WO2013051055A1 - 射出成形装置 - Google Patents

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stick
molding apparatus
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俊臣 佐藤
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株式会社佐藤精機
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    • B29C45/72—Heating or cooling
    • B29C45/74—Heating or cooling of the injection unit

Definitions

  • the present invention relates to a miniaturized and simplified injection molding apparatus.
  • a synthetic resin molding material is charged in a pellet or the like from a hopper, plasticized and melted in a heating cylinder, and then conveyed by a screw. It is injected into the mold cavity and molded. Then, after the molded product is solidified, the mold is opened and the molded product is pushed out by an ejector pin.
  • the heating cylinder and the mold are separate bodies, and the device from the control surface of the structure and molding conditions is devised independently to achieve optimum performance for each, As the entire apparatus becomes larger, the control of molding conditions has become complicated.
  • An object of the present invention is to provide an injection molding apparatus that can be used.
  • Another object of the present invention is to propose a stick-shaped molding material suitable for the above-described injection molding apparatus.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the invention of claim 1 is directed to a mold comprising a lower mold and an upper mold that forms a cavity together with the lower mold, and a lower end thereof.
  • a vertical injection cylinder which is a nozzle and is sequentially supplied with stick-shaped molding material in a row from above; heating means for generating a temperature gradient that rises from above to below inside the injection cylinder; and
  • a pressing means having a pressing shaft for pressing the stick-shaped molding material downward in the injection cylinder, and when the uppermost stick-shaped molding material is pushed by the pressing shaft, the lowermost completely-dissolved molding material is
  • An injection molding apparatus characterized in that heat is transmitted from the injection cylinder to the mold through a nozzle touch from the nozzle while being injected into the cavity.
  • the invention of claim 2 is the injection molding apparatus according to claim 1, wherein the push shaft includes a centering mechanism.
  • the invention of claim 3 is the injection molding apparatus according to claim 2, wherein the push-in shaft is composed of an upper shaft and a lower shaft, and the lower shaft is The base end portion enters the lower cylindrical portion from the lower side and is supported so as to be relatively movable in the horizontal direction and the vertical direction, and is elastically contacted in the radial direction on the lower end side of the upper shaft to maintain the fitting state.
  • It is an injection molding device characterized by being.
  • a fourth aspect of the present invention is the injection molding apparatus according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein a pair of wheels provided on the left and right sides of the guide rod and a lower mold are attached.
  • a guide plate comprising a back plate fixed to the board and in contact with the back side of the guide rod, a pair of inclined paths provided in parallel to the left and right, and a recess provided therebetween, An ejector mechanism in which an ejector pin rises by ascending, and when the guide rod is pushed from the back side by the back plate, the wheel rises while rolling on the ramp, so that the guide rod
  • the injection molding apparatus is characterized in that it rises with respect to the back plate, while the back plate itself enters the recess.
  • the invention according to claim 5 is the injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the push shaft is lowered by manual operation of the push lever. It is.
  • a sixth aspect of the invention is the injection molding apparatus according to the fifth aspect of the present invention, wherein a hot water pool is provided below the upper mold gate, and the hot water pool is biased upward.
  • the invention according to claim 7 is the injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the injection cylinder and the mold are each made of a plurality of materials having different thermal conductivities. It is heated by the heat from the heater and adjusted so that the time required for complete dissolution of the stick-shaped molding material that comes to the lowest stage by pushing the push shaft and the solidification time of the molding material injected into the cavity are substantially the same. It is an injection molding device characterized by having.
  • the invention of claim 8 is a stick-shaped molding material to be supplied to the injection cylinder of the injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 7, and has a substantially cylindrical shape.
  • the stick-shaped molding material is characterized in that a large number of concave grooves extending in the axial direction are formed on the outer peripheral surface thereof.
  • the invention of claim 9 is a stick-shaped molding material characterized in that the stick-shaped molding material described in claim 8 has a volume corresponding to one molded product.
  • a molded product with a desired accuracy can be manufactured with a small size and simple control.
  • FIG. 1 is a perspective view of an injection molding apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a partially exploded perspective view of the injection molding apparatus of FIG. It is sectional drawing of the inner side part of the side plate of the injection molding apparatus of FIG. It is explanatory drawing of the metal mold
  • FIG. 3 is a perspective view of a lower mold having a configuration different from that of FIG. 2. It is a partial cross section figure of the metal mold
  • FIG. 1 An injection molding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • reference numerals 3 and 3 denote a pair of leg portions, and a table 5 is fixed on the pair of leg portions 3 and 3.
  • a pair of side plates 7 and 7 are erected in parallel on the left and right ends of the stage 5.
  • the side surfaces of the side plates 7 and 7 are directed in the left-right direction, and the front-rear direction without the side plates 7 is opened.
  • An upper plate 8 is installed on the upper end surfaces of the side plates 7 and 7.
  • a mold 9 and an injection cylinder 61 are disposed in a space surrounded by the mounting table 5, the left and right side plates 7, 7 and the upper plate 8, and the injection cylinder 61 is located on the mold 9. .
  • a lower mold 11 on the fixed side and an upper mold 13 on the movable side are provided as the mold 9, and these are mounted on the lower mold mounting board 15 and the upper mold mounting board 17, respectively. Between the two boards.
  • the respective concave portions 19 of the lower mold 11 and the upper mold 13 are sealed, and a cavity 21 is formed as shown in FIG.
  • the cavity 21 is molded according to the shape of the molded product.
  • a gate 23 communicating with the cavity 21 is provided in the upper mold 13.
  • the gate 23 extends through the upper die 13 in the vertical direction.
  • the periphery of the recess 19 of the lower mold 11 and the periphery of the gate 23 of the upper mold 13 are formed of iron (Fe) having good heat retention, that is, heat conductivity is relatively poor, and the remaining part has good heat dissipation. That is, it is made of aluminum (Al) having relatively good thermal conductivity.
  • the lower mold mounting plate 15 is made of iron (Fe)
  • the upper mold mounting plate 17 has a two-layer structure, and the thick upper layer portion that occupies most is made of iron (Fe), and the thin lower layer portion. Is made of epoxy glass (Ep) with good heat insulation.
  • each support shaft 25 protrude from the left and right sides of the upper die mounting board 17.
  • each support shaft 25 is a long hole extending in the vertical direction of each side plate 7. 27 and go out.
  • Reference numeral 29 denotes a handle.
  • the handle 29 has a generally U-shaped bar shape, and is slightly bent in the folding direction at both ends.
  • the handle 29 is disposed so as to surround the left and right side plates 7 from the front side, and the support shaft 25 is passed through and fixed to the bent portions on both ends thereof.
  • Guide arms 31 and 31 are rotatably connected to both ends of the handle 29 by pin connection.
  • Each guide arm 31 is curved in an arcuate shape and bulges backward.
  • the lower end of the guide arm 31 extends through the notch portion of the mounting table 5 to the notch portion of the leg portion 3, and is pin-connected there. It is rotatable within the notch.
  • Each guide arm 31 is formed with a recess 32 on the front side, and a support shaft 25 protruding outward from the recess 32 enters from the front side and is engaged therewith.
  • a sliding guide mechanism (not shown) is provided between the side plate 7 and the upper die mounting plate 17 so that the upper die mounting plate 17 can be smoothly moved relative to the side plate 7. . Therefore, as shown in FIG.
  • each guide arm 31 is slightly rotated rearward to disengage each support shaft 25 from the engaged state and move upward in the elongated hole 27. .
  • the upper mold 13 moves upward together with the upper mold mounting plate 17 connected to the support shaft 25 so as to open the mold.
  • elevating shafts 33 are respectively attached to the left and right sides of the upper die mounting board 17.
  • cam plates 35 are respectively attached to the left and right sides of the lower mold mounting board 15.
  • the cam groove 37 of the cam plate 35 extends in the vertical direction on the front side and is inclined obliquely upward from the upper end toward the rear side.
  • a cam follower 38 loosely fitted in the cam groove 37 is connected to the lower end side of the elevating shaft 33. Therefore, when the upper mounting plate 17 moves upward, the lower mold mounting plate 15 on which the lower mold 11 is mounted is drawn forward by the cam mechanism described above.
  • a pair of slide rails 39, 39 are attached to the lower surface of the lower mold mounting board 15. The pair of slide rails 39 and 39 are respectively engaged with the pair of guide rails 41 and 41 mounted on the mounting table 5 and smoothly guided in the front-rear direction.
  • the lower mold 11 is provided with an ejector mechanism that pushes up the molded product M.
  • the ejector mechanism includes an ejector plate 43 that is parallel to the lower surface of the lower mold 11 opposite to the cavity 21 forming side, Two guide rods 45 erected on the lower surface of the ejector plate 43 with a space therebetween and ejector pins 47 erected on the upper surface with a space therebetween are provided.
  • the ejector pin 47 slidably penetrates the lower mold 11, and in the standby state, the tip thereof forms the same surface as the surface of the concave portion 19 for forming the cavity 21 to constitute the surface of the molded product.
  • a pair of wheels 49 are attached to the left and right sides of the lower end of the guide rod 45.
  • a plate thickness surface on the side of the back plate 51 is in contact with the back side of the guide rod 45.
  • the back plate 51 has a substantially triangular shape and tapers downward.
  • the upper plate thickness surface is fixed to the lower surface of the lower die mounting board 15.
  • the tapered lower end of the back plate 51 enters between the pair of wheels 49, 49.
  • Reference numeral 53 indicates a guide path, and the guide path 53 is mounted on the table 5.
  • Two guide paths 53 are located between the pair of guide rails 41, 41.
  • the guide path 53 is trapezoidal when viewed from the left-right direction, the rear upper surface 57 is inclined, and the front upper surface 55 is horizontal. This upper surface is the rolling surface of the pair of wheels 49, 49 described above.
  • the guide path 53 is formed with a recess 59 penetrating from the upper surface to the lower surface.
  • the recess 59 extends from the middle on the horizontal upper surface side and continues to the end on the rear side.
  • the recess 59 is a space that enters when the back plate 51 is pulled forward.
  • the guide rod 45 is pushed from the back side by the back plate 51 fixed to the lower mold mounting plate 15, and the wheels 49 are inclined on the upper surface of the guide path 53.
  • the back plate 51 itself enters the recess 59, and when the front surface of the back plate 51 hits the front surface of the recess 59, further advancement is prevented. Since the back plate 51 pushes the back side of the guide rod 45 over its entire length, the forward pulling force becomes the rolling force of the wheel 49 as it is, and the wheel 49 smoothly climbs on the inclined upper surface 57 even if it is pulled lightly. .
  • the guide rod 45 can be further raised by the amount of the absence of the flange. Therefore, the overall height of the injection molding apparatus 1 can be suppressed. Further, when the wheel 49 rolls forward, the back plate 51 is guided by entering the recess 59, so that the guide rod 45 does not sway from side to side.
  • the injection cylinder 61 side will be described.
  • the cylinder body 63 is erected on the upper die mounting board 17.
  • the cylinder body 63 has a two-stage structure, and the upper side is made of copper (Cu) having better heat dissipation than iron (Fe), and the lower side is made of iron (Fe).
  • a cylindrical heater 65 is fitted from the outside to the lower half of the lower side. Accordingly, the temperature of the upper copper (Cu) portion of the cylinder body 63 is the lowest, and even if the molding material is inserted there, it does not melt, and the lower portion surrounded by the heater 65 is the strongest. The molding material that has been heated is completely dissolved.
  • a nozzle 67 is connected to the lower end side of the tube main body 63 and is formed of iron (Fe).
  • the peripheral edge of the nozzle hole 69 of the nozzle 67 is a flat surface 71.
  • the nozzle 67 enters a through hole 73 formed in the upper die mounting board 17 that penetrates vertically, and the flat surface 71 around the nozzle hole 69 is pressed against the upper surface of the upper die 13. This is a so-called nozzle touch specification.
  • a material agitator is placed in the cylinder body 63.
  • the nozzle hole 69 communicates with the gate 23, and a completely melted molding material is injected from the nozzle hole 69 through the gate 23 toward the cavity 21. Since the lower layer side of the upper mold mounting plate 17 is made of epoxy glass (Ep) with good heat insulation, the injection cylinder 61 side and the mold 9 side can be moved by heat only at the nozzle touch portion. Note that the amount of heat transferred from the injection cylinder 61 side to the mold 9 side increases and decreases as the area of the flat surface 71 increases, so that the amount of heat transferred can be increased or decreased by increasing or decreasing the area.
  • Ep epoxy glass
  • reference numeral 75 denotes a pressing shaft, and the pressing shaft 75 passes through a through hole of the upper plate 8 that is stretched over the upper end surfaces of the pair of side plates 7 and 7.
  • a rack (not shown) is attached to the rear surface side of the pushing shaft 75.
  • reference numeral 77 denotes a pushing lever.
  • the pushing lever 77 is horizontally stretched between a pair of side plates 7, 7, and a support shaft (a right side end portion protrudes through the right side plate 7). (Not shown).
  • a pinion 79 is attached to the support shaft. The pinion 79 meshes with the rack on the pushing shaft 75 side, strictly speaking, on the upper shaft 80 side.
  • the pushing shaft 75 includes a large-diameter upper shaft 80 and a small-diameter lower shaft 83.
  • the lower half of the upper shaft 80 is cylindrical, and a support pin 81 is horizontally stretched and fixed inside the cylinder.
  • a ring-shaped elastic member 82 is fixed to the lower end side.
  • the lower shaft 83 is formed with a through hole 84 penetrating in the horizontal direction, and this through hole 84 extends long in the vertical direction.
  • the base end portion of the lower shaft 83 enters the inside of the cylinder of the upper shaft 80 from the lower side, and the support pin 81 is loosely fitted in the through hole 84, and the lower shaft 83 is attached to the support pin 81. Relative movement is possible in the vertical and horizontal directions. Further, the lower shaft 83 is fitted to the elastic member 82 and is in elastic contact with the radial direction.
  • the relative position of the lower shaft 83 relative to the upper shaft 80 can be changed while elastically deforming the elastic member 82. Therefore, when the lower shaft 83 of the push shaft 75 hits the inner wall of the cylinder main body 63, it will be centered with respect to the cylinder main body 63 by escaping, and there will be some design errors in the push shaft 75 and the cylinder main body 63. Even if some deformation occurs due to repeated use, it is possible to prevent the lower shaft 83 of the push shaft 75 from shaving the inner wall of the cylinder body 63.
  • the stick-shaped molding material S As shown in FIG. 10, the stick-shaped molding material S has a substantially cylindrical shape, and a large number of concave grooves t extending in the axial direction are formed on the outer peripheral surface thereof.
  • the diameter and length of the stick-shaped molding material S are set in consideration of injection pressure and workability.
  • the stick-shaped molding material S is not a final molded product, has a simple shape and does not require much dimensional accuracy, and can be mass-produced at low cost.
  • the diameter of the stick-shaped molding material S is set so as to be inserted while leaving a slight gap in the cylinder main body 63 of the injection cylinder 61.
  • Appropriate combinations of the structural devices and structural materials described in detail above allow appropriate heat to be applied to the necessary portions on the injection cylinder 61 side and the mold 9 side with the output of one heater 65, and injection is performed.
  • the time taken for the molding material coming to the bottom of the cylinder 61 to completely melt and form a hot water is almost the same as the time taken for the molding material injected into the mold 9 to cool and solidify. Yes.
  • the middle molding material S2 serves as a piston to completely melt the hot water-like molding.
  • the material S3 is pushed and injected into the mold 9. Since the lower end side of the molding material S2 is melted to fill the gaps in the cylinder main body 63 and the nozzle 67, the close-packing effect is enhanced. Note that air comes out from the melted molding materials S1 and S2, but this air (K) quickly escapes upward through the concave grooves t of the molding materials S2 and S3. Development is significantly reduced. As shown in FIG. 14, when the injection of the molding material S3 is completed, the molding material S2 has moved to the place where the molding material S3 was present, where it is heated and completely melted to form a hot water. .
  • a buzzer (not shown) sounds and a timer (not shown) starts measuring time. Meanwhile, the operator inserts a new molding material into the cylinder body 63. Since the buzzer sounds again after a predetermined time has elapsed, the operator waits for this to lift the handle 29 upward, opens the mold, and picks out the protruding molded product M with his / her fingers. And after returning the handle
  • the injection molding apparatus 1 since the stick-shaped molding material S, which is an injection molded product with a fixed volume, is used on the injection cylinder 61 side, plasticization, kneading, and further measurement are unnecessary. Further, the push shaft 75 of the push means does not require much heat resistance and dimensional accuracy. Furthermore, the temperature control of the entire apparatus can be performed only by the temperature control of the heater 65. In addition, the height of the mold 9 side is suppressed by devising the ejector mechanism. Therefore, the apparatus has been greatly reduced in size and simplified in control.
  • the embodiment of the present invention has been described in detail above. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the present invention can be changed even if there is a design change without departing from the gist of the present invention. included.
  • the above embodiment is a manual type using the push lever 77, it may be an automatic type using an air cylinder.
  • the mold 9 is not limited to the arrangement and types of the materials described above. For example, as shown in FIG. 15, the lower mold 11 of the mold 9 is made of iron around the recess 19 and the outer peripheral side thereof.
  • the present invention is applicable to a manufacturing industry that manufactures a molded product by injection molding using a molding material.

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Abstract

　小型化され、しかも簡単な制御で所望の精度の成形品を製造できる射出成形装置を提供する。　下端がノズルになっており、スティック状成形材料(Ｓ)が一列に上側から順次供給され、下方側が保熱性の良い材料で構成された縦型射出筒(６１)と、射出筒(６１)の下部を加熱するヒーター(６５)と、スティック状成形材料(Ｓ)を下方に向かって押し込む押込シャフト(７５)とを備え、押込シャフト(７５)により最上段のスティック状成形材料が押し込まれると、最下段の既に完全溶解した成形材料がキャビティ(２１)に射出されると共に、ヒーター(６５)からの熱がノズルタッチを介して金型(９)側に伝達される。

Description

射出成形装置
　本発明は、小型化且つ簡略化された射出成形装置に関するものである。
　従来の射出成形装置では、特許文献１に記載されているように、合成樹脂の成形材料がペレット等の状態でホッパーから投入され、加熱筒で可塑化され溶融した後に、スクリューによって搬送され、金型のキャビティへ射出されて成形される。そして、成形品が固化した後、型開きされてエジェクタピンによってその成形品が外に押し出されるようになっている。
　このような射出成形装置においては、加熱筒と金型は別体であり、それぞれに対して最適の性能を奏するように独立して構造や成形条件の制御面からの工夫が凝らされており、装置全体が大型化すると共に成形条件の制御も複雑になっていた。
特開２００８－３０２６３４号公報
　最近では成形品の搬送に掛かる手間やコストが問題となっており、各エンドユーザーの元で必要な数の成形品を必要な時に応じて製造できるようにすることで搬送そのものを無くすことも提案されている。しかしながら、従来の射出成形装置は上記のように大型であった等から、この提案に対応することは難しい。
　本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、小型化されると共に簡単な制御で所望の精度の成形品を製造でき、将来的にはエンドユーザーの元への設置も可能とする射出成形装置を提供することを目的とする。
　また、本発明は、上記した射出成形装置に適したスティック状成形材料を提案することを目的とする。
　本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求の範囲第１項の発明は、下側型と前記下側型と共にキャビティを形成する上側型とから成る金型と、下端がノズルになっており、スティック状成形材料が一列に上側から順次供給される縦型射出筒と、前記射出筒の内部に上方から下方に向かって温度が上がる温度勾配を発生させる加熱手段と、前記射出筒内でスティック状成形材料を下方に向かって押し込む押込シャフトを有する押し込み手段とを備え、前記押込シャフトにより最上段のスティック状成形材料が押し込まれると、最下段の完全溶解した成形材料が前記キャビティに射出されると共に、前記ノズルからのノズルタッチを介して前記射出筒から前記金型に熱が伝達されることを特徴とする射出成形装置である。
　請求の範囲第２項の発明は、請求の範囲第１項に記載した射出成形装置において、押込シャフトはセンタリング機構を備えることを特徴とする射出成形装置である。
　請求の範囲第３項の発明は、請求の範囲第２項に記載した射出成形装置において、押込シャフトは上側シャフトと下側シャフトとからなり、前記下側シャフトは、前記上側シャフトに対してその下側円筒部に下側から基端部が入り込んで水平方向及び上下方向に相対移動自在に支持されると共に、前記上側シャフトの下端側で径方向に弾接されて嵌合状態が保持されていることを特徴とする射出成形装置である。
　請求の範囲第４項の発明は、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載した射出成形装置において、ガイドロッドの左右両側に設けられた一対の車輪と、下側型の取付盤に固定され、前記ガイドロッドの背面側に当接した背当てプレートと、左右平行に設けられた一対の傾斜路とその間に設けられた凹部とからなるガイド路を有し、前記ガイドロッドの上昇によりエジェクタピンが上昇するエジェクタ機構を備えており、前記ガイドロッドが前記背当てプレートにより背面側から押されると、前記車輪が前記傾斜路を転動しながら登っていくことで前記ガイドロッドが前記背当てプレートに対して上昇し、一方前記背当てプレート自身は前記凹部に入り込んでいくことを特徴とする射出成形装置である。
　請求の範囲第５項の発明は、請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載した射出成形装置において、押込シャフトは押込レバーの手動操作により下降することを特徴とする射出成形装置である。
　請求の範囲第６項の発明は、請求の範囲第５項に記載した射出成形装置において、湯溜まりが上側型のゲートの下方に設けられており、前記湯溜まりには上方に向かって付勢されたピストンが収納されていることを特徴とする射出成形装置である。
　請求の範囲第７項の発明は、請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載した射出成形装置において、射出筒と金型はそれぞれ熱伝導性の異なる複数の材料で構成されており、ヒーターからの熱によりそれぞれ加熱され、押込シャフトの押し込みにより最下段にきたスティック状成形材料の完全溶解にかかる時間とキャビティに射出された成形材料の固化時間が略同じになるように調整されていることを特徴とする射出成形装置である。
　請求の範囲第８項の発明は、請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載した射出成形装置の射出筒に供給するスティック状成形材料であって、ほぼ円柱状をしており、その外周面には軸線方向に延びる多数の凹溝が形成されていることを特徴とするスティック状成形材料である。
　請求の範囲第９項の発明は、請求の範囲第８項に記載したスティック状成形材料において、成形品１個分の体積になっていることを特徴とするスティック状成形材料である。
　本発明の射出成形装置によれば、小型化され且つ簡単な制御で所望の精度の成形品を製造できる。
本発明の実施の形態に係る射出成形装置の斜視図である。 図１の射出成形装置の一部分解斜視図である。 図１の射出成形装置の側板の内側部分の断面図である。 図１の射出成形装置の金型、特に上側型の駆動機構の説明図である。 図１の射出成形装置の金型、特に下側型の駆動機構の説明図である。 図１の射出成形装置のエジェクタ機構の斜視図である。 図６のエジェクタ機構の説明図である。 図１の射出成形装置の型開き及び下側型の引き出し動作の説明図である。 図１の押込シャフトの構造の説明図である。 スティック状成形材料の斜視図である。 図１０の成形材料が筒本体に差し入れた状態の断面図である。 図１の射出成形装置１による成形品Ｍの形成過程の説明図である。 図１２に続く説明図である。 図１３に続く説明図である。 図２とは別の構成の下側型の斜視図である。 図３とは別の構成の金型の一部断面図である。
　本発明の実施の形態に係る射出成形装置１を図面にしたがって説明する。
　図１において符号３、３は一対の脚部を示し、この一対の脚部３、３上に載物台５が固定されている。載物台５上の左右両端側には一対の側板７、７が平行に立設されている。側板７、７は板面が左右方向を向いており、側板７の無い前後方向が開放されている。また、側板７、７の上端面には上板８が架設されている。
この載物台５と左右の側板７、７と上板８に囲まれた空間に金型９と射出筒６１が配設されており、金型９の上に射出筒６１が位置している。
　先ず、金型９側について説明する。
　最初に、金型９の構成について説明する。
　図２に示すように、金型９として固定側の下側型１１と可動側の上側型１３とが備えられており、これらはそれぞれ下側型取付盤１５と上側型取付盤１７に取り付けられて両盤の間に配設されている。
　型締めされると、下側型１１と上側型１３のそれぞれの凹部１９が密閉されて、図３に示すように、キャビティ２１が形成される。このキャビティ２１は成形品の形状に応じて型取られている。上側型１３にキャビティ２１と連通するゲート２３が設けられている。このゲート２３は上側型１３を上下方向に貫通して延びている。なお、図示省略するが、下側型１１の上面の四隅には位置決めピンがそれぞれ設けられている。
　下側型１１の凹部１９の周囲と上側型１３のゲート２３の周囲は保熱性が良い、即ち熱伝導性が相対的に悪い鉄（Ｆｅ）で形成され、その余の部分は放熱性が良い、即ち熱伝導性が相対的に良いアルミ（Ａｌ）で形成されている。
　また、下側型取付盤１５は鉄（Ｆｅ）で形成され、上側型取付盤１７は二層構造になっており、大部分を占める厚い上層部は鉄（Ｆｅ）で構成され、薄い下層部は断熱性の良いエポキシガラス（Ｅｐ）で形成されている。
　後述するようにゲート２３に先ず熱が伝達され、そこから周囲に熱が伝達されるが、ゲート２３と下側型１１の凹部１９の周囲は保熱性の良い鉄（Ｆｅ）で構成され、その余の部分は放熱性の良いアルミ（Ａｌ）で構成されているので、キャビティ２１内へは溶融した成形材料がゲート２３からキャビティ２１にスムーズ且つ十分に流れ込み、十分に流れ込んだ後には速やかに冷却するようになっている。
　次に、金型９の駆動機構について説明する。
　図３に示すように、上側型取付盤１７の左右両側からは支持シャフト２５、２５がそれぞれ突出しており、図１に示すように、各支持シャフト２５は各側板７の上下方向に延びる長穴２７を通って外方に出ている。
　符号２９はハンドルを示し、このハンドル２９は全体として「コ」の字の棒状を為しており、その両端側でさらに折返し方向に僅かに屈曲されている。このハンドル２９は左右の側板７、７を前側から囲むように配置されており、その両端側の屈曲部に上記した支持シャフト２５が貫通し固定されている。
　ハンドル２９の両端側にはピン連結によりガイドアーム３１、３１がそれぞれ回動自在に連結されている。各ガイドアーム３１には弓状に湾曲して後方に膨らんでおり、その下端は、載物台５の切欠き部を通って脚部３の切欠き部まで延び、そこでピン連結されてその切欠き部内で回動自在になっている。各ガイドアーム３１には前側に凹部３２が形成されており、その凹部３２に外方に突出した支持シャフト２５が前側から入り込んで係合している。
　また、側板７と上側型取付盤１７との間には摺動案内機構（図示省略）が設けられており、上側型取付盤１７が側板７に対してスムーズに相対移動できるようになっている。
　従って、図４に示すように、ハンドル２９を上方に持ち上げると、各ガイドアーム３１が後方に僅かに回動して各支持シャフト２５が係合状態から外れ、長穴２７内を上方に移動する。この移動により、支持シャフト２５に連結された上側型取付盤１７と共に上側型１３が上方に移動して型開きするようになっている。
　次に、上側型取付盤１７と下側型取付盤１５との関係について説明する。
　図５に示すように、上側型取付盤１７の左右両側には昇降シャフト３３がそれぞれ取り付けられている。一方、下側型取付盤１５の左右両側にはカム板３５がそれぞれ取り付けられている。カム板３５のカム溝３７は、前側は上下方向に延び、その上端からは後側に向かって斜め上向きに傾斜している。このカム溝３７に遊嵌されるカムフォロア３８が昇降シャフト３３の下端側に連結されている。
　従って、上側側取付盤１７が上方に移動するときには、上記したカム機構により、下側型１１を搭載した下側型取付盤１５が前方に引き出されるようになっている。
　なお、下側型取付盤１５の下面には一対のスライドレール３９、３９が取り付けられている。この一対のスライドレール３９、３９は、上記した載物台５上に取り付けられた一対のガイドレール４１、４１にそれぞれ係合して前後方向にスムーズに摺動案内されるようになっている。
　下側型１１には成形品Ｍを突き上げるエジェクタ機構が設けられており、このエジェクタ機構には、下側型１１のキャビティ２１形成側とは反対の下面に平行におかれるエジェクタプレート４３と、このエジェクタプレート４３の下面に間隔を置いて立設された二本のガイドロッド４５と、上面に間隔をおいて立設されたエジェクタピン４７が備えられている。エジェクタピン４７は下側型１１を摺動自在に貫通しており、待機状態ではその先端はキャビティ２１形成用の凹部１９の面と同一面を形成し成形品の面を構成している。
　ガイドロッド４５の下端部の左右両側には一対の車輪４９、４９が取り付けられている。また、ガイドロッド４５の背面側には背当てプレート５１の側部側の板厚面が当接されている。この背当てプレート５１はほぼ三角形状で下方に向かって先細りになっており、その上部側の板厚面が下側型取付盤１５の下面に固定されている。背当てプレート５１の先細りの下端は一対の車輪４９、４９の間に入り込んでいる。
　符号５３はガイド路を示し、このガイド路５３は載物台５上に取り付けられている。２つのガイド路５３が一対のガイドレール４１、４１の間に位置している。
　ガイド路５３は左右方向から見ると台形となっており、後側の上面５７は傾斜し、前側の上面５５は水平になっている。この上面が上記した一対の車輪４９、４９の転動面になっている。
　ガイド路５３には上面から下面まで貫通する凹部５９が形成されている。この凹部５９は水平上面側の途中から延び後側の端まで続いている。凹部５９は、上記した背当てプレート５１が前方に引き出されたときに入り込む空間になっている。
　従って、下側型取付盤１５が前方に引き出されると、ガイドロッド４５は下側型取付盤１５に固定された背当てプレート５１により背面側から押されて、車輪４９がガイド路５３の傾斜上面５７（傾斜路）を転動しながら登り、登りきると今度は水平上面５５を転動してさらに前方に進む。そのとき、背当てプレート５１自身は凹部５９に入り込んでいき、その前面が凹部５９の前面に当たるとそれ以上の前進は阻止される。
　背当てプレート５１がガイドロッド４５の背面側をその全長にわたって押すので、前方への引き出し力がそのまま車輪４９の転動力になり、軽く引き出しても車輪４９はスムーズに傾斜上面５７上を登っていく。また、下側型取付盤１５には円筒状のフランジに代わって背当てプレート５１が設けられているので、フランジが無い分だけガイドロッド４５がさらに上昇できる。そのため、射出成形装置１の全体の高さを抑えることができる。さらに、車輪４９が前方に転動していくときには背当てプレート５１が凹部５９に入り込んでガイドされるのでガイドロッド４５が左右にぶれることもない。
　上記の構成により、図８に示すように、ハンドル２９を上方に持ち上げると、上側型１３が上方に移動して型開きし、下側型１１は前方に引き出され、冷却固化された成形品Ｍがエジェクタピン４７に突き上げられて凹部１９から出されている。
　次に、射出筒６１側について説明する。
　図３に示すように、筒本体６３は上側型取付盤１７上に立設されている。この筒本体６３は二段構成になっており、上部側は鉄（Ｆｅ）より放熱性の良い銅（Ｃｕ）で形成され、下部側は鉄（Ｆｅ）で形成されている。そして、下部側の下半分には筒状のヒーター６５が外側から嵌合している。従って、筒本体６３は上部側の銅（Ｃｕ）部分の温度が最も低くなっており、そこに成形材料が差し込まれても溶解せず、下部側のうちヒーター６５で囲まれた部分は最も強く加熱されており、そこに降りてきた成形材料は完全に溶解するようになっている。
　筒本体６３の下端側にはノズル６７が連結されており、鉄（Ｆｅ）で形成されている。このノズル６７のノズル孔６９の周囲の縁は平坦面７１になっている。図２に示すように、ノズル６７は上側型取付盤１７に形成された上下に貫通する貫通穴７３に入り込んでおり、ノズル孔６９の周囲の平坦面７１が上側型１３の上面に圧接されて、所謂ノズルタッチ仕様となっている。なお、図示省略するが、筒本体６３には材料攪拌体が入れられている。
　ノズル孔６９はゲート２３に連通しており、完全に溶解した成形材料がノズル孔６９からゲート２３を通ってキャビティ２１に向かって射出される。
　上側型取付盤１７の下層側は断熱性の良いエポキシガラス（Ｅｐ）で構成されているので、射出筒６１側と金型９側とはノズルタッチ部分でのみ熱移動可能になっている。なお、射出筒６１側から金型９側に移す熱量は、平坦面７１の面積を大きくすれば多くなり小さくすれば少なくなるので、面積を増減することにより移す熱量の量を増減できる。
　次に押込み手段について説明する。
　図１において、符号７５は押込シャフトを示し、この押込シャフト７５は一対の側板７、７の上端面上に架け渡された上板８の貫通穴を貫通している。押込シャフト７５の後面側にはラック（図示省略）が取り付けられている。
　一方、符号７７は押込レバーを示し、この押込レバー７７は一対の側板７、７の間に水平に架け渡され、その右方側端部が右側の側板７を貫通して突出した支持シャフト（図示省略）に連結されている。この支持シャフトにはピニオン７９が取り付けられている。このピニオン７９は押込シャフト７５側、厳密には上側シャフト８０側のラックと噛合している。
　上記の構成により、押込レバー７７のヘッド部を掴んで、図１において矢印に示すように反時計回り方向に倒すと、ラック／ピニオン機構により、押込シャフト７５が下降するようになっている。なお、押込レバー７７は時計回り方向へ回動する方向に付勢されており、押込レバー７７から手を放すと、押込レバー７７が起き上がると共に押込シャフト７５が上昇するようになっている。
　次に、押込シャフト７５の構成について、図９（１）にしたがって説明する。
　押込シャフト７５は大径の上側シャフト８０と小径の下側シャフト８３とからなる。
　上側シャフト８０の下半部は円筒状になっており、その円筒内部には支持ピン８１が水平に架け渡されて固定されている。また、下端側にはリング状の弾性部材８２が固定されている。
　下側シャフト８３には水平方向に貫通した貫通孔８４が形成されており、この貫通孔８４は上下方向に長く延びている。
　下側シャフト８３の基端部は上記した上側シャフト８０の円筒内部に下側から入り込んで、その貫通孔８４に支持ピン８１が遊嵌されており、支持ピン８１に対して下側シャフト８３が上下方向及び水平方向に相対移動自在になっている。また、下側シャフト８３は弾性部材８２に嵌合しており径方向で弾接している。
　上記の構成により、図９（２）に示すように、弾性部材８２を弾性的に変形させながら下側シャフト８３の上側シャフト８０に対する相対位置を変更できる。
　したがって、押込シャフト７５の下側シャフト８３は筒本体６３の内壁に当たると逃げることで筒本体６３に対してセンタリングしていくことになり、押込シャフト７５や筒本体６３に少々の設計誤差があったり使用を重ねることで変形が多少生じても、押込シャフト７５の下側シャフト８３が筒本体６３の内壁を削ったりすることを防止できる。
　次に、スティック状成形材料Ｓについて説明する。
　図１０に示すように、スティック状成形材料Ｓはほぼ円柱状をしており、その外周面には軸線方向に延びる多数の凹溝ｔが形成されている。スティック状成形材料Ｓの直径と長さは射出圧力や作業性を考慮して設定されている。スティック状成形材料Ｓは最終的な成形品ではなく、形状が単純で寸法精度もさほど要求されていないので、安価に大量生産が可能となっている。
　図１１に示すように、スティック状成形材料Ｓの直径は射出筒６１の筒本体６３内に僅かな隙間を残しながら差し込めるように設定されている。
　上記で詳述した構造上の工夫と構造材料の適宜な組み合わせにより、１つのヒーター６５の出力で射出筒６１側と金型９側でそれぞれ必要な部位に適度な熱を与えられ、且つ、射出筒６１の最下段にきた成形材料が完全に溶解して湯状になるのに掛かる時間と、金型９内に射出された成形材料が冷却固化するのに掛かる時間とがほぼ同じになっている。
　次に、射出成形装置１の手動作業と成形品Ｍの形成過程について、図１２～１４にしたがって説明する。
　図１２に示すように、作業者がスティック状成形材料Ｓ１を射出筒６１の筒本体６３に上側から手で差し込んで供給すると、一部が筒本体６３から上方にはみ出した状態となる。そのとき、既に入れられていた中段の成形材料Ｓ２は下側が溶解して半溶解の状態にあり、最下段の成形材料Ｓ３は完全に溶解して湯状になっている。
　図１３に示すように、作業者が、押込レバー７７を操作して押込シャフト７５を下降させてその成形材料Ｓ１を押し込むと、中段の成形材料Ｓ２がピストンとなって完全溶解した湯状の成形材料Ｓ３を押して金型９内に射出させる。成形材料Ｓ２の下端側は溶解して筒本体６３やノズル６７内の隙間を埋めているので、密詮効果が高くなっている。なお、溶解した成形材料Ｓ１、Ｓ２からはエアが出てくるがこのエア（Ｋ）は成形材料Ｓ２、Ｓ３の凹溝ｔを通って速やかに上方に抜けていくので、成形品Ｍにおけるボイドの発生が有意的に低減される。
　図１４に示すように、成形材料Ｓ３の射出が終了した時点で、成形材料Ｓ２が成形材料Ｓ３のあった場所まで移動しており、そこで加熱されて完全に溶解して湯状になっていく。
　金型９への成形材料１個分の射出が終わった時点でブザー（図示省略）が鳴り、タイマー（図示省略）が時間を計測し始める。その間に、作業者は新たに成形材料を筒本体６３に差し込んでおく。所定の時間が経過すると再びブザーが鳴るので、作業者はそれを待ってハンドル２９を上方に持ち上げて、型開きし、突出した成形品Ｍを指で摘まんで取り出す。そして、ハンドル２９を元に戻した後に、再び押込シャフト７５を操作して上記の作業を繰り返す。このようにして、順次成形品Ｍを製造していく。
　射出成形装置１によれば、射出筒６１側については、体積の決まった射出成形品であるスティック状成形材料Ｓを使用するので、可塑化や混練や更には計量も不要である。また、押込み手段の押込シャフト７５には耐熱性や寸法精度がさほど要求されない。さらに、ヒーター６５の温度制御のみで装置全体の温度制御を行うことができるようになっている。加えて、金型９側については、エジェクタ機構の工夫により、高さが抑えられている。
　従って、装置の大幅な小型化と制御の簡略化に成功している。
　以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
　上記実施の形態は、押込レバー７７による手動式にしたが、エアシリンダーを用いて自動式にしてもよい。
　金型９は上記した材料の配置や種類に限定されることになく、例えば、図１５に示すように、金型９の下側型１１を凹部１９の周辺は鉄で構成し、その外周側をアルミで構成し、その外周側に孔９１を設け、その孔に銅を埋め込んだり、開孔させたままにすることにより、成形品の形状に応じて部位毎に熱特性を変えることで、一定の固化時間経過後には成形品全体が十分に固化されたものができる。
　押込レバー７７の手動操作により押込シャフト７５を下降させる場合には、慣れない者の操作により押込み圧力が高くなりすぎると金型９が浮き上がり、成形品にバリが発生するが、図１６に示すように、ゲート９５の下方に湯溜まり９７を形成し、そこに付勢手段としてのスプリング９９が連結されたピストン１０１を上下方向に摺動自在に収納しておけば、過剰の圧力はそこで吸収されることになり、キャビティ１０３側への影響は無くなる。
　また、押込シャフトによる押込み力をマイクロスイッチなどで計測して、その信号に基づいて高すぎる場合には赤色、黄色などのランプが点灯するようにして作業者に注意を促す構成にすることも考えらえる。
　さらに、スティック状成形材料Ｓの体積を成形品Ｍの体積とほぼ同じに設定しているが、作業効率等を考慮してそれより大きくすることも可能である。
　本発明は、成形材料を使用して射出成形により成形品を製造する製造業に利用可能である。
１…射出成形装置　　　３…（一対の）脚部　　　５…載物台　　　　　　
７…（一対の）側板　　　８…上板　　　９…金型　　　１１…下側型
１３…上側型　　　１５…下側型取付盤　　　１７…上側型取付盤
１９…（キャビティの）凹部　　　２１…キャビティ　　　２３…ゲート
２５…支持シャフト　　　２７…長穴　　　２９…ハンドル
３１…ガイドアーム　　　３２…（ガイドアームの）凹部
３３…昇降シャフト　　　３５…カム板　　　３７…カム溝
３８…カムフォロア　　　３９…（一対の）スライドレール
４１…（一対の）ガイドレール　　　４３…エジェクタプレート
４５…ガイドロッド　　　４７…エジェクタピン　　　４９…車輪
５１…背当てプレート　　　５３…ガイド路　　　５５…前側水平上面
５７…後側傾斜上面　　　５９…凹部　　　６１…射出筒
６３…筒本体　　　６５…ヒーター　　　６７…ノズル
６９…ノズル孔　　　７１…（ノズルの）平坦面　　　７３…貫通穴
７５…押込シャフト　　　７７…押込レバー　　　７９…ピニオン
８０…（押込シャフト）上側シャフト　　　８１…支持ピン
８２…リング状の弾性部材　　　８３…（押込シャフト）下側シャフト
８４…（下側シャフトの）貫通孔　　　９１…孔　　　９３…金型
９５…ゲート　　　９７…湯溜まり　　　９９…スプリング
１０１…ピストン　　　１０３…キャビティ
Ｓ…スティック状成形材料　　　ｔ…（成形材料の）凹溝
Ｍ…成形品　　　Ｋ…エア

Claims (9)

  1. 　下側型と前記下側型と共にキャビティを形成する上側型とから成る金型と、下端がノズルになっており、スティック状成形材料が一列に上側から順次供給される縦型射出筒と、前記射出筒の内部に上方から下方に向かって温度が上がる温度勾配を発生させる加熱手段と、前記射出筒内でスティック状成形材料を下方に向かって押し込む押込シャフトを有する押し込み手段とを備え、前記押込シャフトにより最上段のスティック状成形材料が押し込まれると、最下段の完全溶解した成形材料が前記キャビティに射出されると共に、前記ノズルからのノズルタッチを介して前記射出筒から前記金型に熱が伝達されることを特徴とする射出成形装置。
  2. 　請求の範囲第１項に記載した射出成形装置において、
    　押込シャフトはセンタリング機構を備えることを特徴とする射出成形装置。
  3. 　請求の範囲第２項に記載した射出成形装置において、
    　押込シャフトは上側シャフトと下側シャフトとからなり、前記下側シャフトは、前記上側シャフトに対してその下側円筒部に下側から基端部が入り込んで水平方向及び上下方向に相対移動自在に支持されると共に、前記上側シャフトの下端側で径方向に弾接されて嵌合状態が保持されていることを特徴とする射出成形装置。
  4. 　請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載した射出成形装置において、
    　ガイドロッドの左右両側に設けられた一対の車輪と、下側型の取付盤に固定され、前記ガイドロッドの背面側に当接した背当てプレートと、左右平行に設けられた一対の傾斜路とその間に設けられた凹部とからなるガイド路を有し、前記ガイドロッドの上昇によりエジェクタピンが上昇するエジェクタ機構を備えており、前記ガイドロッドが前記背当てプレートにより背面側から押されると、前記車輪が前記傾斜路を転動しながら登っていくことで前記ガイドロッドが前記背当てプレートに対して上昇し、一方前記背当てプレート自身は前記凹部に入り込んでいくことを特徴とする射出成形装置。
  5. 　請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載した射出成形装置において、
    　押込シャフトは押込レバーの手動操作により下降することを特徴とする射出成形装置。
  6. 　請求の範囲第５項に記載した射出成形装置において、
    　湯溜まりが上側型のゲートの下方に設けられており、前記湯溜まりには上方に向かって付勢されたピストンが収納されていることを特徴とする射出成形装置。
  7. 　請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記載した射出成形装置において、
    　射出筒と金型はそれぞれ熱伝導性の異なる複数の材料で構成されており、ヒーターからの熱によりそれぞれ加熱され、押込シャフトの押し込みにより最下段にきたスティック状成形材料の完全溶解にかかる時間とキャビティに射出された成形材料の固化時間が略同じになるように調整されていることを特徴とする射出成形装置。
  8. 　請求の範囲第１項から第７項のいずれかに記載した射出成形装置の射出筒に供給するスティック状成形材料であって、ほぼ円柱状をしており、その外周面には軸線方向に延びる多数の凹溝が形成されていることを特徴とするスティック状成形材料。
  9. 　請求の範囲第８項に記載したスティック状成形材料において、成形品１個分の体積になっていることを特徴とするスティック状成形材料。
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