JPH04146111A - プラスチック成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、金型の予熱、金型への溶融プラスチックの射
出、金型の冷却、金型からの製品の取り出しをそれぞれ
別の位置で行うようにしたプラスチック成形機に関する
。

（従来の技術） 従来のプラスチック成形機では、金型を構成する固定型
と可動型をそれぞれ固定ダイプレートと可動ダイプレー
トとに固定し、可動ダイプレートの移動により、型締め
および型開きを行う。そして、型締め状態で、溶融プラ
スチックをなんとか注入できる程度の温度（４０℃〜１
００℃程度）に保持されている金型に、該金型よりも高
温度（２００℃程度）にして加熱溶融されたプラスチッ
クを射出注入し、その状態で溶融プラスチックの熱を金
型に奪わせることにより該溶融プラスチックを冷却固化
させ、その後型開きを行って金型から製品を取り出すよ
うにしている。

ところで、金型は、本来は、溶融プラスチックの射出注
入前に強制的に加熱する予熱を行い、溶融プラスチック
の射出注入後は強制的に冷却することが好ましい。

このように溶融プラスチックの射出注入前に金型を予熱
する本来の目的は、金型を十分に高温度に加熱しておい
て、溶融プラスチックが金型に注入されたとき、その溶
融プラスチックが金型により冷やされてその流動性が低
下しないようにし、以て溶融プラスチックが低圧力で金
型のキャビティの隅々まで十分に行き渡るようにするた
めである。

また、溶融プラスチックを金型に射出注入した後に、金
型を冷却する本来の目的は、溶融プラスチックを固化さ
せるだけでなく、製品を金型内で長い時間をかけて十分
に冷やすことにより、金型から取り出した後に、更に製
品が収縮して歪みなどが生じないようにするためである
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のプラスチック成形機では、型開き
をして製品を金型から取り出した後でないと、次の製品
の成形ができない。このため、上述のように予熱工程で
金型を十分に高温度にまで加熱したり、冷却工程で金型
を十分に冷却したりすると、これだけのために長い時間
がかがり、１個の製品を成形するに要するサイクルタイ
ムが非常に長くなり、生産性が非常に悪くなる。

そこで、従来では、できるだけサイクルタイムを短縮す
るために、溶融プラスチックの流動性と、射出注入され
た溶融プラスチックの冷却との双方を考慮して、その両
者を満足する妥協的な温度（４０℃〜１００℃程度）に
金型を保持しておき、その状態で金型に２００℃程度に
加熱溶融さ、れたプラスチックを射出注入するようにし
ているのである。

しかしながら、これでは溶融プラスチックが金型に射出
注入されると、該溶融プラスチックはそれよりも低温度
の金型に熱を奪われて温度低下し、その流動性が悪くな
る。このため、溶融プラスチックがキャビティの隅々ま
で行き渡らないようになるので、これを補うべく、従来
では、溶融プラスチックに高い圧力をかけるようにして
いるが、これでは成形機の能力の割には小形の製品しか
成形できないなど、無駄が多くなる。

また、４０℃〜１００℃程度の金型により２００℃程度
の溶融プラスチックを冷却することになるから、十分な
る冷却ができず、製品を金型から取り出した後に該製品
が更に冷却されて収縮し、歪みを生じたりする。

しかも、金型は上述のように溶融プラスチックの流動性
を加味した比較的高い温度（４０℃〜１００℃程度）に
保持されているから、２００℃程度の高温度にある溶融
プラスチックを冷却するには、かなりの時間がかかる上
、上述したように型開きをして製品を金型から取り出し
た後でないと、次の製品の成形ができないため、サイク
ルタイムをそれ程大きく短縮することは困難である。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、溶融プラスチックの射出注入前に金型を十分に加熱
できると共に、溶融プラスチックの射出注入後は金型を
十分に冷却でき、且つこのようにしても、１個の製品を
成形するに要する時間を短縮することができるプラスチ
ック成形機を提供するにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明のプラスチック成形機
は、予熱、射出、冷却、型開きの各ステーションを備え
た基台を設け、金型を前記各ステーションに順次送る搬
送装置を設け、予熱ステーションに送られた金型を加熱
する加熱装置を設け、射出ステーションに送られた金型
を型締めする型締め装置を設け、型締めされた射出ステ
ーションの金型に溶融プラスチックを射出充填する射出
ノズルを設け、冷却ステーションに送られた金型を冷却
する冷却装置を設け、型開きステーションに送られた金
型から製品を取り出すべく該金型を型開きする型開き装
置を設けたことを特徴とするものである。

（作用） 金型の予熱、溶融プラスチックの射出、金型の冷却、製
品の取り出しを別々のステーションで行うので、金型を
十分に高温度に予熱できると共に、十分に冷却でき、且
つこのようにしても１個の製品を得るに要する時間とし
ては短くなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第５図に基づい
て説明する。

第１図において、基台１上には４台のパレット２が載置
されており、各パレット２には、第２図に示すように、
上型３と下型４とからなる金型５が設けられている。上
記各パレット２の左右両側には、第２図に示すように、
互いに逆形状の連結具２ａ、２ｂが取り付けられており
、後側の３台のパレット２はこの連結具２ａ、２ｂによ
り互いに連結された状態になっている。また、上記金型
５の上型３の上端部には前後左右に張り出るフランジ３
ａが設けられている。

上記基台１の後側（第１図で上側）中央部には、４本の
タイバー６が立設固定されており、このタイバー６には
、後側に位置する３台のパレット２上の金型５を上から
押えて型締め状態にするための型締め装置７の押え体８
が上下動可能に支持されている。この押え体８の上面部
には、第２図に示す略逆り字形の枠部９が４個の取り付
けられており、この枠部９と押え体８の上面部との間に
は、タイバー６の上半部に形成された台形ねじ１０に螺
合するナツト１１が配設されている。そして、このナツ
ト１１の外周部には歯車１２が形成され、この歯車１２
は枠部９に取り付けられたモータ１３により回転駆動さ
れる歯車１４に噛合している。

従って、モータ１３により歯車１４が正逆回転されると
、ナツト１１が正逆回転して押え体８を上下に移動させ
るようになっている。なお、この押え体８の移動量は数
ミリ程度である。

また、基台１の前側（第１図で下側）左方部には、第３
図にも示すように、２本のガイドバー１５が立設固定さ
れており、このガイドバー１５には型開き装置１６の昇
降体１７が上下動可能に支持されている。この２本のガ
イドバー１５の上端部間にはモータ取付板１８が固定さ
れ、このモータ取付板１８にモータ１９が配設されてい
る。そして、モータ１９にはねじ棒２０が直結されてお
り、二のねじ捧２０は昇降体１７に取り付けられたナツ
ト１９に螺合している。従って、ねじ捧２０がモータ１
９により正逆回転されると、昇降体１７が上下動される
。

この昇降体１７は基台１の前側に位置する１台のパレッ
ト２上の金型５を型開きするためのもので、そのために
昇降体１７の下面部には、第４図に示すように、上型３
のフランジ３ａに掛合する３個の掛合部１７ａ〜１７ｃ
が設けられている。

このうち掛合部１７ａはフランジ３ａの左側部分に掛合
し、残る２個の掛合部１７ｂ、１７ｃはフランジ３ａの
右側の前後両角部分に掛合するようになっている。そし
て、後述のようにパレット２（金型５）が右方から左方
へと送られてくると、上型３のフランジ３ａが自然に掛
合部１７ａ〜１７Ｃに掛合するように、且つ金型５が後
方へ送られるときには、フランジ３ａが掛合部１７ａ〜
１７Ｃから自然に外れるようになっている。

しかして、第１図において、後側３台のパレット２が存
する位置は、左から順に予熱ステーションＳ１、射出ス
テーションＳ２、冷却ステーションＳ３とされ、前側１
台のパレット２が存する位置は型開きステーションＳ４
とされている。

そして、予熱ステーションＳ１は、金型５を溶融プラス
チックの射出成形に適した温度に加熱するためのステー
ションで、第５図に示すように、このステーションには
電源に連結された接続器２２が設けられている。そして
、この予熱ステーションＳ１に金型５が送られてくると
、接続器２２が図示しない往復動装置により進出動作さ
れて金型５に設けられた電気ヒータ（図示せず）に着脱
可能に接続されるようになっている。

また、射出ステーションＳ２は金型５に溶融プラスチッ
クを射出するステーションで、このステーションには溶
融プラスチックを金型５内に射出する射出ノズル２３が
設けられている。

さらに、冷却ステーションＳ３は、金型５を冷却して溶
融プラスチックを冷却固化させるためのステーションで
、このステーションには冷水供給装置（図示せず）に連
結された給水カブラ２４が設けられている。そして、こ
の冷却ステーションＳ３に金型５が送られてくると、給
水カブラ２４が図示しない往復動装置により進出動作さ
れて金型５に形成された通水路（図示せず）に着脱可能
に接続されるようになっている。

一方、基台１の前側には、図示しない製品取出用のロボ
ットが据え付けられ、型開きステーションＳ４で型開き
行われると、金型５から製品を取出すようになっている
。

さて、基台１上に載置されたパレット２は上記各ステー
ションに順次搬送される。この搬送は、後側のパレット
２を右方に送る右進搬送装置２５と、冷却ステーション
Ｓ３まで送られてきたパレット２を前側に移す前進搬送
装置２６と、前側に移されたパレット２を型開きステー
ションＳ４に送る左進搬送装置２７と、型開きステーシ
ョンＳ４に存するパレット２を後側に移す後進搬送装置
２８とからなる。

右進搬送装置２５は、基台１の射出ステーション８２部
分に設けられたビニオン２９とこのビニオン２９を回転
駆動するモータ３０とからなり、ビニオン２９はパレッ
ト２の下面に設けられたラック３１に噛合している。そ
して、ビニオン２９が回転駆動されると、射出ステーシ
ョンＳ２に存するパレット２が右方に移動される。この
とき、予熱ステーションＳ１に存するパレット２は、射
出ステーションＳ２に存するパレット２と連結具２ａ、
２ｂを介して連結されていることにより、その射出ステ
ーションＳ２に存するパレット２に引っ張られて右方に
移動する。

前進搬送装置２６は、基台１に設けられたエアシリンダ
３２からなり、このエアシリンダ３２の移動子３２ｇは
冷却ステーションＳ３に存するパレット２の底部に突設
された一対の掛合突起２ｃ。

２ｄ間に嵌合されている。そして、移動子３２ａが矢印
入方向に移動すると、冷却ステーションＳ３に存するパ
レット２が前側に移送される。

左進搬送装置２７は、基台１の前部に設けられた３個の
ビニオン３３と、右側のビニオン３３を歯車列３４を介
して回転駆動するモータ３５と、右側のビニオン３３の
回転を左側２個のビニ第３３．３３に伝達するチェーン
伝動機構３６とからなる。そして、その３個のビニオン
３３が回転すると、前進搬送装置２６により前側に移送
されたパレット２が型開きステーションＳ４まで移動さ
れる。

後進搬送装置２８は、基台１に設けられたエアシリンダ
３７からなり、このエアシリンダ３７の移動子３７ａは
冷却ステーションＳ３に存するパレット２の一対の掛合
突起２ｃ、２ｄ間に嵌合されている。そして、移動子３
７ａが矢印Ｂ方向に移動すると、冷却ステーションＳ３
に存するパレット２が後側に移送される。なお、パレッ
ト２は上述の各搬送装置２５〜２８による移動が容易に
なるようにコロ３８の上に載せられている。

次に上記構成の作用を説明する。

まず、第１図に示すように、各ステーション８１〜Ｓ４
にパレット２（金型５）が位置されているものとする。

また、押え体８は上型３から若干上方に離れた位置にあ
って金型５の締め付けを解いた状態にあり、昇降体１７
は最下降位置に下降した状態（金型５を締め付けておら
ず、金型５は自由に移動できる状態）にあるものとする
。

この状態で、各ステーションＳ１〜Ｓ４に存するパレッ
ト２が次のステーションに搬送される。

この搬送は、まず前進搬送機構２６のエアシリンダ３２
の移動子３２ａが矢印入方向に移動し、パレット２を冷
却ステーションＳ３から前側に移動させる。前側に移動
されたパレット２のラック３１はここで右側のビニオン
３３に噛合する。冷却ステーションＳ３のパレット２が
前側に移動されると、次に右進搬送装置２５のモータ３
０が起動し、ビニオン２９を回転させる。これにより、
予熱ステーションＳ１および射出ステーションＳ２に位
置するパレット２が右方向に移動され、それぞれ射出ス
テーションＳ２および冷却ステージジンＳ３に移動され
る。この後、後進搬送装置２８のエアシリンダ３７の移
動子３７ａが矢印Ｂ方向に移動し、型開きステーション
Ｓ４に位置するパレット２を予熱ステーションＳ１に移
動させる。

このとき、予熱ステーションＳ１に移動されたパレット
２の連結具２ｂは射出ステーションＳ２に位置するパレ
ット２の連結具２ａに自動的に連結する。最後に、左進
搬送装置２７のモータ３５が起動し、ビニオン３３を回
転させる。これにより、冷却ステーションＳ３から前進
位置に移動されたパレット２が左方向に移動し、型開き
ステーションＳ４に移動される。このとき、型開きステ
ーションＳ４に移動されたパレット２上の金型５の上型
３のフランジ３Ｃは昇降体１７の掛合部１７ａ〜１７ｃ
に自動的に掛合する。

上述のようにして各ステーション８１〜Ｓ４のパレット
２が次のステーションに移動されると、型締め装置７の
モータ１３が正方向に回転し、ナツト１１を正方向に回
転させる。これにより、ナツト１１が下方に移動して押
え体８を下降させるため、予熱ステーションＳ１、射出
ステーションＳ２および冷却ステーションＳ３に位置す
る各金型５の上型３を押え付けて型締め状態にする。ま
た、モータ１９が正方向に回転し、ナツト２１を正方向
に回転させる。これにより、昇降体１７が上昇し、型開
きステーションＳ４に位置する金型５の上型３が下型４
から引き上げられて型開き状態になる。

パレット２は上述のようにして各ステーション８１〜Ｓ
４から次のステーションに移動され、型締め或いは型開
きされるが、以下に予熱ステーションＳ１に移動された
１台のパレット２に着目して各ステーションでの作用を
説明する。

パレット２が型開きステーションＳ４から予熱ステーシ
ョンＳ１に移動されると、押え体８が下降して型締めが
行われる。次いで、接続器２２が前進して金型５の図示
じない電気ヒータに接続される。そして、この電気ヒー
タにより金型５が溶融プラスチックの射出注入に適した
高温度（例えば溶融プラスチックと同じ２００℃程度）
に加熱される。その後、押え体８が上昇すると共に、接
続器２２が後退して金型５から離れる。

予熱ステーションＳ１に存するパレット２が射出ステー
ションＳ２に移動されると、押え体８が下降して型締め
が行われる。この状態で射出ノズル２３が前進し、金型
５のロケートリング（図示せず）に接続される。そして
、射出ノズル２３から溶融プラスチックが金型５のキャ
ビティ内に射出充填される。このとき、金型５は高温度
に加熱された状態にあるから、溶融プラスチックが金型
に熱を奪われて温度低下し、その流動性が損なわれるこ
とはない。そして、溶融プラスチックの射出注入が終了
すると、押え体８が上昇する。

この後、射出ステーションＳ２に存するパレット２が冷
却ステーションＳ３に移動されると、押え体８が下降し
て型締めが行われる。次いで、給水カブラ２４が前進し
て金型５の図示しない給水路に接続される。そして、給
水路に給水カブラ２４から冷水が供給され、これにより
金型５が十分に冷却され、金型５内のプラスチックが十
分に（例えば常温に）冷却される。その後、押え体８が
上昇すると共に、給水カブラ２４が後退して金型５の給
水路から離れる 冷却ステーションＳ３に存するパレット２が型開きステ
ーションＳ４に移動されると、昇降体１７が上昇し、金
型５の上型３を引き上げて型開きする。そして、図示し
ないロボットにより型開きされた金型５から製品が取り
出される。この後、型開きステーションＳ４に位置する
パレット２が予熱ステーションＳ１に移動され、以下、
上述したと同様にして一順次各スチージョンに移動され
、製品の成形が行われる。

このように本実施例によれば、溶融プラスチック射出前
の金型５の予熱、溶融プラスチックの射出、射出後の金
型５の冷却、および製品取り出しのための型開きを別々
の位置で行うようにしたので、製品の歪みを防止するた
めに、予熱ステーションＳ１において金型５の加熱を十
分に行っても、また冷却ステーションＳ３において金型
５の冷却を十分に行っても、１個の製品を得るに要する
時間（型開きステーションＳ４で製品を取出す間隔時間
）を大幅に短縮することができ、生産性が向上する。

このため、予熱ステーションＳ１では、射出注入後の溶
融プラスチックの冷却を考慮することなく、金型５を十
分高温度にまで加熱し、溶融プラスチックの流動性を向
上させることができる。従って、溶融プラスチックの射
出圧力を高くせずとも、溶融プラスチックはキャビティ
の隅々まで十分に行き渡るようになり、低射出圧力のも
のでありながら、大形の製品を成形することが可能とな
る。

また、冷却ステーションＳ３では、溶融プラスチックの
流動性を考慮することなく、金型５を十分に冷却でき、
例えば０℃の冷水により金型５（溶融プラスチック）を
短時間で十分に冷却でき、しかも金型５から取り出され
た製品が後で更に収縮し、歪みを生じたりするおそれが
なくなる。

第６図ないし第８図は本発明の他の実施例を示す。以下
、上述の一実施例と異なる部分を説明する。

基台３９上には搬送装置たる円盤４０が回転可能に設け
られている。この円盤４０には、４台の金型５が設けら
れている。

上記円盤４０の外周面には歯車４１が形成され、この歯
車４１にモータ４２により回転される歯車４３が噛合し
ており、モータ４２が回転すると、円盤４０が９０度ず
つ間欠的に回転されるようになっている。そして、第６
図において、左下の金型５が存する位置は予熱ステーシ
ョンＳ１とされ、左上の金型５が存する位置は射出ステ
ーションＳ２、右上の金型５が存する位置は冷却ステー
ションＳ３、右下の金型５が存する位置は型開きステー
ションＳ４とされている。

上記基台３９上にはタイバー４４が立設固定されており
、このタイバー４４に型締め装置４５の押え体４６が上
下動可能に支持されている。この押え体４６は、前記一
実施例の押え体８と同様の駆動構成によって予熱ステー
ションＳ１、射出ステーションＳ２および冷却ステーシ
ョンＳ３に位置する上型３を押圧し、型締めするように
なっている。

この押え体４６のうち、型開きステーションＳ４に対応
する部分は切除されており、この切除部分に型開き装置
４７の昇降体４８が上下動可能に支持されている。この
昇降体４８の上部にはねじ棒４９が回転可能に立設され
ており、このねじ棒４９はタイバー４４の上端部に取り
付けられた天板５０に設けられたナツト５１に螺合され
ている。

上記ねじ棒４９には歯車５２が固定されており、この歯
車５２はモータ５３により回転される歯車５４に噛合し
ている。従って、モータ５３が起動すると、その回転が
ねじ棒４９に伝達され、昇降体４８が上下動する。この
昇降体４８は、上型３を引き上げて型開きするためのも
ので、そのために該昇降体４８の下面部には、上型３の
上部側面に形成された掛合溝３ｂに掛合する断面路り字
形の掛合部４８ａ、４８ｂが設けられている。そして、
金型５が冷却ステージジンＳ３から型開きステーション
Ｓ４に送られてくると、その掛合溝３ｂが掛合部４８ａ
、４８ｂに自然にし、且つ金型５が冷却ステーションＳ
４から予熱ステーションＳ１に送られると、その掛合溝
３ｂが掛合部４８ａ、４８ｂから自然に外れるようにな
っている。

このように構成しても前記一実施例と同様の効果を得る
ことができる。

なお、上記実施例では、予熱ステーションＳ１、冷却ス
テーションＳ３に存する金型５も型締めするようにした
が、予熱ステーションＳ１では特に型締めする必要はな
く、冷却ステーションＳ３でも上型３の重量によっては
型締めする必要は特にはない。また、金型５を加熱する
手段としては湯或いは高温油を供給する構成のものであ
っても良い。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、溶融プラスチック
の射出、金型の冷却、製品の取り出しを別々の位置で行
うので、１個の製品を成形するに要する時間を短縮でき
、生産性の向上を図ることができる。

このため、予熱ステーションでは、金型の冷却を考慮す
ることなく金型を十分に高温度に加熱できるので、溶融
プラスチックの射出圧力を低くしても大形の製品を成形
することが可能となる。

また、冷却ステーションでは、金型の加熱を考慮するこ
となく金型を十分に冷却することができるので、金型か
ら取り出した製品が、後で更に収縮して歪みを生じたり
するおそれがない、などの優れた効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は平面図、第２図は正面図、第３図は型開き装置
の側面図、第４図は昇降体に設けられた掛合部の斜視図
、第５図は予熱、射出および冷却の各ステーションの付
属装置を示す概略的な平面図である。また、第６図ない
し第８図は本発明の他の実施例を示すもので、第６図は
搬送体の平面図、第７図は押え体および昇降体の平面図
、第８図は縦断側面図である。 図面中、１は基台、２はパレット、３は上型、４は下型
、５は金型、７は型締め装置、８は押え体、１６は型開
き装置、１７は昇降体、２２は接続器（加熱装置）、２
３は射出ノズル、２４は給水カブラ（冷却装置）、２５
は右進搬送装置、２６は前進搬送機構、２７は左進搬送
機構、２８は後進搬送機構、３９は基台、４０は円盤（
搬送装置）、４５は型締め装置、４６は押え体、４７は
型開き装置、 ４８は昇降体である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、予熱、射出、冷却、型開きの各ステーションを備え
   た基台と、金型を前記各ステーションに順次送る搬送装
   置と、前記予熱ステーションに送られた金型を加熱する
   加熱装置と、前記射出ステーションに送られた金型を型
   締めする型締め装置と、型締めされた射出ステーション
   の金型に溶融プラスチックを射出充填する射出ノズルと
   、前記冷却ステーションに送られた金型を冷却する冷却
   装置と、前記型開きステーションに送られた金型から製
   品を取り出すべく該金型を型開きする型開き装置とを具
   備してなるプラスチック成形機。