JP6056886B2

JP6056886B2 - Injection molding apparatus and injection molding method

Info

Publication number: JP6056886B2
Application number: JP2015022545A
Authority: JP
Inventors: 高▲廣▼ 田中; 道尚岩本; 浩樹谷澤; 加藤　秀和; 秀和加藤
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2035-02-06
Also published as: JP2016144889A

Description

本発明は、射出成形装置及び射出成形方法に関し、特に、導電性材料を射出成形するための射出成形装置及び射出成形方法に関する。 The present invention relates to an injection molding apparatus and an injection molding method, and more particularly to an injection molding apparatus and an injection molding method for injection molding a conductive material.

従来、樹脂製の成形品は、射出成形装置によって成形される。一般に、射出成形装置は、ホッパに供給されたペレット状の熱可塑性樹脂をヒータによる加熱とスクリュの回転によるせん断熱により流動可能温度に溶融し、予め型締めされた金型のキャビティ内にスクリュを前進させて溶融樹脂を充填し、充填された溶融樹脂をスクリュの前進力により保圧し、キャビティ内で成形品を冷却した後、金型を開いて成形品を取り出すように構成されている。 Conventionally, a resin molded product is molded by an injection molding apparatus. In general, an injection molding apparatus melts pellet-shaped thermoplastic resin supplied to a hopper to a flowable temperature by heating with a heater and shearing heat due to rotation of the screw, and the screw is placed in a mold cavity that has been clamped in advance. The molten resin is advanced and filled, the filled molten resin is held by the forward force of the screw, the molded product is cooled in the cavity, and then the mold is opened to take out the molded product.

このような射出成形装置において、金型のゲート部からキャビティの末端部に向かって充填される溶融樹脂は、キャビティ内を移動しながら、金型のキャビティ形成面に触れた表面部分から冷却されることで樹脂温度が低下し、その結果、特に移動する溶融樹脂の先端部での粘度が高くなって流動性が低下する。そのため、ノズルからキャビティ内に射出される溶融樹脂の射出圧力が不足すると、成形品にウェルドマーク、フローマーク、ひけ、転写不良等の外観不具合が発生するおそれがあった。 In such an injection molding apparatus, the molten resin filled from the mold gate portion toward the end of the cavity is cooled from the surface portion that touches the cavity forming surface of the mold while moving in the cavity. As a result, the resin temperature is lowered, and as a result, the viscosity at the front end of the moving molten resin is increased and the fluidity is lowered. Therefore, if the injection pressure of the molten resin injected from the nozzle into the cavity is insufficient, there is a risk that appearance defects such as weld marks, flow marks, sink marks, and transfer defects may occur in the molded product.

近年、バンパ等の大型の樹脂製自動車部品の更なる軽量化や、液晶テレビ等の液晶ディスプレイ用のフレームの大型化及び軽量化等のニーズに応えるため、大型かつ薄肉の成形品を射出成形する技術が求められている。このような大型かつ薄肉の成形品の場合、射出圧力が不足すると、上述の外観不具合に加えて、従来の射出成形装置では、キャビティの末端部まで溶融樹脂が充填されないショートショットが発生するおそれがあった。 In recent years, large and thin molded products have been injection-molded to meet the needs of further weight reduction of large plastic automobile parts such as bumpers and larger and lighter frames for liquid crystal displays such as liquid crystal televisions. Technology is required. In the case of such a large and thin molded product, if the injection pressure is insufficient, in addition to the above-mentioned appearance defects, in the conventional injection molding apparatus, there is a possibility that a short shot in which the molten resin is not filled up to the end of the cavity may occur. there were.

これに対する改善策として、射出圧力を高めることが考えられるが、射出成形時に射出圧力の大きさに応じた型締圧力で金型を型締めしておく必要があるので、高い型締圧力を有する大型の射出成形装置と、これら射出圧力と型締圧力に耐えうる大型の金型とが必要となる。また、ゲート数を増やすことや成形品の肉厚を厚くすることも考えられるが、ウェルドマークの発生する可能性のある箇所が増える、材料コストが増加する等の新たな課題が生じる。 As an improvement measure against this, it is conceivable to increase the injection pressure, but it is necessary to clamp the mold with a mold clamping pressure corresponding to the magnitude of the injection pressure at the time of injection molding. A large injection molding apparatus and a large mold capable of withstanding these injection pressure and mold clamping pressure are required. Although it is conceivable to increase the number of gates or increase the thickness of the molded product, new problems such as an increase in the number of places where a weld mark may occur and an increase in material cost arise.

そこで、例えば特許文献１には、金型の加熱と冷却を繰り返す、所謂ヒートアンドクール成形について開示されている。これによれば、射出時に金型を加熱することで、キャビティ内に射出された溶融樹脂が間接的に加熱され、溶融樹脂の温度低下が抑制されるので、射出圧力を高めたり、ゲート数や成形品の肉厚を変更したりすることなく、その溶融樹脂の流動性の低下を抑制することができる。 Thus, for example, Patent Document 1 discloses so-called heat and cool molding in which heating and cooling of a mold are repeated. According to this, by heating the mold at the time of injection, the molten resin injected into the cavity is indirectly heated, and the temperature drop of the molten resin is suppressed. Without changing the thickness of the molded product, it is possible to suppress a decrease in fluidity of the molten resin.

また、近年、樹脂製の成形品に対して静電塗装に必要な導電性を付与するために、母材となる絶縁性樹脂に導電性フィラを混合させたり、成形品の強度向上のために、樹脂原料に炭素繊維等を混合させたりした導電性材料を射出成形するための技術が求められている。 Also, in recent years, in order to impart the necessary conductivity for electrostatic coating to resin molded products, conductive fillers can be mixed into the base insulating resin, or the strength of the molded products can be improved. There is a need for a technique for injection molding a conductive material in which carbon fiber or the like is mixed with a resin raw material.

このような技術として、例えば特許文献２には、射出成形装置のノズルにおいて、金型のキャビティへ充填する直前にその流路を流れる導電性の溶融材料に通電し、該溶融材料をジュール熱により直接に発熱させる技術が開示されている。 As such a technique, for example, in Patent Document 2, in a nozzle of an injection molding apparatus, a conductive molten material flowing through the flow path is energized immediately before filling a cavity of a mold, and the molten material is subjected to Joule heat. A technique for generating heat directly is disclosed.

特開２００８−０５５８９４号公報JP 2008-055894 A 特開２００３−３４０８９６号公報JP 2003-340896 A

しかしながら、特許文献１に開示された射出成形装置では、充填される溶融樹脂に比べて熱容量が大きな金型が加熱され、その温度が高くなっているので、その射出、保圧工程の後に金型の冷却によって成形品を冷却する時間が長くなり、その結果、射出工程から成形品の取出工程までの射出成形サイクルが長期化するおそれがある。 However, in the injection molding apparatus disclosed in Patent Document 1, a mold having a larger heat capacity than that of the molten resin to be filled is heated and its temperature is high, so that the mold is injected after the injection and pressure holding processes. Due to this cooling, the time for cooling the molded product becomes longer, and as a result, the injection molding cycle from the injection process to the removal process of the molded product may be prolonged.

また、特許文献２に開示された技術では、ノズルからキャビティ内に射出された溶融樹脂は、上述のように、キャビティ内を移動しながら金型によって冷却されるので、溶融樹脂の流動性の低下によって生じ得る成形品の外観不具合等の課題を解決することができない。 Further, in the technique disclosed in Patent Document 2, the molten resin injected into the cavity from the nozzle is cooled by the mold while moving in the cavity as described above, so that the fluidity of the molten resin is reduced. It is not possible to solve problems such as appearance defects of molded products that may be caused by the above.

これに対して、導電性材料を射出成形する場合に、成形型のキャビティ内に充填された溶融材料自体を通電加熱することが考えられる。これによれば、キャビティ内での溶融材料の流動性の低下を抑制することができるので、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制することができる。 On the other hand, when the conductive material is injection-molded, it is conceivable to heat the molten material itself filled in the cavity of the mold. According to this, since the fluidity | liquidity fall of the molten material in a cavity can be suppressed, generation | occurrence | production of the appearance defect of a molded product, etc. can be suppressed, suppressing the prolongation of an injection molding cycle etc. .

しかしながら、一般に、導電性材料を加熱溶融するとガス成分が揮発することがある。そのため、上述の溶融材料自体を通電加熱する方法でも、通電加熱時に溶融材料からガス成分が揮発するおそれがある。この揮発したガス成分が成形型のキャビティ内に充満すると、通電加熱時にキャビティ内で放電現象が生じやすくなる。この放電現象は、高熱を伴うので成形型のキャビティ形成面を部分的に溶解して損傷するおそれがある。 However, generally, when the conductive material is heated and melted, the gas component may be volatilized. Therefore, even in the above-described method in which the molten material itself is energized and heated, the gas component may be volatilized from the molten material during energization heating. When the volatilized gas component fills the cavity of the mold, a discharge phenomenon is likely to occur in the cavity during energization heating. Since this discharge phenomenon is accompanied by high heat, the cavity forming surface of the mold may be partially dissolved and damaged.

そこで、本発明は、導電性材料を射出成形する場合に、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制し、さらに、放電現象による成形型の損傷を防止することができる射出成形装置及び射出成形方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention suppresses the occurrence of defects in the appearance of the molded product while suppressing the lengthening of the injection molding cycle, etc. when the conductive material is injection-molded, and further prevents damage to the mold due to the discharge phenomenon. It is an object to provide an injection molding apparatus and an injection molding method that can be prevented.

なお、本課題は、アルミ等の金属材料を成形型内で射出成形するダイカストマシン等の射出成形装置の場合にも共通する課題である。 In addition, this subject is a subject common also in the case of injection molding apparatuses, such as a die-casting machine which injection-molds metal materials, such as aluminum, in a shaping | molding die.

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出手段を備えた射出成形装置であって、
前記成形型は、キャビティ形成面の少なくとも一部に互いに絶縁された複数の導電部と、該導電部を前記成形型の外表面に対して電気的に絶縁する第１絶縁部材と、を有すると共に、
前記導電部間に所定の電圧を印加する通電手段と、
前記通電手段によって印加される電圧を制御する通電制御手段と、を有し、
前記成形型は、真空源に接続された吸引路の吸引口が前記キャビティ形成面に開口されており、
前記通電制御手段は、前記真空源によって前記成形型内を真空引きしながら前記加熱射出手段によって射出された導電性材料が前記成形型の前記導電部に接触したときに通電加熱されるように、前記通電手段によって前記導電部間に電圧を印加する
ことを特徴とする。 First, the invention according to claim 1 of the present application is
An injection molding apparatus comprising a heating and injection means for heating and melting a conductive material to a flowable temperature and injecting it into a mold,
The mold includes a plurality of conductive parts insulated from each other at least at a part of a cavity forming surface, and a first insulating member that electrically insulates the conductive parts from the outer surface of the mold. ,
Energizing means for applying a predetermined voltage between the conductive parts;
Energization control means for controlling the voltage applied by the energization means,
In the mold, a suction port of a suction path connected to a vacuum source is opened in the cavity forming surface,
The energization control means is energized and heated when the conductive material injected by the heating injection means contacts the conductive portion of the mold while evacuating the mold by the vacuum source. A voltage is applied between the conductive portions by the energizing means.

また、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の射出成形装置において、
前記真空源による前記成形型内の真空引きを制御する真空引き制御手段を有し、
前記真空引き制御手段は、導電性材料の射出開始前から前記真空源による前記成形型内の真空引きを開始するように制御する
ことを特徴とする。 The invention according to claim 2 of the present application is the injection molding apparatus according to claim 1,
Evacuation control means for controlling evacuation in the mold by the vacuum source;
The evacuation control means controls to start evacuation of the mold by the vacuum source before the start of injection of the conductive material.

また、本願の請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の射出成形装置において、
前記導電性材料は、導電性物質を含有する樹脂材料である
ことを特徴とする。 The invention according to claim 3 of the present application is the injection molding apparatus according to claim 1 or 2,
The conductive material is a resin material containing a conductive substance.

また、本願の請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の射出成形装置において、
前記成形型は、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する一対の型から構成され、
前記導電部は、各型の前記キャビティ形成面に設けられ、
少なくとも一方の前記型合わせ面には、前記導電部間を電気的に絶縁する第２絶縁部材を有する
ことを特徴とする。 The invention according to claim 4 of the present application is the injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The mold is composed of a pair of molds having mold-matching surfaces that face each other when the mold is closed,
The conductive portion is provided on the cavity forming surface of each mold,
At least one of the mold matching surfaces has a second insulating member that electrically insulates between the conductive portions.

また、本願の請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の射出成形装置において、
前記加熱射出手段による導電性材料の加熱及び射出を制御する射出制御手段を有し、
前記通電制御手段は、前記射出制御手段から出力される制御信号が示す導電性材料の射出状態に基づいて前記通電手段を制御する
ことを特徴とする。 The invention according to claim 5 of the present application is the injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An injection control means for controlling heating and injection of the conductive material by the heating injection means;
The energization control unit controls the energization unit based on an injection state of a conductive material indicated by a control signal output from the injection control unit.

また、本願の請求項６に記載の発明は、
導電性材料を成形型内で射出成形する射出成形方法であって、
真空源によって前記成形型内を真空引きする真空引きステップと、
流動可能温度に加熱溶融させた前記導電性材料を真空引きしながら前記成形型内に射出する射出ステップと、
射出された前記導電性材料が前記成形型のキャビティ形成面の少なくとも一部に互いに絶縁して設けられた複数の導電部に接触したときに通電加熱されるように、前記導電部間に電圧を印加する通電ステップと、を有する
ことを特徴とする。 The invention according to claim 6 of the present application is
An injection molding method for injection molding a conductive material in a mold,
Evacuation step of evacuating the mold by a vacuum source;
An injection step of injecting the conductive material heated and melted to a flowable temperature into the mold while evacuating;
A voltage is applied between the conductive parts so that the injected conductive material is energized and heated when it comes into contact with a plurality of conductive parts insulated from each other on at least a part of the cavity forming surface of the mold. And an energizing step to apply.

また、本願の請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の射出成形方法において、
前記真空引きステップは、前記射出ステップの実行開始前から実行開始する
ことを特徴とする。 The invention according to claim 7 of the present application is the injection molding method according to claim 6,
The evacuation step is started before the start of the injection step.

また、本願の請求項８に記載の発明は、請求項６または請求項７に記載の射出成形方法において、
前記導電性材料は、導電性物質を含有する樹脂材料である
ことを特徴とする。 The invention according to claim 8 of the present application is the injection molding method according to claim 6 or 7,
The conductive material is a resin material containing a conductive substance.

また、本願の請求項９に記載の発明は、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の射出成形方法において、
前記通電ステップを実行するタイミングは、前記射出ステップを制御する制御信号が示す導電性材料の射出状態に基づいて制御される
ことを特徴とする。 The invention according to claim 9 of the present application is the injection molding method according to any one of claims 6 to 8,
The timing of executing the energization step is controlled based on an injection state of the conductive material indicated by a control signal for controlling the injection step.

上記の構成により、本願の請求項１に記載の発明によれば、射出された導電性材料が成形型の導電部に接触したときに通電加熱されるように、通電制御手段によって通電手段が導電部間に印加する電圧を制御するので、この電圧制御によって、キャビティ内を移動する導電性材料の温度が低下しないように導電性材料の温度を制御することができる。よって、本発明によれば、導電性材料の温度低下による流動性の低下を防ぐことができ、比較的低い射出圧力であっても、導電性材料の先端部まで射出圧力を十分に伝えることができる。 With the above configuration, according to the invention described in claim 1 of the present application, the energization control means conducts the energization means so that the energized heating material is energized and heated when it comes into contact with the conductive portion of the mold. Since the voltage applied between the parts is controlled, the temperature of the conductive material can be controlled by this voltage control so that the temperature of the conductive material moving in the cavity does not decrease. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent a decrease in fluidity due to a decrease in the temperature of the conductive material and to sufficiently transmit the injection pressure to the tip of the conductive material even at a relatively low injection pressure. it can.

その結果、射出圧力の不足に起因するショートショット等の外観不具合の発生を回避することができ、特に大型の薄肉成形品の場合には、射出成形装置及び成形型の小型化が可能である。また、成形型を加熱するのではなく、導電性材料自体を通電加熱するので、充填される導電性材料に比べて熱容量が大きな成形型の温度上昇を抑えることができる。よって、成形品の冷却時間が長くならず、射出成形サイクルの長期化を抑制することができ、成形時のランニングコストを低減することができる。さらに、流動性の向上のために成形品の肉厚を厚くする必要がないので、材料コストが増加することがない。 As a result, it is possible to avoid appearance defects such as short shots due to insufficient injection pressure. In particular, in the case of a large thin molded product, the injection molding apparatus and the mold can be downsized. Further, since the conductive material itself is energized and heated rather than heating the mold, it is possible to suppress an increase in temperature of the mold having a large heat capacity compared to the conductive material to be filled. Therefore, the cooling time of the molded product is not lengthened, the lengthening of the injection molding cycle can be suppressed, and the running cost at the time of molding can be reduced. Furthermore, since it is not necessary to increase the thickness of the molded product in order to improve fluidity, the material cost does not increase.

さらに、本発明によれば、真空源によって成形型内を真空引きしながら加熱射出手段によって導電性材料を成形型内に射出するので、射出された導電性材料からガス成分が揮発した場合にも、このガス成分は真空源によってキャビティ内から排出され、キャビティ内に充満することはない。そのため、通電加熱時に、このガス成分に起因してキャビティ内で放電現象が生じるのを抑制することができる。その結果、成形型のキャビティ形成面が部分的に溶解して損傷するのを防止することができる。 Furthermore, according to the present invention, the conductive material is injected into the mold by the heat injection means while the mold is evacuated by the vacuum source, so that the gas component is volatilized from the injected conductive material. This gas component is exhausted from the cavity by the vacuum source and does not fill the cavity. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a discharge phenomenon in the cavity due to this gas component during energization heating. As a result, it is possible to prevent the cavity forming surface of the mold from being partially melted and damaged.

したがって、本発明によれば、導電性材料を射出成形する場合に、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制し、さらに、通電加熱時の放電現象による成形型の損傷を防止することができる。 Therefore, according to the present invention, when the conductive material is injection-molded, the occurrence of defects in the appearance of the molded product is suppressed while suppressing the lengthening of the injection molding cycle, etc. It is possible to prevent the mold from being damaged by.

また、請求項２に記載の発明によれば、導電性材料の射出開始前から真空源による成形型内の真空引きを開始するので、加熱射出手段内で導電性材料から揮発して成形型内に侵入したガス成分を射出開始前からキャビティ内から排出することができる。 According to the second aspect of the present invention, since evacuation of the mold by the vacuum source is started before the injection of the conductive material is started, the conductive material is volatilized in the heating and injection means and the mold is evacuated. The gas component that has entered the gas can be discharged from the cavity before the start of injection.

また、請求項３に記載の発明によれば、導電性材料が導電性物質を含有する樹脂材料の場合、例えば、静電塗装に必要な導電性を付与するために、母材となる絶縁性材料に導電性フィラを混入させたり、成形品の強度向上のために、樹脂原料に炭素繊維等を含有させたりした場合にも、上述の請求項１に記載の発明による効果を奏することができる。 According to the invention described in claim 3, when the conductive material is a resin material containing a conductive substance, for example, in order to provide conductivity necessary for electrostatic coating, the insulating property that becomes a base material Even when a conductive filler is mixed in the material, or when carbon fiber or the like is contained in the resin raw material in order to improve the strength of the molded product, the effect of the invention described in claim 1 can be obtained. .

また、請求項４に記載の発明によれば、成形型は、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する一対の型から構成され、導電部は、各型のキャビティ形成面に設けられ、少なくとも一方の型合わせ面には、導電部間を電気的に絶縁する絶縁部材を有するので、導電部間に電圧を印加した際、導電部間を直接電流が流れることなく、導電部間にある導電性材料に確実に通電することができる。 According to the invention of claim 4, the mold is composed of a pair of molds having mold-matching surfaces that come into contact with each other when the mold is closed, and the conductive portion is provided on the cavity forming surface of each mold, One mold-matching surface has an insulating member that electrically insulates between the conductive parts. Therefore, when a voltage is applied between the conductive parts, the current between the conductive parts does not flow directly between the conductive parts. The conductive material can be reliably energized.

また、請求項５に記載の発明によれば、通電制御手段は、射出制御手段から出力される制御信号が示す導電性材料の射出状態に基づいて通電手段を制御するので、導電性材料が射出されるタイミングに合わせて通電を開始し、効率的に導電性材料を通電加熱することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the energization control unit controls the energization unit based on the injection state of the conductive material indicated by the control signal output from the injection control unit. Energization is started in accordance with the timing to be performed, and the conductive material can be efficiently energized and heated.

また、請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の射出成形装置の発明と同様の効果を奏することができる。 Further, according to the invention described in claim 6, it is possible to achieve the same effect as that of the invention of the injection molding apparatus described in claim 1.

また、請求項７に記載の発明によれば、請求項２に記載の射出成形装置の発明と同様の効果を奏することができる。 Further, according to the invention described in claim 7, it is possible to achieve the same effect as the invention of the injection molding apparatus described in claim 2.

また、請求項８に記載の発明によれば、請求項３に記載の射出成形装置の発明と同様の効果を奏することができる。 Further, according to the invention described in claim 8, it is possible to achieve the same effect as the invention of the injection molding apparatus described in claim 3.

また、請求項９に記載の発明によれば、請求項５に記載の射出成形装置の発明と同様の効果を奏することができる。 Further, according to the invention described in claim 9, it is possible to achieve the same effect as the invention of the injection molding apparatus described in claim 5.

本発明の実施形態に係る射出成形装置の全体構成の概略図である。It is the schematic of the whole structure of the injection molding apparatus which concerns on embodiment of this invention. 導電性材料の通電加熱を説明する図１の一部拡大断面図である。It is a partially expanded sectional view of FIG. 1 explaining the electrical heating of a conductive material. 射出成形サイクルを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an injection molding cycle. 射出成形装置の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of an injection molding apparatus.

以下、本発明を適用した射出成形装置の実施形態について、図１〜図４を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of an injection molding apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

図１に示すように、本実施形態の射出成形装置１は、加熱射出装置２と、該加熱射出装置２と対向して配設された型締装置３と、を有する。加熱射出装置２と型締装置３は図示しない基台フレーム上に配置されている。 As shown in FIG. 1, the injection molding apparatus 1 of the present embodiment includes a heat injection apparatus 2 and a mold clamping apparatus 3 disposed to face the heat injection apparatus 2. The heating injection device 2 and the mold clamping device 3 are arranged on a base frame (not shown).

加熱射出装置２は、射出シリンダ２１を備え、該射出シリンダ２１の上部には、成形品の原料となるペレット状の熱可塑性樹脂を射出シリンダ２１内に供給するためのホッパ２２が取り付けられており、射出シリンダ２１の周りには、熱可塑性樹脂を流動可能温度に加熱溶融するためのバンドヒータ２３が巻かれている。射出シリンダ２１内には、スクリュ２４が回転可能かつ進退可能に配設されている。 The heat injection apparatus 2 includes an injection cylinder 21, and a hopper 22 for supplying pellet-shaped thermoplastic resin, which is a raw material of a molded product, into the injection cylinder 21 is attached to the injection cylinder 21. A band heater 23 is wound around the injection cylinder 21 to heat and melt the thermoplastic resin to a flowable temperature. A screw 24 is disposed in the injection cylinder 21 so as to be rotatable and movable back and forth.

スクリュ２４の後方（図１の左方）には、スクリュ２４を前進、後退させる駆動源としての射出用シリンダ装置２５が配設されている。射出用シリンダ装置２５は、図示しない管路を介して供給された作動油によって、射出用シリンダ装置２５内の射出用ピストン２５ａが前進または後退される。 An injection cylinder device 25 as a drive source for moving the screw 24 forward and backward is disposed behind the screw 24 (left side in FIG. 1). In the injection cylinder device 25, the injection piston 25a in the injection cylinder device 25 is moved forward or backward by hydraulic oil supplied via a pipe line (not shown).

射出用ピストン２５ａには、スクリュ２４の後端が接続されており、射出用ピストン２５ａが射出用シリンダ装置２５内を前進または後退することによって、スクリュ２４が射出シリンダ２１内を前進または後退される。なお、射出用ピストン２５ａには、図示しない位置検出器が接続されており、該位置検出器によってスクリュ２４のスクリュ位置が検出される。 The rear end of the screw 24 is connected to the injection piston 25a. The screw 24 is advanced or retracted in the injection cylinder 21 by the injection piston 25a moving forward or backward in the injection cylinder device 25. . Note that a position detector (not shown) is connected to the injection piston 25a, and the screw position of the screw 24 is detected by the position detector.

また、射出用シリンダ装置２５の後方には、スクリュ２４を回転させる駆動源としての計量モータ２６が配設されている。加熱射出装置２を構成するこれら射出シリンダ２１、スクリュ２４、射出用シリンダ装置２５及び計量モータ２６は、同一軸上に配設されている。 A metering motor 26 as a drive source for rotating the screw 24 is disposed behind the injection cylinder device 25. The injection cylinder 21, the screw 24, the injection cylinder device 25, and the metering motor 26 constituting the heating injection device 2 are arranged on the same axis.

型締装置３には、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する可動金型４１及び固定金型４２からなる金型装置４が取り付けられる。型締装置３は、可動金型４１が取り付けられる可動側取付板３１と、固定金型４２が取り付けられる固定側取付板３２と、可動側取付板３１を前進、後退させる駆動源としての型締用シリンダ装置３３と、を有する。なお、固定側取付板３２と型締用シリンダ装置３３とは、図示しないタイバによって連結されており、可動側取付板３１はタイバに沿って前進または後退可能に設けられている。 The mold clamping device 3 includes a mold device 4 including a movable mold 41 and a fixed mold 42 having mold matching surfaces that come into contact with each other when the mold is closed. The mold clamping device 3 includes a movable side mounting plate 31 to which the movable mold 41 is mounted, a fixed side mounting plate 32 to which the fixed mold 42 is mounted, and a mold clamping as a drive source for moving the movable side mounting plate 31 forward and backward. Cylinder device 33. The fixed side mounting plate 32 and the mold clamping cylinder device 33 are connected by a tie bar (not shown), and the movable side mounting plate 31 is provided so as to be capable of moving forward or backward along the tie bar.

型締用シリンダ装置３３内には、直線的に移動可能な型締用ピストン３３ａが配設されている。型締用ピストン３３ａは、管路を介して型締用シリンダ装置３３内に供給される作動油によって、型締用シリンダ装置３３内を前進または後退させられる。型締用ピストン３３ａの前端（図１の左端）には、可動側取付板３１が接続されており、型締用ピストン３３ａが型締用シリンダ装置３３内を前進または後退することによって、可動側取付板３１と共に可動金型４１が前進または後退させられる。これによって、型締用ピストン３３ａを前進（図１の左方）させると、可動側取付板３１と共に可動金型４１が前進させられ、型閉及び型締が行われる。また、型締用ピストン３３ａを後退（図１の右方に移動）させると、可動側取付板３１と共に可動金型４１が後退させられ、型開が行われる。 In the mold clamping cylinder device 33, a linearly movable mold clamping piston 33a is disposed. The mold clamping piston 33a is moved forward or backward in the mold clamping cylinder device 33 by hydraulic oil supplied into the mold clamping cylinder device 33 via a pipe line. A movable side mounting plate 31 is connected to the front end (left end in FIG. 1) of the mold clamping piston 33a, and the mold clamping piston 33a moves forward or backward in the mold clamping cylinder device 33 to move the movable side mounting plate 31. The movable mold 41 is moved forward or backward together with the mounting plate 31. As a result, when the mold clamping piston 33a is moved forward (to the left in FIG. 1), the movable mold 41 is moved forward together with the movable side mounting plate 31, and the mold closing and clamping are performed. Further, when the mold clamping piston 33a is moved backward (moved to the right in FIG. 1), the movable mold 41 is moved back together with the movable side mounting plate 31, and the mold is opened.

なお、可動側取付板３１の背面（図１の右面）には、図示しないエジェクタ装置が配設されている。金型装置４が型開きした際、このエジェクタ装置を駆動することで、成形品をキャビティＣ内から押し出して取り出すことができるように構成されている。また、図１は、直動方式の型締装置３を示しているが、該型締装置３は、型締用シリンダ装置３３と可動側取付板３１の間にトグル機構を設けたトグル方式であってもよい。 An ejector device (not shown) is disposed on the back surface (the right surface in FIG. 1) of the movable mounting plate 31. When the mold apparatus 4 is opened, the ejector apparatus is driven so that the molded product can be pushed out from the cavity C and taken out. FIG. 1 shows a direct-acting type mold clamping device 3, which is a toggle method in which a toggle mechanism is provided between the mold clamping cylinder device 33 and the movable mounting plate 31. There may be.

金型装置４は、可動金型４１と固定金型４２間を閉じることにより、その内部にキャビティＣが形成されるようになっている。可動金型４１及び固定金型４２の内部には、冷却水等の冷却液を流すための流路Ｆがそれぞれ形成されている。 The mold apparatus 4 is configured such that a cavity C is formed inside by closing the space between the movable mold 41 and the fixed mold 42. In the movable mold 41 and the fixed mold 42, flow paths F for flowing a cooling liquid such as cooling water are formed.

さらに、本実施形態の射出成形装置１は、金型装置４を冷却するための冷却装置５を有する。冷却装置５は、冷却ポンプ５１を有し、該冷却ポンプ５１は、冷却液の供給配管５２と排出配管５３を介して可動金型４１及び固金金型４２にそれぞれ接続されている。各供給配管５２及び排出配管５３には、冷却液の流れを遮断するための遮断弁５４が設けられている。この冷却装置５によれば、全ての遮断弁５４を開いた状態で冷却ポンプ５１を駆動することで、可動金型４１及び固定金型４２の各流路Ｆに冷却水が環流され、可動金型４１及び固定金型４２が冷却される。なお、可動金型４１と固定金型４２を個別に冷却するために個別の冷却ポンプ５１を設けてもよい。 Furthermore, the injection molding apparatus 1 of the present embodiment has a cooling device 5 for cooling the mold device 4. The cooling device 5 includes a cooling pump 51, and the cooling pump 51 is connected to the movable mold 41 and the solid mold 42 via a coolant supply pipe 52 and a discharge pipe 53, respectively. Each supply pipe 52 and discharge pipe 53 is provided with a shutoff valve 54 for shutting off the flow of the coolant. According to this cooling device 5, by driving the cooling pump 51 with all the shutoff valves 54 open, the cooling water is circulated through the flow paths F of the movable mold 41 and the fixed mold 42, and the movable mold The mold 41 and the fixed mold 42 are cooled. An individual cooling pump 51 may be provided in order to cool the movable mold 41 and the fixed mold 42 individually.

ここまで、射出成形装置１における従来公知の構成について説明したが、次に、本発明に特徴的な射出成形装置１の構成について説明する。 So far, the conventionally known configuration of the injection molding apparatus 1 has been described. Next, the configuration of the injection molding apparatus 1 that is characteristic of the present invention will be described.

図１に示すように、本実施形態の可動金型４１及び固定金型４２は、入れ子式の構造をしている。すなわち、可動金型４１は、型外形部４３と、該型外形部４３の内部に絶縁部材４５を介して設けられた導電部４７とを有する。同様に、固定金型４２は、型外形部４４と、該型外形部４４の内部に絶縁部材４６を介して設けられた導電部４８とを有する。導電部４７、４８は、可動金型４１及び固定金型４２の各キャビティ形成面Ｃｓに設けられている。 As shown in FIG. 1, the movable mold 41 and the fixed mold 42 of the present embodiment have a nested structure. In other words, the movable mold 41 includes a mold outer portion 43 and a conductive portion 47 provided inside the mold outer portion 43 via the insulating member 45. Similarly, the fixed mold 42 includes a die outer shape portion 44 and a conductive portion 48 provided inside the die outer shape portion 44 via an insulating member 46. The conductive portions 47 and 48 are provided on each cavity forming surface Cs of the movable mold 41 and the fixed mold 42.

絶縁部材４６は、例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、石英、酸化チタン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、ポリアミドイミド等から選ばれる少なくとも１種である。絶縁部材４６は、型外形部４２、４３と導電部４７、４８間に、例えば、塗布、溶射、スプレー、転写、嵌め込み、インモールド成形、貼り合せ等の方法によって設けることができる。なお、絶縁部材４６は、金属部材の表面に例示した樹脂やセラミックスからなる絶縁層を設けたものであってもよい。また、絶縁部材４６は、所望の耐圧性能（通電装置６１による最大印加電圧）、使用温度（金型装置４の最高温度）等に基づいて選定することができる。 The insulating member 46 is made of, for example, alumina, zirconia, silicon nitride, silicon carbide, polytetrafluoroethylene (PTFE), perfluoroalkoxyalkane (PFA), polyphenylene sulfide (PPS), quartz, titanium oxide, polyether ether ketone (PEEK). ), Polyimide, polyamideimide and the like. The insulating member 46 can be provided between the mold outer portions 42 and 43 and the conductive portions 47 and 48 by a method such as coating, thermal spraying, spraying, transferring, fitting, in-mold molding, and bonding. The insulating member 46 may be provided with an insulating layer made of resin or ceramics exemplified on the surface of the metal member. Further, the insulating member 46 can be selected based on desired pressure resistance performance (maximum applied voltage by the energization device 61), operating temperature (maximum temperature of the mold device 4), and the like.

導電部４７、４８は、導電性が良い点で金属材料であることが好ましく、金属材料としては、例えば、金、銀、銅、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、チタン、ステンレスまたはこれらの合金等が挙げられる。また、導電部は、一金属からなる単層構造体であってもよく、複数の異種金属を重ねて構成された多層構造体であってもよい。 The conductive portions 47 and 48 are preferably metal materials in terms of good conductivity. Examples of the metal materials include gold, silver, copper, iron, nickel, chromium, aluminum, titanium, stainless steel, and alloys thereof. Is mentioned. In addition, the conductive portion may be a single layer structure made of one metal, or may be a multilayer structure formed by stacking a plurality of different metals.

可動金型４１の型合わせ面には、導電部４７、４８間を電気的に絶縁する絶縁部材４９が設けられている。本実施形態の場合、絶縁部材４９は、可動金型４１の型合わせ面のうち、導電部４７によって構成された部分を覆うように層状に設けられている。なお、絶縁部材４９は、可動金型４１の型合わせ面及び固定金型４２の型合わせ面４２ａの少なくともいずれか一方に設けられていればよい。 An insulating member 49 that electrically insulates between the conductive portions 47 and 48 is provided on the mold matching surface of the movable mold 41. In the case of the present embodiment, the insulating member 49 is provided in a layered manner so as to cover the portion formed by the conductive portion 47 in the mold matching surface of the movable mold 41. The insulating member 49 only needs to be provided on at least one of the mold mating surface of the movable mold 41 and the mold mating surface 42 a of the fixed mold 42.

また、射出成形装置１は、金型装置４の導電部４７、４８間に電圧を印加するための通電装置６１を備えている。本実施形態の場合、通電装置６１は、定電圧を印加可能な直流電源である。なお、通電装置６１は、交流電源であってもよい。 Further, the injection molding apparatus 1 includes an energization device 61 for applying a voltage between the conductive portions 47 and 48 of the mold device 4. In the case of the present embodiment, the energization device 61 is a DC power source capable of applying a constant voltage. The energization device 61 may be an AC power source.

加熱射出装置２には、射出シリンダ２１内でバンドヒータ２３によって溶融された導電性材料Ｐの電気抵抗値を検知するための抵抗センサ６２が設けられている。抵抗センサ６２から出力されるセンサ信号は、後述する通電制御部１４０に入力されるように構成されている。 The heating injection device 2 is provided with a resistance sensor 62 for detecting the electric resistance value of the conductive material P melted by the band heater 23 in the injection cylinder 21. The sensor signal output from the resistance sensor 62 is configured to be input to an energization control unit 140 described later.

金型装置４の導電部４７、４８には、導電部４７、４８間の電気抵抗値を検知するための型内抵抗値センサ６３が接続されている。本実施形態では、型内抵抗値センサ６３として、キャビティＣ内に導電性材料Ｐが充填される前の状態で、金型装置４の導電部４８から導電部４７に絶縁層２９を介して流れる漏洩電流を検出できる電流センサが設けられている。 An in-mold resistance value sensor 63 for detecting an electric resistance value between the conductive portions 47 and 48 is connected to the conductive portions 47 and 48 of the mold apparatus 4. In this embodiment, the in-mold resistance sensor 63 flows from the conductive portion 48 of the mold apparatus 4 to the conductive portion 47 through the insulating layer 29 in a state before the cavity C is filled with the conductive material P. A current sensor capable of detecting the leakage current is provided.

さらに、本実施形態の射出成形装置１は、金型装置４のキャビティＣの内部の気体を真空引きするための真空ポンプ６４を有する。真空ポンプ６４は、吸引路６５を介して金型装置４に接続されている。より具体的には、図２（ａ）に示すように、吸引路６５の吸引口６５ａが可動金型４１のキャビティ形成面Ｃｓに開口されている。吸引路６５には、その内部の気体の流れを遮断するための遮断弁６６が設けられている。この真空ポンプ６４によれば、遮断弁６６を開いた状態で真空ポンプ６４を駆動することで、金型装置４のキャビティＣの内部の気体が真空引きされる。真空ポンプ６４として、例えば、ロータリ式、スクリュ式、ベーン式、ピストン式等の真空ポンプを用いることができる。 Furthermore, the injection molding apparatus 1 of the present embodiment has a vacuum pump 64 for evacuating the gas inside the cavity C of the mold apparatus 4. The vacuum pump 64 is connected to the mold apparatus 4 via the suction path 65. More specifically, as shown in FIG. 2A, the suction port 65 a of the suction path 65 is opened on the cavity forming surface Cs of the movable mold 41. The suction path 65 is provided with a shutoff valve 66 for shutting off the gas flow inside. According to this vacuum pump 64, the gas inside the cavity C of the mold apparatus 4 is evacuated by driving the vacuum pump 64 with the shut-off valve 66 open. As the vacuum pump 64, for example, a rotary pump, a screw type, a vane type, a piston type or the like can be used.

ここで、吸引口６５ａは、可動金型４１及び固定金型４２の少なくとも一方のキャビティ形成面Ｃｓに開口していればよい。この際、吸引口６５ａは、キャビティＣの形状やゲート位置等を考慮して、射出された導電性材料Ｐから揮発したガス成分をキャビティＣ内から効率よく排出することができる位置に必要な個数設けるのが望ましい。例えば、図２（ａ）に示すように、揮発したガス成分が溜まりやすい部位、すなわち金型装置４内に射出された導電性材料Ｐが移動して最後に充填されるキャビティＣの末端部のキャビティ形成面Ｃｓに吸引口６５ａを設けてもよい。また、図２（ｂ）に示すように、放電現象が生じやすい部位、すなわち導電部４７、４８間の空間距離が狭くなる部分のキャビティ形成面Ｃｓに吸引口６５ａを設けてもよい。 Here, the suction port 65a only needs to open to at least one cavity forming surface Cs of the movable mold 41 and the fixed mold 42. At this time, the number of the suction ports 65a necessary for the position where the gas component volatilized from the injected conductive material P can be efficiently discharged from the cavity C in consideration of the shape of the cavity C, the gate position, and the like. It is desirable to provide it. For example, as shown in FIG. 2 (a), the portion where the volatilized gas component easily accumulates, that is, the end of the cavity C where the conductive material P injected into the mold apparatus 4 moves and is finally filled. A suction port 65a may be provided on the cavity forming surface Cs. In addition, as shown in FIG. 2B, a suction port 65a may be provided in a cavity forming surface Cs in a portion where a discharge phenomenon is likely to occur, that is, in a portion where the spatial distance between the conductive portions 47 and 48 is narrow.

制御ユニット１００は、加熱射出装置２のバンドヒータ２３、射出用シリンダ装置２５及び計量モータ２６を制御する加熱射出制御部１１０と、型締装置３の型締用シリンダ装置３３を制御する型締制御部１２０と、冷却装置５の冷却ポンプ５１及び各遮断弁５４を制御する冷却制御部１３０と、通電装置６１の通電装置６１を制御する通電制御部１４０と、真空ポンプ６４及び遮断弁６６を制御する真空引き制御部１５０と、を有する。本実施形態では、通電制御部１４０は、通電装置６１が出力する所定の電圧をオン／オフ制御するものであるが、通電装置６１が出力する電圧値を制御可能なものであってもよい。また、真空引き制御部１５０は、遮断弁６６を開閉制御すると共に、真空ポンプ６４の運転をオン／オフ制御するものであるが、真空ポンプ６４を駆動するモータの回転速度を制御可能なものであってもよい。 The control unit 100 is a mold clamping control that controls the band heater 23 of the heating injection device 2, the heating cylinder device 25 and the heating motor control unit 110 that controls the metering motor 26, and the mold clamping cylinder device 33 of the mold clamping device 3. Unit 120, cooling control unit 130 that controls cooling pump 51 and each shutoff valve 54 of cooling device 5, energization control unit 140 that controls energization device 61 of energization device 61, vacuum pump 64 and shutoff valve 66 And a vacuum evacuation control unit 150. In the present embodiment, the energization control unit 140 performs on / off control of a predetermined voltage output by the energization device 61, but may be capable of controlling a voltage value output by the energization device 61. The evacuation control unit 150 controls opening / closing of the shutoff valve 66 and on / off control of the operation of the vacuum pump 64, but can control the rotation speed of the motor that drives the vacuum pump 64. There may be.

ここで、射出成形の原料となる導電性材料Ｐは、絶縁性の熱可塑性樹脂の母材に導電性充填剤を所望の特性に応じて混合したものである。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリスルフェンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ＡＢＳ、ＡＳＡ及びポリカーボネイト等から選ばれる少なくとも１種である。導電性充填剤は、例えば、金属繊維、金属粉末、金属フレーク等の金属系導電剤や、例えば、炭素繊維、炭素複合繊維、カーボンブラック、黒鉛等の炭素系導電剤等から選ばれる少なくとも１種である。なお、導電性材料Ｐは、金属材料自体であってもよい。金属材料は、例えば、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の非鉄金属とその合金から選ばれる少なくとも１種である。 Here, the conductive material P used as a raw material for injection molding is obtained by mixing a conductive filler with a base material of an insulating thermoplastic resin according to desired characteristics. The thermoplastic resin is at least one selected from, for example, polypropylene, polyamide, polysulfene sulfide, polyimide, polyether ketone, polyether ether ketone, ABS, ASA, and polycarbonate. The conductive filler is at least one selected from metal-based conductive agents such as metal fibers, metal powders, and metal flakes, and carbon-based conductive agents such as carbon fibers, carbon composite fibers, carbon black, and graphite. It is. The conductive material P may be a metal material itself. The metal material is at least one selected from, for example, non-ferrous metals such as zinc, aluminum, and magnesium and alloys thereof.

次に、導電性材料Ｐの通電加熱の原理について、図２（ａ）を参照しながら説明する。なお、図２等において、符号ＰＬは、金型装置４における可動金型４１と固定金型４２の型合わせ面同士が対接したパーティングラインを示している。 Next, the principle of energization heating of the conductive material P will be described with reference to FIG. In FIG. 2 and the like, the symbol PL indicates a parting line in which the mold mating surfaces of the movable mold 41 and the fixed mold 42 in the mold apparatus 4 are in contact with each other.

図２（ａ）に示すように、射出シリンダ２１の先端のノズルから金型装置４のスプールＳを介してキャビティＣ内に射出充填された導電性材料Ｐは、キャビティＣ内をその末端部に向かって（図２（ａ）で上方に）移動しながら、金型のキャビティ形成面Ｃｓに触れた表面部分から冷却される。しかし、導電部４８が導電部４７よりも高電位となるように導電部４７、４８間に電圧が印加されると、この導電性材料Ｐには、キャビティＣの厚み方向において導電部４８側から導電部４７側（図２（ａ）の右方、波形の矢印を参照）に向かって電流が流れる。この通電によって導電性材料Ｐは、自らの有する電気抵抗によってジュール熱を発生し、すなわち通電加熱される。そのため、導電性材料Ｐは、その樹脂温度を保ちながら、移動する導電性材料Ｐの先端部での高粘度化による流動性の低下が抑制された状態で、キャビティＣの末端部まで充填される。 As shown in FIG. 2A, the conductive material P injected and filled into the cavity C from the nozzle at the tip of the injection cylinder 21 through the spool S of the mold apparatus 4 has the inside of the cavity C at its end. While moving toward the upper side (upward in FIG. 2A), cooling is performed from the surface portion that touches the cavity forming surface Cs of the mold. However, when a voltage is applied between the conductive portions 47 and 48 so that the conductive portion 48 is at a higher potential than the conductive portion 47, the conductive material P is applied to the conductive material P from the conductive portion 48 side in the thickness direction of the cavity C. Current flows toward the conductive portion 47 side (see the waveform arrow on the right side of FIG. 2A). By this energization, the conductive material P generates Joule heat due to its own electrical resistance, that is, energized and heated. Therefore, the conductive material P is filled up to the end of the cavity C in a state in which a decrease in fluidity due to the increase in viscosity at the tip of the moving conductive material P is suppressed while maintaining the resin temperature. .

このとき、導電部４７、４８は、型合わせ面では絶縁部材４９によって互いに絶縁されているので、導電部４８から導電部４７に直接電流が流れることはない。 At this time, since the conductive portions 47 and 48 are insulated from each other by the insulating member 49 on the mold matching surface, no current flows directly from the conductive portion 48 to the conductive portion 47.

次に、制御ユニット１００によって制御される射出成形装置１の制御動作の流れについて、図３のフローチャートと、その間のスクリュ位置、射出圧力、通電ＯＮ／ＯＦＦ、冷却ポンプ５１のＯＮ／ＯＦＦ、真空ポンプ６４のＯＮ／ＯＦＦの変化を示す図４のタイムチャートと、を参照しながら説明する。 Next, regarding the flow of the control operation of the injection molding apparatus 1 controlled by the control unit 100, the flow chart of FIG. 3 and the screw position, injection pressure, energization ON / OFF, cooling pump 51 ON / OFF, vacuum pump therebetween. This will be described with reference to the time chart of FIG. 4 showing the 64 ON / OFF changes.

まず、時刻ｔ０において、型締制御部１２０から出力された型締信号に基づいて型締用シリンダ装置３３を駆動させて可動金型４１を固定金型４２に向かって移動させ、金型装置４を型閉し、さらに所定の型締圧力で型締する（ステップＳ１）。このときの型締圧力は、射出時に金型装置４が開かない程度の高い圧力に設定されている。また、型締信号に基づいて冷却制御部１３０は、冷却ポンプ５１の駆動を停止する（ＯＮからＯＦＦに切り替える）。さらに、真空ポンプ６４は運転停止（ＯＦＦ）している。 First, at time t 0, the mold clamping cylinder device 33 is driven based on the mold clamping signal output from the mold clamping control unit 120 to move the movable mold 41 toward the fixed mold 42, and the mold device 4. The mold is closed, and the mold is clamped with a predetermined mold clamping pressure (step S1). The mold clamping pressure at this time is set to a high pressure that does not open the mold apparatus 4 during injection. Further, based on the mold clamping signal, the cooling control unit 130 stops driving the cooling pump 51 (switches from ON to OFF). Further, the vacuum pump 64 is stopped (OFF).

次に、型締制御部１２０からの出力信号に基づいて、金型装置４の型締が完了したか否かを判定する（ステップＳ２）。 Next, based on the output signal from the mold clamping control unit 120, it is determined whether or not the mold clamping of the mold apparatus 4 has been completed (step S2).

ステップＳ２においてＹＥＳ（型締完了）と判定した時刻ｔ１において、真空引き制御部１５０は、真空ポンプ６４の運転を開始（ＯＮ）し、金型装置４の真空引きを開始し、内蔵されたタイマによって真空引き経過時間のカウントを開始する（ステップＳ３）。 At time t1 when it is determined as YES (clamping completion) in step S2, the vacuuming control unit 150 starts (ON) the vacuum pump 64, starts vacuuming the mold apparatus 4, and has a built-in timer. To start counting the evacuation elapsed time (step S3).

次に、加熱射出制御部１１０から加熱射出装置２に対して出力される充填開始信号がＯＮか否かを判定する（ステップＳ４）。 Next, it is determined whether or not the filling start signal output from the heating / injecting control unit 110 to the heating / injecting apparatus 2 is ON (step S4).

ステップＳ４においてＹＥＳ（充填開始信号がＯＮ）と判定した時刻ｔ２において、加熱射出制御部１１０は、予め設定した射出速度によって加熱射出装置２の射出用シリンダ装置２５によってスクリュ２４を前進（図の右方へ移動）させ、射出シリンダ２１の先端のノズルから金型装置４のスプールＳを介してキャビティＣ内へ溶融した導電性材料Ｐを射出充填し始める（ステップＳ５）。 At time t2 when YES is determined in step S4 (filling start signal is ON), the heating / injection control unit 110 moves the screw 24 forward by the injection cylinder device 25 of the heating / injecting device 2 at a preset injection speed (right in the drawing) The molten conductive material P is injected and filled from the nozzle at the tip of the injection cylinder 21 into the cavity C through the spool S of the mold apparatus 4 (step S5).

次に、通電制御部１４０は、通電装置６１に通電を開始（ＯＮ）させる（ステップＳ６）。 Next, the energization control unit 140 causes the energization device 61 to start energization (ON) (step S6).

このとき、通電制御部１４０は、キャビティＣ内を移動する導電性材料Ｐの温度が低下して流動性が低下しないように、通電装置６１によって導電部４７、４８間に印加される電圧を制御する。本実施形態では、通電装置６１によって導電部４７、４８間に予め設定された定電圧が印加される。 At this time, the energization control unit 140 controls the voltage applied between the conductive units 47 and 48 by the energization device 61 so that the temperature of the conductive material P moving in the cavity C does not decrease and the fluidity does not decrease. To do. In the present embodiment, a preset constant voltage is applied between the conductive portions 47 and 48 by the energization device 61.

次に、ステップＳ３で金型装置４の真空引きを開始してからの真空引き経過時間が所定の設定時間を超過したか否かを判定する（ステップＳ７）。 Next, it is determined whether or not the evacuation elapsed time since the evacuation of the mold apparatus 4 is started in step S3 exceeds a predetermined set time (step S7).

ステップＳ７においてＹＥＳ（真空引き経過時間が設定時間を超過）と判定されると、真空引き制御部１５０は、真空ポンプ６４の運転を停止（ＯＦＦ）し、金型装置４の真空引きを終了する（ステップＳ８）。なお、本実施形態の場合、この設定時間は、充填が完了する直前に真空引きを終了するように設定されている。 If it is determined YES in step S7 (the evacuation elapsed time exceeds the set time), the evacuation control unit 150 stops (OFF) the operation of the vacuum pump 64 and ends the evacuation of the mold apparatus 4. (Step S8). In the case of the present embodiment, this set time is set so that the evacuation is terminated immediately before the filling is completed.

次に、加熱射出制御部１１０から加熱充填装置２に対して出力される保圧信号がＯＮか否かを判定する（ステップＳ９）。 Next, it is determined whether or not the holding pressure signal output from the heating injection controller 110 to the heating and filling device 2 is ON (step S9).

ステップＳ９においてＹＥＳ（保圧信号がＯＮ）と判定されると、通電装置６１の通電を終了（ＯＦＦ）する（ステップＳ１０）。 If it is determined as YES (the pressure holding signal is ON) in step S9, the energization of the energization device 61 is ended (OFF) (step S10).

次に、スクリュ２４がキャビティＣ内に導電性材料Ｐが完全充填されるスクリュ位置Ａ１まで前進した時刻ｔ３において、加熱射出制御部１１０は保圧信号を出力し、該保圧信号に基づいて加熱射出装置２が制御され、金型装置４に充填した導電性材料Ｐに対して、予め設定した保圧時間が経過するまで射出充填時の最大圧力Ｐ１よりも低圧である保圧力Ｐ２が付与される（ステップＳ１１）。 Next, at time t3 when the screw 24 moves forward to the screw position A1 where the conductive material P is completely filled in the cavity C, the heating / injection control unit 110 outputs a pressure holding signal, and heating is performed based on the pressure holding signal. The injection device 2 is controlled, and the holding pressure P2 that is lower than the maximum pressure P1 at the time of injection filling is applied to the conductive material P filled in the mold device 4 until a preset holding time elapses. (Step S11).

次に、保圧時間が経過し、スクリュ２４のスクリュ位置がＡ２まで前進した時刻ｔ４において、予め設定した冷却時間だけ成形品を冷却させる。同時に、加熱射出装置２では、次のショットのために、バンドヒータ２３によって導電性材料Ｐを流動可能温度に加熱溶融すると共に、計量モータ２６によってスクリュ２４を回転させ、所定の位置まで後退させる。このとき、ホッパ２２から供給された原料は、射出シリンダ２１内において加熱溶融させられ、スクリュ２４の後退に伴ってスクリュ２４の前方に貯留される（ステップＳ１２）。 Next, at time t4 when the pressure holding time has elapsed and the screw position of the screw 24 has advanced to A2, the molded product is cooled for a preset cooling time. At the same time, in the heating and injection apparatus 2, for the next shot, the conductive material P is heated and melted to a flowable temperature by the band heater 23, and the screw 24 is rotated by the metering motor 26 and retracted to a predetermined position. At this time, the raw material supplied from the hopper 22 is heated and melted in the injection cylinder 21 and stored in front of the screw 24 as the screw 24 moves backward (step S12).

次に、冷却時間が経過した時刻ｔ５において、型締制御部１２０によって型締装置３を制御し、型締用シリンダ装置３３の型締用ピストン３３ａを後退させて金型装置４の型開きを行う（ステップＳ１３）。 Next, at time t5 when the cooling time has elapsed, the mold clamping control unit 120 controls the mold clamping device 3, and the mold clamping piston 33a of the mold clamping cylinder device 33 is retracted to open the mold device 4. It performs (step S13).

次に、エジェクタ装置によって金型装置４のキャビティＣ内から成形品を突き出して取り出す（ステップＳ１４）。 Next, the molded product is ejected from the cavity C of the mold device 4 by the ejector device (step S14).

最後に、予め計画された成形が終了したか否かを判定し、終了したと判定すれば、当該射出成形サイクルを終了する（ステップＳ１５）。 Finally, it is determined whether or not the planned molding has been completed. If it is determined that the molding has been completed, the injection molding cycle is terminated (step S15).

以上により、金型装置４内を真空引きしながら導電性材料Ｐを金型装置４に充填できるように、真空引き制御部１５０は真空ポンプ６４を制御することができる。 As described above, the evacuation control unit 150 can control the vacuum pump 64 so that the conductive material P can be filled in the mold apparatus 4 while evacuating the mold apparatus 4.

以上のように、本実施形態によれば、射出された導電性材料Ｐが金型装置４の導電部４７、４８に接触したときに通電加熱されるように、通電制御部１４０によって通電装置６１が導電部４７、４８間に印加する電圧を制御するので、この電圧制御によって、キャビティＣ内を移動する導電性材料Ｐの温度が低下しないように制御することができる。よって、本発明によれば、導電性材料Ｐの温度低下による流動性の低下を防ぐことができ、この導電性材料Ｐの先端部まで射出圧力を十分に伝えることができる。 As described above, according to the present embodiment, the energization control unit 140 energizes and heats the energization device 61 so that the injected conductive material P is energized and heated when it contacts the conductive portions 47 and 48 of the mold device 4. Controls the voltage applied between the conductive portions 47 and 48, and therefore, by this voltage control, the temperature of the conductive material P moving in the cavity C can be controlled so as not to decrease. Therefore, according to the present invention, a decrease in fluidity due to a temperature decrease of the conductive material P can be prevented, and the injection pressure can be sufficiently transmitted to the tip of the conductive material P.

その結果、比較的低い射出圧力で溶融した導電性材料ＰをキャビティＣ内に充填することができるので、射出圧力の不足に起因するショートショット等の外観不具合の発生を回避することができ、特に大型の薄肉成形品の場合には、射出成形装置１及び金型装置４の小型化が可能である。また、導電性材料Ｐ自体を通電加熱するので、金型装置４の冷却時間が長くならず、よって、射出成形サイクルを短縮することができ、成形時のランニングコストを低減することができる。さらに、流動性の向上のために成形品の肉厚を厚くする必要がないので、材料コストが増加することがない。 As a result, since the conductive material P melted at a relatively low injection pressure can be filled in the cavity C, it is possible to avoid occurrence of appearance defects such as short shots due to insufficient injection pressure. In the case of a large thin molded product, the injection molding apparatus 1 and the mold apparatus 4 can be downsized. In addition, since the conductive material P itself is energized and heated, the cooling time of the mold apparatus 4 is not lengthened. Therefore, the injection molding cycle can be shortened, and the running cost at the time of molding can be reduced. Furthermore, since it is not necessary to increase the thickness of the molded product in order to improve fluidity, the material cost does not increase.

さらに、本実施形態によれば、真空ポンプ６４によって金型装置４内を真空引きしながら加熱射出装置２によって導電性材料Ｐを金型装置４内に射出するので、射出された導電性材料Ｐからガス成分が揮発した場合にも、このガス成分は真空ポンプ６４によってキャビティＣ内から排出され、キャビティＣ内に充満することはない。そのため、通電加熱時に、このガス成分に起因してキャビティＣ内で高熱を伴う放電現象が生じるのを抑制することができる。その結果、金型装置４のキャビティ形成面Ｃｓが部分的に溶解して損傷するのを防止することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, since the conductive material P is injected into the mold apparatus 4 by the heating and injection apparatus 2 while the mold apparatus 4 is evacuated by the vacuum pump 64, the injected conductive material P is injected. When the gas component is volatilized from the gas, the gas component is discharged from the cavity C by the vacuum pump 64 and does not fill the cavity C. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a discharge phenomenon accompanied by high heat in the cavity C due to this gas component during energization heating. As a result, it is possible to prevent the cavity forming surface Cs of the mold apparatus 4 from being partially melted and damaged.

したがって、本実施形態によれば、導電性材料Ｐを射出成形する場合に、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制し、さらに、通電加熱時の放電現象による金型装置４の損傷を防止することができる。 Therefore, according to the present embodiment, when the conductive material P is injection-molded, the occurrence of defects in the appearance of the molded product is suppressed while suppressing the lengthening of the injection molding cycle and the like. Damage to the mold apparatus 4 due to a discharge phenomenon can be prevented.

また、本実施形態によれば、導電性材料Ｐの射出開始前から真空ポンプ６４による金型装置４内の真空引きを開始するので、射出シリンダ２１内で導電性材料Ｐから揮発して金型装置４内に侵入したガス成分を射出開始前からキャビティＣ内から排出することができる。よって、より確実にキャビティＣ内で放電現象が生じるのを抑制することができる。 Further, according to the present embodiment, since the evacuation of the mold apparatus 4 by the vacuum pump 64 is started before the start of the injection of the conductive material P, the mold is volatilized from the conductive material P in the injection cylinder 21. The gas component that has entered the apparatus 4 can be discharged from the cavity C before the start of injection. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of the discharge phenomenon in the cavity C more reliably.

また、本実施形態によれば、導電性材料Ｐが導電性物質を含有する樹脂材料の場合、例えば、静電塗装に必要な導電性を付与するために、母材となる絶縁性材料に導電性フィラを混合させたり、成形品の強度向上のために、樹脂原料に炭素繊維等を混合させたりした場合にも適用でき、上述の効果を奏することができる。 Further, according to the present embodiment, when the conductive material P is a resin material containing a conductive material, for example, in order to impart conductivity necessary for electrostatic coating, the conductive material P is electrically conductive to the insulating material as a base material. This can also be applied to the case where carbon fiber or the like is mixed with a resin raw material in order to improve the strength of the molded product, and the above-described effects can be achieved.

また、本実施形態によれば、金型装置４は、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する可動金型４１及び固定金型４２から構成され、導電部４７、４８は、各金型４１、４２のキャビティ形成面Ｃｓに設けられ、少なくとも一方の型合わせ面には、導電部４７、４８間を電気的に絶縁する絶縁部材４９を有するので、導電部４７、４８間に電圧を印加した際、導電部４７、４８間を直接電流が流れることなく、導電部４７、４８間にある導電性材料Ｐに確実に通電することができる。 In addition, according to the present embodiment, the mold apparatus 4 includes the movable mold 41 and the fixed mold 42 that have mold-matching surfaces that come into contact with each other when the mold is closed. , 42 is provided on the cavity forming surface Cs, and at least one die-matching surface has an insulating member 49 that electrically insulates between the conductive portions 47, 48, so that a voltage is applied between the conductive portions 47, 48. At this time, it is possible to reliably energize the conductive material P between the conductive portions 47 and 48 without causing a current to flow directly between the conductive portions 47 and 48.

また、本実施形態によれば、通電制御部１４０は、加熱射出制御部１１０から出力される制御信号が示す導電性材料Ｐの射出状態に基づいて通電装置６１を制御するので、導電性材料Ｐが射出されるタイミングに合わせて通電を開始し、効率的に導電性材料Ｐを通電加熱することができる。 Moreover, according to this embodiment, since the electricity supply control part 140 controls the electricity supply apparatus 61 based on the injection | emission state of the conductive material P which the control signal output from the heating injection control part 110 shows, the electroconductive material P Energization can be started in accordance with the timing at which is injected, and the conductive material P can be efficiently energized and heated.

なお、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。 The present invention is not limited to the illustrated embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、本実施形態では、導電性材料として樹脂材料を射出成形するものであるが、これに限るものではなく、少なくとも加熱時に導電性のある溶融材料であればよく、例えば、アルミ等の金属材料を射出成形するダイカストマシンであってもよい。 For example, in the present embodiment, a resin material is injection-molded as a conductive material, but is not limited to this, and may be a molten material that is conductive at least during heating. For example, a metal material such as aluminum It may be a die casting machine for injection molding.

また、本実施形態では、導電部４７、４８間に電圧が印加する際、導電部４８が導電部４７よりも高電位となるようにしたが、これに限るものではなく、導電部４８が導電部４７よりも低電位となるようにしてもよい。 In this embodiment, when a voltage is applied between the conductive portions 47 and 48, the conductive portion 48 has a higher potential than the conductive portion 47. However, the present invention is not limited to this, and the conductive portion 48 is conductive. The potential may be lower than that of the unit 47.

また、本実施形態では、加熱射出装置２及び型締装置３は、駆動源として油圧アクチュエータを用いたが、これに限るものではなく、電動アクチュエータを用いてもよい。 In the present embodiment, the heat injection device 2 and the mold clamping device 3 use a hydraulic actuator as a drive source. However, the present invention is not limited to this, and an electric actuator may be used.

また、本実施形態では、冷却ポンプ５１によって冷却液を環流させることで金型装置４を冷却するものであるが、これに限るものではなく、特に冷却手段を設けずに金型装置４を自然放熱させる、もしくは、例えばペルチェ素子等の冷却手段を用いて金型装置４を積極的に冷却するものであってもよい。 Further, in the present embodiment, the mold apparatus 4 is cooled by circulating the coolant with the cooling pump 51. However, the present invention is not limited to this, and the mold apparatus 4 is naturally not provided with a cooling means. The mold apparatus 4 may be cooled by radiating heat or using a cooling means such as a Peltier element.

さらに、本実施形態では、真空源として真空ポンプ６４を用いたが、これに限るものではなく、真空エジェクタを用いてもよい。 Furthermore, in this embodiment, the vacuum pump 64 is used as the vacuum source, but the present invention is not limited to this, and a vacuum ejector may be used.

以上のように、本発明によれば、導電性材料を射出成形する場合に、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制し、さらに、通電加熱時の放電現象による成形型の損傷を防止することができるので、射出成形装置、または該射出成形装置を各種部品の製造に用いる自動車や液晶ディスプレイ等の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。 As described above, according to the present invention, when the conductive material is injection-molded, the occurrence of defects in the appearance of the molded product is suppressed while suppressing the lengthening of the injection molding cycle, etc. Can prevent the mold from being damaged due to the discharge phenomenon, and thus may be suitably used in the field of manufacturing technology such as an injection molding apparatus or an automobile or a liquid crystal display using the injection molding apparatus for manufacturing various parts. is there.

１射出成形装置
２加熱射出装置（加熱射出手段）
４金型装置（成形型）
４５、４６第１絶縁部材
４７、４８導電部
６１通電装置（通電手段）
６４真空ポンプ（真空源）
６５吸引路
６５ａ吸引口
１１０加熱射出制御部（射出制御手段）
１４０通電制御部（通電制御手段）
１５０真空引き制御部（真空引き制御手段）
Ｃキャビティ
Ｃｓキャビティ形成面
Ｐ導電性材料 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection molding apparatus 2 Heating injection apparatus (heating injection means)
4 Mold device (molding tool)
45, 46 First insulating member 47, 48 Conducting part 61 Energizing device (energizing means)
64 Vacuum pump (vacuum source)
65 Suction Path 65a Suction Port 110 Heating Injection Control Unit (Injection Control Unit)
140 Energization control unit (energization control means)
150 Vacuuming control part (evacuation control means)
C Cavity Cs Cavity forming surface P Conductive material

Claims

An injection molding apparatus comprising a heating and injection means for heating and melting a conductive material to a flowable temperature and injecting it into a mold,
The mold includes a plurality of conductive parts insulated from each other at least at a part of a cavity forming surface, and a first insulating member that electrically insulates the conductive parts from the outer surface of the mold. ,
Energizing means for applying a predetermined voltage between the conductive parts;
Energization control means for controlling the voltage applied by the energization means,
In the mold, a suction port of a suction path connected to a vacuum source is opened in the cavity forming surface,
The energization control means is energized and heated when the conductive material injected by the heating injection means contacts the conductive portion of the mold while evacuating the mold by the vacuum source. An injection molding apparatus, wherein a voltage is applied between the conductive portions by the energizing means.

Evacuation control means for controlling evacuation in the mold by the vacuum source;
2. The injection molding apparatus according to claim 1, wherein the evacuation control unit performs control so as to start evacuation of the mold by the vacuum source before the start of injection of the conductive material.

The injection molding apparatus according to claim 1, wherein the conductive material is a resin material containing a conductive substance.

The mold is composed of a pair of molds having mold-matching surfaces that face each other when the mold is closed,
The conductive portion is provided on the cavity forming surface of each mold,
The injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the mold matching surfaces includes a second insulating member that electrically insulates the conductive portions.

An injection control means for controlling heating and injection of the conductive material by the heating injection means;
The energization control unit controls the energization unit based on an injection state of the conductive material indicated by a control signal output from the injection control unit. The injection molding apparatus described in 1.

An injection molding method for injection molding a conductive material in a mold,
Evacuation step of evacuating the mold by a vacuum source;
An injection step of injecting the conductive material heated and melted to a flowable temperature into the mold while evacuating;
A voltage is applied between the conductive parts so that the injected conductive material is energized and heated when it comes into contact with a plurality of conductive parts insulated from each other on at least a part of the cavity forming surface of the mold. And an energizing step for applying the injection molding method.

The injection molding method according to claim 6, wherein the evacuation step is started before the start of the injection step.

The injection molding method according to claim 6 or 7, wherein the conductive material is a resin material containing a conductive substance.

9. The timing according to claim 6, wherein the timing of executing the energization step is controlled based on an injection state of a conductive material indicated by a control signal for controlling the injection step. Injection molding method.