JP6963139B1 - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】金型装置の型締状態から型開状態への移行の際に、金型装置の金型を円滑に開くことができる射出成形機を提供する。【解決手段】この発明の射出成形機１は、成形材料を射出して成形するものであって、金型装置１０１を型締状態と型開状態との間で稼働させる型締装置３１と、金型装置１０１が有する金型１２４を開閉する液圧式の金型開閉装置６２と、型締装置３１及び金型開閉装置６２の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、金型装置１０１の型締状態から型開状態への移行に際し、型締装置３１による金型装置１０１の型締終了指令よりも前に、金型開閉装置６２による前記金型１２４の型開開始指令を出すというものである。【選択図】図６

Description

この発明は、成形材料を射出して成形する射出成形機における金型の開閉動作の制御技術に関するものである。

射出成形機で成形品を製造するに際しては、金型装置が有する金型を閉じて金型内で成形材料を成形し、その後、金型を開き、成形材料の当該成形により得られた成形品を金型から取り出すことが行われる。このような金型の開閉動作を実現するため、射出成形機には、金型装置の金型を開閉する金型開閉装置が設けられる。

金型開閉装置には、ある程度小型にして大きな駆動力を得ることができる油圧シリンダその他の液圧式アクチュエータが採用され得る。この種の液圧式の金型開閉装置は、作動油等の作動流体の供給又は排出によって内圧が増減する型開側液圧室及び型閉側液圧室を有することがある。この場合、それらの各液圧室への作動流体の供給及び排出を制御し、型開側液圧室の内圧を増大させることにより金型が開く方向に移動し、また、型閉側液圧室の内圧を増大させることにより金型が閉じる方向に移動する。

金型開閉装置により駆動される金型の一例としては、特許文献１に記載されているような射出吹込成形機に取り付けられる金型装置が有する吹込み成形用金型の割型等がある。

特開２０１８−１７１９０４号公報

ところで、金型装置の金型内で成形材料を成形する間は、金型内での成形材料の加圧によって金型が開くことがないように、射出成形機に設けた型締装置により金型装置を型締状態に維持する。そして、成形材料の成形が終わると、型締装置による金型装置への型締力の作用を終了させ、金型装置を型締状態から型開状態へ移行させて金型開閉装置で金型を開く。これにより、金型から成形品が取り出される。

ここで、金型装置の型締状態から型開状態への移行の際に、上述したような液圧式の金型開閉装置で金型を開こうとすれば、型締状態のときから保持されていた型閉側液圧室の内圧が依然としてある程度高いことに起因して、金型の開く動作に遅れが生じることがある。

この発明は、このような問題を解決することを課題とするものであり、その目的は、金型装置の型締状態から型開状態への移行の際に、金型装置の金型を円滑に開くことができる射出成形機を提供することにある。

上述した課題を解決することのできる一の射出成形機は、成形材料を射出して成形するものであって、金型装置を型締状態と型開状態との間で稼働させる型締装置と、金型装置が有する金型を開閉する液圧式の金型開閉装置と、型締装置及び金型開閉装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、金型装置の型締状態から型開状態への移行に際し、型締装置による金型装置の型締終了指令よりも前に、金型開閉装置による前記金型の型開開始指令を出すというものである。

上記の射出成形機によれば、金型装置の型締状態から型開状態への移行の際に、金型装置の金型を円滑に開くことができる。

この発明の一の実施形態の射出成形機を示す断面図である。 図１の金型装置の型開状態を示す側面図及び、そのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１の金型装置の型締状態を示す側面図及び、そのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図２（ｂ）の金型装置の型開状態及び図３（ｂ）の金型装置の型締状態のそれぞれにおける吹込み成形用金型の割型及び、割型開閉機構を示す拡大断面図である。 図１の射出成形機が備える制御装置等を示すブロック図である。 図１の射出成形機を用いて行うことができる金型の開閉動作の制御の一例を示すフロー図である。 図４の割型開閉機構に設けることができる液圧閉回路の一例を、割型が開いた状態で示す、吹込み成形用金型の割型及び割型開閉機構の一部の断面図ならびに、液圧閉回路の回路図である。 図７の吹込み成形用金型の割型及び割型開閉機構を、割型が閉じた状態で示す同様の断面図及び回路図である。

以下に図面を参照しつつ、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
この発明の一の実施形態の射出成形機１は、図１に例示するように、概して、成形材料を溶融させて金型装置１０１内に向けて射出する射出装置２１と、射出装置２１を金型装置１０１に対して前進・後退変位させる移動装置２６と、固定プラテン３２ａ、可動プラテン３２ｂ及び中間金型保持部材３２ｃを有し、金型装置１０１を型締状態と型開状態との間で稼働させる型締装置３１とを備える。

図示の射出成形機１は、射出吹込成形機とも称され得るものであり、インジェクションブロー成形に用いられる。この射出成形機１に使用する金型装置１０１は、射出成形用金型１１１、吹込み成形用金型１２１及び中間金型１３１を有するものであり、それらのうち、射出成形用金型１１１は型締装置３１の固定プラテン３２ａ側に、また吹込み成形用金型１２１は型締装置３１の可動プラテン３２ｂ側にそれぞれ取り付けられる。また、中間金型１３１は、型締装置３１の固定プラテン３２ａと可動プラテン３２ｂとの間に位置する枠状等の中間金型保持部材３２ｃに保持される。具体的には、中間金型保持部材３２ｃには回転軸部４１が設けられており、この回転軸部４１に、中間金型１３１がその成形面の向きを射出成形用金型１１１側又は吹込み成形用金型１２１側に切り替えることができるように回転可能に保持されている。

金型装置１０１はより詳細には、図２（ｂ）に示すように、射出成形用金型１１１の、中間金型１３１と対向する成形面に、射出側凹型部１１２が設けられている。また、吹込み成形用金型１２１は、中間金型１３１と対向する成形面に、図３（ｂ）に示すように、吹込み側凹型部１２２が設けられている。そしてまた、中間金型１３１には、射出成形用金型１１１と対向する成形面及び、吹込み成形用金型１２１と対向する成形面の両面のそれぞれに、型締状態で射出側凹型部１１２内または吹込み側凹型部１２２内に配置される凸型部１３２が設けられる。なお、金型装置１０１は、製造しようとする成形品２１１の形状等に応じて適宜、射出成形機１に取り付けられ、また交換され得るものであり、射出成形機１の一部とはみなさない。

図３に示す型締状態では、型締装置３１による金型装置１０１への所要の型締力の作用の下、射出側凹型部１１２と凸型部１３２との間に射出成形キャビティが区画され、そこに成形材料が射出されるとともに加圧注入されてプリフォーム２０１が成形される。射出成形キャビティでプリフォーム２０１が成形された後、金型装置１０１が、図２に示すように型開状態になり、凸型部１３２はプリフォーム２０１を保持しつつ、回転軸部４１による中間金型１３１の回転とともに反転し、吹込み成形用金型１２１と対向する。そして再度、金型装置１０１が、図３に示すように型締状態になると、吹込み側凹型部１２２と、プリフォーム２０１を保持した凸型部１３２との間に、吹込み成形キャビティが区画される。吹込み成形キャビティでは、プリフォーム２０１は、その内側から空気等の気体その他の流体が吹き込まれて膨張して吹込み成形キャビティの内面に加圧され、成形品２１１になる。金型装置１０１の型締状態で、射出側凹型部１１２又は吹込み側凹型部１２２と、射出成形用金型１１１側及び吹込み成形用金型１２１側の成形面のそれぞれに設けられた凸型部１３２とで区画される射出成形キャビティ及び吹込み成形キャビティでは、このような射出成形及び吹込み成形が同時進行で行われる。

（金型開閉制御）
図示の金型装置１０１では、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、吹込み成形用金型１２１が、たとえば水平面内にて型締装置３１による金型装置１０１の型締方向（図２、３の左右方向）と直交する方向（図２（ｂ）及び図３（ｂ）の上下方向、金型幅方向）に開閉する対をなす割型１２４を有するものである。かかる割型１２４を開閉するため、射出成形機１の型締装置３１は、たとえば可動プラテン３２ｂ等に取り付けられた油圧式その他の液圧式の割型開閉機構６２を有するものとしている。また、型締装置３１には、固定プラテン３２ａ又は可動プラテン３２ｂに対して中間金型保持部材３２ｃを動かす液圧式の中間金型移動機構６１を設けることがある。ここでは、金型開閉装置を割型開閉機構６２とした例について詳細に説明するが、この発明でいう金型開閉装置は、中間金型移動機構６１や、図示は省略するが、射出吹込成形機とは異なる他の射出成形機が備える金型開閉装置とすることもできる。

液圧式の割型開閉機構６２は、この実施形態では、図４に拡大断面図で示すように、シリンダ６４と、一端部側がシリンダ６４の内部に配置されるとともに、他端部側がシリンダ６４から外部に突出して割型１２４に接続されたピストンロッド６５とを有するものである。そして、シリンダ６４の内部は、ピストンロッド６５の一端部により区画され、それぞれ作動流体が供給され又は排出される型開側液圧室６４ａと型閉側液圧室６４ｂに区画されている。

型閉側液圧室６４ｂからの作動流体の排出とともに型開側液圧室６４ａに作動流体を供給して、型開側液圧室６４ａの内圧が増大すると、図４（ａ）に示すように、ピストンロッド６５がシリンダ６４内に引き込まれ、対をなす割型１２４を互いに離隔する向きに動かせて開くことができる。一方、型開側液圧室６４ａからの作動流体の排出及び、型閉側液圧室６４ｂへの作動流体の供給によって、型閉側液圧室６４ｂの内圧が増大する。これにより、図４（ｂ）に示すように、シリンダ６４内からピストンロッド６５が押し出されるので、対をなす割型１２４が互いに接近する向きに動いて割型１２４を閉じることができる。

なお仮に、この例のように、吹込み成形用金型１２１が複数対の割型１２４を有する場合、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、対をなす割型１２４のうち、金型幅方向の一方側（図２（ｂ）及び図３（ｂ）の下方側）に位置する片側割型部分１２４ａどうし及び、他方側（図２（ｂ）及び図３（ｂ）の上方側）に位置する片側割型部分１２４ｂどうしをそれぞれ、割型連結部材６３ａ、６３ｂで連結しておくことにより、複数個の一方側の片側割型部分１２４ａ及び複数個の他方側の片側割型部分１２４ｂのそれぞれをともに、各割型開閉機構６２で開閉させることができる。

ところで、金型装置１０１の型締状態では、型閉側液圧室６４ｂに作動流体が充満しており、型閉側液圧室６４ｂの内圧が増大したままで保持され、図４（ｂ）に示すように、割型１２４が閉じられている。そして、金型装置１０１がこの型締状態から型開状態へ移行するとき、型締装置３１による金型装置１０１への型締力の作用が終了した後に、割型開閉機構６２で割型１２４を開くべく型閉側液圧室６４ｂの内圧を減少させるとともに型開側液圧室６４ａの内圧を増大させると、型閉側液圧室６４ｂの内圧が十分に減少するまで若干の時間を要することに起因して、ピストンロッド６５がシリンダ６４内に円滑に引き込まれず、割型１２４を開く動作に遅れが生じ得る。特にこの例のように、吹込み成形用金型１２１が複数対の割型１２４を有する場合は、互いに異なる割型開閉機構６２によってそれぞれ駆動される一方側の片側割型部分１２４ａと他方側の片側割型部分１２４ｂとの間で、割型１２４の開く動作をもたらす動きにばらつきが生じ、当該動作が安定しないことがある。

これに対し、この実施形態の射出成形機１が備える制御装置は、金型装置１０１の型締状態から型開状態への移行に際し、型締装置３１による金型装置１０１の型締終了指令よりも前に、割型開閉機構６２による割型１２４の型開開始指令を出す。型開開始指令により、作動流体の充満で保持されていた型閉側液圧室６４ｂの内圧が解放される。その後の型締終了指令では、型締装置３１が金型装置１０１に作用させていた型締力が作用しなくなる。より詳細には、制御装置は、金型装置１０１を型締状態から型開状態に移行させる際に、作動流体の充満で保持されている型閉側液圧室６４ｂの内圧を、型締装置３１による金型装置１０１への型締力の作用の終了前に解放するように、割型開閉機構６２を制御する。

このことによれば、型締終了指令によって型締装置３１による金型装置１０１への型締力の作用の終了したときには、その前に出された型開開始指令で既に型閉側液圧室６４ｂの内圧の解放が始まっている。そのため、型開側液圧室６４ａの内圧の増大によりピストンロッド６５がシリンダ６４内に迅速に引き込まれ、割型１２４を円滑に開くことができる。なお、このように型閉側液圧室６４ｂの内圧を解放しても、金型装置１０１には型締装置３１による型締力が作用しているので、金型装置１０１の型開状態前における、割型１２４の意図しない開きは抑制される。

また、複数対の割型１２４がある場合、全ての割型開閉機構６２を上記のように制御したときは、各割型１２４がともに円滑に開くので、一方側の片側割型部分１２４ａと他方側の片側割型部分１２４ｂとの動きのばらつきを有効に低減することができる。

なお、この射出成形機１は、上記の制御装置として、図５に示すように、金型開閉装置としての割型開閉機構６２や、射出成形機１における型締装置３１の型締モータ３５その他の各種の駆動機構、射出成形機１に設けた各種のセンサーに接続された制御装置を備えることができる。制御装置は、金型開閉装置及び型締装置３１の動作の制御だけに用いる専用のものとしてもよいが、多くの場合、制御装置は、金型開閉装置の動作の制御のみならず、射出成形機１全体の動作の制御に用いられる。また、射出成形機１は、金型開閉装置の動作を制御する制御装置及び、型締装置３１の動作を制御する制御装置を含む複数の制御装置を備えるものであってもよい。この場合、金型開閉装置用の制御装置と型締装置３１用の制御装置とを連動させて、ここで述べる制御を実行することができる。この実施形態では、制御装置は、操作者が所定の情報を入力する入力装置、操作者に種々の情報を視覚的に伝える表示装置、及び、情報ないしデータを記憶する記憶装置にも接続されている。上述した割型１２４の開閉動作の制御は、記憶装置に記憶されたプログラム及び／又は入力装置からの操作者の入力情報等に基づいて実行され得る。

型締力の作用の終了前における型閉側液圧室６４ｂの内圧の解放は、割型１２４内での成形材料の加圧後で成形品の冷却の間に行うことが好ましい。このことを詳説すると、次のとおりである。

インジェクションブロー成形等の成形材料の成形では、金型装置１０１は、図６にフロー図で示すように、型閉状態、型締状態、型開状態の順序で状態が移り変わり、この一連の状態移行が繰り返される。なお、図６中の「金型」は、ここでいう割型１２４に相当するが、このフローは、先にも述べたように、割型１２４以外の金型の開閉にも適用可能である。なおここでは、プリフォーム２０１のことを成形材料ということもある。

なお型開状態のとき、射出成形キャビティで成形されて中間金型１３１の凸型部１３２に保持されているプリフォーム２０１が、回転軸部４１による中間金型１３１の回転で、吹込み成形用金型１２１の割型１２４と対向する。
そして、型閉状態では、制御装置は、割型開閉機構６２について、作動流体の排出により型開側液圧室６４ａの内圧を減少させるとともに、型閉側液圧室６４ｂの内圧を増大させ、割型１２４が閉じるように制御する。それとともに、型締装置３１の後述する中間金型移動機構６１及びプラテン移動機構３３がそれぞれ、中間金型保持部材３２ｃ及び可動プラテン３２ｂを固定プラテン３２ａに向けて接近させる。これにより、金型装置１０１は型閉状態となり、プリフォーム２０１（成形材料）が中間金型１３１の凸型部１３２とともに、吹込み側凹型部１２２内に配置される。

その後の型締状態では、型締装置３１により金型装置１０１に所要の型締力を作用させ、その型締力の作用下で、プリフォーム２０１から成形品２１１を成形する。この際に、割型開閉機構６２の型閉側液圧室６４ｂでは、型閉状態のときに増大させた内圧が保持される。ここでは、プリフォーム２０１は、その内側への流体の供給によって膨張して吹込み成形キャビティの内面に加圧されて、成形品２１１になり、その後に成形品２１１は割型１２４内で冷やされる。

型閉側液圧室６４ｂの内圧の解放は、図６に示すように、型締装置３１による金型装置１０１への型締力の作用の終了前に行うところ、より具体的には、その内圧解放のタイミングを、上述した成形時の、プリフォーム２０１（成形材料）の加圧後であって成形品２１１の冷却の間とすることが好適である。割型１２４にそれを開く方向の比較的大きな力が作用し得るプリフォーム２０１の加圧後で、成形品２１１の冷却時であれば、型閉側液圧室６４ｂの内圧を解放しても割型１２４が閉じたままに維持されやすく、また当該内圧解放が成形品２１１に及ぼす影響は実質的に無い。

なお、型締装置３１による金型装置１０１への型締力の作用が終了した後は、型開側液圧室６４ａに作動流体を供給して、型開側液圧室６４ａを作動流体で充満させる。このとき、型閉側液圧室６４ｂは、型締力の作用の終了前から内圧を解放していたことにより、該内圧が有効に減少している。それにより、型開側液圧室６４ａの内圧は、型閉側液圧室６４ｂの内圧の影響を受けずに即座に増大し得る。割型１２４が開いて型開状態になったとき、成形品２１１を割型１２４から取り出す。

詳細な説明は省略するが、射出成形キャビティでプリフォーム２０１を成形する際に、このような金型開閉装置の制御を適用する場合は、当該プリフォーム２０１が、図６でいう成形品に相当する。

上述したような液圧式の割型開閉機構６２の液圧回路は、型閉側液圧室６４ｂの内圧の保持及び、型締力の作用の終了前における当該内圧の解放が可能であれば特に問わない。割型開閉機構６２の液圧回路は、途中で大気に開放される液圧開回路とすることもできるが、大気開放されずに型閉側液圧室６４ｂと型開側液圧室６４ａとが接続された液圧閉回路とすることが好適である。図７及び８に、割型開閉機構６２に設けることができる液圧閉回路６６の一例を示す。

図７及び８に例示する液圧閉回路６６は、型開側液圧室６４ａ及び型閉側液圧室６４ｂのそれぞれに対する作動流体の供給又は排出を行う液圧ポンプＨＰと、液圧ポンプＨＰと型開側液圧室６４ａとを連結する型開側流路６７ａと、液圧ポンプＨＰと型閉側液圧室６４ｂとを連結する型閉側流路６７ｂと、液圧ポンプＨＰを作動するＡＣサーボモータ等のサーボモータＳＭとを有する。型開側流路６７ａ及び型閉側流路６７ｂのそれぞれには、サーボモータＳＭにより作動される液圧ポンプＨＰで、型開側流路６７ａ又は型閉側流路６７ｂを介して作動流体の供給もしくは排出が行われる。

なお、この割型開閉機構６２では、型開側流路６７ａ及び型閉側流路６７ｂのそれぞれに接続されて途中の合流点Ｐｍで合流し、液圧ポンプＨＰにつながる逃がし流路６８と、逃がし流路６８の型開側流路６７ａと合流点Ｐｍとの間の部分及び型閉側流路６７ｂと合流点Ｐｍとの間の部分のそれぞれに設けられ、当該流路での設定圧力を超える圧力が作用した際に該圧力を解放するリリーフバルブ６９と、逃がし流路６８にタンク用流路７０ａで連結されたタンク７０とが設けられている。

上記の液圧閉回路６６は、型閉側流路６７ｂに、パイロットチェック弁７１を設けることが好ましい。このパイロットチェック弁７１は、通常は作動流体が液圧ポンプＨＰから型閉側液圧室６４ｂへの方向に流れ、その逆方向の流れを防止するものである。一方、型開側流路６７ａのパイロット圧が所定の圧力よりも増大すると、パイロットライン７１ａを介してパイロットチェック弁７１が開き、型閉側液圧室６４ｂから液圧ポンプへの作動流体の流れが許容される。

そして、制御装置は、型締力の作用の終了前に型閉側液圧室６４ｂの内圧を解放するに当たり、図８に矢印で示すように、型開側流路６７ａに作動流体を供給してパイロット圧を増大させる。これにより、パイロットチェック弁７１が開いて型閉側液圧室６４ｂから液圧ポンプＨＰに作動流体が流れ、型閉側液圧室６４ｂの内圧が減少する。その後、割型１２４を閉じるには、型開側流路６７ａへの作動流体の供給を継続し、型開側流路６７ａの内圧を増大させることができる。

（型締装置）
型締装置３１は、固定プラテン３２ａ、可動プラテン３２ｂ及び中間金型保持部材３２ｃを有する金型保持機構３２と、固定プラテン３２ａに対して中間金型保持部材３２ｃを動かす中間金型移動機構６１と、固定プラテン３２ａに対して可動プラテン３２ｂを動かすプラテン移動機構３３と、吹込み成形用金型１２１の割型１２４を開閉する先述の割型開閉機構６２とを有する。

金型保持機構３２は、射出装置２１及び金型装置１０１の相互間に位置する固定プラテン３２ａと、固定プラテン３２ａとの間で金型装置１０１を隔てて位置し、固定プラテン３２ａに対して接近・離隔変位が可能な可動プラテン３２ｂと、固定プラテン３２ａと可動プラテン３２ｂとの間に配置され、固定プラテン３２ａに対して接近・離隔変位が可能な中間金型保持部材３２ｃとを含む。また、型締装置３１には、固定プラテン３２ａから後述のリヤプラテン３４側に延びて固定プラテン３２ａとリヤプラテン３４とを連結する一本又は複数本のタイバー３２ｄが設けられている。可動プラテン３２ｂ及び中間金型保持部材３２ｃは、この例では、タイバー３２ｄにより固定プラテン３２ａに対する離隔・接近変位がガイドされるものとしているが、タイバー３２ｄでガイドされない場合もある。

金型保持機構３２のうち、固定プラテン３２ａは、ベースフレーム２上に固定して取り付けられる。一方、可動プラテン３２ｂ及び中間金型保持部材３２ｃはそれぞれ、ベースフレーム２上に敷設されたガイド部材３２ｅ上に配置され、互いに独立して、固定プラテン３２ａに対して離隔する方向及び接近する方向にスライドすることができる。

なお、固定プラテン３２ａに対して可動プラテン３２ｂ及び中間金型保持部材３２ｃが離隔する位置では、金型装置１０１の吹込み成形用金型１２１及び中間金型１３１が射出成形用金型１１１から開いた型開状態となる。この離隔位置から可動プラテン３２ｂ及び中間金型保持部材３２ｃのそれぞれを固定プラテン３２ａに向けて接近させることで、吹込み成形用金型１２１及び中間金型１３１が射出成形用金型１１１に対して閉じた型閉状態となるとともに、さらに可動プラテン３２ｂ及び中間金型保持部材３２ｃをそれぞれ固定プラテン３２ａにて接近させて、吹込み成形用金型１２１及び中間金型１３１が射出成形用金型１１１に対して押し付けられた型締状態となる。ここでは、金型装置１０１の射出成形用金型１１１が取り付けられる固定プラテン３２ａに接近する向きを前方側とし、固定プラテン３２ａから離隔する向きを後方側とする。型締装置３１の固定プラテン３２ａを除く多くの部分については、図１では、固定プラテン３２ａに接近する右向きが前方側になり、固定プラテン３２ａから離隔する左向きが後方側になる。

図示の中間金型保持部材３２ｃは、正面視で矩形等の枠状を有し、水平面に平行な平面内で前後方向に直交する金型幅方向（図２（ｂ）及び図３（ｂ）では上下方向）に延びる回転軸部４１が回転可能に設けられている。回転軸部４１は、中間金型１３１が取り付けられ、これを保持する。この例では、回転軸部４１の軸方向を水平方向と平行な方向にしているが、回転軸部の軸方向はこれに限らず、たとえば鉛直方向と平行な方向等とすることも可能である。竪型の射出吹込成形機としてもよい。

また、中間金型保持部材３２ｃには、回転軸部４１を回転駆動し、それとともに中間金型１３１を回転させる中間金型回転機構が設けられる。この中間金型回転機構は、図示は省略するが、中間金型保持部材３２ｃに設けたモータ等とすることができる。なお、中間金型１３１と中間金型保持部材３２ｃとの間で、回転軸部４１の周囲にはスプリットリング等の筒状部材４２が設けられている。

固定プラテン３２ａに対して中間金型保持部材３２ｃを動かす中間金型移動機構６１は、たとえば、図２及び３に示すように、固定プラテン３２ａ及び中間金型保持部材３２ｃのそれぞれに取り付けられて、モータにより駆動される液圧ポンプで作動する液圧シリンダ６１ａ及びピストンロッド６１ｂ等で構成することができる。この例では、金型幅方向で射出成形用金型１１１及び中間金型１３１の外側に位置する二対の液圧シリンダ及びピストンロッドを設けているが、一対又は三対以上としてもよい。なお、図示は省略するが、中間金型移動機構は、液圧シリンダ等を固定プラテンではなく可動プラテンに取り付けることにより、可動プラテンに対して中間金型保持部材を進退させるものとしてもよい。

型締装置３１のプラテン移動機構３３は、図１に示すように、ベースフレーム２上に配置されたリヤプラテン３４と、リヤプラテン３４上に設けた型締モータ３５と、型締モータ３５の回転運動を、可動プラテン３２ｂの変位方向の直線運動に変換する運動変換機構３６と、運動変換機構３６に伝達された力を増大させて可動プラテン３２ｂに伝えるトグル機構３７とを備えるものである。

このうち、運動変換機構３６は、回転運動を直線運動に変換できる種々の機構とすることができるが、この例では、型締モータ３５により回転駆動されるねじ軸３６ａ及び、ねじ軸３６ａに螺合するナット３６ｂを含んで構成されるものとしている。運動変換機構３６は、ボールねじとすることも可能である。そして、運動変換機構３６からの伝達力を増大させるトグル機構３７は、上記の運動変換機構３６のナット３６ｂと可動プラテン３２ｂとをつなぐ複数のリンク３７ａ〜３７ｃを、ジョイントで揺動可能に接続してなるものである。リンク及びジョイントの個数ならびにその形状は適宜変更することが可能であるが、図１に示すところでは、ナット３６ｂに接続されて上下方向に延びるクロスヘッド３７ｄに、該クロスヘッド３７ｄを隔てて上下に位置するリンク３７ａ〜３７ｃからなる一対のリンク群が、揺動可能に接続されて設けられている。

なお、リヤプラテン３４上には、上述した型締モータ３５の他、型厚調整モータ３８も設けることができる。この型厚調整モータ３８は、先述の金型保持機構３２の各タイバー３２ｄの延長部分に接続されたねじ軸及びナットに回転駆動力を付与することにより、固定プラテン３２ａと、ベースフレーム２上で移動可能に載置されたリヤプラテン３４との間の間隔を調整するべく機能する。これにより、金型装置１０１の交換や、温度変化に起因する金型装置１０１の厚みの変更等の際にも、金型装置１０１に所期したとおりの型締力を与えることができるように型厚の調整を行うことができる。図示は省略するが、ベースフレーム２上で固定プラテン側を移動可能とし、リヤプラテン側を固定としても、型厚の調整を実現可能である。

図示の型締装置３１は、可動プラテン３２ｂの移動方向が水平方向と平行な横型のものであるが、該移動方向を垂直方向とした竪型のものとすることも可能である。

（射出装置）
射出装置２１は主に、金型装置１０１に向けて延びる円筒状等のシリンダ２２と、シリンダ２２の内部にそれと中心軸線を平行にして配置されて、周囲にフライトが螺旋状に設けられたスクリュ２３と、シリンダ２２の外周側にその周囲を取り囲んで配置されたバンド状等のヒータ２４と、シリンダ２２及びスクリュ２３の後方側に配置されたモータボックス２５とを備える。図示は省略するが、モータボックス２５内には、シリンダ２２の先端部に所定の量の成形材料を蓄積させるため、スクリュ２３を中心軸線周りに回転させる計量モータや、金型装置１０１に接近する方向及び金型装置１０１から離れる方向の各方向へのスクリュ２３の前進及び後退変位を行う射出モータ、スクリュ２３が成形材料から受ける圧力を検出する圧力検出センサー等が配置されている。

なおここでは、金型装置１０１の射出成形用金型１１１が取り付けられる型締装置３１の固定プラテン３２ａに接近する向きを前方側とし、固定プラテン３２ａから離隔する向きを後方側とする。したがって、図１では固定プラテン３２ａの右側に位置する射出装置２１について見ると、固定プラテン３２ａに接近する左向きが前方側となり、固定プラテン３２ａから離隔する右向きが後方側になる。

シリンダ２２は、後方側でモータボックス２５の手前に、成形材料をシリンダ２２内に投入するためのホッパーが取り付けられ得る供給口２２ａが設けられる。また、金型装置１０１に近接するシリンダ２２の先端部には、その前方側で横断面積が小さくなるノズル２２ｂが設けられている。なお、供給口２２ａの近傍には水冷等による水冷シリンダ２２ｃを設けることができる。

ノズル２２ｂの周囲を含むシリンダ２２の周囲に配置されるヒータ２４は、たとえば図示のように、シリンダ軸線方向で複数の部分に分割されて、各ヒータ部分の内側のシリンダ２２の内部を異なる温度で加熱できるものとすることができる。各ヒータ部分には、温度検出器を設けることができる。

スクリュ２３の先端側は、その外径を部分的に小さくして設けた括れ部の周囲に、スクリュ２３とともに前進及び後退変位してそれより前方側に送られた成形材料の後方側への逆流を防止する図示しない逆流防止リングが配置され得る。この逆流防止リングは、たとえば、それより前方側もしくは後方側に位置する成形材料から受ける圧力に応じて、スクリュ２３に対して前後に変位し、それにより後方側から前方側に向かう成形材料の流れのみを許容するものである。

このような構成を有する射出装置２１によれば、供給口２２ａからシリンダ２２の内部に投入された成形材料は、シリンダ２２の外周側のヒータ２４による加熱の下、計量モータで駆動されるスクリュ２３の回転に基づいて溶融されつつ、シリンダ２２の内部で前方側に向けて送られて、シリンダ２２の先端部に蓄積される。この際に、スクリュ２３は射出モータにより後退変位させられて、シリンダ２２の先端部に、成形材料が蓄積される空間を形成する。

その後、スクリュ２３を前進変位させることにより、シリンダ２２の先端部の成形材料は、ノズル２２ｂを経て金型装置１０１に向けて射出される。さらにその後、シリンダ２２の先端部に残留している成形材料を通じて、金型装置１０１のキャビティに充填された成形材料に圧力を作用させる保圧を行う。このとき、金型装置１０１の射出成形キャビティで成形材料の冷却収縮に起因して不足した成形材料を補充することができる。

なお、この射出成形機１はインラインスクリュ式のものであるが、可塑化シリンダ及び可塑化スクリュと、射出シリンダ及び射出プランジャーとに構造及び機能上分離させたプリプラ式の射出成形機とすることも可能である。

（移動装置）
移動装置２６は、たとえば射出装置２１のモータボックス２５の下部等に設けられ、固定プラテン３２ａに対して射出装置２１を前進及び後退変位させる進退駆動機構である。
移動装置２６を構成する進退駆動機構としては種々の機構を採用することができるが、図示の移動装置２６は、油圧等の液圧ポンプ２７と、液圧ポンプ２７を作動させる電動等によるポンプ作動用モータ２８と、液圧ポンプ２７から作動液が供給されて、先端が固定プラテン３２ａに固定されたピストンロッドを押出・引込運動させる複動型の液圧シリンダ２９とを含んで構成されている。

この移動装置２６は、上述した液圧ポンプ２７、ポンプ作動用モータ２８及び液圧シリンダ２９が取り付けられたスライドベース２６ａ、ならびに、ベースフレーム２上に敷設されて該スライドベース２６ａの直線運動を案内するガイド２６ｂをさらに含む。それにより、スライドベース２６ａの上部に載置された射出装置２１の進退変位を実現する。

移動装置２６により、射出装置２１を金型装置１０１から離隔させたり、また、射出装置２１を金型装置１０１に接近させて、射出装置２１のシリンダ２２のノズル２２ｂを所定の圧力で金型装置１０１に押し付ける、いわゆるノズルタッチを行ったりすることが可能になる。

（射出成形機の動作）
以上に述べた射出成形機１では、次に述べる各工程を行うように動作する。
図２に示す金型装置１０１の型開状態で、プラテン移動機構３３により可動プラテン３２ｂを固定プラテン３２ａ側に移動させるとともに、中間金型移動機構６１により中間金型保持部材３２ｃを固定プラテン３２ａ側に移動させる型閉工程を行う。

次いで、前回の成形時の後述する計量で既に射出装置２１の内部に成形材料が所定の量で蓄積されて配置された状態で、型締装置３１を用いて、図３に示すように、金型装置１０１を型締状態とする型締工程が行われる。型締工程では、射出成形用金型１１１と中間金型１３１との間に、射出成形キャビティが区画され、吹込み成形用金型１２１と中間金型１３１との間に、吹込み成形キャビティが区画される。

そして、スクリュ２３の前進により上記の成形材料を、金型装置１０１の射出成形キャビティに向けて射出し、成形材料を射出成形キャビティに充填する射出工程を行う。射出工程では、射出成形キャビティへの成形材料の充填後に、スクリュ２３をさらに前進させて射出装置２１の先端部の内部にある成形材料を所定の圧力に保持する保圧が行われる。しかる後、射出成形キャビティに充填された成形材料を冷却させて固化させる。これにより、射出成形キャビティにプリフォーム２０１が成形される。なおこの際に、射出装置２１内に別途投入した成形材料を、ヒータ２４による加熱下でスクリュ２３の回転により射出装置２１の先端部に向けて送りながら溶融させ、所定の量の成形材料を先端部に配置する計量が行われる。

上記の射出工程と並行して、吹込み成形キャビティでは吹込み工程が行われる。吹込み成形キャビティには、中間金型１３１の反転前に射出成形キャビティで既に成形されたプリフォーム２０１が配置されている。吹込み工程では、当該プリフォーム２０１に対して空気その他の気体等の流体を供給し、吹込み成形キャビティでプリフォーム２０１を膨張させて、成形品２１１を成形する。

その後は、型締装置３１のプラテン移動機構３３及び中間金型移動機構６１を作動させて、可動プラテン３２ｂ及び中間金型保持部材３２ｃのそれぞれを固定プラテン３２ａから離れる側に移動させ、金型装置１０１を開く型開工程を行う。

型開工程の後は、割型開閉機構６２を用いて、吹込み成形用金型１２１の割型１２４を開いて成形品２１１を取り出した後、吹込み成形用金型１２１の割型１２４を閉じる割型開閉工程を行う。
またここでは、中間金型回転機構により中間金型１３１を反転させる中間金型回転工程を行う。これにより、割型開閉工程で成形品２１１が回収された側における中間金型１３１のコア金型の凸型部１３２が、射出成形用金型１１１の射出側凹型部１１２側を向くことになる。一方、射出工程でプリフォーム２０１が成形された側における中間金型１３１のコア金型の凸型部１３２は、プリフォーム２０１を保持した状態で、吹込み成形用金型１２１の吹込み側凹型部１２２を向く。
なお、中間金型回転工程は、割型開閉工程とほぼ同時期又は、割型開閉工程の前もしくは後に行うことができる。

射出成形機１を用いた射出成形では、上述したような型閉工程、型締工程、射出工程、吹込み工程、型開工程、割型開閉工程及び中間金型回転工程が繰り返し行われる。

１ 射出成形機
２ ベースフレーム
２１ 射出装置
２２ シリンダ
２２ａ 供給口
２２ｂ ノズル
２２ｃ 水冷シリンダ
２３ スクリュ
２４ ヒータ
２５ モータボックス
２６ 移動装置
２６ａ スライドベース
２６ｂ ガイド
２７ 液圧ポンプ
２８ ポンプ作動用モータ
２９ 液圧シリンダ
３１ 型締装置
３２ 金型保持機構
３２ａ 固定プラテン
３２ｂ 可動プラテン
３２ｃ 中間金型保持部材
３２ｄ タイバー
３２ｅ ガイド部材
３３ プラテン移動機構
３４ リヤプラテン
３５ 型締モータ
３６ 運動変換機構
３６ａ ねじ軸
３６ｂ ナット
３７ トグル機構
３７ａ〜３７ｃ リンク
３７ｄ クロスヘッド
３８ 型厚調整モータ
４１ 回転軸部
４２ 筒状部材
６１ 中間金型移動機構
６１ａ 液圧シリンダ
６１ｂ ピストンロッド
６２ 割型開閉機構（金型開閉装置）
６３ａ、６３ｂ 割型連結部材
６４ シリンダ
６４ａ 型開側液圧室
６４ｂ 型閉側液圧室
６５ ピストンロッド
６６ 液圧閉回路
６７ａ 型開側流路
６７ｂ 型閉側流路
６８ 逃がし流路
６９ リリーフバルブ
７０ タンク
７０ａ タンク用流路
７１ パイロットチェック弁
７１ａ パイロットライン
１０１ 金型装置
１１１ 射出成形用金型
１１２ 射出側凹型部
１２１ 吹込み成形用金型
１２２ 吹込み側凹型部
１２４ 割型（金型）
１２４ａ、１２４ｂ 片側割型部分
１３１ 中間金型
１３２ 凸型部
２０１ プリフォーム
２１１ 成形品
ＨＰ 液圧ポンプ
ＳＭ サーボモータ
Ｐｍ 合流点

Claims (10)

1. 成形材料を射出して成形する射出成形機であって、
   金型装置を型締状態と型開状態との間で稼働させる型締装置と、
   金型装置が有する金型を開閉する液圧式の金型開閉装置と、
   型締装置及び金型開閉装置の動作を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置が、金型装置の型締状態から型開状態への移行に際し、型締装置による金型装置の型締終了指令よりも前に、金型開閉装置による前記金型の型開開始指令を出す、射出成形機。
2. 成形材料を射出して成形する射出成形機であって、
   金型装置を型締状態と型開状態との間で稼働させる型締装置と、
   金型装置が有する金型を開閉する液圧式の金型開閉装置と、
   型締装置及び金型開閉装置の動作を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置が、金型装置の型締状態から型開状態への移行に際し、型締装置による金型装置の型締終了指令よりも前に、金型開閉装置による前記金型の型開開始指令を出し、その後に前記型締終了指令を出す、射出成形機。
3. 成形材料を射出して成形する射出成形機であって、
   金型装置を型締状態と型開状態との間で稼働させる型締装置と、
   型締装置及び金型開閉装置の動作を制御する制御装置と
   を備え、
   前記型締装置が、金型装置を保持する金型保持機構と、金型保持機構を移動させる移動機構と、金型装置が有する金型を開閉する液圧式の金型開閉装置とを有し、
   前記制御装置が、金型装置の型締状態から型開状態への移行に際し、型締装置の前記移動機構による金型装置の型締終了指令よりも前に、金型開閉装置による前記金型の型開開始指令を出す、射出成形機。
4. 前記金型開閉装置が、作動流体の供給もしくは排出に応じた内圧の増減により、前記金型を開く方向の動き又は閉じる方向の動きをそれぞれもたらす型開側液圧室及び型閉側液圧室を有し、
   前記制御装置が、金型装置の型締状態から型開状態への移行に際し、前記型締終了指令で型締装置による金型装置への型締力の作用を終了させる前に、作動流体の充満で保持されている型閉側液圧室の内圧を前記型開開始指令で解放させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形機。
5. 前記制御装置が、前記型締力の作用の終了前における型閉側液圧室の前記内圧の解放を、前記金型内での成形材料の加圧後で成形品の冷却の間に行う、請求項４に記載の射出成形機。
6. 前記制御装置が、前記型締力の作用の終了後、型開側液圧室の内圧を作動流体の充満で増大させて前記金型を開く、請求項４又は５に記載の射出成形機。
7. 前記金型開閉装置が液圧閉回路を有する、請求項４〜６のいずれか一項に記載の射出成形機。
8. 前記液圧閉回路が、
   型開側液圧室及び型閉側液圧室のそれぞれに対する作動流体の供給又は排出を行う液圧ポンプと、
   液圧ポンプと型開側液圧室もしくは型閉側液圧室とをそれぞれ連結する型開側流路及び型閉側流路と
   を含み、
   前記液圧閉回路が、型閉側流路に設けられて型開側流路のパイロット圧の増大に応じて型閉側液圧室から液圧ポンプへの作動流体の流れを許容するパイロットチェック弁を含み、
   前記制御装置が、前記型締力の作用の終了前に、型開側流路に作動流体を供給して前記パイロット圧を増大させ、型閉側液圧室の前記内圧を解放する、請求項７に記載の射出成形機。
9. 前記金型が、型締装置による金型装置の型締方向と直交する方向に開閉する対をなす割型を含み、
   前記金型が前記割型を複数対含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の射出成形機。
10. 前記型締装置が、
    金型装置の射出成形用金型が取り付けられる固定プラテンと、
    金型装置の吹込み成形用金型が取り付けられ、固定プラテンとの間で金型装置を隔てて位置して固定プラテンに対して接近・離隔変位が可能な可動プラテンと、
    金型装置の中間金型を固定プラテンと可動プラテンとの間で保持し、中間金型の成形面の向きを射出成形用金型側又は吹込み成形用金型側に切り替えるべく中間金型を回転させることが可能な中間金型保持部材と
    を有し、
    前記金型が、前記吹込み成形用金型である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の射出成形機。

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