(57)【要約】【課題】単純で安価で、煩雑な制御条件の設定作業を行う必要のない金型及びこの金型を備えた成形装置を提供する。【解決手段】加熱筒３１に備えられるヒーター３５はキャビティ２３に射出される成形材料Ｐを射出成形に適切な状態に溶融できる出力となっているので、成形材料Ｐは貫通孔３７内で射出成形に適した温度、粘度等を有する溶融状態とされる。この状態で図４に示すように押込シャフト７３を下降させると、溶融した成形材料Ｐが押込シャフト７３によって押し込まれてゲート２１、キャビティ２３に射出される。そしてゲート２１、キャビティ２３に射出された成形材料が固化して成形品Ｓ、ゲートＧが形成される。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型と前記固定側金型と共にキャビティを形成する可動側金型とから成る金型本体を有する金型において、前記金型本体に一端側が取り付けられ前記キャビティに連通しヒーターを備えて成形材料を溶融する加熱筒と、前記加熱筒の他端側に取り付けられ加熱筒に連通する成形材料投入口を有する連結部材とを有し、前記金型本体に加熱筒と連結部材が固定されており、前記加熱筒は前記金型本体専用であり、加熱筒に備えられるヒーターは成形材料を溶融すると共に、前記溶融された成形材料がキャビティに射出されて適切な状態で成形品が形成されるように金型本体を加熱するものであることを特徴とする金型。
【請求項２】
請求項１に記載した金型において、加熱筒と金型本体との間には熱伝達部材が備えられていることを特徴とする金型。
【請求項３】
請求項１または２に記載した金型において、連結部材を冷却する冷却手段が備えられていることを特徴とする金型。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載した金型を備え、成形材料をキャビティに押し込む押込手段を有することを特徴とする成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形に用いる金型及びこの金型を備えた成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形用の金型として特許文献１に記載されたものがあり、この特許文献１に記載された金型は射出成形装置に搭載されて用いられる。射出成形装置には、加熱筒、スクリュ及び加熱筒や金型の温度をコントロールするための制御装置等を備えている。
そして、この射出成形装置では、ホッパーから投入された成形材料が加熱筒で溶融され、溶融したプラスチック等の成形材料はスクリュによって搬送され、金型のキャビティへ射出されて成形品が形成される。そして、成形品が固化した後、型開きされて成形品がエジェクタピンによって押し出される。
【０００３】
上記の成形品製造の際には、加熱筒や金型の温度を微妙にコントロールする必要があり、このため複数の温度センサーや、これらの温度センサーの検知情報に基づいて加熱筒や金型に設けられたヒーターの出力を制御する制御装置を備えている。この制御装置は、製造する成形品によって載せ換えられる種々の金型に合せて設定する必要がある。
このように、従来の射出成形装置は、複数の温度センサーや制御装置を備えており、しかも載せ換えられる種々の金型に対応して制御装置の設定を変えることができるようになっている。そして、射出成形装置は載せ換えられる金型に合わせて設定される条件うちで、最も高い射出圧力、温度等の設定条件をクリアできるように、想定される最大限の性能を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０２６３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、射出成形装置はどうしても複雑で高価なものになっており、相当数の成形品を製造しない限り償却できるようなものではなかった。
また、この射出成形装置は、搭載する金型に合せて温度等の制御条件をいちいち設定しなければならない。このため金型を載せ換える度に、煩雑な制御条件の設定作業を行わなければならないという問題もある。
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、単純で安価で、煩雑な制御条件の設定作業を行う必要のない金型及びこの金型を備えた成形装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、請求項１の発明は、固定側金型と前記固定側金型と共にキャビティを形成する可動側金型とから成る金型本体を有する金型において、前記金型本体に一端側が取り付けられ前記キャビティに連通しヒーターを備えて成形材料を溶融する加熱筒と、前記加熱筒の他端側に取り付けられ加熱筒に連通する成形材料投入口を有する連結部材とを有し、前記金型本体に加熱筒と連結部材が固定されており、前記加熱筒は前記金型本体専用であり、加熱筒に備えられるヒーターは成形材料を溶融すると共に、前記溶融された成形材料がキャビティに射出されて適切な状態で成形品が形成されるように金型本体を加熱するものであることを特徴とする金型である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載した金型において、加熱筒と金型本体との間には熱伝達部材が備えられていることを特徴とする金型である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載した金型において、連結部材を冷却する冷却手段が備えられていることを特徴とする金型である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した金型を備え、成形材料をキャビティに押し込む押込手段を有することを特徴とする成形装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の金型及びこの金型を備えた成形装置によれば、単純で安価にでき、煩雑な制御条件の設定作業を行う必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る金型の斜視図である。
【図２】図１の金型を備えた成形装置の斜視図である。
【図３】図１の金型の断面図である。
【図４】射出成形が行われる様子を説明するための図である。
【図５】射出成形が行われる様子を説明するための図である。
【図６】射出成形が行われる様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る金型１及びこの金型１を備えた成形装置３を図面にしたがって説明する。
図１において符号５は金型本体を示し、この金型本体５は固定側金型７と可動側金型９とから成る。固定側金型７にはキャビティを構成する凹部１１が設けられており、また固定側金型７の上面の四隅には丸棒状の位置決めピン１７がそれぞれ固定されている。
【００１３】
可動側金型９にはキャビティを構成する凸部１９が設けられている。可動側金型９の中央部には上下に貫通するゲート２１が形成されており、このゲート２１は凹部１１と凸部１９とによって形成されるキャビティ２３に連通する。可動側金型９の四隅には位置決めピン１７に対応する図示しない位置決め穴がそれぞれ形成されている。
【００１４】
可動側金型９の上面には平板状の熱伝達部材２５が固定されており、この熱伝達部材２５の下面は全面に亘って可動側金型９の上面に接触している。熱伝達部材２５の上面には円形の凹部２７が形成されている。また熱伝達部材２５の中央部には上下に貫通する貫通孔２９が形成されており、この貫通孔２９はゲート２１に連通している。
【００１５】
符号３１は加熱筒を示し、この加熱筒３１は熱伝達部材２５の上面に取り付けられており、加熱筒３１は熱伝達部材２５を介して可動側金型９に固定されている。加熱筒３１の一端部（出口側の端部）は熱伝達部材２５の凹部２７に嵌まり込んでいる。これにより加熱筒３１からの熱が熱伝達部材２５に効率よく伝わるようになっている。
加熱筒３１は本体部３３と、この本体部３３に対し埋設状に設けられたヒーター３５とによって構成されている。本体部３３の中央部には上下に貫通する貫通孔３７が設けられており、この貫通孔３７は熱伝達部材２５の貫通孔２９に連通している。ヒーター３５は貫通孔３７を囲むように設けられている。加熱筒３１は金型本体５専用であり、加熱筒３１に備えられるヒーター３５は成形材料Ｐを溶融すると共に、溶融された成形材料Ｐがキャビティ２３に射出されて適切な状態で成形品Ｓが形成されるように金型本体５を加熱するものである。
加熱筒３１の貫通孔３７は貫通孔２９、ゲート２１を介してキャビティ２３に連通している。なお、加熱筒３１の周りにはパンチングメタルによって構成されるカバー３９が設けられている。
【００１６】
加熱筒３１の他端部（入口側の端部）にはブロック状の連結部材４１が取り付けられており、この連結部材４１は加熱筒３１、熱伝達部材２５を介して可動側金型９に固定されている。連結部材４１は上下に貫通する成形材料投入口４３を有しており、この成形材料投入口４３は加熱筒３１の貫通孔３７に連通している。成形材料投入口４３は途中部分から縮径しており、下側にいくにしたがって窄まっている。
連結部材４１の両側面には多数の放熱用フィン４５がそれぞれ設けられている。
符号４７は冷却手段としての一対のファンを示し、一対のファン４７は連結部材４１に固定されており、一対のファン４７は放熱フィン４５に対向して配置されている。
【００１７】
符号５１は複数（図３では２つ）のエジェクタピンを示し、複数のエジェクタピン５１は固定側金型７をそれぞれ貫通しており、その先端が後述する成形品Ｓの下面に当接するようになっている。複数のエジェクタピン５１の下端はエジェクタプレート５３で連結されている。複数のエジェクタピン５１、エジェクタプレート５３は図示しない駆動装置によって上昇・下降するようになっている。
【００１８】
成形装置３の詳細な構成について説明する。
符号６１は載置台を示し、この載置台６１の上面には金型１を固定するための固定部材６３が設けられている。
載置台６１の側部には支持柱６７が固定され、この支持柱６７の上端部分にはヘッド部７１が備えられている。ヘッド部７１は上下方向に動作でき、任意の位置で固定できるようになっている。
【００１９】
ヘッド部７１には押込シャフト７３とレバー７５が設けられており、レバー７５は連結部材７６を介して押込シャフト７３に連結されている。このヘッド部７１は手動式であり、手でレバー７５を倒す（図２において時計回りの方向へ回動させる）と、押込シャフト７３が下降するようになっている。またレバー７５は図示しないバネの弾性力によって図２において時計回りの方向へ回動する方向に付勢されており、レバー７５から手を放すと、レバー７５が起き上がると共に押込シャフト７３が上昇するようになっている。
上記ヘッド部７１、押込シャフト７３、レバー７５及び連結部材７６によって押込手段が構成されている。
【００２０】
次に、金型１及びこの金型１を備えた成形装置３の動作を説明する。
金型１を型締めすることにより、固定側金型７の凹部１１と可動側金型９の凸部１９とによってキャビティ２３が形成される。また、図示しないスイッチを押すとヒーター３５、ファン４７が作動する。
ヒーター３５が作動すると所定温度で発熱し、この熱が熱伝達部材２５、固定側金型７、可動側金型９に伝わって加熱され、更にキャビティ２３が加熱される。
【００２１】
次に成形材料投入口４３から固形の成形材料Ｐを投入する。
この成形材料Ｐはゲート２１、キャビティ２３の容量と同じ量、即ち射出成形によって１個の成形品を製造するために必要な量に設定されている。投入された成形材料Ｐは加熱筒３１の貫通孔３７内で溶融される。
加熱筒３１に備えられるヒーター３５はキャビティ２３に射出される成形材料Ｐを射出成形に適切な状態に溶融できる出力となっているので、成形材料Ｐは貫通孔３７内で射出成形に適した温度、粘度等を有する溶融状態とされる。
この状態で図４に示すように押込シャフト７３を下降させると、溶融した成形材料Ｐが押込シャフト７３によって押し込まれてゲート２１、キャビティ２３に射出される。そして図５に示すようにゲート２１、キャビティ２３に射出された成形材料が固化して成形品Ｓ、ゲートＧが形成される。
【００２２】
また、ヒーター３５の熱は熱伝達部材２５を介して固定側金型７、可動側金型９にも伝達され金型本体５を加熱して、ゲート２１、キャビティ２３の内面が所定の温度なるように加熱され、この熱はゲート２１、キャビティ２３内の成形材料Ｐに伝えられる。これによりゲート２１、キャビティ２３内の成形材料Ｐの流動性が低下したり、成形材料Ｐがキャビティ２３に対し完全に充填される前に固化したりして、成形品Ｓの形成に支障がでることのない状態を保持する。従って、特にヒーター３５の出力をコントロールすることなく、成形材料Ｐを射出成形に適切な温度となるように保つことができる。
なお、ヒーター３５は成形材料Ｐをキャビティ２３に射出する間も作動させたままの状態にしておくが、加熱筒３１の貫通孔３７内と、キャビティ２３内とでは温度差があるため、キャビティ２３に充填された成形材料Ｐは短時間で固化する。
【００２３】
図６に示すように金型本体５を型開きして、図示しない駆動装置を作動させると、一対のエジェクタピン５１が上昇し、成形品Ｓを押し上げる。従って、成形品Ｓが凹部１１から押出される。
【００２４】
上記動作において、連結部材４１は放熱用フィン４５によって放熱され、更に連結部材４１はファン４７によって冷却されている。このため加熱筒３１からの熱が連結部材４１に伝わってきても連結部材４１は高温にならない。これにより、成形材料Ｐが連結部材４１内で溶融して堆積してしまうことを防止できる。
前述したように成形品製造の際には、単純にヒーター３５を作動させるだけである。このように加熱筒や金型の温度を微妙にコントロールする必要がなく、複数の温度センサーや加熱筒に設けられたヒーターの出力を制御する制御装置等を備える必要もないため安価に製作することができる。
【００２５】
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、ヘッド部７１を手動式にしたが、ヘッド部７１を自動式にしてもよい。
上記実施の形態は、放熱用フィン４５を連結部材４１の両側面にそれぞれ設けたが、放熱用フィン４５を連結部材４１の全部の側面又は３つの側面にそれぞれ設けてもよく、１つの側面だけに設けてもよい。また放熱用フィン４５を設けない構成にしてもよい。
またファン４７の数は２つに限らず適宜変更してもよい。
上記実施の形態では、成形材料Ｐをキャビティ２３に射出する間も、ヒーター３５を作動させたままの状態にしておくが、成形材料の種類、成形品の形状及び金型の大きさ等の条件によってヒーター３５を一時的に停止させる場合もある。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
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。
【符号の説明】
【００２７】
１…金型      ３…成形装置      ５…金型本体
７…固定側金型      ９…可動側金型      １１…凹部
１７…位置決めピン      １９…凸部      ２１…ゲート
２３…キャビティ      ２５…熱伝達部材      ２７…凹部
２９…貫通孔      ３１…加熱筒      ３３…本体部
３５…ヒーター      ３７…貫通孔      ３９…カバー
４１…連結部材      ４３…成形材料投入口
４５…放熱用フィン      ４７…ファン
５１…エジェクタピン      ５３…エジェクタプレート
６１…載置台      ６３…固定部材      ６７…支持柱
７１…ヘッド部      ７３…押込シャフト      ７５…レバー
７６…連結部材
Ｐ…成形材料      Ｇ…ゲート      Ｓ…成形品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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