JP5688779B2

JP5688779B2 - 複合成形品用射出成形機の型締装置およびその作動方法

Info

Publication number: JP5688779B2
Application number: JP2013084542A
Authority: JP
Inventors: 宮木　毅; 毅宮木; 由純杉江; 敏文三塚
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: JP2013166378A

Description

本発明は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、両面に中間金型が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸を中心に回転する回転盤が設けられ、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型とが型閉されてそれぞれキャビティが形成される複合成形品用射出成形機の型締装置およびその作動方法に関するものである。

第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、両面に中間金型が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸を中心に回転する回転盤が設けられ、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型とが型閉されてそれぞれキャビティが形成される複合成形品用射出成形機の型締装置としては、特許文献１、特許文献２に記載されたものが知られている。特許文献１は、固定盤に対して中間金型を回転可能に設けた回転盤と可動盤がそれぞれ移動可能に設けられたものであり、特許文献２は、中央に中間金型を回転可能に設けた固定盤が配置され、その両側に可動盤が配置されたものである。

一般的に射出成形機においては、前記型締装置の成形金型のキャビティには射出装置から溶融樹脂が射出充填されるので成形金型の温度が上昇する。成形金型は、成形品を冷却するために最適な温度に温調されているが、その温度は樹脂の種類によって相違するものの常温よりもかなり高温となっている。そのため射出成形機の成形時には、成形開始時よりも成形回数を重ねるにつれて金型温度や金型が取付けられる盤の温度が上昇するという問題があった。なお一般的な射出成形機において、固定盤を冷却するという技術は、特許文献３に示される通り公知である。

特公平３−５１２０７号公報（特許請求の範囲、第１図）特開平６−２５４９０６号公報（請求項１、図１）実開昭６０−１４１２２１号公報（実用新案登録請求の範囲、第２図）

従来の一般的な射出成形機では成形回数を重ねた際に、固定盤と可動盤の温度上昇に伴って固定盤と可動盤とが熱膨張しても型締装置全体が上方に伸びるためにさほど大きな問題にはならなかった。ところが特許文献１、特許文献２に示されるタイプの型締装置においては、固定盤には固定金型、可動盤には可動金型が取付けられ、盤の片面側から金型の温度が伝熱され固定盤および可動盤の温度が上昇されるのに対して、回転盤は、盤の両面側から金型の温度が伝熱されることになる。そのため固定盤や可動盤の温度と比較して回転盤の温度の方が上昇しやすいという問題があった。そしてそれぞれの盤は温度上昇に伴って熱膨張するため、成形当初と比較して成形回数を重ねるにつれて固定金型と中間金型、中間金型と可動金型の嵌合にずれが生じるという問題があった。そして前記の成形金型の嵌合時のずれは、金型に負荷がかかることによる金型寿命の低下や、成形金型のかじりの発生につながる可能性が強い。または精密な複合成形品においては、複合成形品に許容以上の誤差が生じる場合があった。

本発明では上記の問題を鑑みて、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、両面に中間金型が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸を中心に回転する回転盤が設けられ、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型とが型閉されてそれぞれキャビティが形成される複合成形品用射出成形機の型締装置において、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型の嵌合を常に良好に行うことに配慮した複合成形品用射出成形機の型締装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の複合成形品用射出成形機の型締装置は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、両面に中間金型が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸を中心に回転する回転盤が設けられ、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型とが型閉されてそれぞれキャビティが形成される複合成形品用射出成形機の型締装置において、前記第１の盤および第２の盤と比較して板厚が薄く設けられた回転盤の金型取付面側の両面には断熱板が設けられるとともに前記回転盤には盤の熱膨張を調整する冷却媒体通路が設けられ、前記中間金型の冷却を行う管路は前記冷却媒体通路とは別に設けられ、前記第１の金型と前記第２の金型の少なくとも一方の金型にはホットランナが設けられたことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の複合成形品の複合成形品用射出成形機の作動方法は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、両面に中間金型が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸を中心に回転する回転盤が設けられ、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型とが型閉されてそれぞれキャビティが形成される複合成形品用射出成形機の作動方法において、前記第１の盤および第２の盤にも盤の熱膨張を調整する冷却媒体通路または温度調整機構が設けられ、前記第１の盤および第２の盤と比較して板厚が薄く設けられた回転盤には盤の熱膨張を調整する冷却媒体通路が設けられ、前記中間金型の冷却を行う管路は回転盤に設けられた冷却媒体通路とは別に設けられ、前記第１の金型と前記第２の金型の少なくとも一方の金型にはホットランナが設けられたことを特徴とする。

本発明の複合成形品用射出成形機の型締装置は、第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、両面に中間金型が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸を中心に回転する回転盤が設けられ、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型とが型閉されてそれぞれキャビティが形成される複合成形品用射出成形機の型締装置において、前記第１の盤および第２の盤と比較して板厚が薄く設けられた回転盤の金型取付面側の両面には断熱板が設けられるとともに前記回転盤には盤の熱膨張を調整する冷却媒体通路が設けられ、前記中間金型の冷却を行う管路は前記冷却媒体通路とは別に設けられ、前記第１の金型と前記第２の金型の少なくとも一方の金型にはホットランナが設けられているので、第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型の嵌合を常に良好に行うこととができる。

図１は、本実施形態の複合成形品用射出成形機の型締装置の型開時の概略平面図である。図２は、本実施形態の複合成形品用射出成形機の型締装置の回転盤の正面図である。

本発明の実施形態の複合成形品用射出成形機１１について、図１、図２を参照して説明する。複合成形品用射出成形機１１は、複数の樹脂材料から複合成形品を成形する成形機であって、型締装置１２とその両側に設けられた第１の射出装置１３と第２の射出装置１４から基本的な部分が構成される。射出成形機１１の型締装置１２は、第１の金型である固定金型１９が取付けられる第１の盤である固定盤２０と、第２の金型である可動金型１５が取付けられる第２の盤である可動盤１６との間に、両面に中間金型（第１の中間金型３８と第２の中間金型３９）が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸３６ａ，３６ｂを中心に回転する回転盤３７が設けられ、前記固定金型１９と第１の中間金型３８（または第２の中間金型３９）、前記可動金型１６と第２の中間金型３９（または第１の中間金型３８）とが型閉されてそれぞれキャビティが形成されるようになっている。

固定盤２０の四隅近傍にはそれぞれ型締シリンダ２３（図１の概略図では１個の型締シリンダ２３のみ断面を記載）が設けられ、型締シリンダ２３のラムがタイバ２４を兼ねている。型締シリンダ２３は双方向作動型のシリンダからなり、固定盤２０内のタイバ２４の側に大面積の型締用油室２５が設けられるとともに、反タイバ側（第２の射出装置側）には小面積の強力型開用油室２６が設けられている。また型締シリンダ２３には毎サイクルの型締と強力型開によって変更されるタイバ２４の位置を、補正するための調整手段２７が設けられている。なお各型締シリンダ２３は、図示しないサーボバルブ等により個別に制御されるようにすることが望ましい。前記の場合、固定盤２０と各ラムの間または固定盤２０の四隅と可動盤１６の四隅の間には位置を検出する位置センサ（図示せず）がそれぞれ設けられ、各タイバ２４の相対的な位置関係を検出および制御することにより一方の固定盤２０に対して他方の可動盤１６が平行制御される。また固定盤２０の可動盤側の面は金型取付面となっており、固定金型１９がボルトまたは他の取付機構により取付けられるようになっている。そして固定金型１９には複合成形品の大面積の主要部を２次成形により成形するためのキャビティ形成面２１と前記キャビティ形成面２１に連通される樹脂通路２２が設けられている。なお本実施形態では、固定盤２０には固定盤２０の熱膨張を調整する調整機構としての冷却媒体通路は設けられていないが冷却媒体通路を設けるようにしてもよく、金型取付面側に断熱板を取付け断熱板の表面が金型取付面となるようにしてもよい。

そして固定盤２０から可動盤１６側に向けて平行に設けられた四本のタイバ２４の他方側の部分には、ハーフナット２８が係止される複数の凹溝からなる係止部２９が型開閉方向の所定長さにわたって設けられている。そしてタイバ２４は前記可動盤１６の四隅近傍に挿通され、可動盤１６はタイバ２４にガイドされつつベース上の直動ガイド上を型開閉方向に移動されるようになっている。また前記ハーフナット２８は、可動盤１６の反固定盤側の面のタイバ２４が挿通された部分の周囲に配設され、タイバ２４の係止部２９に対して係合位置と離脱位置の間で往復移動可能に設けられている。可動盤１６の固定盤側の面は金型取付面となっており、可動金型１５がボルトまたは他の取付機構により取付けられるようになっている。そして可動金型１５には複合成形品の小面積の外枠部を１次成形により成形するためのキャビティ形成面１７と前記キャビティ形成面１７に連通される樹脂通路１８が設けられている。従って可動金型１５のキャビティ形成面１７と固定金型１９のキャビティ形成面２１は形状が相違している。なお本実施形態では、可動盤１６には可動盤１６の熱膨張を調整する調整機構としての冷却媒体通路は設けられていないが冷却媒体通路を設けるようにしてもよく、金型取付面側に断熱板を取付け断熱板の表面が金型取付面となるようにしてもよい。

次に射出成形機１１の型移動機構３０，４２について説明する。まず型移動機構３０について説明すると、固定盤２０（またはベース上）に設けられた支持部にはサーボモータ３１が固定されるとともにボールネジ３２が前記サーボモータ３１により回転可能に軸支されている。そしてボールネジ３２は、前記サーボモータ３１の駆動軸と直接またはベルトを介して接続されている。また可動盤１６にはボールネジナット３３の支持部が設けられ、前記ボールネジナット３３には前記ボールネジ３２が挿通されている。またサーボモータ３１は、内蔵するロータリエンコーダ３１ａにより可動金型１５および可動盤１６の移動制御および位置検出が可能である。なお図１の概略図では第１の型移動機構３０は省略して１基のみが記載されているが、固定盤２０の側面の低位置と可動盤１６の側面の低位置、および固定盤の側面の高位置と可動盤の側面の高位置にそれぞれ第１の型移動機構３０が設けられている。

次に中間盤３５、回転盤３７、第１の中間金型３８、および第２の中間金型３９について説明する。固定金型１９が取付けられる固定盤２０と可動金型１５が取付けられる可動盤１６との間には、中間盤３５が型開閉方向に移動自在に配設されている。図１に示されるように中間盤３５は、一定の厚みを有する盤体であり、中央部に開口部を有する額縁形状をしている。そして中間盤３５の四隅近傍にはそれぞれタイバ２４が挿通されている。中間盤３５のうち上２本のタイバ２４，２４が挿通される上部梁部材３５ａの中央部分には貫通孔が設けられ、前記貫通孔には上側の回転軸３６ａが挿通されている。そして回転軸３６ａは、前記貫通孔に設けられた図示しないラジアルベアリング等により回転自在に軸支されている。また下２本のタイバ２４，２４が挿通される下部梁部材３５ｂの中央部分の間には凹部が設けられ、前記凹部にも下側の回転軸３６ｂが設けられている。中間盤３５のうち下２本のタイバ２４，２４が挿通される下部梁部材３５ｂの中央部分には凹部が設けられ、前記凹部には図示しないスラストベアリング等により自重が支承され回転軸３６ｂが回転自在に保持されている。前記回転軸３６ａ，３６ｂは、上下方向（型開閉方向に直交する方向）の同軸上に設けられる。そして回転盤３７等が熱膨張により伸長した際は、上部梁部材３５ａに対して、回転軸３６ａが軸方向に位置変更可能となっている。このため回転盤３７が熱膨張しても上方のタイバ２４、２４に対して、上方向の応力が及ばない構造となっている。

そして中間盤３５の前記回転軸３６ａ，３６ｂには回転盤３７が固定されている。そして回転盤３７は、回転軸３６ａ，３６ｂの軸芯を中心に回転軸３６ａ，３６ｂと共に回転されるようになっている。従って回転盤３７は、回転軸３６ａ，３６ｂ以外の部分では中間盤３５と非接触に設けられる。回転盤３７は所定の厚みを有する四角形の盤体であり、盤面の厚みは、固定盤２０および可動盤１６の最大厚みよりも薄く形成されている。そして回転盤３７の両面の金型取付面３７ａ，３７ｂには、それぞれ第１の中間金型３８と第２の中間金型３９が取付けられるようになっている。なお型締装置１２の前記可動盤１６、固定盤２０、および回転盤３７等は鉄（鋳鉄）から形成されている。

次に回転盤３７の熱膨張を調整する調整機構５１について説明する。回転盤３７の両面の金型取付面３７ａ，３７ｂには中間金型３８，３９がそれぞれ取付けられるので、回転盤３７には両側の中間金型３８，３９からの熱が伝達される。また上記したように回転盤３７は、固定盤２０や可動盤１６と比較して板厚が薄く容積も小さい。そのため回転盤３７の熱膨張を調整する調整機構５１を施していない場合には、固定盤２０や可動盤１７よりも温度が上昇しやすい。そこで図２に示されるように回転盤３７には、盤の熱膨張を調整する調整機構５１として、回転盤３７の熱膨張を小さくするための冷却機構５２が設けられている。即ち回転盤３７の両側の金型取付面３７ａ，３７ｂとそれぞれ略並行して（取付面３７ａ，３７ｂと完全に平行な場合と金型取付面３７ａ，３７ｂに対して僅かに平行でない場合（例えば１０°以内）を含む）２系統の冷却媒体通路５３，５４が盤内に設けられている。また型締装置１２の外部には、冷却機構５２の冷却媒体通路５３，５４へ冷却媒体を送る供給装置５５が設けられている。本実施形態では、供給装置５５は、ＯＮ、ＯＦＦのみ可能で、常温の水道水を冷却媒体として供給可能なポンプが用いられるが、温度制御可能なものでもよい。

また回転盤３７に温度センサを設け、回転盤３７の温度を検出して冷却媒体通路５３，５４に送る冷却媒体の供給をＯＮ、ＯＦＦしたり、冷却媒体の温度を変更するようにしてもよい。または固定盤２０、可動盤１６、回転盤３７の温度をそれぞれ測定し、各盤の少なくとも一つの温度コントロールをするようにしてもよい。

そして前記供給装置５５からの２本の供給側管路５６が、回転盤３７の下面３７ｄにおける回転軸３６ｂの近傍に設けられた冷却媒体通路５３，５４の入口５７にそれぞれ接続されている。そして冷却媒体通路５３，５４は、それぞれ回転盤内の、両側の側面３７ｃの近傍を経由するように屈曲して水平水路５４ａが２往復半するように形成されている。そして冷却媒体通路５３，５４は、上部寄りの側面３７ｃで一旦、回転盤３７の外部に出て外部の管路５８を介して下部寄りの側面３７ｃで再び回転盤内に導入されて回転盤３７の下面３７ｄにおける回転軸３６ｂの近傍（開口部５７と反対側の近傍）に形成された出口５９へ接続されている。そして前記出口５９から排出側管路６０を経て供給装置５５に接続されている。前記の冷却媒体通路５３，５４の供給側管路５６、排出側管路６０は、中間金型３８，３９の冷却を行う図示しない管路とまとめて可撓性の保護部材に収められている。従って回転盤３７の冷却機構は盤面に設けたものでもよい。また回転盤３７の両面に冷却媒体通路が形成された冷却ブロックを固定したものも回転盤３７に冷却機構５２が形成されたものに含まれる。

なお冷却媒体通路５３，５４の構造は、入口５７、出口５９から管路５６，６０を外した場合に冷却媒体が回転盤外に落下する構造が望ましく、その点では水平または水平に近い傾斜の流路を両側間で往復させたものが望ましい。しかし回転盤３７が略均等に冷却されるものであれば、図１、図２のものに限定されず、冷却媒体通路の系統数も２系統に限定されない。また冷却媒体通路５３，５４は、エジェクタの突出ピンが通過する貫通孔等の部分を避けて両側の回転盤内に同様に形成されるが、例えば冷却媒体通路５３と冷却媒体通路５４で入口側と出口側が異なるようにしてもよい。更には本実施形態では、成形時に回転盤３７が１８０°回転後に、反対方向に１８０°反転するように作動されるので、冷却媒体通路５３，５４の入口５７と出口５９が回転盤３７の下面３７ｄに直接設けられるが、回転盤３７が同方向に継続して回転するタイプでは、回転盤３７への冷却媒体通路と中間金型３８，３９への冷却媒体通路は、回転軸３６ａまたは回転軸３６ｂ内を介して接続される。

また回転盤３７の両面には断熱板６１，６２が貼付けられており前記断熱板６１，６２の表面が金型取付面３７ａ，３７ｂとなっている。そして中間金型３８，３９から回転盤３７への伝熱がなるべく防止されるようになっている。なお断熱板は、中間金型３８，３９の盤取付面の側に設けてもよく、中間金型３８，３９と回転盤３７の少なくとも一方の面に設けられればよい。また同様に固定盤２０、固定金型１９、可動盤１６、および可動金型１５にも断熱板を設けてもよい。なお断熱板６１，６２等を取付けることは好ましいが、必須ではない。

それぞれの中間金型３８，３９のキャビティ形成面は同一形状をしており、１次成形の際に１次キャビティを形成するキャビティ形成面３４ａと、２次成形の際に２次キャビティを形成するキャビティ形成面３４ｂがそれぞれ形成されている。また前記第１の中間金型３８と第２の中間金型３９には、それぞれ成形終了した複合成形品を突出すための図示しないエジェクタ機構が内蔵されている。そして第１の中間金型３８が可動金型１５と型閉されて１次成形用の１次キャビティが形成されている際は、第２の中間金型３９が固定金型１９と型閉されて２次成形用の２次キャビティが形成され、その後に一度型開され、回転盤３７が１８０°回転（反転）されて再び型閉されると、第１の中間金型３８が固定金型１９と型閉されて２次成形用の２次キャビティが形成され、第２の中間金型３９が可動金型１５と型閉されて１次成形用の１次キャビティが形成されるようになっている。

そして中間盤３５の上部梁部材３５ａの中央部の上部には回転軸３６ａ，３６ｂと回転盤３７を回転させるためのサーボモータ４０が配置されている。そしてサーボモータ４０の駆動軸と回転軸３６ａはベルトまたは減速機等を介して接続され、サーボモータ４０の回転により回転角度が制御されて回転盤３６ａ等が回転されるようになっている。また中間盤３５には、それぞれ回転盤３７を位置決め固定するための位置決めピン４１が少なくとも１箇所に設けられている。位置決めピン４１は油圧シリンダとそのシリンダロッドが先細のテーパー形状をしたピンからなる。また回転盤３７には回転盤３７が固定盤等と正対した際に前記位置決めピン４１を挿入可能な位置に位置決め用の穴が設けられている。そして前記位置決めピン４１を突出させ位置決め用の穴に挿入することにより回転盤３７が回転不能に位置固定されるようになっている。なおこの位置決ピンと位置決め用の穴の関係も、回転盤３７の熱膨張が冷却機構５２により抑制されることにより常時好ましい関係を維持できる。

次に第２の型移動機構４２である中間盤３５の型移動機構について説明する。中間盤３５と可動盤１６の間には、中間盤３５、回転盤３７、および中間金型３８，３９を移動制御するとともに中間盤３５等の位置を可動盤１６に対して固定的に保持可能な第２の型移動機構４２が備えられている。図１等の概略図では第２の型移動機構４２は省略して１基のみが記載されているが、少なくとも２基以上、更に好ましくは両側に２基づつ合計４基が配設される。第２の型移動機構４２については、可動盤１６の四隅近傍の位置に支持部が外側に向けて固定され、前記支持部にサーボモータ４３が固定され、前記サーボモータ４３の駆動軸とボールネジ４４が直接またはベルトを介して接続されている。前記サーボモータ４３は、内蔵するロータリエンコーダ４３ａにより中間盤３５の移動制御および位置検出が可能であり、またサーボモータ４３をサーボロックすることにより、回転盤３７を可動盤１６に対して固定的に位置保持できる。

またボールネジナット３３が取付けられる中間盤３５の両側にそれぞれ設けられた支持部には、それぞれボールネジナット４５が固定され、前記ボールネジナット４５には前記ボールネジ４４が挿通されている。なお第２の型移動機構４２である中間盤３５の型移動機構は、固定盤２０と中間盤３５の間に設けてもよい。

次に射出装置について説明する。可動盤１６の側方には第１の射出装置１３が設けられている。本実施形態では第１の射出装置１３は、可動盤１６の型開閉移動とともに全体が移動可能に設けられ、更に可動金型１５に対して進退移動されるようになっている。また第２の射出装置１４は、ベース上に設けられ、固定金型１９に対して進退可能となっている。

次に複合成形品用射出成形機１１の型締装置の作動方法について説明する。図１に示される型締装置１２は、可動金型１５が取付けられた可動盤１６と、中間金型３８，３９がそれぞれの面に取付けられた回転盤３７が型開完了位置にある。そして成形が完了した複合成形品が取出され、回転盤３７と中間金型３８，３９が回転された後の状態である。この状態から第１の型移動機構３０のサーボモータ３１と中間盤３５の第２の型移動機構４２のサーボモータ４３を駆動させて固定金型１９と中間金型３９、中間金型３８と可動金型１５の型閉を行う。そして第１の中間金型３８および可動金型１５と、固定金型１９および第２の中間金型３９との型閉が完了すると位置決めピン４１が抜かれるとともに、ハーフナット２８がタイバ２４の係止部２９に係合される。そして型締シリンダ２３の型締用油室２５に作動油が供給されて型締が行われる。そして型締完了確認後に、第１の射出装置１３から可動金型１５と第１の中間金型３８の間に形成された外枠部を成形するための１次キャビティに射出を行い１次成形を行う。本実施形態では１次成形は、一般的な射出成形で行われる。

次に固定金型１９と第２の中間金型３９の間に形成された主要部を成形するための２次キャビティ（一部は１次成形品によって形成される）で１次成形とは別のタイミングで２次成形を行う。複合成形品の主要部は、外枠部と比較して大面積であって板厚が薄いので２次成形では、射出圧縮成形により成形がなされる。射出圧縮成形では、第２の射出装置１４から前記２次キャビティに射出が行われると樹脂圧により２次キャビティの容積は一旦増大されるが、４個の型締シリンダ２３をサーボバルブ等により個別に制御し２次キャビティ内の溶融樹脂の圧縮成形を行う。なお１次成形、２次成形ともに、成形方法は限定されず、固定金型２１と中間金型３８，３９の間で複合成形品の主要部を１次成形により成形するようにしてもよい。

そして主要部が射出圧縮成形により２次成形され、その冷却が完了すると次に型開に移行する。その際は中間盤３５の第２の型移動機構４２のサーボモータ４３をサーボロックしておくことにより、可動盤１６と中間盤３５の間を固定的に保持し可動金型１５と第１の中間金型３８の間の１次キャビティが開かないようにして、固定金型１９に対して第２の中間金型３９を移動させて第２の中間金型３９を型開する。そして第２の中間金型３９のエジェクタ機構を作動させて複合成形品の突出が行われる。その後にサーボモータ４３のサーボロックを解除して第１の中間金型３８と可動金型１５の間を型開する。

そして可動盤１６が型開完了位置に到達すると、中間盤３５の上部梁部材３５ａに設けられた回転盤回転用のサーボモータ４０を駆動させ、回転盤３７と共に、１次成形品が残留した第１の中間金型３８と２次成形が完了し複合成形品が残留した第２の中間金型３９を１８０°回転（反転）させる。なお中間金型３８，３９の回転は、一方方向のみに回転させるものでもよく、反転させるものでもよい。

そして再び第１の型移動機構３０により可動盤１６を固定盤２０に向けて移動させるとともに、第２の型移動機構４２により可動盤１６と中間盤３５との間も型閉される方向へ移動させて再び型閉を行い、型閉完了後には型締を行って再び１次成形と２次成形が行われる。次の成形では固定金型１９と第１の中間金型３８が型閉されて１次キャビティが形成され、第２の中間金型３９と可動金型１５が型閉されて一部は１次成形品で形成された２次キャビティが形成される。

この複合成形品用射出成形機１１の作動方法において、１次成形、２次成形を共にポリカーボネートを使用した例では、溶融樹脂の温度（加熱筒前部温度）は、２４０〜３３０℃程度であり、成形金型の冷却媒体通路へ送られる冷却媒体の温度は、固定金型１９、中間金型３８，３９、および可動金型１５ともに８０〜１２０℃程度である（金型毎にまたは金型の部分毎に温度が相違する場合あり）。そして回転盤３７の冷却媒体通路５３，５４に対しては常温の冷却水が供給されており、回転盤３７の金型取付面側の両面には断熱板６１，６２が設けられている。従って中間金型３８，３９から回転盤３７への伝熱がかなりの部分防止され、回転盤自体も冷却されていることから、成形サイクルを重ねるにつれて、回転盤３７と回転軸３６ａ，３６ｂが温度上昇に伴って大幅に熱膨張し、金型間の嵌合に影響を及ぼすことはない。また回転盤３７と回転軸３６ａ，３６ｂがごく僅かに熱膨張したとしても、回転軸３６ａが中間盤３５の上部枠部材３５ａに対して位置変更可能に設けられているのでタイバ２４や図示しないベアリング等に異常な負荷がかかることはない。

なお本発明の別の実施形態としては、回転盤３７を冷却する以外に、固定盤２０や可動盤１６を回転盤３７と略同温となるように温度調整機構により加熱して熱膨張の程度を合わせるようにしてもよく、固定盤２０、回転盤３７、可動盤１６の全ての盤の温度を調整するようにしてもよい。そして成形時に前記第１の盤である固定盤２０と第２の盤である可動盤１６の組合せ（両方）、おおび回転盤３７の少なくとも一方の盤の熱膨張を調整することにより中間金型３８，３９を含めた成形金型を型合わせする際の両金型の高さや幅方向のズレ（芯ズレ）を防止するという目的を達成することができる。

また本発明の型締装置は、上記の実施形態に限定されず次のようなものでもよい。中間盤については、上方の２本のタイバに挿通される上部枠部材と下方の２本のタイバに挿通される下部枠部材が別個に設けられたものでもよい。その場合、下部枠部材に設けられたスラストベアリングまたはローラベアリングにより回転盤の回転軸が軸支されて回転盤等の自重が支えられ、上部横枠部材に設けられたラジアルベアリング側に回転盤および回転軸の熱膨張が逃がされる構造となる。そのため図１の実施例と同様に、回転盤および回転軸の熱膨張が上方のタイバに上方向の応力を与えない構造となる。

また複合成形品用射出成形機の型締装置は、ベッド上に設けられた回転プレート上に回転盤が載置されたものでもよい。前記のケースにおいては、上方のタイバが挿通される上部枠部材に、回転盤の回転軸が軸支されるようにしてもよく、回転プレート上のみに回転盤が固定されたものでもよい。更にまた型締装置の配置としては、中央に固定盤が設けられ、固定盤に上下方向に設けられた回転軸に回転盤が設けられたものでもよい。その場合は、回転盤の両側に第１の盤である可動盤と第２の盤である可動盤がそれぞれ配置される。更には前記においてそれぞれの可動盤の外側にも固定盤が設けられたものでもよい。また回転盤の金型取付面は２面に限定されず４面や６面でもよい。更には回転盤の枚数も１枚に限定されない。更にまた第１の盤等の金型取付面に取付けられる金型の個数やキャビティの数も１個に限定されない。または図１の実施形態を含めた全ての型締装置において、金型交換時に、回転プレートの上に載置される回転盤と中間金型とを固定した状態で同時に交換されるものでもよい。更には射出装置の数や配置関係についても限定されない。

そして本発明は対策を施さないと回転盤の温度が他の盤に比べて上昇しがちである次のような条件において特に有効に用いられる。少なくとも一方のキャビティで成形に用いられる樹脂材料が、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニン・サルファルドといった金型冷却用の冷却媒体の温度が８０℃以上の熱可塑性樹脂材料である場合。少なくとも一方のキャビティで成形に用いられる樹脂材料が、熱硬化性樹脂の場合。少なくとも一方の金型にホットランナを用いる場合。少なくとも一方の金型を射出前に金型を加熱媒体またはヒータにより加熱した後、射出充填後に冷却する加熱冷却システムを用いる場合。

本発明の射出成形機により成形される成形品は、樹脂成形のみならず金属成形やその他の成形材料により成形を行うものでもよい。

１１複合成形品用射出成形機
１２型締装置
１５可動金型
１６可動盤
１９固定金型
２０固定盤
２３型締シリンダ
３０第１の型移動機構
３１，４０，４３サーボモータ
３２，４４ボールネジ
３３，４５，６５，８６ボールネジナット
３５中間盤
３６回転軸
３７回転盤
３７ａ，３７ｂ金型取付面
３８第１の中間金型
３９第２の中間金型
４２第２の型移動機構
５１調整機構
５２冷却機構
５３，５４冷却媒体通路
５５供給装置
６１，６２断熱板

Claims

第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、両面に中間金型が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸を中心に回転する回転盤が設けられ、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型とが型閉されてそれぞれキャビティが形成される複合成形品用射出成形機の型締装置において、
前記第１の盤および第２の盤と比較して板厚が薄く設けられた回転盤の金型取付面側の両面には断熱板が設けられるとともに前記回転盤には盤の熱膨張を調整する冷却媒体通路が設けられ、前記中間金型の冷却を行う管路は前記冷却媒体通路とは別に設けられ、
前記第１の金型と前記第２の金型の少なくとも一方の金型にはホットランナが設けられたことを特徴とする複合成形品用射出成形機の型締装置。
第１の金型が取付けられる第１の盤と第２の金型が取付けられる第２の盤との間に、両面に中間金型が取付けられ型開閉方向と直交する方向の回転軸を中心に回転する回転盤が設けられ、前記第１の金型と中間金型、前記第２の金型と中間金型とが型閉されてそれぞれキャビティが形成される複合成形品用射出成形機の作動方法において、
前記第１の盤および第２の盤にも盤の熱膨張を調整する冷却媒体通路または温度調整機構が設けられ、
前記第１の盤および第２の盤と比較して板厚が薄く設けられた回転盤には盤の熱膨張を調整する冷却媒体通路が設けられ、前記中間金型の冷却を行う管路は回転盤に設けられた冷却媒体通路とは別に設けられ、前記第１の金型と前記第２の金型の少なくとも一方の金型にはホットランナが設けられたことを特徴とする複合成形品用射出成形機の作動方法。