JPH0513531Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する分野〕 本考案は固定側金型と可動側金型の間に加熱手
段を進退移動するように構成した成形装置に用い
る加熱装置に関する。

〔考案の従来技術〕

従来、高周波加熱により金型を加熱し、射出成
形することは、特開昭50−45039号等に記載され
ているように、金型内に発振電極と冷却水路を持
ち、外部に発振械と冷却水ポンプを持つよう構成
され、樹脂の充填時に金型を金型内に設けられた
発振電極により瞬間的に加熱し、充填完了後、発
振を停止し、冷却水ポンプにより冷却水を金型へ
流し、冷却し、樹脂を固化させる方法が提案され
ている。

また、特公昭58−40504号の公報には、熱可塑
性樹脂を射出成形するにあたり、射出成形品表面
を形成させるべき金型表面を予め該熱可塑性樹脂
の加熱変形温度以上に高周波誘導加熱して射出成
形する射出成形方法が提案されている。

〔考案が解決する課題〕

前述した従来の高周波加熱により金型を加熱し
て成形品を射出成形する場合の問題の１つとし
て、金型の温度管理の困難性がある。固定側金型
と移動側金型の中間に高周波誘導加熱のインダク
ターを設置し、固定側金型と移動側金型の間にイ
ンダクターをはさみ込んで高周波を発振し、その
間金型冷却水は金型内を流れないようにすると、
金型は効率よく短時間に所定の温度に加熱され
る。しかしながら、所定温度に加熱後、インダク
ター退出のための金型の型開き、型閉め、射出材
料の射出、加圧成形、冷却、成形品の離型と云つ
た一連の成形サイクルにおいて各工程毎に要求さ
れる温度に金型を温度制御することはむずかしい
面がある。高周波誘導加熱による金型の加熱後、
型開きによる熱の逃げと成形工程後の冷却水によ
る冷却による高温状態から急激に冷却されるため
に金型の温度の管理が非常にむずかしいためであ
る。

成形品の形状が複雑であつたり、成形品表面の
表面粗さ精度が高い精度を要求される成形品であ
る場合、上述の問題は非常に重要となる。

例えば、レンズ等の光学部品を射出成形で作る
場合には金型の成形キヤビテイ面の表面粗さ精度
が要求されるとともに、金型の温度管理が特に重
要となる。

射出直前の金型温度は射出材料の流動性に大き
な影響を与え射出材料が金型のキヤビテイ内の
隅々に流動して充填される。その後、射出材料の
成形品形状にそつて固化する際、冷却手段によつ
て金型は冷やされるわけであるが成形品の固化の
進行と金型温度の冷却温度が具合よく調和しない
と成形品のひけや成形品の歪が発生する。

成形品の肉厚寸法が比較的厚い場合や、成形品
の必要とされる機能によつてはこれ等の問題は特
に支障を来たさないが、成形品が前述した光学部
品の場合には成形品としての合否につながる。

本考案はカメラ用のレンズ・フレネルレンズ等
の光学部品を射出成形するにあたり金型を高周波
誘導加熱するとともに、成形サイクル終了までの
金型温度の管理制御が正確に行われ前述光学部品
のひけ、歪の生じない成形装置を提案する。

更に、本考案は開成した金型の金型キヤビテイ
を高周波誘導加熱によつて短時間に高温度に加熱
するとともに型閉じ後の射出工程における成形温
度を最適に保持することの可能な成形装置を提案
する。

更に、本考案は前記成形方法を達成するための
キヤビテイへの加熱を最も効率よく行ない得るた
めの装置を提案する。

〔実施例の説明〕

第１図Ａは本考案の実施例を説明する射出成形
装置の構成図、第２図は金型の温度曲線図、第３
図は前記装置を構成する各ユニツトのタイミンン
グチヤート図である。

図において、符号１は射出成形機の本体を示
し、該本体は不図示の成形品を形成するキヤビテ
イを有する固定側金型２Ａと移動側金型２Ｂと前
記金型を支持する型板４Ａ，４Ｂ・移動ガイド部
材６，６と、及び、ホツパー８、射出シリンダー
１０と並びに、前記金型の開閉及び型閉じめを行
う駆動手段１２等から構成する。

１４は金型の温度を調整する温度調整器で、該
調整器１４はパイプ１４Ａを介して金型２Ａ，２
Ｂ内の冷却媒体流通路（不図示）に接続し、不図
示のポンプによつて冷却媒体を循環させられるよ
うになつている。

１８は高周波誘導加熱手段を示し、該手段は高
周波誘導制御部１８Ａとコイル部１８Ｂと、及
び、前記コイル部１８Ｂを支持する支持部材１８
Ｃと、並びに、該支持部材を図示矢印Ａ方向に進
退駆動する移動手段１８Ｄから構成されている。

２０Ａ，２０Ｂは温度検知センサーであり、該
センサーは前記金型のキヤビテイ面の温度を検出
して検知信号を出力するべく前記金型の適宜位置
に埋設されており、該検知信号はリード線２２Ａ
を介して温度検知手段２２に入力する。

２４は成形品取出手段を示し、該手段２４はオ
ートハンド２４Ａによつて成形された成形品を取
り出す。

２６は成形装置全体を制御する制御器である。

第１図Ｂは第１図Ａの成形装置の作動フローチ
ヤート図である。

第１図Ｂ，第２，３図を基にして第１図Ａの装
置の操作説明をする。

制御器２６の不図示の成形起動操作により（ス
テツプS1）、初期の型開きの位置に在る移動側金
型２Ｂは型を閉じる方向に移動を開始し、移動側
金型２Ｂが固定側金型２Ａと所定の距離に保つ第
１の位置に来ると、移動側金型２Ｂは移動を停止
する。この移動側金型２Ｂの移動量は移動側金型
２Ｂに設けた第１の位置検出手段（スイツチ）
SW１の信号が制御器２６に入力し、この信号に
基づいて型駆動手段１２からの停止信号で金型２
Ｂは検出する。（ステツプS2） 前記移動側金型２Ｂが前記第１の位置に来て止
まると前記高周波誘導加熱手段１６を制御する信
号P₁が前記制御器２６から出力する。

この信号P₁によつて移動手段１８Ｄによつて
前記金型２Ａ，２Ｂの開閉移動機外に退避してい
た加熱手段１８Ｂは移動側金型２Ｂと固定側金型
２Ａの間に侵入する。（ステツプS3） 加熱コイル１８Ｂは金型の不図示のキヤビテイ
面に対抗する位置であつてキヤビテイ面を加熱す
るために好ましい位置に来たときに停止する。前
記加熱コイル１８Ｂの停止にともなつて高周波誘
導制御部１６Ａは高周波発振を行い（ステツプ
S4）、これによつて前記加熱コイル１８Ｂに高周
波発振が伝えられ、公知の高周波誘導加熱動作に
より金型２Ａ，２Ｂに加熱されて温度が第２図に
示すように、発振開始時点t₁の温度t_Aからピーク
温度t_Bに向かう曲線ａに沿つて上昇する。制御部
２６からは前記温度調整機１４を作動させ信号
P₂が作動し、温度調整器１４は前記制御器の成
形起動操作の初期操作時に作動する。前記温度調
整器１４は不図示の貯蔵槽の冷却媒体を所定温度
に温度調整すると同時に不図示のポンプを作動さ
せて流通路１４Ａを通して固定側金型と移動側金
型内に冷却媒体を循環させる。冷却媒体が金型内
を循環する一方において前記加熱コイル１６Ｂに
よる高周波誘導発振により金型のキヤビテイは急
速に第２図に示すピーク温度t_Bまで温度上昇す
る。金型の温度はそれぞれの金型に設置したセン
サー２０Ａ，２０Ｂによつて検知され検知信号は
温度検知手段２２に入力する。（ステツプS5） 温度検知手段２２はセンサーが前記ピーク温度
t_Bを検知すると高周波発振制御部１６Ａに発振停
止信号を送る。

センサー２０Ａ，２０Ｂの検知動作は温度Ｔ≧
温度ピークt_Bになるまで検知動作を繰り返す。
（ステツプS6） 温度がピーク温度に達したことを検知手段２２
で確認すると、制御器２６から前記移動手段１８
Ｄに加熱手段１８Ｂの退避命令を出す。（ステツ
プS7） 加熱手段１８Ｂが金型内から退避すると退避完
了と同時に型駆動手段１２によつて移動側金型２
Ｂが閉成し型締め動作が行われる。（ステツプ
S8） 型締め動作の完了により、金型は樹脂材料の射
出準備が完了するわけであるが、前述の加熱コイ
ル発振停止による加熱停止から型締め動作の完了
までは第２図に示す時間t₂から時間t₃に至る時間
の経過Δt₁がある。この経過時間Δt₁の間に金型
の温度は（t_B−t_C）の温度降下を生じるが、本装
置の特徴の１つである高周波誘導加熱による瞬間
的加熱と前記加熱中も冷却媒体による冷却操作に
よつて、ピーク温度t_Bから射出温度t_Cまでの温度
降下曲線ｂは常に一定の曲線が形成されるように
なり射出温度t_Oの温度は射出成形サイクルを何サ
イクル繰り返しても常に一定である。

制御部２６からは射出シリンダ１０を作動させ
ホツパー８内の溶融樹脂材料の射出が不図示のゲ
ートから金型のキヤビテイ内に注入される。樹脂
材料が所定量注入された後金型は温度曲線Ｃに沿
つて冷却されてキヤビテイ内の溶融樹脂のキヤビ
テイ形状に沿つた固化が進行して成形品が形成さ
れる。（ステツプ８） その後、金型温度が離型に達する温度t_Dに降下
すると制御部２６から型駆動手段１２に型開き信
号が送られて移動側金型２Ｂが移動する。型開き
が完了すると成形品取出手段２４が作動してオー
トハンド２４Ａによつて成形品の取り出しが行わ
れ成形が終了し成形の１サイクルが終る。（ステ
ツプS9） 前述した成形品が第６図に示すようなフレネル
レンズの場合、キヤビテイ内に射出された溶融樹
脂材料はレンズの鋭角部分を形成するキヤビテイ
内の隅々に行き渡り空隙を生ずることがないよう
にする必要があり、そのためには金型温度を高い
温度に設定して樹脂の流動性を促進することが要
求されると同時に、成形サイクルを何サイクル繰
り返しても、どのサイクルでも第２図の温度曲線
を保つ必要があるが、本発明は前述成形方法によ
つて充分満足を得られる結果であつた。

第４図乃至第５図は第１図Ａに示した成形装置
の成形機１ユニツト部分の詳細説明図を示す。

第４図において、３００側は固定側、４００側
は可動側である。３０１は成形機ユニツトの固定
板、３０２は取付板であり、該取付板３０２には
コアーシリンダーC₁を収納するための空隙を設
ける。３０４は取付板３０２に固定した中板、３
０６は中板に取り付けた固定側の型板である。

中板３０４はくり抜き部３０４ａを設け、該く
り抜き部３０４ａ内にコアーシリンダーC₁のシ
リンダーロツド３０８、シリンダーロツド３０８
に固定し第１・第２のピン３１０，３１２を植設
した移動板３０８Ａを収納する。

前記第１・第２ピン３１０，３１２の先端には
固定側のキヤビテイコアー２００Ａとストツパー
ピン３１４がそれぞれ取り付けてある。

４０１は成形機ユニツトの可動側の可動板、４
０２は取付板、４０４は取付板４０２に取り付け
た中板、４０６は可動側の型板である。

４０８は固定側可動板の貫通孔４０１ａを摺動
するピストンで、不図示油圧シリンダーで駆動す
る。

４１０は前記ピストン４０８に固定した移動板
であり、該移動板４１０は中空形状の中板４０４
内を前記油圧シリンダーによつて移動する。前記
移動板４１０にはストツパーピン４１６と可動側
キヤビテイコアー２００Ｂをそれぞれ支持するピ
ン４１２，４１４を植設してある。

第１５図に示す状態は固定側成形機ユニツト３
００と可動側成形機ユニツト４００のそれぞれの
キヤビテイコアー２００Ａ，２００Ｂは各型板３
０６，４０６の内側に退避した状態を示す。

固定側のキヤビテイコアー２００Ａとストツパ
ーピン３１４は型板３０６のパーテイング面３０
６Ａと同一面上に退避するよう構成する。可動側
キヤビテイコアー２００Ｂとストツパーピン４１
６は型板４０６のパーテイング面４０６Ａより引
つ込んだ位置に退避する。

可動側キヤビテイコアー２００Ｂがパーテイン
グ面４０６Ａより引つ込んだ部分が樹脂材料を射
出する成形用キヤビテイとなる。

第５図は第４図に示した成形機ユニツトを型開
きし、高周波加熱手段の加熱コイル１８Ｂ（第１
図Ａ）を進入した状態を示す。

成形機ユニツトの動作説明の前に第１７図Ａ・
Ｂを基にして加熱コイルについて説明する。

第５図において、加熱手段の加熱コイル１８
B₁，１８B₂はそれぞれ固定側キヤビテイコアー
２００Ａと可動側キヤビテイコアー２００Ｂを加
熱するために一対ある。又、第５図において、本
図示の成形機ユニツト３００，４００は１回の射
出成形サイクルで同時に２つの成形品を成形する
ための多数同時成形を行なうため固定側及び可動
側にキヤビテイコアー２００A₁，２００B₁とも
う一対のキヤビテイコアー２００A₂，２００B₂
を有している。従つて第４図に図示したキヤビテ
イコアー及びストツパーピン移動のための手段も
各一対設けてある。（不図示） 第６図Ａは第５図に一点鎖線で囲つたＡ部分の
斜視図を示す。加熱コイル１８B₂は電気銅から
作つた直線状の電極部１８b₁，１８b₂と、一方の
電極部１８b₁からキヤビテイコアー２００B₁方
向に伸延した伸延部１８b₃と、該伸延部１８b₃の
先端から螺旋状に回線コイル部１８b₄を形成し、
該回線コイル部１８b₄の外周端１８b₅から他方の
電極部１８b₂に向つて伸延した伸延部１８b₆に接
続する。

３０Ａ，３０Ｂは前記電極部１８b₁，１８b₂に
固定したストツパーボスであり、アルミナから作
られており、第５図に示すように前記加熱コイル
１８B_2-1，１８B_2-2の外側に位置して前記スト
ツパーピン４１６，４１６Ａに対応する位置に固
定する。

電極部１８b₁，１８b₂は第５図に示すように端
部を電極保持部材３２Ａ，３２Ｂに保持されてい
る。前記保持部材３２Ａ，３２Ｂ移動手段１８Ｄ
に結合している。

第６図Ｂは加熱コイルを第６図ＡのB₁−B₂方
向からの斜視図である。

次に加熱手段と成形機ユニツトの操作について
更に第４図乃至第６図Ａ，Ｂを参照して詳述す
る。

第４図の状態において固定側と可動側の型開き
状態では各キヤビテイコアーと各ストツパーピン
は各型板３０６，４０６の中に収納されている。
第１図Ｂのフローチヤートに示す型駆動手段の停
止によつて加熱手段の移動手段１８Ｄによつて加
熱手段１８B₁，１８B₂は各型板３０６，４０６
の間に進入する。同時に前記コアーシリンダー
C₁及び油圧シリンダーが作動し、各移動板３０
８Ａ，４１０が各中板３０４，４０４内を移動
し、各支持ピン３１０，３１２，４１２，４１４
を介してストツパーピン３１４，４１６とキヤビ
テイコアー２００A₁，２００A₂，２００B₁，２
００B₂を型板３０６，４０６のパーテイング面
から突出させる。

固定側のエラーシリンダーC₁・移動板３０８
Ａ・ピン３１２・ストツパーピン３１４及び、可
動側の油圧シリンダー、移動板４１０・ピン４１
２・ストツパーピン４１６はそれぞれ加熱コイル
１８B₁，１８B₂の位置決め手段を構成する。即
ち、コアーシリンダーC₁の移動ストローク量に
よつてストツパーピン３１４の突出量（距離）が
決められる。これによつてキヤビテイコアー２０
０A₁とコイル回巻部間の距離が定まり、熱発生
量が決まる。

前記位置決め手段によつて各キヤビテイコアー
と各コイル間と距離が固定関係に保たれると、次
に高周波誘導発振動作により加熱コイル１８
B_2-1，１８B_2-2を通してキヤビテイコアーが加
熱される。各キヤビテイコアーの温度が前記温度
に達すると温度センサー２０Ａ，２０Ｂの信号に
基づいて発振停止及びコアーシリンダーC₁及び
前記油圧シリンダーの作動により各キヤビテイコ
アーとストツパーピンが各型板３０６，４０６内
に退避する。

更に移動手段１８Ｄによつて加熱手段も型間か
ら退避する。加熱手段の退避後型閉じ動作が行な
われ、引き続いて型締め、射出成形・冷却・成形
品取り出しが行なわれる。

〔効果の説明〕

以上説明したように、コイルを螺旋状にしたこ
とにより、高周波を印加した際のパワーが集中
し、被加熱面の加熱温度が1.5〜2.0倍程度速くな
つた。すなわち、コイル周辺に発生する磁束密度
は、コイルの巻き数に比例し、大きくなるため、
被加熱面に入る磁束密度が高くなり、その結果被
加熱面のうず電流密度も大きくなり、発熱量も大
きくなるための結果である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本考案の成形装置の構成図。第１図
Ｂは前記成形装置の動作のフローチヤート図。第
２図は本考案による成形方法の金型の温度曲線
図。第３図は第１図装置の各構成ユニツトのタイ
ミンングチヤート図。第４図は加熱手段の位置決
め手段の説明図。第５図は成形機ユニツト、加熱
手段、位置決め手段の動作説明図。第６図は加熱
手段のコイル部分の斜視図。第７図は第６図の
B₁−B₂方向の斜視図。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 固定側金型と可動側金型の間に進退移動する成
   形装置に用いる加熱装置において、 前記固定側金型及び可動側金型の各キヤビテイ
   面に対向する位置に加熱手段を移動する手段と、 前記加熱手段は前記キヤビテイ面に対して対向
   する螺旋状に巻回したコイルからなることを特徴
   とする成形装置に用いる加熱装置。