TWI401149B - And a cooling method and apparatus for injection molding - Google Patents

Description

射出成型件的冷卻方法及裝置

本發明有關於一種冷卻射出成型件的射出成型件的冷卻方法及裝置。

透過射出成型以利用模具的射出成型機而生產出用於攝影機等塑膠製的透鏡。在射出成型中，從射出成型機的噴嘴射出的熔融塑膠材料經過模具的注道襯套、橫澆道，流入到用於成型透鏡的空間(型腔)。從防止逆流或透鏡的分離等觀點，朝向型腔的流入口(澆口)成為寬度小於橫澆道的限制澆口。

射出成型出的成型品由分別與注道襯套、橫澆道、澆口對應的注道襯套部、澆道部、澆口部、透鏡構成(例如，參照專利文獻1)。成型品凝固成不變形的程度以後從射出成型機取出，為了切斷澆口部並分離透鏡而搬運到澆口切斷裝置。

專利文獻1：日本特開平05-220794號公報。

然而，由於小型攝影機或具攝影機的攜帶型電話機等的光學設備的普及，塑膠製的透鏡的需求正在增加。因此，迫切希望提高塑膠製透鏡的製造效率。

為了在射出成型機的內部充分地冷卻成型品需要大量的時間(約30秒)，所以若縮短這時間則可以期待製造效率的大幅提高。但是，如果在充分地冷卻凝固之前從射出成型機取出，則導致澆道部變形。若澆道部變形，則在切斷澆口部時不能進行透鏡的定位，會劃破透鏡或停止澆口切斷裝置的運轉。另外，這一點不限於透鏡，是適用於所有塑膠產品的課題。

本發明是鑒於上述課題而提出的，其目的在於，提供一種實現提高塑膠產品的製造效率的射出成型件的冷卻方法及裝置。

為了達到上述目的，本發明的射出成型件的冷卻裝置的特徵在於，將冷卻用氣體噴吹到在從射出成型機取出的、通過澆口部在澆道部的前端成型產品部的射出成型件，從而冷卻上述射出成型件。

在第二方面的發明中，其具有：保持上述射出成型件，並具有收容規定形狀的上述澆道部的收容部的承受夾具；在與上述收容部之間夾入上述澆道部，並將上述氣體噴吹到上述澆道部的冷卻夾具。

在第三方面的發明中，具有在將上述氣體噴吹到上述澆道部之後，以將上述射出成型件一直保持在上述承受夾具上的狀態，將上述射出成型件向下一步驟搬運的搬運機構。

在第四方面的發明中，上述收容部是上述澆道部嵌合的嵌合槽。

在第五方面的發明中，上述冷卻夾具在將上述澆道部夾入到其與上述收容部之間的部位形成有V形槽。

在第六方面的發明中，在上述冷卻夾具形成有將上述氣體向上述V形槽引導的流路。

在第七方面的發明中，上述冷卻夾具將上述澆道部的除去兩端部之外的中間部夾入到其與上述收容部之間，並將上述氣體噴吹到上述中間部。

在第八方面的發明中，上述氣體為溫度10℃以上30℃以下的空氣。

本發明的射出成型件的冷卻方法的特徵在於，從射出成型機取出透過澆口部在澆道部的前端成型產品部的射出成型件，在上述射出成型機的外部，將冷卻用氣體噴吹到從上述射出成型機取出的上述射出成型件，從而冷卻上述射出成型件。

在第十方面的發明中，包括：從上述射出成型機取出上述射出成型件的取出步驟；透過承受夾具保持從上述射出成型機取出的上述射出成型件的保持步驟；將上述氣體噴吹到保持在上述承受夾具上的上述射出成型件的噴吹步驟。

在第十一方面的發明中，在上述保持步驟中，在上述承受夾具的收容部收容上述澆道部，在上述噴吹步驟之前，具有在所述收容部和將上述氣體噴吹到上述澆道部的冷卻夾具之間夾入上述澆道部的夾入步驟，在上述噴吹步驟中，從上述冷卻夾具向上述澆道部噴吹空氣。

根據本發明的射出成型件的冷卻方法及裝置，既可以防止變形又可以冷卻從射出成型機取出的射出成型件，因此，可以縮短在射出成型機中的射出成型件的冷卻時間，並且可以提高透鏡的製造效率。

圖1、圖2及圖3所示的冷卻裝置11除了冷卻從射出成型機41取出的射出成型件12的功能以外，還具有將射出成型件12搬運到下一步驟的功能。在本實施方式中，搬運到基於澆口切斷裝置51的澆口切斷步驟。另外，在基於澆口切斷裝置51的澆口切斷步驟中，切斷澆口部13並從射出成型件12分離透鏡(產品部)14。

射出成型件12是透過利用模具41的射出成型件機41成型的透明的塑膠製，在圓柱形狀的注道襯套部15的中間成型有直徑大於注道襯套部15的圓柱形狀的輪緣部16。在向以輪緣部16為中心的90°俯仰的呈放射狀延伸的4個澆道部17的前端透過澆口部13成型有透鏡14。

各透鏡14具有本體部18、成型在本體部18的外周緣的凸緣部19，在凸緣部19的外周面成型有澆口部13。

本發明的冷卻裝置11是從射出成型機41取出充分地冷卻凝固之前的可變形的狀態的射出成型件12，在射出成型機41的外部進行冷卻，使之具有進行下一步驟時所需要的足夠的硬度，透過將冷卻用氣體(空氣)噴吹到從射出成型機41取出的在冷卻凝固之前的射出成型件12，在以短時間內效率良好地進行冷卻的裝置。

冷卻裝置11具有：保持從射出成型機41取出的射出成型件12並且將保持的射出成型件12搬運到澆口切斷裝置51的承受夾具20；在冷卻射出成型件12的冷卻位置L2使承受夾具20升降移動的升降機構21；在規定的可動範圍移動承受夾具20的移動機構22。

承受夾具20透過移動機構22分別在從射出成型機41取出射出成型件12的取出位置L1、上述的冷卻位置L2及設置澆口切斷裝置51的切斷位置L3之間移動。移動機構22透過從取出位置L1經過冷卻位置L2而使承受夾具20移動到切斷位置L3，將保持在承受夾具20的射出成型件12搬運到澆口切斷裝置51。即，移動機構22與承受夾具20一起構成搬運機構。

冷卻裝置11具有：將射出成型件12夾入到其與在冷卻位置L2上升的承受夾具20之間，並且冷卻所夾入的射出成型件12的冷卻夾具23；將冷卻用空氣供給到冷卻夾具23的供氣機構24；控制各機構21、22、24的驅動的控制部25。另外，升降機構22也可以代替升降移動承受夾具21，而使冷卻夾具23升降移動。

如圖1及圖4所示，承受夾具20具有：圓柱形狀的底座20a；設置在底座20a的下部且直徑小於底座20a的圓柱形狀的基部20b。承受夾具20從底座20a的上表面中央直到基部20b形成有圓柱形狀的孔28、以該孔28為中心的90°俯仰的呈放射狀的4個嵌合槽29、4個定位銷27。

在各嵌合槽29分別嵌合有從射出成型機41取出的射出成型件12的澆道部17。即，嵌合槽29構成收容澆道部17的收容部。在相當於嵌合槽29的上部的開口的兩緣部30形成有傾斜面。兩緣部30的傾斜面引導嵌合在嵌合槽29的澆道部17，校正從射出成型機41取出時彎曲的澆道部17的水平方向的彎曲。孔28在射出成型件12的各澆道部17分別嵌合於嵌合槽29時，防止輪緣部16及位於其下方的注道襯套部15干涉承受夾具20的現象。定位銷27嵌合在形成於冷卻夾具23的定位孔38中(參照圖5)，從而進行承受夾具20相對於冷卻夾具23的定位。

如圖1及圖5所示，冷卻夾具23具有圓柱形狀的基部23a、設置在基部23a的上部且直徑小於基部23a的圓柱形狀的突出部23b。冷卻夾具23從基部23a的下表面中央直到突出部23b形成有圓柱形狀的孔31、以其孔31為中心的90°俯仰的呈放射狀的4個噴嘴32、與形成在承受夾具20的定位銷27對應的4個定位孔38。

而且，在基部23b的外周面形成有引入從供氣機構24供給的空氣的供氣口36。從供氣口36引入的空氣透過流路37引導至孔31及各噴嘴32。為了冷卻射出成型件12而使用從孔31及各噴嘴32噴出的空氣，其溫度較佳為10℃以上且30℃以下。另外，因為急劇的冷卻產生結露等問題，所以不可以取代空氣而使用液體氮(沸點-196℃)。

在各噴嘴32設置有從沿著縱向的兩端突出的一對平板33。設在各噴嘴32的一對平板33構成從噴嘴32噴出的空氣的流路。在各平板33的前端成對的平板33側具有斜面34。各斜面34與成對的平板33的斜面34一起構成V形槽35。如圖6及圖7所示，在各V形槽35分別嵌合有保持於承受夾具20的射出成型件12的澆道部17。另外，平板33的縱向的長度與嵌合槽29的長度大致相同，與澆道部17的除去兩端部之外的中間部相對應。孔31在與承受夾具20之間夾入射出成型件12時，防止位於輪緣部16的上方的注道襯套部15干涉冷卻夾具23的現象。

接著，對圖1及圖2所示的冷卻裝置11的處理順序進行說明。射出成型的射出成型件12透過搬運臂(省略圖示)從射出成型機41取出，在取出位置L1中保持於承受夾具20(參照圖4)。此時，控制部25將移動機構22控制成承受夾具20位於取出位置L1。從射出成型機41取出時的射出成型件12處於充分冷卻凝固之前且是可變形的狀態，所以透過基於接受承受夾具20的保持冷卻凝固成可防止變形的程度(例如，約70℃以下)成為必要條件。

若射出成型件12保持在承受夾具20，則控制部25控制移動機構22，使承受夾具20移動到冷卻位置L2。若承受夾具20移動到冷卻位置L2，則控制部25控制升降機構21，保持在承受夾具20的射出成型件12的澆道部17使承受夾具20上升至與設置在冷卻夾具23的噴嘴32的平板33抵接的位置(參照圖5)。澆道部17透過由承受夾具20的嵌合槽29和冷卻夾具23的V形槽35夾緊，而校正從射出成型機41取出時彎曲的澆道部17的垂直方向的彎曲。

若承受夾具20上升並且射出成型件12固定在承受夾具20和冷卻夾具23之間(參照圖6及圖7)，則控制部25控制供氣機構24，從孔31及各噴嘴32噴出空氣。從孔31噴出的空氣噴吹到注道襯套部15及輪緣部16，順著嵌合槽29等排出到外部。注道襯套部15及輪緣部16透過形成於承受夾具20的孔28及形成於冷卻夾具23的孔31所圍繞，透過噴吹到的空氣可效率良好地進行冷卻。而且，從噴嘴32噴出的空氣順著形成於平板33之間的流路而噴吹到澆道部17，並且從形成於平板33的縱向的兩端側的間隙排出。另外，冷卻中的澆道部17由承受夾具20的嵌合槽29和冷卻夾具23的V形槽35夾緊，從而防止彎曲的現象。

若射出成型件12充分地冷卻凝固，則控制部25控制供氣機構24而停止空氣的供給。而且，控制部25控制升降機構21而使承受夾具20下降。若承受夾具20下降到規定的位置，則控制部25控制移動機構22，將承受夾具20移動到切斷位置L3。

若承受夾具20移動到切斷裝置L3，則透過搬運臂(省略圖示)從承受夾具20取出射出成型件12。若射出成型件12被取出，則控制部25控制移動機構22而使承受夾具20移動到取出位置L1，將冷卻裝置11返回到初始狀態。另外，從承受夾具20取出的射出成型件12透過搬運臂固定在澆口切斷裝置51上，從而進行規定的處理。

以後，控制部25控制各機構21、22、24的驅動，對於從射出成型機41取出的射出成型件12反復進行一系列處理：朝冷卻裝置23的搬運→基於冷卻夾具23的冷卻→朝澆口切斷裝置51的搬運→冷卻裝置11返回到初始狀態。透過反覆進行該一系列的處理，可以將充分地冷卻凝固之前的射出成型件12不發生變形地搬運到澆口切斷裝置51。

如以上說明，在切斷澆口部13的步驟之前具備了防止射出成型件12的變形的同時進行冷卻的步驟，所以即使從射出成型機41取出充分地冷卻凝固之前的射出成型件12，也可防止射出成型件12(尤其澆道部17)的變形，在切斷澆口部13時，沒有因為澆道部17的變形而不能進行透鏡14的定位的現象。因此，實現射出成型機41的冷卻時間的縮短(例如，從以往的30秒縮短為17秒)，可提高透鏡14的製造效率。

另外，在上述實施方式中，將冷卻用氣體(空氣)流動到透過移動機構22移動的承受夾具20的搬運路徑，也可以冷卻沿著搬運路徑移動的射出成型件12。具體地，如圖8所示，將風道61設在承受夾具20的搬運路徑，透過供氣機構24將冷卻用氣體向風道61內流入。由此，流入風道61內的氣體冷卻將風道61內透過承受夾具20搬運的射出成型件12。

而且，如圖9所示，也可在承受夾具20的嵌合槽29內形成噴出冷卻用氣體(空氣)的噴嘴。具體地，如圖9所示，在嵌合槽29的側面形成噴嘴71，在底座20a的外周面形成引入從供氣機構24供給的空氣的供氣口72。從供氣口72引入的氣體透過流路73引導至噴嘴71，並從噴嘴71噴出。另外，因圖面的情況省略了定位銷27的圖示。

11．．．冷卻裝置

12．．．射出成型件

13．．．澆口部

14．．．透鏡

15．．．襯套部

16．．．輪緣部

17．．．澆道部

18．．．本體部

19．．．凸緣部

20．．．承受夾具

20a．．．底座

20b,23a．．．基部

21‧‧‧升降機構

22‧‧‧移動機構

23‧‧‧冷卻夾具

23b‧‧‧突出部

24‧‧‧供氣機構

25‧‧‧控制部

27‧‧‧定位銷

28,31‧‧‧孔

29‧‧‧嵌合槽

30‧‧‧緣部

32,71‧‧‧噴嘴

33‧‧‧平板

34‧‧‧斜面

35‧‧‧V形槽

36,72‧‧‧供氣口

37,73‧‧‧流路

38‧‧‧定位孔

41‧‧‧射出成型機

51‧‧‧澆口切斷裝置

61‧‧‧風道

L1‧‧‧取出位置

L2‧‧‧冷卻位置

L3‧‧‧切斷位置

圖1是表示用承受夾具保持射出成型件的狀態的冷卻裝置的主視圖。

圖2是表示用承受夾具保持射出成型件的狀態的冷卻裝置的俯視圖。

圖3是說明承受夾具的移動範圍的冷卻裝置的俯視圖。

圖4是表示保持射出成型件時的承受夾具的立體圖。

圖5是表示保持射出成型件的狀態的承受夾具及冷卻夾具的立體圖。

圖6是表示固定射出成型件的狀態的冷卻裝置的立體圖。

圖7是表示圖6的VII-VII剖面的剖面圖。

圖8是說明在射出成型件的搬運路徑設置風道的情況的圖。

圖9是說明從形成在承受夾具的嵌合槽的側面的噴嘴噴出氣體的情況的圖。

11．．．冷卻裝置

12．．．射出成型件

13．．．澆口部

14．．．透鏡

15．．．襯套部

16．．．輪緣部

17．．．澆道部

18．．．本體部

19．．．凸緣部

20．．．承受夾具

20a．．．底座

20b,23a．．．基部

21．．．升降機構

22．．．移動機構

23．．．冷卻夾具

23b．．．突出部

24．．．供氣機構

25．．．控制部

27．．．定位銷

28,31．．．孔

29．．．嵌合槽

30．．．緣部

32．．．噴嘴

33．．．平板

34．．．斜面

35．．．V形槽

36．．．供氣口

37．．．流路

Claims (11)

1. 一種射出成型件的冷卻裝置，其中，其具有承受夾具與冷卻夾具，該承受夾具對於從射出成型機取出的、通過澆口部在澆道部的前端成型產品部的射出成型件進行保持，並具有收容規定形狀的該澆道部的收容部，該冷卻夾具在其與該收容部之間夾入該澆道部，並將冷卻用氣體噴吹到該澆道部，從而冷卻該射出成型件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的射出成型件的冷卻裝置，其更包括在將該氣體噴吹到該澆道部之後，以將該射出成型件一直保持在該承受夾具上的狀態，將該射出成型件向下一步驟搬運的搬運機構。
3. 如申請專利範圍第1項所述的射出成型件的冷卻裝置，其中，該收容部是該澆道部嵌合的嵌合槽。
4. 如申請專利範圍第1項所述的射出成型件的冷卻裝置，其中，該冷卻夾具在將該澆道部夾入到其與該收容部之間的部位形成有V形槽。
5. 申請專利範圍第3項所述的射出成型件的冷卻裝置，其中，該冷卻夾具在將該澆道部夾入到其與該收容部之間的部位形成有V形槽。
6. 如申請專利範圍第4項所述的射出成型件的冷卻裝置，其中，在該冷卻夾具形成有將該氣體向該V形槽引導的流路。
7. 如申請專利範圍第5項所述的射出成型件的冷卻裝置，其中，在該冷卻夾具形成有將該氣體向該V形槽引導的流路。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的射出成型件的冷卻裝置，其中，該冷卻夾具將該澆道部的除去兩端部之外的中間部夾入到其與該收容部之間，並將該氣體噴吹到該中間部。
9. 如申請專利範圍第1項所述的射出成型件的冷卻裝置，其中，該氣體為溫度10℃以上30℃以下的空氣。
10. 一種射出成型件的冷卻方法，包括：從射出成型機取出透過澆口部在澆道部的前端成型產品部的射出成型件，在該射出成型機的外部，將冷卻用氣體噴吹到從該射出成型機取出的該射出成型件，從而冷卻該射出成型件，其中，該冷卻方法包括：從該射出成型機取出該射出成型件的取出步驟；透過承受夾具保持從該射出成型機取出的該射出成型件的保持步驟；以及將該氣體噴吹到保持在該承受夾具上的該射出成型件的噴吹步驟。
11. 如申請專利範圍第10項所述的射出成型件的冷卻方法，其中，在該保持步驟中，在該承受夾具的收容部收容該澆道部，在該噴吹步驟之前，具有在該收容部和將該氣體噴吹到該澆道部的冷卻夾具之間夾入該澆道部的夾入 步驟，在該噴吹步驟中，從該冷卻夾具向該澆道部噴吹空氣。