JP3629996B2 - Injection molding method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形方法および装置に係り、特にインサート成形品、例えば磁石内蔵の小型ロータなどを成形するのに好適な射出成形方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ウォッチ用小型ロータは射出成形品として得ている。この種のインサート製品の射出方法の工程は次のようになっている。まず、下型と上型とで複数のキャビティを形成した金型に対し、型開き中の下型キャビティに磁石材料を装填する。その後、型締めして樹脂を射出注入し、所定時間後に型開きして製品を押し出して取り出す。一方の型にはランナ樹脂が残るので、これを金型からランナを取り除いて次の射出工程に入る。したがって、一度の射出作業で複数の成形品を一時に得るようにしており、6個取り以上の多数個取りが一般的となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の射出成形方法では、一度に多数個取りすることによって作業効率を上げようとしているため、装置の大型化を免れず、型締め荷重も取数の数が増えるにしたがって増大しており、6個取りで約15トンの型締め力を要するといった問題があった。また、上述したように、製品取出しまでは、インサート部品のキャビティへの装填、型締めされたキャビティへの樹脂射出、製品取り出しとランナ除去といった一連の工程を経なければならない。このサイクルタイムは現状では10〜11秒必要とされており、1個の製品を得るのに2秒弱の時間を必要としているため、これを更に短縮化することが望まれている。
【0004】
射出作業の高速化のための装置として、ロータリ式の射出成形機が知られている(特開平8−281696号公報)。これは1個の上型に対して2個以上の下型を対応させたもので、回転テーブルの周辺に複数の下型を配置するように構成し、一方の下型側での型締め射出作業に合わせて、他方の下型側で射出製品取り出しを行なってサイクルタイムを短縮化しようとするものである。しかし、この方法であっても、サイクルタイムを短くするには限度があった。
【0005】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、インサート成形品の成形サイクルタイムを大幅に短縮することができる射出成形方法および装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る射出成形方法は、射出ステージを含む複数のステージに同時に位置する下金型を循環移動させ、前記射出ステージにおいて型締め位置と待避位置とを交互移動可能とした一対の上金型の一方で型締め射出をなすとともに、型締めのための昇降動作を利用して他方の上金型から前回射出によって生じたランナを除去させることを繰り返して成形するように構成した。
【0007】
また、本発明に係る射出成形装置は、射出ステージを含む複数ステージを循環移動可能に取り付けられた複数の下金型と、前記射出ステージに一対の上金型を配備しこの一対の上金型を型締め位置と待避位置とを交互移動可能としつつ型締めのための昇降移動を可能に支持し、前記上金型の待避位置にはランナチャック手段を設け、当該ランナチャック手段は前記上金型に付帯したランナを型締め動作の昇降時に把持して金型から抜き取り除去可能としてなるものである。
【0008】
より具体的には、回転テーブルの周辺に射出ステージを含む複数ステージを設定すると共に、前記回転テーブルには複数箇所に下金型を取り付けてテーブルを回転させることにより前記ステージに前記下金型を循環移動可能とし、前記射出ステージには到達した下金型に型締めされる第1の上金型と次回到達金型に型締めされる第2の金型を交互に型締め位置に横移動可能に取り付けると共に型締めに伴う昇降移動可能に支持しておき、前記第1、第2の上金型の型締め位置からの待避位置にはランナチャック手段を設けて前回射出により上金型に残留したランナを把持可能とし、前記上金型の昇降移動を利用してランナを上金型から抜き取り除去可能に構成するものである。
【0009】
このように構成することによって、1回の射出動作の上金型の昇降動作を利用して側方に待避している上金型からランナを除去することができる。したがって、次回射出のために取り除かなければ次の射出のための型締めを行なえない上金型からのランナ除去作業を、他方の上金型が射出ステージに到達している下金型との間で射出成形作業を行なっている最中に行なうことができる。これにより次回の射出準備が整うので、ランナ除去のための待機時間を設定する必要が無くなり、全体的な成形サイクルタイムを低減することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る射出成形方法および装置の具体的実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0011】
図1〜図3は射出成形装置の全体斜視図、正面図、および側面図を示している。これらの図に示しているように、当該射出成形装置は、基台10のほぼ中央位置に回転テーブル12を配置しており、この回転テーブル12の周縁部の4個所に成形用下金型14を90度の等角度位置に設けている。この成形用下金型14を装備した回転テーブル12の詳細は図4〜図5に示されており、基台10下部に取り付けたモータ16を駆動源とし、基台10上に搭載したローラギヤカムユニット18に取り付けられ、1方向に90度ずつ間欠的に回転するように支持されている。ローラギヤカムユニット18にはスリットカムフォトセンサ20が取り付けられ、回転の停止位置が正確に検出されるようになっている。回転テーブル12の周囲4個所に配置される下金型14は、図5に示しているように、回転テーブル12に固定された昇降ガイド22によって案内昇降される金型ベース24に固定され、この金型ベース24を上昇操作することにより回転テーブル12から持ち上げられ、後述する成形用上金型26と型合わせされるものとなっている。
【0012】
このような下金型14が4個所に設けられた回転テーブル12の外周囲には、図6に示しているように、型締めされた上下金型への樹脂吐出をなす射出ステージ28A(図中▲1▼)、成形された製品を金型から取り出す除材ステージ28B(図中▲2▼)、インサート部材としての磁石材料を下金型14に装填するインサート部材供給ステージ28C(図中▲3▼)、及びインサート部材が下金型14から浮き出しているかどうかや装填の有無を検出する検出ステージ28D(図中▲4▼)の4ステージが設定されている。回転テーブル12は搭載している下金型14の各々が、この4ステージに対応して90度間隔で回転して停止するように回転駆動制御されているのである。したがって、回転テーブル12の4個所に搭載された下金型14は、各ステージ28A〜28Dに同時に位置するとともに回転によって各ステージ28A〜28Dを循環移動し、各々のステージで同時に射出作業、除材作業、給材作業、磁石材料検出作業を行なうことができる。このようなロータリ方式によって、インサート部材の射出成形を効率的に行なえるようになっている。
【0013】
ところで、射出ステージ28Aには、回転テーブル12によって射出ステージ28Aに移動してきた下金型14に対応して、その上方位置には一対の上金型26A、26Bが配備されている。この一対の上金型26A、26Bは型締め位置と待避位置とを交互移動できるように側方に往復移動可能に支持され、また型締めのための昇降移動ができるように支持されている。すなわち、図2および図7〜図8に示すように、基台10に立設されたフレーム30に対し、後述する型締めピンにより押し上げられ昇降シリンダ32によって下降操作可能とされた上下可動板34を備えており、当該上下可動板34の上部に側方に往復移動可動なスライダ36が取り付けられている。スライダ36の前面には一対の上金型26A、26Bが固定され、その一方の上金型26A(26B)が射出ステージ28Aに移動してきた下金型14と型締め可能な位置に対応し、他方の上金型26B(26A)が側方の型締め待機位置に対応するようにしている。これによって、上金型26A、26Bはスライダ36の駆動により、型締め位置と待避位置とを交互に位置移動が可能とされている。そして、型締め位置の両側に設定されている待機位置には前回射出によって生じたランナを上金型から除去するランナチャック手段38(38A、38B)が設けられている。
【0014】
ランナチャック手段38の具体的構成を図9と図10に示す。持ち上げシリンダ39によって上下可動な支持板40が上金型26(26A、26B)の横行移動ラインと並行に配置され、この支持板40の左右両端部に前記上金型26の待機位置に向けられたアーム42(42A、42B)を設けている。アーム42A、42Bの先端下部には待機位置に達した上金型26の上面から突出したランナ44を挟み持つことができるチャック46が装備されるとともに、ランナ44の有無を検出するためのセンサ48が取り付けられている。このようなランナチャック手段38A、38Bは、射出ステージ28Aに位置した下金型14に対して一方の上金型26A(もしくは26B)が型締め動作に入っているときに、他方の上金型26B(もしくは26A)のランナ44を把持し、離型動作のために下金型14が下降するする動作を利用してランナ44を上金型26から除去するようにしている。実施形態では、更に、下金型14の下降動作の際に同時に前記支持板40を持ち上げ動作させ、ランナ44の強制引き上げをなすように構成している。これらランナチャック手段の下方にはランナシュート50(50A、50B)が配置され(図7,8参照)、ランナ44を取り除いた上金型26が射出位置に移動して下方に障害物が無くなったときにチャック46を開放して、自然落下によるランナ廃棄をなすものとしている。
【0015】
ここで、射出動作を行なわせるための型締め機構は次のように構成されている。図2〜図3に示しているように、基台10の下部にACサーボモータ52が配置され、このモータ52から巻き掛け伝導ベルト54により左右一対のボールスクリュウ56を基台10の上方に突出させている。基台10の上部にて、回転テーブル12の下面側に昇降ベース58が配置されており、この昇降ベース58が前記ボールスクリュウ56に螺着されている。したがって、サーボモータ52の作動により昇降ベース58が上下動作することが可能となっている。ボールスクリュウ56との螺着部に挟まれた昇降ベース58の中間部には、型締めピン60が突出され、これが射出ステージ28Aにおける射出中心に一致するようにピン位置が設定されている。型締めピン60は前述した回転テーブル12の金型ベース24を押し上げ、下金型14を上方で型締め中心位置に待機している一方の上金型26に型合わせさせ、次いで更に上昇させることにより、上金型26の上方に配置されている射出ユニット62に当接されて型締めされるようになっている。したがって、下部駆動源のサーボモータ52により型締めピン60を作動させることで、図5に示しているように、型開き位置から(同図(1))、下金型14の上金型26との型合わせ動作を経て、この型合わせされた金型14,26を一体で射出ユニット62に押し当てて型締め力を得る型締め動作(同図(2))が連続して行なわれる。
【0016】
金型の型締めをなすために、射出ユニット62は、射出ステージ28Aの直上部分へオーバハングしている射出ユニット固定フレーム64に取り付けられ、この射出ユニット固定フレーム64にて型締め力を受けるようにしている。すなわち、固定フレーム64にユニット取付ベース66を水平に配置し、この取付ベース66から射出ユニット62のノズル中心が型締め中心に一致するように垂下させている。
【0017】
このように構成されている実施形態の射出成形方法は次のようになる。回転テーブル12をスリットカムフォトセンサ20により90度ずつ間欠的に回転させることにより、回転テーブル12の下金型14は射出ステージ28Aを含む複数のステージ28A〜28Dに同時に位置しながら、各ステージ28A〜28Dを循環移動する。射出ステージ28Aに下金型14が到達した後における作業形態は、図11に示すように、型締めピン60が下方位置にあり、一方の上金型26Aが型締め中心に位置すると共に、他方の上金型26Bは図中右側の側方の待機位置にある(同図A)。待機位置は型締め位置の左右に位置するが、図中左方の待機位置ではランナチャック手段38Aが上金型26Aから取り外したランナ44を除去している。この状態から、型締めピン60を押し上げて型締め動作に入る(同図B)。型締めピン60は下金型14を押し上げて上金型26Aと型合わせさせ、継続して更に上昇して射出ユニット62のノズルに押し当てることにより型締めを行なう。この時、上金型26Aとこれに隣接している他方の上金型26Bとは共通のスライダ36に取り付けられ、スライダ36は上下可動板34にて昇降シリンダ34にて上昇モードに入るため、待機位置の上金型26Bに付帯しているランナ44がランナチャック手段38Bにて把持可能な状態になる。そして、ランナチャック手段38Bは前回の射出により右方の上金型26Bに残留しているランナ44を挟着する(同図C)。この間、射出が行われ、下金型14と上金型26Aとの間に形成されたキャビティに樹脂が充填される。
【0018】
このような射出動作とランナ44の挟着が行われた後、型締めピン60が下降し、型開きが行われる(同図D)。この型開き動作により上金型26Aが初期高さ位置まで下降させ、射出ノズルから離反することによりランナ44がノズルから取り外される。このとき、待機位置にある上金型26Bも同時に下降されるので、ランナチャック手段38Bが把持しているランナ44が当該待機金型26Bから取り除かれる。この動作によって待機位置にある上金型26Bは成形可能な状態となり、射出成形に供された上金型26Aにはランナ44が残留しているので、一対の上金型26A,26Bはスライダ36の作用で全体が左方に移動し(同図E)、上金型26が入れ替わる。そして、ランナチャック手段3が下降し、待機位置に移動した上金型26Aのランナ44の有無をセンサ48で検出し、チャッキング態勢に入るのである(同図F)。
【0019】
その後は、図11Aに示した状態と同様な状態になり、回転テーブル12を90度回転させて次の下金型14を射出ステージ28Aに移動させ、ランナチャック手段38Bにて把持されているランナ44を離してランナシュート50を通じて廃棄する。以後は下金型14の入れ替えと上金型26Bへの入れ替えがなされるた状態で、同じモードを繰り返すこととなる。そして、回転テーブル12の回転により、各ステージ28A〜28Dでは射出、製品取出し、インサート部材である磁石材料の装填、磁石材料の有無や浮き検出が行われる。
【0020】
図12は上述した動作のタイムチャートであり、上述した各要素の動作形態が同図から理解できる。
【0021】
このように、本実施形態では、射出ステージ28Aにおいて、回転テーブル12により順次移動してくる下金型14に対し、一対の上金型26を配置して、一方が射出のための型締め動作に入っているときに、他方の上金型26からランナ44の除去作業をなすようにしているため、次々に到来する下金型14への型締めを短いサイクルタイムで行うことができる。したがって、回転テーブル12の周縁部に装備した複数の下金型14を周辺に配置した各ステージ28A〜28Dにて同時的に成形に必要な動作を行わせつつ、射出に入る前に取出しが必要なランナ44の除去を型締め動作を利用して行うようにしているために、ロータリ式の射出装置を更に短いサイクルで作動させることができる。実施形態の場合には、上下金型によるキャビティを1個取り構造としつつ、1個の製品を得るための製造サイクルを1秒で実現することができた。この結果、従来のロータリ式射出装置に比較して製品製造サイクルタイムを略半減させることができたのである。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、射出ステージを含む複数ステージを循環移動可能に取り付けられた複数の下金型と、前記射出ステージに一対の上金型を配備しこの一対の上金型を型締め位置と待避位置とを交互移動可能としつつ型締めのための昇降移動を可能に支持し、前記上金型の待避位置にはランナチャック手段を設け、当該ランナチャック手段は前記上金型に付帯したランナを型締め動作の昇降時に把持して金型から抜き取り除去可能として、射出ステージにおいて型締め位置と待避位置とを交互移動可能とした一対の上金型の一方で型締め射出をなすとともに、型締めのための昇降動作を利用して他方の上金型から前回射出によって生じたランナを除去させるようにしたので、インサート成形品の成形サイクルタイムを大幅に短縮することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る射出成形装置の全体斜視図である。
【図2】実施形態に係る射出成形装置の正面図である。
【図3】実施形態に係る射出成形装置の側面図である。
【図4】回転テーブル部分の平面図と側面図である。
【図5】金型の型開き状態と型締め状態を示す断面図である。
【図6】回転テーブル周囲のステージの説明模式図である。
【図7】上金型の昇降機構部分を示す装置側面図である。
【図8】図7の正面図である。
【図9】ランナチャック手段の平面図と正面図である。
【図10】ランナチャック手段の側面図である。
【図11】射出ステージにおける金型動作の説明図である。
【図12】射出ステージにおける各要素の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
10 基台
12 回転テーブル
14 成形用下金型
16 モータ
18 ローラギヤカムユニット
20 スリットカムフォトセンサ
22 昇降ガイド
24 金型ベース
26 成形用上金型
28A 射出ステージ
28B 除材ステージ
28C インサート部材供給ステージ
28D 検出ステージ
30 フレーム
32 昇降シリンダ
34 上下可動板
36 スライダ
38 ランナチャック手段
39 持ち上げシリンダ
40 支持板
42 アーム
44 ランナ
46 チャック
48 ランナセンサ
50 ランナシュート
52 ACサーボモータ
54 巻き掛け伝導ベルト
56 ボールスクリュウ
58 昇降ベース
60 型締めピン
62 射出ユニット
64 射出ユニット固定フレーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection molding method and apparatus, and more particularly to an injection molding method and apparatus suitable for molding an insert molded product, for example, a small rotor with a built-in magnet.
[0002]
[Prior art]
Generally, a small rotor for a watch is obtained as an injection molded product. The process of the injection method of this type of insert product is as follows. First, a magnet material is loaded into a lower mold cavity in a mold opening with respect to a mold in which a plurality of cavities are formed by a lower mold and an upper mold. Thereafter, the mold is clamped and the resin is injected and injected. After a predetermined time, the mold is opened and the product is extruded and taken out. Since the runner resin remains in one mold, the runner is removed from the mold and the next injection process is started. Therefore, a plurality of molded products are obtained at a time by one injection operation, and a multi-cavity of 6 or more is common.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional injection molding method, since it is intended to increase the work efficiency by taking a large number of pieces at a time, the size of the apparatus is unavoidable, and the mold clamping load increases as the number of picks increases. In other words, there was a problem that a clamping force of about 15 tons was required for 6 pieces. In addition, as described above, until the product is taken out, a series of processes such as loading of the insert part into the cavity, resin injection into the mold-clamped cavity, product taking out, and runner removal must be performed. This cycle time is currently required to be 10 to 11 seconds, and since it takes a little less than 2 seconds to obtain one product, it is desired to further shorten this cycle time.
[0004]
A rotary type injection molding machine is known as a device for speeding up injection work (Japanese Patent Laid-Open No. 8-281696). This corresponds to two or more lower molds corresponding to one upper mold, and is configured such that a plurality of lower molds are arranged around the rotary table, and mold clamping injection on one lower mold side In accordance with the work, an injection product is taken out on the other lower mold side to shorten the cycle time. However, even with this method, there is a limit to shortening the cycle time.
[0005]
An object of the present invention is to provide an injection molding method and apparatus capable of significantly reducing the molding cycle time of an insert molded product, paying attention to the above-mentioned conventional problems.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an injection molding method according to the present invention circulates a lower mold located simultaneously on a plurality of stages including an injection stage, and alternately moves a mold clamping position and a retracted position on the injection stage. Molding is performed by repeatedly performing mold clamping injection on one of the pair of upper molds made possible and removing the runner generated by the previous injection from the other upper mold by using the lifting operation for mold clamping. It was configured as follows.
[0007]
The injection molding apparatus according to the present invention includes a plurality of lower molds attached to a plurality of stages including an injection stage so as to be able to circulate, and a pair of upper molds arranged on the injection stage. The mold clamping position and the retreat position can be moved alternately, and supported so as to be able to move up and down for mold clamping. A runner chuck means is provided at the retreat position of the upper mold, and the runner chuck means is the upper mold The runner attached to the mold can be grasped at the time of raising and lowering the mold clamping operation and can be removed from the mold.
[0008]
More specifically, a plurality of stages including an injection stage are set around the rotary table, and the lower mold is attached to the rotary table by attaching a lower mold to the plurality of locations and rotating the table. The first upper mold that is clamped to the lower mold that has reached the injection stage and the second mold that is clamped to the next arrival mold are alternately moved laterally to the clamping position. The first and second upper molds are supported in such a manner that they can be moved up and down when the mold is clamped, and runner chuck means are provided at a retracted position from the mold clamping position of the first and second upper molds. The remaining runner can be gripped, and the runner can be removed from the upper mold by using the up-and-down movement of the upper mold.
[0009]
By comprising in this way, a runner can be removed from the upper mold | type currently retracted sideways using the raising / lowering operation | movement of the upper mold | die of one injection | pouring operation | movement. Therefore, the runner removal work from the upper mold, which cannot be clamped for the next injection unless it is removed for the next injection, is performed between the other upper mold and the lower mold that has reached the injection stage. This can be done during the injection molding operation. As a result, preparation for the next injection is completed, so it is not necessary to set a waiting time for runner removal, and the overall molding cycle time can be reduced.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of an injection molding method and apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
1 to 3 show an overall perspective view, a front view, and a side view of an injection molding apparatus. As shown in these drawings, in the injection molding apparatus, a rotary table 12 is arranged at a substantially central position of a
[0012]
As shown in FIG. 6, an injection stage 28 </ b> A (see FIG. 6) that discharges resin to the upper and lower molds clamped is provided around the outer periphery of the rotary table 12 provided with four such
[0013]
By the way, a pair of
[0014]
A specific configuration of the runner chuck means 38 is shown in FIGS. A
[0015]
Here, the mold clamping mechanism for performing the injection operation is configured as follows. As shown in FIGS. 2 to 3, an
[0016]
In order to clamp the mold, the
[0017]
The injection molding method of the embodiment configured as described above is as follows. By rotating the rotary table 12 intermittently by 90 degrees by the
[0018]
After such an injection operation and clamping of the runner 44 are performed, the
[0019]
Thereafter, the state is the same as that shown in FIG. 11A, the rotary table 12 is rotated 90 degrees, the next
[0020]
FIG. 12 is a time chart of the above-described operation, and the operation mode of each element described above can be understood from the same drawing.
[0021]
As described above, in the present embodiment, in the
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of lower molds attached to a plurality of stages including an injection stage so as to be able to circulate, and a pair of upper molds arranged on the injection stage, the pair of upper molds are arranged. The mold is supported so that it can be moved up and down for mold clamping while allowing the mold clamping position and the retracting position to move alternately. A runner chuck means is provided at the retracting position of the upper mold, and the runner chuck means The runner attached to the mold can be grasped when lifting and lowering the mold clamping operation so that it can be removed and removed from the mold. On the injection stage, the mold clamping position and the retracted position can be moved alternately. In addition to making injection, the runner generated by the previous injection is removed from the other upper mold by using the lifting and lowering operation for clamping, greatly increasing the molding cycle time of insert molded products. Excellent effect can be shortened can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall perspective view of an injection molding apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a front view of the injection molding apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a side view of the injection molding apparatus according to the embodiment.
FIG. 4 is a plan view and a side view of a rotary table portion.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a mold open state and a mold clamp state of a mold.
FIG. 6 is an explanatory schematic diagram of a stage around a rotary table.
FIG. 7 is a side view of the apparatus showing the lifting mechanism portion of the upper mold.
FIG. 8 is a front view of FIG. 7;
FIG. 9 is a plan view and a front view of a runner chuck means.
FIG. 10 is a side view of the runner chuck means.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a mold operation in an injection stage.
FIG. 12 is a time chart showing the operation of each element in the injection stage.
[Explanation of symbols]
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