JP4302504B2 - 射出成形方法及び射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製品の射出成形方法及び射出成形機に関し、特に、溶融材料の充填孔を複数有する多点ゲート式の金型を用いて、比較的薄肉で大型な樹脂成形品の成形を行うに適した射出成形方法及び射出成形機に関する。

一般にＴＶキャビネットや、コンピュータディスプレイ及び、自動車のバンパーなど、その大きさに対して比較的肉厚が薄く、大型の樹脂成形品を射出成形にて成形を行う場合、樹脂をキャビティ全体に過不足なく行き渡らせる為に複数のゲートから樹脂を注入するいわゆる多点ゲート方式が公知である。

この方式の場合、複数のゲートから同時に樹脂をキャビティに注入すると、各ゲートからの樹脂が合流する位置に於いて、溝状の外観不良であるウェルドラインが発生するという欠点がある。このウェルドラインは、成形品に形成されると強度がこの部分で小さくなり、破断しやすくなったり、また、外観上からも、溝状の後が残るため、好ましくない。また、このウェルドラインを生じさせない為に、１点のゲートのみで充填すると、末端まで十分な圧力が伝わらないため、充填が不十分であったり、流動末端部にヒケが生じる。さらには、ゲート部と流動末端部の圧力の差が大きいため、樹脂の収縮が不均一となり、反り変形が生じやすくなる。

このため、このような欠点を解消する射出成形法として、キャビティに接続した多点ゲートの注入順位をあらかじめ定めておき、第１番目のゲートからキャビティ内に注入された溶融樹脂の流頭が、第２番目のゲートの位置に達した後に第２番目のゲートから樹脂を注入する成形法が、知られている（例えば特開平１１−３４８０７８号公報、特開平７−１４４３４０号公報）。
特開平１１−３４８０７８号公報 特開平７−１４４３４０号公報

しかし、上記特許文献１、２に記載の成形法は、バルブの開閉制御、及びゲートピンの開閉を制御することにより行われている。従って、溶融材料がガラス繊維を含有している場合には、バルブ開閉に伴う摺動部や、ゲートとゲートピンとの隙間にガラス繊維が入り込み、このような状態で開閉摺動すると、バルブやゲートにおける摺動部の摩耗の原因となる。そして、摩耗が大きくなると、バルブ内周囲と摺動部との隙間や、ゲートとゲートピンとの隙間が大きくなり、溶融材料の充填の制御ができなくなる。その結果、成形品にウェルドラインが発生したり、ヒケや、反り変形が生じる。

要約すれば、特許文献１、２に記載の成形法は、あくまでも、ガラス繊維を含有しない溶融材料を用いる場合に適用される成形法であって、ガラス繊維を含有する溶融材料を用いる場合は不良成形品が生じるため、現実的には使用できないという課題がある。

本発明は、上記の実情を鑑みて考え出されたものであり、その目的は、ガラス繊維を含有する溶融材料を用いた場合でも、ランナ分岐位置での摺動面の摩耗をなくし、ウェルドラインが発生しない良好な成形品を得ることができる射出成形方法及びこの方法を実施する射出成形機を提供することである。

上記目的を達成するための本発明射出成形方法は、スプルとキャビティとの間に、スプルから分岐した複数のランナが設けられ、前記複数のランナに夫々続く複数のゲートがキャビティに設けられると共に、エジェクタロッドの前進後退に伴って前進後退するランナ切替用部材がその先端部を前記分岐位置に位置させて配置された射出成形機用金型装置を用いて、前記複数のランナにかかる第１番目のゲートからキャビティ内に充填した溶融材料の流頭が、第２番目のゲートを通過した後に、第２番目のゲートからキャビティ内に溶融材料の注入を開始し、以下順番にこの充填タイミングで降順位のゲートから溶融材料を順次に注入し成形する射出成形方法であって、固定側型板（１０ａ）と可動側型板（１３ａ）とでキャビティ（２０）を形成する型閉工程と、エジェクタロッド（３７）を前進させることによりランナ切替用部材（２５）を前進させ、その先端により第２ランナ（２４・２４）を閉じ且つ第1ランナ（２３）を開いた状態とするエジェクタロッド前進工程と、
前記エジェクタロッド前進工程で開いた前記第1ランナ（２３）を介して溶融材料を前記キャビティ（２０）内に射出させる射出工程と、前記射出工程の後、前記エジェクタロッド（３７）を後退させランナ切替用部材（２５）を後退させることにより、ランナ切替用部材の先端により閉じていた前記第２ランナ（２４・２４）をも開いた状態とし、前記第1ランナ（２３）及び当該第２ランナ（２４・２４）の双方を介して溶融材料を前記キャビティ（２０）内に射出させるエジェクタロッド後退工程と、エジェクタロッド後退工程の後、前記キャビティを開く型開工程と、前記型開工程の後、前記エジェクタロッド（３７）を前記エジェクタロッド前進工程におけるよりも前方に前進させ、これに伴って前進する成形品用エジェクタピン（）により前記キャビティで成形された成形品を突き出すと共に、当該エジェクタロッド（３７）の前進に伴って前進する前記ランナ切替用部材（２５）により、前記分岐位置に残留した残留固化物を突き出して排出させる成形品突出工程と、を備えることを特徴とする。

この構成であると、成形品離型時に、分岐位置に残留し固化した材料が排出されるので、従来例のように摺動面に入り込んだ残留樹脂に含まれるガラス繊維によって摺動面が摩耗するというを事態を防止することができる。即ち、本発明では、１成形サイクル毎に分岐位置に残留し固化した材料が排出されるので、残留固化した材料に摩耗要因となるガラス繊維が含まれていても、１成形サイクル毎に排出されて、次の成形サイクル時には摩耗要因となるガラス繊維が残留することがない。そのため、摺動面が摩耗することが防がれる。この結果、ウェルドラインが発生しない良好な成形品を得ることができる。

なお、本発明は、固化した材料が、ガラス繊維、炭素繊維、及び無機フィラーの何れかを含む場合に使用するのが好ましい。ただし、ガラス繊維等を含有していない場合にもウェルドラインが発生しない良好な成形品を得ることができることは勿論である。

また、ランナの切替えタイミングは、（１）スクリュの位置を検出する検出手段を設け、この検出手段によってスクリュの位置が予め定めた切換位置に達したときに、ランナ切替用部材を後退させて行うようにしてもよく、（２）ランナ切替えタイミングを計測するタイマを設け、このタイマによって計測されたランナ切替えタイミング時にランナ切替用部材を後退させて行うようにしてもよい。

上記の本発明に係る射出成形方法は、次の構成を備えた射出成形機によって実現される。
すなわち、スプルとキャビティとの間に、スプルから分岐した複数のランナが設けられ、前記複数のランナに夫々続く複数のゲートがキャビティに設けられており、前記複数のランナにかかる第１番目のゲートからキャビティ内に充填した溶融材料の流頭が、第２番目のゲートを通過した後に、第２番目のゲートからキャビティ内に溶融材料の注入を開始し、以下順番にこの充填タイミングで降順位のゲートから溶融材料を順次に注入することができる射出成形機用金型装置と、スクリュー式射出装置と、を備える射出成形機であって、
前記射出成形機用金型装置が、固定側取付板（１０ｂ）および固定側型板（１０ａ）と構成される固定側金型（１０）と、可動側取付板（１３ｂ）および、一対のスペーサブロック（３０）を介して前記可動側取付板（１３ｂ）に固定された可動側型板（１３ａ）とで構成される可動金型（１３）とを有してなる金型装置と、前記可動側取付板（１３ｂ）の前端面側に配置されたリンク部材３２Ａと、前記リンク部材３２Ａに間隔を空けて対向配置されたリンク部材３２Ｃと、前記一対のリンク部材３２Ａ・３２Ｃのそれぞれの端部同士をそれぞれ連結する一対のリンク部材３２Ｂ・３２Ｂとで形成されるリンク部材枠組と、前記可動側取付板（１３ｂ）に設けられた挿通孔（３６）を挿通した先端が前記リンク部材３２Ａの後端面に当接し前記リンク部材３２Ａを押圧して前記リンク部材枠組全体を前方に押し出すことができる、前進後進自在なエジェクタロッド（３７）と、前記一対のスペーサブロック（３０）の内方側でかつ、可動側取付板（１３ｂ）と可動側型板（１３ａ）との間でかつ前記リンク部材３２Ａの前端面側に配置された部材であって、当該部材と前記リンク部材３２Ａの間に介装された一対のコイルバネ（３３）により、リンク部材３２Ａを可動側取付板１３ｂ側に向けて付勢しているエジェクタプレート（３１）と、前記エジェクタプレート（３１）にそれぞれ固着された成形品用エジェクタピン（３４）及びリターンピン（３５）と、前記リンク部材３２Ｃの前端面に固着され、前記エジェクタロッド（３７）の前進後退により前記リンク部材枠組を介して前進後退するランナ切替用部材（２５）と、前記ランナ切替用部材（２５）の先端側に設けられたスプル（２１）と、前記スプル（２１）から分岐した複数のランナであって、前記ランナ切替用部材（２５）の先端が前記スプル（２１）と前記ランナの分岐位置を前後することにより前記スプルと分岐ランナとの連通状態が選択される複数のランナと、を有することを特徴とする射出成形機を用いることによって実現される。
ここで上記射出成形機においては、前記射出成形機がエジェクタロッドの前進後退動作を制御する制御手段を有し、前記複数のランナが第1ランナ（２３）と第２ランナ（２４・２４）とからなり、前記ランナ切替用部材（２５）が、前記制御手段の制御に基づいて前進するエジェクタロッド（３７）の動きに伴ってその先端が前進位置にまで進み、前記第1ランナ（２３）を開き、前記第２ランナを閉じた状態とし、他方、前記制御手段の制御に基づいて後進するエジェクタロッド（３７）の動きに伴ってその先端が後退位置にまで戻り、閉じられていた前記第２ランナをも開く構成とすることができる。
また、上記射出成形機においては、前記スクリュー式射出装置のスクリュの位置が予め定められた切換位置に達したときに切換位置信号を発する検出手段を有し、前記検出手段からの信号を受けて、前記制御手段が、前記エジェクタロッドを後退させることにより、前記ランナ切替用部材の先端を前記後退位置にまで戻す、構成とすることができる。

本発明によれば、ウエルドラインが発生しない良好な成形品が得られるとともに、ガラス繊維、炭素繊維、及び無機フィラーの何れかを含む溶融材料を用いた場合でも、成形品離型時に、分岐位置に残留し固化した材料が排出されるので、残留樹脂に含まれるガラス繊維等によって摺動面が摩耗するというを事態を防止することができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の射出成形が使用される金型装置を備えた射出成形機の全体構成を示す図であり、図２は金型装置の断面図であり、図３は図２の一部拡大図であり、図４はランナ切替えの動作を説明するための図であり、図５はランナの分岐経路を示す図であり、図６はキャビティの平面図である。本実施の形態１に係る射出成形機１は、インラインスリクュ式射出装置２と、電動トグル式型締装置３と、制御装置４とから構成されている。射出装置２は電動式射出装置であって、射出用モータ１００及びスクリュ回転駆動用モータ１０１が備えられている。射出用モータ１００の出力軸はボールネジ１０２で構成され、このボールネジ１０２の回転によって射出アクチュエータ１０３が前進・後進するようになっている。この射出アクチュエータ１０３には連結部材１０４が回転可能に連結されており、この連結部材１０４の端部にはスクリュ５が固着されている。このような構成により、射出用モータ１００の回転により、射出アクチュエータ１０３及び連結部材１０４を介して、スクリュ５が加熱筒６の内周面に沿って前後進自在となっている。

また、スクリュ回転駆動用モータ１０１の出力軸には、プーリ１０５が装着されている。このプーリ１０５と、連結部材１０４の外周に装着されているプーリ１０６間には、ベルト１０７が巻き掛けられている。このような構成により、スクリュ回転駆動用モータ１０１の回転駆動力はベルト１０７を介して連結部材１０４に伝達される。この連結部材１０４の回転によって、スクリュ５が加熱筒６の内周面に沿って回転自在となっている。

スクリュ５の回転に伴なって、ホッパ８内に供給された樹脂ペレットはスクリュ５の前方へ送られ、この間に加熱筒６の外周面に取付けられているヒータ（図示せず）による加熱を受けると共に、スクリュ５の回転による混練作用を受けることにより樹脂ペレットが溶融する構成となっている。

スクリュ５の前方へ送られた溶融材料の量が、予め設定された量に達した時点でスクリュ回転駆動用モータ１０１の回転駆動を停止すると共に、射出用モータ１００を駆動してスクリュ５を前進させることにより、スクリュ５前方に貯えられた溶融樹脂は、ノズル９を経由して金型装置の金型キャビティ内へ射出される。

なお、射出アクチュエータ１０３には、ラック１０８が固着されている。このラック１０８に噛合うピニオン１０９の回転軸には、ロータリーエンコーダ１１０が装着されている。このような構成により、スクリュ５の位置がロータリーエンコーダ１１０によって検出され、スクリュ５の位置データは制御装置４に与えられるようになっている。

一方、型締装置３は、固定金型１０を支持する固定盤１１に対し、タイバー１２を介して可動金型１３を支持する可動盤１４を前進・後退自在に設けると共に、金型の開閉および型締めを行う型締め手段としてトグル式型締機構１５をエンドプレート１６を介して可動盤１４に対して取付け、前記トグル式型締機構１５を駆動するための型締用サーボモータ１７が設けられている。この型締用サーボモータ１７の出力軸はボールネジ５１として構成されており、このボールネジ５１に螺合するボールナット５２がトグル式型締機構１５の中央リンクプレート１５ａに連結されている。そして、サーボモータ１７の回転力が、ボールネジ５１の回転力として伝達され、次いで、ボールナット５２を介して直線運動に変換されて、トグル式型締機構１５を駆動するように構成されている。

本実施の形態１における図２に示す金型装置は、３プレート型の金型装置であって、固定金型１０と可動金型１３とからなり、固定金型１０は固定側型板１０ａと固定側取付板１０ｂとから構成され、可動金型１３は可動側型板１３ａと可動側取付板１３ｂとから構成されている。また、固定側型板１０ａと固定側取付板１０ｂとの間には、ランナストリッパプレート１０ｃが介在している。固定側型板１０ａと可動側型板１３ａの間にはキャビティ２０が設けられている。また、このキャビティ２０とスプル２１との間には、図４に示すように、スプル２１から分岐した第１ランナ２３と第２ランナ２４，２４が設けられており、第１ランナ２３は第１ゲートＧ１を介してキャビティ２０に連通して、各第２ランナ２４はそれぞれ第２ゲートＧ２を介してキャビティ２０に連通している。そして、後述するように、第１ランナ２３と第２ランナ２４，２４とを、分岐位置で所定のタイミングで選択的に切替えることにより、各ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ２の充填タイミングの切替えを行うように構成されている。

本実施の形態では、ランナの切替えは、ランナ切替用部材２５の前進・後退により行うようになっている。具体的に説明すると、固定側型板１０ａには、スプル２１の先端部（図２、図３の左側端部）が挿入している穴２６が形成されている。穴２６は、角穴であっても、丸穴であってもよい。この穴２６は、小径部２６ａと、大径部２６ｂとからなり、この穴２６内をランナ切替用部材２５が挿通している。このランナ切替用部材２５は、穴２６に対応して、小径部２６ａとほぼ同様の小径部２５ａと、大径部２６ｂとほぼ同様の大径部２５ａとからなる。そして、この穴２６の大径部２６ｂには、第１ランナ２３と第２ランナ２４，２４とが連通している。第１ランナ２３の連通口と、第２ランナ２４，２４の連通口とは、図４（２）、（４）に示すように穴２６の周方向に９０度ずれた位置に形成されている。

そして、ランナ切替用部材２５が前進位置（図４（１）、（２））に位置するときには、ランナ切替用部材２５の大径部２５ｂによって、第２ランナ２４，２４の連通口が閉じられた状態となるため、溶融材料は第１ランナ２３のみを流れる。

ランナ切替用部材２５が後退位置（図４（３）、（４））に位置するときには、第２ランナ２４，２４の連通口が開かれた状態となるため、溶融材料は第１ランナ２３に加えて、第２ランナ２４，２４にも流れる。これにより、溶融材料が、第１ゲートＧ１からの充填に加えて、第２ゲートＧ２，Ｇ２からも充填されることになり、この結果、ウェルドラインのない成形品が得られることになる。

また、可動側型板１３ａは一対のスペーサブロック３０を介して可動側取付板１３ｂに固定されている。スペーサブロック３０は、段差面３０ａを有する段差状に形成されている。この一対のスペーサブロック３０の内方側でかつ、可動側型板１３ａと可動側取付板１３ｂとの間には、エジェクタプレート３１が配設されている。エジェクタプレート３１は、プレート部３１Ａと、プレート部３１Ａに固着されたプレート部３１Ｂとからなる。このエジェクタプレート３１には、成形品用エジェクタピン３４と、リターンピン３５とが固着されている。リターンピン３５の外周には、コイルバネ３５ａが装着されており、このコイルバネ３５ａによって、エジェクタプレート３１は、その後端面（図２の左端面）がスペーサブロック３０の段差面３０ａに当接するように付勢されている。

また、エジェクタプレート３１とリンク部材３２Ａ間には、一対のコイルバネ３３が介装されており、このコイルバネ３３によってリンク部材３２Ａは可動側取付板１３ｂ側に向けて付勢されている。このリンク部材３２Ａの両端部には図２の左右方向に延びるリンク部材３２Ｂの一端部がそれぞれ固着されており、このリンク部材３２Ｂの他端部にはリンク部材３２Ｃが固着されている。このリンク部材３２Ｃには、ランナ切替用部材２５が固着されている。そして、リンク部材３２Ａの後端面（図２の左端面）には、エジェクタロッド３７の先端が当接可能となっている。従って、エジェクタロッド３７の前進により、リンク部材３２Ａが前進すると、リンク部材３２Ｃを介してランナ切替用部材２５が前進し、スプル２１と第１ランナ２３とが連通状態で、スプル２１と第２ランナ２４，２４とはランナ切替用部材２５によって遮断状態とすることができる。また、エジェクタロッド３７の後退により、コイルバネ３３のバネ力によって、リンク部材３２Ａが可動側取付板１３ｂに接触する位置まで後退すると、リンク部材３２Ｃを介してランナ切替用部材２５も後退し、スプル２１と第１ランナ２３との連通状態に加えて、スプル２１と第２ランナ２４，２４とが連通状態とすることができる。

また、可動側取付板１３ｂの中央部には挿通孔３６が形成されており、この挿通孔３６をエジェクタロッド３７が挿通している。このエジェクタロッド３７は電動式エジェクタ駆動機構３８によって前後進方向（図１の左右方向）に移動自在となっている。

電動式エジェクタ駆動機構３８はサーボモータ４０を有している。このサーボモータ４０の出力軸はボールネジ４１として構成されており、このボールネジ４１に螺合するボールナット４２が連結部材４３を介して可動盤４４に連結されている。そして、可動盤４４には前記エジェクタロッド３７が固着されている。なお、サーボモータ４０はサーボモータ用コントローラ４５によって正転・逆転が制御されている。そして、サーボモータ４０の回転力が、ボールネジ４１の回転力として伝達され、次いで、ボールナット４２を介して直線運動に変換されて、可動盤４４を駆動し、エジェクタロッド３７が前後進できるように構成されている。なお、図２において、２００はランナロックピンである。

また、この射出成形法で使用されるプラスチック材料としては、従来から使用されている射出成形可能な全ての種類の材料が使用できる。これらには、低密度ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニルコポリマーなど各種エチレンコポリマー、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、一般用ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、各種ポリアミド例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６１０、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６Ｔ、ナイロンＭＸＤ６など、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケント、ポリアミドイミド、ポリイミド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などがある。また、これらをベースにしたポリマーアロイ、例えばポリカーボネート／ＡＢＳ、ナイロン６／ＡＢＳ、ポリブチレンテレフタレート／ＡＢＳ、ナイロン６／変形ポリエチレン、ポリアセタール／熱可塑性ポリウレタン、ナイロン６６／ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレートなどが使用できる。

さらに、これらのプラスチックやポリマーアロイに強化用繊維例えばガラス繊維、炭素繊維、無機フィラーなどを配合した材料が用いられる。例えば、ガラス繊維強化ポリプロピレン、ガラス繊維強化ＡＢＳ、ガラス繊維強化ポリアミド、ガラス繊維強化ポリカーボネート、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート、ガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート、ガラス繊維強化ポリカーボネート／ＡＢＳなどがある。

無機フィラー の例としては、炭素材料、および金属（例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属等）の酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩、窒化物（例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素）などが挙げられる。これらは、単独で、または２種またはそれ以上の混合物として使用することができる。

酸化物としては、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化スズ、酸化アンチモン、フェライト類が挙げられる。

水酸化物としては、例えば、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウムが挙げられる。

炭酸塩としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーソナイト、ハイドロタルサイトが挙げられる。

硫酸塩としては、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維が挙げられる。

珪酸塩としては、例えば、珪酸カルシウム（ウォラストナイト、ゾノトライト）、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ペントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサリト、ガラスビーズ、シリカ系バルンが挙げられる。

窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素が挙げられる。

その他の無機フィラー としては、例えば、各種金属粉、チタン酸カリウム、ＭＯＳ（商品名）、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムポレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、各種磁性粉、スラグ繊維が挙げられる。

さらに、この成形法は各種熱可塑性エラストマー、例えばポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリスチレンエラストマーなどが使用できる。また、射出成形可能な熱硬化性プラスチック例えばフェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂（ＢＭＣ）なども使用できる。

図７は実施の形態１の成形サイクルを示すフローチャートである。図７を参照して、成形サイクルの動作について説明する。なお、ランナの切替えはエジェクタロッド３７の前進・後進駆動により行うものである。

先ず、型閉工程が行われる（ステップＳ１）。そして、型閉が完了すると、エジェクタロッド３７が前進駆動を開始する（ステップＳ２）。なお、初期状態では、リンク部材３２Ａはコイルバネ３３によって可動側取付板１３ｂに接触した状態となっており、このような状態でエジェクタロッド３７の前進によってリンク部材３２Ａが押圧され、リンク部材３２Ａは前進する。そして、リンク部材３２Ａがエジェクタプレート３１に当接すると、エジェクタロッド３７は前進駆動を停止する（ステップＳ３）。また、リンク部材３２Ｃに固着されたランナ切替用部材２５が図２の状態で停止し、これにより第１ランナ２３のみが選択された状態となる。

このような状態で、射出工程が開始される（ステップＳ４）。これにより、溶融樹脂がスプル２１→第１ランナ２３→第１ゲート２３Ｇ→キャビティ２０を辿り、キャビティ２０に充填されていく。また、射出開始ともに、スクリュ５の位置がロータリーエンコーダ１０２によって計測される。そして、スクリュ５が切換位置（或いは予め設定された指定位置）に達すると、エジェクタロッド３７を後退させる（ステップＳ５）。なお、このスクリュ５が切換位置（或いは予め設定された指定位置）に達した時点は、第１ゲートＧ１からキャビティ２０内に充填された溶融樹脂の流頭が、図６のラインＬ１で示すように第２ゲートＧ２を通過した直後である。

エジェクタロッド３７の後退により、リンク部材３２Ａはコイルバネ３３の付勢力によって後退し、これに同伴してランナ切替用部材２５も後退する。そして、リンク部材３２Ａの後端面が可動側取付板１３ｂの前面に当接し、リンク部材３２Ａの後退が停止する。これにより、ランナ切替用部材２５は図３の状態から後退し、スプル２１と第１ランナ２３との連通状態に加えて、スプル２１と第２ランナ２４，２４とが連通状態となる。この結果、第１ゲートＧ１から注入された溶融材料の流れに加えて第２ゲートＧ２，Ｇ２から注入される新たな溶融材料の流れにより付勢されて充填されることになり、この結果、ウェルドラインの発生を防止すると共に、キャビティには充分な流動性と流動圧で充填されることにより、ヒケ等の不良をなくした成形品を得ることができる。

次いで、保圧終了後、冷却工程（ステップＳ６）を経て、型開工程（ステップＳ７）となる。この型開工程においては、先ず、ランナストリッパプレート１０ｃと固定側型板１０ａの合わせ面が開かれ、次いで、可動側型板１３ａと固定側型板１０ａの合わせ面が開かれる。

次いで、成形品の突き出し工程（ステップＳ８）となる。この突き出し工程においては、エジェクタロッド３７が前進し、リンク部材３２Ａの前面がエジェクタプレート３１に当接し、この状態でさらに前進する。これにより、エジェクタプレート３１が前進する。この結果、成形品用エジェクタピン３４が前進して、成形品が突き出される。この際、リンク部材３２Ｃも前進し、リンク部材３２Ｃに固着されているランナ切替用部材２５も前進し、この結果、分岐位置に残留し固化した材料（固化材料はガラス繊維、炭素繊維、及び無機フィラーを含む）は、成形品と伴に突き出されて排出される。従って、摩耗要因となるガラス繊維、炭素繊維、無機フィラーは、成形サイクル毎に突き出されて排出されことになり、従来技術のように摩耗要因が生じることがなく、耐磨耗性が向上する。その後、成形品用エジェクタピン３４は後退して元の状態に復帰する。そして、ステップＳ１に戻り、次の成形サイクルに移る。

上記の例では、ランナ切替えタイミングをロータリーエンコーダ１１０によるスクリュの位置を計測することにより行ったけれども、タイマを用いて射出開始からタイマで計測してタイムアウトでランナ切替用部材２５を後退させるようにしてもよい。

なお、スプル２１、第１ランナ２３および第２ランナ２４，２４によって構成される溶融材料の供給経路は、図５に限られものではない。即ち、図５では、スプル２１に対して距離ａだけ偏心した位置に成形品３００の中心がくる場合の例であったけれども、図８に示すように、スプル２１の中心と成形品３００の中心を同一にするような場合であってもよい。

（実施の形態２）
図９は実施の形態２に係る金型装置の断面図であり、図１０はランナの分岐経路を示す図であり、図１１はキャビティ内に溶融材料が充填されていく状態を示す図である。上記実施の形態１では、第１ゲートＧ１および第２ゲートＧ２，Ｇ２はキャビティ２０の上部に設けられたけれども、本実施の形態２では第１ゲートＧ１および第２ゲートＧ２，Ｇ２はキャビティ２０の側方に設けられた、所謂サイドゲート型の金型装置が使用される。本実施の形態２では、ランナ切替用部材２５が挿入される穴２６は可動側型板１３ａに形成されている。ランナ切替用部材２５はエジェクタプレート３２に固着されている。なお、エジェクタプレート３２は、プレート部３２Ａとプレート部３２Ｂとからなる。このエジェクタプレート３２には、ガイドピン４０が固着されている。

本実施の形態２では、スプル２１から共通ランナ４９を経て、ランナ分岐部Ａに導かれ、このランナ分岐部Ａ（図１０参照）において、第１ランナ２３および第２ランナ２４，２４に分岐するようになっている。なお、図９において、５０はパーティングロックセット、５１は引張りリンクである。

このような構成の金型装置における溶融材料の充填動作は、基本的には実施の形態１と同様である。以下、その動作の概要を説明する。先ず、エジェクタロッド３７が前進し、エジェクタプレート３２に当接した後、さらにエジェクタロッド３７が前進すると、エジェクタプレート３２も前進する。これにより、ランナ切替用部材２５も前進し、エジェクタロッド３７が前進を停止したとき、ランナ切替用部材２５は図９に示す状態となり、第１ランナ２３のみが選択された状態となる。これにより、溶融材料は、スプル２１→共通ランナ４９→第１ランナ２３→第１ゲートＧ１を経てキャビティ２０内に流れ込む（図１１（１）参照）。次いで、スクリュ５が切換位置に達すると、エジェクタロッド３７が後退し、これにより、ランナ切替用部材２５も後退し、スプル２１と第１ランナ２３との連通状態に加えて、スプル２１と第２ランナ２４，２４とが連通状態となる。これにより、第２ゲートＧ２，Ｇ２からも溶融材料が充填されていく（図１１（２）参照）。そして、キャビティ２０内が溶融材料で完全に充填されると（図１１（３）参照）、射出工程が終了する。

（実施の形態３）
図１２は実施の形態３に係る金型装置の断面図であり、図１３はランナの分岐経路を示す図である。本実施の形態３は、２プレート型金型装置を使用すること、及び、成形品を２個取りするために分離した２つのキャビティ２０Ａ，２０Ｂを使用することを特徴とするものである。ランナ分岐部Ａは、上記実施の形態１と同様にスプル２１の先端に設けられている。ランナ分岐部Ａにおいて、穴２６に挿入するランナ切替用部材２５はエジェクタプレート３２に固着されている。従って、エジェクタロッド３７の前進・後退によるランナ切替用部材２５の前進・後退によって、ランナの切替えが制御される。なお、ランナ切替えのタイミングは、上記実施の形態１、２と基本的に同様である。

（実施の形態４）
図１４は実施の形態４に係るランナの分岐経路を示す図であり、図１５は図１４の矢視Ｘ−Ｘ断面図であり、図１６はキャビティ内に溶融材料が充填されていく状態を示す図である。本実施の形態４は、厚肉部７０と薄肉部７１とからなる成形品を成形する場合の例である。第１ゲートＧ１はキャビティ２０の一辺７２に備えられ、第２ゲートＧ２はキャビティ２０の一辺７２と隣り合う一辺７３に備えられている。

第１ゲートＧ１から溶融材料が充填され、その溶融材料の流頭が、第２ゲートＧ２を通過した後に、第２ゲートＧ２からキャビティ２０内に溶融材料の注入を開始すると、図１６（１）の状態、図１６（２）の状態、図１６（３）の状態と、充填されていく。従って、ウェルドの発生を防止できる。

なお、参考までに述べると、ゲートが１個の場合には、図１７（１）の状態、図１７（２）の状態、図１７（３）の状態と、充填されていく。従って、ウェルド２５０が発生する。本実施の形態４では、このような厚肉部７０と薄肉部７１とからなる成形品においてウェルドの発生を防止することができるという効果を奏する。

（参考例５）
図１８は参考例５に係る金型装置の一部を示す図であり、図１９は参考例５に係る金型装置におけるランナ切り替えの駆動機構を示す図である。参考例５は、成形品の形状が大きく、また成形品の形状によりゲート位置が対称位置に設けられない場合の射出成形法の例である。上記実施の形態１〜４では、油圧エジェクタロッド３７により、ランナ切替用部材２５を前・後進して使用したが、本例では金型内にアクチュエータを設けてランナ切替用部材２５を前進・後退させる方式とした。アクチュエータは油圧シリンダ、空圧シリンダ、機械的機構等で行うこともある。この例では、一対のアクチュエータ８０ａ，８０ｂのロッドがランナ切替用部材２５Ａ，２５Ｂを夫々駆動する構成となっている。

溶融材料の注入に際しては、先ず、アクチュエータ８０ａ，８０ｂが図１９に示す前進位置にあり、第１ランナ２３のみが選択され、溶融材料は第１ランナ２３を介して第１ゲートＧ１から充填される。次いで、アクチュエータ８０ａを後退させると、第１ランナ２３及び第２ランナ２４ａが選択され、溶融材料は第１ランナ２３を介して第１ゲートＧ１から充填されることに加えて、第２ランナ２４ａを介して第２ゲートＧ２からも充填される。さらに、アクチュエータ８０ｂを後退させると、第１ランナ２３、第２ランナ２４ａ及び第２ランナ２４ｂが選択され、第１ランナ２３を介して第１ゲートＧ１からの充填、第２ランナ２４ａを介して第２ゲートＧ２からの充填に加えて、第２ランナ２４ｂを介して第３ゲートＧ３からも充填される。

このようにして、タイミングを変えて多段に充填することにより、ゲート位置が対称位置に設けられない場合においても、ウェルドラインのない良好な成形品を得ることができる。

なお、この例では、２段構成であったけれども、勿論３以上の複数段構成も可能である。

（その他の事項）
（１）上記実施の形態では、射出装置２としては電動式射出成形装置を用いたけれども、油圧式射出成形装置を用いてもよい。また、型締装置３としては電動トグル式型締装置を用いたけれども、電動直圧式型締装置、油圧トグル式型締装置、及び、油圧直圧式型締装置のいずれを用いてもよい。

本発明は、溶融材料の充填孔を複数有する多点ゲート式の金型を用いて、比較的薄肉で大型な樹脂成形品の成形を行うに適した射出成形方法および射出成形機用金型装置に、好適に実施することができる。特に、溶融材料としては、ガラス繊維、炭素繊維及び無機フィラーの何れかを含む場合に最適である。

本発明の射出成形が使用される金型装置を備えた射出成形機の全体構成を示す図である。 実施の形態１に係る金型装置の断面図である。 図２の一部拡大図である。 ランナ切替えの動作を説明するための図であって、図４（１）（２）はランナ切替用部材が前進位置にある場合、図４（３）（４）はランナ切替用部材が後退位置にある場合を示す。 実施の形態１に係る金型装置におけるランナの分岐経路を示す図である。 実施の形態１に係る金型装置におけるキャビティの平面図である。 実施の形態１の成形サイクルを示すフローチャートである。 実施の形態１に係る金型装置におけるランナの分岐経路の変形例を示す図である。 実施の形態２に係る金型装置の断面図である。 実施の形態２に係る金型装置におけるランナの分岐経路を示す図である。 実施の形態２に係る金型装置のキャビティ内に溶融材料が充填されていく状態を示す図である。 実施の形態３に係る金型装置の断面図である。 実施の形態２に係る金型装置におけるランナの分岐経路を示す図である。 実施の形態４に係るランナの分岐経路を示す図である。 図１４の矢視Ｘ−Ｘ断面図である。 実施の形態４に係る金型装置のキャビティ内に溶融材料が充填されていく状態を示す図である。 ゲートが１個数の場合に、キャビティ内に溶融材料が充填されていく状態を示す図である。 参考例５に係る金型装置の一部を示す図である。 参考例５に係る金型装置におけるランナ切り替えの駆動機構を示す図である。

符号の説明

２０：キャビティ
２１：スプル
２３：第１ランナ
２４：第２ランナ
２５：ランナ切替用部材
２６：穴
３１，３２：エジェクタプレート
３７：エジェクタロッド
Ｇ１：第１ゲート
Ｇ２：第２ゲート
Ｇ３：第３ゲート
Ａ：ランナ分岐部

Claims (5)

1. スプルとキャビティとの間に、スプルから分岐した複数のランナが設けられ、前記複数のランナに夫々続く複数のゲートがキャビティに設けられており、前記複数のランナにかかる第１番目のゲートからキャビティ内に充填した溶融材料の流頭が、第２番目のゲートを通過した後に、第２番目のゲートからキャビティ内に溶融材料の注入を開始し、以下順番にこの充填タイミングで降順位のゲートから溶融材料を順次に注入することができる、射出成形機用金型装置とスクリュー式射出装置とを備える射出成形機であって、
   前記射出成形機用金型装置は、
   固定側型板（１０ａ）と固定側取付板（１０ｂ）で構成される固定側金型（１０）と、一対のスペーサブロック（３０）を介して前記可動側取付板（１３ｂ）に固定された可動側型板（１３ａ）と、可動側取付板（１３ｂ）とで構成される可動金型（１３）とを有してなる金型装置と、
   前記可動側取付板（１３ｂ）の前端面側に配置されたリンク部材３２Ａと、前記リンク部材３２Ａに間隔を空けて対向配置されたリンク部材３２Ｃと、前記一対のリンク部材３２Ａ・３２Ｃのそれぞれの端部同士をそれぞれ連結する一対のリンク部材３２Ｂ・３２Ｂとで形成されるリンク部材枠組と、
   前記可動側取付板（１３ｂ）に設けられた挿通孔（３６）を挿通した先端が前記リンク部材３２Ａの後端面に当接し前記リンク部材３２Ａを押圧して前記リンク部材枠組全体を前方に押し出すことができる、前進後進自在なエジェクタロッド（３７）と、
   前記一対のスペーサブロック（３０）の内方側でかつ、可動側取付板（１３ｂ）と可動側型板（１３ａ）との間でかつ前記リンク部材３２Ａの前端面側に配置された部材であって、当該部材と前記リンク部材３２Ａの間に介装された一対のコイルバネ（３３）により
   リンク部材３２Ａを可動側取付板１３ｂ側に向けて付勢しているエジェクタプレート（３１）と、
   前記エジェクタプレート（３１）にそれぞれ固着された成形品用エジェクタピン（３４）及びリターンピン（３５）と、
   前記リンク部材３２Ｃの前端面に固着され、前記エジェクタロッド（３７）の前進後退により前記リンク部材枠組を介して前進後退するランナ切替用部材（２５）と、
   前記ランナ切替用部材（２５）の先端側に設けられたスプル（２１）と、
   前記スプル（２１）から分岐した複数のランナであって、前記ランナ切替用部材（２５）の先端が前記スプル（２１）と前記ランナの分岐位置を前後することにより前記スプルと分岐ランナとの連通状態が選択される複数のランナと、
   を有することを特徴とする射出成形機。
2. 請求項１に記載の射出成形機において、
   前記射出成形機はエジェクタロッドの前進後退動作を制御する制御手段を有し、
   前記複数のランナは第1ランナ（２３）と第２ランナ（２４・２４）とからなり、
   前記ランナ切替用部材（２５）は、前記制御手段の制御に基づいて前進するエジェクタロッド（３７）の動きに伴ってその先端が前進位置にまで進み、前記第1ランナ（２３）を開き、前記第２ランナを閉じた状態とし、他方、前記制御手段の制御に基づいて後進するエジェクタロッド（３７）の動きに伴ってその先端が後退位置にまで戻り、閉じられていた前記第２ランナをも開く、
   ことを特徴とする射出成形機。
3. 請求項２に記載の射出成形機において、
   前記射出成形機は、前記スクリュー式射出装置のスクリュの位置が予め定められた切換位置に達したときに切換位置信号を発する検出手段を有しており、
   前記検出手段からの信号を受けて、前記制御手段が、前記エジェクタロッドを後退させることにより、前記ランナ切替用部材の先端を前記後退位置にまで戻す、
   ことを特徴とする射出成形機。
4. 請求項１ないし３に記載の射出成形機を用いる射出成形方法であって、
   固定側型板（１０ａ）と可動側型板（１３ａ）とでキャビティ（２０）を形成する型閉工程と、
   エジェクタロッド（３７）を前進させることによりランナ切替用部材（２５）を前進させ、その先端により第２ランナ（２４・２４）を閉じ且つ第1ランナ（２３）を開いた状態とするエジェクタロッド前進工程と、
   前記エジェクタロッド前進工程で開いた前記第1ランナ（２３）を介して溶融材料を前記キャビティ（２０）内に射出させる射出工程と、
   前記射出工程の後、前記エジェクタロッド（３７）を後退させランナ切替用部材（２５）を後退させることにより、ランナ切替用部材の先端により閉じていた前記第２ランナ（２４・２４）をも開いた状態とし、前記第1ランナ（２３）及び当該第２ランナ（２４・２４）の双方を介して溶融材料を前記キャビティ（２０）内に射出させるエジェクタロッド後退工程と、
   エジェクタロッド後退工程の後、前記キャビティを開く型開工程と、
   前記型開工程の後、前記エジェクタロッド（３７）を前記エジェクタロッド前進工程におけるよりも前方に前進させ、これに伴って前進する成形品用エジェクタピン（３４）により前記キャビティで成形された成形品を突き出すと共に、当該エジェクタロッド（３７）の前進に伴って前進する前記ランナ切替用部材（２５）により、前記分岐位置に残留した残留固化物を突き出して排出させる成形品突出工程と、
   を備えることを特徴とする射出成形方法。
5. 請求項４に記載の射出成形方法において、
   前記溶融材料が、ガラス繊維、炭素繊維、及び無機フィラーの何れかを含むものである、
   ことを特徴とする射出成形方法。

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