JP6517592B2

JP6517592B2 - 射出成形機

Info

Publication number: JP6517592B2
Application number: JP2015112155A
Authority: JP
Inventors: 岡崎　雅則; 雅則岡崎
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2035-06-02
Also published as: JP2016221899A; WO2016194786A1; CN107683197A

Description

本発明は、金型を開閉して成形体を成形する射出成形機に関し、特に型開閉される金型の平行度を良好に保つことが可能な射出成形機に関する。

従来から用いられている一般的な射出成形機においては、加熱シリンダ内に原料である粒状の熱可塑性樹脂を送り、加熱シリンダ内に設けられた進退可能なスクリューにより樹脂を溶融しながらスクリュー先端のノズル側に送り出し、スクリューの先端側に設けられたノズルから金型のキャビティに溶融樹脂を射出させ、キャビティ内で溶融樹脂を冷却させ固化させた後、金型を開き、突出しピンなどにより金型に張り付いている成形物を金型から外すことにより、成形体が成形されている。

このようなプラスチックなどの成形体を成形する射出成形機においては、その構成を大別すると概ね、型締ユニット及び射出ユニットから構成されている。型締ユニットにおいては、一般的に固定金型と可動金型が備えられ、複数の連結アームからなるトグルリンク機構などの型締を可能とする可動手段によって、固定金型に対し可動金型を進退させ型閉（型締）又は型開を行う。

ところで、変形、歪、バリ等のない高品質な成形体を製造するためには、相互に型締される固定金型と可動金型との平行度を保った状態で型締することが望まれており、こうした技術関連するものとして、特許文献１には、プラテンと金型との間にアダプタプレートを設け、アダプタプレートを複数の領域に分割し、分割された領域ごとの温度を測定して、領域ごとに温度調節を行うことで、成形中に型内平行度の調節を、高精度に行うことが記載されている。

特開２０１４−１６２０６０号公報

特許文献１の射出成形機の型締装置に関する技術は、プラテンと金型との間に設けたアダプタプレートの温度調節を行い、当該アダプタプレートの熱膨張の差を利用して、金型の平行度を調整しようというものであると考えられるが、成形体を製造する射出成形機の稼動中には、射出ユニットの射出ノズルが、固定ダイプレートに装着された固定金型にノズルタッチされた状態で行われることから、それにより、射出ノズルの装着された高温となり得る加熱シリンダが、固定金型の装着された固定ダイプレートの近傍に配置されることになるため、当該固定ダイプレートは加熱シリンダの熱の影響を大きくうけてしまい、固定ダイプレートの上下に温度差が生じてしまう。具体的には、固定ダイプレートは、加熱シリンダから上がってくる高熱により、加熱シリンダの下方より加熱シリンダの上方側に位置する部分が高温となってしまうため、固定ダイプレートに生ずる上下の熱膨張差により、可動金型に対して、固定ダイプレートに装着された固定金型の平行度を均一に保つことが困難となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、成形体を成形する際に、高温となり得る、射出ノズル及び該射出ノズルの装着された加熱シリンダが、固定ダイプレートの近傍に配設される射出成形機において、成形中に可動金型に対する固定金型の平行度を高精度に確保し、成形される成形体の品質向上を図ることが可能な射出成形機を提供することを目的とする。

本射出成形機に係る発明は、
可動金型と型開閉される固定金型が装着される固定ダイプレートと、
前記固定金型にノズルタッチされる射出ノズルと、
該射出ノズルの装着される加熱シリンダと、を備え、
成形体を成形する際、高温となり得る前記射出ノズル及び前記加熱シリンダが前記固定金型の装着される前記固定ダイプレートの近傍に配設される射出成形機であって、
前記固定金型の装着される前記固定ダイプレートに、前記射出ノズル及び前記加熱シリンダよりも上方に位置して温度調整をする温度調整手段を設け、
前記成形体を成形する際、前記固定金型に前記射出ノズルをノズルタッチさせたときに、前記射出ノズル及び前記加熱シリンダの挿入される射出ノズル挿入孔を、横方向に開口して前記固定ダイプレートに形成し、
前記射出ノズル及び前記加熱シリンダよりも上方に位置する前記温度調整手段として、前記射出ノズル挿入孔の上部内壁面に断熱材を設けたことを特徴とする。

本射出成形機に係る発明は、
前記射出ノズル及び前記加熱シリンダよりも上方に位置する前記温度調整手段として、前記断熱材と前記射出ノズル及び前記加熱シリンダとの間にある気体を外部に排出する放熱ファンを設けたことを特徴とする。

本射出成形機の発明によれば、成形体の成形中、仮に、射出ノズル及び加熱シリンダの高熱が固定ダイプレートに伝達されると、当該固定ダイプレートは、射出ノズル及び加熱シリンダの下方に位置する部分よりも、射出ノズル及び加熱シリンダの上方に位置する部分が高温となろうとするのだが、上方に伝わろうとする熱を阻止する断熱材や、下方の温度と同じになるよう上方の温度を低下させたりする放熱ファン等の温度調整手段、或いは、上方の温度と同じになるように下方の温度を上昇させたりする加熱装置等の温度調整手段を設けたから、固定ダイプレートの上下の温度差が大きくならないよう調整することができる。よって、当該固定ダイプレートの上下の膨張差を抑制することが可能となり、可動金型に対する固定金型の平行度を高精度に確保することができ、ひいては、成形される成形体の品質向上を図ることができる。

さらに、成形中に、射出ノズル及び加熱シリンダが、横方向に開口して形成された固定ダイプレートの射出ノズル挿入孔に挿入されているとき、射出ノズル及び加熱シリンダよりも上方に位置する温度調整手段として、射出ノズル挿入孔の上部内壁面に断熱材を設けていることから、当該断熱材により、射出ノズル及び加熱シリンダよりも上方に位置する固定ダイプレートの部分の温度が上昇することを抑制し、固定ダイプレートの上下の温度差が大きくならないよう抑制することができる。よって、当該固定ダイプレートの上下の膨張差を抑制することが可能となり、可動金型に対する固定金型の平行度を高精度に確保することができる。

実施例１の射出成形機の要部を示す構成図である。実施例１の射出成形機の固定ダイプレートを示す構成図である。変形例の射出成形機の固定ダイプレートを示す構成図である。実施例２の射出成形機の要部を示す構成図である。実施例３の射出成形機の要部を示す構成図である。実施例４の射出成形機の要部を示す構成図である。

以下、本発明を実施するための実施例を図１〜図６により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施例において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

本発明の射出成形機は、大別すると、固定ダイプレート１に装着された固定金型２に対し可動ダイプレート３に装着された可動金型４を型開閉する型締ユニットと、型閉された金型のキャビティへ溶融樹脂を射出する射出ユニット５とから構成される。

固定ダイプレート１と固定金型２との間には、固定金型２の熱が固定ダイプレート１に伝達されるのを阻止する断熱型板６が設けられており、固定金型２は、断熱型板６を介して固定ダイプレート１に一体に設けられている。

射出ユニット５には、筒型で内部で熱可塑性樹脂を高温に加熱溶融する加熱シリンダ７、加熱シリンダ７の先端に設けられ当該加熱シリンダ７から熱が伝わり高温となり得る射出ノズル８、加熱シリンダ７内に設けられ当該加熱シリンダ７内に供給された熱可塑性樹脂を混練するスクリュー、加熱シリンダ７を片持ち状に保持する加熱シリンダ取付ブラケット９、加熱シリンダ取付ブラケット９の下方に配設され、加熱シリンダ取付ブラケット９を進退自在に支持するユニットベース１０、射出ユニットを進退させる駆動機構１１等が構成されている。

また、固定金型２、断熱型板６、及び固定ダイプレート１には、射出ノズル挿入孔１２が形成されている。これら固定金型２、断熱型板６、及び固定ダイプレート１に形成された射出ノズル挿入孔１２は横方向（水平方向）に連通しており、射出ユニット５に設けられた射出ノズル８は、駆動機構１１により射出ユニット５が固定金型側へ前進されることで固定金型２にノズルタッチされる。なお、成形体の成形のため、射出ノズル８の先端が固定ダイプレート１にノズルタッチされた状態においては、図１に示すように、固定金型２及び断熱型板６に形成した射出ノズル挿入孔１２には、射出ノズル８が挿入され、また、固定ダイプレート１に形成した射出ノズル挿入孔１２には、射出ノズル８及び加熱シリンダ７の先端側が挿入される。

固定ダイプレート１に形成した射出ノズル挿入孔１２には、その上部内壁面に、温度調整手段として断熱材１３が貼着して設けられている。該断熱材１３は、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも上方に設けられており、これにより、固定ダイプレート１の上方（より詳しくは、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも上方に位置する固定ダイプレート１の部分）の温度と、固定ダイプレート１の下方（より詳しくは、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも下方に位置する固定ダイプレート１の部分）の温度との温度差が大きくならないよう抑制する。

以上のような本実施例１の射出成形機によれば、成形体の成形中、仮に、射出ノズル８及び加熱シリンダ７の高熱が固定ダイプレート１に伝達されると、当該固定ダイプレート１は、射出ノズル８及び加熱シリンダ７の下方に位置する部分よりも、射出ノズル８及び加熱シリンダ７の上方に位置する部分が高温となろうとするのだが、本実施例１においては、成形体の成形中、固定ダイプレート１の上方に伝わろうとする熱を阻止する温度調整手段を設けたから、固定ダイプレート１の上下の温度差が大きくならないよう調整することができる。よって、当該固定ダイプレート１の上下の膨張差を抑制することが可能となり、可動金型４に対する固定金型２の平行度を高精度に確保することができ、ひいては、成形される成形体の品質向上を図ることができる。

さらに、成形中に、固定金型２に対しての射出ノズル８のノズルタッチのため、射出ノズル８及び加熱シリンダ７が、横方向に開口して形成された固定ダイプレート１の射出ノズル挿入孔１２に挿入されているとき、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも上方に位置する温度調整手段として、射出ノズル挿入孔１２の上部内壁面に断熱材１３を設けていることから、当該断熱材１３により、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも上方に位置する固定ダイプレート１の部分の温度が上昇することを抑制し、固定ダイプレート１の上下の温度差が大きくならないよう抑制することができる。よって、当該固定ダイプレート１の上下の膨張差を抑制することが可能となり、可動金型４に対する固定金型２の平行度を高精度に確保することができる。

以上、本実施例１を詳述したが、本発明は、前記実施例１に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。本実施例１では、成形体の成形中、固定ダイプレート１の上方に伝わろうとする熱を阻止する断熱材１３を温度調整手段として設けることで、固定ダイプレート１の上下の温度差が大きくならないよう均一になるよう調整することについて説明したが、固定ダイプレート１の上下の温度が均一になるよう調整するに際しては断熱材１３を設けるに限らず、例えば、図３に示すように、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも下方に位置するようにして、温度調整手段として、加熱流体を循環する加熱用ヒートパイプ１４等の加熱装置を設け、当該加熱装置で射出ノズル８及び加熱シリンダ７の下方を加熱することで、固定ダイプレート１の上下の温度が均一になるよう調整するようにしてもよい。なお、その場合には、図３に示すように、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも上方に位置する固定ダイプレート１の部分の温度を検出するセンサー１５を設け、当該センサー１５で検出された温度と同じになるよう、加熱用ヒートパイプ１４内で循環される加熱流体の温度を調整し、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも下方に位置する固定ダイプレート１の部分の温度調整をすればよい。

図４は実施例２を示したものであり、当該実施例２では、実施例１の断熱材１３に代えて放熱ファン１６を適用したものであり、それ以外は実施例１と同じ構造を有しているので、同一箇所には同一符号を付し、その詳細な説明については省略するものとし、相違点について以下に説明する。

図４に示すように、温度調整手段としての放熱ファン１６は、固定ダイプレート１の射出ノズル挿通孔１２の近傍であって、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも上方に位置して固定ダイプレート１に設けられている。これにより、成形体の成形中に放熱ファン１６を駆動すると、射出ノズル挿通孔１２内にある気体を外部に排出することから、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも上方に位置する固定ダイプレート１の部分の温度の高温化を抑制することができ、実施例１と同様に、成形中に、固定ダイプレート１の上方と下方との温度差が大きくならないよう抑制することができる。

図５は実施例３を示したものであり、当該実施例３では、実施例１の断熱材１３と実施例２の放熱ファン１６とを備えたものであり、それ以外は実施例１、２と同じ構造を有しているので、同一箇所には同一符号を付し、その詳細な説明については省略して以下に説明する。

実施例３によれば、温度調整手段として、断熱材１３と放熱ファン１６を備えることから、これらによる相乗効果が相俟って、成形中に、固定ダイプレート１の上方と下方との温度差が大きくならないよう効果的に抑制することができる。

図６は実施例４を示したものであり、当該実施例４では、実施例１の断熱材１３に代えて、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも低温な冷却流体を循環する冷却用ヒートパイプ１７を適用したものであり、それ以外は実施例１と同じ構造を有しているので、同一箇所には同一符号を付し、その詳細な説明については省略するものとし、相違点について以下に説明する。

図６に示すように、実施例４の温度調整手段としての冷却用ヒートパイプ１７は、略Ｌ字型をなし、その水平部１７ａは射出ノズル挿通孔１２の上部内壁面に這わせるようにして配設され、水平部１７ａの一端から上方に延出された垂直部１７ｂは、射出ノズル８及び加熱シリンダ７よりも上方の固定ダイプレート１の部分に這わせるようにして配設され、射出ノズル挿通孔１２の外部に露出8されている。このように構成した場合には、冷却用ヒートパイプ１７内で循環される冷却流体として、冷却水等のクーラント液を採用することで、固定ダイプレート１の上方と下方との温度差が大きくならないよう抑制することができる。

１固定ダイプレート
２固定金型
３可動ダイプレート
４可動金型
５射出ユニット
６断熱型板
７加熱シリンダ
８射出ノズル
９加熱シリンダ取付ブラケット
１０ユニットベース
１１駆動機構
１２射出ノズル挿入孔
１３断熱材（温度調整手段）
１４加熱用ヒートパイプ（温度調整手段）
１５センサー
１６放熱ファン（温度調整手段）
１７冷却用ヒートパイプ（温度調整手段）
１７ａ水平部
１７ｂ垂直部

Claims

可動金型と型開閉される固定金型が装着される固定ダイプレートと、
前記固定金型にノズルタッチされる射出ノズルと、
該射出ノズルの装着される加熱シリンダと、を備え、
成形体を成形する際、高温となり得る前記射出ノズル及び前記加熱シリンダが前記固定金型の装着される前記固定ダイプレートの近傍に配設される射出成形機であって、
前記固定金型の装着される前記固定ダイプレートに、前記射出ノズル及び前記加熱シリンダよりも上方に位置して温度調整をする温度調整手段を設け、
前記成形体を成形する際、前記固定金型に前記射出ノズルをノズルタッチさせたときに、前記射出ノズル及び前記加熱シリンダの挿入される射出ノズル挿入孔を、横方向に開口して前記固定ダイプレートに形成し、
前記射出ノズル及び前記加熱シリンダよりも上方に位置する前記温度調整手段として、前記射出ノズル挿入孔の上部内壁面に断熱材を設けたことを特徴とする射出成形機。
前記射出ノズル及び前記加熱シリンダよりも上方に位置する前記温度調整手段として、前記断熱材と前記射出ノズル及び前記加熱シリンダとの間にある気体を外部に排出する放熱ファンを設けたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。