(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを備えた、３本以上の独立した加熱筒と、
固定側金型が取り付けられている固定盤と、
前記各加熱筒から各溶融樹脂の供給を受ける可動側金型が取り付けられている可動盤が、互いに上下に離間可能に設けられ、前記固定盤と可動盤に形成されている１つのキャビティーを備える１つの成形金型と、
可動盤を駆動する型締装置と、
前記各加熱筒内から射出する各溶融樹脂の計量設定、各溶融樹脂を射出するための射出設定、各溶融樹脂の温度設定、各ノズル動作条件設定を、それぞれの加熱筒で個別に条件設定し、当該条件設定となるように前記加熱筒及び型締装置にそれぞれ制御信号を出力する制御回路と、を備え、
前記加熱筒が直列、格子、又は、円形に配置され、
前記条件設定を各加熱筒について個別に変更し、
前記各加熱筒の各ノズルから、前記１つのキャビティーに対し、前記各溶融樹脂を、それぞれ、独立して射出するよう構成された樹脂射出成形装置。
【請求項２】
樹脂射出成形装置の制御回路の入力部に、直列、格子、又は、円形に配置された３本以上の独立した加熱筒の各ノズルから射出する各溶融樹脂の計量設定、各溶融樹脂を射出するための射出設定、各溶融樹脂の温度設定、各ノズル動作条件設定を、個別に入力し、その各入力値を記憶するステップと、
前記各入力値に基づいて、前記加熱筒のノズルから、１つの金型内の固定盤と可動盤に形成されている１つのキャビティーに対し、個別に各溶融樹脂を独立して射出する射出ステップと、
前記条件設定を各加熱筒について個別に変更するステップと、
を備える樹脂射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂射出成形品を射出成形する樹脂射出成形方法及び樹脂射出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形において、独立して樹脂の温度、流速、圧力のいずれかを制御する発明が提案されている。
【０００３】
射出成形法に関する発明であって、各射出ユニットを独立して制御する発明がある（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。
【０００４】
多点式射出、多点ゲート、共射出を行う発明が提案されている（特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８）。
【０００５】
射出温度を独立して制御する発明が提案されている（特許文献９）。
【０００６】
射出圧力を独立して制御する発明が提案されている（特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２）。
【０００７】
流速、射出量または開閉を独立して制御する発明が提案されている（特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５）。
【０００８】
計量、射出、温度を独立して制御する発明が提案されている（特許文献１６）。
【０００９】
ホットランナーをなくす発明が提案されている（特許文献１７）。
【００１０】
ところで、ランナーには、コールドランナーとホットランナーの２タイプがある。コールドランナーは金型内でランナーが冷やされ、成形品と共に取り出されるランナー方式である。これに対して、ホットランナーはランナーレスとも呼ばれ、スプール・ランナーが存在しない特殊な金型構造となり、金型のゲートの位置まで金型内で加熱して、プラスチックが固化しないようにしている。ホットランナーは材料費が削減されるというメリットはあるが、金型費用が増大し、金型のメンテナンスが必要である。ランナーは成形品までの流路としての役割の他、成形品への流入速度の制御、コールドスラグ（冷えた樹脂）の除去の役割がある。成形品への流入速度の制御において、ランナーでは溶けたプラスチックを出来るだけ圧力を失わないように流す必要がある。圧力を失わないために必要以上に太くすることは材料費の無駄となり、最適なランナーサイズの設計が必要となる。特に、１つの金型で複数の成形品を得る多数個取りの金型では、ランナーの設計が重要である。それぞれの成形品に対して、プラスチックの流入が均等になるように設計する必要がある。均等にプラスチックを流入させるためには、成形品までの距離を同一距離とし、成形圧力を均等に加えることにより、成形品間で品質のばらつきが削減できる。また、複数の成形品を１つの金型で作成する場合、対称となるように配列する必要がある。さらに、形状が不揃いのものを１つの金型で作成する場合など、ゲートバランスの調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１７３３１１号公報
【特許文献２】中国公開公報１０２２７５２８２号公報
【特許文献３】米国特許公開公報２００４／００９１５６９号公報
【特許文献４】米国特許第６５５４６０４号公報
【特許文献５】特開２０１３−１５４４９３号公報
【特許文献６】特開平６−２８５９０７号公報
【特許文献７】特開２０１４−２２６８２５号公報
【特許文献８】特開平７−３２７７１２号公報
【特許文献９】米国特許第５６４５８７４号公報
【特許文献１０】特許文献１０特開２０００−８５０号公報
【特許文献１１】特許文献１１特開２０００−３４３５７６号公報
【特許文献１２】米国特許公開２００８／０１５２７５１号公報
【特許文献１３】米国特許公開公報第２００７／０２２４３０３号公報
【特許文献１４】米国特許公開公報第２００１／０２３４６４５号公報
【特許文献１５】米国特許第６３６８０９３号公報
【特許文献１６】特開２００４−２３７４５８号公報
【特許文献１７】特開２００５−２４６６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１〜１７に示す発明では、次のような課題が依然として解決されず、未だ十分なものではなかった。すなわち、コールドランナーであれば、コールドランナーが大量に発生するという問題がある。また、ホットランナーであれば、コールドランナーを防止できるが、温度制御が難しい、多品種少量生産金型には、原則として適さない、色替え、樹脂替えがスムーズにできない、金型構造が特殊構造で、温度制御も困難であり、さらに、金型費、特にマニホールドが高価であり、あまり普及していないという問題がある。
【００１３】
例えば、成形品の形状が複雑で、片寄りがあるようなものは、ゲートバランスが難しく、バリが出やすい、ヒケになりやすいなど、成形不良を防ぐことが難しい。
【００１４】
長尺物の成形の場合、例えば、一つの入射点であると、ホットランナーで遠くまで溶融樹脂を輸送しなければならないため、金型は細長くなり、長大なランナーを使わなければならず、また、反りが出るという問題がある。たとえば、丸パイプの成形の場合、真中の入射点からのゲート長が異なる為、樹脂が入るタイミングや型温が均一でなくなり、成形品が反ってしまう。輸送距離が短い場合、ノズルに対してホットランナーやマニホールドの価格は安いが、長尺物の成形では、コストが高くなる。特に、長尺物で薄肉のものは成形が困難であった。
【００１５】
ホットランナーシステムが不要の場合、コールドランナーでは、毎回製品を一つ作るたびにランナーができ、成形数が多くなればなるほど、また、成形品が大きくなればなるほどランナーの量が増大するので、機械で切断してから、粉砕するコストが高くなり、さらに再利用できない場合は、廃棄コストが高くなる。
【００１６】
最近では、成形コス卜を下げるため、多数個取りが主流になってきているが、１か所の入射点で、多数個の製品のゲートバランスをコン卜ロールしないといけないので、多数個取りになればなるほど、シリンダの樹脂の圧力などの微妙な制御が困難である。特に、シリンダから一番遠いゲートに樹脂を一番遠くへ流すためには、樹脂圧力を高くする必要があり、樹脂圧力の微妙な調整ができなくなる。また、多数個取りの個数が増えれば増えるほど使う樹脂が増え、充填する樹脂の量に対し、製品重量が小さくなり、調整が難しくなる。
【００１７】
そこで、本発明は、射出成形におけるゲートバランスを容易にすること、ホットランナーのマニホールドを廃止すること、コールドランナーの全長を短く（小さく）すること、金型の構造を簡素化すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題に鑑み、本発明は、ノズルを備えた、３本以上の独立した加熱筒と、固定側金型が取り付けられている固定盤と、前記各加熱筒から各溶融樹脂の供給を受ける可動側金型が取り付けられている可動盤が、互いに上下に離間可能に設けられ、前記固定盤と可動盤に形成されている１つのキャビティーを備える１つの成形金型と、可動盤を駆動する型締装置と、前記各加熱筒内から射出する各溶融樹脂の計量設定、各溶融樹脂を射出するための射出設定、各溶融樹脂の温度設定、各ノズル動作条件設定を、それぞれの加熱筒で個別に条件設定し、当該条件設定となるように前記加熱筒及び型締装置にそれぞれ制御信号を出力する制御回路と、を備え、前記各加熱筒の各ノズルから、前記１つのキャビティーに対し、前記各溶融樹脂を、それぞれ、独立して射出するよう構成された樹脂射出成形装置である。
【００１９】
ここでいう、計量設定と、射出設定、ノズル動作条件設定には、圧力、樹脂の射出速度が少なくとも含まれる。ここでいう計量設定の設定例には、スクリューの位置、回転数、背圧がある。位置は、樹脂を次に必要分、計量する為に設定するものである（ｍｍ）。例えば、スクリューが前進端に到達した位置を０ｍｍとし、スクリューは、断面積×位置（例、20ｍｍ）の円柱部分の体積分樹脂が溶融される。回転数はスクリューの回転数/分間である。背圧は樹脂圧力と同じく、計量時にスクリューを押す力である。射出設定には、スクリュー動作の位置と速度と圧力がある。位置は保圧切換前までは、速度を変更し、保圧切換後は時間で圧力を変更する。加熱筒動作条件設定とは、加熱筒を動作させる為の条件である。加熱筒選択、位置、圧力、速度、時間がある。ノズル選択はこの加熱筒の使用・不使用を設定し、位置は不使用とし、圧力は加熱筒が金型に押し当てる圧力、速度は加熱筒が前進したり後退する速度である。加熱筒は射出装置本体、通常、両サイドに各１本取りついた駆動用シリンダー（ここでは油圧シリンダーであるが、これに代えて、電動の場合、モータ、ウォームギヤ等）で前後進する。スクリューは射出装置内のシリンダー（電動の場合、モータ、ウォームギヤ等）で前後進する。ここでの圧力は、加熱筒を金型の入射点へ密着させる為の圧力である。圧力不足の場合、入射点から樹脂が漏れる。時間は加熱筒の動作遅延時間である。これらは、適宜、変更や追加が設定可能である。
【００２０】
前記加熱筒が直列、格子、又は、円形に配置されることが好ましい。
【００２１】
前記条件設定をそれぞれの加熱筒について個別に変更することが好ましい。
【００２２】
本発明の樹脂射出成形方法は、樹脂射出成形装置の制御回路の入力部に、直列、格子、又は、円形に配置された３本以上の独立した加熱筒の各ノズルから射出する各溶融樹脂の計量設定、各溶融樹脂を射出するための射出設定、各溶融樹脂の温度設定、各ノズル動作条件設定を、個別に入力し、その各入力値を記憶するステップと、前記各入力値に基づいて、前記加熱筒のノズルから、前記固定盤と可動盤に形成されている１つの金型内の１つのキャビティーに対し、それぞれ個別に各溶融樹脂を独立して射出する射出ステップと、前記条件設定をそれぞれの加熱筒について個別に変更するステップと、を備える樹脂射出成形方法である。
【００２３】
前記入力値を個別に変更する変更ステップを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ランナーは分割され、小さくなり廃材およびリサイクル材を大幅に削減でき、樹脂の処理や再利用する手間がかからず、廃棄コストを削減できる効果がある。また、ホットランナーの場合、マニホールドなどをなくすか、または、小さくできるので、コストダウンが可能となる。このように、ホットランナー、コールドランナーいずれにも適用でき、しかも、各加熱筒ごとに条件が自在に変えられるので、形状の複雑なもの、不均一なものでも成形不良を防止できる。特に、パイプ形状、薄肉形状の長尺物のソリを小さく成形ができる。さらに、加熱筒の設定条件の変更は、成形品ごとに調整が可能であり、多点ゲートの成形品において、多数個取りのゲートバランスが容易である。金型の構造も簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態１の樹脂射出成形装置１の正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図２】同じく樹脂射出成形装置１の加熱筒４ａ〜４ｃの配置を示す平面図である。
【図３】同じく樹脂射出成形装置１の成形金型２の断面図である。
【図４】同じく樹脂射出成形装置１の駆動装置１０の断面図である。
【図５】同じく樹脂射出成形装置１の加熱筒４ａ〜４ｃ及び材料供給装置２０の構成を示す断面図である。
【図６】同じく樹脂射出成形装置１の制御回路１００のブロック図である。
【図７】同実施形態２による樹脂射出成形装置２０１の加熱筒の配置を示す平面図である。
【図８】（ａ）は本発明の実施形態３の樹脂射出成形装置３０１の正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図９】同実施形態３による樹脂射出成形装置３０１の加熱筒の配置を示す平面図である。
【図１０】同実施形態３による樹脂射出成形装置３０１の変形例の平面図である。
【図１１】本発明の実施形態４の樹脂成形装置４０１の加熱筒の配置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係る実施形態１の樹脂射出成形装置１及び樹脂射出成形方法について図１〜図６を参照し説明する。樹脂射出成形装置１は、図３に示す通り、固定側金型２ａが取り付けられている固定盤２ｂと、可動側金型２ｃが取り付けられている可動盤２ｄが、互いに上下に離間可能に設けられ、固定側金型２ａにはエジェクタピン２ｆを備える成形金型２と、可動盤２ｄを駆動する型締装置２５（図６参照）と、固定側金型２ａと可動側金型２ｃに形成されたキャビティー３と、複数（ここでは３本）の独立した加熱筒４ａ〜４ｃと、を備えている。加熱筒４ａ〜４ｃから可動側金型２ｃに溶融樹脂を供給する。ここでは、多数個取りの構成であり、それぞれの加熱筒４ａ〜４ｃに対して、それぞれ、４個の製品を成形できる。成形金型２には、３本の加熱筒４ａ〜４ｃからそれぞれ樹脂を受け入れるための対応する３個のマニホールド５と、１本の加熱筒４ａ〜４ｃに対応する４個のホットランナーノズル６と、が形成されている。図３でポイントで示す箇所は樹脂の入射点６ａである。型締装置２５は型締シリンダ等から構成され、従来技術に従うので、構造と動作の説明は省略する。
【００２７】
この樹脂射出成形装置１は、加熱筒４ａ〜４ｃ内から射出する溶融樹脂の計量設定、溶融樹脂を射出するための射出設定、溶融樹脂の温度設定、加熱筒動作条件設定を、それぞれの加熱筒４ａ〜４ｃで個別に条件設定し、当該条件設定となるように加熱筒４ａ〜４ｃ及び型締装置２５にそれぞれ制御信号を出力する制御回路１００を備える。以下、詳細に説明する。
【００２８】
図４、図５に示されるように、インラインスクリュー型の樹脂射出成形装置１は、先端にそれぞれノズル７ａ〜７ｃを有する加熱筒４ａ〜４ｃを備え、その中にそれぞれスクリュー７が回転可能に配設される。スクリュー７の後端には、スクリュー７を回転させるモータ８と、スクリュー７を軸方向（図４の左右方向）に移動させるピストン９とを備えた駆動装置１０が設けられる。ピストン９には、背圧センサ１１と位置センサ１２が設けられる。背圧センサ１１は、計量工程においてスクリュー７が後退する際の抵抗力を生じさせる背圧を検出する。位置センサ１２は、スクリュー７の後退位置、即ち計量完了位置を検出する。
【００２９】
駆動装置１０は制御回路１００によりピストン９の背圧を制御する機能を備える。図４に示す通り、駆動装置１０には制御回路１００によりオン／オフ制御されるポンプ１３、調圧装置１４、バルブ１５が設けられている。ポンプ１３はピストン９の背圧に応じてタンク１６から作動油供給を行う。調圧装置１４は制御回路１００からの設定指示に応じてピストン９の背圧を設定する。バルブ１５は背圧センサ１１で検出された背圧値に応じて制御回路１００から送られる制御信号に基づき、調圧装置１４で設定された背圧が保たれるようにフィードバック制御される。
【００３０】
加熱筒４ａ〜４ｃの外周にはヒータ１７が巻回して設けられ、加熱筒４ａ〜４ｃの内部に供給された成形材料を可塑化に必要な所定の温度で加熱する。固定側金型２ａの入射点６ａにノズル７ａ〜７ｃの先端が接続される。また、ピストン９がスクリュー７を図４の左方向（前進方向）に押圧し移動させて射出動作が行われ、溶融樹脂が所定の圧力でノズル７ａ〜７ｃを通してキャビティー３へ射出される。
【００３１】
図５に示す通り、加熱筒４ａ〜４ｃの先端部内壁に圧力センサ１８と、分散した位置に配置された温度センサ１９ａ〜１９ｃが設けられ、溜まった溶融樹脂の圧力と温度が検出される。ほとんどの場合、溶融樹脂の圧力は、スクリュー７による射出回路圧力や背圧回路圧力設定で検出する（スクリュー断面積とシリンダー断面比（パスカルの原理）による。）が、圧力センサ１８で圧力を検出することも可能である。また、射出時か計量時か、動作状況で、圧力が異なる。例えば、射出圧（回路圧）３０Mpa〜１４０Mpa、背圧（回路圧）０Mpa〜３０Mpaが例示できる。また、射出圧力と背圧は同じシリンダー油圧にてコントロールすることもできる。また、温度センサ１９は加熱筒４ａ〜４ｃの表面から数ミリ入ったところに取り付けられることが好ましい。
【００３２】
加熱筒４ａ〜４ｃの側面部に材料供給装置２０が設けられ、この材料供給装置２０から供給される成形材料がホッパー、投入口を通して加熱筒４ａ〜４ｃ内に供給される。
【００３３】
射出制御を司る制御回路１００について図６を参照して説明する。この制御回路１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、カウンタ１０４、タイマ１０５、音声制御部１０６、入力部１０７、表示装置１０８、入出力インタフェース１０９をバス１１０により相互に接続したものである。入出力インタフェース１０９には、各加熱筒４ａ〜４ｃに設けた、背圧センサ１１、位置センサ１２、圧力センサ１８、温度センサ１９ａ〜１９ｃ等が接続され、その検出結果を示す出力信号が入力され、また、各加熱筒４ａ〜４ｃに設けた、モータ８、ポンプ１３、調圧装置１４、バルブ１５、タンク１６、ヒータ１７にも接続され、ＣＰＵ１０１が初期設定、或いは入力信号を受けて所定の演算等を行い、それらに対して、制御信号が出力されるようになっている。
【００３４】
ＣＰＵ１０１は、各部に出力する制御信号を生成し、制御信号を出力することで、射出制御を実行する。ＲＡＭ１０２は、射出制御などのデータを一時的に読み書きするものである。ＲＯＭ１０３には射出制御などのプログラムが読み出し専用で格納されている。ＣＰＵ１０１は、各部に出力する制御信号を生成し、制御信号を出力することで、射出制御を実行する。なお、プログラム制御に代えて、ＬＳＩロジック等のハードウェア制御によっても実施が可能である。
【００３５】
カウンタ１０４は成形回数の計数部等として機能するものであり、電源投入後、カウンタ１０４のカウント値の初期値を「０」とし、各種入力信号を参照して、インクリメントするものである。
【００３６】
タイマ１０５は射出時間等に関する演算処理等を行なうものである。
【００３７】
音声制御部１０６は音源ＩＣ及び増幅器等から構成され、スピーカ等の駆動制御を司るものである。
【００３８】
表示装置１０８は、液晶表示盤等からなるものであり、制御回路１００に隣接して配置されている。表示装置１０８は、射出制御に関しての各種のメッセージや図柄等を表示するものである。液晶表示盤、ＬＥＤ、ＣＲＴ等、その他の種類の表示装置でも良い。
【００３９】
前記樹脂射出成形装置１による樹脂射出成形方法を説明する。射出成形サイクルの実施前に、制御回路１００に、入力部１０７を介して、射出成形条件（１ショットの加熱筒４ａ〜４ｃ内の溶融樹脂圧力、樹脂温度、加熱筒４ａ〜４ｃから射出される溶融樹脂の射出速度、射出時間等の設定条件）が入力される。この条件の例は表１の通りである。表において、Ａは加熱筒４ａの条件、Ｂは加熱筒４ｂの条件、Ｃは加熱筒４ｃの条件である。
【表１】
0005901823.tif 000002
【００４０】
成形条件のうち、Ｆ３射出設定、Ｆ４計量設定、Ｆ７加熱筒設定、Ｆ８温度設定（溶融樹脂の目標温度）は、それぞれの加熱筒４ａ〜４ｃに個別に設定される条件である。表中、射出段とは、速度と圧力を切り替える位置、保圧切換位置とは、一次圧力から二次圧力への切り替え位置、保圧段とは、二次圧を切り替える時間、計量段とは、切り替える位置であり、回転、速度と圧力を切り替える位置、計量終止とは計量が完了すること、サックバックとは、計量完了後スクリュー７を後退させる位置、冷却時間とは、製品を冷やし固める時間である。位置、圧力（Ｐａ）は、スクリュー７の位置、スクリュー７による射出圧力や背圧力設定と動作状況で検出した圧力値、速度は、射出速度（％）であり、最大射出率（ｃｍ３／ｓｅｃ）からの割合を示す。Ｆ２成形金型２の開閉の際の条件である複数段における位置、圧力、及び速度、Ｆ５成形品を成形金型２から取り出す条件である圧力と速度、金型温度を整えるための冷却水の条件は、１つの製品を作る為の各種設定条件である。座進は、加熱筒４ａ〜４ｃが図５で左へ移動すること（竪型成形機なら下）、座退は加熱筒４ａ〜４ｃが図５で言えば、右へ移動（竪型成形機なら上）、位置は加熱筒４ａ〜４ｃ内のスクリュー７が再前進位置、一番左、（竪型なら下端）を0mmとし、そこから後退した長さをmmで示す。圧力は、油圧回路と、加熱筒４ａ〜４ｃの設定圧力である。Ｆ８温度設定（溶融樹脂の目標温度）が３つあるが、左から、温度センサー１９ａ〜１９ｃの順でのそれぞれの目標温度である。なお、樹脂はポリプロピレン、１ショットの樹脂総重量は２１０ｇ、ランナー重量は３．４ｇ、材料乾燥は１００℃で３時間、ゲート方法はＨ／Ｒとカルフォンである。カルフォンゲートとは、ゾウの鼻のようなもぐり込み形状になっているゲートであり、側面から樹脂を入れられない形状の場合、下部よりもぐり込ませて樹脂を入れるゲートである。
【００４１】
なお、成形品の形状は適宜、設定できるが、例えば、薄肉長尺物の成形の場合、例えば、厚さが０．５〜３ｍｍ、幅は５〜３０ｍｍ、長さは９０ｃｍ〜１００ｃｍが例示できる。３本の加熱筒４ａ〜４ｃでバランスよく成形できる。
【００４２】
つぎに射出成形サイクルを行う。このサイクルは、（１）型締工程、（２）射出充填工程、（３）保圧冷却工程（計量工程含む）、（４）型開取出工程の繰返しである。なお、保圧と計量中は冷却も兼ねる。
【００４３】
型締工程は、型開状態にある可動側金型２ｃと固定側金型２ａとを閉じて成形用金型内にキャビティー３を形成する工程であり、型締シリンダ（図示略）によって可動側金型２ｃを固定側金型２ａの方向に移動して当接させる。
【００４４】
射出充填工程は、加熱筒４ａ〜４ｃ内で溶融され流動状態になってノズル７ａに貯蔵された成形材料を、スクリュー７の前進によりノズル７ａ〜７ｃから成形用金型内に射出する。これにより、溶融した成形材料が成形用金型のキャビティー３内に充填される。
【００４５】
保圧冷却工程は、射出され充填された後も、スクリュー７によってキャビティー３内に圧力が加えられる保圧と、その状態で充填された樹脂を固化させるための冷却とを行う。保圧は、キャビティー３内に充填された成形材料に内部の樹脂が逆流しなくなるまで圧力をかけ、押さえておく。また、保圧は保圧冷却工程の略前半で完了するが、冷却はその後も続けられ成形品が離型の際に十分な剛性が得られる程度まで行われる。
【００４６】
保圧冷却工程のうち、保圧と冷却の間に行われる計量工程では、モータ８の駆動により加熱筒４ａ〜４ｃ内でスクリュー７が回転する。計量工程の開始とともにホッパーを通して加熱筒４ａ〜４ｃに成形材料が供給されているから、成形材料はスクリュー７の回転により溶融（可塑化）されながらノズル７ａ〜７ｃに送られ、徐々にノズル７ａ〜７ｃに貯蔵される。
【００４７】
計量工程が開始されると、制御回路１００の圧力センサ１８、背圧センサ１１（圧力センサ１８、背圧センサ１１は共通でもよい）、位置センサ１２からの情報に基づいて、材料供給装置２０へ投入された成形材料は投入口から加熱筒４ａ〜４ｃに供給され、スクリュー７の回転によって加熱筒４ａ〜４ｃ内をノズル７ａ〜７ｃに搬送される。加熱筒４ａ〜４ｃ内を搬送される成形材料は、回転するスクリュー７の表面と加熱筒４ａ〜４ｃの内壁との間で発生する剪断熱、及び加熱筒４ａ〜４ｃの外周に設けられたヒータ１７からの熱によって徐々に溶融される。制御回路１００は、圧力センサ１８で検出された樹脂圧に対応して、調圧装置１４を調整し、背圧を制御する。
【００４８】
計量工程が開始され、溶融された成形樹脂が更にノズル７ａ〜７ｃに搬送されて計量ゾーンに達し、ノズル７ａ〜７ｃにおける成形材料の貯蔵量が増えるのに伴い、貯蔵された成形材料自身の圧力に基づく後退力がスクリュー７に加わる。スクリュー７は回転しながら後退し、予め設定された計量設定位置まで後退したことが位置センサ１２で検知されるとモータ８が停止し、同時にスクリュー７の回転及び後退も停止して一回の計量を終了する。計量工程に要する時間が計量時間であり、タイマ１０５で計測する。
【００４９】
型開取出工程では、型締シリンダ（図示略）により可動側金型２ｃを固定側金型２ａから離れる方向に移動させて金型を開き、この型開動作の終了間際にエジェクタピン２ｆによって成形品が可動側金型２ｃから離型される。
【００５０】
以下、本発明に係る実施形態の樹脂射出成形装置１及び樹脂射出成形方法を説明したが、その効果について説明する。本実施形態１によれば、基本的には、加熱筒４ａ〜４ｃ内の溶融樹脂温度、溶融樹脂圧力、ノズルからの射出速度の少なくとも３つの入力値を独立に変更することで、ノズルごとに条件を自在に変えることができる。例えば、右側の搬送距離が遠いので、右側の加熱筒４ｃだけ、圧力を上げる、あるいは、右側の形状が複雑であるので、右側だけ射出速度を大きくする等が可能となる。また、加熱筒１本当たりの成形品の個数を減らすことができるので、ゲートバランスの調整が容易である。入力値は、具体的には、樹脂材料、金型のキャビティーの形状等によって決定でき、また、入力値の設定変更が容易である。また、加熱筒４ａ〜４ｃに相違する樹脂材料を供給することもできる。例えば、真中の加熱筒４ｂと、左右の加熱筒４ａ，４ｃの樹脂材料を変えて、真中の部分を作っておいてから、溶けている状態から金型を引いて、左右の加熱筒４ａ，４ｃから樹脂材料を入れると、真中が黒く、左右が白い成形品を成形できる。また、同じ材料で、一つの成形品で右側と左側で条件を変えて成形することもできる。例えば、片側の形状が複雑である場合、樹脂の流れが悪いので、樹脂を流すためには、片側の加熱筒の樹脂温度を高くし、樹脂を軟らかくしてやると流れやすくなり、均一な製品をバランスよく成形できる。なお、加熱筒４ａ〜４ｃの条件設定は、加熱筒ごとに、射出条件を個別に相違させることあるし、射出条件を同一とする場合もある。
【００５１】
また、ひとつの製品で多色の成形品を製造することが可能である。例えば、左側の加熱筒４ａが赤色の樹脂、中央の加熱筒４ｂが青色の樹脂、右側の加熱筒４ｃが緑色の樹脂を射出し、成形することができる。
【００５２】
長尺物を成形するため、両側の反りを防止するため、反りに合わせて、右と左の加熱筒４ａ，４ｃの樹脂圧力を変えることができる。
【００５３】
直接、加熱筒４ａ〜４ｃから金型に樹脂を射出することで、加熱筒４ａ〜４ｃが離れているので、ホットランナーシステムがなくても、直接、または直接に近い形態で、射出成形することができるので、例えば、長尺物をホットランナーがなくても成形することができる。ホットランナーシステムを使うにしても、マニホールド等の部品の大きさを削減することができるので、樹脂材料の無駄が省け、エネルギー効率も良好で、コストを削減できる。
【００５４】
ランナーの場合でも、これをなくすか、ランナーを大幅に削減できる。ランナーを砕いて再利用するという手間もいらない。大きなランナーを粉砕するのに粉砕機がいるが、小さな粉砕機で済む利点がある。
【００５５】
つぎに実施形態２の樹脂射出成形装置２０１及び樹脂射出成形方法について説明する。実施形態１の樹脂射出成形装置１及び樹脂射出成形方法と共通する点についての説明は割愛し、相違点を説明する。この樹脂射出成形装置２０１は図７に示す通り、加熱筒２０４ａ〜２０４ｄを直列に４本配置したものである。基本的には加熱筒本数を１本増加させたものである。本数は適宜増加できる。
【００５６】
つぎに実施形態３の樹脂射出成形装置３０１及び樹脂射出成形方法について説明する。実施形態１の樹脂射出成形装置１及び樹脂射出成形方法と共通する点についての説明は割愛し、相違点を説明する。この樹脂射出成形装置３０１は図８、図９に示す通り、加熱筒３０４ａ〜３０４ｄを格子状に４本、独立して配置したものである。基本的には加熱筒本数を増加させるとともに格子状に配置を変更したものである。本数は適宜増加できる。１本の大きな加熱筒で３２個の成形品をコン卜ロールするよりも、４本の加熱筒３０４ａ〜３０４ｄによる小さなコン卜ロールで、それぞれ、３２÷４＝８個の成形品をコン卜ロールするほうが、射出成形しやすい利点がある。
【００５７】
条件設定の例を表２、表３に示す。
Aは加熱筒３０４ａ、Bは加熱筒３０４ｂ、Cは加熱筒３０４ｃ、Dは加熱筒３０４ｄを示す。
【表２】
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【表３】
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【００５８】
図１０は実施形態３の変形例であり、点線で囲まれたホットランナー３５０ａ〜３５０ｄと入射点３０６ａ〜３０６ｄを設けることで、長尺物３６０の成形を行うことができる。入射点をずらすことにより、格子形状に配置された加熱筒３０４ａ〜３０４ｄにより、長尺物の成形を可能とし、ホットランナー３５０ａ〜３５０ｄを小さくできる効果がある。
【００５９】
つぎに実施形態４の樹脂射出成形装置４０１及び樹脂射出成形方法について説明する。実施形態３の樹脂射出成形装置３０１及び樹脂射出成形方法と共通する点についての説明は割愛し、相違点を説明する。この樹脂射出成形装置４０１は図１１に示す通り、加熱筒４０４ａ〜４０４ｆを円形状に６本配置したものである。基本的には加熱筒本数を増加させるとともに円形状に配置を変更したものである。本数は適宜増加できる。
【００６０】
ここでは、多数個取りの構成であり、加熱筒４０４ａ〜４０４ｆのそれぞれに対して、製品又は金型を配置し、合計で６×４＝２４個の金型を実装している。加熱筒を複数に独立して分割することによって条件設定を容易に調整できる。多点射出により個々の加熱筒４０４ａ〜４０４ｆの条件を調整できる。また、長尺の薄肉の成形を実現できる。加熱筒４０４ａ〜４０４ｆの条件設定値は、１つの成形品について、基本的に、入力値を固定することが好ましい。
【００６１】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることが出来るものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。ホットランナーの形状は、実施形態に限らず、たとえば、十字形状、Ｈ型形状などでもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１、２０１、３０１、４０１・・・樹脂射出成形装置
２ａ・・・固定側金型
２ｂ・・・固定盤
２ｃ・・・可動側金型
２ｄ・・・可動盤
２ｆ・・・エジェクタピン
２・・・成形金型
３・・・キャビティー
３５０ａ〜３５０ｄ・・・ホットランナー
６ａ，３０６ａ〜３０６ｄ・・・入射点
３６０・・・長尺物
４ａ〜４ｃ、２０４ａ〜２０４ｄ、３０４ａ〜３０４ｆ、４０４ａ〜４０４ｄ・・・加熱筒
５・・・マニホールド
６・・・ホットランナーノズル
７ａ〜７ｃ・・・ノズル
７・・・スクリュー
８・・・モータ
９・・・ピストン
１０・・・駆動装置
１１・・・背圧センサ
１２・・・位置センサ
１００・・・制御回路
１３・・・ポンプ
１４・・・調圧装置
１５・・・バルブ
１６・・・タンク
１７・・・ヒータ
１８・・・圧力センサ
１９ａ〜１９ｃ・・・温度センサ
２０・・・材料供給装置
１０１・・・ＣＰＵ
１０２・・・ＲＡＭ
１０３・・・ＲＯＭ
１０４・・・カウンタ
１０５・・・タイマ
１０６・・・音声制御部
１０７・・・入力部
１０８・・・表示装置
１０９・・・入出力インタフェース
１１０・・・バス
【要約】
【課題】射出成形におけるゲートバランスを容易にすること、ホットランナーのマニホールドを廃止すること、コールドランナーの全長を短くすること、金型の構造を簡素化すること。
【解決手段】樹脂射出成形装置１は、加熱筒４ａ〜４ｃ内から射出する溶融樹脂の計量設定、溶融樹脂を射出するための射出設定、溶融樹脂の温度設定、ノズル７ａ〜７ｃ動作条件設定を、それぞれの加熱筒４ａ〜４ｃで個別に条件設定し、当該条件設定となるように加熱筒４ａ〜４ｃ及び成形金型２にそれぞれ制御信号を出力する制御回路１００を備える。
【選択図】        図６【図１】
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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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【図８】
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【図２】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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