JP4836541B2 - 射出成形機及び射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機及び射出成形方法に関し、特に、ランナがノズルから分離不能となることを抑制可能とした射出成形機及び射出成形方法に関する。

従来、ノズルから溶融樹脂を金型に射出し成形品を成形する射出成形機において、成形品と共に形成されるランナをランナロック部材であるランナ保持手段により保持し、これらを型開きに際し金型から抜き出すようにしたものが知られている。
このような射出成形機において、例えば、特許文献１のように、ランナを保持するように構成したランナロック取出しバーを、金型から抜き出す際にランナを分離ブロックに衝突させてランナロック取出しバーから分離する提案がなされている。なお、このランナロック取出しバーは、上記ランナロック部材あるいはランナ保持手段と同義のものである。

この特許文献１の射出成形機において金型とその周辺の機構は、具体的には図７に示されるように構成されている。
図７（ａ）において、斜線部がカセット金型であり、１０１はノズル、１０２は、固定側プラテン、１０３は可動側型板ホルダー、１０４は固定側型板ホルダー、１０７はシリンダー連結部、１０８は金型を開閉するための油圧シリンダーである。
図７（ｂ）に示されるように、型閉状態においてノズル１０１から注入された溶融樹脂は、ランナロック部材（ランナ保持手段）であるランナロック取出しバー１１９に形成されたランナ形状部に充填される。
その際、ランナロック取出しバー１１９はカセット型固定側型板１１２の所定の位置に、位置決めピン１２０によって保持されている。
この溶融樹脂は、ランナ形状部に充填された後、カセット型固定側型板１１２のスプール１２５ａ、スプール１２５ｂが形成される部分を介してゲートを通過し、成形品１２６ａを成形するキャビティ１２６に注入される。
また図７（ｃ）に示されるように、このキャビティ１２６に注入された樹脂が冷却固化後、油圧シリンダー１０８の作動による型開きに際し、ゲー卜部に位置するスプール１２５ｂが成形品１２６側と切断される。
一方、上記成形品１２６を形成する際にランナ形状部で形成されたランナ１２５は、つぎのようにしてノズル１０１から分離されるように構成されている。
すなわち、上記型開き状態において、固定側プラテン１０２と固定側型板ホルダー１０４に固定されたカセット型固定型板１１２との間が開かれる。
その際、上記ランナロック取出しバー１１９の自重等により、ランナロック取出しバー１１９がランナを保持したままノズル１０１から降下することで、上記ランナ１２５とノズル１０１との分離が行われる。
また、図７（ｄ）に示されるように、ランナ１２５はランナロック取出しバー１１９に形成された抜きテーパーを利用したＵ字形切り欠き部１１９ａにより保持さており、つぎのようにしてランナロック取出しバー１１９から分離されるように構成されている。
すなわち、ランナロック取出しバー１１９に連結されたエアーシリンダ１２２等の移動手段を作動させランナロック取出しバー１１９を金型の外に移動させる。この時、金型外に設置されたランナ分離ブロック１２４にランナ１２５の一部を当てることにより、ランナロック取出しバー１１９よりランナ１２５を強制的に分離させる。
特開２００３−１１７９５０号公報

しかしながら、上記従来例における特許文献１の射出成形機では、ランナ１２５のノズル１０１からの分離に際して、つぎに述べるように必ずしも満足の得られるものではなかった。
前述したように、ランナ１２５のノズル１０１からの分離は、ランナーロック取出しバー１１９の自重等により、ランナーロック取出しバー１１９がランナを保持したままノズルから降下することで行われる。
そのため、成形材料によっては成形時に形成されるランナがノズルから切り離せず、ランナが成形機内に残り、連続成形を阻害する等の不都合が生じる場合があった。
特に、ガラス繊維などの強化剤を含んだ材料で成形を行った場合、ノズルへのランナの固着が強くなり、ランナがノズルから切り離されない場合が多々ある。

また、ランナロック部材であるランナ保持手段の自重によるノズルからランナを切り離す力を強化するために、ランナ保持手段を大きくしたり、材質を重いものに変更したりすると、その自重によってランナ保持手段の抜き出し動作を妨げることとなる。
また、ランナ保持手段を、例えば磁力で強制的にノズルから下げようとすると、成形機および金型に磁石等の磁気を有するものを仕込まなくてはならず、成形機および金型構造が複雑になる。
また、ノズルからランナを切り離すために型開き動作に連動した刃物を仕込むと、成形機および金型構造が複雑になる。また、これは刃物を用いることから、安全性からも好ましくない。

本発明は、上記課題に鑑み、成形材料に影響されることなく、ランナをノズルから容易かつ安全・確実に切り離し、ランナ保持手段の抜き出し動作を妨げず、安定した連続成形が可能となる射出成形機及び射出成形方法を提供することを目的とするものである。

本発明は上記課題を解決するため、つぎのように構成した射出成形機及び射出成形方法を提供するものである。
本発明の射出成形機は、金型に溶融樹脂を射出するノズルと、
射出成形時に形成されたランナを保持するランナ保持手段と、
前記ランナ保持手段を前記金型に出入りさせるための駆動機構と、
を有する射出成形機において、
前記射出成形機は、前記ランナ保持手段を型開き方向に付勢する付勢手段を備えていることを特徴としている。
また、本発明の射出成形機は、前記付勢手段が、弾性部材で構成されていることを特徴としている。
また、本発明の射出成形機は、前記弾性部材が、バネによって付勢されたボール部を先端部に有するプランジャーによって構成され、該ボール部が前記ランナ保持手段に当接して該ランナ保持手段を型開き方向に付勢することを特徴としている。
また、本発明の射出成形機は、前記プランジャーが、前記ランナ保持手段に対する当接が調整可能に構成されていることを特徴としている。
また、本発明の射出成形方法は、ノズルから金型に溶融樹脂を射出してランナを有する成形品を固化させた後に型開きし、前記ノズルからランナを切り離して成形品を成形する射出成形方法において、
前記成形品の射出成形時に、型開き方向に付勢する付勢手段により付勢され前記金型に出入り可能に構成されたランナ保持手段を用い、前記ランナを前記ランナ保持手段に保持させる工程と、
前記金型の型開き時に、前記付勢手段の付勢力によって該金型の型開きに連動し、前記ランナ保持手段に保持されているランナを前記ノズルから強制的に切り離す工程と、
前記ランナを前記ノズルから強制的に切り離した後に、該ランナを前記ランナ保持手段に保持されている状態で該金型の外に移動させる工程と、
を有することを特徴としている。

本発明によれば、成形材料に影響されることなく、ランナをノズルから容易かつ安全・確実に切り離し、ランナ保持手段の抜き出し動作を妨げず、安定した連続成形が可能となる射出成形機及び射出成形方法を実現することができる。

つぎに、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下に説明する実施の形態によって何ら制限されるものではない。

本実施の形態においては、本発明を適用してつぎのような射出成形機を構成した。
図１〜図５に本実施の形態における射出成形機のランナ排出機構の構成を示す。図６に、本実施の形態におけるランナ排出機構を備えた射出成形機の全体構成を示す。
まず、図６で型締めモータ５０の回転をボールねじ５１で直線運動に変換し、さらにトグルリンク機構５２、５３で可動プラテン７の上下運動に変換する。
図６は型締めが完了した状態であり、可動プラテン７は中間プレート６を挟んで固定プラテン９に押し付けられる。
可動プラテン７に不図示のねじで固定された金型の可動側型板５４は、中間プレート６に不図示のねじで固定された金型の固定側型板２とともに固定プラテン９に押し付けられている。
このときランナ保持部材１は固定側型板２に嵌め込まれた状態で固定プラテン９に押し付けられている。
次に、射出モータ５５の回転をベルト５６でボールねじ５７に伝達する。
材料供給口５８から供給された樹脂ペレットはヒーター５９で加熱された不図示のシリンダ内で溶融され、ボールねじ５７が押し下げる不図示のプランジャによってノズル６０から金型内に射出され成形品が成形される。
射出停止の後、型締めモータを逆転させ、可動プラテン７を下降させて成形品を不図示の取出し機構で取出す。
また、中間プレート６は所定の位置まで下降して停止しており、中間プレート６の下降にともない固定側型板２に設けられた溶融樹脂の経路に形成されたランナは固定側型板２及びノズル６０から分離されて、ランナ保持手段１に固着した状態となる。
後述する機構によりランナ保持手段１を型の外に抜き出すことでランナはランナ保持手段１から分離され排出される。
図１は、本実施の形態におけるランナ排出機構を備えた射出成形機のランナ排出機構とその周辺部の構成を示す図であり、図２は駆動ブロックの詳細構成を示す図である。
次に、図１及び図２により本実施の形態における射出成形機のランナ排出機構の概略を説明する。
図１及び図２において、１はランナ保持手段（ランナロック部材）、２は固定側型板、３は成形品、４はランナ、５は分離ブロック、６は中間プレート、７は可動プラテン、８はランナフレーム、９は固定プラテンである。
また、１０はねじ、１１はステッピングモータ、１２はシャフト、１３、１４はプーリー、１５はショルダーボルト、１６はタイミングベルトである。
また、１７、１８は駆動ブロック、１９はシャフト、２０はブッシュ、２１ａ、２１ｂはねじ、２２はハネ、２３はねじ、２４は金具、２５はフォトセンサー、２６はＥリング、２７は固定ブロック、２８はボールプランジャー、２９はボール部である。
また、３０はねじ、３１はノズル、３２はショルダーボルト、３３はカラーである。

本実施の形態では、射出成形において、成形時にランナ保持手段１が固定側型板２内に挿入され、ランナ保持手段１が固定側型板２の一部となり、成形品３が成形される。ランナ保持手段１の先端には、ランナ４の一部を形成するためのＵ字形切り欠き部が設けられており、射出成形の際に成形品３と共に形成されるランナ４がランナ保持手段１に固着して保持される。
型開きにおいて、固定側型板２を開いた後にランナ保持手段１をランナ４を保持した状態で固定側型板２の外に移動させる。
その際、このランナ保持手段１の移動先への移動中に、ランナ４のみ分離ブロック５にぶつけることで、ランナ保持手段１からランナ４を分離する仕組みになっている。

つぎに、射出成形時に形成されたランナを保持するランナ保持手段１を、金型に出入りさせるために駆動する駆動機構について説明する。
ランナ排出機構の母体であるランナフレーム８は、固定プラテン９にねじ１０で取付けられている。
動力源であるステッピングモータ１１が、ランナフレーム８に設けられた長穴に取付けられている。
また、ランナフレーム８には、シャフト１２を通すための長穴が設けられている。
ステッピングモータ１１のシャフト１２にはプーリー１３が取付けられ、更にランナフレーム８にもプーリー１４がショルダーボルト１５で取付けられている。これら二つのプーリー１３、１４にタイミングベルト１６が張られている。
この時、長穴を利用して、ステッピングモータ１１をスライドさせ、タイミングベルト１６を張るように構成されている。
更に、タイミングベルト１６の歯山に合うような溝を設けた駆動ブロック１７と駆動ブロック１８でタイミングベルト１６を挟み込むように構成されている。
このような仕組みによって、ステッピングモータ１１の回転運動を駆動ブロック１７、１８の直線運動に変換することができる。

駆動ブロック１７、１８の詳細を、図２により説明する。
駆動ブロック１７、１８の運動を規制するために、駆動ブロック１８に運動方向に貫通穴を設け、シャフト１９が通されている。
なお、駆動ブロック１８が滑らかに駆動するように、駆動ブロック１８の穴にはブッシュ２０が挿入されている。更にランナ保持手段１を駆動ブロック１８に取付けることで、ランナ保持手段１が駆動ブロック１７、１８と共に直線運動をする。
その際、ランナ保持手段１の直線運動は、ランナフレーム８に取付いた分離ブロック５によって誘導される。
ランナ保持手段１が固定側型板２内に挿入される量は、駆動ブロック１７、１８をランナフレーム８にぶつけることで位置決めされる。
この時、駆動ブロック１８にねじ２１ａ、２１ｂで取付けられたハネ２２を、ランナフレーム８にねじ２３で取付けられた金具２４に固定されたフォトセンサー２５で検知し、ランナ保持手段１が固定側型板２内に居ることを確認している。また、ランナ保持手段１の固定側型板２外への移動量は、成形機のソフト設定で適宜決定される。
仮に、駆動ブロック１７、１８がステッピングモータ１１の脱調等によりオーバーランした時には、プーリーに衝突しないようにＥリング２６がシャフト１９に取付けられる。

固定ブロック２７の詳細を図３に示す。
本実施の形態においては、ランナ保持手段１に当接して型開き方向に付勢し、このランナ保持手段１を強制的に押し下げるために、付勢手段として弾性部材で構成されているボールプランジャー２８が用いられる。
このボールプランジャー２８は、先端部におけるボール部２９が内部の不図示のバネによって先端側へ付勢するように構成されており、ランナフレーム８に固定ブロック２７を介して取付けられている。
固定ブロック２７には、ボールプランジャー２８を取付けるコの字形の取付穴があり、取付穴を締めこむようにねじ３０を締めこむことでボールプランジャー２８を固定する。
ランナフレーム８には、ボールプランジャー２８の先端のボール部２９が通るにげ穴が設けてあり、ボール部２９がランナ保持手段にぶつかるようにボールプランジャー２８の位置を調整する。
ねじ３０を緩めればボールプランジャー２８の位置は調整でき、ねじ３０を再度締め直すことでボールプランジャー２８は固定される。このように、プランジャーは、前記ランナ保持手段に対する当接が調整可能に構成されている。

つぎに、本実施態様のランナ排出機構におけるランナ４とノズル３１を分離する動作について説明する。
図４、図５に、これらの動作を説明する図を示す。
ランナ保持手段１の後端は、ショルダーボルト３２によってカラー３３を挟んで遊びをもって駆動ブロックに取付けられている。
また、分離ブロック５とランナ保持手段１の間にも遊びがあるので、ランナ保持手段１の先端は通常は傾いている。
ランナ保持手段１の先端に形成されたランナ形成部は成形時にノズル３１下部近傍に挿入され、型閉めと共に固定プラテン９の下面に一致するように持ち上げられる。
固定側型板２にはランナ保持手段１の先端に形成されたランナ形成部と同一形状の溝が彫ってあり、成形時においてランナ保持手段１の先端に形成されたランナ形成部は固定側型板２の一部になる。

ランナ保持手段１の先端には、ランナの一部を形成するための切り欠きが設けられており、この状態で成形を行うことで切り欠き内に射出された溶融樹脂でランナの一部が形成され、これによりランナ４をランナ保持手段１に保持させることができる。
そして、ノズルから金型に溶融樹脂を射出してランナを有する成形品を固化させた成形終了後の型開き時に、ランナ保持手段１をボールプランジャー２８の付勢力によって該金型の型開きに連動し、ランナ４を保持した状態で押し下げることで、ランナ４をノズル３１から確実に切り離すことができる。
その後、ランナ保持手段１を金型から抜き出す動きを利用してランナ４の一部を分離ブロック５にあて強制的にランナ４とランナ保持手段１を分離させる。

本実施の形態のボールプランジャーの構成によれば、ランナ排出時にランナ保持手段１とボールプランジャー２８の先端のボール部２９が干渉しても、これによって抜き出し動作を妨げることはない。
つまり、ボール部２９がランナ保持手段１の背面に押し当たる状態であるので、干渉面積は小さく、更に、ボール部２９がランナ保持手段１に押し戻される。したがって、抜き出し動作の妨げとはならない。
また、ランナ保持手段１の取付け支点をランナ保持手段１の先端から遠ざけているため、ランナ保持手段１の先端はノズルからランナが切り離された後には自重により下がる。
したがって、ランナ排出時にランナ保持手段１が傾きながら抜き出されるため、前記ボールプランジャーによってランナ排出動作が妨げられることはない。

本発明の実施の形態におけるランナ排出機構を備えた射出成形機のランナ排出機構およびその周辺部の構成を示す図。 本発明の実施の形態における駆動ブロックの詳細構成を示す図。 本発明の実施の形態における固定ブロックの詳細構成を示す図。 本発明の実施の形態におけるランナをノズルから切り離す動作を説明する図。 本発明の実施の形態におけるランナをノズルから切り離す動作を説明する図。 本発明の実施の形態におけるランナ排出機構を備えた射出成形機の全体の構成を示す図。 従来例である特許文献１の射出成形機の概略を説明するための図。

符号の説明

１：ランナ保持手段（ランナロック部材）
２：固定側型板
３：成形品
４：ランナ
５：分離ブロック
６：中間プレート
７：可動プラテン
８：ランナフレーム
９：固定プラテン
１０：ねじ
１１：ステッピングモータ
１２：シャフト
１３：プーリー
１４：プーリー
１５：ショルダーボルト
１６：タイミングベルト
１７：駆動ブロック
１８：駆動ブロック
１９：シャフト
２０：ブッシュ
２１：ねじ
２２：ハネ
２３：ねじ
２４：金具
２５：フォトセンサー
２６：Ｅリング
２７：固定ブロック
２８：ボールプランジャー
２９：ボール部
３０：ねじ
３１：ノズル
３２：ショルダーボルト
３３：カラー

Claims (5)

1. 金型に溶融樹脂を射出するノズルと、
   射出成形時に形成されたランナを保持するランナ保持手段と、
   前記ランナ保持手段を前記金型に出入りさせるための駆動機構と、
   を有する射出成形機において、
   前記射出成形機は、前記ランナ保持手段を型開き方向に付勢する付勢手段を備えていることを特徴とする射出成形機。
2. 前記付勢手段は、弾性部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記弾性部材は、バネによって付勢されたボール部を先端部に有するプランジャーによって構成され、該ボール部が前記ランナ保持手段に当接して該ランナ保持手段を型開き方向に付勢することを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。
4. 前記プランジャーは、前記ランナ保持手段に対する当接が調整可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
5. ノズルから金型に溶融樹脂を射出してランナを有する成形品を固化させた後に型開きし、前記ノズルからランナを切り離して成形品を成形する射出成形方法において、
   前記成形品の射出成形時に、型開き方向に付勢する付勢手段により付勢され前記金型に出入り可能に構成されたランナ保持手段を用い、前記ランナを前記ランナ保持手段に保持させる工程と、
   前記金型の型開き時に、前記付勢手段の付勢力によって該金型の型開きに連動し、前記ランナ保持手段に保持されているランナを前記ノズルから強制的に切り離す工程と、
   前記ランナを前記ノズルから強制的に切り離した後に、該ランナを前記ランナ保持手段に保持されている状態で該金型の外に移動させる工程と、
   を有することを特徴とする射出成形方法。

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