JP5552780B2 - 射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents
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Description
図9において、左上には金型装置が示されており、固定盤1には固定金型4が、可動盤2には可動金型5が取り付けられている。可動盤2は、図示せぬ型開閉装置によって動作し、型開閉や型締力の負荷が行われる。金型が閉じた状態で、固定金型4と可動金型5の間には空間であるキャビティ8が形成され、そこに溶融樹脂が射出充填され、固化することによりプラスチック製品を成形できる。固定金型4には溶融樹脂の通路であるランナー6が設けられ、キャビティ8に通じる接続部分はゲート7であり、多くの金型ではランナー6内より流路径が細くなっている。
そして、スクリュー15が回転すると、図示せぬホッパー口から入ってきた固体状の樹脂ペレットは、前方に移送されながらバレル11の内部で溶融し、スクリュー15の前部(ノズル12側)に貯留される。(この時スクリュー15は後退する。)
この状態で、射出シリンダー16のロッド側油室18に圧油が導入されると、軸受けボックス19、計量用電気モータ21及びスクリュー15が金型側に前進し、スクリュー15前方に貯留された溶融樹脂を、金型内に射出充填することが可能になっている。
軸受けボックス19には、位置センサー23が取り付けられ、スクリュー15のバレル11内での位置と速度を、精度良く測定できるようになっている。
例えば、特許文献1においては、金型を固定型、可動型、中間型の3枚からなる構造とし、キャビティを固定型と中間型、および可動型と中間型の間にそれぞれ2箇所づつ合計4箇所設けて、同時に4個の製品を成形する方法が開示されている。
また、特許文献2においては、固定盤と可動盤の間に中間可動盤を設置し、金型を直列に2面取り付け、1セットの射出装置から射出された溶融樹脂を、中間可動盤の中の流路を分岐することにより分けて、それぞれの金型に充填する方法が開示されている。
さらに、特許文献3においては、1組の金型に複数のキャビティとその樹脂流路上にバルブゲート(樹脂流路遮断機構)を設け、バルブゲートを順番に開閉しながら各キャビティに溶融樹脂を射出充填し、複数の成形品を得る方法が開示されている。
また、特許文献2の方法では、中間可動盤が必要で、型締装置が特殊構造になるとともに、金型を2面持つので、樹脂量が2倍必要で大きな射出装置も要する。
さらに、特許文献3の方法では、キャビティの数が増え投影面積が増えるため、大きな容量の型締装置が必要となる。
金型を開閉動作し型締力を負荷することが可能な型締装置と、型締装置の固定盤に取り付けられた固定型と可動盤に取り付けられた可動型と固定型と可動型の間に備え付けられた中間型からなる3枚構造の金型と、樹脂を可塑化計量し金型のキャビティ内に射出充填することが可能な射出装置とを備えた射出成形装置において、金型には、固定型と中間型の間に1つあるいは複数のキャビティ(A群)とそれに通じる樹脂流路および樹脂流路遮断機構が形成され、また中間型と可動型の間にも1つあるいは複数のキャビティ(B群)とそれに通じる樹脂流路および樹脂流路遮断機構と、固定型に設けられた溶融樹脂の流入口と、樹脂流路の、固定型から中間型に繋がる部分に組み込まれ、金型が開いている時は、樹脂流路の開口部を塞ぎ、金型が閉じている時は、樹脂流路を連通するカプラー装置と、が形成され、射出装置は、1回の型締中に、前記固定型に設けられた前記流入口から1回目の射出充填、続いて可塑化計量、その後2回目の射出充填、を行なうことが可能となっている。
また、金型には、中間型を固定型と可動型とに摺動可能な状態で支持するガイドロッドと、固定型と中間型の開き量を規制する開き限装置と、中間型と可動型とを閉状態で保持するロック装置と、が形成され、型締装置は、ロック装置を閉状態で、開き限装置により規制される開き量近傍まで、固定型と中間型との間だけを型開きさせた後、ロック装置を解除させ、中間型と可動型との間を型開きさせることが可能となっている。
さらに、A群のキャビティ体積の合計に応じた溶融樹脂量の可塑化計量が行われた状態で、金型を閉じて型締力を負荷し、次にA群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を開いて、固定型に設けられた流入口からA群のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、続いてA群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を閉じた後、B群のキャビティ体積の合計に応じた溶融樹脂量を可塑化計量し、その後B群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を開いて、固定型に設けられた流入口から、カプラー装置を介してB群のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、B群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を閉じ、そして冷却完了後に金型を開き成形品を取り出す射出成形方法とする。
また、さらに、前述の成形方法において、A群とB群のキャビティヘ射出充填する順序、および、A群とB群のキャビティに応じた可塑化計量を行う順序を反対とする。
そして、前述の成形方法において、A群及びB群のキャビティ内の成形品の冷却完了後に、ロック装置を閉状態で、開き限装置により規制される開き量近傍まで、固定型と中間型との間だけを型開きさせた後、ロック装置を解除させ、中間型と前記可動型との間を型開きさせて、成形品を取り出す射出成形方法とする。
(2)汎用の射出成形機に、本出願に係る3枚構造の金型を取り付ければ、制御プログラムを若干変更するだけで、適応可能となる。
(3)1回の成形サイクル動作で、複数の射出成形品を得ることができ、生産性が向上する。
図2の状態から型締シリンダー41のロッド室に高圧作動油が供給されると、シリンダーロッド42は引っ込み、リンク機構44を屈曲させ、可動プラテン2が後退して、図3に示すような型開き状態となる。
図7は、電磁駆動式のロック装置53を示す。ロックサポートには、電磁石96とばね97が取り付けられ、ロック部材と一体のロックヘッド95が摺動可能に設けられている。上の図は、金型のロック状態を示し、電磁石96は通電されており、電磁力によりロックヘッドは下側に引き付けられ、ロック部材と金型突起部は当接している。電磁石96への通電が停止されると、電磁力は無くなるので、ばね力によってロックヘッド95およびロック部材は上側に押し上げられ、金型突起部との干渉が無くなり、金型を自由に開閉することができる。
まず、A群キャビティのための可塑化計量が完了し、金型が開いた状態から、型締シリンダー41を作動してリンク機構44および可動盤2を前進させ、金型を閉じ型締力を負荷する。そして、ロック装置53を作動して中間型51と可動型52をロックする。次に、A郡のキャビティと繋がるバルブゲートa62aとバルブゲートb62bを開く。そして、射出装置を駆動しスクリューを前進させて溶融樹脂を射出(射出A)する。A郡のキャビティに樹脂がフル充填されると、次は保圧工程(保圧A)に移り、一定の時間溶融樹脂に圧力をかける。射出工程と保圧工程を合わせて、射出充填を意味する。保圧時間が終わると、A群のバルブゲートが閉じられた後、冷却(A)工程が開始されるとともに、計量(B)工程が開始される。スクリュー15が回転し樹脂が溶融されてスクリュー15の前方に移送され、スクリュー15がキャビティB群の体積の合計に応じた距離だけ後退すると、計量(B)工程は終了する。なお、キャビティa63aとキャビティb63bの容積(体積)差に応じて、バルブゲートa62a、バルブゲートb62bの開閉タイミングを調整しても良い。
2 可動盤
3 マシンベース
4 固定金型
5 可動金型
6 ランナー
7 ゲート
8 キャビティ
11 バレル
12 ノズル
13 シャットオフバルブ
15 スクリュー
16 射出シリンダー
17 ヘッド側油室
18 ロッド側油室
19 軸受けボックス
21 計量用電気モータ
23 位置センサー
31 油圧供給源
32 射出前後進切替弁
33 サーボ弁
34 オイルタンクA
35 オイルタンクB
41 型締シリンダー
42 シリンダーロッド
43 リンクハウジング
44 リンク機構
45 タイバー
46 固定ナット
47 可動ナット
50 固定型
51 中間型
52 可動型
53 ロック装置
54 開き限装置
55 止めボルト
56 長穴
57 ピン
58 固定側ガイドロッド
59 可動側ガイドロッド
60 カプラー装置
61 ホットランナー
62a バルブゲートa
62b バルブゲートb
63a キャビティa
63b キャビティb
64c キャビティc
64d キャビティd
64e キャビティe
65c バルブゲートc
65d バルブゲートd
65e バルブゲートe
70 バルブ部材
71 ピストン
72 ヘッド室
73 ロッド室
74 ヘッド側流路
75 ロッド側流路
80 カプラー押さえ
81 取り付けボルト
82 突起部材
83 移動部材
84 ばね
85 穴状樹脂流路
86 シール材
90 ロックサポート
91 金型突起部
92 シリンダー
93 ロック部材
95 ロックヘッド
96 電磁石
97 ばね
Claims (5)
- 金型を開閉動作し型締力を負荷することが可能な型締装置と、前記型締装置の固定盤に取り付けられた固定型と可動盤に取り付けられた可動型と前記固定型と前記可動型の間に備え付けられた中間型からなる3枚構造の金型と、樹脂を可塑化計量し前記金型のキャビティ内に射出充填することが可能な射出装置と、を備えた射出成形装置であって、
前記金型には、前記固定型と前記中間型の間に1つあるいは複数のキャビティ(A群)とそれに通じる樹脂流路および樹脂流路遮断機構が形成され、また前記中間型と前記可動型の間にも1つあるいは複数のキャビティ(B群)とそれに通じる樹脂流路および樹脂流路遮断機構と、
前記固定型に設けられた溶融樹脂の流入口と、
前記樹脂流路の、前記固定型から前記中間型に繋がる部分に組み込まれ、前記金型が開いている時は、前記樹脂流路の開口部を塞ぎ、前記金型が閉じている時は、前記樹脂流路を連通するカプラー装置と、
が形成されており、
前記射出装置は、1回の型締中に、前記固定型に設けられた前記流入口から1回目の射出充填、続いて可塑化計量、その後2回目の射出充填、を行なうことが可能である、
ことを特徴とする射出成形装置。 - 前記金型には、前記中間型を前記固定型と前記可動型とに摺動可能な状態で支持するガイドロッドと、
前記固定型と前記中間型の開き量を規制する開き限装置と、
前記中間型と前記可動型とを閉状態で保持するロック装置と、
が形成されており、
前記型締装置は、前記ロック装置を閉状態で、前記開き限装置により規制される開き量近傍まで、前記固定型と前記中間型との間だけを型開きさせた後、前記ロック装置を解除させ、前記中間型と前記可動型との間を型開きさせる、
ことを特徴とする請求項1に記載の射出成形装置。 - 請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の射出成形装置を用いた射出成形方法であって、
前記A群のキャビティ体積の合計に応じた溶融樹脂量の可塑化計量が行われた状態で、前記金型を閉じて型締力を負荷し、次に前記A群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を開いて、前記固定型に設けられた流入口から前記A群のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、続いて前記A群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を閉じた後、前記B群のキャビティ体積の合計に応じた溶融樹脂量を可塑化計量し、その後前記B群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を開き、前記固定型に設けられた流入口から、前記カプラー装置を介して前記B群のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、前記B群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を閉じ、そして冷却完了後に前記金型を開き成形品を取り出す、
ことを特徴とする射出成形方法。 - 請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の射出成形装置を用いた射出成形方法であって、
前記B群のキャビティ体積の合計に応じた溶融樹脂量の可塑化計量が行われた状態で、前記金型を閉じて型締力を負荷し、次に前記B群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を開いて、前記固定型に設けられた流入口から、前記カプラー装置を介して前記B群のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、続いて前記B群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を閉じた後、前記A群のキャビティ体積の合計に応じた溶融樹脂量を可塑化計量し、その後前記A群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を開き、前記固定型に設けられた流入口から前記A群のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、前記A群のキャビティに通じる樹脂流路遮断機構を閉じ、そして冷却完了後に前記金型を開き成形品を取り出す、
ことを特徴とする射出成形方法。 - 請求項2に記載の射出成形装置を用いた、請求項3及び請求項4のいずれか1項に記載の射出成形方法であって、
前記A群及び前記B群のキャビティ内の前記成形品の冷却完了後に、前記ロック装置を閉状態で、前記開き限装置により規制される開き量近傍まで、前記固定型と前記中間型との間だけを型開きさせた後、前記ロック装置を解除させ、前記中間型と前記可動型との間を型開きさせて、前記成形品を取り出す、
ことを特徴とする射出成形方法。
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