材料を金型に射出し成形品を成形する射出成形機において、製品部分と共に形成されるランナ部材を金型の型開きに際して金型から抜き出す機構を備えたものが知られている（例えば特許文献１）。

一方、射出成形機においては、射出シリンダ内の残留圧力等に起因して、ノズルから溶融状態の射出材料が漏出して糸引きを発生する場合があり、その防止策が提案されている。例えば、特許文献２には、ノズル内に圧力低減部材を設けて残留圧力を低減し、糸引きを防止するものが提案されている。

特許第３８４２６０８号公報 特開２０１０−２３３４６号公報

射出材料の漏出は、簡易かつ確実に防止できることが望ましい。この点について、従来の防止策は、更なる改善の余地がある。

本発明の目的は、より簡易かつ確実に射出材料の漏出を防止することにある。

本発明によれば、射出材料が通過するランナを形成すると共に、形成されたランナ部材を保持するランナ保持部を有するランナロック部材と、前記ランナ保持部に保持された前記ランナ部材を前記ランナ保持部から分離する分離手段と、前記ランナ保持部が金型に装着可能な装着位置と、前記分離手段により前記ランナ部材を前記ランナ保持部から分離する分離位置と、射出材料を射出するノズルの射出口に前記ランナロック部材が当接する当接位置と、の間で前記ランナロック部材を移動する駆動手段と、を備えたことを特徴とするランナ排出装置が提供される。

本発明によれば、より簡易かつ確実に射出材料の漏出を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の説明図。 （Ａ）はランナロック部材の平面図、（Ｂ）は制御部のブロック図。 （Ａ）は図１の射出成形機の動作説明図、（Ｂ）はランナ排出装置の動作説明図。 （Ａ）は図１の射出成形機の動作説明図、（Ｂ）はランナ排出装置の動作説明図。 （Ａ）は図１の射出成形機の動作説明図、（Ｂ）はランナ排出装置の動作説明図。 （Ａ）は図１の射出成形機の動作説明図、（Ｂ）はランナ排出装置の動作説明図。 （Ａ）乃至（Ｄ）は別実施形態の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は別実施形態の説明図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、各図においてＸ、Ｙは互いに直交する水平方向を示し、Ｚは鉛直方向を示す。図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形機Ａの説明図である。同図では金型４及び金型ホルダ６が破断図として示されている。

＜全体の構成＞
射出装置１は、射出シリンダ１０を備える。射出シリンダ１０は、射出材料として溶融樹脂を射出するノズル１１をその先端部に備える。射出シリンダ１０は、その中心部に樹脂通路ＲＴを有して円筒状に形成される。重質売りＲＴには不図示の材料供給装置から射出材料が供給される。

射出シリンダ１０の周囲にはバンドヒータ１２が設けられており、樹脂通路ＲＴ内の樹脂材料を加熱して溶融する。射出シリンダ１０の上部には駆動ユニット１３が配設されている。駆動ユニット１３は、例えば、樹脂通路ＲＴにプランジャを進退させて射出動作を行う。樹脂通路ＲＴ内の溶融樹脂は駆動ユニット１３の射出作によってノズル１１から射出される。

ノズル１１は、その下部が射出シリンダ１０の径方向に突出したフランジ形状をなしており、その外形は円柱形状をなしている。ノズル１１の下端面は平坦面をなし、その中心に射出口１１ａが形成されている。本実施形態の場合、ノズル１１の下端面は金型４の注入面（上面）に当接する。

射出装置１は、タイバ２を摺動軸として上下方向に移動可能に支持されている。タイバ２は複数本設けられる。

昇降装置３は、不図示のフレームに固定され、射出装置１をＺ方向に昇降する。昇降装置３は、例えば、駆動源であるモータ、モータの駆動力を射出装置１に伝達する伝達機構を備える。伝達機構は例えばベルト伝動機構やボールネジ機構である。本実施形態では、型締め、型開きに際して射出装置１を昇降する。しかし、射出装置１は不動に固定されていてもよい。

金型４は、金型ホルダ６に保持されている。金型ホルダ６はタイバ２を摺動軸として、型開閉方向（Ｚ方向）に移動可能に支持される。なお、金型ホルダ６の最下位置は、ストッパ２ａにより規定される。ストッパ２ａは、例えば、タイバ２に固定された止め輪である。

金型５は、金型ホルダ７に保持されている。金型ホルダ７は、金型５以外に、例えば、受け板、成形品のエジェクタ等が搭載される。金型ホルダ７はタイバ２を摺動軸として、型開閉方向に移動可能に支持される。

昇降装置８は、不図示のフレームに固定され、金型ホルダ７をＺ方向に昇降する。昇降装置８は、例えば、駆動源であるモータ、モータの駆動力を射出装置１に伝達する伝達機構を備える。伝達機構は例えばベルト伝動機構やボールネジ機構である。本実施形態では金型ホルダ７を昇降して型開閉を行う。

なお、昇降装置３による射出装置１の降下によって型締めを行う場合、金型ホルダ７の降下は昇降装置８によって規制して型締力を受けるようにしてもよいが、これとは別に、型締力を負担する駆動装置を設けてもよい。この駆動装置は、例えば、昇降装置８によって金型ホルダ７を型閉じ位置に移動した後、金型ホルダ７と、土台との間に支柱を進入させ、型開き時には支柱を退避させる機構である。

金型５には成形品（製品部分）を形成するキャビティＣが形成されている。金型４にはキャビティＣと連通したスプール４ａと、ランナロック部材９１が装着される凹部４ｂとが形成されている。金型ホルダ６にもランナロック部材９１が装着される凹部６ａが形成されている。

＜ランナ排出装置＞
次に、ランナ排出装置９について図１及び図２（Ａ)を参照して説明する。ランナ排出装置９は、ランナロック部材９１、駆動ユニット９２、及び、分離ユニット９３を備える。図２（Ａ)はランナロック部材９１の平面図である。

ランナロック部材９１は、スプール４ａに連通して溶融樹脂が通過するランナを形成すると共に成形後に形成されたランナ部材を保持するランナ保持部９１ａをその先端部に有している。本実施形態の場合、ランナ保持部９１ａは、切り欠き状の空隙であり、この空隙を溶融樹脂が通過することになる。本実施形態の場合、ランナ部材は製品部分と分離される構成であるが、一体であってもよい。

駆動ユニット９２は不図示のフレームに支持され、出力軸９２ａを備える。ランナロック部材９１は出力軸９２ａに固定されている。出力軸９２ａはその中心軸線ＬがＺ方向を向き、駆動ユニット９２は出力軸９２ａを中心軸線Ｌ周りに回転させる。駆動ユニット９２は、例えば、モータ、或いは、モータと減速機から構成される。

出力軸９２ａの回転によりランナロック部材９２を回動することができる。本実施形態では、ランナロック部材９２を中心軸線Ｌ周りに回動させることで、その移動を行う。

分離部９３は、ランナロック部材９１のランナ保持部９１ａに保持されたランナ部材をランナ保持部９１ａから分離するための構成である。本実施形態の場合、分離部９３は、ランナ保持部９１ａに保持されたランナ部材の移動経路の途中に配置され、ランナ部材と衝突することで、ランナ保持部９１ａからランナ部材を分離する衝突部材である。

本実施形態では、分離部９３はランナロック部材９１の移動を利用しているが、ランナロック部材９１を金型４及び５から退避させた後、分離部９３自体を移動させてランナ部材に衝突させ、ランナ保持部３１ａから分離する構成としてもよい。

＜制御部の構成＞
次に、図２（Ｂ）を参照して制御系の構成について説明する。制御部１００は、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２及びＩ／Ｆ（インタフェース）１０３を備え、射出成形機Ａ全体を制御する。ＣＰＵ１０１は、センサの検出結果を取得し、記憶部１０２に記憶されたプログラムにしたがって、アクチュエータやヒータ等の制御を行う。アクチュエータには、上述した駆動ユニット１３及び９２、昇降装置３及び８の駆動源（例えばモータ）が含まれる。ヒータにはバンドヒータ１２が含まれる。

記憶部１０２には、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等が含まれる。Ｉ／Ｆ１０３はＣＰＵ１０１と、外部のデバイスとのインタフェースである。入力部１１０は、例えば、キーボード、マウス等である。作業者は入力部１１０を介して制御部１００に動作指令を行うことができる。表示部１２０は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイであり、射出成形機Ａの状況等を表示する。

＜制御例＞
制御部１００による射出成形機Ａの動作例について、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）乃至図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して説明する。図３（Ａ）乃至図６（Ａ)は射出成形機Ａの動作説明図であり、図３（Ｂ）乃至図６（Ｂ)はランナ排出装置９の動作説明図である。

図３（Ａ）は型締め時の状態を示している。金型ホルダ７は型閉じ位置に上昇されており、射出装置１は型締位置に降下されている。金型４と金型ホルダ６とは金型５に持ち上げられるようにして型閉じ位置に位置する。

ランナロック部材９１は装着位置に位置している。装着位置とは、ランナ保持部９１ａが金型に装着可能な位置である。図３（Ａ)の状態ではランナロック部材９１が金型４の凹部４ｂ及び金型ホルダ６の凹部６ａに進入してランナ保持部９１ａが金型４に装着されている。図３（Ｂ）はこのときのランナロック部材９１と射出口１１ａとの位置関係を示している。ランナ保持部９１ａは射出口１１ａの真下にあり、射出口１１ａと連通している。

この後、駆動ユニット１３の駆動により射出動作が行われて、型開きに移行する。図４（Ａ）はこの状態を示す。同図の状態では射出装置１は上昇され、金型ホルダ７は降下途中である。金型ホルダ７の降下によって、金型４及び金型ホルダ６も降下する。図４（Ｂ）はこのときのランナロック部材９１と射出口１１ａとの位置関係を示している。ランナ保持部９１ａは装着位置のままであるが、ランナ保持部９１ａにはランナ部材Ｐが保持されている。続いてランナ部材Ｐの排出動作に移る。

図５（Ａ）は型開きが完了すると共に、ランナ排出装置９がランナ部材Ｐの排出動作を行っている状態を示す。同図の状態では金型ホルダ７は最下位置まで降下している。金型ホルダ６はストッパ２ａによって、途中で降下が停止し、金型４と金型５とが分離状態にある。そこで、キャビティＣ内の成形品（製品部分）を排出する。

ランナ排出装置９は、駆動ユニット９２が図５（Ｂ)に示すようにランナロック部材９１を回動し、ランナロック部材９１が分離位置に移動している。分離位置は、分離部９３によりランナ部材Ｐをランナ保持部９１ａから分離する位置であり、本実施形態では、ランナ部材Ｐを分離部９３に衝突させる位置である。これにより、ランナ部材Ｐが分離される。

次に、ランナロック部材９により、射出口１１ａを塞ぐ動作に移る。図６（Ａ）及び図６（Ｂ)はこの動作を示す。まず、駆動ユニット９２が図６（Ｂ)に示すようにランナロック部材９１を回動し、ランナロック部材９１を当接位置（閉鎖位置）に移動する。当接位置は、射出口１１ａにランナロック部材９が当接する位置であり、ランナロック部材９で射出口１１ａを塞ぐ位置である。本実施形態の場合、ランナロック部材９のうち、ランナ保持部９１ａの周縁部分を射出口１１ａの真下に位置させているが、射出口１１ａを塞ぐ部位はどこでもよい。そして、図６（Ａ）に示すように射出装置１を降下させ、射出口１１ａがランナロック部材９１に当接する位置とする。

この後、金型ホルダ７を型閉じ位置へ上昇させ、型閉じ位置への上昇が完了する前に、ランナロック部材９１を装着位置に移動させることで、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の状態に戻り、次回の射出を行う。以降、同様の手順を繰り返す。ランナロック部材９は、当接位置、装着位置、分離位置の順で循環的に移動することになる。

本実施形態では、図６（Ａ）及び図６（Ｂ)の状態において、射出口１１ａをランナロック部材９１で塞ぐようにしたので、溶融樹脂が漏出することを防止できる。特に射出口１１ａが封鎖されるので、溶融樹脂が漏出することをより確実に防止できる。また、ランナロック部材９１を用いて溶融樹脂の漏出を防止するので、より簡易に溶融樹脂の漏出を防止できる。

特に、本実施形態では、当接位置が、ランナロック部材９１が装着位置と分離位置との間を移動する移動軌道の途中の位置に設定されているので、ランナロック部材９１の位置制御のみで溶融樹脂の漏出を防止できる。

＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、ランナロック部材９２を回動させることで、その移動を行う構成としたが、直線上を往復移動させる構成でもよい。図７（Ａ）はその一例を示す。

同図のランナ排出装置９’は、ランナロック部材９２をＸ方向に往復移動させる駆動ユニット９２’を備える。駆動ユニット９２’は例えば電動シリンダである。分離部９３’は、ランナロック部材９２の移動軌道の下方に配置される。図７（Ａ）はランナロック部材９１が装着位置に位置している場合を示しており、ランナ保持部９１ａは射出口１１ａの真下にあり、射出口１１ａと連通している。

図７（Ｂ）はランナロック部材９１を分離位置に移動させた状態を示す。ランナ保持部９１ａに保持されたランナ部材Ｐは、ランナロック部材９１が同図の左側へ移動することにより分離部９３’と衝突し、ランナ保持部９１ａから分離する。

図７（Ｃ）はランナロック部材９１を当接位置に移動させた状態を示す。本実施形態の場合、当接位置は装着位置よりもランナロック部材９１を前進させた位置となっており、ランナロック部材９１のうち、ランナ保持部９１ａよりも分離部９３’側の部位によって射出口１１ａを塞いでいる。

射出口１１ａを塞ぐ部位はこれに限られず、例えば、図７（Ｄ）のランナロック部材９１’のように、ランナ保持部９１ａ’よりも先端側に、射出口１１ａを塞ぐ部位を設けてもよい。この場合は、当接位置が、ランナロック部材９１’が装着位置と分離位置との間を移動する移動軌道の途中の位置に設定されることになる。

＜第３実施形態＞
本発明は、従来の漏出防止方法との併用も可能である。例えば、樹脂通路ＲＴに圧力低減部材を設ける方法や、バネ式のシャットオフノズルや専用アダプター等を設ける方法である。バネ式のシャットオフノズルは所定圧力で射出させる際にバネが縮みバネの内側にあるピンが上方に移動することで射出シリンダ先端に隙間が発生し、樹脂が射出される。溶融樹脂への圧力が解除されるとバネが伸び、内側のピンが再び射出ノズルの先端を塞ぎ溶融樹脂の糸引きを防止する。このような従来の方法と併用することで、更に、漏出防止降下を高められる。

また、上記第１及び第２実施形態では、下端面が平坦面なノズル１１を用いた場合を想定したが、下端面が球形のノズルにも適用可能である。この場合、射出口の閉鎖をより確実にするため、ランナロック部材にノズルが進入可能な凹部を設けることが望ましい。図８（Ａ)及び図８（Ｂ）はその一例を示す。

図８（Ａ）はランナロック部材９１が当接位置に位置している状態を示し、図８（Ｂ）は図８（Ａ）の線Ｉ−Ｉに沿う断面図である。ノズル１１’はその下端面が球形をなしたノズルである。ランナロック部材９１は凹部９１ｂを有しており、ノズル１１’が凹部９１ｂに進入している。ノズル１１’の射出口１１ａ’は凹部９１ｂによって、より確実に閉鎖される。

なお、本施形態の場合、当接位置から装着位置へランナロック部材９１を移動する際には、ノズル１１’とランナロック部材９１とをＺ方向に相対的に昇降して、ノズル１１’を凹部９１ｂから離脱させることになる。ノズル１１’を昇降する場合は、上記第１実施形態の昇降装置３を利用することができるが、射出装置１を固定にした場合には、ランナ排出装置９を昇降させる装置を設ければよい。

また、本実施形態の場合、凹部９１ｂの配置に関し、上記第２実施形態のように、ランナロック部材９１を直線上で往復移動させる場合を想定したが、上記第１実施形態と本実施形態を組み合わせることも勿論可能である。

Claims (5)

1. 射出材料が通過するランナを形成すると共に、形成されたランナ部材を保持するランナ保持部を有するランナロック部材と、
   前記ランナ保持部に保持された前記ランナ部材を前記ランナ保持部から分離する分離手段と、
   前記ランナ保持部が金型に装着可能な装着位置と、前記分離手段により前記ランナ部材を前記ランナ保持部から分離する分離位置と、射出材料を射出するノズルの射出口に前記ランナロック部材が当接する当接位置と、の間で前記ランナロック部材を移動する駆動手段と、
   を備えたことを特徴とするランナ排出装置。
2. 前記閉鎖位置は、
   前記ランナロック部材が前記装着位置と前記分離位置との間を移動する移動軌道の途中の位置であることを特徴とする請求項１に記載のランナ排出装置。
3. 前記ランナロック部材は、
   前記当接位置にある場合に、前記ノズルが進入可能な凹部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のランナ排出装置。
4. 前記駆動手段は、前記ランナロック部材を、前記当接位置、前記装着位置、前記分離位置の順で循環的に移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のランナ排出装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のランナ排出装置を備えた射出成形機。

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