JP5005478B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、クランププレート又はプラテンに組み込まれた磁力発生機構を有する射出成形機に関し、特にクランププレートやプラテンの予熱と保温を行えるようにしたものに関する。

従来、射出成形機においては、固定盤や可動盤などのプラテンに金型（固定金型と可動金型）が固定され、固定盤に対して可動盤が接近・離隔するように移動駆動して、金型の型締めと型開きが行われる。金型が型締めされた状態で、これら金型の内部のキャビティに溶融状態の合成樹脂が注入されて、射出成形品が成形され、その後、金型が型開きされ、エジェクター機構により射出成形品がエジェクトされる。

熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を金型に注入して射出成形品を成形する場合、所定温度まで上昇させた金型に溶融状態の樹脂を注入し、この樹脂を金型の中で完全に硬化させることにより、所定の形状の射出成形品が成形される。
速やかに成形を行えるように、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を金型に注入する前に金型を所定温度に予熱しておき、成形中は金型を所定温度に保温しておく必要がある。また、金型の保温性能を高める為、金型を固定している固定盤と可動盤についても、所定温度まで上昇させておくことが望ましい。

そこで、金型の内部に液体流路を設けて、その液体流路に高温の油や温水を継続的に流すことにより金型の温度を所定温度まで上昇させて保温している。さらに、金型と固定盤の間と、金型と可動盤の間にセラミック系材料からなる断熱板を夫々設けることにより、固定盤と可動盤を所定温度で保温し金型の保温性能を高めている。

ところで、近年、固定盤と可動盤に磁力発生機構を組み込んだクランププレートを装着し、そのクランププレートで発生させた磁力により、クランププレートの固定面に金型を吸着させて固定する射出成形機が実用化されつつある。例えば、特許文献１の射出成形機では、固定盤と可動盤に夫々複数のマグネットユニット（磁力発生機構）を組み込んだクランププレートを固定し、複数のマグネットユニットで発生させる磁力により金型をクランププレートの固定面に固定するように構成してある。上記の各マグネットユニットは、鋼製ブロックと、この鋼製ブロックの外周側に配置された複数の永久磁石と、鋼製ブロックの背面側に配置されたアルニコ磁石と、このアルニコ磁石の外周を囲繞するコイルとを有し、コイルへの通電の方向に応じてアルニコ磁石の磁界の方向を逆方向へ切換えることができる。

金型をクランププレートの固定面に固定する場合、操作盤を操作することにより、各マグネットユニットに制御ユニットから電力が供給されて、コイルに夫々所定の方向へ数秒間通電されて、アルニコ磁石と複数の永久磁石とで、金型が磁路の一部となるような磁界を発生させて、各マグネットユニットが金型を吸着する吸着状態に切換えられる。

一方、金型の固定を解除する場合は、操作盤を操作することにより、各マグネットユニットに制御ユニットから電力が供給されて、コイルに金型を吸着する場合とは逆方向へ数秒間通電されて、アルニコ磁石の磁界の方向を切換えることにより、金型を磁路の一部としない磁気回路を形成するような磁界を発生させて、各マグネットユニットが金型を吸着しない非吸着状態に切換えられる。
特開２００５−１６９８４０号公報

特許文献１の射出成形機を使用して熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂から射出成形品を成形する場合、クランププレートを所定温度に予熱してその温度に保温する為に、クランププレートと金型の間に断熱材を夫々設けることが考えられるが、クランププレートと金型の間に断熱材を設けるとクランププレートの吸着力が低下するため、この構造を採用するのは困難である。一方、プラテンとクランププレートとの間に断熱材を設けた場合、断熱材において外部に露出した部分から放熱するため、保温性能が低下する。また、プラテンにマグネットユニットを設けた射出成形機の場合にも同様の問題が生じる。

本発明の目的は、クランププレート又はプラテンに組み込まれた磁力発生機構を有する射出成形機において、クランププレートやプラテンの吸着力を低下させることなく、これらの予熱と保温を行うことができる射出成形機を提供することである。

請求項１の射出成形機は、金型などのクランプ対象物を固定する固定面を有し且つプラテンに固定されたクランププレートと、このクランププレートに組み込まれ磁力によりクランプ対象物を固定面に固定する複数の磁力発生機構とを有する射出成形機において、前記クランププレートの内部に、クランププレートの温度を上昇させる為の液体を流す液体流路を設け、前記クランププレートと前記プラテンの間に、断熱板が挟着され、たことを特徴とする。

この射出成形機では、クランププレートの内部に、クランププレートの温度を調整する為の液体を流す液体流路が設けられている。熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を金型に注入する前に液体流路に高温の油や温水を継続的に流すことにより、クランププレートの温度が上昇しクランププレートが所定温度に保温される。さらに、成形中にも液体流路に高温の油や温水を継続的に流すことにより、クランププレートが所定温度に保温されるので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の射出成形を安定した状態で行なうことができる。

請求項１の発明によれば、クランププレートの内部に、クランププレートの温度を上昇させる為の液体を流す液体流路を設けたので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を金型に注入する前に液体流路に高温の油や温水を継続的に流すことにより、クランププレートを所定温度に予熱することができ、その温度に保温することができる。クランププレートの内部において、金型が固定される側と反対側（プラテン側）に液体流路を設けることで、クランププレートの吸着力を低下させることはない。さらに、成形中にも高温の油や温水を液体流路に継続的に流すことで、クランププレートを所定温度に保温することができるので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の射出成形を安定した状態で行なうことができる。
また、クランププレートとプラテンの間に、断熱板が挟着されたので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の注入前や成形中におけるクランププレートの保温性能を一層高めることができる。

以下、本発明を実施する為の最良の形態について説明する。

先ず、射出成形機１について説明する。
図１に示すように、射出成形機１は、クランプ対象物としての金型Ｍ（固定金型Ｍ１と可動金型Ｍ２）を固定する為の相対向する１対のプラテン２，３と、金型Ｍの型締めと型開きを行う為にプラテン２に対してプラテン３を接近／離隔する方向に駆動する油圧シリンダ（又は駆動モータ）を有する可動盤駆動機構４と、プラテン３を接近／離隔方向に移動自在にガイド支持する４本のガイドロッド５と、型締め状態で金型Ｍ内のキャビティに溶融状態の合成樹脂を供給する為の射出筒６ａを有する射出機構６と、可動金型Ｍ２から成形品を取り出すエジェクト機構７と、固定金型Ｍ１をプラテン２に固定する磁力式固定装置１０Ａと、可動金型Ｍ２をプラテン３に固定する磁力式固定装置１０Ｂ等を備えている。

この射出成形機１により射出成形を行う場合、可動盤駆動機構４により可動側プラテン３が固定側プラテン２に接近する方向に駆動されて、固定金型Ｍ１に可動金型Ｍ２が押圧されて型締め状態となり、この状態で、射出筒６ａの先端から金型Ｍ内に溶融状の合成樹脂が射出されて成形品が成形される。その後、可動盤駆動機構４によりプラテン３がプラテン２から離隔する方向に駆動されて、可動金型Ｍ２が固定金型Ｍ１から離隔した型開き状態となる。この状態で、エジェクト機構７により成形品が可動金型Ｍ２からエジェクトされる。

エジェクト機構７は、エジェクターピン８と、このエジェクターピン８の基端部が連結されたエジェクター板８ａと、このエジェクター板８ａを介してエジェクターピン８を進退駆動する流体圧シリンダ８ｂとを備え、エジェクターピン８が、プラテン３の中央部分に形成されたエジェクターピン穴３ｃに挿通されている。

図２、図３に示すように、プラテン２，３は夫々側面視で正方形状に形成され、プラテン２の４つの角部の近傍部の挿通孔２ａに、４本のガイドロッド５が夫々挿通した状態で固定され、プラテン３の４つの角部の近傍部の挿通孔３ａに、４本のガイドロッド５が夫々摺動自在に挿通され、プラテン３がプラテン２に対して接近／離隔可能にガイドされている。

次に、固定金型Ｍ１をプラテン２に固定する磁力式固定装置１０Ａと、可動金型Ｍ２をプラテン３に固定する磁力式固定装置１０Ｂについて説明する。
図１〜図４に示すように、磁力式固定装置１０Ａは、プラテン２に金型Ｍ１を固定する為の固定面１１ａを備えたクランププレート１１と、クランププレート１１に設けられ且つ金型Ｍ１を固定面１１ａに固定する磁力を発生させる複数のマグネットユニット１５（これが磁力発生機構に相当する）と、クランププレート１１の内部に設けられクランププレート１１の温度を調整する為の液体を流す液体流路１７と、クランププレート１１に加えられた熱がプラテン２に伝導するのを防止する為の断熱板１３とを備えている。

磁力式固定装置１０Ｂは、プラテン３に金型Ｍ２を固定する為の固定面１２ａを備えたクランププレート１２と、クランププレート１２に設けられ且つ金型Ｍ２を固定面１２ａに固定する磁力を発生させる複数のマグネットユニット１５（これが磁力発生機構に相当する）と、クランププレート１２の内部に設けられクランププレート１２の温度を調整する為の液体を流す液体流路１７と、クランププレート１２に加えられた熱がプラテン３に伝導するのを防止する為の断熱板１４とを備えている。

次に、クランププレート１１について説明する。
図１、図２に示すように、クランププレート１１は、プラテン２とほぼ同サイズの磁性体である鋼製のプレートであり、プラテン２の４つの角部に対応するほぼ正方形部分が除去されている。クランププレート１１は、プラテン２の盤面に複数のボルト１６により固定されている。クランププレート１１には、金型Ｍ１を固定面１１ａに固定する為の磁力を発生させる複数のマグネットユニット１５が設けられている。

クランププレート１１において、後端部に１対のコネクタ２３が装着され、中央部分にロケートリング１１ｃが装着されている。ロケートリング１１ｃは、金型Ｍ１のロケートリングを嵌合させて金型Ｍ１を固定面１１ａに位置決めするものである。クランププレート１１とプラテン２の間には、セラミック系材料からなる断熱板１３が挟着され、クランププレート１１の保温性能を高めている。尚、断熱板１３はプラテン３とほぼ同サイズで且つその厚さが５ｍｍ〜１０ｍｍに形成されている。

次に、クランププレート１２について説明する。
図１、図３、図４に示すように、クランププレート１２は、プラテン２とほぼ同サイズの磁性体である鋼製のプレートであり、プラテン２の４つの角部に対応するほぼ正方形部分が除去されている。クランププレート１２は、プラテン３の盤面に複数のボルト１６により固定されている。クランププレート１２には、金型Ｍ２を固定面１２ａに固定する為の磁力を発生させる複数のマグネットユニット１５が設けられている。

クランププレート１２において、後端部に１対のコネクタ２４が装着され、下端部に金型Ｍ２の落下を防止する為の落下防止ブロック２５が装着され、中央部に１対のエジェクターピン穴３ｃが設けられている。クランププレート１２とプラテン３の間には、セラミック系材料からなる断熱板１４が挟着され、クランププレート１２の保温性能を高めている。尚、断熱板１４はプラテン２とほぼ同サイズで且つその厚さが５ｍｍ〜１０ｍｍに形成されている。

次に、マグネットユニット１５について詳細に説明する。
前述のように、クランププレート１１，１２には、異なる配置でもって複数のマグネットユニット１５が設けられているが、マグネットユニット１５は基本的に同構造のものであるので、クランププレート１２に設けたマグネットユニット１５について、図５、図６に基づいて後述する。尚、複数のマグネットユニット１５の配置については、クランププレート１１の形状とサイズ、固定予定の金型Ｍの形状とサイズ等に基づいて適宜変更可能である。

図２に示すように、プラテン２のクランププレート１１には、３個のマグネットユニット１５を上下左右方向に隣接状に配設して１組のマグネットユニット群とし、クランププレート１１の中心を基準とする点対称位置に、４組のマグネットユニット群、合計１２個のマグネットユニット１５が配設されている。

図３に示すように、プラテン３のクランププレート１２には、４個のマグネットユニット１５を上下左右に隣接状に配設して１組の第１マグネットユニット群とし、クランププレート１２の中心を基準とする点対称位置に、４組のマグネットユニット群、合計１６個のマグネットユニット１５が配設されている。

次に、クランププレート１２に組み込まれたマグネットユニット１５について詳しく説明する。図５、図６に示すように、マグネットユニット１５は、固定面１２ａに臨む磁性体からなる鋼製ブロック２６と、その背面側に配設されたアルニコ磁石２７と、アルニコ磁石２７に巻装され且つアルニコ磁石２７の極性を切換える為のコイル２８と、鋼製ブロック２６の外周側に配設された複数（例えば、８個）のネオジウム磁石からなる永久磁石２９とを有し、マグネットユニット１５は、金型Ｍ２を吸着する吸着状態と、金型Ｍ２を吸着しない非吸着状態とに切換え可能に構成されている。尚、隣接するマグネットユニット１５間の永久磁石２９は、それらのマグネットユニット１５の永久磁石２９としても兼用される。

鋼製ブロック２６とアルニコ磁石２７は正方形状に形成され、鋼製ブロック２６にはボルト穴２６ａが形成され、アルニコ磁石２７には穴部２７ａが形成されている。クランププレート１２の右壁部に形成された凹部にアルニコ磁石２７とコイル２８が配置され、これらアルニコ磁石２７とコイル２８を、鋼製ブロック２６とクランププレート１２の底壁部との間に挟み込んだ状態で、これらが、ボルト穴２６ａと穴部２７ａを挿通する非磁性体（例えば、ＳＵＳ３０４）からなる６角穴付きボルト３０により、クランププレート１２に締結されている。複数の永久磁石２９は、何らかの固定手段により鋼製ブロック２６やクランププレート１２に固着されている。

次に、液体流路１７について説明する。
液体流路１７はクランププレート１１とクランププレート１２の内部に夫々設けられているが、これらは基本的に同構造のものであるので、クランププレート１２に設けた液体流路１７について説明する。

図４に示すように、クランププレート１２の内部においてマグネットプレート１５の左側（プラテン３側）に、液体を流す液体流路１７が設けられ、この液体流路１７の内径は６ｍｍ〜１０ｍｍに形成されている。液体流路１７には、ヒーターユニット２２から供給される、例えば、約１５０℃の油が流れるようになっており、液体流路１７を流れる油の熱によりクランププレート１２の温度を所定温度まで上昇させるように構成されている。

クランププレート１２の下端部には、外部から油を液体流路１７に導入する導入口１７ａと、液体流路１７を流れた油を外部に導出する導出口１７ｂが設けられている。
クランププレート１２の下端部には、導入口１７ａと接続する導入側接続部１８が螺着され、この導入側接続部１８に導入チューブ２０の一端が接続されると共に他端がヒーターユニット２２に接続されている。クランププレート１２の下端部において導入側接続部１８よりも後側には、導出口１７ｂと接続する導出側接続部１９が螺着されており、この導出側接続部１９に導出チューブ２１の一端が接続されると共に他端がヒーターユニット２２に接続されている。

ヒーターユニット２２は、ヒーターとポンプとバルブとタンクとを有し、ヒーターユニット２２で暖められた油がポンプの送り作用によって送り出されて、導入チューブ２０と導入側接続部１８を介して液体流路１７に供給される。油がクランププレート１２の内部を流れた後、導出側接続部１９と導出チューブ２１を介してヒーターユニット２２に戻される。

次に、射出成形機１の作用、効果について説明する。
熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を金型Ｍに注入する前に、ヒーターユニット２２を作動させてクランププレート１１，１２の内部の液体流路１７に油を供給すると共に循環流動させて、これらの液体流路１７に約１５０℃の油が継続的に流れるようにする。
これにより、クランププレート１１，１２の温度が所定温度まで上昇しクランププレート１１，１２が予熱され、この所定温度に保温される。成形中にもヒーターユニット２２を作動させて油を循環流動させ液体流路１７に継続的に流すことにより、クランププレート１１，１２が所定温度に保温される。

このように、クランププレート１１，１２の内部に、クランププレート１１，１２の温度を調整する為の液体を流す液体流路１７を設けたので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を金型に注入する前に液体流路１７に高温の油を継続的に流すことにより、クランププレート１１，１２を所定温度に予熱することができる。クランププレート１１，１２の内部において、金型Ｍが固定されないプラテン２，３側に液体流路１７を設けたので、クランププレート１１，１２の吸着力を低下させることはない。

成形中にも高温の油を液体流路１７に継続的に流すことで、クランププレート１１，１２を所定温度に保温することができるので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の射出成形を安定した状態で行なうことができる。さらに、クランププレート１１，１２とプラテン２，３の間に、セラミック系材料からなる断熱板１３，１４が挟着されたので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の注入前や成形中におけるクランププレート１１，１２の保温効果を一層高めることができる。

次に、参考技術の射出成形機１について説明する。但し、前記実施例と同一の構成には同一の符号を付し、異なる構成についてのみ説明する。
図８〜図１０に示すように、この射出成形機１においては、クランププレート１１，１２に複数のマグネットユニット１５を配設する代わりに、固定側プラテン２と可動側プラテン３に複数のマグネットユニット１５を夫々配設したものである。

プラテン２には、金型Ｍ１を固定面２ｂに固定する為の磁力を発生させる複数のマグネットユニット１５が設けられている。プラテン２の後端部にコネクタ２３が装着され、中央部分には、金型Ｍ１を固定面２ｂに位置決めする為のロケートリング２ｃが装着されている。プラテン２の内部においてマグネットユニット１５よりも右側には、プラテン２の温度を調整する為の液体を流す液体流路１７が設けられている。

プラテン３には、金型Ｍ２を固定面３ｂに固定する為の磁力を発生させる複数のマグネットユニット１５が設けられている。プラテン３の後端部に１対のコネクタ２４が装着され、下端部に金型Ｍ２の落下を防止する為の落下防止ブロック２５が装着され、中央部に１対のエジェクターピン穴３ｃが設けられている。プラテン３の内部においてマグネットユニット１５よりも左側には、プラテン３の温度を調整する為の液体を流す液体流路１７が設けられている。

このように、プラテン２，３の内部に、プラテン２，３の温度を調整する為の液体を流す液体流路１７を設けたので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を金型Ｍに注入する前に液体流路１７に高温の油を継続的に流すことにより、プラテン２，３を所定温度に予熱することができる。プラテン２，３の内部において、金型Ｍが固定される側と反対側に液体流路１７を設けることで、プラテン２，３の吸着力を低下させることはない。さらに、成形中にも高温の油を液体流路１７に継続的に流すことで、プラテン２，３を所定温度に保温することができるので、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の射出成形を安定した状態で行なうことができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］実施例１において、断熱板１３，１４は、セラミック系材料以外にも断熱性を有する種々の材料で構成されてもよいし、クランププレート１１，１２とプラテン２，３の間の断熱板１３，１４を省略することも可能である。
２］高温の油の代わりに温水を液体流路１７に流して、クランププレート１１，１２やプラテン２，３の予熱と保温を行うことも可能である。また、冷却水などを液体流路１７に流して、クランププレート１１，１２やプラテン２，３の温度を低下させることも可能である。
３］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

本発明の実施例１に係る射出成形機の要部と金型の正面図である。 固定側プラテンとクランププレートの左側面図である。 可動側プラテンとクランププレートの右側面図である。 可動側プラテンに固定されたクランププレートの左側面図である。 マグネットユニットの要部を示す側面図である。 マグネットユニットの分解斜視図である。 参考技術の射出成形機の要部と金型の正面図である。 参考技術の固定側プラテンとクランププレートの左側面図である。 参考技術の可動側プラテンとクランププレートの右側面図である。 参考技術の可動側プラテンの左側面図である。

１ 射出成形機
２ 固定側プラテン
３ 可動側プラテン
１１，１２ クランププレート
１３，１４ 断熱板
１５ マグネットユニット
１７ 液体流路

Claims (1)

1. 金型などのクランプ対象物を固定する固定面を有し且つプラテンに固定されたクランププレートと、このクランププレートに組み込まれ磁力によりクランプ対象物を固定面に固定する複数の磁力発生機構とを有する射出成形機において、
   前記クランププレートの内部に、クランププレートの温度を上昇させる為の液体を流す液体流路を設け、
   前記クランププレートと前記プラテンの間に、断熱板が挟着され、
   たことを特徴とする射出成形機。