JP4952454B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

この発明は、複数の射出ユニットから射出される溶融樹脂を固定金型に形成された複数のランナを通じて固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティに供給して樹脂成型品の成形を行う射出成形機に関する。

従来、単一の射出ユニットを持つ射出成形機としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。図４に、特許文献１に記載の射出成形機も含め、こうした射出成形機として特に射出ユニットが鉛直方向上方に設けられるタイプを例に従来一般に採用されている装置の断面構造を示す。

同図４に示されるように、この射出成形機は、溶融樹脂を射出するための射出ユニット２、この射出ユニット２から射出される溶融樹脂が注入されるキャビティ５を形成する固定金型３及び可動金型４によって構成されている。なお、上記射出ユニット２は、固定金型３の鉛直方向上方に設けられている。また、固定金型３には溶融樹脂の供給通路としてのランナ６が形成されている。そして、可動金型４は、固定金型３に圧接される圧接位置と固定金型３から水平方向に離間した離間位置との間で移動可能に設けられている。

こうした構成により、まずは可動金型４を上記圧接位置に保持するとともに、射出ユニット２から射出された溶融樹脂をランナ６を通じてキャビティ５に注入することにより樹脂成型品が成形される。そして、これら金型３，４から樹脂成形品を取り外すに際しては、可動金型４を上記離間位置に移動させる。

ところで、例えば体格の大きな樹脂成形品を成形すべくキャビティ５を大きなものとすると、同キャビティ５の隅々まで溶融樹脂を行き渡らせるためには射出ユニット２による射出圧力を高める必要がある。この場合、射出ユニット２にあっては一般に、射出圧力の高いユニットほど体格が大きくなることから、射出成形機が大型化し、それに伴い設置スペースが増大するといった問題が生じる。

そこで、例えば図５に示すように、溶融樹脂を射出する複数の射出ユニット１２Ａ，１２Ｂを設け、これら射出ユニット１２Ａ，１２Ｂに対応する複数のランナ１６Ａ，１６Ｂを固定金型１３に形成することによって、各射出ユニット１２Ａ，１２Ｂの射出圧力を低く抑える方法なども考えられる。射出成形機としてのこのような構成により、各射出ユニット１２Ａ，１２Ｂの体格を小さく抑えながらも、キャビティ５の隅々まで溶融樹脂を行き渡らせることが可能となる。
特開平６−１５６７４号公報

ところで、複数の射出ユニット１２Ａ，１２Ｂ及び複数のランナ１６Ａ，１６Ｂが形成された固定金型１３を有するこのような射出成形機にあっては通常、図５からも明らかなように、２つの射出ユニット１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ固定金型１３の鉛直方向上方に設けられることとなる。このため、図５に一点鎖線にて示す固定金型１３におけるキャビティ５の鉛直方向中心位置よりも上方及び下方に上記各ランナ１６Ａ，１６Ｂに対してそれぞれ開口する上側開口部１７Ａ及び下側開口部１７Ｂを形成した場合には、これら各開口部１７Ａ，１７Ｂに対応するランナ１６Ａ，１６Ｂの流路長が大きく異なるようになる。そしてその結果、上記射出ユニット１２Ａ，１２Ｂからの溶融樹脂の射出に際し、キャビティ５内で溶融樹脂に圧力差が生じるなどの新たな問題が生じることともなっている。

また、こうして複数の射出ユニットが並設される場合、次のような問題も無視できない。すなわち、上記射出ユニットでは通常、図５では図示を割愛しているその基端側において、投入される樹脂粒の溶融や溶融された樹脂の加圧等が行われる。このため、同射出ユニット基端側での体格が無視できなくなり、固定金型のサイズによっては、それら並設される射出ユニット間で、その基端側を構成する部分同士が物理的に干渉することにもなりかねない。なおこの対策としては、例えば上記射出ユニット１２Ａと射出ユニット１２Ｂとを固定金型１３の異なる面に設けることも考えられるが、これら複数の射出ユニットを単に固定金型の異なる面に設けるだけでは、やはり設置スペースの増大が避け得ないものとなる。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の射出ユニットからキャビティの各異なる開口を通じて溶融樹脂を射出する場合において、キャビティ内における溶融樹脂の圧力差を抑制し得る構造を採用しながら、射出ユニット間の干渉や設置スペースの増大も好適に抑制することのできる射出成形機を提供することにある。

こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、これら複数の射出ユニットに対応する複数のランナが形成された固定金型と、この固定金型に対して着脱可能に設けられた可動金型と、これら固定金型と可動金型との間に形成されて前記複数のランナの少なくとも２つに各別の位置で開口する第１の開口部及び第２の開口部を有するキャビティとを備え、前記複数の射出ユニットから射出される溶融樹脂を前記複数のランナを通じて前記キャビティに供給して樹脂成型品の成形を行う射出成形機において、前記キャビティの前記第１の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットと、同キャビティの前記第２の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットとが、互いに鋭角をなす態様にて各々前記固定金型の直角に隣り合う面に設けられてなり、前記キャビティの前記第１の開口部と前記第２の開口部とは前記固定金型の鉛直方向中心位置を境にそれぞれ上下方向に離間する態様にて設けられてなり、前記キャビティは、鉛直方向上方に設けられる前記第１の開口部と並設されるかたちで前記複数のランナの他の１つに開口する第３の開口部を有し、この第３の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットと前記第１の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットとが、鉛直方向下方に設けられる前記第２の開口部に対応するランナに接続されて前記固定金型の側面に傾斜して設けられる射出ユニット側から見てＶ字状をなすように、前記固定金型の上面に傾斜して設けられてなることをその要旨とする。

固定金型の直角に隣り合う面に対して上記各射出ユニットがこのようなに鋭角をなす態様にて設けられることにより、これら射出ユニットの各々を図５に例示した態様にて固定金型の同一の面に設ける場合に比べて、ランナの流路長の差を小さくすることができ、キャビティ内における溶融樹脂に圧力差が生じることを抑制することができるとともに、固定金型のサイズに拘わらず、各射出ユニットの基端部同士が干渉するようなことも抑制することができるようになる。しかも、これら射出ユニットの各々を固定金型の直角に隣り合う面に対してそれぞれ垂直となるように設ける場合に比べて、同射出ユニットが上記鋭角となる分だけ射出成形機としての設置スペースを小さくすることができるようにもなる。したがって、複数の射出ユニットからキャビティの各異なる開口を通じて溶融樹脂を射出する場合であれ、キャビティ内における溶融樹脂の圧力差を抑制し得る構造を採用しながら、射出ユニット間の干渉や設置スペースの増大も好適に抑制することができるようになる。

そして、このようにキャビティの第１の開口部と第２の開口部とが固定金型の鉛直方向中心位置を境に上下方向に離間する態様にて設けられる場合、上記第１の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットと上記第２の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットとをこのような関係にて固定金型に設けることが、当該射出成形機としての設置面積の縮小を図る上で特に有効である。また、このように第３の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットと第１の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットとが固定金型の上面、すなわち同一面に設けられる場合において、これら射出ユニットが第２の射出ユニット側から見てＶ字状をなすように設けられることで固定金型のサイズに拘わらず、それら射出ユニットについてもその基端部同士間の干渉を好適に回避することができるようになる。

以上のように、この発明にかかる射出成形機によれば、複数の射出ユニットからキャビティの各異なる開口を通じて溶融樹脂を射出する場合において、キャビティ内における溶融樹脂の圧力差を抑制し得る構造を採用しながら、射出ユニット間の干渉や設置スペースの増大も好適に抑制することができるようになる。

以下、この発明にかかる射出成形機の一実施の形態について図１及び図２に基づき説明する。なお図１は、先の図４及び図５に対応する図として、この実施の形態にかかる射出成形機の断面構造を模式的に示したものであり、また図２は、図１に矢印Ａにて示す方向から見た射出成形機の側面構造を示すものである。

まず図１に示されるように、この実施の形態の射出成形機は、溶融樹脂を射出するための３つの射出ユニット１１０，１２０，１８０、そしてこれら射出ユニット１１０，１２０，１８０から射出される溶融樹脂が注入されるキャビティ１５０を形成する固定金型１３０及び可動金型１４０によって構成されている。ここで、固定金型１３０及び可動金型１４０はそれぞれ略直方体状をなすように形成されている。これら金型１３０，１４０のうち、固定金型１３０には、上記３つの射出ユニット１１０，１２０，１８０に各々対応する溶融樹脂の供給通路としての３つのランナ１６０，１７０，１９０がそれぞれ形成されている。また、固定金型１３０には、可動金型１４０に対向する面にキャビティ１５０の内周面を形成する凸部１３１が形成されている。一方、可動金型１４０には、固定金型１３０に対向する面にキャビティ１５０の外周面を形成する凹部１４１が形成されている。なお、この可動金型１４０は固定金型１３０に対して着脱可能に設けられている。詳しくは、可動金型１４０は、図１に実線にて示すように、固定金型１３０に圧接される圧接位置と、同図１に二点鎖線にて示すように、固定金型１３０から水平方向、すなわち図中右方向に離間した離間位置との間で移動可能に設けられている。

次に、上記ランナ１６０，１７０，１９０の構造について詳細に説明する。
まず、第１のランナであるランナ１６０は、図２に示されるように、固定金型１３０の鉛直方向上側の面である上側水平面１３２（上面）に形成された第１の注入口１６１と、上記キャビティ１５０の第１の開口部１５１とを連通するものである。ここで、同ランナ１６０の第１の注入口１６１は、図２中に一点鎖線にて示す固定金型１３０の水平方向中心位置ＨＣよりも図中右側に形成されており、またキャビティ１５０の第１の開口部１５１は、図２中に同じく一点鎖線にて示す固定金型１３０の鉛直方向中心位置ＶＣよりも図中上方で且つ、上記水平方向中心位置ＨＣよりも図中右側に開口するように形成されている。すなわち、この第１のランナ１６０は、これを側面から見た場合には図１に示されるように、第１の注入口１６１から鉛直方向下方に延びる第１鉛直通路１６２をはじめ、この第１鉛直通路１６２に接続されるとともにキャビティ１５０の第１の開口部１５１に向けて段階的に延伸される第１傾斜通路１６３及び第１水平通路１６４を有する構造となっている。なお、これら第１鉛直通路１６２、第１傾斜通路１６３、及び第１水平通路１６４はいずれも、図１及び図２に同じく一点鎖線にて示す第１の射出ユニット１１０である射出ユニット１１０の軸方向中心線Ｃ１上に位置するように形成されている。

また、第２のランナであるランナ１７０は、図１に示されるように、固定金型１３０において上記凸部１３１の設けられる面の裏面である外側鉛直面１３３（側面）に形成された第２の注入口１７１と上記鉛直方向中心位置ＶＣよりも下方に開口するキャビティ１５０の第２の開口部１５２とを連通するものである。そしてこの第２のランナ１７０は、第２の注入口１７１からキャビティ１５０の第２の開口部１５２に向けて鉛直方向下方に傾斜して延びる第２傾斜通路１７２と、この第２傾斜通路１７２に接続されるとともに水平に延びて上記第２の開口部１５２に接続される第２水平通路１７３とを有する構造となっている。なお、図２に示されるように、上記第２の注入口１７１は、上記外側鉛直面１３３において上記鉛直方向中心位置ＶＣよりも図中下方で且つ、上記水平方向中心位置ＨＣに一致する位置に形成されている。また、上記第２傾斜通路１７２及び第２水平通路１７３はいずれも、図１及び図２に一点鎖線にて示す第２の射出ユニットである射出ユニット１２０の軸方向中心線Ｃ２上に位置するように形成されている。

そして、第３のランナであるランナ１９０は、図２に示されるように、固定金型１３０の上側水平面１３２に形成された第３の注入口１９１と、上記キャビティ１５０の第３の開口部１５３とを連通するものである。ここで、同ランナ１９０の第３の注入口１９１は、図２中の上記水平方向中心位置ＨＣよりも図中左側に形成されており、またキャビティ１５０の第３の開口部１５３は、図２中の上記鉛直方向中心位置ＶＣよりも図中上方で且つ、上記水平方向中心位置ＨＣよりも図中左側に開口するように形成されている。すなわち、この第３のランナ１９０は、これを側面から見た場合には図１に示されるように、第３の注入口１９１から鉛直方向下方に延びる第３鉛直通路１９２をはじめ、この第３鉛直通路１９２に接続されるとともにキャビティ１５０の第３の開口部１５３に向けて段階的に延伸される第３傾斜通路１９３及び第３水平通路１９４を有する構造となっている。なお、これら第３鉛直通路１９２、第３傾斜通路１９３、及び第３水平通路１９４も、図１及び図２に一点鎖線にて示す第３の射出ユニット１８０である射出ユニット１８０の軸方向中心線Ｃ３上に位置するように形成されている。ちなみにこの第３のランナ１９０は、図２から明らかなように、上記水平方向中心位置ＨＣを示す一点鎖線について上記第１のランナ１６０と線対称をなすように形成されている。

一方、図１及び図２に示されるように、上記各射出ユニット１１０、１２０、１８０は、これらの基端部及び中心部をなすユニット本体１１１、１２１、１８１と、これらユニット本体１１１、１２１、１８１の先端に設けられて固定金型１３０の上記各注入口１６１、１７１、１９１に接続されるノズル部１１２、１２２、１８２とを備えている。なお、これら各射出ユニット１１０、１２０、１８０の構造はいずれも同一のものとされており、また便宜上、図示は割愛するものの、その各基端部には、投入される樹脂粒の溶融や溶融された樹脂の加圧等を行う周知の装置が設けられている。このため、これら射出ユニット１１０，１２０，１８０において、実際にはその各基端部の体格は大きい。

ここで、この実施の形態において、第１の射出ユニット１１０及び第３の射出ユニット１８０は、固定金型１３０の鉛直方向上方に上側水平面１３２に傾斜して設けられる一方、第２の射出ユニット１２０は、固定金型１３０に対し、可動金型１４０の反対側に外側鉛直面１３３に傾斜して設けられている。詳しくは、図１に示される方向から見たとき、上記第１の射出ユニット１１０及び第３の射出ユニット１８０の各軸方向中心線Ｃ１，Ｃ３は固定金型１３０の上側水平面１３２の水平線に対して直交する一方、上記第２の射出ユニット１２０の軸方向中心線Ｃ２は固定金型１３０の外側鉛直面１３３から離間するほど鉛直方向上方に位置するように傾斜している。また、同じく図１に示される方向から見たとき、これら第１の射出ユニット１１０及び第３の射出ユニット１８０と、第２の射出ユニット１２０とは、互いに鋭角をなしている。また、図２に示される方向、すなわち第２の射出ユニット１２０側から見たとき、第１の射出ユニット１１０の軸方向中心線Ｃ１と第３の射出ユニット１８０の軸方向中心線Ｃ３とは、Ｖ字状をなしている。

こうした構成により、まずは可動金型１４０を上記圧接位置に保持するとともに、上記各射出ユニット１１０、１２０、１８０から射出された溶融樹脂を上記各ランナ１６０、１７０、１９０を通じてキャビティに注入することにより、樹脂成型品が成形される。そして、これら金型１３０，１４０から樹脂成形品を取り外すに際しては、可動金型１４０を上記離間位置に移動させる。

以上説明したこの実施の形態にかかる射出成形機によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）第１の射出ユニット１１０及び第３の射出ユニット１８０と、第２の射出ユニット１２０とが、互いに鋭角をなす態様にて各々固定金型１３０の上側水平面１３２及び外側鉛直面１３３に設けられる構造とした。これにより、これら射出ユニット１１０，１２０，１８０を各々固定金型の上側水平面１３２に設ける場合に比べて、ランナ１６０及び１９０とランナ１７０との流路長の差を小さくすることができ、キャビティ１５０内における溶融樹脂に圧力差が生じることを抑制することができる。また併せて、固定金型１３０のサイズに拘わらず、射出ユニット１１０及び射出ユニット１８０と射出ユニット１２０との基端部同士が物理的に干渉するようなことも回避することができる。しかも、これら射出ユニット１１０及び１８０と射出ユニット１２０とを各々固定金型１３０の上側水平面１３２及び外側鉛直面１３３に対して垂直となるように設ける場合に比べて、射出成形機としての設置スペースを小さくすることもできる。したがって、３つの射出ユニット１１０，１２０，１８０からキャビティ１５０の各開口部１５１，１５２，１５３を通じて溶融樹脂を射出する場合であれ、キャビティ１５０内における溶融樹脂の圧力差を抑制し得る構造を採用しながら、射出ユニット間の干渉や設置スペースの増大も好適に抑制することができる。

（２）第２の射出ユニット１２０を、固定金型１３０の外側鉛直面１３３に上方から傾斜して設けることにより、上記鋭角をなす関係を実現するようにした。これにより、射出ユニット１２０がこうして傾斜して設けられる分だけ、同射出成形機としての設置面積の増大を抑制することができる。特に同実施の形態のように、射出ユニット１２０が固定金型１３０に対し、可動金型１４０の反対側に設けられる場合には、こうした効果もより顕著となる。

（３）第１の射出ユニット１１０と第３の射出ユニット１８０とについても、これらが第２の射出ユニット１２０側から見てＶ字状をなすように、固定金型１３０の上側水平面１３２に傾斜して設けることとした。これにより、固定金型１３０の同一面に設けられるこれら射出ユニット１１０と射出ユニット１８０とについても、それら基端部同士の干渉を避けることができる。

なお、この発明にかかる射出成形機は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・３つのランナ１６０，１７０，１９０を固定金型１３０の内部で同等の流路長となるように積極的にその流路長の調整を図るようにしてもよい。これにより、キャビティ１５０内における溶融樹脂の圧力差がより好適に抑制されるようになる。

・上記実施の形態では、第１の射出ユニット１１０及び第３の射出ユニット１８０を固定金型１３０の上側水平面１３２に設ける一方、第２の射出ユニット１２０を、固定金型１３０に対し、可動金型１４０の反対側に設けることとした。しかし、固定金型１３０及び可動金型１４０とこれら射出ユニット１１０，１２０，１８０との相対位置関係はこれに限られるものではない。他に例えば、第１の射出ユニット１１０及び第３の射出ユニット１８０と、第２の射出ユニット１２０との配設位置を入れ替えるようにしてもよい。この場合には、各射出ユニット１１０，１２０，１８０の配設位置の変更に応じて各ランナ及びキャビティの各開口部の位置も適宜変更されることとなる。要するに、キャビティの第１の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットと、同キャビティの第２の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットとが、互いに鋭角をなす態様にて各々固定金型の直角に隣り合う面に設けられるものであればよい。

その他、上記各実施の形態から把握できる技術的思想について記載する。
（Ａ）請求項２に記載の射出成形機において、前記第２の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットは、前記固定金型に対し、前記可動金型の反対側に設けられることを特徴とする射出成形機。

（Ｂ）前記キャビティの前記第１の開口部に対応するランナと同キャビティの前記第２の開口部に対応するランナとは前記固定金型の内部で同等の流路長をもって形成されてなる請求項１又は２、上記（Ａ）のいずれか一項に記載の射出成形機。

この発明の射出成形機の一実施の形態についてその断面構造を示す断面図。 同実施の形態の射出成形機について図１のＡ方向から見た側面構造を示す側面図。 この発明の射出成形機の変形例について図２に対応する側面構造を示す側面図。 従来の射出成形機の一例についてその断面構造を示す断面図。 従来の射出成形機の他の例についてその断面構造を示す断面図。

符号の説明

２，１２Ａ,１２Ｂ，２１０…射出ユニット、３，１３，１３０，２３０…固定金型、４，１４０，２４０…可動金型、５，１５０，２５０…キャビティ、６，１６Ａ，１６Ｂ，２６０…ランナ、１１０…第１の射出ユニット、１１１…ユニット本体、１１２…ノズル部、１２０…第２の射出ユニット、１２１…ユニット本体、１２２…ノズル部、１３１…凸部、１３２…上側水平面、１３３…外側鉛直面、１４１…凹部、１５１…第１の開口部、１５２…第２の開口部、１５３…第３の開口部、１６０…第１のランナ、１６１…第１の注入口、１６２…第１鉛直通路、１６３…第１傾斜通路、１６４…第１水平通路、１７０…第２のランナ、１７１…第２の注入口、１７２…第２傾斜通路、１７３…第２水平通路、１８０…第３の射出ユニット、１８１…ユニット本体、１８２…ノズル部、１９０…第３のランナ、１９１…第３の注入口、１９２…第３鉛直通路、１９３…第３傾斜通路、１９４…第３水平通路。

Claims (1)

1. 溶融樹脂を射出する複数の射出ユニットと、これら複数の射出ユニットに対応する複数のランナが形成された固定金型と、この固定金型に対して着脱可能に設けられた可動金型と、これら固定金型と可動金型との間に形成されて前記複数のランナの少なくとも２つに各別の位置で開口する第１の開口部及び第２の開口部を有するキャビティとを備え、前記複数の射出ユニットから射出される溶融樹脂を前記複数のランナを通じて前記キャビティに供給して樹脂成型品の成形を行う射出成形機において、
   前記キャビティの前記第１の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットと、同キャビティの前記第２の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットとが、互いに鋭角をなす態様にて各々前記固定金型の直角に隣り合う面に設けられてなり、
   前記キャビティの前記第１の開口部と前記第２の開口部とは前記固定金型の鉛直方向中心位置を境にそれぞれ上下方向に離間する態様にて設けられてなり、前記キャビティは、鉛直方向上方に設けられる前記第１の開口部と並設されるかたちで前記複数のランナの他の１つに開口する第３の開口部を有し、この第３の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットと前記第１の開口部に対応するランナに接続される射出ユニットとが、鉛直方向下方に設けられる前記第２の開口部に対応するランナに接続されて前記固定金型の側面に傾斜して設けられる射出ユニット側から見てＶ字状をなすように、前記固定金型の上面に傾斜して設けられてなる
   ことを特徴とする射出成形機。

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